JPS5874327A - 多孔性ポリプロピレンフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フィルター用のフィルム、特に選択透過精度
および効率の高い多孔性ポリプロピレンフィルムに関す
るものである。。

従来、多孔性フィルムには種々のものが知られている。

しかし、それらのフィルムは、孔径が太きかった９孔径
分布が広いため９選択透過精度または効率のいずれかが
劣るという欠点を有していた。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点のないフィルム、
すなわち９選択透過精度とその効率が共に高いフィルム
を提供せんとするものである。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成。

すなわち、平均孔径０．０１〜０，４μｍの貫通孔を有
し、かつ溶液ヘイズが７０％以上である多孔性ポリプロ
ピレンフィルムを４！徴とするものである。

不発明のフィルムは、平均孔径が０．０１〜０．４μｍ
でなければならない。

平均孔径がこの範囲より大きい場合、孔の面積分率が小
さくなり１選択透過膜度が遅くなる。

また、平均孔径が上記範囲より小さい場合、孔径分布が
広くなり２選択透過精度が低下する。

また、フィルムの溶液ヘイズ（２５℃の流動パラフィン
に３分間浸漬後の全ヘイズ）は、７０チ以上、好ましく
は８５％以上でなくてはならない。

この溶液ヘイズの値が７０％未満の場合は１本発明フィ
ルムの平均孔径分布値、すなわち面積平均孔径φ８を、
数平均孔径φ８で割った値（φ８／φＮ）が２．０以上
、好ましくは１，５以上と大きくなシ。

孔径分布が広くなる。このため選択透過精度のよい膜と
はなり得ないはかシか、孔面積分率も５チ未満と小さく
なシ、透過係数が小さくなシ、効率のよい選択透過膜に
はなりえない。

本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、前記の平均
孔径と、溶液ヘイズを有するものであるが、その組成は
、下記のポリプロピレン原料中に。

下記の添加剤を添加せしめたものを主体として形成され
たフィルムである。

ポリプロピレン原料としては、ポリプロピレンのホモポ
リマで、極限粘度（１３５℃のテトラリン中で測定）は
、１．４〜４．２．好ましくは１．８〜３．１（得られ
たフィルムの極限′粘度としては。

１．７〜２．９）の範囲内のものが好ましい。また。

沸騰ｎ−へブタン中の不溶分としては９０％以上のもの
、好ましくは９６％以上のもの、さらに好ましくは９８
％以上のものが用いられる。

もちろん、原料には必要に座じてプロピレン以外の成分
、たとえばエチレン、ブテン−１などの共重合成分をプ
ロピレンに対ｊシて５モルチ以下の量を共重合させても
よい。ま□た。必要なら原料にβ型結晶を成長さす添加
剤を加えてもよい。

添加剤としては、炭酸カルシウム、二酸化チタン、二酸
化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、カー
ボンなどの無機化合物で、該化合物の表面をアルミナ処
理、あるいはシリカ処理などをして極性基を結合させた
表面活性化処理化合物の単体あるいは混合物からなるも
のが用いられ。

その添加剤の体積平均粒径は、直径が４μｍ以下。

好ましくは２μｍ以下、さらに好ましくは１．０μｍ以
下であることが望ましい。

なお、添加剤としては１体積平均粒径が１．０μｍ以下
の表面活性化処理された二酸化チタンを用いることが特
に望ましい。

添加剤の添加室としては、添加する無機の化合物の種類
によっても異なるが、１０〜５０重量％の範囲がよい。

表面活性化処理された二酸化チタンの場合には、２０〜
３５重量％の範囲がよい。

本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、上記の組成
からなるものであるが、その層構成は必ｉ。

ずしも単層である゛必要がなく、その組成が上記の範囲
内にあれば、それらの複合フィルムであってもよい。

次に９本発明のフィルム、％に多孔性複合ポリプロピレ
ンフィルムの製法の一例について説明する。

極限粘度２．０のポリプロピレン原料に、数平均粒径が
０．５μｍ以下の表面活性化処理された二酸化チタンを
、２５重重量部加した原料（１）と、極限粘度１．４の
ポリプロビレ／原料に、同じ二酸化チタンを２０重ｔ％
添加した原料（ＩＩ）とを二台の押出機に供給し、ポリ
プロピレン原料（Ｉ）が芯で、ポリプロピレン原料（ｎ
）の薄層が鞘となるように合流積層し、これを口金温度
が１７０〜２１０℃と低い温度にコントロールされた口
金からシート状に押出し、冷却用のドラムに接地するま
でに温度勾配のある領域で高剪断力をかけてキャストす
る。このとき９口金とドラム間の距離は４０ｍｍ以下と
極端に狭くするか、あるいは逆に１０００ｍｍ以上に広
げて、その空間に冷風を送風し、ポリマ一温度を下げな
がら、ドラフト比として５０倍以上、好ましくは１００
倍以上のドラフトをかけて分子鎖を配向させるのである
。キャスト工程で、ドラムとフィルムとの密着性を向上
させるために、エアーナイフ、スポットクーラー、プレ
スロール、シャワーキャスト、静電印加法などを用いる
と効果的である。

かくして得られたキャストフィルムの、５０％伸長後の
弾性回復率ＥＲ５０は８５％以上、好ましくは９０％以
上であることが必要である。

つづいて該フィルムを、室温で１．１〜２．５倍長手方
向に延伸し、必要なら１００〜１４０℃で再度長手方向
に１．１〜２．０倍延伸し、１６０〜１５０℃で長手方
向の収縮を束縛しながら熱処理する。

以上述べたように９本発明のポリプロピレンフィルムは
、平均孔径０．０１〜０．４μｍの貫通孔を有し、かつ
溶液ヘイズが７０％以上であることにより。

（１）平均孔径分布が狭く′な凱その結果９選択透過精
度が向上し、−回の透過でも純度のよい分別ができる。

（２）孔面積分率も大きくなり１選択透過効率が高くな
る。

（３）　　液中で遮光性を示すため、フィルター、亀コ
池セハレーター、油含浸コンデンサーナト（Ｄ液中で用
いる場合に９本発明フィルムの液中での存在確認が容易
になり、検査などの能率が向上する。

（４）　　また、液晶や有機電解液などの表示用反射板
としての機能も合わせ持つため、白色光反射板としてエ
レクトロ・クロミック・ディスプレイ（ＥＣ！Ｄｉなど
の用途にも有効に使える。

（５）　　さらに、限界沖過膜としての利用、−すなわ
ち、電池のセパレーター、牛乳の濃縮、卵白の凝縮、魚
肉工場排水処理、酵素の回収、鉛メツキ工場の排水処理
などにも有効に使える。

さて１本明細書で使った用語を以下に説明しておく。

（１）極限粘度は、ポリプロピレンを１６５℃のテトラ
リン中で測定した比゛粘度η　をポリマｐ −＠ｆＣに対してプロットし、。ｏｏ　（ηｌｌｐ／Ｃ
）の値をいう。

（２）平均孔径および孔径分布値は、フィルム表面に金
（Ａｕ）をスパッタリングして、走査型電顕ＳＫＭで、
３．ｏｏｏ〜ｓｏ、ｏｏｏ倍程度で観察し、３５ｘ４５
ｍｍの視野に５０個以上の孔径を含むように顕微鏡倍率
を選定し、その孔の大きさは９面積Ｓを変えずに円に変
換したときの直径りで表わす。

孔の面積Ｓ＝πＤ２／４ 孔径分布値は、各粒子の孔径りに対し、その孔数Ｎおよ
び面積分率Ｓを求め９次式により平均孔径を求める。

平均孔径分布値＝φ８／φ、 簡単にはイメ、−ジアナライザー（ケンブリッジ・イン
スツルメント）で統計処理するのがよい。もちろん、Σ
Ｓがその孔の面積分率になる。

（３）孔の面積分率は、孔数５０個以上を有する視野に
おいて、孔の面積の総和が、視野の全面積に対する割合
で、これもイメージアナライザーで統計処理するのがよ
い。

（４）　　ドラフト率は９口金のリップから吐出される
ときのポリマー線速■ゎと　フィルムの引取速度ｖ０と
の比率であり■。／Ｖつ　で表わす。

（５）結晶化度は、完全に結晶した密度を０．９３６（
ｇ／ｍＩり、完全非品の密度を０．８７０（ｇ／Ｉｎｌ
りとし、フィルムの密度から比例配分で結晶化度を求め
る。

（６）　　α型結晶以外の結晶の割合は、Ｘ線広角散乱
から求める。β型結晶の割合は（０２０）散乱強度から
求められ、その代表的な文献としてはＭａｋｒｏｍｏｌ
、　Ｏｈｅｍ、　７５１３４　（１９６４）などがある
。

（７１ＥＨ１１は、テンシロンでフィルム（幅５ｍ、長
さ５０　ｍｍ　）を５００　ｍｍ７分で５０％（フィル
み試長７５　ａｎ　）引伸ばしたのち、直ちに同速で伸
びを回復させたのちの寸法ｌ！−から。

７５−１！ （Ｆｉ　Ｒ５０）　　＝　−ｘ　１０　Ｄ　　（％）５ で求められる。

＋８１　　’　％　（ｄヘイスＨ（ｓ）の求め方の基本
は。

ＡＳＴ”Ｍ−１００３による。測定するサンプルを、そ
のサンプルの屈折率とほぼ同じ屈折率をもった液体、た
とえばポリプロピレンの場合では、たとえば流動パラフ
ィンなどの入った石英製のガラス容器に浸漬し、該ガラ
ス容器によるヘイズ測定時の光の散乱を極力小さくなる
ようにして、ＡＳＴＭ−１００３に従って測定する。

（９）無機化合物の体積平均粒径は、無機化合物を水ま
たはエチレングリコールに１〜５重量％超音波を使って
分散させ、この分散液をガラス板状に流し込み、必要な
ら水を蒸発させたのちに光学顕微鏡下で観察し１粒子１
個の面積Ｓに相当する円の長径をＤとし、その長径りに
相当する球の体積をＶとすると。

以下９本発明の効果をわかりやすくするために。

実施例・比較例で説明するが、これに限定されるもので
はない。

比較→例１〜２．梶娠仔！１−Ｚ ポリプロピレン原料に、添加剤として表面活性化処理さ
れた二酸化チタンＴＡ４００　　（富士チタン工業）を
種々の割合で重加し、該原料１２４０℃で溶融させたの
ち、２２０℃に保たれた口金から押出し、９０℃に保た
れたキャスティングドラム（材質クロムメッキ）上にキ
ャストｌ、、５０ｍ／分でフィルム厚み５０μｍフィル
ムを巻取った。

このときのドラフト率は７０倍であつ牟。

−かくして得られたフィルムのＥＲ５（）は８６％であ
り、十分な弾性回復能を示していた。つづいて該フィル
ムを４０℃で１．２倍長手方向に延伸したのち、さらに
１１０℃で１．５倍長手方向に延伸し、直ちに１４５℃
で固定長熱処理し、厚さ４０μｍの多孔性フィルムを得
た。

該フィルムの溶液ヘイズ、平均孔径分布値などを、原料
中の添加室との関係は次表のとおりこのように、溶液ヘ
イズ値を７０％以上、好ましくは８５チ以上にすること
により、孔径分布値の小さい、すなわち、平均孔径分布
の狭い２選択透過精度のよい微孔膜となるばかりか、孔
面積率の大きい１選択透過効率のよい膜になることがわ
かる。

実施例５　　、：′ 、′：５ ポリプロピレン＜Ｉ＞　ｓ料として１表面活性化処理さ
れた二酸化チタンＴＡ４００　（富士チタン工業）を２
０７ｔ％含む住友ノーブレンＷＦ９［］０（Ｃη〕＝２
．０）、およびポリプロピレン（ＩＩ）原料として。

三井ノーブレンＪ４Ｈ−２１８７（（η）＝１．３１を
用い、それぞれ別の押出機に供給し２６０℃で溶融させ
たのち、ポリマー管内でＷＦ’９［］０の断面の外周を
完全に包み込んだ６層構造に積層し、つづいて１９５℃
に保たれた口金（スリット間隙１．８　ｍｍ　）内に導
入して押出した。該溶融体を表面温度１１５℃に保たれ
ているキャスティングドラムにキャストし、６０ｍ／分
で１５０μｍ　厚み、のフィルムを巻取った。該キャス
トフィルムの断面形態は、ＷＦ９００　フィルムの両表
層に８μｍのＪ４Ｈおよび両エツジ端部５二幅には１４
Ｈのみのポリマーからなる口の字型の特殊断面を有して
いた。

かくして得られたキャスト・フイ′ルム（ＥＲ５０＝９
１％）を、５０℃で１．８倍長手方向に延伸したのち、
直ちに１３５℃で熱処理し９両エツジをカットしたのち
厚さ１００μｍの３層構成からなる多孔質ポリプロピレ
ンフィルムを得た。このフィルムの品質は次のとおりで
ある。

数平均孔径φＭ　：０．０９μｍ 面積平均孔径φｓ：０．１２μｍ φＢ　／　φ、　　　　　　　　　二　　　１．６６孔
の面積分率　　：　１９％ 複屈折　：０．０１６ 溶液ヘイズ　　：　９５％ （流動パラフィン中） これを、プロピレンカーボネートと過塩素酸カリからな
る有機電解液に浸漬しても９本発明フィルムは遮光性を
有し、液晶の表示板などに使用できる。

また、この多孔性フィルムと、比較例２のフィルムとを
、それぞれ種々のバクテリアを含んだ空′、 気の細菌フィルターとして使用して９両者のフィルター
精度、すなわち、該フィルムを通過した空気中に存在す
るバクテリアの粒子数を比較した。

その結果９本実施例６の多孔性フィルムを使ったフィル
ターを通過した空気中には、バクテリアは全く含まれな
・かったが、一方、比較例２の多孔性フィルムを使った
フィルターを通過した空気中には、　０．’２〜１．０
μｍ径のバクテリア（セラチア。

シュードモナズなど）が混在していた。このように９本
発明多孔性フィルムは、無菌試験、細菌分析、精密沖過
などに有効である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均孔径０，０１〜０．４μｍの貫通孔を有し。 かつ溶液ヘイズが７０％以上である多孔性ポリフロピレ
   ンフィルム。