多孔膜疊層體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有微孔和操作強(qiáng)度的多孔膜疊層體以及其制造方法。更詳細(xì)而 言，涉及一種在無紡布基體材料的至少一面上疊層了具備具有連通性的多個(gè)微孔的多孔膜 而成的多孔膜疊層體及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為具有微細(xì)孔的多孔膜，例如在專利文獻(xiàn)1中公開有由酰胺酰亞胺類聚合物或 酰亞胺類聚合物構(gòu)成的多孔性膜。公開有一種多孔性膜，其特征特征在于，其該膜的厚度為 5~200 μ m，微孔的平均孔徑為0· 01~10 μ m，孔隙率為30~80%，表示微孔的連通性的 透氣度以格利值計(jì)為〇. 2~29秒/IOOcc。
[0003] 另外，在專利文獻(xiàn)2中公開有在無紡布上疊層有多孔膜的疊層體。公開有為在無 紡布基體材料的至少一面上疊層有具備具有連通性的多個(gè)微孔、且該微孔的平均孔徑為 0. 01~10 μ m的多孔膜而成的多孔膜疊層體，且基體材料和多孔膜沒有由于膠帶剝離實(shí)驗(yàn) 而發(fā)生界面剝離的多孔膜疊層體。
[0004] 并且，在專利文獻(xiàn)3中，作為以無紡布為基體材料、且在無紡布的表面具有多孔膜 的疊層體，公開有排水用分離膜。作為無紡布，可列舉纖維素纖維、三乙酸纖維素纖維、聚酯 纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維，作為最優(yōu)選的組合，公開有在聚酯纖維制無紡布上具有聚 偏氟乙烯（PVDF)的多孔膜而成的疊層體。
[0005] 另外，在專利文獻(xiàn)4中公開有一種空氣清潔器用過濾器，其疊層有超高分子量聚 乙烯的燒結(jié)多孔片和聚酯無紡布。該過濾器的制造方法包括以下的階段。
[0006] 1.將超高分子量聚乙烯粉末填充于金屬模具，并放入容器中，對(duì)容器內(nèi)進(jìn)行減壓。
[0007] 2.向容器內(nèi)導(dǎo)入加熱水蒸氣，在160°C X6氣壓下加熱5小時(shí)后，緩慢冷卻。
[0008] 3.將制成的圓柱狀的燒結(jié)多孔體切削成片狀后，進(jìn)行拉伸，得到多孔片。
[0009] 4.在多孔片上涂布熱熔粘合劑，并貼合聚酯無紡布而進(jìn)行層疊。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3963765號(hào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2007/097249號(hào)
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010-221218號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2006-257888號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明要解決的問題
[0017] 但是，專利文獻(xiàn)1中記載的多孔膜的情況下，由于具有連通性好的微細(xì)孔，因此強(qiáng) 度非常弱，在操作上需要注意，因此，存在在用途受到限制的問題。在進(jìn)行膜的加工時(shí)，大多 采用輥對(duì)輥操作，有時(shí)存在不能確保經(jīng)得起該操作的強(qiáng)度等問題。
[0018] 另外，專利文獻(xiàn)2中記載的疊層體的情況下，由于以無紡布作為基體材料，在其上 形成多孔膜，因此，可以利用無紡布確保充分的強(qiáng)度。但是，由于無紡布在結(jié)構(gòu)上具有孔，因 此，將高分子溶液在無紡布上流延成膜狀而形成多孔膜的方法存在如下問題：高分子溶液 浸透于無紡布的孔內(nèi)，多孔膜表面成為凸凹，或無紡布部分露出，或產(chǎn)生針孔，或透氣性變 差。而且，存在如下問題：一般而言，無紡布具有的孔與多孔膜具有的孔相比明顯較大，從微 觀上觀察時(shí)非常不均勻，因此，高分子溶液浸透量因位置不同而有偏差，結(jié)果，多孔膜的厚 度也有偏差，作為其特性的透氣度也有偏差。
[0019] 專利文獻(xiàn)3中記載的疊層體的情況下，在無紡布基體材料的表面具有多孔膜樹脂 層，多孔膜樹脂層的一部分嵌入無紡布基體材料的內(nèi)部，因此，存在與上述同樣的問題。另 外，存在如下問題：多孔膜表面的開孔度非常低，或在多孔膜樹脂層內(nèi)部具有存在巨大空隙 的不勻質(zhì)孔結(jié)構(gòu)，因此，透氣度仍然因位置不同而有偏差。
[0020] 另外，專利文獻(xiàn)中4記載的疊層體的情況下，存在如下問題：難以通過制造方法來 減小孔徑、以及減小表面開口率。另外，本過濾器的制造方法如上所述存在非常花費(fèi)工夫的 問題。另外，也存在如下問題：多孔片和聚酯無紡布通過熱熔粘合劑而貼合，因此阻礙透氣 性。
[0021] 因此，需要透氣性優(yōu)異、不會(huì)產(chǎn)生針孔、表面平滑性高、具有柔軟性、而且操作性及 成形加工性優(yōu)異的多孔膜疊層體及其制造方法。
[0022] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種多孔膜疊層體及其制造方法，所述多孔膜疊層 體透氣性優(yōu)異，不會(huì)產(chǎn)生針孔，表面平滑性高，具有柔軟性，而且操作性及成形加工性優(yōu)異。 [0023] 用于解決問題的技術(shù)方案
[0024] 因此，本發(fā)明人為了達(dá)到上述目的進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：就使用一般的無紡 布基體材料通過涂布制作的多孔膜疊層體而言，多孔膜表面為凸凹、無紡布部分露出、產(chǎn)生 針孔，透氣性變差，經(jīng)不起使用。另外發(fā)現(xiàn)，通過利用熱熔粘在無紡布基體材料的表面上疊 層多孔膜，可得到透氣性優(yōu)異、不產(chǎn)生針孔、表面平滑性高、具有柔軟性、而且操作性及成形 加工性優(yōu)異的多孔膜疊層體，完成了本發(fā)明。
[0025] 即，本發(fā)明提供一種多孔膜疊層體，其在無紡布基體材料的至少一面上疊層有多 孔膜，其中，
[0026] 所述多孔膜具備具有連通性的多個(gè)微孔，該微孔的平均孔徑為0. 01~10 μ m，
[0027] 用下述測(cè)定方法求出的多孔膜表面的算術(shù)平均表面粗糙度Sa為0. 5 μπι以下，
[0028] 多孔膜疊層體的透氣度的值為0. 5~30秒，
[0029] 多孔膜疊層體的拉伸強(qiáng)度為4. 0N/15mm以上，
[0030] 所述基體材料和所述多孔膜不會(huì)由于下述膠帶剝離實(shí)驗(yàn)而發(fā)生界面剝離，
[0031](膠帶剝離實(shí)驗(yàn)）
[0032] 在多孔膜疊層體的多孔膜表面上粘貼遮蔽膠帶[株式會(huì)社寺閃制作所制造，商品 名 "film masking tape No. 603 (#25)"、寬度 24mm]，用直徑 30mm、200gf 荷重的輯壓粘后， 使用拉伸試驗(yàn)機(jī)以50_/分鐘的剝離速度進(jìn)行T型剝離；
[0033](算術(shù)平均表面粗糙度Sa的測(cè)定）
[0034] 使用采用了光干涉法的非接觸式表面計(jì)測(cè)系統(tǒng)VertSCan2.0(株式會(huì)社菱化 System制造）測(cè)定表面形狀，從而算出了表面粗糙度，測(cè)定區(qū)域設(shè)為250 μ mX 188 μ m的范 圍，測(cè)定條件設(shè)為物鏡=50倍、鏡筒=0. 5XBody、連續(xù)變焦鏡頭=NoRelay、濾波器（wave length filter) = 530white、測(cè)定模式=Wave、視野尺寸= 640X480。
[0035] 所述算術(shù)平均表面粗糙度Sa優(yōu)選為0. 4 μ m以下。
[0036] 所述算術(shù)平均表面粗糙度Sa優(yōu)選為0. 3 μ m以下。
[0037] 所述算術(shù)平均表面粗糙度Sa優(yōu)選為0. 2 μ m以下。
[0038] 所述透氣度的值優(yōu)選為0.5~20秒。
[0039] 所述透氣度的值優(yōu)選為0. 5~10秒。
[0040] 所述透氣度的值優(yōu)選為0· 5~5秒。
[0041] 所述高分子溶液是包含高分子成分8~25重量％、水溶性聚合物5~50重量％、 水0~10重量％、及水溶性極性溶劑30~82重量％的混合溶液。
[0042] 所述多孔膜包含選自聚酰亞胺類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚醚酰亞胺類樹脂、 及聚醚砜類樹脂中的至少一種。
[0043] 所述無紡布基體材料為聚烯烴類無紡布、聚酰胺類無紡布、或部分無紡布為聚烯 烴類無紡布、聚酰胺類無紡布的多層無紡布。
[0044] 所述多孔膜的內(nèi)部的平均開孔率（孔隙率）優(yōu)選為30~80%。
[0045] 所述基體材料的厚度優(yōu)選為10~500 μ m。
[0046] 下述高溫放置實(shí)驗(yàn)中所述多孔膜疊層體的形狀變化率為5%以內(nèi)：
[0047] (高溫放置實(shí)驗(yàn)）
[0048] 將與多孔膜一體化而成的疊層體的形狀調(diào)整為約5cmX IOcm的大致長(zhǎng)方形，對(duì)所 述大致長(zhǎng)方形的垂直兩邊的長(zhǎng)度al、bl進(jìn)行測(cè)定，向溫度調(diào)整為140°C的恒溫槽內(nèi)投入所 述疊層體，放置30分鐘后，取出所述疊層體，自然冷卻至室溫后，對(duì)所述大致長(zhǎng)方形的垂直 的兩邊的長(zhǎng)度a2、b2進(jìn)行測(cè)定，使用下式計(jì)算形狀變化率，
[0049] 由 al、a2 求出形狀變化率（％ ) = {|a2_al|/al} XlOO
[0050] 同樣地由bl、b2求出的形狀變化率（％)，將這些值的平均值作為本高溫放置實(shí)驗(yàn) 中的形狀變化率。
[0051] 所述多孔膜疊層體優(yōu)選用作氣體、液體、固體的過濾器；分離膜；電池或電容器的 隔板；或它們的一部分。
[0052] 所述無紡布基體材料和多孔膜的疊層方法通過熱熔粘進(jìn)行，構(gòu)成多孔膜的樹脂的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 > 構(gòu)成無紡布的樹脂的熔點(diǎn)。
[0053] 所述多孔膜如下得到：將高分子溶液流延在基體材料上并形成膜狀后，導(dǎo)入至凝 固液中，然后，對(duì)從基體材料上剝離下來的單獨(dú)的膜進(jìn)行干燥。
[0054] 發(fā)明的效果
[0055] 本發(fā)明的多孔膜疊層體具備具有多個(gè)微孔的多孔膜，因此，柔軟性優(yōu)異，同時(shí)透氣 性優(yōu)異，不產(chǎn)生針孔，表面平滑性高，而且該多孔膜襯裱褙于基體材料上，因此，即使在具有 空隙率的情況下，也可以發(fā)揮充分的強(qiáng)度，耐折性、操作性非常優(yōu)異。根據(jù)本發(fā)明，可以用簡(jiǎn) 易的方法穩(wěn)定地制造具有上述特性、膜質(zhì)勻質(zhì)的多孔膜疊層體。如上所述得到的多孔膜疊 層體由于具有上述特性，因此，可以用作氣體或液體或固體的過濾器及分離膜、電池用及電 容器的隔板、或它們的一部分。例如，可以作為液體分離膜、固體分離膜、氣體分離膜、或它 們的一部分來使用。
[0056] 具體而言，可以列舉：袋式過濾器、除塵過濾器、空調(diào)過濾器、汽車的過濾器（空氣 凈化器、油凈化器、室內(nèi)凈化過濾器、外氣吸入過濾器等）等。此外，可以作為電路用基板、 電池用隔板、電磁波屏蔽或電磁波吸收體等電磁波控制材料、電解電容器、低介電常數(shù)材 料、緩沖材料、油墨顯像片、試紙、絕緣材料、隔熱材料、細(xì)胞培養(yǎng)基體材料、放射線遮蔽墊層 用材料、吸油材料等廣范圍的基板材料利用。
【附圖說明】
[0057] 圖1是制造例1中制作的多孔膜表面的電子顯微鏡照片（SEM照片）。
[0058] 圖2是制造例2中制作的多孔膜表面的電子顯微鏡照片（SEM照片）。
【具體實(shí)施方式】
[0059] 對(duì)本申請(qǐng)發(fā)明的多孔膜疊層體進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0060] [膠帶剝離實(shí)驗(yàn)]
[0061] 本發(fā)明的多孔膜疊層體中所述基體材料和所述多孔膜不會(huì)由于所述膠帶剝離實(shí) 驗(yàn)而發(fā)生界面剝離。
[0062] 所述膠帶剝離實(shí)驗(yàn)如下進(jìn)行：在多孔膜疊層體的多孔膜表面粘貼24mm寬度的株 式會(huì)社寺閃制作所制造的遮蔽膠帶[膜遮蔽膠帶No. 603 (#25)]、用直徑30mm、200gf荷重的 輥進(jìn)行了壓粘后、使用拉伸試驗(yàn)機(jī)以50mm/分鐘的剝離速度進(jìn)行T型剝離。即，所述基體材 料和所述多孔膜以不會(huì)在上述膠帶剝離實(shí)驗(yàn)中發(fā)生界面剝離的程度的層間密合強(qiáng)度進(jìn)行 了疊層。
[0063] 如上所述，本發(fā)明的多孔膜疊層體具有所述基體材料和所述多孔膜以