多孔性膜的制作方法_4

文档序号:8508143阅读:来源:国知局
解引起的强度降低,赋予 良好的耐久性的观点出发,该膜的羧基末端浓度优选为30当量/10 3kg以下,更优选为20 当量/103kg以下,进一步优选为10当量/103kg以下。如果该膜的羧基末端浓度为30当量 /103kg以下,则作为水解的自催化剂的羧基末端浓度充分低,因此虽然与用途有关,但在实 用上往往可以赋予良好的耐久性。
[0121] 作为使该膜的羧基末端浓度为30当量/103kg以下的方法,可举出例如,通过聚乳 酸系树脂的合成时的催化剂、热历程进行控制的方法;降低膜制膜时的挤出温度或将滞留 时间进行短时间化等降低热历程的方法;使用反应型化合物来封闭羧基末端的方法等。
[0122] 在使用反应型化合物来封闭羧基末端的方法中,优选膜中的羧基末端的至少一部 分被封闭,更优选为全部量被封闭。作为反应型化合物,可举出例如,脂肪族醇、酰胺化合物 等缩合反应型化合物、碳二亚胺化合物、环氧化合物、^恶唑啉化合物等加成反应型化合物。 从反应时不易产生多余的副生成物方面考虑,优选为加成反应型化合物,其中,从反应效率 方面出发,优选为碳二亚胺化合物或环氧化合物。
[0123] (乳酸低聚物成分量)
[0124] 关于本发明的多孔性膜,膜中所包含的乳酸低聚物成分量优选为0. 3质量%以 下。更优选为0.2质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下。通过使膜中所包含的乳酸 低聚物成分量为0.3质量%以下,从而抑制由膜中残留的乳酸低聚物成分以粉末状或液状 的方式析出而引起的操作性的恶化,或抑制聚乳酸系树脂的水解进行而防止膜的耐经时性 劣化,此外,可以抑制聚乳酸特有的臭味。这里所谓乳酸低聚物成分,为膜中所存在的乳酸、 乳酸的线状低聚物、环状低聚物等中在量上最有代表性的乳酸的环状二聚体(丙交酯),即 LL一丙交酯、DD-丙交酯和DL(内消旋)一丙交酯。使乳酸低聚物成分量为0.3质量%以 下的方法如后所述。
[0125] (制造方法)
[0126] 接下来,关于制造本发明的多孔性膜的方法,进行具体地说明,但不限于此。
[0127] 作为本发明中的树脂(A)的聚乳酸系树脂可以采用例如如下的方法来获得。作为 原料,使用L一乳酸或D-乳酸。还可以并用上述乳酸以外的羟基羧酸。此外,还可以使用 羟基羧酸的环状酯中间体,例如,丙交酯、乙交酯等作为原料。此外还可以使用二羧酸类、二 醇类等。
[0128] 聚乳酸系树脂可以通过将上述原料进行直接脱水缩合的方法,或将上述环状酯中 间体进行开环聚合的方法来获得。例如在直接脱水缩合来制造的情况下,将乳酸类、或乳酸 类与羟基羧酸类在有机溶剂、特别优选为苯基醚系溶剂的存在下进行共沸脱水缩合,使从 通过共沸而馏出的溶剂中除去水而实质上成为无水的状态的溶剂返回至反应体系的方法 进行聚合,从而获得高分子量的聚合物。
[0129] 此外,还已知通过使用辛酸锡等催化剂,将丙交酯等环状酯中间体进行减压下开 环聚合,从而获得高分子量的聚合物。此时,还可以通过使用下述方法来获得丙交酯量少的 聚合物,所述方法是:调整在有机溶剂中的加热回流时的水分和低分子化合物的除去条件 的方法;聚合反应结束后使催化剂失活而抑制解聚反应的方法;将制造的聚合物进行热处 理的方法等。
[0130] 在获得构成本发明的多孔性膜的组合物,即,含有树脂(A)(聚乳酸系树脂)、树脂 (B)(除了聚乳酸系树脂以外的热塑性树脂)、填充剂(C)和根据需要的有机润滑剂等其它 成分的组合物时,还能够将溶剂中溶解有各成分的溶液进行均匀混合后,除去溶剂来制造 组合物,但通过将各成分进行熔融混炼来制造组合物的熔融混炼法不需要原料在溶剂中的 溶解、溶剂除去等工序,因此优选。关于熔融混炼方法,没有特别限制,可以使用捏合机、辊 磨机、班伯里密炼机、单轴或双轴挤出机等公知的混合机。其中,从生产性的观点出发,优选 使用单轴或双轴挤出机。
[0131] 熔融混炼时的温度优选为150°C~240°C的范围,从防止聚乳酸系树脂的劣化的 意义考虑,更优选为190°C~210°C的范围。
[0132] 本发明的多孔性膜可以使用通过例如上述的方法而得的组合物,通过公知的吹胀 法、管式法、T型模流延法等现有的膜的制造法来获得。
[0133] 在制造本发明的多孔性膜时,将含有通过例如上述的方法而获得的聚乳酸系树脂 的组合物进行暂时制粒,再次进行熔融混炼而挤出、制膜时,优选使用使颗粒在60~KKTC 干燥6小时以上等而使水分量为500ppm以下的组合物。此外,优选通过在真空度10托以下 的高真空下进行真空干燥,从而使该组合物中的丙交酯含量降低。通过使该组合物的水分 量为500ppm以下,降低丙交酯含量,从而可以防止熔融混炼中的聚乳酸系树脂的水解,由 此可以防止分子量降低,可以使所得的组合物的熔融粘度为适度的水平,使制膜工序稳定, 因此优选。此外,从同样的观点出发,在将组合物暂时制粒,或熔融挤出、制膜时,优选使用 带有通气孔的双轴挤出机,一边除去水分、低分子量物等挥发物一边进行熔融挤出。
[0134] 在通过吹胀法制造本发明的多孔性膜的情况下,可使用例如如下的方法。将通过 上述那样的方法制造的组合物利用带有通气孔的双轴挤出机进行熔融挤出,导入至环状模 头中,从环状模头中挤出并向内部供给干燥空气而形成为气球状(气泡)。此外,通过气环 进行均匀地空气冷却固化,一边用轧辊折叠成扁平一边以规定的牵引速度牵引后,根据需 要将两端、或一端切开并进行卷绕,从而可以获得目标的多孔性膜。
[0135] 此外,为了表现良好的透湿性,环状模头的温度是重要的,环状模头的温度优选为 150~190°C,更优选为155~185°C的范围。关于环状模头,从所得的膜的厚度精度和均匀 性的方面出发,优选使用螺旋型。
[0136] 在成型为膜后,以提高印刷性、层压适应性、涂布适应性等为目的,可以实施各种 表面处理。作为表面处理的方法,可举出电晕放电处理、等离子体处理、火焰处理、酸处理 等。可以使用任一方法,但从能够连续处理,在现有的制膜设备中的装置设置容易方面、处 理的简便性出发,可以例示电晕放电处理作为最优选的方法。
[0137] 本发明的多孔性膜由于耐渗出性和耐粘连性优异,因此在从卷绕后的膜卷将膜卷 出时,可以没有问题地顺利卷出。
[0138] 在采用吹胀法制造本发明的多孔性膜的情况下,为了实现孔隙率1~80%,将吹 胀比与拉伸比调整至优选的范围是重要的。这里,所谓吹胀比,为气泡的最终半径&与环 状模头的半径%的比Ry%。所谓拉伸比,为成型膜的卷绕速度八与从模唇排出熔融的树 脂的速度I的比用于实现孔隙率1~80%的吹胀比的优选范围为1. 5~5. 0,更优 选为2. 0~4. 5,进一步优选为2. 5~4. 0。此外,用于实现孔隙率1~80 %的拉伸比的优 选范围为2~100,更优选为5~80,进一步优选为10~60,特别优选为20~40。
[0139] 在通过T型模流延法制造本发明的多孔性膜的情况下,为了实现孔隙率1~80%, 将拉伸温度和拉伸倍率调整至以下优选的范围是重要的。使用例如如下方法。将通过上述 那样的方法而制造的组合物利用带有通气孔的双轴挤出机进行熔融挤出,从唇间隔〇. 5~ 3mm的狭缝状的口模排出,在设定为0~40°C的表面温度的金属制冷却流延鼓上,使用直径 0. 5_的丝状电极施加静电进行附着,获得无取向流延膜。
[0140] 通过将这样获得的无取向膜在加热辊上输送,从而升温直至进行纵向拉伸的温 度。升温可以并用红外线加热器等辅助加热手段。拉伸温度的优选范围为50~90°C,更 优选为55~85°C,进一步优选为60~80°C。使用加热辊间的圆周速度差,将这样升温了 的无取向膜在膜长度方向上以1段、或2段以上的多段进行拉伸。合计的拉伸倍率优选为 1.5~5倍,更优选为2~4倍。
[0141] 将这样单轴拉伸了的膜暂时冷却后,用夹具把持膜的两端部而导入至拉幅机,进 行宽度方向的拉伸。拉伸温度优选为55~95°C,更优选为60~90°C,进一步优选为65~ 85°C。拉伸倍率优选为1. 5~5倍,更优选为2~4倍。
[0142] 拉伸可以为仅纵向或仅横向的单轴拉伸,也可以为纵向、横向的双轴拉伸。此外, 可以根据需要进行再纵向拉伸和/或再横向拉伸。接下来,使该拉伸膜在拉紧下或在宽 度方向上一边松弛一边进行热定形。优选的热处理温度为90~150°C,更优选为100~ 140°C,进一步优选为110~130°C。在想要使膜的热收缩率降低的情况下,优选使热处理温 度为高温。热处理时间优选在0.2~30秒的范围进行,但没有特别的限定。关于松弛率, 从使宽度方向的热收缩率降低的观点出发,优选为1~10%,更优选为3~5%。进一步优 选在进行热定形处理之前将膜暂时冷却。此外,对于膜,可以根据需要一边在长度和宽度方 向上实施松弛处理,一边使膜冷却至室温并卷绕,从而获得目标的多孔性膜。
[0143] 为了使多孔性膜保持高透湿性,需要孔为贯通孔。然而,以往的技术中,难以在聚 乳酸系膜中产生充分的贯通孔。在本发明中,通过将聚乳酸系树脂(A)与除了聚乳酸系树 脂以外的热塑性树脂(B)、填充剂(C)进行混炼后,在上述优选的条件下制造膜,从而填充 剂(C)成为起点,在聚乳酸系树脂(A)与除了聚乳酸系树脂以外的热塑性树脂⑶之间发 生界面剥离,结果产生贯通孔,其结果发现,可获得不牺牲其它物性而具有以往得不到的高 透湿性的多孔性膜。
[0144] 此外,本发明的其它方式为一种多孔性膜,其为包含聚乳酸系树脂(A)和除了聚 乳酸系树脂以外的热塑性树脂(B)的多孔性膜,透湿率为lOOOgAm2 ?天)以上,热水处理 后的质量减少率为10%以下,并且拉伸弹性模量为50~2,OOOMPa。
[0145] (透湿率)
[0146] 本发明的多孔性膜的透湿率为lOOOgAm2?天)以上是重要的。本发明中所谓透 湿率的测定方法如实施例的"透湿性"的项所记载的那样。上述那样的以往的技术中,聚乳 酸系膜难以保持高透湿性。然而,在本发明中,可以使聚乳酸系膜产生充分的贯通孔,由此 可以获得透湿率为l〇〇〇gAm2 ?天)以上的多孔性膜。通过使透湿率为这样的高值,从而 能够优选用于需要透湿性的用途。
[0147] 透湿率优选为1200g/ (m2 ?天)以上,更优选为1300g/ (m2 ?天)以上,特别优选为 1500g/(m2 ?天)以上。
[0148](热水处理后的质量减少率)
[0149] 本发明的多孔性膜的热水处理后的质量减少率为10%以下是重要的。本发明中所 谓热水处理后的质量减少率的测定方法如实施例的"耐渗出性"的项所记载的那样。上述 那样的本发明的多孔性膜的特征在于,通过使用聚乳酸系树脂(A)和除了聚乳酸系树脂以 外的热塑性树脂(B),从而具有充分的贯通孔。另一方面,由此,树脂(B)渗出,也产生耐渗 出性降低的风险。通过使热水处理后的质量减少率为10%以下,从而能够使耐渗出性为可 以用于本发明的优选用途的实用水平。
[0150] 用于使热水处理后的质量减少率为10%以下的实现手段可考虑使用上述优选的 树脂系增塑剂、作为树脂(A)使用结晶性聚乳酸系树脂和非晶性聚乳酸系树脂的混合物。
[0151] 热水处理后的质量减少率优选为5 %以下,更优选为3 %以下,进一步优选为2% 以下,特别优选为1%以下。
[0152] 实施例
[0153] 以下显示实施例来进一步具体地说明本发明,但本
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