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多孔膜疊層體及其制造方法_3

文檔序號(hào):9278526閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
藥品接觸的情況下,也完全不會(huì)產(chǎn)生多孔膜溶解、或溶脹而變形等變 質(zhì),或可以將變質(zhì)控制到對(duì)使用目的或用途沒(méi)有影響的程度。例如,在多孔膜和藥品接觸時(shí) 間短的用途中,只要賦予在該時(shí)間內(nèi)不會(huì)變質(zhì)的程度的耐藥品性即可。
[0094] 需要說(shuō)明的是,所述耐藥品性高分子化合物大多同時(shí)具有耐熱性,因此,所述多孔 膜與用所述耐藥品性高分子化合物對(duì)其進(jìn)行包覆之前相比,耐熱性降低的可能性小。
[0095] 可以在構(gòu)成所述多孔膜的微孔中填充功能性材料。作為所述功能性材料,可列舉 例如:鐵氧體微粒子、金屬微粒子(包括金屬氧化物微粒子等含金屬的微粒子)、炭黑、碳納 米管、富勒烯、氧化鈦、鈦酸鋇等。
[0096] 所述功能性材料的填充條件沒(méi)有特別限定,優(yōu)選通過(guò)以亞微米粒子~微米單位的 分解能進(jìn)行填充,從而對(duì)多孔膜本來(lái)具有的空孔特性的損失進(jìn)行抑制,而且可以提高易于 調(diào)整功能性材料的填充量等處理性、操作性。填充功能性材料的情況下,多孔膜的微孔過(guò)小 時(shí),難以填充功能性材料,當(dāng)多孔膜的微孔過(guò)大時(shí),難以將功能性材料的填充控制在亞微米 粒子~微米單位,因此,微孔的平均孔徑優(yōu)選在上述數(shù)值范圍內(nèi),膜表面的最大孔徑優(yōu)選為 15 μm以下。
[0097] [無(wú)紡布基體材料和多孔膜的組合]
[0098] 從所述無(wú)紡布基體材料與所述多孔膜之間的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),作為構(gòu)成所述無(wú) 紡布基體材料和所述多孔膜的成分,優(yōu)選組合使用可發(fā)揮良好的密合性(親和性)的材料。 具體而言,所述多孔膜含有選自聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚酰胺酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚醚酰亞胺類(lèi)樹(shù) 月旨、聚四氟乙烯(PTFE)類(lèi)多孔膜及聚醚砜類(lèi)樹(shù)脂中的至少一種,所述無(wú)紡布基體材料優(yōu)選 使用聚烯烴無(wú)紡布、聚酯無(wú)紡布、聚酰胺無(wú)紡布等,優(yōu)選含有選自它們的兩層無(wú)紡布、多層 無(wú)紡布中的至少一種。
[0099] 另外,所述多孔膜含有選自聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚酰胺酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚醚酰亞胺類(lèi) 樹(shù)脂及聚醚砜類(lèi)樹(shù)脂中的至少一種,所述無(wú)紡布基體材料優(yōu)選使用聚烯烴無(wú)紡布、聚酯無(wú) 紡布等,更優(yōu)選含有選自這些兩層無(wú)紡布、多層無(wú)紡布中的至少一種。
[0100] 另外,所述多孔膜含有選自聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚酰胺酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、聚醚酰亞胺類(lèi) 樹(shù)脂及聚醚砜類(lèi)樹(shù)脂中的至少一種,所述無(wú)紡布基體材料優(yōu)選使用聚烯烴無(wú)紡布、聚酯無(wú) 紡布等,進(jìn)一步優(yōu)選含有選自這些兩層無(wú)紡布中的至少一種。
[0101] 所述多孔膜含有上述樹(shù)脂的情況下,其含量相對(duì)于所述多孔膜整體例如為80~ 100重量%,優(yōu)選為90~100重量%,更優(yōu)選為95~100重量%。
[0102] 所述無(wú)紡布基體材料含有上述樹(shù)脂或纖維的情況下,其含量相對(duì)于所述無(wú)紡布基 體材料整體例如為60~100重量%,優(yōu)選為80~100重量%,更優(yōu)選為90~100重量%。 [0103][多孔膜疊層體]
[0104] 本發(fā)明的多孔膜疊層體具有所述無(wú)紡布基體材料和所述多孔膜以優(yōu)異的密合性 進(jìn)行了 一體化的結(jié)構(gòu),所以,具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。因此,從在多孔膜疊層體的總厚度例如 低于100 μπι左右較薄的情況下,仍可以發(fā)揮充分的強(qiáng)度這一點(diǎn)而言是有利的。
[0105] 本發(fā)明的多孔膜疊層體的優(yōu)選形態(tài)為由多孔膜對(duì)所述無(wú)紡布基體材料的一面或 兩面進(jìn)行包覆、且具備具有連通性的多個(gè)微孔、該微孔的平均孔徑為〇. 01~10 μπι的具有 多孔膜的多孔膜疊層體,該多孔膜的厚度為1~100 μ m,孔隙率為30~80%,無(wú)紡布基體 材料的厚度為10~500 μπι。如上所述的多孔膜疊層體可以通過(guò)對(duì)構(gòu)成多孔膜及基體材料 的材料或厚度、制造條件等進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定來(lái)制造。
[0106] 所述多孔膜疊層體的透氣度的值為0. 5~30秒,優(yōu)選為0. 5~20秒,更優(yōu)選為 0. 5~10秒,進(jìn)一步更優(yōu)選為0. 5~5秒。由于透氣度為上述范圍,因此,可以保持較高的 透氣性,多孔膜疊層體可以用于氣體或液體的過(guò)濾器、電池用或電容器的隔板等。需要說(shuō)明 的是,多孔膜疊層體的透氣度的值可以使用格利式透氣度測(cè)定儀B型、以JIS Ρ8117為基 準(zhǔn),用實(shí)施例記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0107] 所述多孔膜疊層體的拉伸強(qiáng)度為4. 0N/15mm以上,優(yōu)選為5. 0N/15mm以上,更優(yōu)選 為6. 0N/15mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為8. 0N/15mm以上。由于拉伸強(qiáng)度為一定值以上,因此,可 以保持多孔膜疊層體的強(qiáng)度和柔軟性,操作性好。需要說(shuō)明的是,多孔膜疊層體的拉伸強(qiáng)度 可以使用萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)、用實(shí)施例記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0108] 下述高溫放置實(shí)驗(yàn)中多孔膜疊層體的形狀變化率例如為5%以內(nèi),優(yōu)選為4%以 內(nèi),更優(yōu)選為3%以內(nèi)。形狀變化率為上述范圍內(nèi)時(shí),即使在高溫下也保持形狀,不易引起電 極的短路,其結(jié)果,安全性得到提高,多孔膜疊層體可以用于電池用或電容器的隔板等。
[0109] (高溫放置實(shí)驗(yàn))
[0110] 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)方形的垂直的兩邊的長(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 直兩邊的長(zhǎng)度a2、b2進(jìn)行測(cè)定,使用下述式計(jì)算形狀變化率。
[0111] 由 al、a2 求出形狀變化率(% ) = {|a2_al|/al} XlOO
[0112] 同樣地由bl、b2求出形狀變化率(%),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。
[0113] 本發(fā)明的多孔膜疊層體在基體材料的至少一面上疊層多孔膜即可,也可以在基體 材料的兩面上具有多孔膜。另外,可以在所述多孔膜填充有功能性材料,在具有多層多孔膜 的情況下,可以填充相同或不同種類(lèi)的功能性材料。
[0114] 本發(fā)明的多孔膜疊層體通過(guò)直接利用所述多孔膜具有的空孔特、或利用功能性材 料對(duì)所述多孔膜的空孔進(jìn)行功能化,可以作為過(guò)濾器、分離膜、隔板、或作為它們的一部分 使用。
[0115] 進(jìn)而,為了對(duì)本發(fā)明的多孔膜疊層體賦予所期望的特性,可以根據(jù)需要實(shí)施熱處 理或被膜形成處理。
[0116] 本發(fā)明的多孔膜疊層體具有上述結(jié)構(gòu),因此,可以在廣泛的領(lǐng)域中適用于多種用 途。特別適合作為過(guò)濾器、分離膜、隔板、或作為它們的一部分使用,例如,可以作為液體分 離膜、固體分離膜、氣體分離膜、或它們的一部分使用。此外,可以作為電路用基板、放熱材 料(散熱片、放熱板等)、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、吸油材料等寬范圍的基板材料使用。
[0117] 具體而言,適于袋式過(guò)濾器、集塵過(guò)濾器、空調(diào)過(guò)濾器、汽車(chē)的過(guò)濾器(空氣潔凈 器、油潔凈器、室內(nèi)潔凈過(guò)濾器、外氣吸入過(guò)濾器等)等。
[0118] 此外,可以作為電路用基板、放熱材料(散熱片、放熱板等)、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 寬范圍的基板材料使用。
[0119] 無(wú)紡布自身也可以在過(guò)濾器、分離膜、隔板中使用,但即使其孔徑為最小,也不能 捕集數(shù)十μm以上微細(xì)的物質(zhì)。
[0120] 本發(fā)明的多孔膜疊層體可以優(yōu)選作為過(guò)濾器、分離膜、隔板使用。為了在無(wú)紡布基 體材料上形成多孔膜,基體材料可以確保充分的強(qiáng)度。由于多孔性膜的孔隙率高,因此,就 多孔性單獨(dú)的膜而言可以用于不要求充分強(qiáng)度的用途。作為使用有本發(fā)明的多孔膜疊層體 的過(guò)濾器,可列舉例如水等水溶液或溶劑的過(guò)濾或空氣等氣體的過(guò)濾用過(guò)濾器;可以除去 亞微米粒子以上的異物的廢水處理用過(guò)濾器;紅細(xì)胞的分離等血液等過(guò)濾用過(guò)濾器;從空 氣中分離粉塵、花粉、霉菌、螨的尸體等空調(diào)機(jī)用過(guò)濾器等。本發(fā)明的多孔膜疊層體另外也 可以用作空調(diào)機(jī)中使用的氧富化膜用的基體材料。
[0121] 此外,可列舉例如作為噴墨打印機(jī)用過(guò)濾器進(jìn)行使用等。就噴墨打印機(jī)而言,為了 使油墨從噴墨頭的微細(xì)的孔不堵塞地穩(wěn)定地噴出,根據(jù)目的可使用各種過(guò)濾器。根據(jù)制造 者而使用各種名稱,作為其實(shí)例,可列舉:小皿過(guò)濾器、油墨填充過(guò)濾器、主體過(guò)濾器、噴頭 保護(hù)用末端過(guò)濾器(Last Chance Filter)、墨囊(過(guò)濾墨囊)用過(guò)濾器、氣泡抑制過(guò)濾器、 直通式過(guò)濾器等。
[0122] 此外,可列舉例如作為在醫(yī)療系統(tǒng)中使用的過(guò)濾器使用等。在醫(yī)療系統(tǒng)中,為了 血液的凍結(jié)保存、生殖細(xì)胞(精子或卵子)、培養(yǎng)的細(xì)胞、生物學(xué)的樣品或原料的凍結(jié)保存, 可使用液體氮等。在這樣的用途中使用的液體氮等需要除去病毒等異物。由于病毒為約 0. 1~0.2μπι左右,因此,通過(guò)用本發(fā)明的多孔膜疊層體對(duì)液體氮進(jìn)行過(guò)濾,可以除去病 毒。
[0123] 另外,本發(fā)明的多孔膜疊層體也可以作為試紙使用。試紙可以廣泛的用于實(shí)驗(yàn)用、 醫(yī)療用等,可以列舉例如:pH試紙(例如石蕊試紙)、水質(zhì)檢查試紙(例如離子試紙)、油試 紙、水分試紙、臭氧試紙、尿試紙、血液試紙等。所述離子試紙可以定性或定量地對(duì)金屬離子 或陰離子進(jìn)行研究。尿試紙可以定量地對(duì)尿糖、尿蛋白、潛血等進(jìn)行研究。血液試紙可以定 量地對(duì)血糖值等進(jìn)行研究。這些試紙的測(cè)定方法簡(jiǎn)易,因此,使用機(jī)會(huì)逐年增加。
[0124] 本發(fā)明的多孔膜疊層體由于多孔膜與基體材料密合,因此,操作上可以確保充分 的強(qiáng)度。另外,多孔膜可以對(duì)判定中使用的指示劑進(jìn)行吸附,因此,是優(yōu)選的介質(zhì)。另外,可 以保持水等溶劑、尿、血液等樣品,因此,優(yōu)選用于這些用途中。
[0125] 本發(fā)明的多孔膜疊層體另外可以優(yōu)選作為電池用隔板使用。電池用隔板分離正負(fù) 極,同時(shí),需要電解液的保持性優(yōu)異、且離子導(dǎo)電性良好。另外,要求具有耐熱性、柔軟性、強(qiáng) 度等各種特性。根據(jù)本發(fā)明的多孔膜疊層體,可以均衡地發(fā)揮這些特性,因此,作為各種電 池用隔板是非常有用的。
[0126] 為了提高電池用隔板在過(guò)去的火災(zāi)或汽車(chē)用用途或工業(yè)用用途中的安全性而要 求高耐熱性,從該方面考慮,本發(fā)明的多孔膜疊層體也是有用的。
[0127] 就本發(fā)明的多孔膜疊層體而言,可以使用對(duì)水具有耐性的無(wú)紡布作為基體材料, 因此,可以防止無(wú)紡布基體材料的溶脹。
[0128] [多孔膜疊層體的制造方法]
[0129] 本發(fā)明的多孔膜疊層體可通過(guò)制造多孔膜后,使所述多孔膜利用熱熔粘的方法疊 層于所述無(wú)紡布的至少一面上來(lái)制造,所述多孔膜可以通過(guò)例如將高分子溶液流延在基體 材料上并形成膜狀后、并與凝固液接觸從而進(jìn)行多孔化的方法來(lái)制造,以下詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō) 明。
[0130] (多孔單獨(dú)的膜的制造方法)
[0131] 所述多孔膜可以通過(guò)如下方法制造:例如在膜基體材料上將高分子溶液流延成膜 狀、并與凝固液接觸從而進(jìn)行多孔化,然后,將其從膜基體材料剝離、在對(duì)其進(jìn)行干燥而得 到多孔膜。作為與凝固液接觸并進(jìn)行多孔化的方法,可以利用如下方法:例如濕式相轉(zhuǎn)換法 得到膜的方法(例如參照日本特開(kāi)2001-145826號(hào)公報(bào))、干式相轉(zhuǎn)換法(例如參照國(guó)際公 開(kāi)公報(bào)W098/25997號(hào)小冊(cè)子等)及使用溶劑置換速度調(diào)整材料的方法(例如參照日本特 開(kāi)2000-319442號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2001-6764
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