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JP5366426B2 - 多孔性フィルムの製膜方法及び多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置 - Google Patents

多孔性フィルムの製膜方法及び多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置 Download PDF

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Description

この発明は、多孔性フィルムの製膜方法及び多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置に関し、特に、２成分系の相分離を利用し、微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルムの製膜方法及び多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置に関するものである。
電池セパレータ、血液透析膜、通気性フィルム、フィルタ等に用いられる、微細孔による多孔性フィルムの製膜方法として、オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダ（ポリオレフィン）を加熱溶融し、相分離させた後に、延伸によって微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルムの製膜方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−１０３６２６号公報
原反フィルムは、溶剤としてオイルや流動パラフィンを含有しているため、更には、原反フィルムを加熱して延伸するため、フィルム表面に多量の油分が析出する。このような原反フィルムをロール延伸（縦延伸）する場合、一般的な縦延伸機による縦延伸では、ロール表面に対して原反フィルムが滑り、安定した延伸が行われなくなる。また、ロールと原反フィルムとの間に気泡が発生し、気泡巻き込みによって加熱むらが生じ、このことによっても、安定した延伸が行われなくなる。
この発明が解決しようとする課題は、多孔性フィルムの延伸開孔において、溶剤としてオイルや流動パラフィンを含有している原反フィルムがロール表面に対して滑ることを極力抑制し、更には、気泡巻き込みを防止し、安定した延伸が行われるようにし、電池セパレータ等として用いられる高品質の多孔性フィルムを製膜することである。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法は、オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダを加熱溶融し、相分離後に、縦延伸機によって縦延伸に行い、次いで横延伸機によって横延伸を行う逐次二軸延伸により微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルムの製膜方法であって、前記横延伸機における原反フィルムの走行速度は、ロールの周速が設定された前記縦延伸機より前記横延伸機へ向かう原反フィルムに与える張力が縦延伸に必要な延伸力の１２０％以上になるように設定され、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制する。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法は、好ましくは、前記縦延伸機の複数個のロールをセクションドライブによって個別に周速比を設定し、縦延伸機入口側のロールの周速より縦延伸機出口側のロールの周速を速くし、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制する。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法は、好ましくは、前記縦延伸機において、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ６０以下で、厚さが３ｍｍ以上の軟質ラバーをロール表面に備えたニップロールを使用し、２Ｋｇ／ｃｍ以下の線圧によって原反フィルムをロールにニップする。
この発明による多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置は、オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダを加熱溶融し、相分離の後に、縦延伸機によって縦延伸に行い、次いで横延伸機によって横延伸を行う逐次二軸延伸により微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルム製膜に用いる逐次二軸延伸装置であって、前記横延伸機における原反フィルムの走行速度は、ロールの周速が設定された前記縦延伸機より前記横延伸機へ向かう原反フィルムに与える張力が縦延伸に必要な延伸力の１２０％以上になるように構成され、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制する。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法、逐次二軸延伸装置によれば、横延伸機における原反フィルムの走行速度は、ロールの周速が設定された縦延伸機より横延伸機へ向かう原反フィルムに与える張力が縦延伸に必要な延伸力の１２０％以上になるように設定されることにより、原反フィルムは横延伸機によってグリップされた状態で、横延伸機の動力によって引っ張られることになる。これにより、原反フィルムがロール表面に対して滑ることが抑制され、安定した延伸が行われるようになる。
更には、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ６０以下で、厚さが３ｍｍ以上の軟質ラバーをロール表面に備えたニップロールを用いて、２Ｋｇ／ｃｍ以下の線圧によって原反フィルムをロールにニップすることにより、気泡の巻き込みが防止され、このことによっても安定した延伸が行われるようになる。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法の実施に用いられる逐次二軸延伸装置の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。
逐次二軸延伸装置は、原反フィルムＦの走行方向（図１において左側から右側へ向かう方向）で見て、縦延伸機１０と、横延伸機５０とを順に有し、縦延伸機１０によって原反フィルムＦの縦延伸を行い、次いで横延伸機５０によって原反フィルムＦの横延伸を行う。原反フィルムＦは、オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダを加熱溶融し、相分離されたものである。
縦延伸機１０は、多段ロール式のものであり、縦延伸機入口側に配置された３個の金属製の加熱ロール１１、１２、１３と、中間部に配置された３個の金属製の延伸ロール２１、２２、２３と、縦延伸機出口側に配置された３個の金属製の冷却ロール３１、３２、３３を有し、原反フィルムＦの縦延伸を行う。
これらロール１１、１２、１３、２１、２２、２３、３１、３２、３３は、各々個別に電動モータ１４、１５、１６、２４、２５、２６、３４、３５、３６に駆動連結され、セクションドライブによって個別に周速比を設定できるようになっている。
これにより、たとえば、加熱ロール１１、１２、１３の周速はＶ１、延伸ロール２１、２２、２３の周速はＶ２、冷却ロール３１、３２、３３の周速はＶ３に設定され、これらロール周速は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係になっている。延伸ロール２１、２２、２３の周速Ｖ２は、滑りを考慮して加熱ロール１１、１２、１３の周速Ｖ１の４〜６倍程度に設定され、また、冷却ロール３１、３２、３３の周速Ｖ３は、滑りを考慮して延伸ロール２１、２２、２３の周速Ｖ２の４〜６倍程度に設定されることが好ましい。
この周速設定により、縦延伸機１０におけるロール１１、１２、１３、２１、２２、２３、３１、３２、３３との接触面での原反フィルムＦの滑りが抑制される。
加熱ロール１１、１２、１３の各々には、ニップロール１７、１８、１９が設置されている。ニップロール構造について、図２を参照して説明する。なお、ニップロール１７、１８、１９は、同じ構造であるので、図２では、代表として、加熱ロール１１に付随するニップロール１７について説明する。
ニップロール１７は、枢軸４１によってハウジング４２に回動可能に支持された揺動アーム４３の一端に軸４４によって回転可能に軸支持されている。ニップロール１７は、金属製のロール本体１７Ａと、ロール本体１７Ａの外周面に貼り合わせられた軟質ラバーによる円筒状のロール表面部材１７Ｂとにより構成され、ロール表面部材１７Ｂをもって原反フィルムＦを加熱ロール１１の表面に押し付ける。
ロール表面部材１７Ｂは、ＥＰＤＭラバー等により構成され、気泡巻き込みを防止するための高いニップ密着性が得られるよう、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ６０以下で、厚さを３ｍｍ以上に設定されている。
揺動アーム４３の他端にはハウジング４２に取り付けられた空気圧シリンダ装置４５のピストンロッド４６がピン４７によって連結されている。揺動アーム４３が空気圧シリンダ装置４５によって枢軸４１を中心として時計廻り方向に駆動されることにより、ニップロール１７が加熱ロール１１に対して押し付けられ、空気圧シリンダ装置４５の空気圧によってニップ圧を設定される。
このニップ圧（線圧）は、気泡巻き込みを防止するうえで、２Ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１．０〜０．３Ｋｇ／ｃｍである。
ニップロール１７のロール表面部材１７Ｂが、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ６０以下で、厚さ３ｍｍ以上に設定され、ニップ圧（線圧）が、２Ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１．０〜０．３Ｋｇ／ｃｍされていることにより、加熱ロール１１（１２、１３）と原反フィルムＦとの間に、気泡が巻き込まれることがなくなり、加熱むらが生じなくなる。これにより、安定した延伸が行われる。
横延伸機５０は、詳細な図示を省略しているが、原反フィルムＦの両側縁部をクリップによって掴んで原反フィルムＦの横延伸するものであり、従来のものと同じ構造のものである。
横延伸機５０における原反フィルムＦの走行速度は、縦延伸機１０より横延伸機５０へ向かう原反フィルムＦに与える張力が、縦延伸に必要な延伸力以上、好ましくは２０％以上になるように設定されている。
これにより、原反フィルムＦは、横延伸機５０によってグリップされた状態で、横延伸機５０の動力によって引っ張られることになり、原反フィルムＦが縦延伸機１０のロール表面に対して滑ることが抑制される。これにより、安定した延伸が行われるようになる。
これらのことにより、本発明による多孔性フィルムの製膜方法によれば、溶剤としてオイルや流動パラフィンを含有した滑り易い原反フィルムでも、縦延伸において、ロールに対して滑ることが回避あるいは極力抑制され、また、気泡の巻き込みが防止され、安定した延伸が行われるようになり、電池セパレータ等として用いられる高品質の多孔性フィルムを製膜することができる。
この発明による多孔性フィルムの製膜方法の実施に用いられる逐次二軸延伸装置の一つの実施形態を全体構成図である。 この発明による多孔性フィルムの製膜方法の実施に用いられる逐次二軸延伸装置のニップロール部の一つの実施形態を構成図である。
符号の説明
１０ 縦延伸機
１１、１２、１３ 加熱ロール
１４、１５、１６ 電動モータ
１７、１８、１９ ニップロール
１７Ａ ロール本体 １７Ｂ ロール表面部材
２１、２２、２３ 延伸ロール
２４、２５、２６ 電動モータ
３１、３２、３３ 冷却ロール
３４、３５、３６ 電動モータ
４１ 枢軸
４２ ハウジング
４３ 揺動アーム
４４ 軸
４５ 空気圧シリンダ装置
４６ ピストンロッド
４７ ピン
５０ 横延伸機

Claims (4)

  1. オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダを加熱溶融し、相分離後に、縦延伸機によって縦延伸に行い、次いで横延伸機によって横延伸を行う逐次二軸延伸により微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルムの製膜方法であって、
    前記横延伸機における原反フィルムの走行速度は、ロールの周速が設定された前記縦延伸機より前記横延伸機へ向かう原反フィルムに与える張力が縦延伸に必要な延伸力の１２０％以上になるように設定され、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制することを特徴とする多孔性フィルムの製膜方法。
  2. 請求項１に記載の多孔性フィルムの製膜方法において、
    前記縦延伸機の複数個のロールをセクションドライブによって個別に周速比を設定し、縦延伸機入口側のロールの周速より縦延伸機出口側のロールの周速を速くし、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制することを特徴とする多孔性フィルムの製膜方法。
  3. 請求項１または請求項２に記載の多孔性フィルムの製膜方法において、
    前記縦延伸機において、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ６０以下で、厚さが３ｍｍ以上の軟質ラバーをロール表面に備えたニップロールを使用し、２Ｋｇ／ｃｍ以下の線圧によって原反フィルムをロールにニップすることを特徴とする多孔性フィルムの製膜方法。
  4. オイルあるいは流動パラフィンを溶剤としてポリエチレンパウダを加熱溶融し、相分離の後に、縦延伸機によって縦延伸に行い、次いで横延伸機によって横延伸を行う逐次二軸延伸により微細孔の延伸開孔を行う多孔性フィルム製膜に用いる逐次二軸延伸装置であって、
    前記横延伸機における原反フィルムの走行速度は、ロールの周速が設定された前記縦延伸機より前記横延伸機へ向かう原反フィルムに与える張力が縦延伸に必要な延伸力の１２０％以上になるように構成され、前記縦延伸機のロールとの接触面での原反フィルムの滑りを抑制することを特徴とする多孔性フィルム製膜用の逐次二軸延伸装置。
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