高强度聚丙烯多孔薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术是关于聚丙烯多孔薄膜及其制造方法，更详细讲，是关于在聚丙烯原料中不添加可塑剂和溶剂，而制备聚丙烯无孔薄膜，为提高结晶度，对其进行热处理和／或延伸而得到透湿度和拉伸强度优良的聚丙烯多孔薄膜，及其制造方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
高强度聚丙烯多孔薄膜及其制造方法本专利技术是关于聚丙烯多孔薄膜及其制造方法，更详细讲，是关于在聚丙烯原料中不添加可塑剂和熔剂，而制备聚丙烯的无孔薄膜，为了提高结晶度，对其进行热处理和/或延伸而得到透湿度和拉伸强度优良的聚丙烯多孔薄膜，及其制造方法。本专利技术的聚丙烯薄膜，其特征是具有如下物理特性：(1)机械方向(MD)和机械交差方向(TD)的拉伸强度在35MPa以上；(2)空隙率在80％以下；(3)透湿度在20g/m2天以上。实际上，不使用可塑剂和溶剂而获得的不透气性的双轴延伸聚丙烯薄膜或充气薄膜，通过延伸和/或热处理形成多孔。作为形成多孔的手段有如下方法，将聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜，至少进行单轴延伸形成多孔的方法，和实际上在不溶解聚丙烯薄膜的第一液体存在下进行上述单轴延伸的方法，以及，实际上在不溶解聚丙烯的上述第一液体中，进行上述聚丙烯薄膜的热处理或延伸后，在和第一液体具有相溶性，比第一液体的沸点低，和聚丙烯的亲合性差的第二液体中，浸渍聚丙烯薄膜后，使其干燥的方法等。以前，对聚丙烯多孔薄膜成形法有很多种提案。作为薄膜化的方法，一般有充气薄膜成形法和用T-模具片成形法制成的薄膜。利用这些方法，一般是形成多孔时，混入了非相溶的有机物和无机物，在延伸等外力作用下，破坏和非相溶成分的界面方法，或用溶解的有机溶剂和酸·碱对非相溶成分进行处理，用薄膜成形装置制得的单一聚烯烃薄片，很少用作获得多孔薄膜的原始薄膜。作为由单一成分的薄膜制作多孔薄膜的实例，有在特开昭62-121737号公报中公开的冷压延伸法。这种冷延伸，其原理，由于是单轴，薄膜的拉伸强度均衡性非常不好，与-->机械方向垂直方向上的拉伸强度，仅在20MPa以下，所以在产业的应用中受到了限制。本专利技术为了改善与机械方向垂直向上的强度，在特开昭55-161830号公报中公开了一种微小孔性薄膜的溶剂延伸制法。该方法是在机械轴向延伸后，在横向上可延伸到300％的程度，虽然发现拉伸强度的均衡性得到改善，但它的拉伸强度极低，延伸后的薄膜强度和延伸前相同或仅在它之下，最高不超过30MPa。高分子量的聚烯烃和通常用的聚烯烃相比较，由于具有优良的耐冲击性、耐磨损性、耐药物性等特性，所以对其开发研究制成薄膜或薄片。然而，高分子量聚烯烃比通常使用的聚烯烃，具有更高的熔融粘度，使用一般聚烯烃的挤压成形机难以加工成薄膜或薄片。在由高分子量聚烯烃获得拉伸特性优良的薄片或薄膜时，使用的溶剂和可塑剂与高分子量聚烯烃具有相溶性，以降低它的溶融粘度，使用通常采用的成形机就能制得薄片和薄膜，并能进一步进行延伸和脱溶剂·脱可塑剂。这些溶液法和可塑剂法，在高分子量聚烯烃中使用大量的相溶性溶剂或可塑剂，同样也要除去这些溶剂或可塑剂，为了使薄膜多孔化，必须进一步使用大量的和溶剂或可塑剂相溶的其它溶剂。近年来，对聚烯烃的多孔薄膜需求越来越高。例如，在过滤材料的应用中，从耐酸碱性和卫生性考虑，大多注视于食品中的应用。近来又着眼于用作二次电池的隔离物，从化学稳定性和安全性考虑，正在期盼着，根据这些期盼，当使用上述冷压延伸法不能获得可满足机械强度的多孔薄膜时，进而，在使用上述高分子量聚烯烃的技术中，为了处理制造时的环境卫生，安全，作业人员的健康等精神造成的负担，从而在技术方面和设备方面会产生更大的负担。因此，本专利技术的目的是提供一种聚丙烯多孔薄膜的制造方法，将通常分子量的聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜，作为获得多孔薄膜的原始薄膜，进而在特定条件下，对其进行热处理和/或延伸，以改进用冷压延伸法获得多孔薄膜的机械强度，根据使用一般分子量的聚烯烃的原理，使用高分子量聚烯烃的先进技术，直观上的非效率工程和从环境、安全考虑的残留有不稳定的工程少，机械特性优良、孔径、透气性和空隙率等多孔薄膜的功能，具有更广泛的自由度。-->图1是实验例2-11中，进行薄膜热处理时，固定薄膜四边的金属框。11表示螺栓，12表示处理前薄膜，13表示金属框。    为了达到上述目的，本专利技术提出的方案是将一般分子量的聚丙烯作原料。实际上不添加可塑剂和溶剂，在形成双轴延伸薄膜或充气薄膜后，实施特定的处理，这一点是很重要的特征。此处所说的实质上不添加可塑剂和溶剂，其意思是不含有对添加后的聚丙烯物性带来有意义变化的添加物，但并不排除含有微量的稳定剂等添加剂。即，根据本专利技术提供的聚丙烯多孔薄膜，其特征是将聚丙烯树脂作主要成分，具有如下物理特性：(1)机械方向(MD)和机械交差方向(TD)的拉伸强度在35MPa以上；(2)空隙率在80％以下；(3)透湿度在20g/m2天以上。根据本专利技术所提供的上述聚丙烯多孔薄膜，其中聚丙烯树脂的特性粘度[η]低于4。另外，根据本专利技术提供的聚丙烯多孔薄膜，其特征是将实际上未用可塑剂和溶剂而获得的不透气性的聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜，通过延伸和/或热处理进行多孔化而制得的，具有上述的物理特性。根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其特征是对聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜至少要进行单轴延伸，使其多孔化。    根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其特征是对聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜进行热处理，以产生结晶度增加，使其多孔化。    根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其特征是对聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜进行热处理，以产生结晶度增加，之后，至少进行单轴延伸使其多孔化。根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其中聚丙烯原料树脂的特性粘度[η]低于4。根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，产生结晶度增加的热处理是在对聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜实际不溶解的第一液体存在下进行的。根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，上述至少单轴方向的延伸是-->在对聚丙烯薄膜实际不溶解的第一液体存在下进行的。根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，上述第一液体是一种烃，其沸点高于为多孔化而进行热处理或延伸时的处理温度。    根据本专利技术提供聚丙烯多孔薄膜的制造方法，在对聚丙烯实际不溶解的第一液体中进行热处理或延伸后，将聚丙烯薄膜置于和第一液体具有相溶性，沸点比第一液体低，和聚丙烯的亲合性差的第二液体中，进行浸渍后，使其干燥。以下，关于本专利技术聚丙烯多孔薄膜的制造方法，关于原料、原始(延伸前)薄膜的调制方法、热处理方法、延伸方法，所得薄膜的特征加以论述。<原料>    本专利技术中所用的聚丙烯是将单独的聚丙烯或聚丙烯和4-8个碳原子的α-烯烃，例如通过使用齐格勒系催化剂的浆液聚合，进行单独的或2个以上组合的聚合而制得。最好是聚丙烯的单独聚合物，聚丙烯共聚物时，共聚单体的量在5(mol)％以下。分子量，在成形时没有障碍，虽然没有特殊限定，但为了使成形性和高强度化同时存在，特性粘度[η]，最好为1dl/g以上，最好在2-4dl/g之间。当聚丙烯的特性粘度[η]低于1dl/g时，多孔化变得很困难。本专利技术的聚丙烯，在不损害本专利技术的目的范围内，也可以配合通常在聚丙烯中添加使用的各种添加剂，如耐热稳定剂、耐气候稳定剂、滑剂、抗阻塞剂、滑动剂、颜料、染料等。<原始(延伸前)薄膜>聚丙烯中，特性粘度[η]在1dl/g以上的，可通过通常的双轴延伸薄膜成形法和充气薄膜成形法获得。作为延伸法，可使用通常使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度聚丙烯多孔薄膜，其特征是具有如下物理特性， （１）机械方向（ＭＤ）和（ＴＤ）机械交差方向的拉伸强度在３５ＭＰａ以上 （２）空隙率在８０％以下 （３）透湿度在２０ｇ／ｍ↑［２］天以上。

【技术特征摘要】
JP 1997-1-16 005389/97;JP 1996-4-26 108227/961一种高强度聚丙烯多孔薄膜，其特征是具有如下物理特性，(1)机械方向(MD)和(TD)机械交差方向的拉伸强度在35MPa以上(2)空隙率在80％以下(3)透湿度在20g/m2天以上。2根据权利要求1记载的聚丙烯多孔薄膜，聚丙烯树脂的特性粘度[η]低于4。3根据权利要求1或2记载的聚丙烯多孔薄膜，将不使用可塑剂和溶剂所得不透气性的聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜，通过延伸和/或热处理进行多孔化。4一种聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其特征是对聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜至少进行单轴延伸，使其多孔化。    5一种聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其特征是进行热处理以产生聚丙烯双轴延伸薄膜或充气薄膜中结晶度的增加，使其多孔化。6一种聚丙烯多孔薄膜的制造方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本晓直，八木和雄，万德均，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]