(57)【要約】【課題】比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルムを提供する。【解決手段】第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備えることとした。また、前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成したことにも特徴を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備える微多孔フィルム。
【請求項２】
前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の微多孔フィルム。
【請求項３】
前記フィルム体は、熱によって前記高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた前駆フィルム体を加熱して得られるものであり、
同前駆フィルム体は、互いに非相溶性を備える前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との混練物より形成したことを特徴とする微多孔フィルム。
【請求項４】
前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の微多孔フィルム。
【請求項５】
熱により高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた樹脂製の前駆フィルム体を脆化可能な温度雰囲気に曝露して前記脆化可能領域を脆化させ、同脆化によって生じた高脆性領域が散在するフィルム体に外力を付与することにより、フィルム体に孔を形成する微多孔フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記外力は、前記フィルム体への張力であることを特徴とする請求項５に記載の微多孔フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記外力は、超音波振動であることを特徴とする請求項５に記載の微多孔フィルムの製造方法。
【請求項８】
樹脂製のフィルム体中に、熱によって高脆性領域に変化する脆化可能領域を互いに隣接するように散在させて形成した微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体。
【請求項９】
請求項８に記載の前駆フィルム体の脆化可能領域を脆化させて形成した微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微多孔フィルム、同微多孔フィルムの製造方法、微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体、並びに、微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細な孔が多数穿設された微多孔フィルムは、衛生用品や電池など様々な分野で使用されている。
【０００３】
例えば、衛生用品としてはオムツのバックシートなどとして利用されており、臀部の蒸れを防止すべく、通気性を確保するために採用されている。
【０００４】
また、電池としては、例えばリチウムイオン電池内に配設された隔壁（セパレータ）として利用されており、正極と負極を隔離しつつ電解液を保持して、正極と負極との間のイオン伝導性を確保するために採用されている。
【０００５】
このように、微多孔フィルムは様々な分野で欠かせない存在となっており、近年では効率的に微多孔フィルムを製造する種々の方法が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載の方法は、物理的にフィルムに穿孔する一例であり、素早く上下動する針をフィルム表面から穿刺して孔を穿設するものである。
【０００７】
また、特許文献２に記載の方法は、ビスフェノールＡとポリアルキレンオキシドとの重縮合物の微多孔膜について、３〜１０重量％のポリカーボネート系樹脂、最大１５％（１〜６％）の非溶剤の混合物を流延し、極性溶剤とアルコールの混合槽にて処理するものである。
【０００８】
これらの方法によれば、多数の孔を備える微多孔フィルムを提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−０３１７００号公報
【特許文献２】特開昭５７−５２４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の各微多孔フィルムは、その製造コストが高く、また、通気量の調整も比較的難易度が高いものであった。
【００１１】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルムを提供する。また、本発明では、上述のような微多孔フィルムの製造方法や、微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体、微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体についても提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る微多孔フィルムでは、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備えることとした。
【００１３】
また、本発明に係る微多孔フィルムでは、以下の点にも特徴を有する。
（１）前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成したこと。
（２）前記フィルム体は、熱によって前記高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた前駆フィルム体を加熱して得られるものであり、同前駆フィルム体は、互いに非相溶性を備える前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との混練物より形成したこと。
（３）前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であること。
【００１４】
また、本発明に係る微多孔フィルムの製造方法では、熱により高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた樹脂製の前駆フィルム体を脆化可能な温度雰囲気に曝露して前記脆化可能領域を脆化させ、同脆化によって生じた高脆性領域が散在するフィルム体に外力を付与することにより、フィルム体に孔を形成することとした。
【００１５】
また、本発明に係る微多孔フィルムの製造方法では、以下の点にも特徴を有する。
（１）前記外力は、前記フィルム体への張力であること。
（２）前記外力は、超音波振動であること。
【００１６】
また、本発明に係る微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体では、樹脂製のフィルム体中に、熱によって高脆性領域に変化する脆化可能領域を互いに隣接するように散在させて形成した。
【００１７】
さらに、本発明に係る微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体では、樹脂製のフィルム体中に、熱によって高脆性領域に変化する脆化可能領域を互いに隣接するように散在させて形成した微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体の脆化可能領域を脆化させて形成した。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルム及び同微多孔フィルムの製造方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体や微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体の構造を示した模式図である。
【図２】本実施形態に係る微多孔フィルムの構造を示した模式図である。
【図３】本実施形態に係る前駆フィルム体から局所脆化フィルム体に変化する様子を示した模式図である。
【図４】局所脆化フィルム体及び微多孔フィルムに形成される低分子量化領域を示した模式図である。
【図５】微多孔フィルムの孔が孔部閉塞体により閉塞された状態を示した模式図である。
【図６】製造工程の一例を示したフローである。
【図７】製造例における工程の一部を示した模式図である。
【図８】微多孔フィルムの孔の電顕像を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備える微多孔フィルムを提供するものである。この孔の直径は特に限定されるものではないが、概ね0.05〜10μｍ程度の微細な孔である。
【００２２】
本実施形態に係る微多孔フィルムは、気体や、液体、電子やイオンなどの粒子、光を含む電磁波、波動など、また場合によっては篩の如く固体の通過性を要するようなあらゆる場面において使用することができる。すなわち、フィルムの一側から他側へ孔を介して移動させたり透過させる場合において使用できる。
【００２３】
用途についてごく一例を挙げるならば、例えば、医療器具滅菌包装用フィルムや、紙おむつのバックシート、電池用セパレータ、濾過膜等がある。
【００２４】
例えば、本実施形態に係る微多孔フィルムを医療用器具滅菌包装用フィルムに適用した場合、従来の炭酸カルシウムを無機フィラーとして使用するフィルムを適用した場合に比して、滅菌対象器具をアルカリ性雰囲気に曝すことがないため、滅菌後における微生物汚染をさらに抑制することができる。
【００２５】
また例えば、本実施形態に係る微多孔フィルムを紙おむつのバックシートに適用した場合、上述と同様、アルカリ雰囲気による微生物汚染の助長を防ぐことができ、臀部等をより清浄に保つことができる。また、子供用や大人用など発汗度合いに応じた通気性を容易に実現することができるため、極めて優れた蒸れ防止効果を有する衛生用品を安価に提供することができる。
【００２６】
また例えば、本実施形態に係る微多孔フィルムを電池用セパレータに適用した場合、後に詳述するが、電池にシャットダウン特性を付与することができる。
【００２７】
また例えば、本実施形態に係る微多孔フィルムを濾過膜に適用した場合、水処理や溶液の濃縮、濾過滅菌など、液体処理分野において極めて広範囲に使用することができる。
【００２８】
より具体的には、本実施形態に係る微多孔フィルムを逆浸透膜や、限外濾過膜、精密濾過膜などの濾過膜として使用することで、溶質成分や不溶成分の除去、濾過滅菌を効率良く行うことができる。
【００２９】
例えば淡水の少ない地域や、島国などでは、海水からの淡水生成が重要であるが、逆浸透膜や限外濾過膜、精密濾過膜などはその性質上、トラップした物質等で孔が閉塞し、濾過効率が著しく低下する場合がある。
【００３０】
それゆえ、クロスフロー方式などにより、所定量の水を廃棄しつつ淡水を生成することにより、フィルターの目詰まり低下を防止して、できるだけ長くフィルターを使用できるようにしている。
【００３１】
一方、本実施形態に係る微多孔フィルムの製造方法は、所望の径の微多孔フィルムを容易かつ安価に形成することができるため、この微多孔フィルムを濾過膜に採用することにより、より安価で気軽にフィルターの交換を行うことができ、淡水をより効率良く回収することが可能となる。
【００３２】
また、災害時やアウトドアなどにおいて、未消毒の水を飲用に供するのがやむ終えない場合もあるが、この際、本実施形態に係る微多孔フィルムを適用した濾過装置に供して飲用することにより、微生物などによる体調不良や感染等を防止することができる。すなわち、本実施形態に係る微多孔フィルムは、水処理において極めて好適に使用することができる。
【００３３】
なお、これらの用途は、本実施形態に係る微多孔フィルムの有用性の理解を容易とするために例示したものであり、本実施形態に係る微多孔フィルムの用途が上述の用途に限定されることを示すものではない。ただし、本発明をこれらの用途に限定することを妨げるものでもない。
【００３４】
従来、微多孔フィルムやその製造方法は、前述のように機械的に穿孔するものの他、例えば、光学的に穿孔するもの、無機フィラーを添加するもの、ステアリルアルコール等を樹脂中に添加するものなど種々提案されているが、下記に掲げるものはいずれもそれぞれ次に述べるような問題点を抱えている。
【００３５】
例えば、機械的穿孔によるものとしては、極めて小さな針を樹脂製フィルムに押しあてて穿孔する方法が挙げられるが、この場合、孔の直径が比較的大きく通気量が多い穴となるのが一般的であり、通気量の少ない小さな穴を空けるのは困難である。
【００３６】
また、光学的に穿孔するものとしては、例えばレーザを樹脂製フィルムに照射して穿孔する方法が挙げられるが、形成された孔は表裏に直線的に貫通する穴であり、保水力と水蒸気の通過バランスが取りにくい。
【００３７】
また、無機フィラーを添加するものとしては、例えば炭酸カルシウムを添加する方法が知られている。しかしながら、炭酸カルシウムはその粒子周辺をアルカリ性とするために、微生物汚染を嫌う用途には不適である。
【００３８】
また、ステアリルアルコール等を樹脂中に添加し、同樹脂が固まる途中で凝集させて粒状とし、この粒状部分を溶剤で抜く方法は、抽出工程が必要となり、溶剤を大量に使用しなければならず溶剤の再生や排液処理など大がかりな設備が必要となる。
【００３９】
これらに対し、本実施形態に係る微多孔フィルムは、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域（脆く壊れやすい領域）に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を有するものである。
【００４０】
ここで、図面を参照しながら、本実施形態に係る微多孔フィルムの概念について説明する。図１は本実施形態に係る微多孔フィルムの製造途中の状態を示した説明図である。具体的には、外力を付与する前の高脆性領域１２が散在するフィルム体（以下、局所脆化フィルム体１０という。）の表面１５及び断面を一部拡大して模式的に示している。
【００４１】
図１に示すように、局所脆化フィルム体１０は、第１の樹脂により形成したフィルム体１１中に、略球状で多数の（複数の）第２の樹脂よりなる高脆性領域１２が散在する構造を有しており、局所的に脆弱な部位を有するフィルムとなっている。
【００４２】
フィルム体１１を構成する第１の樹脂は、次に詳述する高脆性領域１２を構成する第２の樹脂と相溶しない（非相溶性を有する）樹脂であり、第２の樹脂の融点温度よりも高い融点温度を有する樹脂とすることができる。このような樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレンを主成分とする樹脂を好適に用いることができる。なお、ここでポリプロピレンを主成分とする樹脂とは、ポリプロピレンに添加物等が加えられた樹脂の他、他のモノマーとの共重合体も含むし、ポリプロピレン樹脂そのものをも含む概念である。
【００４３】
高脆性領域を形成する第２の樹脂は、前述の第１の樹脂と相溶しない（非相溶性を有する）樹脂であり、第１の樹脂の融点温度よりも低い融点温度を有する樹脂とすることができる。このような樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、超低密度ポリエチレン（VLDPE)を主成分とする樹脂、より好ましくは、メタロセン触媒を用いて合成されたメタロセン超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂を用いることができる。なお、ここで超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂とは、超低密度ポリエチレンに添加物等が加えられた樹脂の他、超低密度ポリエチレン樹脂そのものをも含む概念である。
【００４４】
局所脆化フィルム体１０において、第２の樹脂よりなる高脆性領域１２は、第１の樹脂により構成されるフィルム体１１に比して脆弱な領域であり、外力によりその領域が崩壊し空隙が形成される性質を有している。換言すれば、外力は、第１の樹脂により形成されるフィルム体１１を破壊せず、第２の樹脂よりなる高脆性領域１２を破壊する程度の力である。
【００４５】
特に、本実施形態に係る微多孔フィルムを形成するための局所脆化フィルム体１０では、高脆性領域１２は三次元方向に広がりを持つ網構造４０によって構成されており、例えば局所脆化フィルム体１０に張力などの外力が加わることで、網構造４０が崩壊して網目部４１同士が連結し、空隙が形成される。
【００４６】
また、局所脆化フィルム体１０は、例えば第１の樹脂よりなるフィルム体１１を海に見立てると、あたかもその海の中に散在する島のように第２の樹脂よりなる高脆性領域１２が存在している。なお、このような第１の樹脂と、同第１の樹脂中における第２の樹脂とよりなる構造、付言すれば、第１の樹脂中において第２の樹脂が会合して粒子状に分散している構造を、本明細書では説明の便宜上「海島構造」と称する場合がある。
【００４７】
この局所脆化フィルム体１０の海島構造では、図１にも示すように、第２の樹脂よりなる高脆性領域１２が互いに隣接して数珠状に連なった部位（以下、連鎖高脆性領域１３という。）が存在している。
【００４８】
また、無数に存在する海島構造中の連鎖高脆性領域１３のなかには、その連なりがフィルム体１１の一方の面から他方の面に厚み方向に亘って横断的に形成されたもの、すなわち、図１中において表面１５から裏面１６に亘って形成されたもの（以下、連鎖横断高脆性領域１４という。）も存在する。
【００４９】
このような連鎖横断高脆性領域１４は、前述したような外力が加わると、各高脆性領域１２の網構造４０が崩壊し、図２に示すように、フィルム体１１の表裏を貫通する孔２１が形成され、微多孔フィルム２０が形成されることとなる。すなわち、本実施形態に係る微多孔フィルム２０は、連鎖横断高脆性領域１４が崩壊して形成された孔２１を備えるものとも言える。ただし、フィルム体１１の厚みが高脆性領域１２の大きさよりも小さい場合には、単一の高脆性領域１２のみでフィルム体１１の表裏を横断してしまうため、かならずしも連鎖横断高脆性領域１４の形成が必要ではない。すなわち、本実施形態に係る微多孔フィルム２０は、連鎖横断型にせよ単一にせよ、外力付与に由来する高脆性領域１２の崩壊によってフィルム体１１の表裏を貫通する孔を設けた点がその特徴の一つであるといえる。
【００５０】
また、外力は、本実施形態に係る微多孔フィルム２０の透気度を制御する手段の一つとして機能させることもできる。例えば、外力を局所脆化フィルム体１０に付与する張力とした場合、その張力の大きさを調整することにより、形成される孔２１の径を調整することができる。
【００５１】
具体的には、外力は、フィルム体１１が弾性変形する範囲内で付与するのが望ましく、高脆性領域１２の破壊が開始される以上の力であって、孔２１が破壊される未満の力とするのが良い。なお、ここで孔２１が破壊される未満の力とは、孔が完全に破壊されないような力を意図するものであり、孔２１の近傍に若干の亀裂が入る程度の力は許容の範囲内である。
【００５２】
このような範囲内で、例えば大きな外力を付与して孔２１の径を大きくし透気度を向上させた微多孔フィルム２０を製造してもよいし、また、小さな外力を付与して高脆性領域１２の破壊度合いを少なめに留めて透気度の小さな微多孔フィルム２０を製造しても良い。
【００５３】
ただし外力は、フィルム体１１が弾性変形できる範囲内に必ずしも留める必要はなく、弾性変形する範囲を超えて付与しても良い。孔２１が破壊される未満の力であって、塑性変形する範囲内の力とすることも可能である。例えば、弾性変形する範囲を僅かに超える外力を付与することにより、局所脆化フィルム体１０の高脆性領域１２の直径よりも大きな径を有する孔を形成しても良い。
【００５４】
このように、本実施形態に係る微多孔フィルム２０は、孔２１の径を変更させて透気度を制御することが可能である。
【００５５】
また、図２に示すように本実施形態に係る微多孔フィルム２０は、フィルム体１１の表裏を貫通する貫通孔２１ａの他、フィルム体１１の一方の面にのみ開口する有底孔２１ｂや、貫通孔２１ａ又は有底孔２１ｂから枝分かれするも行き止まり状となって一端が閉塞された枝孔（図示せず）、貫通孔２１ａや有底孔２１ｂから枝分かれするものでもなくフィルム体１１の表裏いずれにも開口しない密閉孔（図示せず）など、様々な孔２１が存在する多孔質のフィルムとなる。付言すれば、種々の孔を無数に備えたあたかもスポンジのようなフィルムと捉えることもできる。
【００５６】
したがって、本実施形態に係る微多孔フィルム２０は通気性を確保しつつも、優れた保水能力を有している。しかも、図２からも分かるように、貫通孔２１ａはフィルム体１１の表裏を貫通するものの、その形状は一直線ではなく蛇行しており、このような構造もまた保水力の向上に寄与している。
【００５７】
また、本実施形態に係る微多孔フィルム２０を電池のセパレータに使用した際に、この極めて優れた保水性により、電池内に収容される電解液などの液体物に対する濡れ性や含浸が良好となるため、電池の生産性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００５８】
また、図２に示すように、本実施形態に係る微多孔フィルム２０の孔２１の内壁面には、高脆性領域１２を構成していた網構造の付着物２３（外力により破壊された残存物）が存在している。この付着物２３は例えば第２の樹脂をメタロセン超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂とした場合、極めて弾性に優れた性質を有しており、外力を付与した際の孔２１の過剰破壊を防止する役割を果たす。
【００５９】
すなわち、張力などの外力を局所脆化フィルム体１０に加えると、高脆性領域１２がその伸延方向に引き伸ばされて網構造が破壊され孔２１が形成されるのであるが、その後孔２１の内壁面に高弾性の網構造の残存物（付着物２３）が付着して更なる外力の伝搬を抑制すると共に外力由来の応力を吸収するため、孔２１自体が張力により破壊されてしまうのを効果的に防止する。付言すれば、孔２１の内壁には、外力により破壊された残存物よりなる応力吸収体が備えられているとも言える。
【００６０】
それゆえ、微多孔フィルム２０の製造工程において、付与する張力に多少の誤差があった場合にも、孔２１自体が破壊されてしまうことを防止することができ、製造上極めて有利である。
【００６１】
ところで、上述のように本実施形態に係る微多孔フィルム２０は、局所脆化フィルム体１０に外力を付与して得られるものであるが、この局所脆化フィルム体１０は、その元となる前駆フィルム体２５を局部的に脆化させることで形成される。
【００６２】
この前駆フィルム体２５は、図３（ａ）に示すように、第１の樹脂にて形成されたフィルム体１１中に、熱によって高脆性領域に変化する第２の樹脂により形成された脆化可能領域２６を互いに隣接するように散在させてフィルム状としたものである。なお、本実施形態にて示す熱による変化の他、脆化可能領域２６の高脆性領域１２への変化は、光を含む電磁波や音波、化学反応など、トリガーとなる外的刺激要因は特に限定されるものではない。
【００６３】
このような前駆フィルム体２５は、非相溶性を有する第１の樹脂と第２の樹脂とを混練し、フィルム状に成形することで得ることができる。なお、ここで混練やフィルム状に成形する方法としては、樹脂フィルム製造において一般に使用されている公知の方法によることができる。
【００６４】
非相溶性を有する第１の樹脂と第２の樹脂とを混練することにより、第１の樹脂中において第２の樹脂が溶融ミクロ相分離により略一定の粒径に会合するため、この混練物をフィルム状に成形することにより、脆化可能領域２６が散在する前駆フィルム体２５が形成されることとなる。
【００６５】
なお、第２の樹脂が会合した粒径よりも大きい厚みを有する微多孔フィルム２０を製造するにあたっては、前述の貫通孔２１ａを形成可能とするためには、前駆フィルム体２５において、形成された多数の脆化可能領域２６が高い確率で隣接する程度に第２の樹脂を第１の樹脂と混合させる必要がある。
【００６６】
すなわち、第１の樹脂に対する第２の樹脂の添加量が少ないと、脆化可能領域２６を形成する第２の樹脂の会合体が疎らとなり、海島構造が粗となってしまう（島間隔が離れすぎてしまう）ため、連鎖横断高脆性領域１４が形成されにくくなってしまう。
【００６７】
そのため、第２の樹脂は、第１の樹脂に対して局所脆化フィルム体１０を形成した際に連鎖横断高脆性領域１４が形成される程度の量を添加する必要がある。
【００６８】
このような量は、例えば、第１の樹脂をポリプロピレンとし、第２の樹脂をメタロセン超低密度ポリエチレンとした場合には、体積比にて第１の樹脂：第２の樹脂＝７：３〜３：７、より好ましくは６：４〜４：６の混合割合とすると良い。
【００６９】
また、第２の樹脂には、第２の樹脂の分子鎖の重合を促し、第１の樹脂に対しては分子鎖の断片化を促す改質剤を添加しても良い。
【００７０】
このような改質剤としては、例えば、第１の樹脂をポリプロピレンとし、第２の樹脂をメタロセン超低密度ポリエチレンとした場合、例えば、パーオキサイドとすることができる。
【００７１】
上述のような改質剤を第２の樹脂に添加して前駆フィルム体２５を形成しておくことにより、前駆フィルム体２５から局所脆化フィルム体１０を形成するに際し、熱をトリガーとして第２の樹脂を架橋させて脆化を促進させることができる。
【００７２】
特に、第１の樹脂をポリプロピレンとし、第２の樹脂をメタロセン超低密度ポリエチレンとした前駆フィルム体２５の場合、改質剤として高温分解型のパーオキサイド（１時間半減温度が１２０〜１６０℃程度）を使用することにより、第１の樹脂の融点温度未満の温度で、且つ、第２の樹脂の融点温度以上の温度雰囲気（例えば、１０５〜１３０℃）に曝すことにより、効率良く網構造を形成して（脆化して）、微多孔フィルム２０の製造に好適な高脆性領域１２を形成させることができる。
【００７３】
また、第２の樹脂に添加した改質剤は、前駆フィルム体２５を形成した際に、脆化可能領域２６の近傍の第１の樹脂に浸透するため、脆化可能領域２６の近傍の第１の樹脂の分子鎖の分子量を低下させる。
【００７４】
具体的には図４（ａ）に示すように、局所脆化フィルム体１０の高脆性領域１２の周囲に、改質剤による第１の樹脂の低分子量化領域２７が形成される。この低分子量化領域２７は、図４（ｂ）に示すように、微多孔フィルム２０が形成された状態においても存在している。
【００７５】
特に第１の樹脂が３級炭素の連続からなる樹脂の場合、より具体的には、ポリプロピレンの場合、第１の樹脂の分子量分布がシャープになりつつ、平均分子量が低下することとなり、第１の樹脂のメルトテンション（溶融張力）の低下が生起される。
【００７６】
それゆえ、微多孔フィルム２０が過熱状態となった際（例えば、第１の樹脂の融点温度に近い温度に加熱された際）には、図５に示すように、孔２１近傍の低分子量化領域２７を構成する第１の樹脂がいち早く流動化し、孔２１の内壁面部より滲出する。滲出した低分子量の第１の樹脂は、各孔２１の内部、特に狭窄部に滞留して孔部閉塞体２８を形成し、孔２１を閉塞することとなる。
【００７７】
この作用は、特に本実施形態に係る微多孔フィルム２０を電池のセパレータとして使用した際に、極めて顕著な効果を発揮する。すなわち、電池が何らかの原因で異常発熱した際に、孔２１が閉塞されて電池内の化学反応が停止し、発火事故などを回避するシャットダウン特性を付与することができる。
【００７８】
上述してきたように、本実施形態に係る微多孔フィルム２０及び微多孔フィルムの製造方法並びに前駆フィルム体２５、並びに局所脆化フィルム体１０によれば、用途が極めて広範且つ有用で、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルム２０、微多孔フィルムの製造方法や、微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体２５、局所脆化フィルム体１０を提供することができる。
【００７９】
なお上記説明は一例であり、微多孔フィルム２０の構成や製造において、以下のようにしても良い。
【００８０】
例えば、上記説明において孔２１の径の制御を外力により行う例を挙げたが、孔径を制御する他の方法として、第１の樹脂と第２の樹脂との組合せを変更することにより、前駆フィルム体２５の脆化可能領域２６の大きさを変えて、微多孔フィルム２０の孔径を調整するようにしても良い。
【００８１】
前駆フィルム体２５における脆化可能領域２６の形成は、互いに相溶しない第１の樹脂及び第２の樹脂を用い、混練時に第１の樹脂中において第２の樹脂が会合することにより行われるが、このとき、ミクロ相分離によって生じる第２の樹脂の粒径、つまり脆化可能領域２６の径は、樹脂の種類や分子量によって定まるほぼ一定の大きさとなる。
【００８２】
言い換えるならば、樹脂の種類や分子量を変化させることにより、脆化可能領域２６の径を変更させて、微多孔フィルム２０に形成される孔２１の径を調整することもできる。
【００８３】
また、先の説明において高脆性領域１２を崩壊させるための外力の一例として局所脆化フィルム体１０に張力を付与する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば外力は、超音波振動とすることができる。
【００８４】
この超音波振動は、気体や液体、固体などの適当な媒体を介して高脆性領域１２に伝搬させれば良く、高脆性領域１２を崩壊させるのに好適な周波数（例えば、網構造と共鳴して破壊を促す周波数）とすると良い。
【００８５】
次に、上記技術を踏まえた製造工程の一例について説明する。図６は本実施形態に係る微多孔フィルム２０の製造方法の工程を示したフローである。
【００８６】
本実施形態に係る微多孔フィルム２０の製造においては、まず、使用する樹脂等を計量する計量工程を行う（ステップＳ１０）。本計量工程では、製造する微多孔フィルム２０の厚みや長さ、形成する孔２１の径等を加味しつつ、第１の樹脂及び第２の樹脂の配合割合を決定しそれぞれ計量する。なお、第２の樹脂には、この時点で予め高温分解型のパーオキサイド等の改質剤が添加されていても良い。
【００８７】
次に、計量した原料を混練する混練工程を行う（ステップＳ１１）。この混練工程では、第１の樹脂及び第２の樹脂の混練を行うと共に、樹脂混合物中において前述の海島構造を形成させる。このとき使用する混練機については、一般に樹脂加工にて使用する公知の混練機を使用することができる。例えば押出機により比エネルギー0.1程度（0.08〜0.12）で混練しても良い。
【００８８】
次に、混練工程にて得られた樹脂混合物をフィルム状に成形して前駆フィルム体２５とする前駆フィルム体形成工程を行う（ステップＳ１２）。この工程を行うことにより、フィルム体１１中に無数の脆化可能領域２６が散在する前駆フィルム体２５が形成される。なお、このようにして形成した前駆フィルム体２５をロール状に巻き取るなどして、微多孔フィルム製造用素材として流通させても良い。
【００８９】
次に、このようにして形成した前駆フィルム体２５の脆化可能領域２６を脆化させる脆化工程を行う（ステップＳ１３）。なお、本脆化工程に続く後述の外力付与工程、乾燥工程も含め、図７を参照しながら説明する。図７は脆化工程、外力付与工程、乾燥工程の一例を示した模式説明図である。
【００９０】
図７に示すように、前駆フィルム体形成工程にて得られた前駆フィルム体２５は、加熱された液状熱媒体３１を収容する温浴槽３０に送り込まれる。温浴槽３０中には、図示しない制御装置に電気的に接続されたヒータ３２を配設しており、温浴槽３０中に収容した液状熱媒体３１を所定の温度に保持可能に構成している。
【００９１】
具体的には、例えば第１の樹脂をポリプロピレンとし、第２の樹脂をメタロセン超低密度ポリエチレンとし、更に第２の樹脂に高温分解型のパーオキサイドが添加された前駆フィルム体２５の場合、温浴槽３０内の液状熱媒体３１の温度は、超低密度ポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂の融点温度から、95℃＜温浴槽温度＜135℃、より望ましくは、100℃＜温浴槽温度＜130℃とすることができる。
【００９２】
このような温浴槽３０に送給された前駆フィルム体２５は、第２の樹脂に添加した改質剤としての高温分解型のパーオキサイドが反応を生起し、第２の樹脂の重合が促進されて高脆性領域１２が形成される。すなわち、脆化工程が行われて局所脆化フィルム体１０が形成されることとなる。また併せて、第２の樹脂近傍の第１の樹脂の分子量を低下させて、メルトテンションが低下する。なお、図７では前駆フィルム体２５から微多孔フィルム２０まで連続的に製造する過程を示しているが、これに限定されるものではなく、形成した局所脆化フィルム体１０をロール状に巻き取るなどして、微多孔フィルム製造用素材として流通させても良い。
【００９３】
また、温浴槽３０中には、温浴槽３０に浸漬されて高脆性領域１２が形成された（脆化工程を経た）局所脆化フィルム体１０に対して超音波を照射する超音波発生装置３３が配設されている。
【００９４】
この超音波発生装置３３には図示しない超音波振動子が備えられており、高脆性領域１２の網構造を崩壊できる周波数及び強度を備えた超音波が発せられる。
【００９５】
そして、超音波が照射された局所脆化フィルム体１０では、高脆性領域１２に対して超音波による外力が付与されて、高脆性領域１２の崩壊が惹起されることとなる。すなわち、外力付与工程が行われる（ステップＳ１４）。
【００９６】
このようにして外力付与工程を経ると、温浴槽３０より引き上げられ、乾燥装置３４による乾燥工程（ステップＳ１５）を経て微多孔フィルム２０が形成されることとなる。形成された微多孔フィルム２０は巻取装置３５によって巻き取られ、市場に流通することとなる。
【００９７】
次に、実際の製造例及び試験結果について言及する。
【００９８】
〔製造例１〕
（原料計量工程）
まず、微多孔フィルムを作成すべく、その原料を下記の通り計量した。
・超低密度ポリエチレン樹脂（日本ポリエチレン株式会社）    400kg
・ポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ株式会社）              600kg
・高温分解型パーオキサイド（日本油脂株式会社：パーヘクサ25B）
８ｇ
【００９９】
本工程にて使用した超低密度ポリエチレン樹脂は、密度0.900、融点温度は95℃のものを使用した。
【０１００】
また、本工程にて使用したポリプロピレン樹脂は、密度0.85、融点温度は135℃のものを使用した。
【０１０１】
また、本工程にて使用した高温分解型パーオキサイドは、2,5-Dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexyne-3を主成分として含有する活性酸素発生剤であり、10時間半減期温度が128.4℃（１時間半減期温度が149.9℃）のものを使用した。
【０１０２】
また、上記超低密度ポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂の融点温度から、穿孔のための熱処理温度は、95℃＜処理温度＜135℃、より望ましくは、100℃＜処理温度＜130℃であることが求められた。
【０１０３】
（混練工程及び前駆フィルム体形成工程）
次に、原料計量工程にて計量した各原料の混練を行った。
【０１０４】
具体的には、東芝機械製2軸押し出し機TEM65を用い、比エネルギー0.05〜0.2程度で混練しつつ（混練工程）、230℃の温度にて幅1m厚さ25μmのフィルムに成形を行った（微多孔フィルム製造用の原料フィルム形成工程）。
【０１０５】
（脆化工程）
次に、得られた前駆フィルム体を脆化する脆化工程を行った。脆化工程では、図７に示したように、液状熱媒体を105〜125℃とした温浴中に、浸漬時間が10〜100秒となるように前駆フィルム体を通過させることで行い、局所脆化フィルム体を形成した。
【０１０６】
（外力付与工程及び乾燥工程）
次に、脆化工程を経て形成した局所脆化フィルム体１０に対し、300kHzの超音波振動を付与することにより外力の付与を行い（外力付与工程）、温浴槽から引き上げて乾燥を施して微多孔フィルムＡ１を得た。なお、本外力付与工程や前述の脆化工程にて設定した温浴温度や浸漬時間、超音波振動の周波数は一例であり、フィルムの素材や各原料の配合割合、形成する孔の大きさ等に応じて適宜設定することも可能である。
【０１０７】
〔製造例２〕
次に、製造例２について述べる。本製造例２は、前述の製造例１と同じ工程を経て微多孔フィルムの製造を行うものであるが、外力付与工程にて局所脆化フィルム体に対し超音波による外力の付与を行うのではなく、張力を掛けて外力の付与を行った。
【０１０８】
具体的には、105〜125℃とした環境下において、局所脆化フィルム体に対し伸延方向へ張力を付与して約1.05〜1.5倍に弾性変形させて外力付与工程を行った。その後乾燥工程を経ることにより、本実施形態に係る微多孔フィルムである微多孔フィルムＡ２を得た。
【０１０９】
〔品質確認試験〕
次に、得られた微多孔フィルムＡ１及び微多孔フィルムＡ２の品質について、確認試験を行った。
【０１１０】
（厚み測定試験）
山文電気社製接触式フィルム厚さ測定器を用いて微多孔フィルムＡ１及びＡ２の厚みを測定した。その結果、微多孔フィルムＡ１、微多孔フィルムＡ２共に25±2μｍであった。
【０１１１】
（透気度測定試験）
マツボー社製ガーレ式自動透気度計を用いて微多孔フィルムＡ１及びＡ２の透気度（ガーレー値）を測定した。その結果、微多孔フィルムＡ１は70秒／100 cm3であり、微多孔フィルムＡ２は75秒／100 cm3であった。
【０１１２】
（顕微鏡観察）
次に、走査型電子顕微鏡にて、微多孔フィルムＡ１及びＡ２の検鏡を行った。図８に微多孔フィルムＡ２の検鏡像を示す。
【０１１３】
図８（ａ）からも分かるように、微多孔フィルムＡ２には孔が形成されていることが確認された。また、図８（ａ）中においてＸで示す部位の拡大像を示した図８（ｂ）からも分かるように、孔の周縁部位には網構造が観察された。この像より、網構造は、局所脆化フィルム体の状態においては孔となる部位の全部に形成されており、外力によって網構造が破断することにより目部が連結して孔が形成されるものであることが示された。なお、ここでは微多孔フィルムＡ１の検鏡像は図示しないが、微多孔フィルムＡ２と同様の検鏡像が観察された。
【０１１４】
〔透気度可変試験〕
次に、製造例２にて付与する張力を違えて、微多孔フィルムの透気度を調整する試験を行った。具体的には、弾性変形倍率を1.1倍とした微多孔フィルムＡ２ｘ、弾性変形倍率を1.2倍とした微多孔フィルムＡ２ｙ、弾性変形倍率を1.4倍とした微多孔フィルムＡ２ｚの３種のサンプルを作成した。張力の付与は弾性変形の範囲内で行われ、アニーリング後応力を開放し原寸へ戻らせた。その結果を表１に示す。
【表１】
2014043512.tif 000003
【０１１５】
表１からも分かるように、張力を付与して初期の引っ張り倍率が1.1倍のとき（微多孔フィルムＡ２ｘ）は透気度が183秒／100 cm3、初期の引っ張り倍率が1.2倍のとき（微多孔フィルムＡ２ｙ）は透気度が142秒／100 cm3、初期の引っ張り倍率が1.4のとき（微多孔フィルムＡ２ｚ）は透気度が61秒／100 cm3であった。
【０１１６】
これらの結果から、局所脆化フィルム体に付与する外力を変更すること、付言すれば張力を加えるにあたり初期の引っ張り倍率をコントロールすることにより微多孔フィルムの透気度を容易に変更することが可能であることが示された。
【０１１７】
上述してきたように、本発明に係る微多孔フィルムでは、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備えることとしたため、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルムとすることができる。
【０１１８】
また、本発明に係る微多孔フィルムの製造方法によれば、熱により高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた樹脂製の前駆フィルム体を脆化可能な温度雰囲気に曝露して前記脆化可能領域を脆化させ、同脆化によって生じた高脆性領域が散在するフィルム体に外力を付与することにより、フィルム体に孔を形成することとしたため、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる微多孔フィルムを製造することができる。
【０１１９】
また、本発明に係る前駆フィルム体によれば、樹脂製のフィルム体中に、熱によって高脆性領域に変化する脆化可能領域を互いに隣接するように散在させて形成したため、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる前駆フィルム体を提供することができる。
【０１２０】
また、本発明に係る局所脆化フィルム体によれば、前記前駆フィルム体の脆化可能領域を脆化させて形成したため、比較的製造コストが安く、しかも容易に所望の通気量を得ることのできる前駆フィルム体を提供することができる。
【０１２１】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  局所脆化フィルム体
１１  フィルム体
１２  高脆性領域
１３  連鎖高脆性領域
１４  連鎖横断高脆性領域
２０  微多孔フィルム
２１  孔
２３  付着物
２５  前駆フィルム体
２６  脆化可能領域
２７  低分子量化領域
３３  超音波発生装置
【図１】
2014043512.tif 000004
【図２】
2014043512.tif 000005
【図３】
2014043512.tif 000006
【図４】
2014043512.tif 000007
【図５】
2014043512.tif 000008
【図６】
2014043512.tif 000009
【図７】
2014043512.tif 000010
【図８】
2014043512.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月25日(2013.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備え、
前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成し、
前記フィルム体は、熱によって前記高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた前駆フィルム体を加熱して得られるものであり、
同前駆フィルム体は、互いに非相溶性を備える前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との混練物より形成したことを特徴とする微多孔フィルム。
【請求項２】
前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の微多孔フィルム。
【請求項３】
第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備え、
前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成し、
前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であることを特徴とする微多孔フィルム。
【請求項４】
熱により高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた樹脂製の前駆フィルム体を脆化可能な温度雰囲気に曝露して前記脆化可能領域を脆化させ、同脆化によって生じた高脆性領域が散在するフィルム体に外力を付与することにより、フィルム体に孔を形成する微多孔フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記外力は、前記フィルム体への張力であることを特徴とする請求項４に記載の微多孔フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記外力は、超音波振動であること特徴とする請求項４に記載の微多孔フィルムの製造方法。
【請求項７】
樹脂製のフィルム体中に、熱によって高脆性領域に変化する脆化可能領域を互いに隣接するように散在させて形成した微多孔フィルム製造用の前駆フィルム体。
【請求項８】
請求項７に記載の前駆フィルム体の脆化可能領域を脆化させて形成した微多孔フィルム製造用の局所脆化フィルム体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するために、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備え、前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成し、前記フィルム体は、熱によって前記高脆性領域に変化する脆化可能領域を散在させた前駆フィルム体を加熱して得られるものであり、同前駆フィルム体は、互いに非相溶性を備える前記第１の樹脂と前記第２の樹脂との混練物より形成した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明に係る微多孔フィルムでは、以下の点にも特徴を有する。
前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であること。
また、前述の課題を解決するために、第１の樹脂により形成したフィルム体中にて互いに隣接するように散在させた第２の樹脂よりなる高脆性領域に外力を作用させ、同高脆性領域を崩壊させて形成した孔を備え、前記高脆性領域は、前記第２の樹脂にて形成された網状の構造を有し、前記外力により前記網状とした高脆性領域の網目部を連結させて前記フィルム体の表裏を貫通する孔を形成し、前記第１の樹脂はポリプロピレンを主成分とする樹脂であり、前記第２の樹脂はパーオキサイドを添加した超低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂であることとした。