[發明專利]微多孔膜及其制造方法

在審

• 申請號: 201380051492.0
• 申請日: 2013-10-01
• 公開（公告）號: CN104684633A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 古嶋修;長迫直;山口修
• 申請（專利權）人: 捷恩智株式會社;捷恩智石油化學株式會社
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

技術領域

本發明涉及一種微多孔膜，尤其涉及一種由聚偏二氟乙烯系樹脂形成且藉由其形狀而大幅改良透過性的微多孔膜。

背景技術

微多孔膜的構造存在非對稱構造(非對稱膜)與對稱構造(對稱膜)，非對稱膜是指膜的剖面構造不正背對稱的膜(圖25左側)，對稱膜是指膜的剖面構造為正背對稱的膜(圖25右側)。對于非對稱膜，膜的表面由稱作表皮(skin)層(或致密層)的致密的薄層(功能層)構成，其他大部分由支撐表皮層的支撐層構成。如此，非對稱膜為由表面非常薄的表皮層及支撐該表皮層的支撐層形成且由相同原材料制作的單層的膜。非對稱膜在用作過濾膜時，為減小過濾阻力(通水阻力等)，先前致力于形成使該表皮層(功能層)更薄的均質層等。

作為非對稱膜的一例，在專利文獻1中揭示有以聚偏二氟乙烯為原材料的單層的多孔質樹脂層。圖1、圖3、圖5、圖7、圖9中，揭示對以聚偏二氟乙烯為原材料的多孔質樹脂層的表面(即表皮層表面)進行拍攝而得的構造照片，圖2、圖4、圖6、圖8、圖10中揭示對該多孔質樹脂層的剖面進行拍攝而得的構造照片。

然而，聚偏二氟乙烯為機械性、熱性、化學性穩定的聚合物，因此存在難以加工為微多孔膜的問題。因此，利用聚偏二氟乙烯制作的微多孔膜的開孔方法是在非對稱膜的表皮層的表面產生龜裂的方法，或在表皮層產生相互接觸的球晶并利用該球晶的空隙的方法，但任一方法均無法設置充足的開孔部，因此先前的微多孔膜的透過性(通液性等)不高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2010-75851號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

微多孔膜通常被廣泛用作過濾膜。對過濾膜要求保持與過濾對象對應的粒子阻止率并且使透過量多。然而，若為增大透過量而提高空隙率，則空隙的分布變得不均勻而產生極端大的孔，或在表面產生龜裂而導致粒子阻止率降低。另一方面，若為提高粒子阻止率而減小空隙率，則透過量降低。如此，粒子阻止率的提高與透過量的提高處于相反的關系，很難既保持粒子阻止率又使透過量更多。

又，粒子阻止率與透過量的關系亦受孔徑分布影響。即便為相同的平均孔徑，孔徑分布廣的過濾膜與孔徑分布小的過濾膜相比，最大孔徑變大。因此，粒子阻止率降低。又，由于同時具有多個小孔，因此透過量未必高。因此，為既保持粒子阻止率又使透過量更多，理想為使孔徑分布小。然而，為使孔徑分布小，一般而言必須盡可能使孔的大小或形狀均勻，從而很難制作此種膜。

由此，本發明的課題在于提供自聚偏二氟乙烯系樹脂制作孔的形狀或大小更均勻、既保持粒子阻止率又具有高透過性的非對稱構造的微多孔膜及其制造方法。

解決課題的技術手段

本發明人等為解決上述課題而進行了積極研究。其結果，發現對成為微多孔膜的原材料的樹脂使用聚偏二氟乙烯系樹脂，并控制其溶液粘度或分子量，藉此可形成表皮層，表皮層包括具有球狀體與線狀的結合材的三維網狀構造、且具有更均勻形狀的孔。且發現在表皮層具有該構造的微多孔膜既保持粒子阻止率又表現出先前未有的透過性，從而完成本發明。

本發明的第1態樣的微多孔膜例如圖1所示般為作為非對稱膜的微多孔膜，包括：表皮層，形成有微孔；以及支撐層，支撐上述表皮層，且形成有較上述微孔大的孔穴；上述微多孔膜的原材料為聚偏二氟乙烯系樹脂，上述表皮層具有多個球狀體1，多個線狀的結合材2自各個球狀體1向三維方向延伸，鄰接的球狀體1藉由線狀的結合材2而相互連接，從而形成以球狀體1為交點的三維網狀構造。

圖1中表示本發明的三維網狀構造的一例。圖1是表皮層表面的掃描型電子顯微鏡(Scanning?Electron?Microscopy，SEM)照片。再者，“表皮層”是指微多孔膜的剖面中自表面至產生巨型孔(macrovoid)為止的厚度的層，“支撐層”是指厚度為自微多孔膜整體的厚度減去表皮層的厚度而得的值的層。“巨型孔”是指在微多孔膜的支撐層產生且成為最小為數μm、最大為與支撐層的厚度大致相同的大小的巨大空洞。“球狀體”是指形成在本發明的三維網狀構造的交點的球狀，并不限定于完全的球狀，亦包含大致球狀。