JP2015208894A - Polyolefin-made laminated microporous film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物質の分離、選択透過などに用いられる分離膜、及びアルカリ、リチウム二次電池や燃料電池、コンデンサーなど電気化学反応装置の隔離材等として広く使用されている微多孔膜に関する。特にリチウムイオン電池用セパレータとして好適に使用される、ポリオレフィン製微多孔膜に関する。 The present invention relates to a separation membrane used for separation of substances, selective permeation, and the like, and a microporous membrane widely used as a separator for electrochemical reaction devices such as alkali, lithium secondary batteries, fuel cells and capacitors. In particular, the present invention relates to a polyolefin microporous membrane suitably used as a lithium ion battery separator.
ポリオレフィン微多孔膜は、精密ろ過膜、燃料電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータなどとして用いられている。これらの他、ポリオレフィン微多孔膜は、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、デジタルカメラなどに広く使用されているリチウムイオン電池用のセパレータとして特に好適に使用されている。その理由は、ポリオレフィン微多孔膜が優れた膜の突刺強度やシャットダウン特性を有していることが挙げられる。 Polyolefin microporous membranes are used as microfiltration membranes, fuel cell separators, capacitor separators, and the like. In addition to these, the polyolefin microporous membrane is particularly suitably used as a separator for lithium ion batteries widely used in notebook personal computers, mobile phones, digital cameras and the like. The reason is that the polyolefin microporous membrane has excellent membrane puncture strength and shutdown characteristics.
特にリチウムイオン電池用セパレータは電池特性、電池生産性及び電池安全性に深く関わっており、優れた機械的特性、耐熱性、透過性、寸法安定性、孔閉塞特性(シャットダウン特性)、溶融破膜特性(メルトダウン特性)等が要求される。近年では、より高エネルギー密度化・高容量化・高出力化・安全性の確保を目指して開発が進められており、それに伴ってセパレータについても高強度(特に、突刺強度)、高透過性などの要求に加えて、孔閉塞特性と耐熱性向上要求が高まってきている。 In particular, lithium-ion battery separators are deeply involved in battery characteristics, battery productivity, and battery safety. Excellent mechanical characteristics, heat resistance, permeability, dimensional stability, pore clogging characteristics (shutdown characteristics), molten film breakage Characteristics (meltdown characteristics) are required. In recent years, development has been promoted aiming at higher energy density, higher capacity, higher output, and safety, and with this, separators also have higher strength (particularly puncture strength), higher permeability, etc. In addition to these requirements, there are increasing demands for improving the hole closing characteristics and heat resistance.
このような背景において、ポリオレフィン微多孔膜に、よりシャットダウン温度を低くするための低融点成分を添加するなどの方法が開示されている(特許第5250262号公報、特表2012−522106号公報)。 In such a background, a method of adding a low melting point component for lowering the shutdown temperature to the polyolefin microporous membrane has been disclosed (Japanese Patent No. 5250262, Japanese Translations of PCT International Publication No. 2012-522106).
また、特表2012−521914号公報には、低融点ポリマーを添加した層と含まない層とを積層物を延伸して微多孔膜を作製する技術が開示されている。また、特開2002−321323号公報には、ポリエチレンとポリプロピレンを必須成分とする微多孔膜と、ポリエチレン微多孔膜を積層したフィルムが開示されている。しかし、これらの特許はいずれも透過性が悪く、低温シャットダウンと高透過性および高強度の要求を満たすものではなかった。 Japanese Patent Application Publication No. 2012-521914 discloses a technique for producing a microporous film by stretching a laminate of a layer to which a low-melting-point polymer is added and a layer not containing the layer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-321323 discloses a film in which a microporous film containing polyethylene and polypropylene as essential components and a polyethylene microporous film are laminated. However, none of these patents have poor permeability and did not satisfy the requirements of low temperature shutdown, high permeability and high strength.
さらに、最近、リチウムイオン電池が家庭用蓄電池や電気自動車の電力源として用いられるようになり、電池の大型化が進んでいる。電池の大型化に伴い、リチウムイオン電池には従来よりも、より高い安全性が求められるようになってきた。 Furthermore, recently, lithium ion batteries have been used as power sources for household storage batteries and electric vehicles, and the size of batteries has been increasing. With the increase in size of batteries, lithium ion batteries have been required to have higher safety than before.
シャットダウン速度を速くする一方で、当該電池の安全性を高めるためには、セパレータの耐熱性を向上させることも重要である。このような背景において、ポリオレフィン微多孔膜に、より耐熱性を高くするため、すなわちセパレータフィルムのメルトダウン温度を高くするために、ポリプロピレンを添加するなどの方法が開示されている(特許第4931163号公報、特開2011−63025号公報)。しかし、これらはフィルム表層にポリプロピレンを含有するため、耐熱性が向上する一方で、シャットダウン温度が十分に低下させることができなかった。また、フィルムの内層にポリプロピレンを有する技術が開示されているが(特許第4940351号公報)、当該技術では十分なシャットダウン温度の低温化が達成されていなかった。また、当時公知の技術であったでは、高温のメルトダウン温度と低温のシャットダウン温度、優れたシャットダウン速度を両立することはできなかった。 In order to increase the safety of the battery while increasing the shutdown speed, it is also important to improve the heat resistance of the separator. In such a background, a method of adding polypropylene to the microporous polyolefin membrane to increase the heat resistance, that is, to increase the meltdown temperature of the separator film is disclosed (Japanese Patent No. 4931163). Publication, Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-63025). However, since these contain polypropylene in the film surface layer, the heat resistance is improved, but the shutdown temperature cannot be sufficiently lowered. Moreover, although the technique which has a polypropylene in the inner layer of a film is disclosed (patent No. 4940351), the technique has not achieved a sufficiently low shutdown temperature. Further, if the technology was known at that time, it was impossible to achieve both a high meltdown temperature, a low shutdown temperature, and an excellent shutdown speed.
つまり、従来、セパレータの生産性ならびに、当該フィルムをリチウムイオン電池のセパレータとして使用するときの良好な加工性を維持しながら、セパレータのシャットダウン温度の十分な低温化と、セパレータのメルトダウン温度の高温化を、両立することは、極めて難しかった。 In other words, while maintaining separator productivity and good processability when the film is used as a lithium ion battery separator, the separator shutdown temperature is sufficiently lowered and the separator meltdown temperature is high. It was extremely difficult to achieve both.
本発明の課題は、電池のさらなる安全性向上のため、電池の釘刺し試験に代表されるような安全性試験において、優れた安全性を達成するセパレータフィルムを得ることにある。すなわち、電池の高い出力特性と安全性とを両立させるために、低いシャットダウン温度を有し、かつ、突刺強度と透気抵抗度に優れるとともに、優れたシャットダウン速度を有し、かつ優れたメルトダウン温度を有するポリオレフィン積層微多孔膜を提供することである。優れたシャットダウン温度ならびに速度と、優れたメルトダウン温度を兼ね備えたセパレータフィルムが、電池に従来以上の高い安全性を付与することになる。 The subject of this invention is obtaining the separator film which achieves the outstanding safety | security in the safety test represented by the nail penetration test of a battery for the further safety | security improvement of a battery. In other words, in order to achieve both high output characteristics and safety of the battery, it has a low shutdown temperature, excellent puncture strength and air resistance, and has an excellent shutdown speed and an excellent meltdown. It is to provide a polyolefin laminated microporous membrane having a temperature. A separator film having both an excellent shutdown temperature and speed and an excellent meltdown temperature gives the battery higher safety than before.
本発明者らは、前記問題点を解決する為に鋭意検討を重ねた結果、低融点成分を含まずポリプロピレンを含む第一の層を内層とし、特定の低融点成分を含みポリプロピレンは含まない第二の層を表層とする層構成で積層させることにより得られる以下の構成の積層微多孔膜によって、この解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下の通りである。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors made the first layer containing polypropylene without containing a low melting point component as an inner layer, and containing a specific low melting point component without containing polypropylene. The inventors have found that this problem can be solved by the laminated microporous membrane having the following constitution obtained by laminating the two layers as the surface layer, and have reached the present invention. That is, the present invention is as follows.
(1)少なくとも三層からなり、メルトダウン温度が159〜200℃の範囲であり、透気度が50〜300秒の範囲であり、突き刺し強度が100〜550gfの範囲であり、内層にのみポリプロピレンを含有し、表層を形成する少なくとも1層がメルトフローレートが50〜150g/10min、融点が120〜130℃の樹脂を含む特徴とするポリオレフィン製積層微多孔膜。 (1) Consisting of at least three layers, the meltdown temperature is in the range of 159 to 200 ° C., the air permeability is in the range of 50 to 300 seconds, the piercing strength is in the range of 100 to 550 gf, and only the inner layer is polypropylene. A polyolefin microporous membrane characterized by containing at least one layer containing a resin having a melt flow rate of 50 to 150 g / 10 min and a melting point of 120 to 130 ° C.
(2)シャットダウン温度が129.5〜135.0℃の範囲であることを特徴とする(1)に記載のポリオレフィン製積層微多孔膜。 (2) The laminated microporous membrane made of polyolefin as described in (1), wherein the shutdown temperature is in the range of 129.5 to 135.0 ° C.
(3)130℃でのTDの収縮率が−10%〜10%の範囲であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポリオレフィン製積層微多孔膜。 (3) The polyolefin microporous multilayer film according to (1) or (2), wherein the shrinkage ratio of TD at 130 ° C. is in the range of −10% to 10%.
(4)シャットダウン速度が1.55×104〜3.00×104secの範囲であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポリオレフィン製積層微多孔膜。 (4) The multi-layer polyolefin microporous membrane according to any one of (1) to (3), wherein the shutdown speed is in the range of 1.55 × 10 4 to 3.00 × 10 4 sec.
(5)膜厚が3〜25μmの範囲であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポリオレフィン製積層微多孔膜。 (5) The laminated microporous membrane made of polyolefin according to any one of (1) to (4), wherein the film thickness is in the range of 3 to 25 μm.
(6)フィルムの裏面対表面での静摩擦係数が0.3〜1.5の範囲であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のポリオレフィン製積層微多孔膜。 (6) The laminated microporous membrane made of polyolefin according to any one of (1) to (5), wherein the coefficient of static friction between the back surface and the surface of the film is in the range of 0.3 to 1.5.
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は突刺強度と透気抵抗度に優れ、本発明からなるセパレータをリチウムイオン電池に使用することにより、当該電池に優れた安全性を付与することができる。さらに、表面摩擦係数を良好な範囲に保つことができるため、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した場合に、その電池製造過程において、優れたピン抜け性を付与し、電池生産速度の向上および電池製造の歩留まりの向上に寄与することができる。 The laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention is excellent in puncture strength and air resistance, and by using a separator made of the present invention for a lithium ion battery, excellent safety can be imparted to the battery. Furthermore, since the surface friction coefficient can be kept in a favorable range, when the polyolefin microporous membrane of the present invention is used as a separator for a lithium ion battery, it provides excellent pin-out property in the battery manufacturing process. In addition, it can contribute to an improvement in battery production speed and an improvement in battery manufacturing yield.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は少なくとも三層からなる。異なる機能を有する層を積層させることにより、得られた積層微多孔膜は、多種多様な機能を同時に合わせもつことができる。従来は、このような異なる機能を一つの層に混在させた場合、それらの優れた機能が打ち消されてしまう場合があった。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜を三層以上から形成することにより、当該微多孔膜が使用された電池に優れた安全性と出力特性等を同時に付与することが可能となる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyolefin microporous membrane of the present invention comprises at least three layers. By laminating layers having different functions, the obtained laminated microporous membrane can have various functions at the same time. Conventionally, when such different functions are mixed in one layer, these excellent functions may be canceled. By forming the multi-layer polyolefin microporous membrane of the present invention from three or more layers, it is possible to simultaneously impart excellent safety and output characteristics to a battery using the microporous membrane.
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は微多孔膜の両表面の表層にポリプロピレンを含まないことが重要である。両表層にポリプロピレンが含まれる場合、積層微多孔膜のシャットダウン温度が高くなりやすい。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は、シャットダウン温度が低いことが重要であるため、表層にはポリプロピレンを含まない。
ここで、表層にポリプロピレンを含まないことは、表層をIR解析(ATR法)や表層のDSC測定により判断することができる。
It is important that the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention does not contain polypropylene in the surface layers on both surfaces of the microporous membrane. When polypropylene is contained in both surface layers, the shutdown temperature of the laminated microporous film tends to be high. Since it is important that the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention has a low shutdown temperature, the surface layer does not contain polypropylene.
Here, the fact that polypropylene is not included in the surface layer can be determined by IR analysis (ATR method) or DSC measurement of the surface layer.
一方、内層(両表層の内側の層)はポリプロピレンを含んでなることが重要である。内層にポリプロピレンを含有することにより、積層微多孔膜全体の耐熱性を向上させることができる。 On the other hand, it is important that the inner layer (the inner layer of both surface layers) comprises polypropylene. By containing polypropylene in the inner layer, the heat resistance of the entire laminated microporous membrane can be improved.
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は、表層にポリプロピレンを含まない限り、三層以上の層を有して良い。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の表層に、ポリプロピレンを含有せず、低融点成分を含有することと、表層以外の層にポリプロピレンを有することが重要である。 The polyolefin microporous membrane of the present invention may have three or more layers as long as the surface layer does not contain polypropylene. It is important that the surface layer of the polyolefin microporous membrane of the present invention does not contain polypropylene, contains a low melting point component, and has polypropylene in a layer other than the surface layer.
[1]第一の層(A層)におけるポリオレフィン樹脂組成物
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜においてA層は内層であり、表層以外の層である。
[1] Polyolefin resin composition in the first layer (A layer) In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the A layer is an inner layer and is a layer other than the surface layer.
本発明においてA層を構成するポリオレフィン微多孔膜は、ポリエチレンを主成分とする。ここで、透過性と突刺強度を向上させる為には、ポリオレフィン樹脂全体を100重量%として、ポリエチレンが80重量%以上であるのが好ましく、90重量%以上であることがより好ましく、さらにポリエチレンを単独で用いることが好ましい。 In the present invention, the polyolefin microporous membrane constituting the A layer contains polyethylene as a main component. Here, in order to improve permeability and puncture strength, the total polyolefin resin is 100% by weight, polyethylene is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and polyethylene It is preferable to use it alone.
ポリエチレンの種類としては、密度が0.94g/cm3を越えるような高密度ポリエチレン、密度が0.93〜0.94g/cm3の範囲の中密度ポリエチレン、密度が0.93g/cm3より低い低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が挙げられるが、強度の観点より、高密度ポリエチレンと超高分子量ポリエチレンを含有することが好ましい。超高分子量ポリエチレンは、エチレンの単独重合体のみならず、他のα-オレフィンを少量含有する共重合体であってもよい。積層微多孔膜においては、各層の粘度差などにより、幅方向の物性ムラの制御が困難となることがあるが、A層に超高分子量ポリエチレンを使用することによって、膜全体の分子ネットワークが強固となるために不均一変形が起こりにくく、物性の均一性にすぐれる微多孔膜を得ることができる。 The types of polyethylene, high density polyethylene such as density exceeding 0.94 g / cm 3, density polyethylene in the range density of 0.93~0.94g / cm 3, density of from 0.93 g / cm 3 Although low low density polyethylene, linear low density polyethylene, etc. are mentioned, it is preferable to contain a high density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene from a viewpoint of intensity | strength. The ultra high molecular weight polyethylene may be not only a homopolymer of ethylene but also a copolymer containing a small amount of other α-olefin. In laminated microporous membranes, it may be difficult to control uneven physical properties in the width direction due to differences in the viscosity of each layer, but the use of ultra-high molecular weight polyethylene in layer A will strengthen the molecular network of the entire membrane. Therefore, non-uniform deformation hardly occurs, and a microporous film having excellent uniformity of physical properties can be obtained.
ここで、高密度ポリエチレンの重量平均分子量(以下、Mwという)は1×105以上、より好ましくは2×105以上であることが好ましい。上限は好ましくはMwが8×105、より好ましくはMwが7×105である。Mwが上記範囲であれば、製膜の安定性と最終的に得られる突刺強度とを両立することができる。また、超高分子量ポリエチレンのMwとしては、1×106以上4×106未満であることが好ましい。Mwが1×106以上4×106未満の超高分子量ポリエチレンを使用することで、孔およびフィブリルを微細化することができ、突刺強度を高めることが可能となる。また、Mwが4×106以上であると、溶融物の粘度が高くなりすぎるために、口金(ダイ)から樹脂を押し出せないなど製膜工程において不具合が出る場合がある。また、本発明においては後述するB層との粘度差が高くなりすぎるために、特に共押出方法による積層において、各層を均一に押し出すことができない場合がある。超高分子量ポリエチレンの含有量はポリオレフィン樹脂全体を100重量%として、下限は2重量%であることが好ましく、より好ましくは10重量%であり、最も好ましくは15重量%である。上限は60重量%であることが好ましく、より好ましくは50重量%であり、最も好ましくは40重量%である。この範囲であると突刺強度と透気抵抗度の両立が得られやすくなり、また、透気抵抗度のバラツキが少ない微多孔膜を得ることができる。 Here, the weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of the high-density polyethylene is preferably 1 × 10 5 or more, more preferably 2 × 10 5 or more. The upper limit is preferably Mw of 8 × 10 5 , and more preferably Mw of 7 × 10 5 . If Mw is in the above range, the stability of the film formation and the finally obtained puncture strength can both be achieved. Further, the Mw of the ultrahigh molecular weight polyethylene is preferably 1 × 10 6 or more and less than 4 × 10 6 . By using ultra high molecular weight polyethylene having an Mw of 1 × 10 6 or more and less than 4 × 10 6 , the pores and fibrils can be miniaturized and the puncture strength can be increased. Further, if Mw is 4 × 10 6 or more, the viscosity of the melt becomes too high, so that there may be a problem in the film forming process such that the resin cannot be extruded from the die. Further, in the present invention, since the difference in viscosity from the B layer described later becomes too high, there is a case where each layer cannot be uniformly extruded particularly in the lamination by the coextrusion method. The content of ultrahigh molecular weight polyethylene is 100% by weight based on the entire polyolefin resin, and the lower limit is preferably 2% by weight, more preferably 10% by weight, and most preferably 15% by weight. The upper limit is preferably 60% by weight, more preferably 50% by weight, and most preferably 40% by weight. Within this range, it is easy to achieve both puncture strength and air resistance, and a microporous membrane with less variation in air resistance can be obtained.
また、ポリエチレンにポリプロピレンを添加すると、ポリオレフィン微多孔膜を電池用セパレータとして用いた場合にメルトダウン温度をより向上させることができることから、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜のA層はポリプロピレンを含有することが重要である。ポリプロピレンの種類は、単独重合体のほかに、ブロック共重合体、ランダム共重合体も使用することができる。ブロック共重合体、ランダム共重合体には、プロピレン以外の他のα−エチレンとの共重合体成分を含有することができ、当該他のα−エチレンとしては、エチレンが好ましい。ただし、ポリプロピレンを添加すると、ポリエチレン単独使用に比べて、突刺強度が低下しやすいために、ポリオレフィン樹脂中0〜50重量%が好ましい。 Moreover, when polypropylene is added to polyethylene, the melt-down temperature can be further improved when the polyolefin microporous membrane is used as a battery separator. Therefore, the layer A of the polyolefin microporous membrane of the present invention contains polypropylene. It is important to. As the type of polypropylene, a block copolymer and a random copolymer can be used in addition to the homopolymer. The block copolymer and random copolymer may contain a copolymer component with α-ethylene other than propylene, and ethylene is preferable as the other α-ethylene. However, when polypropylene is added, the puncture strength is likely to be lower than when polyethylene alone is used, so 0 to 50% by weight in the polyolefin resin is preferable.
ポリプロピレンの重量平均分子量は6×105以上で、ΔHmが90J/g以上で、Mw/Mnが100以下である。Mw/Mnは好ましくは、1以上50以下の範囲であり、さらに好ましくは2以上6以下である。ポリプロピレンの重量平均分子量は好ましくは8×105以上であり、より好ましくは8×105以上2.0×106の範囲である。さらに好ましくは1.1×106以上1.5×106以下の範囲である。ポリプロピレンのΔHmが95J/g以上であり、より好ましくは100J/g以上、さらに好ましくは110J/g以上、最も好ましくは115J/g以上である。ポリプロピレンの結晶化度は50%以上で、より好ましくは65%以上75%以下の範囲である。
A層に含有されるポリプロピレン含有量は、A層の総重量に対し1wt%以上100wt%以下の範囲であり、より好ましくは20wt%以上80wt%以下、さらにこのましくは20wt%以上50wt%以下である。
The weight average molecular weight of polypropylene is 6 × 10 5 or more, ΔHm is 90 J / g or more, and Mw / Mn is 100 or less. Mw / Mn is preferably in the range of 1 to 50, more preferably 2 to 6. The weight average molecular weight of polypropylene is preferably 8 × 10 5 or more, more preferably 8 × 10 5 or more and 2.0 × 10 6 . More preferably, it is a range of 1.1 × 10 6 or more and 1.5 × 10 6 or less. The ΔHm of polypropylene is 95 J / g or more, more preferably 100 J / g or more, still more preferably 110 J / g or more, and most preferably 115 J / g or more. The degree of crystallinity of polypropylene is 50% or more, more preferably 65% or more and 75% or less.
The polypropylene content contained in the A layer is in the range of 1 wt% to 100 wt% with respect to the total weight of the A layer, more preferably 20 wt% to 80 wt%, more preferably 20 wt% to 50 wt%. It is.
上記のMw及びΔHmに関する条件が満たされる限り、ポリプロピレンのタイプは重要ではないが、ポリプロピレンホモポリマー、またはプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体、またはこれらの混合物が好ましく、中でもポリプロピレンホモポリマーが好ましい。共重合体はランダムまたはブロック共重合体である。コモノマーの例として、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1、酢酸ビニル、メチルメタクリレート、スチレン及びこれらの混合物が挙げられる。コモノマーの含有量は、共重合体100モル%に対し10モル%以下である。 The type of polypropylene is not important as long as the above conditions for Mw and ΔHm are satisfied, but polypropylene homopolymers, copolymers of propylene and other α-olefins, or mixtures thereof are preferred, among which polypropylene homopolymers Is preferred. The copolymer is a random or block copolymer. Examples of comonomers include ethylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, styrene, and mixtures thereof. The comonomer content is 10 mol% or less with respect to 100 mol% of the copolymer.
本発明に用いるポリプロピレンは以下の性質を1以上備える。
(i)ポリプロピレンのMwは1×104以上4×106以下の範囲である。より好ましくは6×105以上3×106以下の範囲である。
(ii)ポリプロピレンのMw/Mnが1.01以上100以下の範囲であり、好ましくは2以上6以下の範囲である。
(iii)ポリプロピレンの立体規則性がアイソタクチックである。
(iv)ポリプロピレンのΔHmが少なくとも約95ジュール/グラムである。
(v)ポリプロピレンの融解ピーク(2回目の融解時)が少なくとも約160℃である。
(vi)ポリプロピレンのトルートン比が、温度230℃で歪速度25秒−1の条件で測定したとき少なくとも15である。
(vii)ポリプロピレンの温度230℃で歪速度25秒−1の条件で測定した伸長粘度が少なくとも50000Pa・秒である。
ポリプロピレンのMw、Mn、及びΔHmは、国際特許出願WO2007/132942号公報に開示された方法により求めることができる。
The polypropylene used in the present invention has one or more of the following properties.
(I) Mw of polypropylene is in the range of 1 × 10 4 or more and 4 × 10 6 or less. More preferably, it is the range of 6 × 10 5 or more and 3 × 10 6 or less.
(Ii) Mw / Mn of polypropylene is in the range of 1.01 to 100, preferably in the range of 2 to 6.
(Iii) The stereoregularity of polypropylene is isotactic.
(Iv) The ΔHm of the polypropylene is at least about 95 joules / gram.
(V) The melting peak of polypropylene (at the second melting) is at least about 160 ° C.
(Vi) The trouton ratio of polypropylene is at least 15 when measured at a temperature of 230 ° C. and a strain rate of 25 seconds− 1 .
(Vii) The elongational viscosity of the polypropylene measured at a temperature of 230 ° C. and a strain rate of 25 seconds− 1 is at least 50000 Pa · sec.
Mw, Mn, and ΔHm of polypropylene can be determined by the method disclosed in International Patent Application WO2007 / 132294.
ここで、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜のA層には、低融点成分を含まない。「低融点成分を含まず」とは、例えばクロス分別クロマトグラフなどで抽出される90℃以下の溶出成分の分率が5.0重量%以下、好ましくは2.5重量%以下であることを意味する。これは意図的に低融点成分を添加しなくても、高分子においては、分子量に分布をもつために、低融点となりうる低分子成分が含まれてしまうためである。低融点成分が全層にわたって存在すると、シャットダウン前においても、加熱した際に透気抵抗度が悪化しやすくなる場合がある。 Here, the low layer component is not included in the layer A of the polyolefin microporous membrane of the present invention. “No low melting point component” means that, for example, the fraction of an elution component of 90 ° C. or less extracted by a cross fractionation chromatograph or the like is 5.0% by weight or less, preferably 2.5% by weight or less. means. This is because, even if a low melting point component is not intentionally added, the polymer has a distribution in molecular weight, so that a low molecular component that can have a low melting point is included. When the low melting point component is present in all layers, the air resistance may be easily deteriorated when heated even before shutdown.
クロス分別クロマトグラフによる溶出成分は、例えば以下のように求めることができる。
・測定装置:クロス分別クロマトグラフ CFC2 型(Polymer ChAR 社製)
・検出器:赤外分光光度計 IR4 型(Polymer ChAR 社製)
・検出波長:3.42μm
・カラム:昭和電工株式会社製Shodex UT806M
・カラム温度:140℃
・溶媒(移動相):o−ジクロルベンゼン
・溶媒流速:1.0ml/分
・試料濃度:3.0mg/ml
・降温時間:140分(140℃→0℃)
・90℃以下の溶出成分量:0℃から140℃までを10℃ごとに分画した際の各抽出量の内、0℃から90℃までの重量を足し合わせたものを全体の抽出量で除すことにより、90℃以下の溶出成分量を算出する。
The elution component by the cross fractionation chromatograph can be obtained, for example, as follows.
・ Measuring device: Cross-fractionation chromatograph CFC2 type (manufactured by Polymer ChAR)
・ Detector: IR spectrophotometer IR4 type (manufactured by Polymer ChAR)
・ Detection wavelength: 3.42μm
Column: Shodex UT806M manufactured by Showa Denko KK
-Column temperature: 140 ° C
Solvent (mobile phase): o-dichlorobenzene Solvent flow rate: 1.0 ml / min Sample concentration: 3.0 mg / ml
・ Temperature drop time: 140 minutes (140 ° C → 0 ° C)
-Elution component amount below 90 ° C: The total extraction amount is the sum of the weights from 0 ° C to 90 ° C among the extraction amounts when fractionating from 0 ° C to 140 ° C every 10 ° C. By dividing, the amount of elution component of 90 ° C. or less is calculated.
[2]第二の層(B層)におけるポリオレフィン樹脂組成物
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜においてB層は表層であり、表面に露出している層である。
[2] Polyolefin resin composition in the second layer (B layer) In the laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention, the B layer is a surface layer and is a layer exposed on the surface.
本発明のB層を構成するポリオレフィン微多孔膜は、ポリエチレンを主成分とする。ポリエチレンの種類としては、強度の観点から高密度ポリエチレンを主成分とすることが好ましい。また、高密度ポリエチレンの重量平均分子量(以下、Mwという)は1×105以上、より好ましくは2×105以上であることが好ましい。上限は好ましくはMwが8×105、より好ましくはMwが7×105である。Mwが上記範囲であれば、製膜の安定性と最終的に得られる突刺強度とを両立することができる。 The polyolefin microporous film constituting the B layer of the present invention contains polyethylene as a main component. As a kind of polyethylene, it is preferable that a high density polyethylene is a main component from a viewpoint of intensity | strength. The high-density polyethylene preferably has a weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of 1 × 10 5 or more, more preferably 2 × 10 5 or more. The upper limit is preferably Mw of 8 × 10 5 , and more preferably Mw of 7 × 10 5 . If Mw is in the above range, the stability of the film formation and the finally obtained puncture strength can both be achieved.
また、本発明においては、B層に低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、シングルサイト触媒により製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体などの低融点成分を添加することが重要である。これらのいずれかを添加することによって、低温でのシャットダウン機能を付与され、電池用セパレータとしての特性を向上させることができる。低融点成分のメルトフローレート(MFR)は50g/10min〜150g/10minであることが好ましい。下限はより好ましくは75g/10min、さらに好ましくは100g/minである。MFRが50g/10min以上であると、流動性が良いために、延伸過程において厚みのムラを作りにくく均一な膜厚分布とすることができる。また、分子運動性が良いために残留ひずみが残りにくく、低温で十分に分子が緩和しているために、融点より低い温度で残留ひずみによる孔の閉塞が起こりにくく、透気度の上昇を抑制することができる。MFRが150g/min以上であると、溶融物の粘度が低すぎるために、A層との共押出において、各層が均一に押し出せない場合がある。また、製造時の延伸工程において、粘度が低いために微多孔膜の破断が起こることがある。 In the present invention, it is important to add a low melting point component such as low density polyethylene, linear low density polyethylene, and ethylene / α-olefin copolymer produced by a single site catalyst to the B layer. By adding any of these, a shutdown function at a low temperature can be imparted, and the characteristics as a battery separator can be improved. The melt flow rate (MFR) of the low melting point component is preferably 50 g / 10 min to 150 g / 10 min. The lower limit is more preferably 75 g / 10 min, still more preferably 100 g / min. When the MFR is 50 g / 10 min or more, the fluidity is good, and thus it is difficult to create uneven thickness in the stretching process, and a uniform film thickness distribution can be obtained. In addition, because the molecular mobility is good, the residual strain is unlikely to remain, and since the molecules are sufficiently relaxed at low temperatures, the pores are hardly clogged due to the residual strain at a temperature lower than the melting point, and the increase in air permeability is suppressed. can do. When the MFR is 150 g / min or more, the viscosity of the melt is too low, so that in the coextrusion with the A layer, each layer may not be extruded uniformly. Further, in the stretching process during production, the microporous membrane may be broken due to low viscosity.
さらに、低融点成分の融点は120℃以上130℃未満であることが好ましい。融点が120℃以上の場合、超高分子量を含んだA層との積層時に積層体の延伸性が良好になり、延伸温度を上げた場合に孔の閉塞が起こりにくく、透気抵抗度を良好に保ちやすい。一方、融点が130℃以下の場合、目標とする低いシャットダウン温度を達成しやすくなる。 Further, the melting point of the low melting point component is preferably 120 ° C. or higher and lower than 130 ° C. When the melting point is 120 ° C. or more, the stretchability of the laminate is good when laminated with the layer A containing ultra-high molecular weight, and when the stretching temperature is raised, the pores are hardly blocked and the air resistance is good. Easy to keep in. On the other hand, when the melting point is 130 ° C. or lower, it is easy to achieve a target low shutdown temperature.
ここで、低融点成分の含有量はB層のポリオレフィン樹脂全体を100重量%として、下限は20重量%であることが好ましく、より好ましくは25重量%である。上限は35重量%であることが好ましく、より好ましくは30重量%である。20重量%以上であると、十分なシャットダウン温度を低温にすることができる。また、30重量%以下であると、粘度が低いために起こる微多孔膜の破断を抑制することができる。 Here, the content of the low melting point component is preferably 100% by weight based on the entire polyolefin resin of the B layer, and the lower limit is preferably 20% by weight, more preferably 25% by weight. The upper limit is preferably 35% by weight, more preferably 30% by weight. When it is 20% by weight or more, a sufficient shutdown temperature can be lowered. Further, when the content is 30% by weight or less, breakage of the microporous film that occurs due to low viscosity can be suppressed.
また、強度の観点より、B層においても、超高分子量ポリエチレン樹脂を含有することが好ましい。超高分子量ポリエチレンは、エチレンの単独重合体のみならず、他のα-オレフィンを少量含有する共重合体であってもよい。超高分子量ポリエチレンを添加することによって、突刺強度を向上させることができる。超高分子量ポリエチレンのMwとしては、1×106以上4×106未満であることが好ましい。Mwが1×106以上4×106未満の超高分子量ポリエチレンを使用することで、孔およびフィブリルを微細化することが可能となる。そのため、低融点成分による孔の閉塞が早く、より効果的にシャットダウン温度を下げることが可能となる。超高分子量ポリエチレンの含有量はポリオレフィン樹脂全体を100重量%として、下限は2重量%であることが好ましく、より好ましくは10重量%、さらに好ましくは15重量%である。上限は60重量%であることが好ましく、より好ましくは50重量%、最も好ましくは40重量%である。超高分子量ポリエチレン樹脂は低融点成分との分子運動性の差が大きいために、60重量%を超えると、溶融混練時に低融点成分との分離が進みやすく、最終的に得られる微多孔膜の外観不良を引き起こす可能性がある。 From the viewpoint of strength, the B layer preferably contains an ultrahigh molecular weight polyethylene resin. The ultra high molecular weight polyethylene may be not only a homopolymer of ethylene but also a copolymer containing a small amount of other α-olefin. The puncture strength can be improved by adding ultrahigh molecular weight polyethylene. The Mw of the ultra high molecular weight polyethylene is preferably 1 × 10 6 or more and less than 4 × 10 6 . By using ultra high molecular weight polyethylene having an Mw of 1 × 10 6 or more and less than 4 × 10 6 , the pores and fibrils can be miniaturized. For this reason, the pores are quickly closed by the low melting point component, and the shutdown temperature can be lowered more effectively. The content of ultrahigh molecular weight polyethylene is 100% by weight of the entire polyolefin resin, and the lower limit is preferably 2% by weight, more preferably 10% by weight, and even more preferably 15% by weight. The upper limit is preferably 60% by weight, more preferably 50% by weight, and most preferably 40% by weight. The ultrahigh molecular weight polyethylene resin has a large difference in molecular mobility from the low melting point component, so if it exceeds 60% by weight, separation from the low melting point component tends to proceed at the time of melt-kneading. May cause poor appearance.
A層およびB層ともに、本発明のポリオレフィン微多孔膜には、本発明の効果を損なわない範囲において、酸化防止剤、熱安定剤や帯電防止剤、紫外線吸収剤、さらにはブロッキング防止剤や充填材等の各種添加剤を含有させてもよい。特に、ポリエチレン樹脂の熱履歴による酸化劣化を抑制する目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤や熱安定剤の種類および添加量を適宜選択することは微多孔膜の特性の調整又は増強として重要である。 In both the A layer and the B layer, the polyolefin microporous membrane of the present invention includes an antioxidant, a heat stabilizer, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an anti-blocking agent and a filler as long as the effects of the present invention are not impaired. Various additives such as materials may be included. In particular, it is preferable to add an antioxidant for the purpose of suppressing oxidative deterioration due to the thermal history of the polyethylene resin. Appropriate selection of the type and amount of antioxidants and heat stabilizers is important for adjusting or enhancing the properties of the microporous membrane.
また、本発明のポリオレフィン微多孔膜には、実質的に無機粒子を含まないことが好ましい。「実質的に無機粒子を含まず」とは、例えばケイ光X線分析で無機元素を定量した場合に50ppm以下、好ましくは10ppm以下、最も好ましくは検出限界以下となる含有量を意味する。これは積極的に粒子をポリオレフィン微多孔膜に添加させなくても、外来異物由来のコンタミ成分や、原料樹脂あるいはポリオレフィン微多孔膜製造工程におけるラインや装置に付着した汚れが剥離して、膜中に混入する場合があるためである。 Moreover, it is preferable that the polyolefin microporous film of the present invention does not substantially contain inorganic particles. “Substantially free of inorganic particles” means, for example, a content of 50 ppm or less, preferably 10 ppm or less, most preferably the detection limit or less when inorganic elements are quantified by fluorescent X-ray analysis. Even if particles are not positively added to the polyolefin microporous membrane, contaminants derived from foreign substances and raw material resin or dirt attached to the line and equipment in the polyolefin microporous membrane manufacturing process are peeled off. It is because it may be mixed in.
[3]第三の層(C層)におけるポリオレフィン樹脂組成物
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜においてC層はA層及びB層以外の層であり、任意の層である。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜はA層が内層、B層が表層として構成されることが必須であるが、そのほかにA層及びB層とは異なるC層を有していてもよい。本発明のC層を構成するポリオレフィン微多孔膜は、ポリエチレンを主成分とすることが好ましく、高密度ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンが挙げられる。ただし、C層がもう一方の表層となる場合(一方はB層)には、ポリプロピレンを含まないことが必要である。
[3] Polyolefin resin composition in the third layer (C layer) In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the C layer is a layer other than the A layer and the B layer, and is an arbitrary layer. In the polyolefin microporous membrane of the present invention, it is essential that the A layer is an inner layer and the B layer is a surface layer, but in addition, a C layer different from the A layer and the B layer may be included. The polyolefin microporous film constituting the C layer of the present invention preferably contains polyethylene as a main component, and examples thereof include high-density polyethylene and ultrahigh molecular weight polyethylene. However, when C layer becomes the other surface layer (one is B layer), it is necessary not to contain polypropylene.
[4]ポリオレフィン微多孔膜の製造方法
次に、本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法を具体的に説明するが、この態様に限定されるものではない。
[4] Method for Producing Polyolefin Microporous Membrane Next, the method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention will be specifically described, but the invention is not limited to this embodiment.
本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、以下の工程を含む。
(a)A層を構成するポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とを溶融混練して、ポリオレフィン溶液Aを調整する工程
(b)B層を構成するポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤とを溶融混練して、ポリオレフィン溶液Bを調整する工程
(c)工程(a)および(b)にて得られたポリオレフィン溶液AおよびBを多層ダイより共押出して、得られた押出物を冷却してゲル状シートを成形する工程
(d)工程(c)にて得られたシートを、縦方向ならびに横方向に延伸する工程
(e)工程(d)にて得られた延伸膜から可塑剤を抽出する工程
(f)工程(e)にて得られた微多孔膜を乾燥する工程
工程(c)〜(f)の以前、途中、以降に親水化処理、除電処理等の他の工程を追加する
こともできる。また、(e)工程の後に、再延伸工程を設けることもできる。
The method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention includes the following steps.
(A) The step of preparing a polyolefin solution A by melt-kneading the polyolefin resin composition constituting the A layer and the plasticizer, and (b) melt-kneading the polyolefin resin composition constituting the B layer and the plasticizer. (C) Preparation of polyolefin solution B (c) Polyolefin solutions A and B obtained in steps (a) and (b) are coextruded from a multilayer die, and the resulting extrudate is cooled to form a gel sheet. Step of molding (d) Step of extracting the plasticizer from the stretched film obtained in step (d) of step (e) and step (d) of stretching the sheet obtained in step (c) (f) ) Other steps such as a hydrophilization treatment and a charge removal treatment can be added before, during and after the steps (c) to (f) of drying the microporous membrane obtained in the step (e). Moreover, a redrawing process can also be provided after the (e) process.
(a)、(b)ポリオレフィン溶液AおよびBの調製
ポリオレフィン樹脂を、可塑剤に加熱溶解させたポリオレフィン溶液を調製する。可塑剤としては、ポリエチレンを十分に溶解できる溶剤であれば特に限定されない。比較的高倍率の延伸を可能とするために、溶剤は室温で液体であるのが好ましい。液体溶剤としては、ノナン、デカン、デカリン、パラキシレン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族、環式脂肪族又は芳香族の炭化水素、および沸点がこれらに対応する鉱油留分、並びにジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の室温では液状のフタル酸エステルが挙げられる。液体溶剤の含有量が安定なゲル状シートを得るために、流動パラフィンのような不揮発性の液体溶剤を用いるのが好ましい。溶融混練状態では、ポリエチレンと混和するが室温では固体の溶剤を液体溶剤に混合してもよい。このような固体溶剤として、ステアリルアルコール、セリルアルコール、パラフィンワックス等が挙げられる。ただし、固体溶剤のみを使用すると、延伸ムラ等が発生する恐れがある。
(A), (b) Preparation of polyolefin solutions A and B A polyolefin solution in which a polyolefin resin is dissolved in a plasticizer by heating is prepared. The plasticizer is not particularly limited as long as it is a solvent that can sufficiently dissolve polyethylene. In order to enable stretching at a relatively high magnification, the solvent is preferably a liquid at room temperature. Liquid solvents include nonane, decane, decalin, paraxylene, undecane, dodecane, liquid paraffins and other aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons, and mineral oil fractions with boiling points corresponding to these, and dibutyl phthalate And phthalic acid esters which are liquid at room temperature such as dioctyl phthalate. In order to obtain a gel-like sheet having a stable content of the liquid solvent, it is preferable to use a non-volatile liquid solvent such as liquid paraffin. In the melt-kneaded state, it is miscible with polyethylene, but a solid solvent may be mixed with the liquid solvent at room temperature. Examples of such a solid solvent include stearyl alcohol, seryl alcohol, and paraffin wax. However, if only a solid solvent is used, stretching unevenness and the like may occur.
ポリオレフィン樹脂と可塑剤との配合割合はポリオレフィン樹脂と可塑剤との合計を100重量%として、押出物の成形性を良好にする観点から、ポリオレフィン樹脂の含有量は10〜50重量%であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂の含有量の下限は好ましくは15重量%であり、より好ましくは20重量%である。上限は好ましくは40重量%であり、より好ましくは30重量%である。ポリオレフィン樹脂の含有量が10重量%以上である場合、シート状に成形する際にダイの出口でスウエルやネックインが小さいために、シートの成形性および製膜性が良好となる。また、ポリオレフィン樹脂の含有量が40重量%以下の場合、厚み方向の収縮が小さいために、成形加工性および製膜性が良好となる。 The blending ratio of the polyolefin resin and the plasticizer is 100% by weight of the total of the polyolefin resin and the plasticizer, and from the viewpoint of improving the moldability of the extrudate, the content of the polyolefin resin is 10 to 50% by weight. Is preferred. The lower limit of the content of the polyolefin resin is preferably 15% by weight, more preferably 20% by weight. The upper limit is preferably 40% by weight, more preferably 30% by weight. When the content of the polyolefin resin is 10% by weight or more, since the swell and neck-in are small at the exit of the die when forming into a sheet shape, the sheet formability and film formability are good. Further, when the content of the polyolefin resin is 40% by weight or less, since the shrinkage in the thickness direction is small, the moldability and the film forming property are good.
液体溶剤の粘度は40℃において20〜200cStであることが好ましい。40℃における粘度を20cSt以上とすれば、ダイからポリオレフィン溶液を押し出したシートが不均一になりにくい。一方、200cSt以下とすれば液体溶剤の除去が容易である。 The viscosity of the liquid solvent is preferably 20 to 200 cSt at 40 ° C. If the viscosity at 40 ° C. is 20 cSt or more, the sheet obtained by extruding the polyolefin solution from the die is less likely to be non-uniform. On the other hand, if it is 200 cSt or less, removal of the liquid solvent is easy.
ポリオレフィン溶液の均一な溶融混練は、特に限定されないが、高濃度のポリオレフィン溶液を調製したい場合、押出機、特に二軸押出機中で行うことが好ましい。必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤等の各種添加材を添加してもよい。特にポリエチレンの酸化を防止するために酸化防止剤を添加することが好ましい。 Uniform melt-kneading of the polyolefin solution is not particularly limited. However, when a high-concentration polyolefin solution is desired to be prepared, it is preferably performed in an extruder, particularly a twin-screw extruder. As needed, you may add various additives, such as antioxidant, in the range which does not impair the effect of this invention. In particular, it is preferable to add an antioxidant in order to prevent oxidation of polyethylene.
押出機中では、ポリオレフィン樹脂が完全に溶融する温度で、ポリオレフィン溶液を均一に混合する。溶融混練温度は、使用するポリオレフィン樹脂によって異なるが、下限は(ポリオレフィン樹脂の融点+10℃)が好ましく、さらに好ましくは(ポリオレフィン樹脂の融点+20℃)である。上限は(ポリオレフィン樹脂の融点+120℃)とするのが好ましく、さらに好ましくは(ポリオレフィン樹脂の融点+100℃)である。ここで、融点とは、JIS K7121(1987)に基づき、DSCにより測定した値をいう(以下、同じ)。例えば、具体的には、ポリエチレン組成物は約130〜140℃の融点を有するので、溶融混練温度の下限は140℃が好ましく、さらに好ましくは160℃、最も好ましくは170℃である。上限は250℃が好ましく、230℃、最も好ましくは200℃である。また、ポリオレフィン溶液にポリプロピレンを含む場合の溶融混練温度は190〜270℃が好ましい。 In the extruder, the polyolefin solution is uniformly mixed at a temperature at which the polyolefin resin is completely melted. The melt kneading temperature varies depending on the polyolefin resin to be used, but the lower limit is preferably (melting point of polyolefin resin + 10 ° C.), more preferably (melting point of polyolefin resin + 20 ° C.). The upper limit is preferably (melting point of polyolefin resin + 120 ° C.), more preferably (melting point of polyolefin resin + 100 ° C.). Here, the melting point refers to a value measured by DSC based on JIS K7121 (1987) (hereinafter the same). For example, specifically, since the polyethylene composition has a melting point of about 130 to 140 ° C, the lower limit of the melt kneading temperature is preferably 140 ° C, more preferably 160 ° C, and most preferably 170 ° C. The upper limit is preferably 250 ° C, 230 ° C, and most preferably 200 ° C. The melt kneading temperature when polypropylene is contained in the polyolefin solution is preferably 190 to 270 ° C.
樹脂の劣化を抑制する観点から溶融混練温度は低い方が好ましいが、上述の温度よりも低いとダイから押出された押出物に未溶融物が発生し、後の延伸工程で破膜等を引き起こす原因となる場合があり、上述の温度より高いと、ポリオレフィンの熱分解が激しくなり、得られる微多孔膜の物性、例えば、突刺強度、引張強度等が劣る場合がある。 From the viewpoint of suppressing the deterioration of the resin, the melt kneading temperature is preferably low, but if it is lower than the above-mentioned temperature, an unmelted product is generated in the extrudate extruded from the die, causing film breakage or the like in the subsequent stretching step. When the temperature is higher than the above-described temperature, the thermal decomposition of the polyolefin becomes violent, and the physical properties of the resulting microporous film, such as puncture strength and tensile strength, may be inferior.
二軸押出機のスクリュー長さ(L)と直径(D)の比(L/D)は良好な加工混練性と樹脂の分散性・分配性を得る観点から、20〜100が好ましい。下限はより好ましくは35である。上限は、より好ましくは70である。L/Dを20以上にすると、溶融混練が十分となる。L/Dを100以下にすると、ポリオレフィン溶液の滞留時間が増大し過ぎない。混練する樹脂の劣化を防ぎながら良好な分散性・分配性を得る観点から、二軸押出機のシリンダ内径は40〜100mmであるのが好ましい。 The screw length (L) and diameter (D) ratio (L / D) of the twin-screw extruder is preferably 20 to 100 from the viewpoint of obtaining good process kneadability and resin dispersibility / distributability. The lower limit is more preferably 35. The upper limit is more preferably 70. When L / D is 20 or more, melt-kneading is sufficient. When L / D is 100 or less, the residence time of the polyolefin solution does not increase excessively. From the viewpoint of obtaining good dispersibility and distribution while preventing deterioration of the resin to be kneaded, the cylinder inner diameter of the twin screw extruder is preferably 40 to 100 mm.
押出物中にポリエチレンを良好に分散させて、優れた微多孔膜の厚み均一性を得るために、二軸押出機のスクリュー回転数(Ns)を150rpm以上とすることが好ましい。さらに、Ns(rpm)に対するポリオレフィン溶液の押出量Q(kg/h)の比、Q/Nsを0.64kg/h/rpm以下にするのが好ましい。さらに好ましくは0.35kg/h/rpm以下である。 In order to disperse polyethylene well in the extrudate and to obtain excellent thickness uniformity of the microporous membrane, it is preferable to set the screw rotation speed (Ns) of the twin screw extruder to 150 rpm or more. Furthermore, the ratio of the extrusion rate Q (kg / h) of the polyolefin solution to Ns (rpm), Q / Ns is preferably 0.64 kg / h / rpm or less. More preferably, it is 0.35 kg / h / rpm or less.
(c)押出物の形成およびゲル状シートの成形
押出機で溶融混練したポリオレフィン溶液AおよびBを直接に、あるいはさらに別の押出機を介して、多層ダイから共押出して積層押出物を得る。一般的な積層方法としては、積層する微多孔膜を別々に作製した後、カレンダーロール等を通して熱延伸しながら貼り合わせる方法や、ポリオレフィン溶液を別々に押出機に供給して所望の温度で溶融させ、ポリマー管あるいはダイ内で合流させて共押出して積層させる方法などがあるが、層間の密着性の観点から、共押出法を用いることが好ましい。また、シャットダウン特性と強度および透過性などの物性バランスの観点からは、少なくともA層とB層の2種3層であることが好ましい。最終的な積層微多孔膜の表裏バランスの観点からは、B層/A層/B層の3層構成とすることがより好ましい。特に、低融点成分を添加したB層が本発明の表面を形成することにより、優れたシャットダウン速度を有し、ポリプロピレンを添加したA層が本発明の内層を形成することで、優れたメルトダウン温度を合わせて有することができる。また、A層とB層以外のC層との3種3層とすることもできるし、4層以上の構成とすることもできるが、表層となる2層(少なくとも一方はB層)のいずれにもポリプロピレンを含まないことが重要である。
(C) Extrudate formation and gel-like sheet molding
Polyolefin solutions A and B melt-kneaded by an extruder are coextruded directly from a multilayer die through another extruder or a laminated extrudate is obtained. As a general lamination method, a microporous film to be laminated is prepared separately and then bonded while being hot-drawn through a calender roll or the like, or a polyolefin solution is separately fed to an extruder and melted at a desired temperature. There are methods such as polymer tube or die merging and co-extrusion and lamination, and from the viewpoint of interlayer adhesion, it is preferable to use a co-extrusion method. Further, from the viewpoint of the balance between physical properties such as shutdown characteristics and strength and permeability, at least two layers of A layer and B layer are preferable. From the viewpoint of the front and back balance of the final laminated microporous membrane, a three-layer configuration of B layer / A layer / B layer is more preferable. In particular, the B layer added with the low melting point component has an excellent shutdown speed by forming the surface of the present invention, and the A layer added with polypropylene forms the inner layer of the present invention, resulting in an excellent meltdown. Can have combined temperatures. Moreover, it can also be set as 3 types, 3 layers of C layers other than A layer and B layer, and it can also be set as the structure of 4 layers or more, either of the 2 layers (at least one is B layer) used as a surface layer It is important that no polypropylene is contained.
ここで、ポリオレフィン溶液Bの比率は、全溶液の質量に対して、30重量%以上80重量%以下であることが好ましい。下限はより好ましくは40重量%であり、上限はより好ましくは70重量%である。溶液Bの比率が上記範囲内であれば、低融点成分による低いシャットダウン特性と、セパレータの使用範囲における透過性の安定性ならびに突刺強度のバランスを良好な範囲とすることができる。 Here, the ratio of the polyolefin solution B is preferably 30% by weight or more and 80% by weight or less with respect to the mass of the entire solution. The lower limit is more preferably 40% by weight, and the upper limit is more preferably 70% by weight. If the ratio of the solution B is in the above range, the balance between the low shutdown characteristics due to the low melting point component, the stability of the permeability in the usage range of the separator, and the puncture strength can be made good.
得られた押出物を冷却することによりゲル状シートが得られ、冷却により、溶剤によって分離されたポリエチレンのミクロ相を固定化することができる。冷却工程においてそれぞれの層を構成する樹脂の結晶化終了温度以下まで冷却するのが好ましい。ここで、結晶化終了温度は、JIS K7121(1987)に従って測定した補外結晶化終了温度のことである。たとえば、高密度ポリエチレンの場合は約70〜90℃の補外結晶化終了温度を持つ。 The obtained extrudate is cooled to obtain a gel-like sheet, and the polyethylene microphase separated by the solvent can be fixed by cooling. In the cooling step, it is preferable to cool to a temperature lower than the crystallization end temperature of the resin constituting each layer. Here, the crystallization end temperature is an extrapolated crystallization end temperature measured according to JIS K7121 (1987). For example, high-density polyethylene has an extrapolation crystallization end temperature of about 70 to 90 ° C.
冷却は少なくともゲル化温度以下までは30℃/分以上の速度で行うのが好ましい。さらには50℃/分以上の速度が好ましい。冷却速度が30℃/分未満では、結晶化度が上昇し、延伸に適したゲル状シートとなりにくい。一般に冷却速度が遅いと、比較的大きなポリエチレンの結晶が形成されるので、ゲル状シートの高次構造が粗くなり、それを形成する疑似細胞単位も大きなものとなるが、冷却速度が速いと、比較的小さなポリエチレンの結晶が形成されるので、ゲル状シートの高次構造が密になる、密な細胞単位となる。 Cooling is preferably performed at a rate of 30 ° C./min or more at least up to the gelation temperature or less. Furthermore, a speed of 50 ° C./min or more is preferable. When the cooling rate is less than 30 ° C./min, the degree of crystallinity increases and it is difficult to obtain a gel-like sheet suitable for stretching. In general, when the cooling rate is slow, relatively large polyethylene crystals are formed, so the higher-order structure of the gel-like sheet becomes rough, and the pseudo cell unit forming it becomes large, but when the cooling rate is fast, Since relatively small polyethylene crystals are formed, the cell structure becomes a dense cell unit in which the higher-order structure of the gel-like sheet is dense.
押出物の冷却方法としては、冷風、冷却水、その他の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロールに接触させる方法、キャスティングドラム等を用いる方法等がある。なお、ダイから押し出された溶液は、冷却前あるいは冷却中に所定の引き取り比で引き取るが、引き取り比の下限は1以上が好ましい。上限は好ましくは10以下、より好ましくは5以下であることが好ましい。引き取り比が10以下であると、ネックインが小さくなり、延伸時に破断を起こしにくくなる。 As a method for cooling the extrudate, there are a method of directly contacting cold air, cooling water, and other cooling media, a method of contacting a roll cooled with a refrigerant, a method using a casting drum, and the like. The solution pushed out from the die is taken up at a predetermined take-up ratio before or during cooling, and the lower limit of the take-up ratio is preferably 1 or more. The upper limit is preferably 10 or less, more preferably 5 or less. When the take-up ratio is 10 or less, the neck-in becomes small, and breakage hardly occurs during stretching.
ポリエチレン溶液を冷却ロールで冷却する際、ポリエチレン溶液を冷却ロールに均一に密着させることは重要である。冷却ロールへの密着方法としては、静電印加(ピンニング)法、水の表面張力を利用した密着方法、エアーナイフ法、プレスロール法、水中キャスト法などのうちいずれの手法を用いてもよいが、本発明の積層微多孔膜を得る手法としては、厚み制御性が良好で、その吹き付けエアーの温度により冷却速度を制御可能であるエアーナイフ法、静電印加法を用いることが好ましい。ここで、エアーナイフ法では、エアーは非冷却ロール面から吹き付けられ、その温度は1〜90℃とすることが好ましく、表面の冷却速度を制御することにより、表面の結晶化を制御し、ひいては表面開孔率を制御でき、すなわち得られる積層微多孔膜の透過性、孔径を制御することができる。 When the polyethylene solution is cooled with a cooling roll, it is important that the polyethylene solution is uniformly adhered to the cooling roll. As an adhesion method to the cooling roll, any of an electrostatic application (pinning) method, an adhesion method using the surface tension of water, an air knife method, a press roll method, an underwater casting method, etc. may be used. As a method for obtaining the laminated microporous membrane of the present invention, it is preferable to use an air knife method or an electrostatic application method that has good thickness controllability and can control the cooling rate by the temperature of the blowing air. Here, in the air knife method, air is blown from the non-cooling roll surface, and the temperature is preferably 1 to 90 ° C., and the surface crystallization is controlled by controlling the surface cooling rate, and thus The surface porosity can be controlled, that is, the permeability and pore diameter of the resulting laminated microporous membrane can be controlled.
ゲル状シートの厚さの下限は0.5mmが好ましく、より好ましくは1.0mmである。上限は3.0mmであり、より好ましくは2.0mmである。ゲル状シートの厚さが3.0mm以下の場合、冷却過程において、厚み方向に構造のムラができにくく、厚さ方向全体にわたって高次構造を密にすることができ、表裏の構造を共に密とすることができる。また、ゲル状シートの厚さが3.0mm以下であれば、ゲル状シートの冷却速度を上述の好ましい範囲としやすい。 The lower limit of the thickness of the gel sheet is preferably 0.5 mm, more preferably 1.0 mm. The upper limit is 3.0 mm, more preferably 2.0 mm. When the thickness of the gel-like sheet is 3.0 mm or less, it is difficult for the structure to be uneven in the thickness direction during the cooling process, the higher-order structure can be made dense throughout the thickness direction, and both the front and back structures are made dense. It can be. Moreover, if the thickness of a gel-like sheet is 3.0 mm or less, it is easy to make the cooling rate of a gel-like sheet into the above-mentioned preferable range.
(d)延伸
得られたゲル状シートを縦方向(機械方向)と横方向(機械方向と直角な方向)に延伸する。縦方向延伸と横方向延伸を同時に行う同時延伸であっても、縦延伸後に横延伸を行う逐次延伸であってもよい。延伸はゲル状シートを加熱し、通常のテンター法、ロール法、もしくはこれらの方法の組み合わせによって所定の倍率で行う。
(D) Stretching The obtained gel-like sheet is stretched in the longitudinal direction (machine direction) and the transverse direction (direction perpendicular to the machine direction). It may be simultaneous stretching in which longitudinal stretching and transverse stretching are simultaneously performed, or sequential stretching in which transverse stretching is performed after longitudinal stretching. Stretching is performed at a predetermined magnification by heating the gel-like sheet and using a normal tenter method, a roll method, or a combination of these methods.
ここで、延伸機のオーブンとしては、長手方向に等間隔に区切られた複数のゾーンからなるオーブンを使用することが好ましく、ゾーン数としては3〜6であり、6ゾーンが最も好ましい。前段の二軸押出機側のゾーンから後段の巻き取り機側のゾーンに向けて、段階的に温度を高くすることが好ましい。 Here, as the oven of the stretching machine, it is preferable to use an oven composed of a plurality of zones divided at equal intervals in the longitudinal direction. The number of zones is 3 to 6, and 6 zones are most preferable. It is preferable to raise the temperature stepwise from the zone on the twin-screw extruder side in the previous stage toward the zone on the winder side in the subsequent stage.
1段目の延伸の速度は延伸軸方向に3%/秒以上にすることが好ましい。例えば一軸延伸の場合、長手方向(機械方向;MD方向)又は幅方向(横方向;TD方向)に3%/秒以上にする。二軸延伸の場合、MD方向及びTD方向に各々3%/秒以上にする。二軸延伸は、同時二軸延伸、逐次延伸又は多段延伸(例えば同時二軸延伸及び逐次延伸の組合せ)のいずれでもよい。延伸軸方向における延伸速度(%/秒)とは、膜(シート)が二次延伸される領域において二次延伸前の延伸軸方向の長さを100%とし、1秒間当りに伸ばされる長さの割合を表す。上記条件にて延伸することにより、得られた積層微多孔膜に均一緻密な孔構造を持たせることができる(孔径が小さい孔が面方向に均一に存在する)。この均一緻密な孔構造は本発明の積層微多孔膜のシャットダウン温度を好ましい範囲に制御しやすくすることができる。 The first stage stretching speed is preferably 3% / second or more in the stretching axis direction. For example, in the case of uniaxial stretching, it is set to 3% / second or more in the longitudinal direction (machine direction; MD direction) or the width direction (transverse direction; TD direction). In the case of biaxial stretching, it is 3% / second or more in the MD direction and TD direction, respectively. Biaxial stretching may be simultaneous biaxial stretching, sequential stretching, or multistage stretching (for example, a combination of simultaneous biaxial stretching and sequential stretching). The stretching speed (% / second) in the stretching axis direction is the length stretched per second with the length in the stretching axis direction before secondary stretching as 100% in the region where the film (sheet) is secondarily stretched. The ratio of By stretching under the above conditions, the obtained laminated microporous film can have a uniform and dense pore structure (holes having a small pore diameter are uniformly present in the surface direction). This uniform and dense pore structure can easily control the shutdown temperature of the laminated microporous membrane of the present invention within a preferable range.
延伸倍率は、ゲル状シートの厚さによって異なるが、いずれの方向でも4倍以上に延伸することが好ましく、より好ましくは5倍以上である。4倍以上であれば、それぞれの方向に延伸配向が進み、高い強度を付与することができる。上限は好ましくは10倍であり、より好ましくは7倍である。10倍以下であれば、延伸による破れが発生しにくい。縦延伸と横延伸を総合した面積倍率では、16倍以上が好ましく、さらに好ましくは25倍以上、最も好ましくは42倍以上である。 Although a draw ratio changes with the thickness of a gel-like sheet | seat, it is preferable to extend | stretch 4 times or more in any direction, More preferably, it is 5 times or more. If it is 4 times or more, the stretching orientation proceeds in each direction, and high strength can be imparted. The upper limit is preferably 10 times, more preferably 7 times. If it is 10 times or less, tearing due to stretching hardly occurs. The total area ratio of the longitudinal stretching and the lateral stretching is preferably 16 times or more, more preferably 25 times or more, and most preferably 42 times or more.
延伸温度はB層に添加した低融点成分のポリオレフィン樹脂の融点以下にするのが好ましく、より好ましくは、(A層を構成するポリオレフィン樹脂の結晶分散温度Tcd)〜(B層に添加した低融点成分の融点)の範囲である。B層に添加した低融点成分の融点以下であると、低融点成分の溶融による孔の開裂不良が防がれ、延伸によって分子鎖を効率的に配向せしめることが可能となるため、良好な強度を得ることができる。また、延伸温度がA層を構成するポリオレフィン樹脂の結晶分散温度以上であれば、A層においてもポリオレフィン樹脂の軟化が十分となるため、軟化が不十分なために起こりうる不均一変形が抑制され、A層に添加した超高分子量ポリエチレンによって形成された分子ネットワークによる均一な開孔が可能となるために、透過性が良好となることに加えて、物性の均一性も良好となる。また、積層体全体の延伸張力を十分に低くすることが可能となるため、製膜性が良好となり、延伸時に破膜しにくく高倍率での延伸が可能となる。ポリエチレン樹脂の場合は、約90〜100℃の結晶分散温度を有するので、縦延伸温度は好ましくは80℃以上である。本発明における低融点成分の融点は120℃以上130℃未満であるため、上限は130℃未満となる。結晶分散温度TcdはASTM D 4065に従って測定した動的粘弾性の温度特性から求める。または、NMRから求める場合もある。 The stretching temperature is preferably lower than the melting point of the low melting point component polyolefin resin added to the B layer, and more preferably (the crystal dispersion temperature Tcd of the polyolefin resin constituting the A layer) to (the low melting point added to the B layer). The melting point of the component). When the melting point is lower than the melting point of the low melting point component added to the layer B, poor cracking of the hole due to melting of the low melting point component is prevented, and it becomes possible to efficiently orient the molecular chain by stretching. Can be obtained. Further, if the stretching temperature is equal to or higher than the crystal dispersion temperature of the polyolefin resin constituting the A layer, the polyolefin resin is sufficiently softened even in the A layer, and thus uneven deformation that may occur due to insufficient softening is suppressed. Further, since uniform opening by a molecular network formed by the ultrahigh molecular weight polyethylene added to the A layer is possible, in addition to good permeability, the uniformity of physical properties is also good. Further, since the stretching tension of the entire laminate can be sufficiently lowered, the film-forming property is improved, and it is difficult to break the film during stretching, and stretching at a high magnification is possible. In the case of a polyethylene resin, since it has a crystal dispersion temperature of about 90 to 100 ° C., the longitudinal stretching temperature is preferably 80 ° C. or higher. Since the melting point of the low melting point component in the present invention is 120 ° C. or more and less than 130 ° C., the upper limit is less than 130 ° C. The crystal dispersion temperature Tcd is determined from the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity measured according to ASTM D 4065. Or it may obtain | require from NMR.
以上のような延伸によりゲル状シートに形成された高次構造に開裂が起こり、結晶相が微細化し、多数のフィブリルが形成される。フィブリルは三次元的に不規則に連結した網目構造を形成する。延伸により機械的強度が向上するとともに、細孔が拡大するので、電池用セパレータに好適になる。 Cleavage occurs in the higher order structure formed in the gel-like sheet by stretching as described above, the crystal phase is refined, and a large number of fibrils are formed. Fibrils form a three-dimensional irregularly connected network structure. Stretching improves the mechanical strength and enlarges the pores, making it suitable for battery separators.
(e)延伸膜からの可塑剤の抽出(洗浄)
次に、ゲル状シート中に残留する溶剤を、洗浄溶剤を用いて抽出・除去、すなわち洗浄する。ポリオレフィン相と溶媒相とは分離しているので、溶剤の除去により微多孔膜が得られる。洗浄溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素等の塩素化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン類、三フッ化エタン、C6F14、C7F16等の鎖状フルオロカーボン、C5H3F7等の環状ハイドロフルオロカーボン、C4F9OCH3、C4F9OC2H5等のハイドロフルオロエーテル、C4F9OCF3、C4F9OC2F5等のパーフルオロエーテル等の易揮発性溶剤が挙げられる。これらの洗浄溶剤は低い表面張力(例えば、25℃で24mN/m以下)を有する。低い表面張力の洗浄溶剤を用いることにより、微多孔を形成する網状構造が洗浄後に乾燥時に気−液界面の表面張力により収縮するのが抑制され、もって高い空孔率および透過性を有する微多孔膜が得られる。これらの洗浄溶剤はポリオレフィン樹脂の溶解に用いた溶剤に応じて適宜選択し、単独もしくは混合して用いる。
(E) Extraction (washing) of plasticizer from the stretched membrane
Next, the solvent remaining in the gel-like sheet is extracted and removed, that is, washed using a cleaning solvent. Since the polyolefin phase and the solvent phase are separated, a microporous membrane can be obtained by removing the solvent. Examples of the cleaning solvent include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, ethers such as diethyl ether and dioxane, ketones such as methyl ethyl ketone, ethane trifluoride, Chain fluorocarbons such as C 6 F 14 and C 7 F 16 , cyclic hydrofluorocarbons such as C 5 H 3 F 7, hydrofluoroethers such as C 4 F 9 OCH 3 and C 4 F 9 OC 2 H 5 , C 4 Examples include readily volatile solvents such as perfluoroethers such as F 9 OCF 3 and C 4 F 9 OC 2 F 5 . These cleaning solvents have a low surface tension (eg, 24 mN / m or less at 25 ° C.). By using a low surface tension cleaning solvent, the network structure forming the micropores is prevented from shrinking due to the surface tension at the gas-liquid interface during drying after cleaning, and thus the microporous material having high porosity and permeability. A membrane is obtained. These washing solvents are appropriately selected according to the solvent used for dissolving the polyolefin resin, and used alone or in combination.
洗浄方法は、ゲル状シートを洗浄溶剤に浸漬し抽出する方法、ゲル状シートに洗浄溶剤をシャワーする方法、またはこれらの組み合わせによる方法等により行うことができる。洗浄溶剤の使用量は洗浄方法により異なるが、一般にゲル状シート100重量部に対して300重量部以上であるのが好ましい。洗浄温度は15〜30℃でよく、必要に応じて80℃以下に加熱する。この時、溶剤の洗浄効果を高める観点、得られる微多孔膜の物性の横方向および/または縦方向の微多孔膜物性が不均一にならないようにする観点、微多孔膜の機械的物性および電気的物性を向上させる観点から、ゲル状シートが洗浄溶剤に浸漬している時間は長ければ長い方が良い。 The cleaning method can be performed by a method of immersing and extracting the gel-like sheet in a cleaning solvent, a method of showering the gel-like sheet with the cleaning solvent, or a method using a combination thereof. Although the usage-amount of a washing | cleaning solvent changes with washing | cleaning methods, generally it is preferable that it is 300 weight part or more with respect to 100 weight part of gel-like sheets. The washing temperature may be 15 to 30 ° C., and it is heated to 80 ° C. or less as necessary. At this time, from the viewpoint of enhancing the cleaning effect of the solvent, from the viewpoint of preventing the physical properties of the obtained microporous film from becoming uneven in the horizontal and / or vertical direction, the mechanical properties and electrical properties of the microporous film From the viewpoint of improving the physical properties, the longer the time during which the gel-like sheet is immersed in the cleaning solvent, the better.
上述のような洗浄は、洗浄後のゲル状シート、すなわち微多孔膜中の残留溶剤が1重量%未満になるまで行うのが好ましい。 The washing as described above is preferably performed until the gel-like sheet after washing, that is, the residual solvent in the microporous membrane is less than 1% by weight.
(f)微多孔膜の乾燥
洗浄後、洗浄溶剤を乾燥して除去する。乾燥の方法は特に限定されないが、加熱乾燥法、風乾法等により乾燥する。乾燥は、微多孔膜の乾燥重量を100重量%として、残存洗浄溶剤が5重量%以下になるまで行うのが好ましく、3重量%以下になるまで行うのがより好ましい。乾燥が不十分であると、後の熱処理で微多孔膜の空孔率が低下し、透過性が悪化する。
(F) Drying of microporous membrane After washing, the washing solvent is dried and removed. The drying method is not particularly limited, but drying is performed by a heat drying method, an air drying method, or the like. Drying is preferably performed until the dry weight of the microporous membrane is 100% by weight and the residual cleaning solvent is 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less. If the drying is insufficient, the porosity of the microporous membrane is lowered by the subsequent heat treatment, and the permeability is deteriorated.
(g)再延伸(2段目の延伸)
得られたポリオレフィン製積層微多孔膜を、図2に示すように、予熱してから延伸機により幅方向に延伸した後、そのまま延伸機内で微多孔膜の幅を固定し、一定温度で一定時間熱固定処理する(延伸処理工程(2段目))。ここで、延伸機のオーブンとして長手方向に区切られた複数ゾーンからなるオーブンを使用する。温度設定としては、前段の二軸押出機側のゾーンから中央のゾーンに向けて段階的に温度を上げ、その後、後段の巻き取り機側のゾーンに向けて段階的に温度を下げてゆくのが好ましい。また、最後のゾーンの温度は最初のゾーンの温度よりも低いことが好ましい。このような温度設定により、微多孔膜中の残存応力を低下させることができる。
(G) Re-stretching (second-stage stretching)
As shown in FIG. 2, the obtained laminated microporous membrane made of polyolefin was preheated and stretched in the width direction by a stretching machine, and then the width of the microporous membrane was fixed in the stretching machine as it was, and at a constant temperature for a certain time. Heat setting treatment (stretching treatment step (second stage)). Here, an oven having a plurality of zones divided in the longitudinal direction is used as the oven of the stretching machine. As temperature setting, gradually increase the temperature from the zone on the twin screw extruder side to the center zone, and then decrease the temperature stepwise to the zone on the subsequent winder side. Is preferred. Also, the temperature of the last zone is preferably lower than the temperature of the first zone. By such temperature setting, the residual stress in the microporous film can be reduced.
2段目の延伸の速度は2%/秒以上にするのが好ましく、また7%/秒以下にするのが好ましい。TD方向の各延伸速度を5%/秒以下にすることにより、上記条件にて延伸することにより、得られた積層微多孔膜に均一緻密な孔構造を持たせることができる(孔径が小さい孔が面方向に均一に存在する)。この均一緻密な孔構造は本発明の積層微多孔膜のシャットダウン温度を好ましい範囲に制御しやすくすることができる。 The stretching speed of the second stage is preferably 2% / second or more, and preferably 7% / second or less. By setting each stretching speed in the TD direction to 5% / second or less, the obtained laminated microporous film can have a uniform and dense pore structure by stretching under the above conditions (pores with small pore diameters). Exists uniformly in the surface direction). This uniform and dense pore structure can easily control the shutdown temperature of the laminated microporous membrane of the present invention within a preferable range.
2段目の延伸の倍率は1.1〜2.5倍にするのが好ましい。この倍率が1.1倍未満だと、得られる微多孔膜の強度が不十分となる恐れがある。一方この倍率を2.5倍超とすると、破膜し易くなったり、熱寸法安定性が低下したりする恐れがある。当該延伸倍率は1.1〜2.0倍にするのがより好ましい。 The stretching ratio of the second stage is preferably 1.1 to 2.5 times. If this magnification is less than 1.1 times, the strength of the resulting microporous membrane may be insufficient. On the other hand, if the magnification is more than 2.5, there is a risk that the film will be easily broken or the thermal dimensional stability may be lowered. The stretching ratio is more preferably 1.1 to 2.0 times.
(h)熱固定
延伸後、ポリオレフィン製積層微多孔膜をクリップで把持した状態で、幅を固定したまま熱処理を施す(幅方向熱固定処理工程)。この際の温度は115℃〜135℃とすることが好ましい。115〜135℃で熱固定処理することにより、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の90℃〜135℃での幅方向の収縮率を小さくすることができる。
(H) Heat setting After extending | stretching, it heat-processes, fixing a width | variety in the state which hold | gripped the polyolefin microporous membrane with the clip (width direction heat setting process process). The temperature at this time is preferably 115 ° C to 135 ° C. By heat-setting at 115 to 135 ° C., the shrinkage ratio in the width direction at 90 ° C. to 135 ° C. of the polyolefin microporous membrane of the present invention can be reduced.
さらに、その後、ポリオレフィン製積層微多孔膜をクリップで把持した状態で、幅方向に数%程度弛緩させる緩和処理を施すことが好ましい(幅方向緩和処理工程)。この際の温度は、前述の延伸や幅方向熱固定処理の温度よりも低い温度が好ましく、具体的には100℃以下、さらには90℃以下の温度が好ましい。 Further, after that, it is preferable to perform a relaxation treatment that relaxes the polyolefin laminated microporous membrane by about several percent in the width direction in a state where the polyolefin microporous membrane is held by a clip (width direction relaxation treatment step). The temperature at this time is preferably lower than the temperature of the above-described stretching or width direction heat setting treatment, and specifically, a temperature of 100 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower is preferable.
なお、幅方向緩和処理工の後、さらにポリオレフィン製積層微多孔膜をクリップで把持した状態で、幅を固定したまま熱処理を施すことも好ましい(幅方向熱処理工程)。この際の温度は、幅方向緩和処理よりもさらに低い温度であることが好ましい。これは、オーブンからポリオレフィン製積層微多孔膜を取り出す際に、積層微多孔膜の温度変化が小さいほど幅方向の残存応力のムラを小さくすることができるからである。幅方向の残存応力のムラが小さいほど、巻き取られた積層微多孔膜ならびに、スリット後、特に長時間経過後の微多孔膜の経時変化を抑制し、積層微多孔膜ロールの変形やシワの発生を無くすことができる。 In addition, after the width direction relaxation treatment, it is also preferable to perform heat treatment while fixing the width in a state where the polyolefin laminated microporous film is held by a clip (width direction heat treatment step). The temperature at this time is preferably lower than that in the width direction relaxation treatment. This is because when the polyolefin laminated microporous membrane is taken out from the oven, the unevenness of the residual stress in the width direction can be reduced as the temperature change of the laminated microporous membrane is smaller. The smaller the unevenness of the residual stress in the width direction, the smaller the time-lapse of the wound microporous film and the microporous film after slitting, especially after a long period of time, Generation can be eliminated.
さらに、その他用途に応じて、延伸膜または微多孔膜に親水化処理を施してもよい。親水化処理は、モノマーグラフト、界面活性剤処理、コロナ放電等により行うことができる。モノマーグラフトは架橋処理後に行うのが好ましい。 Furthermore, the stretched membrane or the microporous membrane may be subjected to a hydrophilic treatment depending on other applications. The hydrophilic treatment can be performed by monomer grafting, surfactant treatment, corona discharge or the like. Monomer grafting is preferably performed after the crosslinking treatment.
界面活性剤処理の場合、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤および両イオン界面活性剤のいずれも使用できるが、ノニオン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤を水またはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールに溶解してなる溶液中に微多孔膜を浸漬するか、微多孔膜にドクターブレード法により溶液を塗布する。 In the case of the surfactant treatment, any of nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants can be used, but nonionic surfactants are preferred. The microporous membrane is immersed in a solution obtained by dissolving a surfactant in water or a lower alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the solution is applied to the microporous membrane by a doctor blade method.
必要に応じ、延伸膜または微多孔膜の少なくとも片面に空気あるいは窒素あるいは炭酸ガスと窒素の混合雰囲気中で、コロナ放電処理することもできる。 If necessary, at least one surface of the stretched membrane or the microporous membrane can be subjected to corona discharge treatment in air, nitrogen, or a mixed atmosphere of carbon dioxide and nitrogen.
[5]ポリオレフィン微多孔膜の構造及び物性
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は下記の特性を有する。
[5] Structure and physical properties of polyolefin microporous membrane The polyolefin microporous membrane of the present invention has the following properties.
(1)膜厚
本発明に用いるポリオレフィン製積層微多孔膜の厚さは3〜25μmであることが好ましい。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の膜厚が3〜25μmであることにより、当該積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして用いた時に、セパレータとしての強度を保ちながら、電池容量を向上させることができる。当該範囲であれば実用的な突刺強度を保有した上で、今後進むであろう電池の高容量化にも適するものとなる。
(1) Film thickness It is preferable that the thickness of the polyolefin laminated microporous film used for this invention is 3-25 micrometers. When the film thickness of the polyolefin microporous film of the present invention is 3 to 25 μm, the battery capacity is improved while maintaining the strength of the separator when the microporous film is used as a separator of a lithium ion battery. be able to. Within this range, the battery has a practical puncture strength and is suitable for increasing the capacity of a battery that will be advanced in the future.
(2)透気抵抗度
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の透気抵抗度は、50〜300秒/100ccであることが重要である。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した場合に、当該電池に優れた自己放電特性や優れた長期保管特性を付与することができる。透気抵抗度が300秒/100ccより大きい場合、イオン透過性が低く、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した場合に、当該電池に優れたレート特性が低くなる。また、充放電の速度が低下し、充放電にかかる時間が長時間になる。透気抵抗度が50秒/100cc未満の場合、実質的にポリオレフィン製積層微多孔膜の強度が低下し、リチウムイオン電池のセパレータとして十分な強度を保てなくなる。透気抵抗度の上限はより好ましくは250秒/100ccである。さらに好ましくは200秒/100cc以下である。下限は、好ましくは70秒/100cc、さらに好ましくは100秒/100ccである。
(2) Air permeability resistance It is important that the air permeability resistance of the polyolefin microporous membrane of the present invention is 50 to 300 seconds / 100 cc. When the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is used as a separator for a lithium ion battery, the battery can be provided with excellent self-discharge characteristics and excellent long-term storage characteristics. When the air permeability resistance is greater than 300 seconds / 100 cc, the ion permeability is low, and when the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is used as a separator for a lithium ion battery, the rate characteristics excellent for the battery are lowered. . Moreover, the speed of charging / discharging falls and the time concerning charging / discharging becomes long time. When the air permeability resistance is less than 50 seconds / 100 cc, the strength of the polyolefin microporous membrane is substantially lowered, and sufficient strength as a separator of a lithium ion battery cannot be maintained. The upper limit of the air resistance is more preferably 250 seconds / 100 cc. More preferably, it is 200 seconds / 100 cc or less. The lower limit is preferably 70 seconds / 100 cc, more preferably 100 seconds / 100 cc.
(3)突刺強度
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の突刺強度は100〜550gfである。ポリオレフィン製積層微多孔膜をセパレータとして電池に組み込んだ場合に、電極の短絡が発生せず、電池の安全性が高くなる。突刺強度が100gf未満の場合、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜はセパレータとして、強度不足であり、電池の安全性を低下させる。一方、突刺強度が、550gfより大きい場合は、熱収縮率が高くなる。熱収縮率が高くなると、高温での電池安全性を損なう可能性がある。突刺強度の下限は、好ましくは150gf以上であり、さらに好ましくは200gf以上である。突刺強度は高ければ高いほど好ましいが、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は熱収縮率との関係から、突刺強度は550gf未満である。
(3) Puncture strength The puncture strength of the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is 100 to 550 gf. When a polyolefin laminated microporous membrane is incorporated in a battery as a separator, the electrode is not short-circuited and the safety of the battery is increased. When the puncture strength is less than 100 gf, the laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention is insufficient as a separator and decreases the safety of the battery. On the other hand, when the puncture strength is greater than 550 gf, the heat shrinkage rate is increased. If the heat shrinkage rate is high, battery safety at high temperatures may be impaired. The lower limit of the puncture strength is preferably 150 gf or more, and more preferably 200 gf or more. The higher the puncture strength, the better. However, the polyolefin microporous membrane of the present invention has a puncture strength of less than 550 gf because of the relationship with the heat shrinkage rate.
(4)シャットダウン温度、
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜のシャットダウン温度は129.5〜135.0℃であることが好ましい。シャットダウン温度が上記範囲内であることにより、電池の異常時発熱時に細孔が閉塞し、電池が高温になる前に電池反応を停止しやすい。電池に高い安全性を付与しやすい。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した際に、当該電池に優れた出力特性、充放電特性と、(セパレータのシャットダウン温度による)優れた安全性を付与する観点から、本発明のフィルムはシャットダウン温度が129.5〜135.0℃であることが好ましい。
(4) Shutdown temperature,
The shutdown temperature of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 129.5 to 135.0 ° C. When the shutdown temperature is within the above range, the pores are blocked when the battery heats up when an abnormality occurs, and the battery reaction is likely to stop before the battery reaches a high temperature. It is easy to give high safety to the battery. From the viewpoint of providing excellent output characteristics, charge / discharge characteristics, and excellent safety (depending on the shutdown temperature of the separator) when the laminated microporous membrane of the present invention is used as a separator of a lithium ion battery. The film of the present invention preferably has a shutdown temperature of 129.5 to 135.0 ° C.
(5)シャットダウン速度
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜のシャットダウン速度は1.55×104〜3.00×104secであることが好ましい。シャットダウン速度が上記範囲内であることにより、電池の異常時発熱時の細孔の閉塞が速くなり、熱暴走を初期の段階で止めることができる。そのため電池に高い安全性を付与しやすい。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した際に、当該電池優れた安全性を付与するために、本発明のフィルムのシャットダウンシャットダウン速度は1.55×104〜3.00×104secであることが好ましい。
(5) Shutdown speed The shutdown speed of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 1.55 × 10 4 to 3.00 × 10 4 sec. When the shutdown speed is within the above range, the pores are blocked quickly when the battery is abnormally heated, and thermal runaway can be stopped at the initial stage. Therefore, it is easy to give high safety to the battery. When the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is used as a separator for a lithium ion battery, the film according to the present invention has a shutdown / shutdown speed of 1.55 × 10 4 to 3 in order to provide excellent safety of the battery. It is preferably 0.000 × 10 4 sec.
(6)130℃における収縮率
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は130℃での熱収縮率が−10〜10%であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明の多孔質フィルムがリチウムイオン電池のセパレータとして使用された時、当該電池に優れた高温安全性を付与することができる。本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の収縮量が上記範囲であった場合、電池が高温状態になった場合に、電池内部でのポリオレフィン製積層微多孔膜の収縮が十分に小さく、電池内部での電極間の接触を防ぐことができる。高温での電池の内部短絡を防ぐことができることから、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は電池に優れた安全性を付与することができる。
(6) Shrinkage rate at 130 ° C. The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a thermal shrinkage rate of −10 to 10% at 130 ° C. By being the said range, when the porous film of this invention is used as a separator of a lithium ion battery, the high temperature safety | security excellent in the said battery can be provided. When the shrinkage amount of the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is in the above range, when the battery reaches a high temperature, the shrinkage of the polyolefin laminated microporous membrane inside the battery is sufficiently small. Contact between the electrodes can be prevented. Since the internal short circuit of the battery at a high temperature can be prevented, the laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention can impart excellent safety to the battery.
(7)摩擦係数
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は、フィルムの表面と裏面の静摩擦係数が0.3〜1.5であることが好ましい。より好ましくは0.5以上である。ポリオレフィン製積層微多孔膜の一方の表面(おもて面)とその反対側の表面(裏面)とを重ね合わせて静摩擦係数を測定する。静摩擦係数が上記範囲であることにより、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして用いた場合、その電池製造工程において、優れたピン抜け性を発揮する。ピン抜け性が優れることにより、電池製造時の生産速度のスピードアップや、歩留まりの向上等、電池の生産性向上、電池生産コストの低下に寄与することができる。さらに、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の生産時に、製膜後の本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をスリットする際に高速で搬送時しても搬送ロール状でのすべりが発生しにくく、蛇行によるスリット不良や、フィルム皺の発生を抑制しやすくなる。
(7) Coefficient of Friction Preferably, the laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention has a coefficient of static friction between the front and back surfaces of the film of 0.3 to 1.5. More preferably, it is 0.5 or more. One surface (front surface) of the laminated microporous membrane made of polyolefin and the opposite surface (back surface) are overlapped to measure the static friction coefficient. When the coefficient of static friction is within the above range, when the polyolefin microporous membrane of the present invention is used as a separator for a lithium ion battery, excellent pin-out performance is exhibited in the battery manufacturing process. The excellent pin pull-out property can contribute to an improvement in battery productivity and a reduction in battery production cost, such as an increase in production speed during battery manufacture and an improvement in yield. Furthermore, when the laminated microporous membrane made of polyolefin of the present invention is produced, slipping in the form of a transport roll is difficult even when transported at high speed when slitting the laminated microporous membrane of polyolefin of the present invention after film formation. , It becomes easy to suppress the occurrence of slit defects and film wrinkles due to meandering.
(8)空孔率
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜の空孔率については、上限は好ましくは70%、さらに好ましくは60%、もっとも好ましくは55%である。下限は好ましくは30%、さらに好ましくは35%、もっとも好ましくは40%である。空孔率が70%以下であれば、十分な機械的強度と絶縁性が得られやすく、充放電時に短絡が起こりにくくなる。また、空孔率が30%以上であれば、イオン透過性がよく、良好な電池の充放電特性を得ることができる。
(8) Porosity The upper limit of the porosity of the multilayer microporous membrane made of polyolefin of the present invention is preferably 70%, more preferably 60%, and most preferably 55%. The lower limit is preferably 30%, more preferably 35%, and most preferably 40%. If the porosity is 70% or less, sufficient mechanical strength and insulating properties can be easily obtained, and short-circuiting is unlikely to occur during charging and discharging. Moreover, if the porosity is 30% or more, the ion permeability is good, and good charge / discharge characteristics of the battery can be obtained.
(9)メルトダウン温度
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜のメルトダウン温度は159〜200℃の範囲であることが重要である。メルトダウン温度が159℃以下の場合、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜をリチウムイオン電池のセパレータとして使用した際に、安全性が低下する場合がある。一方、良好な透過性と強度を維持しながら、メルトダウン温度を200℃以上にすることはポリオレフィン樹脂を主成分とする本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜では、実質的に難しい。
(9) Meltdown temperature It is important that the meltdown temperature of the polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is in the range of 159 to 200 ° C. When the meltdown temperature is 159 ° C. or lower, safety may be reduced when the polyolefin microporous membrane of the present invention is used as a separator of a lithium ion battery. On the other hand, it is substantially difficult to make the
[6]用途
本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜は電池やコンデンサーなどの電気化学反応装置のセパレータ(隔離材)として好適である。なかでも、非水電解液系二次電池、特にリチウム二次電池のセパレータとして好適に使用できる。
[6] Use The polyolefin laminated microporous membrane of the present invention is suitable as a separator (separator) for electrochemical reaction devices such as batteries and capacitors. Especially, it can be used conveniently as a separator of a nonaqueous electrolyte system secondary battery, especially a lithium secondary battery.
[7]物性の測定方法
以下に各物性の測定方法を説明する。
[7] Measuring method of physical properties The measuring method of each physical property is described below.
(1)厚み(平均膜厚)
ポリオレフィン製積層微多孔膜の任意の位置からを長手方向5cm、幅方向5cmの正方形に切り出し、試験片を作製した。この試験片の任意の5点を厚み接触厚さ計により測定し、平均することにより、当該試験片の厚みとした。同一のポリオレフィン製積層微多孔膜について、10個の試験片を用意し、測定を行った。試験片10個の全ての平均値を当該ポリオレフィン製積層微多孔膜の厚みとした。
厚み測定機はミツトヨ(Mitsutoyo)製ライトマチックVL−50Aを用いた。
(1) Thickness (average film thickness)
A test piece was prepared by cutting out from an arbitrary position of the polyolefin laminated microporous membrane into a square of 5 cm in the longitudinal direction and 5 cm in the width direction. Any five points of this test piece were measured with a thickness contact thickness meter and averaged to obtain the thickness of the test piece. Ten test pieces were prepared and measured for the same polyolefin laminated microporous membrane. The average value of all 10 test pieces was taken as the thickness of the polyolefin microporous membrane.
As a thickness measuring machine, a lightmatic VL-50A manufactured by Mitsutoyo was used.
(2)透気抵抗度度(平均)
旭精工(株)社製のデジタル型王研式透気度試験機EGO1を使用して、本発明のポリオレフィン製積層微多孔膜を測定部にシワが入らないように固定し、JIS P−8117(2009)に従って測定した。試料は5cm角とし、測定点は試料の中央部の1点として、測定値を当該試料の透気度[秒]とした。同様の測定を任意のフィルム位置から採取した10個の試験片について行い、10個の測定値の平均値を当該ポリオレフィン製積層微多孔膜の透気度とした(sec/100ml)。
(2) Air permeability resistance (average)
Using a digital type Oken air permeability tester EGO1 manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd., the polyolefin microporous membrane of the present invention is fixed so that wrinkles do not enter the measurement part. JIS P-8117 (2009). The sample was 5 cm square, the measurement point was one point at the center of the sample, and the measured value was the air permeability [second] of the sample. The same measurement was performed on 10 test pieces collected from arbitrary film positions, and the average of the 10 measured values was defined as the air permeability of the polyolefin microporous membrane (sec / 100 ml).
(3)ポリオレフィン微多孔膜の突刺強度
突刺強度は、T1の厚さを有するポリオレフィン製積層微多孔膜を、球状の先端表面(曲率半径R:0.5mm)を有する直径1mmの針を用いて2mm/秒の速度で突き刺したときに(グラム単位の力すなわち「gf」で)測定される最大荷重と定義される。
(3) the puncture strength puncture strength of the polyolefin microporous membrane, the polyolefin multilayer microporous film having a thickness of T 1, a spherical tip surface (radius of curvature R: 0.5 mm) using a stylus having a diameter of 1mm with Is defined as the maximum load measured (in gram force or “gf”) when pierced at a rate of 2 mm / sec.
(4)シャットダウン温度・メルトダウン温度
シャットダウン温度(TSD)は、ポリエチレン微多孔膜を5℃/分の昇温速度で加熱しながら、王研式透気度計(旭精工株式会社製、EGO−1T)により透気度を測定し、透気度が検出限界である1×105sec/100cm3に到達した温度を求め、シャットダウン温度とした。
上記シャットダウン温度に到達後、さらに5℃/分の昇温速度で加熱を継続し、透気度が再び1×105sec/100cm3となった温度を求め、メルトダウン温度(TMD)とした。
(4) Shutdown temperature / meltdown temperature The shutdown temperature (T SD ) was measured by heating the polyethylene microporous membrane at a rate of temperature increase of 5 ° C./min. −1T), the air permeability was measured, the temperature at which the air permeability reached the detection limit of 1 × 10 5 sec / 100 cm 3 was determined, and this was taken as the shutdown temperature.
After reaching the shutdown temperature, heating is continued at a rate of temperature increase of 5 ° C./min, the temperature at which the air permeability becomes 1 × 10 5 sec / 100 cm 3 is obtained again, and the meltdown temperature ( TMD ) did.
(5)シャットダウン速度(透気度変化率)
上記シャットダウン温度の測定において得られた温度Tに対する透気度Pのデータから、図3に示すような温度−透気度曲線を作成し、透気度が1×104sec/100cm3となった温度での曲線の勾配(図3に示す接線L5の傾きΔp/ΔT)を求め、シャットダウン速度とした。
(5) Shutdown speed (permeability change rate)
A temperature-air permeability curve as shown in FIG. 3 is created from the data of the air permeability P with respect to the temperature T obtained in the measurement of the shutdown temperature, and the air permeability becomes 1 × 10 4 sec / 100 cm 3. The slope of the curve at a certain temperature (the slope Δp / ΔT of the tangent L5 shown in FIG. 3) was determined and used as the shutdown speed.
(6)130℃における収縮率
熱機械的分析装置(セイコーインスツル株式会社製、TMA/SS6000)を用い、10 mm(TD)×3mm(MD)の試験片を、荷重2gで試験片の長手方向に引っ張りながら、5℃/分の速度で室温から昇温し、23℃における寸法に対する寸法変化率を130℃で3回測定し、平均することにより収縮率を求めた。
(6) Shrinkage at 130 ° C. Using a thermomechanical analyzer (manufactured by Seiko Instruments Inc., TMA / SS6000), a test piece of 10 mm (TD) × 3 mm (MD) with a load of 2 g While pulling in the direction, the temperature was raised from room temperature at a rate of 5 ° C./min, the dimensional change rate with respect to the size at 23 ° C. was measured three times at 130 ° C., and the shrinkage rate was obtained by averaging.
(7)摩擦係数
JIS K7125(1999)に準拠して、試験方向をポリオレフィン製積層微多孔の縦方向(MD)または幅(TD)と平行とし、ポリオレフィン製積層微多孔膜の表裏を組み合わせて測定した。ただし、滑り片の相対速度を100mm/min、補助板の質量を5g、滑り片の全質量を200gとした
(7) Friction coefficient In accordance with JIS K7125 (1999), the test direction is parallel to the longitudinal direction (MD) or width (TD) of the laminated microporous polyolefin, and measured by combining the front and back of the laminated microporous membrane made of polyolefin. did. However, the relative speed of the sliding piece was 100 mm / min, the mass of the auxiliary plate was 5 g, and the total mass of the sliding piece was 200 g.
(8)空孔率
ポリオレフィン製積層微多孔膜を5cm×5cmの大きさに切り出し、その体積(cm3)と質量(g)を求め、それらと膜密度(g /cm3)より、次式を用いて計算した。
空孔率=((体積−質量/ 膜密度)/ 体積)×100
ここで、膜密度は0 .99とした。また、体積の算出には、前述の(1)で測定した平均膜厚を使用した。
(8) A porous polyolefin porous microporous membrane is cut into a size of 5 cm × 5 cm, its volume (cm 3 ) and mass (g) are determined, and from these and the membrane density (g 2 / cm 3 ), Calculated using
Porosity = ((Volume−Mass / Membrane density) / Volume) × 100
Here, the film density is 0. 99. Moreover, the average film thickness measured by above-mentioned (1) was used for calculation of a volume.
(9)重量平均分子量(Mw)
UHMWPE及びHDPEのMwは以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた。
・測定装置:Waters Corporation製GPC−150C
・カラム:昭和電工株式会社製Shodex UT806M
・カラム温度:135℃
・溶媒(移動相):o−ジクロルベンゼン
・溶媒流速:1.0ml/分
・試料濃度:0.1重量%(溶解条件:135℃/1h)
・インジェクション量:500μl
・検出器:Waters Corporation製ディファレンシャルリフラクトメーター
・検量線:単分散ポリスチレン標準試料を用いて得られた検量線から、所定の換算定数を用いて作製した。
(9) Weight average molecular weight (Mw)
Mw of UHMWPE and HDPE was determined by gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.
-Measuring device: GPC-150C manufactured by Waters Corporation
Column: Shodex UT806M manufactured by Showa Denko KK
-Column temperature: 135 ° C
Solvent (mobile phase): o-dichlorobenzene Solvent flow rate: 1.0 ml / min Sample concentration: 0.1% by weight (dissolution condition: 135 ° C./1 h)
・ Injection volume: 500μl
-Detector: Differential refractometer manufactured by Waters Corporation-Calibration curve: Prepared from a calibration curve obtained using a monodisperse polystyrene standard sample using a predetermined conversion constant.
(10)融点
JIS−K7121に準じて測定した。
(10) Melting point Measured according to JIS-K7121.
(11)メルトフローレート(MFR)
JIS−K7210に準じて測定した。
(11) Melt flow rate (MFR)
It measured according to JIS-K7210.
(12)製膜性
ポリエチレン製積層微多孔膜をキャスト速度2m/分で5時間製膜した際に、下記の基準で判定した。
・A :破れが発生しない
・B :破れが1回発生
・C :破れが2回発生
・D :破れが3回以上発生
(12) Film forming property When a polyethylene laminated microporous film was formed at a casting speed of 2 m / min for 5 hours, it was determined according to the following criteria.
• A: No tearing occurs • B: One tear occurs • C: Two tears occur • D: Three or more tears occur
(13)電池作製
下記の手順に従って角型電池を作成した。
リチウムイオン二次電池は、正極と負極がセパレータを介して積層されており、セパレータが電解液(電解質)を含有している。正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2、負極活物質として石墨、電解液としてDC/DMCの混合溶媒に調整した1mol/LのLiPF6を使用した。電池の組立ては、正極、多層微多孔膜からなるセパレータ及び負極を積層した後、常法により巻回電極体を作製し、電池缶に挿入し、電解液を含浸させ、次いで安全弁を備えた正極端子を兼ねる電池蓋をガスケットを介してかしめる。
(13) Battery preparation A square battery was prepared according to the following procedure.
In a lithium ion secondary battery, a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator, and the separator contains an electrolytic solution (electrolyte). Lithium cobalt composite oxide LiCoO 2 was used as the positive electrode active material, graphite was used as the negative electrode active material, and 1 mol / L LiPF 6 prepared in a DC / DMC mixed solvent was used as the electrolyte. The battery is assembled by stacking a positive electrode, a separator made of a multilayer microporous membrane, and a negative electrode, then preparing a wound electrode body by a conventional method, inserting it into a battery can, impregnating with an electrolytic solution, and then a positive electrode equipped with a safety valve Crimp the battery lid that also serves as the terminal through a gasket.
(14)電池試験 釘刺し試験
上記(13)により組み立てた電池を0.5Cで4.2Vまで満充電した後、直径3mmの釘で150mm/秒の速度で電池の中央部分に釘を刺していく。同様の試験を任意の5個の電池について実施し、発火無しかつ爆発無しの場合を合格(○)、発火または発煙のいずれかが観察された場合を不合格(×)とした。
(14) Battery test Nail penetration test The battery assembled in (13) above was fully charged to 4.2V at 0.5C, and then a nail with a 3mm diameter nail was inserted into the center of the battery at a speed of 150mm / sec. Go. The same test was performed on any five batteries, and the case where no ignition and explosion occurred was passed (O), and the case where either ignition or smoke was observed was rejected (X).
(15)電池試験 ホットボックス試験
上記(13)により組立てた電池を1Cの電流値で電圧4.2Vまで定電流充電した後4.2Vの定電定圧充電行い、その後0.2Cの電流で3.0Vの終止電圧まで放電を行った。次に0.2Cの電流値で4.2Vまで定電流充電をした後に4.2Vの定電圧充電を行い前処理とした。前処理を行った電池をオーブンに投入し、室温から5℃/minで昇温した後150℃で30分間放置した。150℃到達後15分以内で発煙、発火したものを×、15分を超え30分以内で発火したものを△、発火せずに30分を超えたものを○とした。
(15) Battery test Hot box test The battery assembled in (13) above was charged at a constant current to a voltage of 4.2 V at a current value of 1 C, then charged at a constant voltage and a constant pressure of 4.2 V, and then 3 at a current of 0.2 C. Discharge was performed to a final voltage of 0V. Next, after constant current charging to 4.2 V with a current value of 0.2 C, 4.2 V constant voltage charging was performed as a pretreatment. The pretreated battery was put into an oven, heated from room temperature at 5 ° C./min, and then left at 150 ° C. for 30 minutes. Those that smoked and ignited within 15 minutes after reaching 150 ° C. were evaluated as x, those that ignited within 30 minutes exceeding 15 minutes were evaluated as Δ, and those that did not ignite and exceeded 30 minutes were evaluated as ◯.
以下、実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例よって何ら制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited at all by these Examples.
実施例1
原料として、Mwが2.0×106、Mw/Mnが5であり、135℃の融点を有し、90℃付近にて粘弾性緩和現象が観測される超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)と、重量平均分子量(Mw)が5.6×105、分子量分布(Mw/Mn)が4.1であり、135℃の融点を有し、90℃付近にて粘弾性緩和現象が観測される、末端ビニル基が10000個の炭素原子当たり0.1個の高密度ポリエチレン(HDPE)とを主成分に用いてポリエチレン組成物A及びBを作製した。その配合比は表1に記載する。
Example 1
As raw materials, ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a Mw of 2.0 × 10 6 , an Mw / Mn of 5, a melting point of 135 ° C., and a viscoelastic relaxation phenomenon observed near 90 ° C., The weight average molecular weight (Mw) is 5.6 × 10 5 , the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 4.1, the melting point is 135 ° C., and the viscoelastic relaxation phenomenon is observed near 90 ° C., Polyethylene compositions A and B were prepared using as a main component 0.1 high density polyethylene (HDPE) having 10,000 terminal vinyl groups per 10,000 carbon atoms. The blending ratio is shown in Table 1.
その他に、内側の層(A層)を形成するポリエチレン組成物Aには、Mwが1.6×106、Mw/Mnが5.2でΔHmが114.0J/gのポリプロピレン樹脂を使用した。
また、表層(B層)を形成するポリエチレン組成物Bには、低融点成分として表1に記載の融点、MFRを有するエチレン・1−ヘキセン共重合体を表1に記載の含有量になるように使用した。
In addition, for the polyethylene composition A forming the inner layer (A layer), a polypropylene resin having Mw of 1.6 × 10 6 , Mw / Mn of 5.2 and ΔHm of 114.0 J / g was used. .
Further, in the polyethylene composition B forming the surface layer (B layer), the content of the ethylene / 1-hexene copolymer having the melting point and MFR shown in Table 1 as the low melting point component is shown in Table 1. Used for.
さらに、ポリエチレン組成物A及びB100質量部に、テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート]メタン0.375質量部をドライブレンドし、ポリエチレン組成物A及びBを得た。 Further, 100 parts by mass of polyethylene compositions A and B were dry blended with 0.375 parts by mass of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tertiarybutyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane to obtain a polyethylene composition. Products A and B were obtained.
得られたポリエチレン組成物A及びBを、それぞれ強混練タイプの二軸押出機に投入し(ポリエチレン組成物の投入量Q:54kg/h)、二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、スクリュー回転数Nsを180rpmに保持しながら、溶融混練して(Q/Ns:0.3kg/h/rpm)、ポリエチレン溶液AおよびBを調製した。溶融温度は210℃とした。 The obtained polyethylene compositions A and B were each fed into a strong kneading type twin screw extruder (polyethylene composition charge Q: 54 kg / h), and liquid paraffin was fed from the side feeder of the twin screw extruder. While maintaining the screw rotation speed Ns at 180 rpm, melt kneading was performed (Q / Ns: 0.3 kg / h / rpm) to prepare polyethylene solutions A and B. The melting temperature was 210 ° C.
得られたポリエチレン溶液を二軸押出機から多層ダイに供給し、表1に記載の比率でシート状成形体となるように押し出した。押し出した成形体を、35℃に温調した冷却ロールで引き取りながら冷却し、ゲル状シートを形成した。 The obtained polyethylene solution was supplied from a twin-screw extruder to a multilayer die and extruded at a ratio shown in Table 1 so as to form a sheet-like molded body. The extruded molded body was cooled while being drawn with a cooling roll adjusted to 35 ° C. to form a gel-like sheet.
ポリエチレン溶液を冷却ロールで冷却する際、ポリエチレン溶液が金属ロ−ルに接触する地点でスリット状ノズルより吹き出される圧空をシートの幅方向に均一に当て、ポリエチレン溶液が冷却ロールに均一に密着するようにした。 When the polyethylene solution is cooled by a cooling roll, the compressed air blown from the slit nozzle is uniformly applied in the width direction of the sheet at the point where the polyethylene solution contacts the metal roll, and the polyethylene solution adheres uniformly to the cooling roll. I did it.
ここで、Tダイから押し出した溶融状態のポリマーを冷却ロールに接触させる際のドラフト比は2.5であった。
得られたゲル状シートを、テンター延伸機により110℃で長手方向および幅方向ともに5倍に同時二軸延伸し、そのままテンター延伸機内でシート幅を固定し、115℃の温度で10秒間、熱固定処理した(延伸処理工程(1段目))。
Here, the draft ratio when the molten polymer extruded from the T die was brought into contact with the cooling roll was 2.5.
The obtained gel-like sheet was simultaneously biaxially stretched five times in the longitudinal direction and the width direction at 110 ° C. by a tenter stretching machine, and the sheet width was fixed in the tenter stretching machine as it was and heated at a temperature of 115 ° C. for 10 seconds. Fixing treatment was performed (stretching treatment step (first stage)).
ここで、テンター延伸機のオーブンとして長手方向に等間隔に区切られた6ゾーンからなるオーブンを使用した。前段の二軸押出機側の2ゾーン(ゾーンNo.1、2/予熱)を100℃、次の2ゾーン(ゾーンNo.3、4/延伸)を110℃、後段の巻き取り機側の2ゾーン(ゾーンNo.5、6/固定)を115℃とした。長手方向および幅方向の延伸処理はゾーン3〜4にて実施した。 Here, an oven consisting of 6 zones divided at equal intervals in the longitudinal direction was used as the oven of the tenter stretching machine. Two zones (zone No. 1, 2 / preheating) on the front twin screw extruder side are 100 ° C., the next two zones (zone No. 3, 4 / stretching) are 110 ° C., and 2 zones on the subsequent winder side. The zone (zone No. 5, 6 / fixed) was set to 115 ° C. Stretching in the longitudinal and width directions was performed in zones 3-4.
次いで延伸したゲル状シートを洗浄槽で塩化メチレン浴中に浸漬し、流動パラフィンを除去し、洗浄して得られたポリエチレン製積層微多孔膜を得た。 Next, the stretched gel-like sheet was immersed in a methylene chloride bath in a washing tank to remove liquid paraffin and washed to obtain a polyethylene laminated microporous membrane.
得られたポリエチレン製積層微多孔膜を、115℃で予熱してからテンター延伸機により幅方向に1.0倍に延伸した後、そのままテンター延伸機内で幅を固定し、125℃の温度で20秒間熱固定処理した(延伸処理工程(2段目))。 The obtained polyethylene microporous membrane was preheated at 115 ° C. and then stretched 1.0 times in the width direction by a tenter stretching machine, and then the width was fixed in the tenter stretching machine as it was, at a temperature of 125 ° C. The film was heat-set for 2 seconds (stretching process step (second stage)).
ここで、テンター延伸機のオーブンとして長手方向に区切られた複数のゾーンからなるオーブンを使用した。図2に延伸処理工程(2段目)の概略を示す。前段の二軸押出機側の1ゾーンを115℃(予熱ゾーン)、次のゾーンを125℃(延伸ゾーン)、さらにその次のゾーン(固定ゾーン)を80℃とした。
次いで、ポリエチレン製積層微多孔膜を室温まで冷却して、巻き取り機により紙管に10.0N/mの張力で巻き取り、ポリエチレン製積層微多孔膜のロールを得た。この多孔質フィルムの長さは1000m、幅は2000mm、厚さは14μmであった。そして、巻き取り後のポリエチレン製積層微多孔膜のロールを60℃に加熱した恒温槽に24時間静置した。
Here, an oven composed of a plurality of zones divided in the longitudinal direction was used as the oven of the tenter stretching machine. FIG. 2 shows an outline of the stretching process (second stage). One zone on the front side of the twin screw extruder was 115 ° C. (preheating zone), the next zone was 125 ° C. (stretching zone), and the next zone (fixed zone) was 80 ° C.
Next, the polyethylene laminated microporous membrane was cooled to room temperature, and wound around a paper tube with a tension of 10.0 N / m by a winder to obtain a polyethylene laminated microporous membrane roll. The porous film had a length of 1000 m, a width of 2000 mm, and a thickness of 14 μm. And the roll of the polyethylene laminated microporous film after winding was left still for 24 hours in the thermostat heated at 60 degreeC.
得られたポリエチレン製積層微多孔膜の各種物性を表3に示すが、表3のとおり得られた多孔質フィルムをセパレータとして用いたリチウムイオン電池は優れた電池特性と安全性を有することがわかった。 Various physical properties of the obtained polyethylene laminated microporous membrane are shown in Table 3, and it was found that a lithium ion battery using the porous film obtained as shown in Table 3 as a separator has excellent battery characteristics and safety. It was.
実施例2〜6
ポリオレフィン製積層微多厚膜の樹脂組成、製膜条件を表1〜2のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、ポリオレフィン製積層微多孔膜を作製した。得られたポリオレフィン微多孔膜の物性を表3に示す。
Examples 2-6
A polyolefin laminated microporous membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that the resin composition and the film forming conditions of the polyolefin laminated microthick membrane were changed as shown in Tables 1-2. Table 3 shows the physical properties of the resulting microporous polyolefin membrane.
実施例7〜8
ポリオレフィン製積層微多孔膜を構成するポリエチレン組成物として、上記のポリエチレン組成物A、ポリエチレン組成物B以外に、C層用のポリエチレン組成物Cを使用することと、ゲル状シート作成の際に、3種3層の構成を形成する多層ダイを使用しA/B/Cの層構成とすること以外は、表1〜2に記載の条件をもとに、実施例1と同様にポリオレフィン製多層微多孔膜を作製した。得られたポリオレフィン製積層微多孔膜の物性を表3に示す。
Examples 7-8
In addition to the polyethylene composition A and polyethylene composition B described above, the polyethylene composition C for the layered microporous membrane made of polyolefin uses the polyethylene composition C for the C layer, and at the time of creating the gel sheet, A multi-layer polyolefin made in the same manner as in Example 1 except that a multi-layer die forming a three-layer / three-layer structure is used to form an A / B / C layer structure, based on the conditions shown in Tables 1-2. A microporous membrane was prepared. Table 3 shows the physical properties of the obtained polyolefin laminated microporous membrane.
実施例9〜11
ポリオレフィン製積層微多厚膜の樹脂組成、製膜条件を表1〜2のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、ポリオレフィン製積層微多孔膜を作製した。得られたポリオレフィン製積層微多孔膜の物性を表3に示す。
Examples 9-11
A polyolefin laminated microporous membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that the resin composition and the film forming conditions of the polyolefin laminated microthick membrane were changed as shown in Tables 1-2. Table 3 shows the physical properties of the obtained polyolefin laminated microporous membrane.
比較例1
ポリエチレン系樹脂を10℃/分の昇温速度での示差走査熱量(DSC)分析により測定した時、結晶融解熱量ΔHmのうち125℃までの吸熱量の割合をΔHm(≦125℃)と表記する。吸熱量が結晶融解熱量ΔHmの50%に達した時の温度をT(50%)」と表記する。
Comparative Example 1
When a polyethylene resin is measured by differential scanning calorimetry (DSC) analysis at a heating rate of 10 ° C./min, the ratio of the endothermic amount up to 125 ° C. of the crystal melting heat amount ΔHm is expressed as ΔHm (≦ 125 ° C.). . The temperature when the endothermic amount reaches 50% of the crystal melting heat amount ΔHm is expressed as T (50%) ”.
第一の層(A層)の調整
第一の層(A層)ポリオレフィン組成物の重量に対し(a)Mwが5.6×105でMw/Mnが4.05のHDPEを63.7重量%、(b)Mwが1.9×106でMw/Mnが5.09のUHMWPEを1.3重量%、及び(c)Mwが1.6×106、Mw/Mnが5.2でΔHmが114.0J/gのポリプロピレン樹脂を35重量%含むポリオレフィン組成物をドライブレンドにより調製した。ポリオレフィン組成物A中のポリエチレン樹脂の融点は135℃で、結晶分散温度は100℃であった。得られたポリオレフィン組成物A30重量部を、内径58mmでL/Dが42の強混練二軸押出機に供給し、70質量部の液体パラフィン(40℃のとき50cSt)をサイドフィーダーから二軸押出機に供給した。210℃、200rpmで溶融混練して第一の層(A層)のポリエチレン溶液Aを調製した。
Adjustment of first layer (A layer) First layer (A layer) 63.7% of HDPE with (a) Mw of 5.6 × 10 5 and Mw / Mn of 4.05 based on the weight of the polyolefin composition. (B) 1.3% by weight of UHMWPE with Mw of 1.9 × 10 6 and Mw / Mn of 5.09, and (c) Mw of 1.6 × 10 6 and Mw / Mn of 5. 2 and a polyolefin composition containing 35% by weight of a polypropylene resin having a ΔHm of 114.0 J / g was prepared by dry blending. The melting point of the polyethylene resin in the polyolefin composition A was 135 ° C., and the crystal dispersion temperature was 100 ° C. 30 parts by weight of the obtained polyolefin composition A was supplied to a strong kneading twin-screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by mass of liquid paraffin (50 cSt at 40 ° C.) was biaxially extruded from the side feeder. Supplied to the machine. A polyethylene solution A of the first layer (A layer) was prepared by melt-kneading at 210 ° C. and 200 rpm.
第二の層(B層)の調整
第二の層(B層)ポリオレフィン組成物の重量に対し、(a)Mwが5.6×105でMw/Mnが4.05のHDPEを82重量%含み、(b)Mwが1.9×106でMw/Mnが5.09のUHMWPEを18重量%含む、ポリオレフィン組成物Bをドライブレンドにより調製した。ポリオレフィン組成物中のポリエチレン樹脂の融点は135℃で、結晶分散温度は100℃であった。
Adjustment of the second layer (B layer) The weight of the second layer (B layer) polyolefin composition is (a) 82 wt.% HDPE with Mw of 5.6 × 10 5 and Mw / Mn of 4.05. (B) Polyolefin composition B containing 18% by weight of UHMWPE with Mw of 1.9 × 10 6 and Mw / Mn of 5.09 was prepared by dry blending. The melting point of the polyethylene resin in the polyolefin composition was 135 ° C., and the crystal dispersion temperature was 100 ° C.
25重量部のポリオレフィン組成物Bを、内径58mmでL/Dが42の強混練二軸押出機に供給し、75質量部の液体パラフィン(40℃のとき50cSt)をサイドフィーダーから二軸押出機に供給した。210℃、200rpmで溶融混練して第二の層(B層)のポリエチレン溶液Bを調製した。 25 parts by weight of polyolefin composition B was supplied to a strong kneading twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 75 parts by weight of liquid paraffin (50 cSt at 40 ° C.) was fed from the side feeder to the twin screw extruder. Supplied to. The second layer (B layer) polyethylene solution B was prepared by melt-kneading at 210 ° C. and 200 rpm.
微細孔膜の製造
A層のポリエチレン溶液A、B層のポリエチレン溶液Bをそれぞれの二軸押出機から三層T−ダイへ供給して、層構成がB/A/Bで、層厚み比が46.45/7.1/46.45となるよう押出物を形成した。
Manufacture of microporous membrane A polyethylene solution A of layer A and polyethylene solution B of layer B are fed from the respective twin-screw extruders to a three-layer T-die, the layer structure is B / A / B, and the layer thickness ratio is The extrudate was formed to 46.45 / 7.1 / 46.45.
押出物を20℃に制御された冷却ロールに通して冷却して三層のゲル状シートを形成し、テンター延伸機を用い、119.3℃において機械方向(縦方向)及び横方向同時に5倍の延伸倍率で延伸した。 The extrudate is cooled by passing through a cooling roll controlled at 20 ° C. to form a three-layered gel sheet, and at 119.3 ° C., the machine direction (longitudinal direction) and the transverse direction are simultaneously 5 times at 119.3 ° C. The film was stretched at a stretch ratio of.
次いで延伸したゲル状シートを洗浄槽で塩化メチレン浴中に浸漬し、流動パラフィンを除去し、洗浄して得られたポリエチレン製積層微多孔膜を得た。 Next, the stretched gel-like sheet was immersed in a methylene chloride bath in a washing tank to remove liquid paraffin and washed to obtain a polyethylene laminated microporous membrane.
乾燥した積層微細孔膜をバッチ延伸機により127.3℃においてTD方向に1.5倍の延伸倍率で再延伸した後、同じ温度下でTD方向の延伸倍率を1.3倍まで緩和させた。延伸倍率は、再延伸前のドライストレッチング前の微細孔膜のTD方向幅を基準とする。再延伸した微細孔膜を、バッチ延伸機に取り付けたままの状態で、127.3℃において10分間熱処理して三層微細孔膜を製造した。得られたポリエチレン製積層微多孔膜を比較例1とした。 The dried laminated microporous membrane was re-stretched at a stretching ratio of 1.5 times in the TD direction at 127.3 ° C. by a batch stretching machine, and then the stretching ratio in the TD direction was relaxed to 1.3 times at the same temperature. . The draw ratio is based on the width in the TD direction of the microporous film before dry stretching before re-stretching. The re-stretched microporous membrane was heat-treated at 127.3 ° C. for 10 minutes with the batch stretcher attached, to produce a three-layer microporous membrane. The obtained polyethylene laminated microporous membrane was designated as Comparative Example 1.
1: 積層微多孔膜(又はゲル状シート)
21: 混練(溶融混練)工程
22: シート形成工程
23: 延伸処理工程(1段目)
24: 洗浄工程
25: 延伸処理工程(2段目)
26: 巻取工程
1: Laminated microporous membrane (or gel sheet)
21: Kneading (melt kneading) step 22: Sheet forming step 23: Stretching treatment step (first stage)
24: Cleaning process 25: Stretching process (second stage)
26: Winding process
Claims (6)
The laminated microporous membrane made of polyolefin according to any one of claims 1 to 5, wherein the coefficient of static friction between the back surface and the surface of the film is in the range of 0.3 to 1.5.
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