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JP2017197634A - Method for deciding drawing condition for polymer microporous film, and method for producing the same - Google Patents

Method for deciding drawing condition for polymer microporous film, and method for producing the same Download PDF

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JP2017197634A
JP2017197634A JP2016088448A JP2016088448A JP2017197634A JP 2017197634 A JP2017197634 A JP 2017197634A JP 2016088448 A JP2016088448 A JP 2016088448A JP 2016088448 A JP2016088448 A JP 2016088448A JP 2017197634 A JP2017197634 A JP 2017197634A
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春瑶 李
Chun Yao Li
春瑶 李
河野 公一
Koichi Kono
公一 河野
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Toray Battery Separator Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for deciding drawing conditions for obtaining a crystalline polymer microporous film having desired characteristics.SOLUTION: Polarization Raman spectroscopy is performed to a gelatinous sheet including a crystalline polymer and a solvent for film formation, and, from an orientation distribution function calculated using peak area strength obtained by the polarization Raman spectroscopy, the drawing field ratio of a suitable gelatinous sheet is decided. As the orientation distribution function, the orientation distribution function at least in a direction crossed in the film plane in the drawing direction is preferably used.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高分子微多孔膜の延伸条件の決定方法及び製造方法に関する。   The present invention relates to a method for determining stretching conditions for a polymer microporous membrane and a method for producing the same.

高分子微多孔膜は、耐薬品性、絶縁性、機械的強度などに優れるため、ろ過膜、透析膜などのフィルター、電池用セパレータやコンデンサー用のセパレータなどの種々の用途に用いられる。中でも、結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートを延伸し、その後成膜用溶剤を除去する、いわゆる湿式製造方法により製造された微多孔膜は、緻密な孔構造と均質な特性を持つことから、例えば、二次電池用セパレータとして広く用いられている。   Since the polymer microporous membrane is excellent in chemical resistance, insulation, mechanical strength, etc., it is used in various applications such as filters such as filtration membranes and dialysis membranes, separators for batteries, and separators for capacitors. In particular, a microporous membrane manufactured by a so-called wet manufacturing method in which a gel-like sheet containing a crystalline polymer and a film-forming solvent is stretched and then the film-forming solvent is removed has a dense pore structure and a homogeneous structure. For example, it is widely used as a secondary battery separator.

高分子微多孔膜の湿式製造方法において、ゲル状シートを機械方向(製膜方向、縦方向とも称され、以下、MD方向と称する)又はMD方向と膜平面内で直行する方向(幅方向、横方向とも称され、以下、TD方向と称する)に一軸延伸を行った後、膜平面内で延伸方向と直交する方向に延伸を行う、いわゆる逐次延伸法においては、その延伸条件が得られる微多孔膜の物理的、熱的特性、構造、外観のみならず、二次加工の際の取り扱い作業性にも影響がある。   In the wet manufacturing method of the polymer microporous membrane, the gel-like sheet is machine direction (film forming direction, also referred to as longitudinal direction, hereinafter referred to as MD direction) or a direction perpendicular to the MD direction in the film plane (width direction, In the so-called sequential stretching method in which the film is stretched in the direction perpendicular to the stretching direction in the film plane after uniaxial stretching in the film plane (hereinafter also referred to as the transverse direction, hereinafter referred to as the TD direction) This affects not only the physical and thermal properties, structure and appearance of the porous membrane, but also the handling workability during secondary processing.

また、近年、特異な分子量を持つポリエチレンや、その混合物、共重合物、ポリオレフィン以外の結晶性高分子から成る高分子微多孔膜が検討されているが、そのための最適な延伸条件を決定するためには、温度、速度などの諸条件それぞれについてMD方向の延伸倍率、TD方向の延伸倍理を変更した予備実験を行い、物性を測定した後に、可能性のある延伸条件について実際の製膜装置を用いて大規模に実験する必要があり、多大な時間、労力と資金を要する課題があった。   In recent years, polymer microporous membranes composed of polyethylene having a specific molecular weight, a mixture thereof, a copolymer, and a crystalline polymer other than polyolefin have been studied. In order to determine the optimum stretching conditions therefor. The preliminary film forming apparatus in which the stretching ratio in the MD direction and the stretching ratio in the TD direction were changed for each of various conditions such as temperature and speed, and after measuring the physical properties, the actual film forming apparatus for the possible stretching conditions. There was a problem that required a lot of time, labor and money.

特許文献1には微多孔膜の製造方法の開示があるが、面倍率50〜400倍の広範な延伸条件の中で最適な条件を見出す方法は開示されていない。   Patent Document 1 discloses a method for producing a microporous film, but does not disclose a method for finding optimum conditions in a wide range of stretching conditions with a surface magnification of 50 to 400 times.

X線測定やラマン分光測定により結晶配向度測定を行うことは知られている(特許文献2、特許文献3参照)。しかし、MD方向及びTD方向への延伸後に得られたフィルムを測定する手法では、全ての延伸条件について、個別に検討する必要があり、多大な時間、労力資金を要するという課題があった。   It is known to perform crystal orientation measurement by X-ray measurement or Raman spectroscopic measurement (see Patent Document 2 and Patent Document 3). However, in the method of measuring a film obtained after stretching in the MD direction and the TD direction, it is necessary to individually examine all stretching conditions, and there is a problem that a lot of time and labor are required.

特開2000−272017号公報JP 2000-272017 A 特開2011−201949号公報JP 2011-201949 A 特開2013−199545号公報JP 2013-199545 A

本発明は、上記諸問題を解決し、簡便な事前測定により結晶性高分子微多孔膜の延伸条件を迅速に決定する方法及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for quickly determining the stretching conditions of a crystalline polymer microporous membrane by simple prior measurement and a method for producing the same.

本発明は、結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートの偏光ラマン分光法測定により算出した延伸方向の配向分布関数及び延伸方向と直行する方向の配向分布関数を用いることを特徴とする延伸倍率の決定方法である。   The present invention uses the orientation distribution function in the stretching direction and the orientation distribution function in the direction orthogonal to the stretching direction, calculated by polarization Raman spectroscopy measurement of a gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent. This is a method for determining the draw ratio.

また、本発明の別の態様は上記延伸条件の決定方法により決定された延伸条件を用いた微多孔膜の製造方法に関する。さらに本発明の別の態様は上記製造方法により製造された微多孔フィルム、および微多孔フィルを捲回してなるロールに関する。   Moreover, another aspect of the present invention relates to a method for producing a microporous membrane using the stretching conditions determined by the above-described stretching condition determination method. Still another embodiment of the present invention relates to a microporous film produced by the above production method and a roll formed by winding a microporous film.

本発明のゲル状シートの延伸倍率の決定方法は、偏光ラマン分光法測定を用いることで、新規な結晶性高分子の使用や樹脂組成の変更を実施した場合であっても、簡便に所望の特性を有する結晶性高分子微多孔膜を得るための延伸条件を決定することができる。   The method for determining the draw ratio of the gel-like sheet of the present invention uses a polarized Raman spectroscopic measurement, so that even when a new crystalline polymer is used or a resin composition is changed, it can be easily obtained. Stretching conditions for obtaining a crystalline polymer microporous film having characteristics can be determined.

また、本発明の結晶性高分子微多孔膜の製造方法の一つの態様では、巻き取り性に優れ、二次加工の際の歩留まりが改善され、生産性に優れた結晶性高分子微多孔膜を効率的に生産することができる。   Further, in one embodiment of the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, the crystalline polymer microporous membrane is excellent in winding property, improved yield in secondary processing, and excellent in productivity. Can be produced efficiently.

また、本発明の結晶性高分子微多孔膜の製造方法の別の態様では、引裂き強さに優れた結晶性高分子微多孔膜を効率的に生産することができる。     In another aspect of the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, a crystalline polymer microporous membrane having excellent tear strength can be produced efficiently.

図1は、偏光ラマン分光法測定に用いるゲル状シート試験片形状の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the shape of a gel-like sheet test piece used for polarized Raman spectroscopy measurement. 図2は、歪量を変えて測定した、ゲル状シートの配向分布関数を、膜平面内で延伸方向を0°としたときの角度θに対してプロットした一例を示す図である。図中のSは歪量を表し、延伸倍率から1を減じた数値に相当する。FIG. 2 is a diagram showing an example in which the orientation distribution function of a gel-like sheet, measured by changing the amount of strain, is plotted against the angle θ when the stretching direction is 0 ° in the film plane. S in the figure represents the amount of strain and corresponds to a numerical value obtained by subtracting 1 from the draw ratio. 図3は、ゲル状シートを延伸したときの、延伸応力並びに偏光ラマン分光法測定結果から算出された配向パラメータ<P>及び<P>を、ゲル状シート歪量に対してプロットした一例を示す図である。図中の歪量は、延伸倍率から1を減じた数値に相当する。FIG. 3 is an example in which the orientation parameters <P 2 > and <P 4 > calculated from the stretching stress and the polarization Raman spectroscopic measurement result when the gel sheet is stretched are plotted against the gel sheet strain amount. FIG. The amount of strain in the figure corresponds to a value obtained by subtracting 1 from the draw ratio.

本発明は、ゲル状シートの一軸延伸過程において、一回の測定で複数の延伸倍率の偏光ラマン分光法スペクトルを取得し、その結果を解析する事によって、膜平面内で延伸方向と交差する方向の分子状態をも明らかにして延伸条件を決定する事を特徴とする。具体的には、得られた偏光ラマン分光法スペクトルから配向分布関数を導き、膜平面内で延伸方向と交差する方向の分子状態を明らかにして、所望の特性を有する微多孔膜を製造するための延伸倍率を決定する。   In the uniaxial stretching process of the gel sheet, the present invention acquires a polarization Raman spectroscopy spectrum of a plurality of stretching magnifications in a single measurement, and analyzes the result to thereby intersect the stretching direction in the film plane. The stretching condition is determined by clarifying the molecular state. Specifically, in order to produce a microporous film having desired characteristics by deriving an orientation distribution function from the obtained polarization Raman spectroscopy spectrum and clarifying the molecular state in the direction intersecting the stretching direction in the film plane. Determine the draw ratio.

ここで、膜平面内で延伸方向と交差する方向とは、膜平面内で延伸方向と直交する方向を含み、膜平面内で延伸方向に45°から135°、好ましくは60°から120°、より好ましくは80°から100°の角度で交差する方向である。代表的には膜平面内で延伸方向と直交する方向を使用できるが、延伸方法や延伸機の仕様に応じて、膜平面内で延伸方向と上記範囲の角度で交差する角度を選定してもよい。   Here, the direction intersecting the stretching direction in the film plane includes a direction perpendicular to the stretching direction in the film plane, and 45 ° to 135 °, preferably 60 ° to 120 ° in the stretching direction in the film plane, More preferably, the direction intersects at an angle of 80 ° to 100 °. Typically, the direction orthogonal to the stretching direction can be used in the film plane, but depending on the stretching method and the specifications of the stretching machine, the angle that intersects the stretching direction and the above angle in the film plane can be selected. Good.

延伸倍率決定に使用する配向分布関数は、目的に応じて使用することができるが、例えば、延伸方向の配向分布関数、膜平面内で延伸方向と直交する方向の配向分布関数、および両者の比を使用することができる。中でも、延伸方向の配向分布関数と膜平面内で延伸方向と直交する方向の配向分布関数の比を用いることで、偏光ラマン分光法測定装置の違い等を規格化することができ、相対的な比較が可能になるので好ましい。   The orientation distribution function used for determining the stretching ratio can be used depending on the purpose.For example, the orientation distribution function in the stretching direction, the orientation distribution function in the direction perpendicular to the stretching direction in the film plane, and the ratio of both. Can be used. Above all, by using the ratio of the orientation distribution function in the stretching direction and the orientation distribution function in the direction perpendicular to the stretching direction in the film plane, the difference in the polarization Raman spectroscopy measurement device can be normalized, and the relative This is preferable because it enables comparison.

例えば、ゲル状シートを、延伸方向の配向分布関数が、延伸方向と直行する方向の配向分布関数の10.0倍以上、好ましくは10.5倍以上、より好ましくは11.0倍以上となる延伸倍率で延伸することが好ましい。延伸方向の分子配向と比較して、膜平面内で延伸方向に直行する方向の分子配向が無視できる状態となるため、このような工程を含む結晶性高分子微多孔膜の製造方法からは、均質で微細な孔構造を有する結晶性高分子微多孔膜を得ることが期待できるからである。   For example, in the gel-like sheet, the orientation distribution function in the stretching direction is 10.0 times or more, preferably 10.5 times or more, more preferably 11.0 times or more of the orientation distribution function in the direction perpendicular to the stretching direction. It is preferable to stretch at a draw ratio. Compared with the molecular orientation in the stretching direction, since the molecular orientation in the direction perpendicular to the stretching direction in the film plane is negligible, from the method for producing a crystalline polymer microporous film including such steps, This is because a crystalline polymer microporous membrane having a homogeneous and fine pore structure can be expected.

また、例えば、ゲル状シートを、延伸方向の配向分布関数が、延伸方向と直行する方向の配向分布関数の10.0倍未満、好ましくは5倍以上10.0倍未満、より好ましくは6.0倍以上9.5倍未満となる延伸倍率で延伸してもよい。延伸方向と交差する方向の分子配向が適度に残存するため、得られる結晶性高分子微多孔膜の引裂き強さの向上を期待できるからである。   Further, for example, the gel-like sheet has an orientation distribution function in the stretching direction of less than 10.0 times, preferably 5 times or more and less than 10.0 times, more preferably 6. You may extend | stretch by the draw ratio used as 0 times or more and less than 9.5 times. This is because, since the molecular orientation in the direction intersecting the stretching direction remains moderately, improvement in tear strength of the obtained crystalline polymer microporous film can be expected.

[ゲル状シート]
ゲル状シートは、結晶性高分子と成膜用溶剤からなるシート状成形体である。結晶性高分子と成膜用溶剤との配合割合は、特に限定されないが、結晶性高分子10〜50質量部に対して、成膜溶剤50〜90質量部であることが好ましい。
[Gel-like sheet]
The gel-like sheet is a sheet-like molded body made of a crystalline polymer and a film-forming solvent. The blending ratio of the crystalline polymer and the film-forming solvent is not particularly limited, but is preferably 50 to 90 parts by mass with respect to 10 to 50 parts by mass of the crystalline polymer.

その調製方法は、特に限定されないが、例えば、結晶性高分子と成膜用溶剤との溶融混合物を口金から押出し、この押出し成形体を冷却して、シート状に成形する方法が挙げられる。   The preparation method is not particularly limited, and examples thereof include a method of extruding a molten mixture of a crystalline polymer and a film-forming solvent from a die, cooling the extruded molded body, and molding it into a sheet.

溶融混練方法として、例えば、日本国特許第2132327号及び日本国特許第3347835号公報に記載の二軸押出機を用いる方法を利用することができる。溶融混練方法は公知であるので説明を省略する。   As a melt-kneading method, for example, a method using a twin-screw extruder described in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. Since the melt-kneading method is known, the description thereof is omitted.

溶融混練物は、押出機からダイに送給し、シート状に押し出すことができる。同一又は異なる組成の複数の結晶性高分子と成膜用溶剤とからなる溶融混合物を、押出機から一つのダイに送給し、そこで層状に積層し、シート状に押出してもよい。   The melt-kneaded product can be fed from an extruder to a die and extruded into a sheet. A molten mixture composed of a plurality of crystalline polymers having the same or different composition and a film-forming solvent may be fed from an extruder to one die, laminated there in a layer form, and extruded into a sheet form.

得られた押出し成形体を冷却することでゲル状シートを成形することができる。ゲル状シートの成形方法として、例えば日本国特許第2132327号公報及び日本国特許第3347835号公報に開示の方法を利用することができる。   A gel-like sheet can be shape | molded by cooling the obtained extrusion molding. As a method for forming the gel sheet, for example, methods disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used.

[結晶性高分子]
結晶性高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフオロエチレン、及びそれらの混合物を含むことができる。中でも、ポリエチレンやポリプロピレンなどの結晶性ポリオレフィン樹脂を含むのが好ましい。
[Crystalline polymer]
Crystalline polymers include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polyamides, polyacetals, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, liquid crystal polymers, polytetrafluoroethylene, and mixtures thereof. Can be included. Among these, it is preferable to include a crystalline polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene.

ポリオレフィンとしては、エチレンやプロピレンの単独重合体、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、ペンテン、メチルペンテン、オクテン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、スチレン等のオレフィン系コポリマーからなる共重合体及びそれらの混合物が例示される。   Examples of polyolefins include homopolymers of ethylene and propylene, copolymers of olefin copolymers such as ethylene, propylene, butene, hexene, pentene, methylpentene, octene, vinyl acetate, methyl methacrylate, and styrene, and mixtures thereof. Illustrated.

ポリエチレンの種類は、特に限定されず、種々のポリエチレンを用いることができ、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン(UHMwPE)、分岐状低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及びこれらの混合物を用いることができる。中でも、微多孔膜の孔構造制御や膜の熱的性質及び強度の観点から、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン及びこれらの混合物が好ましい。   The type of polyethylene is not particularly limited, and various polyethylenes can be used. For example, high density polyethylene, medium density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene (UHMwPE), branched low density polyethylene, linear low density polyethylene and Mixtures of these can be used. Among these, high-density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, and mixtures thereof are preferable from the viewpoint of controlling the pore structure of the microporous membrane and the thermal properties and strength of the membrane.

高密度ポリエチレンとしては、密度:0.920g/m以上0.970g/m以下であり、重量平均分子量(Mw)が、例えば、1×10以上1×10未満であり、分子量分散(MWD:Mn/Mw)は、例えば、1以上25以下、好ましくは3以上10以下のものが例示される。また、超高分子量ポリエチレンとしては、重量平均分子量(Mw)は、1×10以上、好ましくは1×10以上8×10以下のものが例示される。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。 The high density polyethylene has a density of 0.920 g / m 3 or more and 0.970 g / m 3 or less, and a weight average molecular weight (Mw) of, for example, 1 × 10 4 or more and less than 1 × 10 6 , and molecular weight dispersion. (MWD: Mn / Mw) is, for example, 1 to 25, preferably 3 to 10. Examples of the ultra high molecular weight polyethylene include those having a weight average molecular weight (Mw) of 1 × 10 6 or more, preferably 1 × 10 6 or more and 8 × 10 6 or less. The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).

ポリプロピレンの種類は、特に限定されず、種々のポリプロピレンを用いることができる。ポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)は、1×10以上1×10以下が好ましく、1×10以上1×10以下がさらに好ましい。ポリプロピレンの分子量分散(MWD)は、例えば、5以上10以下であることが好ましい。 The type of polypropylene is not particularly limited, and various types of polypropylene can be used. The weight average molecular weight (Mw) of polypropylene is preferably 1 × 10 5 or more and 1 × 10 8 or less, more preferably 1 × 10 6 or more and 1 × 10 8 or less. The molecular weight dispersion (MWD) of polypropylene is preferably 5 or more and 10 or less, for example.

結晶性高分子は、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば、非晶性の耐熱性樹脂、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤や充填剤、結晶造核剤、結晶化遅延剤等の各種添加剤等を含んでもよい。   The crystalline polymer is within the range not impairing the effects of the present invention, for example, amorphous heat resistant resin, antioxidant, heat stabilizer, antistatic agent, ultraviolet absorber, antiblocking agent or filler, crystal Various additives such as a nucleating agent and a crystallization retarder may be included.

[成膜用溶剤]
成膜用溶剤は、特に限定されず、使用する結晶性高分子の種類や、微多孔膜の製造工程に応じて適宜選択できる。成膜用溶剤としては、液体溶剤、固体溶剤及びこれらの混合物が使用できる。
[Film forming solvent]
The solvent for film formation is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of crystalline polymer to be used and the production process of the microporous film. As the film-forming solvent, a liquid solvent, a solid solvent, and a mixture thereof can be used.

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又は環式の炭化水素;フタル酸ジブチル及びフタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル;及び沸点がこれらに対応する鉱物油留分が例示される。ゲル状シート中の成膜用溶剤含有量の変化防止の観点から、流動パラフィンのような不揮発性の成膜用溶剤を用いるのが好ましい。中でも、結晶性高分子が結晶性ポリオレフィン樹脂である場合、40℃での動粘度が20〜200cStの流動パラフィンが好ましい。   Liquid solvents include nonane, decane, decalin, para-xylene, undecane, dodecane, liquid paraffin and other aliphatic or cyclic hydrocarbons; phthalates such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate; A mineral oil fraction is exemplified. From the viewpoint of preventing change in the content of the film-forming solvent in the gel sheet, it is preferable to use a non-volatile film-forming solvent such as liquid paraffin. Among these, when the crystalline polymer is a crystalline polyolefin resin, liquid paraffin having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 20 to 200 cSt is preferable.

固体溶剤としては、パラフィンワックス、セリルアルコール、ステアリルアルコール、ジシクロヘキシルフタレートが例示される。固体溶剤の融点は、80℃以下が好ましい。   Examples of the solid solvent include paraffin wax, ceryl alcohol, stearyl alcohol, and dicyclohexyl phthalate. The melting point of the solid solvent is preferably 80 ° C. or less.

[配向分布関数]
配向分布関数は、膜平面内で延伸方向を0°としたときの膜平面内の任意の角度θに関する関数であり、N(θ)と表すことができる。θが延伸方向と一致する場合、すなわちθ=0°、θが延伸方向と膜平面内で直行する角度の場合、すなわちθ=90°のときのそれぞれの配向分布関数は、N(0°)、N(90°)と表され、その比は、式:N(0°)/N(90°)で表される。
[Orientation distribution function]
The orientation distribution function is a function relating to an arbitrary angle θ in the film plane when the stretching direction is 0 ° in the film plane, and can be expressed as N (θ). When θ coincides with the stretching direction, that is, θ = 0 °, and when θ is an angle perpendicular to the stretching direction and the film plane, that is, when θ = 90 °, each orientation distribution function is N (0 °). , N (90 °), and the ratio is expressed by the formula: N (0 °) / N (90 °).

配向分布関数N(θ)は、例えば、Polymer 58(2015)88−95に記載された方法で、ゲル状シートの偏光ラマン分光法測定結果から算出された配向パラメータ<P2>、<P4>から導くことができる。   The orientation distribution function N (θ) is calculated from the orientation parameters <P2> and <P4> calculated from the polarization Raman spectroscopic measurement result of the gel sheet by the method described in Polymer 58 (2015) 88-95, for example. Can lead.

[配向パラメータ<P>、<P>の算出]
配向パラメータ<P>、<P>は、例えば、偏光子で入射光と散乱光の偏光方向を変化させて測定したゲル状シートの偏光ラマンスペクトルのピーク面積強度から算出することができる。ピーク面積強度については後述する。
[Calculation of orientation parameters <P 2 > and <P 4 >]
The orientation parameters <P 2 > and <P 4 > can be calculated, for example, from the peak area intensity of the polarization Raman spectrum of the gel sheet measured by changing the polarization direction of incident light and scattered light with a polarizer. The peak area intensity will be described later.

各偏光状態のピーク面積強度(Ixx、Iyy、Iyx)は、下記式(1)〜(3)で表すことができる。ここで、添字xはゲル状シートの延伸方向に対して膜平面内で平行方向、添字yはゲル状シートの延伸方向に対して膜平面内で垂直方向の偏光を示す。また、先に書かれた添字は、入射光の偏光状態を示し、後に書かれた添字は、散乱光(検出側)の偏光状態を示す。 The peak area intensity (I xx , I yy , I ix ) in each polarization state can be expressed by the following formulas (1) to (3). Here, the subscript x indicates the polarization direction parallel to the stretching direction of the gel-like sheet in the film plane, and the subscript y indicates the polarization in the direction perpendicular to the stretching direction of the gel-like sheet in the film plane. The subscript written earlier indicates the polarization state of the incident light, and the subscript written later indicates the polarization state of the scattered light (detection side).

上記式中aは、ピーク面積強度Iyx、Ixxを用いて下記式(4)から得られた定数である。
In the above formula, a is a constant obtained from the following formula (4) using the peak area intensities I yx and I xx .

上記定数a及び任意の歪で延伸されたゲル状シートの偏光ラマン分光法測定結果から得られたIxx、Iyy、Iyxを上記式(1)〜(4)に代入することで、<P>、<P>、a及びbを算出することができる。 By substituting I xx , I yy , I ix obtained from the polarization Raman spectroscopic measurement result of the gel sheet stretched with the constant a and an arbitrary strain into the above formulas (1) to (4), < P 2 >, <P 4 >, a and b can be calculated.

[配向分布関数N(θ)の導出]
配向分布関数N(θ)は、例えば、下記式(5)で表される。
[Derivation of orientation distribution function N (θ)]
The orientation distribution function N (θ) is expressed by, for example, the following formula (5).

式(5)中<P>、<P>、<P>、<P>、<P10>は、式(6)〜(10)で表されるゲル状シートの配向パラメータであり、ルジェンドル多項式の2〜10の偶数次項から導かれる(Polymer 58(2015)88−95)。なお、<cosθ>は、θが0°〜180°のときの積分値を意味するので<cosθ>は0となる。このことから、x=<cosθ>と置いたときのルジェンドル多項式の奇数次項は全て0となる。 In formula (5), <P 2 >, <P 4 >, <P 6 >, <P 8 >, <P 10 > are orientation parameters of the gel sheet represented by formulas (6) to (10). Yes, derived from 2 to 10 even-order terms of the Legendre polynomial (Polymer 58 (2015) 88-95). Note that <cos θ> means an integral value when θ is 0 ° to 180 °, so <cos θ> is 0. From this fact, all odd-order terms of the Legendre polynomial when x = <cos θ> are set to 0.

なお、ルジャンドル多項式は0次項から∞次項まで定義できることから、12次項以上のルジャンドル多項式偶数次項を用いてもよい。高次の配向パラメータの寄与は小さいことから、式(5)では、簡便のため、0次項から10次項までのルジャンドル多項式偶数次項を用いている。   Since the Legendre polynomial can be defined from the 0th order term to the ∞ order term, an even order term of the 12th order or more Legendre polynomial may be used. Since the contribution of higher-order orientation parameters is small, in Equation (5), Legendre polynomial even-order terms from the 0th-order term to the 10th-order term are used for the sake of simplicity.

上述したゲル状シートの偏光ラマン分光法測定結果から算出した<P>、<P>の値を用いると、式(6)及び/又は式(7)から<cosθ>を求めることができる。算出された、<cosθ>を上記式(8)〜(10)に挿入して<P>、<P>、<P10>の値を算出することができる。 <Cos 2 θ> is obtained from equation (6) and / or equation (7) using the values of <P 2 > and <P 4 > calculated from the polarization Raman spectroscopy measurement result of the gel sheet described above. Can do. The calculated values of <P 6 >, <P 8 >, and <P 10 > can be calculated by inserting <cos 2 θ> into the above formulas (8) to (10).

式(5)中、P(cosθ)、P(cosθ)、P(cosθ)、P(cosθ)、P10(cosθ)は、式(11)〜(15)で表される、ルジェンドル多項式の偶数次項から導かれた任意のθにおける配向パラメータである。
In formula (5), P 2 (cos θ), P 4 (cos θ), P 6 (cos θ), P 8 (cos θ), and P 10 (cos θ) are represented by formulas (11) to (15). This is an orientation parameter at an arbitrary θ derived from an even-order term of a Legendre polynomial.

また、上記式(5)に替えて、最大エントロピー原理を適用する最大配向分布関数Nmp(θ):式(16))を使用してもよい。

式中λ2、λ4はラグランジュ未定乗数と呼ばれる定数である。
Further, instead of the above formula (5), a maximum orientation distribution function N mp (θ): formula (16) applying the maximum entropy principle may be used.

In the equation, λ2 and λ4 are constants called Lagrange undetermined multipliers.

[偏光ラマン分光法測定]
以下に、偏光ラマン分光法測定条件の一例を示す。
[Polarization Raman spectroscopy measurement]
Below, an example of measurement conditions for polarized Raman spectroscopy is shown.

典型的な装置構成と測定条件を下記に示す。
・180°後方散乱配置
・励起波長639.7nm(LASOS社製DPSSレーザー、出力200mW)
・スポットサイズ 直径1mm
・球面平凸集光対物レンズ(N.A.=0.33)
・分光器 日本ローパー社製 Spectra Pro 2300i
・検出器 日本ローパー社製 PIXIS 100
・露光時間 1000ms
・積算回数 10回
・延伸速度 1mm/分
・試験片寸法 全幅:8mm、ノッチ深さ:2mm、ノッチ長さ:2mm
A typical apparatus configuration and measurement conditions are shown below.
・ 180 ° backscattering arrangement ・ Excitation wavelength 639.7 nm (LASOS DPSS laser, output 200 mW)
・ Spot size Diameter 1mm
・ Spherical plano-convex condenser lens (NA = 0.33)
Spectroscope Spectra Pro 2300i manufactured by Nippon Roper
・ Detector PIXIS 100 manufactured by Nippon Roper
・ Exposure time 1000ms
・ Number of integration: 10 times ・ Extension speed: 1 mm / min ・ Dimensions of test piece: Full width: 8 mm, notch depth: 2 mm, notch length: 2 mm

レーザーは光路上に配置した偏光子を用いて偏光とし、膜平面(XY平面)法線方向から垂直入射する。レーザー照射位置は、試験片延伸部位の中心に調整することが、測定信頼性の面から好ましい。後方散乱光は凸レンズで集光しその光路上に偏光子を配置する。レーザー光路及び散乱光光路に配置した偏光子の配置をそれぞれ変更することで、各偏光状態のラマンスペクトルを測定することができる。レーザーの単色性向上のためにレーザー光路にレーザーラインフィルターを配置してもよい。また、散乱光中のレイリー散乱光を除去するために散乱光光路上にラインパスフィルターを配置してもよい。露光時間と積算回数は検出器や延伸条件に応じて調整可能であるが、典型的には、例えば露光時間1000ms、積算回数10〜20回である。   The laser is polarized using a polarizer disposed on the optical path, and is perpendicularly incident from the normal direction of the film plane (XY plane). It is preferable from the viewpoint of measurement reliability that the laser irradiation position is adjusted to the center of the test piece extension site. Backscattered light is collected by a convex lens and a polarizer is placed on the optical path. By changing the arrangement of the polarizers arranged in the laser beam path and the scattered light beam path, the Raman spectrum of each polarization state can be measured. In order to improve the monochromaticity of the laser, a laser line filter may be disposed in the laser beam path. Further, a line pass filter may be arranged on the scattered light path in order to remove Rayleigh scattered light in the scattered light. The exposure time and the number of integrations can be adjusted according to the detector and the stretching conditions. Typically, for example, the exposure time is 1000 ms and the number of integrations is 10 to 20 times.

[偏光ラマン分光法測定用ゲル状シート試験片及び延伸方法]
偏光ラマン分光法測定用ゲル状シート試験片としては、試験片の長軸に対して線対称の位置に長方形のノッチを設けたテープ状試験片であることが好ましい。図1に代表的なゲル状シート試験片の形状を示す。図1に示す通り、ゲル状シート試験片の延伸方向はその長軸方向と一致していることが好ましい。
[Polarized Raman Spectroscopy Gel-like Sheet Specimen and Drawing Method]
The gel-like sheet test piece for measurement of polarized Raman spectroscopy is preferably a tape-like test piece provided with a rectangular notch at a position symmetrical with respect to the long axis of the test piece. FIG. 1 shows the shape of a typical gel-like sheet test piece. As shown in FIG. 1, it is preferable that the extending | stretching direction of a gel-like sheet | seat test piece corresponds with the major axis direction.

ゲル状シート試験片の長軸は、MD方向(製膜方向、機械方向、長さ方向、縦方向ともいう。)、TD方向(MD方向と膜平面内で直行する方向であって、幅方向、横方向ともいう。)のいずれであってもよい。なお、ゲル状シート試験片の延伸方向は、後述する第1のゲル状シート延伸工程の延伸方向と一致する必要ことが好ましい。MDロール延伸などの実機と近い形でテストでき、容易にフィブリル化際の最適な延伸倍率が把握でき、物性ばらつきの少ない、緻密な構造を持っているセパレータを迅速に開発できる。   The major axis of the gel-like sheet test piece is the MD direction (also referred to as film forming direction, machine direction, length direction, longitudinal direction), TD direction (direction perpendicular to the MD direction and the film plane, and the width direction). , Also referred to as a horizontal direction). In addition, it is preferable that the extending | stretching direction of a gel-like sheet test piece needs to correspond with the extending | stretching direction of the 1st gel-like sheet extending process mentioned later. Tests can be performed in a form close to that of actual machines such as MD roll stretching, and the optimum stretching ratio during fibrillation can be easily grasped, and a separator having a dense structure with little variation in physical properties can be rapidly developed.

試験片の延伸条件は偏光ラマン分光法測定方法に応じて変更可能であるが、代表的には0℃〜150℃の雰囲気で、0.1mm/分〜10mm/分の延伸速度である。レーザー照射位置の維持を容易にするため、両方の試験片把持部を、それぞれが離れる方向に変位量と速度を一致させて移動させて延伸してもよい。   The stretching condition of the test piece can be changed according to the polarization Raman spectroscopy measurement method. Typically, the stretching speed is 0.1 mm / min to 10 mm / min in an atmosphere of 0 ° C. to 150 ° C. In order to facilitate the maintenance of the laser irradiation position, both test piece gripping portions may be stretched by moving the displacement amount and the speed in the direction in which they are separated from each other.

[ピーク面積強度の算出]
前記配向パラメータの算出には、偏光ラマンスペクトル中のAgバンドに帰属されるピーク面積強度を用いることが好ましい。延伸による結晶配向の変化に敏感だからである。一般的に、Agバンドは、偏光解消度0.75以下のバンドと定義される。偏光ラマンスペクトル中にAgバンドに帰属されるピークが複数存在する場合、測定精度の観点から、ピークの重なりが少なく、ピーク面積強度の大きいAgバンドに帰属されるピークを選択する等してもよい。どのAgバンドに帰属されるピークを選択しても得られる配向分布関数が同じとなるためである。例えばポリエチレンの場合、Agバンドに帰属されるピークは、1418cm-1および1130cm-1であり、いずれのピークの面積強度を使用しても得られる配向分布関数は同じである。
[Calculation of peak area intensity]
For the calculation of the orientation parameter, it is preferable to use the peak area intensity attributed to the Ag band in the polarized Raman spectrum. This is because it is sensitive to changes in crystal orientation due to stretching. In general, the Ag band is defined as a band having a depolarization degree of 0.75 or less. When there are a plurality of peaks attributed to the Ag band in the polarization Raman spectrum, from the viewpoint of measurement accuracy, a peak attributed to the Ag band having a small peak overlap and a large peak area intensity may be selected. . This is because the orientation distribution function obtained is the same regardless of the peak attributed to any Ag band. For example, in the case of polyethylene, the peaks attributed to the Ag band are 1418 cm −1 and 1130 cm −1 , and the orientation distribution function obtained by using the area intensity of either peak is the same.

ピークフィットの具体的方法としては、ガウス法、ローレンツ混合関数、レーベンバーグ・マーカート法、フォークト法が例示される。ピーク面積強度は、ピークフィットで得られた曲線とベースラインにより囲まれた面積を算出して求めことができる。   Specific methods of peak fitting include the Gauss method, Lorentz mixing function, Levenberg-Marquardt method, and Forked method. The peak area intensity can be obtained by calculating the area surrounded by the curve and base line obtained by peak fitting.

例えば、結晶性高分子がポリエチレンである場合、1130cm−1のピーク面積強度は、レーベンバーグ・マーカート法でピークフィットして得られた曲線と、1020cm−1以上1160cm−1以下の領域で直線近似により取得したベースラインを用いて求めることができる。 For example, if the crystalline polymer is polyethylene, the peak area intensity of 1130 cm -1 is a curve obtained by peak fitting with Levenberg-Marquardt method, the linear approximation of 1020 cm -1 or 1160 cm -1 following areas It can obtain | require using the baseline acquired by.

[結晶性高分子微多孔膜の製造方法]
本発明の結晶性高分子微多孔膜の製造方法は、前記した配向分布関数の条件を満たす延伸倍率でゲル状シートを少なくとも一軸方向に延伸する工程を含むことを特徴とする。ゲル状シートの調製方法は上述の通りである。
[Production Method of Crystalline Polymer Microporous Film]
The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to the present invention includes a step of stretching a gel-like sheet in at least a uniaxial direction at a draw ratio that satisfies the above-mentioned orientation distribution function. The method for preparing the gel sheet is as described above.

ゲル状シートから結晶性高分子微多孔膜を調製する方法は、例えば、下記の工程(1)〜(3)を含むことができ、さらに下記の工程(4)〜(6)を含んでもよい。これら各工程としては、具体的には、例えば、日本国特許第2132327号及び日本国特許第3347835号の明細書、国際公開2006/137540号等に記載された方法を用いることができる。
(1)ゲル状シートの延伸工程
(2)延伸後のゲル状シートから成膜用溶剤を除去する工程
(3)成膜用溶剤除去後のシートを乾燥する工程
(4)乾燥後の微多孔膜の延伸工程
(5)微多孔膜を熱処理する工程
(6)微多孔膜に架橋処理及び/又は親水化処理する工程
The method for preparing the crystalline polymer microporous membrane from the gel sheet can include, for example, the following steps (1) to (3), and may further include the following steps (4) to (6). . Specifically, for example, the methods described in the specifications of Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835, International Publication No. 2006/137540, and the like can be used as these steps.
(1) Step of stretching gel sheet (2) Step of removing solvent for film formation from stretched gel sheet (3) Step of drying sheet after removal of solvent for film formation (4) Micropore after drying (5) Step of heat-treating the microporous membrane (6) Step of crosslinking and / or hydrophilizing the microporous membrane

(1)ゲル状シートの延伸工程
ゲル状シートは、偏光ラマン分光法測定時のゲル状シート試験片の延伸方向と一致する方向に、一軸延伸することが好ましい。ここでは、ゲル状シートを最初に一軸延伸する工程を第1のゲル状シート延伸工程という。第1のゲル状シート延伸工程では、配向分布関数が式:N(0°)/N(90°)≧10.0を満たす延伸倍率で一軸延伸を行うことが好ましい。延伸手段としては、具体的には、ロール法やテンター法が例示される。このようにして延伸したゲル状シートをさらに延伸方向に直行する方向に延伸することが、得られる結晶性高分子微多孔膜の物理的、熱的特性の向上の観点から好ましい。ここでは、第1のゲル状シートの延伸工程の後の延伸工程を、第2のゲル状シート延伸工程という。第2のゲル状シート延伸工程の延伸方法としては、一軸延伸でも二軸延伸でもよく、一軸延伸及び二軸延伸の組み合わせであってもよい。
(1) Stretching step of gel-like sheet The gel-like sheet is preferably stretched uniaxially in a direction coinciding with the stretching direction of the gel-like sheet test piece at the time of measurement of polarized Raman spectroscopy. Here, the process of initially uniaxially stretching the gel sheet is referred to as a first gel sheet stretching process. In the first gel-like sheet stretching step, it is preferable to perform uniaxial stretching at a stretching ratio in which the orientation distribution function satisfies the formula: N (0 °) / N (90 °) ≧ 10.0. Specific examples of the stretching means include a roll method and a tenter method. The gel sheet thus stretched is preferably stretched in a direction perpendicular to the stretching direction from the viewpoint of improving the physical and thermal properties of the obtained crystalline polymer microporous film. Here, the stretching step after the first gel-like sheet stretching step is referred to as a second gel-like sheet stretching step. The stretching method in the second gel-like sheet stretching step may be uniaxial stretching or biaxial stretching, or a combination of uniaxial stretching and biaxial stretching.

本工程の延伸温度は、ポリオレフィン樹脂の結晶分散温度(Tcd)〜Tcd+30℃の範囲内にするのが好ましく、結晶分散温度(Tcd)+5℃〜結晶分散温度(Tcd)+28℃の範囲内にするのがより好ましく、Tcd+10℃〜Tcd+26℃の範囲内にするのが特に好ましい。延伸温度が前記範囲内であるとポリオレフィン樹脂延伸による破膜が抑制され、高倍率の延伸が可能である。   The stretching temperature in this step is preferably in the range of the crystal dispersion temperature (Tcd) to Tcd + 30 ° C. of the polyolefin resin, and in the range of crystal dispersion temperature (Tcd) + 5 ° C. to crystal dispersion temperature (Tcd) + 28 ° C. Is more preferable, and the range of Tcd + 10 ° C. to Tcd + 26 ° C. is particularly preferable. When the stretching temperature is within the above range, membrane breakage due to polyolefin resin stretching is suppressed, and stretching at a high magnification is possible.

結晶分散温度(Tcd)は、ASTM D4065による動的粘弾性の温度特性測定により求められる。   The crystal dispersion temperature (Tcd) is determined by measuring the temperature characteristic of dynamic viscoelasticity according to ASTM D4065.

(2)成膜用溶剤の除去工程
洗浄溶媒を用いて、成膜用溶剤の除去(洗浄)を行う。洗浄溶媒及びこれを用いた成膜用溶剤の除去方法は公知であるので説明を省略する。
(2) Film-forming solvent removal step The film-forming solvent is removed (washed) using a cleaning solvent. Since the cleaning solvent and the method for removing the film-forming solvent using the same are known, the description thereof is omitted.

(3)乾燥工程
成膜用溶剤を除去した微多孔膜を、加熱乾燥法又は風乾法により乾燥する。乾燥温度はポリオレフィン樹脂の結晶分散温度(Tcd)以下であるのが好ましく、特にTcdより5℃以上低いことが好ましい。乾燥は、微多孔膜を100質量%(乾燥重量)として、残存洗浄溶媒が5質量%以下になるまで行うのが好ましく、3質量%以下になるまで行うのがより好ましい。
(3) Drying process The microporous film from which the film-forming solvent has been removed is dried by a heat drying method or an air drying method. The drying temperature is preferably not higher than the crystal dispersion temperature (Tcd) of the polyolefin resin, and particularly preferably 5 ° C. or more lower than Tcd. Drying is preferably carried out until the residual cleaning solvent is 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, with the microporous membrane being 100% by mass (dry weight).

(4)乾燥後の微多孔膜の延伸工程
乾燥後の微多孔膜を、少なくとも一軸方向に延伸してもよい。本工程の延伸は、加熱しながら前記と同様にロール法やテンター法等により行うことができる。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよい。二軸延伸の場合、同時二軸延伸及び逐次延伸のいずれでもよい。
(4) Step of stretching microporous membrane after drying The microporous membrane after drying may be stretched in at least a uniaxial direction. The stretching in this step can be performed by a roll method, a tenter method or the like in the same manner as described above while heating. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching. In the case of biaxial stretching, either simultaneous biaxial stretching or sequential stretching may be used.

本工程における延伸温度は、特に限定されないが、通常90〜135℃であり、より好ましくは95〜130℃である。   Although the extending | stretching temperature in this process is not specifically limited, Usually, it is 90-135 degreeC, More preferably, it is 95-130 degreeC.

本工程における微多孔膜の延伸の一軸方向への延伸倍率は、1.0倍以上2.5倍以下とするのが好ましい。二軸延伸の場合、面積延伸倍率で1.0倍以上3.5倍以下が好適であり、MD方向とTD方向での延伸倍率が互いに同じであっても異なっていてもよい。なお、本工程における延伸倍率とは、本工程直前の微多孔膜を基準として、次工程に供される直前の微多孔膜の延伸倍率のことをいう。   The stretching ratio in the uniaxial direction of stretching of the microporous membrane in this step is preferably 1.0 to 2.5. In the case of biaxial stretching, the area stretching ratio is preferably 1.0 to 3.5, and the stretching ratios in the MD direction and the TD direction may be the same or different. In addition, the draw ratio in this process means the draw ratio of the microporous film just before being provided to the next process on the basis of the microporous film immediately before this process.

(5)熱処理
また、乾燥後の微多孔膜は、熱処理を行うことができる。熱処理によって結晶が安定化し、ラメラが均一化される。熱処理方法としては、熱固定処理及び/又は熱緩和処理を用いることができる。熱固定処理とは、膜の寸法が変わらないように保持しながら加熱する熱処理である。熱緩和処理とは、膜を加熱中にMD方向やTD方向に熱収縮させる熱処理である。熱固定処理は、テンター法又はロール法により行うのが好ましい。例えば、熱緩和処理方法としては特開2002−256099号公報に開示の方法があげられる。熱処理温度はポリオレフィン樹脂のTcd〜Tmの範囲内が好ましく、微多孔膜の延伸温度±5℃の範囲内がより好ましく、微多孔膜の第2の延伸温度±3℃の範囲内が特に好ましい。
(5) Heat treatment Moreover, the microporous film after drying can be heat-treated. The crystal is stabilized by heat treatment, and the lamella is made uniform. As the heat treatment method, heat setting treatment and / or heat relaxation treatment can be used. The heat setting treatment is a heat treatment in which heating is performed while keeping the dimensions of the film unchanged. The thermal relaxation treatment is a heat treatment that heat-shrinks the film in the MD direction or the TD direction during heating. The heat setting treatment is preferably performed by a tenter method or a roll method. For example, as a thermal relaxation treatment method, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256099 can be given. The heat treatment temperature is preferably within the range of Tcd to Tm of the polyolefin resin, more preferably within the range of the stretching temperature of the microporous membrane ± 5 ° C, and particularly preferably within the range of the second stretching temperature ± 3 ° C of the microporous membrane.

(6)架橋処理、親水化処理
また、乾燥後の微多孔膜に、α線、β線、γ線、電子線等の電離放射線の照射やモノマーグラフト、界面活性剤処理、コロナ放電等の架橋処理及び親水化処理を行ってもよい。
(6) Crosslinking treatment, hydrophilization treatment The microporous membrane after drying is irradiated with ionizing radiation such as α-ray, β-ray, γ-ray, electron beam, monomer graft, surfactant treatment, cross-linking such as corona discharge. You may perform a process and a hydrophilization process.

[結晶性高分子微多孔膜]
上記した結晶性高分子微多孔膜の製造方法により得られた結晶性高分子微多孔膜の膜厚、空孔率、孔径、ガーレー値(透気抵抗度)などの物性は、特に制限されないが、以下の範囲に調整されるのが好ましい。
[Crystalline polymer microporous film]
Physical properties such as film thickness, porosity, pore diameter, Gurley value (air permeability resistance), etc. of the crystalline polymer microporous membrane obtained by the above-described crystalline polymer microporous membrane production method are not particularly limited. It is preferable to adjust to the following range.

[膜厚]
結晶性高分子微多孔膜の膜厚は、好ましくは1〜100μm、より好ましくは1〜30μmである。膜厚の測定方法は後述する。
[Film thickness]
The film thickness of the crystalline polymer microporous membrane is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 30 μm. A method for measuring the film thickness will be described later.

[空孔率]
本発明の結晶性高分子微多孔膜の空孔率は、イオン透過性や膜強度等の観点から、20%以上60%以下であることが好ましく、より好ましくは30%以上50%以下である。空孔率の測定方法は後述する。
[Porosity]
The porosity of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is preferably 20% or more and 60% or less, more preferably 30% or more and 50% or less from the viewpoint of ion permeability, membrane strength, and the like. . A method for measuring the porosity will be described later.

[平均孔径]
本発明の結晶性高分子微多孔膜の平均孔径の上限は、膜強度、耐電圧特性向上の観点から、300nm以下であり、好ましくは100nm以下であり、より好ましくは50nm以下であり、さらに好ましくは38nm以下である。本発明の結晶性高分子微多孔膜の平均孔径の下限は特に限定されないが、後述する透気抵抗度の関係から1nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがより好ましい。本発明の結晶性高分子微多孔膜の平均孔径が前記範囲であると、構造が緻密な膜となり、膜強度に優れた微多孔膜を得ることができる。
[Average pore size]
The upper limit of the average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is 300 nm or less, preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably, from the viewpoint of improving the film strength and withstand voltage characteristics. Is 38 nm or less. The lower limit of the average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more, and more preferably 5 nm or more from the relationship of the air resistance described later. When the average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is in the above range, a membrane having a dense structure and a microporous membrane having excellent membrane strength can be obtained.

[最大孔径]
本発明の結晶性高分子微多孔膜の最大孔径の上限は、膜強度、耐電圧特性向上の観点から、500nm以下であり、好ましくは300nm以下であり、さらに好ましくは80nm以下である。本発明の結晶性高分子微多孔膜の最大孔径の下限は特に限定されないが、後述する透気抵抗度の関係から1nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがより好ましい。本発明の結晶性高分子微多孔膜の最大孔径が前記範囲であると、構造が緻密な膜となり、膜強度に優れた微多孔膜を得ることができる。そのような観点から、最大孔径は平均孔径の2.5倍以下であることが好ましく、1.8倍以下であることがより好ましい。
[Maximum hole diameter]
The upper limit of the maximum pore size of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 80 nm or less, from the viewpoint of improving the film strength and voltage resistance characteristics. The lower limit of the maximum pore size of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more, and more preferably 5 nm or more from the relationship of air resistance described later. When the maximum pore size of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is in the above range, a membrane having a dense structure and a microporous membrane having excellent membrane strength can be obtained. From such a viewpoint, the maximum pore size is preferably 2.5 times or less of the average pore size, and more preferably 1.8 times or less.

結晶性高分子微多孔膜の、最大孔径、平均流量孔径は、パームポロメーター(PMI社製、CFP−1500A)を用いて、Dry−up、Wet−upの順で測定することができる。Wet−upには表面張力が既知のPMI社製Galwick(商品名)で十分に浸した微多孔膜に圧力をかけ、空気が貫通し始める圧力から換算される孔径を最大孔径とした。
平均流量孔径については、Dry−up測定で圧力、流量曲線の1/2の傾きを示す曲線と、Wet−up測定の曲線が交わる点の圧力から孔径を換算した。圧力と孔径の換算は下記の数式を用いた。
d=C・γ/P
(上記式中、「d(μm)」は微多孔膜の孔径、「γ(mN/m)」は液体の表面張力、「P(Pa)」は圧力、「C」は定数とした。
The maximum pore diameter and the average flow pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane can be measured in the order of Dry-up and Wet-up using a palm porometer (manufactured by PMI, CFP-1500A). For the wet-up, pressure was applied to a microporous membrane sufficiently immersed in Galwick (trade name) manufactured by PMI with a known surface tension, and the pore diameter converted from the pressure at which air began to penetrate was defined as the maximum pore diameter.
As for the average flow pore size, the pore size was converted from the pressure at the point where the curve showing the 1/2 slope of the pressure and flow curve in the Dry-up measurement and the curve of the Wet-up measurement intersect. The following formula was used for conversion of pressure and pore diameter.
d = C · γ / P
(In the above formula, “d (μm)” is the pore diameter of the microporous membrane, “γ (mN / m)” is the surface tension of the liquid, “P (Pa)” is the pressure, and “C” is a constant.

[ガーレー値(透気抵抗度)]
本実施態様において、イオン透過性の観点から、膜厚を20μmとしたときのガーレー値(透気抵抗度)は100〜1000sec/100ccであり、100〜800sec/100ccであることが好ましく、100〜600sec/100ccであることが特に好ましい。ガーレー値が1000sec/100ccを超えると、イオン透過性が悪くなり、電気抵抗が増加するため好ましくない。一方、ガーレー値が100sec/100cc未満の場合は、膜構造が過剰に疎になり、電池内部の温度が上昇した際、メルトダウンの前のシャットダウンが十分に行われなかったりするため、好ましくない。
[Gurley value (air permeability resistance)]
In this embodiment, from the viewpoint of ion permeability, the Gurley value (air permeability resistance) when the film thickness is 20 μm is 100 to 1000 sec / 100 cc, preferably 100 to 800 sec / 100 cc, Particularly preferred is 600 sec / 100 cc. If the Gurley value exceeds 1000 sec / 100 cc, the ion permeability deteriorates and the electrical resistance increases, which is not preferable. On the other hand, when the Gurley value is less than 100 sec / 100 cc, the film structure becomes excessively sparse, and when the temperature inside the battery rises, shutdown before meltdown may not be performed sufficiently, which is not preferable.

ここで、膜厚を20μmとしたときのガーレー値とは、膜厚T1(μm)の微多孔膜において、JIS P 8117(2009)に準拠して測定したガーレー値がP1であったとき、式:P2=(P1×20)/T1によって算出されるガーレー値P2のことを指す。なお、以下では、膜厚について特に記載がない限り、「ガーレー値」という語句を「膜厚を20μmとしたときのガーレー値」の意味で用いる。   Here, the Gurley value when the film thickness is 20 μm is an expression when the Gurley value measured according to JIS P 8117 (2009) is P1 in a microporous film having a film thickness T1 (μm). : P2 = Gurley value P2 calculated by (P1 × 20) / T1. In the following description, the term “Gurley value” is used to mean “Gurley value when the film thickness is 20 μm” unless otherwise specified.

[突刺し強度]
結晶性高分子微多孔膜の突刺し強度は400gf以上であることが好ましく、550gf以上であることがより好ましい。このような範囲とすることで、薄膜化しても破膜することがなくなり、安全性が向上するからである。
[Puncture strength]
The puncture strength of the crystalline polymer microporous membrane is preferably 400 gf or more, and more preferably 550 gf or more. By setting it as such a range, even if it makes it thin, it will not break, and safety | security improves.

ここで、膜突刺し強度は、先端が球面(曲率半径R:0.5mm)の直径1mmの針で、膜厚T1(μm)の微多孔膜を2mm/秒の速度で突刺したときの最大荷重(gf)のことである。   Here, the membrane puncture strength is the maximum when a microporous membrane having a thickness of T1 (μm) is pierced at a speed of 2 mm / sec with a needle having a spherical surface (curvature radius R: 0.5 mm) and a diameter of 1 mm. It is a load (gf).

[熱収縮率]
結晶性高分子微多孔膜のMD、TD各方向の105℃熱収縮率は、例えば、0.1%以上10%以下程度である。熱収縮率が上記範囲であることにより、微多孔膜を使用した製品の耐熱性、耐久性が向上し、製品の長寿命化が期待できる。微多孔膜1の105℃熱収縮率は、試験片を105℃の温度にて8時間熱処理し、熱処理前の各方向の試験片の大きさ(L1)と熱処理後の試験片の各方向の大きさ(L2)とを測定し、各方向において、L1を100%としたときの、L2の収縮率を式:[100−(L2/L1)×100](%)により算出した値である。
[Heat shrinkage]
The thermal contraction rate at 105 ° C. in each of the MD and TD directions of the crystalline polymer microporous film is, for example, about 0.1% to 10%. When the heat shrinkage rate is in the above range, the heat resistance and durability of the product using the microporous membrane are improved, and the product can be expected to have a long life. The 105 ° C. thermal shrinkage rate of the microporous membrane 1 is determined by the heat treatment of the test piece at a temperature of 105 ° C. for 8 hours. The size (L1) of the test piece in each direction before the heat treatment and the direction of the test piece after the heat treatment The size (L2) is measured, and in each direction, the shrinkage rate of L2 when L1 is 100% is a value calculated by the formula: [100− (L2 / L1) × 100] (%). .

[積層微多孔膜]
また、前記結晶性高分子微多孔膜の少なくとも一方の表面又は両表面に、多孔質層を設け、積層多孔膜としてもよい。多孔質層としては、特に限定されないが、例えば、バインダーと無機粒子とを含む無機粒子層を積層してもよい。無機粒子層を構成するバインダー成分としては、特に限定されず、公知の成分を用いることができ、例えば、アクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。無機粒子層を構成する無機粒子としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができ、例えば、アルミナ、ベーマイト、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ケイ素などを用いることができる。また、積層結晶性高分子微多孔膜としては、多孔質化した前記バインダー樹脂が結晶性高分子微多孔膜の少なくとも一方の表面に積層されたものであってもよい。
[Laminated microporous membrane]
Moreover, a porous layer may be provided on at least one surface or both surfaces of the crystalline polymer microporous membrane to form a laminated porous membrane. Although it does not specifically limit as a porous layer, For example, you may laminate | stack the inorganic particle layer containing a binder and an inorganic particle. The binder component constituting the inorganic particle layer is not particularly limited, and known components can be used. For example, acrylic resin, polyvinylidene fluoride resin, polyamideimide resin, polyamide resin, aromatic polyamide resin, polyimide resin, etc. Can be used. The inorganic particles constituting the inorganic particle layer are not particularly limited, and known materials can be used. For example, alumina, boehmite, barium sulfate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, silicon, or the like can be used. it can. The laminated crystalline polymer microporous membrane may be a laminate of the porous binder resin laminated on at least one surface of the crystalline polymer microporous membrane.

[電池用セパレータ]
本発明の結晶性高分子微多孔膜の製造方法で得られた結晶性高分子微多孔膜は、水系電解液を使用する電池、非水系電解質を使用する電池のいずれにも好適に使用できる。具体的には、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、銀−亜鉛電池、リチウム二次電池、リチウムポリマー二次電池等の二次電池のセパレータとして好ましく用いることができる。中でも、リチウムイオン二次電池のセパレータとして用いることが好ましい。
[Battery separator]
The crystalline polymer microporous membrane obtained by the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention can be suitably used for both a battery using an aqueous electrolyte and a battery using a non-aqueous electrolyte. Specifically, it can be preferably used as a separator for secondary batteries such as nickel-hydrogen batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, silver-zinc batteries, lithium secondary batteries, lithium polymer secondary batteries and the like. Especially, it is preferable to use as a separator of a lithium ion secondary battery.

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。電極の構造は特に限定されず、従来公知の構造を用いることができ、例えば、円盤状の正極及び負極が対向するように配設された電極構造(コイン型)、平板状の正極及び負極が交互に積層された電極構造(積層型)、積層された帯状の正極及び負極が巻回された電極構造(捲回型)等にすることができる。   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). The structure of the electrode is not particularly limited, and a conventionally known structure can be used. For example, an electrode structure (coin type) arranged so that a disc-shaped positive electrode and a negative electrode face each other, a plate-shaped positive electrode and a negative electrode An electrode structure in which layers are stacked alternately (stacked type), an electrode structure in which stacked strip-like positive and negative electrodes are wound (winding type), and the like can be used.

リチウムイオン2次電池に使用される、集電体、正極、正極活物質、負極、負極活物質及び電解液は、特に限定されず、従来公知の材料を適宜組み合わせて用いることができる。   The current collector, the positive electrode, the positive electrode active material, the negative electrode, the negative electrode active material, and the electrolyte used for the lithium ion secondary battery are not particularly limited, and conventionally known materials can be used in appropriate combination.

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in various deformation | transformation within the range of the summary.

本実施形態のロールの製造方法は、例えば、延伸後の結晶性高分子微多孔膜を芯材の周囲に巻き取り形成することを特徴とする。ロールは、例えば、二次加工前の原反ロールでもよく、所定の幅にスリットされた、ロールであってもよい。結晶性高分子微多孔膜は、巻き取り性に優れるため比較的面積が大きい膜例えば、長さ1000mm、幅500mm程度、であっても、水平方向の蛇行や、上下の振動などが観察されず、ロールを形成することができる。ロールに巻き取り後の微多孔膜1は、ロールから再び巻出して、スリットしたり、表面塗工をしたり等の加工を行うことができる。微多孔膜1は、巻き取り性及び塗工性に優れるため、加工の際の生産性に非常に優れる。   The roll manufacturing method of this embodiment is characterized in that, for example, a crystalline polymer microporous film after stretching is wound around a core material. The roll may be, for example, a raw roll before secondary processing, or may be a roll slit into a predetermined width. The crystalline polymer microporous film is excellent in winding property, and thus has a relatively large area. For example, even when the length is about 1000 mm and the width is about 500 mm, horizontal meandering and vertical vibration are not observed. A roll can be formed. The microporous membrane 1 after being wound on a roll can be unwound again from the roll and subjected to processing such as slitting or surface coating. Since the microporous film 1 is excellent in winding property and coating property, it is very excellent in productivity at the time of processing.

なお、結晶性高分子微多孔膜の製造方法の他の実施形態では、製膜後に得られた結晶性高分子微多孔膜を、上記の結晶性高分子微多孔膜の評価方法を用いて、評価結果が良好と判定された微多孔膜を選択すること、を含んでもよい。結晶性高分子微多孔膜の製造方法において、上記の評価方法を用いることにより、芯材への巻き取りや二次加工の前に、巻き取り性及び塗工性が良好な微多孔膜を選択することができる。   In another embodiment of the method for producing a crystalline polymer microporous membrane, the crystalline polymer microporous membrane obtained after the film formation is obtained by using the above-described crystalline polymer microporous membrane evaluation method, Selecting a microporous membrane that has been determined to have a good evaluation result. In the manufacturing method of crystalline polymer microporous membrane, by using the above evaluation method, select a microporous membrane with good winding and coating properties before winding or secondary processing on the core material. can do.

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
重量平均分子量(Mw)が3.5×10、MWDが5の高密度ポリエチレン(HDPE 1)24.6質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)5.4質量%及び流動パラフィン70質量%を小型混練機(東洋精機製ラボプラストミル)で180℃で均一に混練し、得られた混合物を180℃でプレス、25℃に冷却して厚さ1.2mmのゲル状シートを得た。なお、混合物中、ポリエチレン100質量部に対してテトラキス[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質量部を配合した。
[Example 1]
Ultrahigh molecular weight polyethylene (weight average molecular weight (Mw) 3.5 × 10 5 , high density polyethylene (HDPE 1) 24.6 mass% with MWD 5 and weight average molecular weight (Mw) 2.0 × 10 6 ultrahigh molecular weight polyethylene ( (UHMWPE) 5.4% by mass and liquid paraffin 70% by mass were uniformly kneaded at 180 ° C. in a small kneader (Toyo Seiki Laboplast Mill), and the resulting mixture was pressed at 180 ° C. and cooled to 25 ° C. A gel-like sheet having a thickness of 1.2 mm was obtained. In the mixture, 0.375 parts by mass of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane was blended with 100 parts by mass of polyethylene.

得られたゲル状シートから、図1に示す形状の厚さ1.2mmの試験片を作製し、アベ製作所製小型引張試験機を用いて延伸しながら、延伸倍率1〜8倍のときの偏光ラマン分光法測定を行った。偏光ラマン分光法測定装置および測定条件は上記の方法を用いた。得られた偏光ラマンスペクトルから1130cm−1のピーク面積強度をレーベンバーグ・マークト法を用いたピークフィットから求め、配向分布関数を上記式(5)から導いた。延伸倍率5〜8倍(歪4〜7)のときのピーク面積強度、算出したa、b、<P2>、<P4>、N(0°)及びN(90°)を表1に示す。   A test piece having a thickness of 1.2 mm having the shape shown in FIG. 1 is prepared from the gel-like sheet thus obtained, and polarized when the draw ratio is 1 to 8 times while being drawn using a small tensile tester manufactured by Abe Seisakusho. Raman spectroscopy measurement was performed. The above-mentioned method was used for the polarization Raman spectroscopy measurement apparatus and measurement conditions. From the obtained polarized Raman spectrum, the peak area intensity of 1130 cm −1 was obtained from the peak fit using the Levenberg-Markt method, and the orientation distribution function was derived from the above formula (5). Table 1 shows the peak area intensity at the draw ratio of 5 to 8 times (strain 4 to 7), the calculated a, b, <P2>, <P4>, N (0 °), and N (90 °).

[実施例2]
重量平均分子量(Mw)が3.5×10、MWDが5の高密度ポリエチレン(HDPE 1)24.6質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)5.4質量%及び流動パラフィン70質量%を強混練タイプの二軸押出機に投入、180℃で溶融混練してポリエチレン溶液を調製した。なお、ポリエチレン100質量部に対してテトラキス[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質量部を配合した。
[Example 2]
Ultrahigh molecular weight polyethylene (weight average molecular weight (Mw) 3.5 × 10 5 , high density polyethylene (HDPE 1) 24.6 mass% with MWD 5 and weight average molecular weight (Mw) 2.0 × 10 6 ultrahigh molecular weight polyethylene ( (UHMWPE) 5.4% by mass and liquid paraffin 70% by mass were charged into a strong kneading type twin screw extruder and melt kneaded at 180 ° C. to prepare a polyethylene solution. In addition, 0.375 parts by mass of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane was blended with 100 parts by mass of polyethylene.

得られたポリエチレン溶液をTダイからシート状に押し出し、冷却ロールで引き取りながら冷却してゲル状シートを形成した。   The obtained polyethylene solution was extruded into a sheet form from a T-die, and cooled while being drawn with a cooling roll to form a gel-like sheet.

得られたゲル状シートのMD方向を延伸方向とする、図1に示す形状の厚さ1.2mmの試験片を作製し、実施例1と同様にして、偏光ラマン分光法測定を行い、配向分布関数を導いた。延伸倍率5〜8倍(歪4〜7)のときのピーク面積強度、算出した各パラメータを表2に示す。   A test piece with a thickness of 1.2 mm having the shape shown in FIG. 1 with the MD direction of the obtained gel-like sheet as the stretching direction was prepared, and in the same manner as in Example 1, the polarization Raman spectroscopic measurement was performed, and the alignment was performed. The distribution function was derived. Table 2 shows the peak area intensity and the calculated parameters when the draw ratio is 5 to 8 times (strain 4 to 7).

[実験番号#1−#8]
実施例2で得たゲル状シートを、ロール延伸機及びテンター延伸機を用いて表2に示す条件でMD方向、TD方向の順で逐次二軸延伸を行った。延伸後のゲル状シートから流動パラフィンを除去、乾燥し、テンター法により126℃で熱固定処理を行ってポリエチレン微多孔膜を得た。ポリエチレン微多孔膜の組成、製造条件、評価結果等を表4、表5に記載した。
[Experiment No. # 1- # 8]
The gel-like sheet obtained in Example 2 was sequentially biaxially stretched in the order of the MD direction and the TD direction under the conditions shown in Table 2 using a roll stretching machine and a tenter stretching machine. Liquid paraffin was removed from the stretched gel-like sheet, dried, and heat-fixed at 126 ° C. by a tenter method to obtain a polyethylene microporous membrane. Tables 4 and 5 show the composition, manufacturing conditions, evaluation results, and the like of the polyethylene microporous membrane.

なお、実施#5においては、流動パラフィンの除去、乾燥後に、テンター延伸機を用いて126℃でTD方向に表2の延伸倍率で一軸延伸を行い、その後、熱固定処理を行った。   In Example # 5, after removing the liquid paraffin and drying, uniaxial stretching was performed in the TD direction at a stretching ratio of Table 2 at 126 ° C. using a tenter stretching machine, and then heat setting was performed.

実施例1、実施例2で得られたN(0°)/N(90°)の値から、二次加工性に優れた微多孔膜を得るためには、第1のゲル状シートの延伸工程において、延伸倍率を7倍以上とするべきことが判明した。一方、向上した引裂き強さを有する微多孔膜を得るためには、第1のゲル状シートの延伸工程において、延伸倍率を6倍以下とすることが好適であることが判明した。   In order to obtain a microporous membrane excellent in secondary workability from the value of N (0 °) / N (90 °) obtained in Example 1 and Example 2, stretching of the first gel-like sheet In the process, it was found that the draw ratio should be 7 times or more. On the other hand, in order to obtain a microporous membrane having improved tear strength, it has been found that it is preferable to set the draw ratio to 6 times or less in the drawing step of the first gel-like sheet.

[実施例3]
重量平均分子量(Mw)が2.8×10、MWDが15の高密度ポリエチレン(HDPE 2)20.0質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)8.5質量%及び流動パラフィン71.5質量%からなる混合物を用いた以外は実施例1と同様にしてゲル状シートを作製した。
[Example 3]
Ultrahigh molecular weight polyethylene (weight average molecular weight (Mw) 2.8 × 10 5 , high density polyethylene (HDPE 2) 20.0 mass% with MWD 15 and weight average molecular weight (Mw) 2.0 × 10 6 (UHMWPE) A gel-like sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixture composed of 8.5% by mass and 71.5% by mass of liquid paraffin was used.

実施例1と同様にしてゲル状シートの偏光ラマンスペクトルから配向分布関数を導いた。延伸倍率5〜8倍(歪4〜7)のときのピーク面積強度及び各パラメータを表4に示す。   In the same manner as in Example 1, an orientation distribution function was derived from the polarized Raman spectrum of the gel sheet. Table 4 shows the peak area intensity and each parameter when the draw ratio is 5 to 8 times (strain 4 to 7).

[実験番号#8−#11]
重量平均分子量(Mw)が2.8×10、MWDが15の高密度ポリエチレン(HDPE 2)20.0質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)8.5質量%及び流動パラフィン71.5質量%を用いた以外は実施例2と同様にしてゲル状シートを作製した。
[Experiment No. # 8- # 11]
Ultrahigh molecular weight polyethylene (weight average molecular weight (Mw) 2.8 × 10 5 , high density polyethylene (HDPE 2) 20.0 mass% with MWD 15 and weight average molecular weight (Mw) 2.0 × 10 6 UHMWPE) A gel sheet was prepared in the same manner as in Example 2 except that 8.5% by mass and 71.5% by mass of liquid paraffin were used.

得られたゲル状シートを、ロール延伸機及びテンター延伸機を用いて表5に示す条件でMD方向、TD方向の順で逐次二軸延伸を行った。延伸後のゲル状シートから流動パラフィンを除去、乾燥し、テンター法により126℃で熱固定処理を行ってポリエチレン微多孔膜を得た。ポリエチレン微多孔膜の組成、製造条件、評価結果等を表5に記載した。   The obtained gel-like sheet was sequentially biaxially stretched in the order of the MD direction and the TD direction under the conditions shown in Table 5 using a roll stretching machine and a tenter stretching machine. Liquid paraffin was removed from the stretched gel-like sheet, dried, and heat-fixed at 126 ° C. by a tenter method to obtain a polyethylene microporous membrane. Table 5 shows the composition, production conditions, evaluation results, and the like of the polyethylene microporous membrane.

なお、実験#10においては、流動パラフィンの除去、乾燥後に、テンター延伸機を用いて126℃でTD方向に表2の延伸倍率で一軸延伸を行い、その後、熱固定処理を行った。   In Experiment # 10, after removal of liquid paraffin and drying, uniaxial stretching was performed at a stretching ratio of Table 2 in the TD direction at 126 ° C. using a tenter stretching machine, and then heat setting was performed.

N(0°)/N(90°)の値から、二次加工性に優れた微多孔膜を得るためには、第1のゲル状シートの延伸工程において、延伸倍率を6倍以上とするべきことが判明した。一方、向上した引裂き強さを有する微多孔膜を得るためには、第1のゲル状シートの延伸工程において、延伸倍率を5倍以下とすることが好適であることが判明した。   In order to obtain a microporous film excellent in secondary processability from the value of N (0 °) / N (90 °), the stretching ratio is set to 6 times or more in the stretching process of the first gel-like sheet. It turns out that it should be. On the other hand, in order to obtain a microporous membrane having improved tear strength, it has been found that it is preferable to set the draw ratio to 5 times or less in the first gel-like sheet drawing step.



[測定方法と評価方法]
以下に各特性の測定方法、評価方法を記載する。
(1)膜厚(μm)
微多孔膜の95mm×95mmの範囲内における5点の膜厚を接触厚み計(株式会社ミツトヨ製ライトマチック)により測定し、平均値を求めた。
[Measurement method and evaluation method]
The measurement method and evaluation method for each characteristic are described below.
(1) Film thickness (μm)
The film thickness at 5 points in the range of 95 mm × 95 mm of the microporous membrane was measured with a contact thickness meter (Lightmatic manufactured by Mitutoyo Corporation), and the average value was obtained.

(2)空孔率(%)
微多孔膜の重量wとそれと等価な空孔のないポリマーの重量w(幅、長さ、組成の同じポリマー)とを比較した、以下の式によって、測定した。
空孔率(%)=(w−w)/w×100
(2) Porosity (%)
The weight w 1 of the microporous membrane was compared with the weight w 2 of the polymer without pores equivalent to the weight (a polymer having the same width, length and composition), and the measurement was performed by the following equation.
Porosity (%) = (w 2 −w 1 ) / w 2 × 100

(3)突刺強度
先端が球面(曲率半径R:0.5mm)の直径1mmの針で、膜厚T1(μm)の微多孔質膜を2mm/秒の速度で突刺したときの最大荷重を測定した。
(3) Puncture strength Measures the maximum load when a microporous membrane with a film thickness T1 (μm) is pierced at a speed of 2 mm / sec with a needle having a spherical surface (curvature radius R: 0.5 mm) and a diameter of 1 mm. did.

(4)ガーレー値(透気抵抗度)(厚さ20μm換算)
膜厚T1(μm)の微多孔膜に対して、JIS P−8117に準拠して、透気度計(旭精工株式会社製、EGO−1T)で測定した透気抵抗度P(sec/100cm)を、式:P=(P×20)/Tにより、膜厚を20μmとしたときの透気抵抗度P2に換算した。
(4) Gurley value (air permeability resistance) (in terms of thickness 20 μm)
Air permeability resistance P 1 (sec / sec) measured with an air permeability meter (Asahi Seiko Co., Ltd., EGO-1T) in accordance with JIS P-8117 with respect to a microporous film having a film thickness T1 (μm). 100 cm 3 ) was converted into the air resistance P 2 when the film thickness was 20 μm by the formula: P 2 = (P 1 × 20) / T 1 .

(5)シャットダウン温度
シャットダウン温度は、国際公開第2007/052663号に開示されている方法によって測定した。この方法に従い、微多孔膜を30℃の雰囲気中にさらして、5℃/分で昇温し、その間に膜の透気度を測定する。微多孔膜のガーレー値(透気抵抗後)が最初に100,000秒/100cmを超える時の温度を、微多孔膜のシャットダウン温度と定義した。微多孔膜の透気度は、透気度計(旭精工株式会社製、EGO−1T)を用いてJIS P8117に従って測定した。
(5) Shutdown temperature The shutdown temperature was measured by the method disclosed in International Publication No. 2007/052663. According to this method, the microporous membrane is exposed to an atmosphere of 30 ° C., and the temperature is raised at 5 ° C./minute, during which the air permeability of the membrane is measured. The temperature at which the Gurley value (after air resistance) of the microporous membrane first exceeded 100,000 seconds / 100 cm 3 was defined as the shutdown temperature of the microporous membrane. The air permeability of the microporous film was measured in accordance with JIS P8117 using an air permeability meter (Asahi Seiko Co., Ltd., EGO-1T).

(6)熱収縮率
試験片を105℃の温度にて8時間熱処理し、熱処理前の各方向の試験片の大きさ(L)と熱処理後の試験片の各方向の大きさ(L)とを測定し、各方向において、Lを100%としたときの、Lの収縮率を式:[100−(L/L)×100](%)により算出した。
(6) Heat Shrinkage The test piece was heat treated at a temperature of 105 ° C. for 8 hours, the size of the test piece in each direction before the heat treatment (L 1 ) and the size of the test piece in each direction after the heat treatment (L 2 ) were measured, in each direction, when the L 1 is 100%, the shrinkage rate of the L 2 formula: was calculated by [100- (L 2 / L 1 ) × 100] (%).

(7)最大孔径及び平均流量孔径(nm)
パームポロメーター(PMI社製、CFP−1500A)を用いて、Dry−up、Wet−upの順で、最大孔径及び平均流量孔径を測定した。Wet−upには表面張力が既知のPMI社製Galwick(商品名)で十分に浸した微多孔膜に圧力をかけ、空気が貫通し始める圧力から換算される孔径を最大孔径とした。
平均流量孔径については、Dry−up測定で圧力、流量曲線の1/2の傾きを示す曲線と、Wet−up測定の曲線が交わる点の圧力から孔径を換算した。圧力と孔径の換算は下記の数式を用いた。
d=C・γ/P
上記式中、「d(μm)」は微多孔膜の孔径、「γ(mN/m)」は液体の表面張力、「P(Pa)」は圧力、「C」は定数とした。
(7) Maximum pore size and average flow pore size (nm)
Using a palm porometer (PFP, CFP-1500A), the maximum pore size and the average flow pore size were measured in the order of Dry-up and Wet-up. For the wet-up, pressure was applied to a microporous membrane sufficiently immersed in Galwick (trade name) manufactured by PMI with a known surface tension, and the pore diameter converted from the pressure at which air began to penetrate was defined as the maximum pore diameter.
As for the average flow pore size, the pore size was converted from the pressure at the point where the curve showing the 1/2 slope of the pressure and flow curve in the Dry-up measurement and the curve of the Wet-up measurement intersect. The following formula was used for conversion of pressure and pore diameter.
d = C · γ / P
In the above formula, “d (μm)” is the pore diameter of the microporous membrane, “γ (mN / m)” is the surface tension of the liquid, “P (Pa)” is the pressure, and “C” is a constant.

(8)フィルム巻き取り性の評価
幅500mmのフィルム(微多孔膜)を巻き取った二次加工前の原反ロールを、張力30Nで巻出し、再び、巻取りを行った際、搬送ロール状の水平走行区間(搬送方向における長さ:1m)のフィルムの走行状態を目視にて以下の基準で評価した。
良好:水平走行区間のフィルム走行時に水平方向の蛇行及び上下方向の振動の両方が認められなかった。
不良:水平走行区間のフィルム走行時に水平方向の蛇行及び上下方向の振動のうち少なくとも一方が観察された。
(9)耐引裂き性の評価
微多孔膜のTD方向を試験片の長軸と一致させて、アングル形試験片を採取して、JIS K6252−1に準じて引裂き強さを測定した。評価は下記の指標を用いた。
◎: 300kN/m以上
○: 200kN/m以上、300kN/m未満
×: 200kN/m未満
(8) Evaluation of film winding property When the film roll (500 mm wide) (microporous film) before being subjected to secondary processing is unwound at a tension of 30 N and wound again, it is in the form of a transport roll. The running condition of the film in the horizontal running section (length in the transport direction: 1 m) was visually evaluated according to the following criteria.
Good: Neither horizontal meandering nor vertical vibration was observed during film running in the horizontal running section.
Defect: At least one of horizontal meandering and vertical vibration was observed during film running in the horizontal running section.
(9) Evaluation of tear resistance The TD direction of the microporous membrane was made to coincide with the long axis of the test piece, an angled test piece was collected, and the tear strength was measured according to JIS K6252-1. The following indicators were used for evaluation.
◎: 300 kN / m or more ○: 200 kN / m or more, less than 300 kN / m ×: less than 200 kN / m

本発明の結晶性高分子微多孔膜の延伸倍率の決定方法は、その決定方法の簡便性に優れ、種々の用途向けの結晶性高分子微多孔膜の製造に好適に用いることができる。本発明の結晶性高分子微多孔膜の製造方法は、巻き取り性に優れ、二次加工の際の歩留まりが改善され、生産性に優れた結晶性高分子微多孔膜を効率的に生産することができる。このことから、製膜後に二次加工が必要な種々の分野に用いられる結晶性高分子微多孔膜、例えば、ろ過膜、透析膜などのフィルター、電池用セパレータや電解コンデンサー用のセパレータの製造に有用である。中でも薄膜化が要求される二次電池用セパレータの製造に好適に用いることができる。   The method for determining the draw ratio of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is excellent in the simplicity of the determination method and can be suitably used for the production of crystalline polymer microporous membranes for various applications. The method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention efficiently produces a crystalline polymer microporous membrane with excellent winding properties, improved yield during secondary processing, and excellent productivity. be able to. This makes it possible to produce crystalline polymer microporous membranes used in various fields that require secondary processing after film formation, such as filters such as filtration membranes and dialysis membranes, separators for batteries, and separators for electrolytic capacitors. Useful. In particular, it can be suitably used for the production of a secondary battery separator that requires a thin film.

また、本発明の別の結晶性高分子微多孔膜の製造方法は、引裂き強さに優れた結晶性高分子微多孔膜を効率的に生産することができる。このことから、部品製造時に引裂き強さが求められる種々の分野に用いられる結晶性高分子微多孔膜、例えば、ろ過膜、透析膜などのフィルター用の微多孔膜の製造に有用である。   Further, another crystalline polymer microporous membrane production method of the present invention can efficiently produce a crystalline polymer microporous membrane excellent in tear strength. From this, it is useful for the production of crystalline polymer microporous membranes used in various fields where tear strength is required at the time of parts production, for example, microporous membranes for filters such as filtration membranes and dialysis membranes.

1……偏光ラマン分光法測定用試験片
2……偏光ラマン分光法測定用試験片ノッチ部位
3……レーザー照射部位

1 …… Test specimen for measurement of polarized Raman spectroscopy 2 …… Test specimen for measurement of polarized Raman spectroscopy 3

Claims (6)

結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートを延伸して偏光ラマン分光法測定を行い、偏光ラマン分光法測定で得られたピーク面積強度を用いて算出した配向分布関数からゲル状シートの延伸倍率を決定することを特徴とする結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートの延伸倍率の決定方法。   A gel-like sheet containing a crystalline polymer and a film-forming solvent is stretched and subjected to polarization Raman spectroscopy measurement, and the gel is calculated from the orientation distribution function calculated using the peak area intensity obtained by polarization Raman spectroscopy measurement. A method for determining the stretch ratio of a gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent, wherein the stretch ratio of the sheet-like sheet is determined. 配向分布関数として、少なくとも延伸方向と膜平面内で交差する方向の配向分布関数を用いることを特徴とする請求項1に記載の結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートの延伸倍率の決定方法。   2. The gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent according to claim 1, wherein the orientation distribution function is at least an orientation distribution function in a direction intersecting with the stretching direction in the film plane. A method for determining the draw ratio. 結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートを、延伸方向の配向分布関数が、延伸方向と直行する方向の配向分布関数の10.0倍以上となる延伸倍率で延伸する工程を含む結晶性高分子微多孔膜の製造方法。   A step of stretching a gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent at a draw ratio at which the orientation distribution function in the drawing direction is 10.0 times or more of the orientation distribution function in the direction perpendicular to the drawing direction. A method for producing a crystalline polymer microporous membrane comprising 結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートを、延伸方向の配向分布関数が、延伸方向と直行する方向の配向分布関数の10.0倍未満となる延伸倍率で延伸する工程を含む結晶性高分子微多孔膜の製造方法。   A step of stretching a gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent at a draw ratio at which the orientation distribution function in the drawing direction is less than 10.0 times the orientation distribution function in the direction perpendicular to the drawing direction. A method for producing a crystalline polymer microporous membrane comprising 結晶性高分子と成膜用溶剤を含んでなるゲル状シートを、延伸方向の配向分布関数が、延伸方向と直行する方向の配向分布関数の10.0倍以上となる延伸倍率で延伸し、次いで成膜用溶剤を除去してなる結晶性高分子微多孔膜を捲回することを特徴とするフィルムロールの製造方法。   A gel-like sheet comprising a crystalline polymer and a film-forming solvent is stretched at a stretching ratio such that the orientation distribution function in the stretching direction is 10.0 times or more of the orientation distribution function in the direction perpendicular to the stretching direction, Next, a method for producing a film roll, comprising winding a crystalline polymer microporous film formed by removing a film-forming solvent. ポロメータを用いて測定された平均孔径が38nm以下であり、ポロメータを用いて測定された最大孔径と平均孔径の比が1.8以下である結晶性高分子微多孔膜。
A crystalline polymer microporous membrane having an average pore diameter measured using a porometer of 38 nm or less and a ratio of the maximum pore diameter measured using the porometer to the average pore diameter of 1.8 or less.
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