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JP5661101B2 - Microporous membrane and methods for making and using such membranes - Google Patents

Microporous membrane and methods for making and using such membranes Download PDF

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2009年5月4日出願の米国仮特許出願第61/175,159号、および2009年6月12日出願の欧州特許出願第09162567.3号の優先権を主張し、それらの開示を全体として参照により本明細書に組み入れるものとする。
(Cross-reference of related applications)
This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 61 / 175,159, filed May 4, 2009, and European Patent Application No. 09162567.3, filed June 12, 2009, The disclosure is incorporated herein by reference in its entirety.

本発明は、電池用セパレータフィルムとしての使用に好適な多層微多孔性ポリマー膜に関する。本発明はまた、かかる膜の製造方法、電池用セパレータフィルムとしてかかる膜を含有する電池、かかる電池の製造方法、およびかかる電池の使用方法にも関する。   The present invention relates to a multilayer microporous polymer membrane suitable for use as a battery separator film. The present invention also relates to a method for producing such a membrane, a battery containing such a membrane as a battery separator film, a method for producing such a battery, and a method for using such a battery.

微多孔膜は、例えば、リチウム一次電池および二次電池、リチウムポリマー電池、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、銀亜鉛二次電池等における電池用セパレータとして使用することができる。ポリオレフィン微多孔膜を電池用セパレータ、特にリチウムイオン電池用セパレータに使用する場合、膜の性質が、電池の特性、生産性、および性能に大きく影響する。したがって、微多孔膜は、特に高温において、熱による収縮に対して耐性を有することが望ましい。熱による収縮(すなわち「熱収縮」)に対する耐性によって、内部短絡に対する電池の防御性を向上させることができる。   The microporous membrane can be used as a battery separator in, for example, lithium primary batteries and secondary batteries, lithium polymer batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, nickel zinc batteries, silver zinc secondary batteries, and the like. When a polyolefin microporous membrane is used for a battery separator, particularly a lithium ion battery separator, the properties of the membrane greatly affect the characteristics, productivity, and performance of the battery. Therefore, it is desirable that the microporous membrane is resistant to heat shrinkage, particularly at high temperatures. Resistance to thermal shrinkage (ie, “thermal shrinkage”) can improve the protection of the battery against internal short circuits.

そのような内部短絡は、特に電池用セパレータフィルムの端部付近における寸法安定性の喪失を含む。仮にフィルムのシャットダウン温度より高い温度でフィルムの幅が縮小したとすると、負極と正極とが接触する可能性がある。これは特に角柱型および円筒型電池の場合に当てはまり、それらの場合、膜幅が少しでも変化すると、電池の端部またはその付近における負極と正極との接触につながる可能性がある。   Such internal shorts include a loss of dimensional stability, particularly near the edges of the battery separator film. If the width of the film is reduced at a temperature higher than the film shutdown temperature, the negative electrode and the positive electrode may come into contact with each other. This is especially true for prismatic and cylindrical batteries, where any change in film width can lead to contact between the negative and positive electrodes at or near the edges of the battery.

従来、熱収縮特性は約105℃で判定されてきたが、微多孔膜のシャットダウン温度は典型的には130℃〜140℃の範囲である。したがって、130℃における熱収縮特性が、シャットダウン条件下においてよりよい性能を示すフィルムを同定するためのよりよい指標となり得る。しかしながら、130℃における熱収縮特性は、一般的には105℃における膜の熱収縮特性のみからは予測できないことがわかっている。言い換えれば、105℃において良好な熱収縮特性を示すセパレータが必ずしも130℃において十分な性能を示すとは限らない。したがって、130℃における耐熱収縮特性が向上した電池用セパレータフィルムに対するニーズが依然として存在している。   Traditionally, heat shrink characteristics have been determined at about 105 ° C, but the shutdown temperature of microporous membranes is typically in the range of 130 ° C to 140 ° C. Thus, the heat shrink properties at 130 ° C. can be a better indicator for identifying films that perform better under shutdown conditions. However, it has been found that the heat shrinkage characteristic at 130 ° C. cannot generally be predicted only from the heat shrinkage characteristic of the film at 105 ° C. In other words, a separator that exhibits good heat shrinkage characteristics at 105 ° C. does not necessarily exhibit sufficient performance at 130 ° C. Therefore, a need still remains for a battery separator film having improved heat shrinkage characteristics at 130 ° C.

一態様においては、本発明の実施形態は、1.0×10超のMwを有するポリプロピレンを含む多層微多孔膜であって、少なくとも1つの平面方向への9.5%以下の130℃の熱収縮率および300秒/100cm/20μm以下の正規化透気度を有する膜を提供する。特定の膜は、(a)第1の層の重量を基準として1重量%〜20重量%の1.0×10超のMwを有するポリエチレン、および第1の層の重量を基準として80重量%〜99重量%の1.0×10以下のMwを有するポリエチレンをそれぞれ含む、第1および第3の層、(b)5重量%〜40重量%の1.0×10超のMwを有するポリプロピレン、0重量%より多く10重量%以下の1.0×10超のMwを有するポリエチレン、および60重量%〜95重量%の1.0×10以下のMwを有するポリエチレン(重量パーセントは第2の層の重量が基準)を含む、第1および第3の層の間に位置する第2の層を含み、膜は、0重量%より多く10重量%以下の総ポリプロピレン含有量、300秒/100cm/20μm以下の正規化透気度、および5%以下の130℃におけるTD熱収縮率を有する。 In one aspect, an embodiment of the present invention is a multilayer microporous membrane comprising polypropylene having a Mw of greater than 1.0 × 10 6 , and having a temperature of 130 ° C. of 9.5% or less in at least one planar direction providing a film having the following regular air permeability thermal shrinkage and 300 seconds / 100cm 3 / 20μm. Specific membranes are: (a) 1% to 20% by weight polyethylene based on the weight of the first layer, and Mw greater than 1.0 × 10 6 and 80% based on the weight of the first layer. % to 99 each containing a polyethylene having a weight percent of 1.0 × 10 6 or less of Mw, the first and third layers, (b) 5 wt% to 40 wt% of 1.0 × 10 6 exceeds the Mw A polyethylene having a Mw greater than 0% by weight and less than or equal to 10% by weight and greater than 1.0 × 10 6 , and a polyethylene having a Mw of 60% to 95% by weight less than or equal to 1.0 × 10 6 (by weight The second layer located between the first and third layers, the percentage comprising a total polypropylene content of greater than 0 wt% and less than or equal to 10 wt% , 300 sec / 100 cm 3/20 [mu] m or less regular moisture vapor It has a temperature and a TD heat shrinkage at 130 ° C. of 5% or less.

別の態様においては、本発明の実施形態は、微多孔膜の製造方法であって、(a)第1の層が第1のポリオレフィンと少なくとも第1の希釈剤とを含み、第2の層が第2のポリオレフィンと少なくとも第2の希釈剤とを含み、第2のポリオレフィンが第2のポリオレフィンの重量を基準として1重量%〜40重量%の範囲の量のポリプロピレンを含み、ポリプロピレンが1.0×10超のMwおよび110J/g以上のΔHmを有する、少なくとも第1および第2の層を含む多層押出物を、MDまたはTDの少なくとも1つに延伸し、(b)第1および第2の希釈剤の少なくとも一部を延伸押出物から除去して、TDに沿った第1の幅を有する乾燥膜を製造し、(c)膜を、第1の幅から、約1.1〜約1.8の範囲の第2の倍率で第1の幅より広い第2の幅へTDに延伸し、次いで(d)第2の幅を、第1の幅から第1の幅の約1.1〜約1.6倍までの範囲である第3の幅に縮小させることを含む方法を提供する。 In another aspect, an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a microporous membrane, wherein (a) the first layer includes a first polyolefin and at least a first diluent, and the second layer Comprises a second polyolefin and at least a second diluent, wherein the second polyolefin comprises polypropylene in an amount ranging from 1% to 40% by weight based on the weight of the second polyolefin, A multilayer extrudate comprising at least a first and a second layer having a Mw of greater than 0 × 10 6 and a ΔHm of 110 J / g or more is stretched to at least one of MD or TD, and (b) first and second Removing at least a portion of the diluent from the stretched extrudate to produce a dry film having a first width along TD; (c) removing the film from the first width from about 1.1 to A second width greater than the first width at a second magnification in the range of about 1.8. And then (d) reduce the second width to a third width ranging from the first width to about 1.1 to about 1.6 times the first width. A method comprising:

さらに他の実施形態においては、本発明は、負極と、正極と、電解質と、1.0×10超のMwおよび112J/g以上のΔHmを有するポリプロピレンを含む多層微多孔膜とを含む電池であって、膜が、9.5%以下の少なくとも1つの平面方向への130℃の熱収縮率および400秒/100cm以下の正規化透気度を有し、多層微多孔膜によって少なくとも負極と正極とが隔てられている、電池を提供する。かかる電池システムは、電気自動車またはハイブリッド電気自動車への動力供給等の多くの用途において用いることができる。 In yet another embodiment, the present invention provides a battery comprising a negative electrode, a positive electrode, an electrolyte, and a multilayer microporous membrane comprising a polypropylene having a Mw greater than 1.0 × 10 6 and a ΔHm greater than 112 J / g. The membrane has a heat shrinkage of 130 ° C. in at least one plane direction of 9.5% or less and a normalized air permeability of 400 sec / 100 cm 3 or less, and at least a negative electrode by a multilayer microporous membrane A battery is provided in which the positive electrode and the positive electrode are separated. Such battery systems can be used in many applications such as powering electric or hybrid electric vehicles.

本発明の電極アセンブリを備えた円筒型リチウムイオン二次電池の一例を示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows an example of the cylindrical lithium ion secondary battery provided with the electrode assembly of this invention.

図1の電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery of FIG.

図2の部分Aを示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the part A of FIG.

本発明は、改善された熱収縮特性、すなわち高温でのよりよい寸法安定性を有する微多孔膜の発見に関する。熱収縮特性の改善は、比較的低い温度(例えば、従来のリチウムイオン電池の作動温度範囲内である約110℃以下)においてのみならず、比較的高温(例えば、125℃以上、または135℃以上、例えば、リチウムイオン電池用の従来の電池用セパレータフィルムのシャットダウン温度付近)においても認められる。
多層微多孔膜の構造および組成
The present invention relates to the discovery of microporous membranes with improved heat shrink properties, ie better dimensional stability at high temperatures. Improvements in heat shrink properties are not only at relatively low temperatures (eg, below about 110 ° C., which is within the operating temperature range of conventional lithium ion batteries), but also at relatively high temperatures (eg, above 125 ° C., or above 135 ° C. For example, it is recognized also in the shutdown temperature vicinity of the conventional battery separator film for lithium ion batteries.
Structure and composition of multilayer microporous membrane

ある実施形態においては、微多孔膜は、第1および第2の層を含む。第1の層は、第1の層材料を含み、第2の層は、独立して選択される第2の層材料を含む。第1および第2の層材料は、例えば、独立して選択されるポリオレフィンであってもよい。例えば、膜は、膜の長さおよび幅に沿った平面軸とほぼ垂直の軸方向上方から見た場合に平坦な最上層、およびこの最上層と平行またはほぼ平行である平坦な最下層を有する。別の実施形態においては、多層微多孔膜は、3つ以上の層、例えば、第1および第3の層ならびに第1の層と第3の層の間に位置する第2の層を有する膜を含む。第3の層は、独立して選択される第3の層材料を含んでもよいが、これは必須ではない。多層微多孔膜が3つ以上の層を有する場合、少なくとも1つの層は、第1の微多孔性層材料を含み、少なくとも1つの層は、第2の微多孔性層材料を含む。ある実施形態においては、第1および第3の層は、実質的に同じポリマーまたはポリマーの混合物から製造される(かつ、一般にそれらを含む)(例えば、両方とも第1の層材料から製造される)。   In certain embodiments, the microporous membrane includes first and second layers. The first layer includes a first layer material and the second layer includes an independently selected second layer material. The first and second layer materials may be, for example, independently selected polyolefins. For example, the film has a top layer that is flat when viewed from an axially upper direction substantially perpendicular to the plane axis along the length and width of the film, and a flat bottom layer that is parallel or substantially parallel to the top layer. . In another embodiment, the multilayer microporous membrane is a membrane having three or more layers, eg, first and third layers and a second layer located between the first and third layers. including. The third layer may comprise an independently selected third layer material, but this is not essential. When the multilayer microporous membrane has more than two layers, at least one layer includes a first microporous layer material and at least one layer includes a second microporous layer material. In some embodiments, the first and third layers are made from (and generally include) substantially the same polymer or mixture of polymers (eg, both are made from the first layer material). ).

ある実施形態においては、多層微多孔膜は、第1および第3の層(「表面」層または「スキン」層とも呼ぶ)が膜の外層を構成し、第2の層が第1の層と第3の層の間に位置する中間層(または「コア」層)である、3つの層を含む。関連する実施形態においては、多層微多孔膜は、さらなる層、すなわち2つのスキン層およびコア層以外の層を含んでもよい。例えば、膜は、第1の層と第3の層の間にさらなるコア層を含有してもよい。膜は被覆された膜であってもよく、すなわち、第1および第3の層の上に1つまたは複数のさらなる層があってもよいし、第1および第3の層に1つまたは複数の層が塗布されていてもよい。一般に、膜の第2の層は、膜の全厚さの5%〜15%の厚さを有し、膜の第1および第3の層は、同じ厚さを有し、第1および第3の層の厚さは、それぞれ膜の全厚さの42.5%〜47.5%の範囲である。   In some embodiments, the multilayer microporous membrane includes a first and third layer (also referred to as a “surface” layer or “skin” layer) that constitutes the outer layer of the membrane, and a second layer that is coupled with the first layer. It includes three layers, an intermediate layer (or “core” layer) located between the third layers. In related embodiments, the multilayer microporous membrane may include additional layers, ie, layers other than the two skin layers and the core layer. For example, the membrane may contain an additional core layer between the first layer and the third layer. The membrane may be a coated membrane, i.e. there may be one or more additional layers above the first and third layers, or one or more of the first and third layers. These layers may be applied. In general, the second layer of the membrane has a thickness of 5% to 15% of the total thickness of the membrane, and the first and third layers of the membrane have the same thickness, The thickness of each of the three layers ranges from 42.5% to 47.5% of the total thickness of the membrane.

所望により、コア層は、例えばA/B/Aといった配置で層が対面で積み重ねられたスキン層の1つまたは複数と平面接触している。膜がポリオレフィンを含有する場合、膜を「ポリオレフィン膜」と呼んでもよい。膜はポリオレフィンのみを含有してもよいが、これは必須ではなく、ポリオレフィン膜が、ポリオレフィン、およびポリオレフィンではない材料を含有することは本発明の範囲内である。好適なポリオレフィンは、種々の好適なプロセス、例えばクロム触媒、チーグラー・ナッタ触媒の存在下での重合、または1種または複数のシングルサイト重合触媒による重合によって製造することができる。   Optionally, the core layer is in planar contact with one or more of the skin layers that are stacked face-to-face, for example in an A / B / A arrangement. If the membrane contains a polyolefin, the membrane may be referred to as a “polyolefin membrane”. The membrane may contain only polyolefins, but this is not essential and it is within the scope of the present invention for the polyolefin membrane to contain polyolefins and non-polyolefin materials. Suitable polyolefins can be made by a variety of suitable processes, such as polymerization in the presence of a chromium catalyst, Ziegler-Natta catalyst, or polymerization with one or more single site polymerization catalysts.

以下、第1および第2の層材料についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the first and second layer materials will be described in more detail.

ある実施形態においては、第1の層は、ポリエチレンを含む。本明細書で用いるポリエチレンという用語は、エチレン由来の繰返し単位を含有するポリオレフィンホモポリマーまたはコポリマーを指す。このようなポリエチレンとしては、限定するものではないが、ポリエチレンホモポリマー、および/または繰返し単位の少なくとも85%(個数基準)がエチレン由来であるコポリマーが挙げられる。ポリエチレンは、2種以上のポリエチレンの混合物等の、個々のポリエチレンの混合物またはリアクタブレンドであってもよい。一実施形態においては、ポリエチレンは、1.0×10以下の重量平均分子量(「Mw」)を有する第1のポリエチレンおよび1.0×10超のMwを有する第2のポリエチレンを含む。第3の層材料は、1.0×10以下のMwを有する第1のポリエチレンおよび1.0×10超のMwを有する第2のポリエチレンを含む。第2の層材料は、ポリプロピレンを含む。本明細書で用いるポリプロピレンという用語は、プロピレン由来の繰返し単位を含有するポリオレフィンホモポリマーまたはコポリマーを指す。このようなポリプロピレンとしては、限定するものではないが、ポリプロピレンホモポリマー、および/または繰返し単位の少なくとも85%(個数基準)がプロピレン由来であるコポリマーが挙げられる。ポリプロピレンは、2種以上のポリプロピレンの混合物等の、個々のポリプロピレンの混合物またはリアクタブレンドであってもよい。例えばある実施形態においては、第2の層材料は、1.0×10以下のMwを有する第1のポリエチレン、1.0×10超のMwを有するポリプロピレン、および所望により1.0×10超のMwを有する第2のポリエチレンを含む。所望により、第2および/または第3の層材料の第1のポリエチレンは、第1の層材料の第1のポリエチレンと同じである。所望により、第2および/または第3の層材料の第2のポリエチレンは、第1の層材料の第2のポリエチレンと同じである。ある実施形態においては、第1および第3の層材料のいずれも、0.5重量%超の量のポリプロピレンを含有しない。関連する実施形態においては、第1および/または第3の層材料は、本質的に、ポリエチレン、例えば実質的に同じポリエチレンまたはポリエチレンの組合せからなる。 In certain embodiments, the first layer comprises polyethylene. As used herein, the term polyethylene refers to a polyolefin homopolymer or copolymer containing repeating units derived from ethylene. Such polyethylenes include, but are not limited to, polyethylene homopolymers and / or copolymers in which at least 85% (number basis) of repeat units are derived from ethylene. The polyethylene may be a mixture of individual polyethylenes or a reactor blend, such as a mixture of two or more polyethylenes. In one embodiment, the polyethylene comprises a first polyethylene having a weight average molecular weight (“Mw”) of 1.0 × 10 6 or less and a second polyethylene having a Mw of greater than 1.0 × 10 6 . The third layer material includes a first polyethylene having a Mw of 1.0 × 10 6 or less and a second polyethylene having a Mw greater than 1.0 × 10 6 . The second layer material includes polypropylene. As used herein, the term polypropylene refers to a polyolefin homopolymer or copolymer containing propylene-derived repeat units. Such polypropylenes include, but are not limited to, polypropylene homopolymers and / or copolymers in which at least 85% (number basis) of repeat units are derived from propylene. The polypropylene may be a mixture of individual polypropylenes or a reactor blend, such as a mixture of two or more polypropylenes. For example, in certain embodiments, the second layer material is a first polyethylene having a Mw of 1.0 × 10 6 or less, a polypropylene having a Mw greater than 1.0 × 10 6 , and optionally 1.0 × A second polyethylene having a Mw greater than 10 6 is included. Optionally, the first polyethylene of the second and / or third layer material is the same as the first polyethylene of the first layer material. Optionally, the second polyethylene of the second and / or third layer material is the same as the second polyethylene of the first layer material. In some embodiments, none of the first and third layer materials contain polypropylene in an amount greater than 0.5% by weight. In a related embodiment, the first and / or third layer material consists essentially of polyethylene, such as substantially the same polyethylene or a combination of polyethylenes.

ある実施形態においては、第1の層材料は、例えば92.5重量%〜約97.5重量%といった、約80重量%〜約99重量%の第1のポリエチレン、および約1重量%〜約20重量%、特に約1重量%〜約5重量%の第2のポリエチレンを含んでおり、重量パーセントは第1の層材料の重量が基準である。ある実施形態においては、第3の層材料のポリエチレンは、第1の層材料とほぼ同じ濃度範囲の実質的に同じポリエチレンの中から選択される。   In certain embodiments, the first layer material comprises from about 80% to about 99% by weight first polyethylene, such as from 92.5% to about 97.5%, and from about 1% to about 9%. It contains 20% by weight, in particular about 1% to about 5% by weight of a second polyethylene, the weight percentage being based on the weight of the first layer material. In some embodiments, the polyethylene of the third layer material is selected from among substantially the same polyethylene in the same concentration range as the first layer material.

ある実施形態においては、第2の層材料は、第1のポリエチレン、ポリプロピレン、例えば40重量%以下のポリプロピレン、および所望により第2のポリエチレンを含む。例えば第2の層材料は、約60重量%〜約95重量%の第1のポリエチレン、約5重量%〜約40重量%のポリプロピレン、および約0重量%〜約10重量%の第2のポリエチレンを含んでもよく、重量パーセントは第2の層材料の重量が基準である。別の実施形態においては、第2の層材料は、約60重量%〜約75重量%の第1のポリエチレン、約25重量%〜約35重量%のポリプロピレン、および約0.5重量%〜約5重量%の第2のポリエチレンを含んでおり、重量パーセントは第2の層材料の重量が基準である。ある実施形態においては、微多孔膜は、1.5〜5重量%のポリプロピレン、75〜98重量%の第1のポリエチレン、および0より多く5重量%以下の第2のポリエチレンを含んでおり、重量パーセントは第2の層材料の重量が基準である。   In some embodiments, the second layer material comprises a first polyethylene, polypropylene, eg, up to 40% by weight polypropylene, and optionally a second polyethylene. For example, the second layer material may be about 60% to about 95% by weight first polyethylene, about 5% to about 40% polypropylene, and about 0% to about 10% second polyethylene. The weight percent is based on the weight of the second layer material. In another embodiment, the second layer material comprises about 60% to about 75% by weight first polyethylene, about 25% to about 35% polypropylene, and about 0.5% to about It contains 5% by weight of the second polyethylene, and the weight percent is based on the weight of the second layer material. In some embodiments, the microporous membrane comprises 1.5 to 5 wt% polypropylene, 75 to 98 wt% first polyethylene, and greater than 0 and up to 5 wt% second polyethylene; The weight percent is based on the weight of the second layer material.

微多孔膜は、コポリマー、無機種(ケイ素および/またはアルミニウム原子を含有する種等)、ならびに/またはPCT公開WO2007/132942および同WO2008/016174に記載のポリマー等の耐熱性ポリマーを含有してもよいが、これらは必須ではない。ある実施形態においては、膜は、かかる物質を実質的に含まない。この文脈における実質的に含まないとは、微多孔膜中のかかる物質の量が、微多孔膜の製造に用いるポリマーの全重量を基準として1重量%未満であることを意味する。   The microporous membrane may also contain copolymers, inorganic species (such as species containing silicon and / or aluminum atoms), and / or heat resistant polymers such as the polymers described in PCT Publication WO2007 / 132294 and WO2008 / 016174. Good, but these are not essential. In certain embodiments, the membrane is substantially free of such materials. Substantially free in this context means that the amount of such material in the microporous membrane is less than 1% by weight, based on the total weight of the polymer used to make the microporous membrane.

最終微多孔膜は、通常は、押出物の製造に用いるポリマーを含む。処理中に導入する少量の希釈剤または他の種もまた、一般に、微多孔膜の重量を基準として1重量%未満の量で存在してもよい。処理中にポリマーの分子量が少量低下することがあるが、これは許容可能なものである。ある実施形態においては、膜中のポリマーのMwは、膜の製造に用いるポリマーのMwの例えばわずか約10%以下、わずか約1%以下、またはわずか約0.1%以下だけ低下する。   The final microporous membrane typically contains the polymer used to produce the extrudate. Small amounts of diluent or other species introduced during processing may also be present, generally in an amount of less than 1% by weight, based on the weight of the microporous membrane. During processing, the molecular weight of the polymer may be reduced by a small amount, which is acceptable. In some embodiments, the Mw of the polymer in the membrane is reduced, for example by no more than about 10%, no more than about 1%, or no more than about 0.1% of the Mw of the polymer used to make the membrane.

以下、ポリプロピレン、第1および第2のポリエチレン、ならびに押出物および微多孔膜の製造に用いる希釈剤についてさらに詳細に説明する。
微多孔膜の製造に用いる材料
Hereinafter, the diluent used for the production of polypropylene, first and second polyethylene, and extrudate and microporous membrane will be described in more detail.
Materials used in the production of microporous membranes

ある実施形態においては、第1および第3の層材料は、第1の希釈剤ならびに第1および第2のポリエチレンから調製され、第2の層材料は、第2の希釈剤、第1のポリエチレン、ポリプロピレン、および所望により第2のポリエチレンから調製される。所望により、無機種(ケイ素および/またはアルミニウム原子を含有する種等)、ならびに/またはPCT公開WO2007/132942および同WO2008/016174(共にその全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載のポリマー等の耐熱性ポリマーを用いて、第1、第2、および/または第3の層材料を調製してもよい。ある実施形態においては、これらの任意である種は使用しない。
A.第1のポリエチレン
In some embodiments, the first and third layer materials are prepared from a first diluent and first and second polyethylenes, and the second layer material is a second diluent, first polyethylene. , Polypropylene, and optionally a second polyethylene. Optionally, polymers described in inorganic species (such as species containing silicon and / or aluminum atoms) and / or PCT publications WO 2007/132294 and WO 2008/016174, both of which are hereby incorporated by reference in their entirety. The first, second, and / or third layer material may be prepared using a heat resistant polymer such as In some embodiments, these optional species are not used.
A. First polyethylene

第1のポリエチレンは、例えば約1.0×10〜約9×10、例えば約4×10〜約8×10の範囲といった、1.0×10以下のMwを有する。所望により第1のポリエチレンは、例えば約3〜約20といった、約1〜約100の範囲の分子量分布(「MWD」)を有する。例えば第1のポリエチレンは、高密度ポリエチレン(「HPDE」)、中密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンの1種または複数であってもよい。 The first polyethylene has a Mw of 1.0 × 10 6 or less, such as in the range of about 1.0 × 10 5 to about 9 × 10 5 , for example, about 4 × 10 5 to about 8 × 10 5 . Optionally, the first polyethylene has a molecular weight distribution (“MWD”) in the range of about 1 to about 100, such as about 3 to about 20. For example, the first polyethylene may be one or more of high density polyethylene (“HPDE”), medium density polyethylene, branched low density polyethylene, or linear low density polyethylene.

ある実施形態においては、第1のポリエチレンは、例えば炭素原子10,000個当たり5以上または炭素原子10,000個当たり10以上といった、炭素原子10,000個当たり0.2以上の末端不飽和基量を有する。末端不飽和基量は、例えばPCT公開WO97/23554に記載の手順に従って測定することができる。   In some embodiments, the first polyethylene has 0.2 or more terminal unsaturated groups per 10,000 carbon atoms, such as 5 or more per 10,000 carbon atoms or 10 or more per 10,000 carbon atoms. Have quantity. The amount of terminal unsaturated groups can be measured, for example, according to the procedure described in PCT Publication WO 97/23554.

ある実施形態においては、第1のポリエチレンは、(i)エチレンホモポリマー、または(ii)エチレンと、10モル%以下のα−オレフィン等(例えばプロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1等)のコモノマーとのコポリマーの少なくとも1つである。かかるポリマーまたはコポリマーは、チーグラー・ナッタ触媒プロセス、クロム触媒プロセス、またはシングルサイト触媒プロセス等のいずれかの都合のよい重合法により製造することができる。所望によりコモノマーは、プロピレン、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、メタクリル酸メチル、もしくはスチレン、または他のモノマー、の1つまたは複数である。
B.第2のポリエチレン
In some embodiments, the first polyethylene is a comonomer such as (i) an ethylene homopolymer, or (ii) ethylene and 10 mol% or less of an α-olefin (eg, propylene, butene-1, hexene-1, etc.). And at least one of the copolymers. Such polymers or copolymers can be made by any convenient polymerization method such as a Ziegler-Natta catalyst process, a chromium catalyst process, or a single site catalyst process. Optionally, the comonomer is one or more of propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, or styrene, or other monomers. It is.
B. Second polyethylene

第2のポリエチレンは、例えば1.1.0×10〜約5×10の範囲、例えば約1.2×10〜約3×10、例えば約2×10といった、1.0×10超のMwを有する。第2のポリエチレンは、例えば約3〜約10といった、約2〜約100の範囲のMWDを有する。例えば第2のポリエチレンは、超高分子量ポリエチレン(「UHMWPE」)であってもよい。ある実施形態においては、第1のポリエチレンは、(i)エチレンホモポリマー、または(ii)エチレンと、10モル%以下のα−オレフィン等のコモノマーとのコポリマーの少なくとも1つである。所望によりコモノマーは、プロピレン、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、メタクリル酸メチル、もしくはスチレン、または他のモノマー、の1つまたは複数である。かかるポリマーまたはコポリマーは、チーグラー・ナッタ触媒プロセス、クロム触媒プロセス、またはシングルサイト触媒プロセス等のいずれかの都合のよい重合法により製造することができる。
C.ポリプロピレン
The second polyethylene is 1.0, for example in the range of 1.1.0 × 10 6 to about 5 × 10 6 , for example about 1.2 × 10 6 to about 3 × 10 6 , for example about 2 × 10 6 . * Mw greater than 10 6 The second polyethylene has a MWD in the range of about 2 to about 100, such as about 3 to about 10. For example, the second polyethylene may be ultra high molecular weight polyethylene (“UHMWPE”). In some embodiments, the first polyethylene is at least one of (i) an ethylene homopolymer, or (ii) a copolymer of ethylene and no more than 10 mole% comonomer such as an α-olefin. Optionally, the comonomer is one or more of propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, or styrene, or other monomers. It is. Such polymers or copolymers can be made by any convenient polymerization method such as a Ziegler-Natta catalyst process, a chromium catalyst process, or a single site catalyst process.
C. polypropylene

所望によりポリプロピレンは、プロピレンと、10.0モル%以下のコモノマー(1種または複数のα−オレフィン等)、例えば、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、メタクリル酸メチル、およびスチレン等;ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン等のジオレフィン;ならびに他のコモノマー、とのコポリマーを含む。   If desired, the polypropylene may be propylene and up to 10.0 mole percent comonomer (such as one or more α-olefins), such as ethylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1. , Octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, styrene and the like; diolefins such as butadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene; and copolymers with other comonomers .

ある実施形態においては、ポリプロピレンは、それ自体が1つまたは複数のポリプロピレンホモポリマーまたはプロピレンのコポリマー(ランダムまたはブロック)を含む、第1のポリプロピレンを含む。第1のポリプロピレンは、例えば約5.0×10〜約2.0×10、例えば約1.1×10〜約1.5×10といった、5×10以上のMwを有する。所望によりポリプロピレンは、例えば約1〜約50、もしくは2.0〜6.0といった、100以下のMWD、および/または例えば110.0J/g〜120.0J/g、例えば約113.0J/g〜119.0J/gもしくは114.0J/g〜約116.0J/gといった、100.0J/g以上の融解熱(「ΔHm」)を有する。ΔHmは、PCT特許公開第WO2007/132942号に記載のように、JIS K7122に従って示差走査熱量測定を用いて測定する。 In some embodiments, the polypropylene comprises a first polypropylene, which itself comprises one or more polypropylene homopolymers or copolymers of propylene (random or block). The first polypropylene has a Mw of 5 × 10 5 or more, for example, about 5.0 × 10 5 to about 2.0 × 10 6 , for example, about 1.1 × 10 6 to about 1.5 × 10 6. . Optionally, the polypropylene has an MWD of 100 or less, such as from about 1 to about 50, or from 2.0 to 6.0, and / or such as from 110.0 J / g to 120.0 J / g, such as about 113.0 J / g. It has a heat of fusion (“ΔHm”) of 100.0 J / g or more, such as ˜119.0 J / g or 114.0 J / g to about 116.0 J / g. ΔHm is measured using differential scanning calorimetry according to JIS K7122, as described in PCT Patent Publication No. WO2007 / 132294.

所望によりポリプロピレンは、以下の特性の1つまたは複数を有する:(i)ポリプロピレンは、アイソタクチックである;(ii)230℃の温度および25秒−1のひずみ速度において少なくとも約50,000Pa秒の伸張粘度;(iii)少なくとも約160℃の融解ピーク(第二融解);ならびに/または(iv)約230℃の温度および25秒−1のひずみ速度において測定した場合に少なくとも約15のトルートン比。 Optionally, the polypropylene has one or more of the following properties: (i) the polypropylene is isotactic; (ii) at least about 50,000 Pa seconds at a temperature of 230 ° C. and a strain rate of 25 seconds −1. (Iii) a melting peak of at least about 160 ° C. (second melting); and / or (iv) a Truton ratio of at least about 15 when measured at a temperature of about 230 ° C. and a strain rate of 25 sec −1. .

ポリエチレンおよびポリプロピレンのMwおよびMWDは、示差屈折計(DRI)を備えた高温サイズ排除クロマトグラフ、すなわち「SEC」(GPC PL 220、ポリマーラボラトリーズ社製)を用いて決定する。測定は、"Macromolecules, Vol. 34, No. 19, pp. 6812-6820 (2001)"に開示されている手順に従って行う。MwおよびMWDを決定するために、3本のPLgel Mixed-Bカラム(ポリマーラボラトリーズ社製)を用いる。ポリエチレンに関しては、公称流量は0.5cm/分であり、公称注入量は300μLであり、トランスファーライン、カラム、およびDRI検出器が、145℃に維持されたオーブン内に含まれている。ポリプロピレンに関しては、公称流量は1.0cm/分であり、公称注入量は300μLであり、トランスファーライン、カラム、およびDRI検出器が、160℃に維持されたオーブン内に含まれている。 The Mw and MWD of polyethylene and polypropylene are determined using a high temperature size exclusion chromatograph equipped with a differential refractometer (DRI), ie “SEC” (GPC PL 220, manufactured by Polymer Laboratories). The measurement is performed according to the procedure disclosed in “Macromolecules, Vol. 34, No. 19, pp. 6812-6820 (2001)”. Three PLgel Mixed-B columns (Polymer Laboratories) are used to determine Mw and MWD. For polyethylene, the nominal flow rate is 0.5 cm 3 / min, the nominal injection volume is 300 μL, and the transfer line, column, and DRI detector are contained in an oven maintained at 145 ° C. For polypropylene, the nominal flow rate is 1.0 cm 3 / min, the nominal injection volume is 300 μL, and the transfer line, column, and DRI detector are contained in an oven maintained at 160 ° C.

使用するGPC溶媒は、約1000ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する、濾過済みの、アルドリッチ社製の、試薬グレードの1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)である。TCBを、SECに導入する前にオンライン脱気装置で脱気する。SEC溶離液として同じ溶媒を用いる。乾燥ポリマーをガラス容器に入れ、所望の量のTCB溶媒を加え、次いでこの混合物を160℃で継続的に撹拌しながら約2時間加熱することにより、ポリマー溶液を調製する。ポリマー溶液の濃度は0.25〜0.75mg/mlである。試料溶液は、GPCに注入する前に、モデルSP260 Sample Prep Station(ポリマーラボラトリーズ社製)を用いて2μmフィルターでオフラインろ過する。   The GPC solvent used is a filtered, Aldrich reagent grade 1,2,4-trichlorobenzene (TCB) containing about 1000 ppm butylated hydroxytoluene (BHT). The TCB is degassed with an online degasser prior to introduction into the SEC. The same solvent is used as the SEC eluent. A polymer solution is prepared by placing the dried polymer in a glass container, adding the desired amount of TCB solvent, and then heating the mixture at 160 ° C. with continuous stirring for about 2 hours. The concentration of the polymer solution is 0.25 to 0.75 mg / ml. The sample solution is filtered off-line with a 2 μm filter using Model SP260 Sample Prep Station (manufactured by Polymer Laboratories) before being injected into GPC.

Mp(「Mp」はMwにおけるピークと定義する)が約580〜約10,000,000の範囲の17種のそれぞれのポリスチレン標準を用いて作成した検量線でカラムセットの分離効率を較正する。ポリスチレン標準はポリマーラボラトリーズ社(マサチューセッツ州アマースト)より入手する。各PS標準についてDRI信号のピークにおける保持容量を記録し、このデータセットを二次多項式に当てはめることによって、検量線(logMp対保持容量)を作成する。ウェーブメトリクス社(Wave Metrics, Inc.)製IGOR Proを用いて試料を分析する。
微多孔膜の製造方法
The column set separation efficiency is calibrated with a calibration curve generated using 17 different polystyrene standards with Mp ("Mp" defined as the peak at Mw) in the range of about 580 to about 10,000,000. Polystyrene standards are obtained from Polymer Laboratories (Amherst, Mass.). A calibration curve (logMp vs. retention capacity) is created by recording the retention capacity at the peak of the DRI signal for each PS standard and fitting this data set to a second order polynomial. Samples are analyzed using IGOR Pro manufactured by Wave Metrics, Inc.
Method for producing microporous membrane

ある実施形態においては、本発明の多層微多孔膜は二層膜である。別の実施形態においては、多層微多孔膜は少なくとも3つの層を有する。本発明はそれらに限定されるものではないが、主に、第1の層材料を含む第1および第3の層と、第1の層と第3の層の間に位置する第2の層材料を含む第2の層とを有する三層膜に関して微多孔膜の製造方法を説明する。   In certain embodiments, the multilayer microporous membrane of the present invention is a bilayer membrane. In another embodiment, the multilayer microporous membrane has at least three layers. The present invention is not limited thereto, but mainly includes first and third layers including a first layer material, and a second layer located between the first layer and the third layer. A method for manufacturing a microporous film will be described with respect to a three-layer film having a second layer containing a material.

本発明の多層微多孔膜の製造方法の1つには、押出物または膜、例えば単層押出物または単層微多孔膜、を積層または共押出しすることによる多層化が含まれる。例えば、第1の層材料を含む1つまたは複数の層は、第2の層材料を含む1つまたは複数の層、例えば第2の層材料を含む層(または複数の層)の片側または両側に位置する第1の層材料を含む層とともに共押出ししてもよい。   One method for producing a multilayer microporous membrane of the present invention includes multilayering by laminating or coextrusion of extrudates or membranes, such as single layer extrudates or single layer microporous membranes. For example, the one or more layers comprising a first layer material can be one or both sides of one or more layers comprising a second layer material, eg, a layer (or layers) comprising a second layer material. May be co-extruded with the layer comprising the first layer material located at.

膜の製造プロセスでは、第1の平面方向(例えば押出しの機械方向または「MD」)および直交する第2の平面方向(例えばMDに横行する方向、横方向または「TD」と呼ぶ)を有する多層押出物の冷却が行われる。押出物は、第2の層が第1の層と第3の層の間に位置する、少なくとも第1、第2、および第3の層を含んでもよい。押出物の第1および第3の層は、第1の層材料および少なくとも第1の希釈剤を含み、押出物の第2の層は、第2の層材料および少なくとも第2の希釈剤を含む。第1および第3の層は、スキン層とも呼ばれる、押出物の外層であってもよい。当業者であれば、押出物の第3の層は、異なる層材料、例えば第3の層材料から形成することができ、かつ第1の層とは異なる厚さを有してもよいということが理解できよう。このプロセスではまた、冷却押出物のMDおよび/またはTDへの延伸、ならびに第1および第2の希釈剤の少なくとも一部を延伸押出物から除去することによる、第1の平面方向の第1の乾燥長さおよび第2の平面方向の第1の乾燥幅を有する乾燥膜の製造も行われる。次にこのプロセスでは、TD、および所望によりMDに沿って乾燥膜を延伸することによる、最終膜の形成が行われる。以下、三層膜を製造するための実施形態をさらに詳細に説明する。
第1の層材料と第1の希釈剤との混合
In the membrane manufacturing process, a multilayer having a first planar direction (eg, the machine direction of extrusion or “MD”) and a second orthogonal planar direction (eg, a direction transverse to the MD, transverse direction or “TD”) The extrudate is cooled. The extrudate may include at least first, second, and third layers, wherein the second layer is located between the first layer and the third layer. The first and third layers of the extrudate include a first layer material and at least a first diluent, and the second layer of the extrudate includes a second layer material and at least a second diluent. . The first and third layers may be outer layers of the extrudate, also called skin layers. One skilled in the art will appreciate that the third layer of the extrudate can be formed from a different layer material, such as the third layer material, and may have a different thickness than the first layer. Can understand. The process also includes first stretching in the first planar direction by stretching the cooled extrudate to MD and / or TD and removing at least a portion of the first and second diluents from the stretched extrudate. A dry membrane having a dry length and a first dry width in the second planar direction is also produced. The process then involves the formation of the final film by stretching the dry film along TD and optionally MD. Hereinafter, an embodiment for producing a three-layer film will be described in more detail.
Mixing the first layer material with the first diluent

第1の層材料は、第1のポリエチレンおよび所望により第2のポリエチレンを、例えばドライブレンドまたは溶融ブレンドにより混合することによって製造する。混合したポリマーを1種または複数の希釈剤と混合してポリマーと希釈剤との混合物を形成してもよい。ポリマーは、ポリマー樹脂の形態であってもよい。希釈剤は、例えば、第1の層材料のポリマー用の溶媒であってもよい。希釈剤がこのような溶媒である場合、希釈剤は膜形成溶媒と呼ぶことができ、ポリマーと希釈剤との混合物は、ポリマー溶液、例えばポリオレフィン溶液と呼ぶことができる。合わせた第1の層材料と希釈剤とは、所望により1種または複数の酸化防止剤等の添加剤を含有してもよい。ある実施形態においては、かかる添加剤の量は、ポリマーと希釈剤との混合物の重量を基準として1重量%を超えることはない。   The first layer material is produced by mixing the first polyethylene and optionally the second polyethylene, for example by dry blending or melt blending. The mixed polymer may be mixed with one or more diluents to form a mixture of polymer and diluent. The polymer may be in the form of a polymer resin. The diluent may be, for example, a solvent for the polymer of the first layer material. When the diluent is such a solvent, the diluent can be referred to as a film-forming solvent and the mixture of polymer and diluent can be referred to as a polymer solution, such as a polyolefin solution. The combined first layer material and diluent may contain one or more additives such as antioxidants as desired. In certain embodiments, the amount of such additives does not exceed 1% by weight, based on the weight of the polymer and diluent mixture.

所望により、第1の希釈剤は室温で液体の溶媒である。いかなる理論またはモデルにも拘束されることを望まないが、液体溶媒を用いて第1のポリオレフィン溶液を形成することにより、比較的高い延伸倍率で押出物(通常はゲル状シート)の延伸を行うことが可能になると考えられる。   Optionally, the first diluent is a solvent that is liquid at room temperature. Without wishing to be bound by any theory or model, the extrudate (usually a gel-like sheet) is stretched at a relatively high stretch ratio by forming a first polyolefin solution using a liquid solvent. It will be possible.

本発明の希釈剤としては、押出温度にて樹脂と合わさって単相を形成することが可能ないずれの種を用いてもよい。希釈剤としては、ノナン、デカン、デカリン、およびパラフィン油等の脂肪族または環状炭化水素、ならびにフタル酸ジブチルおよびフタル酸ジオクチル等のフタル酸エステルが挙げられる。40℃での動粘度が20〜200cstであるパラフィン油を用いてもよい。第1の希釈剤、混合条件、押出し条件等の選択は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、PCT特許公開第WO2008/016174号に開示されているものと同じであってもよい。   As the diluent of the present invention, any species that can be combined with the resin at the extrusion temperature to form a single phase may be used. Diluents include aliphatic or cyclic hydrocarbons such as nonane, decane, decalin, and paraffin oil, and phthalate esters such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate. Paraffin oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 20 to 200 cst may be used. The selection of the first diluent, mixing conditions, extrusion conditions, etc., for example, may be the same as that disclosed in PCT Patent Publication No. WO 2008/016174, which is incorporated herein by reference in its entirety. Good.

第1のポリオレフィン溶液中における、希釈剤と第1の層材料との混合物中の第1の希釈剤の量は重要ではない。ある実施形態においては、第1の希釈剤の量は、第1の希釈剤と第1の層材料とを合わせた重量を基準として、20重量%〜99重量%、好ましくは60重量%〜80重量%の範囲である。希釈剤の濃度がより高いと、本明細書に記載のいくつかの膜の熱収縮特性の向上に少なくとも一部は寄与すると考えられる。
第2の層材料と第2の希釈剤との混合
The amount of the first diluent in the mixture of diluent and first layer material in the first polyolefin solution is not critical. In some embodiments, the amount of the first diluent is 20 wt% to 99 wt%, preferably 60 wt% to 80 wt%, based on the combined weight of the first diluent and the first layer material. It is in the range of wt%. It is believed that higher concentrations of diluent contribute at least in part to improving the heat shrink properties of some of the films described herein.
Mixing the second layer material with the second diluent

第2の層材料と第2の希釈剤とは、第1の層材料と第1の希釈剤との混合に用いた方法と同様の方法で混合してもよい。例えば、第2の層材料を含むポリマーは、第1のポリエチレンと、ポリプロピレンと、所望により第2のポリエチレンとを溶融ブレンドすることにより混合してもよい。第2の希釈剤は、第1の希釈剤と同じ希釈剤の中から選択してもよい。また、第2の希釈剤は第1の希釈剤とは独立して選択してもよい(また通常は独立して選択される)が、希釈剤は第1の希釈剤と同じであってもよく、また第1の希釈剤を第1のポリオレフィン溶液中で使用するのと同じ相対濃度で使用してもよい。   The second layer material and the second diluent may be mixed by a method similar to the method used for mixing the first layer material and the first diluent. For example, the polymer comprising the second layer material may be mixed by melt blending the first polyethylene, polypropylene, and optionally the second polyethylene. The second diluent may be selected from the same diluent as the first diluent. The second diluent may be selected independently of the first diluent (and usually selected independently), but the diluent may be the same as the first diluent. Alternatively, the first diluent may be used in the same relative concentration as used in the first polyolefin solution.

ある実施形態においては、第2のポリオレフィン溶液の調製方法は、混合温度がポリプロピレンの融点(Tm2)からTm2+90℃の範囲であることが好ましいという点において、第1のポリオレフィン溶液の調製方法とは異なっている。
押出し
In some embodiments, the method for preparing the second polyolefin solution differs from the method for preparing the first polyolefin solution in that the mixing temperature is preferably in the range of the melting point of polypropylene (Tm2) to Tm2 + 90 ° C. ing.
Extrusion

ある実施形態においては、合わせた第1の層材料と第1の希釈剤とは、第1の押出機から第1および第3のダイへと導かれ、合わせた第2の層材料と第2の希釈剤とは、第2の押出機から第2のダイへと導かれる。シート状の層状押出物(すなわち、厚さ方向よりも平面方向の方が有意に大きい物体)を第1、第2、および第3のダイから押し出して(例えば、共押出し)、合わせた第1の希釈剤と第1の層材料とのスキン層、および合わせた第2の層材料と第2の希釈剤とのコア層を有する多層押出物を製造することができる。   In some embodiments, the combined first layer material and the first diluent are directed from the first extruder to the first and third dies to combine the combined second layer material and the second. The diluent is led from the second extruder to the second die. A sheet-like layered extrudate (ie, an object that is significantly larger in the planar direction than in the thickness direction) is extruded (eg, co-extruded) from the first, second, and third dies and the combined first A multilayer extrudate can be produced having a skin layer of the first and second layer materials and a core layer of the combined second layer material and second diluent.

ダイまたは複数のダイおよび押出し条件の選択は、例えばPCT公開第WO2008/016174号に開示されているものと同じであってもよい。
多層押出物の冷却
The selection of the die or dies and extrusion conditions may be the same as that disclosed, for example, in PCT Publication No. WO 2008/016174.
Cooling multilayer extrudates

多層押出物を15℃〜25℃の範囲の温度にさらして冷却押出物を形成することができる。冷却速度はとくに重要ではない。例えば、押出物は、押出物の温度(冷却した温度)が押出物のゲル化温度とほぼ同じ(またはそれ以下)になるまで、最低でも約30℃/分の冷却速度で冷却してもよい。冷却の処理条件は、例えばPCT公開第WO2008/01617号に開示されているものと同じであってもよい。ある実施形態においては、冷却押出物は、例えば0.1mm〜10mm、または0.5mm〜5mmの範囲といった、10mm以下の厚さを有する。通常は、冷却押出物の第2の層は、冷却押出物の全厚さの5%〜15%の厚さを有し、冷却押出物の第1および第3の層は、実質的に同じ厚さを有し、第1および第3の層の厚さは、それぞれ冷却押出物の全厚さの42.5%〜47.5%の範囲である。
冷却押出物の延伸
The multilayer extrudate can be exposed to temperatures ranging from 15 ° C to 25 ° C to form a cooled extrudate. The cooling rate is not particularly important. For example, the extrudate may be cooled at a cooling rate of at least about 30 ° C./min until the temperature of the extrudate (cooled temperature) is approximately the same as (or below) the gel temperature of the extrudate. . The cooling process conditions may be the same as those disclosed in, for example, PCT Publication No. WO2008 / 01617. In some embodiments, the cooled extrudate has a thickness of 10 mm or less, such as in the range of 0.1 mm to 10 mm, or 0.5 mm to 5 mm. Typically, the second layer of the cooled extrudate has a thickness of 5% to 15% of the total thickness of the cooled extrudate, and the first and third layers of the cooled extrudate are substantially the same. Each having a thickness, the thickness of the first and third layers each ranging from 42.5% to 47.5% of the total thickness of the cooled extrudate.
Drawing of cooled extrudate

次に、冷却押出物を少なくとも一つの方向(例えばMDまたはTD等の少なくとも1つの平面方向)に延伸(「湿式」延伸と呼ぶ)して延伸押出物を製造する。所望により押出物は、4〜6の範囲の倍率に、横方向および機械方向に同時に延伸する。好適な延伸方法は、例えばPCT公開第WO2008/016174号に記載されている。必須ではないが、MDおよびTDの倍率は同じであってもよい。ある実施形態においては、延伸倍率はMDおよびTDにおいて5に等しい。特定の実施形態においては、延伸は、約850%/分以下、800%/分以下、775%/分以下、または700%/分以下の変形速度にて行われる。600%/分〜約800%/分、または700%/分〜800%/分の範囲の変形速度が有用である。二軸延伸されるフィルムはMD寸法およびTD寸法の両方において延伸されるが、本明細書で用いる用語「変形速度」は、フィルムの少なくとも1つの平面寸法(例えばMD、TD、またはそれらの組合せ)が増大する速度を指す。例えば、1分間の二軸延伸プロセスの過程にMDおよびTDに5倍の倍率に延伸されるフィルムは、MDおよびTDの両方に500%/分の変形速度を有することになり、500%の変形速度で延伸されたと記載することができる。   The cooled extrudate is then stretched (referred to as “wet” stretching) in at least one direction (eg, at least one planar direction such as MD or TD) to produce a stretched extrudate. If desired, the extrudate is stretched simultaneously in the transverse and machine directions to a magnification in the range of 4-6. Suitable stretching methods are described, for example, in PCT Publication No. WO2008 / 016174. Although not essential, the MD and TD magnifications may be the same. In some embodiments, the draw ratio is equal to 5 in MD and TD. In certain embodiments, stretching is performed at a deformation rate of about 850% / min or less, 800% / min or less, 775% / min or less, or 700% / min or less. Deformation rates in the range of 600% / min to about 800% / min, or 700% / min to 800% / min are useful. Although a biaxially stretched film is stretched in both MD and TD dimensions, the term “deformation rate” as used herein refers to at least one planar dimension of the film (eg, MD, TD, or combinations thereof). Refers to the rate at which increases. For example, a film that is stretched 5 times to MD and TD during the 1-minute biaxial stretching process will have a deformation rate of 500% / min for both MD and TD, with 500% deformation It can be described as stretched at a speed.

必須ではないが、延伸は、押出物をおよそTcd温度からTmの範囲の温度にさらしながら行ってもよい。TcdおよびTmは、結晶分散温度、および押出物の製造に用いるポリエチレンの中で最も融点の低いポリエチレン(すなわち第1および第2のポリエチレン)の融点、と定義する。結晶分散温度は、ASTM D 4065に従って動的粘弾性の温度特性を測定することにより決定する。Tcdが約90〜100℃の範囲である実施形態においては、延伸温度は、約90〜125℃、好ましくは約100〜125℃、より好ましくは105〜125℃、さらにより好ましくは119〜約125℃であってもよい。延伸温度がより高いと、動作条件において収縮が少ない膜が得られる可能性があると考えられる。   Although not required, stretching may be performed while subjecting the extrudate to temperatures in the range of approximately Tcd temperature to Tm. Tcd and Tm are defined as the crystal dispersion temperature and the melting point of the lowest melting polyethylene among the polyethylenes used to make the extrudate (ie, the first and second polyethylenes). The crystal dispersion temperature is determined by measuring the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity according to ASTM D 4065. In embodiments where the Tcd is in the range of about 90-100 ° C, the stretching temperature is about 90-125 ° C, preferably about 100-125 ° C, more preferably 105-125 ° C, even more preferably 119-about 125. It may be ° C. It is considered that when the stretching temperature is higher, a film with less shrinkage under operating conditions may be obtained.

ある実施形態においては、延伸押出物は、希釈剤除去の前に所望により熱処理にかけられる。熱処理では、延伸押出物は、押出物が延伸中にさらされる温度より高い(温かい)温度にさらされる。ある実施形態においては、延伸押出物は、1秒〜100秒の範囲の時間、120℃〜125℃の範囲の温度にさらされるが、その間は、例えば、テンタークリップを用いて延伸押出物をその外周に沿って保持することにより、湿潤長さおよび湿潤幅は一定に保たれる。別の実施形態においては、延伸押出物は、押出物が延伸中にさらされる温度より高くない、好ましくは低い(冷たい)温度にさらされる。ある実施形態においては、延伸押出物は、1秒〜100秒の範囲の時間、90℃〜120℃、延伸温度が119〜120℃の場合は特に約90℃〜100℃の範囲の温度にさらされるが、その間は、例えば、テンタークリップを用いて延伸押出物をその外周に沿って保持することにより、湿潤長さおよび湿潤幅は一定に保たれる。延伸押出物がそのより高い温度にさらされている間、延伸押出物の平面寸法(MDの長さおよびTDの幅)は一定に保つことができる。押出物はポリマーおよび希釈剤を含有しているため、その長さおよび幅は、「湿潤」長さおよび「湿潤」幅と呼ばれる。言い換えれば、熱処理の間、MDまたはTDへの延伸押出物の拡大または縮小(すなわち寸法変化)はない。   In some embodiments, the stretched extrudate is optionally subjected to a heat treatment prior to diluent removal. In heat treatment, the stretched extrudate is exposed to a temperature that is higher (warm) than the temperature at which the extrudate is exposed during stretching. In some embodiments, the stretched extrudate is exposed to a temperature in the range of 120 ° C. to 125 ° C. for a time in the range of 1 second to 100 seconds, during which time, for example, using a tenter clip, the stretched extrudate is By holding along the outer periphery, the wet length and wet width are kept constant. In another embodiment, the stretched extrudate is exposed to a temperature that is not higher, preferably lower (cold) than the temperature to which the extrudate is exposed during stretching. In some embodiments, the stretched extrudate is subjected to a time in the range of 1 second to 100 seconds, 90 ° C to 120 ° C, particularly when the stretch temperature is 119 to 120 ° C, particularly in the range of about 90 ° C to 100 ° C. In the meantime, the wet length and the wet width are kept constant, for example, by holding the stretched extrudate along its outer periphery using a tenter clip. While the stretched extrudate is exposed to its higher temperature, the planar dimensions (MD length and TD width) of the stretched extrudate can be kept constant. Since the extrudate contains polymer and diluent, its length and width are referred to as “wet” length and “wet” width. In other words, there is no expansion or contraction (ie dimensional change) of the stretched extrudate to MD or TD during heat treatment.

この工程、および試料(例えば、押出物、乾燥押出物、膜等)を高温にさらす乾燥延伸および熱セット等のその他の工程において、こうした暴露は、空気を熱し、次いでこの加熱空気を試料の近くに運ぶことにより行うことができる。加熱空気の温度は、通常は所望の温度と等しい設定値に制御され、次いでプレナム等を通して試料に向けて導かれる。試料を加熱面にさらす方法、オーブンでの赤外線加熱等の従来の方法を含む、試料を高温にさらすその他の方法を、加熱空気とともに、または加熱空気の代わりに用いてもよい。   In this process, and in other processes such as dry stretching and heat setting that expose the sample (eg, extrudates, dry extrudates, membranes, etc.) to high temperatures, such exposure heats the air and then brings the heated air close to the sample. Can be done by carrying it on. The temperature of the heated air is usually controlled to a set value equal to the desired temperature, and then directed toward the sample through a plenum or the like. Other methods of exposing the sample to high temperatures may be used with or in place of heated air, including conventional methods such as exposing the sample to a heated surface, infrared heating in an oven, and the like.

いかなる特定の理論にもとらわれることを望まないが、比較的より高い延伸温度によってポリマー鎖の絡み合いの緩和が可能になり、そのことによって、より高い温度における熱収縮が減少すると考えられる。任意である熱処理は、より高い温度における熱収縮特性の向上に寄与するとも考えられる。
第1および第2の希釈剤の除去
While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that a relatively higher stretching temperature allows for relaxation of polymer chain entanglement, thereby reducing thermal shrinkage at higher temperatures. The optional heat treatment is also considered to contribute to the improvement of heat shrinkage characteristics at higher temperatures.
Removal of first and second diluents

ある実施形態においては、第1および第2の希釈剤(例えば膜形成溶媒)の少なくとも一部を延伸押出物から除去(または置換)して乾燥膜を形成する。置換(または「洗浄」)溶媒を用いて第1および第2の希釈剤を除去(洗浄、または置換)してもよい。第1および第2の希釈剤を除去するための処理条件は、例えばPCT公開第WO2008/016174号に開示されているものと同じであってもよい。用語「乾燥膜」は、希釈剤の少なくとも一部が除去されている押出物を指す。全ての希釈剤を延伸押出物から除去する必要はないが、希釈剤を除去すると最終膜の空孔率が増加するのでそうすることが望ましいと言える。   In certain embodiments, at least a portion of the first and second diluents (eg, film-forming solvents) are removed (or replaced) from the stretched extrudate to form a dry film. A replacement (or “wash”) solvent may be used to remove (wash or replace) the first and second diluents. The processing conditions for removing the first and second diluents may be the same as those disclosed, for example, in PCT Publication No. WO2008 / 016174. The term “dry film” refers to an extrudate from which at least a portion of the diluent has been removed. Although it is not necessary to remove all of the diluent from the stretched extrudate, it may be desirable to do so because removing the diluent increases the porosity of the final membrane.

ある実施形態においては、洗浄溶媒等の残留したいずれかの揮発性種の少なくとも一部を、希釈剤除去後のいずれかの時点において乾燥膜から除去してもよい。加熱乾燥、風乾(空気を動かすこと)等の従来の方法を含む、洗浄溶媒を除去することが可能ないずれの方法を用いてもよい。洗浄溶媒等の揮発性種を除去するための処理条件は、例えばPCT公開第WO2008/016174号および同第WO2007/132942号に開示されているものと同じであってもよい。
乾燥膜の延伸
In some embodiments, at least a portion of any remaining volatile species, such as a cleaning solvent, may be removed from the dry film at any point after the diluent is removed. Any method capable of removing the cleaning solvent may be used, including conventional methods such as heat drying and air drying (moving air). The processing conditions for removing volatile species such as cleaning solvents may be the same as those disclosed, for example, in PCT Publication Nos. WO2008 / 016174 and WO2007 / 132294.
Stretching of dry film

乾燥膜を、少なくともTDに延伸する(「乾燥延伸」と呼ばれる)。乾燥延伸した乾燥膜は「延伸」膜と呼ばれる。乾燥延伸の前には、乾燥膜はMDの最初の大きさ(第1の乾燥長さ)およびTDの最初の大きさ(第1の乾燥幅)を有する。本明細書で用いる用語「第1の乾燥幅」は、乾燥延伸開始前における乾燥膜の横方向への大きさを指す。用語「第1の乾燥長さ」は、乾燥延伸開始前における乾燥膜の機械方向への大きさを指す。例えば、国際公開第2008/016174号に記載の種類のテンター延伸装置を用いることができる。   The dried film is stretched to at least TD (referred to as “dry stretching”). A dry film that has been stretched dry is referred to as a “stretched” film. Prior to dry stretching, the dry film has an initial size of MD (first dry length) and an initial size of TD (first dry width). As used herein, the term “first drying width” refers to the size of the dry film in the transverse direction before the start of dry stretching. The term “first dry length” refers to the size of the dry film in the machine direction before the start of dry stretching. For example, a tenter stretching apparatus of the type described in International Publication No. 2008/016174 can be used.

乾燥膜は、第1の乾燥幅から、約1.1〜約1.8の範囲の倍率(「TD乾燥延伸倍率」)で第1の乾燥幅より広い第2の乾燥幅へ、TDに延伸してもよい。所望により、乾燥延伸を使用する場合、乾燥膜は、第1の乾燥長さから、ある倍率(「MD乾燥延伸倍率」)で第1の乾燥長さより長い第2の乾燥長さへ、MDに延伸してもよい。延伸(希釈剤を含有した押出物をすでに延伸しているため再延伸とも呼ばれる)は、MDおよびTDに逐次または同時に行ってもよい。通常はTD熱収縮率はMD熱収縮率よりも電池の特性に与える影響が大きいため、通常はTD乾燥倍率の大きさはMD乾燥倍率の大きさを超えることはない。TD乾燥延伸を用いる場合、乾燥延伸は、MDおよびTDに同時、または逐次に行ってもよい。乾燥延伸が逐次の場合、通常はMD延伸を最初に行い、続いてTD延伸を行う。   The dry film is stretched from the first dry width to the TD to a second dry width wider than the first dry width at a magnification in the range of about 1.1 to about 1.8 (“TD dry draw ratio”). May be. If desired, when dry stretching is used, the dry film is converted from a first dry length to a second dry length that is longer than the first dry length at a certain magnification ("MD dry stretch ratio"). You may extend | stretch. Stretching (also called restretching because the extrudate containing the diluent has already been stretched) may be performed sequentially or simultaneously in MD and TD. Usually, the TD heat shrinkage rate has a larger influence on the battery characteristics than the MD heat shrinkage rate. Therefore, the size of the TD dry magnification does not normally exceed the size of the MD dry magnification. When TD dry stretching is used, dry stretching may be performed simultaneously or sequentially with MD and TD. When dry stretching is sequential, MD stretching is usually performed first, followed by TD stretching.

乾燥延伸は、通常は乾燥膜を例えばおよそTcd−30℃〜Tmの範囲といったTm以下の温度にさらしながら行う。膜が、ポリエチレンを含む第1および第3の層と、第1の層と第3の層の間に位置するポリプロピレンを含む第2の層とを有する多層膜である実施形態においては、延伸温度は、通常は、例えば約80℃〜約132℃、特に125℃〜132℃または128℃〜131℃といった、約70〜約135℃の範囲の温度にさらした膜で行う。   Dry stretching is usually performed while subjecting the dried film to temperatures below Tm, for example in the range of about Tcd-30 ° C. to Tm. In embodiments where the membrane is a multilayer membrane having first and third layers comprising polyethylene and a second layer comprising polypropylene located between the first and third layers, the stretching temperature Is usually performed on a film exposed to a temperature in the range of about 70 to about 135 ° C., for example about 80 ° C. to about 132 ° C., in particular 125 ° C. to 132 ° C. or 128 ° C. to 131 ° C.

ある実施形態においては、MDの乾燥延伸倍率は、例えば1.2〜1.4といった、約1.1〜約1.5の範囲であり、TDの乾燥延伸倍率は、例えば1.15〜1.25といった、約1.1〜約1.3の範囲であり、MD延伸を最初に行い、続いてTD方向への延伸を行う。   In some embodiments, the MD has a dry draw ratio in the range of about 1.1 to about 1.5, such as 1.2 to 1.4, and the TD has a dry draw ratio of, for example, 1.15 to 1. The range is from about 1.1 to about 1.3, such as .25, with MD stretching first followed by stretching in the TD direction.

延伸率は、延伸方向(MDまたはTD)に3%/秒以上であることが好ましく、この率は、MDおよびTD延伸について独立して選択してもよい。延伸率は、好ましくは5%/秒以上、より好ましくは10%/秒以上、例えば5%/秒〜25%/秒の範囲である。特に重要ではないが、延伸率の上限は、膜の破裂を防ぐために50%/秒であることが好ましい。
制御された膜幅の縮小
The stretching rate is preferably 3% / second or more in the stretching direction (MD or TD), and this rate may be independently selected for MD and TD stretching. The stretching rate is preferably 5% / second or more, more preferably 10% / second or more, for example, in the range of 5% / second to 25% / second. Although not particularly important, the upper limit of the stretching rate is preferably 50% / second in order to prevent the film from bursting.
Controlled film width reduction

乾燥延伸に続き、乾燥膜に、第2の乾燥幅から第3の幅への制御された幅の縮小を施すが、第3の乾燥幅は、第1の乾燥幅から第1の乾燥幅の約1.1〜約1.6倍、特に1.3〜1.5倍の範囲である。幅の縮小は、通常は、膜をTcd−30℃以上であるがTm未満である温度にさらしながら行う。例えば、幅の縮小中に、膜を、例えば約127℃〜約132℃、例えば約128℃〜約131℃といった、約70℃〜約135℃の範囲の温度にさらしてもよい。ある実施形態においては、膜幅の減少は、膜をTmよりも低い温度にさらしながら行う。特定の実施形態においては、第3の乾燥幅は、第1の乾燥幅の1.0〜約1.6倍、または1.2倍〜1.5倍の範囲である。   Subsequent to dry stretching, the dry film is subjected to controlled width reduction from the second dry width to the third width, the third dry width being from the first dry width to the first dry width. The range is about 1.1 to about 1.6 times, particularly 1.3 to 1.5 times. The reduction in width is usually performed while subjecting the film to a temperature above Tcd-30 ° C. but below Tm. For example, during width reduction, the membrane may be exposed to a temperature in the range of about 70 ° C. to about 135 ° C., such as about 127 ° C. to about 132 ° C., eg, about 128 ° C. to about 131 ° C. In some embodiments, the film width reduction is performed while subjecting the film to a temperature below Tm. In certain embodiments, the third drying width is in the range of 1.0 to about 1.6 times, or 1.2 to 1.5 times the first drying width.

制御された幅の縮小中に、TD延伸中に膜がさらされた温度以上の温度に膜をさらすと、最終膜の熱収縮への耐性がより高くなると考えられる。
任意の熱セット
It is believed that, during controlled width reduction, subjecting the film to a temperature above that at which the film was exposed during TD stretching will make the final film more resistant to thermal shrinkage.
Any heat set

所望により、希釈剤の除去後、例えば乾燥延伸の後、制御された幅の縮小の後、またはその両方の後、一回または複数回、膜を熱的に処理(熱セット)する。熱セットにより、結晶が安定化して膜中に均一なラメラ層が形成されると考えられる。ある実施形態においては、熱セットは、膜を、例えば約100℃〜約135℃、例えば約127℃〜約132℃、または約129℃〜約131℃の範囲の温度といった、TcdからTmの範囲の温度にさらしながら行われる。一般に、熱セットは、膜中に均一なラメラ層を形成するのに十分な時間、例えば1〜100秒の範囲の時間行う。ある実施形態においては、熱セットは、一般的な熱セット「熱固定」条件下で実施する。用語「熱固定」は、例えば熱セット中に膜の外周をテンタークリップで保持すること等によって膜の長さおよび幅をほぼ一定に維持しながら行う熱セットを指す。   Optionally, the film is thermally treated (heat set) one or more times after removal of the diluent, eg, after dry stretching, after controlled width reduction, or both. It is considered that the heat set stabilizes the crystals and forms a uniform lamellar layer in the film. In certain embodiments, the heat set causes the film to range from Tcd to Tm, such as a temperature in the range of about 100 ° C to about 135 ° C, such as in the range of about 127 ° C to about 132 ° C, or about 129 ° C to about 131 ° C. It is performed while exposed to the temperature of. Generally, the heat setting is performed for a time sufficient to form a uniform lamellar layer in the film, for example, in the range of 1 to 100 seconds. In some embodiments, the heat set is performed under typical heat set “heat set” conditions. The term “heat setting” refers to heat setting performed while maintaining the length and width of the membrane substantially constant, for example, by holding the outer periphery of the membrane with a tenter clip during heat setting.

所望により、熱セット工程の後にアニーリング処理を行ってもよい。アニーリングは、膜には荷重をかけない加熱処理であり、例えばベルトコンベアを備えた加熱室またはエアフローティング型(air-floating-type)加熱室等を用いて行ってもよい。アニーリングは、熱セットの後にテンターを緩めた状態で連続的に行ってもよい。アニーリング中、膜を、例えば約60℃〜およそTm−5℃の範囲といった、Tmまたはそれ以下の範囲の温度にさらしてもよい。アニーリングによって微多孔膜の透過性および強度が向上すると考えられる。   If desired, an annealing treatment may be performed after the heat setting step. Annealing is a heat treatment that does not apply a load to the film, and may be performed using, for example, a heating chamber equipped with a belt conveyor or an air-floating-type heating chamber. Annealing may be performed continuously with the tenter loosened after heat setting. During annealing, the membrane may be exposed to temperatures in the range of Tm or lower, such as in the range of about 60 ° C to about Tm-5 ° C. Annealing is thought to improve the permeability and strength of the microporous membrane.

任意である、熱ローラー処理、熱溶媒処理、架橋処理、親水性処理、およびコーティング処理を、例えばPCT公開第WO2008/016174号に記載されているように、所望により行ってもよい。   Optional hot roller treatment, hot solvent treatment, crosslinking treatment, hydrophilic treatment, and coating treatment may be performed as desired, for example, as described in PCT Publication No. WO 2008/016174.

所望により、熱セットの前、間、または後にアニーリング処理を行ってもよい。アニーリングは、膜には負荷をかけない加熱処理であり、例えば、ベルトコンベアを備えた加熱室またはエアフローティング型加熱室を用いて行ってもよい。アニーリングは、例えば熱セットの後にテンターを緩めた状態で連続的に行ってもよい。アニーリング中に膜がさらされる温度(アニーリング温度)は、例えば約126.9℃〜128.9℃の範囲であってもよい。アニーリングによって微多孔膜の熱収縮および強度が向上すると考えられる。   If desired, an annealing treatment may be performed before, during, or after heat setting. Annealing is a heat treatment that does not apply a load to the membrane, and may be performed using, for example, a heating chamber equipped with a belt conveyor or an air floating heating chamber. Annealing may be performed continuously with the tenter loosened after heat setting, for example. The temperature at which the film is exposed during annealing (annealing temperature) may be, for example, in the range of about 126.9 ° C. to 128.9 ° C. It is considered that the heat shrinkage and strength of the microporous membrane are improved by annealing.

任意である、熱ローラー処理、熱溶媒処理、架橋処理、親水性処理、およびコーティング処理を、例えばPCT公開第WO2008/016174号に記載されているように、所望により行ってもよい。
多層微多孔膜の特性
Optional hot roller treatment, hot solvent treatment, crosslinking treatment, hydrophilic treatment, and coating treatment may be performed as desired, for example, as described in PCT Publication No. WO 2008/016174.
Characteristics of multilayer microporous membrane

ある実施形態においては、膜は、多層微多孔膜である。膜の厚さは、通常は3μm以上の範囲である。例えば膜は、例えば約10μm〜約50μmといった、約5μm〜約200μmの範囲の厚さを有してもよい。膜の厚さは、例えば、縦方向に1cm間隔で10cmの幅にわたって接触式厚さ計(contact thickness meter)により測定することができ、次いで平均値を出して膜厚さを得ることができる。株式会社ミツトヨ製ライトマチック等の厚さ計が好適である。この方法は、後述の通り、熱圧縮後の厚さの変化を測定するのにも好適である。例えば光学的厚さ測定法等の、非接触式厚さ測定方法もまた好適である。   In certain embodiments, the membrane is a multilayer microporous membrane. The thickness of the film is usually in the range of 3 μm or more. For example, the membrane may have a thickness in the range of about 5 μm to about 200 μm, for example about 10 μm to about 50 μm. The thickness of the film can be measured, for example, with a contact thickness meter over the width of 10 cm at 1 cm intervals in the longitudinal direction, and then an average value can be obtained to obtain the film thickness. Thickness gauges such as Mitutoyo Corporation Lightmatic are suitable. As will be described later, this method is also suitable for measuring a change in thickness after thermal compression. Non-contact thickness measurement methods such as optical thickness measurement methods are also suitable.

所望により、膜は、以下の特性の1つまたは複数を有する。
A.空孔率
Optionally, the membrane has one or more of the following properties:
A. Porosity

ある実施形態においては、膜は、例えば約25%〜約80%、または30%〜60%の範囲といった、25%以上の空孔率を有する。膜の空孔率は、膜の実重量と、同じ組成の同等の非多孔膜(同じ長さ、幅、および厚さを有するという意味において同等)の重量とを比較することにより従来法で測定する。次に、以下の式を用いて空孔率を求める:空孔率%=100×(w2−w1)/w2。式中、「w1」は微多孔膜の実重量であり、「w2」は、同じ大きさおよび厚さを有する、同等の非多孔性膜の重量である。
B.正規化透気度
In some embodiments, the membrane has a porosity of 25% or greater, such as in the range of about 25% to about 80%, or 30% to 60%. Membrane porosity is measured by conventional methods by comparing the actual weight of the membrane with the weight of an equivalent non-porous membrane of the same composition (equivalent in the sense of having the same length, width, and thickness) To do. Next, a porosity is calculated | required using the following formula | equation: Porosity% = 100x (w2-w1) / w2. Where “w1” is the actual weight of the microporous membrane and “w2” is the weight of an equivalent non-porous membrane having the same size and thickness.
B. Normalized air permeability

ある実施形態においては、膜の正規化透気度(ガーレー値)は400秒/100cm/20μm以下である。正規化透気度は、JIS P8117に従って測定し、その結果を、A=20μm*(X)/Tの式を用いて、20μmの厚さを有する同等の膜の透気度値に正規化する。式中、Xは、実厚さTを有する膜の透気度の実測値であり、Aは、20μmの厚さを有する同等の膜の正規化透気度である。透気度値は、20μmのフィルム厚さに正規化するため、透気度値は「秒/100cm/20μm」の単位で表す。ある実施形態においては、正規化透気度は、20.0秒/100cm/20μm〜約400秒/100cm/20μm、または150秒/100cm/20μm〜250秒/100cm/20μmの範囲である。
C.正規化突刺強度
In some embodiments, a regular air permeability (Gurley value) of the film is less than 400 seconds / 100cm 3 / 20μm. Normalized air permeability is measured according to JIS P8117, and the result is normalized to the air permeability value of an equivalent membrane having a thickness of 20 μm using the formula A = 20 μm * (X) / T 1 To do. Where X is the measured value of the air permeability of the membrane having the actual thickness T 1 and A is the normalized air permeability of an equivalent membrane having a thickness of 20 μm. Air permeability value for normalizing the film thickness of 20 [mu] m, air permeability value is expressed in units of "seconds / 100 cm 3/20 [mu] m." In some embodiments, the regular air permeability is 20.0 sec / 100 cm 3/20 m to about 400 seconds / 100 cm 3/20 [mu] m or 150 seconds / 100cm 3 / 20μm~250 sec / 100 cm 3/20 [mu] m range, It is.
C. Normalized puncture strength

ある実施形態においては、膜は、例えば130mN/μm〜250mN/μmの範囲といった、130mN/μm以上の突刺強度を有する。突刺強度は、厚さTを有する微多孔膜を、末端が球面(曲率半径R:0.5mm)である直径1mmの針で2mm/秒の速度で突き刺した時に測定した最大荷重、と定義される。この突刺強度を、S=1μm*(S)/Tの式(式中、Sは突刺強度の実測値であり、Sは正規化突刺強度であり、Tは膜の平均厚さである)を用いて、1μmの膜厚さにおける値に正規化する。
D.引張強度
In some embodiments, the membrane has a puncture strength of 130 mN / μm or greater, such as in the range of 130 mN / μm to 250 mN / μm. Puncture strength is a microporous membrane having a thickness T 1, terminal (a radius of curvature R: 0.5 mm) spherical define the maximum load measured when piercing a diameter 1mm needle is at 2 mm / sec rate of a Is done. This puncture strength is expressed by an equation of S 2 = 1 μm * (S 1 ) / T 1 (where S 1 is an actual measurement value of puncture strength, S 2 is a normalized puncture strength, and T 1 is an average of the film) Is normalized to a value at a film thickness of 1 μm.
D. Tensile strength

ある実施形態においては、膜は、例えば58,000〜90,000kPaの範囲といった、55,000kPa以上のMD引張強度、および/または例えば75,000kPa〜110,000kPaの範囲といった、70,000kPa以上のTD引張強度を有する。引張強度は、ASTM D−882Aに従って、MDおよびTDにおいて測定する。
E.引張伸度≧100%
In some embodiments, the membrane has an MD tensile strength of 55,000 kPa or higher, such as in the range of 58,000 to 90,000 kPa, and / or 70,000 kPa or higher, such as in the range of 75,000 kPa to 110,000 kPa. Has TD tensile strength. Tensile strength is measured in MD and TD according to ASTM D-882A.
E. Tensile elongation ≧ 100%

引張伸度は、ASTM D−882Aに従って測定する。ある実施形態においては、膜のMDおよびTD引張伸度は、それぞれ例えば150%〜350%の範囲といった、150%以上である。別の実施形態においては、膜のMD引張伸度は、例えば150%〜250%の範囲であり、TD引張伸度は、例えば150%〜250%の範囲である。
F.シャットダウン温度
Tensile elongation is measured according to ASTM D-882A. In some embodiments, the MD and TD tensile elongation of the membrane is 150% or more, each in the range of, for example, 150% to 350%. In another embodiment, the membrane has an MD tensile elongation in the range of, for example, 150% to 250%, and a TD tensile elongation in the range of, for example, 150% to 250%.
F. Shutdown temperature

ある実施形態においては、膜は、例えば約132℃〜約138℃の範囲といった、140℃以下のシャットダウン温度を有する。微多孔膜のシャットダウン温度は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、PCT公開WO2007/052663に開示されている方法により測定する。この方法に従い、微多孔膜を上昇していく温度(5℃/分)にさらし、その間に膜の透気度を測定する。微多孔膜のシャットダウン温度は、微多孔膜の透気度(ガーレー値)が100,000秒/100cmの時の温度と定義される。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に従って測定する。
G.破膜温度
In certain embodiments, the membrane has a shutdown temperature of 140 ° C. or less, such as in the range of about 132 ° C. to about 138 ° C. The shutdown temperature of the microporous membrane is measured by the method disclosed in PCT Publication WO 2007/052663, which is incorporated herein by reference in its entirety. According to this method, the microporous membrane is exposed to a rising temperature (5 ° C./min), during which the air permeability of the membrane is measured. The shutdown temperature of the microporous membrane is defined as the temperature at which the air permeability (Gurley value) of the microporous membrane is 100,000 seconds / 100 cm 3 . The air permeability of the microporous membrane is measured according to JIS P8117 using an air permeability meter (Asahi Seiko Co., Ltd., EGO-1T).
G. Fracture temperature

ある実施形態においては、膜の破膜温度は、例えば171℃〜200℃、または172℃〜190℃の範囲といった、170℃以上である。破膜温度は次のようにして測定する。5cm×5cmの微多孔膜を、それぞれが直径12mmの円形の開口部を有するブロックで挟み、直径10mmの炭化タングステンの球を、円形の開口部内の微多孔膜上に置いた。次いで、膜を5℃/分の速度で上昇する温度にさらす。膜の破膜温度は、球が最初に膜を突き破る時の温度と定義される。膜のメルトダウン温度は、球が試料を完全に貫通する温度、すなわち試料が破壊する温度と定義される。   In some embodiments, the membrane breaking temperature is 170 ° C. or higher, such as in the range of 171 ° C. to 200 ° C., or 172 ° C. to 190 ° C. The film breaking temperature is measured as follows. A 5 cm × 5 cm microporous membrane was sandwiched between blocks each having a circular opening having a diameter of 12 mm, and a tungsten carbide sphere having a diameter of 10 mm was placed on the microporous membrane in the circular opening. The membrane is then exposed to increasing temperature at a rate of 5 ° C./min. The membrane breaking temperature is defined as the temperature at which the sphere first breaks through the membrane. The meltdown temperature of the membrane is defined as the temperature at which the sphere completely penetrates the sample, ie the temperature at which the sample breaks.

ある実施形態においては、破膜温度は180℃〜190℃の範囲である。膜は、望ましいほどに高い破膜温度を有するため、電気自動車およびハイブリッド電気自動車に動力を供給するために用いる電池等の高出力で大容量のリチウムイオン電池における電池用セパレータとして使用するのに好適である。
H.メルトダウン温度
In some embodiments, the membrane breaking temperature is in the range of 180 ° C to 190 ° C. Since the membrane has a desired high tear temperature, it is suitable for use as a battery separator in high-power, high-capacity lithium-ion batteries such as batteries used to power electric and hybrid electric vehicles. It is.
H. Meltdown temperature

メルトダウン温度は以下の手順で測定する:3mm×50mmの長方形の試料を、試料の長軸がTDと一直線になり、かつ短軸がMDと一直線になるように液体透過性微小層膜から切り出す。この試料を、チャック間距離10mmで、熱機械分析装置(TMA/SS6000 セイコーインスツル株式会社製)にセットする。すなわち、上部チャックから下部チャックまでの距離が10mmである。下部チャックを固定し、上部チャックで試料に19.6mNの荷重をかける。両チャックおよび試料を、加熱可能な管に封入する。30℃で開始し、管の内部の温度を5℃/分の速度で上昇させ、19.6mNの荷重下における試料の長さの変化を0.5秒間隔で測定し、温度の上昇とともに記録する。温度は200℃まで上昇させる。試料のメルトダウン温度は、試料が破壊する時の温度と定義され、通常は約145℃〜約200℃の範囲の温度である。ある実施形態においては、メルトダウン温度は、例えば180℃〜200℃、例えば185℃〜約195℃の範囲といった、180℃以上である。
I.約1%以下の少なくとも1つの平面方向への105℃における熱収縮率
The meltdown temperature is measured by the following procedure: A rectangular sample of 3 mm × 50 mm is cut out from the liquid-permeable microlayer membrane so that the long axis of the sample is aligned with TD and the short axis is aligned with MD. . This sample is set in a thermomechanical analyzer (TMA / SS6000 manufactured by Seiko Instruments Inc.) with a distance between chucks of 10 mm. That is, the distance from the upper chuck to the lower chuck is 10 mm. The lower chuck is fixed, and a load of 19.6 mN is applied to the sample with the upper chuck. Both chucks and sample are enclosed in a heatable tube. Starting at 30 ° C, increasing the temperature inside the tube at a rate of 5 ° C / min, measuring the change in sample length under a load of 19.6 mN at 0.5 second intervals and recording with increasing temperature To do. The temperature is raised to 200 ° C. The meltdown temperature of a sample is defined as the temperature at which the sample breaks, and is usually in the range of about 145 ° C to about 200 ° C. In some embodiments, the meltdown temperature is 180 ° C or higher, such as in the range of 180 ° C to 200 ° C, such as 185 ° C to about 195 ° C.
I. Thermal shrinkage at 105 ° C. in at least one plane direction of about 1% or less

ある実施形態においては、膜は、例えば0.5%以下、例えば0.1%〜0.25%の範囲といった、1%以下の少なくとも1つの平面方向(例えばMDまたはTD)への105℃における熱収縮を有する。MDおよびTDへの105℃における膜の収縮は、次のようにして測定する:(i)周囲温度における微多孔膜の試験片の大きさをMDおよびTDの両方について測定し、(ii)微多孔膜の試験片を、荷重をかけずに8時間105℃の温度にて平衡化させ、次いで(iii)膜の大きさをMDおよびTDの両方について測定する。MDおよびTDへの熱(すなわち「熱による」)収縮は、測定結果(i)を測定結果(ii)で割り、得られた商を百分率で表すことによって得ることができる。
J.130℃における熱収縮率
In certain embodiments, the membrane is at 105 ° C. in at least one planar direction (eg, MD or TD) of 1% or less, such as 0.5% or less, eg, in the range of 0.1% to 0.25%. Has heat shrinkage. The shrinkage of the membrane at 105 ° C. to MD and TD is measured as follows: (i) The microporous membrane specimen size at ambient temperature is measured for both MD and TD; The porous membrane specimens are allowed to equilibrate for 8 hours at a temperature of 105 ° C. without loading, and then (iii) the membrane size is measured for both MD and TD. Thermal (ie, “thermal”) shrinkage to MD and TD can be obtained by dividing measurement result (i) by measurement result (ii) and expressing the resulting quotient as a percentage.
J. et al. Thermal shrinkage at 130 ° C

ある実施形態においては、膜は、130℃において測定したTD熱収縮率が、例えば1%〜7.5%といった、8%以下である。130℃というのは、一般に充電中および放電中のリチウムイオン二次電池の作動温度範囲内であるが、この温度範囲の上端(シャットダウン)に近いため、例えば8%以下といった比較的低い熱収縮率の値は特に重要性を持ち得る。   In certain embodiments, the membrane has a TD heat shrinkage measured at 130 ° C. of 8% or less, such as 1% to 7.5%. The temperature of 130 ° C. is generally within the operating temperature range of the lithium ion secondary battery during charging and discharging, but is close to the upper end (shutdown) of this temperature range. The value of can be particularly important.

測定値は、105℃における熱収縮率の測定値とはわずかに異なるが、これは、膜のTDと平行である膜の端が、通常は電池内で固定され、特に膜のMDと平行である端の中心付近においてはTDへの拡大または縮小(収縮)を可能にする自由度が限られている、という事実を反映している。したがって、TDに沿って50mm、MDに沿って50mmの正方形の微多孔性フィルムの試料を、TDと平行である端を(テープ等により)フレームに固定して、MDに35mmでありTDに50mmである開放口を残し、フレームに設置する。次に、試料を取り付けたフレームを30分間130℃の温度で(オーブン等で)熱平衡状態で加熱し、次いで冷却する。一般に、TD熱収縮率によって、MDと平行であるフィルムの端が内側に(フレームの開口の中心に向かって)わずかに弓なりに曲がる。TDへの収縮率(パーセントで表す)は、加熱前の試料のTDの長さを加熱後の試料のTDの(フレーム内の)最短長さで割り100パーセントを掛けたものと等しい。
K.溶融状態における最大熱収縮率
The measured value is slightly different from the measured thermal shrinkage at 105 ° C., which means that the edge of the film, which is parallel to the TD of the film, is usually fixed in the cell, especially parallel to the MD of the film. Reflects the fact that there is a limited degree of freedom to allow expansion or reduction (shrinkage) to TD near the center of an edge. Therefore, a sample of a microporous film having a square shape of 50 mm along TD and 50 mm along MD is fixed to a frame (by tape or the like) with an end parallel to TD, and 35 mm in MD and 50 mm in TD. Leave the opening that is and install it on the frame. Next, the frame to which the sample is attached is heated for 30 minutes at a temperature of 130 ° C. (in an oven or the like) in a thermal equilibrium state and then cooled. In general, the TD heat shrinkage causes the end of the film parallel to the MD to bend inwardly (towards the center of the frame opening). Shrinkage to TD (expressed in percent) is equal to the TD length of the sample before heating divided by the shortest length (in frame) of the sample TD after heating multiplied by 100 percent.
K. Maximum heat shrinkage in the molten state

膜の平面方向への溶融状態における最大収縮率は以下の手順で測定する。   The maximum shrinkage in the molten state in the plane direction of the film is measured by the following procedure.

メルトダウン温度の測定において記載したTMA手順を用いて、135℃〜145℃の温度範囲で測定した試料の長さを記録する。膜が収縮し、膜が収縮するにつれてチャック間の距離が減少する。溶融状態における最大収縮率は、23℃で測定したチャック間の試料の長さ(L1:10mmに等しい)から通常は約135℃〜約145℃の範囲で測定した最小長さ(L2に等しい)を引きL1で割ったもの、すなわち[L1−L2]/L1*100%と定義される。TD最大収縮率を測定する場合、使用する3mm×50mmの長方形の試料を、微多孔膜が本プロセスで製造されると同時に、試料の長軸が微多孔膜の横方向と一直線になり、かつ短軸が機械方向と一直線になるように微多孔膜から切り出す。MD最大収縮率を測定する場合、使用する3mm×50mmの長方形の試料を、微多孔膜が本プロセスで製造されると同時に、試料の長軸が微多孔膜の機械方向と一直線になり、かつ短軸が横方向と一直線になるように微多孔膜から切り出す。   Record the length of the sample measured in the temperature range of 135 ° C. to 145 ° C. using the TMA procedure described in Measuring Melt Down Temperature. The membrane shrinks and the distance between chucks decreases as the membrane shrinks. Maximum shrinkage in the molten state is the minimum length (equal to L2) measured in the range of about 135 ° C to about 145 ° C, usually from the length of the sample between the chucks measured at 23 ° C (L1: equal to 10 mm) Is divided by L1, ie, [L1-L2] / L1 * 100%. When measuring the TD maximum shrinkage, a 3 mm × 50 mm rectangular sample to be used is prepared at the same time as the microporous membrane is produced by this process, and the long axis of the sample is aligned with the transverse direction of the microporous membrane, and Cut from the microporous membrane so that the short axis is aligned with the machine direction. When measuring the MD maximum shrinkage, a 3 mm × 50 mm rectangular sample to be used is manufactured at the same time as the microporous membrane is manufactured in this process, and the long axis of the sample is aligned with the machine direction of the microporous membrane, and Cut from the microporous membrane so that the minor axis is aligned with the transverse direction.

ある実施形態においては、溶融状態における膜の最大MD熱収縮率は、例えば1%〜25%または2%〜20%の範囲といった、25%以下または20%以下である。ある実施形態においては、溶融状態における膜の最大TD熱収縮率は、例えば1%〜10%または2%〜5.5%の範囲といった、11%以下または6%以下である。
電池
In some embodiments, the maximum MD heat shrinkage of the film in the molten state is 25% or less or 20% or less, such as in the range of 1% to 25% or 2% to 20%. In some embodiments, the maximum TD heat shrink rate of the film in the molten state is 11% or less, or 6% or less, such as in the range of 1% to 10% or 2% to 5.5%.
battery

本発明の微多孔膜は、例えばリチウムイオン一次電池および二次電池等における、電池用セパレータとして有用である。かかる電池は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、PCT公開WO2008/016174に記載されている。   The microporous membrane of the present invention is useful as a battery separator in, for example, lithium ion primary batteries and secondary batteries. Such a battery is described in PCT Publication WO 2008/016174, which is incorporated herein by reference in its entirety.

図1は、2枚の電池用セパレータを備える円筒型リチウムイオン二次電池の例を示す。本発明の微多孔膜は、このタイプの電池の電池用セパレータとして使用するのに好適である。この電池は、第1のセパレータ10と、第2のセパレータ11と、正極シート13と、負極シート12とを備えた巻回型電極アセンブリ1を有する。セパレータの厚さの縮尺は一定の比率ではなく、図示するために大きく拡大してある。巻回型電極アセンブリ1は、例えば、第2のセパレータ11が正極シート13の外側に配置され、第1のセパレータ10が正極シートの内側に配置されるようにして巻回されていてもよい。この例では、図2に示すように、第2のセパレータ11は巻回型電極アセンブリ1の内面側に配置されている。   FIG. 1 shows an example of a cylindrical lithium ion secondary battery provided with two battery separators. The microporous membrane of the present invention is suitable for use as a battery separator for this type of battery. The battery includes a wound electrode assembly 1 including a first separator 10, a second separator 11, a positive electrode sheet 13, and a negative electrode sheet 12. The scale of the thickness of the separator is not a fixed ratio, but is greatly enlarged for illustration. For example, the wound electrode assembly 1 may be wound such that the second separator 11 is disposed outside the positive electrode sheet 13 and the first separator 10 is disposed inside the positive electrode sheet. In this example, as shown in FIG. 2, the second separator 11 is disposed on the inner surface side of the wound electrode assembly 1.

この例では、図3に示すように、負極活物質層12bが集電体12aの両側に形成されており、正極活物質層13bが集電体13aの両側に形成されている。図2に示すように、負極シート12の端部に負極リード20が取り付けられ、正極シート13の端部に正極リード21が取り付けられている。負極リード20は電池蓋27に接続され、正極リード21は電池缶23に接続されている。   In this example, as shown in FIG. 3, the negative electrode active material layer 12b is formed on both sides of the current collector 12a, and the positive electrode active material layer 13b is formed on both sides of the current collector 13a. As shown in FIG. 2, the negative electrode lead 20 is attached to the end portion of the negative electrode sheet 12, and the positive electrode lead 21 is attached to the end portion of the positive electrode sheet 13. The negative electrode lead 20 is connected to the battery lid 27, and the positive electrode lead 21 is connected to the battery can 23.

円筒型の電池について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のセパレータは、例えば、積層された負極と正極の間に位置するセパレータと平行に交互に接続された負極(1つまたは複数)12および正極(3)13の積層プレートの形態の電極を含有する電池等の、角柱型電池における使用に好適である。   Although the cylindrical battery has been described, the present invention is not limited to this, and the separator of the present invention is, for example, a negative electrode that is alternately connected in parallel with a separator positioned between the stacked negative electrode and the positive electrode. Suitable for use in prismatic batteries, such as batteries containing electrodes in the form of laminated plates of (one or more) 12 and positive electrode (3) 13.

電池を組み立てる際、負極シート12、正極シート13、ならびに第1および第2のセパレータ10、11に電解液を含浸させて、セパレータ10、11を通過するイオンの移動を可能にする。含浸処理は、例えば電極アセンブリ1を室温で電解液に浸漬すること等により行うことができる。円筒型リチウムイオン二次電池は、底部に絶縁板22を有する電池缶23に巻回型電極アセンブリ1(図1参照)を挿入し、電池缶23に電解液を注入し、電極アセンブリ1を絶縁板22で覆い、ガスケット28を介して電池蓋(24、25、26、および27)を電池缶23にかしめることにより製造することができる。電池蓋は、負極端子として機能する。   When assembling the battery, the negative electrode sheet 12, the positive electrode sheet 13, and the first and second separators 10 and 11 are impregnated with an electrolytic solution, so that ions passing through the separators 10 and 11 can be moved. The impregnation treatment can be performed, for example, by immersing the electrode assembly 1 in an electrolytic solution at room temperature. In the cylindrical lithium ion secondary battery, the wound electrode assembly 1 (see FIG. 1) is inserted into a battery can 23 having an insulating plate 22 at the bottom, and an electrolyte is injected into the battery can 23 to insulate the electrode assembly 1. It can be manufactured by covering with the plate 22 and caulking the battery lids (24, 25, 26, and 27) to the battery can 23 via the gasket 28. The battery lid functions as a negative electrode terminal.

図3(図1の電池蓋、すなわち負極端子が右側にあるものとする)は、電池の温度が上昇するにつれての(セパレータ製造プロセスに関する)横方向への収縮傾向が少ないセパレータを用いることの利点を図示している。セパレータの役割の1つに、負極活物質層と正極活物質層との接触を防ぐことがある。有意な量のTD熱収縮があった場合、セパレータ10および11の薄い端が電池蓋から剥がれ(図3の左側に動く)、それにより負極活物質層と正極活物質層とが接触するようになり短絡が生じる。セパレータは、通常は200μm未満とかなり薄い場合があるため、負極活物質層と正極活物質層はかなり接近する場合がある。このため、電池が高温の時のセパレータのTD収縮量をわずかに減少させるだけで、内部短絡に対する電池の耐性を大幅に向上させることができる。よって、シャットダウンが近い温度でのセパレータの熱収縮特性は重要である。   FIG. 3 (assuming that the battery lid of FIG. 1, ie, the negative electrode terminal is on the right side) has the advantage of using a separator that has less tendency to shrink laterally (with respect to the separator manufacturing process) as the temperature of the battery increases. Is illustrated. One of the roles of the separator is to prevent contact between the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. When there is a significant amount of TD heat shrink, the thin ends of separators 10 and 11 are peeled away from the battery lid (moved to the left in FIG. 3) so that the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer are in contact. Short circuit occurs. Since the separator may be quite thin, usually less than 200 μm, the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer may be quite close to each other. For this reason, the resistance of the battery to an internal short circuit can be greatly improved by only slightly reducing the TD shrinkage of the separator when the battery is hot. Therefore, the thermal shrinkage characteristic of the separator at a temperature close to shutdown is important.

電池は、1つまたは複数の電気部品または電子部品からの電源として有用であり、かかる部品としては、例えば変圧器等を含む、抵抗器、コンデンサ、誘導器等の受動素子、電動機および発電機等の電動デバイス、ならびにダイオード、トランジスタ、および集積回路等の電子デバイスが挙げられる。これらの部品を、直列および/または並列電気回路にて電池に接続して電池システムを形成することができる。回路は、直接的または間接的に電池に接続してもよい。例えば、電池から流れる電気は、これらの部品の1つまたは複数の中で電気が消散または蓄積される前に、(例えば二次電池または燃料電池によって)電気化学的に、かつ/または(例えば発電機を動かしている電動機によって)電気機械的に変換することができる。電池システムは、例えば、電気自動車またはハイブリッド電気自動車を動かすための電源として用いることができる。一実施形態においては、電池は、電気自動車またはハイブリッド電気自動車に動力を供給するための電動機および/または発電機に電気的に接続されている。   Batteries are useful as a power source from one or more electrical or electronic components, such as passive elements such as resistors, capacitors, inductors, etc., including transformers, motors, generators, etc. And electronic devices such as diodes, transistors, and integrated circuits. These components can be connected to the battery in series and / or parallel electrical circuits to form a battery system. The circuit may be connected directly or indirectly to the battery. For example, the electricity flowing from the battery can be electrochemically (eg, by secondary or fuel cells) and / or (eg, generating electricity) before the electricity is dissipated or stored in one or more of these components. Can be converted electromechanically (by the electric motor moving the machine). The battery system can be used as a power source for driving an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, for example. In one embodiment, the battery is electrically connected to an electric motor and / or generator for powering the electric vehicle or hybrid electric vehicle.

本発明を、本発明の範囲を制限することを意図することなく、下記実施例を参照してより詳細に説明する。   The invention will now be described in more detail with reference to the following examples, without intending to limit the scope of the invention.

実施例1
(1)第1のポリオレフィン溶液の調製
(a)5.62×10のMw、4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂68.6重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂1.4重量%と、(c)1.1×10のMw、114J/gの融解熱、および5のMWDを有するポリプロピレン樹脂30重量%とをドライブレンドすることにより、第1のポリオレフィン組成物を調製する。パーセンテージは第1のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。
Example 1
(1) Preparation of the first polyolefin solution
(a) 68.6% by weight of a first polyethylene resin having a Mw of 5.62 × 10 5 and a MWD of 4.05; and (b) having a Mw of 1.95 × 10 6 and a MWD of 5.09. By dry blending 1.4% by weight of a second polyethylene resin and (c) 30% by weight of a polypropylene resin having a Mw of 1.1 × 10 6, a heat of fusion of 114 J / g, and an MWD of 5; A first polyolefin composition is prepared. The percentage is based on the weight of the first polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第1のポリオレフィン組成物30重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第1の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第1のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第1のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(2)第2のポリオレフィン溶液の調製
30% by weight of the resulting first polyolefin composition was filled into a first strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed to the twin screw extruder via a side feeder to make a first polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the first polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(2) Preparation of second polyolefin solution

上記と同様の方法で、(a)5.62×10 のMwおよび4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂82重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂18重量%とをドライブレンドすることにより、第2のポリオレフィン溶液を調製する。パーセンテージは、第2のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。
In a manner similar to that described above, (a) 82% by weight of a first polyethylene resin having Mw of 5.62 × 10 5 and MWD of 4.05; and (b) Mw of 1.95 × 10 6 and 5. A second polyolefin solution is prepared by dry blending with 18% by weight of a second polyethylene resin having a MWD of 09. The percentage is based on the weight of the second polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第2のポリオレフィン組成物25重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第2の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)75重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第2のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第2のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(3)膜の製造
25% by weight of the resulting second polyolefin composition was charged into a second strongly mixed 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.). % Is fed through a side feeder to a twin screw extruder to make a second polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the second polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(3) Production of membrane

第1および第2のポリオレフィン溶液を、それぞれの二軸スクリュー押出機から三層押出Tダイへと供給し、そこから押し出して第2のポリオレフィン溶液層/第1のポリオレフィン溶液層/第2のポリオレフィン溶液層の層厚さ比が45.3/9.4/45.3である層状押出物(積層物とも呼ぶ)を製造する。押出物を、20℃に制御された冷却ローラーに通しながら冷却させ、三層ゲル状シートの形態の押出物を製造する。ゲル状シートを、150秒間119.5℃の温度に加熱した後、119.5℃の温度(「二軸延伸温度」)にさらしながら、テンター延伸機で、750%/分の平均変形速度でMDおよびTDのそれぞれに5倍の倍率に(同時に)二軸延伸する。延伸したゲル状シートを120.0℃で18秒間熱処理する。延伸した三層ゲル状シートを、20cm×20cmのアルミニウムフレームに固定し、25℃に制御された塩化メチレン浴に3分間浸漬して流動パラフィンを除去し、室温で風乾させて乾燥膜を製造する。   First and second polyolefin solutions are fed from respective twin screw extruders to a three-layer extrusion T-die and extruded from there to produce a second polyolefin solution layer / first polyolefin solution layer / second polyolefin. A layered extrudate (also referred to as a laminate) having a solution layer thickness ratio of 45.3 / 9.4 / 45.3 is produced. The extrudate is cooled while passing through a cooling roller controlled at 20 ° C. to produce an extrudate in the form of a three-layer gel sheet. The gel-like sheet is heated to a temperature of 119.5 ° C. for 150 seconds and then exposed to a temperature of 119.5 ° C. (“biaxial stretching temperature”), with a tenter stretching machine at an average deformation rate of 750% / min. Each of MD and TD is biaxially stretched (simultaneously) at a magnification of 5 times. The stretched gel-like sheet is heat-treated at 120.0 ° C. for 18 seconds. The stretched three-layer gel sheet is fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath controlled at 25 ° C. for 3 minutes to remove liquid paraffin, and air-dried at room temperature to produce a dry film. .

乾燥延伸の前には、乾燥膜は、最初の乾燥長さ(MD)および最初の乾燥幅(TD)を有する。乾燥膜を、129.5℃の温度にさらしながら1.6倍の倍率にTDに乾燥延伸し、第2の乾燥幅を得る。膜の長さ(MD)は、TD乾燥延伸中、最初の乾燥長さとほぼ等しいままである。TD乾燥延伸に続いて、膜を、129.5℃の温度(「幅縮小温度」)にさらしながら、第2の乾燥幅から1.4倍の最終倍率への制御された幅の縮小(TD)にかける。最終倍率は、乾燥延伸の開始時における最初の膜の幅が基準である。膜の長さ(MD)は、幅の縮小中、第2の乾燥長さとほぼ等しいままである。膜はバッチ延伸機に固定されたままであるが、次いでこの膜を、10分間129.5℃の温度(「熱セット温度」)にさらしながら熱セットし、最終多層微多孔膜を製造する。次いで乾燥膜を乾燥延伸する。
実施例2
(1)第1のポリオレフィン溶液の調製
Prior to dry stretching, the dry film has an initial dry length (MD) and an initial dry width (TD). The dried film is dried and stretched to TD at a magnification of 1.6 times while being exposed to a temperature of 129.5 ° C. to obtain a second drying width. The film length (MD) remains approximately equal to the initial dry length during TD dry stretching. Following TD dry stretching, controlled width reduction (TD) from the second dry width to a final magnification of 1.4 times while exposing the membrane to a temperature of 129.5 ° C. (“width reduction temperature”). ). The final magnification is based on the width of the first film at the start of dry stretching. The membrane length (MD) remains approximately equal to the second dry length during width reduction. The membrane remains fixed to the batch stretcher, but the membrane is then heat set while exposed to a temperature of 129.5 ° C. (“heat set temperature”) for 10 minutes to produce the final multilayer microporous membrane. Next, the dried film is stretched by drying.
Example 2
(1) Preparation of the first polyolefin solution

(a)5.62×10のMw、4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂68.6重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂1.4重量%と、(c)1.1×10のMw、114J/gの融解熱、および5のMWDを有するポリプロピレン樹脂30重量%とをドライブレンドすることにより、第1のポリオレフィン組成物を調製する。パーセンテージは第1のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。 (a) 68.6% by weight of a first polyethylene resin having a Mw of 5.62 × 10 5 and a MWD of 4.05; and (b) having a Mw of 1.95 × 10 6 and a MWD of 5.09. By dry blending 1.4% by weight of a second polyethylene resin and (c) 30% by weight of a polypropylene resin having a Mw of 1.1 × 10 6, a heat of fusion of 114 J / g, and an MWD of 5; A first polyolefin composition is prepared. The percentage is based on the weight of the first polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第1のポリオレフィン組成物30重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第1の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第1のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第1のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(2)第2のポリオレフィン溶液の調製
30% by weight of the resulting first polyolefin composition was filled into a first strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed to the twin screw extruder via a side feeder to make a first polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the first polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(2) Preparation of second polyolefin solution

上記と同様の方法で、(a)5.62×10のMwおよび4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂98重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂2重量%とをドライブレンドすることにより、第2のポリオレフィン溶液を調製する。パーセンテージは、第2のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。 In the same manner as above, (a) 98% by weight of a first polyethylene resin having Mw of 5.62 × 10 5 and MWD of 4.05; and (b) Mw of 1.95 × 10 6 and 5. A second polyolefin solution is prepared by dry blending with 2% by weight of a second polyethylene resin having a MWD of 09. The percentage is based on the weight of the second polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第2のポリオレフィン組成物30重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第2の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第2のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第2のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(3)膜の製造
30% by weight of the resulting second polyolefin composition was loaded into a second strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed through a side feeder to a twin screw extruder to make a second polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the second polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(3) Production of membrane

第1および第2のポリオレフィン溶液を、それぞれの二軸スクリュー押出機から三層押出Tダイへと供給し、そこから押し出して第2のポリオレフィン溶液層/第1のポリオレフィン溶液層/第2のポリオレフィン溶液層の層厚さ比が45.5/9.0/45.5である層状押出物(積層物とも呼ぶ)を製造する。押出物を、20℃に制御された冷却ローラーに通しながら冷却させ、三層ゲル状シートの形態の押出物を製造する。ゲル状シートを、150秒間119.3℃の温度に加熱した後、119.3℃の温度(「二軸延伸温度」)にさらしながら、テンター延伸機で、710%/分の平均変形速度でMDおよびTDのそれぞれに5倍の倍率に(同時に)二軸延伸する。延伸したゲル状シートを95.0℃で18秒間熱処理する。延伸した三層ゲル状シートを、20cm×20cmのアルミニウムフレームに固定し、25℃に制御された塩化メチレン浴に3分間浸漬して流動パラフィンを除去し、室温で風乾させて乾燥膜を製造する。   First and second polyolefin solutions are fed from respective twin screw extruders to a three-layer extrusion T-die and extruded from there to produce a second polyolefin solution layer / first polyolefin solution layer / second polyolefin. A layered extrudate (also referred to as a laminate) having a solution layer thickness ratio of 45.5 / 9.0 / 45.5 is produced. The extrudate is cooled while passing through a cooling roller controlled at 20 ° C. to produce an extrudate in the form of a three-layer gel sheet. The gel-like sheet was heated to a temperature of 119.3 ° C. for 150 seconds and then exposed to a temperature of 119.3 ° C. (“biaxial stretching temperature”), with a tenter stretching machine at an average deformation rate of 710% / min. Each of MD and TD is biaxially stretched (simultaneously) at a magnification of 5 times. The stretched gel-like sheet is heat-treated at 95.0 ° C. for 18 seconds. The stretched three-layer gel sheet is fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath controlled at 25 ° C. for 3 minutes to remove liquid paraffin, and air-dried at room temperature to produce a dry film. .

乾燥延伸の前には、乾燥膜は、最初の乾燥長さ(MD)および最初の乾燥幅(TD)を有する。乾燥膜を、129.0℃の温度にさらしながら1.5倍の倍率にTDに乾燥延伸し、第2の乾燥幅を得る。膜の長さ(MD)は、TD乾燥延伸中、最初の乾燥長さとほぼ等しいままである。TD乾燥延伸に続いて、膜を、129.0℃の温度(「幅縮小温度」)にさらしながら、第2の乾燥幅から1.3倍の最終倍率への制御された幅の縮小(TD)にかける。最終倍率は、乾燥延伸の開始時における最初の膜の幅が基準である。膜の長さ(MD)は、幅の縮小中、第2の乾燥長さとほぼ等しいままである。膜はバッチ延伸機に固定されたままであるが、次いでこの膜を、10分間129.0℃の温度(「熱セット温度」)にさらしながら熱セットし、最終多層微多孔膜を製造する。次いで乾燥膜を乾燥延伸する。
比較例1
(1)第1のポリオレフィン溶液の調製
Prior to dry stretching, the dry film has an initial dry length (MD) and an initial dry width (TD). The dried film is dried and stretched to TD at a magnification of 1.5 times while being exposed to a temperature of 129.0 ° C. to obtain a second dry width. The film length (MD) remains approximately equal to the initial dry length during TD dry stretching. Following TD dry stretching, controlled width reduction (TD) from the second dry width to a final magnification of 1.3 times while exposing the membrane to a temperature of 129.0 ° C. (“width reduction temperature”). ). The final magnification is based on the width of the first film at the start of dry stretching. The membrane length (MD) remains approximately equal to the second dry length during width reduction. The membrane remains fixed in the batch stretcher, but the membrane is then heat set while exposed to a temperature of 129.0 ° C. (“heat set temperature”) for 10 minutes to produce the final multilayer microporous membrane. Next, the dried film is stretched by drying.
Comparative Example 1
(1) Preparation of the first polyolefin solution

(a)5.62×10のMw、4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂68.6重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂1.4重量%と、(c)1.1×10のMw、114J/gの融解熱、および5のMWDを有するポリプロピレン樹脂30重量%とをドライブレンドすることにより、第1のポリオレフィン組成物を調製する。パーセンテージは第1のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。 (a) 68.6% by weight of a first polyethylene resin having a Mw of 5.62 × 10 5 and a MWD of 4.05; and (b) having a Mw of 1.95 × 10 6 and a MWD of 5.09. By dry blending 1.4% by weight of a second polyethylene resin and (c) 30% by weight of a polypropylene resin having a Mw of 1.1 × 10 6, a heat of fusion of 114 J / g, and an MWD of 5; A first polyolefin composition is prepared. The percentage is based on the weight of the first polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第1のポリオレフィン組成物30重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第1の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第1のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第1のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(2)第2のポリオレフィン溶液の調製
30% by weight of the resulting first polyolefin composition was filled into a first strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed to the twin screw extruder via a side feeder to make a first polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the first polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(2) Preparation of second polyolefin solution

上記と同様の方法で、(a)5.62×10 のMwおよび4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂82重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂18重量%とをドライブレンドすることにより、第2のポリオレフィン溶液を調製する。パーセンテージは、第2のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。
In a manner similar to that described above, (a) 82% by weight of a first polyethylene resin having Mw of 5.62 × 10 5 and MWD of 4.05; and (b) Mw of 1.95 × 10 6 and 5. A second polyolefin solution is prepared by dry blending with 18% by weight of a second polyethylene resin having a MWD of 09. The percentage is based on the weight of the second polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第2のポリオレフィン組成物25重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第2の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)75重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第2のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第2のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(3)膜の製造
25% by weight of the resulting second polyolefin composition was charged into a second strongly mixed 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.). % Is fed through a side feeder to a twin screw extruder to make a second polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the second polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(3) Production of membrane

第1および第2のポリオレフィン溶液を、それぞれの二軸スクリュー押出機から三層押出Tダイへと供給し、そこから押し出して第2のポリオレフィン溶液層/第1のポリオレフィン溶液層/第2のポリオレフィン溶液層の層厚さ比が45.8/8.4/45.8である層状押出物(積層物とも呼ぶ)を製造する。押出物を、20℃に制御された冷却ローラーに通しながら冷却させ、三層ゲル状シートの形態の押出物を製造する。ゲル状シートを、120秒間117.0℃の温度に加熱した後、117.0℃の温度(「二軸延伸温度」)にさらしながら、テンター延伸機で、940%/分の変形速度でMDおよびTDのそれぞれに5倍の倍率に(同時に)二軸延伸する。延伸したゲル状シートを95.0℃で15秒間熱処理する。延伸した三層ゲル状シートを、20cm×20cmのアルミニウムフレームに固定し、25℃に制御された塩化メチレン浴に3分間浸漬して流動パラフィンを除去し、室温で風乾させて乾燥膜を製造する。   First and second polyolefin solutions are fed from respective twin screw extruders to a three-layer extrusion T-die and extruded from there to produce a second polyolefin solution layer / first polyolefin solution layer / second polyolefin. A layered extrudate (also referred to as a laminate) having a solution layer thickness ratio of 45.8 / 8.4 / 45.8 is produced. The extrudate is cooled while passing through a cooling roller controlled at 20 ° C. to produce an extrudate in the form of a three-layer gel sheet. The gel-like sheet was heated to a temperature of 117.0 ° C. for 120 seconds, and then exposed to a temperature of 117.0 ° C. (“biaxial stretching temperature”), with a tenter stretching machine at a deformation rate of 940% / min. And TD are biaxially stretched (simultaneously) to a magnification of 5 times. The stretched gel-like sheet is heat-treated at 95.0 ° C. for 15 seconds. The stretched three-layer gel sheet is fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath controlled at 25 ° C. for 3 minutes to remove liquid paraffin, and air-dried at room temperature to produce a dry film. .

乾燥延伸の前には、乾燥膜は、最初の乾燥長さ(MD)および最初の乾燥幅(TD)を有する。乾燥膜を、128.7℃の温度にさらしながら1.6倍の倍率にTDに乾燥延伸し、第2の乾燥幅を得る。膜の長さ(MD)は、TD乾燥延伸中、最初の乾燥長さとほぼ等しいままである。TD乾燥延伸に続いて、膜を、128.7℃の温度(「幅縮小温度」)にさらしながら、第2の乾燥幅から1.4倍の最終倍率への制御された幅の縮小(TD)にかける。最終倍率は、乾燥延伸の開始時における最初の膜の幅が基準である。膜の長さ(MD)は、幅の縮小中、第2の乾燥長さとほぼ等しいままである。膜はバッチ延伸機に固定されたままであるが、次いでこの膜を、10分間128.7℃の温度(「熱処理温度」)にさらしながら熱処理し、最終多層微多孔膜を製造する。次いで乾燥膜を乾燥延伸する。
比較例2
(1)第1のポリオレフィン溶液の調製
Prior to dry stretching, the dry film has an initial dry length (MD) and an initial dry width (TD). The dried film is dried and stretched to TD at a magnification of 1.6 times while being exposed to a temperature of 128.7 ° C. to obtain a second dry width. The film length (MD) remains approximately equal to the initial dry length during TD dry stretching. Following TD dry stretching, the film is subjected to a temperature of 128.7 ° C. (“width reduction temperature”) while a controlled width reduction (TD) from the second drying width to a final magnification of 1.4 times. ). The final magnification is based on the width of the first film at the start of dry stretching. The membrane length (MD) remains approximately equal to the second dry length during width reduction. Although the membrane remains fixed in the batch stretcher, the membrane is then heat treated for 10 minutes while exposed to a temperature of 128.7 ° C. (“heat treatment temperature”) to produce the final multilayer microporous membrane. Next, the dried film is stretched by drying.
Comparative Example 2
(1) Preparation of the first polyolefin solution

(a)5.62×10のMw、4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂68.6重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂1.4重量%と、(c)1.1×10のMw、114J/gの融解熱、および5のMWDを有するポリプロピレン樹脂30重量%とをドライブレンドすることにより、第1のポリオレフィン組成物を調製する。パーセンテージは第1のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。 (a) 68.6% by weight of a first polyethylene resin having a Mw of 5.62 × 10 5 and a MWD of 4.05; and (b) having a Mw of 1.95 × 10 6 and a MWD of 5.09. By dry blending 1.4% by weight of a second polyethylene resin and (c) 30% by weight of a polypropylene resin having a Mw of 1.1 × 10 6, a heat of fusion of 114 J / g, and an MWD of 5; A first polyolefin composition is prepared. The percentage is based on the weight of the first polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第1のポリオレフィン組成物30重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第1の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第1のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第1のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(2)第2のポリオレフィン溶液の調製
30% by weight of the resulting first polyolefin composition was filled into a first strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed to the twin screw extruder via a side feeder to make a first polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the first polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(2) Preparation of second polyolefin solution

上記と同様の方法で、(a)5.62×10のMwおよび4.05のMWDを有する第1のポリエチレン樹脂82重量%と、(b)1.95×10のMwおよび5.09のMWDを有する第2のポリエチレン樹脂18重量%とをドライブレンドすることにより、第2のポリオレフィン溶液を調製する。パーセンテージは、第2のポリオレフィン組成物の重量が基準である。組成物中の第1のポリエチレン樹脂は、135℃のTmおよび100℃のTcdを有する。 In the same manner as above, (a) 82% by weight of a first polyethylene resin having Mw of 5.62 × 10 5 and MWD of 4.05; and (b) Mw of 1.95 × 10 6 and 5. A second polyolefin solution is prepared by dry blending with 18% by weight of a second polyethylene resin having a MWD of 09. The percentage is based on the weight of the second polyolefin composition. The first polyethylene resin in the composition has a Tm of 135 ° C and a Tcd of 100 ° C.

得られた第2のポリオレフィン組成物25重量%を、58mmの内径および42のL/Dを有する第2の強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70重量%を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、第2のポリオレフィン溶液を作成する。重量パーセントは第2のポリオレフィン溶液の重量が基準である。溶融ブレンドは210℃および200rpmにて行う。
(3)膜の製造
25% by weight of the resulting second polyolefin composition was charged into a second strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.). % Is fed through a side feeder to a twin screw extruder to make a second polyolefin solution. The weight percent is based on the weight of the second polyolefin solution. The melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm.
(3) Production of membrane

第1および第2のポリオレフィン溶液を、それぞれの二軸スクリュー押出機から三層押出Tダイへと供給し、そこから押し出して第2のポリオレフィン溶液層/第1のポリオレフィン溶液層/第2のポリオレフィン溶液層の層厚さ比が45.3/9.4/45.3である層状押出物(積層物とも呼ぶ)を製造する。押出物を、20℃に制御された冷却ローラーに通しながら冷却させ、三層ゲル状シートの形態の押出物を製造する。ゲル状シートを、129秒間115.5℃の温度に加熱した後、115.5℃の温度(「二軸延伸温度」)にさらしながら、テンター延伸機で、880%/分の変形速度でMDおよびTDのそれぞれに5倍の倍率に(同時に)二軸延伸する。延伸したゲル状シートを95.0℃で16秒間熱処理する。延伸した三層ゲル状シートを、20cm×20cmのアルミニウムフレームに固定し、25℃に制御された塩化メチレン浴に3分間浸漬して流動パラフィンを除去し、室温で風乾させて乾燥膜を製造する。   First and second polyolefin solutions are fed from respective twin screw extruders to a three-layer extrusion T-die and extruded from there to produce a second polyolefin solution layer / first polyolefin solution layer / second polyolefin. A layered extrudate (also referred to as a laminate) having a solution layer thickness ratio of 45.3 / 9.4 / 45.3 is produced. The extrudate is cooled while passing through a cooling roller controlled at 20 ° C. to produce an extrudate in the form of a three-layer gel sheet. The gel-like sheet was heated to a temperature of 115.5 ° C. for 129 seconds, and then exposed to a temperature of 115.5 ° C. (“biaxial stretching temperature”), with a tenter stretching machine at a deformation rate of 880% / min. And TD are biaxially stretched (simultaneously) to a magnification of 5 times. The stretched gel sheet is heat-treated at 95.0 ° C. for 16 seconds. The stretched three-layer gel sheet is fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath controlled at 25 ° C. for 3 minutes to remove liquid paraffin, and air-dried at room temperature to produce a dry film. .

乾燥延伸の前には、乾燥膜は、最初の乾燥長さ(MD)および最初の乾燥幅(TD)を有する。乾燥膜を、127.3℃の温度にさらしながら1.6倍の倍率にTDに乾燥延伸し、第2の乾燥幅を得る。膜の長さ(MD)は、TD乾燥延伸中、最初の乾燥長さとほぼ等しいままである。TD乾燥延伸に続いて、膜を、127.3℃の温度(「幅縮小温度」)にさらしながら、第2の乾燥幅から1.3倍の最終倍率への制御された幅の縮小(TD)にかける。最終倍率は、乾燥延伸の開始時における最初の膜の幅が基準である。膜の長さ(MD)は、幅の縮小中、第2の乾燥長さとほぼ等しいままである。膜はバッチ延伸機に固定されたままであるが、次いでこの膜を、10分間127.3℃の温度(「熱セット温度」)にさらしながら熱セットし、最終多層微多孔膜を製造する。次いで乾燥膜を乾燥延伸する。
比較例3
(1)第1のポリオレフィン溶液の調製
Prior to dry stretching, the dry film has an initial dry length (MD) and an initial dry width (TD). The dried film is dried and stretched to TD at a magnification of 1.6 times while being exposed to a temperature of 127.3 ° C. to obtain a second dry width. The film length (MD) remains approximately equal to the initial dry length during TD dry stretching. Following TD dry stretching, controlled width reduction (TD) from the second dry width to a final magnification of 1.3 times while exposing the membrane to a temperature of 127.3 ° C. (“width reduction temperature”). ). The final magnification is based on the width of the first film at the start of dry stretching. The membrane length (MD) remains approximately equal to the second dry length during width reduction. The membrane remains fixed to the batch stretcher, but the membrane is then heat set while exposed to a temperature of 127.3 ° C. (“heat set temperature”) for 10 minutes to produce the final multilayer microporous membrane. Next, the dried film is stretched by drying.
Comparative Example 3
(1) Preparation of the first polyolefin solution

(a)5.6×10のMwおよび4.05のMw/Mnを有する第1のポリエチレン82%、(b)1.9×10のMwおよび5.09のMw/Mnを有する第2のポリエチレン18%を含む第1のポリオレフィン組成物を、ドライブレンドにより調製する。組成物中のポリエチレン樹脂は、135℃の融点および100℃の結晶分散温度を有する。 (a) 82% first polyethylene with Mw of 5.6 × 10 5 and Mw / Mn of 4.05, (b) No. 1 with Mw of 1.9 × 10 6 and Mw / Mn of 5.09 A first polyolefin composition comprising 18% polyethylene of 2 is prepared by dry blending. The polyethylene resin in the composition has a melting point of 135 ° C and a crystal dispersion temperature of 100 ° C.

得られた第1のポリオレフィン組成物25重量部を、58mmの内径および42のL/Dを有する強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)65質量部を、サイドフィーダーを介して二軸スクリュー押出機に供給して、ポリオレフィン溶液を作成する。溶融ブレンドを210℃および200rpmにて行って第1のポリオレフィン溶液を調製する。
(2)第2のポリオレフィン溶液の調製
25 parts by weight of the obtained first polyolefin composition was charged into a strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 65 parts by mass of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.) A polyolefin solution is prepared by feeding to a twin screw extruder through a side feeder. Melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm to prepare a first polyolefin solution.
(2) Preparation of second polyolefin solution

第2のポリオレフィン溶液を、以下のことを除いて上記と同様の方法で調製する。第2のポリオレフィン組成物の重量で、(a)63.7%の、5.6×10のMwおよび4.05のMw/Mnを有する第1のポリエチレン、(b)1.3%の、1.9×10および5.09のMw/Mnを有する第2のポリエチレン、ならびに(c)35%の、1.6×10のMw、5.2のMw/Mn、および114.0J/gのΔHmを有するポリプロピレン樹脂を含む第2のポリオレフィン組成物を、ドライブレンドにより調製する。組成物中のポリエチレン樹脂は、135℃の融点および100℃の結晶分散温度を有する。得られた第2のポリオレフィン組成物30重量部を、58mmの内径および42のL/Dを有する強混合型二軸スクリュー押出機内に充填し、流動パラフィン(40℃で50cst)70質量部を、サイドフィーダー溶融ブレンドを210℃および200rpmにて行って第2のポリオレフィン溶液を調製する。
(3)膜の製造
A second polyolefin solution is prepared in the same manner as described above except for the following. By weight of the second polyolefin composition, (a) 63.7% of a first polyethylene having 5.6 × 10 5 Mw and 4.05 Mw / Mn, (b) 1.3% A second polyethylene having Mw / Mn of 1.9 × 10 6 and 5.09, and (c) 35% of 1.6 × 10 6 Mw, 5.2 Mw / Mn, and 114. A second polyolefin composition comprising a polypropylene resin having a ΔHm of 0 J / g is prepared by dry blending. The polyethylene resin in the composition has a melting point of 135 ° C and a crystal dispersion temperature of 100 ° C. 30 parts by weight of the obtained second polyolefin composition was charged into a strongly mixed twin screw extruder having an inner diameter of 58 mm and an L / D of 42, and 70 parts by weight of liquid paraffin (50 cst at 40 ° C.) Side feeder melt blending is performed at 210 ° C. and 200 rpm to prepare a second polyolefin solution.
(3) Production of membrane

第1および第2のポリオレフィン溶液を、それぞれの二軸スクリュー押出機から三層押出Tダイへと供給し、そこから押し出して第1のポリオレフィン溶液層/第2のポリオレフィン溶液層/第1のポリオレフィン溶液層の層厚さ比が46.45/7.1/46.45である押出物(積層物とも呼ぶ)を形成する。押出物を20℃に制御された冷却ローラーに通しながら冷却し、三層ゲル状シートを形成し、これを、テンター延伸機で、機械(縦)および横方向の両方に5倍の倍率に119.3℃にて同時二軸延伸する。延伸した三層ゲル状シートを、20cm×20cmのアルミニウムフレームに固定し、25℃に制御された塩化メチレン浴に浸漬して3分間の100rpmの振動で流動パラフィンを除去し、室温の気流で乾燥させる。乾燥膜を、127.3℃の温度にさらしながら、バッチ延伸機で横方向(TD)に1.5倍の倍率に再延伸した後、同じ温度で1.3倍のTD倍率に緩和する(テンタークリップはより狭い幅に再調整)(倍率は、再延伸前の乾燥延伸前の膜の幅(TD)が基準)。再延伸した膜はバッチ延伸機に固定されたままであるが、これを127.3℃で10分間熱セットして三層微多孔膜を製造する。   The first and second polyolefin solutions are fed from their respective twin screw extruders to a three-layer extrusion T-die and extruded from there for the first polyolefin solution layer / second polyolefin solution layer / first polyolefin An extrudate (also referred to as a laminate) having a layer thickness ratio of the solution layer of 46.45 / 7.1 / 46.45 is formed. The extrudate is cooled while passing through a cooling roller controlled at 20 ° C. to form a three-layer gel-like sheet, and this is 119 at a magnification of 5 times in both the machine (longitudinal) and transverse directions with a tenter stretching machine. Simultaneous biaxial stretching at 3 ° C. The stretched three-layer gel-like sheet is fixed to a 20 cm × 20 cm aluminum frame, immersed in a methylene chloride bath controlled at 25 ° C., and liquid paraffin is removed by vibration at 100 rpm for 3 minutes, followed by drying at room temperature. Let The dried film was re-stretched in the transverse direction (TD) at a magnification of 1.5 times while being exposed to a temperature of 127.3 ° C., and then relaxed to a TD magnification of 1.3 times at the same temperature ( The tenter clip is readjusted to a narrower width) (the magnification is based on the width (TD) of the film before dry stretching before re-stretching). The restretched membrane remains fixed on the batch stretcher, but this is heat set at 127.3 ° C. for 10 minutes to produce a three-layer microporous membrane.

多層微多孔膜の実施例および比較例の組成および処理条件を、表1に示す。実施例および比較例の多層微多孔膜の特性を、表2に示す。

Figure 0005661101


Figure 0005661101

Table 1 shows the compositions and treatment conditions of Examples and Comparative Examples of multilayer microporous membranes. Table 2 shows the characteristics of the multilayer microporous membranes of Examples and Comparative Examples.
Figure 0005661101


Figure 0005661101

表2から、実施例1および2の微多孔膜は、9.5%以下の130℃における熱収縮率、特に9.5%以下の130℃におけるTD熱収縮率等のバランスの良い重要な特性を示していることがわかる。比較例1および2の膜と比較すると、本発明の実施例1および2は、130℃および溶融状態において熱収縮率を改善させながらも良好な105℃の熱収縮率を維持している。一方比較例3は、溶融状態において熱収縮率が小さく105℃の熱収縮率は良好であるが、130℃における特性は比較的劣っている。実施例1および2は、透過度および突刺等の他の特性を維持しながらも比較例では達成されない条件の範囲で熱収縮特性を実現する膜を提供している。   From Table 2, the microporous membranes of Examples 1 and 2 have important characteristics with good balance such as a heat shrinkage rate at 130 ° C. of 9.5% or less, particularly a TD heat shrinkage rate at 130 ° C. of 9.5% or less. It can be seen that Compared to the films of Comparative Examples 1 and 2, Examples 1 and 2 of the present invention maintain a good heat shrinkage of 105 ° C. while improving the heat shrinkage at 130 ° C. and in the molten state. On the other hand, Comparative Example 3 has a small heat shrinkage rate in the molten state and a good heat shrinkage rate of 105 ° C., but the properties at 130 ° C. are relatively poor. Examples 1 and 2 provide membranes that achieve heat shrink properties in a range of conditions that are not achieved in the comparative example while maintaining other properties such as permeability and piercing.

バランスの良い特性を有する本発明の多層微多孔膜、およびかかる多層微多孔膜の電池用セパレータとしての使用により、優れた安全性、耐熱性、保持特性、および生産性を有する電池が提供される。   The multilayer microporous membrane of the present invention having well-balanced characteristics and the use of such multilayer microporous membrane as a battery separator provide a battery having excellent safety, heat resistance, holding characteristics, and productivity. .

優先権書類を含む、本明細書で引用した全ての特許、試験手順、およびその他の文献は、参照により、かかる開示が本発明に矛盾しない範囲で完全に組み込まれ、またかかる組込みが許容される全ての権限について、完全に組み込まれる。   All patents, test procedures, and other references cited herein, including priority documents, are fully incorporated by reference, and such incorporation is permitted, to the extent that such disclosure does not contradict the present invention. All permissions are fully integrated.

本明細書中に開示した例示的形態は特定のものについて記載しているが、種々の他の変形態様が、当業者にとっては明らかであり、かつ当業者によって本開示の精神および範囲から逸脱することなく容易に行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本明細書に添付した特許請求の範囲の範囲は本明細書中に示した実施例および説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲は、本開示が属する分野の当業者によってその等価物として扱われる全ての特徴を含む、本明細書に備わる特許可能な新規性のある特徴の全てを包含するものとして解釈されることが意図されている。   While the exemplary forms disclosed herein are described with particularity, various other modifications will be apparent to those skilled in the art and depart from the spirit and scope of the disclosure by those skilled in the art. It will be understood that this can easily be done without. Accordingly, the scope of the claims appended hereto is not limited to the examples and descriptions set forth herein, which are claimed by those skilled in the art to which this disclosure belongs. It is intended to be construed as including all patentable, novel features provided herein, including all features treated as equivalents.

数値の下限および数値の上限が本明細書中に列挙されている場合、あらゆる下限からあらゆる上限までの範囲が想定されている。   Where numerical lower limits and numerical upper limits are listed herein, ranges from any lower limit to any upper limit are contemplated.

Claims (4)

微多孔膜の製造方法であって、A method for producing a microporous membrane, comprising:
(a)第1の層が第1のポリオレフィンの重量を基準として1重量%〜20重量%の1.0×10(a) The first layer is 1.0 × 10% by weight of 1% to 20% by weight based on the weight of the first polyolefin. 6 超のMwを有するポリエチレンを含む第1のポリオレフィンと少なくとも第1の希釈剤とを含み、A first polyolefin comprising polyethylene having an Mw of greater than and at least a first diluent;
第3の層が第3のポリオレフィンの重量を基準として1重量%〜20重量%の1.0×10The third layer is 1.0 × 10% by weight of 1-20% by weight based on the weight of the third polyolefin. 6 超のMwを有するポリエチレンを含む第3のポリオレフィンと少なくとも第3の希釈剤とを含み、A third polyolefin comprising polyethylene having an Mw greater than and at least a third diluent;
第2の層が第2のポリオレフィンと少なくとも第2の希釈剤とを含み、The second layer comprises a second polyolefin and at least a second diluent;
第2のポリオレフィンが第2のポリオレフィンの重量を基準として1重量%〜40重量%の範囲の量の1.1×10The second polyolefin is 1.1 x 10 in an amount ranging from 1 wt% to 40 wt% based on the weight of the second polyolefin. 6 〜1.5×10~ 1.5 × 10 6 のMwを有するポリプロピレンを含み、A polypropylene having a Mw of
第1および第3の層、ならびに第1および第3の層の間に位置する第2の層を含む多層押出物を、少なくとも1つの平面方向に850%/分以下の速度で延伸する工程、次いでStretching a multilayer extrudate comprising first and third layers and a second layer located between the first and third layers at a rate of 850% / min or less in at least one planar direction; Then
(b)第1、第2および第3の希釈剤の少なくとも一部を延伸押出物から除去して、MDに沿った第1の長さおよびTDに沿った第1の幅を有する乾燥膜を調製する工程、続いて(b) removing at least a portion of the first, second and third diluents from the stretched extrudate to provide a dry film having a first length along MD and a first width along TD. The step of preparing, followed by
(c)膜を、第1の幅から、1.1〜1.8の範囲の倍率で第1の幅より広い第2の幅へTDに延伸する工程、しかる後(c) stretching the film from the first width to the second width wider than the first width at a magnification in the range of 1.1 to 1.8, and thereafter
(d)第2の幅を、第1の幅から第1の幅の1.1〜1.6倍までの範囲である第3の幅に縮小させる工程を含むことを特徴とする方法。(d) reducing the second width to a third width in a range from the first width to 1.1 to 1.6 times the first width.
第1および第3のポリオレフィンが、1重量%〜5重量%の1.0×10The first and third polyolefins are 1% to 5% by weight of 1.0 × 10 6 超のMwを有するポリエチレンを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。The method of claim 1 comprising polyethylene having an Mw of greater. 微多孔膜の製造方法であって、A method for producing a microporous membrane, comprising:
(a)第1の層が第1のポリオレフィンと少なくとも第1の希釈剤とを含み、(a) the first layer comprises a first polyolefin and at least a first diluent;
第2の層が第2のポリオレフィンと少なくとも第2の希釈剤とを含み、The second layer comprises a second polyolefin and at least a second diluent;
第2のポリオレフィンが第2のポリオレフィンの重量を基準として1重量%〜40重量%の範囲の量の1.1×10The second polyolefin is 1.1 x 10 in an amount ranging from 1 wt% to 40 wt% based on the weight of the second polyolefin. 6 〜1.5×10~ 1.5 × 10 6 のMwを有するポリプロピレンを含み、A polypropylene having a Mw of
少なくとも第1および第2の層を含む多層押出物を、少なくとも1つの平面方向に850%/分以下の速度で延伸する工程、次いでStretching a multi-layer extrudate comprising at least a first and second layer in at least one planar direction at a rate of 850% / min or less;
(b)第1および第2の希釈剤の少なくとも一部を延伸押出物から除去して、MDに沿った第1の長さおよびTDに沿った第1の幅を有する乾燥膜を調製する工程、続いて(b) removing at least a portion of the first and second diluents from the stretched extrudate to prepare a dry film having a first length along MD and a first width along TD. ,continue
(c)膜を、第1の幅から、1.1〜1.8の範囲の第2の倍率で第1の幅より広い第2の幅へTDに延伸する工程、しかる後(c) stretching the film from the first width to the second width wider than the first width at a second magnification in the range of 1.1 to 1.8, and thereafter
(d)第2の幅を、第1の幅から第1の幅の1.1〜1.6倍までの範囲である第3の幅に縮小させる工程を含むことを特徴とする方法。(d) reducing the second width to a third width in a range from the first width to 1.1 to 1.6 times the first width.
前記工程(a)における延伸速度は、600%/分〜800%/分であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a stretching speed in the step (a) is 600% / min to 800% / min.
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