CN104010954A - 微孔塑料膜卷的制造装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

微孔塑料膜卷(12)的制造装置，具有输送辊(2)和接近辊(3)或接触辊(6)。微孔塑料膜(1)通过输送辊(2)进行输送，并经由接近辊(3)或接触辊(6)卷绕在卷芯(5)上。卷芯(5)上的微孔塑料膜卷(12)接近接近辊(3)或者与接触辊(6)接触。接近辊(3)和接触辊(6)的表面具有100以上2000以下的维氏硬度。在微孔塑料膜(1)的输送中不使用夹辊。由此，刺透辊(2、3、6)表面的金属粉等异物使微孔塑料膜(1)上产生针孔的情况较少。微孔塑料膜(1)适合用作二次电池用隔膜。

Description

微孔塑料膜卷的制造装置及制造方法

技术领域

本发明涉及微孔塑料膜卷的制造装置及制造方法。 

背景技术

一直以来，常常出现在各种膜上存在针孔从而产生质量问题的情况。例如，如非专利文献1所示，如果食品包装膜中存在有针孔，则可能会产生内容物的液体泄漏等问题，因此，为了在膜的制造工序中不产生针孔，在日本食品卫生法中规定了刺透、摩擦、弯曲疲劳等的试验方法。 

薄膜电容器、电池用隔膜等，如果存在针孔，则会发生绝缘破坏，因此要尽可能彻底地进行出厂前针孔缺陷的检查，以及彻底地进行工序中的防尘管理等。 

已经提出了在用于电路部件材料、磁带材料的树脂膜的重绕(rewind)装置中，以平滑的金属作为输送辊表面的方案，由此，在防止周速经时变化的同时，降低摩擦阻力，实现了树脂膜上擦伤的减少(例如，参见专利文献1)。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2001－63884号公报 

非专利文献 

非专利文献1：大须贺弘著，「フィルム成形·加工とハンドリング」(“膜成型·加工与处理”)，第1次印刷，株式会社技术情报协会，2002年9月，p.222 

发明内容

然而，在上述非专利文献1提出的方案中，虽然通过检查而在防止存在针孔的产品出厂方面具有一定的效果，但由于无法减少针孔缺陷本身，因此还无法直接改善生产率。此外，膜的制造工序中输送距离长，在下游工序中因异物而产生针孔的风险增大，即使在防尘方面进行严格管理，其效果也有限。 

此外，在上述专利文献1提出的方案中，由于一律将输送辊的表面变得平滑，因此由于空气润滑而减少了抓紧力(grip force)，进而存在引起膜产生蜿蜒行进(日语原文：蛇行)的问题。特别是在具有微孔的塑料膜这种具有透气性的情况下，透气前后的抓紧力和输送辊表面之间的性状关系复杂，专利文献1这种一律具有平滑的金属表面的输送辊，可能会因产生蜿蜒行进等而导致输送性不良。 

上述专利文献1提出的方案，本来就不是以防止产生针孔缺陷为目的，因此对存在于树脂膜输送过程中的夹辊表面来说，也可以使用橡胶。在专利文献1这种使输送辊一律为平滑的金属表面的情况下，上述夹辊必须具有用于作为对速度、张力进行控制的基础的抓紧力。因此，为了在宽度方向上表现出均匀的抓紧(grip)，当输送辊为金属时，夹辊侧的表面必须为专利文献1中例示的橡胶。然而，对这种夹辊来说，可能会被输送过程中产生的金属粉等异物刺入，并且在夹辊的特性方面，可以会因刺入的异物而在膜上产生针孔缺陷。 

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种微孔塑料膜卷的制造装置及制造方法，能够抑制针孔缺陷的产生，同时能够良好地输送塑料膜。 

为了实现上述目的，本发明的微孔塑料膜卷的制造装置为，通过输送辊输送具有微孔的塑料膜，然后一边使其接近接近辊或者使其与接触辊接触，一边将所述塑料膜卷绕成卷状而制造微孔塑料膜卷的装置，该装置的特征在于，所述接触辊中的与上述塑料膜接触的部分，维氏硬度为100以上2000以下，以所述塑料膜的与所述输送辊接触的面的相反面在与所述输送辊接触的区域中为非接触状态 的方式输送该塑料膜。此处，所谓“具有微孔的塑料膜”是指在膜内部具有很多微小孔的高分子薄膜体，微孔的一部分或全部由贯穿孔构成。此外，所谓“输送辊”是指用于将长度方向上连续的微孔塑料膜从制造工序的上游输送至下游的机构，是旋转自如地被支持的圆筒体。此外，所谓“接触辊”是指一边挤压膜卷一边旋转的辊，其用于通过排出膜卷间的空气、抑制边缘翘起而调整卷绕姿态。此外，所谓“接近辊”是指用于与塑料膜接触并输送该塑料膜的辊，虽然其不像接触辊那样与膜接触并进行挤压，但是其通过接近膜卷，极力地缩短膜的空中移动距离而调整卷绕姿态。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，所述输送辊和所述接近辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm。此处，所谓“维氏硬度”，是由日本工业标准JIS Z2244制定的表示物质表面硬度的指标。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，所述输送辊和所述接近辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，在表面上设有0.5～3mm宽的沟，并且维氏硬度为100以上2000以下。此处，所谓“沟”是指有意地在输送辊表面上形成的连续的凹部。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，具备检测所输送塑料膜的针孔的针孔缺陷检测机构，比所述针孔检测机构更靠输送方向下游侧的所述输送辊、所述接近辊和所述接触辊的至少一者中的与所述塑料膜接触的膜接触部分，算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，并且维氏硬度为100以上2000以下。此处，所谓“针孔缺陷检测机构”，是指检测存在于微孔塑料膜的内部或表面上的、尺寸足以在电池等用途中引起绝缘破坏的针孔缺陷的机构。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，所述膜接触部分为金属或陶瓷。此处，所谓“陶瓷”是指以金属氧 化物为主成分的烧结体。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，具备仅与输送的所述塑料膜的端部接触并除去在输送过程中在该塑料膜上所形成的褶皱的褶皱除去机构。此处，所谓“褶皱除去机构”是指通过在长度方向上输送微孔塑料膜时在宽度方向上也产生输送力、或者通过在宽度方向上进行输送，从而即使在膜上产生褶皱，也可以除去褶皱，或者防止褶皱产生的机构。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造装置中，具备与输送的所述塑料膜的整个宽度接触并除去在输送过程中在该塑料膜上所形成的褶皱的褶皱除去机构，该褶皱除去机构的与所述塑料膜接触的部分为金属。 

此外，本发明的微孔塑料膜卷的制造方法为，通过输送辊输送透气度为10～1000秒/100ml的具有微孔的塑料膜，然后一边使其接近接近辊或者使其与接触辊接触，一边将所述塑料膜卷绕成卷状而制造微孔塑料膜卷的方法，该方法的特征在于，所述接触辊中的与上述塑料膜接触的部分，维氏硬度为100以上2000以下，以所述塑料膜的与所述输送辊接触的面的相反面在与所述输送辊接触的区域中为非接触状态的方式输送该塑料膜。此处，所谓“透气度”是在日本工业标准JIS P8117制定的对纸等微孔膜施加规定的压力时，规定流量的空气通过微孔的时间的指标。 

此外，本发明特征在于，在上述微孔塑料膜卷的制造方法中，所述输送辊、所述接近辊及所述接触辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm。 

根据本发明，由于以塑料膜的与输送辊接触的面的相反面在与所述输送辊接触的区域中为非接触状态的方式输送该塑料膜，因此锐利的异物不会刺入输送辊，与以往的使用夹辊的情况相比，能够减少这种因刺入输送辊表面的异物而产生针孔的情况。因此，起到了能够抑制针孔缺陷的产生，同时能够良好地输送塑料膜的效果。 

并且，由于在使用接触辊时，该接触辊中的与塑料膜接触的部分，维氏硬度为100以上2000以下，因此金属粉尘等锐利的异物不会刺入与塑料膜接触的部分，能够防止在塑料膜上周期性地产生很多针孔。 

此外，由于输送辊和接近辊中至少一者的1个以上的与塑料膜接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，因此金属粉尘等锐利的异物不会刺入与塑料膜接触的部分，能够防止在塑料膜上周期性地产生很多针孔。 

进而，由于上述膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，因此能够防止塑料膜蜿蜒行进。 

附图说明

图1是作为本发明实施方式的微孔塑料膜卷制造装置重要部件的输送卷绕部的概略侧视图。 

图2是表示微孔塑料膜的一个例子的放大俯视图。 

图3是图2所示的微孔塑料膜的放大纵剖视图。 

图4是表示通过图1所示的微孔塑料膜卷制造装置制造的微孔塑料膜卷的用途，并且示意性地分解圆筒型锂离子二次电池的一部分的说明图。 

图5是表示在微孔塑料膜上产生针孔时的放大纵剖视图。 

图6是示意性地表示图1所示的接近辊表面的说明图。 

图7是通过膜接触部分为镜面、并且由金属或陶瓷所形成的辊来输送微孔塑料膜时的说明图。 

图8是作为本发明实施方式变形例的微孔塑料膜卷制造装置重要部件的输送卷绕部的概略侧视图。 

图9是表示本发明实施方式的微孔塑料膜卷制造装置的其它变形例的说明图。 

图10是图9的概略俯视图。 

图11是表示实施例1～11以及比较例1和2的评价结果的图表。 

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的微孔塑料膜卷的制造装置及制造方法的优选实施方式进行详细说明。 

图1是作为本发明实施方式的微孔塑料膜卷制造装置重要部件的输送卷绕部的概略侧视图。 

作为此处例示的微孔塑料膜卷制造装置的输送对象的微孔塑料膜1，可以通过任意方法形成。作为优选例，将熔融的聚烯烃类树脂在挤出机内与溶剂混炼之后，从喷嘴喷出到冷却滚筒上，形成为凝胶片材，经适当的拉伸取向工序后，洗涤干燥溶剂，由此获得微孔塑料膜1。或者也可以将混炼有晶核剂的聚烯烃类树脂从喷嘴喷出到冷却滚筒上，不使用溶剂而通过结晶结构的控制形成微孔，从而获得微孔塑料膜1。或者还可以使聚酰胺、聚酰亚胺等具有耐热性的聚合物与相容性不同的溶剂组合，形成微孔，通过喷出或涂敷而获得微孔塑料膜1。此外，也可以对上述聚烯烃类树脂所形成的微孔塑料膜1的一面或两面以维持微孔的透气性能为限度适当地实施耐热性涂敷。或者，也可以像纸、无纺布那样以合成纤维的集聚物的形式形成微孔塑料膜1。 

为了实现孔结构的控制、强度，如此所得的微孔塑料膜1优选适当地进行单轴或双轴拉伸。 

图2是表示微孔塑料膜1的一个例子的放大俯视图，图3是图2所示的微孔塑料膜1的放大纵剖视图。如该图2和图3所示，微孔塑料膜1的微孔可以通过任意方法形成。当构成孔的周围的树脂层部分通过拉伸取向而形成时，形成了如图所示的纤维状的柱，有时将其称为纤丝(fibril)9。被该纤丝9围住的微孔的一部分或全部作为贯穿孔10发挥作用。虽然乍看并不能看出贯穿孔10相对于厚度方向B贯穿，但图3所例示的这些微孔，形成了三维网眼结构，孔沿着曲线贯穿。因此，在取某些截面时，有时如图3所示乍看并不能看出其贯穿。该微孔塑料膜1在用作电池、电容器用隔膜时，仅 仅离子电解液可以通过，在防止绝缘破坏方面是优选结构的一个例子。 

作为隔膜，优选的孔平均直径为数百nm～数μm，更优选为0.01μm～1μm左右。这是构成作为电池性能来说重要的离子透过电阻的尺寸。除了平均孔径以外，微孔塑料膜1的厚度也是构成透过电阻的重要参数，优选为3μm～50μm。作为间接测定离子透过电阻的方法，重要的是由日本工业标准JIS P8117规定的透气度为10～1000秒/100ml的范围。 

图4是表示通过图1所示的微孔塑料膜卷制造装置制造的微孔塑料膜卷的用途，并且示意性地分解圆筒型锂离子二次电池的一部分的说明图。 

如该图4所示，通过作为本发明实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置制造的微孔塑料膜卷，适用于圆筒型锂离子二次电池51，可以用作隔膜13，该隔膜13在壳体53内部的正极54与负极55之间，作为防止这些电极之间短路的绝缘材料。 

在该壳体53的内部填充有锂离子电解液，隔膜13在要求绝缘性能的同时，还要求电解液中的离子透过性能，通过作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置制造的微孔塑料膜卷是适合的。 

如图1所示，作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置，构成为具备多个输送辊2和卷芯5，具备切断机构4、针孔缺陷检测机构8和褶皱除去机构19。 

多个输送辊2以规定的方向将微孔塑料膜1沿箭头A的方向输送。这些输送辊2利用未图示的马达(motor)等驱动源，经由带、链等驱动传递机构而被旋转驱动。此处，输送辊2不必全部被驱动，只要通过轴承能够旋转地被支持，就能够作为惰轮(idler)而辅助微孔塑料膜1的输送。这时，在避免微孔塑料膜1的损伤和磨耗粉末的情况下，优选可以降低轴承的摩擦损失。 

卷芯5在卷绕轴、卡盘(chuck)上能够旋转地被支持，并且利用马达等驱动源7绕着自身的中心轴旋转，其以规定的张力将经过 接近辊3的微孔塑料膜1卷绕为膜卷12。此处，为了使膜卷12的端面整齐一致并且没有褶皱地卷绕膜卷12，重要的是赋予规定的张力。这时，通过控制马达等驱动源7的扭矩，控制微孔塑料膜1的张力即可。或者，也可以对上述驱动源7进行速度控制，并在上游的输送工序的一部分中，通过张力调节辊(dancer roller)、气浮装置这样的对膜施加压力而赋予其张力的机构进行控制。由于微孔塑料膜1比较容易破损，孔容易压破，因此优选将张力值设定为低于一般的无孔膜，可以为1N/m～50N/m。如果低于1N/m，则由于膜的平面性等而产生褶皱，或者松弛。此外，由于驱动部的摩擦等，机械的张力控制显著受损。此外，如果超过50N/m，则如上所述容易产生破损、压破。 

更优选使张力为1N/m～30N/m的范围，由此能够以适当的精度实施机械的张力控制，并且更加容易防止破损、褶皱的产生。 

如图1所示，接近辊3是接近膜卷12配置的辊，其通过极力地缩短微孔塑料膜1的空中移动距离L，来减小张力变化，防止褶皱等，因此可以用于调整卷绕姿态。 

图1所示的微孔塑料膜1的空中移动距离L是接近辊3与膜卷12的接触点间距离，各接触点是膜通道(pass)与从接近辊3和膜卷12的中心引出的直线的交叉点。空中移动距离L优选为5mm～150mm左右。如果低于5mm，则膜卷12、接近辊有时因旋转振动而接触，如果超过150mm，则防止张力变化等原有的卷绕姿态调整功能显著下降。空中移动距离L更优选为5mm～50mm左右。 

切断机构4在图1中配设在输送辊2B和输送辊2C之间。该切断机构4根据将微孔塑料膜1用于电池、电容器等时最终产品的尺寸而将微孔塑料膜1裁断为所需的宽度(例如，数十mm～数百mm的宽度)。该切断机构4可以采用任意方法，特别是在微孔塑料膜1中，为了高效率地将孔的开口率高、韧性低的膜切断，将膜导入至图1这种上刃和下刃之间，通过如剪刀一样进行剪断而切断的剪切方式是优选的。除此以外，还可以使用将刀具抵到硬质的金属辊或 陶瓷辊上而将膜切断的纵切(score cut)、在空中或附设于辊上的沟上切割膜的激光刀等。此外，虽然切断面稍有突起，但也可以对膜照射激光等能量高的粒子、放射线等将其裁断。 

针孔缺陷检测机构8配置在输送辊2A和输送辊2B之间。如图5所示，该针孔缺陷检测机构8检测在输送的微孔塑料膜1上形成的针孔57。这种针孔57因种种原因而产生，例如，在使用摩擦系数高的橡胶作为构成输送微孔塑料膜1的输送单元的部件的一部分时，如果以金属粉尘为代表的锐利异物刺入该橡胶，则由于该异物而产生针孔。如果使用这种存在很多针孔57的膜作为图4所示的电池、电容器的隔膜13，则以针孔57为起点产生绝缘破坏，可能会产生不希望的电池发热，因此不优选。 

特别是在微孔塑料膜1的透气度为10～1000秒/100ml时，微孔的平均孔径为数百nm～数μm。对此，由于异物而产生的针孔57的尺寸一般大至数十μm～数mm，由于离子的透过与该部分相应地较大，因此产生大电流，容易引起上述的电池发热。 

褶皱除去机构19在图1中比切断部件4更靠输送方向下游侧设置，其配置在输送辊2B和输送辊2C之间。该褶皱除去机构19通过被称为导布装置(cloth guide)的、在微孔塑料膜1的两端部相对于微孔塑料膜1的行进方向稍稍倾斜设置的压紧辊(pinch roller)，除去在微孔塑料膜1上形成的褶皱。之所以使用这种褶皱除去机构19，是由于微孔塑料膜1具有因存在孔而导致弹性差，摩擦系数大，容易形成褶皱的特性。此外，之所以用这种褶皱除去机构19将压紧辊抵到微孔塑料膜1的两端部，是由于该两端部大多从产品中排除，即使在该两端部存在针孔57，也不用担心产生绝缘破坏缺陷等。作为褶皱除去机构19，除了仅与微孔塑料膜1的两端部接触的机构以外，也可以采用与构成产品的部分或微孔塑料膜的整个宽度接触的机构。但是，辊形状的这种褶皱除去机构19，以往大多使用橡胶作为表面。本发明人发现，在防止产生上述针孔57方面，在这种褶皱除去机构19中优选表面为金属。作为表面为金属的褶皱除去机构 19，可以使用东洋机械株式会社制造的铝滑动式扩张辊等。 

在具有以上结构的本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置中，输送辊2或接近辊3及接触辊6具有如下特征。 

对于输送辊2来说，形成为与微孔塑料膜1接触的面的相反面在与上述输送辊2接触的区域中为非接触状态。换句话说，在作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置中，以在微孔塑料膜1的与输送辊2接触的面与上述输送辊2接触的区域中，相反面为非接触状态的方式，通过该输送辊2输送微孔塑料膜1。也就是说，不使用以往用于获得抓紧的夹辊，而形成输送辊2与微孔塑料膜1的一面接触进行输送的方式。由于以微孔塑料膜1的与输送辊2接触面的相反面为非接触状态的方式通过该输送辊2输送微孔塑料膜1，因此不需要使用以往橡胶制的夹辊，进而不会因位于该夹辊和输送辊之间的金属等锐利异物的存在而在微孔塑料膜1上周期性地产生很多针孔缺陷，或者也不会在为确保宽度方向的挤压性而必须使夹辊的表面为橡胶时，因夹压刺入橡胶的异物而在微孔塑料膜1上周期性地产生很多针孔缺陷。 

在本发明中，这些输送辊2中的至少1个以上可以是橡胶制的辊，但与微孔塑料膜1接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra优选为1.2μm～15μm，更优选为1.2μm～3.6μm。此外，在本发明中，对于这些输送接近辊3来说，也可以是橡胶制的辊，但与微孔塑料膜1接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra优选为1.2μm～15μm，更优选为1.2μm～3.6μm。 

输送辊2或接近辊3中的与微孔塑料膜1接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，优选由金属或陶瓷形成。如上所述，通过使输送辊2、接近辊3的膜接触部分的维氏硬度为100以上2000以下，该膜接触部分不会被金属粉尘等锐利异物刺入。其中，更优选容易提供、且能够以低成本制作为辊的金属或陶瓷。 

由此，即使在与输送辊2和接近辊3的接触部分中，也能够防止在微孔塑料膜1上周期性地产生很多针孔57。 

对于接触辊6，在下文中详细描述，在使用接近辊3时不使用接触辊6，但在代替接近辊3使用接触辊6时，其维氏硬度也必须为100以上2000以下。 

特别是当维氏硬度低于100时，金属粉等异物容易刺入表面，产生针孔57。因此，通过使维氏硬度为100以上，金属异物无法刺入，能够排除针孔的产生原因。另一方面，当维氏硬度超过2000时，需要对辊表面实施特别昂贵的表面处理，对于接近辊、夹辊、输送辊等来说，在施工方面不经济。 

除了金属和陶瓷以外，作为使表面硬度提高的材质，还优选在等离子体气氛中形成有机类皮膜的类金刚石碳、氮化金属等。 

此外，如图6示意性所示，接近辊3的膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm。算术平均粗糙度Ra是由JIS B0601(2001)定义的。其是相对于平均值的偏差的积分值除以测定长度而得到的数值，是近似于粗糙度曲线的标准偏差的概念。因此，相对于实际粗糙度的较高的值来说，Ra为几分之一的值。 

上述膜接触部分的表面粗糙度可以通过任意加工方法实现。例如，可以通过切削加工、轧制加工而形成。更优选的是，能够通过向辊表面喷射玻璃珠、砂等来控制粗糙度。此外，在陶瓷的情况下，由于硬度高，因此难以进行塑性加工，该情况下，喷镀熔融的氧化金属，使其附着在膜接触部分，也能够实现粗糙度。此外，还优选在上述加工后结合研磨，调整最终的粗糙度。此外，也能够将喷镀、喷砂和研磨适当地组合起来。此外，如图6所示形成粗糙度后，可以优选实施通过金属镀层等表面覆膜22在母材23上赋予防锈和耐磨耗性等功能的处理。在实施喷镀或镀覆时，母材除了金属、陶瓷以外，还可以选择CFRP、树脂等。通过使输送辊2或接近辊3的膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，或者在表面上设有0.5～3mm宽的沟，即使在由金属或陶瓷形成该膜接触部分的表面 时，也能够确保不逊色于以往橡胶的摩擦力，可以适当地控制张力、速度，并且能够以良好的形态输送、卷绕微孔塑料膜1。 

对于上述沟来说，优选以和沟宽度为相同程度的间距进行施工，沟的施工方向可以是任意方向，可以在轴向或周向、或者在以螺旋状倾斜的方向上连续施工。对于沟的深度来说，只要5μm以上即可，在实际中考虑到加工的容易程度等，优选为0.5mm以上。相反，由于较深的话，容易积存异物，因此优选控制为5mm以下的程度。对于沟的角部来说，优选实施适当的倒角、弯曲加工(R加工)，从而不会损伤塑料膜1。 

具体而言，之所以使输送辊2或接近辊3的膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm的范围，其原因在于防止微孔塑料膜1蜿蜒行进。 

作为这种蜿蜒行进的原因，本发明人关注的是，伴随在接近辊3和微孔塑料膜1之间的空气。在通过接近辊3输送微孔塑料膜1时，在微孔塑料膜1和接近辊3之间由于空气粘性而根据速度伴随有空气，并产生润滑。因此，如果为接触状态，则虽然是上述摩擦系数较高的微孔塑料膜1，接触面积也减小，摩擦下降，因此大多使用在静摩擦系数稍高的橡胶上施加了沟的辊。 

此处可知，在微孔塑料膜1中，在张力所产生的压力下，伴随的空气通过上述贯穿孔10而排掉。例如，在对接近辊3的缠绕角(日语：巻付角)为180°左右的情况下，特别是当微孔塑料膜1的透气度为10～1000秒/100ml时，空气在上游侧的缠绕部的数°～数十°的范围内通过微孔塑料膜1的微孔而排掉。因此，在控制张力、速度方面，即使接近辊3的膜接触部分是由金属、陶瓷所构成的镜面，只要缠绕角充分，则能够确保最初所需的摩擦力。 

然而，在特别关注于微孔塑料膜1的“蜿蜒行进”时，发现即使最终表现出抓紧，膜的移动也因为上述空气的润滑而不稳定，从而产生蜿蜒行进。 

图7是通过膜接触部分为镜面、并且由金属或陶瓷所形成的辊 来输送微孔塑料膜1时的说明图。 

如该图7所示，在微孔塑料膜1侵入例如辊100的部分，虽然存在空气润滑部C，但由于上述微孔的透气性，在张力所产生的压力下，伴随的空气56通过贯穿孔10而排掉，因此从空气润滑部C过渡至接触区域D。由此，对于速度和张力控制或者使自由辊旋转所需的摩擦力来说，即使在辊100的表面上使用金属、陶瓷这样的硬质材料，也可以通过接触区域D来确保。 

但是，为了防止微孔塑料膜卷12的蜿蜒行进，需要尽可能减小空气润滑部C的范围。如果在接近辊3的侵入部中微孔塑料膜1浮起，则行进方向无法固定而产生蜿蜒行进，即使之后在接触区域D中表现出摩擦力而抓紧，已经蜿蜒行进的微孔塑料膜1仍然一直前进，因此无法修正已经产生的蜿蜒行进。空气润滑部C中伴随的空气56的厚度，如上所述由速度、张力、辊100的半径、空气的粘度决定。 

因此，本发明人从微孔塑料膜卷12的输送速度、张力方面进行了研究，结果发现上述接近辊3的膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm的范围是优选的。 

如果算术平均粗糙度Ra小于1.2μm，则相对于伴随的空气(在图7中为56)来说，输送辊2或接近辊3的表面的粗糙度不足，空气润滑部(C)的范围变大，微孔塑料膜1与接近辊3的接触受损，摩擦力显著下降。因此，无法抑制微孔塑料膜1的蜿蜒行进。 

此外，如果算术平均粗糙度Ra超过15μm，则由陶瓷或金属形成的接近辊3的膜接触部分的表面加工变得困难，不仅昂贵，而且接触面积减小，因此接触区域(D)的静摩擦力变小，在该接触区域(D)产生蜿蜒行进。换句话说，相对于以往的无孔塑料膜，由于在微孔塑料膜1中，如上所述因低张力而导致空气润滑部(C)的范围变大，因此即使算术平均粗糙度Ra为15μm，也必须排除伴随的空气。这是由于发现了在微孔塑料膜1的输送中，接触区域D有助于输送方向的抓紧。 

此外，为了能够确保接触区域(D)，如上所述，以微孔塑料膜1的与输送辊2接触的面的相反面为非接触状态的方式通过该输送辊2输送微孔塑料膜1，因此不需要使用以往橡胶制的夹辊，进而不会因该夹辊的存在而产生针孔缺陷。此外，还可以使用根据需要在输送辊2的一部分上施加了孔、沟，进而从内部赋予负压而进行吸引的辊(通常，大多称为吸引辊)。 

特别是在比切断部件4更靠输送方向下游侧的输送辊2C中，如果与微孔塑料膜1接触的膜接触部分为金属或陶瓷，并且表面粗糙度Ra为1.2μm～15μm，则即使微孔塑料膜1在切断部件4的输送方向上游侧产生蜿蜒行进，由于膜卷12的端面位置由切断部件4决定，并且由于表面粗糙度Ra为1.2μm～15μm而不存在空气润滑部(C)，因此在切断部件4的下游接近卷绕侧不会产生蜿蜒行进，能够避免针孔，并且能够防止膜卷12端面的杂乱。 

在作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置中，比切断部件4更靠输送方向上游侧配置的输送辊2A、2B，可以适当地形成为摩擦系数低的表面。具体而言，只要使用在适度粗面化的表面上涂布或混合有氟树脂或有机硅树脂的金属镀层等即可。通过这样降低摩擦系数，在输送的微孔塑料膜1(通过切断部件4切断前的微孔塑料膜1)的宽度较宽时，能够抑制在这种微孔塑料膜1上产生褶皱。 

如上所述，在作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置中，由于以微孔塑料膜1的与输送辊2接触的面的相反面为非接触状态的方式输送该微孔塑料膜1，因此与使用以往夹辊时相比，能够减少这种因刺入输送辊2表面的异物而产生针孔57的情况。此外，由于输送辊2或接近辊3、或者该全部的辊2、3中的与微孔塑料膜1接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，因此金属粉尘等锐利的异物不会刺入膜接触部分，能够防止在微孔塑料膜1上周期性地产生很多针孔57。进而，由于输送辊2或接近辊3的膜接触部分的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，因此能够防止微孔塑料膜1蜿蜒行进。 

由此，根据作为本实施方式的微孔塑料膜卷的制造装置，能够抑制针孔缺陷的产生，同时能够良好地输送微孔塑料膜1。 

特别是，如果输送辊2或接近辊3的全部或一部分中的与微孔塑料膜1接触的部分，由金属或陶瓷形成，并且算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，则能够防止因这种输送辊2而产生针孔缺陷。 

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，也能够进行各种变化。 

在本发明中，对于比针孔缺陷检测机构8更靠输送方向下游侧的输送辊2B、2C来说，与微孔塑料膜1接触的部分，可以为具有适当的粗糙度和维氏硬度的材质，优选为金属或陶瓷。这样的话，能够进一步降低针孔57的风险。例如，在图1中，由于输送辊2B、2C和接近辊3比针孔缺陷检测部件8更靠输送方向下游侧配置，因此只要使它们的表面材质为金属或陶瓷即可。由此，即使当比针孔缺陷检测机构8更靠上游的辊，例如图1的输送辊2A与微孔塑料膜1接触的部分的材质为橡胶时在其中产生针孔57，由于能够通过针孔缺陷检测机构8检测针孔57，因此也能够在之后的检查工序中排除该产品，在安装于电池、电容器中时，能够防止绝缘破坏缺陷的产生。 

对于在上述实施方式中使用接近辊3的情况进行了说明，但是如图8所示，在本发明中也可以代替接近辊3而使用接触辊6。 

接触辊6是通过与微孔塑料膜1接触而调节在膜卷12间伴随的空气量、以及压住因微孔塑料膜1的端部切断面所产生的边缘翘起等，而比接近辊3更积极地调整膜卷12卷绕姿态的机构。 

与上述接近辊3不同，由于接触辊6挤压膜卷12，因此与接近辊3相比，在存在金属粉等锐利异物时，瞬间产生针孔57的风险提高，但是由于接触辊6与微孔塑料膜1接触的部分，维氏硬度必须为100以上2000以下，因此金属粉等异物不会刺入接触辊6，能够防止周期性地产生很多针孔57。并且，由于该接触辊6的算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，因此能够防止微孔塑料膜1蜿蜒行进。 作为接触辊6与夹辊的较大的区别，由于均是使宽度方向的挤压力均匀，因此为了追随弯曲、膜厚度的不均匀，必须要有一定程度的柔软性。因此，在夹辊的情况下，输送辊或夹辊的任一者必须为橡胶。通常，连接驱动系统的输送辊并非橡胶，多使容易卸下并且容易维护的夹辊为橡胶。 

另一方面，由于本发明的接触辊6将微孔塑料膜卷1挤压到卷绕的膜卷上，因此由于微孔塑料辊本身的柔软性而不需要橡胶。由此，适用上述维氏硬度为100以上2000以下的材质，能够防止周期性地产生很多针孔。 

此外，关于接触辊6，通过将接近辊3设为可动式，并能够作为接触辊6而使用，由此能够分别发挥两者的作用。这时，兼用接近辊3和接触辊6，但对于接触辊6的表面来说，维氏硬度必须为100以上2000以下。 

图9和图10分别是表示本实施方式的微孔塑料膜卷制造装置的其它变形例的说明图。如该图9和图10所示，可以如下进行，在宽度较大的状态下通过输送辊2E输送微孔塑料膜1，将其卷绕为中间产品14，在作为后工序的重绕中，通过切割部件4切割为较窄宽度，并由输送辊2D进行输送， 

实施例 

对使用以上微孔塑料膜卷的制造装置制造二次电池隔膜用微孔塑料膜卷的结果进行说明。 

实施例1 

控制聚丙烯的晶体结构，使用图1所示的具有针孔缺陷检测机构8的输送系统，输送利用双轴拉伸工序形成了图2和图3所示的贯穿孔10的聚丙烯微孔塑料膜1，将其连续卷绕在卷芯5上，制造微孔塑料膜卷12。微孔塑料膜1的透气度，使用日本工业标准JISP8117规定的B形Gurley试验仪，在气温23℃、湿度65％下，使100ml空气通过进行测定，结果为300秒。在输送系统的中途，设置剪切方式的切断部件4，将微孔塑料膜1裁断为50mm的宽度。微孔塑料 膜1的厚度为30μm。 

虽然图1中未图示，但输送辊2和接近辊3全部由带连接，并利用马达一边进行速度控制，一边进行旋转驱动。 

输送速度为100m/分钟，张力为20N/m，每1000m卷长，将其裁断为上述宽度，进行卷绕。 

输送系统中没有夹辊，输送辊2和接近辊3的与微孔塑料膜1接触的部分的材质为乙丙橡胶(EPDM)。对于橡胶而言，使用维氏硬度计未产生压痕，判定其维氏硬度低于100。对于褶皱展平机构而言，将三桥制作所制的褶皱展平辊“Miravo Roll”用作输送辊2C，与微孔塑料膜1在整个宽度上接触，并且接触部分的材质和其他的输送辊2相同，为EPDM。 

图11表示与上述微孔塑料膜1接触的部分的辊材质和表面粗糙度，以及有无使用褶皱除去机构19。 

实施例2 

包括输送辊2C在内的全部输送辊2和接近辊3的、与微孔塑料膜1接触的部分的材质为由硬质铬镀层(以下称为HCr)形成的金属。对于上述接近辊3的接触部分的维氏硬度，基于日本工业标准JIS Z2244，在试验负荷为2N的条件下进行测定，结果显示为1000。上述接近辊3的接触部分(金属面)的表面粗糙度，使用株式会社MITUTOYO制的接触式表面粗糙度测定器，在触针材质为金刚石、触针前端半径为2μm、测定力为0.75mN的条件下，基于日本工业标准JIS B0601(2001)求出算术平均粗糙度Ra，结果为0.9μm。此外，上述HCr部的维氏硬度通过JIS Z2244(2009)记载的测定方法进行测定，结果为800。未使用图1所示的褶皱除去机构19。它们的组合示于图11。 

实施例3 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。但是，输送辊2C为表面具有很多沟、并利用吹风机在内部进行吸引的吸引辊。吸引压力为－5kPa。其他的输 送辊2和接近辊3的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra和实施例2同样为0.9μm。它们的组合示于图11。 

实施例4 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。但是，位于切断部件4下游的输送辊2C和接近辊3的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra为1.3μm。此外，位于切断部件4上游侧的输送辊2的材质同样为HCr，其算术平均粗糙度Ra为0.9μm。它们的组合示于图11。 

实施例5 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。位于切断部件4下游的输送辊2C和接近辊3的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra为10μm。此外，位于切断部件4上游的输送辊2的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra为0.9μm。它们的组合示于图11。 

实施例6 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。位于切断部件4下游的输送辊2C和接近辊3的算术平均粗糙度Ra为3μm，并且，位于切断部件4上游的输送辊2的算术平均粗糙度Ra为0.9μm。它们的组合示于图11。 

实施例7 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。位于针孔缺陷检测机构8下游的输送辊2B、输送辊2C和接近辊3的材质为由HCr形成的金属，算术平均粗糙度Ra为3μm。此外，对位于针孔缺陷检测机构8上游的所有辊而言，表面为橡胶。它们的组合示于图11。 

实施例8 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。所有的输送辊2和接近辊3的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra与实施例6相同，为3μm。它们的组合示于图 11。 

实施例9 

使用图1的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。与实施例8相同，所有的输送辊2和接近辊3的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra为3μm。但是，使用了仅与微孔塑料膜1的两端部接触的褶皱除去机构19。它们的组合示于图11。 

实施例10 

使用图8的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。但是，接触辊6的与微孔塑料膜1接触的部分的材质为由HCr形成的金属，算术平均粗糙度Ra为0.9μm。此外，其他所有的输送辊2的材质为HCr，其算术平均粗糙度Ra为3μm。而且，使用了仅与微孔塑料膜1的两端部接触的褶皱除去机构19。它们的组合示于图11。 

实施例11 

使用图8的输送系统在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。但是，接触辊6的与微孔塑料膜1接触的部分的材质为由HCr形成的金属。此外，其他所有的输送辊2的材质为EPDM。褶皱展平机构与实施例1同样地使用橡胶制部件。 

比较例1 

使用在图1的输送系统的一部分中设置了夹辊的输送系统，在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。此外，接近辊、输送辊的与微孔塑料膜接触的部分的材质为EPDM橡胶。而且，输送辊使用与微孔塑料膜的整个宽度接触的Miravo Roll。它们的组合示于图11。 

比较例2 

使用在图1的输送系统的一部分中设置了夹辊的输送系统，在同样的速度和张力条件下卷绕与实施例1相同的微孔塑料膜1。但是，接近辊、输送辊的与微孔塑料膜接触的部分的材质为由硬质铬 镀层(HCr)形成的金属，算术平均粗糙度Ra为3μm。它们的组合示于图11。 

图11表示在实施例和比较例中制造用于二次电池用隔膜的微孔塑料膜卷的结果。 

此处，作为“针孔”的判定方法，将在200mm卷长以内存在多个用针孔检测机构8以光学方式发现的外尺寸超过50μm的针孔的情况判定为“×”，将虽然在卷长200mm以内未存在多个针孔，但在卷绕中发现针孔的情况判定为“○”，将没有针孔的情况判定为“◎”。 

作为“绝缘破坏”的判定方法，仅挑选卷绕好的膜卷中的在针孔检测中判定为“○”的膜卷，将10卷中3卷以上确认到放电的情况判定为“×”，将以10卷中3卷以下的频率确认到放电的情况判定为“○”，将除此以外的情况判定为“◎”，其中，所述放电是对2m的表层施加电压，并且当电流达到50mA时，电压为1kV以上的放电。 

作为“褶皱”的判定方法，将在卷绕好的膜卷中观察到褶皱的情况判定为“×”，将除此以外的情况判定为“◎”。 

作为“蜿蜒行进”的判定方法，将卷绕好的膜卷的端面在整个周面上不整齐，定量为具有0.5mm以上杂乱的情况判定为“×”，将具有小于0.5mm杂乱的情况判定为“○”，将除此以外的情况判定为“◎”。 

如图11所述，实施例1由于输送辊2、接近辊3的表面为橡胶，因此产生了一些针孔，但由于未使用夹辊，因此其数量被控制在最小限度。由于没有褶皱除去机构，因此观察到一些褶皱，并且由于接近辊3表面的金属部的粗糙度稍低，因此观察到了部分蜿蜒行进，但这些都为允许的范围。 

在实施例2中，通过使输送辊2、接近辊3为金属，消除了针孔缺陷，绝缘破坏缺陷数也良好。对于蜿蜒行进而言，由于膜接触部分(金属部分)的粗糙度低，因此产生了蜿蜒行进。 

实施例3使用了吸引辊，结果蜿蜒行进得到了优化。 

实施例4通过增大位于切断部件4下游的输送辊2C、接近辊3的粗糙度，即使没有吸引辊，蜿蜒行进也得到了优化。 

实施例5通过使输送辊2C、接近辊3的粗糙度也最佳化，消除了蜿蜒行进。 

对于实施例6来说，输送辊2C、接近辊3的粗糙度为最佳范围，消除了蜿蜒行进。 

实施例7通过使位于针孔缺陷检测机构8下游的输送辊、接近辊为金属，虽然产生了一些针孔，但将其排除后，能够防止绝缘破坏。此外，对于粗糙度来说也是最佳范围，也消除了蜿蜒行进。 

对于实施例8来说，所有输送辊的粗糙度均为最佳范围，消除了蜿蜒行进。 

实施例9、10引入仅与膜的端部接触的褶皱展平机构来代替橡胶制的褶皱展平部件，结果可以同时实现防止褶皱和防止针孔、绝缘破坏。特别是实施例10，使接近辊3前移并作为接触辊使用，未观察到针孔的增加，而且绝缘破坏缺陷也良好。 

对于实施例11来说，由于和实施例1同样地将橡胶用于输送辊，因此产生了一些针孔，但是由于和实施例10同样地使用金属的接触辊6，并且未使用夹辊，因此可以将针孔的产生控制在最小限度。 

在比较例1中，由于使用以往的由夹辊和橡胶辊所构成的输送系统，因此产生很多针孔。 

对于比较例2来说，虽然输送辊、接近辊的材质为金属，但由于使用夹辊，因此和比较例1同样地产生很多针孔。 

如上所述，根据本发明，能够不需要担心褶皱、蜿蜒行进而制造适用于二次电池用隔膜的绝缘性能优异的微孔塑料膜卷。 

产业上的可利用性 

本发明并不限于二次电池用隔膜，还能够广泛地应用于电容器用隔膜、其他绝缘膜、分离膜等能够应用严密设计透气阻碍的微孔塑料膜的领域，并且其应用范围也不限定于这些。 

符号说明 

1   微孔塑料膜 

12  微孔塑料膜卷 

13  隔膜 

14  中间产品 

19  褶皱除去机构 

2   输送辊 

2A  输送辊 

2B  输送辊 

2C  输送辊 

22  金属表面覆膜 

23  辊母材 

3   接近辊 

4   切断机构 

5   卷芯 

6   接触辊 

7   驱动源 

8   针孔缺陷检测机构 

9   纤丝 

10  贯穿孔 

51  锂离子二次电池 

54  正极 

55  负极 

56  伴随空气 

57  针孔 

A   输送方向 

B   膜的厚度方向 

C   空气润滑部 

D   接触区域 

L   膜的空中移动距离 。

Claims (9)

1.一种微孔塑料膜卷的制造装置，通过输送辊输送具有微孔的塑料膜，然后一边使其接近接近辊或者使其与接触辊接触，一边将所述塑料膜卷绕成卷状而制造微孔塑料膜卷，所述微孔塑料膜卷的制造装置的特征在于，

所述接触辊中的与所述塑料膜接触的部分，维氏硬度为100以上2000以下，

以所述塑料膜的与所述输送辊接触的面的相反面在与所述输送辊接触的区域中为非接触状态的方式输送该塑料膜。

2.根据权利要求1所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，所述输送辊与所述接近辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm。

3.根据权利要求1或2所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，所述输送辊和所述接近辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，在表面上设有0.5～3mm宽的沟，并且维氏硬度为100以上2000以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，具备检测所输送塑料膜的针孔的针孔缺陷检测机构，

比所述针孔检测机构更靠输送方向下游侧的所述输送辊、所述接近辊和所述接触辊的至少一者中的与所述塑料膜接触的膜接触部分，算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm，并且维氏硬度为100以上2000以下。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，所述膜接触部分为金属或陶瓷。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，具备仅与输送的所述塑料膜的端部接触并除去在输送过程中在该塑料膜上所形成的褶皱的褶皱除去机构。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的微孔塑料膜卷的制造装置，其特征在于，具备与输送的所述塑料膜的整个宽度接触并除去在输送过程中在该塑料膜上所形成的褶皱的褶皱除去机构，并且该褶皱除去机构的与所述塑料膜接触的部分为金属。

8.一种微孔塑料膜卷的制造方法，通过输送辊输送透气度为10～1000秒/100ml的具有微孔的塑料膜，然后一边使其接近接近辊或者使其与接触辊接触，一边将所述塑料膜卷绕成卷状而制造微孔塑料膜卷，所述微孔塑料膜卷的制造方法的特征在于，

所述接触辊中的与所述塑料膜接触的部分，维氏硬度为100以上2000以下，

以所述塑料膜的与所述输送辊接触的面的相反面在与所述输送辊接触的区域中为非接触状态的方式输送该塑料膜。

9.根据权利要求8所述的微孔塑料膜卷的制造方法，其特征在于，所述输送辊与所述接近辊中至少一者的1个以上的与所述塑料膜接触的膜接触部分，维氏硬度为100以上2000以下，并且算术平均粗糙度Ra为1.2μm～15μm。