JP2000313759A

JP2000313759A - 多孔質フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP2000313759A
Application number: JP11122965A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Oizumi; 新一大泉; Tomoaki Ichikawa; 智昭市川
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP3982943B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度、高比表面積及び高細孔容積を有し、か
つイオン透過性及び高速充放電特性にも優れる多孔質フ
ィルムの製造方法を提供すること。【解決手段】ポリオレフィン樹脂及び溶媒を含有する樹
脂組成物を溶融混練し、得られた溶融混練物を冷却され
たサイジングダイスを通してシート状に成形し、得られ
たシート状成形物を上ベルト及び／又は下ベルトのベル
トの両端部にせき止め部を設けたベルトプレス機にて加
熱冷却連続圧延処理した後、延伸及び脱溶媒処理を行な
う工程を有することを特徴とする多孔質フィルムの製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質フィルムの
製造方法に関する。さらに詳しくは、電池の正極負極間
に配置されてこれらを隔離させる電池用セパレーター等
として好適に用いられる多孔質フィルムの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々のタイプの電池が実用に供さ
れているが、近年、電子機器のコードレス化等に対応す
るために、軽量で、高起電力及び高エネルギーを得るこ
とができ、しかも自己放電が少ないリチウム電池が注目
を集めている。例えば、リチウム二次電池は、携帯電話
やノートブックパソコン用として多量に用いられてお
り、更に、今後、電気自動車用バッテリーとして期待さ
れている。

【０００３】このようなリチウム電池の負極材料として
は、金属リチウムを始め、リチウム合金やリチウムイオ
ンを吸蔵放出できる炭素材料のような層間化合物を挙げ
ることができる。他方、正極材料としては、コバルト、
ニッケル、マンガン、鉄等の遷移金属の酸化物やこれら
遷移金属とリチウムとの複合酸化物を挙げることができ
る。

【０００４】一般に、このようなリチウム電池において
は、上述したような正極と負極との間に、それら電極間
の短絡を防止するためのセパレーターが設けられてい
る。このようなセパレーターとしては、通常、正極負極
間のイオンの透過性を確保するために、多数の微細孔を
有する多孔質フィルムが用いられている。

【０００５】このような電池用セパレーターとして、従
来、超高分子量ポリオレフィン樹脂を、必要に応じてそ
の他のポリオレフィン樹脂と共に、溶媒中で加熱して溶
解させ、これをゲル状のシートに成形し、このシートを
延伸処理し、この延伸の前後に脱溶媒処理を行って、シ
ート中に残存する溶媒を除去することにより、多孔質フ
ィルムを製造する方法が種々提案されている。

【０００６】例えば、特開平７−２２８７１８号公報に
は、重量平均分子量が１×１０⁶以上の超高分子量ポリ
オレフィン樹脂を１０重量％以上含有するポリオレフィ
ン樹脂組成物からなり、フィブリル繊維の平均径が０．
０１〜０．２μｍ、貫通孔の平均径が０．０１〜０．１
μｍ、空孔率が３５〜９５％、比表面積が２０〜４００
ｍ²／ｇ、膜厚に対する貫通経路の比率である曲路率の
平均が膜厚の１．５〜２．５倍である多孔質フィルムが
記載されている。

【０００７】しかし、超高分子量ポリオレフィン樹脂を
用いて得られる多孔質フィルムを電気自動車用バッテリ
ーのセパレーターとして実用的に用いるには、フィルム
が一層の高強度、高比表面積及び高細孔容積を有すると
共に、電解液保液性に優れ、更に、イオン透過性及び高
速充放電特性に一層優れることが強く要望されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高強
度、高比表面積及び高細孔容積を有し、かつイオン透過
性及び高速充放電特性にも優れる多孔質フィルムの製造
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ポリオ
レフィン樹脂及び溶媒を含有する樹脂組成物を溶融混練
し、得られた溶融混練物を冷却されたサイジングダイス
を通してシート状に成形し、得られたシート状成形物を
上ベルト及び／又は下ベルトのベルトの両端部にせき止
め部を設けたベルトプレス機にて加熱冷却連続圧延処理
した後、延伸及び脱溶媒処理を行なう工程を有すること
を特徴とする多孔質フィルムの製造方法に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、ポリオレフィン樹脂及
び溶媒を含有する樹脂組成物を溶融混練し、得られた溶
融混練物をシート状に成形し、得られたシート状成形物
を圧延処理した後、延伸及び脱溶媒処理を行う工程を有
する、多孔質フィルムの製造方法であり、シート状への
成形に際してサイジングダイスを用い、上ベルト及び／
又は下ベルトのベルトの両端部にせき止め部を設けたベ
ルトプレス機で圧延することに特徴を有する。

【００１１】本発明に用いられるポリオレフィン樹脂
は、超高分子量ポリオレフィン樹脂を含有することが好
ましい。超高分子量ポリオレフィン樹脂としては、エチ
レン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペン
テン、１−ヘキセン等のオレフィンの単独重合体、共重
合体及びこれらの混合物等が挙げられ、これらの中で
は、得られる多孔質フィルムの高強度化の観点から、超
高分子量ポリエチレン樹脂が好ましく用いられる。

【００１２】超高分子量ポリオレフィン樹脂の重量平均
分子量は、５×１０⁵以上、好ましくは５×１０⁵〜２
０×１０⁶、より好ましくは１×１０⁶〜１５×１０⁶
が望ましい。

【００１３】超高分子量ポリオレフィン樹脂の含有量
は、ポリオレフィン樹脂中に、好ましくは５〜１００重
量％、より好ましくは８〜１００重量％である。

【００１４】超高分子量ポリオレフィン樹脂以外にポリ
オレフィン樹脂に含有されていてもよい樹脂としては、
エチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−
ペンテン、１−ヘキセン等のオレフィンの単独重合体、
共重合体及びこれらの混合物等が挙げられ、これらの中
では、得られる多孔質フィルムの高強度化の観点から、
高密度ポリエチレン樹脂が好ましい。これらの樹脂の重
量平均分子量は、好ましくは１×１０⁴以上、５×１０
⁵未満、より好ましくは、１×１０⁴〜３×１０⁵であ
る。

【００１５】本発明に用いることのできる溶媒として
は、ポリオレフィン樹脂の溶解性に優れたものであれ
ば、特に限定されないが、凝固点が−１０℃以下のもの
が好ましく用いられる。このような溶媒の好ましい具体
例としては、例えば、デカン、デカリン、流動パラフィ
ン等の脂肪族又は脂環式炭化水素、沸点がこれらに対応
する鉱油留分等が挙げられ、なかでも、流動パラフィン
等の不揮発性溶媒が好ましく、凝固点が−４５〜−１０
℃、４０℃での動粘度が６５ｃｓｔ以下の不揮発性溶媒
がより好ましい。

【００１６】ポリオレフィン樹脂及び溶媒の混合割合
は、ポリオレフィン樹脂の種類、溶解性、混練温度等に
より異なるため、一概には決定できないが、得られるス
ラリー状の樹脂組成物を溶融混練してシート状に成形で
きる程度であれば特に限定されない。例えば、ポリオレ
フィン樹脂が樹脂組成物の５〜３０重量％であることが
好ましく、８〜２０重量％であることがより好ましい。
ポリオレフィン樹脂の混合割合が５重量％以上である
と、得られる多孔質フィルムの強度を向上させることが
でき、またポリオレフィン樹脂の混合割合が３０重量％
以下であると、ポリオレフィン樹脂を十分に溶媒に溶解
させて、伸び切り状態近くにまで混練することができる
ため、ポリマー鎖の十分な絡み合いを得ることができ
る。

【００１７】なお、前記樹脂組成物には、必要に応じ
て、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、造核剤、顔料、
帯電防止剤等の添加剤を、本発明の目的を損なわない範
囲で添加することができる。

【００１８】樹脂組成物の溶融混練は、ポリオレフィン
樹脂のポリマー鎖の十分な絡み合いを得るために、樹脂
組成物に十分な剪断力を作用させて行なうことが好まし
い。従って、本発明における樹脂組成物の溶融混練に
は、通常、混合物に強い剪断力を与えることができるニ
ーダや二軸混練り機が好ましく用いられる。

【００１９】樹脂組成物を溶融混練する際の温度は、適
当な温度条件下であればよく、特に限定されないが、１
１５〜１８５℃が好ましい。溶融混練の際の温度は、樹
脂組成物を十分に混練して、ポリオレフィン樹脂のポリ
マー鎖の十分な絡み合いを得るために、１１５℃以上が
好ましく、適度な粘度で、樹脂組成物に十分な剪断力を
作用させるために、１８５℃以下が好ましい。

【００２０】次に、得られた溶融混練物を冷却されたサ
イジングダイスを通してシート状に成形する。

【００２１】サイジングダイスの温度は、溶媒の動きを
安定化させながら溶融混練物をシート状に成形するた
め、−１５℃以下、好ましくは−２０℃以下に冷却され
ていることが望ましい。

【００２２】サイジングダイスを冷却する方法は、特に
限定されない。具体的な方法としては、例えば、サイジ
ングダイス内に配管を設け、その配管内にあらかじめ水
で希釈された不凍液を一定循環量で循環させる方法が挙
げられるが、さらに冷却能力を向上させるために、サイ
ジングダイスに冷却槽を設け、その冷却槽内に前記水で
希釈された不凍液を循環させる方法を用いてもよい。い
ずれの方法を採用するにしても、冷却水の出入口の温度
差を可能な限り僅少にして、温度ムラや温度勾配をなく
し、かつ冷却効率を高めることが好ましい。また、必要
に応じて引取ロールにてテンションをかけながらシート
状成形物を引いてもよい。

【００２３】このようにして得られるシート状成形物の
厚みは、通常、０．５〜２０ｍｍが好ましい。

【００２４】なお、本発明では、得られるシート状成形
物の表面層のみならず、中心部までポリオレフィン樹脂
を微細に結晶化させて、細く、かつ均一なフィブリルか
らなる曲路率の大きい多孔質膜構造を有する多孔質フィ
ルムを得るためには、溶融混練物を急冷して、シート状
に成形することが好ましい。これは、溶液状態、すなわ
ち溶融混練物からシート状に成形する際の冷却速度が遅
い場合は、溶融混練により引き延ばされ、絡み合ってい
るフィブリルが毛球状に戻って、太い繊維を形成するた
めである。しかしながら、通常、ゲル状のシート状成形
物は、熱伝導性が大きくないため、表面層に比べて中心
に近い部分ほど冷却されにくい。特に、厚さ５ｍｍ以上
のシート状成形物ではこの傾向が著しく、表面層は数十
秒で冷却媒体に近い温度にまで冷却されるが、中心部で
は温度の低下が遅いため、冷却媒体の温度をかなり低く
しないと中心部まで急冷してポリオレフィン樹脂を微細
に結晶化させることができない。従って、厚みが０．５
〜２０ｍｍ程度のシート状成形物を、通常用いられる冷
却ロールによって冷却した場合には、シート状成形物に
冷却ムラが生じ、結晶化度、表面形態等の均一性に欠け
る傾向がある。しかし、本発明のように、冷却されたサ
イジングダイスを用いることにより、金属による熱伝導
の効果で、溶融混練物の冷却ムラを抑えることができ、
かつ精度の高い空間を所定の圧力で通過することとあい
まって、得られるシート状成形物の形状安定性を飛躍的
に向上させることができる。

【００２５】すなわち、一般に、結晶性高分子を結晶化
させるとラメラ結晶が生成するが、このラメラ結晶の厚
みは、結晶化温度に大きく依存し、融点と結晶化温度と
の差が大きいほど、ラメラ結晶の厚みは小さくなる。従
って、溶融混練温度と、シート状に成形する際の冷却温
度の差が大きければ大きいほど、ラメラ結晶の厚みを小
さくすることができるため、シート状成形物を圧延、延
伸する際に、ラメラ結晶が微結晶に分割されて、繊維径
が小さく、かつ均一なフィブリル繊維からなり、曲路率
が非常に大きいミクロフィブリル構造を有する多孔質フ
ィルムを得ることができると考えられる。

【００２６】このようにして得られたシート状成形物
は、溶融混練により引き延ばされ、絡み合っているフィ
ブリル繊維が毛球状に戻って、太い繊維を形成し、シー
ト状成形物に大きな貫通孔が形成されるのを防止するた
めに、直ちに後述する圧延処理に供するか、又は用いた
溶媒の凝固点以下の温度で保存して、ポリオレフィン樹
脂の結晶構造を維持することが好ましい。

【００２７】次に、シート状成形物のベルトプレス機に
よる圧延処理を行なう。本発明では、上ベルトと下ベル
トの間にサンプルを挟み込んで圧延する構造を有し、か
つ上ベルト及び／又は下ベルトのベルトの両端部にせき
止め部を設けたベルトプレス機を用いる。このようなベ
ルトプレス機は、ベルトを駆動ドラムにより一定のスピ
ードで移動させることができるため、連続した圧延処理
が可能である。

【００２８】圧延処理に用いられるベルトプレス機は、
前記構造を有するものであれば特に限定されないが、例
えば、加圧にプレスを用いた液圧式ダブルベルトプレス
機、加圧ロールを用いた加圧ロール式ダブルベルトプレ
ス機、ベルト把持型ベルトプレス機、ロートキュアー等
が挙げられるが、これらの中ではギャップ調整の融通性
の観点から、加圧ロール式ダブルベルトプレス機が好ま
しい。

【００２９】本発明では、ベルトプレス機のせき止め部
が、式（１）：ＴＤ方向圧延倍率／圧延倍率／（ＭＤ方向圧延倍率×１．２）（１）において、１．０以下、好ましくは１．０未満、より好
ましくは０．５以上１．０未満になるように、形状寸法
等が設定されたものを用いることが望ましい。本発明に
おいて、圧延倍率とは圧延後のシート状成形物の厚みに
対する圧延前のシート状成形物の厚み（圧延前のシート
状成形物の厚み／圧延後のシート状成形物の厚み）であ
り、ＴＤ方向圧延倍率とは圧延前のシート状成形物の幅
方向の長さに対する圧延後のシート状成形物の幅方向の
長さ（圧延後のシート状成形物の幅方向の長さ／圧延前
のシート状成形物の幅方向の長さ）を、ＭＤ方向圧延倍
率とは圧延前のシート状成形物の機械軸流れ方向の長さ
に対する圧延後のシート状成形物の機械軸流れ方向の長
さ（圧延後のシート状成形物の機械軸流れ方向の長さ／
圧延前のシート状成形物の機械軸流れ方向の長さ）を、
それぞれ示す。また、式（１）の係数１．２は、圧延時
に溶媒が排出された分の体積変化を意味する。

【００３０】式（Ｉ）の値が１．０以下であると、圧延
処理の際に、ＴＤ方向に自由に圧延されようとするシー
ト状成形物がせき止められることにより、シート状成形
物が多大な塑性変形を受けて、フィブリルが変形方向に
配向した新たな構造が発現し、強度、特に、突刺し強度
を飛躍的に増大させることができ、また０．５以上であ
ると、大掛かりな装置を用いてシート状成形物に多大な
圧力をかける必要がなくなるため、生産性を向上させる
ことができる。

【００３１】さらに本発明では、ダブルベルトプレス機
前後に繰出し機と巻取り機を用い、各装置のライン速に
差をつけて連続圧延することも可能である。ダブルベル
トプレス機ライン速と繰出しスピード、ダブルベルトプ
レス機ライン速と巻取りスピード、又は繰出しスピード
と巻取りスピードに差をつけることにより、ＭＤ方向圧
延倍率の制御が可能となる。つまり、これらの速度比そ
のものがＭＤ方向圧延倍率となる。特に、ダブルベルト
プレス機ライン速と、繰出し機又は巻取り機のスピード
に差をつけることは、シートプレス時の蛇行を抑える効
果も期待でき、歩留まりを上げることが可能になる。ま
た、巻取り部では、ダブルベルトプレス機内で後述の如
く十分冷却しないとネッキングが発生してしまい、強
度、特に突刺し強度に劣る。各速度は巻取り機、ダブル
ベルトプレス機、繰り出し機の順で速く設定され、繰り
出しスピード、ダブルベルトプレス機ライン速及び巻取
りスピード間での最大スピード比が３〜１５倍であるこ
とが好ましい。

【００３２】圧延処理は、ベルトプレス機内でシート状
成形物と接触する加圧手段の接触部の温度を適宜調整し
て、加熱圧延と冷却圧延を連続して行なう。例えば、ロ
ール式の場合、所定の温度に加熱された加圧ロール（加
熱ロール）で加熱圧延し、次いで所定の温度に冷却され
た加圧ロール（冷却ロール）で冷却圧延を行なう。加熱
ロールはベルトプレス機の上流側に、冷却ロールは下流
側に配設することにより、加熱圧延と冷却圧延を連続し
て行なうことができる。

【００３３】加熱圧延の際の温度は、好ましくはポリオ
レフィン樹脂の融点−３０℃以上、ポリオレフィン樹脂
の融点−１０℃以下の温度、より好ましくはポリオレフ
ィン樹脂の融点−２０℃以上、ポリオレフィン樹脂の融
点−１５℃以下の温度である。加熱圧延の際の温度は、
圧延による薄膜化を容易に行なうために、ポリオレフィ
ン樹脂の融点−３０℃以上の温度が好ましく、得られた
多孔質フィルムを電池用セパレーターとして使用する際
の強度及び厚みの均一性を確保するために、ポリオレフ
ィン樹脂の融点−１０℃以下の温度が好ましい。なお、
本明細書において、ポリオレフィン樹脂の融点とは、Ｄ
ＳＣ測定における昇温過程での吸熱ピーク値温度を言
う。

【００３４】冷却圧延の際の温度は、好ましくは１０〜
３０℃、より好ましくは１０〜２０℃である。冷却圧延
の際の温度は、加熱ゾーンへの負荷を小さくして、装置
の大型化を避け、生産性を向上させるために、１０℃以
上が好ましく、圧延状態を保持して、加熱圧延後のシー
ト状成形物の弾性回復を防止して、シートの厚みを均一
にするために、３０℃以下が好ましい。

【００３５】なお、圧延処理の際の圧延倍率を大きくす
る方法として、加圧ロールのギャップを調整する方法が
挙げられるが、急激に圧延倍率が大きくなるように設定
すると、シート状成形物がベルト間で滑ってしまい、噛
み込みが不十分となり圧延されなくなる。

【００３６】加圧ロール組み数は、特に限定されない
が、通常、１０〜３０個程度であることが好ましい。ま
た、加圧ロールの噛み込み角度は、特に限定されない
が、０〜１°が好ましく、０〜０．５°がより好まし
い。なお、ここで言う噛み込み角度とは、シート状成形
物の進行水平方向に対するベルト面の角度を意味し、該
ベルト面とは、シート状成形物が噛み込み圧延される領
域を示す。

【００３７】加熱圧延と冷却圧延のゾーン区切りは特に
限定されるものではないが、シート状成形物の潤滑な噛
み込みを考慮して、噛み込み角度を持ったベルト間で加
熱圧延し、冷却圧延では目標とされる圧延倍率となるよ
うに噛み込み角度を０°にしてギャップを一定にするこ
とが好ましい。

【００３８】また、ベルト面とシート状成形物の摩擦係
数を高くして噛み込みを良好にするために、ベルト面の
表面粗度を制御したり、紙などの吸油性のあるシートで
シート状成形物を挟んでサンドイッチ状にして圧延する
方法もとることも可能である。

【００３９】次に、前記シート状成形物の延伸及び脱溶
媒処理を行う。延伸処理の方式は特に限定されるもので
はなく、通常のテンター法、ロール法、インフレーショ
ン法またはこれらの方法の組み合わせであってもよい。
また、一軸延伸、二軸延伸等いずれの方式をも適用する
ことができ、二軸延伸の場合は、縦横同時延伸又は逐次
延伸のいずれでもよいが、縦横同時延伸が好ましい。

【００４０】延伸処理時の温度は、ポリオレフィン樹脂
の融点＋５℃以下の温度が好ましい。その他の延伸処理
条件は、通常用いられる公知の条件を採用することがで
きる。

【００４１】脱溶媒処理は、シート状成形物から溶媒を
除去して多孔質構造を形成させる工程であり、例えば、
シート状成形物を溶剤で洗浄して残留する溶媒を除去す
ることにより行うことができる。溶剤は、樹脂組成物の
調製に用いた溶媒に応じて適宜選択することができる
が、具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカ
ン等の炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素等の塩素化
炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル
類、アルコール類等の易揮発性溶剤が挙げられ、これら
は単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
かかる溶剤を用いた脱溶媒処理の方法は、特に限定され
ず、例えば、シート状成形物を溶剤中に浸漬して溶媒を
抽出する方法、溶剤をシート状成形物にシャワーする方
法等が挙げられる。

【００４２】なお、本発明において、脱溶媒処理は、延
伸前後に適宜行えばよい。例えば、前記シート状成形物
を脱溶媒処理してから延伸処理に供してもよく、またシ
ート状成形物をそのまま延伸処理してから脱溶媒処理を
行ってもよい。あるいは、延伸処理前に脱溶媒処理を行
い、延伸処理後に再度脱溶媒処理を行って残存溶媒を除
去する態様であってもよい。

【００４３】本発明では、前記圧延処理及び延伸処理の
際の圧延倍率及び延伸倍率を適宜調整して、得られる多
孔質フィルムの総延伸倍率を１０〜５００、好ましくは
２０〜３００とすることが望ましい。多孔質フィルムの
総延伸倍率は、フィルム強度の観点から、１０以上が好
ましく、圧延時の厚み方向弾性回復を防止して、成形時
間を短くし、生産性を向上させるため、かつ延伸時の破
膜発生及び延伸時のチャック間のネッキングを防止し
て、歩留まりを向上させるために、５００以下が好まし
い。なお、本明細書において、延伸倍率とは、延伸後の
シート状成形物の厚みに対する延伸前のシート状成形物
の厚みの比（延伸前のシート状成形物の厚み／延伸後の
シート状成形物の厚み）であり、総延伸倍率とは、圧延
倍率と延伸倍率を積算した値をいう。

【００４４】本発明では、このようにして得られた多孔
質フィルムに、必要に応じてさらにフィルムの熱収縮を
防止するためのヒートセット処理等を施して、形状固定
してもよい。

【００４５】このようにして得られる多孔質フィルムの
厚さは１〜６０μｍ、好ましくは５〜４５μｍであるこ
とが望ましく、ＢＥＴ比表面積は１５０ｍ²／ｇ以上、
細孔容積は０．５ｃｍ³／ｇ以上、貫通孔の平均孔径は
０．０３μｍ以下、最大孔径は０．１μｍ以下であるこ
とが、それぞれ好ましい。なお、細孔容積及び孔径はＢ
ＪＨ法により測定することができる。

【００４６】また、多孔質フィルムの空孔率は３５〜７
５％、通気度は１００〜８００秒／１００ｃｃ、針貫通
強度は４００ｇｆ／２５μｍ以上であることが、それぞ
れ望ましい。

【００４７】本発明により得られる多孔質フィルムは、
高強度、高比表面積及び高細孔容積を有し、更に、膜を
貫通する孔の経路、即ち貫通経路が長いにもかかわら
ず、イオン透過性に優れ、高速充放電特性にも優れる。

【００４８】また、グローブボックス中でガラスの中に
正極にコバルト酸リチウム電極、負極にカーボン電極を
用い、その間に電解液を含浸させた前記多孔質フィルム
をクッション材となる不織布（電解液含浸品）と共に挟
み込み、充放電特性を調べたところ、高電流密度で高放
電効率を示し、短時間での大出力が可能である。

【００４９】更に、本発明により得られた多孔質フィル
ムは、通気性は良好なものの、比表面積が高く、細いフ
ィブリルが高密度に配置して、平均孔径も小さいことか
ら、過充電試験におけるデンドライトによる短絡も生じ
難い。従って、種々の電池、特に電気自動車用バッテリ
ーにおいて、安定性と耐久性に優れる高性能セパレータ
ーとして好適に用いることができる。

【００５０】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。

【００５１】なお、各種特性については下記要領にて測
定を行う。

【００５２】（融点）セイコー電子工業社製の示差走査
熱量計「ＤＳＣ−２００」を使用し、室温から２００℃
まで１０℃／ｍｉｎの割合で昇温させ、この昇温過程で
の吸熱ピーク値を融点とする。

【００５３】（重量平均分子量）ウォーターズ社製のゲ
ル浸透クロマトグラフ「ＧＰＣ−１５０Ｃ」を用い、溶
媒にｏ−ジクロロベンゼンを、また、カラムとして昭和
電工（株）製の「Ｓｈｏｄｅｘ−８０Ｍ」を用いて１３
５℃で測定する。データ処理は、ＴＲＣ社製データ処理
システムを用いて行う。分子量はポリスチレンを基準と
して算出する。

【００５４】（フィルムの厚み）１／１００００シック
ネスゲージ及び多孔質フィルムの断面の１万倍走査電子
顕微鏡写真から測定する。

【００５５】（空孔率）水銀ポロシメータ（オートスキ
ャン３３、ユアサアイオニクス）を使用し、細孔容積
（ｍｌ／ｇ）を求め、ポリオレフィン樹脂の密度を０．
９５（ｇ／ｍｌ）とし、以下の式に基づき算出する。

【００５６】

【数１】

【００５７】（ＢＥＴ比表面積）（株）島津製作所製の
窒素の脱吸着方式による比表面積・細孔分布測定器「Ａ
ＳＡＰ２０１０」を用いてＢＥＴ比表面積を測定する。

【００５８】（通気度）ＪＩＳＰ８１１７に準拠して
測定する。

【００５９】（貫通孔の平均孔径及び最大孔径）（株）
島津製作所製の窒素の脱吸着方式による比表面積・細孔
分布測定器「ＡＳＡＰ２０１０」を用いて、ＢＪＨ法に
て孔径の分布を測定し、これより平均孔径と最大孔径を
求める。

【００６０】（針貫通強度）カトーテック（株）製のハ
ンディー圧縮試験機「ＫＥＳ−Ｇ５」を用いて行う。針
は直径１．０ｍｍ、先端形状０．５ｍｍのものを使用
し、ホルダー径１１．３ｍｍ、押し込み速度２ｍｍ／秒
にて測定し、フィルムが破れるまでの最大荷重を針貫通
強度とする。値は全て２５μｍに換算する。

【００６１】実施例１重量平均分子量２×１０⁶の超高分子量ポリエチレン樹
脂（融点：１３４℃）１５重量部と流動パラフィン（凝
固点：−１５℃、４０℃における動粘度：５９ｃｓｔ）
８５重量部とをスラリー状に均一に混合し、得られた混
合物を二軸押し出し機（シリンダー径：４０ｍｍ、Ｌ／
Ｄ＝４２）に２０ｋｇ／ｈｒの処理量で供給し、１６０
℃に加熱し、溶融混練して、超高分子量ポリエチレン樹
脂と溶媒との溶融混練物を得た。次いで、二軸押し出し
機の先端に取り付けられたＴダイを用い、１６０℃で溶
融混練物をシート状に押出した直後、−１５℃に冷却さ
れたサイジングダイスを通し、急冷結晶化させた。

【００６２】次いで、このシート状成形物（厚み２０ｍ
ｍ）を、噛み込み角度が１°、下ベルトの両端部にせき
止め部を設けて、ＴＤ方向圧延倍率／圧延倍率／（ＭＤ
方向圧延倍率×１．２）が０．５に設定された加圧ロー
ル式ダブルベルトプレス機を用い、約１２０℃で加熱圧
延した後、３０℃で冷却圧延を行い、厚さ１．１ｍｍま
で圧延した（圧延倍率１８倍）。更に、１２０℃で縦横
各々４．１倍に同時二軸延伸し、厚み６６μｍ（延伸倍
率１６．７倍、総延伸倍率３００．６倍）としたのち、
ヘプタンに浸漬して脱溶媒した。このようにして得られ
た多孔質フィルムを更に１３０℃で１０秒間ヒートセッ
トして、厚み１７μｍ、空孔率６５％の多孔質フィルム
を得た。

【００６３】実施例２下ベルトの両端部にせき止め部を設けて、ＴＤ方向圧延
倍率／圧延倍率／（ＭＤ方向圧延倍率×１．２）が１．
０に設定された加圧ロール式ダブルベルトプレス機を用
いた以外は、実施例１と同様にして、厚み１７μｍ、空
孔率６５％の多孔質フィルムを得た。

【００６４】実施例３重量平均分子量２×１０⁶の超高分子量ポリエチレン樹
脂（融点：１３４℃）１５重量部と流動パラフィン（凝
固点：−１５℃、４０℃における動粘度：５９ｃｓｔ）
８５重量部とをスラリー状に均一に混合し、得られた混
合物を二軸押し出し機（シリンダー径：４０ｍｍ、Ｌ／
Ｄ＝４２）に２０ｋｇ／ｈｒの処理量で供給し、１６０
℃に加熱し、溶融混練して、超高分子量ポリエチレン樹
脂と溶媒との溶融混練物を得た。次いで、二軸押し出し
機の先端に取り付けられたＴダイを用いて、１６０℃で
溶融混練物をシート状に押出した直後、−１５℃に冷却
されたサイジングダイスを通し、急冷結晶化させた。

【００６５】次いで、このシート状成形物（厚み５ｍ
ｍ）を、噛み込み角度１°、上ベルトの両端部にせき止
め部を設けて、ＴＤ方向圧延倍率／圧延倍率／（ＭＤ方
向圧延倍率×１．２）が０．５に設定された加圧ロール
式ダブルベルトプレス機で約１２０℃で加熱圧延した
後、３０℃で冷却圧延を行い、厚さ１．１ｍｍまで圧延
した（圧延倍率４．５倍）。更に、１２０℃で縦横各々
２．１倍に同時二軸延伸し、厚み２４０μｍ（延伸倍率
４．６倍、総延伸倍率２０．７倍）としたのち、ヘプタ
ンに浸漬して脱溶媒した。このようにして得られた多孔
質フィルムを更に１３０℃で１０秒間ヒートセットし
て、厚み６０μｍ、空孔率７０％の多孔質フィルムを得
た。

【００６６】実施例４シート状成形物を、ダブルベルトプレス機の前に繰出し
機を用いて繰出し、ダブルベルトプレス機処理後に巻取
り機により巻き取った以外は、実施例１と同様にして厚
み１６μｍ、空孔率６０％の多孔質フィルムを得た。こ
の際、ダブルベルトプレス機のライン速を０．４ｍ／ｍ
ｉｎ、繰出しスピードを０．２ｍ／ｍｉｎ、巻取りスピ
ードを０．６ｍ／ｍｉｎに設定した。

【００６７】比較例１重量平均分子量２×１０⁶の超高分子量ポリエチレン樹
脂（融点：１３４℃）１５重量部と流動パラフィン（凝
固点：−１５℃、４０℃における動粘度：５９ｃｓｔ）
８５重量部とをスラリー状に均一に混合し、得られた混
合物を二軸押し出し機（シリンダー径：４０ｍｍ、Ｌ／
Ｄ＝４２）に２０ｋｇ／ｈｒの処理量で供給し、１６０
℃に加熱し、溶融混練して、超高分子量ポリエチレン樹
脂と溶媒との溶融混練物を得た。次いで、二軸押し出し
機の先端に取り付けられたＴダイを用いて、１６０℃で
溶融混練物をシート状に押出した直後、０℃に冷却され
たロールを通し、急冷結晶化させた。

【００６８】次いで、このシート状成形物（厚み１ｍ
ｍ）を、温度１２０℃で縦横各々４．５倍に同時二軸延
伸し、厚み１００μｍ（延伸倍率２０倍）としたのち、
ヘプタンに浸漬して脱溶媒した。このようにして得られ
た多孔質フィルムを更に１３０℃で１０秒間ヒートセッ
トして、厚み２５μｍ、空孔率４５％の多孔質フィルム
を得た。

【００６９】実施例及び比較例において得られた多孔質
フィルムのＢＥＴ比表面積、平均孔径、最大孔径、通気
度及び針貫通強度を表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】以上の結果より、サイジングダイス及びベ
ルトプレス機を用いずに製造した比較例１の多孔質フィ
ルムは、針貫通強度に劣るのに対し、実施例１〜４の多
孔質フィルムは、いずれの特性にも優れた値が得られて
いることがわかる。特に、実施例１と実施例２より、式
（１）の値が小さいほど、針貫通強度に優れ、また、実
施例４より、繰出し機と巻取り機のライン速に差をつけ
て圧延処理を行うことにより、より一層針貫通強度を向
上させることができることが、それぞれわかる。

【００７２】

【発明の効果】本発明により、高強度、高比表面積及び
高細孔容積を有し、かつイオン透過性及び高速充放電特
性にも優れる多孔質フィルムの製造方法を提供すること
が可能となった。

フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA16 AB01 AD01 AG20 CA03 CB34 CB43 CC02X CC03X CC04X CC05X CC29Y CC32X CC32Z DA02 DA03 DA10 DA49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン樹脂及び溶媒を含有する
樹脂組成物を溶融混練し、得られた溶融混練物を冷却さ
れたサイジングダイスを通してシート状に成形し、得ら
れたシート状成形物を上ベルト及び／又は下ベルトのベ
ルトの両端部にせき止め部を設けたベルトプレス機にて
加熱冷却連続圧延処理した後、延伸及び脱溶媒処理を行
なう工程を有することを特徴とする多孔質フィルムの製
造方法。
【請求項２】ベルトプレス機のせき止め部が、式
（１）：ＴＤ方向圧延倍率／圧延倍率／（ＭＤ方向圧延倍率×１．２）（１）において、１．０以下を満たすように設定されている請
求項１記載の製造方法。
【請求項３】ベルトプレス機前後に繰出し機と巻取り
機を設置し、各装置のライン速に差をつけて連続圧延す
る請求項１又は２記載の製造方法。