JP2001192487A - ポリオレフィン微多孔膜及びその製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン微多孔膜及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低熱収縮率で物性バランスの優れたポリオレ
フィン微多孔膜の提供。 【解決手段】 (A)重量平均分子量50万以上のポリ
オレフィン又は当該ポリオレフィンを含有するポリオレ
フィン組成物(B)と溶剤とからなる溶液を溶融混練し
て押出し、冷却して得られたゲル状成形物を延伸し、得
られた延伸物から溶剤を除去し、乾燥後に、特定の収縮
工程を導入した2段以上の熱セット工程を行うことによ
り得られる低熱収縮率で、物性バランスの優れたポリオ
レフィン微多孔膜及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン微
多孔膜に関するものであって、特に熱収縮率が低減さ
れ、透気度のバランスの良いポリオレフィン微多孔膜及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリオレフィン微多孔膜は、各種の分離
膜や、電池用セパレータ、電解コンデンサー用セパレー
タ等に使用されている。特にリチウム電池においては、
有機溶媒に不溶で電解質や電極活物質に安定なセパレー
タとして多用されつつある。ポリオレフィン微多孔膜と
しては、超高分子量のポリオレフィンを用いた高強度お
よび高弾性の微多孔膜が用いられ、例えば、重量平均分
子量が7×10以上の超高分子量ポリオレフィンを溶
媒中で加熱溶解した溶液からゲル状シートを成形し、前
記ゲル状シート中の溶媒量を脱溶媒処理により調整し、
次いで加熱延伸した後、残留溶媒を除去することによる
微多孔膜(特開昭60−242035号公報他)、分子
量分布が特定の値の超高分子量ポリオレフィンを含有す
るポリオレフィン組成物の高濃度溶液からの微多孔膜
(特開平3−64334号公報)等が提案され、リチウ
ム電池用セパレータ等としても用いられてきている。
【0003】ところで、最近のリチウムイオン電池用セ
パレータとしては、高容量化、電池特性、安全性、生産
性を向上させることが求められてきている。特に、電池
安全性と生産性向上をバランスさせることは非常に重要
である。電池特性の向上のためには、各種電池系におい
て用いる電池用セパレータの孔径、空孔率及び透過性等
を最適にすることが要求されている。また、安全性の面
では、電極が短絡して電池内部の温度が上昇した時に、
発火等の事故が生じるのを防止するために膜強度の向上
と熱収縮率の低減がポイントとなっている。しかしなが
ら、現状の生産設備では、孔径、空孔率、透過性及び膜
強度のバランスを維持したまま熱収縮率の低減をはかる
には限度があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記物性バランスを維持あるいは向上させ、か
つ熱収縮率の低減を図ったポリオレフィン微多孔膜を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を達成するため鋭意検討した結果、超高分子量ポリオレ
フィン又はその組成物からのポリオレフィン微多孔膜の
製造工程中の熱セット工程において、延伸工程と収縮工
程を導入することにより、熱収縮率の低減と物性バラン
スの優れたポリオレフィン微多孔膜が得られることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、重量平均分子量50
万以上のポリオレフィン(A)又は当該ポリオレフィン
を含有するポリオレフィン組成物(B)からなり、透気
度が1200秒/100cc以下、引張強度100MP
a以上、MD、TD両方向の熱収縮率が4%以下である
ことを特徴とするポリオレフィン微多孔膜である。
【0007】また、本発明は、重量平均分子量50万以
上のポリオレフィン(A)又は当該ポリオレフィンを含
有するポリオレフィン組成物(B)と溶剤とからなる溶
液を溶融混練して押出し、冷却して得られたゲル状成形
物を延伸し、得られた延伸物から溶剤を除去し、乾燥後
に2段以上の熱セット工程を行うことを特徴とするポリ
オレフィン微多孔膜の製造方法であって、2段以上の熱
セット工程において、MD、TDの両方向を固定して、
MD、TDの少なくとも一方向に延伸を行う工程(C)
とし、MD、TDの少なくとも一方向に縮幅下に行う工
程(D)とする熱セット工程を行い、かつ工程(C)を
工程(D)に先だって行うことを特徴とするポリオレフ
ィン微多孔膜の製造方法である。
【0008】また、本発明は、前記のポリオレフィン微
多孔膜を用いた電池用セパレータ、前記ポリオレフィン
微多孔膜を電池用セパレータとして用いた電池、前記ポ
リオレフィン微多孔膜を用いたフィルターである。
【0009】本発明の好ましい態様を以下に示す。 (イ)前記ポリオレフィン(A)が、重量平均分子量1
×10〜15×10であることを特徴とする前記ポ
リオレフィン微多孔膜。 (ロ)前記ポリオレフィン(A)又は前記ポリオレフィ
ン組成物(B)の重量平均分子量/数平均分子量(以
下、「Mw/Mn」という。)が5〜300であること
を特徴とする前記ポリオレフィン微多孔膜。 (ハ)前記ポリオレフィン(A)又は前記ポリオレフィ
ン組成物(B)に使用されるポリオレフィンが、ポリエ
チレン又はポリプロピレンであることを特徴とする前記
ポリオレフィン微多孔膜。 (ニ)重量平均分子量50万以上のポリオレフィンを含
有するポリオレフィン組成物が重量平均分子量50万以
上の超高分子量ポリエチレンと重量平均分子量1万以上
50万未満の高密度ポリエチレンからなる組成物である
ことを特徴とする前記ポリオレフィン微多孔膜。 (ホ)重量平均分子量50万以上のポリオレフィンを含
有するポリオレフィン組成物が、重量平均分子量50万
以上の超高分子量ポリエチレンと重量平均分子量1万以
上50万未満の高密度ポリエチレンとシャットダウン機
能を付与するポリオレフィンとからなり、当該シャット
ダウン機能を付与するポリオレフィンが、低密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、分子量1000〜4
000の低分子量ポリエチレン又はシングルサイト触媒
を用いて製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体
の中から少なくとも一つ選ばれたものであることを特徴
とする前記ポリオレフィン微多孔膜。 (ヘ)透気度が900秒/100cc以下、MD、TD
両方向の熱収縮率が3.5%以下である前記ポリオレフ
ィン微多孔膜。 (ト)突刺強度が5500mN/25μm以上である前
記ポリオレフィン微多孔膜。 (チ)引張伸度が150%以上である前記ポリオレフィ
ン微多孔膜。 (リ)前記ポリオレフィン(A)が、重量平均分子量1
×10〜15×10であることを特徴とする前記ポ
リオレフィン微多孔膜の製造方法。 (ヌ)前記ポリオレフィン(A)又は前記ポリオレフィ
ン組成物(B)の重量平均分子量/数平均分子量(以
下、「Mw/Mn」という。)が5〜300であること
を特徴とする前記ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 (ル)前記ポリオレフィン(A)又は前記ポリオレフィ
ン組成物(B)に使用されるポリオレフィンが、ポリエ
チレン又はポリプロピレンであることを特徴とする前記
ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 (ヲ)重量平均分子量50万以上のポリオレフィンを含
有するポリオレフィン組成物が重量平均分子量50万以
上の超高分子量ポリエチレンと重量平均分子量1万以上
50万未満の高密度ポリエチレンからなる組成物である
ことを特徴とする前記ポリオレフィン微多孔膜の製造方
法。 (ワ)重量平均分子量50万以上のポリオレフィンを含
有するポリオレフィン組成物が、重量平均分子量50万
以上の超高分子量ポリエチレンと重量平均分子量1万以
上50万未満の高密度ポリエチレンとシャットダウン機
能を付与するポリオレフィンとからなり、当該シャット
ダウン機能を付与するポリオレフィンが、低密度ポリエ
チレン、線状低密度ポリエチレン、分子量1000〜4
000の低分子量ポリエチレン又はシングルサイト触媒
を用いて製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体
の中から少なくとも一つ選ばれたものであることを特徴
とする前記ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 (カ)前記熱セット工程が2段又は3段であることを特
徴とする前記ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 (ヨ)前記熱セット工程のうち、(C)の工程において
90℃〜150℃にて、少なくとも一方向に0.1〜2
00%に延伸することを特徴とする前記ポリオレフィン
微多孔膜の製造方法。 (タ)前記熱セット工程のうち、(D)の工程において
60℃〜融点にて、少なくとも一方向に0.01〜50
%縮幅下に熱処理をすることを特徴とする前記ポリオレ
フィン微多孔膜の製造方法。 (レ)前記熱セット工程において、MD、TDの両方向
ともに0%縮幅を行う工程(E)を設けることを特徴と
する前記ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のポリオレフィン微多孔膜
を、構成成分、製造方法、物性について、以下に詳細に
説明する。 1.ポリオレフィン 本発明のポリオレフィン微多孔膜には、ポリオレフィン
又はポリオレフィン組成物が用いられる。ポリオレフィ
ンとしては、重量平均分子量50万以上、好ましくは重
量平均分子量100万〜1500万の超高分子量ポリオ
レフィンが用いられる。重量平均分子量が50万未満で
は、延伸時に破断が起こりやすいため、好適な微多孔膜
を得ることは困難である。また、重量平均分子量の上限
は、限定的ではないが、1500万以下とすることによ
り、溶融押出を容易にすることができる。
【0011】ポリオレフィンの種類は、限定的ではない
が、重量平均分子量との関係から、超高分子量ポリエチ
レンを用いることが好ましい。これらは、エチレンの単
独重合体のみならず、他のα−オレフィンを少量含有す
る共重合体であってもよい。エチレン以外の他のα−オ
レフィンとしては、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン
−1、ペンテン−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、スチレン
が好適である。なお、当該他のα−オレフィンの共重合
量が多すぎると破断強度、突刺強度の低下を招くので注
意する必要がある。
【0012】本発明において用いられるポリオレフィン
組成物は、重量平均分子量50万以上のポリオレフィン
を含有するポリオレフィン組成物である。重量平均分子
量が50万以上のポリオレフィンを含有していない組成
物では、延伸時に破断が起こりやすいため、好適な微多
孔膜を得ることは困難である。重量平均分子量の上限
は、限定的ではないが、1500万以下とすることによ
り、溶融押出を容易にすることができる。
【0013】重量平均分子量50万以上のポリオレフィ
ンとしては、前記のものを挙げることができる。また、
重量平均分子量50万以上のポリオレフィンを含有する
ポリオレフィン組成物は、重量平均分子量50万以上の
ポリオレフィンと重量平均分子量1万以上50万未満の
ポリオレフィンとからなる組成物が挙げられる。重量平
均分子量1万以上50万未満のポリオレフィンとして
は、限定的ではないがポリエチレンが好ましい。ポリエ
チレンの種類は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレンが挙げられる。これらはエチ
レンの単独重合体のみならず、他のα−オレフィンを少
量含有する共重合体であってもよい。エチレン以外の他
のα−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−1、
ヘキセン−1、ペンテン−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、
スチレンが好適である。これらの重量平均分子量1万以
上50万未満のポリオレフィンは、1種類のみ用いるこ
ともできるし、2種類以上用いることもできる。なお、
重量平均分子量50万以上のポリオレフィンと重量平均
分子量1万以上50万未満のポリオレフィンとからなる
組成物として、最も好ましいものは、超高分子量ポリエ
チレンと高密度ポリエチレンとからなる組成物である。
【0014】また、本発明に用いるポリオレフィン又は
ポリオレフィン組成物の分子量分布(Mw/Mn)は、
限定的ではないが、5〜300が好ましく、10〜10
0であればさらに好ましい。Mw/Mnが5未満では高
分子量成分が多くなりすぎて溶融押出が困難になり、M
w/Mnが300を超えると、低分子量成分が多くなり
すぎるために強度の低下を招く。
【0015】また、本発明で用いるポリオレフィン微多
孔膜では、リチウム電池等のセパレータとして用いた場
合にメルトダウン温度を向上させるためにポリプロピレ
ンを添加することが好ましい。ポリプロピレンの種類
は、単独重合体のほかに、ブロック共重合体、ランダム
共重合体も使用することができる。ブロック共重合体、
ランダム共重合体には、プロピレン以外の他のα−オレ
フィンとの共重合成分を含有することができ、当該他の
α−オレフィンとして好適なのはエチレンである。
【0016】さらに、本発明で用いるポリオレフィン微
多孔膜では、電池セパレータ用途としての特性を向上さ
せるために、低温でのシャットダウン機能を付与できる
ポリオレフィンとして、低密度ポリエチレン(LDP
E)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、重量平
均分子量1000〜4000の低分子量ポリエチレン、
シングルサイト触媒により製造されたエチレン・α−オ
レフィン共重合体のうち、すくなくとも一種以上選ばれ
たポリオレフィンを添加することができる。
【0017】なお、上述したようなポリオレフィン又は
ポリオレフィン組成物には、必要に応じて、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、アンチブロッキング剤、顔料、染
料、無機充填材などの各種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】2.ポリオレフィン微多孔膜の製造 本発明のポリオレフィン微多孔膜は、上記重量平均分子
量50万以上のポリオレフィン(A)又は当該ポリオレ
フィンを含有するポリオレフィン組成物(B)と、溶剤
からなる溶液を溶融混練して押出し、冷却して得られた
ゲル状成形物を延伸し、得られた延伸物から溶剤を除去
し、乾燥後に特定の2段以上の熱セット工程を行うこと
により得られる。以下に、詳細に各工程を説明する。
【0019】本発明のポリオレフィン微多孔膜の製法お
いて、原料となるポリオレフィン又はポリオレフィン組
成物の溶液は、上述のポリオレフィン又はポリオレフィ
ン組成物を、溶剤に加熱溶解することにより調製する。
この溶剤としては、ポリオレフィンを十分に溶解できる
ものであれば特に限定されない。例えば、ノナン、デカ
ン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィンなどの脂肪
族または環式の炭化水素、あるいは沸点がこれらに対応
する鉱油留分などがあげられるが、溶剤含有量が安定な
ゲル状成形物を得るためには流動パラフィンのような不
揮発性の溶剤が好ましい。加熱溶解は、ポリオレフィン
又はポリオレフィン組成物が完全に溶解する温度で攪拌
または押出機中で均一混合して溶解する方法で行う。そ
の温度は、押出機中又は溶媒中で攪拌しながら溶解する
場合は使用する重合体及び溶媒により異なるが、例えば
140〜250℃の範囲が好ましい。ポリオレフィン又
はポリオレフィン組成物の高濃度溶液から微多孔膜を製
造する場合は、押出機中で溶解するのが好ましい。
【0020】押出機中で溶解する場合は、まず押出機に
上述したポリオレフィン又はポリオレフィン組成物を供
給し、溶融する。溶融温度は、使用するポリオレフィン
の種類によって異なるが、ポリオレフィンの融点+20
〜100℃が好ましい(ここで、融点とは、JISK7
121に基づき、DSCにより測定した値をいう。以下
同じ)。例えば、ポリエチレンの場合は160〜230
℃、特に170〜200℃であるのが好ましく、ポリプ
ロピレンの場合は190〜270℃、特に190〜25
0℃であるのが好ましい。次に、この溶融状態のポリオ
レフィン又はポリオレフィン組成物に対して、液状の溶
剤を押出機の途中から供給する。
【0021】ポリオレフィン又はポリオレフィン組成物
と溶剤との配合割合は、ポリオレフィン又はポリオレフ
ィン組成物と溶剤の合計を100重量%として、ポリオ
レフィン又はポリオレフィン組成物が10〜50重量
%、好ましくは10〜30重量%であり、溶剤が90〜
50重量%、好ましくは90〜70重量%である。ポリ
オレフィン又はポリオレフィン組成物が10重量%未満
では(溶剤が90重量%を超えると)、シート状に成形
する際に、ダイス出口で、スウエルやネックインが大き
くシートの成形性、自己支持性が困難となる。一方、ポ
リオレフィン又はポリオレフィン組成物が50重量%を
超えると(溶剤が50重量%未満では)、厚み方向の収
縮が大きくなり、成形加工性も低下する。なお、加熱溶
解にあたってはポリオレフィンの酸化を防止するために
酸化防止剤を添加するのが好ましい。
【0022】次に、このようにして溶融混練したポリオ
レフィン又はポリオレフィン組成物の加熱溶液を直接
に、あるいはさらに別の押出機を介して、ダイス等から
最終製品の膜厚が5〜100μmになるように押出して
成形する。ダイスは、通常長方形の口金形状をしたシー
トダイスが用いられるが、2重円筒状のインフレーショ
ンダイスなども用いることができる。シートダイスを用
いた場合のダイスギャップは通常0.1〜5mmであ
り、押出し成形温度は140〜250℃である。この際
押し出し速度は、通常20〜30cm/分ないし10m
/分である。
【0023】このようにしてダイスから押し出された溶
液は、冷却することによりゲル状成形物が得られる。冷
却は少なくともゲル化温度以下までは50℃/分以上の
速度で行うのが好ましい。一般に冷却速度が遅いと、得
られるゲル状成形物の高次構造が粗くなり、それを形成
する疑似細胞単位も大きなものとなるが、冷却速度が速
いと、密な細胞単位となる。冷却速度が50℃/分未満
では、結晶化度が上昇し、延伸に適したゲル状成形物と
なりにくい。冷却方法としては、冷風、冷却水、その他
の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロー
ルに接触させる方法などを用いることができる。なお、
ダイスから押し出された溶液は、冷却前あるいは冷却中
に好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5の引き取
り比で引取ってもよい。引き取り比が10以上になると
ネックインが大きくなり、また延伸時に破断を起こしや
すくなり好ましくない。
【0024】次に、このゲル状成形物を、延伸する。延
伸は、ゲル状成形物を加熱し、通常のテンター法、ロー
ル法、インフレーション法、圧延法もしくはこれらの方
法の組み合わせによって所定の倍率で行う。延伸は一軸
延伸でも二軸延伸でもよいが、二軸延伸が好ましい。ま
た、二軸延伸の場合は、縦横同時延伸または逐次延伸の
いずれでもよい。延伸温度はポリオレフィン又はポリオ
レフィン組成物の融点+10℃以下である。また延伸倍
率は、原反の厚さによって異なるが、二軸延伸では面倍
率で9倍以上が好ましく、より好ましくは16〜400
倍である。面倍率が9倍未満では延伸が不十分で高弾
性、高強度の微多孔膜が得られない。一方、面倍率が4
00倍を超えると、延伸操作などで制約が生じる。
【0025】次に、延伸された成形物を洗浄溶剤で残留
する溶剤を除去して膜を得る。洗浄溶剤としては、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素、塩化メチレ
ン、四塩化炭素などの塩素化炭化水素、三フッ化エタン
などのフッ化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン
などのエーテル類などの易揮発性のものを用いることが
できる。これらの洗浄溶剤はポリオレフィン又はポリオ
レフィン組成物の溶解に用いた溶剤に応じて適宜選択
し、単独もしくは混合して用いる。洗浄方法は、洗浄溶
剤に浸漬し抽出する方法、洗浄溶剤をシャワーする方
法、またはこれらの組合せによる方法などにより行うこ
とができる。上述のような洗浄は、延伸成形物である微
多孔膜中の残留溶剤が1重量%未満になるまで行う。そ
の後洗浄溶剤を乾燥するが、洗浄溶剤の乾燥方法は加熱
乾燥、風乾などの方法で行うことができる。
【0026】乾燥して得られた微多孔膜は、さらに2段
以上の熱セットを行い、ポリオレフィン微多孔膜を得
る。かかる熱セット工程の時間は、特に限定されること
はないが、通常は1秒以上10分以下、好ましくは3秒
から2分以下で行われる。熱セット工程は、テンター方
式、ロール方式、圧延方式、フリー方式のいずれの方式
も採用できるが、以下に示す2種類の熱セット工程の要
件を満たさなければ、引張強度や突刺強度に優れ、透気
度や熱収縮率のバランスに優れたポリオレフィン微多孔
膜を製造することはできない。
【0027】(1)MD、TD両方向を固定して、少な
くとも一方向に0.1〜200%延伸下に行う熱セット
工程(C) 膜のMD、TDの両方向をテンター方式、ロール方式、
圧延方式のいずれかにより固定して、少なくとも一方向
に0.1〜200%、好ましくは0.1〜50%、さら
に好ましくは3〜20%の延伸を行い、熱セットを行う
工程(C)を行う必要がある。膜のMD、TD両方向を
固定して、少なくとも一方向に0.1〜200%延伸を
行うことにより、引張強度、突刺強度の高い微多孔膜を
得ることができる。延伸幅が200%を超えると破膜し
やすくなるし、0.1%未満では引張強度、突刺強度の
高い微多孔膜を得ることはできない。また、ベルトコン
ベア、メッシュドラム(回転ドラム)、フローティング
等を利用したフリー方式で熱固定を行うと、熱収縮率は
低減できるものの透気度が高くなり、極めて物性が悪く
なる。膜のMD、TDの両方向を固定した熱セット温度
は、用いられる樹脂により異なるが、90〜150℃に
て行うことが好ましい。90℃未満では、熱収縮率の低
減効果が十分でなく、150℃を超えると透気度が悪化
する。なお、本工程は、2段以上あってもよいが、工程
の複雑化を考慮すると1段又は2段であることが好まし
い。
【0028】(2)少なくとも一方向に0.01〜50
%の縮幅下に行う熱セット工程(D) 微多孔膜の少なくとも一方向に0.01〜50%、好ま
しくは0.01〜10%の縮幅下に熱セット工程(D)
を行う必要がある。最終段の熱セット工程において、少
なくとも一方向に50%以下の収縮処理を行わないと、
熱収縮率が悪化するので、優れた物性バランスを有する
微多孔膜を製造することができない。収縮下の熱セット
温度は、用いられる樹脂の種類により異なるが、60℃
〜融点の範囲であることが好ましい。なお、工程(D)
は、テンター方式、ロール方式、圧延方式の固定方式で
あってもよく、ベルトコンベア、フローティング、メッ
シュドラム(回転ドラム)、フローティング等を利用し
たフリー方式であってもよい。これらの中では、幅方向
の物性均一化の観点からフリー方式が好ましい。また、
工程(D)は、2段以上あってもよいが、工程の複雑化
を考慮すると、1段又は2段が好ましい。
【0029】本発明においては、前述の工程(C)は、
工程(D)に必ず先立って行う必要がある。(C)工程
を(D)工程よりも後に行うと、得られたポリオレフィ
ン微多孔膜の熱収縮率が悪化する。なお、3段以上の熱
セット工程を設ける場合には、第1段を工程(C)と
し、最終段を工程(D)とすることが好ましく、工程
(C)と工程(D)のいずれにも該当しない工程とし
て、次に述べる(3)の工程を設けることができる。
【0030】(3)MD、TDの両方向ともに0%縮幅
を行う工程(E) この工程(E)を設けることにより、大きな透気度の悪
化を招くことなく熱収縮率を低下させることができる。
ここで、0%縮幅とは、膜寸法を変えないようにするこ
とを意味する(以下同じ)。工程(E)の熱セット温度
は、工程(C)と同じであり、好ましくは90〜150
℃である。なお、延伸を行う場合は、固定下に行う必要
があるが、縮幅を行う場合は、工程(D)に述べたよう
に、固定方式、フリー方式のいずれも採用できる。な
お、本工程は、第1段と最終段の工程以外の中間の工程
として行うことが好ましいが、(C)工程を(D)工程
に先だって行うのであれば、本工程は、(D)工程の後
に行ってもよい。
【0031】本発明の熱セット工程の工程数は、(C)
工程が1〜2段、(D)工程が1〜2段であり、全行程
は、2〜4段、特に2段又は3段で行うのが好ましい。
熱セット工程は多くなると、製造工程が煩雑化するので
3段が最も好ましい。例えば、3段で行う場合の熱セッ
ト工程の態様としては、第1段/第2段/第3段=
(C)工程/(C)工程/(D)工程、(C)工程/
(D)工程/(D)工程、(C)工程/(D)工程/
(E)工程、(C)工程/(E)工程/(D)工程、
(E)工程/(C)工程/(D)工程を挙げることがで
きる。
【0032】3.ポリオレフィン微多孔膜 上記の方法によって得られた本発明のポリオレフィン微
多孔膜は、膜厚0.1〜100μm、空孔率30〜95
%、平均貫通孔径0.01〜0.1μm、透気度が12
00秒/100cc以下、突刺強度が5500mN/2
5μm以上、引張強度が100MPa以上、引張伸度が
150%以上、MD、TD両方向の105℃、8hrに
おける熱収縮率が4%以下という優れた物性バランスを
有する。より好ましくは、透気度が900秒/100c
c以下、MD、TD両方向の105℃、8hrにおける
熱収縮率が3.5%以下のポリオレフィン微多孔膜が得
られる。このようなポリオレフィン微多孔膜は、一方向
の熱収縮率が低くなるので、電池セパレータとして最も
適し、さらに各種フィルターに用いることも可能であ
る。
【0033】
【実施例】以下に本発明について実施例を挙げてさらに
詳細に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるも
のではない。なお、実施例における試験方法は次の通り
である。 (1)膜厚:断面を走査型電子顕微鏡により測定した。 (2)透気度:JIS P8117に準拠して測定し
た。 (3)平均貫通孔径:窒素ガス脱着法により測定した。 (4)空孔率:重量法により測定した。 (5)突刺強度:25μm厚の微多孔膜を直径1mm
(0.5mmR)の針を2mm/secで突き刺し、破
断したときの荷重を測定した。 (6)引張強度、引張伸度:幅10mmの短冊状試験片
の破断強度をASTMD822に準拠して測定した。 (7)熱収縮率:膜を105℃の雰囲気下に8時間放置
し、MD方向およびTD方向のそれぞれの長さの変化か
ら求めた。
【0034】実施例1 重量平均分子量が200万の超高分子量ポリエチレン
(UHMWPE)20重量%及び重量平均分子量が35
万の高密度ポリエチレン(HDPE)80重量%からな
る組成物(Mw/Mn=16.0)100重量部に酸化
防止剤0.375重量部を加えたポリオレフィン組成物
(融点135℃)を得た。このポリオレフィン組成物3
0重量部を二軸押出機(58mmφ、L/D=42、強
混練タイプ)に投入した。またこの二軸押出機のサイド
フィーダーから流動パラフィン70重量部を供給し、2
00rpmで溶融混練して、押出機中にてポリオレフィ
ン溶液を調製した。続いて、この押出機の先端に設置さ
れたTダイから190℃で押し出し、冷却ロールで引取
りながらゲル状シートを成形した。続いてこのゲル状シ
ートを、114℃で5×5倍に同時2軸延伸を行い、延
伸膜を得た。得られた延伸膜を塩化メチレンで洗浄して
残留する流動パラフィンを抽出除去し、乾燥した。乾燥
して得られた膜を次の3段階の熱セットを行い、ポリオ
レフィン微多孔膜を得た。 (1)テンターに膜を保持し、TD方向にのみ10%延
伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向とTD方
向に3%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0035】実施例2 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)テンターに膜を保持し、MD方向とTD方向に3
%延伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向とTD方
向に3%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0036】実施例3 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)テンターに膜を保持し、TD方向にのみ10%延
伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)テンターに膜を保持し、MD方向とTD方向に3
%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0037】実施例4 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)ロールに膜を挟み、TD方向にのみ10%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)ロールに膜を挟み、124℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向とTD方
向に3%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0038】実施例5 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)圧延ロールに膜を挟み、TD方向にのみ10%延
伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)圧延ロールに膜を挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向に3%縮
幅、TD方向に3%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0039】実施例6 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以
外は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を
得た。 (1)テンターに膜を挟み、TD方向にのみ10%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をベルトコンベアーに載せ、124℃、3秒間
熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向とTD方
向に3%縮幅し、95℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0040】実施例7 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)ロールに膜を挟み、TD方向にのみ5%延伸し、
95℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (3)膜をテンターに挟み、MD方向に5%縮幅し、T
D方向に3%縮幅し、95℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表1に示す。
【0041】実施例8 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)ロールに膜を挟み、TD方向にのみ5%延伸し、
95℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、120℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向とTD方
向に5%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0042】実施例9 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)テンターに膜を挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向に5%縮
幅し、TD方向に3%縮幅し、90℃、3秒間熱セッ
ト。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0043】実施例10 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、95℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ5%延伸
し、120℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、MD方向に5%縮
幅し、TD方向に5%縮幅し、90℃、3秒間熱セッ
ト。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0044】実施例11 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)ロールに膜を挟み、TD方向にのみ15%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に5%
縮幅し、95℃、3秒間熱セット。 (3))膜をテンターに挟み、90℃、3秒間熱セッ
ト。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0045】実施例12 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ20%延伸
し、120℃、3秒間熱セット。 (2)膜をロールに挟み、TD方向とMD方向に5%縮
幅し、90℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、90℃、3秒間熱
セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0046】実施例13 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ10%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に5%
縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、90℃、3秒間熱
セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0047】実施例14 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜を圧延ロールに挟み、TD方向にのみ10%延
伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に5%
縮幅し、95℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、90℃、3秒間熱
セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表2に示す。
【0048】実施例15 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をロールに挟み、TD方向とMD方向に10%
延伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に3%
縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 (3)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に5%
縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0049】実施例16 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に10
%延伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をロールに挟み、TD方向とMD方向に3%縮
幅し、95℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に5%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0050】実施例17 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に10
%延伸し、120℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に3%
縮幅し、95℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に5%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0051】実施例18 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜を圧延ロールに挟み、TD方向とMD方向に1
0%延伸し、120℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に3%
縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に5%縮幅し、90℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0052】実施例19 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ20%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に4.5%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0053】実施例20 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ20%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をロールに保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に4.5%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0054】実施例21 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をロールに保持し、TD方向にのみ20%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に4.5%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表3に示す。
【0055】実施例22 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、TD方向にのみ20%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をロールに挟み、124℃、3秒間熱セット。 (3)膜をテンターに挟み、TD方向とMD方向に4.
5%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0056】実施例23 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、MD方向とTD方向に4.
5%延伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に4.5%縮幅し、100℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0057】実施例24 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をロールに保持し、TD方向にのみ50%延伸
し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜をテンターに挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に5%縮幅し、105℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0058】実施例25 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をテンターに挟み、MD方向とTD方向に7%
延伸し、124℃、3秒間熱セット。 (2)膜を圧延ロールに挟み、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、TD方向とMD方
向に5%縮幅し、105℃、3秒間熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0059】比較例1 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (2)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 (3)テンターに膜を保持し、124℃、3秒間熱セッ
ト。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0060】比較例2 実施例1において、熱セットを次の3段階で行う以外
は、実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を得
た。 (1)膜をベルトコンベアーに載せ、124℃、3秒間
熱セット。 (2)膜をベルトコンベアーに載せ、124℃、3秒間
熱セット。 (3)膜をベルトコンベアーに載せ、124℃、3秒間
熱セット。 得られたポリオレフィン微多孔膜の組成、製造条件、物
性評価の結果を表4に示す。
【0061】
【表1】
【0062】
【表2】
【0063】
【表3】
【0064】
【表4】
【0065】
【発明の効果】本発明のポリオレフィン微多孔膜は、透
気度のバランスに優れ、熱収縮率が低減され、電池セパ
レータとして適し、さらに各種フィルターに用いること
も可能である。また、本発明のポリオレフィン微多孔膜
の製造方法は、幅広の微多孔膜を製造するのに特に適し
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 23:00 B29K 23:00 105:04 105:04 (72)発明者 滝田 耕太郎 神奈川県横浜市磯子区岡村4−17−21 (72)発明者 河野 公一 埼玉県朝霞市三原3−29−10−404 Fターム(参考) 4D006 GA02 MA03 MA22 MA24 MB03 MB15 MB16 MC22 MC22X MC88 NA63 NA64 NA65 NA66 NA69 4F074 AA16 AA98 AB01 CB31 CC02Y CC04Z CC05X CC22X CC28Z CC29Y CC61 DA08 DA10 DA22 DA43 DA49 5H021 BB01 BB02 BB05 BB13 BB19 CC00 EE04 HH00 HH01 HH06 HH07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量平均分子量50万以上のポリオレフ
    ィン(A)又は当該ポリオレフィンを含有するポリオレ
    フィン組成物(B)からなり、透気度が1200秒/1
    00cc以下、引張強度100MPa以上、MD、TD
    両方向の熱収縮率が4%以下であることを特徴とするポ
    リオレフィン微多孔膜。
  2. 【請求項2】 重量平均分子量50万以上のポリオレフ
    ィン(A)又は当該ポリオレフィンを含有するポリオレ
    フィン組成物(B)と溶剤とからなる溶液を溶融混練し
    て押出し、冷却して得られたゲル状成形物を延伸し、得
    られた延伸物から溶剤を除去し、乾燥後に2段以上の熱
    セット工程を行うことを特徴とするポリオレフィン微多
    孔膜の製造方法であって、2段以上の熱セット工程にお
    いて、MD、TDの両方向を固定して、MD、TDの少
    なくとも一方向に延伸を行う工程(C)とし、MD、T
    Dの少なくとも一方向に縮幅下に行う工程(D)とする
    熱セット工程を行い、かつ工程(C)を工程(D)に先
    だって行うことを特徴とするポリオレフィン微多孔膜の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 工程(D)において、ベルトコンベア、
    メッシュドラム、フローティングのいずれかを用いるこ
    とを特徴とする請求項2に記載のポリオレフィン微多孔
    膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のポリオレフィン微多孔
    膜を用いた電池用セパレータ。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のポリオレフィン微多孔
    膜を電池用セパレータとして用いた電池。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のポリオレフィン微多孔
    膜を用いたフィルター。
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