JP2006045328A - Method for producing polyolefin fine porous film - Google Patents

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Yusuke Nagashima
祐介 永島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing polyolefin fine porous film that has functions same as or more than those of the conventional porous film while using a plasticizer and facilitating the melt-kneading operation. <P>SOLUTION: Polyolefin is soaked in an excessive amount of plasticizer under heating so that at least a part of the polyolefin is allowed to swell with the plasticizer, then the excessive amount of plasticizer is separated by filtration. The resultant polyolefin including swelled polyolefin is melt-kneaded and extruded, then drawing and extraction of the plasticizer are carried out simultaneously to produce the polyolefin fine porous film. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、物質の分離、選択透過、及び電池やコンデンサーなど電気化学反応装置の隔離材等として広く使用され、特にリチウムイオン電池用セパレータとして好適に使用されている、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is widely used as a separator for materials separation, permeation, and electrochemical reactors such as batteries and capacitors, and is particularly suitable for use as a separator for lithium ion batteries. Regarding the method.

ポリオレフィン製微多孔膜は、種々の物質の分離や選択透過及び隔離材等として広く用いられており、例えば、精密ろ過膜、コンデンサー用セパレータ、電池用セパレータなどがその用途として挙げられる。なかでも、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、デジタルカメラなどに搭載されるリチウムイオン電池用のセパレータとして、特に好適に使用されている。その理由としては、機械強度、透過性、孔閉塞性及び耐熱性に優れていることが挙げられる。   The microporous membrane made of polyolefin is widely used as a separator, selective permeation and separator for various substances, and examples thereof include microfiltration membranes, capacitor separators, battery separators and the like. Among them, it is particularly preferably used as a separator for a lithium ion battery mounted on a notebook personal computer, a mobile phone, a digital camera, or the like. As the reason, it is mentioned that it is excellent in mechanical strength, permeability, pore blockage, and heat resistance.

これらの用途に向けたポリオレフィン製微多孔膜の製造方法として、特許文献1では、ポリエチレンを溶融押出して押出成形前駆体フィルムを形成し、結晶融点より10〜25℃低い温度で焼きなまし、−20〜70℃で120〜160%の長さまで一軸冷延伸を行い、次に結晶融点より10〜25℃低い温度で235から310%の長さまで冷延伸と同一の一軸方向に熱延伸を行う方法が開示されている。この方法では、無孔フィルムを得るために特殊な押出機は不要であるが、高分子量のポリオレフィンの使用が難しく、膜融点以上の高温では、流動し破膜しやすい。また、無孔フィルムを局部的に引裂いて多孔化を行うため、本質的に膜構造や膜厚の均一化が難しい。また、膜の強度の異方性が大きいため、裂けやすい傾向にある。
特許文献2では、ポリエチレ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、該ゲル状シート中の溶媒量を10〜80重量%に脱溶媒処理し、次いで加熱延伸した後、残留溶媒を除去する方法が開示されている。この方法では、ポリエチレンの均一な希薄溶液を調製するために長時間を必要とし、さらに、過剰の溶媒を延伸前に除去する必要がある。
As a method for producing a polyolefin microporous membrane for these applications, in Patent Document 1, polyethylene is melt-extruded to form an extrusion precursor film, which is annealed at a temperature lower by 10 to 25 ° C. than the crystal melting point. Disclosed is a method in which uniaxial cold stretching is performed at 70 ° C. to a length of 120 to 160%, and then hot stretching is performed in the same uniaxial direction as cold stretching from 235 to 310% at a temperature 10 to 25 ° C. lower than the crystal melting point. Has been. This method does not require a special extruder to obtain a non-porous film, but it is difficult to use a high molecular weight polyolefin, and it flows easily and breaks at high temperatures above the film melting point. Further, since the nonporous film is locally torn and made porous, it is essentially difficult to make the film structure and film thickness uniform. Further, since the strength anisotropy of the film is large, it tends to tear easily.
In Patent Document 2, a gel sheet is formed from a solution obtained by heating and dissolving polyethylene in a solvent, the solvent amount in the gel sheet is removed to 10 to 80% by weight, and then heated and stretched, and then the residual solvent A method of removing is disclosed. This method requires a long time to prepare a homogeneous dilute solution of polyethylene, and it is necessary to remove excess solvent before stretching.

特許文献3では、ポリオレフィンを押出機中で溶融し、該押出機の途中から液状の溶媒を供給して溶融混練し、押出し、シートを成形し、次いで加熱延伸した後、残存溶媒を除去する方法が開示されている。この方法では、長時間の希薄溶液作成工程は必要としないが、溶媒を押出機の途中へ供給するための設備が必要である。また、ポリオレフィンと溶媒を均一に溶融混練するために、強練りの可能な特殊な押出機を必要とする。
特許文献4では、高分子量ポリオレフィンのインフレーションフィルム成形を行い、得られたポリオレフィン不透気性フィルムを熱処理を行って多孔化する方法が開示されている。この方法では、高分子量ポリオレフィンフィルムを得るために特殊な押出機を備えた特殊なインフレーション成形機を必要とする。さらに、無孔フィルムより多孔化するため、本質的に膜構造や膜厚の均一化が難しい。
特公平6−18915号公報 特公平5−54495号公報 特許第3347835号公報 特開平10−258462号公報
In Patent Document 3, a method of melting a polyolefin in an extruder, supplying a liquid solvent from the middle of the extruder, melt-kneading, extruding, forming a sheet, then heating and stretching, and then removing the residual solvent Is disclosed. This method does not require a long dilute solution preparation step, but requires equipment for supplying the solvent to the middle of the extruder. Moreover, in order to melt and knead the polyolefin and the solvent uniformly, a special extruder capable of kneading is required.
Patent Document 4 discloses a method in which a high-molecular-weight polyolefin blown film is formed, and the resulting polyolefin impermeable film is subjected to heat treatment to make it porous. This method requires a special inflation molding machine equipped with a special extruder to obtain a high molecular weight polyolefin film. Furthermore, since it is more porous than a nonporous film, it is essentially difficult to make the film structure and film thickness uniform.
Japanese Patent Publication No. 6-18915 Japanese Patent Publication No. 5-54495 Japanese Patent No. 3347835 Japanese Patent Laid-Open No. 10-258462

本発明は、従来のポリオレフィン製微多孔膜と同等以上の性能を有する微多孔膜を、可塑剤を使用しながら容易に溶融混練が出来る製造方法を提案することを目的とする。   An object of the present invention is to propose a production method capable of easily melt-kneading a microporous membrane having a performance equal to or higher than that of a conventional polyolefin microporous membrane using a plasticizer.

本発明は、前記課題を解決したものである。即ち、本発明は、下記の通りである。
1.ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、延伸と可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。
2.ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、冷却固化し、少なくとも一軸方向に延伸を行い、可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。
The present invention solves the above problems. That is, the present invention is as follows.
1. The polyolefin is immersed in an excess amount of a heated plasticizer, and at least a part of the polyolefin is swollen with the plasticizer, then the excess plasticizer is filtered, and the polyolefin containing the obtained swollen polyolefin is melt-kneaded and then extruded. A method for producing a microporous membrane made of polyolefin, comprising performing stretching and plasticizer extraction.
2. The polyolefin is immersed in an excess amount of a heated plasticizer, and at least a part of the polyolefin is swollen with the plasticizer, then the excess plasticizer is filtered, and the polyolefin containing the obtained swollen polyolefin is melt-kneaded and then extruded. A method for producing a polyolefin microporous membrane, characterized by cooling and solidifying, stretching at least in a uniaxial direction, and performing plasticizer extraction.

3.ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含む原料ポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、溶融状態で少なくとも一軸方向に延伸を行い、可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。
4.膨潤させるポリオレフィンが、ペレット状であることを特徴とする1.〜3.のいずれかに記載のポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。
3. After immersing the polyolefin in an excessive amount of plasticizer heated, swell at least a part of the polyolefin with the plasticizer, filter the excess plasticizer, melt and knead the resulting polyolefin containing the swollen polyolefin and then extrude A method for producing a polyolefin microporous membrane, characterized in that a plasticizer is extracted by stretching in at least a uniaxial direction in a molten state.
4). The polyolefin to be swollen is in the form of pellets. ~ 3. The manufacturing method of the microporous membrane made from polyolefin in any one of these.

本発明では、可塑剤を使用しながら溶融混練による均一化が容易であるため、従来のような長時間の溶液調整工程や特殊な押出し機を必要としない。また、従来と同等以上の性能を有するポリオレフィン製微多孔膜を得ることが出来、それにより、高安全で高性能な二次電池を得ることが可能となる。   In the present invention, since homogenization by melt-kneading is easy while using a plasticizer, a long-time solution adjustment step and a special extruder as in the prior art are not required. In addition, a polyolefin microporous membrane having performance equal to or higher than that of the conventional one can be obtained, whereby a highly safe and high performance secondary battery can be obtained.

以下、本発明について、特にその好ましい形態を中心に詳述する。
本発明に使用されるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンコポリマー、エチレン・テトラシクロドデセン共重合体やエチレン・ノルボルネン共重合体などの環状オレフィンコポリマーが挙げられるが、製膜時の延伸性の観点より、ポリエチレンを主として用いることが好ましい。主として用いるとは、使用する全ポリオレフィンの5割以上用いることを意味し、1種以上を使用することができる。
主として好ましく用いられるポリエチレンの粘度平均分子量は、製膜安定性及び膜強度の観点より10万以上が好ましく、20万以上がさらに好ましい。また、生産性の観点より200万以下が好ましく、100万以下がさらに好ましい。主として好ましく用いられるポリエチレンの重合形態としては、単段重合、多段重合などが挙げられるが、膜特性及び生産性の観点より多段重合であることが好ましく、入手の容易さとポリエチレンの性能の安定性の観点より、二段重合であることが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail mainly focusing on preferred forms thereof.
Examples of the polyolefin used in the present invention include cyclic olefin copolymers such as polyethylene, polypropylene, methylpentene copolymer, ethylene / tetracyclododecene copolymer and ethylene / norbornene copolymer. From the viewpoint of stretchability, it is preferable to mainly use polyethylene. “Mainly used” means that 50% or more of the total polyolefin to be used is used, and one or more can be used.
The viscosity average molecular weight of polyethylene preferably used is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more from the viewpoints of film formation stability and film strength. Moreover, 2 million or less is preferable from a viewpoint of productivity, and 1 million or less is more preferable. Mainly preferably used polyethylene polymerization forms include single-stage polymerization, multi-stage polymerization, etc., but multi-stage polymerization is preferred from the viewpoint of membrane characteristics and productivity, and it is easy to obtain and stable in performance of polyethylene. From the viewpoint, two-stage polymerization is preferable.

また、主として好ましく用いられるポリエチレンとして、ホモポリマー、コポリマーのいずれも使用可能であるが、コポリマーのポリエチレンを選択する場合、透過性の観点より、コモノマーの含量は2モル%以下であることが好ましく、1モル%以下であることがより好ましく、0.6モル%以下であることがさらに好ましい。コモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、及び1-エイコセンなどのα―オレフィンコモノマーや、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、及び2-メチル-1.4,5.8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィンコモノマーや、一般式CH2=CHR(式中Rは炭素数6〜20のアリール基である。)で表わされるスチレン、ビニルシクロヘキサン等の化合物や、1,3-ブタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン及びシクロヘキサジエンなど炭素数4〜20の直鎖状、分岐状または環状のジエンなどが挙げられるが、α―オレフィンコモノマーであることが好ましい。
ポリエチレンの触媒としては、チーグラー・ナッタ系触媒、フィリップス系触媒、メタロセン触媒などが挙げられる。
In addition, homopolymers and copolymers can be used mainly as the polyethylene preferably used. However, when selecting the polyethylene of the copolymer, the comonomer content is preferably 2 mol% or less from the viewpoint of permeability. It is more preferably 1 mol% or less, and further preferably 0.6 mol% or less. Comonomers include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, And α-olefin comonomers such as 1-eicosene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, norbornene, 5-methyl-2-norbornene, tetracyclododecene, and 2-methyl-1.4,5.8-dimethano-1, It is represented by a cyclic olefin comonomer such as 2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydronaphthalene or the general formula CH 2 ═CHR (wherein R is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms). Compounds such as styrene and vinylcyclohexane, 1,3-butadiene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,4-hexadiene, , 6-octadiene, 1,7-octadiene and cyclohexadiene, number 4-20 linear, although diene branched or cyclic and the like, preferably a α- olefin comonomer.
Examples of the polyethylene catalyst include Ziegler-Natta catalysts, Phillips catalysts, metallocene catalysts, and the like.

本発明では、溶融混練のための原料として用いるポリオレフィンの少なくとも一部に、可塑剤により膨潤したポリオレフィン(膨潤ポリオレフィン)を使用することを必須とする。膨潤ポリオレフィンを使用することにより、従来の可塑剤を使用したポリオレフィン製微多孔膜の製造方法にあるような、長時間の溶液調整工程は不要である。また、可塑剤を押出し機途中に供給するための設備も不要であり、さらに、膨潤処理により、すでに可塑剤はポリオレフィン中に微分散しているため、特別なスクリューパーツを用いた二軸押出し機などによる強練りは必要なく、例えばフルフライト型の一軸押出し機などによる弱練りでも十分に均一化が可能となる。   In the present invention, it is essential to use a polyolefin swollen with a plasticizer (swelling polyolefin) as at least a part of the polyolefin used as a raw material for melt kneading. By using the swollen polyolefin, a long-time solution adjustment step as in the conventional method for producing a microporous membrane made of polyolefin using a plasticizer is unnecessary. Also, there is no need for equipment to supply the plasticizer in the middle of the extruder. Furthermore, since the plasticizer is already finely dispersed in the polyolefin by the swelling process, a twin screw extruder using special screw parts. There is no need for strong kneading, and for example, even uniform kneading with a full flight type single screw extruder can be made sufficiently uniform.

膨潤させるポリオレフィンの形態としては、パウダーも可能であるが、ペレットを使用することで、パウダー飛散による設備周辺の汚れや体への吸い込みなど作業環境の悪化を防止することができる。
ポリオレフィンの膨潤は、ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬することにより得られ、パウダー状やペレット状など粒状のポリオレフィンが、粒状を保持したまま、可塑剤を保持する状態を意味する。通常、膨潤によりポリオレフィンの粒径は大きくなる。過剰量とは膨潤に要する可塑剤量の2倍以上の量を意味する。
可塑剤としては、ポリオレフィンと親和性が高く、且つポリオレフィンと溶融混練する際に揮発することなく、ポリオレフィンの融点以上で均一溶液を形成できる溶媒が好ましい。具体例としては、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート、ジヘプチルフタレートなどが挙げられるが、膨潤性の観点より、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類が好ましく、流動パラフィンがより好ましい。
As the form of the polyolefin to be swollen, powder is also possible, but by using pellets, it is possible to prevent deterioration of the work environment such as dirt around the equipment due to powder scattering and suction into the body.
The swelling of the polyolefin is obtained by immersing the polyolefin in an excessive amount of heated plasticizer, and means a state in which the granular polyolefin such as powder or pellets retains the plasticizer while maintaining the granular shape. Usually, the particle size of polyolefin increases due to swelling. The excess amount means an amount that is twice or more the amount of plasticizer required for swelling.
As the plasticizer, a solvent having a high affinity with polyolefin and capable of forming a uniform solution at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyolefin without being volatilized when melt-kneaded with the polyolefin is preferable. Specific examples include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax, di-2-ethylhexyl phthalate (DOP), diisodecyl phthalate, diheptyl phthalate, etc. From the viewpoint of swelling, liquid paraffin, paraffin wax, etc. Hydrocarbons are preferred, and liquid paraffin is more preferred.

加熱する可塑剤の温度としては、膨潤効率の観点より、100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上がさらに好ましく、135℃以上が最も好ましい。また、ポリオレフィンが溶着するのを防止する観点より、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましい。
加熱された可塑剤中に投入したポリオレフィンは、撹拌等により、可塑剤中で浮遊した状態を保つことがポリオレフィンの溶着を防止する観点より好ましい。
膨潤処理する時間は、十分な膨潤を行うために、10秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましい。また、処理効率の観点より、10分以下であることが好ましく、5分以下であることがより好ましい。
The temperature of the plasticizer to be heated is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, further preferably 120 ° C. or higher, and most preferably 135 ° C. or higher from the viewpoint of swelling efficiency. Further, from the viewpoint of preventing the polyolefin from being welded, 200 ° C. or lower is preferable, 180 ° C. or lower is more preferable, and 160 ° C. or lower is further preferable.
The polyolefin charged into the heated plasticizer is preferably kept floating in the plasticizer by stirring or the like from the viewpoint of preventing the polyolefin from being welded.
The time for the swelling treatment is preferably 10 seconds or more, and more preferably 30 seconds or more in order to perform sufficient swelling. Further, from the viewpoint of processing efficiency, it is preferably 10 minutes or less, and more preferably 5 minutes or less.

低融点のポリオレフィン、低分子量のポリオレフィン、パウダー状のポリオレフィンなど、可塑剤に溶解しやすいポリオレフィンを膨潤させる場合は、特に注意が必要である。その場合は、溶解を防止するために、膨潤処理時間を短くするなど上述の好ましい膨潤処理条件より外れても構わない。
膨潤処理後は、余剰の可塑剤を濾過することで、膨潤ポリオレフィンを採取する。この時、ポリオレフィンの溶着防止の観点より、膨潤処理系内の温度をポリオレフィンの融点以下となるように下げた後に濾過することが好ましく、室温の近くとした後に濾過することがより好ましい。膨潤ポリオレフィンの表面に付着する可塑剤は、必要に応じて除去しても良い。
Special care must be taken when swelling polyolefins that are easily dissolved in plasticizers, such as low melting point polyolefins, low molecular weight polyolefins, and powdered polyolefins. In that case, in order to prevent dissolution, the swelling treatment time may be shortened, and the preferred swelling treatment conditions may be deviated.
After the swelling treatment, the excess polyolefin is filtered to collect the swollen polyolefin. At this time, from the viewpoint of preventing the polyolefin from being welded, it is preferable to perform filtration after lowering the temperature in the swelling treatment system to be equal to or lower than the melting point of the polyolefin, and it is more preferable to perform filtration after the temperature is close to room temperature. You may remove the plasticizer adhering to the surface of swelling polyolefin as needed.

膨潤ポリオレフィン中の可塑剤含有率は、膜の透過性、製膜性、及び膨潤処理効率の観点より、10〜80wt%が好ましく、20〜70wt%がより好ましく、30〜60wt%がさらに好ましい。
膨潤処理時の劣化防止、溶融混練時の劣化防止、及びそれらによる品質悪化を防止するために、酸化防止剤が配合されていることが好ましい。酸化防止剤の濃度は、ポリオレフィン重量に対して、0.1wt%以上が好ましく、0.2wt%以上がさらに好ましい。また経済性の観点より、5.0wt%以下が好ましく、3.0wt%以下がさらに好ましい。
The plasticizer content in the swollen polyolefin is preferably 10 to 80 wt%, more preferably 20 to 70 wt%, and even more preferably 30 to 60 wt%, from the viewpoints of membrane permeability, film forming property, and swelling treatment efficiency.
In order to prevent deterioration during the swelling treatment, deterioration during melt kneading, and quality deterioration due to them, it is preferable that an antioxidant is blended. The concentration of the antioxidant is preferably 0.1 wt% or more, more preferably 0.2 wt% or more, based on the polyolefin weight. Moreover, from an economical viewpoint, 5.0 wt% or less is preferable and 3.0 wt% or less is more preferable.

酸化防止剤としては、1次酸化防止剤であるフェノール系酸化防止剤が好ましく、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、ペンタエリスリチル-テトラキス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が挙げられる。なお、2次酸化防止剤も併用して使用可能であり、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)-4,4-ビフェニレン-ジフォスフォナイト等のリン系酸化防止剤、ジラウリル-チオ-ジプロピオネート等のイオウ系酸化防止剤などが挙げられる。   As the antioxidant, a phenolic antioxidant which is a primary antioxidant is preferable, and 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5- Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, and the like. Secondary antioxidants can also be used in combination, such as tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl) -4,4- Examples thereof include phosphorus antioxidants such as biphenylene-diphosphonite and sulfur antioxidants such as dilauryl-thio-dipropionate.

ポリオレフィン以外のポリマーやその他の有機材料についても、製膜性を損なうことなく、そして本発明の効果を損なわない範囲で配合することが可能である。
さらに、必要に応じて、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸類、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、着色顔料などの公知の添加剤も、製膜性を損なうことなく、そして本発明の効果を損なわない範囲で配合して使用することが可能である。
Polymers other than polyolefin and other organic materials can also be blended without impairing the film forming property and within the range not impairing the effects of the present invention.
Furthermore, if necessary, known additives such as metal soaps such as calcium stearate and zinc stearate, UV absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antifogging agents, and coloring pigments also impair film formation. It is possible to mix | blend and use in the range which does not impair the effect of this invention.

次に、溶融混練して押出す方法として、膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを、一軸押出機、二軸押出機等のスクリュー押出機、ニーダー、ミキサー等に投入し、溶融混練し均一化し、T型ダイや環状ダイ等より押出す。本発明では、可塑剤を添加するための設備は不要である。また、膨潤処理により可塑剤はすでにポリオレフィン中に微分散しているため、特別なスクリューパーツを用いた二軸押出し機などによる強練りの必要はなく、例えばフルフライト型の一軸押出し機などによる弱練りでも十分に均一化が可能である。溶融混練時の温度は、均一な溶融物を得るために140℃以上が好ましく、劣化抑制の観点より300℃以下が好ましい。また、溶融混練を窒素雰囲気で行うことにより、劣化を抑制することが可能である。   Next, as a method of melt kneading and extruding, a polyolefin containing swollen polyolefin is introduced into a screw extruder such as a single screw extruder or twin screw extruder, a kneader, a mixer, etc., melt kneaded and homogenized, and a T-die Or extruded from a ring die. In this invention, the installation for adding a plasticizer is unnecessary. In addition, since the plasticizer is already finely dispersed in the polyolefin due to the swelling treatment, there is no need for toughening by a twin screw extruder using special screw parts, for example, weakness by a full flight type single screw extruder or the like. Even kneading can be made uniform enough. The temperature during melt kneading is preferably 140 ° C. or higher in order to obtain a uniform melt, and is preferably 300 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing deterioration. Moreover, it is possible to suppress deterioration by performing melt-kneading in a nitrogen atmosphere.

溶融混練され均一化された溶融物は、膜品位向上のためスクリーンを通過させても良い。
押出された溶融物より延伸膜を得る方法として、例えば、一度冷却固化した後に少なくとも一軸方向に延伸を行う方法と、溶融状態で少なくとも一軸方向に延伸を行う方法を挙げることができる。
一度冷却固化した後に少なくとも一軸方向に延伸する方法としては、シート成形を行い、延伸機により延伸する方法が挙げられる。
シート成形する方法としては、T型ダイより押出された板状の溶融物を、圧縮冷却により固化させる方法が挙げられる。冷却方法として、冷風や冷却水等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やプレス機に接触させる方法等が挙げられるが、冷媒で冷却したロールやプレス機に接触させる方法が、厚み制御が優れる点で好ましい。
The melted and kneaded melt may be passed through a screen to improve film quality.
Examples of a method for obtaining a stretched film from the extruded melt include a method in which the film is once cooled and solidified and then stretched in at least a uniaxial direction, and a method in which the stretched film is stretched in at least a uniaxial direction in a molten state.
As a method for stretching in at least a uniaxial direction after cooling and solidifying once, a method of forming a sheet and stretching with a stretching machine can be mentioned.
Examples of the method for forming a sheet include a method in which a plate-like melt extruded from a T-die is solidified by compression cooling. Examples of the cooling method include a method of directly contacting a cooling medium such as cold air and cooling water, a method of contacting a roll cooled by a refrigerant and a press, and a method of contacting a roll cooled by a refrigerant and a press. It is preferable in terms of excellent thickness control.

延伸機により延伸する方法としては、ロールを用いたロール延伸機によるMD一軸延伸(MDは機械方向を意味する)、TDテンター(TDは機械方向と垂直方向を意味する)によるTD一軸延伸、同時二軸テンターによる同時二軸延伸などが挙げられ、これらを1回以上組み合わせて行うことが可能である。延伸温度は、延伸性の観点より、100℃以上が好ましく、110℃以上がさらに好ましい。また、膜構造及び膜厚の均一性の観点より、膜を主に構成するポリオレフィンの融点以下が好ましく(ポリエチレンが主である場合は135℃以下が好ましい)、130℃以下がさらに好ましい。延伸倍率はトータルの面倍率で、膜構造及び膜厚の均一性の観点より、8倍以上が好ましく、15倍以上がより好ましく、40倍以上がさらに好ましい。また、生産効率の観点より、400倍以下が好ましく、200倍以下がより好ましく、100倍以下がさらに好ましい。   As a method of stretching by a stretching machine, MD uniaxial stretching (MD means the machine direction) by a roll stretching machine using a roll, TD uniaxial stretching by a TD tenter (TD means a direction perpendicular to the machine direction), and simultaneous Examples thereof include simultaneous biaxial stretching with a biaxial tenter, and these can be performed in combination of one or more times. The stretching temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, from the viewpoint of stretchability. Further, from the viewpoint of film structure and film thickness uniformity, the melting point of the polyolefin mainly constituting the film is preferably not higher than the melting point (when polyethylene is mainly used, it is preferably 135 ° C. or lower), and more preferably 130 ° C. or lower. The draw ratio is a total surface magnification, and is preferably 8 times or more, more preferably 15 times or more, and further preferably 40 times or more from the viewpoint of film structure and film thickness uniformity. Further, from the viewpoint of production efficiency, 400 times or less is preferable, 200 times or less is more preferable, and 100 times or less is more preferable.

次に、溶融状態で少なくとも一軸方向に延伸を行う方法としては、T型ダイより押出された板状の溶融物をそのまま、ロール延伸機によりMD一軸延伸する方法や、環状ダイより押出された筒状の溶融物内部に空気を吹き込んで膨張させることにより、同時二軸延伸する方法などが挙げられる。延伸開始時の該溶融物の温度は、膜を主に構成するポリオレフィンの融点以上であり、300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい。この方法は、溶融混練時の熱を利用して延伸するため、熱効率の点で優れている。なお、延伸途中より、膜を構成するポリオレフィンの融点以下の温度で延伸することができる。延伸倍率はトータルの面倍率で、膜構造及び膜厚の均一性の観点より、8倍以上が好ましく、15倍以上がより好ましく、40倍以上がさらに好ましい。また、生産効率の観点より、400倍以下が好ましく、200倍以下がさらに好ましい。   Next, as a method for stretching at least in a uniaxial direction in a molten state, a plate-like melt extruded from a T-type die is directly subjected to MD uniaxial stretching by a roll stretching machine, or a cylinder extruded from an annular die. Examples of the method include simultaneous biaxial stretching by blowing air into the melt and expanding it. The temperature of the melt at the start of stretching is not lower than the melting point of the polyolefin mainly constituting the film, preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or lower. This method is excellent in terms of thermal efficiency because it is drawn using heat during melt kneading. In addition, it can extend | stretch at the temperature below melting | fusing point of polyolefin which comprises a film | membrane from the middle of extending | stretching. The draw ratio is a total surface magnification, and is preferably 8 times or more, more preferably 15 times or more, and further preferably 40 times or more from the viewpoint of film structure and film thickness uniformity. Further, from the viewpoint of production efficiency, 400 times or less is preferable, and 200 times or less is more preferable.

可塑剤抽出は、延伸した膜を抽出溶媒に浸漬することにより行うことができる。抽出溶媒としては、膜を構成するポリオレフィンに対して貧溶媒であり、且つ可塑剤に対しては良溶媒であり、沸点が膜を構成するポリオレフィンの融点よりも低いものが望ましい。このような抽出溶媒としては、n-ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類等の有機溶媒が挙げられる。この中から適宜選択し、単独もしくは混合して用いられる。
そして、可塑剤抽出後、充分に乾燥させることで微多孔膜を得ることができる。
The plasticizer extraction can be performed by immersing the stretched membrane in an extraction solvent. The extraction solvent is preferably a poor solvent for the polyolefin constituting the membrane and a good solvent for the plasticizer and having a boiling point lower than the melting point of the polyolefin constituting the membrane. Examples of such extraction solvents include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, methylene chloride, 1,1, And organic solvents such as halogenated hydrocarbons such as 1-trichloroethane. It selects from these suitably, and is used individually or in mixture.
And a microporous film can be obtained by making it fully dry after plasticizer extraction.

また、可塑剤抽出し乾燥後或いは/及び延伸後に、熱固定を行ってもよい。熱固定とは、微多孔膜を寸法固定或いは緩和操作を行いながら高温に所定時間置くことで、膜の収縮を低減する操作のことである。緩和操作とは、膜のMD及び/或いはTDへの縮小操作のことである。熱固定は、テンターやロール延伸機により行うことができ、延伸工程後に熱固定を行う場合は延伸処理と同一の機械にて行うことも可能である。熱固定の温度としては、熱固定の効果の観点より90℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、110℃以上がさらに好ましい。また、透過性悪化防止の観点より、得られる微多孔膜の融点以下が好ましく、ポリエチレンを主とする微多孔膜の場合は135℃以下が好ましい。
本発明の効果を損なわない範囲で、電子線照射、プラズマ照射、界面活性剤塗布、化学的改質などの表面処理を必要に応じ施すことが出来る。
Further, heat setting may be performed after the plasticizer is extracted and dried or / and stretched. The heat setting is an operation for reducing the shrinkage of the membrane by placing the microporous membrane at a high temperature for a predetermined time while performing dimension fixing or relaxation operation. The relaxation operation is an operation for reducing the film to MD and / or TD. The heat setting can be performed with a tenter or a roll stretching machine. When heat setting is performed after the stretching process, it can be performed with the same machine as the stretching process. The heat setting temperature is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and even more preferably 110 ° C. or higher from the viewpoint of the heat setting effect. Further, from the viewpoint of preventing deterioration of permeability, the melting point of the obtained microporous membrane is preferably not higher than the melting point, and in the case of a microporous membrane mainly composed of polyethylene, 135 ° C. or lower is preferable.
As long as the effects of the present invention are not impaired, surface treatment such as electron beam irradiation, plasma irradiation, surfactant coating, and chemical modification can be performed as necessary.

次に、本発明の製造法で得られるポリオレフィン製微多孔膜の好ましい物性について述べる。
本発明で得られる微多孔膜の粘度平均分子量は、耐熱性の観点より10万以上が好ましく、20万以上がさらに好ましい。また、生産性の観点より200万以下が好ましく、100万以下がさらに好ましい。
気孔率は、透過性の観点から20%以上が好ましく、30%以上がより好ましい。また、膜強度の観点から95%以下が好ましく、80%以下がより好ましく、60%以下がさらに好ましい。
Next, preferred physical properties of the polyolefin microporous membrane obtained by the production method of the present invention will be described.
The viscosity average molecular weight of the microporous membrane obtained in the present invention is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more from the viewpoint of heat resistance. Moreover, 2 million or less is preferable from a viewpoint of productivity, and 1 million or less is more preferable.
The porosity is preferably 20% or more, more preferably 30% or more from the viewpoint of permeability. Further, from the viewpoint of film strength, 95% or less is preferable, 80% or less is more preferable, and 60% or less is more preferable.

膜厚みは、膜強度の観点より3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。また、透気度の観点より100μm以下が好ましく、50μmがより好ましい。
透気度は、1sec以上が好ましく、50sec以上がさらに好ましい。また、電池に使用した際の電池性能の観点より2000sec以下が好ましく、1000sec以下がさらに好ましい。
突刺強度は、電池に使用する際の電池生産性及び電池安全性の観点より、0.5〜20.0N/20μmが好ましく、1.0〜20.0N/20μmがさらに好ましい。
引張強度は、電池に使用する際の電池生産性及び電池安全性の観点より、MD及びTD共に、10〜500MPaが好ましく、10〜300MPaがさらに好ましい。
孔閉塞温度は、電池昇温時の安全性確保の観点から、2℃/minの昇温条件下において、140℃以下が好ましい。熱破膜温度は、電池昇温時の安全性確保の観点から、2℃/minの昇温条件下において、150℃以上であることが好ましい。
The film thickness is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more from the viewpoint of film strength. Moreover, 100 micrometers or less are preferable from a viewpoint of an air permeability, and 50 micrometers is more preferable.
The air permeability is preferably 1 sec or more, and more preferably 50 sec or more. Moreover, 2000 sec or less is preferable from a viewpoint of the battery performance at the time of using for a battery, and 1000 sec or less is further more preferable.
The puncture strength is preferably 0.5 to 20.0 N / 20 μm, more preferably 1.0 to 20.0 N / 20 μm, from the viewpoint of battery productivity and battery safety when used for a battery.
Tensile strength is preferably 10 to 500 MPa, and more preferably 10 to 300 MPa for both MD and TD from the viewpoint of battery productivity and battery safety when used in a battery.
The hole closing temperature is preferably 140 ° C. or lower under a temperature rising condition of 2 ° C./min from the viewpoint of ensuring safety when the battery is heated. The thermal film breaking temperature is preferably 150 ° C. or higher under a temperature rising condition of 2 ° C./min from the viewpoint of ensuring safety during battery temperature rising.

本発明で用いた各種物性は、以下の試験方法に基づいて測定した。
(1)粘度平均分子量Mv
ASTM−D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η]を求める。ポリエチレンのMvは次式により算出した。
[η]=6.77×10−4Mv0.67
(2)メルトインデックスMI、MMI、HMI(g/10min)
JIS K7210により準拠する。MIは荷重2.16kgで、MMIは荷重5kgで、HMIは荷重21.6kgで、それぞれ測定した値である。
ポリエチレンについては温度190℃で測定し、ポリプロピレンについては温度230℃で測定した。
(3)密度(g/cm
JIS K7112に従って測定した値である。
Various physical properties used in the present invention were measured based on the following test methods.
(1) Viscosity average molecular weight Mv
Based on ASTM-D4020, the intrinsic viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent is determined. Mv of polyethylene was calculated by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
(2) Melt index MI, MMI, HMI (g / 10 min)
Conforms to JIS K7210. MI was measured at a load of 2.16 kg, MMI at a load of 5 kg, and HMI at a load of 21.6 kg.
Polyethylene was measured at a temperature of 190 ° C, and polypropylene was measured at a temperature of 230 ° C.
(3) Density (g / cm 3 )
It is a value measured according to JIS K7112.

(4)膜厚(μm)
東洋精機製の微小測厚器、KBM(商標)を用いて室温23℃で測定した。
(5)気孔率(%)
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm)と質量(g)を求め、それらと膜密度(g/cm)より、次式を用いて計算した。
気孔率=(体積−質量/膜密度)/体積×100
なお、膜密度は0.95と一定にして計算した。
(6)透気度(sec)
JIS P−8117に準拠し、東洋精器(株)製のガーレー式透気度計、G−B2(商標)により測定した。
(4) Film thickness (μm)
The measurement was performed at a room temperature of 23 ° C. using a micro thickness measuring instrument manufactured by Toyo Seiki, KBM (trademark).
(5) Porosity (%)
A sample of 10 cm × 10 cm square was cut out from the microporous membrane, its volume (cm 3 ) and mass (g) were determined, and calculated from these and the film density (g / cm 3 ) using the following formula.
Porosity = (volume−mass / film density) / volume × 100
The film density was calculated at a constant 0.95.
(6) Air permeability (sec)
Based on JIS P-8117, it measured with the Gurley type air permeability meter by the Toyo Seiki Co., Ltd. and G-B2 (trademark).

(7)突刺強度(N/20μm)
カトーテック製のハンディー圧縮試験器、KES−G5(商標)を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secで、25℃雰囲気下にて突刺試験を行うことにより、最大突刺荷重として生の突刺強度(N)を得た。これに20(μm)/膜厚(μm)を乗じることにより20μm膜厚換算突刺強度(N/20μm)を算出した。
(8)MD及びTDの引張強度(MPa)
島津製作所製の引張試験機、オートグラフAG−A型(商標)を用いて測定し、破断時の強度を、試験前のサンプル断面積で除すことでMD及びTDの引張破断強度を求めた。測定条件は、温度;23±2℃、サンプル形状;幅10mm×長さ100mm、チャック間距離;50mm、引張速度;200mm/minである。
(7) Puncture strength (N / 20μm)
Using a handy compression tester KES-G5 (trademark) manufactured by Kato Tech, the maximum puncture is performed by performing a puncture test in a 25 ° C. atmosphere at a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm / sec. Raw puncture strength (N) was obtained as a load. By multiplying this by 20 (μm) / film thickness (μm), the 20 μm film thickness equivalent puncture strength (N / 20 μm) was calculated.
(8) Tensile strength (MPa) of MD and TD
Measured using a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph AG-A (trademark), and the tensile strength at break of MD and TD was determined by dividing the strength at break by the cross-sectional area of the sample before the test. . The measurement conditions are: temperature: 23 ± 2 ° C., sample shape: width 10 mm × length 100 mm, distance between chucks: 50 mm, tensile speed: 200 mm / min.

(9)孔閉塞温度(℃)及び熱破膜温度(℃)
図1(A)に測定装置の概略図を示す。1は微多孔膜であり、2A及び2Bは厚さ10μmのニッケル箔、3A及び3Bはガラス板である。4は電気抵抗測定装置(安藤電気製LCRメーター「AG−4311」(商標))でありニッケル箔2A、2Bと接続されている。5は熱電対であり温度計6と接続されている。7はデーターコレクターであり、電気抵抗装置4及び温度計6と接続されている。8はオーブンであり、微多孔膜を加熱する。
(9) Hole blockage temperature (° C) and thermal film breaking temperature (° C)
FIG. 1A shows a schematic diagram of a measuring apparatus. 1 is a microporous film, 2A and 2B are 10-micrometer-thick nickel foils, and 3A and 3B are glass plates. 4 is an electric resistance measuring device (LCR meter “AG-4411” (trademark) manufactured by Ando Electric Co., Ltd.), which is connected to the nickel foils 2A and 2B. A thermocouple 5 is connected to the thermometer 6. A data collector 7 is connected to the electric resistance device 4 and the thermometer 6. 8 is an oven that heats the microporous membrane.

さらに詳細に説明すると、図1(B)に示すようにニッケル箔2A上に微多孔膜1を重ねて、縦方向に「テフロン(登録商標)」テープ(図の斜線部)でニッケル箔2Aに固定する。微多孔膜1には電解液として1mol/リットルのホウフッ化リチウム溶液(溶媒:プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート/γ−ブチルラクトン=1/1/2)が含浸されている。ニッケル箔2B上には図1(C)に示すように「テフロン(登録商標)」テープ(図の斜線部)を貼り合わせ、箔2Bの中央部分に15mm×10mmの窓の部分を残してマスキングしてある。
ニッケル箔2Aとニッケル箔2Bを微多孔膜1をはさむような形で重ね合わせ、さらにその両側からガラス板3A、3Bによって2枚のニッケル箔をはさみこむ。このとき、箔2Bの窓の部分と、多孔膜1が相対する位置に来るようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 1 (B), the microporous film 1 is overlaid on the nickel foil 2A, and the “Teflon (registered trademark)” tape (shaded portion in the figure) is vertically attached to the nickel foil 2A. Fix it. The microporous membrane 1 is impregnated with a 1 mol / liter lithium borofluoride solution (solvent: propylene carbonate / ethylene carbonate / γ-butyllactone = 1/1/2) as an electrolytic solution. As shown in FIG. 1 (C), “Teflon (registered trademark)” tape (shaded portion in the figure) is pasted on the nickel foil 2B, and masking is performed by leaving a window portion of 15 mm × 10 mm in the central portion of the foil 2B. It is.
The nickel foil 2A and the nickel foil 2B are overlapped so as to sandwich the microporous film 1, and two nickel foils are sandwiched by the glass plates 3A and 3B from both sides thereof. At this time, the window portion of the foil 2 </ b> B and the porous film 1 come to face each other.

2枚のガラス板は市販のダブルクリップではさむことにより固定する。熱電対5は「テフロン(登録商標)」テープでガラス板に固定する。
このような装置で連続的に温度と電気抵抗を測定する。なお、温度は25℃から200℃まで2℃/minの速度にて昇温させ、電気抵抗値は1kHzの交流にて測定する。孔閉塞温度とは微多孔膜の電気抵抗値が10Ωに達するときの温度と定義する。また、孔閉塞の後、電気抵抗値が再び10Ωを下回るときの温度を熱破膜温度とした。
Two glass plates are fixed by pinching with a commercially available double clip. The thermocouple 5 is fixed to the glass plate with “Teflon (registered trademark)” tape.
Temperature and electric resistance are continuously measured with such an apparatus. The temperature is raised from 25 ° C. to 200 ° C. at a rate of 2 ° C./min, and the electric resistance value is measured at an alternating current of 1 kHz. The pore closing temperature is defined as the temperature at which the electrical resistance value of the microporous membrane reaches 10 3 Ω. The temperature at which the electrical resistance value again fell below 10 3 Ω after closing the hole was taken as the thermal film breaking temperature.

本発明を実施例に基づいて説明する。
[実施例1]
撹拌機付きのオートクレーブ内であらかじめ140℃まで加熱した流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)100重量部に、ペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を0.3wt%含有する、MMI0.15、HMI12、粘度平均分子量30万、密度0.960のペレット状のポリエチレン5重量部を投入し、3分間撹拌した。次に、オートクレーブ内の温度をポリエチレンの融点(135℃)より低くするため、室温の流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)100重量部を追添した。次に、内容物を30メッシュの金網で濾取し、室温まで放置冷却後、表面の過剰の流動パラフィンを拭き取ることで膨潤したポリエチレン(膨潤ポリエチレン)を採取した。膨潤処理前後でのポリエチレンの重量変化より、膨潤率(膨潤ポリエチレンにおける流動パラフィンの重量割合)は40wt%と算出された。
The present invention will be described based on examples.
[Example 1]
In 100 parts by weight of liquid paraffin (kinematic viscosity 7.59 × 10 −5 m 2 / s at 37.78 ° C.) previously heated to 140 ° C. in an autoclave equipped with a stirrer, pentaerythrityl-tetrakis- [3- ( 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 5 parts by weight of pellet-shaped polyethylene having an MMI of 0.15, an HMI of 12, a viscosity average molecular weight of 300,000 and a density of 0.960 Charged and stirred for 3 minutes. Next, in order to make the temperature in the autoclave lower than the melting point of polyethylene (135 ° C.), 100 parts by weight of liquid paraffin at room temperature (kinetic viscosity of 7.59 × 10 −5 m 2 / s at 37.78 ° C.) was added. did. Next, the content was collected by filtration with a 30-mesh wire mesh, allowed to cool to room temperature, and then swollen from the excess liquid paraffin on the surface to collect swollen polyethylene (swelled polyethylene). From the change in weight of polyethylene before and after the swelling treatment, the swelling ratio (weight ratio of liquid paraffin in the swollen polyethylene) was calculated to be 40 wt%.

得られた膨潤ポリエチレンをフルフライトタイプのスクリューを備えた20mmφの一軸押出機に供給した。設定温度200℃、スクリュー回転数80rpm、吐出量7kg/hとした。
溶融混練物をT型ダイより押出した後、直ちに25℃に冷却したプレス成形機で冷却固化させることで、500μmのシートを得た。
次に、小型二軸延伸機を用いて、115℃でMD倍率8.5倍、TD倍率8.5倍に延伸した。
その後、塩化メチレン中に浸漬し流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去することで微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性を表1に示した。
The obtained swollen polyethylene was supplied to a single screw extruder of 20 mmφ equipped with a full flight type screw. The set temperature was 200 ° C., the screw rotation speed was 80 rpm, and the discharge rate was 7 kg / h.
After the melt-kneaded material was extruded from a T-die, it was immediately cooled and solidified by a press molding machine cooled to 25 ° C., to obtain a 500 μm sheet.
Next, using a small biaxial stretching machine, the film was stretched at 115 ° C. to an MD magnification of 8.5 times and a TD magnification of 8.5 times.
Then, it immersed in methylene chloride, liquid paraffin was extracted and removed, and the methylene chloride was dried and removed to obtain a microporous membrane. The physical properties of the obtained microporous membrane are shown in Table 1.

[実施例2]
160℃まで加熱した流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)を用いること以外は、実施例1と同様の操作により、膨潤ポリエチレンを得た。膨潤処理前後でのポリエチレンの重量変化より、膨潤率は50wt%と算出された。
得られた膨潤ポリエチレン96wt%とMI0.5、密度0.90のペレット状のポリプロピレン4wt%をブレンダーでブレンドした。得られたブレンド物を実施例1と同様に溶融混練し、T型ダイより押出した後、直ちに25℃に冷却したプレス成形機で冷却固化させることで、1000μmのシートを得た。
次に、小型二軸延伸機を用いて、120℃でMD倍率7.0倍、TD倍率7.0倍に延伸した。
その後、塩化メチレン中に浸漬し流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去することで微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性を表1に示した。
[Example 2]
Swelled polyethylene was obtained in the same manner as in Example 1 except that liquid paraffin heated to 160 ° C. (kinematic viscosity at 37.78 ° C .: 7.59 × 10 −5 m 2 / s) was used. From the weight change of the polyethylene before and after the swelling treatment, the swelling ratio was calculated to be 50 wt%.
96 wt% of the obtained swollen polyethylene and 4 wt% of pellet-like polypropylene having an MI of 0.5 and a density of 0.90 were blended in a blender. The obtained blend was melt-kneaded in the same manner as in Example 1, extruded from a T-type die, and immediately cooled and solidified by a press molding machine cooled to 25 ° C. to obtain a 1000 μm sheet.
Next, using a small biaxial stretching machine, the film was stretched at 120 ° C. to an MD magnification of 7.0 times and a TD magnification of 7.0 times.
Then, it immersed in methylene chloride, liquid paraffin was extracted and removed, and the methylene chloride was dried and removed to obtain a microporous membrane. The physical properties of the obtained microporous membrane are shown in Table 1.

[実施例3]
ペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]を1wt%含有する、MMI0.05、HMI5、粘度平均分子量50万、密度0.958のペレット状のポリエチレンを用いた以外は実施例2と同様の操作により、膨潤ポリエチレンを得た。膨潤処理前後でのポリエチレンの重量変化より、膨潤率は50wt%と算出された。
得られた膨潤ポリエチレンを実施例1と同様に溶融混練し、環状ダイ(隙間大きさ1350μm)より押出した。そして、溶融物(温度200℃)にエアを吹き込むことにより、膨張延伸を行い、厚さ33μmの延伸膜を得た。
その後、塩化メチレン中に浸漬し流動パラフィンを抽出除去し、塩化メチレンを乾燥除去することで微多孔膜を得た。得られた微多孔膜の物性を表1に示した。
[Example 3]
Containing 1 wt% of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], MMI 0.05, HMI 5, viscosity average molecular weight 500,000, density 0.958 Swelled polyethylene was obtained in the same manner as in Example 2 except that pellet-shaped polyethylene was used. From the weight change of the polyethylene before and after the swelling treatment, the swelling ratio was calculated to be 50 wt%.
The obtained swollen polyethylene was melt-kneaded in the same manner as in Example 1 and extruded from an annular die (gap size 1350 μm). And expansion | swelling extending | stretching was performed by blowing air in a melt (temperature of 200 degreeC), and the 33-micrometer-thick stretched film was obtained.
Then, it immersed in methylene chloride, liquid paraffin was extracted and removed, and the methylene chloride was dried and removed to obtain a microporous membrane. The physical properties of the obtained microporous membrane are shown in Table 1.

[比較例1]
撹拌機付きのオートクレーブ内に、MMI0.15、HMI12、粘度平均分子量30万、密度0.960のパウダー状のポリエチレン60wt%とペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.3wt%と流動パラフィン(37.78℃における動粘度7.59×10−5/s)39.7wt%を投入し、室温で3分間撹拌した。作業時に、パウダー状のポリエチレンは一部舞い、周囲に散乱したため、混合作業後に清掃を行った。
得られたポリエチレンのスラリー状の混合物を、実施例1と同様の押出機に供給した。設定温度200℃、スクリュー回転数80rpm、吐出量7kg/hとした。
溶融混練物をT型ダイより押出した後、直ちに25℃に冷却したプレス成形機で冷却固化させることで、500μmのシートを得た。
次に、小型二軸延伸機を用いて、115℃でMD倍率8.5倍、TD倍率8.5倍に延伸を試みたが、溶融混練による均一化が不充分なため、破膜した。
[Comparative Example 1]
In an autoclave equipped with a stirrer, MMI 0.15, HMI12, viscosity average molecular weight 300,000, powdery polyethylene 60 wt% with a density of 0.960 and pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t- (Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] 0.3 wt% and liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C. 7.59 × 10 −5 m 2 / s) 39.7 wt% were added and stirred at room temperature for 3 minutes. . During the work, the powdered polyethylene partly flew and scattered around, so cleaning was performed after the mixing work.
The obtained polyethylene slurry mixture was fed to the same extruder as in Example 1. The set temperature was 200 ° C., the screw rotation speed was 80 rpm, and the discharge rate was 7 kg / h.
After the melt-kneaded material was extruded from a T-die, it was immediately cooled and solidified by a press molding machine cooled to 25 ° C., to obtain a 500 μm sheet.
Next, an attempt was made to draw at a MD magnification of 8.5 times and a TD magnification of 8.5 times at 115 ° C. using a small biaxial stretching machine, but the film was broken because of insufficient homogenization by melt kneading.

Figure 2006045328
Figure 2006045328

本発明は、物質の分離や選択透過及び隔離材等に用いられ、特にリチウムイオン電池などのセパレーターとして好適に用いられる、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法として利用される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a method for producing a microporous membrane made of polyolefin, which is used for separation of substances, selective permeation, separators, and the like, and particularly suitably used as a separator for lithium ion batteries and the like.

孔閉塞温度(℃)及び熱破膜温度(℃)を測定する装置を示す図であり、(A)はその概略図、(B)は微多孔膜をニッケル箔に貼り付けた試料を示す平面図、(C)は窓の部分を残してマスキングされたニッケル箔を示す平面図である。It is a figure which shows the apparatus which measures a hole obstruction | occlusion temperature (degreeC) and a thermal membrane breakage temperature (degreeC), (A) is the schematic, (B) is a plane which shows the sample which affixed the microporous film on nickel foil FIG. 4C is a plan view showing the nickel foil masked leaving the window portion.

符号の説明Explanation of symbols

1 微多孔膜
2A ニッケル箔
2B ニッケル箔
3A ガラス板
3B ガラス板
4 電気抵抗測定装置
5 熱電対
6 温度計
7 データーコレクター
8 オーブン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microporous film 2A Nickel foil 2B Nickel foil 3A Glass plate 3B Glass plate 4 Electrical resistance measuring device 5 Thermocouple 6 Thermometer 7 Data collector 8 Oven

Claims (4)

ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、延伸と可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。   After immersing the polyolefin in an excessive amount of heated plasticizer, at least a portion of the polyolefin is swollen by the plasticizer, the excess plasticizer is filtered, and the polyolefin containing the obtained swollen polyolefin is melt-kneaded and then extruded. A method for producing a microporous membrane made of polyolefin, comprising performing stretching and plasticizer extraction. ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、冷却固化し、少なくとも一軸方向に延伸を行い、可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。   After immersing the polyolefin in an excessive amount of heated plasticizer, at least a portion of the polyolefin is swollen by the plasticizer, the excess plasticizer is filtered, and the polyolefin containing the obtained swollen polyolefin is melt-kneaded and then extruded. A method for producing a microporous polyolefin membrane, characterized by cooling and solidifying, stretching at least in a uniaxial direction, and extracting a plasticizer. ポリオレフィンを加熱した過剰量の可塑剤に浸漬し、少なくともポリオレフィンの一部を可塑剤により膨潤させた後、余剰の可塑剤を濾過し、得られた膨潤ポリオレフィンを含むポリオレフィンを溶融混練したのち押出し、溶融状態で少なくとも一軸方向に延伸を行い、可塑剤抽出を行うことを特徴とする、ポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。   After immersing the polyolefin in an excessive amount of heated plasticizer, at least a portion of the polyolefin is swollen by the plasticizer, the excess plasticizer is filtered, and the polyolefin containing the obtained swollen polyolefin is melt-kneaded and then extruded. A method for producing a polyolefin microporous membrane, comprising stretching in at least a uniaxial direction in a molten state and extracting a plasticizer. 膨潤させるポリオレフィンが、ペレット状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリオレフィン製微多孔膜の製造方法。   The method for producing a polyolefin microporous membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyolefin to be swollen is in the form of pellets.
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