JP2009242779A - Polyolefin fine porous membrane and separator for storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリオレフィン微多孔膜及び蓄電池用セパレータに関する。 The present invention relates to a polyolefin microporous membrane and a storage battery separator.
微多孔膜は、様々な孔径、孔形状、孔数を有し、その特異な構造により発現され得る特性から幅広い分野に利用されている。例えば、微多孔膜は、孔径の違いによるふるい効果を利用した水処理膜や濃縮などに用いられる分離膜、微多孔化による大表面積と多孔空間を利用した吸水、吸油、脱臭用材に用いられる吸着シート、分子サイズの違いにより空気や水蒸気などは通すが水は通さないという特徴を利用した透湿防水シート、多孔空間に各種材料を充填することで多機能化し、燃料電池などに有用な高分子電解質膜や加湿膜、さらには液晶材料、電池材料として用いられている。 Microporous membranes have various pore diameters, pore shapes, and numbers of pores, and are used in a wide range of fields because of their characteristics that can be manifested by their unique structures. For example, microporous membranes are water treatment membranes that use the sieving effect due to the difference in pore size, separation membranes that are used for concentration, etc., and water absorption, oil absorption, and deodorizing materials that use a large surface area and porous space due to microporosity. Sheets, moisture permeable waterproof sheets that use air and water vapor but not water due to the difference in molecular size, polymers that are multifunctional by filling various materials into porous spaces, and are useful for fuel cells, etc. They are used as electrolyte membranes, humidified membranes, liquid crystal materials, and battery materials.
近年では、国際的な地球環境保護活動の高まりを背景とした省エネルギー化や省資源化の観点から、特に自動車業界において、電気自動車(PEV)やハイブリッド自動車(HEV)の導入、検討が積極的に行われており、そのモーター駆動電源や補助電源として燃料電池や大型リチウムイオン二次電池の開発が活発に行われている。また瞬時に大電流の充放電が可能である電気二重層キャパシタはHEV用の補助電源として期待されており開発が進められている。リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電池には、正負極間の接触を防ぎ、イオンを透過させる機能を有するセパレータと呼ばれる電解液を保持した多孔膜が正負極間に設けられている。蓄電池のさらなる高エネルギー密度化に伴い安全性や自動車用途等への展開に伴い長期信頼性が強く求められている。また、蓄電池の高エネルギー密度化、高出力化に伴い、捲回構造や集電構造は日々多様化しており電池内におけるセパレータには様々な状態での耐熱性が求められる。 In recent years, the introduction and examination of electric vehicles (PEVs) and hybrid vehicles (HEVs) have been actively promoted, especially in the automobile industry, from the viewpoint of energy saving and resource saving against the backdrop of increasing global environmental protection activities. Fuel cells and large-sized lithium ion secondary batteries are being actively developed as motor drive power supplies and auxiliary power supplies. An electric double layer capacitor capable of instantaneously charging and discharging a large current is expected as an auxiliary power source for HEV and is being developed. In storage batteries such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors, a porous film holding an electrolytic solution called a separator having a function of preventing contact between positive and negative electrodes and transmitting ions is provided between the positive and negative electrodes. . With the further increase in energy density of storage batteries, there is a strong demand for long-term reliability with the development of safety and automotive applications. Further, with the increase in energy density and output of storage batteries, the winding structure and current collection structure are diversified every day, and the separator in the battery is required to have heat resistance in various states.
このような事情のもと、例えば特許文献1は、ポリエチレンと層状鉱物と酸変性ポリオレフィンが特定の組成比率からなる微多孔膜が耐熱性に優れることを開示している。
また、特許文献2は、ポリオレフィン樹脂及び無機粒子からなる微多孔膜であって、該微多孔膜の突刺強度が3N/20μm以上、突刺しクリープにおける膜厚保持率が16%以上であるポリオレフィン微多孔膜が、安全性および長期信頼性に優れ、非水電解液電池用セパレータとして好適であることを開示している。
Under such circumstances, for example, Patent Document 1 discloses that a microporous film having a specific composition ratio of polyethylene, layered mineral, and acid-modified polyolefin is excellent in heat resistance.
Patent Document 2 discloses a microporous membrane made of a polyolefin resin and inorganic particles. The microporous membrane has a puncture strength of 3 N / 20 μm or more, and a film thickness retention ratio of puncture creep of 16% or more. It discloses that the porous membrane is excellent in safety and long-term reliability and is suitable as a separator for a nonaqueous electrolyte battery.
しかしながら、上記引用文献1,2に開示された微多孔膜はいずれも、耐熱性、信頼性の観点から、必ずしも十分に満足しうるものではなかった。
即ち、特許文献1,2において、実施例で開示されている耐熱性評価法は、微多孔膜がNi箔や正負極で面方向に圧着固定された状態での評価であり、例えば面方向に圧着固定されていない厳しい条件での評価では耐熱性になお改良の余地があった。また、電池用セパレータとしての長期使用下での信頼性に関する記載はない。特に、非水電解液電池のような蓄電池(蓄電デバイス)においては、耐熱性と長期信頼性とをより高度な次元で両立することが求められる。
本発明は、耐熱性および長期信頼性に優れることが要求される非水電解液電池用セパレータ等として特に好適なポリオレフィン微多孔膜を提供することを課題とする。
However, none of the microporous membranes disclosed in the above cited references 1 and 2 are sufficiently satisfactory from the viewpoints of heat resistance and reliability.
That is, in Patent Documents 1 and 2, the heat resistance evaluation method disclosed in the examples is an evaluation in a state in which the microporous film is pressure-bonded and fixed in the surface direction with Ni foil or positive and negative electrodes, for example, in the surface direction. There was still room for improvement in heat resistance in the evaluation under severe conditions that were not fixed by crimping. Moreover, there is no description regarding the reliability under long-term use as a battery separator. In particular, in a storage battery (storage device) such as a non-aqueous electrolyte battery, it is required to achieve both heat resistance and long-term reliability at a higher level.
An object of the present invention is to provide a polyolefin microporous membrane particularly suitable as a separator for a nonaqueous electrolyte battery that is required to have excellent heat resistance and long-term reliability.
本発明者らは、微多孔膜が面方向に圧着固定されていないような厳しい状況下においての耐熱破膜に着目し検討を重ねた結果、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤を含むポリオレフィン微多孔膜であって、充填剤の含有量が該微多孔膜の総質量に対して10質量%より大きく、80質量%以下であることを特徴とするポリオレフィン微多孔膜が、耐熱性に優れ、また長期信頼性に優れることが要求される非水電解液電池用セパレータ等として好適に使用し得ることを見出し、本発明を為すに至った。 As a result of repeated investigations focusing on heat-resistant membranes under severe conditions where the microporous membrane is not crimped and fixed in the plane direction, the present inventors have obtained a polyolefin microporous membrane containing a polyolefin resin, a modified polyolefin, and a filler. A polyolefin microporous membrane characterized in that the content of the filler is greater than 10% by mass and 80% by mass or less based on the total mass of the microporous membrane, and has excellent heat resistance, The present inventors have found that it can be suitably used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery that is required to have excellent long-term reliability, and has reached the present invention.
すなわち、本発明は下記の通りである。
[1]
ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤を含む微多孔膜であって、充填剤の含有割合がポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、及び充填剤の総質量に対して10質量%より大きく、80質量%以下であるポリオレフィン微多孔膜。
[2]
充填剤の前記含有割合が30質量%より大きく60質量%以下である、[1]に記載のポリオレフィン微多孔膜。
[3]
充填剤が無機充填剤である、[1]又は[2]に記載のポリオレフィン微多孔膜。
[4]
変性ポリオレフィンの赤外吸光スペクトルが下記の特定の関係を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。
0.010<(SA+SB)/SC<0.1
SA:1792cm−1付近に観察されるカルボニル基由来のピークAのピーク面積
SB:1712cm−1付近に観察されるカルボニル基由来のピークBのピーク面積
SC:1472cm−1付近に観察されるメチレン基由来のピークCのピーク面積
[5]
ポリオレフィン樹脂の粘度平均分子量が20万以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。
[6]
変性ポリオレフィンの含有割合が微多孔膜の総ポリマー質量に対して、5質量%以上50質量%以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。
[7]
[1]〜[6]のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜からなる蓄電池用セパレータ。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A microporous membrane containing a polyolefin resin, a modified polyolefin, and a filler, wherein the content of the filler is greater than 10% by mass and 80% by mass or less based on the total mass of the polyolefin resin, the modified polyolefin, and the filler. Polyolefin microporous membrane.
[2]
The polyolefin microporous membrane according to [1], wherein the content of the filler is greater than 30% by mass and equal to or less than 60% by mass.
[3]
The polyolefin microporous membrane according to [1] or [2], wherein the filler is an inorganic filler.
[4]
The polyolefin microporous membrane according to any one of [1] to [3], wherein the infrared absorption spectrum of the modified polyolefin has the following specific relationship.
0.010 <(SA + SB) / SC <0.1
SA: 1792cm peak area of peak A from the carbonyl group is observed in the vicinity of -1 SB: peak area of a peak derived from a carbonyl group is observed near 1712cm -1 B SC: 1472cm -1 methylene groups observed near Peak area of peak C derived from [5]
The polyolefin microporous film according to any one of [1] to [4], wherein the polyolefin resin has a viscosity average molecular weight of 200,000 or more.
[6]
The polyolefin microporous membrane according to any one of [1] to [5], wherein the content of the modified polyolefin is 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total polymer mass of the microporous membrane.
[7]
A separator for a storage battery comprising the polyolefin microporous film according to any one of [1] to [6].
本発明によれば、耐熱性および信頼性に優れることが要求される非水電解液電池用セパレータ等として特に好適なポリオレフィン微多孔膜が提供される。 According to the present invention, there is provided a polyolefin microporous membrane that is particularly suitable as a separator for a nonaqueous electrolyte battery that is required to have excellent heat resistance and reliability.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施の形態における微多孔膜は、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤を含む微多孔膜であって、充填剤の含有量が該微多孔膜の総質量に対して10質量%より大きく、80質量%以下であるポリオレフィン微多孔膜である。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail below. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
The microporous membrane in the present embodiment is a microporous membrane containing a polyolefin resin, a modified polyolefin, and a filler, and the content of the filler is greater than 10% by mass with respect to the total mass of the microporous membrane. It is a polyolefin microporous film having a mass% or less.
本実施の形態において使用するポリオレフィン樹脂とは、オレフィン炭化水素を単量体成分として含む重合体であって、分子鎖の内部及び側鎖にカルボキシル基および/またはカルボン酸誘導体基(酸無水物基等を含む。)が積極的に導入されていないものをいう。ここで、積極的に導入されていないとは、後述する[(SA+SB)/SC]の値として0.010以下であることをいう。
具体的には、通常の押出、射出、インフレーション、及びブロー成形等に使用するポリオレフィン樹脂が挙げられ、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、及び1−オクテン等のホモ重合体及び共重合体、多段重合体等を使用することができる。また、これらのホモ重合体及び共重合体、多段重合体の群から選んだポリオレフィンを単独、もしくは混合して使用することもできる。前記重合体の代表例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられ、これらを単独、もしくは混合して使用することが出来る。本実施の形態の微多孔膜を電池セパレータとして使用する場合、低融点樹脂であり、かつ高突刺強度の要求性能から、特に高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂を使用することが好ましい。なお、本実施の形態において「主成分」とは、特定成分がマトリックス中に占める割合が、好ましくは10質量%以上、好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であることを意味し、100質量%であっても良いことを意味する。
The polyolefin resin used in the present embodiment is a polymer containing an olefin hydrocarbon as a monomer component, and includes a carboxyl group and / or a carboxylic acid derivative group (an acid anhydride group) in the molecular chain and in the side chain. Etc.) is not actively introduced. Here, “not being actively introduced” means that the value of [(SA + SB) / SC] described later is 0.010 or less.
Specific examples include polyolefin resins used for normal extrusion, injection, inflation, blow molding, and the like, such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. Homopolymers and copolymers such as, multistage polymers and the like can be used. In addition, polyolefins selected from the group of these homopolymers, copolymers, and multistage polymers can be used alone or in combination. Representative examples of the polymer include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, polybutene, ethylene propylene rubber, and the like. These can be used alone or in combination. When the microporous membrane of the present embodiment is used as a battery separator, it is preferable to use a resin mainly composed of high-density polyethylene because it is a low melting point resin and requires high piercing strength. In the present embodiment, the “main component” means that the proportion of the specific component in the matrix is preferably 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. And it means that it may be 100% by mass.
本実施の形態において使用するポリオレフィン樹脂または微多孔膜の粘度平均分子量(「Mv」と略記することがある。なお、混合物について測定される場合には、その混合物全体のMvを意味する。)は、5万以上1000万未満が好ましい。粘度平均分子量が5万以上であれば、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が向上しやすい上に、十分な絡み合いを付与しやすく高強度となりやすいので好ましい。粘度平均分子量が1000万未満であれば、均一な溶融混練を得やすい傾向があり、シートの成形性、特に厚み安定性に優れる傾向があるので好ましい。より好ましい粘度領域は10万以上200万未満であり、さらには50万以上100万未満である。200万未満であれば高ポリマー濃度での溶融混練が容易な傾向であり生産性向上が期待できるばかりか、熱収縮が低減する傾向にあるために好ましい。例えば、単独で粘度平均分子量200万未満のポリオレフィンを使用する代わりに、粘度平均分子量が200万のポリエチレンと27万の混合物とし、混合物の粘度平均分子量を200万未満や50万以上としてもよい。
なお、本実施の形態におけるMvは、後述する実施例における測定法に準じて測定される。
The viscosity average molecular weight of the polyolefin resin or microporous membrane used in the present embodiment (may be abbreviated as “Mv”. In addition, when measured for a mixture, it means Mv of the entire mixture). It is preferably 50,000 or more and less than 10 million. A viscosity average molecular weight of 50,000 or more is preferable because the melt tension at the time of melt molding is increased and the moldability is easily improved, and sufficient entanglement is easily imparted and the strength is easily increased. If the viscosity average molecular weight is less than 10 million, it tends to be easy to obtain uniform melt-kneading and is preferable because it tends to be excellent in sheet formability, particularly thickness stability. A more preferable viscosity region is 100,000 or more and less than 2 million, and further 500,000 or more and less than 1 million. If it is less than 2 million, melt kneading at a high polymer concentration tends to be easy and productivity improvement can be expected, and heat shrinkage tends to be reduced, which is preferable. For example, instead of using a polyolefin having a viscosity average molecular weight of less than 2 million alone, a mixture of polyethylene having a viscosity average molecular weight of 2 million and 270,000 may be used, and the viscosity average molecular weight of the mixture may be less than 2 million or 500,000 or more.
In addition, Mv in this Embodiment is measured according to the measuring method in the Example mentioned later.
ポリオレフィン樹脂は、単量体の種類、分子量、密度等の異なるものを複数種類混合して用いてもよい。
耐熱性の観点から、ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレンと他のポリオレフィン樹脂とを混合して使用することが好ましい。特に高密度ポリエチレンとポリプロピレンを混合して使用することが高突刺強度と耐熱性を併せ持つことが可能となり好ましい。ポリオレフィン樹脂の総量に対してポリプロピレンを1質量%以上50質量%未満含むことが好ましく、5質量%以上40質量%未満含むことがより好ましく、20質量%以上30質量%未満含むことが更に好ましい。1質量%以上では良好な耐熱性が得られるために好ましく、50質量%未満では延伸性が良好な傾向であり、高突刺強度な多孔膜が得られやすいために好ましい。
As the polyolefin resin, a plurality of different types of monomers, molecular weight, density and the like may be mixed and used.
From the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use a mixture of polypropylene and another polyolefin resin as the polyolefin resin. In particular, it is preferable to use a mixture of high-density polyethylene and polypropylene because it can have both high puncture strength and heat resistance. The content of polypropylene is preferably 1% by mass or more and less than 50% by mass, more preferably 5% by mass or more and less than 40% by mass, and still more preferably 20% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the total amount of the polyolefin resin. If it is 1% by mass or more, it is preferable because good heat resistance can be obtained, and if it is less than 50% by mass, stretchability tends to be good, and a porous film having high puncture strength is easily obtained.
前記ポリオレフィン樹脂が、微多孔膜中の前記ポリオレフィン樹脂と、後述する変性ポリオレフィンとの総量中に占める割合としては、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。上限は特に限定は無く、99質量%未満であっても良い。ポリオレフィン樹脂が50質量%以上であれば、高突刺強度が得られやすい上に、長期信頼性にも優れる傾向となる。 The proportion of the polyolefin resin in the total amount of the polyolefin resin in the microporous membrane and the modified polyolefin described later is preferably 50% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more. The upper limit is not particularly limited and may be less than 99% by mass. When the polyolefin resin is 50% by mass or more, high puncture strength is easily obtained and long-term reliability tends to be excellent.
なお、本実施の形態で使用されるポリオレフィン樹脂には、本実施の形態の利点を損なわない範囲で必要に応じて、フェノール系やリン系やイオウ系等の酸化防止剤;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;ポリオレフィン樹脂および変性ポリオレフィン以外の重合体等の添加剤を混合して使用できる。 In addition, the polyolefin resin used in the present embodiment includes a phenol-based, phosphorus-based, or sulfur-based antioxidant, as necessary, within a range that does not impair the advantages of the present embodiment; calcium stearate or stearic acid Metal soaps such as zinc; ultraviolet absorbers; light stabilizers; antistatic agents; antifogging agents; color pigments; additives such as polymers other than polyolefin resins and modified polyolefins can be mixed and used.
本実施の形態にいう変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィン樹脂の分子鎖の内部、或いは側鎖に、カルボキシル基および/またはカルボン酸誘導体基(酸無水物基等を含む。)が導入された化合物を意味する(即ち、“ポリオレフィン樹脂”は“変性ポリオレフィン”を含まない概念である)。
この変性ポリオレフィンは公知の方法にて得ることが可能である。例えば、α,β−不飽和カルボン酸もしくはその酸誘導体をポリエチレン等のポリオレフィンと有機溶媒中もしくは溶融下にラジカル発生剤存在下でグラフトする方法や、α,β−不飽和カルボン酸もしくはその酸誘導体とエチレン等のオレフィンとをラジカル共重合する方法などが挙げられる。ここでα,β−不飽和カルボン酸もしくはその酸誘導体としては例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、およびこれらのエステル類、酸無水物類などが挙げられる。酸無水物類の例としては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水ジクロロマレイン酸、無水ジメチルマレイン酸などが挙げられる。
The modified polyolefin referred to in the present embodiment is a compound in which a carboxyl group and / or a carboxylic acid derivative group (including an acid anhydride group or the like) is introduced into the molecular chain or side chain of the polyolefin resin. (Ie, “polyolefin resin” is a concept that does not include “modified polyolefin”).
This modified polyolefin can be obtained by a known method. For example, a method of grafting an α, β-unsaturated carboxylic acid or an acid derivative thereof with a polyolefin such as polyethylene in an organic solvent or in the presence of a radical generator in the melt, or an α, β-unsaturated carboxylic acid or an acid derivative thereof And a method of radical copolymerizing ethylene and an olefin such as ethylene. Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid or acid derivative thereof include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, and esters thereof, acid anhydrides. Etc. Examples of acid anhydrides include maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, dichloromaleic anhydride, dimethylmaleic anhydride, and the like.
本実施の形態において変性ポリオレフィンは次の効果を奏する。特筆すべき良好な耐熱性および長期信頼性を両立するためには、ポリオレフィン樹脂(未変性)と充填剤とからなる微多孔膜では達成が困難である。また蓄電池用セパレータとして使用した場合には、高温保存特性の点でなお改良の余地を有する。
これに対し、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、及び充填剤を併用することで特筆すべき良好な耐熱性および長期信頼性を両立することが可能となる。ポリオレフィン樹脂と変性ポリオレフィンのみからなる微多孔膜では、本実施の形態にて述べている耐熱性を発現することが困難である。また変性ポリオレフィンと充填剤のみからなる微多孔膜であっても、本実施の形態にて述べている耐熱性を発現することは困難である。さらに、変性ポリオレフィン分子内の相互作用が大きいため、高突刺強度および低透過性を有した微多孔膜を得ることが困難な傾向になり、蓄電池用セパレータして使用することは難しい。
変性ポリオレフィンは、ポリオレフィン樹脂と相溶性が高く、また適度な極性基を有するために充填剤とも親和性を有し、ポリオレフィン樹脂と充填剤の親和性を高めることで、微多孔膜の耐熱性の向上を生み出していると推察される。また充填剤と作用することで、高温保存下のような過酷な条件においても安定した微多孔膜として信頼性に優れたものとなり得る。変性ポリオレフィンの具体的な好適な特性としては下記に挙げられる。
In the present embodiment, the modified polyolefin has the following effects. In order to achieve both good heat resistance and long-term reliability that should be noted, it is difficult to achieve with a microporous membrane comprising a polyolefin resin (unmodified) and a filler. When used as a storage battery separator, there is still room for improvement in terms of high-temperature storage characteristics.
On the other hand, by using a polyolefin resin, a modified polyolefin, and a filler in combination, it is possible to achieve both good heat resistance and long-term reliability that should be noted. In a microporous film composed only of a polyolefin resin and a modified polyolefin, it is difficult to develop the heat resistance described in the present embodiment. Further, even a microporous film made only of a modified polyolefin and a filler is difficult to exhibit the heat resistance described in the present embodiment. Furthermore, since the interaction within the modified polyolefin molecule is large, it tends to be difficult to obtain a microporous membrane having high puncture strength and low permeability, and it is difficult to use as a separator for a storage battery.
The modified polyolefin is highly compatible with the polyolefin resin and has an appropriate polar group so that it has an affinity with the filler. By increasing the affinity between the polyolefin resin and the filler, the heat resistance of the microporous membrane is improved. It is inferred that it is producing improvements. Moreover, by acting with a filler, it can be excellent in reliability as a stable microporous membrane even under severe conditions such as storage at high temperatures. Specific preferred characteristics of the modified polyolefin include the following.
変性ポリオレフィンにおけるカルボキシル基またはカルボン酸誘導体基である官能基の数としては、変性ポリオレフィン1分子中に平均して0.05個〜50個程度のものが望ましい。0.05個以上であればポリオレフィン、変性ポリオレフィン、充填剤を含む微多孔膜において耐熱性が優れる傾向にある。また0.05個以上であれば、本実施の形態の微多孔膜を非水電池用セパレータとして用いた場合に容量低下等の電池性能劣化を起こし難い傾向がある。50個以下であれば、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、無機粒子を含む微多孔膜においてポリオレフィンが例えば粘度平均分子量が20万以上のポリエチレンや高密度ポリエチレンであっても相溶性が高く、延伸性に優れることで高強度となり得やすい。 The number of functional groups that are carboxyl groups or carboxylic acid derivative groups in the modified polyolefin is desirably about 0.05 to 50 on average in one molecule of the modified polyolefin. If it is 0.05 or more, the heat resistance tends to be excellent in a microporous membrane containing polyolefin, modified polyolefin, and filler. Moreover, if it is 0.05 or more, when the microporous membrane of the present embodiment is used as a separator for non-aqueous batteries, there is a tendency that battery performance deterioration such as capacity reduction is difficult to occur. If it is 50 or less, even if the polyolefin is, for example, polyethylene having a viscosity average molecular weight of 200,000 or more or high-density polyethylene in a microporous membrane containing polyolefin, modified polyolefin, and inorganic particles, the compatibility is high and the stretchability is excellent. It can easily become high strength.
また、変性ポリオレフィンについて、赤外分光法により得られるスペクトルが、カルボニル基由来のピークA(1792cm−1付近)、ピークB(1712cm−1付近)を
有する変性ポリオレフィンが好ましい。また、ピークA、ピークB、およびメチレン基由来ピークC(1472cm−1付近)の面積が以下の特定範囲を有することが好ましい。
Also, the modified polyolefin, the spectrum obtained by infrared spectroscopy, (around 1792Cm -1) Peak A from the carbonyl group, preferably a modified polyolefin having a peak B (1712 cm around -1). Moreover, it is preferable that the area of the peak A, the peak B, and the methylene group-derived peak C (near 1472 cm −1 ) has the following specific range.
0.010<(SA+SB)/SC<0.1
SA:1765cm−1と1805cm−1を結ぶベースラインとピークAに囲まれた
面積
SB:1680cm−1と1740cm−1を結ぶベースラインとピークBに囲まれた
面積
SC:1400cm−1と1520cm−1を結ぶベースラインとピークCに囲まれた
面積
0.010 <(SA + SB) / SC <0.1
SA: 1765cm -1 and 1805cm area surrounded by the baseline and the peak A connecting -1 SB: 1680 cm -1 and the area surrounded by the baseline and the peak B connecting 1740cm -1 SC: 1400cm -1 and 1520 cm - Area surrounded by baseline and peak C connecting 1
上記関係[(SA+SB)/SC]は、変性ポリオレフィンと充填剤、および変性ポリオレフィンとポリオレフィン樹脂において特定の関係を示すものである。上記関係式で表される数値が小さい場合は、変性ポリオレフィンとポリオレフィン樹脂との相溶性が良好になる傾向であり、数値が大きくなる場合は、変性ポリオレフィンと充填剤が良好な親和性を示す傾向にある。具体的には、0.010より大きい場合は、耐熱性や高温保存などの信頼性に優れる。好ましくは0.020以上、さらに好ましくは0.030以上である。0.1よりも小さい場合は、ポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレンの場合や粘度平均分子量が20万以上であっても耐熱性と高強度を有することが出来る傾向にある。好ましくは0.08以下、さらに好ましくは0.07以下である。 The relationship [(SA + SB) / SC] indicates a specific relationship between the modified polyolefin and the filler, and the modified polyolefin and the polyolefin resin. When the numerical value represented by the above relational expression is small, the compatibility between the modified polyolefin and the polyolefin resin tends to be good, and when the numerical value is large, the modified polyolefin and the filler tend to exhibit good affinity. It is in. Specifically, when it is larger than 0.010, it is excellent in reliability such as heat resistance and high temperature storage. Preferably it is 0.020 or more, More preferably, it is 0.030 or more. When it is smaller than 0.1, when the polyolefin resin is high-density polyethylene or the viscosity average molecular weight is 200,000 or more, it tends to have heat resistance and high strength. Preferably it is 0.08 or less, More preferably, it is 0.07 or less.
変性ポリオレフィンとして、具体的には「モディック」(三菱化学社製)、「アドマー」(三井化学社製)などが市販されている。 Specifically, “Modic” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), “Admer” (manufactured by Mitsui Chemicals) and the like are commercially available as modified polyolefins.
本実施の形態の微多孔膜中において、変性ポリオレフィンの含有割合が微多孔膜の総ポリマー質量に対して、5質量%以上50質量%以下が好ましく、8質量%以上30質量%以下がより好ましい。5質量%以上であれば良好な耐熱性が得られやすく、50質量%以下であれば保存特性が良好であり、さらに延伸性に優れるために高強度となり得やすい。 In the microporous membrane of the present embodiment, the content of the modified polyolefin is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 8% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total polymer mass of the microporous membrane. . If it is 5% by mass or more, good heat resistance can be easily obtained, and if it is 50% by mass or less, storage characteristics are good, and it is easy to obtain high strength because of excellent stretchability.
本実施の形態のポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤の総量中に占める充填剤の割合は10質量%より大きく80質量%以下である。より好ましくは20質量%以上60質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以上60質量%未満である。10質量%より大きい場合は、ポリオレフィン、および変性ポリオレフィンを含有した微多孔膜において耐熱性に優れた微多孔膜が得られやすい。80質量%以下であれば、高延伸倍率が可能であり高強度が得られやすい。また電池用セパレータとして使用した際に、高温保存時の容量低下が起こり難く、信頼性に優れる傾向となる。 The proportion of the filler in the total amount of the polyolefin resin, modified polyolefin, and filler of the present embodiment is greater than 10% by mass and 80% by mass or less. More preferably, it is 20 mass% or more and 60 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or more and less than 60 mass%. When it is larger than 10% by mass, it is easy to obtain a microporous film excellent in heat resistance in a microporous film containing polyolefin and modified polyolefin. If it is 80 mass% or less, a high draw ratio is possible and high strength is easily obtained. Further, when used as a battery separator, the capacity is hardly reduced during high-temperature storage, and the reliability tends to be excellent.
本実施の形態に用いられる充填剤は、ポリオレフィン樹脂と不活性であるものであることが好ましく、有機粒子でも無機粒子でも構わない。有機粒子の場合は、ポリオレフィン樹脂の融点よりも高い融点を有する有機粒子、又は融点を有さず、前記ポリオレフィン樹脂の融点よりも高いガラス転移点を有する有機粒子であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂の融点よりも高い融点を有する有機粒子、又は融点を有さず、前記ポリオレフィン樹脂の融点よりも高いガラス転移点を有する有機粒子である場合は良好な耐熱性が得られやすい傾向にある。有機粒子としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリロニトリル、スチレン等の単独重合体、2種類以上のモノマーから選択された共重合体、その架橋体などの粒子が好ましい。 The filler used in the present embodiment is preferably inert to the polyolefin resin, and may be organic particles or inorganic particles. In the case of organic particles, organic particles having a melting point higher than the melting point of the polyolefin resin or organic particles having no melting point and a glass transition point higher than the melting point of the polyolefin resin are preferable. In the case of organic particles having a melting point higher than the melting point of the polyolefin resin, or organic particles having no glass melting point and a glass transition point higher than the melting point of the polyolefin resin, good heat resistance tends to be obtained. . As the organic particles, particles such as homopolymers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate, acrylonitrile, styrene and the like, copolymers selected from two or more types of monomers, and crosslinked products thereof are preferable.
充填剤が無機粒子である場合は、室温における電気抵抗率が10−2Ω・cm以上の無機粒子であることが好ましい。好ましくは1014Ω・cm以上である。電気抵抗率が10−2Ω・cm以上であれば、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、無機粒子を含む微多孔膜を蓄電デバイス用セパレータとして用いた場合に、電極間において電子絶縁性を保つことが可能であり、セパレータとして優れた微多孔膜となりうる。電気抵抗率が高い場合は電子絶縁性を向上する方向であり、特に上限値に規定はない。 When the filler is inorganic particles, it is preferably inorganic particles having an electrical resistivity at room temperature of 10 −2 Ω · cm or more. Preferably, it is 10 14 Ω · cm or more. If the electrical resistivity is 10 −2 Ω · cm or more, it is possible to maintain electronic insulation between electrodes when a microporous film containing polyolefin resin, modified polyolefin, and inorganic particles is used as a separator for an electricity storage device. Therefore, it can be a microporous film excellent as a separator. When the electrical resistivity is high, the electronic insulation is improved and there is no particular upper limit.
無機粒子の形状は、球状、棒状、針状、板状といかなる形状であっても構わない。耐熱性の観点から、球状、棒状、針状が好ましい。無機粒子の構造は、例えば多孔構造、層状構造、無孔構造であっても構わない。好ましくは無孔構造である。無孔構造とは、一次粒子内部に内部表面積を実質的に有さない、すなわち、一次粒子自身に微細な細孔を実質的に有さない構造である。
一次粒子自身に微細な細孔を実質的に有さない無機粒子とは、多孔度(P/S)が0.1から3.0の範囲にある無機粒子をいう。P/Sとは、一次粒子径D(単位:μm)と粒子を構成する物質の密度d(単位:g/cm3)から算出される単位重量あたりの表面積Sに対する、比表面積Pの比である。粒子が球形である場合には、粒子1個あたりの表面積はπD2×10−12(単位:m2)であり、粒子1個の重量は(πD3d/6)×10−12(単位:g)であるので、単位重量あたりの表面積Sは、S=6/(Dd)(単位:m2/g)となる。比表面積Pは、−196℃における窒素吸着等温線からBET式に基づいて求められる。このような無機粒子を用いると例えば非水電解液電池用セパレータとして用いた場合に容量低下等の性能劣化を起こし難い傾向がある。理由は定かではないが、一次粒子内部に微細な細孔を実質的に有していなければ、通常の乾燥工程において容易に吸着水等を除去できるために、水分混在による容量低下を引き起こし難いと推測される。さらに、ポリオレフィン樹脂と変性ポリオレフィンの両者を含む微多孔膜に無孔構造である無機粒子を用いると少量の変性ポリオレフィン含有量においても耐熱性に優れた微多孔膜が得られる傾向にある。
The shape of the inorganic particles may be any shape such as a spherical shape, a rod shape, a needle shape, or a plate shape. From the viewpoint of heat resistance, a spherical shape, a rod shape, and a needle shape are preferable. The structure of the inorganic particles may be, for example, a porous structure, a layered structure, or a nonporous structure. A non-porous structure is preferred. The non-porous structure is a structure that does not substantially have an internal surface area inside the primary particles, that is, has substantially no fine pores in the primary particles themselves.
The inorganic particles having substantially no fine pores in the primary particles themselves are inorganic particles having a porosity (P / S) in the range of 0.1 to 3.0. P / S is the ratio of the specific surface area P to the surface area S per unit weight calculated from the primary particle diameter D (unit: μm) and the density d (unit: g / cm 3 ) of the substance constituting the particles. is there. When the particles are spherical, the surface area per particle is πD 2 × 10 −12 (unit: m 2 ), and the weight of one particle is (πD 3 d / 6) × 10 −12 (unit). : G), the surface area S per unit weight is S = 6 / (Dd) (unit: m 2 / g). The specific surface area P is obtained from a nitrogen adsorption isotherm at −196 ° C. based on the BET equation. When such inorganic particles are used, for example, when used as a separator for a non-aqueous electrolyte battery, there is a tendency that performance deterioration such as capacity reduction is difficult to occur. The reason is not clear, but if it does not substantially have fine pores inside the primary particles, it is easy to remove adsorbed water etc. in the normal drying process, so it is difficult to cause capacity reduction due to moisture mixing. Guessed. Further, when inorganic particles having a nonporous structure are used for a microporous membrane containing both a polyolefin resin and a modified polyolefin, a microporous membrane excellent in heat resistance tends to be obtained even with a small amount of the modified polyolefin.
具体的な無機粒子としては、珪素、アルミニウム、チタン、マグネシウムなどの酸化物や窒化物、カルシウム、バリウムなどの炭酸塩や硫酸塩が好ましい。珪素酸化物は、軽量化、低コスト化の点で、アルミニウム酸化物は耐薬品性に優れ、特に非水電池用セパレータとして使用した場合に生じる可能性のあるフッ酸との反応性が低い点で、チタン酸化物は高透過性の微多孔膜が得られやすい点でより好ましい。また、適宜、表面処理を施した無機粒子を用いることが出来る。例えば、水系溶媒を使用したろ過用途向け微多孔膜や水系電解液蓄電デバイス用セパレータを製造する場合は、親水性処理を施した無機粒子が好適であり、非水系電解液蓄電デバイス用セパレータを製造する場合は、疎水処理を施した無機粒子が好適である。 Specific inorganic particles are preferably oxides and nitrides such as silicon, aluminum, titanium and magnesium, and carbonates and sulfates such as calcium and barium. Silicon oxide is light in weight and low in cost, and aluminum oxide is excellent in chemical resistance, particularly low reactivity with hydrofluoric acid that may occur when used as a separator for non-aqueous batteries. Titanium oxide is more preferable because a highly permeable microporous film can be easily obtained. Moreover, the inorganic particle which performed the surface treatment suitably can be used. For example, when producing microporous membranes for filtration applications using aqueous solvents and separators for aqueous electrolyte storage devices, hydrophilic particles are suitable, and separators for nonaqueous electrolyte storage devices are manufactured. In this case, inorganic particles that have been subjected to hydrophobic treatment are suitable.
本実施の形態に使用する無機粒子は、粒径が1nm以上100nm未満であることが好ましく、6nm以上80nm未満がより好ましく、10nm以上60nm未満が更に好ましい。粒径は、後述する実施例における測定方法に準じて測定される。粒径が100nm未満の場合は、延伸等を施した場合でもポリオレフィンと無機粒子間での剥離が生じにくいためにマクロボイドの発生を抑制出来る傾向にあり高強度となりやすい。また無機粒子がポリオレフィン中に分散し融着した状態となるために耐熱性においても優れる傾向がある。 The inorganic particles used in the present embodiment preferably have a particle size of 1 nm or more and less than 100 nm, more preferably 6 nm or more and less than 80 nm, and still more preferably 10 nm or more and less than 60 nm. The particle size is measured according to the measurement method in the examples described later. When the particle size is less than 100 nm, even when stretching or the like is performed, peeling between the polyolefin and the inorganic particles is difficult to occur, so that generation of macrovoids tends to be suppressed and high strength tends to be obtained. Further, since the inorganic particles are dispersed and fused in the polyolefin, the heat resistance tends to be excellent.
本実施の形態の微多孔膜は、例えば以下のようにして製造することができる。
(1)ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤及び可塑剤を溶融混練する工程、
(2)溶融物を移送し、シート状に成形した後、冷却固化する工程、
(3)面倍率が20倍以上200倍未満で少なくとも一軸方向に延伸する工程、
(4)(3)の延伸工程の前又は後に可塑剤を抽出する工程、
を含む方法により得られる。
The microporous membrane of the present embodiment can be manufactured, for example, as follows.
(1) a step of melt-kneading a polyolefin resin, a modified polyolefin, a filler and a plasticizer;
(2) A step of transferring the melt and forming it into a sheet shape, followed by cooling and solidification,
(3) a step of stretching at least in a uniaxial direction at a surface magnification of 20 times or more and less than 200 times;
(4) A step of extracting a plasticizer before or after the stretching step of (3),
Is obtained by a method comprising
(1)の工程で添加する可塑剤としては、ポリオレフィン樹脂及び変性ポリオレフィンと混合した際にポリオレフィン樹脂及び変性ポリオレフィンの融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒が好ましい。好ましくは常温において液体である。例えば、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類、フタル酸ジオクチルやフタル酸ジブチル等のエステル類、オレイルアルコールやステアリルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。特にポリオレフィン樹脂がポリエチレンの場合、流動パラフィンは、極性基を有さないためにポリエチレンと相溶性が高く延伸時に樹脂と可塑剤の界面剥離が起こりにくいために耐熱性に優れた微多孔膜が得られやすい。また均一な延伸が実施しやすく高突刺強度が得られやすいために好ましい。 The plasticizer added in the step (1) is preferably a non-volatile solvent capable of forming a uniform solution at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyolefin resin and the modified polyolefin when mixed with the polyolefin resin and the modified polyolefin. Preferably it is liquid at normal temperature. Examples thereof include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax, esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate, and higher alcohols such as oleyl alcohol and stearyl alcohol. In particular, when the polyolefin resin is polyethylene, liquid paraffin is highly compatible with polyethylene because it does not have a polar group, and the interface between the resin and the plasticizer does not easily peel during stretching, so a microporous membrane with excellent heat resistance can be obtained. It is easy to be done. Moreover, it is preferable because uniform stretching can be easily performed and high piercing strength can be easily obtained.
使用する可塑剤の比率については、均一な溶融混練が可能な比率であり、シート状の微多孔膜前駆体を成形しうるのに充分な比率であり、かつ生産性を損なわない程度であることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン樹脂と変性ポリオレフィンと充填剤と可塑剤からなる組成物100質量%中に占める可塑剤の質量分率は、好ましくは30〜80質量%、更に好ましくは40〜70質量%である。可塑剤の質量分率が80質量%以下の場合、溶融成形時のメルトテンションが不足しにくく成形性が向上する傾向があるので好ましい。一方、質量分率が30質量%以上の場合は、延伸倍率の増大に伴い厚み方向に薄くなり、薄膜を得ることが可能であるので好ましい。また可塑化効果が十分なために結晶状の折り畳まれたラメラ晶を効率よく引き伸ばすことができる。高倍率の延伸を施した場合においてもポリオレフィン鎖の切断が起こらず均一かつ微細な孔構造となり強度も増加しやすい。 The ratio of the plasticizer to be used is a ratio that enables uniform melt-kneading, is a ratio that is sufficient to form a sheet-like microporous membrane precursor, and does not impair productivity. Is preferred. Specifically, the mass fraction of the plasticizer in 100% by mass of the composition comprising the polyolefin resin, the modified polyolefin, the filler and the plasticizer is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass. It is. When the plasticizer has a mass fraction of 80% by mass or less, the melt tension at the time of melt molding is hardly insufficient and the moldability tends to be improved, which is preferable. On the other hand, when the mass fraction is 30% by mass or more, it is preferable because the film becomes thinner in the thickness direction as the draw ratio increases and a thin film can be obtained. Further, since the plasticizing effect is sufficient, the crystalline folded lamellar crystals can be efficiently stretched. Even when stretched at a high magnification, the polyolefin chain is not broken and the pore structure is uniform and fine, and the strength is likely to increase.
ポリオレフィン樹脂と変性ポリオレフィンと充填剤と可塑剤を溶融混練する方法は、該混合物を押出機、ニーダー等の樹脂混練装置に投入し、樹脂を加熱溶融させながら任意の比率で可塑剤を導入し、更に樹脂と充填剤と可塑剤よりなる組成物を混練することにより、均一溶液を得る方法が好ましい。 The method of melt-kneading polyolefin resin, modified polyolefin, filler and plasticizer is to introduce the plasticizer at an arbitrary ratio while charging the mixture into a resin kneading apparatus such as an extruder or kneader, Furthermore, a method of obtaining a uniform solution by kneading a composition comprising a resin, a filler and a plasticizer is preferred.
(2)の工程は、溶融物を移送し、シート状に成形し、冷却固化させて微多孔膜前駆体を製造する工程である。この工程は、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤、可塑剤の均一溶液をTダイ等を介してシート状に押し出し、熱伝導体に接触させて樹脂の結晶化温度より充分に低い温度まで冷却することにより行うことが好ましい。 The step (2) is a step of manufacturing the microporous membrane precursor by transferring the melt, forming it into a sheet, and cooling and solidifying it. In this step, a uniform solution of polyolefin resin, modified polyolefin, filler, and plasticizer is extruded into a sheet form via a T-die, etc., and is brought into contact with a heat conductor to cool to a temperature sufficiently lower than the crystallization temperature of the resin. It is preferable to do so.
次に(3)の延伸工程だが、延伸方向は少なくとも一軸延伸である。二軸方向に高倍率延伸した場合、面方向に分子配向するため裂けにくく安定な構造となり高い突刺強度が得られる。延伸方法は同時二軸延伸、逐次二軸延、多段延伸、多数回延伸等のいずれの方法を単独もしくは併用することも構わないが、延伸方法が同時二軸延伸であることが突刺強度の増加や膜厚均一化の観点から最も好ましい。ここでいう同時二軸延伸とはMD方向(樹脂の流れ方向、フィルムの長さ方向。)の延伸とTD方向(フィルムの幅方向。)の延伸が同時に施される手法であり、各方向の変形率は異なっても良い。逐次二軸延伸とは、MD方向、またはTD方向の延伸が独立して施される手法であり、MD方向、またはTD方向に延伸がなされている際は、他方向が非拘束状態、または定長に固定されている状態にある。延伸倍率は、面倍率で20倍以上200倍未満の範囲であり、20倍以上100倍以下が好ましく、25倍以上50倍以下の範囲がさらに好ましい。総面積倍率が20倍以上の場合は、膜に十分な突刺強度を付与でき、200倍未満では膜破断を防ぎ、高い生産性が得られるので好ましい。 Next, in the stretching step (3), the stretching direction is at least uniaxial stretching. When the film is stretched at a high magnification in the biaxial direction, it has a stable structure that is difficult to tear because of molecular orientation in the plane direction, and a high puncture strength is obtained. The stretching method may be simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, multi-stage stretching, multiple stretching, etc., either alone or in combination, but if the stretching method is simultaneous biaxial stretching, the piercing strength is increased. And from the viewpoint of uniform film thickness. Here, the simultaneous biaxial stretching is a technique in which stretching in the MD direction (resin flow direction, film length direction) and stretching in the TD direction (film width direction) are performed simultaneously. The deformation rate may be different. Sequential biaxial stretching is a technique in which stretching in the MD direction or TD direction is performed independently. When stretching is performed in the MD direction or TD direction, the other direction is unconstrained or fixed. It is in a state of being fixed to the length. The draw ratio is in the range of 20 times to less than 200 times in terms of surface magnification, preferably 20 times to 100 times, and more preferably 25 times to 50 times. When the total area magnification is 20 times or more, sufficient puncture strength can be imparted to the film, and when it is less than 200 times, film breakage is prevented and high productivity is obtained, which is preferable.
各軸方向の延伸倍率はMD方向に4倍以上10倍以下、TD方向に4倍以上10倍以下の範囲が好ましく、MD方向に5倍以上8倍以下、TD方向に5倍以上8倍以下の範囲がさらに好ましい。MD方向に4倍以上およびTD方向に4倍以上延伸した場合は、MD方向、TD方向共に膜厚ムラが小さい製品が得られやすいために好ましい。MD方向又はTD方向の延伸倍率が10倍以下では捲回性に優れる。 The stretching ratio in each axial direction is preferably 4 to 10 times in the MD direction, preferably 4 to 10 times in the TD direction, 5 to 8 times in the MD direction, and 5 to 8 times in the TD direction. The range of is more preferable. When the film is stretched 4 times or more in the MD direction and 4 times or more in the TD direction, it is preferable because a product with small film thickness unevenness is easily obtained in both the MD direction and the TD direction. When the draw ratio in the MD direction or TD direction is 10 times or less, the winding property is excellent.
延伸温度はポリオレフィンの融点温度−50℃以上、融点温度未満が好ましく、ポリオレフィンの融点温度−30℃以上、融点温度−2℃以下がより好ましく、ポリオレフィンの融点温度−15℃以上、融点温度−3℃以下がさらに好ましい。ポリオレフィンの融点温度−50℃以上では、ポリオレフィンと充填剤間もしくはポリオレフィンと可塑剤間の界面剥離が生じにくく耐熱性に優れる傾向がある。ポリオレフィンの融点温度未満では高突刺強度が得られやすく、さらに延伸ムラが低減出来るために好ましい。例えば高密度ポリエチレンを用いた場合は、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上であり、上限として好ましくは132℃以下である。複数のポリオレフィンを混合し用いた場合は、その融解熱量が大きい方のポリオレフィンの融点を基準にすればよい。 The stretching temperature is preferably a melting point temperature of the polyolefin of −50 ° C. or higher and lower than the melting point temperature, more preferably a melting point temperature of the polyolefin of −30 ° C. or higher and a melting point temperature of −2 ° C. or lower. More preferably, it is not higher than ° C. When the melting point temperature of the polyolefin is −50 ° C. or higher, interfacial peeling between the polyolefin and the filler or between the polyolefin and the plasticizer hardly occurs, and the heat resistance tends to be excellent. Less than the melting point temperature of polyolefin is preferable because high puncture strength can be easily obtained and uneven stretching can be reduced. For example, when high-density polyethylene is used, it is preferably 110 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and the upper limit is preferably 132 ° C. or lower. When a plurality of polyolefins are mixed and used, the melting point of the polyolefin having the larger heat of fusion may be used as a reference.
(4)の可塑剤を抽出する工程は、耐熱性および高突刺強度の観点で(3)の延伸工程の後に行うことが好ましい。
抽出溶剤に微多孔膜を浸漬することにより可塑剤を抽出し、充分に乾燥させ、可塑剤を微多孔膜から実質的に除去することが好ましい。微多孔膜の収縮を抑えるために、浸漬、乾燥の一連の工程中に微多孔膜の端部を拘束することは好ましい。また、抽出後の微多孔膜中の可塑剤残存量は1質量%未満にすることが好ましい。
The step of extracting the plasticizer of (4) is preferably performed after the stretching step of (3) from the viewpoint of heat resistance and high puncture strength.
It is preferable to extract the plasticizer by immersing the microporous membrane in an extraction solvent and sufficiently dry it to substantially remove the plasticizer from the microporous membrane. In order to suppress the shrinkage of the microporous membrane, it is preferable to constrain the end of the microporous membrane during a series of steps of immersion and drying. Further, the residual amount of plasticizer in the microporous membrane after extraction is preferably less than 1% by mass.
抽出溶剤は、ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤に対して貧溶媒であり、かつ可塑剤に対して良溶媒であり、沸点がポリオレフィン微多孔膜の融点より低いことが望ましい。このような抽出溶剤としては、例えば、n−ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、塩化メチレンや1,1,1−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ハイドロフロロエーテルやハイドロフロロカーボン等の非塩素系ハロゲン化溶剤、エタノールやイソプロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。 The extraction solvent is a poor solvent for the polyolefin resin, the modified polyolefin, and the filler, and a good solvent for the plasticizer, and the boiling point is desirably lower than the melting point of the polyolefin microporous membrane. Examples of such an extraction solvent include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane, and non-chlorine solvents such as hydrofluoroether and hydrofluorocarbon. Examples thereof include halogenated solvents, alcohols such as ethanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone.
本実施の形態の微多孔膜において、本実施の形態の利点を損なわない範囲で各延伸過程に引き続いて、または後に熱固定及び熱緩和等の熱処理工程を加えることは、微多孔膜の収縮をさらに抑制する効果があり好ましい。
また、本実施の形態の利点を損なわない範囲で後処理を行っても良い。後処理としては、例えば、界面活性剤等による親水化処理、及び電離性放射線等による架橋処理等が挙げられる。
In the microporous membrane of the present embodiment, adding a heat treatment step such as heat fixation and thermal relaxation after each stretching process within a range not impairing the advantages of the present embodiment will reduce the shrinkage of the microporous membrane. Further, there is an effect of suppressing, which is preferable.
Moreover, you may perform a post-process in the range which does not impair the advantage of this Embodiment. Examples of the post-treatment include a hydrophilic treatment with a surfactant and the like, and a crosslinking treatment with ionizing radiation.
本実施の形態のポリオレフィン微多孔膜は、電池用、特に非水電解液電池用セパレータとして有用である。
微多孔膜の最終的な膜厚は2μm以上100μm以下の範囲が好ましく、5μm以上40μm以下の範囲がより好ましく、5μm以上35μm以下の範囲がさらに好ましい。膜厚が2μm以上であれば機械強度が十分であり、また、100μm以下であればセパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向があるので好ましい。
The polyolefin microporous membrane of the present embodiment is useful as a separator for batteries, particularly for nonaqueous electrolyte batteries.
The final film thickness of the microporous membrane is preferably in the range of 2 μm to 100 μm, more preferably in the range of 5 μm to 40 μm, and still more preferably in the range of 5 μm to 35 μm. When the film thickness is 2 μm or more, the mechanical strength is sufficient, and when the film thickness is 100 μm or less, the occupied volume of the separator is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the capacity of the battery.
気孔率は、好ましくは25%以上90%以下、より好ましくは40%以上80%以下、さらに好ましくは50%以上80%以下の範囲である。気孔率が25%以上では、透過性が低下しにくく、一方90%以下では電池セパレータとして使用した場合に自己放電の可能性が少なく信頼性があるので好ましい。
なお、本実施の形態における当該パラメータは、後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。
The porosity is preferably in the range of 25% to 90%, more preferably 40% to 80%, and still more preferably 50% to 80%. When the porosity is 25% or more, the permeability is hardly lowered, while when the porosity is 90% or less, there is little possibility of self-discharge when used as a battery separator, which is preferable.
Note that the parameter in the present embodiment is a value measured according to a measurement method in an example described later.
透気度は、好ましくは10秒以上1000秒以下、より好ましくは20秒以上500秒以下、さらに好ましくは40秒以上200秒以下の範囲である。透気度が10秒以上では電池用セパレータとして使用した際に自己放電が少なく、1000秒以下では良好な充放電特性が得られるので好ましい。
なお、本実施の形態における当該パラメータは、後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。
The air permeability is preferably in the range of 10 seconds to 1000 seconds, more preferably 20 seconds to 500 seconds, and still more preferably 40 seconds to 200 seconds. When the air permeability is 10 seconds or more, self-discharge is small when used as a battery separator, and when it is 1000 seconds or less, good charge / discharge characteristics are obtained, which is preferable.
Note that the parameter in the present embodiment is a value measured according to a measurement method in an example described later.
突刺強度は、好ましくは3.0N/20μm以上20N/20μm以下、より好ましくは4.0N/20μm以上15N/20μm以下、さらに好ましくは5.0N/20μm以上10N/20μm以下の範囲である。突刺強度が3.0N/20μm以上では電池用セパレータとして使用した際に、電極と共に捲回する際に破膜等の不具合が起こり難く捲回性に優れ、20N/20μm以下では、良好な耐熱性が得られるので好ましい。
なお、本実施の形態における当該パラメータは、後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。
The puncture strength is preferably in the range of 3.0 N / 20 μm to 20 N / 20 μm, more preferably 4.0 N / 20 μm to 15 N / 20 μm, and still more preferably 5.0 N / 20 μm to 10 N / 20 μm. When the puncture strength is 3.0 N / 20 μm or more, when used as a battery separator, when wound together with the electrode, defects such as film breakage hardly occur and excellent winding property, and at 20 N / 20 μm or less, good heat resistance Is preferable.
Note that the parameter in the present embodiment is a value measured according to a measurement method in an example described later.
微多孔膜のバブルポイントは、0.3MPa以上2MPa以下が好ましく、0.5MPa以上1.8MPa以下がより好ましく、0.7MPa以上1.5MPa以下がさらに好ましい。バブルポイントが2MPa以下であれば透過性は良好であり、目詰まり等の影響も少ない。0.3MPa以上であれば、電池セパレータとして使用した場合に自己放電の可能性が少なく信頼性があるので好ましい。
なお、本実施の形態における当該パラメータは、後述する実施例における測定法に準じて測定される値である。
The bubble point of the microporous membrane is preferably 0.3 MPa or more and 2 MPa or less, more preferably 0.5 MPa or more and 1.8 MPa or less, and further preferably 0.7 MPa or more and 1.5 MPa or less. If the bubble point is 2 MPa or less, the permeability is good and the influence of clogging and the like is small. If it is 0.3 MPa or more, it is preferable because it has a low possibility of self-discharge and is reliable when used as a battery separator.
Note that the parameter in the present embodiment is a value measured according to a measurement method in an example described later.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性は以下の方法により測定した。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1)膜厚
東洋精機製の微小測厚器、KBM(商標)用いて室温23±2℃で測定した。
(1) Film thickness The film thickness was measured at a room temperature of 23 ± 2 ° C. using a micro thickness gauge manufactured by Toyo Seiki, KBM (trademark).
(2)気孔率
10cm×10cm角の試料を微多孔膜から切り取り、その体積(cm3)と質量(g)を求め、それらと膜密度(g/cm3)より、次式を用いて計算した。
気孔率(%)=(体積−質量/混合組成物の密度)/体積×100
なお、混合組成物の密度は、用いたポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン、充填剤の各々の密度と混合比より計算で求められる値を用いた。
(2) 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: did.
Porosity (%) = (volume-mass / density of mixed composition) / volume × 100
In addition, the value calculated | required by calculation from the density and mixing ratio of each of the used polyolefin resin, modified polyolefin, and a filler was used for the density of the mixed composition.
(3)透気度
JIS P−8117準拠のガーレー式透気度計(東洋精機製)にて測定した。
(3) Air permeability It measured with the Gurley type air permeability meter (made by Toyo Seiki) based on JIS P-8117.
(4)突刺強度
カトーテック製、商標、KES−G5ハンディー圧縮試験器を用いて、針先端の曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secの条件で突刺試験を行い、最大突刺荷重を突刺強度(N)とした。
(4) Puncture strength Using a Kato-Tech, trademark, KES-G5 handy compression tester, a puncture test is performed under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm / sec. (N).
(5)バブルポイント(MPa)
ASTM E−128−61に準拠し、エタノール中でのバブルポイントにより算出した。
(5) Bubble point (MPa)
Based on ASTM E-128-61, the bubble point in ethanol was calculated.
(6)(SA+SB)/SC
測定には日本バイオラッドラボラトリーズ(株)製の二次元赤外分光光度計(FTS60A)を用いた。変性ポリオレフィンを薄膜状に圧縮成形し、結晶板で挟み測定を行った。
1792cm−1付近のピークをピークAとし、その面積をSAと定義する。1765cm−1と1805cm−1を結ぶベースラインとピークAにより囲まれた面積をSAとして算出した。1712cm−1付近のピークをピークBとし、その面積をSBと定義する。1680cm−1と1740cm−1を結ぶベースラインとピークBにより囲まれた面積をSBとして算出した。1472cm−1付近のピークをピークCとし、その面積をSCと定義する。1400cm−1と1520cm−1を結ぶベースラインとピークCにより囲まれた面積をSCとして算出した。
(6) (SA + SB) / SC
For the measurement, a two-dimensional infrared spectrophotometer (FTS60A) manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories Co., Ltd. was used. The modified polyolefin was compression molded into a thin film and sandwiched between crystal plates for measurement.
The peak near 1792 cm −1 is defined as peak A, and the area is defined as SA. The area surrounded by the base line connecting 1765 cm −1 and 1805 cm −1 and the peak A was calculated as SA. The peak near 1712 cm −1 is defined as peak B, and the area is defined as SB. The area surrounded by the base line connecting 1680 cm −1 and 1740 cm −1 and the peak B was calculated as SB. The peak near 1472 cm −1 is defined as peak C, and the area is defined as SC. The area surrounded by the base line connecting 1400 cm −1 and 1520 cm −1 and the peak C was calculated as SC.
(7)粘度平均分子量(Mv)
デカヒドロナフタリンへ試料の劣化防止のため2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールを0.1w%の濃度となるように溶解させ、これ(以下DHNと略す)を試料溶媒として用いる。試料(単独物、又は混合物)をDHNへ0.1w%の濃度となるように150℃で溶解させる。作成した試料溶液を10ml採取し、キャノンフェンスケ粘度計(SO100)により135℃での標線間通過秒数(t)を計測する。また、DHNを150℃に加熱した後、10ml採取し、同様の方法により粘度計の標線間を通過する秒数(tB)を計測する。得られた通過秒数t、tBを用いて次の換算式により極限粘度[η]を算出した。
[η]=((1.651t/tB―0.651)0.5―1)/0.0834
求められた[η]より、次式により粘度平均分子量(Mv)を算出した。
[η]=6.77×10−4Mv0.67
(7) Viscosity average molecular weight (Mv)
In order to prevent deterioration of the sample, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol is dissolved in decahydronaphthalene to a concentration of 0.1 w%, and this (hereinafter abbreviated as DHN) is used as the sample solvent. . A sample (single or mixture) is dissolved in DHN at 150 ° C. to a concentration of 0.1 w%. 10 ml of the prepared sample solution is sampled, and the number of seconds passing through the marked line (t) at 135 ° C. is measured with a Canon Fenceke viscometer (SO100). Further, after heating the DHN to 0.99 ° C., and 10ml collected to measure the number of seconds passing between marked lines of the viscometer in the same manner (t B). The intrinsic viscosity [η] was calculated by the following conversion formula using the obtained passing seconds t and t B.
[Η] = ((1.651 t / t B −0.651) 0.5 −1) /0.0834
From the obtained [η], the viscosity average molecular weight (Mv) was calculated by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
(8)粒径
充填剤の粒径は、透過型顕微鏡「日立H700−H」(日立製作所製)を用いて、任意の100粒子の面積を測定し、粒子個々の面積を円近似することによる方法で、その直径を粒径とした。
(9)P/S
比表面積(P)は、比表面積測定装置「ASAP−2400」(島津製作所製)を用いて、充填剤の吸着等温線を測定し、BET法により算出した。
充填剤の一次粒子径(D)は、(8)と同様の方法で測定した。
S(m2/g)=6/(D・d)を算出し(dは充填剤の真密度)、P/Sを算出した。
(10)耐熱性評価
微多孔膜を60mm×60mm四方に切り出す。外幅50mm×50mm四方、内幅44mm×44m四方のSUS製の枠(幅6mm、厚さ1mm)で微多孔膜を固定する。枠から均等に微多孔膜がはみ出すように配置し、はみ出した部分を折り返し、ダブルクリップ(KOKUYO製、極豆)12個にて微多孔膜を固定しサンプルを作成する。所定温度に加熱したオーブン中にサンプルを静置した後、15分経過後にサンプルを取り出す。冷却後、微多孔膜の状態を目視で観察し判断する。破膜が観察され・BR>ネかった場合は合格(○)とし、破膜が観察された場合は不合格(×)とみなす。
(8) Particle size The particle size of the filler is determined by measuring the area of any 100 particles using a transmission microscope “Hitachi H700-H” (manufactured by Hitachi, Ltd.) and approximating the area of each particle to a circle. By the method, the diameter was defined as the particle size.
(9) P / S
The specific surface area (P) was calculated by measuring the adsorption isotherm of the filler using a specific surface area measuring device “ASAP-2400” (manufactured by Shimadzu Corporation) and calculating the BET method.
The primary particle diameter (D) of the filler was measured by the same method as in (8).
S (m 2 / g) = 6 / (D · d) was calculated (d is the true density of the filler), and P / S was calculated.
(10) Evaluation of heat resistance A microporous membrane is cut into 60 mm × 60 mm squares. The microporous membrane is fixed by a SUS frame (width 6 mm, thickness 1 mm) having an outer width of 50 mm × 50 mm square and an inner width of 44 mm × 44 m square. It arrange | positions so that a microporous film may protrude evenly from a frame, the part which protruded is turned up, a microporous film is fixed with 12 double clips (the product made from KOKYO), and a sample is created. After leaving the sample in an oven heated to a predetermined temperature, the sample is taken out after 15 minutes. After cooling, the state of the microporous membrane is visually observed and judged. If a ruptured film is observed, if BR> Negative, pass (○), and if a ruptured film is observed, it is regarded as rejected (×).
(11)高温保存(容量維持率(%))
a.正極
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)を92.2質量%、導電材としてリン片状グラファイトとアセチレンブラックをそれぞれ2.3質量%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)3.2質量%をN−メチルピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製する。このスラリーを正極集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔の片面にダイコーターで塗布し、130℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形する。この時、正極の活物質塗布量は250g/m2、活物質嵩密度は3.00g/cm3になるようにする。
b.負極の作成
負極活物質として人造グラファイト96.6質量%、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩1.4質量%とスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス1.7質量%を精製水中に分散させてスラリーを調製する。このスラリーを負極集電体となる厚さ12μmの銅箔の片面にダイコーターで塗布し、120℃で3分間乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形する。この時、負極の活物質塗布量は106g/m2、活物質嵩密度は1.35g/cm3になるようにする。
c.非水電解液の調製
エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=1:2(体積比)の混合溶媒に、溶質としてLiPF6を濃度1.0mol/Lとなるように溶解させて調製する。
d.セル組立
セパレータを30mmφ、正極及び負極を16mmφの円形に切り出し、正極と負極の活物質面が対向するよう、負極、セパレータ、正極の順に重ね、蓋付きステンレス金属製容器に収納する。容器と蓋は絶縁されており、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミニウム箔と接している。この容器内に前記した非水電解液を注入して密閉する。室温にて一日放置した後、25℃雰囲気下、2.0mA(0.33C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を2.0mAから絞り始めるという方法で、合計8時間電池作成後の最初の充電を行う。続いて2.0mA(0.33C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。
e.容量維持率の評価
充放電は充放電装置(型式HJ−201BS、北斗電工社製)を用いて以下の順序で実施した。25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行う。次に、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。その時の放電容量をA(mAh)とする。
次に25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行う。続いて、セルを充放電装置より取り外し、70℃に設定したオーブン中に10日間保管する。その後オーブンよりセルを取り出し、セル温度が室温に安定するまで放置する。
次に、25℃雰囲気下、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。続いて6mA(1.0C)の電流値で電池電圧4.2Vまで充電し、到達後4.2Vを保持するようにして電流値を6mAから絞り始めるという方法で、合計3時間充電を行う。次に、6mA(1.0C)の電流値で電池電圧3.0Vまで放電する。その時の放電容量をB(mAh)とする。
放電容量A(mAh)およびB(mAh)より、下記の式にて容量維持率を定義した。
容量維持率(%)=B/A×100
なお、容量維持率が大きいほど、長期信頼性に優れることを意味する。
(11) High temperature storage (capacity maintenance rate (%))
a. Positive electrode 92.2% by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 2.3% by mass of flake graphite and acetylene black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) 3.2 as a binder, respectively. A slurry is prepared by dispersing mass% in N-methylpyrrolidone (NMP). This slurry is applied to one side of a 20 μm thick aluminum foil serving as a positive electrode current collector with a die coater, dried at 130 ° C. for 3 minutes, and then compression molded with a roll press. At this time, the active material coating amount of the positive electrode is 250 g / m 2 , and the active material bulk density is 3.00 g / cm 3 .
b. Preparation of negative electrode A slurry was prepared by dispersing 96.6% by mass of artificial graphite as a negative electrode active material, 1.4% by mass of ammonium salt of carboxymethylcellulose and 1.7% by mass of styrene-butadiene copolymer latex as binders in purified water. To do. This slurry is applied to one side of a 12 μm-thick copper foil serving as a negative electrode current collector with a die coater, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and then compression molded with a roll press. At this time, the active material application amount of the negative electrode is set to 106 g / m 2 , and the active material bulk density is set to 1.35 g / cm 3 .
c. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution Prepared by dissolving LiPF 6 as a solute in a mixed solvent of ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate = 1: 2 (volume ratio) to a concentration of 1.0 mol / L.
d. Cell assembly A separator is cut into a circle of 30 mmφ, and a positive electrode and a negative electrode are cut into a circle of 16 mmφ, and the negative electrode, the separator, and the positive electrode are stacked in this order so that the active material surfaces of the positive electrode and the negative electrode face each other. The container and the lid are insulated, the container is in contact with the negative copper foil, and the lid is in contact with the positive aluminum foil. The non-aqueous electrolyte described above is injected into this container and sealed. After standing at room temperature for a day, the battery was charged to a battery voltage of 4.2 V at a current value of 2.0 mA (0.33 C) in a 25 ° C. atmosphere, and the current value was set to 2 to maintain 4.2 V after reaching the battery voltage. The first charge after making the battery for a total of 8 hours is performed by starting the squeezing from 0.0 mA. Subsequently, the battery is discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 2.0 mA (0.33 C).
e. Evaluation of Capacity Maintenance Rate Charging / discharging was performed in the following order using a charging / discharging device (model HJ-201BS, manufactured by Hokuto Denko). Charging to a battery voltage of 4.2V with a current value of 6mA (1.0C) in an atmosphere of 25 ° C, and charging the battery for 3 hours in total by starting to reduce the current value from 6mA while maintaining 4.2V. I do. Next, the battery is discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 6 mA (1.0 C). The discharge capacity at that time is A (mAh).
Next, in a 25 ° C. atmosphere, the battery voltage is charged to 4.2 V at a current value of 6 mA (1.0 C), and after reaching the voltage, the current value starts to be reduced from 6 mA so as to maintain 4.2 V. Charge for hours. Subsequently, the cell is removed from the charge / discharge device and stored in an oven set at 70 ° C. for 10 days. Then, the cell is taken out from the oven and left until the cell temperature is stabilized at room temperature.
Next, the battery is discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 6 mA (1.0 C) in a 25 ° C. atmosphere. Subsequently, charging is performed to a battery voltage of 4.2 V at a current value of 6 mA (1.0 C), and charging is performed for a total of 3 hours by a method in which the current value starts to be reduced from 6 mA so as to maintain 4.2 V after reaching. Next, the battery is discharged to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 6 mA (1.0 C). Let the discharge capacity at that time be B (mAh).
From the discharge capacity A (mAh) and B (mAh), the capacity retention rate was defined by the following formula.
Capacity maintenance rate (%) = B / A × 100
In addition, it means that it is excellent in long-term reliability, so that a capacity | capacitance maintenance factor is large.
[実施例1]
粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を13.0質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレン「UH850」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を8.6質量部、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を2.4質量部、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を16.0質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P−350P」(商標、(株)松村石油研究所製)を60.0質量部、酸化防止剤として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0.1質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。使用した変性ポリオレフィンの赤外吸収スペクトルを図1に示す。これにより算出した(SA+SB)/SCは0.035であった。加熱混合は、プラストミルの温度を200℃、回転数を50rpmに設定して10分間行った。溶融した混合物をプラストミルから取り出して冷却し、得られた固化物をポリイミドフィルムを介して金属板の間に挟み、200℃に設定した熱プレス機を用い10MPaで5分間圧縮し、続いて冷却して厚さ1000μmのシートを作成した。得られたシートは岩本製作所社製二軸延伸機を用いて110℃で縦方向に7倍、横方向に7倍に同時二軸延伸した。次にステンレスの枠で四方を固定した状態とし塩化メチレン中で可塑剤を除去した後、室温で乾燥し微多孔膜を得た。得られた微多孔膜は、膜厚24μm、気孔率64%、透気度270秒、突刺強度4.8Nであった。耐熱性評価は157℃で破膜なしとの結果であった。また高温保存評価における容量維持率は91%と良好な結果を示した。製膜条件および特性は表1に示す。
[Example 1]
13.0 parts by mass of high-density polyethylene “SH800” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) with a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000, ultra high molecular weight polyethylene “UH850” (trademark, Asahi Kasei Chemicals Corporation) with Mv of 2 million 8.6 parts by mass, modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 2.4 parts by mass, and silica “DM10C” (trademark, average primary particle size of 15 nm) 16.0 parts by mass of Tokuyama Corporation), 60.0 parts by mass of liquid paraffin “Smoyl P-350P” (trademark, manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd.) as a plasticizer, and pentaerythrityl as an antioxidant -Toyo Seiki manufactured by adding 0.1 parts by mass of tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] It was heated mixed using a company manufactured plastomill. The infrared absorption spectrum of the modified polyolefin used is shown in FIG. The calculated (SA + SB) / SC was 0.035. The heating and mixing were performed for 10 minutes with the temperature of the plastmill set to 200 ° C. and the rotation speed set to 50 rpm. The molten mixture is taken out from the plastmill and cooled, and the obtained solidified product is sandwiched between metal plates through a polyimide film, compressed at 10 MPa for 5 minutes using a hot press set at 200 ° C., and then cooled to obtain a thick film. A sheet having a thickness of 1000 μm was prepared. The obtained sheet was simultaneously biaxially stretched 7 times in the longitudinal direction and 7 times in the transverse direction at 110 ° C. using a biaxial stretching machine manufactured by Iwamoto Seisakusho. Next, the four sides were fixed with a stainless frame, the plasticizer was removed in methylene chloride, and then dried at room temperature to obtain a microporous membrane. The obtained microporous film had a film thickness of 24 μm, a porosity of 64%, an air permeability of 270 seconds, and a puncture strength of 4.8 N. The heat resistance evaluation was a result of no film breakage at 157 ° C. In addition, the capacity retention rate in the high temperature storage evaluation was 91%, indicating a good result. The film forming conditions and characteristics are shown in Table 1.
[実施例2]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを11.5質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを7.7質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を4.8質量部にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 2]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used in 11.5 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 7.7 parts by mass of the ultrahigh molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) Was 4.8 parts by mass, and a microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例3]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを13.7質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを9.1質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を1.2質量部にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 3]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used in 13.7 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 9.1 parts by mass of the ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) Was changed to 1.2 parts by mass in the same manner as in Example 1 to obtain a microporous membrane. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例4]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを13.1質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを8.7質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を5.4質量部、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を12.8質量部にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 4]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used in 13.1 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 8.7 parts by mass of ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) And 5.4 parts by mass of silica, “DM10C” (trademark, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) having an average primary particle size of 15 nm was changed to 12.8 parts by mass in the same manner as in Example 1, and the microporous membrane. Got. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例5]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを16.9質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを11.3質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を7.0質量部、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を4.8質量部にし、同時二軸延伸の延伸温度を115℃にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 5]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used in 16.9 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 11.3 parts by mass of ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) 7.0 parts by mass, silica “DM10C” (trademark, manufactured by Tokuyama Corporation) having an average primary particle size of 15 nm was 4.8 parts by mass, and the stretching temperature for simultaneous biaxial stretching was 115 ° C. A microporous membrane was obtained in the same manner as Example 1 except for the above. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例6]
実施例5のMv27万の高密度ポリエチレンを20.0質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを13.4質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を1.8質量部にした以外は実施例5と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 6]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used in 20.0 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 5 and 13.4 parts by mass of the ultrahigh molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) Was changed to 1.8 parts by mass, and a microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 5. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例7]
実施例2の変性ポリオレフィンを「モディック−AP M504」(商標、三菱化学(株)製)に変更した以外は実施例2と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 7]
A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 2, except that the modified polyolefin of Example 2 was changed to “Modic-AP M504” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例8]
実施例2の変性ポリオレフィンを「モディック−AP L503」(商標、三菱化学(株)製)に変更した以外は実施例2と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 8]
A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that the modified polyolefin of Example 2 was changed to “Modic-AP L503” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例9]
粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を9.6質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレン「UH850」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を6.4質量部、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を4.0質量部、平均一次の粒径が13nmであるアルミナ「AluC」(商標、Degussa製)を30.0質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P−350P」(商標、(株)松村石油研究所製)を50.0質量部、酸化防止剤として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0.1質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。それ以降の工程は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 9]
9.6 parts by mass of high-density polyethylene “SH800” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) with a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000, ultra high molecular weight polyethylene “UH850” (trademark, Asahi Kasei Chemicals Corporation) with Mv of 2 million 6.4 parts by mass of modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), alumina “AluC” (trademark, average particle size of 13 nm) 30.0 parts by mass of Degussa), 50.0 parts by mass of liquid paraffin “Smoyl P-350P” (trademark, manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd.) as a plasticizer, and pentaerythrityl-tetrakis- as an antioxidant Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. was prepared by adding 0.1 part by mass of [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]. It was heated mixed using a manufacturing plastomill. Subsequent steps were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a microporous membrane. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例10]
実施例2において、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)の代わりに、無水マレイン酸で変性した変性ポリオレフィンを4.8質量部使用した以外は実施例2と同様にして微多孔膜を得た。変性ポリオレフィンは、メルトフローレートが1.0g/10min(JIS K7210に準じて測定。190℃、加重21.1N)の低密度ポリエチレン100質量部に無水マレイン酸2.0質量部、およびターシャリーブチルクミルペルオキシド0.05質量部を窒素雰囲気下、230℃で溶融混練し得たものを使用した。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 10]
Example 2 was the same as Example 2 except that 4.8 parts by mass of modified polyolefin modified with maleic anhydride was used instead of modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Thus, a microporous membrane was obtained. The modified polyolefin has a melt flow rate of 1.0 g / 10 min (measured according to JIS K7210, 190 ° C., weight 21.1 N), 100 parts by mass of low density polyethylene, 2.0 parts by mass of maleic anhydride, and tertiary butyl chloride. A product obtained by melt kneading 0.05 parts by mass of mill peroxide at 230 ° C. in a nitrogen atmosphere was used. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例11]
実施例2のMv27万の高密度ポリエチレンを7.7質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンの代わりにMv12万の高密度ポリエチレン「S360」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を11.5質量部に変更した以外は実施例2と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 11]
11. 7.7 parts by mass of the Mv 270,000 high-density polyethylene of Example 2 and Mv 120,000 high-density polyethylene “S360” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) instead of the Mv 2 million ultrahigh molecular weight polyethylene A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount was changed to 5 parts by mass. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例12]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを6.5質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを4.3質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を13.2質量部にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表1に示す。
[Example 12]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used in 6.5 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 4.3 parts by mass of ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) Was changed to 13.2 parts by mass, and a microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The film forming conditions and film characteristics are shown in Table 1.
[実施例13]
粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を10.6質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレン「UH850」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を7.0質量部、変性ポリオレフィン「モディック−AP L503」(商標、三菱化学(株)製)を17.6質量部、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を4.8質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P−350P」(商標、(株)松村石油研究所製)を60.0質量部、酸化防止剤として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0.1質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。使用した変性ポリオレフィンの赤外吸収スペクトルより算出した(SA+SB)/SCは0.022であった。加熱混合は、プラストミルの温度を200℃、回転数を50rpmに設定して10分間行った。溶融した混合物をプラストミルから取り出して冷却し、得られた固化物をポリイミドフィルムを介して金属板の間に挟み、200℃に設定した熱プレス機を用い10MPaで5分間圧縮し、続いて冷却して厚さ1000μmのシートを作成した。得られたシートは岩本製作所社製二軸延伸機を用いて110℃で縦方向に7倍、横方向に7倍に同時二軸延伸した。次にステンレスの枠で四方を固定した状態とし塩化メチレン中で可塑剤を除去した後、室温で乾燥し微多孔膜を得た。製膜条件および特性を表4に示す。
[実施例14〜19]
表3の組成比にて、実施例13と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および特性を表4に示す。
また、実施例15〜19の微多孔膜については、160℃以上の超高熱に対する耐熱性を(10)の方法に従って評価した。結果を表5に示す。
[Example 13]
10.6 parts by mass of high-density polyethylene "SH800" (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) with a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000, ultra high molecular weight polyethylene "UH850" (trademark, Asahi Kasei Chemicals Corporation) with an Mv of 2 million Made of silica, “DM10C” (trademark, 17.6 parts by mass of modified polyolefin “Modic-AP L503” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and having an average primary particle size of 15 nm. 4.8 parts by mass) (manufactured by Tokuyama Corporation), 60.0 parts by mass of liquid paraffin “Smoyl P-350P” (trademark, manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd.) as a plasticizer, and pentaerythrityl as an antioxidant -Toyo Seiki manufactured by adding 0.1 parts by mass of tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] It was heated mixed using a company manufactured plastomill. (SA + SB) / SC calculated from the infrared absorption spectrum of the modified polyolefin used was 0.022. The heating and mixing were performed for 10 minutes with the temperature of the plastmill set to 200 ° C. and the rotation speed set to 50 rpm. The molten mixture is taken out from the plastmill and cooled, and the obtained solidified product is sandwiched between metal plates through a polyimide film, compressed at 10 MPa for 5 minutes using a hot press set at 200 ° C., and then cooled to obtain a thick film. A sheet having a thickness of 1000 μm was prepared. The obtained sheet was simultaneously biaxially stretched 7 times in the longitudinal direction and 7 times in the transverse direction at 110 ° C. using a biaxial stretching machine manufactured by Iwamoto Seisakusho. Next, the four sides were fixed with a stainless frame, the plasticizer was removed in methylene chloride, and then dried at room temperature to obtain a microporous membrane. Table 4 shows the film forming conditions and characteristics.
[Examples 14 to 19]
A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 13 with the composition ratio shown in Table 3. Table 4 shows the film forming conditions and characteristics.
Moreover, about the microporous film | membrane of Examples 15-19, the heat resistance with respect to the ultra-high heat of 160 degreeC or more was evaluated according to the method of (10). The results are shown in Table 5.
[比較例1]
実施例1において、Mv27万の高密度ポリエチレンを14.4質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを9.6質量部とし、変性ポリオレフィンを添加せずに実施した以外は、実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表2に示す。
[Comparative Example 1]
In Example 1, except that the high density polyethylene of Mv 270,000 was 14.4 parts by mass, the ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million was 9.6 parts by mass, and the modified polyolefin was not added, Similarly, a microporous membrane was obtained. Table 2 shows the film forming conditions and film characteristics.
[比較例2]
実施例1のMv27万の高密度ポリエチレンを19.7質量部に、Mv200万の超高分子量ポリエチレンを13.1質量部に、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を3.6質量部に、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を3.6質量部にし、同時二軸延伸の延伸温度を115℃にした以外は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表2に示す。
[Comparative Example 2]
The modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used in 19.7 parts by mass of the high-density polyethylene of Mv 270,000 of Example 1 and 13.1 parts by mass of the ultra high molecular weight polyethylene of Mv 2 million. ) Is 3.6 parts by mass, silica “DM10C” (trademark, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) having an average primary particle size of 15 nm is 3.6 parts by mass, and the stretching temperature for simultaneous biaxial stretching is 115 ° C. A microporous membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that. Table 2 shows the film forming conditions and film characteristics.
[比較例3]
粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を18.7質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレン「UH850」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を12.4質量部、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を3.9質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P−350P」(商標、(株)松村石油研究所製)を65.0質量部、酸化防止剤として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0.1質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。加熱混合は、プラストミルの温度を200℃、回転数を50rpmに設定して10分間行った。溶融した混合物をプラストミルから取り出して冷却し、得られた固化物をポリイミドフィルムを介して金属板の間に挟み、200℃に設定した熱プレス機を用い10MPaで5分間圧縮し、続いて冷却して厚さ1000μmのシートを作成した。得られたシートは岩本製作所社製二軸延伸機を用いて115℃で縦方向に7倍、横方向に7倍に同時二軸延伸した。次にステンレスの枠で四方を固定した状態とし塩化メチレン中で可塑剤を除去した後、室温で乾燥し微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表2に示す。
[Comparative Example 3]
18.7 parts by mass of high-density polyethylene “SH800” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) with a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000, ultra high molecular weight polyethylene “UH850” (trademark, Asahi Kasei Chemicals Corporation) with an Mv of 2 million 12.4 parts by mass, modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Corp.) 3.9 parts by mass, liquid paraffin “Smoyl P-350P” (trademark, ) 65.0 parts by mass of Matsumura Oil Research Co., Ltd., 0.1 mass of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] as an antioxidant The added component was heated and mixed using a plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The heating and mixing were performed for 10 minutes with the temperature of the plastmill set to 200 ° C. and the rotation speed set to 50 rpm. The molten mixture is taken out from the plastmill and cooled, and the obtained solidified product is sandwiched between metal plates through a polyimide film, compressed at 10 MPa for 5 minutes using a hot press set at 200 ° C., and then cooled to obtain a thick film. A sheet having a thickness of 1000 μm was prepared. The obtained sheet was simultaneously biaxially stretched 7 times in the longitudinal direction and 7 times in the transverse direction at 115 ° C. using a biaxial stretching machine manufactured by Iwamoto Seisakusho. Next, the four sides were fixed with a stainless frame, the plasticizer was removed in methylene chloride, and then dried at room temperature to obtain a microporous membrane. Table 2 shows the film forming conditions and film characteristics.
[比較例4]
実施例1の粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を4.9質量部、Mv200万の超高分子量ポリエチレン「UH850」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を3.2質量部、変性ポリオレフィン「モディック−AP H511」(商標、三菱化学(株)製)を0.9質量部、平均一次の粒径が15nmであるシリカ「DM10C」(商標、(株)トクヤマ製)を41.0質量部、可塑剤として流動パラフィン「スモイル P−350P」(商標、(株)松村石油研究所製)を50.0質量部、酸化防止剤として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0.1質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。それ以降の工程は実施例1と同様にして微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表2に示す。
[Comparative Example 4]
4.9 parts by mass of the high-density polyethylene “SH800” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) having a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000 in Example 1 and ultra high molecular weight polyethylene “UH850” (trademark, Asahi Kasei) having an Mv of 2 million Chemicals Co., Ltd.) 3.2 parts by mass, modified polyolefin “Modic-AP H511” (trademark, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 0.9 parts by mass, average primary particle size of 15 nm silica “DM10C (Trademark, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) 41.0 parts by mass, liquid paraffin “Smoyl P-350P” (trademark, manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd.) as a plasticizer, 50.0 parts by mass, antioxidant As an addition of 0.1 part by mass of pentaerythrityl-tetrakis- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] It was heated and mixed by using the machine Seisakusho Co., Ltd. plastomill. Subsequent steps were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a microporous membrane. Table 2 shows the film forming conditions and film characteristics.
[比較例5]
粘度平均分子量(Mv)27万の高密度ポリエチレン「SH800」(商標、旭化成ケミカルズ(株)製)を83.0質量部、ステアリン酸「ルナック」(花王(株)製)を2.0質量部、平均一次の粒径が7nmであるシリカ「アエロジル300」(商標、日本アエロジル(株)製)を15.0質量部添加した添加したものを東洋精機製作所社製プラストミルを用いて加熱混合した。加熱混合は、プラストミルの温度を200℃、回転数を5
0rpmに設定して10分間行った。溶融した混合物をプラストミルから取り出して冷却し、得られた固化物をポリイミドフィルムを介して金属板の間に挟み、200℃に設定した熱プレス機を用い10MPaで5分間圧縮し、続いて冷却して厚さ800μmのシートを作成した。得られたシートは岩本製作所社製二軸延伸機を用いて70℃で縦方向に1.3倍したあと、105℃で横方向に2倍に逐次二軸延伸して微多孔膜を得た。製膜条件および膜特性を表2に示す。
[Comparative Example 5]
83.0 parts by mass of high-density polyethylene “SH800” (trademark, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) having a viscosity average molecular weight (Mv) of 270,000, and 2.0 parts by mass of stearic acid “Lunac” (manufactured by Kao Corporation) Then, 15.0 parts by mass of silica “Aerosil 300” (trademark, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average primary particle size of 7 nm was added and mixed by heating using a plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. In the heat mixing, the temperature of the plastmill is 200 ° C. and the rotation speed is 5
The setting was performed at 0 rpm for 10 minutes. The molten mixture is taken out from the plastmill and cooled, and the obtained solidified product is sandwiched between metal plates through a polyimide film, compressed at 10 MPa for 5 minutes using a hot press set at 200 ° C., and then cooled to obtain a thick film. A sheet having a thickness of 800 μm was prepared. The obtained sheet was stretched 1.3 times in the longitudinal direction at 70 ° C. using a biaxial stretching machine manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., and then biaxially stretched twice in the lateral direction at 105 ° C. to obtain a microporous film. . Table 2 shows the film forming conditions and film characteristics.
実施例および比較例からも示唆されるように、本実施の形態の微多孔膜は耐熱性に優れ、また非水電解液電池等の蓄電池用セパレータとして使用した場合の高温保存特性も優れることから、耐熱性および長期信頼性に優れることが要求される非水電解液電池用セパレータ等として特に好適なポリオレフィン微多孔膜といえる。 As suggested from the examples and comparative examples, the microporous membrane of the present embodiment is excellent in heat resistance and also excellent in high-temperature storage characteristics when used as a separator for storage batteries such as non-aqueous electrolyte batteries. It can be said that the polyolefin microporous membrane is particularly suitable as a separator for a nonaqueous electrolyte battery that is required to have excellent heat resistance and long-term reliability.
本発明のポリオレフィン微多孔膜は、蓄電池用セパレータとして、また、燃料電池の一構成部品、加湿膜、ろ過膜等として好適に利用できる。特に、耐熱性および長期信頼性に優れることが要求される非水電解液電池用セパレータとして有用である。 The polyolefin microporous membrane of the present invention can be suitably used as a storage battery separator, as a component of a fuel cell, a humidifying membrane, a filtration membrane, or the like. In particular, it is useful as a separator for a non-aqueous electrolyte battery that is required to have excellent heat resistance and long-term reliability.
Claims (7)
0.010<(SA+SB)/SC<0.1
SA:1792cm−1付近に観察されるカルボニル基由来のピークAのピーク面積
SB:1712cm−1付近に観察されるカルボニル基由来のピークBのピーク面積
SC:1472cm−1付近に観察されるメチレン基由来のピークCのピーク面積 The polyolefin microporous film according to any one of claims 1 to 3, wherein the infrared absorption spectrum of the modified polyolefin has the following specific relationship.
0.010 <(SA + SB) / SC <0.1
SA: 1792cm peak area of peak A from the carbonyl group is observed in the vicinity of -1 SB: peak area of a peak derived from a carbonyl group is observed near 1712cm -1 B SC: 1472cm -1 methylene groups observed near Peak area of peak C derived from
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