JP2011246660A

JP2011246660A - プロピレン系樹脂微孔フィルム及びその製造方法

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Publication number: JP2011246660A
Application number: JP2010123386A
Authority: JP
Inventors: Masanori Hirata; 昌徳平田; Hiroshi Tada; 博士多田; Mitsuo Sasakura; 満雄笹倉; Kazuo Yamagata; 一雄山形
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】本発明は、リチウムイオンの透過性に優れ、高性能のリチウムイオン電池を構成することができ且つデンドライトによる正極と負極の短絡を防止することができると共に耐衝撃性に優れたプロピレン系樹脂微孔フィルムを提供する。
【解決手段】本発明のプロピレン系樹脂微孔フィルムは、プロピレン系樹脂フィルムを一軸延伸することによって微小孔部が形成されてなるプロピレン系樹脂微孔フィルムであって、上記プロピレン系樹脂は、重量平均分子量が３５万〜５０万であると共に示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点が１６０〜１７０℃で且つ１５５℃以上での融解熱量が５６〜８０ｍＪ／ｍｇであり、更に、透気度が１００〜８００ｓ／１００ｍＬで且つ１２５℃における延伸方向に直交する方向の引張降伏強度（ＭＰａ）を見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）で除した値が７．５以上であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、リチウムイオン電池のセパレータに用いられるプロピレン系樹脂微孔フィルム及びその製造方法に関する。

従来から携帯用電子機器の電池としてリチウムイオン電池が用いられている。このリチウムイオン電池は、アルミニウム箔の表面にコバルト酸リチウム又はマンガン酸リチウムを塗布してなる正極と、銅箔の表面にカーボンを塗布してなる負極と、この正極と負極の短絡を防止するために正極と負極とを仕切るセパレータとを電解液中に配設することによって構成されている。

そして、リチウムイオン電池は、その充電時には、正極からリチウムイオンが放出されて負極内に進入する一方、放電時には、負極からリチウムイオンが放出されて正極に移動することによって充放電が行われる。従って、リチウムイオン電池に用いられているセパレータは、リチウムイオンが透過し得ることが必要である。

最近、リチウムイオン電池の高温長時間使用時や、リチウムイオン電池が異常発熱した場合に、セパレータ損傷による電極の短絡によってリチウムイオン電池の電池容量が著しく低下し、又は、リチウムイオン電池から発火が生じるという問題があり、セパレータの高温における強度の向上が求められている。

リチウムイオン電池に用いられるセパレータとして、特許文献１には、ポリプロピレンとポリプロピレンより溶融結晶化温度の高いポリマおよびβ晶核剤とよりなる組成物を溶融押出し、その後、９０℃〜１２０℃の温度でシート状に成形保持した後、面積倍率２．２５〜４８倍となるよう少なくとも一軸に延伸することを特徴とするポリプロピレン微孔性フィルムの製造方法が開示されている。

しかしながら、上記製造方法で得られたポリプロピレン微孔性フィルムは、リチウムイオンの透過性が不充分であると共に、高温における強度や耐熱性が不充分であるため、上述したリチウムイオン電池の電池容量の低下や、リチウムイオン電池からの発火を充分に防止することができない。

最近のリチウムイオン電池用セパレータとしては、高容量化、電池特性、生産性を向上させることの他に安全性も重要視されており、耐熱性が高く且つ電極の短絡が生じないセパレータが所望されている。

特公平７−５７８０号公報

本発明は、リチウムイオンの透過性に優れており高性能のリチウムイオン電池を構成することができ且つリチウムイオン電池の高温長時間使用条件下や異常発熱発生時においても損傷しにくく、正極と負極の短絡を防止することができるプロピレン系樹脂微孔フィルム及びその製造方法を提供する。

本発明のプロピレン系樹脂微孔フィルムは、プロピレン系樹脂フィルムを一軸延伸することによって微小孔部が形成されてなるプロピレン系樹脂微孔フィルムであって、上記プロピレン系樹脂は、重量平均分子量が３５万〜５０万であると共に示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点が１６０〜１７０℃で且つ１５５℃以上での融解熱量が５６〜８０ｍＪ／ｍｇであり、更に、透気度が１００〜８００ｓ／１００ｍＬで且つ１２５℃における延伸方向に直交する方向の引張降伏強度（ＭＰａ）を見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）で除した値が７．５以上であることを特徴とする。

プロピレン系樹脂微孔フィルムに用いられるプロピレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられ、プロピレン単独重合体（ホモポリプロピレン）が好ましい。プロピレン系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体の何れであってもよい。

なお、プロピレンと共重合されるオレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどのα−オレフィンなどが挙げられる。

そして、プロピレン系樹脂の重量平均分子量は、小さいと、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が向上しにくくなり、大きいと、製膜が不安定になり、プロピレン系樹脂微孔フィルムの厚み精度が低下するので、３５万〜５０万に限定され、３７万〜４８万が好ましい。

ここで、プロピレン系樹脂の重量平均分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法によって測定されたポリスチレン換算した値である。具体的には、プロピレン系樹脂６〜７ｍｇを採取し、採取したプロピレン系樹脂を試験管に供給した上で、試験管に０．０５重量％のＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）のｏ−ＤＣＢ（オルトジクロロベンゼン）溶液を加えてプロピレン系樹脂濃度が１ｍｇ／ｍＬとなるように希釈して希釈液を作製する。

溶解濾過装置を用いて１４５℃にて回転速度２５ｒｐｍにて１時間に亘って上記希釈液を振とうさせてプロピレン系樹脂をＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）のｏ−ＤＣＢ（オルトジクロロベンゼン）溶液に溶解させて測定試料とする。この測定試料を用いてＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法によってプロピレン系樹脂の重量平均分子量を測定することができる。

更に、プロピレン系樹脂における示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点は、低いと、１２５℃におけるプロピレン系樹脂微孔フィルムの引張降伏強度が低下し、融点が１７０℃を超えるプロピレン系樹脂の製造は困難であるので、１６０〜１７０℃に限定される。

又、プロピレン系樹脂における示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる１５５℃以上での融解熱量は、小さいと、１２５℃におけるプロピレン系樹脂微孔フィルムの引張降伏強度が低下し、大きいと、プロピレン系樹脂フィルムの製膜安定性が低下するので、５６〜８０ｍＪ／ｍｇに限定され、５６〜７５ｍＪ／ｍｇが好ましい。

ここで、プロピレン系樹脂における示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点及び１５５℃以上での融解熱量は下記の要領で測定される。先ず、プロピレン系樹脂約１０ｍｇを精秤する。次に、プロピレン系樹脂を０℃から昇温速度１０℃／分にて２５０℃まで加熱し、２５０℃にて３分間に亘って保持する（第一加熱工程）。次に、プロピレン系樹脂を２５０℃から降温速度１０℃／分にて０℃まで冷却し、０℃にて３分間に亘って保持する（冷却工程）。

しかる後、プロピレン系樹脂を０℃から昇温速度１０℃／分にて２５０℃まで加熱し（第二加熱工程）、この第二加熱工程において融解熱量が最大値を示す温度を融点とする。なお、プロピレン系樹脂の上記示差走査熱量分析（ＤＳＣ）は５０ｍＬ／分の窒素雰囲気下にて行った。

上記プロピレン系樹脂の示差走査熱量分析（ＤＳＣ）は、例えば、セイコーインスツル社から商品名「DSC220C」にて市販されている測定装置を用いることができる。

又、上記第二加熱工程において測定した融解熱量に基づき、横軸を温度に、縦軸を融解熱量としたグラフを描き、１２０℃の融解熱量を示す点と、１７５℃の融解熱量を示す点とを直線で結んでベースラインとする。そして、融解熱量曲線とベースラインとで囲まれた領域の熱量Ｅ₀（ｍＪ）を算出する。

次に、横軸の温度１５５℃の点を通り縦軸に平行な直線Ｌをグラフ内に描く。そして、融解熱量曲線とベースラインとで囲まれた領域のＳ₀と、融解熱量曲線とベースラインと平行な直線Ｌとで囲まれた領域の面積Ｓ₁との比（Ｓ₁／Ｓ₀）を算出する。そして、下記式に基づいて１５５℃以上での融解熱量Ｅ₁（ｍＪ）を算出することができる。なお、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）に用いられたプロピレン系樹脂の重量をＷ（ｍｇ）とする。
１５５℃以上での融解熱量Ｅ₁＝Ｅ₀×（Ｓ₁／Ｓ₀）／Ｗ

なお、上記面積比（Ｓ₁／Ｓ₀）の算出方法としては、例えば、融解熱量曲線とベースラインとで囲まれた領域を紙から切り出して、その領域の重量Ｗ₀を測定する。更に、融解熱量曲線とベースラインと平行な直線Ｌとで囲まれた領域を紙から切り出して、その領域の重量Ｗ₁を測定し、重量Ｗ₁を重量Ｗ₀で除すことによって面積比（Ｓ₁／Ｓ₀）を算出する方法、画像処理ソフトを用いて面積比（Ｓ₁／Ｓ₀）を算出する方法などが挙げられる。なお、画像処理ソフトは、例えば、デジタル・ビーイング・キッズ社製から商品名「PopImaging 3.51 」にて市販されている。

そして、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気度は、小さいと、リチウムイオンの透過性が低下し、プロピレン系樹脂微孔フィルムを用いたリチウムイオン電池の電池性能が低下し、大きいと、デンドライトショートが発生する虞れがあるので、１００〜８００ｓ／１００ｍＬに限定され、１５０〜６００ｓ／１００ｍＬが好ましい。

なお、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気度は、ＪＩＳＰ８１１７に準拠して２３℃、相対湿度６５％にて測定された値をいう。

リチウムイオン電池は、高温での電極の短絡によって熱暴走が生じるなどの問題があり、高温での耐久性が求められている。特に、大きな負荷が加わる高速充放電時や自動車搭載時などの過酷な使用条件下を想定した場合、セパレータとして用いられるプロピレン系樹脂微孔フィルムは、１２５℃前後において充分な強度（耐久性）を有している必要がある。

従って、プロピレン系樹脂微孔フィルムにおける１２５℃での延伸方向に直交する方向の引張降伏強度（ＭＰａ）をプロピレン系樹脂微孔フィルムの見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）で除した値は、小さいと、プロピレン系樹脂微孔フィルムの延伸方向に直交する方向における機械的強度が低下し、上述のような過酷な使用条件下にてリチウムイオン電池のセパレータとして用いた場合に損傷して電極の短絡を生じる虞れがあるので、７．５（ＭＰａ／（ｇ／ｃｍ³））以上に限定され、８．０（ＭＰａ／（ｇ／ｃｍ³））以上が好ましい。

なお、プロピレン系樹脂微孔フィルムにおける１２５℃での延伸方向に直交する方向の引張降伏強度は下記の要領で測定することができる。プロピレン系樹脂微孔フィルムから延伸方向に１００ｍｍ、延伸方向に直交する方向に１０ｍｍの寸法を有する平面長方形状の試験片を切り出す。

次に、上記試験片の長さ方向の両端部をチャック間距離が５０ｍｍとなるように引張試験装置に把持させた後、１２５℃に調整した恒温槽中に１０分間に亘って放置する。しかる後、ＪＩＳＫ７１２７に準拠して引張速度３００ｍｍ／分にて引張強度を測定し、Ｓ−Ｓ曲線より求めることができる。

又、プロピレン系樹脂微孔フィルムの見掛け密度は下記の要領で測定される。先ず、プロピレン系樹脂微孔フィルムから、一軸延伸方向に５０ｃｍ、一軸延伸方向に直交する方向に１４ｃｍの寸法を有する平面長方形状の試験片を切り出す。この試験片の任意の１５個所の厚みを測定し、１５個所の厚みの相加平均値を試験片の厚みｔ（ｃｍ）とする。次に、試験片の重量Ｗ（ｇ）を測定して下記式に基づいて見掛け密度ρを算出する。
見掛け密度ρ（ｇ／ｃｍ³）＝Ｗ／（５０×１４×ｔ）

プロピレン系樹脂微孔フィルムの気孔率は、小さいと、リチウムイオンの透過性が低下し、プロピレン系樹脂微孔フィルムを用いたリチウムイオン電池の電池性能が低下し、大きいと、プロピレン系樹脂微孔フィルムの強度が低下する虞れがあるので、４０〜６５％が好ましく、４５〜６０％がより好ましい。

なお、プロピレン系樹脂微孔フィルムの気孔率は下記の要領で測定される。先ず、上述の要領でプロピレン系樹脂微孔フィルムの見掛け密度ρ（ｇ／ｃｍ³）を測定する。そして、この見掛け密度ρに基づいてプロピレン系樹脂微孔フィルムの気孔率Ｐを算出することができる。
気孔率Ｐ（％）＝１００×（１−ρ／０．９）

又、プロピレン系樹脂微孔フィルムにおける微小孔部の開口端の最大長径は、大きいと、プロピレン系樹脂微孔フィルムの強度が低下する虞れがあるので、９５０ｎｍ以下が好ましく、１５０〜９００ｎｍが好ましい。

なお、プロピレン系樹脂微孔フィルムにおける微小孔部の開口端の最大長径は次の様にして測定される。先ず、プロピレン系樹脂微孔フィルムの表面をカーボンコーティングする。次に、プロピレン系樹脂微孔フィルムの表面における任意の１０個所を走査型電子顕微鏡を用いて倍率１万にて撮影する。なお、撮影範囲は、プロピレン系樹脂微孔フィルムの表面において縦９．３μｍ×横１２．５μｍの平面長方形の範囲とする。

得られた写真に現れている各微小孔部の開口端の長径を測定し、最も大きい長径を微小孔部の開口端の最大長径とする。なお、微小孔部の開口端とは、この微小孔部を包囲し得る最小径の真円の直径とする。

次に、プロピレン系樹脂微孔フィルムの製造方法について説明する。先ず、プロピレン系樹脂を押出機に供給して溶融混練した上で、押出機の先端に取り付けたＴダイからプロピレン系樹脂フィルムを押出す。

プロピレン系樹脂を押出機にて溶融混練する際のプロピレン系樹脂の温度は、低いと、得られるプロピレン系樹脂微孔フィルムの厚みが不均一となり或いはプロピレン系樹脂微孔フィルムの表面平滑性が低下し、高いと、プロピレン系樹脂の配向性が低下してプロピレン系樹脂がラメラ構造を形成しない虞れがあるので、プロピレン系樹脂の融点よりも２０℃高い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも５０℃高い温度以下に限定され、プロピレン系樹脂の融点よりも２５℃高い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも４０℃高い温度以下であることが好ましい。

又、プロピレン系樹脂を押出機からフィルム状に押出す際におけるドロー比は、小さいと、プロピレン系樹脂に加わる張力が低下して、プロピレン系樹脂の分子配向が不充分となり、プロピレン系樹脂がラメラ構造を形成しない虞れがあり、大きいと、プロピレン系樹脂の分子配向は高いものとなるが、プロピレン系樹脂フィルムの製膜安定性が低下し、得られるプロピレン系樹脂フィルムの厚み精度や幅精度が低下するので、５０〜３００が好ましく、７０〜２５０がより好ましい。なお、ドロー比とは、ＴダイのリップのクリアランスをＴダイから押出されたプロピレン系樹脂フィルムの厚みで除した値をいう。

更に、プロピレン系樹脂フィルムの製膜速度は、小さいと、プロピレン系樹脂に加わる張力が低下して、プロピレン系樹脂の分子配向が不充分となり、プロピレン系樹脂がラメラ構造を形成しない虞れがあり、大きいと、プロピレン系樹脂の分子配向は高いものとなるが、プロピレン系樹脂フィルムの製膜安定性が低下し、得られるプロピレン系樹脂フィルムの厚み精度や幅精度が低下するので、１０〜３００ｍ／分が好ましく、１５〜２５０ｍ／分がより好ましい。

押出されたプロピレン系樹脂フィルムの複屈折率は、小さいと、透気性が向上しにくくなることがあるので、０．０１７以上が好ましい。

なお、プロピレン系樹脂フィルムの複屈折率は、次のようにして測定する。即ち、先ず、プロピレン系樹脂フィルムの厚みＤをマイクロゲージを用いて測定する。

次に、プロピレン系樹脂フィルムの表裏面にパラフィンワックスを全面的に塗布して光の乱反射による光線透過量の影響を除去する。厚みが１ｍｍの二枚のガラス板をその厚み方向に重ね合わせ、ガラス板上に上記プロピレン系樹脂フィルムを載置する。

しかる後、プロピレン系樹脂フィルムの光線透過率Ｔ（％）を複屈折率測定装置を用いて検光子１３５°、偏光子４５°の条件下にて測定し、下記式に基づいて波長λが５５０ｎｍにおける位相差Ｒｅを算出し、この位相差Ｒｅに基づいて複屈折率Δｎを算出する。
位相差Ｒｅ＝５５０×ａｒｃｓｉｎ（Ｔ^1/2)／π
複屈折率Δｎ＝Ｒｅ／Ｄ

次に、得られたプロピレン系樹脂フィルムを養生する。このプロピレン系樹脂の養生工程は、プロピレン系樹脂フィルムのラメラの結晶化を促進するために行う。このことにより、後述するプロピレン系樹脂フィルムの延伸工程において、ラメラ内ではなく、ラメラ間において亀裂を発生させ、この亀裂を起点として微小な貫通孔（微小孔部）を形成することができる。

プロピレン系樹脂フィルムの養生温度は、低いと、プロピレン系樹脂フィルムのラメラの結晶化が促進されず、プロピレン系樹脂フィルムの延伸工程において、ラメラ間において微小な貫通孔が形成されず、高いと、プロピレン系樹脂フィルムのプロピレン系樹脂分子の配向が緩和してしまい、ラメラ構造が崩れる虞れがあるので、プロピレン系樹脂の融点よりも６０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも１０℃低い温度以下に限定され、プロピレン系樹脂の融点よりも５０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも１５℃低い温度以下が好ましい。

また、プロピレン系樹脂フィルムの養生時間は、短いと、プロピレン系樹脂フィルムのラメラの結晶化が促進されず、プロピレン系樹脂フィルムの延伸工程において、ラメラ間において微小な貫通孔が形成されないので、充分な時間を確保することが好ましい。

次に、プロピレン系樹脂フィルムを延伸する（延伸工程）が、この延伸工程は、冷間延伸工程と、この冷間延伸工程に続く熱間延伸工程とからなる。冷間延伸工程では、プロピレン系樹脂フィルムをその押出方向にのみ一軸延伸する。

プロピレン系樹脂フィルムの冷間延伸時においては、ラメラは殆ど溶融しておらず、ラメラ同士を延伸によって離間させることによって、ラメラ間の非晶部において効率的に微細な亀裂を独立して生じさせ、この亀裂を起点として確実に多数の微小孔部を形成させる。

プロピレン系樹脂フィルムの冷間延伸時の表面温度は、低いと、延伸時にプロピレン系樹脂フィルムが破断する虞れがあり、高いと、ラメラ間の非晶部において亀裂が発生しにくくなるので、−２０〜４０℃に限定され、０〜３０℃が好ましい。

又、プロピレン系樹脂フィルムの冷間延伸の延伸倍率は、小さいと、ラメラ間の非晶部において微小孔部が均一に形成されにくくなり、大きいと、後述するプロピレン系樹脂フィルムの熱間延伸における延伸倍率が低くなり、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が低下することがあるので、１．１〜１．６倍に限定され、１．２〜１．５倍が好ましい。

なお、本発明において、プロピレン系樹脂フィルムの延伸倍率とは、延伸後のプロピレン系樹脂フィルムの長さを延伸前のプロピレン系樹脂フィルムの長さで除した値をいう。

更に、プロピレン系樹脂フィルムの冷間延伸時における延伸速度は、小さいと、ラメラ間の非晶部において微小孔部が均一に形成されにくくなるので、２０％／分以上とされ、大き過ぎると、プロピレン系樹脂フィルムが破断する虞れがあるので、２０〜３０００％／分が好ましい。

なお、本発明において、プロピレン系樹脂フィルムの延伸速度とは、単位時間当たりのプロピレン系樹脂フィルムの延伸方向における寸法の変形割合をいう。

上記冷間延伸工程におけるプロピレン系樹脂フィルムの延伸方法としては、プロピレン系樹脂フィルムをその押出方向にのみ一軸延伸することができれば、特に限定されず、例えば、プロピレン系樹脂フィルムを一軸延伸装置を用いて所定温度にて一軸延伸する方法などが挙げられる。

更に、冷間延伸後のプロピレン系樹脂フィルムに冷間延伸時の表面温度よりも高い表面温度にて押出方向にのみ延伸処理を施す（熱間延伸工程）。このように、冷間延伸時の表面温度よりも高い表面温度にてプロピレン系樹脂フィルムに冷間延伸時と同一方向に延伸処理を施すことによって、冷間延伸によって形成された多数の微小孔部を成長させることができる。

プロピレン系樹脂フィルムの熱間延伸時における表面温度は、低いと、冷間延伸時に形成された微小孔部が成長し難く、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が向上しないことがあり、高いと、冷間延伸時に形成された微小孔部が閉塞してしまい、かえってプロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が低下することがあるので、プロピレン系樹脂の融点より６０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点より１０℃低い温度以下に限定され、プロピレン系樹脂の融点より５０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点より２０℃低い温度以下が好ましい。

プロピレン系樹脂フィルムの熱間延伸時の延伸倍率は、小さいと、冷間延伸時に形成された微小孔部が成長し難く、プロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が低下することがあり、大きいと、冷間延伸時に形成された微小孔部が閉塞してしまい、かえってプロピレン系樹脂微孔フィルムの透気性が低下することがあるので、１．６〜３倍に限定され、１．８〜２．５倍が好ましい。

更に、プロピレン系樹脂フィルムの熱間延伸時における延伸速度は、大きいと、冷間延伸時に形成された微小孔部が成長しがたく、プロピレン系樹脂フィルムの透気性が低下することがあるので、５００％／分以下が好ましく、４００％／分以下がより好ましい。

上記熱間延伸工程におけるプロピレン系樹脂フィルムの延伸方法としては、プロピレン系樹脂フィルムをその押出方向にのみ一軸延伸することができれば、特に限定されず、例えば、プロピレン系樹脂フィルムを一軸延伸装置を用いて所定温度にて一軸延伸する方法などが挙げられる。

次に、熱間延伸が施されたプロピレン系樹脂フィルムはアニーリング処理が施される（アニーリング工程）。このアニーリング工程は、上述した延伸工程において加えられた延伸によってプロピレン系樹脂フィルムに生じた残存歪みを緩和して、得られるプロピレン系樹脂微孔フィルムに加熱による熱収縮が生じるのを抑えるために行われる。

アニーリング工程におけるプロピレン系樹脂フィルムの表面温度は、低いと、プロピレン系樹脂フィルム中に残存した歪みの緩和が不充分となって、得られるプロピレン系樹脂微孔フィルムの加熱時における寸法安定性が低下することがあり、高いと、延伸工程で形成された微小孔部が閉塞してしまう虞れがあるので、熱間延伸時のプロピレン系樹脂フィルムの表面温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも１０℃低い温度以下に限定される。

アニーリング工程におけるプロピレン系樹脂フィルムの収縮率は、大きいと、プロピレン系樹脂フィルムにたるみを生じて均一にアニーリングできなくなったり、微小孔部の形状が保持できなくなったりすることがあるので、３０％以下が好ましい。なお、プロピレン系樹脂フィルムの収縮率とは、アニーリング工程時における延伸方向におけるプロピレン系樹脂フィルムの収縮長さを、熱間延伸工程後の延伸方向におけるプロピレン系樹脂フィルムの長さで除して１００を乗じた値をいう。

このようにして得られたプロピレン系樹脂微孔フィルムは、多数の微小孔部が形成され、優れた透気性を有している。従って、プロピレン系樹脂微孔フィルムをリチウムイオン電池のセパレータとして用いると、リチウムイオンは、プロピレン系樹脂微孔フィルムを円滑に通過することができるので、得られるリチウムイオン電池は優れた電池性能を有している。

更に、プロピレン系樹脂微孔フィルムは、上述の優れた透気性を維持しつつ、優れた耐熱性を有しているので、リチウムイオン電池を高温長時間使用した場合にあっても損傷しにくく、電極の短絡による著しいリチウムイオン電池の容量低下や発火などの問題を生じることを概ね防止することができる。

本発明のプロピレン系樹脂微孔フィルムは、上述の如き構成を有しているので、優れた通気性を有しており、リチウムイオン電池に用いた場合にはリチウムイオンの通過を円滑なものとし、リチウムイオン電池は優れた電池性能を有していると共に、高温長時間使用条件下での損傷による電極短絡も概ね防止することができ、長期間に亘って安定した電池性能を有するリチウムイオン電池を構成することができる。

そして、本発明のプロピレン系樹脂微孔フィルムは、その押出方向に直交する方向にも優れた機械的強度を有しており、リチウムイオン電池のセパレータに用いた場合において、リチウムイオン電池に不測に衝撃が加わった場合や、高温長時間使用条件下であっても容易に損傷するようなことはなく、リチウムイオン電池の電池性能を長期間に亘って安定的に維持することができる。

又、本発明のプロピレン系樹脂微孔フィルムの製造方法によれば、上記の如きプロピレン系樹脂微孔フィルムを容易に製造することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

（実施例１〜３、比較例１，２）
表１に示した重量平均分子量、融点並びに示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点及び１５５℃以上での融解熱量を有するホモポリプロピレンを押出機に供給して樹脂温度２００℃にて溶融混練し、押出機の先端に取り付けられたＴダイからフィルム状に押出して３０℃にて冷却して厚みが３０μｍで且つ幅が２００ｍｍのホモポリプロピレンフィルムを得た。なお、押出量は１０ｋｇ／時間、製膜速度は２２ｍ／分、ドロー比は８３であった。又、得られたホモポリプロピレンフィルムの複屈折率Δｎは表１に示した通りであった。

得られたホモポリプロピレンフィルムを加熱熱風炉中に供給して表面温度が１２０℃となるようにして２４時間に亘って養生した（養生工程）。

次に、ホモポリプロピレンフィルムを押出方向に３００ｍｍ、押出方向に直交する方向に１６０ｍｍの短冊状に裁断した。このホモポリプロピレンフィルムを一軸延伸装置（井元製作所社製商品名「ＩＭＣ−１８Ｃ６」）を用いて表面温度が２３℃となるようにして５０％／分の延伸速度にて延伸倍率１．２倍に押出方向にのみ冷間延伸した（冷間延伸工程）。

続いて、ホモポリプロピレンフィルムを一軸延伸装置（井元製作所社製商品名「ＩＭＣ−１８Ｃ６」）を用いて表面温度が１２０℃となるようにして４２％／分の延伸速度にて延伸倍率２倍に押出方向にのみ熱間延伸した（熱間延伸工程）。

しかる後、ホモポリプロピレンフィルムをその表面温度が１３０℃となるように且つホモポリプロピレンフィルムに張力が加わらないようにして１０分間に亘って放置して、ホモポリプロピレンフィルムにアニーリングを施して厚みが２５μｍのプロピレン系樹脂微孔フィルムを得た（アニーリング工程）。なお、アニーリング工程におけるホモポリプロピレンフィルムの収縮率は２０％とした。

得られたプロピレン系樹脂微孔フィルムの透気度、１２５℃における延伸方向に直交する方向の引張降伏強度及び見掛け密度を上述の要領で測定し、その結果を表１に示した。

Claims

プロピレン系樹脂フィルムを一軸延伸することによって微小孔部が形成されてなるプロピレン系樹脂微孔フィルムであって、上記プロピレン系樹脂は、重量平均分子量が３５万〜５０万であると共に示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点が１６０〜１７０℃で且つ１５５℃以上での融解熱量が５６〜８０ｍＪ／ｍｇであり、更に、透気度が１００〜８００ｓ／１００ｍＬで且つ１２５℃における延伸方向に直交する方向の引張降伏強度（ＭＰａ）を見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）で除した値が７．５以上であることを特徴とするプロピレン系樹脂微孔フィルム。
重量平均分子量が３５万〜５０万であると共に示差走査熱量分析（ＤＳＣ）によって得られる融点が１６０〜１７０℃で且つ１５５℃以上での融解熱量が５６〜８０ｍＪ／ｍｇであるプロピレン系樹脂を押出機に供給して上記プロピレン系樹脂の融点よりも２０℃高い温度以上で且つ上記プロピレン系樹脂の融点よりも５０℃高い温度以下にて溶融混練して上記押出機の先端に取り付けたＴダイからプロピレン系樹脂フィルムを押出す工程と、このプロピレン系樹脂フィルムを上記プロピレン系樹脂の融点よりも６０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点よりも１０℃低い温度以下にて養生する養生工程と、この養生工程の後に上記プロピレン系樹脂フィルムをその表面温度が−２０〜４０℃にて延伸倍率１．１〜１．６倍に延伸する冷間延伸工程と、この冷間延伸工程の後に上記プロピレン系樹脂フィルムをその表面温度がプロピレン系樹脂の融点より６０℃低い温度以上で且つプロピレン系樹脂の融点より１０℃低い温度以下にて１．６〜３倍に延伸する熱間延伸工程と、この熱間延伸工程の後に上記プロピレン系樹脂フィルムをその表面温度が上記熱間延伸時のプロピレン系樹脂フィルムの表面温度以上で且つ上記プロピレン系樹脂の融点よりも１０℃低い温度以下にてアニーリングするアニーリング工程とを含むことを特徴とするプロピレン系樹脂微孔フィルムの製造方法。