JP2013203998A - Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell - Google Patents

Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP2013203998A
JP2013203998A JP2012077336A JP2012077336A JP2013203998A JP 2013203998 A JP2013203998 A JP 2013203998A JP 2012077336 A JP2012077336 A JP 2012077336A JP 2012077336 A JP2012077336 A JP 2012077336A JP 2013203998 A JP2013203998 A JP 2013203998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous
layer
porous membrane
porous structure
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012077336A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6142118B2 (en
Inventor
Akio Ishizuka
紀生 石塚
Takanobu Tsujii
敬亘 辻井
Takaya Sato
貴哉 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EMAUS KYOTO KK
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Original Assignee
EMAUS KYOTO KK
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EMAUS KYOTO KK, Institute of National Colleges of Technologies Japan filed Critical EMAUS KYOTO KK
Priority to JP2012077336A priority Critical patent/JP6142118B2/en
Priority to PCT/JP2013/058991 priority patent/WO2013146875A1/en
Publication of JP2013203998A publication Critical patent/JP2013203998A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6142118B2 publication Critical patent/JP6142118B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018Polymeric electrolyte materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52Separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497Ionic conductivity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1069Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous membrane which is reduced in formation of a skin layer, and thus can exert excellent ion conductivity when used for electrolyte.SOLUTION: A porous membrane is composed of a membrane-like porous structure having a bicontinuous structure. At least one main surface of the porous structure is modified with a modifying compound different from a compound constituting the porous structure.

Description

本発明は、多孔質膜、電解質膜、二次電池および燃料電池に関する。   The present invention relates to a porous membrane, an electrolyte membrane, a secondary battery, and a fuel cell.

三次元網目構造の連続した骨格と空隙とを有する多孔質体は一般的にモノリス型多孔体と呼ばれている。このようなモノリス型多孔体は、主にクロマトグラフィー分野でカラムと呼ばれる分離媒体として用いられているが、近年では、二次電池や燃料電池の電解質膜やセパレータとしての用途が検討されている。たとえば、特許文献1では、エポキシ樹脂硬化物からなる三次元網目構造の骨格と空隙とを有し、骨格内に1nm〜1μmの孔径のメソポアを備えてなるモノリス型多孔体が開示されている。   A porous body having a continuous skeleton having a three-dimensional network structure and voids is generally called a monolith type porous body. Such a monolithic porous body is mainly used as a separation medium called a column in the chromatography field, but in recent years, its use as an electrolyte membrane or separator of a secondary battery or a fuel cell has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a monolithic porous body having a three-dimensional network structure skeleton made of a cured epoxy resin and voids, and having mesopores having a pore diameter of 1 nm to 1 μm in the skeleton.

特開2009−269948号公報JP 2009-269948 A

一方で、上述したモノリス型多孔体を、二次電池や燃料電池の電解質膜やセパレータ用途に適用するために、たとえば、モノリス型多孔体を構成する原料を用いて塗布法などにより、基材上に、モノリス型多孔体を薄膜形状に成形すると、基材と反対側の空気と接する面に、非多孔性のスキン層が形成されてしまい、この非多孔性のスキン層の影響により、十分なイオン導電性を得ることができないという課題があった。   On the other hand, in order to apply the above-described monolithic porous body to electrolyte membranes and separators for secondary batteries and fuel cells, for example, by applying a raw material constituting the monolithic porous body on the substrate. In addition, when the monolithic porous body is formed into a thin film shape, a non-porous skin layer is formed on the surface in contact with air on the side opposite to the base material. There was a problem that ionic conductivity could not be obtained.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、スキン層の形成が抑制され、これにより、電解質用途に用いた場合に優れたイオン導電性を発現可能な多孔質膜を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a porous membrane capable of exhibiting excellent ionic conductivity when used in an electrolyte application, in which the formation of a skin layer is suppressed. For the purpose.

すなわち、本発明によれば、
〔1〕共連続構造を有する膜状の多孔質構造体からなる多孔質膜であって、前記多孔質構造体の少なくとも一方の主面が、前記多孔質構造体を構成する化合物と異なる変性用化合物によって変性されていることを特徴とする多孔質膜、
〔2〕前記多孔質構造体の少なくとも一方の主面には、該主面を被覆してなり、前記変性用化合物で構成された変性層が形成されており、前記変性層は、前記多孔質構造体の空隙の平均孔径よりも小さな平均孔径を有する多孔質層、または非多孔質層であることを特徴とする前記〔1〕に記載の多孔質膜、
〔3〕前記変性層の厚みが、1000nm以下であることを特徴とする前記〔2〕に記載の多孔質膜、
〔4〕前記多孔質構造体は、両主面が、前記変性用化合物によって変性されていることを特徴とする前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の多孔質膜、
〔5〕前記多孔質膜構造体が、エポキシ樹脂硬化物からなることを特徴とする前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の多孔質膜、
〔6〕前記変性用化合物が、前記多孔質膜構造体を構成する化合物と反応する官能基を有するものであることを特徴とする前記〔1〕〜〔5〕のいずれに記載の多孔質膜、
〔7〕前記多孔質膜構造体が、空隙中にイオン液体を含有していることを特徴とする前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の多孔質膜、
〔8〕前記多孔質膜構造体が、骨格内に1nm〜1μmの孔径のメソポアを備えていることを特徴とする前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の多孔質膜、
〔9〕前記多孔質膜構造体が、前記多孔質膜構造体を構成することとなるモノマーと、該モノマーに対して相溶性を示し、かつ、該モノマーを重合して得られる重合体に対して非相溶性を示す化合物と、を用いた重合誘起相分離によって形成されたものである前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の多孔質膜、
〔10〕前記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の多孔膜に、電解質を含浸してなる電解質膜、
〔11〕前記〔10〕に記載の電解質膜を備える二次電池、
〔12〕前記〔10〕に記載の電解質膜を備える燃料電池、
〔13〕前記〔10〕に記載の電解質膜を備える電気二重層キャパシタ、ならびに、
〔14〕前記〔10〕に記載の電解質膜を備える色素増感型太陽電池、
が提供される。
That is, according to the present invention,
[1] A porous membrane comprising a membrane-like porous structure having a co-continuous structure, wherein at least one main surface of the porous structure is different from a compound constituting the porous structure A porous membrane characterized by being modified by a compound,
[2] At least one main surface of the porous structure is coated with the main surface, and a denatured layer composed of the modifying compound is formed. The porous film according to the above [1], which is a porous layer having an average pore size smaller than the average pore size of the voids of the structure, or a non-porous layer,
[3] The porous film according to [2], wherein the thickness of the modified layer is 1000 nm or less,
[4] The porous membrane according to any one of [1] to [3], wherein both main surfaces of the porous structure are modified with the modifying compound,
[5] The porous membrane according to any one of [1] to [4], wherein the porous membrane structure is made of a cured epoxy resin.
[6] The porous membrane as described in any one of [1] to [5], wherein the modifying compound has a functional group that reacts with a compound constituting the porous membrane structure. ,
[7] The porous membrane according to any one of [1] to [6], wherein the porous membrane structure contains an ionic liquid in the voids,
[8] The porous membrane according to any one of [1] to [7], wherein the porous membrane structure includes a mesopore having a pore diameter of 1 nm to 1 μm in a skeleton.
[9] The porous membrane structure is compatible with the monomer constituting the porous membrane structure and the polymer obtained by polymerizing the monomer. The porous film according to any one of [1] to [8], wherein the porous film is formed by polymerization-induced phase separation using an incompatible compound.
[10] An electrolyte membrane obtained by impregnating the porous membrane according to any one of [1] to [9] with an electrolyte,
[11] A secondary battery comprising the electrolyte membrane according to [10],
[12] A fuel cell comprising the electrolyte membrane according to [10],
[13] An electric double layer capacitor comprising the electrolyte membrane according to [10], and
[14] A dye-sensitized solar cell including the electrolyte membrane according to [10],
Is provided.

本発明によれば、スキン層の形成が抑制され、これにより、電解質用途に用いた場合に優れたイオン導電性を発現可能な多孔質膜、ならびに、この多孔質膜を備えてなる電解質膜、二次電池および燃料電池を提供することができる。   According to the present invention, the formation of a skin layer is suppressed, whereby a porous film that can exhibit excellent ionic conductivity when used in an electrolyte application, and an electrolyte film comprising the porous film, Secondary batteries and fuel cells can be provided.

図1は、本発明に係る多孔質膜の一例の断面を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an example of a porous membrane according to the present invention. 図2は、本発明に係る多孔質膜の製造方法を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic view for explaining a method for producing a porous membrane according to the present invention. 図3は、本発明の実施例5において得られた多孔膜の多孔質構造体10(イオン液体を含有する多孔質構造体)部分のSEM写真である。FIG. 3 is an SEM photograph of the porous structure 10 (porous structure containing an ionic liquid) portion of the porous film obtained in Example 5 of the present invention.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る多孔質膜の一例の断面を示す模式図である。本発明の多孔質膜は、図1に示すように、共連続構造を有する膜状の多孔質構造体10と、多孔質構造体10の両主面を被覆してなる変性層20とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an example of a porous membrane according to the present invention. As shown in FIG. 1, the porous membrane of the present invention includes a membrane-like porous structure 10 having a co-continuous structure, and a modified layer 20 that covers both main surfaces of the porous structure 10. .

なお、以下においては、多孔質構造体10の両主面に、変性層20が形成された構成を例示して説明するが、このような構成に限定されるものではなく、多孔質構造体10の一方の主面にのみ、変性層20が形成されたような構成であってもよい。   In the following, a configuration in which the modified layer 20 is formed on both main surfaces of the porous structure 10 will be described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the porous structure 10 is not limited thereto. Alternatively, the modified layer 20 may be formed only on one main surface.

多孔質構造体10は、共連続構造を有する膜状の構造体である。多孔質構造体10としては、特に限定されないが、たとえば、樹脂の硬化物の三次元分岐網目構造を骨格として有し、かつ骨格間に空隙(マクロ孔)を有しているものが好ましい。   The porous structure 10 is a film-like structure having a co-continuous structure. Although it does not specifically limit as the porous structure 10, For example, what has the three-dimensional branch network structure of the cured | curing material of resin as a skeleton, and has a space | gap (macropore) between skeletons is preferable.

すなわち、多孔質構造体10の基礎となる構造は、たとえば、1μm以上の骨格と空隙(マクロ孔)とがお互いに絡み合った三次元的な網目構造を有しているものが好ましい。   That is, the structure serving as the basis of the porous structure 10 preferably has, for example, a three-dimensional network structure in which a skeleton of 1 μm or more and voids (macropores) are entangled with each other.

本発明においては、多孔質構造体10の骨格を形成するための樹脂としては、特に限定されず、上述したような多孔質構造を形成可能な樹脂であれば何でもよいが、たとえば、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられるが、極めて微細な多孔質構造を形成することができるという点より、エポキシ樹脂が好ましく用いられる。   In the present invention, the resin for forming the skeleton of the porous structure 10 is not particularly limited, and any resin that can form a porous structure as described above may be used. For example, an epoxy resin, (Meth) acrylate resin, polystyrene resin, polyester resin, phenol resin, polyurethane resin and the like can be mentioned, and an epoxy resin is preferably used from the viewpoint that an extremely fine porous structure can be formed.

なお、多孔質構造体10の空隙(マクロ孔)の平均孔径は、好ましくは0.1〜100μm、より好ましくは0.1〜50μm、さらに好ましくは0.1〜10μmである。   In addition, the average pore diameter of the voids (macropores) of the porous structure 10 is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, and still more preferably 0.1 to 10 μm.

また、多孔質構造体10は、マクロ孔に加えて、多孔質構造体10の骨格内にメソポアを有していてもよい。骨格内に形成されるメソポアは、通常、マクロ孔よりも孔径の小さな細孔である。また、必ずしも骨格内のメソポア構造は三次元網目構造のような連続孔を形成している必要はなく、たとえば、一様な貫通孔や骨格を構成している格子間の空隙と見られる構造を有しているものであってもよい。メソポアの孔径は、好ましくは1nm〜1μmであり、より好ましくは1〜500nmであり、さらに好ましくは1〜300nmである。   The porous structure 10 may have mesopores in the skeleton of the porous structure 10 in addition to the macropores. The mesopores formed in the skeleton are usually pores having a pore diameter smaller than that of the macropores. In addition, the mesopore structure in the skeleton does not necessarily need to form a continuous hole like a three-dimensional network structure. You may have. The pore diameter of the mesopore is preferably 1 nm to 1 μm, more preferably 1 to 500 nm, and further preferably 1 to 300 nm.

なお、空隙(マクロ孔)の平均孔径やメソポアの径は、たとえば、電子顕微鏡画像で確認することが最も簡略な方法であるが、水銀圧入法や窒素吸着法で測定することも可能である。   The average pore diameter of the voids (macropores) and the diameter of the mesopores are the simplest method, for example, to be confirmed by an electron microscope image, but can also be measured by a mercury intrusion method or a nitrogen adsorption method.

変性層20は、多孔質構造体10を構成する化合物と異なる化合物からなり、多孔質構造体10の両主面を被覆してなる層である。なお、変性層20は、通常、多孔質構造体10の空隙の平均孔径よりも小さな平均孔径を有する多孔質層、または非多孔質層として形成される。   The modified layer 20 is a layer made of a compound different from the compound constituting the porous structure 10 and covering both main surfaces of the porous structure 10. The modified layer 20 is usually formed as a porous layer or a non-porous layer having an average pore size smaller than the average pore size of the voids of the porous structure 10.

変性層20を構成する化合物としては、多孔質構造体10を構成する化合物と反応することで、多孔質構造体10を構成する化合物と化学的な結合を形成可能な官能基を有するものが好ましい。すなわち、変性層20は、多孔質構造体10と化学的に結合していることが好ましい。   As the compound constituting the denatured layer 20, a compound having a functional group capable of forming a chemical bond with the compound constituting the porous structure 10 by reacting with the compound constituting the porous structure 10 is preferable. . That is, the modified layer 20 is preferably chemically bonded to the porous structure 10.

このような変性層20を構成する化合物としては、たとえば、多孔質構造体10を形成するための化合物として、エポキシ樹脂を用いる場合を例示すると、官能基として、たとえば、1級アミノ基、2級アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、ヒドロキシ基などを有する化合物が挙げられる。これらのなかでも、二次電池や燃料電池などの電解質用途として用いた場合におけるイオン導電性の観点より、イオン溶解性の高いものが好ましく、特に、アミノ基、カルボキシル基、オキシアルキレン基、イオン性基、シアノ基、カーボネート、ハロゲン基、チオール基またはヒドロキシ基を有する化合物が好ましく、なかでも、ヒドロキシ基を有する化合物が好ましい。なお、図1に示すように、変性層20が、多孔質構造体10の両主面に形成される場合には、各変性層20は同様の化合物から構成されるものであってもよいし、あるいは、異なる化合物から構成されるものであってもよい。   Examples of the compound constituting the modified layer 20 include a case where an epoxy resin is used as the compound for forming the porous structure 10, and examples of the functional group include a primary amino group and a secondary class. Examples thereof include compounds having an amino group, a mercapto group, a carboxyl group, a carboxylic anhydride group, a hydroxy group, and the like. Among these, those having high ion solubility are preferable from the viewpoint of ionic conductivity when used as an electrolyte application such as a secondary battery or a fuel cell. Particularly, amino groups, carboxyl groups, oxyalkylene groups, ionic properties are preferable. A compound having a group, a cyano group, a carbonate, a halogen group, a thiol group or a hydroxy group is preferable, and a compound having a hydroxy group is particularly preferable. As shown in FIG. 1, when the modified layers 20 are formed on both main surfaces of the porous structure 10, each modified layer 20 may be composed of the same compound. Alternatively, it may be composed of different compounds.

変性層20の厚みは、好ましくは1000nm以下であり、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは50nm以下である。変性層20の厚みが厚すぎると、二次電池や燃料電池などの電解質用途として用いた場合におけるイオン導電性が低下してしまうおそれがある。なお、変性層20の厚みの下限は、特に限定されないが、通常10nm程度である。また、変性層20が多孔質層である場合における、変性層20の開孔率は、好ましくは40%以上であり、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは80%以上である。なお、変性層20が多孔質層である場合においては、変性層20の開孔率や変性層20を構成する材料によっては、電解質用途に用いた際においては、電解液に膨潤することで、非多孔性を有するものとなる場合がある。   The thickness of the modified layer 20 is preferably 1000 nm or less, more preferably 100 nm or less, and still more preferably 50 nm or less. If the thickness of the modified layer 20 is too thick, the ionic conductivity may be reduced when used as an electrolyte application for a secondary battery, a fuel cell, or the like. In addition, although the minimum of the thickness of the modified layer 20 is not specifically limited, Usually, it is about 10 nm. When the modified layer 20 is a porous layer, the porosity of the modified layer 20 is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and further preferably 80% or more. In the case where the modified layer 20 is a porous layer, depending on the porosity of the modified layer 20 and the material constituting the modified layer 20, when used in an electrolyte application, the electrolyte layer swells, It may be non-porous.

次いで、本発明の多孔膜の製造方法について説明する。
本発明の多孔膜は、たとえば、次の方法により製造することができる。すなわち、図2(A)に示すように、まず、基材30上に、変性層20を形成することとなる変性層用組成物層20aを形成することで、変性層用組成物層20aを備える基材30を準備する。次いで、図2(B)に示すように、この変性層用組成物層20aを備える基材30の変性層用組成物層20a側に、多孔質構造体10を構成することとなる多孔質構造体用組成物層10aを形成する。
Subsequently, the manufacturing method of the porous film of this invention is demonstrated.
The porous film of the present invention can be produced, for example, by the following method. That is, as shown in FIG. 2 (A), first, a modified layer composition layer 20a that will form the modified layer 20 is formed on the base material 30, whereby the modified layer composition layer 20a is formed. The base material 30 provided is prepared. Next, as shown in FIG. 2 (B), the porous structure 10 will constitute the porous structure 10 on the modified layer composition layer 20a side of the base material 30 provided with the modified layer composition layer 20a. The body composition layer 10a is formed.

次いで、図2(C)に示すように、多孔質構造体用組成物層10a上に、変性層用組成物層20aを備える基材30を、変性層用組成物層20a側の面が、多孔質構造体用組成物層10aに接するように載せる。そして、このようにして得られた積層体について、多孔質構造体用組成物層10aを構成する硬化性の成分を硬化させる処理を行い、その後、基材30を剥離することにより、図1に示すような本発明の多孔膜を形成することができる。   Next, as shown in FIG. 2 (C), the substrate 30 having the modified layer composition layer 20a on the porous structure composition layer 10a, the surface on the modified layer composition layer 20a side, It mounts | wears so that the composition layer 10a for porous structures may be contact | connected. And about the laminated body obtained in this way, the process which hardens the sclerosing | hardenable component which comprises the composition layer 10a for porous structures is performed, and the base material 30 is peeled after that, FIG. A porous membrane of the present invention as shown can be formed.

なお、本発明においては、変性層用組成物層20aは、多孔質構造体用組成物層10aと、基材30との間に形成され、これにより、基材30を剥離する際に、その一部が基材30とともに剥離されることとなる犠牲層として作用するものである。すなわち、変性層用組成物層20aは、基材30上に形成されることにより、基材30と多孔質構造体用組成物層10aとが密着してしまい、これらの間で剥離不良が発生しないようにするために設けられる層であり、その一部が基材30とともに剥離される一方で、残部が、図1に示す変性層20として残存することとなる。そして、これにより、本発明の多孔膜は、図1に示すように、多孔質構造体10の両主面に、変性層20が形成された構成をとることができるものである。   In the present invention, the composition layer 20a for the modified layer is formed between the composition layer 10a for the porous structure and the base material 30. Thus, when the base material 30 is peeled off, A part acts as a sacrificial layer to be peeled off together with the substrate 30. That is, when the composition layer 20a for the modified layer is formed on the base material 30, the base material 30 and the composition layer 10a for the porous structure are in close contact with each other, and poor peeling occurs between them. This is a layer that is provided so as not to occur, and a part thereof is peeled off together with the base material 30, while the remaining part remains as the modified layer 20 shown in FIG. 1. As a result, the porous film of the present invention can have a configuration in which the modified layers 20 are formed on both main surfaces of the porous structure 10, as shown in FIG.

以下、本発明の多孔膜の製造方法について、具体的に説明する。なお、以下においては、多孔質構造体10の骨格を形成するための樹脂の硬化物として、エポキシ樹脂の硬化物を用いる場合を例示して説明する。   Hereafter, the manufacturing method of the porous film of this invention is demonstrated concretely. In the following, a case where a cured product of an epoxy resin is used as the cured product of the resin for forming the skeleton of the porous structure 10 will be described as an example.

まず、図2(A)に示すように、基材30上に、変性層20を形成することとなる変性層用組成物層20aを形成し、変性層用組成物層20aを形成してなる基材30を準備する。基材30としては、その表面に、変性層用組成物層20aを形成可能なものでれば特に限定されないが、たとえば、ガラス板、プラスチック板等が挙げられる。   First, as shown in FIG. 2 (A), a modified layer composition layer 20a for forming a modified layer 20 is formed on a substrate 30, and a modified layer composition layer 20a is formed. A base material 30 is prepared. Although it will not specifically limit as the base material 30 if the composition layer 20a for modified layers can be formed in the surface, For example, a glass plate, a plastic plate, etc. are mentioned.

また、変性層用組成物層20aを構成する化合物としては、基材30および多孔質構造体用組成物層10aとの親和性および密着性に優れる化合物であればよく、特に限定されないが、得られる多孔膜における、多孔質構造体10を構成する化合物、すなわち、エポキシ樹脂と化学的な結合を形成可能な官能基を有する化合物が好ましい。具体的には、1級アミノ基、2級アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、ヒドロキシ基を有する化合物などが挙げられる。上述したように、変性層用組成物層20aは、その一部は、犠牲層として除去される一方で、残部は、変性層20として残存することとなることから、二次電池や燃料電池などの電解質用途として用いた場合におけるイオン導電性の観点より、イオン溶解性の高いものが好ましく、特に、アミノ基、カルボキシル基、オキシアルキレン基、イオン性基、シアノ基、カーボネート基、ハロゲン基、チオール基またはヒドロキシ基を有する化合物が好ましく、とりわけ、ヒドロキシ基を有する化合物が好ましい。   Further, the compound constituting the composition layer 20a for the modified layer is not particularly limited as long as it is a compound having excellent affinity and adhesion to the substrate 30 and the composition layer 10a for the porous structure. The compound which comprises the porous structure 10 in the porous film formed, ie, the compound which has a functional group which can form a chemical bond with an epoxy resin, is preferable. Specific examples include a compound having a primary amino group, a secondary amino group, a mercapto group, a carboxyl group, a carboxylic acid anhydride group, and a hydroxy group. As described above, a part of the composition layer 20a for the modified layer is removed as the sacrificial layer, while the remaining part remains as the modified layer 20, so that the secondary battery, the fuel cell, etc. From the viewpoint of ionic conductivity when used as an electrolyte, those having high ion solubility are preferred, and in particular, amino groups, carboxyl groups, oxyalkylene groups, ionic groups, cyano groups, carbonate groups, halogen groups, thiols. A compound having a group or a hydroxy group is preferable, and a compound having a hydroxy group is particularly preferable.

このような変性層用組成物層20aを構成する化合物の具体例としては、ポリビニルアルコール、シリコーン、フッ素系ポリマーの他、自己架橋型ポリマーなどの各種樹脂が挙げられるが、これらのなかでも、基材30および多孔質構造体用組成物層10aとの親和性および密着性が良好であり、かつ、エポキシ樹脂に対する反応性が高いという点より、ポリビニルアルコールあるいはその変性物(たとえば、多孔質構造体用組成物層10aを構成する化合物に対する反応性がより高い官能基で変性してなる変性物など)が好ましい。   Specific examples of the compound constituting the composition layer 20a for the modified layer include various resins such as polyvinyl alcohol, silicone, fluorine-based polymer, and self-crosslinking polymer. Among these, Polyvinyl alcohol or a modified product thereof (for example, a porous structure) from the viewpoint of good affinity and adhesion with the material 30 and the composition layer 10a for the porous structure and high reactivity with the epoxy resin For example, a modified product obtained by modifying with a functional group having a higher reactivity to the compound constituting the composition layer 10a.

特に、ポリビニルアルコールは、水に対する溶解性が高く、水に溶解することで容易に除去ができるため、変性層用組成物層20aとして、ポリビニルアルコールを用いることにより、犠牲層として良好に作用することができる。しかも、ポリビニルアルコールは、エポキシ樹脂に対する反応性が高いため、その一部が、多孔質構造体10(多孔質構造体用組成物層10a)を構成するエポキシ樹脂と反応して、化学的な結合を形成するため、これにより、変性層用組成物層20aを除去した後も、一部が残存し、変性層20を良好に形成することができる。   In particular, since polyvinyl alcohol has high solubility in water and can be easily removed by dissolving in water, it can act well as a sacrificial layer by using polyvinyl alcohol as the composition layer 20a for the modified layer. Can do. In addition, since polyvinyl alcohol is highly reactive with epoxy resin, a part of it reacts with the epoxy resin constituting the porous structure 10 (the composition layer 10a for porous structure) to form a chemical bond. Therefore, even after the composition layer 20a for the modified layer is removed, a part of the composition layer 20a remains and the modified layer 20 can be formed satisfactorily.

ポリビニルアルコールとしては、重量平均重合度が、1,000〜5,000のものが好ましく、より好ましくは2,000〜5,000であり、さらに好ましくは2,000〜4,000である。また、鹸化度が、80〜98%のものが好ましく、より好ましくは85〜95%であり、さらに好ましくは85〜90%である。   The polyvinyl alcohol preferably has a weight average polymerization degree of 1,000 to 5,000, more preferably 2,000 to 5,000, and still more preferably 2,000 to 4,000. The saponification degree is preferably 80 to 98%, more preferably 85 to 95%, and still more preferably 85 to 90%.

基材30上に、変性層用組成物層20aを形成する方法としては、特に限定されないが、たとえば、ポリビニルアルコールを用いる場合には、1〜10重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製し、このポリビニルアルコール水溶液を基板上に流延した後、乾燥して水分を除去することによって、ポリビニルアルコールからなる変性層用組成物層20aを形成することができる。変性層用組成物層20aの厚みは、特に限定されないが、通常、10〜5000nm、好ましくは10〜1000nm、より好ましくは10〜500nmである。   The method for forming the modified layer composition layer 20a on the base material 30 is not particularly limited. For example, when polyvinyl alcohol is used, a 1 to 10% by weight aqueous polyvinyl alcohol solution is prepared, and this polyvinyl alcohol is used. After casting the aqueous alcohol solution on the substrate, it is dried to remove moisture, whereby the modified layer composition layer 20a made of polyvinyl alcohol can be formed. Although the thickness of the composition layer 20a for modified layers is not specifically limited, Usually, 10-5000 nm, Preferably it is 10-1000 nm, More preferably, it is 10-500 nm.

また、変性層用組成物層20aには、多孔質構造体10(多孔質構造体用組成物層10a)を構成するエポキシ樹脂との親和性を向上させるために、シランカップリング剤などの公知のカップリング剤を含有させてもよい。   Moreover, in order to improve affinity with the epoxy resin which comprises the porous structure 10 (porous structure composition layer 10a) for the modified layer composition layer 20a, a known silane coupling agent or the like is known. A coupling agent may be contained.

次いで、図2(B)に示すように、このようにして得られた変性層用組成物層20aを備える基材30の変性層用組成物層20a側の面に、多孔質構造体10を構成することとなる多孔質構造体用組成物層10aを形成する。   Next, as shown in FIG. 2 (B), the porous structure 10 is formed on the surface of the substrate 30 having the modified layer composition layer 20a thus obtained on the modified layer composition layer 20a side. The composition layer 10a for porous structure which will be comprised is formed.

多孔質構造体用組成物層10aは、通常、多孔質構造体10を構成することなるエポキシ樹脂の硬化物を得るためのエポキシ樹脂組成物を用いて形成される。
エポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、硬化剤、およびポロゲンを含有するものを用いることができる。
The composition layer 10a for porous structure is usually formed using an epoxy resin composition for obtaining a cured product of an epoxy resin that constitutes the porous structure 10.
As an epoxy resin composition, what contains an epoxy resin, a hardening | curing agent, and a porogen can be used.

エポキシ樹脂としては、たとえば、芳香環由来の炭素原子を含む芳香族エポキシ樹脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタンべ−スなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、2,2,2,−トリ−(2,3−エポキシプロピル)−イソシアネートなどのトリグリシジルイソシアヌレート、トリアジン環含有エポキシ樹脂等、複素芳香環を含むエポキシ樹脂、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミンなどを挙げることができる。
また、芳香環由来の炭素原子を含まない非芳香族エポキシ樹脂として、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、1,3−ビス(N,N’−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンなどが挙げられる。
これらのなかでも、分子内にグリシジル基が二つ以上有するエポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、2,2,2,−トリ−(2,3−エポキシプロピル)−イソシアネート、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N’−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンがより好ましい。
As an epoxy resin, for example, as an aromatic epoxy resin containing a carbon atom derived from an aromatic ring, bisphenol A type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, stilbene type epoxy Resin, biphenyl type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, diaminodiphenylmethane type epoxy resin, polyphenyl base epoxy resin such as tetrakis (hydroxyphenyl) ethane base, fluorene-containing epoxy resin, 2, Epoxy resins containing heteroaromatic rings such as triglycidyl isocyanurates such as 2,2, -tri- (2,3-epoxypropyl) -isocyanate, triazine ring-containing epoxy resins, N N, N ', such as N'- tetraglycidyl -m- xylylenediamine may be mentioned.
Non-aromatic epoxy resins containing no aromatic ring-derived carbon atoms include aliphatic glycidyl ether type epoxy resins, aliphatic glycidyl ester type epoxy resins, alicyclic glycidyl ether type epoxy resins, and alicyclic glycidyl ester type epoxies. Examples thereof include resins and 1,3-bis (N, N′-diglycidylaminomethyl) cyclohexane.
Among these, an epoxy resin having two or more glycidyl groups in the molecule is preferable, and bisphenol A type epoxy resin, 2,2,2, -tri- (2,3-epoxypropyl) -isocyanate, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine and 1,3-bis (N, N′-diglycidylaminomethyl) cyclohexane are more preferred.

また、硬化剤としては、芳香環由来の炭素原子を含む芳香族硬化剤として、メタフェニレンジアミンやジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼンなどの芳香族アミン、無水フタル酸や無水トリメット酸、無水ピロメット酸などの芳香族酸無水物、フェノール系化合物、フェノール系樹脂、フェノールホルムアルデヒド型ノボラックやフェノールアルキル型ノボラック等のノボラック型フェノール樹脂、イソフタル酸ジヒドラジドなどの芳香族ヒドラジド類、トリアジン環などの複素芳香環を有する芳香族アミン、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレン−ジ−パラ−フェニレン)ジセミカルバジド等の芳香族ポリアミン類及び芳香族ポリアミンヒドラジド類などが挙げられる。
また、芳香環由来の炭素原子を含まない非芳香族硬化剤として、エチレンジアミンやジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、1,3,6−トリスアミノメチルヘキサン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミンなどの脂肪族アミン類、アジピン酸ジヒドラジドやセバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジドなどの脂肪族ヒドラジド類、イソホロンジアミンやメンタンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタンやこれらの変性品などの脂環族ポリアミン類、1,6−ヘキサメチレンビス(N,N−ジメチルセミカルバジド)などの脂肪族ポリアミンヒドラジド類、ポリアミン類とダイマー酸からなる脂肪族ポリアミドアミン類やポリアミノアミド類など、ビューレトリートリ−(ヘキサメチレン−N,N−ジメチルセミカルバジド)を主成分とするオリゴマープロピレングリコールモノメチルエーテル溶液、ビューレトリートリ−(ヘキサメチレン−N,N−ジメチルセミカルバジド)を主成分とするオリゴマーN,N−ジメチルホルムアミド溶液、スピログリコールや2−(5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン−2−イル)−2−メチルプロパン−1−オールなどのグリコール類、その他アミンアダクト系硬化剤などが挙げられる。
これらのなかでも、25℃における粘度が400mPa・s以上のポリアミノアミド系硬化剤を用いることが好ましい。
Further, as the curing agent, as an aromatic curing agent containing an aromatic ring-derived carbon atom, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline) ), Aromatic amines such as benzyldimethylamine and dimethylaminomethylbenzene, aromatic anhydrides such as phthalic anhydride, trimetic anhydride and pyrometic anhydride, phenolic compounds, phenolic resins, phenol formaldehyde type novolacs and phenol alkyls Novolak type phenolic resins such as type novolak, aromatic hydrazides such as isophthalic acid dihydrazide, aromatic amines having a heteroaromatic ring such as triazine ring, 1,1,1 ′, 1′-tetramethyl-4,4′- (Methylene-di-para-phenylene) disemica Aromatic polyamines and aromatic polyamines hydrazides such Bajido the like.
Non-aromatic curing agents that do not contain aromatic ring-derived carbon atoms include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, 1,3,6-tris. Aliphatic amines such as aminomethylhexane, polymethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, polyetherdiamine, aliphatic hydrazides such as adipic acid dihydrazide and sebacic acid dihydrazide, dodecanedioic acid dihydrazide, isophoronediamine and menthanediamine, N- Such as aminoethylpiperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane adduct, bis (4-aminocyclohexyl) methane and their modified products Of alicyclic polyamines, aliphatic polyamine hydrazides such as 1,6-hexamethylenebis (N, N-dimethylsemicarbazide), aliphatic polyamidoamines composed of polyamines and dimer acids, and polyaminoamides. Oligomer Propylene Glycol Monomethyl Ether Solution with Li- (Hexamethylene-N, N-dimethylsemicarbazide) as Main Component, Oligomer N, N- with Bullettory Tri- (Hexamethylene-N, N-dimethylsemicarbazide) as Main Component Dimethylformamide solutions, glycols such as spiroglycol and 2- (5-ethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxan-2-yl) -2-methylpropan-1-ol, and other amine adduct curing agents Is mentioned.
Among these, it is preferable to use a polyaminoamide type curing agent having a viscosity at 25 ° C. of 400 mPa · s or more.

多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂組成物中における、エポキシ樹脂と硬化剤との添加割合は、エポキシ基1当量に対して、硬化剤当量(アミン当量)が0.6〜1.5の範囲になるように調整することが好ましい。硬化剤当量比が0.6より少ない場合はエポキシ樹脂硬化物の架橋密度が低くなり、耐熱性、耐溶剤性などが低下する場合がある。また1.5より多くなると、未反応の官能基が多くなり、未反応のまま硬化物中に残留したり、あるいは架橋密度向上を阻害する要因となり好ましくない。   The addition ratio of the epoxy resin and the curing agent in the epoxy resin composition for forming the composition layer 10a for the porous structure is such that the curing agent equivalent (amine equivalent) is 0. It is preferable to adjust so that it may become the range of 6-1.5. When the curing agent equivalent ratio is less than 0.6, the crosslinking density of the cured epoxy resin is lowered, and the heat resistance, solvent resistance, and the like may be lowered. On the other hand, if it exceeds 1.5, the number of unreacted functional groups increases, and it remains unreacted in the cured product or becomes a factor that hinders the improvement of the crosslinking density.

ポロゲンは、硬化後の多孔質構造体10中に形成されるマクロ孔やメソポアの空隙を形成するための成分である。ポロゲンとしては、上述したエポキシ樹脂および硬化剤を溶解可能であり、かつ、エポキシ樹脂と硬化剤とが重合した後、反応誘起相分離を生じさせることが可能な化合物を用いることができる。   The porogen is a component for forming macropores and mesopore voids formed in the porous structure 10 after curing. As the porogen, a compound capable of dissolving the above-described epoxy resin and curing agent and capable of causing reaction-induced phase separation after the epoxy resin and the curing agent are polymerized can be used.

このようなポロゲンとしては、たとえば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどエステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類などを挙げることができる。これらのなかでも、分子量200以下のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールが好ましい。あるいは、分子量600以上のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなど、室温中において蝋質(半固形)状であっても、重合温度においてエポキシ樹脂や硬化剤と相溶し、かつ液状となるものであれば、ポロゲンとして使用することができる。   Examples of such porogens include cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, triethylene glycol, and diethylene glycol. Can be mentioned. Among these, polyethylene glycol, polypropylene glycol, triethylene glycol, and diethylene glycol having a molecular weight of 200 or less are preferable. Alternatively, polyethylene glycol or polypropylene glycol having a molecular weight of 600 or more, such as waxy (semi-solid) at room temperature, as long as it is compatible with an epoxy resin and a curing agent at a polymerization temperature and becomes liquid, Can be used as a porogen.

ポロゲンの配合量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、好ましくは、30〜90重量部であり、より好ましくは60〜90重量部である。ポロゲンの配合量を上記範囲とすることにより、硬化後の多孔質構造体10のミクロ構造(マクロ孔やメソポアの孔径)をより適切なものとすることができる。   The compounding amount of the porogen is preferably 30 to 90 parts by weight, more preferably 60 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin. By setting the blending amount of the porogen within the above range, the microstructure (macropores and mesopore pore diameter) of the porous structure 10 after curing can be made more appropriate.

また、多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、硬化剤、およびポロゲンに加えて、ポロゲンと同等の効果をもたらす有機高分子や、金属アルコキシドからなるゾルをさらに配合してもよい。ポロゲンと同等の効果をもたらす有機高分子としては、重合系に均一かつ溶解することが出来れば特に分子量などは限定されないが、たとえば、ポリエチレングルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびエチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体に代表されるこれらの共重合体等が挙げられる。これらのなかでも、ポリエチレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体などが好ましい。これら有機高分子の配合割合は、得ようとする骨格部のメソポア径に応じて適宜調節することができる。   Moreover, as an epoxy resin composition for forming the composition layer 10a for porous structures, in addition to an epoxy resin, a hardening | curing agent, and a porogen, the organic polymer which brings an effect equivalent to a porogen, and metal alkoxide are used. A sol may be further blended. The organic polymer having the same effect as porogen is not particularly limited in molecular weight as long as it can be uniformly and dissolved in the polymerization system. For example, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethyl methacrylate, polyoxy Examples thereof include ethylene nonyl phenyl ether and copolymers of these represented by ethylene oxide-propylene oxide copolymers. Among these, polyethylene oxide, ethylene oxide-propylene oxide copolymer and the like are preferable. The blending ratio of these organic polymers can be appropriately adjusted according to the mesopore diameter of the skeleton part to be obtained.

また、金属アルコキシドからなるゾルを配合することで、後に溶解させ、金属アルコキシドからなるゾルが物理的に存在した孔を骨格内のメソポアとして形成することができる。金属アルコキシドからなるゾルとしては、シリカアルコキシドとして、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、1,2−ビストリメトキシシリルエタン、Si原子に1〜4つのアルコキシ基が結合したシリカアルコキシド、グリシジル基を導入したシリカアルコキシド等、チタンアルコキシドとして、チタニウムn−プロポキシド、チタニウムイソプロポキシド、チタニウムn−ブトキシド、チタニウムt−ブトキシド等、ジルコニウムアルコキシドとして、ジルコニウムプロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムn−ブトキシド、ジルコニウムt−ブトキシド等、ハフニウムアルコキシドとして、ハフニウムプロポキシド、ハフニウムイソプロポキシド、ハフニウムn−ブトキシド、ハフニウムt−ブトキシド等が挙げられる。
これらのなかでも、Si原子に1〜4つのアルコキシ基が結合したシリカアルコキシド、グリシジル基を導入したシリカアルコキシドからなるゾルが好ましく、グリシジル基を導入したシリカアルコキシドからなるゾルが特に好ましい。
Further, by blending a sol made of a metal alkoxide, it can be dissolved later to form pores in which the sol made of the metal alkoxide physically exists as mesopores in the skeleton. As a sol composed of metal alkoxide, as silica alkoxide, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, 1,2-bistrimethoxysilylethane, 1 to 4 alkoxy groups bonded to Si atom Silica alkoxide, silica alkoxide introduced with glycidyl group, etc., titanium alkoxide, titanium n-propoxide, titanium isopropoxide, titanium n-butoxide, titanium t-butoxide, etc., zirconium alkoxide, zirconium propoxide, zirconium isopropoxide As hafnium alkoxide, hafnium propoxide, hafnium isodium, etc., zirconium n-butoxide, zirconium t-butoxide, etc. Ropokishido, hafnium n- butoxide, hafnium t- butoxide.
Among these, a sol composed of a silica alkoxide in which 1 to 4 alkoxy groups are bonded to an Si atom and a silica alkoxide in which a glycidyl group is introduced is preferable, and a sol composed of a silica alkoxide in which a glycidyl group is introduced is particularly preferable.

また、多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂組成物には、変性層20(変性層用組成物層20a)を構成する化合物(たとえば、ポリビニルアルコール)との親和性を向上させるために、シランカップリング剤などの公知のカップリング剤を含有させてもよい。   Moreover, the epoxy resin composition for forming the composition layer 10a for porous structures has affinity with the compound (for example, polyvinyl alcohol) which comprises the modified layer 20 (modified layer composition layer 20a). In order to improve it, you may contain well-known coupling agents, such as a silane coupling agent.

変性層用組成物層20aを備える基材30の変性層用組成物層20a側の面に、多孔質構造体用組成物層10aを形成する方法としては特に限定されず、所望の厚みで、多孔質構造体用組成物層10aを形成可能な方法であればよいが、たとえば、多孔質構造体用組成物層10aをエポキシ樹脂を含有するものとする場合には、上述したエポキシ樹脂組成物を、変性層用組成物層20aを備える基材30の変性層用組成物層20a側の面に、ディスペンサーなどを用いて、流延する方法が挙げられる。   The method for forming the composition layer 10a for the porous structure on the surface of the base material 30 provided with the composition layer 20a for the modified layer on the side of the composition layer 20a for the modified layer is not particularly limited. Any method may be used as long as the composition layer 10a for the porous structure can be formed. For example, when the composition layer 10a for the porous structure contains an epoxy resin, the epoxy resin composition described above is used. Is cast on the surface of the base material 30 provided with the composition layer for modified layer 20a on the side of the composition layer for modified layer 20a using a dispenser or the like.

次いで、多孔質構造体用組成物層10a上に、上記と同様にして作製した変性層用組成物層20aを備える基材30を、変性層用組成物層20a側の面が、多孔質構造体用組成物層10aに接するように載せることにより、図2(C)に示すような積層体を得る。   Next, the substrate 30 provided with the composition layer 20a for the modified layer produced in the same manner as described above on the composition layer 10a for the porous structure, and the surface on the composition layer 20a side for the modified layer has a porous structure. By placing it in contact with the body composition layer 10a, a laminate as shown in FIG. 2C is obtained.

そして、得られた積層体について、多孔質構造体用組成物層10aを構成する硬化性の成分、具体的には、エポキシ樹脂および硬化剤を反応させて硬化させる処理を行う。これらを硬化させる方法としては特に限定されず、使用する硬化剤の種類に応じて、適宜選択すればよいが、たとえば、加熱による方法や、紫外線や電子線等の電磁波を照射する方法などが挙げられる。加熱により硬化させる方法における加熱温度は、通常、25〜200℃、好ましくは30〜180℃、より好ましくは40〜160℃である。   And about the obtained laminated body, the process which makes the sclerosing | hardenable component which comprises the composition layer 10a for porous structures, specifically, an epoxy resin, and a hardening | curing agent make it harden | cure is performed. The method for curing these is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of the curing agent to be used. Examples thereof include a method by heating and a method of irradiating electromagnetic waves such as ultraviolet rays and electron beams. It is done. The heating temperature in the method of curing by heating is usually 25 to 200 ° C, preferably 30 to 180 ° C, more preferably 40 to 160 ° C.

本発明においては、多孔質構造体用組成物層10aを構成する材料として、上述したエポキシ樹脂組成物を用いることで、エポキシ樹脂および硬化剤による重合に伴い、ポリマー成分が増大し、スピノーダル相分離が起こり、共連続構造を発現させることができる。なお、この際においては、多孔質構造体用組成物層10aと変性層用組成物層20aとの界面において、多孔質構造体用組成物層10aに含有されるエポキシ樹脂と、変性層用組成物層20aに含有されるポリビニルアルコールのヒドロキシ基とが反応することにより、これらの間に化学的な結合が形成されることとなる。   In the present invention, by using the above-described epoxy resin composition as a material constituting the composition layer 10a for the porous structure, the polymer component increases with polymerization by the epoxy resin and the curing agent, and spinodal phase separation Can occur and a co-continuous structure can be developed. In this case, the epoxy resin contained in the porous structure composition layer 10a and the modified layer composition at the interface between the porous structure composition layer 10a and the modified layer composition layer 20a. When the hydroxy group of the polyvinyl alcohol contained in the physical layer 20a reacts, a chemical bond is formed between them.

また、本発明においては、多孔質構造体用組成物層10aの両面を、変性層用組成物層20aを備える基材30で挟んだ状態で、多孔質構造体用組成物層10aの硬化処理を行うため、多孔質構造体用組成物層10aの主面を空気に接触しない状態で、硬化処理を行うことができ、これにより、非多孔性のスキン層がその表面に形成されてしまうことを有効に防止することができる。なお、非多孔性のスキン層は、非多孔性であるために、電解質を含浸することができず、そのため、非多孔性のスキン層が形成されると、イオン導電性を阻害してしまうこととなる。これに対して、本発明によれば、このようなスキン層の形成を有効に防止することができる。   Moreover, in this invention, the hardening process of the composition layer 10a for porous structures is carried out in the state which pinched both surfaces of the composition layer 10a for porous structures with the base material 30 provided with the composition layer 20a for modified layers. Therefore, the curing treatment can be performed in a state where the main surface of the composition layer 10a for the porous structure is not in contact with air, whereby a non-porous skin layer is formed on the surface thereof. Can be effectively prevented. In addition, since the non-porous skin layer is non-porous, it cannot be impregnated with the electrolyte. Therefore, if the non-porous skin layer is formed, the ionic conductivity is inhibited. It becomes. On the other hand, according to the present invention, formation of such a skin layer can be effectively prevented.

次いで、硬化反応を行った積層体について、硬化後の多孔質構造体用組成物層10a中に含まれるポロゲンを抽出する処理、および基材30を取り除く処理を行う。なお、これらポロゲンを抽出する処理、および基材30を取り除く処理は、別々に行ってもよいし、同時に行ってもよい。たとえば、変性層用組成物層20aを構成する化合物として、ポリビニルアルコールを用いるとともに、ポロゲンとして、上記にて例示した成分を用いた場合には、これらは共に水溶性であるため、硬化反応を行った積層体を、水中に入れることにより、ポロゲンを抽出する処理、および基材30を取り除く処理を行うことができる。   Next, a process of extracting the porogen contained in the composition layer 10a for the porous structure after curing and a process of removing the substrate 30 are performed on the laminated body that has undergone the curing reaction. In addition, the process which extracts these porogens, and the process which removes the base material 30 may be performed separately, and may be performed simultaneously. For example, when polyvinyl alcohol is used as the compound constituting the composition layer 20a for the modified layer and the components exemplified above are used as the porogen, both of them are water-soluble, so that the curing reaction is performed. By putting the laminated body in water, a process of extracting the porogen and a process of removing the substrate 30 can be performed.

そして、硬化後の多孔質構造体用組成物層10a中に含まれるポロゲンが抽出されることで、上述したような共連続構造を有する多孔質構造体10が構成され、しかも、犠牲層としての変性層用組成物層20aが、その一部が残存した状態で、基材30とともに除去されることで、図1に示すような本発明の多孔膜を得ることができる。   And by extracting the porogen contained in the composition layer 10a for porous structures after hardening, the porous structure 10 which has a co-continuous structure as mentioned above is comprised, and also as a sacrificial layer The porous layer of the present invention as shown in FIG. 1 can be obtained by removing the composition layer 20a for the modified layer together with the base material 30 in a state where a part thereof remains.

あるいは、このような方法に代えて、たとえば、多孔質構造体用組成物層10aを構成する材料として、多孔質構造体10を構成することとなるモノマー(たとえば、エポキシ樹脂)と、該モノマーに対して相溶性を示し、かつ、該モノマーを重合して得られる重合体に対して非相溶性を示す化合物とを含有するものとを用いて、これを重合することにより重合誘起相分離を起こさせることにより、多孔質構造体10を得るような方法を採用してもよい。   Alternatively, instead of such a method, for example, as a material constituting the composition layer 10a for the porous structure, a monomer (for example, epoxy resin) that constitutes the porous structure 10 and the monomer Polymerization is induced by using a compound that contains a compound that is compatible with the monomer and that is incompatible with the polymer obtained by polymerizing the monomer. Thus, a method for obtaining the porous structure 10 may be adopted.

このようにして得られる本発明の多孔膜は、たとえば、二次電池用の電解質や、燃料電池用の電解質などの電解質を含浸させることで、電解質膜とすることができる。このようにして得られる本発明の電解質膜は、上述した本発明の多孔膜を用いて得られるものであり、本発明の多孔膜は、その表面において、イオン導電性を阻害するスキン層の形成が抑制されており、その代わりに、イオン溶解性の高い変性層20を備えるものである。そして、このような本発明の多孔膜は、共連続構造を有する多孔質構造体10に形成されたマクロ孔(メソポアが存在する場合には、マクロ孔およびメソポア)に電解質を適切に保持することでき、しかも、その表面には、イオン溶解性の高い変性層20を備えるものであるため、優れたイオン導電性を発現することができ、このような優れた特性を活かし、リチウムイオン二次電池などの各種二次電池の電解質膜や、燃料電池の電解質膜用途として好適に用いることができる。   The porous membrane of the present invention thus obtained can be made into an electrolyte membrane by impregnating an electrolyte such as an electrolyte for a secondary battery or an electrolyte for a fuel cell. The electrolyte membrane of the present invention thus obtained is obtained by using the porous membrane of the present invention described above, and the porous membrane of the present invention is formed with a skin layer that inhibits ionic conductivity on the surface thereof. Instead, the modified layer 20 having high ion solubility is provided. Such a porous membrane of the present invention appropriately retains the electrolyte in the macropores (macropores and mesopores if there are mesopores) formed in the porous structure 10 having a co-continuous structure. In addition, since the surface thereof is provided with the modified layer 20 having high ion solubility, it can exhibit excellent ionic conductivity, and by utilizing such excellent characteristics, a lithium ion secondary battery For example, it can be suitably used as an electrolyte membrane for various secondary batteries such as those described above and an electrolyte membrane for fuel cells.

また、このようにして得られる本発明の多孔膜は、たとえば、上記製造方法により得られるものであるため、通常は、その両主面のみ(あるいは、一方の主面のみ)に、変性層20が形成されることとなり、厚み方向を規定する面(すなわち、両主面と垂直な面)には、変性層20は形成されないこととなる。   In addition, since the porous membrane of the present invention thus obtained is obtained by, for example, the above production method, usually, the modified layer 20 is formed only on both main surfaces (or only one main surface). Thus, the modified layer 20 is not formed on the surface that defines the thickness direction (that is, the surface perpendicular to both main surfaces).

さらに、このようにして得られる本発明の多孔膜は、たとえば、上記製造方法により得られるものであるため、多孔質構造体10の変性層20との界面近傍において、変性層20を構成する化合物(たとえば、ポリビニルアルコール)が、多孔質構造体10内部に含浸することにより形成される混合領域の厚みが薄いものとして形成されることとなる。すなわち、たとえば、本発明の多孔膜においては、混合領域の厚みが、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下、さらに好ましくは1μm以下の厚みで形成されることとなる。   Furthermore, since the porous film of the present invention thus obtained is obtained, for example, by the above production method, the compound constituting the modified layer 20 in the vicinity of the interface with the modified layer 20 of the porous structure 10 (For example, polyvinyl alcohol) is formed as a thin mixed region formed by impregnating the inside of the porous structure 10. That is, for example, in the porous film of the present invention, the thickness of the mixed region is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 1 μm or less.

一方で、変性層20を、多孔質構造体10の表面に、変性層20を構成する化合物を塗布法などにより形成した場合には、多孔質構造体10内に、変性層20を構成する化合物が、多孔質構造体10内部に浸潤してしまい、混合領域の厚みが厚くなってしまい、導電性を阻害するおそれがあり、さらには、塗布法により、変性層20を形成した場合には、主面以外の面、すなわち、厚み方向を規定する面(すなわち、両主面と垂直な面)にも、変性層20が形成されてしまうこととなる。特に、変性層20を構成する化合物が、電解液に対して高い膨潤性を有するものである場合には、多孔質構造体10内部における混合領域の厚みが厚い場合には、変性層20を構成する化合物が膨潤することによるサイズ変化によって、多孔質構造体10内に形成されている多孔構造が変形してしまうため、好ましくない。加えて、塗布法により形成する場合には、変性層20を構成する化合物を溶媒などに溶解し、塗布に適した粘度に調整する必要があるため、このような傾向が顕著になってしまう。一方で、本発明によれば、このような不具合の発生を有効に防止することができるものである。   On the other hand, when the modified layer 20 is formed on the surface of the porous structure 10 by a coating method or the like, the compound that forms the modified layer 20 in the porous structure 10. However, it may infiltrate the inside of the porous structure 10, the thickness of the mixed region becomes thick, and there is a risk of impeding conductivity, and further, when the modified layer 20 is formed by a coating method, The modified layer 20 is also formed on a surface other than the main surface, that is, a surface that defines the thickness direction (that is, a surface perpendicular to both main surfaces). In particular, when the compound constituting the modified layer 20 is highly swellable with respect to the electrolytic solution, the modified layer 20 is formed when the thickness of the mixed region in the porous structure 10 is thick. This is not preferable because the porous structure formed in the porous structure 10 is deformed by the size change caused by the swelling of the compound to be swelled. In addition, in the case of forming by a coating method, it is necessary to dissolve the compound constituting the modified layer 20 in a solvent and adjust the viscosity to be suitable for coating, and thus such a tendency becomes remarkable. On the other hand, according to the present invention, the occurrence of such a problem can be effectively prevented.

なお、たとえば、変性層用組成物層20aを備える基材30を用いずに、多孔質構造体用組成物層10aの主面が空気中に晒した状態で、硬化処理を行い、得られた多孔質構造体の表面処理を行うことで、本発明と同様に、イオン溶解性の高い変性層を、得られた多孔質構造体の表面に形成する方法も考えられる。しかしながら、このような方法においては、硬化処理時に、空気の影響により、非多孔性のスキン層が形成されてしまい、非多孔性のスキン層によりイオン導電性が阻害されてしまい、結果として、イオン導電性が悪化してしまうという不具合が発生してしまう。   In addition, for example, without using the base material 30 provided with the composition layer 20a for the modified layer, the main surface of the composition layer 10a for the porous structure was exposed to the air, and was obtained by performing a curing treatment. A method of forming a modified layer having high ion solubility on the surface of the obtained porous structure by carrying out the surface treatment of the porous structure can also be considered. However, in such a method, a non-porous skin layer is formed due to the influence of air during the curing process, and the ionic conductivity is inhibited by the non-porous skin layer. The problem that conductivity will deteriorate will generate | occur | produce.

また、非多孔性のスキン層を除去するために、スキン層の形成された多孔質構造体の表面について、研磨処理などの機械的な方法などを行う方法も考えられるが、多孔質構造体を、二次電池や燃料電池の電解質用途として用いる場合には、薄膜化する必要があるため、機械的な方法によりスキン層を除去することは極めて困難となる。これに対し、本発明によれば、このような問題も有効に解決できるものである。   Further, in order to remove the non-porous skin layer, a method of performing a mechanical method such as a polishing process on the surface of the porous structure on which the skin layer is formed may be considered. When used as an electrolyte for a secondary battery or a fuel cell, it is necessary to make the film thinner, and therefore it is extremely difficult to remove the skin layer by a mechanical method. On the other hand, according to the present invention, such a problem can be effectively solved.

なお、上述した製造方法においては、多孔質構造体用組成物層10aの両面を、変性層用組成物層20aを備える基材30で挟むような製造工程を採用する方法を例示したが、たとえば、多孔質構造体用組成物層10aの上面については、変性層用組成物層20aを備える基材30を載せる方法に代えて、変性層用組成物層20aのみを形成するような方法を採用してもよい。   In addition, in the manufacturing method mentioned above, although the method of employ | adopting the manufacturing process which sandwiches both surfaces of the composition layer 10a for porous structures with the base material 30 provided with the composition layer 20a for modified layers was illustrated, For the upper surface of the composition layer 10a for the porous structure, a method of forming only the composition layer 20a for the modified layer is employed instead of the method of placing the base material 30 provided with the composition layer 20a for the modified layer. May be.

また、上述した製造方法においては、多孔質構造体用組成物層10aの両面に接触する変性層用組成物層20aの両方とも、多孔質構造体用組成物層10aを構成する化合物と反応し、得られる多孔質膜において、多孔質構造体10の両面に、変性層20が形成されるような構成を例示したが、多孔質構造体用組成物層10aの両面に接触する変性層用組成物層20aのうち一方のみが、多孔質構造体用組成物層10aを構成する化合物と反応するような構成としてもよい。すなわち、この場合には、得られる多孔質膜において、多孔質構造体10の片面のみに、変性層20が形成されることとなる。   Moreover, in the manufacturing method mentioned above, both of the composition layer 20a for modified layers which contacts both surfaces of the composition layer 10a for porous structures react with the compound which comprises the composition layer 10a for porous structures. In the obtained porous membrane, the configuration in which the modified layer 20 is formed on both surfaces of the porous structure 10 is exemplified, but the modified layer composition that contacts both surfaces of the porous structure composition layer 10a. Only one of the physical layers 20a may be configured to react with the compound constituting the composition layer 10a for the porous structure. That is, in this case, the modified layer 20 is formed only on one side of the porous structure 10 in the obtained porous film.

さらに、上述した製造方法においては、多孔質構造体用組成物層10aを構成する化合物として、エポキシ樹脂組成物を用い、かつ、変性層用組成物層20aを構成する化合物として、ポリビニルアルコールを用いるような態様を特に例示して説明したが、これらに限定されず、種々の化合物を、種々の組み合わせで用いることができるのは、もちろんである。   Furthermore, in the manufacturing method mentioned above, an epoxy resin composition is used as the compound constituting the composition layer 10a for the porous structure, and polyvinyl alcohol is used as the compound constituting the composition layer 20a for the modified layer. Although such an aspect was illustrated and demonstrated in particular, it is not limited to these, Of course, various compounds can be used in various combinations.

一例を挙げると、変性層用組成物層20aを構成する化合物として、二次電池や燃料電池に用いられる電解質溶媒に溶解する化合物を用いることができ、この場合には、変性層用組成物層20aの一部を、基材30とともに除去した後、乾燥工程等を経ることなく、電解質用途として用いることが可能となる。   For example, a compound that dissolves in an electrolyte solvent used in a secondary battery or a fuel cell can be used as the compound constituting the composition layer 20a for the modified layer. In this case, the composition layer for the modified layer is used. After a part of 20a is removed together with the base material 30, it can be used as an electrolyte application without passing through a drying step or the like.

また、本発明の多孔膜をこのような電解質用途に用いる場合において、たとえば、電解質としてイオン液体を用いる場合には、多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂として、ポロゲンの代わりにイオン液体を用いてもよい。この場合においては、イオン液体は、本発明の多孔膜中に残存させることが好ましいため、ポロゲンの場合とは異なり、抽出せずに、多孔質構造体10中に残存させることが望ましい。   Further, when the porous membrane of the present invention is used for such an electrolyte application, for example, when an ionic liquid is used as an electrolyte, as an epoxy resin for forming the porous structure composition layer 10a, a porogen Instead, an ionic liquid may be used. In this case, since it is preferable to leave the ionic liquid in the porous membrane of the present invention, it is desirable to leave the ionic liquid in the porous structure 10 without extraction, unlike the case of porogen.

イオン液体としては、たとえば、下記一般式(1)で示され、融点が50℃以下、好ましくは25℃以下であるものを用いることができる。

Figure 2013203998
〔上記一般式(1)中、R〜Rは互いに同一もしくは異種の炭素数1〜5のアルキル基、またはR’−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(R’はメチル基またはエチル基を示し、nは1〜4の整数である。)を示し、これらR、R、RおよびRのいずれか2個の基が環を形成していても構わない。ただし、R〜Rの内少なくとも1つは上記アルコキシアルキル基である。Xは窒素原子またはリン原子を示し、Yは一価のアニオンを示す。〕 As the ionic liquid, for example, one represented by the following general formula (1) and having a melting point of 50 ° C. or lower, preferably 25 ° C. or lower can be used.
Figure 2013203998
[In General Formula (1), R 1 to R 4 are the same or different alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group represented by R′—O— (CH 2 ) n — (R 'Represents a methyl group or an ethyl group, and n is an integer of 1 to 4.), and any two groups of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 form a ring. It doesn't matter. However, at least one of R 1 to R 4 is the alkoxyalkyl group. X represents a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Y represents a monovalent anion. ]

炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、2−プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられる。R’−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基としては、メトキシまたはエトキシメチル基、メトキシまたはエトキシエチル基、メトキシまたはエトキシプロピル基、メトキシまたはエトキシブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, 2-propyl group, butyl group, and pentyl group. Examples of the alkoxyalkyl group represented by R′—O— (CH 2 ) n — include a methoxy or ethoxymethyl group, a methoxy or ethoxyethyl group, a methoxy or ethoxypropyl group, and a methoxy or ethoxybutyl group.

また、R、R、RおよびRのいずれか2個の基が環を形成している化合物としては、Xに窒素原子を採用した場合には、アジリジン環、アゼチジン環、ピロリジン環、ピペリジン環等を有する4級アンモニウム塩、一方、Xにリン原子を採用した場合には、ペンタメチレンホスフィン(ホスホリナン)環等を有する4級ホスホニウム塩等が挙げられる。 In addition, as a compound in which any two groups of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 form a ring, when a nitrogen atom is employed for X, an aziridine ring, an azetidine ring, a pyrrolidine ring And quaternary ammonium salts having a piperidine ring, etc., on the other hand, when a phosphorus atom is employed for X, quaternary phosphonium salts having a pentamethylenephosphine (phosphorinane) ring and the like can be mentioned.

特に、置換基として、上記R′がメチル基であり、nが2のメトキシエチル基を少なくとも1つ有する4級アンモニウム塩が好適である。
また、置換基として、メチル基、2つのエチル基、およびアルコキシエチル基を有する下記一般式(2)で示される4級塩も好適に用いることができる。

Figure 2013203998
〔上記一般式(2)中、R’はメチル基またはエチル基を示し、Xは窒素原子またはリン原子を示し、Yは一価のアニオンを示す。また、Meはメチル基を、Etはエチル基を意味する。〕 In particular, a quaternary ammonium salt having at least one methoxyethyl group in which R ′ is a methyl group and n is 2 is preferable as a substituent.
Moreover, the quaternary salt shown by following General formula (2) which has a methyl group, two ethyl groups, and an alkoxyethyl group as a substituent can also be used suitably.
Figure 2013203998
[In the general formula (2), R ′ represents a methyl group or an ethyl group, X represents a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Y represents a monovalent anion. Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group. ]

上記一般式(1),(2)における一価のアニオンYとしては、特に限定されるものではなく、BF 、PF 、AsF 、SbF 、AlCl 、NbF 、HSO 、ClO 、CHSO 、CFSO 、CFCO 、(CFSO、Cl、Br、I等のアニオンを用いることができるが、非水系有機溶媒中での解離度、安定性および移動度等を考慮すると、特に、BF 、PF 、(CFSO、CFSO 、またはCFCO であることが好適である。 The monovalent anion Y in the general formulas (1) and (2) is not particularly limited, and BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , AlCl 4 , NbF 6 −. , HSO 4 , ClO 4 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , Cl , Br , I − and the like are used. However, considering the dissociation degree, stability, mobility and the like in a non-aqueous organic solvent, BF 4 , PF 6 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , CF 3 SO 3 Or CF 3 CO 2 .

本発明において、上記一般式(1),(2)で示される4級塩のうち、好適に用いられる4級アンモニウム塩および4級ホスホニウム塩の具体例としては、以下の化合物(3)〜(11)が挙げられ(Meはメチル基、Etはエチル基を示す。)、特に、低温特性等に優れた蓄電デバイスを得ることを考慮すると、下記式(3)または(8)で示される4級アンモニウム塩を用いることがより好ましい。

Figure 2013203998
In the present invention, among the quaternary salts represented by the general formulas (1) and (2), specific examples of the quaternary ammonium salt and quaternary phosphonium salt that are preferably used include the following compounds (3) to ( 11) (Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group), and in particular, 4 4 represented by the following formula (3) or (8) in consideration of obtaining an electricity storage device having excellent low-temperature characteristics and the like. It is more preferable to use a quaternary ammonium salt.
Figure 2013203998

なお、ポロゲンの代わりにイオン液体を用いる場合には、イオン液体とともに、電解質塩(たとえば、二次電池用の電解質塩や、燃料電池用の電解質塩)を含有させることが好ましい。   In addition, when using an ionic liquid instead of a porogen, it is preferable to contain electrolyte salt (For example, electrolyte salt for secondary batteries, electrolyte salt for fuel cells) with an ionic liquid.

また、ポロゲンの代わりにイオン液体を用いる場合においては、イオン液体と、共連続構造を有する多孔質構造体10との間の親和性を良好なものとするために、硬化前の多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂組成物中に、イオン液体との親和性が高く、しかも、エポキシ樹脂および/または硬化剤と重合可能な単量体を含有させることが好ましい。このような単量体を用いることで、多孔質構造体10中に、イオン液体と親和性の高い官能基を導入することができ、これにより、多孔質構造体10とイオン液体との親和性を高めることができる。このような単量体としては、特に限定されないが、たとえば、下記一般式(12)に示す化合物などが挙げられる。

Figure 2013203998
〔上記一般式(12)中、mは、1以上10以下の整数を示す。nは、1以上5以下の整数を示す。Rは、水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を示す。R、R、Rは、炭素数1〜5のアルキル基を示す。R、R、Rは、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子から選ばれる1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよく、R、R、Rは、2つ以上が連結して環状構造であってもよい。また、Yは上記一般式(1)と同様である。〕 In the case of using an ionic liquid instead of the porogen, in order to improve the affinity between the ionic liquid and the porous structure 10 having a co-continuous structure, the porous structure before curing is used. It is preferable that the epoxy resin composition for forming the composition layer 10a contains a monomer having high affinity with the ionic liquid and polymerizable with the epoxy resin and / or the curing agent. By using such a monomer, a functional group having a high affinity with the ionic liquid can be introduced into the porous structure 10, and thereby the affinity between the porous structure 10 and the ionic liquid. Can be increased. Such a monomer is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (12).
Figure 2013203998
[In the general formula (12), m represents an integer of 1 or more and 10 or less. n represents an integer of 1 to 5. R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 6 , R 7 and R 8 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 6 , R 7 and R 8 may contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom and a fluorine atom, and two or more of R 6 , R 7 and R 8 are linked together. It may be a ring structure. Y is the same as in the general formula (1). ]

上記一般式(12)で表される化合物のなかでも、下記一般式(13)〜(20)で表される化合物が特に好適に用いることができる。

Figure 2013203998
〔上記一般式(13)〜(20)中、m、R、R、Yは、上記一般式(12)と同様である。〕 Among the compounds represented by the general formula (12), compounds represented by the following general formulas (13) to (20) can be particularly preferably used.
Figure 2013203998
[In the general formulas (13) to (20), m, R 5 , R 6 and Y are the same as those in the general formula (12). ]

また、硬化前の多孔質構造体用組成物層10aを形成するためのエポキシ樹脂組成物中に、上記一般式(12)で表される化合物を配合した場合には、エポキシ樹脂組成物中にイオン液体を含有させず、代わりに、上述したポロゲンを含有させ、多孔質構造体用組成物層10aについて硬化処理を行った後、ポロゲンを抽出し、ポロゲンが抽出された部分に、電解質塩とともに、イオン液体を含浸させるような構成としてもよい。   Moreover, when the compound represented by the general formula (12) is blended in the epoxy resin composition for forming the composition layer 10a for the porous structure before curing, the epoxy resin composition contains Instead of containing an ionic liquid, instead of containing the porogen described above and performing a curing treatment on the composition layer 10a for the porous structure, the porogen is extracted, and the porogen is extracted together with the electrolyte salt Alternatively, the structure may be soaked with an ionic liquid.

以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

《実施例1》
ポリビニルアルコール溶液の調製
平均重合度nが3500、鹸化度が86〜90%であるポリビニルアルコール(PVA)の水溶液(和光純薬工業株式会社製)を2重量%水溶液に調製し、使用した。
Example 1
Preparation of Polyvinyl Alcohol Solution An aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having an average polymerization degree n of 3500 and a saponification degree of 86 to 90% was prepared as a 2% by weight aqueous solution and used.

エポキシ樹脂組成物の調製
エポキシ当量が95〜110(平均102)である下記式(21)で表されるエポキシ化合物(商品名「テトラドC」、日産化学工業株式会社)4重量部、アミン価が520〜550である下記式(22)で表されるビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(東京化成工業株式会社製)0.575重量部、および、平均重合度nが200である下記式(23)で表されるポリエチレングリコール200(和光純薬工業株式会社製)1重量を混合することで、エポキシ樹脂組成物を得た。

Figure 2013203998
Preparation of epoxy resin composition 4 parts by weight of an epoxy compound represented by the following formula (21) having an epoxy equivalent of 95 to 110 (average of 102) (trade name “Tetrad C”, Nissan Chemical Industries, Ltd.), amine value is 0.575 parts by weight of bis (4-aminocyclohexyl) methane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula (22) that is 520 to 550, and the following formula (23 An epoxy resin composition was obtained by mixing 1 weight of polyethylene glycol 200 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Figure 2013203998

多孔膜の製造
上記にて調製したポリビニルアルコール2重量%水溶液を、75mm×75mmのガラス板2枚に、スピンコーターを用いて2,000rpm、20秒の条件で塗布した後、105℃で1時間のアニール処理を施すことによって、ポリビニルアルコール層(変性層用組成物層20a)を形成したガラス板を2枚得た。
Production of Porous Membrane The 2% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol prepared above was applied to two 75 mm × 75 mm glass plates using a spin coater at 2,000 rpm for 20 seconds, and then at 105 ° C. for 1 hour. The two glass plates in which the polyvinyl alcohol layer (modified layer composition layer 20a) was formed were obtained by performing the annealing treatment.

次いで、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板の、ポリビニルアルコール層形成面に、上記にて調製したエポキシ樹脂組成物640mgを流延することで、エポキシ樹脂組成物層(多孔質構造体用組成物層10a)を形成し、次いで、この上に、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板を、ポリビニルアルコール層形成面が、エポキシ樹脂組成物層と接触するように、直接、エポキシ樹脂組成物層上に載せ、これにより図2(C)に示す積層体を得た。   Next, by casting 640 mg of the epoxy resin composition prepared above on the surface of the glass plate on which the polyvinyl alcohol layer is formed, the epoxy resin composition layer (the composition layer for porous structure) 10a), and then the glass plate on which the polyvinyl alcohol layer is formed is directly placed on the epoxy resin composition layer so that the polyvinyl alcohol layer-forming surface is in contact with the epoxy resin composition layer. Thus, the laminate shown in FIG. 2C was obtained.

そして、得られた積層体を110℃で1時間加熱することにより、エポキシ樹脂組成物層中のエポキシ化合物を硬化させ、硬化積層体を得た。次いで、加熱後の硬化積層体を温度50〜60℃に調整した温水中に投入し、5〜20分間放置することにより、加熱後のエポキシ樹脂組成物層中に含有するポリエチレングリコール200を抽出するとともに、ポリビニルアルコール層の一部を、ガラス板とともに剥離させることで、図1に示すような構成を有する多孔膜を得た。そして、得られた多孔膜を、フッ素フィルム(日東電工株式会社製)上に採取し、メタノールで約30分間洗浄した後、105℃の真空下で1晩乾燥させた。   And the epoxy compound in an epoxy resin composition layer was hardened by heating the obtained laminated body at 110 degreeC for 1 hour, and the cured laminated body was obtained. Next, the cured laminated body after heating is poured into warm water adjusted to a temperature of 50 to 60 ° C. and left for 5 to 20 minutes to extract the polyethylene glycol 200 contained in the heated epoxy resin composition layer. And the porous film which has a structure as shown in FIG. 1 was obtained by peeling a part of polyvinyl alcohol layer with a glass plate. The obtained porous film was collected on a fluorine film (manufactured by Nitto Denko Corporation), washed with methanol for about 30 minutes, and then dried overnight at 105 ° C. under vacuum.

このようにして得られた多孔膜は、総厚みが25μmであり、走査型電子顕微鏡観察により測定した多孔質構造体10のマクロ孔の平均孔径が、0.3〜0.6μmであった。また、得られた多孔膜について、赤外吸収分光法により分析したところ、多孔質構造体10の両主面に、ポリビニルアルコールからなる変性層が形成されていることが確認できた。具体的には、ポリビニルアルコールからなる変性層を形成した多孔膜と、ポリビニルアルコールからなる変性層を形成していない多孔膜とのそれぞれについて、FT−IR測定を行い、これらの差スペクトルをとることにより、ポリビニルアルコールに含まれているエステル結合(鹸化されずに残存しているエステル結合)に基づくピーク(1730cm−1付近のピーク)に基づいて、ポリビニルアルコールからなる変性層の形成を確認した。また、得られた多孔膜について、複素インピーダンス測定によりイオン導電性を測定したところ、10−4S/cm以上となり高いイオン導電性を有していることが確認できた。 The porous film thus obtained had a total thickness of 25 μm, and the average pore diameter of the macropores of the porous structure 10 measured by scanning electron microscope observation was 0.3 to 0.6 μm. Further, when the obtained porous film was analyzed by infrared absorption spectroscopy, it was confirmed that a modified layer made of polyvinyl alcohol was formed on both main surfaces of the porous structure 10. Specifically, FT-IR measurement is performed on each of a porous film formed with a modified layer made of polyvinyl alcohol and a porous film not formed with a modified layer made of polyvinyl alcohol, and the difference spectrum thereof is taken. Thus, formation of a modified layer made of polyvinyl alcohol was confirmed based on a peak (peak near 1730 cm −1 ) based on an ester bond (ester bond remaining without being saponified) contained in polyvinyl alcohol. Moreover, when ion conductivity was measured by complex impedance measurement about the obtained porous membrane, it became 10 <-4 > S / cm or more, and has confirmed having high ion conductivity.

《実施例2》
ポリビニルアルコール層を形成するためのポリビニルアルコール水溶液として、3重量%水溶液を用い、かつ、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板の、ポリビニルアルコール層形成面に、流延するエポキシ樹脂組成物の量を480mgとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示すような構成を有する多孔膜を得た。
Example 2
As the polyvinyl alcohol aqueous solution for forming the polyvinyl alcohol layer, a 480 mg amount of the epoxy resin composition cast on the polyvinyl alcohol layer forming surface of the glass plate on which the 3% by weight aqueous solution is used and the polyvinyl alcohol layer is formed. Except for the above, a porous membrane having the structure shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1.

そして、このようにして得られた多孔膜は、総厚みが20μmであり、実施例1と同様にして測定したマクロ孔の平均孔径が、0.3〜0.6μmであった。また、実施例1と同様にして、得られた多孔膜について、赤外吸収分光法により分析したところ、多孔質構造体10の両主面に、ポリビニルアルコールからなる変性層が形成されていることが確認できた。また、得られた多孔膜について、実施例1と同様にしてイオン導電性を測定したところ、10−4S/cm以上となり高いイオン導電性を有していることが確認できた。 And the porous film obtained in this way was 20 micrometers in total thickness, and the average hole diameter of the macropore measured like Example 1 was 0.3-0.6 micrometer. Further, when the obtained porous film was analyzed by infrared absorption spectroscopy in the same manner as in Example 1, it was found that modified layers made of polyvinyl alcohol were formed on both main surfaces of the porous structure 10. Was confirmed. Further, when the ionic conductivity of the obtained porous membrane was measured in the same manner as in Example 1, it was 10 −4 S / cm or more, and it was confirmed that the ionic conductivity was high.

《実施例3》
ポリビニルアルコール層を形成するためのポリビニルアルコール水溶液として、3重量%水溶液を用い、かつ、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板の、ポリビニルアルコール層形成面に、流延するエポキシ樹脂組成物の量を720mgとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示すような構成を有する多孔膜を得た。
Example 3
As a polyvinyl alcohol aqueous solution for forming the polyvinyl alcohol layer, a 720 mg amount of the epoxy resin composition to be cast on the polyvinyl alcohol layer forming surface of the glass plate using the 3% by weight aqueous solution and forming the polyvinyl alcohol layer is used. Except for the above, a porous membrane having the structure shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1.

そして、このようにして得られた多孔膜は、総厚みが40〜50μmであり、実施例1と同様にして測定したマクロ孔の平均孔径が、0.3〜0.6μmであった。また、実施例1と同様にして、得られた多孔膜について、赤外吸収分光法により分析したところ、多孔質構造体10の両主面に、ポリビニルアルコールからなる変性層が形成されていることが確認できた。また、得られた多孔膜について、実施例1と同様にしてイオン導電性を測定したところ、10−4S/cm以上となり高いイオン導電性を有していることが確認できた。 And the porous film obtained in this way was 40-50 micrometers in total thickness, and the average hole diameter of the macropore measured like Example 1 was 0.3-0.6 micrometer. Further, when the obtained porous film was analyzed by infrared absorption spectroscopy in the same manner as in Example 1, it was found that modified layers made of polyvinyl alcohol were formed on both main surfaces of the porous structure 10. Was confirmed. Further, when the ionic conductivity of the obtained porous membrane was measured in the same manner as in Example 1, it was 10 −4 S / cm or more, and it was confirmed that the ionic conductivity was high.

《実施例4》
ポリビニルアルコール層を形成するためのポリビニルアルコール水溶液として、1重量%水溶液を用い、ガラス板として25mm×25mmのサイズのものを用い、かつ、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板の、ポリビニルアルコール層形成面に、流延するエポキシ樹脂組成物の量を32mgとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示すような構成を有する多孔膜を得た。
Example 4
As a polyvinyl alcohol aqueous solution for forming a polyvinyl alcohol layer, a 1% by weight aqueous solution is used, a glass plate having a size of 25 mm × 25 mm is used, and a polyvinyl alcohol layer-forming surface of a glass plate on which a polyvinyl alcohol layer is formed In addition, a porous membrane having the structure shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the epoxy resin composition to be cast was 32 mg.

そして、このようにして得られた多孔膜は、総厚みが10μmであり、実施例1と同様にして測定したマクロ孔の平均孔径が、0.3〜0.6μmであった。また、実施例1と同様にして、得られた多孔膜について、赤外吸収分光法により分析したところ、多孔質構造体10の両主面に、ポリビニルアルコールからなる変性層が形成されていることが確認できた。また、得られた多孔膜について、実施例1と同様にしてイオン導電性を測定したところ、10−4S/cm以上となり高いイオン導電性を有していることが確認できた。 And the porous film obtained in this way was 10 micrometers in total thickness, and the average hole diameter of the macropore measured like Example 1 was 0.3-0.6 micrometer. Further, when the obtained porous film was analyzed by infrared absorption spectroscopy in the same manner as in Example 1, it was found that modified layers made of polyvinyl alcohol were formed on both main surfaces of the porous structure 10. Was confirmed. Further, when the ionic conductivity of the obtained porous membrane was measured in the same manner as in Example 1, it was 10 −4 S / cm or more, and it was confirmed that the ionic conductivity was high.

《実施例5》
イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物の調製
芳香族エポキシ樹脂(商品名「TEPIC−S」、日産化学工業株式会社製)2.4重量部を、イオン液体としての(N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(関東化学株式会社製)6.0重量部、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(東京化成工業株式会社製)0.54重量部、およびグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(商品名「SY−GTA−80」、阪本薬品工業株式会社製)0.3重量部を混合することで、イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 5
Preparation of Epoxy Resin Composition Containing Ionic Liquid 2.4 parts by weight of aromatic epoxy resin (trade name “TEPIC-S”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is used as an ionic liquid (N, N-diethyl-N -Methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 6.0 parts by weight, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) An epoxy resin composition containing an ionic liquid is mixed by mixing 0.54 parts by weight and 0.3 parts by weight of glycidyltrimethylammonium chloride (trade name “SY-GTA-80”, manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.). Obtained.

多孔膜の製造
上記にて調製したポリビニルアルコール2重量%水溶液を、75mm×75mmのガラス板2枚に、スピンコーターを用いて2,000rpm、20秒の条件で塗布した後、105℃で1時間のアニール処理を施すことによって、ポリビニルアルコール層(変性層用組成物層20a)を形成したガラス板を2枚得た。
Production of Porous Membrane The 2% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol prepared above was applied to two 75 mm × 75 mm glass plates using a spin coater at 2,000 rpm for 20 seconds, and then at 105 ° C. for 1 hour. The two glass plates in which the polyvinyl alcohol layer (modified layer composition layer 20a) was formed were obtained by performing the annealing treatment.

次いで、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板の、ポリビニルアルコール層形成面に、上記にて調製したイオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物640mgを流延することで、イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物層(多孔質構造体用組成物層10a)を形成し、次いで、この上に、ポリビニルアルコール層を形成したガラス板を、ポリビニルアルコール層形成面が、イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物層と接触するように、直接、イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物層上に載せ、これにより図2(C)に示す積層体を得た。   Next, the epoxy resin composition containing the ionic liquid is cast by casting 640 mg of the epoxy resin composition containing the ionic liquid prepared above on the polyvinyl alcohol layer forming surface of the glass plate on which the polyvinyl alcohol layer is formed. Layer (porous structure composition layer 10a), and then a glass plate on which a polyvinyl alcohol layer is formed, and an epoxy resin composition layer on which the polyvinyl alcohol layer-forming surface contains an ionic liquid Directly on the epoxy resin composition layer containing the ionic liquid so as to come into contact, a laminate shown in FIG. 2C was obtained.

そして、得られた積層体を110℃で1時間加熱することにより、イオン液体を含有するエポキシ樹脂組成物層中のエポキシ化合物を硬化させ、硬化積層体を得た。次いで、硬化積層体から、ポリビニルアルコール層の一部を、ガラス板とともに剥離させることで、図1に示すような構成を有する多孔膜を得た。   And the epoxy compound in the epoxy resin composition layer containing an ionic liquid was hardened by heating the obtained laminated body at 110 degreeC for 1 hour, and the cured laminated body was obtained. Next, a part of the polyvinyl alcohol layer was peeled off together with the glass plate from the cured laminate to obtain a porous film having a configuration as shown in FIG.

このようにして得られた多孔膜は、総厚みが25μmであり、走査型電子顕微鏡観察により測定した多孔質構造体10は、イオン液体としての(N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを含有するものであり、そのマクロ孔の平均孔径が、0.3〜0.6μmであった。また、得られた多孔膜について、赤外吸収分光法により分析したところ、多孔質構造体10の両主面に、ポリビニルアルコールからなる変性層が形成されていることが確認できた。また、得られた多孔膜について、複素インピーダンス測定によりイオン導電性を測定したところ、10−4S/cm以上となり高いイオン導電性を有していることが確認できた。なお、実施例5において、得られた多孔膜の多孔質構造体10部分のSEM写真を図3に示す。 The porous film thus obtained has a total thickness of 25 μm, and the porous structure 10 measured by observation with a scanning electron microscope has (N, N-diethyl-N-methyl-N— as an ionic liquid). (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is contained, and the average pore diameter of the macropores is 0.3 to 0.6 μm. As a result of analysis by external absorption spectroscopy, it was confirmed that a modified layer made of polyvinyl alcohol was formed on both main surfaces of the porous structure 10. Further, the obtained porous film was measured by complex impedance measurement. measurement of the ionic conductivity was confirmed to have a 10 -4 S / cm or more and becomes high ionic conductivity. in examples 5, resulting et al And the SEM photograph of the porous structure 10 portion of the membrane shown in FIG.

10…多孔質構造体
10a…多孔質構造体用組成物層
20…変性層
20a…変性層用組成物層
30…基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Porous structure 10a ... Composition layer 20 for porous structures ... Modified layer 20a ... Composition layer 30 for modified layers ... Base material

Claims (14)

共連続構造を有する膜状の多孔質構造体からなる多孔質膜であって、
前記多孔質構造体の少なくとも一方の主面が、前記多孔質構造体を構成する化合物と異なる変性用化合物によって変性されていることを特徴とする多孔質膜。
A porous membrane comprising a membrane-like porous structure having a co-continuous structure,
A porous membrane, wherein at least one main surface of the porous structure is modified with a modifying compound different from a compound constituting the porous structure.
前記多孔質構造体の少なくとも一方の主面には、該主面を被覆してなり、前記変性用化合物で構成された変性層が形成されており、
前記変性層は、前記多孔質構造体の空隙の平均孔径よりも小さな平均孔径を有する多孔質層、または非多孔質層であることを特徴とする請求項1に記載の多孔質膜。
At least one main surface of the porous structure is coated with the main surface, and a modified layer composed of the modifying compound is formed,
The porous film according to claim 1, wherein the modified layer is a porous layer or a non-porous layer having an average pore size smaller than an average pore size of voids of the porous structure.
前記変性層の厚みが、1000nm以下であることを特徴とする請求項2に記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 2, wherein the thickness of the modified layer is 1000 nm or less. 前記多孔質構造体は、両主面が、前記変性用化合物によって変性されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 1, wherein both main surfaces of the porous structure are modified with the modifying compound. 前記多孔質膜構造体が、エポキシ樹脂硬化物からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 1, wherein the porous membrane structure is made of a cured epoxy resin. 前記変性用化合物が、前記多孔質膜構造体を構成する化合物と反応する官能基を有するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれに記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 1, wherein the modifying compound has a functional group that reacts with a compound constituting the porous membrane structure. 前記多孔質膜構造体が、空隙中にイオン液体を含有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 1, wherein the porous membrane structure contains an ionic liquid in the voids. 前記多孔質膜構造体が、骨格内に1nm〜1μmの孔径のメソポアを備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の多孔質膜。   The porous membrane according to any one of claims 1 to 7, wherein the porous membrane structure has mesopores having a pore diameter of 1 nm to 1 µm in the skeleton. 前記多孔質膜構造体が、前記多孔質膜構造体を構成することとなるモノマーと、該モノマーに対して相溶性を示し、かつ、該モノマーを重合して得られる重合体に対して非相溶性を示す化合物と、を用いた重合誘起相分離によって形成されたものである請求項1〜8のいずれかに記載の多孔質膜。   The porous membrane structure is compatible with the monomer constituting the porous membrane structure, and is compatible with the monomer and is incompatible with the polymer obtained by polymerizing the monomer. The porous membrane according to any one of claims 1 to 8, wherein the porous membrane is formed by polymerization-induced phase separation using a soluble compound. 請求項1〜9のいずれかに記載の多孔膜に、電解質を含浸してなる電解質膜。   An electrolyte membrane obtained by impregnating the porous membrane according to any one of claims 1 to 9 with an electrolyte. 請求項10に記載の電解質膜を備える二次電池。   A secondary battery comprising the electrolyte membrane according to claim 10. 請求項10に記載の電解質膜を備える燃料電池。   A fuel cell comprising the electrolyte membrane according to claim 10. 請求項10に記載の電解質膜を備える電気二重層キャパシタ。   An electric double layer capacitor comprising the electrolyte membrane according to claim 10. 請求項10に記載の電解質膜を備える色素増感型太陽電池。   A dye-sensitized solar cell comprising the electrolyte membrane according to claim 10.
JP2012077336A 2012-03-29 2012-03-29 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell Active JP6142118B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012077336A JP6142118B2 (en) 2012-03-29 2012-03-29 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell
PCT/JP2013/058991 WO2013146875A1 (en) 2012-03-29 2013-03-27 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary cell, and fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012077336A JP6142118B2 (en) 2012-03-29 2012-03-29 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013203998A true JP2013203998A (en) 2013-10-07
JP6142118B2 JP6142118B2 (en) 2017-06-07

Family

ID=49260124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012077336A Active JP6142118B2 (en) 2012-03-29 2012-03-29 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6142118B2 (en)
WO (1) WO2013146875A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204036A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Sekisui Chem Co Ltd Method for manufacturing porous film, porous film, electrolyte film, secondary battery, and fuel cell
JP2016166273A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 株式会社エマオス京都 Porous monolith coating structure and production method therefor
JP2017171820A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 凸版印刷株式会社 Porous film
JP2019121603A (en) * 2017-12-28 2019-07-22 財團法人工業技術研究院Industrial Technology Research Institute Electrolyte, composition used for electrolyte, and lithium battery using the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113363554A (en) * 2020-03-06 2021-09-07 厦门大学 High-energy density battery
CN112448028B (en) * 2020-12-12 2022-01-11 安徽嘉誉伟丰机电科技股份有限公司 Preparation method of stable electrolyte suitable for secondary lithium battery
KR102492915B1 (en) * 2021-03-17 2023-01-31 한국생산기술연구원 Manufacturing method for film type carbon material with continuous skeleton structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125821A (en) * 2005-11-04 2007-05-24 Toyobo Co Ltd Composite porous membrane, manufacturing method thereof, and battery separator using the same, battery, and capacitor
JP2010287380A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Lithium secondary battery using ionic liquid
WO2011046145A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 日東電工株式会社 Method for manufacturing composite semipermeable membrane

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6736971B2 (en) * 2000-08-07 2004-05-18 Cuno Incorporated Pre-metered, unsupported multilayer microporous membrane
JP2008186721A (en) * 2007-01-30 2008-08-14 Asahi Kasei Chemicals Corp Porous membrane having high thermal resistance and high permeability, and its manufacturing method
JP2012055858A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Nitto Denko Corp Method for production of semipermeable composite membrane
KR101405721B1 (en) * 2011-04-29 2014-06-13 한국과학기술연구원 A porous media with enhanced hydrophobicity and a fabrication method thereof
JP5934580B2 (en) * 2011-06-13 2016-06-15 日東電工株式会社 Epoxy resin porous membrane, separator for nonaqueous electrolyte electricity storage device, nonaqueous electrolyte electricity storage device, composite semipermeable membrane, and production method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125821A (en) * 2005-11-04 2007-05-24 Toyobo Co Ltd Composite porous membrane, manufacturing method thereof, and battery separator using the same, battery, and capacitor
JP2010287380A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Lithium secondary battery using ionic liquid
WO2011046145A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 日東電工株式会社 Method for manufacturing composite semipermeable membrane

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204036A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Sekisui Chem Co Ltd Method for manufacturing porous film, porous film, electrolyte film, secondary battery, and fuel cell
JP2016166273A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 株式会社エマオス京都 Porous monolith coating structure and production method therefor
JP2017171820A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 凸版印刷株式会社 Porous film
JP2019121603A (en) * 2017-12-28 2019-07-22 財團法人工業技術研究院Industrial Technology Research Institute Electrolyte, composition used for electrolyte, and lithium battery using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013146875A1 (en) 2013-10-03
JP6142118B2 (en) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6142118B2 (en) Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell
TWI746676B (en) Solvent-less ionic liquid epoxy resin
US10195794B2 (en) Method for producing porous polyimide film, and porous polyimide film
JP6421671B2 (en) Porous polyimide film
JP5134480B2 (en) Epoxy resin porous membrane and method for producing the same
KR101141493B1 (en) Resin varnish used for adhesive film for semiconductor element, adhesive film for semiconductor element, and semiconductor device
TWI433905B (en) Adhesive composition for optical waveguide, adhesive film for optical waveguide using the composition and adhesive sheet for optical waveguide, and optical device using the member
TWI613232B (en) Conductive composition and solid state electrolytic condenser obtained by using the same
Xue et al. Stimuli-responsive multifunctional membranes of controllable morphology from poly (vinylidene fluoride)-graft-poly [2-(N, N-dimethylamino) ethyl methacrylate] prepared via atom transfer radical polymerization
TW201634465A (en) Crosslinking agent, curable resin composition, polarizing film, method for producing polarizing film, optical film and image display device
RU2015111650A (en) Liquid epoxy coating compositions, methods and products
TW201905026A (en) Image display device sealing material and image display device sealing sheet
CN106459679A (en) Adhesive tape, article, motor, and method for producing article
JP6564588B2 (en) Porous monolith coating structure and manufacturing method thereof
TW200905963A (en) Membrane-electrode bonding agent, proton conducting membrane with bonding layer, membrane-electrode assembly, solid polymer fuel cell, and method for producing membrane-electrode assembly
JP5865761B2 (en) Porous membrane manufacturing method, electrolyte membrane manufacturing method, secondary battery manufacturing method, and fuel cell manufacturing method
TW201202372A (en) Cation-polymerizable composition, adhesive containing same, cured article and polarizing plate formed by using same
JP2017226777A (en) Porous film and method for producing the same
KR101840087B1 (en) Resin film
Luo et al. Thin-film self-assembly of block copolymers containing an azobenzene-based liquid crystalline polymer and a poly (ionic liquid)
TW201816041A (en) Polarizing film with adhesive layer and method for producing said polarizing film with adhesive layer
JP2010150356A (en) Ionic functional group-containing epoxy resin
JP5476988B2 (en) Electrical device and epoxy resin composition used therefor
TW201829527A (en) Latent curing agent, method for producing the same, and thermosetting epoxy resin composition
TW201512295A (en) Electrolytic capacitor and epoxy resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160607

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6142118

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250