JP2019116705A - Modified cellulose fiber, dispersion liquid, porous film, electricity storage element and method of manufacturing porous film - Google Patents

Modified cellulose fiber, dispersion liquid, porous film, electricity storage element and method of manufacturing porous film Download PDF

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Abstract

To provide a modified cellulose fiber easy to satisfactorily disperse in a dispersion liquid and capable of stably forming a porous film, a dispersion liquid containing the modified cellulose fiber, a porous film formed using the dispersion liquid, an electricity storage element provided with the porous film, and a method of manufacturing a porous film using the dispersion liquid.SOLUTION: It is about a cellulose fiber used for forming a porous film by coating and drying. A hydrogen atom of a hydroxyl group in a part of hydroxyl groups that an unmodified cellulose fiber has is subjected to modification treatment of substituting a hydrogen atom of the hydroxyl group by a specific hydrophobic group, or a cellulose fiber is subjected to modification treatment so that a modified cellulose fiber emerges from pure water when mixing 0.1 g of the modified cellulose with 10 ml of pure water, successively shaking for 30 sec., and further standing still for 30 sec.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、多孔質膜の形成に好適に用いられる変性セルロース繊維と、前述の変性セルロース繊維を含む分散液と、前述の分散液を用いて形成される多孔質膜と、前述の多孔質膜を備える蓄電素子と、前述の分散液を用いる多孔質膜の製造方法とに関する。   The present invention provides a modified cellulose fiber suitably used for the formation of a porous membrane, a dispersion containing the above-mentioned modified cellulose fiber, a porous membrane formed using the above-mentioned dispersion, and the above-mentioned porous membrane And a method of manufacturing a porous film using the above-described dispersion liquid.

従来から、種々の多孔質膜がフィルタ等の用途で使用されている。また、近年、多孔質膜は、リチウム電池等の二次電池用のセパレータ用途への応用も進んでいる。   Conventionally, various porous membranes are used in applications such as filters. In recent years, porous membranes have also been applied to separators for secondary batteries such as lithium batteries.

セパレータとして使用される多孔質膜としては、例えば、電極に固着するように形成された繊維集積体の形態で繊維材料を含む多孔質膜が提案されている(特許文献1を参照。)。   As a porous film used as a separator, for example, a porous film containing a fiber material in the form of a fiber assembly formed so as to adhere to an electrode has been proposed (see Patent Document 1).

特開2015−191871号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-191871

特許文献1に記載されるセパレータとしての機能を有する多孔質膜は、セルロース繊維を含むスラリーを用いて製造されている。しかし、セルロース繊維を含むスラリーからなる塗布膜を乾燥させる場合、セルロース繊維間で水素結合が形成されることに起因して、所望する開口径や空孔率を有する多孔質膜を形成しにくいことがある。また、セルロース繊維は、水や有機溶剤等の種々の分散媒に良好に分散しにくい場合が多い。セルロース繊維の分散状態が不均一であると、スラリーを用いて形成される多孔質膜の膜厚や開口径の均一性が十分でなかったりする場合が多い。多孔質膜の膜厚や開口径が不均一であると、電場の偏りにより、リチウムデンドライトの生成等の問題が生じやすく、高性能な電気化学素子を得にくい。   The porous film having a function as a separator described in Patent Document 1 is manufactured using a slurry containing cellulose fibers. However, when a coated film made of a slurry containing cellulose fibers is dried, it is difficult to form a porous film having a desired opening diameter and porosity due to the formation of hydrogen bonds between the cellulose fibers. There is. In addition, cellulose fibers are often difficult to disperse well in various dispersion media such as water and organic solvents. If the dispersion state of the cellulose fibers is not uniform, the uniformity of the film thickness and the opening diameter of the porous film formed using the slurry is often insufficient. When the film thickness and the opening diameter of the porous film are not uniform, problems such as lithium dendrite formation easily occur due to the bias of the electric field, and it is difficult to obtain a high performance electrochemical device.

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、分散液中に良好に分散させることが容易であり、多孔質膜を安定的に形成することのできる変性セルロース繊維と、当該変性セルロース繊維を含む分散液と、前述の分散液を用いて形成される多孔質膜と、前述の多孔質膜を備える蓄電素子と、前述の分散液を用いる多孔質膜の製造方法とを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is easily dispersed in a dispersion, and a modified cellulose fiber capable of stably forming a porous film, and the modified cellulose Provided are a dispersion containing fibers, a porous film formed using the above-mentioned dispersion, an electric storage device provided with the above-mentioned porous film, and a method for producing a porous film using the above-mentioned dispersion. With the goal.

本発明者らは、塗布及び乾燥による多孔質膜の形成に用いられるセルロース繊維について、未変性セルロース繊維が有する水酸基の一部における、水酸基中の水素原子を特定の疎水性基で置換する変性処理を施すか、変性セルロース繊維0.1gを純水10mLに混合し、次いで30秒間振とうし、さらに30秒静置した場合に、変性セルロース繊維が純水に対して浮上するように変性処理を施すことによって、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have modified a cellulose fiber used for forming a porous film by coating and drying, in which the hydrogen atom in the hydroxyl group in a part of the hydroxyl group possessed by the unmodified cellulose fiber is substituted with a specific hydrophobic group 0.1 g of denatured cellulose fiber is mixed with 10 mL of pure water, then shaken for 30 seconds, and then allowed to stand for another 30 seconds, so that the denatured cellulose fiber is denatured so that it floats up to pure water. It has been found that the above problems can be solved by the application, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1の態様は、多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維であって、
変性セルロース繊維は、未変性セルロース繊維が有する水酸基の一部における、水酸基中の水素原子が、水酸基に由来する酸素原子とO−C結合により結合する炭素原子数3以上の有機基、及び/又はオルガノシリル基で置換された繊維である、
変性セルロース繊維である。
That is, a first aspect of the present invention is a modified cellulose fiber used for forming a porous membrane,
The modified cellulose fiber is an organic group having 3 or more carbon atoms, in which a hydrogen atom in a hydroxyl group in a part of the hydroxyl groups of the unmodified cellulose fiber is bonded to an oxygen atom derived from the hydroxyl group by an O-C bond, and / or A fiber substituted with an organosilyl group,
It is a modified cellulose fiber.

本発明の第2の態様は、多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維であって、
変性セルロース繊維0.1gを純水10mLに混合し、次いで30秒間振とうし、さらに30秒静置した場合に、変性セルロース繊維が前記純水に対して浮上する、変性セルロース繊維である。
A second aspect of the present invention is a modified cellulose fiber used for forming a porous membrane, which comprises:
It is a modified cellulose fiber in which 0.1 g of modified cellulose fiber is mixed with 10 mL of pure water, then shaken for 30 seconds, and left to stand for another 30 seconds, whereby the modified cellulose fiber floats up with respect to the pure water.

本発明の第3の態様は、多孔質膜の形成に用いられる分散液であって、
分散液が、第1の態様、又は第2の態様にかかる変性セルロース繊維と、有機溶剤とを含む、分散液である。
A third aspect of the present invention is a dispersion used to form a porous membrane, comprising:
A dispersion liquid is a dispersion liquid containing the modified cellulose fiber concerning the 1st aspect or the 2nd aspect, and an organic solvent.

本発明の第4の態様は、第3の態様にかかる分散液からなる塗布膜を乾燥させてなる多孔質膜である。   A fourth aspect of the present invention is a porous membrane obtained by drying a coating film comprising the dispersion liquid according to the third aspect.

本発明の第5の態様は、第4の態様にかかる多孔質膜を備える蓄電素子である。   A fifth aspect of the present invention is a storage element including the porous film according to the fourth aspect.

本発明の第6の態様は、
基材上に第3の態様にかかる分散液を塗布して塗布膜を形成する工程と、
塗布膜を乾燥させて多孔質膜を形成する工程と、を備える、多孔質膜の製造方法である。
The sixth aspect of the present invention is
Applying the dispersion according to the third aspect on a substrate to form a coated film;
And drying the coated film to form a porous film.

本発明によれば、分散液中に良好に分散させることが容易であり、多孔質膜を安定的に形成することのできる変性セルロース繊維と、当該変性セルロース繊維を含む分散液と、前述の分散液を用いて形成される多孔質膜と、前述の多孔質膜を備える蓄電素子と、前述の分散液を用いる多孔質膜の製造方法とを提供することができる。   According to the present invention, it is easy to be well dispersed in a dispersion, and modified cellulose fiber capable of stably forming a porous film, a dispersion containing the modified cellulose fiber, and the above-mentioned dispersion It is possible to provide a porous film formed using a liquid, an electric storage device provided with the above-mentioned porous film, and a method of manufacturing a porous film using the above-mentioned dispersion liquid.

≪変性セルロース繊維≫
変性セルロース繊維は、多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維である。多孔質膜の形成については、後述の分散液についての説明において詳細に記す。
«Modified cellulose fiber»
The modified cellulose fiber is a modified cellulose fiber used to form a porous membrane. The formation of the porous film will be described in detail in the description of the dispersion described later.

変性セルロース繊維の好ましい一態様は、未変性セルロース繊維が有する水酸基の一部における、水酸基中の水素原子が、水酸基に由来する酸素原子とO−C結合により結合する炭素原子数3以上の有機基、及び/又はオルガノシリル基で置換された繊維である、変性セルロース繊維である。以下、この変性セルロース繊維について、「第1の変性セルロース繊維」とも記す。   A preferred embodiment of the modified cellulose fiber is an organic group having 3 or more carbon atoms in which a hydrogen atom in the hydroxyl group in a part of the hydroxyl group of the unmodified cellulose fiber is bonded to an oxygen atom derived from the hydroxyl group by an O-C bond. And / or a modified cellulose fiber which is a fiber substituted with an organosilyl group. Hereinafter, this modified cellulose fiber is also referred to as "first modified cellulose fiber".

また、変性セルロース繊維の他の好ましい一態様は、変性セルロース繊維0.1gを純水10mLに混合し、次いで30秒間振とうし、さらに30秒静置した場合に、変性セルロース繊維が前記純水に対して浮上する、変性セルロース繊維である。以下、この変性セルロース繊維について「第2の変性セルロース繊維」とも記す。   In another preferred embodiment of the modified cellulose fiber, 0.1 g of the modified cellulose fiber is mixed with 10 mL of pure water, followed by shaking for 30 seconds, and when left still for 30 seconds, the modified cellulose fiber is the pure water Is a modified cellulose fiber that floats up against Hereinafter, this modified cellulose fiber is also referred to as a "second modified cellulose fiber".

上記の、好ましい態様にかかる変性セルロース繊維は、有機溶剤に対して容易に良好に分散される。このため、上記の変性セルロース繊維を含む分散液を用いる場合、膜厚や開口径が均一である多孔質膜の形成が容易である。   The above-mentioned modified cellulose fiber according to the preferred embodiment is easily and well dispersed in an organic solvent. For this reason, when using the dispersion liquid containing said modified cellulose fiber, formation of the porous film which is uniform in film thickness and opening diameter is easy.

<第1の変性セルロース繊維>
前述の通り、第1の変性セルロース繊維は、未変性セルロース繊維が有する水酸基の一部における、水酸基中の水素原子が、水酸基に由来する酸素原子とO−C結合により結合する炭素原子数3以上の有機基、及び/又はオルガノシリル基で置換された繊維である、
変性セルロース繊維である。
以下、未変性セルロース繊維が有する水酸基中の水素原子を置換する置換基を、「O−置換基」とも記す。
<First Modified Cellulose Fiber>
As described above, in the first modified cellulose fiber, the hydrogen atom in the hydroxyl group in part of the hydroxyl group of the unmodified cellulose fiber has 3 or more carbon atoms bonded to the oxygen atom derived from the hydroxyl group by the O-C bond A fiber substituted with an organic group and / or an organosilyl group of
It is a modified cellulose fiber.
Hereinafter, the substituent which substitutes the hydrogen atom in the hydroxyl group which unmodified | non-denatured cellulose fiber has is described also as "O-substituent."

第1の変性セルロース繊維におけるO−置換基が、水酸基に由来する酸素原子とO−C結合により結合する炭素原子数3以上の有機基である場合、当該有機基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。   When the O-substituent in the first modified cellulose fiber is an organic group having 3 or more carbon atoms which is bonded to an oxygen atom derived from a hydroxyl group by an O-C bond, the type of the organic group is the object of the present invention It is not particularly limited as long as it does not inhibit

O−置換基としての有機基の炭素原子数は、3以上であり、4以上が好ましい。O−置換基としての有機基の炭素原子数は、例えば、6以上でもよく、8以上でもよく、10以上でもよく、15以上でもよい。
O−置換基としての有機基の炭素原子数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。O−置換基としての有機基の炭素原子数は、例えば、50以下が好ましく、30以下がより好ましく、20以下が特に好ましい。
The carbon atom number of the organic group as an O-substituent is 3 or more, and 4 or more is preferable. The carbon atom number of the organic group as the O-substituent may be, for example, 6 or more, 8 or more, 10 or more, or 15 or more.
The number of carbon atoms of the organic group as the O-substituent is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. 50 or less are preferable, for example, 30 or less are more preferable, and, as for the carbon atom number of the organic group as O- substituent, 20 or less is especially preferable.

O−置換基としての有機基は、炭化水素基でもよく、炭素原子、及び水素原子以外のヘテロ原子を含む基であってもよい。ヘテロ原子の例としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ハロゲン原子、ホウ素原子、及びケイ素原子等が挙げられる。   The organic group as the O-substituent may be a hydrocarbon group, or a group containing a carbon atom and a hetero atom other than a hydrogen atom. Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a halogen atom, a boron atom, and a silicon atom.

O−置換基としての有機の構造は特に限定されず、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であっても、これらの構造の組み合わせであってもよい。O−置換基は、脂肪族基であっても、芳香族基であってもよい。O−置換基は、1以上の不飽和結合を含んでいてもよい。
O−置換基同士の立体的な障害が少なく、変性セルロース繊維へのO−置換基の導入が容易であることから、O−置換基としては、環式構造を含まない、直鎖状又は分岐鎖状の有機基が好ましい。
The structure of the organic as the O-substituent is not particularly limited, and may be linear, branched, cyclic or a combination of these structures. The O-substituent may be an aliphatic group or an aromatic group. The O-substituent may contain one or more unsaturated bonds.
A linear or branched O-substituent, which does not contain a cyclic structure, has few steric hindrances between O-substituents and it is easy to introduce the O-substituent into modified cellulose fibers. Chain organic groups are preferred.

ヘテロ原子を含む有機基の例としては、アルコキシアルキル基、シクロアルキルオキシアルキル基、アリールオキシアルキル基、アラルキルオキシアルキル基、アルコキシアリール基、シクロアルコキシアリール基、アリールオキシアリール基、アラルキルオキシアリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化シクロアルキル基、ハロゲン化アリール基、及びハロゲン化アラルキル基等が挙げられる。
これらの中では、アルコキシアルキル基、シクロアルキルオキシアルキル基、アリールオキシアルキル基、アラルキルオキシアルキル基、アルコキシアリール基、アリールオキシアリール基、アラルキルオキシアリール基、アシル基、及びハロゲン化アルキル基が好ましい。
Examples of the organic group containing a hetero atom include alkoxyalkyl group, cycloalkyloxyalkyl group, aryloxyalkyl group, aralkyloxyalkyl group, alkoxyaryl group, cycloalkoxyaryl group, aryloxyaryl group, aralkyloxyaryl group, Examples thereof include an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a cycloalkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an aralkyloxycarbonyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated cycloalkyl group, a halogenated aryl group, and a halogenated aralkyl group.
Among these, alkoxyalkyl groups, cycloalkyloxyalkyl groups, aryloxyalkyl groups, aralkyloxyalkyl groups, alkoxyaryl groups, aryloxyaryl groups, aralkyloxyaryl groups, acyl groups, and halogenated alkyl groups are preferable.

アルコキシアルキル基の好適な例としては、2−メトキシエチル基、3−メトキシ−n−プロピル基、4−メトキシ−n−ブチル基、5−メトキシ−n−ペンチル基、6−メトキシ−n−ヘキシル基、7−メトキシ−n−へプチル基、8−メトキシ−n−オクチル基、9−メトキシ−n−ノニル基、10−メトキシ−n−デシル基、2−エトキシエチル基、3−エトキシ−n−プロピル基、4−エトキシ−n−ブチル基、5−エトキシ−n−ペンチル基、6−エトキシ−n−ヘキシル基、7−エトキシ−n−へプチル基、8−エトキシ−n−オクチル基、9−エトキシ−n−ノニル基、及び10−エトキシ−n−デシル基が挙げられる。   Preferred examples of the alkoxyalkyl group include 2-methoxyethyl group, 3-methoxy-n-propyl group, 4-methoxy-n-butyl group, 5-methoxy-n-pentyl group, 6-methoxy-n-hexyl group Group, 7-methoxy-n-heptyl group, 8-methoxy-n-octyl group, 9-methoxy-n-nonyl group, 10-methoxy-n-decyl group, 2-ethoxyethyl group, 3-ethoxy-n group -Propyl group, 4-ethoxy-n-butyl group, 5-ethoxy-n-pentyl group, 6-ethoxy-n-hexyl group, 7-ethoxy-n-heptyl group, 8-ethoxy-n-octyl group, Examples include 9-ethoxy-n-nonyl and 10-ethoxy-n-decyl.

シクロアルキルオキシアルキル基の好適な例としては、2−シクロペンチルオキシエチル基、3−シクロペンチルオキシ−n−プロピル基、4−シクロペンチルオキシ−n−ブチル基、5−シクロペンチルオキシ−n−ペンチル基、6−シクロペンチルオキシ−n−ヘキシル基、7−シクロペンチルオキシ−n−へプチル基、8−シクロペンチルオキシ−n−オクチル基、9−シクロペンチルオキシ−n−ノニル基、10−シクロペンチルオキシ−n−デシル基、2−シクロヘキシルオキシエチル基、3−シクロヘキシルオキシ−n−プロピル基、4−シクロヘキシルオキシ−n−ブチル基、5−シクロヘキシルオキシ−n−ペンチル基、6−シクロヘキシルオキシ−n−ヘキシル基、7−シクロヘキシルオキシ−n−へプチル基、8−シクロヘキシルオキシ−n−オクチル基、9−シクロヘキシルオキシ−n−ノニル基、及び10−シクロヘキシルオキシ−n−デシル基が挙げられる。   Preferred examples of the cycloalkyloxyalkyl group include 2-cyclopentyloxyethyl group, 3-cyclopentyloxy-n-propyl group, 4-cyclopentyloxy-n-butyl group, 5-cyclopentyloxy-n-pentyl group, 6 -Cyclopentyloxy-n-hexyl group, 7-cyclopentyloxy-n-heptyl group, 8-cyclopentyloxy-n-octyl group, 9-cyclopentyloxy-n-nonyl group, 10-cyclopentyloxy-n-decyl group, 2-cyclohexyloxyethyl group, 3-cyclohexyloxy-n-propyl group, 4-cyclohexyloxy-n-butyl group, 5-cyclohexyloxy-n-pentyl group, 6-cyclohexyloxy-n-hexyl group, 7-cyclohexyl group Oxy-n-heptyl group, 8-cycle Hexyloxy -n- octyl group, 9-cyclohexyloxy -n- nonyl group, and a 10-cyclohexyloxy -n- decyl groups.

アリールオキシアルキル基の好適な例としては、2−フェノキシエチル基、3−フェノキシ−n−プロピル基、4−フェノキシ−n−ブチル基、5−フェノキシ−n−ペンチル基、6−フェノキシ−n−ヘキシル基、7−フェノキシ−n−へプチル基、8−フェノキシ−n−オクチル基、9−フェノキシ−n−ノニル基、及び10−フェノキシ−n−デシル基が挙げられる。   Preferred examples of the aryloxyalkyl group include 2-phenoxyethyl group, 3-phenoxy-n-propyl group, 4-phenoxy-n-butyl group, 5-phenoxy-n-pentyl group, 6-phenoxy-n- group Examples include hexyl, 7-phenoxy-n-heptyl, 8-phenoxy-n-octyl, 9-phenoxy-n-nonyl and 10-phenoxy-n-decyl.

アラルキルオキシアルキル基の好適な例としては、2−ベンジルオキシエチル基、3−ベンジルオキシ−n−プロピル基、4−ベンジルオキシ−n−ブチル基、5−ベンジルオキシ−n−ペンチル基、6−ベンジルオキシ−n−ヘキシル基、7−ベンジルオキシ−n−へプチル基、8−ベンジルオキシ−n−オクチル基、9−ベンジルオキシ−n−ノニル基、及び10−ベンジルオキシ−n−デシル基が挙げられる。   Preferred examples of the aralkyloxyalkyl group include 2-benzyloxyethyl group, 3-benzyloxy-n-propyl group, 4-benzyloxy-n-butyl group, 5-benzyloxy-n-pentyl group, 6- Benzyloxy-n-hexyl group, 7-benzyloxy-n-heptyl group, 8-benzyloxy-n-octyl group, 9-benzyloxy-n-nonyl group, and 10-benzyloxy-n-decyl group It can be mentioned.

アルコキシアリール基の好適な例としては、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、p−エトキシフェニル基、m−エトキシフェニル基、o−エトキシフェニル器、p−n−プロピルオキシフェニル基、m−n−プロピルオキシフェニル基、o−n−プロピルオキシフェニル基、p−n−ブチルオキシフェニル基、m−n−ブチルオキシフェニル基、及びo−n−ブチルオキシフェニル基が挙げられる。   Preferred examples of the alkoxyaryl group include p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, p-ethoxyphenyl group, m-ethoxyphenyl group, o-ethoxyphenyl group, p-n- Propyloxyphenyl group, m-n-propyloxyphenyl group, o-n-propyloxyphenyl group, p-n-butyloxyphenyl group, m-n-butyloxyphenyl group, and o-n-butyloxyphenyl group Can be mentioned.

アリールオキシアリール基の好適な例としては、p−フェノキシフェニル基、m−フェノキシフェニル基、及びo−フェノキシフェニル基が挙げられる。   Preferred examples of the aryloxyaryl group include p-phenoxyphenyl group, m-phenoxyphenyl group, and o-phenoxyphenyl group.

アラルキルオキシアリール基の好適な例としては、p−ベンジルオキシフェニル基、m−ベンジルオキシフェニル基、及びo−ベンジルオキシフェニル基が挙げられる。   Preferable examples of the aralkyloxyaryl group include p-benzyloxyphenyl group, m-benzyloxyphenyl group and o-benzyloxyphenyl group.

ハロゲン化アルキル基に含まれるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
ハロゲン化アルキル基において、アルキル基が有する水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されていればよく、アルキル基が有する水素原子の全ての水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい。
As a halogen atom contained in a halogenated alkyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are preferable, and a fluorine atom is more preferable.
In the halogenated alkyl group, at least a part of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted by a halogen atom, and all hydrogen atoms of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted by a halogen atom.

ハロゲン化アルキル基の好適な例としては、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−CHCFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CH(CFCF、−CHCHCF、−CHCHCFCF、−CHCH(CFCF、−CHCH(CFCF、−CHCH(CFCF、−CHCH(CFCF、−CHCH(CFCF、−CHCH(CFCF、及び−CH(CFが挙げられる。 Preferable examples of the halogenated alkyl group, - (CF 2) 2 CF 3, - (CF 2) 3 CF 3, - (CF 2) 4 CF 3, - (CF 2) 5 CF 3, - (CF 2) 6 CF 3, - ( CF 2) 7 CF 3, - (CF 2) 8 CF 3, - (CF 2) 9 CF 3, -CH 2 CF 2 CF 3, -CH 2 (CF 2) 2 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 3 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 4 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 5 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 6 CF 3 , -CH 2 (-CH 2 ) CF 2 ) 7 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 8 CF 3 , -CH 2 CH 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 CF 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 (CF 2 ) 2 CF 3 ,- CH 2 CH 2 (CF 2 ) 3 CF 3 , —CH 2 CH 2 ( CF 2 ) 4 CF 3 , —CH 2 CH 2 (CF 2 ) 5 CF 3 , —CH 2 CH 2 (CF 2 ) 6 CF 3 , —CH 2 CH 2 (CF 2 ) 7 CF 3 , and —CH ( CF 3 ) 2 can be mentioned.

アシル基の好適な例については、後述する。   Preferred examples of the acyl group will be described later.

O−置換基としての有機基が炭化水素基である場合、炭化水素基の構造は特に限定されない。炭化水素基の好適な例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
炭化水素基の好適な例については、後述する。
When the organic group as the O-substituent is a hydrocarbon group, the structure of the hydrocarbon group is not particularly limited. Preferred examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like.
Preferred examples of the hydrocarbon group will be described later.

オルガノシリル基の好適な例としては、下記式(A1):
−SiRa1a2−(−O−SiRa1a2−)−Ra3・・・(A1)
で表される基が挙げられる。
a1、Ra2、及びRa3は、それぞれ独立に炭素原子数1以上6以下の炭化水素基であり、pは0以上の整数である。
Preferred examples of the organosilyl group include the following formula (A1):
-SiR a1 R a2 -(-O-SiR a1 R a2- ) p -R a3 (A1)
And a group represented by
R a1 , R a2 and R a3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and p is an integer of 0 or more.

a1、Ra2、及びRa3は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、又はフェニル基であるのが好ましい。Ra1、Ra2、及びRa3が全てメチル基であるのがより好ましい。
式(A1)中、pの上限は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。pは、0以上35以下の整数であるのが好ましく、0以上10以下の整数であるのがより好ましい。
Each of R a1 , R a2 and R a3 is preferably independently an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms, or a phenyl group. It is more preferred that R a1 , R a2 and R a3 are all methyl groups.
In the formula (A1), the upper limit of p is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. p is preferably an integer of 0 or more and 35 or less, and more preferably an integer of 0 or more and 10 or less.

オルガノシリル基の好適な具体例としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、及びトリフェニルシリル基等が挙げられる。
また、上記式(A1)で表され、Ra1、Ra2、及びRa3が全てメチル基であり、pが1以上35以下の整数である基も、オルガノシリル基として好ましい。
Preferred specific examples of the organosilyl group include, for example, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tripropylsilyl group, triisopropylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, and triphenylsilyl group.
Further, a group represented by the above formula (A1), in which R a1 , R a2 and R a3 are all methyl groups and p is an integer of 1 or more and 35 or less is also preferable as the organosilyl group.

O−置換基としての有機基は、変性セルロース繊維の合成及び入手が容易であり、分散液調製時の変性セルロース繊維の分散性が特に良好である点から、下記式(1):
−(CO)−R・・・(1)
(式(1)中、nは0又は1であり、nが0である場合に、Rは、炭素原子数3以上の炭化水素基であり、nが1である場合に、Rは、炭素原子数2以上の炭化水素基である。)
で表される基が好ましい。式(1)で表される基は、nが0である場合に炭化水素基であり、nが1である場合にアシル基である。
つまり、O−置換基としての有機基は、炭化水素基、又はアシル基であるのが好ましい。
The organic group as an O-substituent is easy to synthesize and obtain modified cellulose fiber, and the dispersibility of the modified cellulose fiber at the time of preparation of the dispersion is particularly good, as represented by the following formula (1):
-(CO) n -R 1 (1)
(In the formula (1), when n is 0 or 1 and n is 0, R 1 is a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, and when n is 1, R 1 is , A hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms.)
The group represented by is preferable. The group represented by Formula (1) is a hydrocarbon group when n is 0, and is an acyl group when n is 1.
That is, the organic group as the O-substituent is preferably a hydrocarbon group or an acyl group.

としては、所定の数の炭素原子を有する炭化水素基であれば特に限定されない。Rの好適な例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。 R 1 is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon group having a predetermined number of carbon atoms. Preferred examples of R 1 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like.

がアルキル基である場合、アルキル基の好適な例としては、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、及びイコシル基が挙げられる。
がシクロアルキル基である場合、シクロアルキル基の好適な例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、及びシクロデシル基が挙げられる。
がアリール基である場合、アリール基の好適な例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、及びビフェニリル基が挙げられる。
がアラルキル基である場合、アラルキル基の好適な例としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフタレン−1−イルメチル基、及びナフタレン−2−イルメチル基等が挙げられる。
When R 1 is an alkyl group, preferred examples of the alkyl group include n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n -Hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n -A pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, and an icosyl group are mentioned.
When R 1 is a cycloalkyl group, preferred examples of the cycloalkyl group include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, and cyclodecyl group. Groups are mentioned.
When R 1 is an aryl group, preferable examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group and a biphenylyl group.
When R 1 is an aralkyl group, preferable examples of the aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, naphthalen-1-ylmethyl group, and naphthalen-2-ylmethyl group.

未変性のセルロース繊維に、以上説明したO−置換基を導入する方法は特に限定されない。O−置換基は、公知の種々の方法に従い、未変性のセルロース繊維に導入される。   The method for introducing the O-substituent described above to the unmodified cellulose fiber is not particularly limited. O-substituents are introduced into unmodified cellulose fibers according to various known methods.

O−置換基と、酸素原子との結合がエーテル結合である場合、ウィリアムソンのエーテル合成法等の周知のエーテル合成法により、O−置換基が未変性セルロース繊維に導入される。
O−置換基と、酸素原子との結合がエステル結合である場合、有機酸の酸ハライド(好ましくは酸塩化物)や、有機酸の酸無水物等を用いる周知のアシル化方法により、O−置換基が未変性セルロース繊維に導入される。
O−置換基がオルガノシリル基である場合、例えば、ハロシランやアルコシキシシラン等を用いる周知のシリル化反応により、未変性のセルロース繊維にオルガノシリル基が導入される。
When the bond between the O-substituent and the oxygen atom is an ether bond, the O-substituent is introduced into the unmodified cellulose fiber by a well-known ether synthesis method such as Williamson's ether synthesis method.
When the bond between the O-substituent and the oxygen atom is an ester bond, O-- is obtained by a known acylation method using an acid halide (preferably acid chloride) of an organic acid, an acid anhydride of an organic acid, or the like. Substituents are introduced into the unmodified cellulose fiber.
When the O-substituent is an organosilyl group, the organosilyl group is introduced to the unmodified cellulose fiber by, for example, a known silylation reaction using halosilane, alkoxysilane or the like.

未変性のセルロース繊維は、天然物から単離された天然セルロースであっても、化学的に合成された合成セルロースであってもよいが、安価且つ大量に入手可能であることから天然セルロースが好ましい。天然セルロースは、例えば、植物、動物、バクテリアの賛成するゲル等から単離される。天然セルロースの具体例としては、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、非木材系パルプ、バクテリアセルロース(BC)、ホヤから単離されるセルロース、海草から単離されるセルロース等が挙げられる。非木材系パルプとしては、綿系パルプ(例えば、コットンリンター,コットンリント等)、麦わらパルプ、及びバガスパルプ等が挙げられる。これらは、2種以上を組み合わせて使用されてもよい。
これらのなかでは、針葉樹系パルプと、広葉樹系パルプと、コットンリンター、コットンリント、麦わらパルプ、及びバガスパルプ等の非木材系パルプとが好ましい。
The unmodified cellulose fiber may be natural cellulose isolated from natural products or synthetic cellulose synthesized chemically, but natural cellulose is preferred because it is inexpensive and available in large quantities. . Natural cellulose is isolated from, for example, plants, animals, bacteria-positive gels and the like. Specific examples of the natural cellulose include softwood pulp, hardwood pulp, non-wood pulp, bacterial cellulose (BC), cellulose isolated from sea squirt, cellulose isolated from seaweed and the like. Examples of non-wood-based pulps include cotton-based pulps (for example, cotton linters, cotton lint and the like), straw pulps, bagasse pulps and the like. These may be used in combination of 2 or more types.
Among these, softwood pulp, hardwood pulp and non-wood pulp such as cotton linters, cotton lint, straw pulp and bagasse pulp are preferable.

天然セルロース繊維は、変性を行う際の反応効率を高める目的で、叩解等の表面積を高める処理を施されてもよい。
また、天然物からの単離、精製の後に、乾燥されずに湿潤状態で保存されていた天然セルロース繊維を用いるのも好ましい。使用すると、ミクロフィブリルの集束体が膨潤しやすい状態であるため、変性における反応効率が良好であり、分散液の調製時に微細化されやすい。
さらに、天然セルロース繊維は、周知の方法により、リグニン、ヘミセルロース等を低減させる精製を施された溶解パルプであってもよい。また、JIS規格(JIS P 3801:1995、ろ紙(化学分析用))に適合するろ紙の製造に使用される程度に、高度に精製されたセルロースを、変性に供される未変性のセルロース繊維として用いるのも好ましい。
The natural cellulose fiber may be treated to increase the surface area such as beating in order to increase the reaction efficiency at the time of modification.
It is also preferable to use natural cellulose fibers which have been stored in a wet state without being dried after isolation from natural products and purification. When used, the aggregate of microfibrils is in a state of being easily swollen, so that the reaction efficiency in modification is good, and it is easy to be finely divided in preparation of the dispersion.
Furthermore, the natural cellulose fiber may be a dissolving pulp that has been subjected to purification to reduce lignin, hemicellulose and the like by a known method. Also, highly purified cellulose to the extent that it can be used for the production of filter paper conforming to JIS standard (JIS P 3801: 1995, filter paper (for chemical analysis)) is used as unmodified cellulose fiber to be subjected to modification. It is also preferred to use.

第1の変性セルロース繊維に置いて、前述の未変性セルロース繊維中の水酸基の数をNとし、変性セルロース繊維中の水酸基の数をNとする場合に、下記式:
置換度=(N−N)/N
で算出される置換度が0.4以下であるのが好ましい。置換度は、0.3以下が好ましく、0.2以下がより好ましい。
置換度の下限は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。置換度の下限は例えば、0.01以上が好ましく、0.03以上がより好ましく、0.05以上が特に好ましい。
When the number of hydroxyl groups in the above-mentioned unmodified cellulose fiber is N 1 and the number of hydroxyl groups in the modified cellulose fiber is N 2 in the first modified cellulose fiber, the following formula:
Degree of substitution = (N 1 −N 2 ) / N 1
It is preferable that the degree of substitution calculated by the above is 0.4 or less. 0.3 or less is preferable and 0.2 or less is more preferable.
The lower limit of the degree of substitution is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The lower limit of the degree of substitution is, for example, preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, and particularly preferably 0.05 or more.

このように置換度の範囲を設定することにより、分散性の向上と、多孔質膜を得た際の、良好な形状の孔を得ることとのバランスを図ることができる。   By setting the range of the degree of substitution in this manner, it is possible to achieve a balance between the improvement of the dispersibility and the formation of pores with a good shape when the porous membrane is obtained.

置換度は、O−置換基がアシル基である場合、第1の変性セルロース繊維のFT−IRスペクトルから算出することができる。より具体的には、FT−IRスペクトルに基づき、特開2014−148629号に記載の方法に準じ、適宜、検量線を作成しながらその置換度を求めることができる。
また、O−置換基がアシル基でない場合であっても、H−NMRスペクトルを測定することで、置換基の含まれる量を算出することができる。
The degree of substitution can be calculated from the FT-IR spectrum of the first modified cellulose fiber when the O-substituent is an acyl group. More specifically, based on the FT-IR spectrum, the degree of substitution can be determined while appropriately preparing a calibration curve according to the method described in JP-A-2014-148629.
In addition, even when the O-substituent is not an acyl group, the amount of the substituent can be calculated by measuring the 1 H-NMR spectrum.

第1の変性セルロース繊維における置換度を調整する方法は特に限定されない。典型的には、置換度は、O−置換基を導入するために使用される試薬の使用量を調整することにより調整される。
また、未変性セルロース繊維の微細化や解砕の程度によっても、置換度を調整することができる。未変性セルロース繊維が高度に微細化されるほど、未変性セルロース繊維の表面に露出する水酸基量が増加するためである。
The method of adjusting the degree of substitution in the first modified cellulose fiber is not particularly limited. Typically, the degree of substitution is adjusted by adjusting the amount of reagent used to introduce the O-substituent.
In addition, the degree of substitution can be adjusted also by the degree of refinement and crushing of the unmodified cellulose fiber. This is because the amount of hydroxyl groups exposed to the surface of the unmodified cellulose fiber increases as the unmodified cellulose fiber is highly refined.

以上説明した第1の変性セルロース繊維は、後述する分散液の調製に用いられる。   The first modified cellulose fiber described above is used for the preparation of a dispersion described later.

<第2の変性セルロース繊維>
前述の通り、第2の変性セルロース繊維は、多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維であって、
変性セルロース繊維0.1gを純水10mLに混合し、次いで30秒間振とうし、さらに30秒静置した場合に、変性セルロース繊維が純水に対して浮上する、変性セルロース繊維である。
<Second Modified Cellulose Fiber>
As mentioned above, the second modified cellulose fiber is a modified cellulose fiber used for forming a porous membrane,
It is a modified cellulose fiber in which 0.1 g of modified cellulose fiber is mixed with 10 mL of pure water, then shaken for 30 seconds, and left to stand for another 30 seconds, whereby the modified cellulose fiber floats up with respect to pure water.

第2の変性セルロース繊維についての変性とは、第1の変性セルロース繊維におけるような化学的な変性には限定されない。化学的な変性以外の変性方法としては、例えば、未変性のセルロース繊維の表面を、親水性部位と疎水性部位とを有する両親媒性物質で被覆する物理的な変性処理が挙げられる。
この場合、未変性セルロース繊維の表面が通常親水性であるため、両親媒性物質の親水性部位がセルロース繊維の表面側に向いた状態で、セルロース繊維の表面に両親媒性物質が付着する。その結果、処理後の変性セルロース繊維の表面には、両親媒性物質の疎水性部位が露出する。
このような、両親媒性物質としては、例えば、国際公開公報第2007/088974号パンフレットに記載される、高圧噴射流の衝突により解砕されたセルロースナノ繊維が挙げられる。
Modification of the second modified cellulose fiber is not limited to chemical modification as in the first modified cellulose fiber. Examples of modification methods other than chemical modification include physical modification treatment in which the surface of unmodified cellulose fiber is coated with an amphiphilic substance having a hydrophilic site and a hydrophobic site.
In this case, since the surface of the unmodified cellulose fiber is usually hydrophilic, the amphiphilic substance adheres to the surface of the cellulose fiber in a state where the hydrophilic portion of the amphiphilic substance faces the surface side of the cellulose fiber. As a result, the hydrophobic sites of the amphiphilic substance are exposed on the surface of the modified cellulose fiber after treatment.
Such amphiphilic substances include, for example, cellulose nanofibers crushed by collision of a high pressure jet stream described in WO 2007/088974.

第2の変性セルロース繊維としては、疎水化の程度の調整が容易であること等から、第1の変性セルロール繊維について説明した、化学的変性を施された変性セルロース繊維が好ましい。   As the second modified cellulose fiber, chemically modified modified cellulose fiber described for the first modified cellulose fiber is preferable because adjustment of the degree of hydrophobicity is easy and the like.

上記の条件を満たす第2の変性セルロース繊維は、有機溶剤に対して容易に良好に分散される。このため、第2の変性セルロース繊維を含む分散液を用いる場合、膜厚や開口径が均一である多孔質膜の形成が容易である。   The second modified cellulose fiber satisfying the above conditions is easily dispersed well in the organic solvent. For this reason, in the case of using the dispersion liquid containing the second modified cellulose fiber, it is easy to form a porous film having a uniform film thickness and opening diameter.

≪多孔質膜の形成に用いられる分散液≫
本実施形態の多孔質膜の形成に用いられる分散液は、前述の変性セルロース繊維を含む多孔質膜を形成するために用いられる。
上記の分散液を用いる多孔質膜の形成は、典型的には、基材上に分散液を塗布して塗布膜を形成する工程と、塗布膜を乾燥させる工程と、を含む。
以下、本願明細書において、特段説明がない限り、「分散液」は、「多孔質膜の形成に用いられる分散液」である。
<< Dispersion liquid used for formation of porous membrane >>
The dispersion liquid used for formation of the porous membrane of this embodiment is used in order to form the porous membrane containing the above-mentioned modified cellulose fiber.
The formation of the porous film using the above-mentioned dispersion liquid typically includes the steps of applying the dispersion liquid on a substrate to form a coating film, and drying the coating film.
Hereinafter, in the specification of the present application, “dispersion liquid” is “dispersion liquid used to form a porous membrane” unless otherwise specified.

分散液は、変性セルロース繊維と、有機溶剤とを含む。分散液が前述の変性セルロース繊維を含むことにより、分散液において変性セルロース繊維が有機溶剤中に良好且つ安定に分散される。このため、分散液を用いて空孔率が高い多孔質膜を形成しやすい。   The dispersion contains modified cellulose fibers and an organic solvent. When the dispersion contains the above-mentioned modified cellulose fiber, the modified cellulose fiber is well and stably dispersed in the organic solvent in the dispersion. For this reason, it is easy to form a porous film with a high porosity using a dispersion liquid.

分散液の粘度は、室温(20℃)において、5cp以上500cp以下が好ましく、10cp以上400cp以下がより好ましく、30cp以上300cp以下がさらにより好ましく、50cp以上200cp以下が特に好ましい。
分散液の粘度は、E型粘度計を用いて測定することができる。
分散液の粘度が上記の範囲内である場合、分散液の塗布性が良好であり、また、変性セルロース繊維が分散液中で良好に分散されており、且つ、変性セルロース繊維の分散安定性が良好である。
分散液の粘度は、分散液の固形分濃度を調整したり、有機溶剤の種類を変更したり、分散液中での変性セルロース繊維の分散径を調整したりすることにより調整できる。また、分散液を用いて形成される多孔質膜の特性に著しい悪影響が出ない限りにおいて、分散液に周知の粘度調整剤を加えて分散液の粘度を調整してもよい。
The viscosity of the dispersion at room temperature (20 ° C.) is preferably 5 cp to 500 cp, more preferably 10 cp to 400 cp, still more preferably 30 cp to 300 cp, and particularly preferably 50 cp to 200 cp.
The viscosity of the dispersion can be measured using an E-type viscometer.
When the viscosity of the dispersion is within the above range, the coatability of the dispersion is good, and the modified cellulose fiber is well dispersed in the dispersion, and the dispersion stability of the modified cellulose fiber is It is good.
The viscosity of the dispersion can be adjusted by adjusting the solid concentration of the dispersion, changing the type of organic solvent, or adjusting the dispersion diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion. In addition, a well-known viscosity modifier may be added to the dispersion to adjust the viscosity of the dispersion, as long as the characteristics of the porous film formed using the dispersion are not significantly adversely affected.

以下、分散液の使用方法である多孔質膜の形成と、分散液に含まれる、必須、又は任意の成分と、分散液の調製方法とについて説明する。   Hereinafter, the formation of the porous membrane, which is the method of using the dispersion, the essential or optional components contained in the dispersion, and the method of preparing the dispersion will be described.

<多孔質膜の形成>
前述の通り、典型的には、上記の分散液を用いる多孔質膜の形成は、基材上に分散液を塗布して塗布膜を形成する工程と、塗布膜を乾燥させて多孔質膜を形成する工程と、を含む。
<Formation of porous membrane>
As described above, typically, the formation of a porous membrane using the above-mentioned dispersion liquid is a step of applying the dispersion liquid on a substrate to form a coating film, and drying the coating film to form a porous membrane And forming.

基材は、分散液を塗布可能である限り特に限定されない。基材の例としては、ガラス、金属、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等の樹脂等からなる、フィルム、シート、基板等が挙げられる。
後述するように、分散液を用いて形成される多孔質膜は、蓄電素子におけるセパレータとして好ましく使用される。この場合、基材は、電極、より詳細には蓄電素子用の電極である。このように電極表面に分散液を塗布して多孔質膜を形成する場合、多孔質膜として電極表面に密着したセパレータが形成され、電極とセパレータとからなる電極複合体が得られる。
電極は、正極であっても負極であってもよい。
The substrate is not particularly limited as long as the dispersion can be applied. Examples of the substrate include films, sheets, and substrates made of glass, metal, or resin such as polyethylene terephthalate or polycarbonate.
As described later, a porous film formed using a dispersion is preferably used as a separator in a storage element. In this case, the substrate is an electrode, more specifically, an electrode for a storage element. Thus, when a dispersion is applied to the electrode surface to form a porous film, a separator closely attached to the electrode surface is formed as a porous film, and an electrode complex composed of the electrode and the separator is obtained.
The electrode may be a positive electrode or a negative electrode.

分散液の塗布に用いられる装置は特に限定されない。塗布装置としては、例えば、ロールコータ、リバースコータ、バーコータ等の接触転写型塗布装置や、カーテンフローコータ、ダイコーター、スリットコーター、スプレー等の非接触型塗布装置を用いてもよい。
電極等の基材の表面に凹凸が存在する場合であっても本実施形態の分散液を適用することができる。このように基材表面に凹凸が存在している場合は、膜厚の均一な塗布膜を形成しやすいことから、塗布方法としてはスプレー、例えば回転霧化方式の塗布装置を用いる方法が好ましい。回転霧化方式の塗布装置としては、例えば、特開2013−115181号公報に記載される装置を使用することができる。
The apparatus used for application of the dispersion is not particularly limited. As a coating device, for example, a contact transfer type coating device such as a roll coater, a reverse coater, or a bar coater, or a non-contact type coating device such as a curtain flow coater, a die coater, a slit coater, or a spray may be used.
The dispersion liquid of the present embodiment can be applied even when unevenness is present on the surface of a substrate such as an electrode. As described above, when unevenness is present on the surface of the substrate, a coating film having a uniform thickness can be easily formed. Therefore, as a coating method, a method using a spray, for example, a rotary atomization type coating device is preferable. As a coating apparatus of a rotation atomization system, the apparatus described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-115181 can be used, for example.

塗布膜の膜厚は特に限定されず、最終的に得られる多孔質膜の膜厚を勘案して適宜調整される。多孔質膜の好ましい膜厚については後述する。   The thickness of the coating film is not particularly limited, and is appropriately adjusted in consideration of the thickness of the finally obtained porous film. The preferred thickness of the porous membrane will be described later.

次いで、上記の方法により形成された塗布膜を乾燥させ、塗布膜から有機溶剤等を除去する。乾燥方法は特に限定されないが、電極等の基材上の塗布膜を加熱する方法が好ましい。塗布膜の加熱は、大気圧下に行われても、減圧下に行われてもよい。加熱温度は特に限定されず、有機溶剤の沸点を考慮したうえで、多孔質膜の熱劣化等が生じない温度範囲内で適宜設定される。   Next, the coating film formed by the above method is dried to remove the organic solvent and the like from the coating film. The drying method is not particularly limited, but a method of heating a coating film on a substrate such as an electrode is preferable. The heating of the coating film may be performed under atmospheric pressure or under reduced pressure. The heating temperature is not particularly limited, and in consideration of the boiling point of the organic solvent, the heating temperature is appropriately set within a temperature range in which thermal degradation of the porous film does not occur.

<繊維材料>
分散液は、繊維材料として、前述の変性セルロース繊維を含む。前述の変性セルロース繊維は、分散液中において有機溶剤に良好に分散され、分散液の分散安定性が良好である。このため、分散液を用いて、好ましい小さな孔径の開口を有する多孔質膜を形成することができる。
<Fiber material>
The dispersion contains the above-mentioned modified cellulose fiber as a fiber material. The above-mentioned modified cellulose fiber is well dispersed in the organic solvent in the dispersion, and the dispersion stability of the dispersion is good. For this reason, the dispersion can be used to form a porous membrane having an opening with a preferred small pore size.

分散液は、本発明の目的を阻害しない範囲で、上述の変性セルロース繊維以外の繊維材料を含んでいてもよい。変性セルロース繊維以外の繊維材料としては、無機繊維であっても、有機繊維であってもよい。   The dispersion may contain fiber materials other than the above-mentioned modified cellulose fiber, as long as the object of the present invention is not impaired. The fiber material other than the modified cellulose fiber may be an inorganic fiber or an organic fiber.

無機繊維の好適な例としては、マイクロガラス(細径のガラス繊維)やロックウール等が挙げられる。有機繊維の好適な例としては、未変性のセルロース繊維、カルボキシメチルセルロース、セルロースアセテート等のセルロースエステル、及びリグノセルロース等のセルロース系繊維材料や、キチン、キトサン等の中性ムコ多糖系の繊維材料や、脂肪族ナイロンや芳香族ナイロン(アラミド)等のポリアミド、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ビニロン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂からなる合成樹脂系の繊維材料が挙げられる。合成樹脂系の繊維材料について、例えば、電界紡糸(エレクトロスピニング)等の方法により、微細な繊維を得ることができる。   Preferred examples of the inorganic fibers include micro glass (glass fibers with a small diameter) and rock wool. Preferred examples of the organic fiber include cellulose fiber materials such as unmodified cellulose fibers, cellulose esters such as carboxymethyl cellulose and cellulose acetate, and lignocellulose, fiber materials of neutral mucopolysaccharides such as chitin and chitosan, Examples thereof include synthetic resin-based fiber materials composed of polyamides such as aliphatic nylon and aromatic nylon (aramid), polyolefins such as polyethylene and polypropylene, vinylon, polyester, polyimide, polyamide imide, polyvinylidene fluoride and the like. With respect to synthetic resin-based fiber materials, fine fibers can be obtained, for example, by a method such as electro spinning.

分散液に含まれる繊維材料における、上述の変性セルロース繊維の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらにより好ましく、95質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。   70 mass% or more is preferable, as for content of the above-mentioned modified cellulose fiber in the fiber material contained in a dispersion liquid, 80 mass% or more is more preferable, 90 mass% or more is still more preferable, 95 mass% or more is especially preferable And 100% by mass are most preferable.

分散液中の、変性セルロース繊維の体積平均粒子径は特に限定されないが、分散液中で変性セルロース繊維が良好に分散しやすい点や、所望する空孔率、及び/又は所望する平均孔径を有する多孔質膜を形成しやすい点から、5μm以上100μm以下が好ましく、5μm以上80μm以下がより好ましく、5μm以上75μm以下がさらにより好ましく、5μm以上75μm以下が特に好ましく、5μm以上60μm以下が最も好ましい。   The volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion is not particularly limited, but it has a point that the modified cellulose fiber is easily dispersed in the dispersion, a desired porosity, and / or a desired average pore diameter. From the viewpoint of easily forming a porous film, the thickness is preferably 5 μm to 100 μm, more preferably 5 μm to 80 μm, still more preferably 5 μm to 75 μm, particularly preferably 5 μm to 75 μm, and most preferably 5 μm to 60 μm.

分散液中の変性セルロース繊維の数平均繊維径は、2nm以上500nm以下が好ましく、2nm以上100nm以下がより好ましく、3nm以上80nm以下が特に好ましい。変性セルロース繊維の数平均繊維径が、上記範囲内であると、変性セルロース繊維が分散液中で安定して良好に分散しやすく、分散液を用いて所望する空孔率、及び/又は所望する平均孔径を有する多孔質膜を形成しやすい。
分散液中の変性セルロース繊維の最大繊維径は、1000nm以下が好ましく、500nm以下がより好ましい。変性セルロース繊維の最大繊維径が上記の範囲内である場合、分散液中で変性セルロース繊維が沈降しにくく、分散液中で変性セルロース繊維が安定して分散される。
The number average fiber diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion is preferably 2 nm to 500 nm, more preferably 2 nm to 100 nm, and particularly preferably 3 nm to 80 nm. When the number average fiber diameter of the modified cellulose fiber is within the above range, the modified cellulose fiber can be stably and favorably dispersed in the dispersion, and the desired porosity and / or desired using the dispersion It is easy to form a porous membrane having an average pore diameter.
1000 nm or less is preferable and, as for the largest fiber diameter of the modified cellulose fiber in a dispersion liquid, 500 nm or less is more preferable. When the maximum fiber diameter of the modified cellulose fiber is within the above range, the modified cellulose fiber is difficult to settle in the dispersion, and the modified cellulose fiber is stably dispersed in the dispersion.

分散液中の変性セルロース繊維の数平均繊維径及び最大繊維径は、例えば、以下の方法で測定できる。まず、必要に応じて希釈又は濃縮を行い、分散液の固形分濃度を0.05質量%以上0.1質量%に調整する。固形分濃度を調整された分散液を、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、透過型電子顕微鏡(TEM)の観察用試料とする。
なお、分散液が繊維径の大きい繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面の走査型電子顕微鏡(SEM)像を観察してもよい。
そして、構成する繊維の大きさに応じて5000倍、10000倍、又は50000倍の倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。電子顕微鏡による観察で得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定し、その軸に対し、20本以上の繊維が交差するよう、試料及び観察条件(倍率等)を調節する。そして、この条件を満たす観察画像を得た後、この画像に対し、1枚の画像当たり縦横2本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取る。このようにして、最低3枚の重複しない表面部分の画像を、電子顕微鏡で撮影し、各々2つの軸に交錯する繊維の繊維径の値を読み取る(したがって、最低20本×2×3=120本の繊維径の情報が得られる)。このようにして得られた繊維径のデータにより、最大繊維径及び数平均繊維径を算出する。
The number average fiber diameter and the maximum fiber diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion can be measured, for example, by the following method. First, dilution or concentration is performed as necessary to adjust the solid content concentration of the dispersion to 0.05% by mass or more and 0.1% by mass. The solid solution concentration-adjusted dispersion is cast on a hydrophilized carbon film-coated grid to obtain a transmission electron microscope (TEM) observation sample.
When the dispersion contains fibers having a large fiber diameter, a scanning electron microscope (SEM) image of the surface cast onto glass may be observed.
Then, observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 5000 times, 10000 times, or 50000 times depending on the size of the fibers to be configured. An axis of an arbitrary image width in the vertical and horizontal directions is assumed in the image obtained by observation with an electron microscope, and the sample and observation conditions (such as magnification) are adjusted so that 20 or more fibers intersect with the axis. Then, after obtaining an observation image that satisfies this condition, a random axis is drawn for each image in the vertical and horizontal directions for each image, and the fiber diameter of fibers intersecting with the axis is visually read. In this way, images of at least three non-overlapping surface portions are taken with an electron microscope, and the fiber diameter values of fibers intersecting each other on two axes are read (thus, at least 20 x 2 x 3 = 120) Information on the fiber diameter of the book is obtained). The maximum fiber diameter and the number average fiber diameter are calculated from the fiber diameter data thus obtained.

<有機溶剤>
分散液は有機溶剤を含む。有機溶剤の種類は、所望する状態に分散された変性セルロース繊維を含む分散液を調製可能である限り、特に限定されない。分散液は、有機溶剤として、2種以上の有機溶剤を組み合わせて含んでいてもよい。
<Organic solvent>
The dispersion contains an organic solvent. The type of the organic solvent is not particularly limited as long as a dispersion containing the modified cellulose fiber dispersed in a desired state can be prepared. The dispersion may contain a combination of two or more organic solvents as the organic solvent.

有機溶剤の沸点は70℃以上250℃以下が好ましく、90℃以上200℃以下がより好ましく、110℃以上150℃以下が特に好ましい。
かかる範囲内の沸点を示す有機溶剤を用いる場合、有機溶剤の揮発による分散液の過度の組成変化が起こりにくく、それにより分散液中での変性セルロース繊維の分散状態も安定し、また、多孔質膜を形成する際の塗布膜からの有機溶剤の除去が容易である。
なお、有機溶剤の沸点は、大気圧下での沸点である。
The boiling point of the organic solvent is preferably 70 ° C. or more and 250 ° C. or less, more preferably 90 ° C. or more and 200 ° C. or less, and particularly preferably 110 ° C. or more and 150 ° C. or less.
When an organic solvent having a boiling point within such a range is used, excessive composition change of the dispersion due to volatilization of the organic solvent hardly occurs, whereby the dispersion state of the modified cellulose fiber in the dispersion is also stable, and porous It is easy to remove the organic solvent from the coated film when forming the film.
The boiling point of the organic solvent is the boiling point at atmospheric pressure.

ここで、有機溶剤について、ハンセン溶解度パラメータに関する、双極子相互作用によるエネルギーの項δp[単位:(MPa)0.5]が、11.0以下であるのが好ましく,10.0以下であるのがより好ましく、9.0以下であるのが特に好ましい。
変性セルロース繊維は、分極しやすいO−H結合や、C−O結合を含む。このため、変性セルロース繊維を良好に分散させるためには、双極子相互作用が重要である。
このため、有機溶剤の双極子相互作用によるエネルギーの項δpが上記の所定の範囲内である場合に、変性セルロース繊維の分散が容易であると考えられる。
Here, with respect to the organic solvent, the term δp [unit: (MPa) 0.5 ] of energy due to dipolar interaction regarding the Hansen solubility parameter is preferably 11.0 or less, and is 10.0 or less. Is more preferable, and particularly preferably 9.0 or less.
The modified cellulose fiber contains polarizable O-H bonds and C-O bonds. Therefore, dipolar interaction is important in order to disperse the modified cellulose fiber well.
For this reason, it is considered that the dispersion of the modified cellulose fiber is easy when the term δp of the energy due to the dipole interaction of the organic solvent is within the above-mentioned predetermined range.

有機溶剤としては、例えば、グリコール、グリコールモノアルキルエーテル、グリコールアルキルエーテルアセテート、ラクトン、鎖状又は環状ケトン、アルカンモノオール、及び非プロトン性極性溶剤を好ましく用いることができる。   As the organic solvent, for example, glycol, glycol monoalkyl ether, glycol alkyl ether acetate, lactone, linear or cyclic ketone, alkane monool, and aprotic polar solvent can be preferably used.

上記した種類の有機溶剤の好適な具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール(DPG)、トリエチレングリコール、及びトリプロピレングリコール等のグリコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(MFDG)、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノn−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(MFTG)、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、及びトリプロピレングリコールモノn−プロピルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル;3−メトキシブチルアセテート(MA)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノn−プロピ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(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(DPMA)、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びトリプロピレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート等のグリコールアルキルエーテルアセテート;γ−ブチロラクトン(GBL)、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ラウロラクトン、δ−バレロラクトン、及びヘキサノラクトン等のラクトン;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−ブチルカーボネート、エチレンカーボネート、1,2−プロピレンカーボネート、及び1,3−プロピレンカーボネート等のカーボネート類;2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、蟻酸n−ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、及び2−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;メチルエチルケトン、ジエチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、及びシクロヘプタノン等の鎖状又は環状ケトン;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、及びn−ヘプチルアルコール等のアルカンモノオール;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア(TMU)、N,N,N’,N’−テトラエチルウレア、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、及びアセトニトリル等の非プロトン性極性溶剤;トルエン、キシレン、及びメシチレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。   Preferred specific examples of the organic solvent of the above-mentioned type include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol (DPG), triethylene glycol and tripropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl Ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-propyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono n-propyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether (MFDG), dipropylene glycol Monoethyl ether, dipropylene glycol mono n-propyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol mono n-propyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether (MFTG), tripropylene glycol monoethyl Ethers, and glycol monoalkyl ethers such as tripropylene glycol mono n-propyl ether; 3-methoxybutyl acetate (MA), ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono n-propyl ether acetate, propylene Glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol Diethyl ether acetate, propylene glycol mono n-propyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono n-propyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate (DPMA), dipropylene glycol monoethyl ether acetate , Dipropylene glycol mono n-propyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monoethyl ether acetate, triethylene glycol mono n-propyl ether acetate, tripropylene glycol monomethyl ether acetate, tripropylene glycol monoethyl ether Glycol and ether alkyl ether acetates such as tripropylene glycol mono n-propyl ether acetate; γ-butyrolactone (GBL), α-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, γ-laurolactone, δ- Valerolactone and lactones such as hexanolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-butyl carbonate, ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, and carbonates such as 1,3-propylene carbonate; 2-hydroxy- Ethyl 2-methylpropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl ethoxyacetate Ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-pentyl formate, isopentyl acetate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, Other esters such as n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, n-propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and ethyl 2-oxobutanoate; methyl ethyl ketone, Linear or cyclic ketones such as diethyl ketone, 2-pentanone, 2-hexanone, 3-hexanone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, cyclopentanone, cyclohexanone, and cycloheptanone; methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl Alpanols such as lopanol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, n-hexyl alcohol, cyclohexyl alcohol, and n-heptyl alcohol; N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N, N ' N'-Tetramethylurea (TMU), N, N, N ', N'-Tetraethylurea, N-Methylcaprolactam, 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinone (DMI), Dimethylsulfoxide, Hexamethylphos Holic triamide and aceto Aprotic polar solvents tolyl; toluene, xylene, and aromatic hydrocarbons and mesitylene.

上記の好ましい具体例の中でも、特に好ましい有機溶剤を下表に、δpの値とともに示す。

Figure 2019116705
Among the above preferred embodiments, particularly preferred organic solvents are shown in the following table together with the value of δp.
Figure 2019116705

有機溶剤の使用量は、特に限定されず、分散液の粘度、分散液の塗布性、分散液中の水の量等を勘案して、適宜定められる。
典型的には、有機溶剤の使用量は、分散液の固形分濃度が0.1質量%以上10質量%以下、好ましくは0.5質量%以上5質量%以下となるように用いられる。
The amount of the organic solvent used is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the viscosity of the dispersion, the coatability of the dispersion, the amount of water in the dispersion, and the like.
Typically, the amount of the organic solvent used is such that the solid content concentration of the dispersion is 0.1% by mass to 10% by mass, preferably 0.5% by mass to 5% by mass.

<水>
分散液は、本発明の目的を阻害しない範囲で水を含んでいてもよい。しかし、前述の変性セルロース繊維の分散性の観点から分散液中の有機溶剤の量は、少ないほど好ましい。分散液中の水の量は、典型的には、分散液全量に対して5質量%以下が好ましい。分散液中の水分量が5質量%以下であることにより、分散液を用いて形成される多孔質膜における、所望する空孔率と、所望する平均孔径とを両立しやすい。
分散液中の水分量は、分散液全量に対して3質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらにより好ましく、0.5質量%以下が特に好ましく、0.1質量%以下が最も好ましい。
分散液中の水分量を調整することにより、所望する空孔率と、所望する平均孔径とを有する多孔質膜を形成するに際して、温度条件の管理が緩やかなものとなる。
この水分量は、例えばカールフィッシャー法等公知の方法により測定することができる。
<Water>
The dispersion may contain water as long as the object of the present invention is not impaired. However, the amount of the organic solvent in the dispersion is preferably as small as possible from the viewpoint of the dispersibility of the above-mentioned modified cellulose fiber. The amount of water in the dispersion is typically preferably 5% by mass or less based on the total amount of the dispersion. When the water content in the dispersion is 5% by mass or less, it is easy to simultaneously achieve the desired porosity and the desired average pore diameter in the porous film formed using the dispersion.
The water content in the dispersion is preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0.1% by mass or less, based on the total amount of the dispersion. .
By adjusting the amount of water in the dispersion liquid, when forming a porous film having a desired porosity and a desired average pore diameter, control of temperature conditions becomes loose.
This water content can be measured, for example, by a known method such as the Karl Fischer method.

<その他の成分>
分散液は、本発明の目的を阻害しない範囲において、以上説明した、変性セルロース繊維、及び有機溶剤以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等が挙げられる。
<Other ingredients>
The dispersion may contain the modified cellulose fiber described above and other components other than the organic solvent as long as the object of the present invention is not impaired. As another component, surfactant, an antifoamer, a leveling agent etc. are mentioned.

<分散液の調製方法>
分散液は、変性セルロース繊維と、有機溶剤と、必要に応じて水や、その他の成分とを混合して調製される。
変性セルロース繊維は、固体状で用いられてもよく、分散媒に分散された状態で用いられてもよい。得られる分散液中で、変性セルロース繊維を良好に分散させやすいことから、変性セルロース繊維は分散媒に分散された状態で用いられるのが好ましい。
<Preparation Method of Dispersion>
The dispersion is prepared by mixing modified cellulose fiber, an organic solvent, and, if necessary, water and other components.
The modified cellulose fiber may be used in a solid state or may be used in a dispersed state in a dispersion medium. The modified cellulose fiber is preferably used in a dispersed state in a dispersion medium, since the modified cellulose fiber is easily dispersed in the resulting dispersion.

変性セルロース繊維が固体状である場合、固体状の変性セルロース繊維と、所望する量の有機材料とを混合することで分散液を調製出来る。分散液中で、変性セルロース繊維を所望する程度に微分散させるために、通常は、変性セルロース繊維と、有機材料とを混合した後に、分散処理が行われる。
変性セルロース繊維が、水を含む媒体に分散されている場合、分散液中の水分量が5質量%以下となるまで、水を含む媒体を有機溶剤に置換してもよい。
水を含む媒体を有機溶剤に置換する方法としては、水を含む媒体の一部、又は全部を留去した後に、有機溶剤を加える方法や、遠心分離装置により変性セルロース繊維を容器内に沈降させた後、水を含む上澄みを廃棄し、次いで、有機溶剤中に沈降した変性セルロース繊維を分散させる方法、変性セルロース繊維についてフィルタでろ過し、有機溶剤で洗浄し、再度分散させる方法等が挙げられる。
When the modified cellulose fiber is solid, a dispersion can be prepared by mixing the solid modified cellulose fiber with a desired amount of organic material. In order to finely disperse the modified cellulose fiber in the dispersion liquid to a desired degree, usually, after the modified cellulose fiber and the organic material are mixed, the dispersion treatment is performed.
When the modified cellulose fiber is dispersed in a medium containing water, the medium containing water may be replaced with the organic solvent until the water content in the dispersion becomes 5% by mass or less.
As a method of replacing the medium containing water with the organic solvent, a method of adding the organic solvent after distilling a part or the whole of the medium containing water, or settling the modified cellulose fiber in the container by a centrifugal separator After that, discard the supernatant containing water, and then disperse the modified cellulose fiber precipitated in the organic solvent, filter the modified cellulose fiber with a filter, wash it with the organic solvent, and disperse it again. .

上記の方法等により、変性セルロース繊維と、有機溶剤とを混合した後、好ましくは、分散処理が行われる。
分散処理に用いられる分散装置の好適な例としては、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、二本ロール、三本ロール、ロールミル、コロイドミル、ジェットミル、ニーダー、及びホモジナイザー等が挙げられる。
なお、分散条件を調整することにより、分散液中での変性セルロース繊維の粒子径(分散径、体積平均粒子径)や、粒子径分布を調整することができる。
After the modified cellulose fiber and the organic solvent are mixed by the above method or the like, preferably, a dispersion treatment is performed.
Preferred examples of the dispersing device used for the dispersing treatment include a ball mill, bead mill, sand mill, two-roll, three-roll, roll mill, colloid mill, jet mill, kneader, homogenizer and the like.
The particle diameter (dispersion diameter, volume average particle diameter) of the modified cellulose fiber in the dispersion liquid and the particle diameter distribution can be adjusted by adjusting the dispersion conditions.

≪多孔質膜≫
多孔質膜は、前述の分散液からなる塗布膜を乾燥させてなる膜である。多孔質膜を形成するための材料である分散液については前述の通りであり、多孔質膜の形成方法については、分散液について説明した通りである。
«Porous membrane»
The porous film is a film obtained by drying a coating film made of the above-mentioned dispersion liquid. The dispersion, which is a material for forming the porous membrane, is as described above, and the method for forming the porous membrane is as described for the dispersion.

多孔質膜の空孔率は、特に限定されず、多孔質膜の用途を勘案して適宜定められる。蓄電素子のセパレータとして多孔質膜を用いる場合に、多孔質膜内で、例えばリチウムイオン等のイオンを良好に移動させやすく、且つ多孔質膜の機械的強度が良好であることとから、多孔質膜の空孔率は、5体積%以上80体積%以下が好ましく、8体積%以上70%体積%以下がより好ましく、12体積%以上60体積%以下が特に好ましい。
空孔率は、分散液中の変性セルロース繊維の分散径、分散液の固形分濃度、多孔質膜を形成する際の塗布膜の乾燥条件等を調整することにより調整出来る。
なお、多孔質膜の空孔率は、水銀ポロシメーターにより測定できる。
The porosity of the porous membrane is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the use of the porous membrane. When a porous film is used as a separator of a storage element, it is easy to move ions such as lithium ions favorably in the porous film, and the mechanical strength of the porous film is good. The porosity of the film is preferably 5% by volume to 80% by volume, more preferably 8% by volume to 70% by volume, and particularly preferably 12% by volume to 60% by volume.
The porosity can be adjusted by adjusting the dispersion diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion, the solid content concentration of the dispersion, the drying condition of the coating film at the time of forming the porous film, and the like.
The porosity of the porous membrane can be measured by a mercury porosimeter.

多孔質膜の平均孔径は、特に限定されず、多孔質膜の用途を勘案して適宜定められる。イオン透過性と短絡リスクのバランスの観点から、多孔質膜の平均孔径は0.02μm以上0.5μm以下が好ましく、0.02μm以上0.45μm以下がより好ましく、0.02μm以上0.4μm以下がさらにより好ましく、0.02μm以上0.35μm以下が特に好ましい。
多孔質膜の平均孔径は、分散液中の変性セルロース繊維の分散径、分散液の固形分濃度、多孔質膜を形成する際の塗布膜の乾燥条件等を調整することにより調整出来る。
多孔質膜の平均孔径は、水銀ポロシメーターにより測定できる。
The average pore size of the porous membrane is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the use of the porous membrane. From the viewpoint of balance between ion permeability and short circuit risk, the average pore diameter of the porous membrane is preferably 0.02 μm or more and 0.5 μm or less, more preferably 0.02 μm or more and 0.45 μm or less, and 0.02 μm or more and 0.4 μm or less Is further more preferable, and 0.02 μm or more and 0.35 μm or less is particularly preferable.
The average pore diameter of the porous membrane can be adjusted by adjusting the dispersion diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion, the solid content concentration of the dispersion, the drying conditions of the coating film when forming the porous membrane, and the like.
The average pore size of the porous membrane can be measured by a mercury porosimeter.

多孔質膜の膜厚は、特に限定されず、多孔質膜の用途を勘案して適宜定められる。蓄電素子のセパレータとして多孔質膜を用いる場合に、高速充電可能であり、高容量の蓄電素子を製造しやすいことから、多孔質膜は薄いほど好ましい。具体的には、多孔質膜の膜厚は1μm以上100μm以下が好ましく、2μm以上50μm以下がより好ましい。   The thickness of the porous membrane is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the use of the porous membrane. When a porous film is used as a separator of a storage element, it is preferable that the porous film be thinner because it can be charged at high speed and is easy to manufacture a high capacity storage element. Specifically, the thickness of the porous film is preferably 1 μm to 100 μm, and more preferably 2 μm to 50 μm.

多孔質膜の形状は特に限定されない。前述の通り、分散液を塗布した後、塗布膜を乾燥して多孔質膜が形成されるため、塗布対象の面の形状に沿った任意の形状の多孔質膜を製造できる。   The shape of the porous membrane is not particularly limited. As described above, after the dispersion liquid is applied, the coating film is dried to form a porous film, so that it is possible to manufacture a porous film having any shape along the shape of the surface to be coated.

前述の通り、以上説明した多孔質膜は、蓄電素子のセパレータとして特に好ましく使用される。   As described above, the porous film described above is particularly preferably used as a separator of a storage element.

≪多孔質膜の製造方法≫
多孔質膜の製造方法は、典型的には、
基材上に分散液を塗布して塗布膜を形成する工程と、
塗布膜を乾燥させて多孔質膜を形成する工程と、を備える。
上記の各工程の詳細については、それぞれ前述した通りである。また、分散液、及び変性セルロース繊維の詳細な構成については前述の通りである。
分散液が塗布される基材としては、前述の通り、電極、特に蓄電素子用の電極が好適に用いられる。
«Method for producing porous membrane»
The method for producing a porous membrane is typically
Applying a dispersion on a substrate to form a coating film;
Drying the coated film to form a porous film.
The details of each of the above steps are as described above. The detailed configurations of the dispersion liquid and the modified cellulose fiber are as described above.
As a base material to which the dispersion liquid is applied, as described above, an electrode, particularly an electrode for a storage element is suitably used.

≪蓄電素子≫
蓄電素子は、前述の多孔質膜からなるセパレータを備えることの他は、蓄電素子に関する従来知られる周知の構成を備えていてよい。
前述の多孔質膜からなるセパレータは、例えば、電極と複合化された電極複合体として、蓄電素子の一要素を構成する。
«Storage element»
The storage element may have the conventionally known known configuration relating to the storage element other than the provision of the separator made of the porous film described above.
The separator made of the above-mentioned porous film, for example, constitutes an element of a storage element as an electrode complex complexed with an electrode.

蓄電素子としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム電池、アルミニウム電解コンデンサ(キャパシタ)、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の電池又はキャパシタが挙げられる。
多孔質膜からなるセパレータは、二次電池に使用されるのが好ましく、リチウムイオン二次電池に使用されるがより好ましい。
以上説明した蓄電素子としては、リチウム電池又はリチウムイオン電池が好ましい。
Examples of the storage element include a battery or capacitor such as a lithium ion secondary battery, a polymer lithium battery, an aluminum electrolytic capacitor (capacitor), an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor and the like.
The separator made of a porous membrane is preferably used in a secondary battery, and more preferably used in a lithium ion secondary battery.
As the storage element described above, a lithium battery or a lithium ion battery is preferable.

蓄電素子の構成は、セパレータと電極とを、好ましくは両者が複合化された電極複合体を単位電池層として用いること以外は、従来の電池と全く同様の構成とすることができる。なお、蓄電素子の構造は特に限定するものではなく、積層型、円筒型、角型、コイン型等が挙げられる。
例えば、蓄電素子としてのリチウムイオン二次電池は、電極複合体中の多孔質膜(セパレータ)に電解液が含浸された単位電池層を備えることができる。
The configuration of the storage element can be completely the same as that of the conventional battery except that an electrode complex, preferably a composite of both, is used as a unit cell layer, as the separator and the electrode. The structure of the storage element is not particularly limited, and examples include a stacked type, a cylindrical type, a square type, and a coin type.
For example, a lithium ion secondary battery as a storage element can be provided with a unit battery layer in which a porous film (separator) in an electrode complex is impregnated with an electrolytic solution.

また、蓄電素子としてのキャパシタ、例えば電気二重層キャパシタも、電極複合体中の多孔質膜(セパレータ)に電解液が含浸された単位セルを備えることができる。   In addition, a capacitor as a storage element, for example, an electric double layer capacitor can also include a unit cell in which a porous film (separator) in an electrode assembly is impregnated with an electrolytic solution.

リチウムイオン二次電池又は電気二重層キャパシタは、例えば、複数の単位電池層又は単位セルを積層又は巻回して素子を構成し、次いで、その素子を外装材に収納し、集電体を外部電極に接続して、従来公知の電解液を含浸した後、外装材を封止することによって製造することができる。   In a lithium ion secondary battery or an electric double layer capacitor, for example, a plurality of unit battery layers or unit cells are stacked or wound to form an element, and then the element is housed in an outer package and a current collector is an external electrode After being connected to each other and impregnated with a conventionally known electrolytic solution, the outer packaging material can be sealed.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the scope of the present invention is not limited to the examples shown below.

〔実施例1〕
アドバンテック社製のろ紙(5C)1.00g(6.17mmol)を、繊維を解しつつピリジン15mLに分散させた。ピリジン中に、ヘキサン酸無水物5.29g(24.68mmol)を加えた後、120℃2時間還流を行い、セルロース繊維を変性した。反応液中の変性セルロース繊維を、水、0.5M塩酸、水酸化ナトリウム水溶液、水の順で洗浄した後、変性セルロース繊維に付着する水を、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)で置換した。
Example 1
Advantech filter paper (5C) 1.00 g (6.17 mmol) was dispersed in 15 mL of pyridine while disintegrating fibers. After adding 5.29 g (24.68 mmol) of hexanoic acid anhydride to pyridine, reflux was performed at 120 ° C. for 2 hours to denature the cellulose fiber. The modified cellulose fiber in the reaction solution was washed sequentially with water, 0.5 M hydrochloric acid, an aqueous sodium hydroxide solution, and water, and then water attached to the modified cellulose fiber was replaced with propylene glycol monomethyl ether (PGME).

二度目の水洗後のスラリーから、変性セルロース繊維0.1gに相当する量のスラリーを分取した。分取したスラリーを、変性セルロース繊維0.1gに対して純水10mLとなるように、純水で希釈した。希釈されたスラリーを30秒間、振とうした後に、30秒間静置した。静置後、変性セルロース繊維は水面付近に浮いていた。   From the slurry after the second water washing, an amount of slurry corresponding to 0.1 g of modified cellulose fiber was taken. The separated slurry was diluted with pure water so as to be 10 mL of pure water with respect to 0.1 g of modified cellulose fiber. The diluted slurry was shaken for 30 seconds and then allowed to stand for 30 seconds. After standing, the modified cellulose fiber floated near the water surface.

得られた、プロピレングリコールモノメチルエーテル中の変性セルロース繊維のスラリーに、プロピレングリコールモノメチルエーテルを加えて、固形分濃度を2.0質量%に調整した後、変性セルロース繊維を含む液に対して、ニッカトー製の径0.5(mm)のビーズを用いるビーズミルによって、周速9m/sec、ビーズ充填率80%の条件にて20分間、分散処理を行い分散液を得た。   Propylene glycol monomethyl ether is added to the obtained slurry of modified cellulose fibers in propylene glycol monomethyl ether to adjust the solid content concentration to 2.0 mass%, and then Nikkato is added to the liquid containing the modified cellulose fibers. Dispersion treatment was carried out by a bead mill using beads of diameter 0.5 (mm) manufactured under the conditions of circumferential velocity 9 m / sec, bead filling rate 80% for 20 minutes to obtain a dispersion.

得られた分散液を、ガラス基板上にスプレーを用いて塗布した後、80℃、3分乾燥して塗布膜を乾燥させて、膜厚6μmの多孔質膜を得た。
得られた多孔質膜について、水銀ポロシメーターにて、空孔率(体積%)と、平均孔径(μm)とを測定した。多孔質膜の空孔率と平均孔径とを表2に記す。
The obtained dispersion liquid was coated on a glass substrate using a spray, and then dried at 80 ° C. for 3 minutes to dry the coated film, to obtain a porous film with a thickness of 6 μm.
The porosity (volume%) and the average pore diameter (μm) of the obtained porous film were measured with a mercury porosimeter. Table 2 shows the porosity and the average pore diameter of the porous membrane.

〔実施例2〜4〕
有機溶剤を表2に記載の種類の有機溶剤に変えることとの他は、実施例1と同様にして分散液を得た。
実施例2〜4で得た分散液中の変性セルロース繊維の体積平均粒子径を表2に記す。
得られた分散液を用いて、スプレーを用いて塗布を行い、実施例1と同様にして多孔質膜を得た。
得られた多孔質膜について、水銀ポロシメーターにて、空孔率(体積%)と、平均孔径(μm)とを測定した。多孔質膜の空孔率と平均孔径とを表2に記す。
[Examples 2 to 4]
A dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the organic solvent was changed to an organic solvent of the type described in Table 2.
The volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion obtained in Examples 2 to 4 is described in Table 2.
The dispersion obtained was used for coating using a spray, and in the same manner as Example 1, a porous film was obtained.
The porosity (volume%) and the average pore diameter (μm) of the obtained porous film were measured with a mercury porosimeter. Table 2 shows the porosity and the average pore diameter of the porous membrane.

〔実施例5〕
実施例5では、ヘキサン酸無水物を、安息香酸無水物7.25g(30.08mmol)に変えることの他は、実施例1と同様にして分散液を得た。
実施例5で得た分散液中の変性セルロース繊維の体積平均粒子径を表2に記す。
得られた分散液を用いて、スプレーを用いて塗布を行い、実施例1と同様にして多孔質膜を得た。
得られた多孔質膜について、水銀ポロシメーターにて、空孔率(体積%)と、平均孔径(μm)とを測定した。多孔質膜の空孔率と平均孔径とを表2に記す。
実施例5において、分散液を得る際に、実施例1と同様に、変性セルロース繊維の水スラリーを分取し、実施例1と同様にして、変性セルロース繊維を純水中で振とうする試験を行った。実施例5で得た変性セルロース繊維は、振とう、及び静置後、水面付近に浮いていた。
[Example 5]
In Example 5, a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that hexanoic acid anhydride was changed to 7.25 g (30.08 mmol) of benzoic acid anhydride.
The volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion obtained in Example 5 is described in Table 2.
The dispersion obtained was used for coating using a spray, and in the same manner as Example 1, a porous film was obtained.
The porosity (volume%) and the average pore diameter (μm) of the obtained porous film were measured with a mercury porosimeter. Table 2 shows the porosity and the average pore diameter of the porous membrane.
In Example 5, when obtaining a dispersion liquid, the water slurry of modified cellulose fiber is fractionated similarly to Example 1, and it is the same as that of Example 1 in the test which shakes modified cellulose fiber in pure water Did. The modified cellulose fiber obtained in Example 5 floated near the water surface after shaking and standing.

〔実施例6〜7〕
実施例6では、ヘキサン酸無水物を、酪酸無水物3.90g(24.68mmol)に変え、分散液の固形分濃度を1.5質量%とすることの他は、実施例1と同様にして分散液を得た。
実施例7では、ヘキサン酸無水物を、イソ酪酸無水物3.90g(24.68mmol)に変え、分散液の固形分濃度を1.5質量%とすることの他は、実施例1と同様にして分散液を得た。
ここで、実施例6で得た分散液中の変性セルロース繊維の体積平均粒子径は、33.5μm、実施例7で得た分散液中の変性セルロース繊維の体積平均粒子径は、32.1μmであった。
実施例6〜7において、分散液を得る際に、実施例1と同様に、変性セルロース繊維の水スラリーを分取し、実施例1と同様にして、変性セルロース繊維を純水中で振とうする試験を行った。実施例6〜7で得た変性セルロース繊維は、いずれも、振とう、及び静置後、水面付近に浮いていた。
また、実施例6〜7で得られた分散液を用いて、実施例1と同様に膜を形成した。これらの膜においても、適度な空孔率を有することが確認できた。
[Examples 6 to 7]
Example 6 is the same as Example 1 except that hexanoic acid anhydride is changed to 3.90 g (24.68 mmol) of butyric acid anhydride to make the solid concentration of the dispersion 1.5% by mass. A dispersion was obtained.
Example 7 is the same as Example 1 except that hexanoic acid anhydride is changed to 3.90 g (24.68 mmol) of isobutyric acid anhydride, and the solid content concentration of the dispersion is 1.5% by mass. To obtain a dispersion.
Here, the volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion obtained in Example 6 is 33.5 μm, and the volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion obtained in Example 7 is 32.1 μm. Met.
In Examples 6 to 7, when obtaining the dispersion liquid, the water slurry of the modified cellulose fiber is separated as in Example 1, and the modified cellulose fiber is shaken in pure water in the same manner as in Example 1. Test was conducted. The modified cellulose fibers obtained in Examples 6 to 7 all floated near the water surface after shaking and standing.
Moreover, the film was formed like Example 1 using the dispersion liquid obtained in Examples 6-7. It has been confirmed that these membranes also have appropriate porosity.

Figure 2019116705
なお、表2中の有機溶剤の名称について以下の通りである。
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
PMA−P:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
MA:3−メトキシブチルアセテート
BA:酢酸ブチル
Figure 2019116705
The names of the organic solvents in Table 2 are as follows.
PGME: propylene glycol monomethyl ether PMA-P: propylene glycol monomethyl ether acetate MA: 3-methoxybutyl acetate BA: butyl acetate

本実施例によれば、分散液中に良好に分散させることが容易である変性セルロース繊維を与える。また、このようにセルロース繊維を分散液中に良好に分散できることにより、膜を形成した際に、安定的に空孔を形成することができる。   According to this embodiment, a modified cellulose fiber is provided which is easy to disperse well in the dispersion. In addition, since the cellulose fibers can be well dispersed in the dispersion as described above, pores can be stably formed when the membrane is formed.

Claims (15)

多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維であって、
前記変性セルロース繊維は、未変性セルロース繊維が有する水酸基の一部における、前記水酸基中の水素原子が、前記水酸基に由来する酸素原子とO−C結合により結合する炭素原子数3以上の有機基、及び/又はオルガノシリル基で置換された繊維である、
変性セルロース繊維。
Modified cellulose fibers used to form a porous membrane,
The modified cellulose fiber is an organic group having 3 or more carbon atoms, in which a hydrogen atom in the hydroxyl group is partially bonded to an oxygen atom derived from the hydroxyl group by an O-C bond, in a part of the hydroxyl group possessed by unmodified cellulose fiber And / or fibers substituted with organosilyl groups,
Modified cellulose fiber.
前記変性セルロース繊維は、前記有機基で置換された繊維であり、
前記有機基が、下記式(1):
−(CO)−R・・・(1)
(式(1)中、nは0又は1であり、nが0である場合に、Rは、炭素原子数3以上の炭化水素基であり、nが1である場合に、Rは、炭素原子数2以上の炭化水素基である。)
で表される基である、請求項1に記載の変性セルロース繊維。
The modified cellulose fiber is a fiber substituted with the organic group,
The organic group is represented by the following formula (1):
-(CO) n -R 1 (1)
(In the formula (1), when n is 0 or 1 and n is 0, R 1 is a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, and when n is 1, R 1 is , A hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms.)
The modified cellulose fiber according to claim 1, which is a group represented by
前記未変性セルロース繊維中の水酸基の数をNとし、前記変性セルロース繊維中の水酸基の数をNとする場合に、下記式:
置換度=(N−N)/N
で算出される置換度が0.4以下である、請求項1又は2に記載の変性セルロース繊維。
When the number of hydroxyl groups in the unmodified cellulose fiber is N 1 and the number of hydroxyl groups in the modified cellulose fiber is N 2 , the following formula:
Degree of substitution = (N 1 −N 2 ) / N 1
The modified cellulose fiber of Claim 1 or 2 whose substitution degree calculated by these is 0.4 or less.
多孔質膜の形成に用いられる変性セルロース繊維であって、
前記変性セルロース繊維0.1gを純水10mLに混合し、次いで30秒間振とうし、さらに30秒静置した場合に、前記変性セルロース繊維が前記純水に対して浮上する、変性セルロース繊維。
Modified cellulose fibers used to form a porous membrane,
A modified cellulose fiber in which 0.1 g of the modified cellulose fiber is mixed with 10 mL of pure water, shaken for 30 seconds, and left to stand for another 30 seconds, the modified cellulose fiber floats up with respect to the pure water.
多孔質膜の形成に用いられる分散液であって、
前記分散液が、請求項1ないし4のいずか一項に記載の前記変性セルロース繊維と、有機溶剤とを含む、分散液。
A dispersion used to form a porous membrane,
A dispersion comprising the modified cellulose fiber according to any one of claims 1 to 4 and an organic solvent.
前記有機溶剤の沸点が、70℃以上250℃以下である、請求項6に記載の分散液。   The dispersion liquid of Claim 6 whose boiling point of the said organic solvent is 70 degreeC or more and 250 degrees C or less. 前記分散液が電極に対して塗布され、形成される前記多孔質膜がセパレータとして用いられる、請求項5又は6に記載の分散液。   The dispersion according to claim 5 or 6, wherein the porous membrane formed by applying the dispersion to an electrode and being formed is used as a separator. 室温(20℃)における粘度が、5cp以上1500cp以下である、請求項5〜7のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion according to any one of claims 5 to 7, wherein the viscosity at room temperature (20 ° C) is 5 cp or more and 1500 cp or less. 前記分散液中の、前記変性セルロース繊維の体積平均粒子径が5μm以上100μm以下である、請求項5〜8のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion according to any one of claims 5 to 8, wherein the volume average particle diameter of the modified cellulose fiber in the dispersion is 5 μm or more and 100 μm or less. 請求項5〜9のいずれか1項に記載の分散液からなる塗布膜を乾燥させてなる多孔質膜。   The porous film formed by drying the coating film which consists of a dispersion liquid of any one of Claims 5-9. 空孔率が20体積%以上80体積%以下である、請求項10に記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 10, wherein the porosity is 20% by volume or more and 80% by volume or less. 平均孔径が0.02μm以上0.5μm以下である、請求項10又は11に記載の多孔質膜。   The porous membrane according to claim 10 or 11, wherein the average pore size is 0.02 μm or more and 0.5 μm or less. 請求項10〜12のいずれか1項に記載の多孔質膜を備える蓄電素子。   An electrical storage element provided with the porous film of any one of Claims 10-12. 基材上に請求項5〜9のいずれか1項に記載の前記分散液を塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を乾燥させて多孔質膜を形成する工程と、を備える、多孔質膜の製造方法。
A process of applying the dispersion according to any one of claims 5 to 9 on a substrate to form a coated film;
And drying the coated film to form a porous film.
前記基材が電極である、請求項14に記載の多孔質膜の製造方法。   The method for producing a porous membrane according to claim 14, wherein the substrate is an electrode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021023309A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 珠海冠宇电池股份有限公司 Nonwoven fabric separator, and preparation method therefor and application thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018764A1 (en) * 1994-12-15 1996-06-20 Daikin Industries, Ltd. Method of antisoiling finish of cellulosic fiber and product of antisoiling finish
JP2013044076A (en) * 2011-08-26 2013-03-04 Olympus Corp Cellulose nanofiber, method for producing the same, composite resin composition and molded body
JP2014175232A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Paper Mills Ltd Cell separator
JP2016110777A (en) * 2014-12-04 2016-06-20 積水化学工業株式会社 Method for manufacturing lithium ion secondary battery
JP2017171698A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 スターライト工業株式会社 Slidable resin composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018764A1 (en) * 1994-12-15 1996-06-20 Daikin Industries, Ltd. Method of antisoiling finish of cellulosic fiber and product of antisoiling finish
JP2013044076A (en) * 2011-08-26 2013-03-04 Olympus Corp Cellulose nanofiber, method for producing the same, composite resin composition and molded body
JP2014175232A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Paper Mills Ltd Cell separator
JP2016110777A (en) * 2014-12-04 2016-06-20 積水化学工業株式会社 Method for manufacturing lithium ion secondary battery
JP2017171698A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 スターライト工業株式会社 Slidable resin composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021023309A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 珠海冠宇电池股份有限公司 Nonwoven fabric separator, and preparation method therefor and application thereof
CN112436235A (en) * 2019-08-07 2021-03-02 珠海冠宇电池股份有限公司 Non-woven fabric diaphragm and preparation method and application thereof

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