JP2019212436A - Base material for lithium ion battery separator and lithium ion battery separator - Google Patents

Base material for lithium ion battery separator and lithium ion battery separator Download PDF

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重松 俊広
Toshihiro Shigematsu
俊広 重松
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Abstract

To provide a base material for a lithium ion battery separator, in which adhesiveness between the base material for the lithium ion battery separator and a coated layer containing inorganic particles is high and coatability of an aqueous coating solution is excellent, and also to provide the lithium ion battery separator using the base material for the lithium ion battery separator.SOLUTION: In a base material for a lithium ion battery separator formed by containing a fibrillated solvent-spun cellulose fiber and a synthetic resin short fiber, the percentage content of the fibrillated solvent-spun cellulose fiber is 2% by mass or more and 25% by mass or less with respect to all the fiber components contained in the base material, and as a synthetic resin short fiber, a core-sheath type composite fiber is included, in which a resin having a melting point of 160° C or more is used as a core component and a polyethylene resin is used as a sheath component.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムイオン電池セパレータ用基材(以下、「リチウムイオン電池セパレータ用基材」を「基材」と略記する場合がある)及びリチウムイオン電池セパレータ(以下、「リチウムイオン電池セパレータ」を「セパレータ」と略記する場合がある)に関する。   The present invention relates to a lithium ion battery separator base material (hereinafter, “lithium ion battery separator base material” may be abbreviated as “base material”) and a lithium ion battery separator (hereinafter referred to as “lithium ion battery separator”). (Sometimes abbreviated as “separator”).

近年の携帯電子機器の普及及びその高性能化に伴い、高エネルギー密度を有する二次電池が望まれている。この種の電池として、有機電解液を使用するリチウムイオン電池が注目されてきた。このリチウムイオン電池は、平均電圧として、従来の二次電池であるアルカリ二次電池の約3倍である約3.7Vが得られることから、高エネルギー密度となるが、アルカリ二次電池のように水系の電解液を用いることができないため、十分な耐酸化還元性を有する有機電解液を用いている。有機電解液は可燃性であるため、発火等の危険性があり、その使用において安全性に細心の注意が払われている。発火等の危険に曝される原因は複数あるが、特に過充電が危険である。   With the recent spread of portable electronic devices and higher performance, secondary batteries having high energy density are desired. As this type of battery, a lithium ion battery using an organic electrolyte has attracted attention. This lithium ion battery has an average voltage of about 3.7 V, which is about three times that of an alkaline secondary battery, which is a conventional secondary battery, and thus has a high energy density. Since an aqueous electrolyte solution cannot be used, an organic electrolyte solution having sufficient redox resistance is used. Since organic electrolytes are flammable, there is a risk of ignition and the like, and careful attention is paid to safety in their use. There are multiple causes of exposure to fire and other hazards, but overcharging is particularly dangerous.

過充電を防止するために、現状のリチウムイオン電池では定電圧・定電流充電が行われ、電池に精密なIC(保護回路)が装備されている。この保護回路に掛かるコストは大きく、リチウムイオン電池をコスト高にしている要因にもなっている。   In order to prevent overcharging, current lithium ion batteries are charged at a constant voltage and a constant current, and the battery is equipped with a precise IC (protection circuit). The cost required for this protection circuit is large, which is a factor that increases the cost of the lithium ion battery.

また、保護回路で過充電を防止する場合、当然保護回路がうまく作動しないことも想定され、本質的に安全であるとは言い難い。現状のリチウムイオン電池には、過充電時に保護回路が壊れ、過充電されたときに安全に電池を破壊する目的で、安全弁やPTC素子の装備、熱ヒューズ機能を有するセパレータ等の手段が装備されている。しかし、上記のような手段を装備していても、過充電される条件によっては、確実に過充電時の安全性が確保されている訳ではなく、実際にはリチウムイオン電池の発火事故は現在でも起こっている。   Moreover, when overcharging is prevented by the protection circuit, it is naturally assumed that the protection circuit does not operate well, and it is difficult to say that it is intrinsically safe. Current lithium-ion batteries are equipped with safety valves, PTC elements, separators with a thermal fuse function, etc. for the purpose of destroying the battery safely when overcharged, because the protection circuit is broken. ing. However, even if equipped with the above-mentioned means, depending on the overcharge conditions, the safety during overcharge is not necessarily ensured, in fact, the lithium ion battery ignition accident is currently But it is happening.

リチウムイオン電池セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィンからなる多孔性フィルムが多く使用されている。ポリオレフィンからなる多孔性フィルムには、電池内部の温度が130℃近傍になった場合、溶融して微多孔を塞ぐことで、リチウムイオンの移動を防ぎ、電流を遮断させる熱ヒューズ機能(シャットダウン機能)がある。しかし、何らかの状況により、温度がさらに上昇した場合、ポリオレフィン自体が溶融してショートし、熱暴走する可能性が示唆されている。   As the lithium ion battery separator, a porous film made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene is often used. The porous film made of polyolefin has a thermal fuse function (shutdown function) that prevents lithium ions from moving and shuts off the current by melting and closing the micropore when the temperature inside the battery reaches around 130 ° C. There is. However, it has been suggested that if the temperature further rises for some reason, the polyolefin itself may melt and short-circuit, causing thermal runaway.

そこで、耐熱性を向上するために、水の接触角が125度以上の第1の層と、水の接触角が120℃以下である第2の層を備え、少なくとも一の面は最外層が第2の層である不織布基材と、原料繊維のうち少なくとも1種は、ポリオレフィン系樹脂からなる低融点成分と前記低融点成分よりも融点が20℃以上高い熱可塑性樹脂からなる高融点成分とで形成された複合繊維である不織布基材と、その基材に無機粒子を含む絶縁層とを有する電池セパレータ(例えば、特許文献1参照)が開示されている。これらのセパレータは、繊維原料に撥水処理や親水化処理を施す必要があり、作業工程が煩雑となり、コスト高となる問題があった。また、撥水処理や親水化処理に薬剤を用いた場合、電池内で分解して、電池特性を悪化させる問題があった。   Therefore, in order to improve heat resistance, a first layer having a water contact angle of 125 ° or more and a second layer having a water contact angle of 120 ° C. or less are provided, and at least one surface has an outermost layer. The nonwoven fabric base material as the second layer, and at least one of the raw fibers includes a low melting point component made of a polyolefin resin and a high melting point component made of a thermoplastic resin having a melting point higher by 20 ° C. than the low melting point component, A battery separator (for example, refer to Patent Document 1) having a nonwoven fabric base material that is a composite fiber formed in (1) and an insulating layer containing inorganic particles on the base material is disclosed. In these separators, it is necessary to subject the fiber raw material to a water repellent treatment or a hydrophilic treatment, and there is a problem that the work process becomes complicated and the cost increases. Moreover, when a chemical | medical agent is used for a water repellent process or a hydrophilic treatment, there existed a problem which decomposes | disassembles in a battery and deteriorates a battery characteristic.

また、コーティングされる支持体として用いられる不織布であり、伸度が40%以下のポリオレフィン系低伸度複合繊維を含む不織布の表面に、無機粒子層が形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池用セパレータ(例えば、特許文献2参照)が開示されている。これらのセパレータは、ポリオレフィン系繊維のみから構成されるため、繊維同士の熱融着が進み、フィルム化しやすく、内部抵抗が悪化しやすい問題があった。また、不織布と無機粒子層との接着性が悪く、水系塗液を使用した場合には、はじきが出やすいという問題があり、溶剤塗工の場合には、コスト高となる問題があった。   Further, a lithium ion, which is a non-woven fabric used as a support to be coated, has an inorganic particle layer formed on the surface of a non-woven fabric containing a polyolefin low-stretch composite fiber having an elongation of 40% or less. A secondary battery separator (see, for example, Patent Document 2) is disclosed. Since these separators are composed only of polyolefin-based fibers, there has been a problem that heat fusion between the fibers proceeds, films are easily formed, and internal resistance tends to deteriorate. In addition, the adhesiveness between the nonwoven fabric and the inorganic particle layer is poor, and there is a problem that repelling is likely to occur when an aqueous coating liquid is used. In the case of solvent coating, there is a problem that the cost is increased.

特開2017−45663号公報JP 2017-45663 A 特開2013−204154号公報JP2013-204154A

本発明の課題は、リチウムイオン電池セパレータ用基材と無機粒子を含む塗層との接着性が高く、水系塗液の塗工性に優れたリチウムイオン電池セパレータ用基材及び該リチウムイオン電池セパレータ用基材を使用したリチウムイオン電池セパレータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a lithium ion battery separator substrate having high adhesion between a lithium ion battery separator substrate and a coating layer containing inorganic particles, and having excellent aqueous coating solution coating properties, and the lithium ion battery separator. An object of the present invention is to provide a lithium ion battery separator that uses a base material for a battery.

上記課題を解決するために鋭意研究した結果、下記発明を見出した。   As a result of diligent research to solve the above problems, the following invention has been found.

(1)フィブリル化セルロース繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータ用基材において、該基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%以上25質量%以下であり、合成樹脂短繊維として、融点160℃以上の樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含むことを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ用基材。 (1) In the base material for a lithium ion battery separator containing fibrillated cellulose fibers and synthetic resin short fibers, the content of fibrillated natural cellulose fibers is 2 with respect to the total fiber components contained in the base material. A lithium ion battery separator comprising a core-sheath type composite fiber having a core component of a resin having a melting point of 160 ° C. or higher as a synthetic resin short fiber and a polyethylene resin as a sheath component. Substrate for use.

(2)前記芯鞘型複合繊維の芯成分がポリプロピレン樹脂であり、平均繊維径が6μm以下である上記(1)記載のリチウムイオン電池セパレータ用基材。 (2) The base material for a lithium ion battery separator according to the above (1), wherein the core component of the core-sheath type composite fiber is a polypropylene resin, and the average fiber diameter is 6 μm or less.

(3)上記(1)又は(2)に記載のリチウムイオン電池セパレータ用基材と無機粒子を含む塗層とを有していることを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。 (3) A lithium ion battery separator comprising the lithium ion battery separator substrate according to (1) or (2) above and a coating layer containing inorganic particles.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材は、無機粒子を含む塗層との接着性が高く、水系塗液の塗工性に優れるという効果を達成できる。   The base material for a lithium ion battery separator of the present invention has high adhesiveness with a coating layer containing inorganic particles, and can achieve the effect of being excellent in the coating property of an aqueous coating liquid.

本発明において、リチウムイオン電池セパレータ用基材とは、無機粒子を含む塗層、多孔性フィルム、固体(ゲル状)電解質等と組み合わせることによってリチウムイオン電池セパレータになるものであり、リチウムイオン電池セパレータの前駆体シートである。本発明の基材は、単独ではリチウムイオン電池セパレータとならない。耐熱性の点において、基材と無機粒子を含む塗層とを有するセパレータが最も好ましい。   In the present invention, the base material for a lithium ion battery separator is a lithium ion battery separator that is combined with a coating layer containing inorganic particles, a porous film, a solid (gelled) electrolyte, and the like. This is a precursor sheet. The substrate of the present invention alone does not become a lithium ion battery separator. In terms of heat resistance, a separator having a substrate and a coating layer containing inorganic particles is most preferable.

本発明において、塗層に含まれる無機粒子としては、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ等のアルミナ;ベーマイト等のアルミナ水和物;酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等のマグネシウム化合物を用いることができる。これらの中でも、リチウムイオン電池に用いられる電解質に対する安定性が高い点で、α−アルミナ、アルミナ水和物、水酸化マグネシウムが好ましく用いられる。   In the present invention, as inorganic particles contained in the coating layer, alumina such as α-alumina, β-alumina and γ-alumina; alumina hydrate such as boehmite; magnesium compound such as magnesium oxide and magnesium hydroxide are used. Can do. Among these, α-alumina, alumina hydrate, and magnesium hydroxide are preferably used in terms of high stability to the electrolyte used in the lithium ion battery.

多孔性フィルムとしては、フィルムを形成できる樹脂であれば、特に制限はないが、ポリエチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂と言ったポリオレフィン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂としては、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂単独だけでなく、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエチレン系樹脂と他のポリオレフィン系樹脂との混合物等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂としては、ホモプロピレン(プロピレン単独重合体)、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等のα−オレフィンとプロピレンとのランダム共重合体又はブロック共重合体等が挙げられる。   The porous film is not particularly limited as long as it is a resin capable of forming a film, but polyolefin resins such as polyethylene resins and polypropylene resins are preferable. Examples of polyethylene resins include not only polyethylene resins such as ultra low density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and ultra high density polyethylene, but also ethylene-propylene copolymers, Examples thereof include a mixture of a polyethylene resin and another polyolefin resin. Examples of the polypropylene resin include homopropylene (propylene homopolymer), ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene and other α-olefins. Examples thereof include a random copolymer with propylene or a block copolymer.

本発明におけるリチウムイオン電池とは、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池を意味する。リチウムイオン電池の負極活物質としては、何ら限定されることはないが、リチウムイオンを吸蔵・放出する平衡電位が1V(vsLi/Li)以下である負極活物質が用いられることが好ましい。このような負極活物質を用いることによって、正負極間の電位差が大きく、すなわち、貯蔵できるエネルギー量が大きい電池を得ることができる。この条件を満たす負極活物質として、例えばグラファイト、ハードカーボン、低結晶性炭素、黒鉛に非晶質炭素をコートしたもの、カーボンナノチューブ又はこれらの混合物等の炭素材料を用いることができる。また、炭素材料のみならず、金属リチウム、アルミニウム、シリカ、スズ、ニッケル、鉛から選ばれる1種以上の金属とリチウムとの合金、SiO、SnO、Fe、WO、Nb、Li4/3Ti5/3等の金属酸化物、Li0.4CoNなどの窒化物が用いられる。 The lithium ion battery in the present invention means a lithium ion secondary battery or a lithium ion polymer secondary battery. The negative electrode active material of the lithium ion battery is not limited in any way, but it is preferable to use a negative electrode active material having an equilibrium potential for absorbing and releasing lithium ions of 1 V (vs Li + / Li) or less. By using such a negative electrode active material, a battery having a large potential difference between the positive and negative electrodes, that is, a large amount of energy that can be stored, can be obtained. As the negative electrode active material satisfying this condition, for example, a carbon material such as graphite, hard carbon, low crystalline carbon, graphite coated with amorphous carbon, carbon nanotube, or a mixture thereof can be used. In addition to carbon materials, alloys of lithium and one or more metals selected from metallic lithium, aluminum, silica, tin, nickel, and lead, SiO, SnO, Fe 2 O 2 , WO 2 , Nb 2 O 5 A metal oxide such as Li 4/3 Ti 5/3 O 4 or a nitride such as Li 0.4 CoN is used.

正極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出できるものであれば、特に限定されない。例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、スピネル型マンガン酸リチウム(LiMn)、及び、一般式LiNiCoMn(x+y+z=1)で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物(LiV)、オリビン型LiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn又はFeを示す)等の複合金属酸化物が挙げられる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release lithium ions. For example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickelate (LiNiO 2), spinel-type lithium manganate (LiMn 2 O 4), and is represented by the general formula LiNi x Co y Mn z O 2 (x + y + z = 1) And composite metal oxides such as lithium vanadium compounds (LiV 2 O 5 ) and olivine-type LiMPO 4 (wherein M represents Co, Ni, Mn, or Fe).

リチウムイオン電池の電解液には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、γ−ブチロラクトン(BL)、これらの混合溶媒などの有機溶媒にリチウム塩を溶解させた液が用いられる。リチウム塩としては、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)や四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)が挙げられる。固体電解質としては、ポリエチレングリコールやその誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリシロキサンやその誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのゲル状ポリマーにリチウム塩を溶解させたものが用いられる。 Examples of electrolytes for lithium ion batteries include organic solvents such as propylene carbonate, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dimethoxyethane, dimethoxymethane, γ-butyrolactone (BL), and mixed solvents thereof. A solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent is used. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ). As solid electrolyte, what melt | dissolved lithium salt in gel-like polymers, such as polyethyleneglycol, its derivative (s), polymethacrylic acid derivative, polysiloxane, its derivative (s), polyvinylidene fluoride, is used.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材は、フィブリル化セルロース繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータ用基材において、該基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%以上25質量%以下であることを特徴とする。   The base material for lithium ion battery separators of the present invention is a base material for lithium ion battery separators comprising fibrillated cellulose fibers and synthetic resin short fibers, and fibrils relative to all fiber components contained in the base materials. The content of the modified natural cellulose fiber is 2% by mass or more and 25% by mass or less.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材の原料として、天然セルロース繊維としては、針葉樹や広葉樹などの木材繊維、コットンリンター、ボンバックス綿、カボックなどの種子毛繊維、竹繊維、サトウキビ繊維、麻、コウゾ、ミツマタなどのジン皮繊維、マニラ麻などの葉繊維などが挙げられる。   As a raw material of the base material for the lithium ion battery separator of the present invention, natural cellulose fibers include wood fibers such as conifers and hardwoods, seed hair fibers such as cotton linters, Bombax cotton, cabbages, bamboo fibers, sugarcane fibers, hemp, Examples include gin-skin fibers such as Kozo and Mitsumata, and leaf fibers such as Manila hemp.

これらの天然セルロース繊維のうち、フィブリル化により適度な繊維径に調整しやすい木材繊維や種子毛繊維などのパルプ由来のセルロースが好ましい。天然セルロース繊維は、リグニンやヘミセルロース含量の少ない、α−セルロース含有量が98〜100質量%の高純度セルロースが好ましい。   Among these natural cellulose fibers, cellulose derived from pulp such as wood fibers and seed hair fibers which are easily adjusted to an appropriate fiber diameter by fibrillation is preferable. The natural cellulose fiber is preferably high-purity cellulose having a low lignin or hemicellulose content and an α-cellulose content of 98 to 100% by mass.

本発明では、フィブリル化天然セルロース繊維の平均繊維径はミクロンオーダー以下である。すなわち、平均繊維径は、0.15〜30μmであり、好ましくは0.2〜10μmであり、さらに好ましくは0.25〜5μmであり、特に好ましくは0.25〜1μmである。平均繊維径は、基材の表面又は断面の走査型電子顕微鏡観察により、基材を形成する繊維から無作為に選んだ50本の繊維径を計測し、50本の繊維径の平均値である。   In the present invention, the average fiber diameter of the fibrillated natural cellulose fiber is not more than a micron order. That is, the average fiber diameter is 0.15 to 30 μm, preferably 0.2 to 10 μm, more preferably 0.25 to 5 μm, and particularly preferably 0.25 to 1 μm. The average fiber diameter is an average value of 50 fiber diameters obtained by measuring 50 fiber diameters randomly selected from fibers forming the base material by scanning electron microscope observation of the surface or cross section of the base material. .

フィブリル化天然セルロース繊維の長さ加重平均繊維長は0.2mm以上3.0mm以下であることが好ましく、0.2mm以上2.0mm以下であることがより好ましく、0.2mm以上1.6mm以下であることがさらに好ましい。長さ加重平均繊維長が0.2mm以上であることにより、湿式抄造の際に漉き網から抜け落ちて排水に流失する割合が多くなるのを防ぎ、基材と塗層の接着性に優れ、塗液の塗工性に優れる。また、長さ加重平均繊維長が3.0mm以下であることにより、繊維がもつれてダマになることを防ぐことができ、その結果、厚みムラが生じることを防ぐことができるため、塗液の塗工性に優れる。   The length weighted average fiber length of the fibrillated natural cellulose fiber is preferably 0.2 mm or more and 3.0 mm or less, more preferably 0.2 mm or more and 2.0 mm or less, and 0.2 mm or more and 1.6 mm or less. More preferably. When the length-weighted average fiber length is 0.2 mm or more, it prevents an increase in the ratio of falling off the screen and draining into drainage during wet papermaking, providing excellent adhesion between the substrate and the coating layer. Excellent liquid coatability. In addition, since the length-weighted average fiber length is 3.0 mm or less, the fibers can be prevented from becoming tangled and becoming lumpy, and as a result, the occurrence of uneven thickness can be prevented. Excellent coatability.

本発明のフィブリル化天然セルロース繊維の長さ加重平均繊維長は、KajaaniFiberLabV3.5(Metso Automation社製)を使用して測定した。KajaaniFiberLabV3.5(Metso Automation社製)では、検出部を通過する個々の繊維について、屈曲した繊維の全体の真の長さ(L)と屈曲した繊維の両端部の最短の長さ(l)を測定することができる。「長さ加重平均繊維長」とは、屈曲した繊維の両端部の最短の長さ(l)を測定した投影繊維長から計算した長さ加重平均繊維長である。   The length-weighted average fiber length of the fibrillated natural cellulose fiber of the present invention was measured using Kajaani Fiber Lab V3.5 (manufactured by Metso Automation). In Kajaani Fiber Lab V3.5 (manufactured by Metso Automation), for each fiber passing through the detection unit, the total true length (L) of the bent fiber and the shortest length (l) of both ends of the bent fiber are determined. Can be measured. The “length-weighted average fiber length” is a length-weighted average fiber length calculated from the projected fiber length obtained by measuring the shortest length (l) of both ends of the bent fiber.

叩解される(フィブリル化される)ことによる効果としては、繊維がセパレータ用基材内部に細密構造を形成することにより、電解液の保液性が向上すること、細孔が小さくなり、内部短絡が起こり難くなること等が挙げられる。また、合成樹脂短繊維とフィブリル化天然セルロース繊維による緻密なネットワーク構造が形成され、水系塗液のはじきを防止でき、塗工性に優れ、無機粒子との接着性が良好な基材が得られ易くなる。   The effect of being beaten (fibrillated) is that the fibers form a fine structure inside the separator substrate, which improves the electrolyte retention, reduces the pores, and causes internal short circuits. Is difficult to occur. In addition, a dense network structure is formed by synthetic resin short fibers and fibrillated natural cellulose fibers, which can prevent the repelling of water-based coating liquids, provides a base material with excellent coating properties and good adhesion to inorganic particles. It becomes easy.

本発明において、フィブリル化天然セルロース繊維を作製する方法としては、原料繊維を溶媒に分散させて、分散液を調製する。分散の溶媒としては、水や有機溶媒が挙げられるが、生産性やコストの面から水が好適である。分散は、ホモディスパー、スリーワンモーターなどを用いる。分散液の濃度は、0.01〜5質量%が好ましく、0.1〜3質量%がさらに好ましい。フィブリル化天然セルロース繊維は、この分散液に20〜200MPaの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを壁面へ衝突させて急減速することにより繊維に剪断力や切断力を加える高圧ホモジナイザーを用いて、5〜100回繰り返すことで得られる。   In the present invention, as a method for producing fibrillated natural cellulose fiber, a raw material fiber is dispersed in a solvent to prepare a dispersion. Examples of the solvent for dispersion include water and organic solvents, but water is preferable from the viewpoint of productivity and cost. For dispersion, a homodisper, a three-one motor, or the like is used. The concentration of the dispersion is preferably from 0.01 to 5 mass%, more preferably from 0.1 to 3 mass%. The fibrillated natural cellulose fiber gives a high pressure by passing a small-diameter orifice by applying a pressure difference of 20 to 200 MPa to this dispersion, and rapidly decelerates it by colliding it with the wall surface. It is obtained by repeating 5 to 100 times using a high-pressure homogenizer to which is added.

本発明において、フィブリル化天然セルロース繊維は、高圧ホモジナイザーだけでフィブリル化させたものでも良いが、高圧ホモジナイザーとその他の装置、例えば、リファイナー、ビーター、摩砕装置などを組み合わせて処理し、フィブリル化させたものでも良い。   In the present invention, the fibrillated natural cellulose fiber may be fibrillated only with a high-pressure homogenizer. However, the fibrillated natural cellulose fiber is treated with a combination of a high-pressure homogenizer and other devices such as a refiner, a beater, and a grinding device to be fibrillated. It may be good.

本発明の基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率は、2質量%以上25質量%以下である。5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。また、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%未満である場合、基材の機械強度は強くなるものの、水系塗液を塗工した場合、はじきが起き易く、塗工性が悪化する。また、基材表面がフィルム化しやすく、基材と塗層の接着性が悪化する。一方、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が25質量%を超えた場合、基材の坪量が低いと、機械強度が悪化する。また、塗液が浸透しやすくなるため、塗液が裏抜けして、水系塗液の塗工性の悪化や基材と塗層の接着性が悪化する。   The content of fibrillated natural cellulose fibers is 2% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the total fiber components contained in the base material of the present invention. 5 mass% or more is more preferable, and 10 mass% or more is further more preferable. Moreover, 20 mass% or less is more preferable, and 15 mass% or less is further more preferable. When the content of the fibrillated natural cellulose fiber is less than 2% by mass, the mechanical strength of the base material is increased. However, when an aqueous coating liquid is applied, repelling is likely to occur and the coating property is deteriorated. In addition, the surface of the substrate is easily formed into a film, and the adhesion between the substrate and the coating layer is deteriorated. On the other hand, when the content of the fibrillated natural cellulose fiber exceeds 25% by mass, if the basis weight of the substrate is low, the mechanical strength is deteriorated. In addition, since the coating liquid easily penetrates, the coating liquid passes through, and the coating property of the aqueous coating liquid deteriorates and the adhesion between the base material and the coating layer deteriorates.

本発明において、合成樹脂短繊維として、融点160℃以上の樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含むことを特徴としている。以下、特に断りのない限り、「融点160℃以上の樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維」を「芯鞘型複合繊維」と略記する場合がある。   In the present invention, the synthetic resin short fiber includes a core-sheath type composite fiber having a resin having a melting point of 160 ° C. or more as a core component and a polyethylene resin as a sheath component. Hereinafter, unless otherwise specified, “core-sheath type composite fiber having a resin having a melting point of 160 ° C. or more as a core component and a polyethylene resin as a sheath component” may be abbreviated as “core-sheath type composite fiber”.

本発明において、該基材に含まれる全繊維成分に対して、芯鞘型複合繊維の割合は75〜98質量%であることが好ましく、80〜95質量%であることがより好ましく、85〜90質量%であることがさらに好ましい。基材が芯鞘型複合繊維を含有していると、芯鞘型複合繊維の鞘成分の溶融により、繊維同士の接着点が強固になり、基材の機械強度が向上するという効果が得られる。また、シート状である基材において、シート表面に存在する芯鞘型複合繊維の溶融により、シート表面の接着も強固となり、表面の毛羽が抑えられるという効果が得られる。   In this invention, it is preferable that the ratio of a core-sheath-type composite fiber is 75-98 mass% with respect to all the fiber components contained in this base material, It is more preferable that it is 80-95 mass%, 85- More preferably, it is 90 mass%. When the base material contains the core-sheath type composite fiber, the melting point of the sheath component of the core-sheath type composite fiber makes the bonding point between the fibers strong, and the effect of improving the mechanical strength of the base material is obtained. . In addition, in a sheet-like base material, the core-sheath composite fiber existing on the sheet surface is melted, whereby the adhesion of the sheet surface becomes strong, and the effect of suppressing the fluff on the surface can be obtained.

芯鞘型複合繊維の割合が75質量%より少ない場合、フィブリル化天然セルロース繊維が増えることにより、水系塗液との親和性が高くなり過ぎて、塗液が裏抜けしやすくなり、塗工性が悪化する場合や、基材と塗層の接着性が悪化する場合がある。また、一方、芯鞘型複合繊維の割合が98質量%より多い場合、芯鞘型複合繊維同士の接着点が増加し、機械強度は強くなるが、シート表面がフィルム化しやすく、水系塗液を塗工した場合、はじきが発生しやすくなり、塗工性が悪化する場合や基材と塗層との接着性が悪化する場合がある。また、シート表面のフィルム化により、内部抵抗が悪化しやすく、細孔径の拡大により、内部短絡や自己放電特性が悪化しやすくなる場合がある。   When the ratio of the core-sheath type composite fiber is less than 75% by mass, the fibrillated natural cellulose fiber increases, so that the affinity with the aqueous coating solution becomes too high, and the coating solution is easy to break through. May deteriorate, or the adhesion between the substrate and the coating layer may deteriorate. On the other hand, when the ratio of the core-sheath type composite fiber is more than 98% by mass, the adhesion point between the core-sheath type composite fibers increases and the mechanical strength becomes strong, but the sheet surface is easily formed into a film. When applied, repelling is likely to occur, and the coatability may deteriorate or the adhesion between the substrate and the coating layer may deteriorate. In addition, the internal resistance is likely to deteriorate due to the film formation on the sheet surface, and the internal short circuit and self-discharge characteristics are likely to deteriorate due to the expansion of the pore diameter.

本発明において、芯鞘型複合繊維の芯成分として用いられる融点160℃以上の樹脂には、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの樹脂を挙げることができる。   In the present invention, the resin having a melting point of 160 ° C. or higher used as the core component of the core-sheath composite fiber includes polyester, acrylic, polypropylene, wholly aromatic polyester, wholly aromatic polyester amide, polyamide, semi-aromatic polyamide, wholly aromatic. Polyamide, wholly aromatic polyether, wholly aromatic polycarbonate, polyimide, polyamideimide (PAI), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), poly-p-phenylenebenzobisoxazole (PBO), polybenzo Examples include resins such as imidazole (PBI), polytetrafluoroethylene (PTFE), and ethylene-vinyl alcohol copolymer.

これらの芯鞘型複合繊維は、単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。この中でも、芯成分として、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミドが好ましく、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレンがさらに好ましく、ポリプロピレンが、紡糸の点から特に好ましい。   These core-sheath type composite fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these, the core component is preferably polyester, acrylic, polypropylene, wholly aromatic polyester, wholly aromatic polyester amide, polyamide, semi-aromatic polyamide, wholly aromatic polyamide, more preferably polyester, acrylic, polypropylene, and polypropylene. Particularly preferred from the viewpoint of spinning.

芯成分として用いられる樹脂の融点が160℃以上であることにより、芯部分が形状を保つことができる。樹脂の融点は、163℃以上がより好ましい。融点は、JIS K7121:2012に準拠して測定した値である。   When the melting point of the resin used as the core component is 160 ° C. or higher, the shape of the core portion can be maintained. The melting point of the resin is more preferably 163 ° C. or higher. The melting point is a value measured according to JIS K7121: 2012.

本発明において、鞘部分にポリエチレン樹脂を用いた芯鞘型複合繊維を含有させることにより、フィブリル化天然セルロース繊維と均一に絡み合ってネットワーク構造を形成しやすく、熱をかけることで溶融し、接着強度を高めることができ、表面の平滑性がより高く、緻密性や機械強度に優れ、基材と塗層の接着性と水系塗液の塗工性に優れたリチウムイオン電池セパレータ用基材を得ることができる。   In the present invention, by including a core-sheath type composite fiber using a polyethylene resin in the sheath part, it is easy to form a network structure by being intertwined uniformly with the fibrillated natural cellulose fiber, and melted by applying heat, and adhesive strength A lithium ion battery separator substrate with higher surface smoothness, excellent denseness and mechanical strength, excellent adhesion between the substrate and the coating layer, and aqueous coating solution coating be able to.

鞘成分のポリエチレン樹脂の融点は115℃以上であることが、基材表面の過度のフィルム化を抑える効果の点から好ましく、140℃以下であることが、芯鞘型複合繊維の接着性を高める効果の点から好ましい。融点は、JIS K7121:2012に準拠して測定した値である。   The melting point of the polyethylene resin of the sheath component is preferably 115 ° C. or more from the viewpoint of the effect of suppressing excessive film formation on the substrate surface, and it is 140 ° C. or less to improve the adhesion of the core-sheath composite fiber. It is preferable in terms of effect. The melting point is a value measured according to JIS K7121: 2012.

芯鞘型複合繊維の平均繊維径は、6μm以下が好ましく、1.0〜6.0μmがより好ましく、1.5〜5.8μmがさらに好ましく、2.0〜5.5μmが特に好ましい。平均繊維径が1.0μm未満の場合、繊維が細すぎて、基材がフィルム化しやすくなる。一方、平均繊維径が6μmを超えて大きくなるほど、質量あたりの繊維本数が減るため、繊維同士の接着部分が減少し、基材の機械強度が低下する場合がある。さらに、基材を20.0μm未満の低厚みにした場合、最大細孔径が拡大し、水系塗液が裏抜けしやすくなり、塗工性が悪化する場合や、基材と塗層との接着性が低下する場合がある。より好ましくは、平均繊維径を1.0〜6.0μmにすることにより、基材を所望の薄さにすることができ、また、緻密性も十分とすることができ、基材と塗層との接着性や水系塗液の塗工性を良好にすることができる。   The average fiber diameter of the core-sheath type composite fiber is preferably 6 μm or less, more preferably 1.0 to 6.0 μm, further preferably 1.5 to 5.8 μm, and particularly preferably 2.0 to 5.5 μm. When the average fiber diameter is less than 1.0 μm, the fibers are too thin and the substrate is easily formed into a film. On the other hand, as the average fiber diameter is larger than 6 μm, the number of fibers per mass is decreased, so that the bonded portion between the fibers is decreased, and the mechanical strength of the substrate may be decreased. Furthermore, when the substrate is made to have a low thickness of less than 20.0 μm, the maximum pore diameter is enlarged, the aqueous coating liquid can easily penetrate, and the coatability is deteriorated, or the adhesion between the substrate and the coating layer is increased. May decrease. More preferably, by setting the average fiber diameter to 1.0 to 6.0 μm, the base material can be made to have a desired thickness, and the denseness can be made sufficient. It is possible to improve the adhesiveness and the coating property of the aqueous coating liquid.

芯鞘型複合繊維の繊維径は、基材断面の走査型電子顕微鏡観察により、基材を形成する繊維から無作為に選んだ40本の各繊維の断面積を計測し、繊維の断面形状が真円であると見なして繊維径を算出した際の、40本の繊維径の平均値である。本発明においては、全ての芯鞘型複合繊維の繊維径が6.0μm以下であることが好ましい。   The fiber diameter of the core-sheath type composite fiber is determined by measuring the cross-sectional area of each of 40 fibers randomly selected from the fibers forming the base material by scanning electron microscope observation of the cross section of the base material. It is an average value of 40 fiber diameters when the fiber diameter is calculated assuming that it is a perfect circle. In the present invention, it is preferable that the fiber diameter of all the core-sheath type composite fibers is 6.0 μm or less.

本発明において、基材は、フィブリル化天然セルロース繊維と芯鞘型複合繊維だけでなく、芯鞘型複合繊維以外の合成樹脂短繊維を含有しても良い。芯鞘型複合繊維以外の合成樹脂短繊維としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ジエン、ポリウレタン、フェノール、メラミン、フラン、尿素、アニリン、不飽和ポリエステル、フッ素、シリコーン、これらの誘導体等の合成樹脂からなる、フィブリル化されていない短繊維が挙げられる。芯鞘型複合繊維以外の合成樹脂短繊維を含むことによって、基材の引張強度や突刺強度を強くすることができる。   In the present invention, the base material may contain not only fibrillated natural cellulose fibers and core-sheath type composite fibers but also synthetic resin short fibers other than the core-sheath type composite fibers. Synthetic resin short fibers other than core-sheath type composite fibers include polyolefin, polyester, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, acrylic, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, and polyether. And non-fibrillated short fibers made of synthetic resins such as polyvinyl alcohol, diene, polyurethane, phenol, melamine, furan, urea, aniline, unsaturated polyester, fluorine, silicone, and derivatives thereof. By including synthetic resin short fibers other than the core-sheath type composite fiber, the tensile strength and puncture strength of the substrate can be increased.

芯鞘型複合繊維以外の合成樹脂短繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であっても良いし、2種以上の樹脂からなる複合繊維であっても良い。また、本発明の基材に含まれる合成樹脂短繊維は、1種でも良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維としては、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。   The synthetic resin short fiber other than the core-sheath type composite fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or may be a composite fiber made of two or more kinds of resins. Moreover, the synthetic resin short fiber contained in the base material of the present invention may be one kind or a combination of two or more kinds. Examples of the composite fiber include a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, and a multiple bimetal type.

芯鞘型複合繊維以外の合成樹脂短繊維の繊度は、0.01dtex以上0.6dtex以下が好ましく、0.02dtex以上0.3dtex以下がより好ましい。繊度が0.6dtexを超えた場合、厚さ方向における繊維本数が少なくなるため、基材の細孔径分布が広くなり、その結果として、水系塗液が裏抜けしやすくなり、塗工性が悪化しやすく、基材と塗層との接着性も悪化する場合がある。一方、繊度が0.01dtex未満の場合、繊維が非常に高価になり、繊維の安定製造が困難になる場合や、湿式抄紙法により基材を製造する場合、脱水性が低下する場合がある。   The fineness of the synthetic resin short fibers other than the core-sheath type composite fiber is preferably 0.01 dtex or more and 0.6 dtex or less, and more preferably 0.02 dtex or more and 0.3 dtex or less. When the fineness exceeds 0.6 dtex, the number of fibers in the thickness direction is reduced, so that the pore size distribution of the base material is widened. As a result, the aqueous coating liquid is easily deflated and the coating property is deteriorated. It is easy to do, and the adhesiveness of a base material and a coating layer may also deteriorate. On the other hand, when the fineness is less than 0.01 dtex, the fiber becomes very expensive and it becomes difficult to stably produce the fiber, or when the substrate is produced by a wet papermaking method, the dehydrating property may be lowered.

合成樹脂短繊維の繊維長としては、1mm以上10mm以下が好ましく、1mm以上5mm以下がより好ましい。繊維長が10mmを超えた場合、地合不良となることがある。一方、繊維長が1mm未満の場合、基材の機械的強度が低くなって、塗層を形成する際に基材が破損する場合がある。なお、6.0μm以下の芯鞘型複合繊維における好ましい繊維長も上記と同様の範囲である。   The fiber length of the synthetic resin short fiber is preferably 1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 1 mm or more and 5 mm or less. If the fiber length exceeds 10 mm, formation may be poor. On the other hand, when the fiber length is less than 1 mm, the mechanical strength of the base material is lowered, and the base material may be damaged when the coating layer is formed. In addition, the preferable fiber length in the core-sheath type composite fiber of 6.0 micrometers or less is also the same range as the above.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材は、フィブリル化天然セルロース繊維と合成樹脂短繊維以外の繊維を含有しても良い。例えば、合成樹脂からなるフィブリッド、合成樹脂からなるパルプ化物、無機繊維が挙げられる。無機繊維としては、ガラス、アルミナ、シリカ、セラミックス、ロックウールが挙げられる。セルロース繊維として、再生セルロースを含有しても良い。   The base material for lithium ion battery separators of the present invention may contain fibers other than fibrillated natural cellulose fibers and synthetic resin short fibers. Examples thereof include fibrids made of synthetic resin, pulped products made of synthetic resin, and inorganic fibers. Examples of the inorganic fiber include glass, alumina, silica, ceramics, and rock wool. Regenerated cellulose may be contained as the cellulose fiber.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材の厚みは、6μm以上が好ましく、8μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましい。また、20μm以下が好ましく、18μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい。基材の厚みを上記の範囲とした場合においても、本発明の基材では、内部抵抗を低く抑えることができ、塗工工程や電極の積層工程で必要な引張強度を維持できるため、基材の抄造性も含め、各工程での作業性を損なうことがない。基材の厚みが20μmを超えると、基材の内部抵抗が高くなり過ぎる場合がある。また、電池を高容量にすることができなくなる場合がある。基材の厚みが6μm未満であると、基材の強度が弱くなり過ぎて、基材の取り扱い時や塗工時に破損する恐れがある。   The thickness of the base material for a lithium ion battery separator of the present invention is preferably 6 μm or more, more preferably 8 μm or more, and further preferably 10 μm or more. Moreover, 20 micrometers or less are preferable, 18 micrometers or less are more preferable, and 15 micrometers or less are still more preferable. Even when the thickness of the base material is within the above range, the base material of the present invention can keep the internal resistance low, and can maintain the tensile strength necessary in the coating process and electrode lamination process. In addition, the workability in each process is not impaired. If the thickness of the substrate exceeds 20 μm, the internal resistance of the substrate may become too high. In addition, the battery may not be able to have a high capacity. If the thickness of the base material is less than 6 μm, the strength of the base material becomes too weak, and there is a risk of damage during handling or coating of the base material.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材の密度は、0.25g/cm以上0.65g/cm以下が好ましく、0.30g/cm以上0.50g/cm以下がより好ましい。密度が0.25g/cm未満である場合、基材の強度が弱くなり過ぎて、基材の取り扱い時や塗工時に破損する恐れがあり、0.65g/cmを超えた場合、基材のフィルム化が進み、基材と塗層の接着性が悪化する場合や、水系塗液の塗工性が悪化する場合、また、基材の内部抵抗が高くなり過ぎる場合がある。 Density of the lithium ion battery separator base material of the present invention, 0.25 g / cm 3 or more 0.65 g / cm 3 or less are preferred, 0.30 g / cm 3 or more 0.50 g / cm 3 or less is more preferable. If the density is less than 0.25 g / cm 3 , the strength of the base material becomes too weak and may be damaged during handling or coating of the base material. If the density exceeds 0.65 g / cm 3 , When the material is made into a film, the adhesiveness between the base material and the coating layer is deteriorated, the coating property of the aqueous coating liquid is deteriorated, or the internal resistance of the base material is sometimes too high.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材は、湿式抄造法によって製造される湿式不織布であることが好ましい。湿式抄造法は繊維を水に分散して均一な抄紙スラリーとし、この抄紙スラリーを抄紙機で漉きあげて湿式不織布を製作する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、傾斜短網抄紙機、これらの複合機が挙げられる。湿式不織布を製造する工程において、必要に応じて水流交絡処理を施しても良い。湿式不織布の加工処理として、熱処理、カレンダー処理、熱カレンダー処理などを施しても良い。   It is preferable that the base material for lithium ion battery separators of this invention is a wet nonwoven fabric manufactured by the wet papermaking method. In the wet papermaking method, fibers are dispersed in water to form a uniform papermaking slurry, and this papermaking slurry is rolled up with a papermaking machine to produce a wet nonwoven fabric. Examples of the paper machine include a circular net paper machine, a long net paper machine, an inclined paper machine, an inclined short net paper machine, and a composite machine of these. In the process of manufacturing a wet nonwoven fabric, hydroentanglement treatment may be performed as necessary. As the wet nonwoven fabric processing, heat treatment, calendar treatment, thermal calendar treatment, or the like may be performed.

本発明において、無機粒子の平均粒子径は、0.02μm以上2.00μm以下が好ましく、0.10μm以上1.00μm以下がより好ましい。平均粒子径が2.00μmを超えると、塗層を適切な厚みで形成することが困難となる場合や、表面の凹凸が大きくなる場合がある。一方、平均粒子径が0.02μm未満の場合、無機粒子がセパレータ用基材から脱落しやすくなることや、脱落を防ぐためにバインダーを増量する必要がある。なお、本発明で言う平均粒子径とは、レーザー回折散乱法によって測定される体積平均粒子径を表す。   In the present invention, the average particle size of the inorganic particles is preferably 0.02 μm or more and 2.00 μm or less, and more preferably 0.10 μm or more and 1.00 μm or less. When the average particle diameter exceeds 2.00 μm, it may be difficult to form the coating layer with an appropriate thickness, or the surface unevenness may be increased. On the other hand, when the average particle diameter is less than 0.02 μm, it is necessary that the inorganic particles easily fall off from the separator base material and that the binder should be increased in order to prevent the dropout. In addition, the average particle diameter said by this invention represents the volume average particle diameter measured by the laser diffraction scattering method.

本発明において、塗層はバインダーを含むことができる。バインダーとしては、各種の有機ポリマーを用いることができる。その例としては、スチレン−ブタジエン共重合エラストマー(スチレンブタジエンゴム)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合エラストマー、(メタ)アクリル酸エステル重合体エラストマー、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル重合体エラストマー、ポリフッ化ビニリデン重合体等の各種有機ポリマーが使用可能である。   In the present invention, the coating layer can contain a binder. Various organic polymers can be used as the binder. Examples include styrene-butadiene copolymer elastomers (styrene butadiene rubber), acrylonitrile-butadiene copolymer elastomers, (meth) acrylate polymer elastomers, styrene- (meth) acrylate polymer elastomers, polyvinylidene fluoride heavy Various organic polymers such as coalescence can be used.

本発明において、塗層に含まれるバインダーの含有率は、無機粒子の総量に対して、2質量%以上200質量%以下が好ましい。特に5質量%以上50質量%以下が好ましい。バインダーの量が少な過ぎると、無機粒子が基材から脱落しやすくなる場合がある。また、バインダーの量が多過ぎると、塗層が緻密になり過ぎて、イオン透過性が低下する場合がある。   In the present invention, the content of the binder contained in the coating layer is preferably 2% by mass or more and 200% by mass or less with respect to the total amount of inorganic particles. 5 mass% or more and 50 mass% or less are especially preferable. If the amount of the binder is too small, the inorganic particles may easily fall off from the substrate. On the other hand, if the amount of the binder is too large, the coating layer becomes too dense and the ion permeability may be lowered.

基材と無機粒子を含む塗層を有するセパレータは、基材の少なくとも一方の面に塗層を形成することによって製造することができる。塗層を基材の少なくとも一方の面に形成する方法としては、塗層を構成する各成分を水や有機溶剤等の媒体中に分散又は溶解させた塗層形成用のスラリー(塗液)を調製し、これを基材上に塗工する方法が挙げられる。   A separator having a coating layer containing a substrate and inorganic particles can be produced by forming a coating layer on at least one surface of the substrate. As a method of forming a coating layer on at least one surface of a substrate, a slurry (coating solution) for forming a coating layer in which each component constituting the coating layer is dispersed or dissolved in a medium such as water or an organic solvent is used. The method of preparing and coating this on a base material is mentioned.

塗層形成用のスラリーを調製するための媒体としては、バインダーや無機粒子を均一に溶解又は分散できるものであれば特に限定されない。例えば、トルエン等の芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水等を必要に応じて用いることができる。また、使用する媒体は、基材を膨張させない媒体又は基材を溶解しない媒体が好ましい。   The medium for preparing the slurry for forming the coating layer is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the binder and inorganic particles. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone, alcohols such as isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, Water or the like can be used as necessary. The medium used is preferably a medium that does not expand the base material or a medium that does not dissolve the base material.

塗層を形成するために、塗液を基材に塗工する装置としては、各種の塗工装置を用いることができる。例えば、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、ロールコーター、キスタッチコーター、ディップコーター等の各種コーターを用いることができる。   In order to form the coating layer, various coating apparatuses can be used as an apparatus for coating the substrate with the coating liquid. For example, various coaters such as a gravure coater, a die coater, a lip coater, a blade coater, a curtain coater, an air knife coater, a rod coater, a roll coater, a kiss touch coater, and a dip coater can be used.

塗層の塗工量は、基材にもよるが、基材の片面当たりの乾燥塗工量として、1g/m以上30g/m以下が好ましく、2g/m以上20g/m以下がより好ましく、3g/m以上15g/m以下がさらに好ましい。塗層の塗工量が少な過ぎる場合には、塗層を形成した際に、塗液が基材の中に浸透してしまい、基材の表面に塗層を形成できないことがある。また、塗工量が多過ぎる場合には、基材の細孔を埋め過ぎてしまうことにより、イオン透過性を阻害して、電池特性が悪くなることがある。 Although the coating amount of the coating layer depends on the substrate, the dry coating amount per side of the substrate is preferably 1 g / m 2 or more and 30 g / m 2 or less, and preferably 2 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less. Is more preferably 3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less. When the coating amount of the coating layer is too small, when the coating layer is formed, the coating liquid may penetrate into the substrate, and the coating layer may not be formed on the surface of the substrate. Moreover, when there is too much coating amount, by filling up the pore of a base material too much, ion permeability may be inhibited and battery characteristics may worsen.

本発明の塗層には、前記無機粒子及びバインダーの他に、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の各種分散剤、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリエチレンオキサイド等の各種増粘剤、各種の濡れ剤、防腐剤、消泡剤等の各種添加剤を、必要に応じて添加することもできる。一般に、媒体として有機溶剤を使用した非水系塗液は表面張力が低く、媒体として水を用いた水系塗液の表面張力は高い。本発明の基材は、塗液の受理性が高いため、非水系塗液も水系塗液も、両方共に問題なく塗工することができるが、本発明において、媒体として水のみを用いた水系塗液を使用することが好ましい。   In the coating layer of the present invention, in addition to the inorganic particles and the binder, various dispersants such as polyacrylic acid and sodium carboxymethyl cellulose, various thickeners such as hydroxyethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, and polyethylene oxide, various wetting agents Various additives such as preservatives and antifoaming agents can be added as necessary. In general, a non-aqueous coating liquid using an organic solvent as a medium has a low surface tension, and an aqueous coating liquid using water as a medium has a high surface tension. Since the base material of the present invention has high acceptability of the coating liquid, both the non-aqueous coating liquid and the aqueous coating liquid can be applied without any problem, but in the present invention, an aqueous system using only water as a medium. It is preferable to use a coating liquid.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において百分率(%)及び部は、断りのない限り全て質量基準である。また、塗工量は乾燥塗工量である。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, all percentages (%) and parts are based on mass unless otherwise specified. The coating amount is a dry coating amount.

実施例1
<基材の作製>
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維98質量部と、コットンリンターパルプを濃度2質量%になるように水に分散させ、ダブルディスクリファイナーを用いて、クリアランスを徐々に狭めながら、10回繰り返し処理した後、高圧ホモジナイザーを用いて、49MPaの条件で20回繰り返し処理し、平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmとしたフィブリル化天然セルロース繊維2質量部とを、パルパーにより水中に分散し、濃度0.5質量%の均一な抄紙スラリーを調製し、円網型抄紙機を用いて湿紙ウェブを得て、表面温度135℃のシリンダードライヤーによって乾燥し、シートを得た。片方のロールがクロムメッキされた鋼製ロールであり、他方のロールが硬度ショアーD92の樹脂ロールであり、鋼製ロールの表面温度が128℃の熱カレンダー装置により、得られたシートを熱カレンダー処理し、坪量が6g/m、厚さ15μmの基材を作製した。
Example 1
<Preparation of base material>
The core component is polypropylene resin, the sheath component is polyethylene resin, the fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm), the core-sheath type composite fiber 98 parts by weight of the fiber length 3 mm, and the concentration of cotton linter pulp to 2% by mass The mixture was dispersed in water so that the clearance was gradually narrowed using a double disc refiner, and the treatment was repeated 10 times, followed by 20 treatments using a high-pressure homogenizer at 49 MPa, and an average fiber diameter of 0. 2 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having a length of 3 μm and a weight-weighted average fiber length of 0.22 mm are dispersed in water by a pulper to prepare a uniform papermaking slurry having a concentration of 0.5% by mass, and a circular net type papermaking A wet paper web was obtained using a machine and dried with a cylinder dryer having a surface temperature of 135 ° C. to obtain a sheet. One of the rolls is a chrome-plated steel roll, the other roll is a resin roll of hardness Shore D92, and the obtained sheet is heat calendered by a heat calender device having a surface temperature of the steel roll of 128 ° C. Thus, a base material having a basis weight of 6 g / m 2 and a thickness of 15 μm was produced.

<塗液の作製>
体積平均粒子径0.9μm、比表面積5.5m/gのベーマイト100質量部を、その1質量%水溶液の25℃における粘度が200mPa・sのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩0.3質量%水溶液120質量部に混合し十分撹拌し、ついで、その1質量%水溶液の25℃における粘度が7000mPa・sのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩0.5質量%水溶液300質量部、リチウムイオン電池用スチレンブタジエンゴム(SBR)系バインダー(JSR株式会社製、商品名:TRD2001)(固形分濃度48質量%)10質量部を混合、撹拌して塗液を調製した。
<Preparation of coating liquid>
100 parts by mass of boehmite having a volume average particle size of 0.9 μm and a specific surface area of 5.5 m 2 / g, 120% by mass of a 1% by mass aqueous solution of a carboxymethyl cellulose sodium salt having a viscosity of 200 mPa · s at 25 ° C. Next, 300 parts by mass of a 1% by mass aqueous solution of a carboxymethyl cellulose sodium salt having a viscosity of 7000 mPa · s at a viscosity of 7000 mPa · s, a styrene butadiene rubber (SBR) system for a lithium ion battery. A coating solution was prepared by mixing and stirring 10 parts by weight of a binder (manufactured by JSR Corporation, trade name: TRD2001) (solid content concentration: 48% by mass).

<セパレータの作製>
前記基材の片面上に、キスリバース方式のグラビアコーターにて塗工量が10g/mとなるように塗液を塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
<Preparation of separator>
On one side of the base material, a coating liquid was applied and dried so as to have a coating amount of 10 g / m 2 with a kiss reverse gravure coater, thereby preparing a separator.

実施例2
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維90質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維10質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量6g/m、厚さ15μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Example 2
90 parts by mass of a core-sheath type composite fiber having a fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter of 5.6 μm) and a fiber length of 3 mm, in which the core component is a polypropylene resin and the sheath component is a polyethylene resin, and the average fiber diameter used in Example 1 A substrate having a basis weight of 6 g / m 2 and a thickness of 15 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. . Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

実施例3
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維80質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維20質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ18μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Example 3
80 parts by mass of a core-sheath type composite fiber having a fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter of 5.6 μm) and a fiber length of 3 mm, and a mean fiber diameter used in Example 1, in which the core component is polypropylene resin and the sheath component is polyethylene resin A substrate having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 18 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. . Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

実施例4
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維75質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維25質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ20μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Example 4
The core component is a polypropylene resin and the sheath component is a polyethylene resin. Fineness 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm), core-sheath type composite fiber 75 parts by mass of fiber length 3 mm, and average fiber diameter used in Example 1 A substrate having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 25 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. . Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

実施例5
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.5dtex(平均繊維径8.1μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維90質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維10質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ20μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Example 5
90 parts by mass of a core-sheath type composite fiber having a fineness of 0.5 dtex (average fiber diameter of 8.1 μm) and a fiber length of 3 mm, in which the core component is a polypropylene resin and the sheath component is a polyethylene resin, and the average fiber diameter used in Example 1 A substrate having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. . Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

実施例6
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維70質量部と、0.3dtex(平均繊維径6.7μm)、繊維長3mmのポリプロピレン短繊維10質量部と、コットンリンターパルプを濃度2質量%になるように水に分散させ、ダブルディスクリファイナーを用いて、クリアランスを徐々に狭めながら、5回繰り返し処理した後、高圧ホモジナイザーを用いて、49MPaの条件で20回繰り返し処理し、平均繊維径0.4μm、長さ加重平均繊維長0.25mmとしたフィブリル化天然セルロース繊維20質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量7g/m、厚さ18μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Example 6
The core component is a polypropylene resin and the sheath component is a polyethylene resin. Fineness 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm), core-sheath type composite fiber 70 mass parts with a fiber length of 3 mm, and 0.3 dtex (average fiber diameter 6. 7μm), 10 parts by mass of polypropylene short fiber having a fiber length of 3 mm, and cotton linter pulp are dispersed in water to a concentration of 2% by mass, and repeatedly treated 5 times while gradually narrowing the clearance using a double disc refiner. Then, using a high-pressure homogenizer, the treatment was repeated 20 times under the condition of 49 MPa, except that 20 parts by mass of fibrillated natural cellulose fibers having an average fiber diameter of 0.4 μm and a length-weighted average fiber length of 0.25 mm were carried out. A substrate having a basis weight of 7 g / m 2 and a thickness of 18 μm was produced in the same manner as in Example 1. Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

比較例1
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維100質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ20μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Comparative Example 1
The same method as in Example 1 except that the core component is polypropylene resin and the sheath component is polyethylene resin, and the core-sheath composite fiber is 100 parts by mass with a fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm) and a fiber length of 3 mm. A substrate having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 20 μm was prepared. Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

比較例2
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維98.6質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維1.4質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量6g/m、厚さ15μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Comparative Example 2
98.6 parts by mass of core-sheath type composite fiber having a fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm) and a fiber length of 3 mm, in which the core component is polypropylene resin and the sheath component is polyethylene resin, and the average used in Example 1 A basis having a basis weight of 6 g / m 2 and a thickness of 15 μm in the same manner as in Example 1 except that 1.4 parts by mass of fibrillated natural cellulose fiber having a fiber diameter of 0.3 μm and a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. A material was prepared. Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

比較例3
芯成分がポリプロピレン樹脂で、鞘成分がポリエチレン樹脂である繊度0.2dtex(平均繊維径5.6μm)、繊維長3mmの芯鞘型複合繊維74質量部と、実施例1で用いた平均繊維径0.3μm、長さ加重平均繊維長0.22mmのフィブリル化天然セルロース繊維26質量部とした以外、実施例1と同様な方法で坪量8g/m、厚さ20μmの基材を作製した。ついで、実施例1で用いた塗液を、実施例1と同様の方法で、塗工量10g/mとなるように塗工・乾燥し、セパレータを作製した。
Comparative Example 3
The core component is a polypropylene resin and the sheath component is a polyethylene resin. Fineness of 0.2 dtex (average fiber diameter 5.6 μm), 74 parts by mass of a core-sheath type composite fiber having a fiber length of 3 mm, and the average fiber diameter used in Example 1 A base material having a basis weight of 8 g / m 2 and a thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 26 parts by mass of fibrillated natural cellulose fiber having a length-weighted average fiber length of 0.22 mm was used. . Next, the coating liquid used in Example 1 was coated and dried by the same method as in Example 1 so that the coating amount was 10 g / m 2 , thereby producing a separator.

実施例及び比較例のリチウムイオン電池セパレータ用基材及びリチウムイオン電池セパレータについて、下記物性の測定と評価を行い、結果を表1及び表2に示した。   The following physical properties were measured and evaluated for the lithium ion battery separator substrates and lithium ion battery separators of Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Tables 1 and 2.

<基材の坪量及び塗層の塗工量>
JIS P8124に準拠して、基材及びセパレータの坪量を測定した。塗層の塗工量はセパレータの坪量から基材の坪量を差し引いて算出した。
<Base weight of base material and coating amount of coating layer>
Based on JIS P8124, the basic weight of the base material and the separator was measured. The coating amount of the coating layer was calculated by subtracting the basis weight of the substrate from the basis weight of the separator.

<基材及びセパレータの厚さ>
JIS B7502に規定された外側マイクロメーターを用いて、5N荷重時の厚さを測定した。
<Thickness of base material and separator>
The thickness at the time of 5N load was measured using the outside micrometer prescribed | regulated to JISB7502.

<基材と塗層の接着性>
各セパレータから幅方向100mm×流れ方向100mmサイズの試験片を5枚切り出し、幅10mm×長さ50mmのセロハンテープを、流れ方向と幅方向に、セパレータの塗層の上から軽く貼り付けて、1kgのステンレス製の円柱を2往復させた。その後、セロハンテープを塗層から剥がし、セパレータを目視にて観察し、次の評価基準で評価した。
<Adhesiveness between substrate and coating layer>
Cut out 5 test pieces each measuring 100 mm in width and 100 mm in the flow direction from each separator, and lightly affix a cellophane tape of 10 mm in width and 50 mm in length from the top of the separator coating layer in the flow and width directions. The stainless steel cylinder was reciprocated twice. Thereafter, the cellophane tape was removed from the coating layer, the separator was visually observed, and evaluated according to the following evaluation criteria.

○:基材面に塗層が残っている。
△:塗層の約半分が基材から剥がれている。
×:塗層の殆ど全部分が基材から剥がれている。
○: A coating layer remains on the substrate surface.
Δ: About half of the coating layer is peeled off from the substrate.
X: Almost all of the coating layer is peeled off from the substrate.

<塗液の塗工性>
各セパレータの塗層表面を目視にて観察し、次の評価基準で評価した。
<Coating properties of coating liquid>
The coating layer surface of each separator was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.

○:塗層表面が均一で、はじきが無い。
△:塗層表面にはじきはないが、凹凸やピンホールがわずかに見られる。
×:塗層表面にはじきが見られる。
○: The coating layer surface is uniform and there is no repellency.
Δ: The surface of the coating layer is not repelled, but unevenness and pinholes are slightly seen.
X: Repelling is observed on the surface of the coating layer.

Figure 2019212436
Figure 2019212436

Figure 2019212436
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表1に示した通り、実施例1〜6で作製した基材は、フィブリル化セルロース繊維と合成樹脂短繊維とを含有し、該基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%以上25質量%以下であり、合成樹脂短繊維として、融点160℃以上の樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含んでいる。実施例1〜6の基材と無機粒子を含む塗層とを有しているセパレータは、基材と塗層の接着性が高く、水系塗液の塗工性に優れていた。   As shown in Table 1, the base materials produced in Examples 1 to 6 contain fibrillated cellulose fibers and synthetic resin short fibers, and fibrillated natural cellulose with respect to all fiber components contained in the base material. The fiber content is 2% by mass or more and 25% by mass or less, and the synthetic resin short fiber includes a core-sheath type composite fiber having a resin having a melting point of 160 ° C. or more as a core component and a polyethylene resin as a sheath component. The separator which has the base material of Examples 1-6 and the coating layer containing an inorganic particle had high adhesiveness of a base material and a coating layer, and was excellent in the applicability | paintability of aqueous | water-based coating liquid.

実施例1〜6で比較すると、実施例5の基材は、ポリプロピレン樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維の繊維径が6μmを超え、8μmの場合である。基材と塗層の接着性には問題が無く、水系塗液のはじきは見られなかったが、基材に水系塗液が入り込みやすく、凹凸やピンホールがかすかに見られた。   When compared in Examples 1 to 6, the base material of Example 5 is a case where the fiber diameter of the core-sheath type composite fiber having polypropylene resin as the core component and polyethylene resin as the sheath component exceeds 6 μm and is 8 μm. There was no problem in the adhesion between the base material and the coating layer, and no repelling of the aqueous coating liquid was observed, but the aqueous coating liquid easily entered the base material, and irregularities and pinholes were faintly seen.

比較例1の基材はフィブリル化天然セルロース繊維を含まないため、水系塗液が基材に浸透しにくく、基材と塗層の接着性が悪く、塗層が基材から簡単に剥がれた。また、基材上で部分的に水系塗工液をはじく現象が見られ、塗工できない部分が残った。   Since the base material of Comparative Example 1 did not contain fibrillated natural cellulose fibers, the aqueous coating liquid hardly penetrated into the base material, the adhesion between the base material and the coating layer was poor, and the coating layer was easily peeled off from the base material. Moreover, the phenomenon which repels a water-system coating liquid partially on the base material was seen, and the part which cannot be coated remained.

比較例2の基材は、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%未満の場合である。そのため、水系塗液が基材に浸透しにくく、塗層が基材から剥がれ易かった。また、水系塗液のはじきは見られなかったが、塗層表面に凹凸がわずかに見られた。   The base material of the comparative example 2 is a case where the content rate of a fibrillated natural cellulose fiber is less than 2 mass%. For this reason, the aqueous coating liquid hardly penetrates into the substrate, and the coating layer is easily peeled off from the substrate. In addition, although no repelling of the aqueous coating liquid was observed, slight unevenness was observed on the surface of the coating layer.

比較例3の基材は、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が25質量%を超えた場合である。水系塗液が基材に染み込みやすくなり、水系塗液がやや裏抜けするようになる。そのため、基材と塗層の接着性が悪化し、水系塗液のはじきは見られないものの、塗層表面に凹凸やピンホールが見られた。   The base material of the comparative example 3 is a case where the content rate of fibrillated natural cellulose fiber exceeds 25 mass%. The aqueous coating liquid is likely to soak into the substrate, and the aqueous coating liquid comes through a little. For this reason, the adhesion between the substrate and the coating layer was deteriorated, and although the water-based coating liquid was not repelled, irregularities and pinholes were observed on the coating layer surface.

本発明のリチウムイオン電池セパレータ用基材及びリチウムイオン電池セパレータは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等、リチウムイオン二次電池に好適に使用できる。   The base material for lithium ion battery separators and the lithium ion battery separator of the present invention can be suitably used for lithium ion secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and lithium ion polymer secondary batteries.

Claims (3)

フィブリル化セルロース繊維と合成樹脂短繊維とを含有してなるリチウムイオン電池セパレータ用基材において、該基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化天然セルロース繊維の含有率が2質量%以上25質量%以下であり、合成樹脂短繊維として、融点160℃以上の樹脂を芯成分とし、ポリエチレン樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含むことを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ用基材。   In the base material for a lithium ion battery separator comprising a fibrillated cellulose fiber and a short synthetic resin fiber, the content of the fibrillated natural cellulose fiber is 2% by mass or more based on the total fiber components contained in the base material. A base material for a lithium ion battery separator, comprising a core-sheath type composite fiber having a core component of a resin having a melting point of 160 ° C. or more as a synthetic resin short fiber and a polyethylene resin as a sheath component. . 前記芯鞘型複合繊維の芯成分がポリプロピレン樹脂であり、平均繊維径が6μm以下である請求項1記載のリチウムイオン電池セパレータ用基材。   The base material for a lithium ion battery separator according to claim 1, wherein the core component of the core-sheath composite fiber is a polypropylene resin, and the average fiber diameter is 6 µm or less. 請求項1又は2に記載のリチウムイオン電池セパレータ用基材と無機粒子を含む塗層とを有していることを特徴とするリチウムイオン電池セパレータ。   A lithium ion battery separator comprising the lithium ion battery separator substrate according to claim 1 and a coating layer containing inorganic particles.
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