JP2021169583A - ポリオレフィン微多孔膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2ではひずみ速度を60%/秒以上とすることで自己放電特性に優れるポリオレフィン微多孔膜が得られることを見出している。特許文献2では、ひずみ速度を設定することで自己放電特性に優れるセパレータを提供している。ひずみ速度が高いと延伸応力は増大し、均一な延伸を行うため自己放電特性に優れるポリオレフィン微多孔膜を提供すると記載されている。一方で、延伸の均一性は、ひずみ速度、延伸応力、延伸温度、延伸区間などの組み合わせにより決定される。
(1)
(a)ポリオレフィン系樹脂及び孔形成材料を含む樹脂組成物を溶融混練して押出す押出工程、
(b)前記混練された樹脂を口金からシート状に吐出し、冷却固化するシート成形工程、
(c)前記(b)工程で得られたシート状成形物を、縦方向および横方向に延伸する二軸延伸機を用いて延伸する一次延伸工程、
(d)前記(c)工程で得られた延伸シートから孔形成材料を抽出する工程、及び
(e)前記(d)工程で得られたシートを、少なくとも一軸方向に1.1倍以上延伸する二次延伸工程を含み、前記(e)工程における二次延伸のパス長の内の延伸区間が9%以上,20%以下であるポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
(2)
前記(e)工程において延伸温度が80℃以上115℃以下からなる請求項1記載のポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
(a)ポリオレフィン系樹脂及び孔形成材料を含む樹脂組成物を溶融混練して押出す押出工程、
(b)前記混練された樹脂を口金からシート状に吐出し、冷却固化するシート成形工程、
(c)前記(b)工程で得られたシート状成形物を、縦方向および横方向に延伸する二軸延伸機を用いて延伸する一次延伸工程、
(d)前記(c)工程で得られた延伸シートから孔形成材料を抽出する工程、及び
(e)前記(d)工程で得られたシートを、少なくとも一軸方向に1.1倍以上延伸する二次延伸工程を含み、前記(e)工程における二次延伸のパス長の内の延伸区間が9%以上,20%以下であるポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
二次延伸工程におけるロール段数および延伸区間を変えて、延伸を施すことによる厚み偏差つまり延伸ムラへの影響を調べた。装置にはキーエンス社製IB−30(波長660nm)を用い、測定周期80μsで1024回の平均値を測定した。また、評価指標の算出には透過光強度計より得らえた、透過光強度の平均透過率と、透過光強度の偏差を用いて下記式より得られた変動係数を延伸ムラの指標として評価に用いた。透過光強度の偏差は微多孔膜内における微多孔構造の均一性と相関があることが知られており、透過光強度の偏差が大きいとリチウム二次電池用のセパレータフィルムとして使用した際に、製品間の出力バラツキの原因となる。したがって、前記延伸均一性の値が小さいほど構造、膜厚の均一性に優れることを表す。MD延伸均一性の算出は下記式を用いた。MD延伸均一性が5%を超えると透過率のバラつきが目視で判別可能なレベルであり、物性のばらつきが大きいため不可とした。
ネックイン量は、二次延伸工程の入り口のフィルム幅と、二次延伸出口のフィルム幅の差から測定した。通常、延伸を行うと幅収縮によりネックインが起こるが、ネックイン率が(1−1/延伸倍率)以上であると、延伸倍率以上に幅方向に収縮が起きていることを表し、好ましくない。また、走査型電子顕微鏡で観察した際に、フィルム中央部の微細孔は開孔したままであるのに対して、フィルム端部が白色から透明化、つまりフィルム端部の微細孔が閉塞しており、幅方向での均質性が損なわれるため好ましくない。ネックイン率の算出は下記式を用いた。
延伸応力は、溶剤抽出工程出口にて採取したフィルムを用い、装置にはTAインスツルメントRSA−G2を用い、各延伸倍率、ひずみ速度、延伸温度にて延伸応力を測定した。
重量平均分子量(Mw)が1×106の超高分子量ポリエチレン(ポリエチレン1)を30質量%と重量平均分子量(Mw)が3×105の高密度ポリエチレン(ポリエチレン2)を70%にてあらかじめブレンドしたポリオレフィン樹脂を、樹脂濃度30質量%で、流動パラフィンと二軸押出機にて、溶融混練し、ポリオレフィン溶液を調製した。ポリオレフィン溶液を、二軸押出機からTダイに供給し、シート状に成形したゲル状シートを、二軸延伸機に導き、面倍率30倍になるよう延伸を行った(一次延伸)。得られた延伸膜を、塩化メチレン浴中に浸漬し、流動パラフィンを除去した後、乾燥させ多孔膜を得た。得られた多孔膜を二次延伸機に導き、二次延伸膜を得た。この二次延伸の設定条件は、MD1.5倍、延伸温度113℃、延伸区間15.9%、延伸段数1段とした。
21 延伸ロール
31 延伸区間
32 非延伸区間
Claims (2)
- (a)ポリオレフィン系樹脂及び孔形成材料を含む樹脂組成物を溶融混練して押出す押出工程、
(b)前記混練された樹脂を口金からシート状に吐出し、冷却固化するシート成形工程、
(c)前記(b)工程で得られたシート状成形物を、縦方向および横方向に延伸する二軸延伸機を用いて延伸する一次延伸工程、
(d)前記(c)工程で得られた延伸シートから孔形成材料を抽出する工程、及び
(e)前記(d)工程で得られたシートを、少なくとも一軸方向に1.1倍以上延伸する二次延伸工程を含み、
前記(e)工程における二次延伸のパス長の内の延伸区間が9%以上、20%以下であるポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 - 前記(e)工程において延伸温度が80℃以上115℃以下からなる請求項1記載のポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
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