JP2022098795A - Porous composite film, separator foe electrochemical element, and method for producing porous composite film - Google Patents

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大 西村
Masaru Nishimura
武則 上岡
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Abstract

To provide a porous composite film which has excellent battery characteristics while having a function of improving adhesion to a porous layer composed of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer; a separator having a porous layer including the inorganic particles in the porous composite film; and a method for producing the porous composite film.SOLUTION: A porous composite film is obtained by laminating a layer containing an adhesive resin as a main component on at least one surface of a porous base material, in which in a scanning electron microscope photograph (SEM) on the surface where a layer containing the adhesive resin of the porous composite film as a main component is laminated, when a ratio of a part determined to be the adhesive resin in 10 μm×10 μm area are determined in 10 parts by SEM photographic places, the value is 40% to 85%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多孔複合フィルム、電気化学素子用セパレータ、及び多孔複合フィルムの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a porous composite film, a separator for an electrochemical device, and a method for producing a porous composite film.

リチウムイオン電池のような二次電池は、スマートフォン、タブレット、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機などのポータブルデジタル機器用途、電動工具、電動バイク、電動アシスト補助自転車などのポータブル機器用途、および電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車などの自動車用途など、幅広く使用されている。 Secondary batteries such as lithium-ion batteries are used in portable digital devices such as smartphones, tablets, mobile phones, laptop computers, digital cameras, digital video cameras, and portable game machines, power tools, electric bikes, and electric assist assisted bicycles. It is widely used in portable equipment applications and automobile applications such as electric vehicles, hybrid vehicles, and plug-in hybrid vehicles.

リチウムイオン電池は、一般的に、正極活物質を正極集電体に積層した正極と、負極活物質を負極集電体に積層した負極との間に、二次電池用セパレータと電解質が介在した構成を有している。 In a lithium ion battery, generally, a separator for a secondary battery and an electrolyte are interposed between a positive electrode in which a positive electrode active material is laminated on a positive electrode current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material is laminated on a negative electrode current collector. Has a configuration.

二次電池用セパレータとしては、ポリオレフィン系多孔質膜基材が用いられている。二次電池用セパレータに求められる特性としては、多孔構造中に電解液を含み、イオン移動を可能にする特性と、リチウムイオン電池が異常発熱した場合に、熱で溶融することで多孔構造が閉鎖され、イオン移動を停止させることで、通電を停止させるシャットダウン特性が挙げられる。しかし、ポリオレフィン系多孔質膜基材は、材料および製造工程の特徴により約100℃以上の温度領域では熱収縮が極端に大きくなり、正極と負極が短絡しやすくなる問題がある。その問題を解決するために、ポリオレフィン系多孔質膜基材の少なくとも片面に、無機粒子と熱可塑性ポリマーとを含む層を設け、耐熱性向上および熱収縮低減を目指した研究開発が進んできた
しかし、上記した無機粒子と熱可塑性ポリマーを含む層は、耐熱性向上および熱収縮率低減機能を備えるために無機粒子成分が極めて多く、ポリオレフィン系多孔質膜基材と無機粒子と熱可塑性ポリマーを含む層との密着性が低くなる場合がある。このため、電気化学素子製造工程において多孔複合フィルムを搬送する際、無機粒子と熱可塑性ポリマーを含む層が脱離し、工程汚染や多孔複合フィルム自体の損傷が発生する問題がある。そのため、ポリオレフィン系多孔質基材と機粒子と熱可塑性ポリマーを含む層との密着性向上が求められている。
また一方では、リチウムイオン電池には、高出力化、長寿命化といった優れた電池特性も求められており、電池の生産性を低下させることなく、良好な電池特性を発現することが求められている。
As the separator for a secondary battery, a polyolefin-based porous membrane base material is used. The characteristics required for a separator for a secondary battery include the characteristic that an electrolytic solution is contained in the porous structure to enable ion transfer, and the porous structure is closed by melting with heat when the lithium ion battery generates abnormal heat. The shutdown characteristic is that the energization is stopped by stopping the ion movement. However, the polyolefin-based porous film base material has a problem that the thermal shrinkage becomes extremely large in a temperature range of about 100 ° C. or higher due to the characteristics of the material and the manufacturing process, and the positive electrode and the negative electrode are likely to be short-circuited. In order to solve this problem, research and development aimed at improving heat resistance and reducing heat shrinkage by providing a layer containing inorganic particles and a thermoplastic polymer on at least one side of a polyolefin-based porous film substrate has progressed. The layer containing the above-mentioned inorganic particles and the thermoplastic polymer has an extremely large amount of inorganic particle components in order to have the functions of improving heat resistance and reducing the heat shrinkage rate, and contains a polyolefin-based porous film substrate, the inorganic particles and the thermoplastic polymer. Adhesion to the layer may be low. Therefore, when the porous composite film is conveyed in the electrochemical element manufacturing process, there is a problem that the layer containing the inorganic particles and the thermoplastic polymer is detached, which causes process contamination and damage to the porous composite film itself. Therefore, it is required to improve the adhesion between the polyolefin-based porous substrate and the layer containing the machine particles and the thermoplastic polymer.
On the other hand, lithium-ion batteries are also required to have excellent battery characteristics such as high output and long life, and are required to exhibit good battery characteristics without deteriorating battery productivity. There is.

これらの要求に対して、特許文献1では、多孔質基材にコロナ放電処理やプラズマ放電処理を行ったのちに無機フィラー含有多孔層を設けたセパレータが開示されている。このようなセパレータによれば、塗工液を塗工し易くなるとともに、塗工後の無機フィラー含有多孔層と多孔質基材との接着性が向上するとされている。 In response to these demands, Patent Document 1 discloses a separator in which a porous substrate is subjected to a corona discharge treatment or a plasma discharge treatment, and then a porous layer containing an inorganic filler is provided. According to such a separator, it is said that the coating liquid can be easily applied and the adhesiveness between the inorganic filler-containing porous layer and the porous base material after coating is improved.

また、特許文献2では耐熱多孔質膜と熱可塑性樹脂多孔質膜とを積層する際に、間に接着剤を用いる技術が開示されている。このような技術を用いることで、各層との接着性を向上できることが期待される。 Further, Patent Document 2 discloses a technique of using an adhesive between the heat-resistant porous film and the thermoplastic resin porous film when they are laminated. By using such a technique, it is expected that the adhesiveness with each layer can be improved.

一方特許文献3では、セパレータに電極との接着性を付与する目的で、結着性高分子をドット状に設ける技術が開示されている。 On the other hand, Patent Document 3 discloses a technique of providing a binding polymer in a dot shape for the purpose of imparting adhesiveness to an electrode to a separator.

特許第6444122号Patent No. 6444122 特開2016-207649号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-207649 特許第6242756号Patent No. 6242756

しかしながら、多孔質膜はコロナ放電処理やプラズマ放電処理によりフィブリルが損傷しやすく、特許文献1に記載のセパレータでは、機械的強度が低くなったり、面内に欠損部があるために、短絡や、セパレータ面内での電流分布が不均一となることによる電池の長期特性悪化の懸念がある。 However, the porous film is easily damaged by fibrils due to corona discharge treatment or plasma discharge treatment, and the separator described in Patent Document 1 has a low mechanical strength or has a defect in the plane, resulting in a short circuit or a short circuit. There is a concern that the long-term characteristics of the battery may deteriorate due to the non-uniform current distribution in the separator surface.

また、特許文献2のように接着剤の層を設ける場合、一般的な塗工法では接着剤が多孔質基材全面を覆ってしまうため、透過性が低下し電池の出力特性が悪化する懸念がある。 Further, when the adhesive layer is provided as in Patent Document 2, in the general coating method, the adhesive covers the entire surface of the porous substrate, so that there is a concern that the permeability is lowered and the output characteristics of the battery are deteriorated. be.

特許文献3の技術を特許文献2に適用、すなわちスプレー法やインクジェット法を用いて接着剤をドット状にすることで、接着剤の存在しない部分(透過性を有する部分)を設けることで出力特性は改善すると思われる。しかし、ドット同士が数百μm以上離れている。このため、セパレータ面内での電流分布が不均一となり、電池の長期特性悪化の懸念がある。 The technique of Patent Document 3 is applied to Patent Document 2, that is, by making the adhesive into a dot shape by using a spray method or an inkjet method, an output characteristic is provided by providing a portion where the adhesive does not exist (a portion having transparency). Seems to improve. However, the dots are separated by several hundred μm or more. Therefore, the current distribution in the separator surface becomes non-uniform, and there is a concern that the long-term characteristics of the battery may deteriorate.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層との密着性を向上できる機能を有しつつ、優れた電池特性を有する多孔複合フィルムを提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a porous composite film having excellent battery characteristics while having a function of improving adhesion to a porous layer made of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer. That is.

また、本発明の目的は、当該多孔複合フィルムに無機粒子を含む多孔質層を有するセパレータ、および当該多孔複合フィルムの製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a separator having a porous layer containing inorganic particles in the porous composite film, and a method for producing the porous composite film.

本発明は、前記課題を解決するために、以下の構成を満たす。
<1>多孔質基材の少なくとも片面に、接着性樹脂を主成分とする層を積層してなる多孔複合フィルムであって、多孔複合フィルムの接着性樹脂を主成分とする層が積層している表面の走査型電子顕微鏡写真(SEM)において、10μm×10μm領域に占める接着性樹脂と判別される部位の割合を、SEM撮影場所を変えて10箇所求めたとき、その値が40%~85%であることを特徴とする多孔複合フィルム。
<2>前記接着性樹脂は100℃以上に融点を有する樹脂または非晶性樹脂の少なくとも1種類を主成分とすることを特徴とする、<1>に記載の多孔複合フィルム。
<3><1>または<2>に記載の多孔複合フィルムの接着性樹脂を主成分とする層が積層している側に、さらに無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層が形成されており、多孔質層に占める無機粒子の割合が90重量%以上であることを特徴とする電気化学素子用セパレータ。
<4>(a)ポリエチレンを主成分とするポリオレフィンと成膜用溶剤とを溶融混練し、
ポリオレフィン溶液を調製する工程
(b)前記ポリオレフィン溶液を押出し、冷却しゲル状シートを形成する工程
(c)前記ゲル状シートを延伸する第1の延伸工程
(d)前記延伸後のゲル状シートから成膜用溶剤を除去する工程
(e)前記成膜用溶剤除去後のシートを乾燥する工程
(f)接着性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗液を前記シートに塗布する工程
(g)溶媒の乾燥を行う工程
(h)少なくとも一軸方向に1.1~2倍に延伸する
ことを特徴とする、多孔複合フィルムの製造方法
<5>前記(g)と(h)の工程が、同一工程内で行われることを特徴とする、<4>に記載の多孔複合フィルムの製造方法。
<6>前記(h)の工程における延伸方向は、幅方向であることを特徴とする、<4>または<5>に記載の多孔複合フィルムの製造方法。
<7>前記溶媒は、水を90重量%以上含むことを特徴とする、<4>~<6>のいずれかに記載の多孔複合フィルムの製造方法。
The present invention satisfies the following configurations in order to solve the above problems.
<1> A porous composite film in which a layer containing an adhesive resin as a main component is laminated on at least one surface of a porous substrate, and a layer containing an adhesive resin as a main component of the porous composite film is laminated. In the scanning electron micrograph (SEM) of the surface, the ratio of the part determined to be the adhesive resin in the 10 μm × 10 μm region was obtained at 10 places by changing the SEM shooting place, and the value was 40% to 85. Perforated composite film characterized by%.
<2> The porous composite film according to <1>, wherein the adhesive resin contains at least one of a resin having a melting point at 100 ° C. or higher or an amorphous resin as a main component.
<3> On the side where the layer containing the adhesive resin as the main component of the porous composite film according to <1> or <2> is laminated, a porous layer composed of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer is further formed. A separator for an electrochemical element, which is formed and has a proportion of inorganic particles in a porous layer of 90% by weight or more.
<4> (a) Polyolefin containing polyethylene as a main component and a solvent for film formation are melt-kneaded and kneaded.
Step of preparing a polyolefin solution (b) Step of extruding the polyolefin solution and cooling to form a gel-like sheet (c) First stretching step of stretching the gel-like sheet (d) From the stretched gel-like sheet Step of removing the film-forming solvent (e) Step of drying the sheet after removing the film-forming solvent (f) Step of applying a coating liquid in which an adhesive resin is dissolved or dispersed in a solvent to the sheet (g). Step of drying the solvent (h) Method for producing a porous composite film, which comprises stretching 1.1 to 2 times in at least one axial direction <5> The steps of (g) and (h) are the same. The method for producing a porous composite film according to <4>, which is performed in a process.
<6> The method for producing a porous composite film according to <4> or <5>, wherein the stretching direction in the step (h) is the width direction.
<7> The method for producing a porous composite film according to any one of <4> to <6>, wherein the solvent contains 90% by weight or more of water.

本発明の多孔複合フィルムに無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層を設けた場合、多孔複合フィルムと多孔質層とが高い密着性を有しつつ、良好な電池特性を有する電気化学素子用セパレータを提供することができる。 When the porous composite film of the present invention is provided with a porous layer made of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer, electricity having good battery characteristics while having high adhesion between the porous composite film and the porous layer. A separator for a chemical element can be provided.

本発明の好ましい実施形態における多孔複合フィルムの表面SEMであるA surface SEM of a porous composite film according to a preferred embodiment of the present invention. 図1につき、接着性樹脂部分を黒インクで塗潰したものであるIn FIG. 1, the adhesive resin portion is painted with black ink.

以下、本発明を詳しく説明する。本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されるべきものではなく、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に沿って解釈されるべきものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used herein and in the scope of the claim should not be construed in a general or lexicographical sense, but should be construed in accordance with the meanings and concepts consistent with the technical ideas of the present invention. It should be.

(多孔質基材)
本発明の多孔複合フィルムは、多孔質基材を有する。多孔質基材は、ポリエチレンを主成分とする。なお、ここでいう「主成分」とは、当該成分の割合が、90重量%以上であることを意味する。ポリエチレン以外の成分としては、ポリプロピレン、ポリブチレン、及びポリペンテン等のポリオレフィンであることが好ましい。
(Porous medium)
The porous composite film of the present invention has a porous substrate. The porous base material contains polyethylene as a main component. The term "main component" as used herein means that the proportion of the component is 90% by weight or more. As the component other than polyethylene, polyolefins such as polypropylene, polybutylene, and polypentene are preferable.

多孔質基材の形態としては、フィルム形態や不織布形態をすべて使用できる。多孔質基材の厚さは特に制限されないが、4~50μmが好ましく、多孔質基材に存在する細孔のサイズは0.01~50μmが好ましく、多孔質基材の空孔率は10~95%であることが好ましい。このような厚み、細孔のサイズ、空孔率を有することにより、十分な機械的強度と絶縁性が得られ、また十分なイオン電導性を得ることが出来る。 As the form of the porous base material, a film form or a non-woven fabric form can be used. The thickness of the porous substrate is not particularly limited, but is preferably 4 to 50 μm, the size of the pores present in the porous substrate is preferably 0.01 to 50 μm, and the porosity of the porous substrate is 10 to 10. It is preferably 95%. By having such a thickness, a pore size, and a porosity, sufficient mechanical strength and insulating properties can be obtained, and sufficient ionic conductivity can be obtained.

ここで細孔のサイズとは、JIS K3832やASTM F316-86に記載のあるバブルポイント法(ハーフドライ法)に準じて測定された貫通孔径である。 Here, the pore size is a through hole diameter measured according to the bubble point method (half-dry method) described in JIS K3832 and ASTM F316-86.

また、ここで空孔率とは、構成材料がa、b・・・、nからなり、構成材料の質量がWa、Wb・・・、Wn(g・cm)であり、それぞれの真密度がda、db・・・、dn(g/cm)で、着目する膜厚をt(cm)としたとき、次式(1)で求められる値(ε(%))である。
ε={1-(Wa/da+Wb/db+・・・+Wn/dn)/t}×100・・・(1)。
Further, the porosity here means that the constituent materials are composed of a, b ..., N, and the masses of the constituent materials are Wa, Wb ..., Wn (g · cm 2 ), and the true densities of each are Is da, db ..., Dn (g / cm 3 ), and when the film thickness of interest is t (cm), it is a value (ε (%)) obtained by the following equation (1).
ε = {1- (Wa / da + Wb / db + ... + Wn / dn) / t} × 100 ... (1).

(接着性樹脂を主成分とする層)
多孔質基材の少なくとも片面には、接着性樹脂を主成分とする層が積層している。接着性樹脂としては、電気化学的に安定であり、また電解液に溶解しない化学種であることが好ましく、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、メチルメタクリレート-スチレン共重合体、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂などが挙げられ、これらのうち1種類だけを用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。これらのうち、電気化学的な安定性および電解液に対する溶解性(難溶解性)の観点から、フッ素樹脂、アクリル樹脂およびオレフィン樹脂より選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、フッ素樹脂又はアクリル樹脂を用いることがさらに好ましい。形態としては、溶媒に溶解していてもよいし、溶媒に分散(エマルジョン)していてもよい。
(Layer whose main component is adhesive resin)
A layer containing an adhesive resin as a main component is laminated on at least one surface of the porous base material. The adhesive resin is preferably a chemical species that is electrochemically stable and does not dissolve in the electrolytic solution, and is preferably a fluororesin, an acrylic resin, an olefin resin such as polyethylene or polypropylene, a styrene-butadiene resin, or a crosslinked polystyrene resin. , Methyl methacrylate-styrene copolymer, polyimide resin, melamine resin, phenol resin, polyacrylonitrile resin, silicon resin, urethane resin, polycarbonate resin, carboxymethyl cellulose resin and the like, and only one of these may be used. , A plurality of combinations may be used. Of these, from the viewpoint of electrochemical stability and solubility in an electrolytic solution (poor solubility), it is preferable to use at least one selected from a fluororesin, an acrylic resin and an olefin resin, and the fluororesin or acrylic is preferable. It is more preferable to use a resin. As the form, it may be dissolved in a solvent or dispersed (emulsion) in the solvent.

フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレンなどのホモポリマー、エチレン-テトラフルオロエチレンポリマー、エチレン-クロロトリフルオロエチレンポリマーなどのコポリマーが挙げられる。また、ホモポリマーとテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレンなどとのコポリマーなども挙げられる。これらのフッ素樹脂の中でもポリフッ化ビニリデン、特には、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体からなる樹脂が、電気化学的な安定性および電解液に対する溶解性(難溶解性)の観点から好適に用いられる。 Examples of the fluororesin include homopolymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride and polychlorotrifluoroethylene, and copolymers such as ethylene-tetrafluoroethylene polymer and ethylene-chlorotrifluoroethylene polymer. Moreover, a copolymer of a homopolymer and tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene and the like can also be mentioned. Among these fluororesins, polyvinylidene fluoride, in particular, a resin composed of a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is considered from the viewpoint of electrochemical stability and solubility in an electrolytic solution (poor solubility). It is preferably used.

前記フッ素樹脂の重量平均分子量は、好ましくは5万以上200万以下であり、より好ましくは10万以上150万以下であり、さらに好ましくは20万以上100万以下である。フッ素樹脂の重量平均分子量が5万より小さい場合、十分な接着性が得られない場合がある。また、フッ素樹脂の重量平均分子量が200万より大きい場合、粘度上昇によりハンドリング性、塗工性が低くなる場合がある。 The weight average molecular weight of the fluororesin is preferably 50,000 or more and 2 million or less, more preferably 100,000 or more and 1.5 million or less, and further preferably 200,000 or more and 1 million or less. If the weight average molecular weight of the fluororesin is less than 50,000, sufficient adhesiveness may not be obtained. Further, when the weight average molecular weight of the fluororesin is larger than 2 million, the handleability and coatability may be lowered due to the increase in viscosity.

アクリル樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。ここで、「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルを意味する。ポリ(メタ)アクリル酸の単量体としてはアクリル酸、メタクリル酸が挙げられ、ポリ(メタ)アクリル酸エステルの単量体としてはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the acrylic resin include poly (meth) acrylic acid and poly (meth) acrylic acid ester. Here, "(meth) acrylic" means acrylic or methacrylic. Examples of the poly (meth) acrylic acid monomer include acrylic acid and methacrylic acid, and examples of the poly (meth) acrylic acid ester monomer include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, and butyl. Examples include methacrylate. These may be used alone or in combination of two or more.

接着性樹脂は、多孔質基材の凹凸や無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層における粒子間隙に入り込み、良好なアンカー効果を発現させるために、100℃以上に融点を有する樹脂または非晶性樹脂の少なくとも1種類を主成分とすることが好ましい。融点が100℃未満の接着性樹脂を用いると、後述する製造工程にて過度に溶融流動してしまい、多孔質基材内部に浸透してしまい、十分な接着性を発現できない可能性がある。一方で融点が高すぎる樹脂は一般的に接着性を発現しないため、融点は200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。なおここで融点とは、JIS K7121(2012)に準拠して測定する示差走査熱量分析装置(DSC)にて、昇温、冷却した後の2回目の昇温時の吸熱ピークの温度を言う。 The adhesive resin has a melting point of 100 ° C. or higher in order to enter into the particle gaps in the porous layer composed of the unevenness of the porous substrate and the mixture of the inorganic particles and the thermoplastic polymer and exhibit a good anchoring effect. Alternatively, it is preferable to use at least one of the amorphous resins as the main component. If an adhesive resin having a melting point of less than 100 ° C. is used, it may melt and flow excessively in the manufacturing process described later and permeate into the inside of the porous substrate, so that sufficient adhesiveness may not be exhibited. On the other hand, a resin having a melting point too high generally does not exhibit adhesiveness, so the melting point is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. Here, the melting point means the temperature of the endothermic peak at the time of the second temperature rise after the temperature is raised and cooled by the differential scanning calorimetry apparatus (DSC) measured according to JIS K7121 (2012).

非晶性樹脂とは、示差走査熱量分析装置での測定において、-20~300℃において融点を有さない、すなわち、吸熱ピークを有さず、かつガラス転移温度が150℃未満である樹脂をいう。ここでガラス転移温度とは、例えば「JIS K7121:2012プラスチックの転移温度測定方法」の規定に準じた示差走査熱量測定(DSC)において、昇温、冷却した後の2回目の昇温時の低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線のこう配が最大になるような点で引いた接線との交点を意味する。 The amorphous resin is a resin having no melting point at −20 to 300 ° C., that is, having no heat absorption peak and having a glass transition temperature of less than 150 ° C. as measured by a differential scanning calorimeter. Say. Here, the glass transition temperature is, for example, a low temperature at the time of the second temperature rise after raising and cooling in the differential scanning calorimetry (DSC) according to the provisions of "JIS K7121: 2012 Plastic transition temperature measuring method". It means the intersection of the straight line extending the baseline on the side to the high temperature side and the tangent line drawn at the point where the gradient of the curve of the stepwise change part of the glass transition is maximized.

(接着性樹脂を主成分とする層の状態)
接着性樹脂を主成分とする層について、接着性樹脂の形成状態について説明する。当該層においては、接着性樹脂は多孔質基材の全面を均一に覆っていることは好ましくない。そのため、接着性樹脂の存在部分と非存在部分とが形成されている必要がある。これであれば、接着性樹脂存在部分が無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層との密着性向上に寄与し、開孔部分が透過性(電池のレート特性)向上に寄与し、両者の機能分離が図られる。本発明においては、表面の走査型電子顕微鏡写真(SEM)において、10μm×10μm領域に占める接着性樹脂と判別される部位の割合を、SEM撮影場所を変えて10箇所求めたとき、その値が40%~85である必要がある。これが意味するところは、多孔複合フィルムのどの場所においても、10μm×10μmという微小範囲において接着性樹脂存在部分と開孔部分(多孔質基材が露出している部分)が一定の割合で存在していること、すなわち面内で非常に細かいピッチで接着性樹脂の存在部と非存在部が形成されていることを意味する。このような形態であれば、多孔質層との密着性とレート特性とを維持しながら、電池の長期特性(サイクル特性)をも向上できることを見出し、本発明にたどり着いたものである。メカニズムは必ずしも明確ではないが、次の通りと考えている。リチウムイオン電池のような二次電池の内部においては、充放電時に電解液中をイオンが移動するが、その駆動は泳動が支配的であり、拡散は泳動の結果として引き起こされる二次的な現象であると考えられている。つまり、イオンは基本的には直線的に移動すると考えられる。そのため、セパレータの面内で開孔状態が不均一であれば、イオンが流れやすいところと流れにくいところとが面内で生じてしまう。そうすると、電極の面内で充電状態(あるいは放電状態)が不均一となり、電極の劣化が促進され、電池全体としては長期特性(サイクル特性)が低下する場合がある。本発明においては、接着性樹脂存在部分(イオンが流れにくいところ)と非存在部分(イオンが流れやすいところ)とが図1のように微小な範囲で作り分けられており、セパレータ全体で見たときにはイオンの流れの分布が均一になっていると考えられる。従って、表面の走査型電子顕微鏡写真(SEM)において10μm×10μm領域において接着性樹脂と判別される部位の割合が40%未満であると、接着性樹脂の量が不足していることを意味し、多孔質層との密着性が低下する場合がある。好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上である。また、85%を超えると、接着性樹脂の量が過剰であることを意味し、透過性が低下する場合がある。好ましくは80%以下である。一方、マクロな領域において接着性樹脂の存在部分と非存在部分とが作り分けられていたとしても、10μm×10μm領域において接着性樹脂と判別される部位の割合が60%~85%より広い範囲である場合(すなわち、接着性樹脂部の面積が大きく、また間隔が離れていることを意味する)、長期特性(サイクル特性)が低下する場合がある。接着性樹脂を主成分とする層を多孔質基材上に上記した形態で形成する方法は、公知の塗工方法、例えば、ディップ・コート法、リバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、インクジェット法、エアナイフコート法、マイヤーバーコート法、パイプドクター法、ブレードコート法およびダイコート法などを単独あるいは組み合わせて用いるだけでは実現困難である。後述する方法にて形成することが好ましい。
(The state of the layer whose main component is adhesive resin)
The state of formation of the adhesive resin will be described with respect to the layer containing the adhesive resin as a main component. In the layer, it is not preferable that the adhesive resin uniformly covers the entire surface of the porous substrate. Therefore, it is necessary that the existing portion and the non-existing portion of the adhesive resin are formed. In this case, the portion where the adhesive resin is present contributes to the improvement of the adhesion to the porous layer made of the mixture of the inorganic particles and the thermoplastic polymer, and the perforated portion contributes to the improvement of the permeability (rate characteristics of the battery). , Both functions can be separated. In the present invention, in the scanning electron micrograph (SEM) of the surface, the ratio of the portion discriminated as the adhesive resin in the 10 μm × 10 μm region is determined at 10 locations by changing the SEM imaging location. It should be between 40% and 85. This means that the adhesive resin present portion and the open portion (the portion where the porous base material is exposed) are present in a constant ratio in a minute range of 10 μm × 10 μm in any place of the porous composite film. That is, it means that the presence portion and the non-existence portion of the adhesive resin are formed at a very fine pitch in the plane. It has been found that such a form can improve the long-term characteristics (cycle characteristics) of the battery while maintaining the adhesion to the porous layer and the rate characteristics, and arrived at the present invention. The mechanism is not always clear, but I think it is as follows. Inside a secondary battery such as a lithium-ion battery, ions move in the electrolyte during charging and discharging, but migration is dominant in driving the ion, and diffusion is a secondary phenomenon caused as a result of migration. Is believed to be. That is, it is considered that the ions basically move linearly. Therefore, if the opening state is non-uniform in the surface of the separator, there will be some areas where ions easily flow and some areas where ions do not easily flow. Then, the state of charge (or the state of discharge) becomes non-uniform in the plane of the electrode, the deterioration of the electrode is promoted, and the long-term characteristics (cycle characteristics) of the battery as a whole may deteriorate. In the present invention, the adhesive resin present portion (where the ions do not easily flow) and the non-existent portion (where the ions easily flow) are created in a minute range as shown in FIG. Sometimes it is thought that the distribution of ion flow is uniform. Therefore, if the proportion of the portion discriminated as the adhesive resin in the 10 μm × 10 μm region in the scanning electron micrograph (SEM) of the surface is less than 40%, it means that the amount of the adhesive resin is insufficient. , Adhesion with the porous layer may decrease. It is preferably 50% or more, more preferably 60% or more. On the other hand, if it exceeds 85%, it means that the amount of the adhesive resin is excessive, and the permeability may decrease. It is preferably 80% or less. On the other hand, even if the presence portion and the non-existence portion of the adhesive resin are separately formed in the macro region, the ratio of the portion discriminated as the adhesive resin in the 10 μm × 10 μm region is in a range wider than 60% to 85%. (That is, it means that the area of the adhesive resin portion is large and the intervals are large), the long-term characteristics (cycle characteristics) may be deteriorated. The method of forming a layer containing an adhesive resin as a main component on a porous substrate in the above-mentioned form is a known coating method, for example, a dip coating method, a reverse roll coating method, a gravure coating method, or a kiss. -It is difficult to realize by using the coating method, roll brushing method, spray coating method, inkjet method, air knife coating method, Meyer bar coating method, pipe doctor method, blade coating method, die coating method, etc. alone or in combination. It is preferably formed by the method described later.

なお、多孔複合フィルム表面の接着性樹脂の割合の求め方は、実施例の項に後述する通り、表面SEMを10000倍で撮影したものについて、まず接着性樹脂部分と判別される部位を抽出する。この作業は、実施例の項に後述する通り、SEM画像を印刷した画像上にOHPフィルムを載せ、接着性樹脂部分を黒インクにて塗り潰すことで行う。このとき、多孔質基材特有のフィブリル構造が目視できる部分は、接着性樹脂部分ではないとして判別できるし、そうでない部分が接着性樹脂部分と判別できる。実際に図1に対して接着性樹脂部分のみを抽出すると、図2のようになる。その後、接着性樹脂部分のみを抽出した画像について画像解析ソフトを用い、総面積に対する接着性樹脂部分の割合を求める。 As for the method of determining the ratio of the adhesive resin on the surface of the porous composite film, as described later in the section of Examples, the portion determined to be the adhesive resin portion is first extracted from the surface SEM photographed at 10000 times. .. This work is performed by placing an OHP film on the image on which the SEM image is printed and painting the adhesive resin portion with black ink, as will be described later in the section of Examples. At this time, the portion where the fibril structure peculiar to the porous substrate can be visually identified can be identified as not the adhesive resin portion, and the portion not present can be identified as the adhesive resin portion. When only the adhesive resin portion is actually extracted with respect to FIG. 1, the result is as shown in FIG. Then, image analysis software is used for the image obtained by extracting only the adhesive resin portion, and the ratio of the adhesive resin portion to the total area is obtained.

(多孔複合フィルムの物性)
本発明の多孔複合フィルムの透気度は、100秒/100cm以上1,000秒/100cm以下であることが好ましい。より好ましくは、200秒/100cm以上1000秒/100cm以下である。さらに好ましくは、400秒/100cm以上1000秒/100cm以下である。透気度が1,000秒/100cm以下であると、十分なイオン移動性が得られ、電池特性を向上させることができる。透気度が100秒/100cm以上であると、十分な力学特性が得られる。
膜厚の上限は20μmが好ましく、より好ましくは16μmである。下限は4μm以上が好ましく、より好ましくは7μm以上である。4μmよりも薄い場合には、十分な機械強度と絶縁性を確保することが困難になることがあり、20μmよりも厚い場合には容器内に充填できる電極面積が減少することにより容量の低下を回避することが困難になる恐れがある。
(Physical characteristics of porous composite film)
The air permeability of the porous composite film of the present invention is preferably 100 seconds / 100 cm 3 or more and 1,000 seconds / 100 cm 3 or less. More preferably, it is 200 seconds / 100 cm 3 or more and 1000 seconds / 100 cm 3 or less. More preferably, it is 400 seconds / 100 cm 3 or more and 1000 seconds / 100 cm 3 or less. When the air permeability is 1,000 seconds / 100 cm 3 or less, sufficient ion mobility can be obtained and the battery characteristics can be improved. When the air permeability is 100 seconds / 100 cm 3 or more, sufficient mechanical properties can be obtained.
The upper limit of the film thickness is preferably 20 μm, more preferably 16 μm. The lower limit is preferably 4 μm or more, more preferably 7 μm or more. If it is thinner than 4 μm, it may be difficult to secure sufficient mechanical strength and insulation, and if it is thicker than 20 μm, the electrode area that can be filled in the container decreases, resulting in a decrease in capacity. It can be difficult to avoid.

(多孔質層)
多孔複合フィルムに形成されている接着性樹脂を主成分とする層の上には、さらに無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層が形成されて電気化学素子用セパレータとして用いられる場合がある。
(多孔質層に含まれる無機粒子)
本発明では、多孔質層の強度を担保するため、多孔質層中に無機粒子を含む。無機粒子としては、電気化学的に安定さえしていれば特に制限されない。
(Porous layer)
When a porous layer made of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer is further formed on a layer containing an adhesive resin as a main component formed on a porous composite film and used as a separator for an electrochemical element. There is.
(Inorganic particles contained in the porous layer)
In the present invention, inorganic particles are contained in the porous layer in order to ensure the strength of the porous layer. The inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable.

即ち、本発明で使用できる無機粒子は、使用される電気化学素子の作動電圧範囲(例えば、Li/Li基準で0~5V)で酸化及び/又は還元反応が起きないものであれば特に制限されないが、リン酸カルシウム、非晶性シリカ、結晶性のガラスフィラー、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、シリカーアルミナ複合酸化物粒子、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、マイカ、ベーマイト等が挙げられる。特に、フッ素含有樹脂の結晶成長性、コスト、入手のしやすさから二酸化チタン、アルミナ、ベーマイトからなる群から選ばれる1種以上を含むことが好適である。 That is, the inorganic particles that can be used in the present invention are particularly limited as long as they do not undergo oxidation and / or reduction reactions within the operating voltage range of the electrochemical element used (for example, 0 to 5 V based on Li / Li + ). Not, but calcium phosphate, amorphous silica, crystalline glass filler, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, silica-alumina composite oxide particles, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, mica , Boehmite, etc. In particular, it is preferable to include at least one selected from the group consisting of titanium dioxide, alumina, and boehmite because of the crystal growth potential, cost, and availability of the fluorine-containing resin.

無機粒子の形状は真球形状、略球形状、板状が挙げられるが特に限定されない。 The shape of the inorganic particles may be a true sphere, a substantially sphere, or a plate, but is not particularly limited.

無機粒子の含有量の下限は、多孔質層全体に対して、90重量%以上が好ましく、より好ましくは95重量%以上である。無機粒子の含有量がこの範囲であると、多孔質層の強度が適度に保たれる。 The lower limit of the content of the inorganic particles is preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, based on the entire porous layer. When the content of the inorganic particles is in this range, the strength of the porous layer is appropriately maintained.

無機粒子の平均粒径は、多孔質基材の細孔のサイズの1.5倍以上、50倍以下であることが好ましい。より好ましくは2.0倍以上、20倍以下である。無機粒子の平均粒径が上記好ましい範囲内であると、熱可塑性ポリマーと無機粒子が混在した状態でセパレータの細孔を塞ぐことなく透気抵抗度を維持し、さらに電池組み立て工程において前記粒子が脱落し、電池の重大な欠陥を招くのを防ぐ。 The average particle size of the inorganic particles is preferably 1.5 times or more and 50 times or less the size of the pores of the porous substrate. More preferably, it is 2.0 times or more and 20 times or less. When the average particle size of the inorganic particles is within the above-mentioned preferable range, the air permeability resistance is maintained without blocking the pores of the separator in a state where the thermoplastic polymer and the inorganic particles are mixed, and the particles are further formed in the battery assembly step. Prevents it from falling out and causing serious battery defects.

(多孔質層に含まれる熱可塑性ポリマー)
本発明では、多孔質層に含まれる無機粒子同士および無機粒子と多孔複合フィルムとを結着させるために、熱可塑性ポリマーを用いる。熱可塑性ポリマーは、水溶性樹脂または水分散性樹脂であることが好ましい。水溶性樹脂または水分散性樹脂を用いることにより優れた耐熱性が得られるだけでなく、低コストが可能となり、さらに製造工程上の環境負荷の観点からも好ましい。
(Thermoplastic polymer contained in the porous layer)
In the present invention, a thermoplastic polymer is used to bind the inorganic particles contained in the porous layer to each other and to bond the inorganic particles to the porous composite film. The thermoplastic polymer is preferably a water-soluble resin or a water-dispersible resin. By using a water-soluble resin or a water-dispersible resin, not only excellent heat resistance can be obtained, but also low cost is possible, and it is also preferable from the viewpoint of environmental load in the manufacturing process.

水溶性樹脂または水分散性樹脂とは、具体的には、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール、およびポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸等のアクリル系樹脂が挙げられ、CMC、アクリル系樹脂が最も好ましい。 Specific examples of the water-soluble resin or the water-dispersible resin include carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol, and acrylic resins such as polyacrylic acid, polyacrylamide, and polymethacrylic acid, and CMC and acrylic resins. Is the most preferable.

(多孔質層に含まれる他の成分)
多孔質層は、無機粒子と熱可塑性ポリマー以外の組成として、界面活性剤、帯電防止剤等の各種添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で含むことができる。
(Other components contained in the porous layer)
The porous layer may contain various additives such as a surfactant and an antistatic agent as a composition other than the inorganic particles and the thermoplastic polymer as long as the object of the present invention is not impaired.

(多孔質層の物性)
多孔質層の膜厚は、片面当たり2~10μmが好ましく、より好ましくは3~8μm、さらに好ましくは4~6μmである。多孔質層の膜厚が2μm未満となると、耐熱性が不足する場合がある。また多孔質層の膜厚が10μmを超えると、生産性が悪化するだけでなく、今後進むであろう電池の高容量化に反し好ましくない。
多孔質層の空孔率は30~90%が好ましく、より好ましくは40~70%である。多孔質層の空孔率が上記好ましい範囲であると、多孔質層を積層して得られた電池用セパレータは膜の電気抵抗が低く、大電流が流れやすく、また膜強度が維持される。
(Physical characteristics of the porous layer)
The film thickness of the porous layer is preferably 2 to 10 μm per side, more preferably 3 to 8 μm, and even more preferably 4 to 6 μm. If the film thickness of the porous layer is less than 2 μm, the heat resistance may be insufficient. Further, if the film thickness of the porous layer exceeds 10 μm, not only the productivity is deteriorated, but also the capacity of the battery is expected to increase in the future, which is not preferable.
The porosity of the porous layer is preferably 30 to 90%, more preferably 40 to 70%. When the porosity of the porous layer is within the above-mentioned preferable range, the battery separator obtained by laminating the porous layer has a low electrical resistance of the film, a large current easily flows, and the film strength is maintained.

(多孔質層の形成)
多孔複合フィルムへの多孔質層の形成は、無機粒子、熱可塑性ポリマー、他の成分を水を主成分とする溶媒に分散または溶解したものを、公知の塗工方法、例えば、ディップ・コート法、リバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、インクジェット法、エアナイフコート法、マイヤーバーコート法、パイプドクター法、ブレードコート法およびダイコート法などを単独あるいは組み合わせたものにて塗工し、100℃以下、好ましくは90℃以下、さらに好ましくは80℃以下にて乾燥することで行うことができる。
(Formation of porous layer)
For the formation of the porous layer on the porous composite film, a known coating method, for example, a dip coating method, in which inorganic particles, a thermoplastic polymer, and other components are dispersed or dissolved in a solvent containing water as a main component is used. , Reverse roll coat method, gravure coat method, kiss coat method, roll brush method, spray coat method, inkjet method, air knife coat method, Meyer bar coat method, pipe doctor method, blade coat method and die coat method, etc. Alternatively, it can be applied by coating with a combination and dried at 100 ° C. or lower, preferably 90 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower.

(多孔複合フィルムの製造方法)
本発明の多孔複合フィルムの製造方法について説明する。本発明の多孔複合フィルムの製造方法は、下記の工程(a)~(h)を含む必要がある。
(Manufacturing method of porous composite film)
The method for producing the porous composite film of the present invention will be described. The method for producing a porous composite film of the present invention needs to include the following steps (a) to (h).

(a)ポリエチレンを主成分とするポリオレフィンと成膜用溶剤とを溶融混練し、ポリオレフィン溶液を調製する工程、
(b)前記のポリオレフィン溶液を押出し、冷却しゲル状シートを形成する工程、
(c)前記のゲル状シートを延伸する第1の延伸工程、
(d)前記の延伸後のゲル状シートから成膜用溶剤を除去する工程
(e)前記の成膜用溶剤除去後のシートを乾燥する工程。
(A) A step of preparing a polyolefin solution by melt-kneading a polyolefin containing polyethylene as a main component and a solvent for film formation.
(B) A step of extruding the polyolefin solution and cooling it to form a gel-like sheet.
(C) The first stretching step of stretching the gel-like sheet,
(D) A step of removing the film-forming solvent from the stretched gel-like sheet (e) A step of drying the sheet after removing the film-forming solvent.

(f)接着性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗液を前記シートに塗布する工程
(g)前記溶媒を乾燥する工程
(h)少なくとも一軸方向に1.1~2倍に延伸する工程
次に、上記の各工程についてそれぞれ説明する。
(F) Step of applying a coating liquid in which an adhesive resin is dissolved or dispersed in a solvent to the sheet (g) Step of drying the solvent (h) Step of stretching 1.1 to 2 times in at least one axial direction Next Each of the above steps will be described later.

(a)ポリオレフィン溶液の調製工程
ポリエチレンを主成分とするポリオレフィンに、それぞれ適当な成膜用溶剤を添加した後、溶融混練し、ポリオレフィン溶液を調製する。溶融混練方法として、例えば日本国特許第2132327号公報や、日本国特許第3347835号公報に記載の二軸押出機を用いる方法を利用することができる。溶融混練方法は、公知であるので説明を省略する。
(A) Step of preparing a polyolefin solution A suitable film-forming solvent is added to each of a polyolefin containing polyethylene as a main component, and then melt-kneaded to prepare a polyolefin solution. As the melt-kneading method, for example, a method using a twin-screw extruder described in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. Since the melt-kneading method is known, the description thereof will be omitted.

ポリオレフィン溶液中、ポリオレフィンと成膜用溶剤との配合割合は、ポリオレフィン20~30質量部に対して、成膜溶剤70~80質量部であることが好ましい。ポリオレフィンと成膜用溶剤との配合割合が上記範囲内であると、ポリオレフィン溶液を押し出す際にダイ出口でスウェルやネックインが防止でき、押出し成形体(ゲル状成形体)の成形性及び自己支持性が良好となる。
(b)ゲル状シートの形成工程
ポリオレフィン溶液を押出機からダイに送給し、シート状に押し出す。同一または異なる組成の複数のポリオレフィン溶液を、押出機から一つのダイに送給し、そこで層状に積層し、シート状に押出しすることができる。
The mixing ratio of the polyolefin and the film-forming solvent in the polyolefin solution is preferably 70 to 80 parts by mass with respect to 20 to 30 parts by mass of the polyolefin. When the blending ratio of the polyolefin and the film-forming solvent is within the above range, swells and neck-ins can be prevented at the die outlet when the polyolefin solution is extruded, and the formability and self-support of the extruded molded product (gel-shaped molded product) can be prevented. The sex becomes good.
(B) Step of forming a gel-like sheet A polyolefin solution is fed from an extruder to a die and extruded into a sheet. Multiple polyolefin solutions of the same or different composition can be fed from an extruder to a single die, where they can be layered and extruded into sheets.

押出方法としては、フラットダイ法およびインフレーション法のいずれの方法も採用することができる。押出し温度は140~250℃好ましく、押出速度は0.2~15m/分であることが好ましい。ポリオレフィン溶液の各押出量を調節することにより、膜厚を調節することができる。押出方法としては、例えば日本国特許第2132327号公報や、日本国特許第3347835号公報に開示の方法を利用することができる。 As the extrusion method, either a flat die method or an inflation method can be adopted. The extrusion temperature is preferably 140 to 250 ° C., and the extrusion speed is preferably 0.2 to 15 m / min. The film thickness can be adjusted by adjusting each extrusion amount of the polyolefin solution. As the extrusion method, for example, the method disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used.

得られた押出し成形体を冷却することにより、ゲル状シートを形成する。ゲル状シートの形成方法としては、例えば日本国特許第2132327号公報や、日本国特許第3347835号公報に開示の方法を利用することができる。冷却は、少なくともゲル化温度までは50℃/分以上の速度で行うことが好ましい。冷却は、25℃以下の温度まで行うことが好ましい。冷却により、成膜用溶剤によって分離されたポリオレフィンのミクロ相を固定化することができる。冷却速度が上記の範囲内であると結晶化度が適度な範囲に保たれ、延伸に適したゲル状シートとなる。冷却方法としては、冷風や冷却水等の冷媒に接触させる方法、または冷却ロールに接触させる方法等を用いることができるが、冷媒で冷却したロールに接触させて冷却させることが好ましい。 A gel-like sheet is formed by cooling the obtained extruded body. As a method for forming the gel-like sheet, for example, the method disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. Cooling is preferably performed at a rate of 50 ° C./min or higher, at least up to the gelation temperature. Cooling is preferably performed to a temperature of 25 ° C. or lower. By cooling, the microphase of the polyolefin separated by the film-forming solvent can be immobilized. When the cooling rate is within the above range, the crystallinity is maintained in an appropriate range, and a gel-like sheet suitable for stretching is obtained. As a cooling method, a method of contacting with a refrigerant such as cold air or cooling water, a method of contacting with a cooling roll, or the like can be used, but it is preferable to contact with a roll cooled with the refrigerant for cooling.

(c)第1の延伸工程
次に、得られたゲル状シートを少なくとも一軸方向に延伸する。ゲル状シートは成膜用溶剤を含むので、均一に延伸することができる。ゲル状シートは、加熱後、テンター法、ロール法、インフレーション法、またはこれらの組合せにより、所定の倍率で延伸することが好ましい。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよいが、二軸延伸が好ましく用いられる。二軸延伸の場合、同時二軸延伸、逐次延伸および多段延伸(例えば、同時二軸延伸及び逐次延伸の組合せ)のいずれも用いることができる。
(C) First stretching step Next, the obtained gel-like sheet is stretched at least in the uniaxial direction. Since the gel-like sheet contains a film-forming solvent, it can be uniformly stretched. After heating, the gel-like sheet is preferably stretched at a predetermined magnification by a tenter method, a roll method, an inflation method, or a combination thereof. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching, but biaxial stretching is preferably used. In the case of biaxial stretching, any of simultaneous biaxial stretching, sequential stretching and multi-stage stretching (for example, a combination of simultaneous biaxial stretching and sequential stretching) can be used.

この延伸工程における延伸倍率(面積延伸倍率)は、9倍以上が好ましく、16倍以上がより好ましく、25倍以上が特に好ましい態様である。また、機械方向(MD)および幅方向(TD)での延伸倍率は、互いに同じでも異なってもよい。この延伸工程における延伸倍率とは、延伸工程直前のゲル状シートを基準として、次工程に供される直前の微多孔性基材の面積延伸倍率のことをいう。 The stretching ratio (area stretching ratio) in this stretching step is preferably 9 times or more, more preferably 16 times or more, and particularly preferably 25 times or more. Further, the draw ratios in the mechanical direction (MD) and the width direction (TD) may be the same or different from each other. The stretching ratio in this stretching step refers to the area stretching ratio of the microporous substrate immediately before being subjected to the next step, based on the gel-like sheet immediately before the stretching step.

この延伸工程の延伸温度は、ポリオレフィンの結晶分散温度(Tcd)~Tcd+30℃の範囲内にすることが好ましく、Tcd+5℃~Tcd+28℃の範囲内にすることがより好ましく、Tcd+10℃~Tcd+26℃の範囲内にすることが特に好ましい態様である。例えば、ポリエチレンの場合は、延伸温度を90~140℃とすることが好ましく、より好ましくは100~130℃にする。結晶分散温度(Tcd)は、ASTM D4065による動的粘弾性の温度特性測定により求められる。 The stretching temperature in this stretching step is preferably in the range of the polyolefin crystal dispersion temperature (Tcd) to Tcd + 30 ° C, more preferably in the range of Tcd + 5 ° C to Tcd + 28 ° C, and more preferably in the range of Tcd + 10 ° C to Tcd + 26 ° C. It is a particularly preferable embodiment to be inside. For example, in the case of polyethylene, the stretching temperature is preferably 90 to 140 ° C, more preferably 100 to 130 ° C. The crystal dispersion temperature (Tcd) is determined by measuring the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity with ASTM D4065.

以上のような延伸により、例えばポリオレフィンとしてポリエチレンを用いた場合、ポリエチレンラメラ間に開裂が起こり、ポリエチレン相が微細化し、多数のフィブリルが形成される。フィブリルは三次元的に不規則に連結した網目構造を形成し、ゲル状シートは微多孔質基材となる。延伸により機械的強度が向上するとともに細孔が拡大するが、適切な条件で延伸を行うことにより、貫通孔径を制御し、さらに薄い膜厚でも高い空孔率を有することが可能となる。 Due to the above stretching, for example, when polyethylene is used as the polyolefin, cleavage occurs between the polyethylene lamellae, the polyethylene phase becomes finer, and a large number of fibrils are formed. Fibril forms a three-dimensionally irregularly connected network structure, and the gel-like sheet becomes a microporous base material. The mechanical strength is improved and the pores are expanded by stretching, but by stretching under appropriate conditions, it is possible to control the through-hole diameter and to have a high porosity even with a thinner film thickness.

所望の物性に応じて、膜厚方向に温度分布を設けて延伸することができ、これにより機械的強度に優れた微多孔性基材が得られる。その方法の詳細は、日本国特許第3347854号公報に記載されている。 Depending on the desired physical properties, the temperature distribution can be provided in the film thickness direction and the film can be stretched, whereby a microporous substrate having excellent mechanical strength can be obtained. Details of the method are described in Japanese Patent No. 3347854.

(d)成膜用溶剤の除去工程
洗浄溶媒を用いて、成膜用溶剤の除去(洗浄)を行う。ポリオレフィン相は成膜用溶剤相と相分離しているので、成膜用溶剤を除去すると、微細な三次元網目構造を形成するフィブリルからなり、三次元的に不規則に連通する孔(空隙)を有する多孔質の膜が得られる。洗浄溶媒及びこれを用いた成膜用溶剤の除去方法は公知であるので説明を省略する。例えば日本国特許第2132327号明細書や特開2002-256099号公報に開示の方法を利用することができる。
(D) Step of removing the film-forming solvent The film-forming solvent is removed (cleaned) using a cleaning solvent. Since the polyolefin phase is phase-separated from the film-forming solvent phase, when the film-forming solvent is removed, it is composed of fibrils that form a fine three-dimensional network structure, and pores (voids) that communicate irregularly in three dimensions. A porous membrane having the above is obtained. Since the cleaning solvent and the method for removing the film-forming solvent using the cleaning solvent are known, the description thereof will be omitted. For example, the method disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256099 can be used.

(e)乾燥工程
成膜用溶剤を除去した微多孔性基材を、加熱乾燥法または風乾法により乾燥する。乾燥温度は、ポリオレフィンの結晶分散温度(Tcd)以下であることが好ましく、特にTcdより5℃以上低いことが好ましい態様である。
(E) Drying step The microporous substrate from which the film-forming solvent has been removed is dried by a heat-drying method or an air-drying method. The drying temperature is preferably not less than the crystal dispersion temperature (Tcd) of the polyolefin, and particularly preferably 5 ° C. or more lower than Tcd.

乾燥は、微多孔性基材を100質量%(乾燥重量)として、残存洗浄溶媒が5質量%以下になるまで行うことが好ましく、3質量%以下になるまで行うことがより好ましい態様である。残存洗浄溶媒が上記範囲内であると、さらに微多孔性基材の第2の延伸工程および熱処理工程を行ったときに微多孔性基材の空孔率が維持され、透過性の悪化が抑制される。 Drying is preferably carried out with the microporous substrate as 100% by mass (dry weight) until the residual cleaning solvent is 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. When the residual cleaning solvent is within the above range, the porosity of the microporous substrate is maintained when the second stretching step and the heat treatment step of the microporous substrate are further performed, and the deterioration of the permeability is suppressed. Will be done.

(f)塗工工程
次いで、乾燥まで終了したシートの片面または両面に、接着性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗液を塗布する。塗布の方法としては、公知の塗工方法、例えば、ディップ・コート法、リバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、インクジェット法、エアナイフコート法、マイヤーバーコート法、パイプドクター法、ブレードコート法およびダイコート法などを単独あるいは組み合わせて用いることができる。
(F) Coating Step Next, a coating liquid in which an adhesive resin is dissolved or dispersed in a solvent is applied to one or both sides of the sheet that has been dried. Examples of the coating method include known coating methods such as dip coating method, reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, roll brushing method, spray coating method, inkjet method, and air knife coating method. The Meyer bar coat method, the pipe doctor method, the blade coat method, the die coat method and the like can be used alone or in combination.

上記溶媒としては、水を90重量%含んでいることが好ましい。溶媒は水のみであってもよいが必要に応じてアルコール類などの水溶性有機溶媒を混合して用いることができる。これら水溶性有機溶媒を用いることによって、乾燥速度、塗工性を向上させることができる。水溶性有機溶媒としては、たとえばエタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類を、全塗布液に占める割合が0.1~10重量%の範囲で混合した混合液が好ましい。さらに、1質量%未満であれば、アルコール類以外の有機溶媒を溶解可能な範囲で混合してもよい。ただし、塗布液中、アルコール類とその他の有機溶媒との合計は、10重量%未満とする。また、さらに接着性樹脂以外の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含んでいてもよい。そのような成分として、例えば、分散剤、pH調製剤などが挙げられる。 The solvent preferably contains 90% by weight of water. The solvent may be only water, but if necessary, a water-soluble organic solvent such as alcohols can be mixed and used. By using these water-soluble organic solvents, the drying speed and coatability can be improved. As the water-soluble organic solvent, a mixed solution in which alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol, and benzyl alcohol are mixed in a range of 0.1 to 10% by weight in the total coating solution is preferable. Further, if it is less than 1% by mass, an organic solvent other than alcohols may be mixed within a soluble range. However, the total amount of alcohols and other organic solvents in the coating liquid shall be less than 10% by weight. Further, components other than the adhesive resin may be further contained within a range that does not impair the object of the present invention. Examples of such a component include a dispersant, a pH adjuster and the like.

(g)溶媒の乾燥
次いで、溶媒の乾燥を行ったのち、さらに第2の延伸工程を行う。まず上記塗液を塗布したシートから溶媒を乾燥させるが、乾燥させる手法としては特に限定されないが、後述する第2の延伸工程の直前に行う、すなわち第2の延伸工程における加熱機構を用いて乾燥することが生産性の観点から好ましい。
(G) Drying of solvent Next, after drying the solvent, a second stretching step is further performed. First, the solvent is dried from the sheet coated with the coating liquid, but the method for drying is not particularly limited, but it is performed immediately before the second stretching step described later, that is, it is dried using the heating mechanism in the second stretching step. It is preferable from the viewpoint of productivity.

(h)第2の延伸工程
第2の延伸は、ロール延伸機によるMD一軸延伸、テンターによるTD一軸延伸、ロール延伸機とテンター、或いはテンターとテンターとの組み合わせによる逐次二軸延伸、同時二軸テンターによる同時二軸延伸等が挙げられる。このように塗布後に延伸を行うことで、(f)の工程で一面に塗り広げられた接着性樹脂を主成分とする層が図1のように細かく開裂することで、接着性と透過性、さらには電池の長期特性(サイクル特性)を両立する構造を形成できる。第2の延伸の温度は、延伸フィルムの融点以下にすることが好ましく、(延伸フィルムの結晶分解温度Tcd-20℃)~延伸フィルムの融点の範囲内にするのがより好ましい。具体的には、ポリエチレンを主成分とする場合、再延伸の温度は、70~135℃が好ましく、110~132℃がより好ましい。最も好ましくは、120~130℃である。
(H) Second stretching step The second stretching includes MD uniaxial stretching by a roll stretching machine, TD uniaxial stretching by a tenter, sequential biaxial stretching by a roll stretching machine and a tenter, or a combination of a tenter and a tenter, and simultaneous biaxial stretching. Simultaneous biaxial stretching with a tenter and the like can be mentioned. By stretching after coating in this way, the layer containing the adhesive resin as the main component, which was spread over one surface in the step (f), is finely cleaved as shown in FIG. Furthermore, it is possible to form a structure that achieves both long-term characteristics (cycle characteristics) of the battery. The temperature of the second stretching is preferably not higher than the melting point of the stretched film, and more preferably within the range of (crystal decomposition temperature Tcd-20 ° C. of the stretched film) to the melting point of the stretched film. Specifically, when polyethylene is the main component, the re-stretching temperature is preferably 70 to 135 ° C, more preferably 110 to 132 ° C. Most preferably, it is 120 to 130 ° C.

なお、結晶分散温度TcdはASTM D 4065(2012)に従って測定した動的粘弾性の温度特性から求める。
第2の延伸倍率は、一軸延伸の場合、1.1~2倍が好ましく、特にTD方向の倍率は1.1~1.8倍が好ましく、1.3~1.5倍がより好ましい。二軸延伸を行う場合、MD方向及びTD方向にそれぞれ1.1~1.8倍、好ましくは1.2~1.4倍延伸するのが好ましい。なお、第2の延伸倍率は、MD方向とTD方向で異なってもよい。上述の範囲内で再延伸することで、接着性樹脂を主成分とする層の表面が細かく開裂し、本発明で規定する表面構造を採る。
熱収縮率及びしわやたるみの観点より、第2の延伸以降、緩和させてもよい。緩和率は20%以下が好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下が更に好ましい。
The crystal dispersion temperature Tcd is obtained from the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity measured according to ASTM D 4065 (2012).
In the case of uniaxial stretching, the second stretching ratio is preferably 1.1 to 2 times, particularly preferably 1.1 to 1.8 times, and more preferably 1.3 to 1.5 times in the TD direction. When biaxial stretching is performed, it is preferable to stretch 1.1 to 1.8 times, preferably 1.2 to 1.4 times, respectively, in the MD direction and the TD direction. The second draw ratio may be different in the MD direction and the TD direction. By re-stretching within the above range, the surface of the layer containing the adhesive resin as a main component is finely cleaved, and the surface structure specified in the present invention is adopted.
From the viewpoint of heat shrinkage rate and wrinkles and sagging, it may be relaxed after the second stretching. The relaxation rate is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less.

(電気化学素子)
本発明で言う電気化学素子は、電極組立体と、電極組立体を収容する電池ケースとを備える。
(Electrochemical element)
The electrochemical element referred to in the present invention includes an electrode assembly and a battery case for accommodating the electrode assembly.

電極組立体は、正極、負極、及び正極と負極との間に介されたセパレータを含む。 The electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

本発明の多孔複合フィルムは上記セパレータに好適に用いることができる。また、本発明の多孔複合フィルムに多孔質層を設けたものも上記セパレータに好適に用いることができる。 The porous composite film of the present invention can be suitably used for the above separator. Further, a porous composite film of the present invention provided with a porous layer can also be suitably used for the separator.

このような電気化学素子としては、例えば、一次電池、二次電池、電気二重層キャパシタ、アルミ電解コンデンサ等が挙げられる。 Examples of such an electrochemical element include a primary battery, a secondary battery, an electric double layer capacitor, an aluminum electrolytic capacitor and the like.

一次電池としては、例えば、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池、フッ化黒鉛・リチウム電池、二酸化マンガン・リチウム電池、固体電解質電池、注水電池、熱電池等が挙げられる。 Examples of the primary battery include a manganese dry battery, an alkaline manganese dry battery, a graphite fluoride / lithium battery, a manganese dioxide / lithium battery, a solid electrolyte battery, a water injection battery, a thermal battery and the like.

二次電池としては、例えば、リチウム二次電池、鉛蓄電池、ニッケル・カドニウム電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・鉄蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、二酸化マンガン・リチウム二次電池、コバルト酸リチウム・炭酸系二次電池、バナジウム・リチウム二次電池等が挙げられる。 Examples of the secondary battery include lithium secondary battery, lead storage battery, nickel / cadmium battery, nickel / hydrogen battery, nickel / iron storage battery, silver oxide / zinc storage battery, manganese dioxide / lithium secondary battery, lithium cobaltate / carbon dioxide. Examples include system secondary batteries and vanadium / lithium secondary batteries.

これらの中でも、長期に利用できることから、二次電池が好ましく、有機溶媒を利用することにより高エネルギー密度を実現しているリチウム二次電池がより好ましい。 Among these, a secondary battery is preferable because it can be used for a long period of time, and a lithium secondary battery that realizes a high energy density by using an organic solvent is more preferable.

電池ケースとしては、例えば、アルミニウム製のケース、内面がニッケルメッキされた鉄製のケース、アルミニウムラミネートフィルムからなるケース等を用いることができる。 As the battery case, for example, a case made of aluminum, a case made of iron whose inner surface is nickel-plated, a case made of an aluminum laminated film, or the like can be used.

電池ケースの形状は、パウチ型、円筒型、角型、コイン型等が挙げられる。これらの中でも、高エネルギー密度を実現でき、低コストで自由に形状を設計できることから、パウチ型が好ましい。 Examples of the shape of the battery case include a pouch type, a cylindrical type, a square type, and a coin type. Among these, the pouch type is preferable because it can realize high energy density and can freely design the shape at low cost.

正極は、活物質、バインダー樹脂、および導電助剤からなる正極材が集電体上に積層されたものである。 The positive electrode is a positive electrode material composed of an active material, a binder resin, and a conductive auxiliary agent laminated on a current collector.

活物質としては、LiCoO、LiNiO、Li(NiCoMn)Oなどの層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、LiMnなどのスピネル型マンガン酸化物、およびLiFePOなどの鉄系化合物などが挙げられる。 Examples of the active material include layered lithium-containing transition metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , and Li (NiCoMn) O 2 , spinel-type manganese oxides such as LiMn 2 O 4 , and iron-based compounds such as LiFePO 4 . Can be mentioned.

バインダー樹脂としては、耐酸化性が高い樹脂を使用すればよい。具体的には、フッ素含有樹脂、アクリル樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂などが挙げられる。 As the binder resin, a resin having high oxidation resistance may be used. Specific examples thereof include a fluorine-containing resin, an acrylic resin, and a styrene-butadiene resin.

導電助剤としては、カーボンブラック、黒鉛などの炭素材料などが挙げられる。 Examples of the conductive auxiliary agent include carbon black, carbon materials such as graphite, and the like.

集電体としては、金属箔が好適であり、特にアルミニウムが用いられることが多い。 As the current collector, a metal foil is suitable, and aluminum is often used in particular.

負極は、活物質およびバインダー樹脂からなる負極材が集電体上に積層されたものである。 The negative electrode is a negative electrode material composed of an active material and a binder resin laminated on a current collector.

活物質としては、人造黒鉛、天然黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボンなどの炭素材料、スズ、シリコンなどのリチウム合金系材料、リチウムなどの金属材料、およびチタン酸リチウム(LiTi12)などが挙げられる。 Active materials include carbon materials such as artificial graphite, natural graphite, hard carbon and soft carbon, lithium alloy materials such as tin and silicon, metallic materials such as lithium, and lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ). Can be mentioned.

バインダー樹脂としては、フッ素含有樹脂、アクリル樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂などが挙げられる。 Examples of the binder resin include a fluorine-containing resin, an acrylic resin, and a styrene-butadiene resin.

集電体としては、金属箔が好適であり、特に銅箔が用いられることが多い。 As the current collector, a metal foil is suitable, and in particular, a copper foil is often used.

本発明の電気化学素子は、電解液を含有することが好ましい。電解液は、二次電池等の電気化学素子の中で正極と負極との間でイオンを移動させる場となっており、電解質を有機溶媒にて溶解させた構成をしている。 The electrochemical element of the present invention preferably contains an electrolytic solution. The electrolytic solution is a place for moving ions between the positive electrode and the negative electrode in an electrochemical element such as a secondary battery, and has a structure in which the electrolyte is dissolved in an organic solvent.

電解質としては、LiPF、LiBF、およびLiClOなどが挙げられるが、有機溶媒への溶解性、イオン電導度の観点からLiPFが好適に用いられている。 Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , and the like, and LiPF 6 is preferably used from the viewpoint of solubility in an organic solvent and ionic conductivity.

有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが挙げられ、これらの有機溶媒を2種類以上混合して使用してもよい。 Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and the like, and two or more kinds of these organic solvents may be mixed and used.

以下、電気化学素子の中でも好ましく用いられるリチウム二次電池の作製方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a lithium secondary battery, which is preferably used among electrochemical devices, will be described.

リチウム二次電池の作製方法としては、まず活物質と導電助剤をバインダー樹脂溶液中に分散して電極用塗布液を調製し、この塗布液を集電体上に塗工して、溶媒を乾燥させることで正極、負極がそれぞれ得られる。乾燥後の塗工膜の膜厚は50μm以上500μm以下とすることが好ましい。 As a method for producing a lithium secondary battery, first, an active material and a conductive auxiliary agent are dispersed in a binder resin solution to prepare a coating liquid for electrodes, and this coating liquid is applied onto a current collector to prepare a solvent. By drying, a positive electrode and a negative electrode can be obtained, respectively. The film thickness of the coating film after drying is preferably 50 μm or more and 500 μm or less.

得られた正極と負極の間にリチウム二次電池用セパレータを、それぞれの電極の活物質層と接するように配置し、アルミラミネートフィルム等の外装材に封入し、電解液を注入後、負極リードや安全弁を設置し、外装材を封止する。 A separator for a lithium secondary battery is placed between the obtained positive electrode and the negative electrode so as to be in contact with the active material layer of each electrode, sealed in an exterior material such as an aluminum laminate film, and after injecting an electrolytic solution, a negative electrode lead. And install a safety valve to seal the exterior material.

このようにして得られたリチウム二次電池は、電極との接着性が高く、かつ優れた電池特性を有し、また、低コストでの製造が可能となる。 The lithium secondary battery thus obtained has high adhesiveness to electrodes, has excellent battery characteristics, and can be manufactured at low cost.

(その他の用途)
本発明の多孔複合フィルムは、多孔質ゆえに物質の分離や選択透過及び隔離材等として用いられうる。具体的には、用途として、上記した電気化学素子以外に、逆浸透濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜等の各種フィルター、透湿防水衣料、および医療用材料等が挙げられる。
(Other uses)
Since the porous composite film of the present invention is porous, it can be used as a substance separation, selective permeation, a separating material, or the like. Specifically, in addition to the above-mentioned electrochemical elements, examples thereof include various filters such as reverse osmosis filtration membranes, ultrafiltration membranes, and microfiltration membranes, moisture permeable and waterproof clothing, and medical materials.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

[測定法]
(多孔複合フィルムおよび多孔質層の厚み)
接触式膜厚計((株)ミツトヨ製「ライトマチック」(登録商標)series318)を使用して測定した。測定は、超硬球面測定子φ9.5mmを用いて、加重0.01Nの条件で20点を測定し、得られた測定値の平均値を厚みとした。また、多孔質層の厚みtは、次式を用いて計算した。
t=多孔質層形成後の試料の厚み(t1)-多孔質層形成前の試料の厚み(t2)。
[Measurement method]
(Thickness of porous composite film and porous layer)
The measurement was performed using a contact film thickness meter (“Lightmatic” (registered trademark) series 318 manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). For the measurement, 20 points were measured under the condition of a weight of 0.01 N using a super-hard spherical surface stylus φ9.5 mm, and the average value of the obtained measured values was taken as the thickness. The thickness t of the porous layer was calculated using the following equation.
t = Sample thickness after forming the porous layer (t1) -Thickness of the sample before forming the porous layer (t2).

(透気度)
100mm×100mmサイズの試料3枚からそれぞれ無作為に抽出した一箇所を選び、王研式透気度測定装置(旭精工(株)社製EG01-5-1MR)を用いて、JIS P 8117(2009)に準拠して測定し、その平均値を透気度(秒/100cm)とした。
(Air permeability)
Select one randomly selected sample from three samples of 100 mm x 100 mm size, and use the Oken type air permeability measuring device (EG01-5-1MR manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd.) to JIS P 8117 (. The measurement was performed in accordance with 2009), and the average value was taken as the air permeability (seconds / 100 cm 3 ).

(多孔質層の密着性)
ジュラルミン板(5cm×15cm)を用意し、中央に1.8cm×5cmの3M社製スコッチ透明両面テープ(アクリル系粘着剤、品番665-1-18)を貼り付けた。次いで、試料(3cm×6cm)を、多孔質層が両面テープ側に向きかつ両面テープを覆うようにハンドローラーにより貼り付けた後、5分間室温で放置した。その後、(株)イマダ製のフォースゲージZP5N及びMX2-500N(製品名)を用いて、ジュラルミン板を固定し、試料端部を把持して剥離角度が180度となる剥離方式によって、剥離速度300mm/分にて剥離試験を行い、剥離強度を調べた。このとき、テープ部分の長さ3cm分の剥離試験における剥離強度の平均値を剥離強度とした。剥離強度は下記4段階にいて評価を行った。
評価基準
S(最良):100gf/25mm以上
A(良):80gf/25mm以上100gf/25mm以上未満
B(可):60gf/25mm以上80gf/25mm以上未満
C(不可):60gf/25mm未満。
(Adhesion of porous layer)
A duralumin plate (5 cm x 15 cm) was prepared, and a 1.8 cm x 5 cm 3M Scotch transparent double-sided tape (acrylic adhesive, product number 665-1-18) was attached to the center. Next, the sample (3 cm × 6 cm) was attached by a hand roller so that the porous layer faces the double-sided tape side and covers the double-sided tape, and then the sample (3 cm × 6 cm) was left at room temperature for 5 minutes. After that, the duralumin plate was fixed using the force gauges ZP5N and MX2-500N (product name) manufactured by Imada Co., Ltd., and the peeling speed was 300 mm by the peeling method in which the sample end was gripped and the peeling angle was 180 degrees. A peeling test was performed at / min to check the peeling strength. At this time, the average value of the peel strength in the peel test for a length of 3 cm of the tape portion was taken as the peel strength. The peel strength was evaluated in the following four stages.
Evaluation criteria S (best): 100 gf / 25 mm or more A (good): 80 gf / 25 mm or more and less than 100 gf / 25 mm B (possible): 60 gf / 25 mm or more and less than 80 gf / 25 mm or more C (impossible): less than 60 gf / 25 mm.

(多孔複合フィルム表面の接着性樹脂の割合)
まず、多孔複合フィルムについて、事前にPt蒸着(イオンスパッタリング:スパッタリング電流20mA、時間20秒)処理を施し、電界放出形走査電子顕微鏡(日本電子株式会社製JSM-6701F)を用いて、加速電圧2.00kV、倍率10000倍にてSEM画像を取得した。得られたSEM画像をA4サイズに拡大の上、印刷した。印刷した画像上にOHPフィルムを載せ、10μm×10μmの領域において接着性樹脂部分を極細油性黒インクにて塗りつぶすことにより、OHPフィルム上に接着性樹脂部分を再現した投影像を作成した。このとき、多孔質基材特有のフィブリル構造が目視できる部分を接着性樹脂部分ではないと判別し、そうでない部分を接着性樹脂部分と判別した。該投影像をスキャナーにて読み込み、再度画像データ化した。得られた画像データをアメリカ国立衛生研究所が発行する画像解析のフリーソフトImageJを用いて開き、接着性樹脂部分と、接着性樹脂のない部分について二値化操作を行った。具体的には、Processタブ内でBinary、Make Binalyの順に選択した。更に、Imageタブ内でAdjust、Thresholdの順に選択し、Thresholdウィンドウを開いた。閾値0-50を入力し、接着性樹脂部分を赤色反転させた。そして、AnalyzeタブからMeasureを選択し、出力された面積値(Area)を記録した(これをA1とする)。また、画像全体の面積は、AnalyzeタブからSet Measurementsを選択し、Limit to Thesholdのチェックを外した上で、AnalyzeタブからMeasureを選択し、出力された面積値(Area)とした(これをA2とする)。そして、A1÷A2×100の値を、当該サンプルにおける「多孔複合フィルム表面の接着性樹脂の割合」とした。なお、SEM画像は場所を変えて10枚撮影し、上記の処理をすべてについて行い、得られた接着性樹脂の割合値の範囲を記録した。
(Ratio of adhesive resin on the surface of porous composite film)
First, the porous composite film is subjected to Pt vapor deposition (ion sputtering: sputtering current 20 mA, time 20 seconds) in advance, and an acceleration voltage 2 is used using an electro-emission scanning electron microscope (JSM-6701F manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.). SEM images were acquired at .00 kV and a magnification of 10000 times. The obtained SEM image was enlarged to A4 size and printed. An OHP film was placed on the printed image, and the adhesive resin portion was painted with ultrafine oil-based black ink in a region of 10 μm × 10 μm to create a projection image reproducing the adhesive resin portion on the OHP film. At this time, it was determined that the portion where the fibril structure peculiar to the porous substrate was visible was not the adhesive resin portion, and the portion where it was not was determined to be the adhesive resin portion. The projected image was read by a scanner and converted into image data again. The obtained image data was opened using ImageJ, a free software for image analysis published by the National Institutes of Health, and binarization operations were performed on the adhesive resin portion and the portion without the adhesive resin. Specifically, Binary and Make Binary were selected in this order in the Process tab. Furthermore, in the Image tab, Select Adjust and Threshold in that order to open the Threshold window. A threshold value of 0-50 was input, and the adhesive resin portion was inverted in red. Then, Measurement was selected from the Analyze tab, and the output area value (Area) was recorded (this is referred to as A1). For the area of the entire image, select Set Measurements from the Analysis tab, uncheck Limit to The Hold, select Measurement from the Analysis tab, and use this as the output area value (Area) (this is A2). ). Then, the value of A1 ÷ A2 × 100 was defined as the “ratio of the adhesive resin on the surface of the porous composite film” in the sample. Ten SEM images were taken at different locations, all of the above treatments were performed, and the range of the obtained adhesive resin ratio values was recorded.

(電池の作製)
〈電解液の作製〉
エチレンカーボネート(EC):メチルエチルカーボネート(MEC):ジエチルカーボネート(DEC)=3:5:2(体積比)で混合した溶媒を調製した。当該溶媒に、LiPF(ヘキサフルオロリン酸リチウム)とVC(ビニレンカーボネート)を添加し、LiPF濃度1.15mol/L及びVC濃度0.5質量%の電解液を調製した。
(Battery production)
<Preparation of electrolytic solution>
A solvent was prepared by mixing ethylene carbonate (EC): methyl ethyl carbonate (MEC): diethyl carbonate (DEC) = 3: 5: 2 (volume ratio). LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate) and VC (vinylene carbonate) were added to the solvent to prepare an electrolytic solution having a LiPF 6 concentration of 1.15 mol / L and a VC concentration of 0.5% by mass.

〈正極の作製〉
コバルト酸リチウム(LiCoO)にアセチレンブラック黒鉛とポリフッ化ビニリデンとを加え、N-メチル-2-ピロリドン中に分散させてスラリーにした。このスラリーを、厚さ20μmの正極集電体用アルミニウム箔の両面に均一に塗布して乾燥して正極層を形成した。その後、ロールプレス機により圧縮成形して、集電体を除いた正極層の密度が3.6g/cmの帯状の正極を作製した。
<Manufacturing of positive electrode>
Acetylene black graphite and polyvinylidene fluoride were added to lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. This slurry was uniformly applied to both surfaces of an aluminum foil for a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode layer. Then, it was compression-molded by a roll press to prepare a strip-shaped positive electrode having a density of the positive electrode layer of 3.6 g / cm 3 excluding the current collector.

〈負極の作製〉
カルボキシメチルセルロースを1.0質量部含む水溶液を人造黒鉛96.5質量部に加えて混合し、さらに固形分として1.0質量部のスチレンブタジエンラテックスを加えて混合して負極合剤含有スラリーを形成した。この負極合剤含有スラリーを、厚みが8μmの銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗付して乾燥して負極層を形成した。その後、ロールプレス機により圧縮成形して、集電体を除いた負極層の密度が1.5g/cmの帯状の負極を作製した。
<Manufacturing of negative electrode>
An aqueous solution containing 1.0 part by mass of carboxymethyl cellulose is added to 96.5 parts by mass of artificial graphite and mixed, and 1.0 part by mass of styrene-butadiene latex as a solid content is added and mixed to form a slurry containing a negative electrode mixture. did. This negative electrode mixture-containing slurry was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 8 μm and dried to form a negative electrode layer. Then, it was compression-molded by a roll press to prepare a strip-shaped negative electrode having a density of the negative electrode layer of 1.5 g / cm 3 excluding the current collector.

〈電池の作製〉
上記の正極、各実施例または比較例で得られた試料、及び上記の負極を積層した後、扁平状の巻回電極体(高さ2.2mm×幅32mm×奥行32mm)を作製した。このとき、多孔質層の積層されている面を正極側に対向させた。この扁平状の巻回電極体の各電極へ、シーラント付タブを溶接し、正極リード、負極リードとした。
<Making batteries>
After laminating the above positive electrode, the sample obtained in each Example or Comparative Example, and the above negative electrode, a flat wound electrode body (height 2.2 mm × width 32 mm × depth 32 mm) was produced. At this time, the surface on which the porous layer was laminated was opposed to the positive electrode side. A tab with a sealant was welded to each electrode of this flat wound electrode body to form a positive electrode lead and a negative electrode lead.

次に、扁平状の巻回電極体部分をアルミラミネートフィルムで挟み、一部開口部を残してシールし、これを真空オーブンにて60℃で12時間乾燥した。乾燥後、速やかに電解液を0.75mL注液し、真空シーラーでシールした。 Next, the flat wound electrode body portion was sandwiched between aluminum laminated films, sealed with a partial opening left, and dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 12 hours. After drying, 0.75 mL of the electrolytic solution was immediately injected and sealed with a vacuum sealer.

続いて、得られた電池の充放電を実施した。充放電条件は300mAの電流値で、電池電圧4.35Vまで定電流充電した後、電池電圧4.35Vで15mAになるまで定電圧充電を行った。10分の休止後、300mAの電流値で電池電圧3.0Vまで定電流放電を行い、10分休止した。以上の充放電を3サイクル実施し、電池容量300mAhの試験用二次電池(扁平捲回型電池セル)を作製した。 Subsequently, the obtained battery was charged and discharged. The charging / discharging condition was a current value of 300 mA, and after constant current charging to a battery voltage of 4.35 V, constant voltage charging was performed at a battery voltage of 4.35 V until the battery voltage reached 15 mA. After a 10-minute pause, a constant current discharge was performed at a current value of 300 mA to a battery voltage of 3.0 V, and the 10-minute pause was performed. The above charging and discharging were carried out for 3 cycles to prepare a test secondary battery (flat winding type battery cell) having a battery capacity of 300 mAh.

(レート特性)
レート特性を下記手順にて試験を行い、放電容量維持率にて評価した。
(Rate characteristics)
The rate characteristics were tested by the following procedure and evaluated by the discharge capacity retention rate.

上記で作製した扁平捲回型電池を用いて、25℃の雰囲気下、0.5Cで放電したときの放電容量と、5Cで放電したときの放電容量とを測定し、{(5Cでの放電容量)/(0.5Cでの放電容量)}×100で放電容量維持率を算出した。 Using the flat winding type battery produced above, the discharge capacity when discharged at 0.5 C and the discharge capacity when discharged at 5 C were measured in an atmosphere of 25 ° C., and {(Discharge at 5 C). Capacity) / (Discharge capacity at 0.5C)} × 100 was used to calculate the discharge capacity retention rate.

ここで、充電条件は0.5C、4.35Vの定電流充電とし、放電条件は3.0Vの定電流放電とした。上記扁平捲回型電池を5個作製し、放電容量維持率が最大、最小となる結果を除去した3個の測定結果の平均を放電容量維持率とした。 Here, the charging condition was 0.5C, 4.35V constant current charging, and the discharging condition was 3.0V constant current discharging. The discharge capacity retention rate was defined as the average of the three measurement results obtained by producing the above-mentioned five flat-wound batteries and removing the results from which the maximum and minimum discharge capacity retention rates were removed.

レート特性の評価は、下記基準に基づき行った。
○:放電容量維持率が65%以上であった。
△:放電容量維持率が55%以上65%未満であった。
×:放電容量維持率が55%未満であった。
The rate characteristics were evaluated based on the following criteria.
◯: The discharge capacity retention rate was 65% or more.
Δ: The discharge capacity retention rate was 55% or more and less than 65%.
X: The discharge capacity retention rate was less than 55%.

(サイクル特性)
上記で作製した扁平捲回型電池について、充放電測定装置を使用し、25℃の雰囲気下、下記手順にて試験を行い、放電容量維持率を算出した。
(Cycle characteristics)
The flat winding type battery produced above was tested by the following procedure in an atmosphere of 25 ° C. using a charge / discharge measuring device, and the discharge capacity retention rate was calculated.

〈1~300サイクル目〉
充電、放電を1サイクルとし、充電条件を1C、4.35Vの定電流充電、放電条件を1C、3.0Vの定電流放電とし、充放電を300回行った。
<1st to 300th cycles>
Charging and discharging were set to one cycle, charging conditions were set to 1C and 4.35V constant current charging, and discharging conditions were set to 1C and 3.0V constant current discharging, and charging and discharging were performed 300 times.

〈放電容量維持率の算出〉
(300サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)×100で放電容量維持率を算出した。作製した扁平捲回型電池セルについて5個試験を実施し、放電容量維持率が最大、最小となる結果を除去した3個の測定結果の平均を放電容量維持率とした。
<Calculation of discharge capacity maintenance rate>
The discharge capacity retention rate was calculated by (discharge capacity in the 300th cycle) / (discharge capacity in the first cycle) × 100. Five tests were carried out on the produced flat winding type battery cell, and the average of the three measurement results from which the results with the maximum and minimum discharge capacity retention rates were removed was taken as the discharge capacity retention rate.

サイクル特性の評価は、下記基準に基づき行った。
○:放電容量維持率が70%以上であった。
△:放電容量維持率が60%以上70%未満であった。
×:放電容量維持率が60%未満であった。
The cycle characteristics were evaluated based on the following criteria.
◯: The discharge capacity retention rate was 70% or more.
Δ: The discharge capacity retention rate was 60% or more and less than 70%.
X: The discharge capacity retention rate was less than 60%.

[実施例1]
(多孔複合フィルムの作製)
質量平均分子量2.7×106の超高分子量ポリエチレン40質量%と質量平均分子量2.6×105の高密度ポリエチレン60質量%とからなる組成物100質量部に、テトラキス[メチレン‐3‐(3,5‐ジターシャリーブチル‐4‐ヒドロキシフェニル)‐プロピオネート]メタン0.375質量部をドライブレンドし、ポリエチレン組成物を作成した。得られたポリエチレン組成物23重量部を二軸押出機に投入した。さらに、流動パラフィン77重量部を二軸押出機のサイドフィーダーから供給し、溶融混練して、押出機中にてポリエチレン樹脂溶液を調製した。続いて、この押出機の先端に設置されたダイから190℃でポリエチレン樹脂溶液を押し出し、内部冷却水温度を25℃に保った冷却ロールで引き取りながら未延伸ゲル状シートを成形した。
得られた未延伸ゲル状シートを同時二軸延伸機に導入し、シート搬送方向(MD)及びシート幅方向(TD)に5×5倍に延伸を行った。この時、予熱/延伸/熱固定の温度を115/115/100℃に調整した。得られた二軸延伸ゲル状シートを30℃まで冷却し、25℃に温調した塩化メチレンの洗浄槽内にて流動パラフィンを除去し、60℃に調整された乾燥炉で乾燥した。
乾燥後のシートに、乳化重合により主成分がメタクリル酸・アクリル酸エステル、融点が160℃である接着性樹脂が分散された水系エマルジョン塗工液をバーコートを用いて塗布したのち、幅方向両端部をクリップで把持して再延伸装置に導いた。125℃まで加温し、塗工液中の溶媒(水)を乾燥させたのち、再延伸装置入口幅に対して幅方向倍率1.8倍となるよう再延伸し、その倍率のまま熱処理を行った。得られたフィルムに対して20秒間熱処理し、再延伸装置から取り出し、巻き取ることで厚み20μmの多孔複合フィルム(多孔質基材上に接着性樹脂が積層されたフィルム)を得た。なお、接着性樹脂の塗布量は0.36g/m(再延伸前換算)であった。得られた多孔複合フィルムについて、上記した方法により表面の接着性樹脂の割合を測定した。結果を表1に示す。
[Example 1]
(Preparation of porous composite film)
Tetrakiss [methylene-3- (3) was added to 100 parts by mass of a composition consisting of 40% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene having a mass average molecular weight of 2.7 × 106 and 60% by mass of high-density polyethylene having a mass average molecular weight of 2.6 × 105. , 5-Ditersary butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] 0.375 parts by mass of methane was dry-blended to prepare a polyethylene composition. 23 parts by weight of the obtained polyethylene composition was put into a twin-screw extruder. Further, 77 parts by weight of liquid paraffin was supplied from the side feeder of the twin-screw extruder and melt-kneaded to prepare a polyethylene resin solution in the extruder. Subsequently, a polyethylene resin solution was extruded from a die installed at the tip of this extruder at 190 ° C., and an unstretched gel-like sheet was formed while being taken up by a cooling roll kept at an internal cooling water temperature of 25 ° C.
The obtained unstretched gel-like sheet was introduced into a simultaneous biaxial stretching machine, and stretched 5 × 5 times in the sheet transport direction (MD) and the sheet width direction (TD). At this time, the temperature of preheating / stretching / heat fixing was adjusted to 115/115/100 ° C. The obtained biaxially stretched gel-like sheet was cooled to 30 ° C., liquid paraffin was removed in a washing tank of methylene chloride adjusted to 25 ° C., and dried in a drying oven adjusted to 60 ° C.
A water-based emulsion coating solution in which the main component is methacrylic acid / acrylic acid ester and the adhesive resin having a melting point of 160 ° C. is dispersed by emulsion polymerization is applied to the dried sheet using a bar coat, and then both ends in the width direction. The portion was gripped with a clip and led to the re-stretching device. After heating to 125 ° C. and drying the solvent (water) in the coating liquid, it is re-stretched so that the width direction magnification is 1.8 times the width of the inlet of the re-stretching device, and heat treatment is performed at that magnification. gone. The obtained film was heat-treated for 20 seconds, taken out from the re-stretching apparatus, and wound to obtain a porous composite film having a thickness of 20 μm (a film in which an adhesive resin was laminated on a porous substrate). The coating amount of the adhesive resin was 0.36 g / m 2 (converted before re-stretching). The ratio of the adhesive resin on the surface of the obtained porous composite film was measured by the above method. The results are shown in Table 1.

(多孔複合フィルムへの多孔質層の積層)
〈塗布液の調製〉
アルミナ(LS235、日本軽金属株式会社製、粒子サイズ510nm)、アクリル系水分散エマルション(CSB130、東洋インキ株式会社製、固形分40%、粒子サイズ177nm)、カルボキシルメチルセルロース(SG-L02、(株)ジエルケム社製、回転半径25nm)を、重量比98:1:1の割合で水に添加して撹拌することで均一な分散スラリー(A)を得た。
(Laminating a porous layer on a porous composite film)
<Preparation of coating liquid>
Alumina (LS235, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., particle size 510 nm), acrylic aqueous dispersion emulsion (CSB130, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., solid content 40%, particle size 177 nm), carboxylmethylcellulose (SG-L02, Jielchem Co., Ltd.) A uniform dispersed slurry (A) was obtained by adding (manufactured by the same company, a turning radius of 25 nm) to water at a weight ratio of 98: 1: 1 and stirring.

〈多孔質層の積層〉
水平方向に搬送させた多孔複合フィルムの接着性樹脂が積層している面にグラビアコート法にてスラリー(A)を塗布し、熱風乾燥炉(温度60℃)で20秒間乾燥し、多孔質層厚み4μmの電池用セパレータを得た。本電池用セパレータにつき、上記した方法により透気度、多孔質層の密着性、レート特性、サイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例2~5及び比較例1、2]
接着性樹脂の塗布量、再延伸時の幅方向延伸倍率を表1に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして多孔複合フィルムおよび電池用セパレータを製造し、測定及び評価した。結果を表1に示す。
<Lamination of porous layers>
The slurry (A) is applied by the gravure coating method to the surface on which the adhesive resin of the porous composite film conveyed in the horizontal direction is laminated, and dried in a hot air drying oven (temperature 60 ° C.) for 20 seconds to obtain a porous layer. A battery separator having a thickness of 4 μm was obtained. The air permeability, adhesion of the porous layer, rate characteristics, and cycle characteristics of the separator for this battery were evaluated by the above methods. The results are shown in Table 1.
[Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 and 2]
A porous composite film and a battery separator were manufactured, measured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the adhesive resin and the stretching ratio in the width direction at the time of re-stretching were changed as shown in Table 1. .. The results are shown in Table 1.

[実施例6]
(多孔複合フィルムの作製)
質量平均分子量2.7×106の超高分子量ポリエチレン40質量%と質量平均分子量2.6×105の高密度ポリエチレン60質量%とからなる組成物100質量部に、テトラキス[メチレン‐3‐(3,5‐ジターシャリーブチル‐4‐ヒドロキシフェニル)‐プロピオネート]メタン0.375質量部をドライブレンドし、ポリエチレン組成物を作成した。得られたポリエチレン組成物23重量部を二軸押出機に投入した。さらに、流動パラフィン77重量部を二軸押出機のサイドフィーダーから供給し、溶融混練して、押出機中にてポリエチレン樹脂溶液を調製した。続いて、この押出機の先端に設置されたダイから190℃でポリエチレン樹脂溶液を押し出し、内部冷却水温度を25℃に保った冷却ロールで引き取りながら未延伸ゲル状シートを成形した。
得られた未延伸ゲル状シートを同時二軸延伸機に導入し、シート搬送方向(MD)及びシート幅方向(TD)に5×5倍に延伸を行った。この時、予熱/延伸/熱固定の温度を115/115/100℃に調整した。得られた二軸延伸ゲル状シートを30℃まで冷却し、25℃に温調した塩化メチレンの洗浄槽内にて流動パラフィンを除去し、60℃に調整された乾燥炉で乾燥した。
乾燥後のシートに、乳化重合により主成分がメタクリル酸・アクリル酸エステル、融点が160℃である接着性樹脂が分散された水系エマルジョン塗工液をバーコートを用いて塗布したのち、ロール延伸機に導入し、125℃まで加温し、塗工液中の溶媒(水)を乾燥させたのちシート搬送方向(MD)に1.2倍に延伸を行った。ついでテンター式延伸装置に導入し、125℃まで加温し、装置入口幅に対して幅方向倍率1.2倍となるよう延伸し、その倍率のまま熱処理を行った。得られたフィルムに対して20秒間熱処理し、再延伸装置から取り出し、巻き取ることで厚み20μmの多孔複合フィルム(多孔質基材上に接着性樹脂が積層されたフィルム)を得た。なお、接着性樹脂の塗布量は0.36g/m2(再延伸前換算)であった。得られた多孔複合フィルムについて、上記した方法により表面の接着性樹脂の割合を測定した。結果を表1に示す。
[Example 6]
(Preparation of porous composite film)
Tetrakiss [methylene-3- (3) was added to 100 parts by mass of a composition consisting of 40% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene having a mass average molecular weight of 2.7 × 106 and 60% by mass of high-density polyethylene having a mass average molecular weight of 2.6 × 105. , 5-Ditersary butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] 0.375 parts by mass of methane was dry-blended to prepare a polyethylene composition. 23 parts by weight of the obtained polyethylene composition was put into a twin-screw extruder. Further, 77 parts by weight of liquid paraffin was supplied from the side feeder of the twin-screw extruder and melt-kneaded to prepare a polyethylene resin solution in the extruder. Subsequently, a polyethylene resin solution was extruded from a die installed at the tip of this extruder at 190 ° C., and an unstretched gel-like sheet was formed while being taken up by a cooling roll kept at an internal cooling water temperature of 25 ° C.
The obtained unstretched gel-like sheet was introduced into a simultaneous biaxial stretching machine, and stretched 5 × 5 times in the sheet transport direction (MD) and the sheet width direction (TD). At this time, the temperature of preheating / stretching / heat fixing was adjusted to 115/115/100 ° C. The obtained biaxially stretched gel-like sheet was cooled to 30 ° C., liquid paraffin was removed in a washing tank of methylene chloride adjusted to 25 ° C., and dried in a drying oven adjusted to 60 ° C.
A water-based emulsion coating liquid in which the main component is methacrylic acid / acrylic acid ester and the adhesive resin having a melting point of 160 ° C. is dispersed by emulsion polymerization is applied to the dried sheet using a bar coat, and then a roll stretching machine is used. The solvent (water) in the coating liquid was dried by heating to 125 ° C., and then stretched 1.2 times in the sheet transport direction (MD). Then, it was introduced into a tenter type stretching device, heated to 125 ° C., stretched so as to have a width direction magnification of 1.2 times with respect to the device inlet width, and heat treatment was performed at that magnification. The obtained film was heat-treated for 20 seconds, taken out from the re-stretching apparatus, and wound to obtain a porous composite film having a thickness of 20 μm (a film in which an adhesive resin was laminated on a porous substrate). The coating amount of the adhesive resin was 0.36 g / m2 (converted before re-stretching). The ratio of the adhesive resin on the surface of the obtained porous composite film was measured by the above method. The results are shown in Table 1.

(多孔複合フィルムへの多孔質層の積層)
実施例1と同様の方法で塗布液の調整、多孔質層の積層を行い、電池用セパレータを得た。本電池用セパレータにつき、上記した方法により透気度、多孔質層の密着性、レート特性、サイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
(Laminating a porous layer on a porous composite film)
The coating liquid was adjusted and the porous layers were laminated in the same manner as in Example 1 to obtain a battery separator. The air permeability, adhesion of the porous layer, rate characteristics, and cycle characteristics of the separator for this battery were evaluated by the above methods. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
接着性樹脂を塗布せずに、多孔複合フィルムとしなかったこと以外は、実施例1と同様にして多孔質基材および電池用セパレータを製造し、測定および評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A porous substrate and a battery separator were produced, measured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the porous composite film was not formed without applying the adhesive resin. The results are shown in Table 1.

[比較例4]
(多孔複合フィルムの作製)
質量平均分子量2.7×106の超高分子量ポリエチレン40質量%と質量平均分子量2.6×105の高密度ポリエチレン60質量%とからなる組成物100質量部に、テトラキス[メチレン‐3‐(3,5‐ジターシャリーブチル‐4‐ヒドロキシフェニル)‐プロピオネート]メタン0.375質量部をドライブレンドし、ポリエチレン組成物を作成した。得られたポリエチレン組成物23重量部を二軸押出機に投入した。さらに、流動パラフィン77重量部を二軸押出機のサイドフィーダーから供給し、溶融混練して、押出機中にてポリエチレン樹脂溶液を調製した。続いて、この押出機の先端に設置されたダイから190℃でポリエチレン樹脂溶液を押し出し、内部冷却水温度を25℃に保った冷却ロールで引き取りながら未延伸ゲル状シートを成形した。
得られた未延伸ゲル状シートを同時二軸延伸機に導入し、シート搬送方向(MD)及びシート幅方向(TD)に5×5倍に延伸を行った。この時、予熱/延伸/熱固定の温度を115/115/100℃に調整した。得られた二軸延伸ゲル状シートを30℃まで冷却し、25℃に温調した塩化メチレンの洗浄槽内にて流動パラフィンを除去し、60℃に調整された乾燥炉で乾燥した。
乾燥後のシートの幅方向両端部をクリップで把持して再延伸装置に導いた。125℃まで加温し、塗工液中の溶媒(水)を乾燥させたのち、再延伸装置入口幅に対して幅方向倍率1.5倍となるよう再延伸し、その倍率のまま熱処理を行った。得られたフィルムに対して20秒間熱処理し、再延伸装置から取り出し、巻き取った。これを再度巻き出し、乳化重合により主成分がメタクリル酸・アクリル酸エステル、融点が160℃である接着性樹脂が分散された水系エマルジョン塗工液をインクジェット噴射方式を利用して点噴射し乾燥させてドットパターン層を形成し、巻き取ることで厚み20μmの多孔複合フィルムを得た。なお、接着性樹脂の塗布量は0.36g/m2であった。得られた多孔複合フィルムについて、上記した方法により表面の接着性樹脂の割合を測定した。
(多孔複合フィルムへの多孔質層の積層)
実施例1と同様の方法で塗布液の調整、多孔質層の積層を行い、電池用セパレータを得た。本電池用セパレータにつき、上記した方法により透気度、多孔質層の密着性、レート特性、サイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
(Preparation of porous composite film)
Tetrakiss [methylene-3- (3) was added to 100 parts by mass of a composition consisting of 40% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene having a mass average molecular weight of 2.7 × 106 and 60% by mass of high-density polyethylene having a mass average molecular weight of 2.6 × 105. , 5-Ditersary butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] 0.375 parts by mass of methane was dry-blended to prepare a polyethylene composition. 23 parts by weight of the obtained polyethylene composition was put into a twin-screw extruder. Further, 77 parts by weight of liquid paraffin was supplied from the side feeder of the twin-screw extruder and melt-kneaded to prepare a polyethylene resin solution in the extruder. Subsequently, a polyethylene resin solution was extruded from a die installed at the tip of this extruder at 190 ° C., and an unstretched gel-like sheet was formed while being taken up by a cooling roll kept at an internal cooling water temperature of 25 ° C.
The obtained unstretched gel-like sheet was introduced into a simultaneous biaxial stretching machine, and stretched 5 × 5 times in the sheet transport direction (MD) and the sheet width direction (TD). At this time, the temperature of preheating / stretching / heat fixing was adjusted to 115/115/100 ° C. The obtained biaxially stretched gel-like sheet was cooled to 30 ° C., liquid paraffin was removed in a washing tank of methylene chloride adjusted to 25 ° C., and dried in a drying oven adjusted to 60 ° C.
Both ends of the dried sheet in the width direction were gripped with clips and guided to the re-stretching device. After heating to 125 ° C. and drying the solvent (water) in the coating liquid, it is re-stretched so that the width direction magnification is 1.5 times the width of the inlet of the re-stretching device, and heat treatment is performed at that magnification. gone. The obtained film was heat-treated for 20 seconds, taken out from the re-stretching device, and wound up. This is unwound again, and a water-based emulsion coating liquid in which the main component is methacrylic acid / acrylic acid ester and the adhesive resin having a melting point of 160 ° C. is dispersed by emulsion polymerization is point-injected and dried using an inkjet injection method. A dot pattern layer was formed and wound to obtain a porous composite film having a thickness of 20 μm. The amount of the adhesive resin applied was 0.36 g / m2. The ratio of the adhesive resin on the surface of the obtained porous composite film was measured by the above method.
(Laminating a porous layer on a porous composite film)
The coating liquid was adjusted and the porous layers were laminated in the same manner as in Example 1 to obtain a battery separator. The air permeability, adhesion of the porous layer, rate characteristics, and cycle characteristics of the separator for this battery were evaluated by the above methods. The results are shown in Table 1.

Figure 2022098795000002
Figure 2022098795000002

表1から、実施例と比較例との対比から、多孔複合フィルム表面の接着性樹脂の割合が本発明で規定する範囲内であるものについて、多孔質層との密着性が高いと同時に、レート特性やサイクル特性といった電池特性に優れていることがわかった。 From Table 1, from the comparison between Examples and Comparative Examples, those in which the ratio of the adhesive resin on the surface of the porous composite film is within the range specified in the present invention have high adhesion to the porous layer and at the same time, the rate. It was found that the battery characteristics such as characteristics and cycle characteristics are excellent.

1 接着性樹脂部分
2 接着性樹脂の存在しない部分

1 Adhesive resin part 2 Part where adhesive resin does not exist

Claims (7)

多孔質基材の少なくとも片面に、接着性樹脂を主成分とする層を積層してなる多孔複合フィルムであって、多孔複合フィルムの接着性樹脂を主成分とする層が積層している表面の走査型電子顕微鏡写真(SEM)において、10μm×10μm領域に占める接着性樹脂と判別される部位の割合を、SEM撮影場所を変えて10箇所求めたとき、その値が40%~85%であることを特徴とする多孔複合フィルム。 A porous composite film in which a layer containing an adhesive resin as a main component is laminated on at least one surface of a porous substrate, and a surface on which a layer containing an adhesive resin as a main component of the porous composite film is laminated. In the scanning electron micrograph (SEM), the ratio of the portion determined to be the adhesive resin in the 10 μm × 10 μm region is 40% to 85% when 10 locations are determined by changing the SEM imaging location. A porous composite film characterized by this. 前記接着性樹脂は100℃以上に融点を有する樹脂または非晶性樹脂の少なくとも1種類を主成分とすることを特徴とする、請求項1に記載の多孔複合フィルム。 The porous composite film according to claim 1, wherein the adhesive resin contains at least one of a resin having a melting point at 100 ° C. or higher or an amorphous resin as a main component. 請求項1または2に記載の多孔複合フィルムの接着性樹脂を主成分とする層が積層している側に、さらに無機粒子と熱可塑性ポリマーとの混合物からなる多孔質層が形成されており、多孔質層に占める無機粒子の割合が90重量%以上であることを特徴とする電気化学素子用セパレータ。 A porous layer made of a mixture of inorganic particles and a thermoplastic polymer is further formed on the side where the layer containing the adhesive resin as the main component of the porous composite film according to claim 1 or 2 is laminated. A separator for an electrochemical element, characterized in that the proportion of inorganic particles in the porous layer is 90% by weight or more. (a)ポリエチレンを主成分とするポリオレフィンと成膜用溶剤とを溶融混練し、
ポリオレフィン溶液を調製する工程
(b)前記ポリオレフィン溶液を押出し、冷却しゲル状シートを形成する工程
(c)前記ゲル状シートを延伸する第1の延伸工程
(d)前記延伸後のゲル状シートから成膜用溶剤を除去する工程
(e)前記成膜用溶剤除去後のシートを乾燥する工程
(f)接着性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗液を前記シートに塗布する工程
(g)溶媒の乾燥を行う工程
(h)少なくとも一軸方向に1.1~2
倍に延伸することを特徴とする、多孔複合フィルムの製造方法。
(A) Polyolefin containing polyethylene as a main component and a solvent for film formation are melt-kneaded and kneaded.
Step of preparing a polyolefin solution (b) Step of extruding the polyolefin solution and cooling to form a gel-like sheet (c) First stretching step of stretching the gel-like sheet (d) From the stretched gel-like sheet Step of removing the film-forming solvent (e) Step of drying the sheet after removing the film-forming solvent (f) Step of applying a coating liquid in which an adhesive resin is dissolved or dispersed in a solvent (g). Step of drying the solvent (h) 1.1 to 2 in at least uniaxial direction
A method for producing a porous composite film, which comprises stretching the film twice.
前記(g)と(h)の工程が、同一工程内で行われることを特徴とする、請求項4に記載の多孔複合フィルムの製造方法。 The method for producing a porous composite film according to claim 4, wherein the steps (g) and (h) are performed in the same step. 前記(h)の工程における延伸方向は、幅方向であることを特徴とする、請求項4または5に記載の多孔複合フィルムの製造方法。 The method for producing a porous composite film according to claim 4 or 5, wherein the stretching direction in the step (h) is the width direction. 前記溶媒は、水を90重量%以上含むことを特徴とする、請求項4~6のいずれかに記載の多孔複合フィルムの製造方法。

The method for producing a porous composite film according to any one of claims 4 to 6, wherein the solvent contains 90% by weight or more of water.

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