JP2023117573A - Polyolefin multilayer microporous membrane - Google Patents

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Abstract

To provide a polyolefin multilayer microporous membrane which has excellent melt-down characteristics, and has good impact resistance and cycle characteristics, in a battery design requiring high energy density.SOLUTION: A polyolefin multilayer microporous membrane has at least two layers of a first microporous layer containing polypropylene, and a second microporous layer containing polyethylene, wherein a porosity difference between the first microporous layer and the second microporous layer in the cross section of the polyolefin multilayer microporous membrane is 0% or more and 5% or less, and piercing strength in terms of a thickness of 9 μm and porosity of 40% is 330 cN or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電池用セパレータとして用いるに好適な、ポリオレフィン多層微多孔膜に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyolefin multilayer microporous membrane suitable for use as a battery separator.

ポリオレフィン微多孔膜は、電池用セパレータとして広く用いられ、正極と負極の間に介在することで両極活物質の接触による短絡を防ぐと共に、空孔内に保持した電解液を通じてイオン伝導の通路を形成することができる。また、セパレータには電池安全性や電池性能の観点から、メルトダウン特性、透過性、機械的特性、インピーダンス特性等を要求されている。さらに近年では、電池の高エネルギー密度化による電極の体積増加やガス発生によりセパレータが圧縮され、微細な孔が潰れることによって、電気抵抗やサイクル特性に影響を与えることが懸念されている。 Polyolefin microporous membranes are widely used as battery separators. By interposing between the positive electrode and the negative electrode, they prevent short circuits due to contact between the active materials of both electrodes, and form ion conduction paths through the electrolyte retained in the pores. can do. Further, separators are required to have meltdown characteristics, permeability, mechanical characteristics, impedance characteristics and the like from the viewpoint of battery safety and battery performance. Furthermore, in recent years, it is feared that the increase in the energy density of the battery will increase the volume of the electrodes and the generation of gas, which will compress the separator and crush the fine pores, which will affect electrical resistance and cycle characteristics.

特許文献1には、ポリオレフィン多層微多孔膜の各層の平均細孔径差を10nm以上とすることで、電解液注入性と機械的強度が向上することが開示されている。 Patent Literature 1 discloses that the electrolyte solution injectability and mechanical strength are improved by setting the average pore size difference of each layer of the polyolefin multilayer microporous membrane to 10 nm or more.

特許文献2には、ポリオレフィン多層微多孔膜において、内層の孔径が表層よりも15nm以上大きくなるように、層厚比に関しても内層が表層よりも薄くなるよう設計することで、透過性や電解液注入性などが向上することが開示されている。 In Patent Document 2, in a polyolefin multilayer microporous membrane, the pore size of the inner layer is designed to be 15 nm or more larger than the surface layer, and the layer thickness ratio is also designed so that the inner layer is thinner than the surface layer. It is disclosed that injectability and the like are improved.

特許文献3には、ポリプロピレンを均一に分散させることで、メルトダウン特性や耐酸化などが向上することが記載されている。 Patent Document 3 describes that the meltdown property, oxidation resistance, and the like are improved by uniformly dispersing polypropylene.

特許文献4には、ポリプロピレンを含まない単層ポリオレフィン微多孔膜において、平均細孔径を50nm以下とすることで、耐圧縮性が優れ、電池のサイクル特性が向上することが開示されている。 Patent Document 4 discloses that a monolayer polyolefin microporous membrane containing no polypropylene having an average pore size of 50 nm or less has excellent compression resistance and improves the cycle characteristics of the battery.

特許文献5には、ポリオレフィン多層微多孔膜において、内層と表層の融点差を10℃未満、粘度平均分子量差を50万以下とすることで、耐電圧や透過性が向上することが開示されている。 Patent Document 5 discloses that in a polyolefin multilayer microporous membrane, the difference in melting point between the inner layer and the surface layer is less than 10°C and the difference in viscosity-average molecular weight is 500,000 or less, thereby improving withstand voltage and permeability. there is

国際公開第2007/037289号WO2007/037289 特開2008-255307号公報JP 2008-255307 A 国際公開第2014/192862号WO2014/192862 国際公開第2015/194504号WO2015/194504 特開2010-36355号公報JP 2010-36355 A

近年は電池の高エネルギー密度化に向けて、正極のニッケル高比率化や負極のシリコン導入化が進んでいる。特に負極のシリコンに関しては、従来黒鉛の約10倍の理論容量を有しているため、シリコンを適用する積極的な開発が行われている。一方で、シリコンは充電時の体積膨張が黒鉛の3倍以上となり、これに伴いセパレータが圧縮され、微細な孔が閉塞する。その結果、電池特性、特にサイクルや特性が悪化するという課題が挙げられている。そのため、セパレータには圧縮時にも潰れにくいこと、つまり耐圧縮性が必要とされている。耐圧縮性はセパレータの単位体積当たりの重量が大きいほど、つまり空孔率が低いほど良化することが分かっている。しかしながら、空孔率を低くすると電気抵抗が上昇するため、耐圧縮性と電気抵抗を両立することが難しい。上記特許文献1ないし5に記載されているような従来技術では、電池の安全性に関わる高温メルトダウン特性を維持しながら、近年要求されているレベルの耐圧縮性と電気抵抗を両立することは難しい。 In recent years, in order to increase the energy density of batteries, the proportion of nickel in the positive electrode has been increased and silicon has been introduced in the negative electrode. In particular, silicon for the negative electrode has a theoretical capacity about 10 times that of conventional graphite. On the other hand, the volume expansion of silicon during charging is three times or more that of graphite, which compresses the separator and clogs the fine pores. As a result, there is a problem that battery characteristics, particularly cycle and characteristics, deteriorate. Therefore, the separator is required to be resistant to crushing even when compressed, that is, to have compression resistance. It has been found that the higher the weight per unit volume of the separator, ie, the lower the porosity, the better the compression resistance. However, when the porosity is lowered, the electrical resistance increases, so it is difficult to achieve both compression resistance and electrical resistance. In the prior art as described in Patent Documents 1 to 5, it is impossible to achieve both the levels of compression resistance and electrical resistance required in recent years while maintaining high-temperature meltdown characteristics related to battery safety. difficult.

本発明は、上記した耐圧縮性と電気抵抗を両立した、ポリオレフィン多層微多孔膜を提供することを課題とする。また本発明のより好ましい態様として、上記の課題に加えて、高温メルトダウン特性も有するポリオレフィン多層微多孔膜を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a multi-layer, microporous polyolefin membrane that achieves both compression resistance and electrical resistance as described above. Further, as a more preferred embodiment of the present invention, in addition to the above problems, the object is to provide a multi-layer, microporous polyolefin membrane that also has high-temperature meltdown properties.

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ポリオレフィンを含む第1の微多孔層と、ポリエチレンを含む第2の微多孔層の2層以上からなるポリオレフィン多層微多孔膜において、各層の空孔率の差を一定範囲とすることで、膨張率の高いシリコンを負極に用いた際にも耐圧縮性と電気抵抗を高いレベルで達成するポリオレフィン多層微多孔膜をなし得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that a polyolefin multilayer microporous membrane comprising two or more layers, a first microporous layer containing polyolefin and a second microporous layer containing polyethylene, has voids in each layer. We have found that by keeping the difference in porosity within a certain range, it is possible to form a multi-layer, microporous polyolefin membrane that achieves high levels of compression resistance and electrical resistance even when silicon, which has a high expansion coefficient, is used for the negative electrode. I have completed my invention.

本発明は主として次の構成からなる。すなわち、
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、下記の特性(1)~(8)を有する。
(1)ポリオレフィンを含む第1の微多孔層と、ポリエチレンを含む第2の微多孔層の少なくとも2層を有するポリオレフィン多層微多孔膜であって、前記ポリオレフィン多層微多孔膜断面における第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率の差が0%以上5%以下であり、厚み9μm、空孔率40%換算での突刺強度が330cN以上であるポリオレフィン多層微多孔膜。
(2)メルトダウン温度が160℃以上である(1)に記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(3)第1の微多孔層に含まれるポリプロピレンの含有率が、第1の微多孔層全体に対して10質量%以上50%未満である、前記(1)または(2)に記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(4)温度70℃圧力7.8MPaで10秒間圧縮した前後での膜厚変化率が、圧縮前の膜厚に対して13%以下である(1)~(3)のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(5)温度70℃圧力7.8MPaで10秒間圧縮した前後での電気抵抗度の変化率が、加熱圧縮前の電気抵抗度に対して60%未満である(1)~(4)のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(6)前記ポリオレフィン多層微多孔膜断面における第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率の差が0%以上3%以下である(1)~(5)のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(7)ポリオレフィン多層微多孔膜の少なくとも一方の表面に多孔層を有する(1)~(6)のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
(8)電池用セパレータとして用いる(1)~(7)のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。
The present invention mainly consists of the following configurations. i.e.
The multi-layer, microporous polyolefin membrane of the present invention has the following properties (1) to (8).
(1) A polyolefin multilayer microporous membrane having at least two layers, a first microporous layer containing polyolefin and a second microporous layer containing polyethylene, wherein the first microporous layer in the cross section of the polyolefin multilayer microporous membrane A polyolefin multilayer microfiber having a porosity difference of 0% or more and 5% or less between the porosity of the porous layer and the porosity of the second microporous layer, and having a thickness of 9 μm and a puncture strength of 330 cN or more when converted to a porosity of 40%. porous membrane.
(2) The polyolefin multilayer microporous membrane according to (1), which has a meltdown temperature of 160°C or higher.
(3) The polyolefin according to (1) or (2) above, wherein the polypropylene content in the first microporous layer is 10% by mass or more and less than 50% with respect to the entire first microporous layer. Multilayer microporous membrane.
(4) The film thickness change rate before and after compression for 10 seconds at a temperature of 70° C. and a pressure of 7.8 MPa is 13% or less with respect to the film thickness before compression according to any one of (1) to (3). Polyolefin multilayer microporous membrane.
(5) Any of (1) to (4), wherein the rate of change in electrical resistivity before and after compression for 10 seconds at a temperature of 70° C. and a pressure of 7.8 MPa is less than 60% of the electrical resistivity before heat compression. The polyolefin multilayer microporous membrane according to 1.
(6) The difference between the porosity of the first microporous layer and the porosity of the second microporous layer in the cross section of the polyolefin multilayer microporous membrane is 0% or more and 3% or less (1) to (5) The polyolefin multilayer microporous membrane according to any one of 1.
(7) The polyolefin multilayer, microporous membrane according to any one of (1) to (6), which has a porous layer on at least one surface of the polyolefin multilayer, microporous membrane.
(8) The polyolefin multilayer microporous membrane according to any one of (1) to (7), which is used as a battery separator.

本発明は、優れた耐圧縮性と電気抵抗を両立したポリオレフィン多層微多孔膜を提供することができる。また、本発明の好ましい態様では、さらに高温メルトダウン特性を有するポリオレフィン多層微多孔膜を提供することができる。また、本発明のポリオレフィン多層微多孔膜を電池用セパレータとして用いた場合、高エネルギー密度化のための電池設計下においても電池サイクル特性、レート特性の向上が見込まれるため、電池用セパレータとして好適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a multi-layer, microporous polyolefin membrane having both excellent compression resistance and electrical resistance. Moreover, in a preferred embodiment of the present invention, it is possible to provide a polyolefin multi-layer, microporous membrane further having high-temperature meltdown properties. In addition, when the polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention is used as a battery separator, it is expected to improve battery cycle characteristics and rate characteristics even under battery design for high energy density, so it is suitable as a battery separator. can be used.

以下、本発明の本実施形態について説明する。なお、本発明は以下説明する実施形態に限定して解釈されるものではない。 The present embodiment of the present invention will be described below. It should be noted that the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below.

1.ポリオレフィン多層微多孔膜(以下、単に「微多孔膜」とも言う)
[各層の空孔率]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、ポリプロピレンを含む第1の微多孔層と、ポリエチレンを含む第2の微多孔層の少なくとも2層以上のポリオレフィン多層微多孔膜からなり、第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率の差は5%以下であり、より好ましくは3%以下である。
1. Polyolefin multilayer microporous membrane (hereinafter simply referred to as "microporous membrane")
[Porosity of each layer]
The polyolefin multi-layer, microporous membrane of the present invention comprises a polyolefin multi-layer, microporous membrane comprising at least two layers of a first microporous layer containing polypropylene and a second microporous layer containing polyethylene, and the first microporous layer and the porosity of the second microporous layer is 5% or less, more preferably 3% or less.

空孔率差を上記範囲内とすることは、第1の微多孔層と第2の微多孔層の構造差が小さい、つまり均一構造であることを意味し、機械的変形が起こりにくいと言える。そのため、微多孔膜面に対して垂直方向からの衝撃や圧力に対する耐性が高くなる。さらに圧力耐性が向上することで、微細な孔が潰れにくくなり、圧縮後も電気抵抗を高いレベルで維持することができる。また、圧縮された場合でも面内で均一に圧縮されるため、構造的なバラツキが発生しにくく、電池セパレータとして用いた場合、均一にイオンが透過することでサイクル特性向上にも繋がる。 Setting the porosity difference within the above range means that the structural difference between the first microporous layer and the second microporous layer is small, that is, the structure is uniform, and it can be said that mechanical deformation is unlikely to occur. . Therefore, the resistance to impact and pressure from a direction perpendicular to the microporous membrane surface is enhanced. Furthermore, by improving the pressure resistance, the fine pores are less likely to be crushed, and the electrical resistance can be maintained at a high level even after compression. In addition, even when it is compressed, it is uniformly compressed in the plane, so structural variations are less likely to occur, and when it is used as a battery separator, ions are uniformly permeated, leading to improved cycle characteristics.

第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率差が5%を超える場合、構造が不均一であることから、機械的変形が起こりやすく、微細な孔が閉塞するため、耐圧縮性や電気抵抗が低下する。 When the porosity difference between the first microporous layer and the second microporous layer exceeds 5%, the structure is uneven, so mechanical deformation is likely to occur, and the micropores are clogged. As a result, compression resistance and electrical resistance decrease.

前記空孔率は、第1の微多孔層や第2の微多孔層に用いるポリエチレンやポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)や、含有率、第一の延伸工程、第二の延伸工程、熱処理工程などを適宜調整することにより上記範囲とすることができる。また、各層の空孔率は、走査型電子顕微鏡(SEM)で得られる、多層微多孔膜の断面画像を、空孔と樹脂で二値化処理することで求めることができ、具体的には実施例に記載の測定方法により求める値をいう。 The porosity is the weight average molecular weight (Mw) of polyethylene or polypropylene used for the first microporous layer or the second microporous layer, the content, the first stretching step, the second stretching step, the heat treatment step The above range can be obtained by appropriately adjusting the above. In addition, the porosity of each layer can be obtained by binarizing the cross-sectional image of the multilayer microporous membrane obtained with a scanning electron microscope (SEM) with the pores and the resin. A value obtained by the measurement method described in Examples.

[メルトダウン温度]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、メルトダウン温度が160℃以上であることが好ましい。前記範囲内であると、電池セパレータとして用いた場合に安全性が向上する。メルトダウン温度はより好ましくは170℃以上であり、さらに好ましくは175℃以上である。上限は特に限定されないが、190℃以下であることが好ましい。メルトダウン温度は、昇温時の透気抵抗度を測定することにより求めることができ、具体的には実施例に記載の測定方法により求める値をいう。
[Meltdown temperature]
The polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention preferably has a meltdown temperature of 160° C. or higher. Within the above range, safety is improved when used as a battery separator. The meltdown temperature is more preferably 170°C or higher, still more preferably 175°C or higher. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 190° C. or less. The meltdown temperature can be obtained by measuring air resistance during temperature rise, and specifically refers to a value obtained by the measuring method described in Examples.

前記メルトダウン温度は、用いるポリプロピレンの融点や、含有率、第一の延伸工程、第二の延伸工程、熱処理工程などを適宜調整することにより上記範囲とすることができる。 The meltdown temperature can be set within the above range by appropriately adjusting the melting point and content of the polypropylene used, the first stretching step, the second stretching step, the heat treatment step, and the like.

[突刺強度]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、厚み9μm、空孔率40%換算での突刺強度が330cN以上である。厚み9μm、空孔率40%換算で換算した突刺強度は、好ましくは350cN以上、より好ましくは400cN以上600cN以下である。前記好ましい範囲内とすることで、フィルム面に対して垂直方向からの衝撃や圧力に対する耐性が高くなるため、より良い耐圧縮性が得られ、電池セパレータとして用いた場合、耐衝撃性やサイクル特性に優れる。突刺強度は、後述するポリエチレンのMwや含有率、第一の延伸工程、第二の延伸の延伸工程などを適宜調整することにより上記範囲とすることができる。なお、換算突刺強度は、具体的には実施例に記載の測定方法により求めることができる。
[Puncture Strength]
The multi-layer, microporous polyolefin membrane of the present invention has a thickness of 9 μm and a puncture strength of 330 cN or more when converted to a porosity of 40%. The pin puncture strength converted to a thickness of 9 μm and a porosity of 40% is preferably 350 cN or more, more preferably 400 cN or more and 600 cN or less. By setting it within the preferable range, the resistance to impact and pressure from the direction perpendicular to the film surface is increased, so better compression resistance is obtained, and when used as a battery separator, impact resistance and cycle characteristics are improved. Excellent for The puncture strength can be set within the above range by appropriately adjusting the Mw and content of polyethylene, the first stretching step, the second stretching step, and the like, which will be described later. Incidentally, the converted puncture strength can be specifically determined by the measuring method described in the Examples.

[ポリプロピレン含有率]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、第1の微多孔層に含まれるポリプロピレンの含有率は、第1の微多孔層全体に対して10質量%以上50質量%未満であることが好ましく、より好ましくは10質量%以上30質量%以下である。ポリプロピレンの含有率が上記範囲内であると、ポリプロピレン同士でネットワークを形成することができるため、安定して高いメルトダウン温度を維持することができ、耐熱性が要求される電池に用いることができる。また、ポリプロピレンの含有率を50質量%未満とすることで、ポリオレフィン多層微多孔膜の強度を維持することができる。
[Polypropylene content]
In the polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention, the content of polypropylene contained in the first microporous layer is preferably 10% by mass or more and less than 50% by mass with respect to the entire first microporous layer, and more It is preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less. When the content of polypropylene is within the above range, a network can be formed between polypropylenes, so a high meltdown temperature can be stably maintained, and it can be used in batteries that require heat resistance. . Moreover, by setting the polypropylene content to less than 50% by mass, the strength of the polyolefin multi-layer, microporous membrane can be maintained.

[膜厚変化率]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、温度70℃、圧力7.8MPaで10秒間加熱圧縮後の膜厚変化率が、加熱圧縮前の膜厚を100%としたとき、13%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは9%以下である。前記好ましい範囲内とすることで、電池セパレータとして用いた場合、電極の膨張にも耐えることができ、繰り返し使用する場合にもセパレータ本来の機能を発現することができるため耐衝撃性やサイクル特性が向上する。
[Thickness change rate]
The polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention has a film thickness change rate of 13% or less after heat compression for 10 seconds at a temperature of 70° C. and a pressure of 7.8 MPa, when the film thickness before heat compression is 100%. is preferred, more preferably 10% or less, and still more preferably 9% or less. By setting it within the above preferable range, when used as a battery separator, it can withstand the expansion of the electrode, and can exhibit the original function of the separator even when used repeatedly, so that the impact resistance and cycle characteristics are improved. improves.

膜厚変化率は、各層の空孔率差を制御すると共に、より構造を均一化するように、延伸温度や倍率などの製造条件を調整することにより、上記範囲とすることができる。 The film thickness change rate can be set within the above range by controlling the porosity difference of each layer and adjusting the manufacturing conditions such as the stretching temperature and magnification so as to make the structure more uniform.

膜厚変化率は、加熱圧縮前の膜厚100%に対する加熱圧縮後の膜厚の変化率を算出することにより求めることができ、具体的には実施例に記載の測定方法により求める値をいう。 The film thickness change rate can be obtained by calculating the change rate of the film thickness after heat compression with respect to the film thickness 100% before heat compression, and specifically refers to the value obtained by the measurement method described in the Examples. .

[電気抵抗変化率]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、温度70℃、圧力7.8MPaで10秒間加熱圧縮前の電気抵抗変化率が、加熱圧縮後の電気抵抗100%に対して60%未満であることが好ましく、より好ましくは50%以下であり、さらに好ましくは40%以下である。前記好ましい範囲内とすることで、電池セパレータとして用いた場合、電池内での膨張・収縮を繰り返した場合でも抵抗の上昇が抑制され、サイクル特性が向上する。
[Electrical resistance change rate]
In the polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention, the electrical resistance change rate before heat compression for 10 seconds at a temperature of 70 ° C. and a pressure of 7.8 MPa is preferably less than 60% with respect to the electrical resistance of 100% after heat compression. , more preferably 50% or less, and still more preferably 40% or less. Within the above preferable range, when used as a battery separator, even when expansion and contraction are repeated in the battery, an increase in resistance is suppressed and cycle characteristics are improved.

電気抵抗変化率は、各層の空孔率差を制御すると共に、より構造を均一化するように、延伸温度や倍率などの製造条件を調整することにより、上記範囲とすることができる。 The electrical resistance change rate can be set within the above range by controlling the porosity difference of each layer and adjusting the manufacturing conditions such as stretching temperature and magnification so as to make the structure more uniform.

電気抵抗変化率は、加熱圧縮後の電気抵抗100%に対する加熱圧縮前の電気抵抗の変化率を算出することにより求めることができ、具体的には実施例に記載の測定方法により求める値をいう。 The rate of change in electrical resistance can be obtained by calculating the rate of change in electrical resistance before heating and compression with respect to 100% electrical resistance after heating and compression. .

2.ポリオレフィン多層微多孔膜の製造方法
以下、微多孔膜の製造方法について説明する。なお、以下の説明は、製造方法の一例であって、この方法に限定されるものではない。
2. Method for Producing Polyolefin Multilayer Microporous Membrane A method for producing a microporous membrane will be described below. In addition, the following description is an example of the manufacturing method, and is not limited to this method.

[層構成]
本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、ポリプロピレンを含む第1の微多孔層と、ポリエチレンを含む第2の微多孔層の2層以上のポリオレフィン微多孔層を有する。各層は異なる組成のポリオレフィン樹脂から構成されてもよく、例えば、2種類のポリオレフィン樹脂層(便宜的に、これらの層をそれぞれ「A層」と「B層」と表記する)とによる3層以上の層構成でもよい。積層順は特に限定されず、A層/B層/A層またはB層/A層/B層であってもよい。以下、A層は第1の微多孔層、B層は第2の微多孔層を意味する。
[Layer structure]
The polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention has two or more polyolefin microporous layers, a first microporous layer containing polypropylene and a second microporous layer containing polyethylene. Each layer may be composed of polyolefin resins of different compositions, for example, three or more layers of two types of polyolefin resin layers (for convenience, these layers are respectively referred to as "A layer" and "B layer"). may be used. The stacking order is not particularly limited, and may be A layer/B layer/A layer or B layer/A layer/B layer. Hereinafter, the A layer means the first microporous layer, and the B layer means the second microporous layer.

[ポリプロピレンを含む第1のポリオレフィン樹脂]
ポリプロピレンを含む第1の微多孔層を構成する第1のポリオレフィン樹脂の様態は以下の通りである。
[First Polyolefin Resin Containing Polypropylene]
The aspect of the first polyolefin resin that constitutes the first microporous layer containing polypropylene is as follows.

ポリエチレン
第1のポリエチレン樹脂は、超高分子量ポリエチレンを含むことが好ましい。ここで、「超高分子量ポリエチレン」とはMwが1.0×10以上のポリエチレンを示す。超高分子量ポリエチレンの種類は、エチレン以外の他のα-オレフィンが少量共重合された共重合体や他のα-オレフィン重合体が少量混合された混合物の態様であってもよいが、ポリオレフィン多層微多孔膜の均一構造形成の観点から、エチレンの単重合体であることが好ましい。
Polyethylene The first polyethylene resin preferably comprises ultra-high molecular weight polyethylene. Here, "ultra-high molecular weight polyethylene" means polyethylene having Mw of 1.0×10 6 or more. The type of ultra-high molecular weight polyethylene may be a copolymer in which a small amount of α-olefin other than ethylene is copolymerized or a mixture in which a small amount of other α-olefin polymer is mixed. From the viewpoint of forming a uniform structure of the microporous membrane, it is preferably an ethylene homopolymer.

エチレン以外のα-オレフィンとしては、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1、オクテン-1、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル及びスチレンが好ましい。エチレン以外のα-オレフィンの含有率は、ポリオレフィン樹脂を100mol%として5mol%以下が好ましい。 Preferred α-olefins other than ethylene are propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate and styrene. The content of α-olefins other than ethylene is preferably 5 mol % or less based on 100 mol % of the polyolefin resin.

超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量(Mw)としては、1.0×10以上2.0×10未満であることが好ましく、1.8×10以下であることがより好ましい。なお、Mwは、後述するGPC法により測定される値である。 The weight average molecular weight (Mw) of the ultrahigh molecular weight polyethylene is preferably 1.0×10 6 or more and less than 2.0×10 6 , more preferably 1.8×10 6 or less. In addition, Mw is a value measured by the GPC method mentioned later.

超高分子量ポリエチレンの含有率は、第1のポリオレフィン樹脂100質量%に対して、65質量%以上であることが好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。 The content of ultra-high molecular weight polyethylene is preferably 65% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 80% by mass or more with respect to 100% by mass of the first polyolefin resin.

第1のポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンは実質的に含まないことが好ましいが、第1のポリオレフィン樹脂100質量%に対して0質量%以上15質量%以下の範囲で含んでもよい。超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンのMwは、3.0×10未満であることが好ましく、2.0×10未満であることがより好ましい。さらに膜強度の観点から、Mwの下限は5.0×10以上であることが好ましい。高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン及び線状低密度ポリエチレンからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 The first polyolefin resin preferably does not substantially contain polyethylene other than ultra-high molecular weight polyethylene, but may contain 0% by mass or more and 15% by mass or less with respect to 100% by mass of the first polyolefin resin. . Mw of polyethylene other than ultra-high molecular weight polyethylene is preferably less than 3.0×10 5 , more preferably less than 2.0×10 5 . Furthermore, from the viewpoint of film strength, the lower limit of Mw is preferably 5.0×10 4 or more. It is preferably at least one selected from the group consisting of high density polyethylene, medium density polyethylene, branched low density polyethylene and linear low density polyethylene.

ポリプロピレン
第1のポリオレフィン樹脂はポリプロピレンを含む。ポリプロピレンの種類は特に限定されず、プロピレンの単重合体、プロピレンと他のα-オレフィン及び/又はジオレフィンとの共重合体(プロピレン共重合体)、あるいはこれらから選ばれる2種以上の混合物のいずれでも良いが、プロピレンの単重合体を単独で用いることがより好ましい。
Polypropylene The first polyolefin resin comprises polypropylene. The type of polypropylene is not particularly limited, and may be a propylene homopolymer, a copolymer of propylene and other α-olefins and/or diolefins (propylene copolymer), or a mixture of two or more selected from these. Any of them may be used, but it is more preferable to use a propylene homopolymer alone.

プロピレン共重合体としてはランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれも用いることができる。プロピレン共重合体中のα-オレフィンとしては、炭素数が8以下であるα-オレフィンが好ましい。炭素数が8以下のα-オレフィンとして、エチレン、ブテン-1、ペンテン-1、4-メチルペンテン-1、オクテン-1、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、スチレン及びこれらの組合せ等が挙げられる。プロピレンの共重合体中のジオレフィンとしては、炭素数は4~14のジオレフィンが好ましい。炭素数が4~14のジオレフィンとして、例えばブタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,7-オクタジエン、1,9-デカジエン等が挙げられる。プロピレン共重合体中の他のα-オレフィン及びジオレフィンの含有率は、プロピレン共重合体を100mol%として10mol%未満であることが好ましい。 Either a random copolymer or a block copolymer can be used as the propylene copolymer. As the α-olefin in the propylene copolymer, α-olefins having 8 or less carbon atoms are preferred. Examples of α-olefins having 8 or less carbon atoms include ethylene, butene-1, pentene-1, 4-methylpentene-1, octene-1, vinyl acetate, methyl methacrylate, styrene and combinations thereof. As the diolefin in the propylene copolymer, a diolefin having 4 to 14 carbon atoms is preferable. Examples of diolefins having 4 to 14 carbon atoms include butadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene and 1,9-decadiene. The content of other α-olefins and diolefins in the propylene copolymer is preferably less than 10 mol % with respect to 100 mol % of the propylene copolymer.

ポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)は1×10以上が好ましく、1.2×10以上がより好ましく、1.2×10~4×10が特に好ましい。またポリプロピレンの融点は、155~170℃が好ましく、160℃~165℃がより好ましい。なお、融点は後述する走査型示差熱量計(DSC)により測定される値である。 The weight average molecular weight (Mw) of polypropylene is preferably 1×10 6 or more, more preferably 1.2×10 6 or more, and particularly preferably 1.2×10 6 to 4×10 6 . The melting point of polypropylene is preferably 155 to 170°C, more preferably 160 to 165°C. The melting point is a value measured by a differential scanning calorimeter (DSC), which will be described later.

ポリプロピレンの含有率は、第1のポリオレフィン樹脂100質量%に対して、好ましくは10質量%以上50質量%未満、より好ましくは10質量%以上30質量%以下である。ポリプロピレンの含有率を上記範囲内とすることで、ポリエチレン構造中に、ポリエチレンが島構造として存在することができ、そのポリプロピレンが形成するネットワークによりメルトダウン温度を160℃以上とすることができる。 The content of polypropylene is preferably 10% by mass or more and less than 50% by mass, more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less with respect to 100% by mass of the first polyolefin resin. By setting the polypropylene content within the above range, the polyethylene can exist as an island structure in the polyethylene structure, and the network formed by the polypropylene can raise the meltdown temperature to 160° C. or higher.

[ポリエチレンを含む第2のポリオレフィン樹脂]
第2の微多孔層を構成する第2のポリオレフィン樹脂の様態は以下の通りである
ポリエチレン
第2のポリエチレン樹脂は、重量平均分子量(Mw)が1.0×10以上の超高分子量ポリエチレンを含むことが好ましい。第2のポリオレフィン樹脂の超高分子量ポリエチレンの種類やMw、含有率は、上記第1のポリオレフィン樹脂の項において説明した超高分子量ポリエチレンの説明と同じであるため説明を省略する。
[Second Polyolefin Resin Containing Polyethylene]
The aspect of the second polyolefin resin constituting the second microporous layer is as follows. Polyethylene The second polyethylene resin is ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 1.0×10 6 or more. preferably included. Since the type, Mw, and content of the ultra-high molecular weight polyethylene of the second polyolefin resin are the same as those of the ultra-high molecular weight polyethylene described in the section of the first polyolefin resin, the description is omitted.

第2のポリオレフィン樹脂は、重量平均分子量(Mw)が1.0×10以上の超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンを含むことが好ましい。前記超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンの含有率は、第2のポリオレフィン樹脂100質量%に対して、好ましくは10質量%以上30質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上20質量%以下である。第2のポリオレフィン樹脂の超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンのMwと種類は、第1のポリオレフィン樹脂の項において説明した超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンの説明と同じであるため説明を省略する。 The second polyolefin resin preferably contains polyethylene other than ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 1.0×10 5 or more. The content of polyethylene other than the ultra-high molecular weight polyethylene is preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the second polyolefin resin. be. The Mw and type of the polyethylene other than the ultra-high molecular weight polyethylene of the second polyolefin resin are the same as those of the polyethylene other than the ultra-high molecular weight polyethylene explained in the section of the first polyolefin resin, so the explanation is omitted.

ポリプロピレン
第2のポリオレフィン樹脂は、ポリプロピレンを実質的に含まないことが好ましいが、第2のポリオレフィン樹脂100質量%に対して、0質量%以上15質量%以下の範囲で含んでもよい。ポリプロピレンの種類、Mw、融点は、第1のポリオレフィン樹脂の項において説明したポリプロピレンの説明と同じであるため説明を省略する。
Polypropylene The second polyolefin resin preferably does not substantially contain polypropylene, but may contain 0% by mass or more and 15% by mass or less relative to 100% by mass of the second polyolefin resin. The type, Mw, and melting point of the polypropylene are the same as the description of the polypropylene described in the section of the first polyolefin resin, so the description is omitted.

上記の第1のポリオレフィン樹脂及び第2のポリオレフィン樹脂の超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレン、ポリプロピレンを上記好ましい範囲で適宜調整することで、第1の微多孔層と第2の微多孔層の空孔率差、つまり構造差が少ない均一構造を有することに繋がり、垂直方向からの衝撃や圧力に対する耐性が高いポリオレフィン多層微多孔膜が得られる。また、均一構造を有するため、圧縮による孔の潰れも均一となり、電池として用いた場合、セパレータの一部分にイオンが集中することが起こりにくいため、セパレータが劣化しにくく、電池のサイクル特性が向上する傾向になる。さらに、上記の範囲に制御することで、ポリオレフィン多層微多孔膜はメルトダウン温度を160℃以上に保つことができるため、電池の耐熱性が上昇し安全性が向上する。 By appropriately adjusting the ultra-high molecular weight polyethylene of the first polyolefin resin and the second polyolefin resin, polyethylene other than ultra-high molecular weight polyethylene, and polypropylene within the above preferable range, the first microporous layer and the second microporous layer are formed. It leads to having a uniform structure with little porosity difference in the porous layer, that is, structural difference, and a multi-layer, microporous polyolefin membrane with high resistance to impact and pressure from the vertical direction can be obtained. In addition, since it has a uniform structure, the pores are uniformly crushed by compression, and when used as a battery, ions are less likely to concentrate in a part of the separator, so the separator is less likely to deteriorate and the cycle characteristics of the battery are improved. become a trend. Furthermore, by controlling the temperature within the above range, the meltdown temperature of the polyolefin multi-layer, microporous membrane can be maintained at 160° C. or higher, so that the heat resistance of the battery is increased and the safety is improved.

ポリオレフィン多層微多孔膜の各層の厚さは、A層/B層の比として、好ましくは20/80~40/60、より好ましくは20/80~30/70である。なお、複数のA層またはB層が設けられた場合は当該複数のA層またはB層の層厚みの和として求める。 The thickness of each layer of the multi-layer, microporous polyolefin membrane is preferably 20/80 to 40/60, more preferably 20/80 to 30/70 as the ratio of A layer/B layer. In addition, when a plurality of A layers or B layers are provided, it is obtained as the sum of the layer thicknesses of the plurality of A layers or B layers.

なお、この例では、A層とB層の2種類の層による微多孔膜を説明しているが、3種類以上の層による微多孔膜とすることもできることはいうまでもない。 In this example, a microporous membrane composed of two types of layers, the A layer and the B layer, is described, but it goes without saying that the microporous membrane can be composed of three or more types of layers.

(3)ポリオレフィン多層微多孔膜の製造方法
次に、A層/B層/A層、または、B層/A層/B層の層構成を有するポリオレフィン多層微多孔膜を例に挙げて、本発明のポリオレフィン多層微多孔膜の製造方法について説明する。例えば、このポリオレフィン多層微多孔膜の製造方法は以下の工程を含む。
(a)A層およびB層の溶液の調製
(b)ゲル状多層シートの成形
(c)第一の延伸
(d)可塑剤の除去
(e)乾燥
(f)第二の延伸
(g)熱処理
(a)A層およびB層を構成するための溶液の調製
二軸押出し機中にてポリオレフィン樹脂組成物に可塑剤を添加し、溶融混練し、A層およびB層を構成するための溶液をそれぞれ調製する。A層及びB層のポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤との配合割合は、ポリオレフィン樹脂組成物と可塑剤との合計を100質量%として、ポリオレフィン樹脂組成物の含有率を20質量%以上30質量%以下とすることが好ましい。ポリオレフィン樹脂組成物の濃度を上記の範囲内にすることで、ポリオレフィン溶液を押出す際に、ダイ出口でスウェルやネックインが防止でき、押出し成形体の成形性及び自己支持性を良好にできる。
(3) Method for producing multi-layer, microporous polyolefin membrane A method for producing the polyolefin multilayer microporous membrane of the invention will be described. For example, the method for producing this multi-layer, microporous polyolefin membrane includes the following steps.
(a) Preparation of layer A and layer B solutions (b) Molding of gel-like multilayer sheet (c) First stretching (d) Plasticizer removal (e) Drying (f) Second stretching (g) Heat treatment (a) Preparation of solutions for forming layers A and B A plasticizer is added to a polyolefin resin composition in a twin-screw extruder and melt-kneaded to prepare a solution for forming layers A and B. Prepare each. The blending ratio of the polyolefin resin composition and the plasticizer in the A layer and the B layer is 20% by mass or more and 30% by mass, with the total of the polyolefin resin composition and the plasticizer being 100% by mass. It is preferable to: By adjusting the concentration of the polyolefin resin composition within the above range, it is possible to prevent swelling and neck-in at the die exit during extrusion of the polyolefin solution, and to improve the moldability and self-supporting properties of the extrudate.

用いうる可塑剤としては、ポリオレフィン樹脂と混合した際にポリオレフィン樹脂の融点以上において均一溶液を形成しうる不揮発性溶媒であれば特に制限はなく、例えば、流動パラフィンやパラフィンワックス等の炭化水素類、フタル酸ジオクチルやフタル酸ジブチル等のエステル類を挙げることができる。 The plasticizer that can be used is not particularly limited as long as it is a non-volatile solvent that can form a uniform solution above the melting point of the polyolefin resin when mixed with the polyolefin resin. Examples include hydrocarbons such as liquid paraffin and paraffin wax, Esters such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate can be mentioned.

A層およびB層を構成するための溶液をそれぞれ押出機から1つのダイに送給し、そこで両溶液を層状シート状に押し出し押出し成形体を得る。押出方法はフラットダイ法及びインフレーション法のいずれでもよい。いずれの方法でも、溶液を別々のマニホールドに供給して多層用ダイのリップ入口で層状に積層する方法(多数マニホールド法)、又は溶液を予め層状の流れにしてダイに供給する方法(ブロック法)を用いることができる。多数マニホールド法及びブロック法は通常の方法を適用できる。多層用フラットダイのギャップは0.1mm以上5mm以下に設定できる。押出し温度は140℃以上250℃以下が好ましく、押出速度は0.2~15m/分が好ましい。各層の溶液の押出量を調節することにより、層の膜厚比を調節することができる。 The solutions for forming the A layer and the B layer are each fed from an extruder to one die, where both solutions are extruded in the form of a layered sheet to obtain an extrudate. The extrusion method may be either a flat die method or an inflation method. In either method, the solutions are fed into separate manifolds and layered at the lip inlet of the multi-layer die (multi-manifold method), or the solutions are pre-layered and fed to the die (block method). can be used. A common method can be applied to the multiple manifold method and the block method. The gap of the multilayer flat die can be set to 0.1 mm or more and 5 mm or less. The extrusion temperature is preferably 140° C. or higher and 250° C. or lower, and the extrusion speed is preferably 0.2 to 15 m/min. The film thickness ratio of the layers can be adjusted by adjusting the extrusion rate of the solution for each layer.

(b)ゲル状多層シートの成形
得られた押出し成形体を冷却することによりゲル状多層シートを成形する。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、冷却水等の冷媒に接触させる方法、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。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のが好ましい。冷却は25℃以下まで行うのが好ましい。冷却により、成膜用溶剤によって分離された第一及び第二の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多層シートとなる。
(b) Molding of Gel-Like Multi-Layer Sheet The resulting extrudate is cooled to form a gel-Large multi-layer sheet. Cooling can immobilize the polyolefin microphases separated by the membrane-forming solvent. When the cooling rate is within the above range, the degree of crystallinity is kept within an appropriate range, and a gel-like sheet suitable for stretching is obtained. As a cooling method, a method of contacting with a cooling medium such as cold air or cooling water, a method of contacting with a cooling roll, or the like can be used, but cooling by contacting with a roll cooled with a cooling medium is preferable. Cooling is preferably carried out at a rate of 50° C./min or more until at least the gelation temperature. Cooling is preferably performed to 25° C. or lower. Cooling can immobilize the microphases of the first and second polyolefins separated by the film-forming solvent. When the cooling rate is within the above range, the degree of crystallinity is maintained within an appropriate range, and a gel-like multilayer sheet suitable for stretching is obtained.

(c)第一の延伸
次いで、ゲル状シートを延伸する。ゲル状シートの延伸は、湿式延伸ともいう。ゲル状シートは溶剤を含むので、均一に延伸できる。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、又はこれらの組合せにより所定の倍率で延伸するのが好ましい。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよいが、二軸延伸が好ましい。二軸延伸の場合、同時二軸延伸、逐次延伸及び多段延伸(例えば同時二軸延伸及び逐次延伸の組合せ)のいずれでもよい。
(c) First stretching Next, the gel-like sheet is stretched. The stretching of the gel-like sheet is also called wet stretching. Since the gel-like sheet contains a 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. Stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching, but biaxial stretching is preferred. In the case of biaxial stretching, any of simultaneous biaxial stretching, sequential stretching and multistage stretching (for example, a combination of simultaneous biaxial stretching and sequential stretching) may be used.

延伸倍率(面延伸倍率)は、一軸延伸の場合、2倍以上が好ましく、3倍以上30倍以下がより好ましい。二軸延伸の場合は、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。また、MD及びTDのいずれも延伸倍率は3倍以上が好ましく、MDおよびTDでの延伸倍率は互いに同じでも異なってもよい。なお、本工程における延伸倍率とは、本工程直前の微多孔膜を基準として、次工程に供される直前の微多孔膜の面積延伸倍率のことをいう。 In the case of uniaxial stretching, the draw ratio (area draw ratio) is preferably 2 times or more, and more preferably 3 times or more and 30 times or less. In the case of biaxial stretching, it is preferably 9 times or more, more preferably 16 times or more, and particularly preferably 25 times or more. Moreover, the draw ratio in both MD and TD is preferably 3 times or more, and the draw ratio in MD and TD may be the same or different. The draw ratio in this step refers to the area draw ratio of the microporous membrane just before being subjected to the next step, with the microporous membrane just before this step as a reference.

延伸温度の下限は、好ましくは90℃以上であり、より好ましくは110℃以上である。また、この延伸温度の上限は120℃以下であり、好ましくは115℃以下である。延伸温度が上記範囲内であると、低融点成分のポリオレフィン樹脂の延伸による破膜が抑制され、高倍率の延伸ができる。 The lower limit of the stretching temperature is preferably 90°C or higher, more preferably 110°C or higher. Moreover, the upper limit of the stretching temperature is 120° C. or lower, preferably 115° C. or lower. When the stretching temperature is within the above range, film breakage due to stretching of the low-melting-point polyolefin resin is suppressed, and high magnification stretching is possible.

(d)可塑剤の除去
洗浄溶媒を用いて、可塑剤の除去を行う。洗浄溶媒およびこれを用いた可塑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) Removal of plasticizer The plasticizer is removed using a washing solvent. Since the washing solvent and the method for removing the plasticizer using the washing solvent are known, the explanation thereof is omitted. For example, the methods disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256099 can be used.

(e)乾燥
可塑剤を除去したポリオレフィン多層微多孔膜を、加熱乾燥法又は風乾法により乾燥する。加熱乾燥、風乾(空気を動かすこと)等の従来の方法を含む、洗浄溶媒を除去することが可能ないずれの方法を用いてもよい。洗浄溶媒等の揮発性種を除去するための処理条件は、例えば国際公開第WO2008/016174号および同第WO2007/132942号に開示されているものと同じであってもよい。
(e) Drying The polyolefin multi-layer, microporous membrane from which the plasticizer has been removed is dried by heat drying or air drying. Any method capable of removing the wash solvent may be used, including conventional methods such as heat drying, air drying (moving air), and the like. Processing conditions for removing volatile species such as washing solvents may be the same as disclosed, for example, in International Publication Nos. WO2008/016174 and WO2007/132942.

(f)第二の延伸
次いで、乾燥後のポリオレフィン多層微多孔膜を延伸する。乾燥後の微多孔膜の延伸は、第二の延伸という。乾燥後の微多孔膜フィルムを、少なくとも一軸方向に延伸する。ポリオレフィン多層微多孔膜の第二の延伸は、加熱しながら上記と同様にテンター法等により行うことができる。本願は同層にポリエチレンとポリプロピレンの2種のポリオレフィン樹脂を含有しているため、ラメラ構造の均一性の観点から第二の延伸は一軸延伸が好ましい。
(f) Second Stretching Next, the dried multi-layer, microporous polyolefin membrane is stretched. The stretching of the microporous membrane after drying is referred to as the second stretching. The dried microporous membrane film is stretched at least uniaxially. The second stretching of the multi-layer, microporous polyolefin membrane can be performed by a tenter method or the like while heating in the same manner as described above. Since the present application contains two types of polyolefin resins, polyethylene and polypropylene, in the same layer, the second stretching is preferably uniaxial stretching from the viewpoint of uniformity of the lamellar structure.

延伸倍率は、MDまたはTDに1.5倍以上であることが好ましく、2.0倍以上であることがより好ましい。ただしシャットダウン温度や熱収縮が上昇するためそのバランスを考慮して、上限は3.5倍であることが好ましい。ここで第二の延伸における延伸倍率とは、第二の延伸前のポリオレフィン多層微多孔膜のMDまたはTDの長さを基準として、第二の延伸後のポリオレフィン多層微多孔膜のMDまたはTDの長さの倍率をいう。ここで、A層のポリプロピレンは、ポリエチレンの海構造の中に、島構造として存在している(海島構造)。延伸倍率を上記範囲内とすることで、ポリプロピレンの島構造を維持することができ、ポリプロピレンのネットワークによる高温メルトダウンが担保できる。また、延伸倍率を上記範囲内とすることで、各層が高度に配向するため均一構造を形成することができる。 The draw ratio is preferably 1.5 times or more in MD or TD, and more preferably 2.0 times or more. However, since the shutdown temperature and heat shrinkage increase, the upper limit is preferably 3.5 times in consideration of the balance. Here, the stretch ratio in the second stretching is based on the MD or TD length of the polyolefin multilayer, microporous membrane before the second stretching, and the MD or TD of the polyolefin multilayer, microporous membrane after the second stretching. Refers to length magnification. Here, the polypropylene of layer A exists as an island structure in the sea structure of polyethylene (sea-island structure). By setting the draw ratio within the above range, the island structure of the polypropylene can be maintained, and the high-temperature meltdown due to the polypropylene network can be ensured. Further, by setting the draw ratio within the above range, each layer is highly oriented, so that a uniform structure can be formed.

(g)熱処理
第二の延伸後のポリオレフィン多層微多孔膜には熱処理を施す。例えば、ポリオレフィン多層微多孔膜をクリップで把持した状態で、幅を固定したまま熱処理を施す(TD熱固定処理工程)。熱処理は120℃以上135℃以下とすることが好ましく、130℃以下とすることがより好ましい。熱処理温度を上記範囲内とすることで、第2の微多孔層に含む超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレンが融解せず、フィブリルに取り込まれたまま存在できるため、細孔が潰れずに第1の微多孔層との空孔率差を5%以内とすることができる。
(g) Heat treatment A heat treatment is applied to the polyolefin multi-layer, microporous membrane after the second stretching. For example, the polyolefin multi-layer, microporous membrane is gripped with a clip and subjected to heat treatment while the width is fixed (TD heat setting treatment step). The heat treatment is preferably performed at 120° C. or higher and 135° C. or lower, more preferably 130° C. or lower. By setting the heat treatment temperature within the above range, the polyethylene other than the ultrahigh molecular weight polyethylene contained in the second microporous layer does not melt and can exist while being taken into the fibrils. The difference in porosity from the microporous layer can be within 5%.

第1及び第2のポリオレフィン樹脂、前記の第一の延伸工程、第二の延伸工程、熱処理工程を上記好ましい範囲で適宜調整することで、第1及び第2の微多孔層の空孔率差を5%以下とすることができ、均一構造を形成することができる。その結果、加熱圧縮時の膜厚変化率や電気抵抗が良好なポリオレフィン多層微多孔膜が得られる。また、ポリプロピレンによる高温メルトダウン特性も発現する。 By appropriately adjusting the first and second polyolefin resins, the first stretching step, the second stretching step, and the heat treatment step within the above preferable range, the porosity difference between the first and second microporous layers can be 5% or less, and a uniform structure can be formed. As a result, a multi-layer, microporous polyolefin membrane having a good film thickness change rate and electrical resistance during heating and compression can be obtained. In addition, high-temperature meltdown characteristics due to polypropylene are also exhibited.

また、本発明のポリオレフィン多層微多孔膜は、その表面の一面または両面に他の多孔質層を積層して積層ポリオレフィン多孔質膜としてもよい。他の多孔質層としては、特に限定されないが、例えば、バインダーと無機粒子とを含む無機粒子層を挙げることができる。無機粒子層に用いられるバインダー成分としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができ、例えば、アクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。無機粒子層を構成する無機粒子としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができ、例えば、アルミナ、ベーマイト、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ケイ素などを用いることができる。 Moreover, the polyolefin multi-layer microporous membrane of the present invention may be a laminated polyolefin porous membrane by laminating another porous layer on one or both surfaces of the polyolefin multi-layer microporous membrane. The other porous layer is not particularly limited, but for example, an inorganic particle layer containing a binder and inorganic particles can be mentioned. The binder component used in the inorganic particle layer is not particularly limited, and known materials can be used, such as acrylic resins, polyvinylidene fluoride resins, polyamideimide resins, polyamide resins, aromatic polyamide resins, polyimide resins, and the like. can be used. The inorganic particles constituting the inorganic particle layer are not particularly limited, and known materials can be used. For example, alumina, boehmite, barium sulfate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, silicon, and the like can be used. can.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に限定して解釈されるものではない。
[測定方法]
(1)膜厚
ポリオレフィン多層微多孔膜の95mm×95mmの範囲内における5点の膜厚を接触厚み計(株式会社ミツトヨ製ライトマチック、接触圧0.01N、10.5mmφプローブを使用)により測定し、平均値を膜厚(μm)とした。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The present invention should not be construed as being limited to these examples.
[Measuring method]
(1) Film thickness The film thickness of the polyolefin multi-layer, microporous film was measured at 5 points within a range of 95 mm x 95 mm using a contact thickness gauge (Mitutoyo Corp. Lightmatic, contact pressure 0.01 N, 10.5 mmφ probe). and the average value was defined as the film thickness (μm).

(2)空孔率
ポリオレフィン多層微多孔膜を95mm×95mmの大きさに切り出し、その体積(cm)と重量(g)を求め、それらと膜密度(g/cm)より、次式を用いて計算した。
式:空孔率(%)=((体積-重量/膜密度)/体積)×100
ここで、膜密度は0.99(g/cm)とした。また、体積の算出には、前述の(1)で測定した膜厚を使用した。
(2) Porosity A polyolefin multilayer microporous membrane is cut into a size of 95 mm × 95 mm, its volume (cm 3 ) and weight (g) are obtained, and from these and the membrane density (g/cm 3 ), the following formula is obtained. calculated using
Formula: Porosity (%) = ((volume - weight / membrane density) / volume) x 100
Here, the film density was set to 0.99 (g/cm 3 ). The film thickness measured in (1) above was used to calculate the volume.

(3)透気抵抗度
ポリオレフィン多層微多孔膜について、JIS P-8117:2009に準拠して、透気抵抗度計(旭精工株式会社製、EGO-1T)を用いて透気抵抗度(sec/100cm)を測定した。
(3) Air resistance For the polyolefin multilayer microporous membrane, in accordance with JIS P-8117: 2009, air resistance (sec /100 cm 3 ) was measured.

(4)突刺強度
直径1mm(先端は0.5mmR)の針を用い、速度2mm/秒で膜厚T(μm)、空孔率P(%)のポリオレフィン多層微多孔膜を突刺したときの最大荷重値S(cN)を測定した。さらに下記の式により、膜厚9μm、空孔率40%の換算突刺強度を算出した。
式:換算突刺強度(cN)={S×9×60}/{T×(100-P)}
(5)シャットダウン温度及びメルトダウン温度
ポリオレフィン多層微多孔膜を30℃の雰囲気中にさらして、5℃/分の速度で昇温しながら透気抵抗度を測定する。ポリオレフィン多層微多孔膜の透気抵抗度が100,000秒/100cmに到達した時の温度をシャットダウン温度と定義した。メルトダウン温度は、前記シャットダウン温度に到達後さらに昇温を継続し、透気抵抗度が100,000秒/100cm未満となる温度と定義した。透気抵抗度は、JIS P8117:2009に準拠して、透気抵抗度計(旭精工株式会社製、EGO-1T)を用いて測定した。
(4) Piercing strength Using a needle with a diameter of 1 mm (the tip is 0.5 mmR), the maximum A load value S (cN) was measured. Furthermore, the converted puncture strength with a film thickness of 9 μm and a porosity of 40% was calculated according to the following formula.
Formula: Converted puncture strength (cN) = {S × 9 × 60} / {T × (100-P)}
(5) Shutdown Temperature and Meltdown Temperature The multi-layer, microporous polyolefin membrane is exposed to an atmosphere of 30° C., and the air resistance is measured while increasing the temperature at a rate of 5° C./min. The temperature at which the air resistance of the multi-layer, microporous polyolefin membrane reached 100,000 seconds/100 cm 3 was defined as the shutdown temperature. The meltdown temperature was defined as the temperature at which the temperature continued to rise after reaching the shutdown temperature and the air resistance became less than 100,000 seconds/100 cm 3 . The air resistance was measured using an air resistance meter (manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd., EGO-1T) in accordance with JIS P8117:2009.

(6)加熱圧縮後の膜厚変化率
ポリオレフィン多層微多孔膜をTDに等間隔に25か所、40mm×40mmに切り出し、一枚あたり5点の厚みを測定し平均を算出した。ついで、切り出された試料5枚を積層し、一組としたサンプルを、水平な板の間に静置し、10秒間、70℃で7.8MPaの圧力下で圧縮装置(新東工業株式会社製、CYPT-20特)により加熱圧縮した。加熱圧縮を解放してから3時間後のポリオレフィン多層微多孔膜について、一枚あたり5点の厚みを測定し平均(平均厚さ)を算出し、下記式により算出した。
式:膜厚変化率(%)=[(加熱圧縮前の平均厚さ-加熱圧縮解放後の平均厚さ)/(加熱圧縮前の平均厚さ)]×100
ここで、厚さの測定は、前述の(1)の方法に準じて行った。
(6) Thickness Change Rate after Heat Compression A polyolefin multi-layer, microporous membrane was cut out at 25 locations of 40 mm×40 mm at equal intervals along the TD, and the thickness was measured at 5 points per piece, and the average was calculated. Then, the five cut samples were stacked, and the set of samples was placed between horizontal plates and pressed under a pressure of 7.8 MPa at 70 ° C. for 10 seconds using a compression device (manufactured by Sintokogyo Co., Ltd., It was heated and compressed by CYPT-20 special). For the polyolefin multi-layer, microporous membrane 3 hours after releasing the heat compression, the thickness was measured at 5 points per sheet, the average (average thickness) was calculated, and it was calculated by the following formula.
Formula: Film thickness change rate (%) = [(average thickness before heat compression - average thickness after release of heat compression) / (average thickness before heat compression)] × 100
Here, the thickness was measured according to the method (1) described above.

(7)加熱圧縮後の電気抵抗変化率
前述の(6)で使用した加熱圧縮前後のサンプルについて電気抵抗を測定し、下記式により算出した。
式:電気抵抗変化率(%)=[(加熱圧縮解放後の電気抵抗-加熱圧縮前の電気抵抗)/(加熱圧縮解放後の電気抵抗)]×100
ここで、電気抵抗の測定は、後述の(8)の方法に準じて行った。
(7) Electric resistance change rate after heat compression The electric resistance of the sample before and after heat compression used in (6) above was measured and calculated by the following formula.
Formula: Electrical resistance change rate (%) = [(Electrical resistance after heating and compression release - Electrical resistance before heating and compression) / (Electric resistance after heating and compression release)] x 100
Here, the electrical resistance was measured according to the method (8) described later.

(8)電気抵抗
ポリオレフィン多層微多孔膜の電気抵抗はコインセルを作成し、以下の測定条件で測定した。
(8) Electric resistance The electric resistance of the polyolefin multi-layer, microporous membrane was measured using a coin cell prepared under the following measurement conditions.

測定条件
・セルサイズ:2032
・電解質:LiPF6(1.0M) EC/EMC(4/6)
・セパレータサイズ:Φ19
・装置:IM3590(Solatron製)
・周波数:200,000Hz。
Measurement conditions Cell size: 2032
・Electrolyte: LiPF6 (1.0M) EC/EMC (4/6)
・Separator size: Φ19
・Equipment: IM3590 (manufactured by Solatron)
- Frequency: 200,000 Hz.

(9)各層の空孔率
ポリオレフィン多層微多孔膜をイオンミリング装置(日立ハイテクノロジーズ社製 IM4000 )を用いてMDの断面が得られるように切削した。得られたサンプルの断面画像を、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microdcope:SEM)を用いて得た後、HALCON13(MVTec Software社製)を用いて、樹脂と空孔部分を二値化処理することで、A層とB層の空孔率をそれぞれ算出した。また、各層の空孔率差は下記式により絶対値として算出した。
式:空孔率差 = |二値化して求めたA層空孔率 - 二値化して求めたB層空孔率|
なお、A層とB層の境界面は、後述する層比測定結果を基に同定した。
また、このときのイオンミリングとSEM観察は下記条件で行った。
イオンミリング条件
・温度:-160℃
・加速電圧:4kV
SEM観察条件
・加速電圧:2kV
・倍率:7000倍。
(9) Porosity of Each Layer A polyolefin multilayer microporous membrane was cut using an ion milling device (IM4000, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) so as to obtain an MD cross section. After obtaining a cross-sectional image of the obtained sample using a scanning electron microscope (SEM), using HALCON 13 (manufactured by MVTec Software), binarize the resin and the hole part. , the porosities of the A layer and the B layer were calculated. Moreover, the porosity difference of each layer was calculated as an absolute value by the following formula.
Formula: Porosity difference = | A layer porosity obtained by binarization - B layer porosity obtained by binarization |
The interface between the A layer and the B layer was identified based on the layer ratio measurement result described later.
Ion milling and SEM observation at this time were performed under the following conditions.
Ion milling conditions Temperature: -160°C
・Acceleration voltage: 4 kV
SEM observation conditions Accelerating voltage: 2 kV
・Magnification: 7000 times.

(10)融点、融解ピーク
ポリオレフィン樹脂の融点及びポリオレフィン多層微多孔膜の融解ピークは示差走査熱量計(PARKING ELMER製 PYRIS DIAMOND DSC)により求めた。ポリオレフィン樹脂とポリオレフィン多層微多孔膜をそれぞれサンプルホルダー内に静置し、窒素雰囲気下(20mL/min)にて昇温速度10℃/minとし、230℃まで昇温して完全に溶融させたのち、230℃で3分間保持し、10℃/minの速度で30℃まで降温させた(ファースト・ラン)。この降温後、窒素雰囲気下(20mL/min)にて昇温速度10℃/minとし、再び230℃まで昇温して完全に溶融させたのち、230℃で3分間保持し、10℃/minの速度で30℃まで降温させた(セカンド・ラン)。得られたDSC曲線から0℃と157℃を結ぶ直線をベースラインとし、セカンド・ランでの温度-融解吸熱量曲線からポリオレフィン樹脂の融点(Tm)を求め、また、ポリオレフィン多層微多孔膜の融解ピーク温度を求めた。
(10) Melting point and melting peak The melting point of the polyolefin resin and the melting peak of the multi-layer, microporous polyolefin membrane were determined by a differential scanning calorimeter (PYRIS DIAMOND DSC manufactured by PARKING ELMER). The polyolefin resin and the multi-layer, microporous polyolefin membrane were each placed in a sample holder, heated to 230°C at a temperature elevation rate of 10°C/min under a nitrogen atmosphere (20 mL/min), and melted completely. , held at 230° C. for 3 minutes, and then cooled to 30° C. at a rate of 10° C./min (first run). After this temperature drop, the temperature was raised at a rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere (20 mL/min), and the temperature was again raised to 230°C to melt completely, then held at 230°C for 3 minutes and heated at 10°C/min. The temperature was lowered to 30° C. at a rate of (second run). From the obtained DSC curve, a straight line connecting 0 ° C. and 157 ° C. is used as a baseline, and the melting point (Tm) of the polyolefin resin is obtained from the temperature-melting endothermic curve in the second run, and the melting of the polyolefin multilayer microporous membrane A peak temperature was obtained.

(11)ポリプロピレン含有率
ポリオレフィン多層微多孔膜を切り出してミクロトームによりMDの断面が得られるよう切削し、断面切片を試料とした。試料をAFM-IR用ZnSe製プリズムに固定してプリズム側から赤外レーザー光をATR条件で第1の微多孔層断面に照射し、光吸収に伴う試料の熱膨張をAFMカンチレバーの変位として検出した。
下記の条件で赤外レーザーを試料に照射し、測定を行った。
(11) Polypropylene content A multi-layer, microporous polyolefin membrane was cut out and cut with a microtome so as to obtain an MD cross section, and the cross section was used as a sample. The sample is fixed to a ZnSe prism for AFM-IR, and infrared laser light is irradiated from the prism side to the cross section of the first microporous layer under ATR conditions, and the thermal expansion of the sample accompanying light absorption is detected as displacement of the AFM cantilever. did.
Measurement was performed by irradiating the sample with an infrared laser under the following conditions.

・測定装置:NanoIR Spectroscopy System(Anasys Instruments 社製)
・光源:Tunable Pulsed Laser(1kHz)
・AFMモード:コンタクトモード
・測定波数範囲:1575~1200 cm-1
・波数分解能:2cm-1
・Coaverages:32
・積算回数:2回以上
・偏光角度:45度
次にポリオレフィン多層微多孔膜の断面におけるポリプロピレンの分布を可視化するため、ポリプロピレン含有層に相当する領域(MDを10μmとして、フィルム表層部から厚み方向にポリプロピレン含有層がすべて含まれる領域)をAFM-IR測定した。このとき、試料へ1465cm-1と1376cm-1のレーザー照射時のAFMカンチレバーの変位を測定し、その強度割合からポリピロピレン含有量を求めてマッピングを行った。即ち、1465cm-1のレーザー照射でポリエチレンのCH変角、1376cm-1レーザー照射でポリプロピレンのCH変角を測定することでポリエチレンとポリプロピレンの含有量を求めることができる。
・ Measuring device: NanoIR Spectroscopy System (manufactured by Anasys Instruments)
・Light source: Tunable Pulsed Laser (1 kHz)
・AFM mode: contact mode ・Measurement wavenumber range: 1575 to 1200 cm -1
・ Wave number resolution: 2 cm -1
・Coverages: 32
・Number of accumulations: 2 or more ・Polarization angle: 45 degrees AFM-IR measurement was performed on the area in which all the polypropylene-containing layers were included. At this time, the displacement of the AFM cantilever when the sample was irradiated with lasers of 1465 cm −1 and 1376 cm −1 was measured, and the polypropylene content was obtained from the intensity ratio and mapped. That is, the content of polyethylene and polypropylene can be obtained by measuring the CH deformation angle of polyethylene with laser irradiation at 1465 cm −1 and the CH3 deformation angle of polypropylene with laser irradiation at 1376 cm −1 .

(12)ポリオレフィン多層微多孔膜の分析
ポリオレフィン多層微多孔膜は、層に含まれている成分に着眼し、その厚み方向での分布を分析することで判断することができる。
(12) Analysis of Polyolefin Multilayer, Microporous Membrane The polyolefin multilayer, microporous membrane can be determined by focusing on the components contained in the layers and analyzing their distribution in the thickness direction.

例えば、ポリオレフィンの重合においては触媒が使用されるが、多孔質膜中に残存する触媒に着眼することで分析が可能であり、この場合、微多孔膜の厚み方向(MD/ZDまたはTD/ZD)面を二次イオン質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry:SIMS)により分析し、触媒に起因する微量金属元素の濃度分布を測定する。TD/ZD面で金属元素が均一に分布していれば単層と判断し、金属種が異なっていたり、濃度分布が見られれば多層と判断できる。
測定条件
・試料調整:ポリオレフィン多層微多孔膜をウルトラマイクロトームでTD/ZD面に断面切断する。
For example, a catalyst is used in the polymerization of polyolefin, and analysis is possible by focusing on the catalyst remaining in the porous membrane. In this case, the thickness direction of the microporous membrane (MD/ZD or TD/ZD ) surface is analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS) to measure the concentration distribution of trace metal elements originating from the catalyst. If the metal elements are uniformly distributed on the TD/ZD plane, it can be determined as a single layer, and if the metal species are different or a concentration distribution can be seen, it can be determined as a multilayer.
Measurement conditions ・Sample preparation: A polyolefin multi-layer, microporous membrane is cross-sectioned on the TD/ZD plane with an ultramicrotome.

・測定装置:NanoSIMS50L(CAMEKA製)
・真空度:1.33×10-Pa
・一次イオン:O
・一次イオン加速電圧:25kV
・二次イオン極性:正
・二次イオン検出エリア:300×300μm
また、他の方法として、ポリオレフィン多層微多孔膜をエッジングし表層と内層成分に分ける。各箇所の分子量分布や融点、吸収スペクトルを測定し、表層と内層の分析結果が同等であれば単層と判断でき、違いが見られれば多層と判断できる。なお、分子量分布と融点は上記のGPCおよびDSC分析によって得られ、吸収スペクトルは下記の手法により得られる。
・Measurement device: NanoSIMS50L (manufactured by CAMEKA)
・Degree of vacuum: 1.33×10 -8 Pa
・Primary ion: O
・Primary ion acceleration voltage: 25 kV
・Secondary ion polarity: positive ・Secondary ion detection area: 300×300 μm 2
As another method, a multi-layer, microporous polyolefin membrane is etched to separate it into a surface layer component and an inner layer component. The molecular weight distribution, melting point, and absorption spectrum are measured at each location, and if the analysis results of the surface layer and the inner layer are the same, it can be determined to be a single layer, and if there is a difference, it can be determined to be a multilayer. The molecular weight distribution and melting point are obtained by the GPC and DSC analyses, and the absorption spectrum is obtained by the following method.

吸収スペクトル
ポリオレフィン多層微多孔膜の吸収スペクトルは赤外吸収分光法(Infrared absorption spectrometry:IR)分析を用いて求めた。
測定条件
・検出器:MCT
・スキャンスピード:5kHz
・積算回数:64回
・分解能:4cm-1
・測定波長:4000~700cm-1
Absorption Spectrum The absorption spectrum of the multi-layer, microporous polyolefin membrane was determined using infrared absorption spectrometry (IR) analysis.
Measurement conditions ・Detector: MCT
・Scan speed: 5 kHz
・Number of times of integration: 64 times ・Resolution: 4 cm -1
・Measurement wavelength: 4000 to 700 cm -1 .

(13)層比
ポリオレフィン多層微多孔膜が有する各層の層比は、以下の測定条件で透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察した。
(13) Layer ratio The layer ratio of each layer of the multi-layer, microporous polyolefin membrane was observed using a transmission electron microscope (TEM) under the following measurement conditions.

測定条件
・試料調整:ポリオレフィン多層微多孔膜を四酸化ルテニウムにより染色し、ウルトラマイクロトームで断面切断する。
Measurement conditions ・Sample preparation: A multi-layer, microporous polyolefin membrane is dyed with ruthenium tetroxide and cross-sectioned with an ultramicrotome.

・測定装置:透過型電子顕微鏡(日本電子製JEM1400Plus型)
・観察条件:加速電圧100kV
・観察方向:TD/ZD。
・Measuring device: transmission electron microscope (JEOL JEM1400Plus type)
・Observation conditions: acceleration voltage of 100 kV
Observation direction: TD/ZD.

[実施例1]
(1)A層の溶液調製
Mw2.0×10のアイソタクチックポリプロピレン(融点162℃)20質量%、Mw1.35×10の超高分子量ポリエチレン90質量%からなるポリオレフィン組成物100質量%に対し、酸化防止剤としてテトラキス(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0.2質量%を二軸押出機に投入した。さらに二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、二軸押出機内でポリオレフィン組成物が17質量%、流動パラフィンが83質量%となるよう溶融混練して、A層のポリオレフィン溶液を調製した。
(2)B層の溶液調製
Mw1.35×10の超高分子量ポリエチレン100質量%からなるポリオレフィン組成物100質量%に対し、酸化防止剤としてテトラキス(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0.2質量%を二軸押出機に投入した。さらに二軸押出機のサイドフィーダーから流動パラフィンを供給し、二軸押出機内でポリオレフィン組成物が17質量%、流動パラフィンが83質量%となるよう溶融混練して、B層のポリオレフィン溶液を調製した。
(3)ゲル状多層シートの成形
各溶液を二軸押出機から三層用Tダイに供給し、B層の溶液/A層の溶液/B層の溶液が層厚比35/30/35となるように押し出した。押出し成形体を、25℃に温調した冷却ロールで引き取り速度4m/分で引き取りながら冷却し、ゲル状三層シートを形成した。
(4)第一の延伸、成膜用剤の除去、乾燥
ゲル状三層シートを、テンター延伸機により115℃でMD及びTDともに5倍に同時二軸延伸し、そのままテンター延伸機内でシート幅を固定し、110℃の温度で熱固定した。次いで延伸したゲル状三層シートを洗浄槽で塩化メチレン浴中に浸漬し、流動パラフィンを除去し、室温で風乾した。
(5)第二の延伸、熱処理
その後、127℃で予熱してからテンター延伸機によりTDに1.7倍延伸をした後、TDに14%の緩和を施し、テンターに保持しながら128℃で熱固定し、B層/A層/B層のポリオレフィン多層微多孔膜を得た。得られたポリオレフィン多層微多孔膜の各特性を表1に示す。
[Example 1]
(1) Preparation of Layer A Solution 100% by mass of polyolefin composition consisting of 20% by mass of isotactic polypropylene (melting point: 162°C) with Mw of 2.0 x 106 and 90% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene with Mw of 1.35 x 106 0.2% by mass of tetrakis(methylene-3-(3,5-ditertiarybutyl-4-hydroxyphenyl)-propionate)methane as an antioxidant was charged into the twin-screw extruder. Furthermore, liquid paraffin was supplied from the side feeder of the twin-screw extruder, and melt-kneaded in the twin-screw extruder so that the polyolefin composition was 17% by mass and the liquid paraffin was 83% by mass, to prepare a polyolefin solution for layer A. .
(2) Preparation of layer B solution Tetrakis (methylene-3-(3,5-ditertiary 0.2% by weight of butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate)methane was charged into a twin-screw extruder. Further, liquid paraffin was supplied from the side feeder of the twin-screw extruder, and melt-kneaded in the twin-screw extruder so that the polyolefin composition was 17% by mass and the liquid paraffin was 83% by mass, to prepare a polyolefin solution for layer B. .
(3) Molding of gel-like multilayer sheet Each solution is supplied from a twin-screw extruder to a three-layer T-die, and the layer thickness ratio of B layer solution/A layer solution/B layer solution is 35/30/35. extruded to become The extruded product was cooled while being taken up at a take-up speed of 4 m/min with a cooling roll controlled to 25° C. to form a gel-like three-layer sheet.
(4) First Stretching, Removal of Film Forming Agent, Drying The gel-like three-layer sheet is simultaneously biaxially stretched 5 times in both MD and TD at 115° C. with a tenter stretching machine, and the sheet width is stretched in the tenter stretching machine as it is. was fixed and heat-set at a temperature of 110°C. The stretched gel-like three-layer sheet was then immersed in a methylene chloride bath in a wash bath to remove liquid paraffin and air-dried at room temperature.
(5) Second stretching and heat treatment After that, after preheating at 127°C, the TD was stretched 1.7 times with a tenter stretching machine, and then the TD was relaxed by 14% and held at 128°C while being held in the tenter. It was heat-set to obtain a B-layer/A-layer/B-layer polyolefin multilayer microporous membrane. Table 1 shows the characteristics of the obtained polyolefin multilayer microporous membrane.

[実施例2]
B層の溶液調整、ゲル状多層シートの層厚比、第二の延伸条件を表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン多層微多孔膜を得た。
[Example 2]
A multi-layer, microporous polyolefin membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the solution adjustment of layer B, the layer thickness ratio of the gel-like multilayer sheet, and the second stretching conditions were changed as shown in Table 1.

[実施例3]
A層及びB層の溶液調整、第二の延伸条件を表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン多層微多孔膜を得た。
[Example 3]
A multi-layer, microporous polyolefin membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the solution preparation of the A layer and the B layer and the second stretching conditions were changed as shown in Table 1.

[実施例4]
A層及びB層の溶液調整、ゲル状多層シートの層構成、第一及び第二の延伸条件を表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン多層微多孔膜を得た。
[Example 4]
A multi-layer, microporous polyolefin membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solution preparation of the A layer and the B layer, the layer structure of the gel-like multilayer sheet, and the first and second stretching conditions were changed as shown in Table 1. .

[実施例5]
A層及びB層の溶液調整、ゲル状多層シートの層厚比、第一及び第二の延伸条件を表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン多層微多孔膜を得た。
[Example 5]
A multi-layer, microporous polyolefin membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solution adjustment of the layers A and B, the layer thickness ratio of the gel-like multilayer sheet, and the first and second stretching conditions were changed as shown in Table 1. Ta.

[比較例1~3]
A層及びB層の溶液調整、ゲル状多層シートの層構成、第一及び第二の延伸条件を表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン多層微多孔膜を得た。
[Comparative Examples 1 to 3]
A multi-layer, microporous polyolefin membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solution preparation of the A layer and the B layer, the layer structure of the gel-like multilayer sheet, and the first and second stretching conditions were changed as shown in Table 1. .

Figure 2023117573000001
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表中、「UHMWPE」は「超高分子量ポリエチレン」の、「PP」は「ポリプロピレン」の、「その他のPE」は「超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレン」を表す。 In the table, "UHMWPE" represents "ultra-high molecular weight polyethylene," "PP" represents "polypropylene," and "other PE" represents "polyethylene other than ultra-high molecular weight polyethylene."

Claims (8)

ポリプロピレンを含む第1の微多孔層と、ポリエチレンを含む第2の微多孔層の少なくとも2層を有するポリオレフィン多層微多孔膜であって、前記ポリオレフィン多層微多孔膜断面における第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率の差が0%以上5%以下であり、厚み9μm、空孔率40%換算での突刺強度が330cN以上であるポリオレフィン多層微多孔膜。 A polyolefin multilayer microporous membrane having at least two layers, a first microporous layer containing polypropylene and a second microporous layer containing polyethylene, wherein the first microporous layer in the cross section of the polyolefin multilayer microporous membrane A multi-layer, microporous polyolefin membrane having a difference between the porosity of the second microporous layer and the porosity of 0% or more and 5% or less, a thickness of 9 μm, and a puncture strength of 330 cN or more in terms of a porosity of 40%. メルトダウン温度が160℃以上である請求項1に記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The multi-layer, microporous polyolefin membrane according to claim 1, which has a meltdown temperature of 160°C or higher. 第1の微多孔層に含まれるポリプロピレンの含有量が第1の微多孔層全体に対して10重量%以上50重量%未満である請求項1または2に記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 3. The polyolefin multi-layer microporous membrane according to claim 1 or 2, wherein the content of polypropylene contained in the first microporous layer is 10% by weight or more and less than 50% by weight based on the entire first microporous layer. 温度70℃圧力7.8MPaで10秒間圧縮した前後での膜厚変化率が、圧縮前の膜厚に対して13%以下である請求項1~3のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The multi-layer, microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the film thickness change rate before and after compression for 10 seconds at a temperature of 70°C and a pressure of 7.8 MPa is 13% or less with respect to the film thickness before compression. . 温度70℃圧力7.8MPaで10秒間圧縮した前後での電気抵抗度の変化率が、加熱圧縮前の電気抵抗度に対して60%未満である請求項1~4のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The polyolefin according to any one of claims 1 to 4, wherein the rate of change in electrical resistivity before and after compression for 10 seconds at a temperature of 70°C and a pressure of 7.8 MPa is less than 60% of the electrical resistivity before heat compression. Multilayer microporous membrane. 前記ポリオレフィン多層微多孔膜断面における第1の微多孔層の空孔率と第2の微多孔層の空孔率の差が0%以上3%以下である請求項1~5のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The difference between the porosity of the first microporous layer and the porosity of the second microporous layer in the cross section of the polyolefin multi-layer microporous membrane is 0% or more and 3% or less according to any one of claims 1 to 5. polyolefin multi-layer microporous membrane. ポリオレフィン多層微多孔膜の少なくとも一方の表面に多孔層を有する請求項1~6のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The multi-layer, microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 6, having a porous layer on at least one surface of the multi-layer, microporous polyolefin membrane. 電池用セパレータとして用いる請求項1~7のいずれかに記載のポリオレフィン多層微多孔膜。 The polyolefin multilayer microporous membrane according to any one of claims 1 to 7, which is used as a battery separator.
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