JP2712300B2 - Polyolefin microporous film for electrolytic separator - Google Patents
Polyolefin microporous film for electrolytic separatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電池、電解コンデンサ、電気2重層コンデ
ンサ等のセパレータとして用いられるポリオレフイン微
孔性フイルムに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyolefin microporous film used as a separator for a battery, an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor and the like.
[従来の技術] 電池、電解コンデンサ、電気2重層コンデンサ等で
は、空孔サイズが微細でかつ孔の均一性に優れるポリオ
レフイン微孔性フイルムの使用が進められている。(特
開昭51−18851号、特開昭61−13614号、実開昭59−1404
29号等) [発明が解決しようとする課題] こうした微孔性フイルムをセパレータとして用いる
と、従来の電解コンデンサ紙では達成できなかった低い
インピーダンス値を有する電解コンデンサを実現できる
が、こうしたセパレータを使用する上で次のような問題
点がある。[Prior Art] In batteries, electrolytic capacitors, electric double-layer capacitors, and the like, polyolefin microporous films having fine pores and excellent uniformity of pores have been used. (JP-A-51-18851, JP-A-61-13614, and JP-A-59-1404)
[Problem to be Solved by the Invention] When such a microporous film is used as a separator, it is possible to realize an electrolytic capacitor having a low impedance value that cannot be achieved by a conventional electrolytic capacitor paper. In doing so, there are the following problems.
(1) 電解コンデンサの小型化に伴い、セパレータは
4mm程度の細幅での素子巻特性が求められるようになっ
ているが、ポリオレフインをベースとした微孔性フイル
ムの場合、電解コンデンサ紙に比較して剛性に劣るた
め、迷い巻を生じ易く、また、セパレータが伸びて素子
巻きができない場合もある。(1) With the miniaturization of electrolytic capacitors, separators
Element winding characteristics in a narrow width of about 4 mm are required, but in the case of microporous film based on polyolefin, it is inferior in rigidity compared to electrolytic capacitor paper, so it is easy to cause stray winding, Further, the element may not be wound due to extension of the separator.
(2) 電解コンデンサ・電気2重層コンデンサ等の素
子を基板に実装する際に半田浴に接した際にかかる熱量
のためにセパレータが部分収縮を起こし特性が十分に発
揮されなかったり、ひどい場合には破損したりする。(2) When mounting elements such as electrolytic capacitors and electric double layer capacitors on a board, the separator may partially shrink due to the amount of heat applied when it comes into contact with the solder bath, and the characteristics may not be sufficiently exhibited or severe. May be damaged.
本発明は該状況を鑑み、空孔率が高く素子巻時の引張
りに強くかつ耐半田性に優れる電解コンデンサ用ポリオ
レフイン微孔性フイルムを供給することを課題とする。It is an object of the present invention to provide a polyolefin microporous film for an electrolytic capacitor having a high porosity, a high tensile strength when winding the element, and an excellent solder resistance.
[課題を解決するための手段] 本発明は、表面空孔径0.05〜3μm、空孔率30〜90%
であり、微孔性フイルムを構成するポリオレフイン10g
当たり0.1〜6gのシロキサン重合体を主体とする塗布層
を有するポリオレフイン微孔性フイルム及びこれを用い
た電解セパレータに関するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a surface pore size of 0.05 to 3 μm and a porosity of 30 to 90%.
10g of polyolefin which constitutes a microporous film
The present invention relates to a polyolefin microporous film having a coating layer mainly composed of a siloxane polymer in an amount of 0.1 to 6 g per unit and an electrolytic separator using the same.
本発明において、ポリオレフインとはポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ4メチルペンテン1、ポリブテン
等のαオレフインのホモポリマー、コポリマー、あるい
はこれらのブレンド物であり、この中でも耐溶剤性・機
械特性に優れる高密度ポリエチレン、ポリプロピレンが
好ましい。In the present invention, polyolefin is polyethylene,
It is a homopolymer or copolymer of α-olefin, such as polypropylene, poly (4-methylpentene 1), or polybutene, or a blend thereof. Among these, high-density polyethylene and polypropylene having excellent solvent resistance and mechanical properties are preferable.
特に、ポリプロピレンである場合この中でも極限粘度
([η])が1.8〜4.5dl/g,好ましくは2.1〜4.0dl/g,さ
らに好ましくは2.7〜3.7dl/g、アイソタクチックインデ
ックス(II)が93%以上,さらに好ましくは96%以上の
ものが機械特性、耐溶剤性に優れるので好ましい。Particularly, in the case of polypropylene, the intrinsic viscosity ([η]) is 1.8 to 4.5 dl / g, preferably 2.1 to 4.0 dl / g, more preferably 2.7 to 3.7 dl / g, and the isotactic index (II) is particularly preferable. 93% or more, more preferably 96% or more is preferable because of excellent mechanical properties and solvent resistance.
次に本発明において、表面空孔径は0.05〜3μmであ
ることが必要であり好ましくは0.1〜2μmである。空
孔径が0.05μm未満であると、電解液を含浸した際の抵
抗値の温度依存性が増大し問題を生じることがある。一
方空孔径が3μmを越えると導電粒子等の通過を遮断で
きずショート率が増大する。Next, in the present invention, the surface pore diameter needs to be 0.05 to 3 μm, and preferably 0.1 to 2 μm. If the pore diameter is less than 0.05 μm, the temperature dependence of the resistance value when impregnated with the electrolytic solution increases, which may cause a problem. On the other hand, if the pore diameter exceeds 3 μm, the passage of conductive particles and the like cannot be blocked, and the short-circuit rate increases.
また本発明微孔性フイルムの空孔率は30〜90%である
ことが必要であり、好ましくは50〜80%である。空孔率
が30%よりも小さいと電解液保持量が低下し、ドライア
ップ等の問題を生じる。一方空孔率が90%よりも大きい
と機械強度が不足し、ショート等の問題を生じる。The porosity of the microporous film of the present invention needs to be 30 to 90%, preferably 50 to 80%. If the porosity is smaller than 30%, the amount of retained electrolyte decreases, causing problems such as dry-up. On the other hand, if the porosity is larger than 90%, the mechanical strength is insufficient, and problems such as short circuit occur.
さらに該微孔性フイルムには10gあたり0.1〜6gのシロ
キサン重合体を塗布されていることが必要であり、好ま
しくは、0.2〜4gである。該シロキサンの塗布量が0.1g
未満である場合、素子巻時に伸びを生じ易く、安定した
素子巻ができない。また耐半田性に不満足な場合が多
い。一方塗布量が6gを越えると電気特性上に問題を生じ
る。Further, the microporous film needs to be coated with 0.1 to 6 g of a siloxane polymer per 10 g, and preferably 0.2 to 4 g. The coating amount of the siloxane is 0.1 g
If it is less than 3, the element is liable to elongate at the time of winding the element, and stable element winding cannot be performed. Also, the solder resistance is often unsatisfactory. On the other hand, when the coating amount exceeds 6 g, a problem occurs in electrical characteristics.
本発明でいうシロキサン重合体とは、「最新コーティ
ング技術」(発行(株)総合技術センター)、「無機コ
ーティング」(発行(株)近代編集社)に記載されてい
るような、 ≡Si−O−Si≡ ……(1) を基本とする高分子であって、SiとOのみ、即ち(Si
O2)nで構成されるポリシロキサン、あるいは部分的に
アルキル基、アミノアルキル基が導入されたオルガノポ
リシロキサン、及びこれらにシラノール基(≡SiOH)等
の基が導入されたものを意味する。また、1価および/
また2価の金属イオン(ナトリウム、亜鉛、カリウム
等)を含有しても良いが、セパレータとして使用する際
には他の金属イオンを含むと、たとえば電解コンデンサ
として使用した際に陽極酸化皮膜の腐蝕が発生したりす
る問題があり、Si以外の金属イオンは少ない方がよい特
性が得られる。The siloxane polymer referred to in the present invention may be a 「Si-O as described in“ Latest Coating Technology ”(published by R & D Center) and“ Inorganic Coating ”(published by Kyodai Kyoikusha). -Si≡ (1) is a polymer based on (Si) and only Si and O, ie, (Si
O 2 ) means a polysiloxane composed of n, or an organopolysiloxane in which an alkyl group or an aminoalkyl group is partially introduced, and those in which a group such as a silanol group (≡SiOH) is introduced. In addition, monovalent and / or
It may contain divalent metal ions (sodium, zinc, potassium, etc.). However, if it contains other metal ions when it is used as a separator, for example, when it is used as an electrolytic capacitor, corrosion of the anodic oxide film may occur. There is a problem in that metal ions other than Si are less, and better characteristics can be obtained.
また、該層にはシロキサン重合体以外の樹脂成分、例
えばメラミン系、アクリル系、ウレタン系等の樹脂バイ
ンダー成分を含有することは、電解液との親和性、電解
液に対する安定性の点で好ましくなく、本質的に上述の
シロキサン重合体より構成されていることが好ましい。Further, it is preferable that the layer contains a resin component other than the siloxane polymer, for example, a resin binder component such as a melamine-based resin, an acrylic-based resin, or a urethane-based resin, in terms of affinity with the electrolyte and stability to the electrolyte. However, it is preferred that it is essentially composed of the siloxane polymer described above.
こうした観点から、シロキサン重合体中のアルキル基
等の含有率は極力少ないことが好ましい。From such a viewpoint, it is preferable that the content of the alkyl group or the like in the siloxane polymer is as small as possible.
さらに本発明でいう塗布とは、少なくとも表裏連続貫
通してしている微細孔を有する微孔性フイルムを上述の
シロキサン層が該微細孔の表面を被覆している状態をさ
すものであり、この結果該シロキサン層が該微細孔を閉
塞するものではない。Further, the coating according to the present invention refers to a state in which the above-mentioned siloxane layer covers the surface of the micropores in a microporous film having micropores penetrating at least front and back. As a result, the siloxane layer does not block the micropores.
また、本発明フイルムの微孔形状としては、断面構造
において、見かけ上楕円形状をした空孔がランダムに分
布している構造が好ましく、特に後で述べる断面孔形状
比(Ca/Cb)が1.5〜7であることが好ましい。Ca/Cbが
この範囲にあると、シロキサンコートを施すことによる
素子巻性の向上効果が優れかつ電気特性に優れる。The micropore shape of the film of the present invention is preferably a structure in which voids having an apparent elliptical shape are randomly distributed in the cross-sectional structure. Particularly, the cross-sectional hole shape ratio (Ca / Cb) described later is 1.5. To 7 is preferable. When Ca / Cb is in this range, the effect of improving the winding property of the element by applying the siloxane coat is excellent and the electric properties are excellent.
本発明において、120℃の熱風中における熱収縮率は
6%以下であることが好ましく、さらに好ましくは、4
%以下としておくと、素子を形成した際の経時変化が小
さくなり好ましい。In the present invention, the heat shrinkage in hot air at 120 ° C. is preferably 6% or less, more preferably 4% or less.
% Or less is preferable because the change with time when the element is formed is small.
また、本発明フイルムの透水量は5〜100g/(mmHg・
分・m2)、好ましくは10〜60g/(mmHg・分・m2)の範囲
であると温度変化による抵抗特性の変化が小さく好まし
い。The water permeability of the film of the present invention is 5 to 100 g / (mmHg ·
Min · m 2), preferably preferably less change in resistance characteristics due to temperature changes when in the range of 10 to 60 g / (mmHg · min · m 2).
本発明フイルムの厚みは、50μm未満、特に10〜45μ
mの範囲のものが、電気特性、機械特性共に良好になる
ので好ましい。The thickness of the film of the present invention is less than 50 μm, especially 10 to 45 μm.
A range of m is preferred because both electrical and mechanical properties are improved.
更に、本発明フイルムは、同種のあるいは他の構造を
有する微孔性フイルム又は不織布と貼合せあるいは積層
して、セパレータとして使用される。Further, the film of the present invention is used as a separator by laminating or laminating it with a microporous film or a nonwoven fabric having the same or another structure.
また、本発明フイルムには、必要に応じシロキサンだ
けでなく、熱安定剤、酸化防止剤、滑り剤、界面活性剤
等の種々の公知の添加剤を目的に反しない範囲で添加し
ても良い。In addition, various known additives such as a heat stabilizer, an antioxidant, a slipping agent, and a surfactant may be added to the film of the present invention, if necessary, in a range not adversely affecting the purpose. .
この中でも、カチオン、ノニオン、アニオン系界面活
性剤を添加しておくと、電解液に対する親和性が良好と
なるので好ましく、特にポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、
脂肪酸アルキロールアミド等に例示されるノニオン系界
面活性剤は電極反応を阻害する可能性が低く好ましい。Among them, it is preferable to add a cation, a nonion, or an anionic surfactant because affinity for an electrolytic solution is improved, and thus polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether,
Nonionic surfactants exemplified by fatty acid alkylolamide and the like are preferable because they have a low possibility of inhibiting an electrode reaction.
本発明フイルムの製造法としては、ポリオレフインと
溶融時相溶性を有し、かつ冷却時に相分離可能な有極性
常温有機固体とを溶融押出成形し、該有機固体を抽出後
必要に応じ延伸することにより得られる空孔率30〜90%
である連続した微細孔を有する微孔性フイルムにシロキ
サン膜を形成し得るコート剤を塗布し乾燥することによ
る方法が最も好ましく、以下詳細に述べる。As a method of producing the film of the present invention, a polyolefin and a polar room-temperature organic solid having compatibility when melted and capable of phase separation upon cooling are melt-extruded, and the organic solid is extracted and then stretched as necessary. 30-90% porosity obtained by
The most preferred method is to apply a coating agent capable of forming a siloxane film to a microporous film having continuous fine pores, and to dry it.
本発明でいう、ポリオレフインと溶融時相溶性を有
し、かつ冷却時に相分離可能な有機固体とは、オレフイ
ンとのブレンド性、抽出性の点で、融点が35〜100℃、
分子量200〜1000であることが好ましく、さらに該有機
固体の分子構造中には分極性及び極性基を含有している
ことが好ましい。ここで、分極性の基とは芳香族環を指
し、極性基とは、理科学辞典(岩波書店)に示されてい
るような有極性分子を含む基であって、例えばカルボニ
ル基、アミノ基、水酸基等を指す。以上のような特性を
有する有機固体の中でも、塩化ビニル等の可塑剤として
使用されているフタル酸エステル、リン酸エステル等が
優れており、特にジシクロヘキシルフタレート(DCH
P),トリフエニルフォスフエイト(TPP)から選ばれた
少なくとも1種であることが好ましい。In the present invention, the polyolefin and the organic solid having compatibility at the time of melting, and phase-separable at the time of cooling, the blendability with olefin, in terms of extractability, the melting point is 35 ~ 100 ℃,
It is preferable that the molecular weight is 200 to 1000, and it is preferable that the molecular structure of the organic solid contains polarizable and polar groups. Here, the polarizable group refers to an aromatic ring, and the polar group is a group containing a polar molecule as shown in the Dictionary of Science and Technology (Iwanami Shoten), such as a carbonyl group and an amino group. , Hydroxyl group and the like. Among the organic solids having the above characteristics, phthalic acid esters and phosphoric acid esters used as plasticizers such as vinyl chloride are excellent. Particularly, dicyclohexyl phthalate (DCH
P), and at least one selected from triphenylphosphate (TPP).
該有機固体の添加量は、ポリオレフイン樹脂100重量
部に対し、80〜250重量部、好ましくは90〜200重量部で
あると製膜性が良好となり、均一性、連続性に優れた微
細孔が形成されるので好ましい。The addition amount of the organic solid is, with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin, 80 to 250 parts by weight, preferably 90 to 200 parts by weight to improve the film-forming properties, uniformity, fine pores excellent in continuity. It is preferable because it is formed.
ポリオレフインと該有機固体とは例えば2軸押出機を
用いて溶融ブレンドしてペレット化する。この際にポリ
オレフインの酸化防止あるいは熱分解を防止するため
に、公知の安定剤を添加しておくことが好ましい。The polyolefin and the organic solid are melt-blended using, for example, a twin-screw extruder and pelletized. At this time, a known stabilizer is preferably added in order to prevent oxidation or thermal decomposition of the polyolefin.
こうして得られたペレットを押出機を用いTダイある
いは円形ダイを用いてシート状あるいはチューブ状に成
形する。ここでTダイ法と円形ダイ法とでは、製造され
るフイルムの厚みむらの点でTダイ法が優れており好ま
しい。この際のドラフト比を極力大きくすることが均一
な微細孔を形成する上で好ましく、ドラフト比は6以上
好ましくは10以上であると良い。The pellets thus obtained are formed into a sheet or tube using a T-die or a circular die using an extruder. Here, the T-die method and the circular die method are preferable because the T-die method is excellent in terms of uneven thickness of a film to be produced. In this case, it is preferable to increase the draft ratio as much as possible in order to form uniform fine holes, and the draft ratio is preferably 6 or more, and more preferably 10 or more.
溶融シートは厚み方向に均一に冷却することが、形成
される微細孔の均一性、電気特性の面で好ましいが、T
ダイ法による場合、キャスト方法としては、水槽に導く
方法、冷却ドラム上で静電印加法にて該シートをドラム
面に押圧しながら固化させる方法が好ましい。It is preferable to cool the molten sheet uniformly in the thickness direction in terms of uniformity of the formed fine holes and electrical characteristics.
In the case of using the die method, as a casting method, a method of guiding the sheet to a water tank or a method of solidifying the sheet while pressing the sheet against the drum surface by an electrostatic application method on a cooling drum is preferable.
以上のようにして得られた有機固体を含有するポリオ
レフインシートを該有機固体の添加量の少なくとも95%
以上を抽出することにより得られる。The polyolefin sheet containing the organic solid obtained as described above is used at least 95% of the added amount of the organic solid.
It is obtained by extracting the above.
ここで、さらに少なくとも一軸に10倍未満延伸すると
微孔性フイルムの均一性に優れるので好ましく、トータ
ル延伸倍率2〜15倍であると好ましい。さらに、該延伸
温度は、未延伸シートの融点(Tm)−60℃〜Tm−10℃の
範囲であると好ましい。Here, it is preferable to stretch the film at least uniaxially by less than 10 times because the uniformity of the microporous film is excellent, and it is preferable that the total stretching ratio is 2 to 15 times. Further, the stretching temperature is preferably in the range of the melting point (Tm) of the unstretched sheet −60 ° C. to Tm−10 ° C.
以上のようにして得られた微孔性フイルムは、シロキ
サン膜を形成し得るコート剤を含浸後、水、アルコール
等の溶媒を乾燥の後に60〜130℃の温度範囲でキュアリ
ングする方法(以降溶液法と称する)が好ましい。The microporous film obtained as described above is impregnated with a coating agent capable of forming a siloxane film, dried with a solvent such as water or alcohol, and then cured in a temperature range of 60 to 130 ° C. (Referred to as solution method).
こうしたシロキサン膜を形成し得るコート剤成分とし
ては、コロイダルシリカ(“コルコート”、“カタロイ
ド”等)、アミノシラン+エポキシシランの部分加水分
解物、シランカップリング剤+アルキルトリアルコキシ
シラン+テトラアルコキシシランの部分加水分解物、ア
ルキルトリアルコキシシラン+テトラアルコキシシラン
の部分加水分解物、コロイダルシリカ+アルキルトリア
ルコキシシランの加水分解物等が例示される。ただし、
以上例示した中で塩素等のハロゲンを含有するものは、
電気特性等が悪化するので好ましくない。Examples of the coating agent component capable of forming such a siloxane film include colloidal silica (“colcoat”, “cataloid”, etc.), a partial hydrolyzate of aminosilane + epoxysilane, and a silane coupling agent + alkyltrialkoxysilane + tetraalkoxysilane. Examples thereof include a partial hydrolyzate, a partial hydrolyzate of alkyl trialkoxysilane + tetraalkoxysilane, and a hydrolyzate of colloidal silica + alkyltrialkoxysilane. However,
Among those exemplified above, those containing halogen such as chlorine,
It is not preferable because electrical characteristics and the like are deteriorated.
また、特開昭61−204007では、プラズマ重合によりオ
ルガノシロキサン化合物膜を形成する方法が開示されて
いるが、該本文中に記載されているように空孔の著しく
小さい部分には、シロキサン膜は形成されがたい。通常
微孔性フイルムはその製法にも依存するが空孔分布を持
っており、例えば平均孔径0.5μといっても0.1μ以下の
空孔数は無視できるものではない。従って、空孔分布の
比較的広い例えば抽出法による微孔性フイルムにプラズ
マ重合法で処理を施しても、シロキサンの皮膜が不均一
に析出する可能性があり、望ましくない。この点、シロ
シサン膜を形成し得る上述のコート剤で該フイルムを処
理しキュアーリングするプロセスによれば、塗布層の均
一性は良好となり電気特性上好結果をもたらす。ことに
表面張力の小さいアルコール溶媒系は疎水性のポリオレ
フイン系微孔性フイルムによく含浸でき均一な処理がで
きるので好ましい。Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-204007 discloses a method of forming an organosiloxane compound film by plasma polymerization.However, as described in the text, a siloxane film is formed in a portion having extremely small pores. It is hard to be formed. Usually, the microporous film has a pore distribution although it depends on the manufacturing method. For example, even if the average pore diameter is 0.5 μm, the number of pores of 0.1 μm or less is not negligible. Therefore, even if a microporous film having a relatively wide pore distribution, for example, a microporous film obtained by the extraction method is treated by the plasma polymerization method, the siloxane film may be deposited unevenly, which is not desirable. In this regard, according to the process of treating and curing the film with the above-mentioned coating agent capable of forming a sirocysan film, the uniformity of the coating layer is improved and good results are obtained in terms of electrical characteristics. In particular, an alcohol solvent system having a small surface tension is preferable because a hydrophobic polyolefin-based microporous film can be well impregnated and uniform treatment can be performed.
本発明においては、必要に応じて該コート剤に界面活
性剤を混合しておき、あるいは該コート剤の塗布前もし
くは塗布後に界面活性剤を塗布しても良い。こうすると
フイルム表面の表面張力が増大し、水あるいは電解液の
含浸性が良好となり好ましい。In the present invention, if necessary, a surfactant may be mixed with the coating agent, or a surfactant may be applied before or after application of the coating agent. In this case, the surface tension of the film surface is increased, and the impregnation with water or the electrolytic solution is improved, which is preferable.
ここで、該コート剤に界面活性剤を混合しておき塗布
する方法であると、処理効果の持続性に優れ好ましく、
コート剤に少なくとも非イオン系界面活性剤を1〜50wt
%含有せしめておくとシロキサンコート効果を阻害せず
に親水処理効果が発揮されるので好ましい。Here, it is preferable to apply a method in which a surfactant is mixed with the coating agent and then applied, since the treatment effect is excellent in persistence,
At least 1-50wt of nonionic surfactant in coating agent
% Is preferred because the hydrophilic treatment effect is exhibited without inhibiting the siloxane coating effect.
[発明の効果] 本発明の効果を以下に列挙する。[Effects of the Invention] The effects of the present invention are listed below.
(1) 微孔性フイルムを構成するフィブリル表面に形
成されたシロキサンコート層が印加された張力による変
形量を減少させ、素子巻性を向上させる。(1) The siloxane coat layer formed on the surface of the fibril constituting the microporous film reduces the amount of deformation due to the applied tension and improves the winding property of the element.
(2) 加熱時の変形量が減少し、素子の耐半田性が向
上する。(2) The amount of deformation during heating is reduced, and the solder resistance of the element is improved.
(3) シロキサンコート層に界面活性剤を含浸させて
おくと、親水化処理効果の持続性に優れ、長期信頼性が
ます。(3) If the siloxane coat layer is impregnated with a surfactant, the hydrophilizing effect is excellent and the long-term reliability is high.
以上のように、本発明は電解セパレータとして好適な
特性を有しており、ことに、電解コンデンサ、電気二重
層コンデンサ等のセパレータとして優れた特性を発揮す
る。As described above, the present invention has suitable characteristics as an electrolytic separator, and particularly exhibits excellent characteristics as separators for electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, and the like.
[特性の評価方法及び効果の評価方法] 次にこの発明に関する特性の測定方法及び効果の評価
方法をまとめて示す。[Method for Evaluating Characteristics and Method for Evaluating Effects] Next, methods for measuring characteristics and methods for evaluating effects according to the present invention will be summarized.
(1) シロキサンコート量 ソックスレー抽出器を用いて、エチルアルコールで2
時間抽出の後、60℃にて2時間真空乾燥し、カンプル重
量を測定する(W)。該サンプルを20%水酸化ナトリウ
ム(もしくは水酸化カリウム)含エチルアルコール水溶
液(50℃)に24時間浸漬し、十分に水洗の後に、再度エ
チルアルコール抽出を行ない、60℃にて2時間真空乾燥
後重量(W′)を測定し次式で求めた。なお、シロキサ
ン抽出アルカリ溶液中のエチルアルコール濃度は、微孔
性フイルムに溶液が均一に含浸できるように適宜変更し
てもよい。(1) Siloxane coat amount Using a Soxhlet extractor, add 2
After the time extraction, vacuum drying is performed at 60 ° C. for 2 hours, and the weight of the campul is measured (W). The sample was immersed in a 20% aqueous solution of sodium hydroxide (or potassium hydroxide) in ethyl alcohol (50 ° C.) for 24 hours, washed thoroughly with water, extracted again with ethyl alcohol, and vacuum-dried at 60 ° C. for 2 hours. The weight (W ') was measured and determined by the following equation. The concentration of ethyl alcohol in the siloxane-extracted alkaline solution may be appropriately changed so that the solution can be uniformly impregnated into the microporous film.
Wsi=10×(W−W′)/W′(g) (2)極限粘度([η]) ASTM−D−1601に準じ、試料0.1gを135℃のテトラリ
ン100mlに完全溶解させ、この溶液を粘度計で135℃の恒
温槽中で測定して、比粘度Sより次式に従がって求め
る。Wsi = 10 × (W−W ′) / W ′ (g) (2) Intrinsic viscosity ([η]) According to ASTM-D-1601, 0.1 g of sample is completely dissolved in 100 ml of tetralin at 135 ° C. Is measured in a thermostat at 135 ° C. with a viscometer, and determined from the specific viscosity S according to the following equation.
[η]=S/{0.1×(1+0.22×S)} (2) アイソタクチックインデックス(II) 試料をエチルアルコールで洗浄後、アルカリ溶液等
で、コーティング層を除去後、エチルアルコールで洗浄
し、試料を130℃で2時間真空乾燥する。これから重量
W(mg)の試料を取り、ソックスレー抽出器に入れ、沸
騰n−ヘプタンで12時間抽出する。[Η] = S / {0.1 x (1 + 0.22 x S)} (2) Isotactic index (II) After washing the sample with ethyl alcohol, remove the coating layer with an alkaline solution or the like, and then wash with ethyl alcohol Then, the sample is vacuum dried at 130 ° C. for 2 hours. From this a sample of weight W (mg) is taken, placed in a Soxhlet extractor and extracted with boiling n-heptane for 12 hours.
次に、この試料を取出し、アセトンで十分洗浄した
後、130℃6時間真空乾燥し、その後重量W′(mg)を
測定し、次式で求める。Next, this sample is taken out, sufficiently washed with acetone, vacuum-dried at 130 ° C. for 6 hours, and thereafter, the weight W ′ (mg) is measured, and the weight W ′ (mg) is determined by the following equation.
II(%)=(W′/W)×100 (3) 表面空孔径(a) サンプル表面の走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行な
い、観測視野に200±50の微細孔が入るように調整し、
ほぼ表面に存在すると認識される微細孔を楕円として近
似して、孔径の長軸(ax)及び短軸(az)を測定し、お
のおのの平均をもとめ、次式示す相乗平均を表面空孔径
とする。なお,空孔の内部にフイブリル状物(単数ある
いは複数)がある場合、このフイブリル状物は測定より
除外し、また0.01μm以下の構造(フイブリル等)につ
いても同様に除外した。II (%) = (W '/ W) x 100 (3) Surface pore diameter (a) Observe the surface of the sample with a scanning electron microscope (SEM) and adjust so that 200 ± 50 micropores enter the observation field of view. And
The major axis (ax) and minor axis (az) of the pore diameter are measured by approximating the micropores recognized as existing on the surface as an ellipse, the average of each is determined, and the geometric mean expressed by the following equation is calculated as the surface pore diameter. I do. In addition, when there was a fibril-like substance (single or plural) inside the pores, the fibril-like substance was excluded from the measurement, and the structure (fibril or the like) of 0.01 μm or less was similarly excluded.
(4) 断面孔形状 サンプルを液体窒素で凍結し、最大強度方向にそって
ミクロトームで断面を切り出し、走査型電子顕微鏡(SE
M)観察を行ない、表面空孔径の測定法に準じて楕円形
に近似し、断面の切り出し方向(=最大強度方向)の軸
長の平均値(Ca)、厚み方向の軸長の平均値(Cb)を測
定し、その比(Ca/Cb)を求めた。 (4) Cross-sectional hole shape The sample is frozen with liquid nitrogen, a cross section is cut out with a microtome along the direction of maximum intensity, and the sample is scanned with a scanning electron microscope (SE).
M) Observe and approximate to an ellipse according to the method of measuring the surface pore diameter, and calculate the average value of the axial length (Ca) in the sectioning direction (= maximum strength direction) and the average value of the axial length in the thickness direction ( Cb) was measured, and the ratio (Ca / Cb) was determined.
(5) 空孔率(P) 試料(10×10cm)流動パラフインに24時間浸漬し、表
層の流動パラフインを十分に拭き取った後の重量(W2)
を測定し、該試料の浸漬前の重量(W1)及び流動パラフ
インの密度(ρ)より次式で求める。(5) Porosity (P) Sample (10 × 10cm) Weight after immersing in liquid paraffin for 24 hours and thoroughly wiping the surface liquid paraffin (W2)
Is determined by the following equation from the weight (W1) of the sample before immersion and the density (ρ) of the liquid paraffin.
P=(W2−W1)/(V×ρ) ここで、Vは試料の見かけ体積(厚み、寸法より計算
される値)である。P = (W2−W1) / (V × ρ) Here, V is the apparent volume (value calculated from the thickness and dimensions) of the sample.
(6) 透水量 サンプルの空孔部を全て水で置換した後、測定セル
(Sartorius社製、フイルターホルダーSM165 08 Bタ
イプ、有効透過面積が1.3×10-3m2に装着し、125mmHgの
静水圧にて水を供給して、50gの水が透過するまでの時
間T(分)を測定し、下式で透水量を求めた。(温度25
℃) 透水量[g/m2・mmHg・分] =50/11.3×10-3×125×T) (6) ESR(透過直列抵抗) 電解液として、γブチロラクトン80wt%+0−フタル
酸12.43wt%+トリエチルアミン7.57wt%の構成のもの
を用意して、微孔性フイルム33(±3)mmの方形にサン
プリングして、電解液を含浸の後、5枚重ねとして電極
間にはさみ、250gの荷重下、25℃、1kHzでのインピーダ
ンスを測定して、セパレータ1枚あたりののESR成分を
求めた。(6) Permeability After all pores of the sample were replaced with water, a measuring cell (manufactured by Sartorius, filter holder SM16508B type, with an effective permeation area of 1.3 × 10 -3 m 2 , and a static pressure of 125 mmHg) Water was supplied at a water pressure, and a time T (minute) until 50 g of water permeated was measured, and the amount of water permeation was determined by the following equation (temperature 25).
℃) Water permeability [g / m 2 · mmHg · min] = 50 / 11.3 × 10 -3 × 125 × T) (6) ESR (permeation series resistance) As electrolyte, γ-butyrolactone 80wt% + 0-phthalic acid 12.43wt % + Triethylamine 7.57 wt%, sampled into a microporous film of 33 (± 3) mm square, impregnated with electrolyte, sandwiched between five electrodes, sandwiched between electrodes, 250 g The impedance at 25 ° C. and 1 kHz under load was measured, and the ESR component per one separator was determined.
条件は以下の通り。 The conditions are as follows.
電極:白金黒処理白金電極25mm□ インピーダンス特性測定装置 安藤電気(株)製LCRメーターAG−4311 (7) 素子巻テスト方法 サンプルフイルム(セパレータ)を4mm幅にスリット
した。次に陽極化成アルミ箔と陰極アルミ箔とを用意し
サンプルフイルムと交互に重ね電解コンデンサの子巻テ
ストを行なった。この際に巻子巻性を以下のような基準
で分類した。Electrode: Platinum black-treated platinum electrode 25mm □ Impedance characteristic measuring device LCR meter AG-4431 manufactured by Ando Electric Co., Ltd. (7) Element winding test method A sample film (separator) was slit into a 4 mm width. Next, anodized aluminum foil and cathode aluminum foil were prepared, and alternately stacked with the sample film, and a child winding test of the electrolytic capacitor was performed. At this time, the winding property was classified according to the following criteria.
・素子巻できなかったもの :× ・素子巻はできたものの巻が乱れて コンデンサとして使用できないもの:△ ・素子巻上問題の無かったもの :○ (8) ヤング率 長手方向のヤング率をASTM D882−64Tに準じて測定
した。なお、厚みは、ダイアルゲージタイプ厚み計(測
定子5mmφ平型)を用い測定した。-The element could not be wound: ×-The element could be wound but the winding was disturbed and it could not be used as a capacitor: △-There was no element winding problem: ○ (8) Young's modulus The longitudinal Young's modulus was ASTM. It was measured according to D882-64T. The thickness was measured using a dial gauge type thickness gauge (probe 5 mm in diameter flat type).
[実施例] 次にこの発明の実施例及び比較例を示し、この発明の
効果をより具体的に説明する。[Examples] Next, examples of the present invention and comparative examples will be shown, and the effects of the present invention will be described more specifically.
実施例1〜2および比較例1〜2 ポリオレフイン樹脂として、ポリプロピレン(PP)パ
ウダー(三井東圧ノーブレンEBタイプ:[η]=2.95dl
/g)を用意し、ジシクロヘキシルフタレート(DCHP;大
阪有機化学(株)製)およびPPの安定剤を以下の組成比
にて2軸押出機にて溶融ブレンドしペレット化した。Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 As a polyolefin resin, polypropylene (PP) powder (Mitsui Toatsu Noblen EB type: [η] = 2.95 dl)
/ g), dicyclohexyl phthalate (DCHP; manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) and a PP stabilizer were melt-blended with a twin screw extruder at the following composition ratio and pelletized.
PP :100重量部 DCHP :150重量部 BHT :0.8重量部 イルガノックス1010:0.3重量部 (BHT:住友化学製、イルガノックス1010:チバガイギー
製) こうして得られたペレットを40mmφ単軸押出機にて24
0℃にて溶融押出し、75℃の冷却ドラム上に静電印加法
を用いて密着させつつ、シート状に冷却固化した。PP: 100 parts by weight DCHP: 150 parts by weight BHT: 0.8 parts by weight Irganox 1010: 0.3 parts by weight (BHT: manufactured by Sumitomo Chemical, Irganox 1010: manufactured by Ciba Geigy)
It was melt-extruded at 0 ° C. and cooled and solidified into a sheet while being adhered onto a cooling drum at 75 ° C. using an electrostatic application method.
シートの厚みは85μmであり、引き続き50℃の1−1
−1トリクロルエタン抽出槽に導いて、添加したDCHPの
99%以上を抽出した。The thickness of the sheet is 85 μm,
-1 to the trichloroethane extraction tank,
More than 99% were extracted.
以上のようにして得られた抽出シートを延伸装置に導
き、長手方向にロール延伸法により3倍に延伸した後ス
テンターに導いて130℃にて1.4倍に延伸し140℃にて幅
方向に5%のリラックスを許しつつ熱固定を行ない巻取
った。The extraction sheet obtained as described above is guided to a stretching device, stretched 3 times in the longitudinal direction by a roll stretching method, then guided to a stenter, stretched 1.4 times at 130 ° C., and 5 times in the width direction at 140 ° C. It was heat-fixed and wound up, allowing for a% relaxation.
このようにして得られたフイルムをシロキサンコート
剤(“コルコート"N−103X)をコートして、120℃にて
キュアリングした。The film thus obtained was coated with a siloxane coating agent (“Colcoat” N-103X) and cured at 120 ° C.
ここでコート量を表1のように変化させた際の機械特
性と素子巻性との関係を示す。Here, the relationship between the mechanical properties and the element winding properties when the coating amount is changed as shown in Table 1 is shown.
表1から判るように、最適コート量を塗布した実施例
1および2ではヤング率が高く、素子巻性に優れ、ESR
も小さく電解コンデンサ用セパレータとして優れている
ことが判る。As can be seen from Table 1, in Examples 1 and 2 where the optimum coating amount was applied, the Young's modulus was high, the element winding property was excellent, and the ESR was high.
It is also found to be small and excellent as a separator for electrolytic capacitors.
実施例3 上述の様にして得られた未処理フイルムに“コルコー
ト"N−103XをPP10gに対して1gおよび界面活性剤として
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(“ノニポ
ール"95、三洋化成(株)製)を0.5g塗布した。Example 3 1 g of "Colcoat" N-103X per 10 g of PP and polyoxyethylene nonylphenyl ether ("Nonipol" 95, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) as a surfactant were added to the untreated film obtained as described above. ) Was applied in an amount of 0.5 g.
こうして得られた微孔性フイルムを4mm幅にスリット
して、220μFの電解コンデンサを50個作成した。素子
巻上問題は無かった。The microporous film thus obtained was slit to a width of 4 mm to prepare 50 electrolytic capacitors of 220 μF. There was no element winding problem.
この素子をプリント基盤実装試験を行なった(半田浴
260℃×10秒)。This device was subjected to a printed circuit board mounting test (solder bath
260 ° C x 10 seconds).
この結果、破損した素子も無く、またtanδの変化率
*も小さかった。As a result, there were no damaged elements, and the rate of change * of tan δ was small.
*tanδ変化率(%) =(実装テスト後のtanδ−テスト前のta nδ)/テスト前のtanδ×100 比較例3 ポリオレフイン樹脂として、PPペレット(住友化学
(株)製WF900タイプ)を230℃で溶融押出し、ドラフト
比50にて65℃の水槽中で冷却固化した。こうして得られ
たキャストフイルムを150℃2分間熱処理した結果、特
公昭50−2176に記載の弾性回復率が92%のフイルムが得
られた。次いで、該熱処理フイルムを60℃、延伸速度10
0%/分にて2倍に延伸し、さらに130℃にて1.5倍延伸
の後、150℃にて5分間熱処理しまき取った。膜厚は25
μmであった。こうして得られた微孔膜に界面活性剤と
して“ノニポール95"(三洋化成(株)製、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル)を用い親水化処理し
た後、実施例3と同様に電解コンデンサを作成しテスト
を行なった。* Tan δ change rate (%) = (tan δ after mounting test-tan δ before test) / tan δ before test × 100 Comparative Example 3 PP pellet (WF900 type, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) as a polyolefin resin at 230 ° C At a draft ratio of 50 and cooled and solidified in a water bath at 65 ° C. The cast film thus obtained was heat-treated at 150 ° C. for 2 minutes. As a result, a film having an elastic recovery rate of 92% described in Japanese Patent Publication No. 50-2176 was obtained. Next, the heat-treated film was heated at 60 ° C. at a stretching speed of 10 ° C.
The film was stretched twice at 0% / min, further stretched 1.5 times at 130 ° C., and then heat-treated at 150 ° C. for 5 minutes. 25 film thickness
μm. The microporous membrane thus obtained was hydrophilized using "Nonipol 95" (polyoxyethylene nonyl phenyl ether, manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) as a surfactant. Tested.
この結果を実施例3と比較して表2に示すが、実施例
3と比較して耐半田性に劣り、素子の破損が少数量確認
され、tanδ増加率が大きく、信頼性に劣ることが判
る。The results are shown in Table 2 in comparison with Example 3. As shown in Table 2, the solder resistance was inferior to that of Example 3, a small amount of element damage was confirmed, the tan δ increase rate was large, and the reliability was inferior. I understand.
以上の実施比較例から判断できるように本発明は、セ
パレータ用として優れた特性を有していることが判る。As can be seen from the above comparative examples, it can be seen that the present invention has excellent characteristics for a separator.
Claims (1)
であり、微孔性フイルムを構成するポリオレフイン10g
当たり0.1〜6gのシロキサン重合体を主体とする塗布層
を有することを特徴とする電解セパレータ用ポリオレフ
イン微孔性フイルム。1. A surface vacancy diameter of 0.05 to 3 μm and a porosity of 30 to 90%.
10g of polyolefin which constitutes a microporous film
A polyolefin microporous film for an electrolytic separator, comprising a coating layer mainly composed of 0.1 to 6 g of a siloxane polymer per unit.
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