JP3436055B2 - Battery separator - Google Patents

Battery separator

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JP3436055B2
JP3436055B2 JP06421197A JP6421197A JP3436055B2 JP 3436055 B2 JP3436055 B2 JP 3436055B2 JP 06421197 A JP06421197 A JP 06421197A JP 6421197 A JP6421197 A JP 6421197A JP 3436055 B2 JP3436055 B2 JP 3436055B2
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porous
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polypropylene
battery separator
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政行 木内
友二 中北
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、突き刺し強度と縦
裂き性の改良された延伸法により製造された積層多孔質
フィルムである電池用セパレータに関する。さらに詳し
くは、本発明は中間層が多孔質ポリエチレンフィルムで
その両外層が多孔質ポリプロピレンフィルムからなる積
層多孔質フィルムである電池用セパレータにおいて、積
層多孔質フィルムの各構成フィルムである多孔質ポリエ
チレンフィルムと多孔質ポリプロピレンフィルムとを所
定の厚み比率とすることにより、さらに好ましくは特定
の極大孔径及びガーレー値とすることにより、突き刺し
強度及び縦裂き性のより改良された電池用セパレータに
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery separator which is a laminated porous film produced by a stretching method with improved puncture strength and longitudinal tearability. More specifically, the present invention relates to a battery separator in which the intermediate layer is a porous polyethylene film and both outer layers are porous polypropylene films, and a porous polyethylene film which is each constituent film of the laminated porous film. The present invention relates to a battery separator in which the puncture strength and the longitudinal tearability are further improved by making the porous polypropylene film and the porous polypropylene film have a predetermined thickness ratio, and more preferably a specific maximum pore size and a Gurley value.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電池用セパレータとしてポリオレ
フィン系多孔質フイルムが使用されてきたが、近年技術
の高度化に伴い、リチウム電池等においては高精度、高
機能のセパレータが要求されるようになり、従来の単層
多孔質フイルムに代えて積層多孔質フイルムのセパレー
タが注目されるようになってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, polyolefin-based porous films have been used as battery separators, but with the advance of technology in recent years, high-precision and high-performance separators are required for lithium batteries and the like. In place of the conventional single-layer porous film, a laminated porous film separator has attracted attention.

【0003】電池には正負両極の短絡防止のためにセパ
レータが介在しているが、近年高エネルギー密度、高起
電力、自己放電の少ないリチウム電池のような非水電解
液電池、特にリチウム二次電池が開発、実用化されてい
る。リチウム電池の負極としては例えば金属リチウム、
リチウムと他の金属との合金、カーボンやグラファイト
等のリチウムイオンを吸着する能力又はインターカレー
ションにより吸蔵する能力を有する有機材料、リチウム
イオンをドーピングした導電性高分子材料等が知られて
おり、また正極としては例えば(CFx n で示される
フッ化黒鉛、MnO2 、V2 5 、CuO、Ag2 Cr
4 、TiO2 等の金属酸化物や硫化物、塩化物が知ら
れている。
A separator is interposed in the battery to prevent short circuit between the positive and negative electrodes. In recent years, a non-aqueous electrolyte battery such as a lithium battery having high energy density, high electromotive force and little self-discharge, particularly a lithium secondary battery. Batteries have been developed and put into practical use. As a negative electrode of a lithium battery, for example, metallic lithium,
An alloy of lithium and another metal, an organic material having an ability to adsorb lithium ions such as carbon and graphite or an ability to occlude by intercalation, a conductive polymer material doped with lithium ions, etc. are known. Examples of the positive electrode include fluorinated graphite represented by (CF x ) n , MnO 2 , V 2 O 5 , CuO, and Ag 2 Cr.
Metal oxides such as O 4 and TiO 2 , sulfides, and chlorides are known.

【0004】また非水電解液として、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、
アセトニトリル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン等の有機溶媒にLiPF6 、LiBF4 、L
iClO4 、LiCF3 SO 3 等の電解質を溶解したも
のが使用されている。しかしリチウムは特に反応性が強
いため、外部短絡や誤接続等により異常電流が流れた場
合、電池温度が著しく上昇して発火等の事故につながっ
たり、これを組み込んだ機器に熱的ダメージを与える懸
念がある。このような危険性を回避するために、従来セ
パレータとして下記のような種々の多孔質フイルムの使
用が提案されている。
As a non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate is used.
, Propylene carbonate, γ-butyrolactone,
Acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, tetrahi
LiPF in organic solvents such as Drofran6, LiBFFour, L
iClOFour, LiCF3SO 3Also dissolved electrolyte such as
Is used. However, lithium is particularly reactive
Therefore, if an abnormal current flows due to an external short circuit or incorrect connection, etc.
Battery temperature rises significantly, leading to an accident such as ignition.
Or thermal damage to equipment incorporating it.
I have a reminder. In order to avoid such a risk, conventional security
The following various porous films are used as a palletizer.
Is proposed.

【0005】ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可
塑性樹脂の単層の多孔質フイルム(特公昭46−401
19号公報、特公昭55−32531号公報、特公昭5
9−37292号公報、特開昭60−23954号公
報、特開平2−75151号公報、米国特許第3679
538号明細書等)。 分子量の異なるポリエチレン混合物やポリエチレンと
ポリプロピレンの混合物を素材とした多孔質フイルム
(特開平2−21559号公報、特開平5−33130
6号公報等)。 支持体に熱可塑性樹脂や不織布を用いた多孔質フイル
ム(特開平3−245457公報、特開平1−2583
58公報等)。 材質の異なる熱可塑性樹脂の多孔質膜が複数枚積層さ
れた積層多孔質フイルム(特開昭62−10857号公
報、特開昭63−308866号公報、特開平2−77
108号公報、特開平5−13062号公報、特公平3
−65776号公報、特開平6−55629号公報、特
開平6−20671号公報、特開平7−307146号
公報等)。上記多孔質フイルムは、一般に未延伸のフイ
ルムを延伸により多孔化する延伸法や、抽出可能な充填
剤、可塑剤等を配合した未延伸フイルムから溶媒で充填
剤、可塑剤等を抽出して多孔化する抽出法で製造されて
いる。
A single layer porous film of a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene (Japanese Patent Publication No. 46-401).
19, Japanese Patent Publication No. 55-32531, Japanese Patent Publication No. 5
9-37292, JP-A-60-23954, JP-A-2-75151, and US Pat. No. 3679.
No. 538, etc.). Porous film made of a polyethylene mixture having different molecular weights or a mixture of polyethylene and polypropylene (Japanese Patent Laid-Open No. 21559/1990, 33130/1993).
No. 6, etc.). Porous film using a thermoplastic resin or a non-woven fabric as a support (JP-A-3-245457, JP-A1-2583)
58, etc.). A laminated porous film in which a plurality of porous films of thermoplastic resins having different materials are laminated (JP-A-62-10857, JP-A-63-308866, JP-A-2-77).
108, JP-A-5-13062, and Japanese Patent Publication No. 3
-65776, JP-A-6-55629, JP-A-6-20671, JP-A-7-307146). The above-mentioned porous film is generally a stretching method in which an unstretched film is made porous by stretching, a filler that can be extracted, a filler, a plasticizer, and the like are extracted from the unstretched film with a solvent to extract the filler, the plasticizer, etc. It is manufactured by an extraction method that changes

【0006】単層又は積層多孔質フイルムをセパレータ
として使用する基本的な考え方は、両極間の短絡防止、
電池電圧の維持等を図ると共に、異常電流等で電池の内
部温度が所定温度以上に上昇したときに、多孔質フイル
ムを無孔化させて、換言すると孔を塞いで、両極間にイ
オンが流れないように電気抵抗を増大させ、電池機能を
停止させて過度の温度上昇による発火等の危険を防止し
安全性を確保することにある。過度の温度上昇による危
険防止機能は、電池用セパレータとして極めて重要な機
能であり、一般に無孔化或いはシャットダウン(SDと
略称)と呼ばれている。
The basic idea of using a single-layer or laminated porous film as a separator is to prevent short circuit between both electrodes,
While maintaining the battery voltage, etc., when the internal temperature of the battery rises above a certain temperature due to abnormal current, etc., the porous film is made non-porous, in other words, the pores are blocked and ions flow between the electrodes. To prevent this, increase the electric resistance and stop the battery function to prevent the danger of ignition due to excessive temperature rise and to ensure safety. The danger prevention function due to excessive temperature rise is an extremely important function as a battery separator, and is generally called non-porous or shutdown (abbreviated as SD).

【0007】電池用セパレータにおいては、無孔化温度
が低すぎると、僅かな温度上昇でイオンの流れが阻止さ
れるため実用性の面で問題があり、また逆に高すぎると
リチウム電池等においては発火等を引き起こす危険性が
あるため安全性の面で問題がある。一般に無孔化温度は
110〜160°C、好ましくは120〜150°Cが
好適と認識されている。セパレータに多孔質フイルムを
使用した電池において、電池内の温度が多孔質フィルム
の耐熱温度を越えて上昇した場合、フイルムが溶断して
破れが生じ、無孔化状態が喪失して、再びイオンが流れ
だし更なる温度上昇を招く。それ故電池用セパレータと
しては適当な無孔化温度を有し、耐熱温度が高いという
特性が要求される。また電池用セパレータとしては、前
記無孔化に関する特性の他に、電気抵抗が低いこと、引
張弾性率、突き刺し強度等の機械的強度が高いこと、厚
みムラや電気抵抗等のバラツキが小さいこと等が要求さ
れる。
In the battery separator, if the non-porous temperature is too low, there is a problem in practical use because the flow of ions is blocked by a slight temperature rise, and conversely, if it is too high, in a lithium battery or the like. Has a problem in terms of safety because it may cause a fire. It is generally recognized that a non-porous temperature of 110 to 160 ° C, preferably 120 to 150 ° C is suitable. In a battery that uses a porous film as a separator, when the temperature inside the battery rises above the heat-resistant temperature of the porous film, the film melts and breaks, the non-porous state is lost, and the ions are regenerated. It begins to flow and causes further temperature rise. Therefore, the battery separator is required to have appropriate porosity-free temperature and high heat resistance. Further, as the battery separator, in addition to the characteristics relating to the non-pore formation, low electric resistance, high tensile strength, high mechanical strength such as puncture strength, and small variations in thickness unevenness and electric resistance, etc. Is required.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】多孔質フイルムは前記
〜のように種々のものが提案されているが、電池用
セパレータとして、ポリオレフィン、例えばポリプロピ
レンの単層多孔質フイルムは無孔化温度が170°C程
度以上とリチウムの融点に近いという難点があり、ポリ
エチレンの単層多孔質フイルムは無孔化温度が135°
C前後と適当な温度ではあるが、耐熱温度が145°C
程度であるという他に、突き刺し強度が低いため電池の
生産工程及び使用中に穴があきやすいという難点があ
り、ポリオレフィン単層の多孔質フイルムは電池用セパ
レータとして安全面及び強度面等で更に改良の余地があ
る。
Various porous films have been proposed as mentioned above, but as a battery separator, a single layer porous film of polyolefin such as polypropylene has a non-porous temperature of 170. There is a problem that it is close to the melting point of lithium at around ° C or higher, and the single-layer porous film of polyethylene has a non-porous temperature of 135 °.
Although it is an appropriate temperature around C, the heat resistant temperature is 145 ° C.
In addition to the above, the piercing strength is low and there is a problem that holes are easily formed during the battery production process and during use.The polyolefin single-layer porous film is further improved in terms of safety and strength as a battery separator. There is room for

【0009】また、分子量の異なるポリエチレン混合物
を多孔化した多孔質フイルムは、耐熱温度が150°C
程度と上記ポリエチレンの単層多孔質フイルムよりも若
干高くなる程度である。またポリエチレンとポリプロピ
レンの混合物を延伸して多孔化した海島構造の多孔質フ
イルムは、耐熱温度180°C程度でポリエチレン混合
物の場合よりもSD機能は改良されるが機械的性質等は
未だ十分とは言えず、また混合物を延伸して多孔化した
海島構造の形成は品質面でのバラツキが生じやすくその
再現性に難点がある。また、支持体に不織布等を用いた
多孔質フイルムは、不織布等に起因する安全性に難点が
あるだけでなく、安全面等に関しても上記ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の多孔質フイルムの場合と同様に
高温での信頼性の面で改良が必要である。
A porous film obtained by making a polyethylene mixture having different molecular weights porous has a heat resistant temperature of 150 ° C.
The degree is slightly higher than that of the single-layer porous film made of polyethylene. In addition, the sea-island structure porous film obtained by stretching a mixture of polyethylene and polypropylene to make it porous has an improved SD function at a heat-resistant temperature of about 180 ° C compared with the case of the polyethylene mixture, but its mechanical properties are not sufficient. It cannot be said that the formation of the sea-island structure in which the mixture is stretched to make it porous is likely to cause variations in quality, and there is a problem in reproducibility. Further, a porous film using a non-woven fabric or the like as a support has not only safety problems due to the non-woven fabric and the like, but also in terms of safety and the like, as in the case of the above-mentioned porous films such as polyethylene and polypropylene, high temperature In terms of reliability, it is necessary to improve.

【0010】材質の異なる熱可塑性樹脂の多孔質膜が複
数枚重ね合わされて積層された積層多孔質フイルムにつ
いては、予めフイルムを延伸法、抽出法等で多孔化して
2種類の材質や融点の異なる多孔質フイルムを製造した
後これを重ね合わせ、延伸、圧着、接着剤による接着等
によって製造されるか、融点の異なるポリオレフィンを
熱圧着した積層フィルムを延伸法等により多孔化する等
の方法で製造されている。
Regarding a laminated porous film in which a plurality of porous films of thermoplastic resins of different materials are laminated and laminated, the film is preliminarily made porous by a stretching method, an extraction method or the like, and two kinds of materials and melting points are different. After manufacturing a porous film, it is laminated, stretched, pressed, manufactured by bonding with an adhesive, or by a method of making a laminated film thermo-compressed with a polyolefin having a different melting point by a stretching method or the like. Has been done.

【0011】これらの積層多孔質フィルムは融点の異な
る2種類の多孔質フィルムを組み合わせることにより、
135℃程度の無孔化温度と180℃程度の耐熱温度を
持ち安全性に優れた電池用セパレータを提供する。また
機械的強度の異なる2種類の多孔質フィルムを組み合わ
せることにより突き刺し強度等の機械的強度の高い電池
用セパレータを提供することもでき、基本的には電池用
セパレータとして優れた特性を有している。
These laminated porous films are obtained by combining two kinds of porous films having different melting points,
Provided is a battery separator having a non-porous temperature of about 135 ° C. and a heat resistant temperature of about 180 ° C. and excellent in safety. Further, by combining two types of porous films having different mechanical strengths, it is possible to provide a battery separator having high mechanical strength such as piercing strength, and basically, it has excellent characteristics as a battery separator. There is.

【0012】また、これらの積層多孔質フィルムの多孔
化方法には大別して延伸法(乾式法)と抽出法(湿式
法)とがある、湿式法は材質や融点の異なる熱可塑性樹
脂に充填剤や可塑剤を配合した樹脂組成物を共押出して
積層フィルムを製造し、その後フィルムから充填剤や可
塑剤を抽出して多孔化して、積層多孔質フィルムを得る
方法であるが、これらの方法では充填剤や可塑剤の配合
や抽出を必要とし、微細で均一な孔径を有する積層多孔
質フィルムにするためには操作工程が複雑化するだけで
なく、抽出液の処理等の問題がある。これに対して延伸
法は、融点の異なる熱可塑性樹脂を共押出するかあるい
はそれぞれ別々に押出した後にラミネートしたものを延
伸多孔化するか、もしくは融点の異なる熱可塑性樹脂を
それぞれ別々に押出して延伸多孔化した後ラミネートす
る方法で製造される。これらの延伸法は全く溶剤を使用
しない乾式プロセスであるため極めて簡便で安全性に優
れ且つ低コストのプロセスである上に、微細で均一な孔
径の多孔質膜が得られる点で電池用セパレータの製造方
法として湿式法に比較して優れている。これらの優れた
特徴を有する延伸法により多孔化積層された積層多孔質
フィルムを使用した電池用セパレータとして各種のもの
が提案されているが、中間層に多孔質ポリエチレンフィ
ルム、その両外層に多孔質ポリプロピレンフィルムを使
用したものがそれらの融点の違い及び機械的強度の違い
をうまく生かすことにより、電池用セパレータに要求さ
れるSD特性等の安全性及び突き刺し強度等の機械的強
度を満足するものとして実用化され使用されている。し
かし延伸法で多孔化した多孔質フィルムは、鋭い突起等
で突き刺された場合に延伸方向に縦裂きしやすいという
欠点を有しておりその改良が指摘されていた。
[0012] Further, the methods for making these laminated porous films porous are roughly classified into a stretching method (dry method) and an extraction method (wet method). The wet method is a method in which thermoplastic resins having different materials and melting points are used as fillers. It is a method of producing a laminated film by coextruding a resin composition containing a plasticizer and a plasticizer, and then extracting a filler and a plasticizer from the film to make the film porous, but in these methods, In order to obtain a laminated porous film having a fine and uniform pore size, it is necessary to mix and extract a filler and a plasticizer, which not only complicates the operation process, but also has a problem such as treatment of the extract. On the other hand, the stretching method is to co-extrude thermoplastic resins having different melting points, or stretch and permeate laminates obtained by separately extruding them, or to extrude and stretch thermoplastic resins having different melting points separately. It is manufactured by a method of laminating after making it porous. Since these stretching methods are dry processes that do not use any solvent at all, they are extremely simple and excellent in safety and are low-cost processes, and in addition, a porous membrane with a fine and uniform pore size can be obtained. It is superior to the wet method as a manufacturing method. Various types have been proposed as battery separators that use a laminated porous film that is porous-laminated by a stretching method having these excellent characteristics, but a porous polyethylene film is used as the intermediate layer and a porous film is used as both outer layers. By utilizing the difference in melting point and the difference in mechanical strength of polypropylene film, it is possible to satisfy the safety such as SD characteristics and the mechanical strength such as piercing strength required for battery separators. It has been put to practical use. However, the porous film made porous by the stretching method has a drawback that it is liable to be longitudinally split in the stretching direction when pierced by a sharp projection or the like, and its improvement has been pointed out.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、延伸法により
多孔化された中間層が多孔質ポリエチレンフィルムでそ
の両外層がポリプロピレンフィルムからなる少なくとも
3層からなる積層多孔質フィルムである電池用セパレー
タにおいて、100%伸張時の弾性回復率が80〜94
%のポリプロピレンフィルムと50%伸張時の弾性回復
率が50〜80%のポリエチレンフィルムとを積層して
得られる積層フィルムを延伸法により多孔化された積層
多孔質フィルムであって、中間層の多孔質ポリエチレン
フィルムの厚さが両外層の多孔質ポリプロピレンフィル
ムの平均厚さより大なる積層多孔質フィルムであること
を特徴とする電池用セパレータに関する。また、本発明
は、延伸法により多孔化された中間層が多孔質ポリエチ
レンフィルムでその両外層がポリプロピレンフィルムか
らなる少なくとも3層からなる積層多孔質フィルムであ
る電池用セパレータの製造方法において、100%伸張
時の弾性回復率が80〜94%のポリプロピレンフィル
ムと50%伸張時の弾性回復率が50〜80%のポリエ
チレンフィルムとを積層して得られる積層フィルムをマ
イナス20℃〜プラス50℃で低温延伸した後、70〜
130℃で高温延伸し、中間層の多孔質ポリエチレンフ
ィルムの厚さが両外層の多孔質ポリプロピレンフィルム
の平均厚さより大なる積層多孔質フィルムとすることを
特徴とする電池用セパレータの製造方法に関する。本発
明において、積層多孔質フィルムの極大孔径は0.14
μmよりも小さいことが好ましい。また本発明におい
て、積層多孔質フィルムのガーレー値が500sec/
100ccよりも大きいことが好ましい。
The present invention provides a battery separator in which the intermediate layer made porous by a stretching method is a porous polyethylene film and both outer layers are at least three layers made of polypropylene film. In, the elastic recovery rate at 100% elongation is 80 to 94
% Polypropylene film and elastic recovery at 50% elongation
Laminated with polyethylene film with a rate of 50-80%
The resulting laminated film is made porous by a stretching method
The present invention relates to a battery separator, which is a porous film and is a laminated porous film in which the thickness of the porous polyethylene film of the intermediate layer is larger than the average thickness of the porous polypropylene films of both outer layers. Also, the present invention
Is a porous polyethylene whose intermediate layer is made porous by the stretching method.
Ren film and both outer layers are polypropylene films
A laminated porous film comprising at least three layers
100% elongation in the manufacturing method of battery separator
Polypropylene fill with elastic recovery of 80-94%
Polyurethane with 50% to 80% elastic recovery at 50% elongation
A laminated film obtained by laminating a polyethylene film
After the low temperature drawing at the eggplant 20 ° C to plus 50 ° C, 70
It was drawn at a high temperature of 130 ° C and the intermediate layer of porous polyethylene fiber was drawn.
Porous polypropylene film with film thickness on both outer layers
Of a laminated porous film with a thickness greater than the average thickness of
The present invention relates to a method for manufacturing a battery separator having a feature. In the present invention, the maximum pore size of the laminated porous film is 0.14.
It is preferably smaller than μm. In the present invention, the Gurley value of the laminated porous film is 500 sec /
It is preferably larger than 100 cc.

【0014】本発明に使用されるポリエチレン及びポリ
プロピレンは、界面活性剤、老化防止剤、可塑剤、難燃
剤、着色剤等の添加剤等が適宜含まれていても良い。ポ
リプロピレンは立体規則性の高いものが好ましく、ポリ
エチレンは高密度ポリエチレンが好ましいが中密度ポリ
エチレンでもよい。本発明の電池用セパレータである積
層多孔質フィルムは中間層に多孔質ポリエチレンフィル
ムその両外層に多孔質ポリプロピレンフィルムで構成さ
れている。積層多孔質フィルムを製造する方法としては
公知の方法で製造することができる(特開平4−181
651号公報、特開平7−307146号公報、特開平
8−222197号公報等)。製造方法の具体例として
は、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムと
を溶融共押出した後延伸多孔化する方法、ポリエチレン
フィルムとポリプロピレンフィルムとをそれぞれ別々に
溶融押出し積層した後延伸多孔化する方法、ポリエチレ
ンフィルムとポリプロピレンフィルムとをそれぞれ別々
に溶融押出し延伸多孔化した後積層する方法等がある。
いずれの方法でも本発明の電池用セパレータを製造する
ことができる。溶融押出方法はTダイによる溶融押出成
形法、インフレーション法等により行われる。例えばフ
ィルムをTダイにより溶融成形する場合、一般にそれぞ
れの樹脂の溶融温度より20〜60℃高い温度で、ドラ
フト比10〜1000、好ましくは100〜500のド
ラフト比で行われ、また引取速度は特に限定されないが
通常10〜100m/分で成形される。溶融押出された
フィルムは結晶性及びその配向性を高めるために熱処理
される。
The polyethylene and polypropylene used in the present invention may optionally contain additives such as a surfactant, an antioxidant, a plasticizer, a flame retardant and a coloring agent. Polypropylene is preferably one having high stereoregularity, and polyethylene is preferably high-density polyethylene, but medium-density polyethylene may be used. The laminated porous film which is the battery separator of the present invention comprises a porous polyethylene film as an intermediate layer and a porous polypropylene film as both outer layers. The laminated porous film can be produced by a known method (Japanese Patent Laid-Open No. 4-181).
651, JP 7-307146 A, JP 8-222197 A, etc.). As a specific example of the production method, a method of melt-extruding a polyethylene film and a polypropylene film and then stretched and porousized, a method of separately melt-extruding and laminated polyethylene film and polypropylene film, and a method of stretched and porous, a polyethylene film and There is a method in which the polypropylene film and the polypropylene film are separately melt-extruded, stretched and porous, and then laminated.
The battery separator of the present invention can be produced by any method. The melt extrusion method may be a melt extrusion molding method using a T die, an inflation method, or the like. For example, when a film is melt-molded by a T-die, it is generally performed at a temperature 20 to 60 ° C. higher than the melting temperature of each resin, and a draft ratio of 10 to 1000, preferably 100 to 500, and a take-up speed is particularly Although not limited, it is usually molded at 10 to 100 m / min. The melt extruded film is heat treated to enhance its crystallinity and its orientation.

【0015】熱処理されたポリプロピレンフイルムは、
その複屈折が15×10-3〜21×10-3、好ましくは
17×10-3〜20×10-3で、100%伸長時の弾性
回復率が80〜94%、好ましくは84〜92%の範囲
にあるのが好適である。またポリエチレンフイルムは、
その複屈折が30×10-3〜48×10-3、好ましくは
35×10-3〜45×10-3で、50%伸長時の弾性回
復率が50〜80%、好ましくは60〜75%の範囲に
あるのが好適である。複屈折がこれらの範囲をはずれる
と、延伸しても多孔化が十分にできないので適当ではな
く、また弾性回復率が上記範囲をはずれた場合も多孔化
の程度が十分でなくなり、延伸後の積層多孔質フイルム
の孔径や孔径分布、空孔率、層間剥離強度、機械的強度
等に影響し品質にバラツキが生じ易くなる。
The heat-treated polypropylene film is
The birefringence is 15 × 10 −3 to 21 × 10 −3 , preferably 17 × 10 −3 to 20 × 10 −3 , and the elastic recovery rate at 100% elongation is 80 to 94%, preferably 84 to 92. It is preferably in the range of%. The polyethylene film is
Its birefringence is 30 × 10 −3 to 48 × 10 −3 , preferably 35 × 10 −3 to 45 × 10 −3 , and the elastic recovery rate at 50% elongation is 50 to 80%, preferably 60 to 75. It is preferably in the range of%. When the birefringence is out of these ranges, it is not suitable because the porosity cannot be sufficiently obtained even by stretching, and even when the elastic recovery ratio is out of the above range, the degree of porosity becomes insufficient, and lamination after stretching The quality of the porous film tends to vary due to the influence on the pore size and pore size distribution, the porosity, the delamination strength, the mechanical strength and the like.

【0016】本発明において、複屈折は偏光顕微鏡を使
用し、直交ニコル下でベレックコンペンセータを用いて
測定された値である。また、弾性回復率は、次の式
(1)及び(2)による。式(1)はポリプロピレンフ
イルムの場合、式(2)はポリエチレンフイルムの場合
である。なお、ポリプロピレンフイルムは、25°C、
65%相対湿度において試料幅10mm、長さ50mm
で引張試験機にセットし50mm/min.の速度で1
00%まで伸長した後、直ちに同速度で弛緩させたもの
を測定し、またポリエチレンフイルムは、25°C、6
5%相対湿度において試料幅15mm、長さ2インチで
引張試験機にセットし2インチ/min.の速度で50
%まで伸長した後、1分間伸長状態で保持しその後同速
度で弛緩させたものを測定した。
In the present invention, the birefringence is a value measured by using a polarizing microscope and a Berek compensator under crossed Nicols. The elastic recovery rate is calculated by the following equations (1) and (2). Formula (1) is for a polypropylene film, and formula (2) is for a polyethylene film. The polypropylene film has a temperature of 25 ° C,
Sample width 10 mm and length 50 mm at 65% relative humidity
Set in a tensile tester at 50 mm / min. At the speed of
Immediately after stretching to 00%, the one relaxed at the same speed was measured, and the polyethylene film was measured at 25 ° C, 6 ° C.
At a relative humidity of 5%, the sample was set to a tensile tester with a width of 15 mm and a length of 2 inches. At the speed of 50
After stretching to 100%, the stretched state was held for 1 minute, and then relaxed at the same speed.

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】熱処理さたフィルムはそのまま又は熱圧着
等により積層された後延伸し多孔化する。例えば積層さ
れた後延伸する場合は、延伸は、低温延伸した後、高温
延伸するのが好ましい。低温延伸は普通には延伸ロール
の周速差で延伸される。低温延伸の温度はマイナス20
℃〜プラス50℃、特に20〜35℃が好ましい。この
延伸温度が低すぎると作業中にフイルムの破断が生じ易
く、逆に高すぎると多孔化が不十分になるので好ましく
ない。低温延伸の倍率は5〜200%、好ましくは10
〜100%の範囲である。延伸倍率が低すぎると、所定
の空孔率が小さいものしか得られず、また高すぎると所
定の空孔率と孔径のものが得られなくなるので上記範囲
が適当である。本発明において低温延伸倍率(E1 )は
次の式(3)に従う。式(3)のL1は低温延伸後のフ
イルム寸法を意味し、L0 は低温延伸前のフイルム寸法
を意味する。
The heat-treated film is laminated as it is or by thermocompression bonding and then stretched to make it porous. For example, in the case of stretching after being laminated, it is preferable that the stretching is performed at a low temperature and then at a high temperature. The low temperature drawing is usually carried out by the peripheral speed difference of the drawing rolls. Cold drawing temperature is -20
C. to plus 50.degree. C., particularly preferably 20 to 35.degree. If the stretching temperature is too low, the film is likely to break during the work, and if it is too high, the porosity is insufficient, which is not preferable. The draw ratio at low temperature is 5 to 200%, preferably 10
Is in the range of 100%. If the stretching ratio is too low, only the desired porosity is small, and if it is too high, the desired porosity and pore diameter cannot be obtained, so the above range is suitable. In the present invention, the low temperature draw ratio (E 1 ) is according to the following formula (3). In the formula (3), L 1 means the film size after the low temperature drawing, and L 0 means the film size before the low temperature drawing.

【0020】 (式3) E1 =[(L1 −L0 )/L0 ]×100(Formula 3) E 1 = [(L 1 −L 0 ) / L 0 ] × 100

【0021】低温延伸したフイルムは、次いで高温延伸
される。高温延伸は普通には加熱空気循環オーブン中で
延伸ロールの周速差で延伸される。高温延伸の温度は7
0〜130°C、特に100〜128°Cが好ましい。
この範囲を外れると十分に多孔化されないので適当でな
い。また高温延伸は低温延伸の温度より40〜100°
C高い温度で行うのが好適である。高温延伸の倍率は1
00〜400%の範囲である。延伸倍率が低すぎると、
ガス透過率が低く、また高すぎるとガス透過率が高くな
りすぎるので上記範囲が好適である。本発明において高
温延伸倍率(E2 )は次の式(4)に従う。式(4)の
2は高温延伸後のフイルム寸法を意味し、L1 は低温
延伸後のフイルム寸法を意味する。
The cold-stretched film is then hot-stretched. The high temperature drawing is usually carried out in a heated air circulating oven at a peripheral speed difference of a drawing roll. Hot drawing temperature is 7
0 to 130 ° C, particularly 100 to 128 ° C is preferable.
If it is out of this range, it is not suitable because it is not sufficiently porous. Further, the high temperature stretching is 40 to 100 ° from the temperature of the low temperature stretching.
It is preferable to carry out at a high temperature. The draw ratio for hot stretching is 1
The range is from 00 to 400%. If the draw ratio is too low,
The above range is preferable because the gas permeability is low, and if it is too high, the gas permeability becomes too high. In the present invention, the high temperature draw ratio (E 2 ) is in accordance with the following formula (4). In the formula (4), L 2 means the film size after high temperature drawing, and L 1 means the film size after low temperature drawing.

【0022】 (式4) E1 =[(L2 −L1 )/L1 ]×100(Formula 4) E 1 = [(L 2 −L 1 ) / L 1 ] × 100

【0023】本発明において、低温延伸と高温延伸をし
た後、高温延伸の温度で熱固定する。熱固定は、延伸時
に作用した応力残留によるフイルムの延伸方向への収縮
を防ぐために予め延伸後のフイルム長さが10〜50%
減少する程度熱収縮させる方法や、延伸方向の寸法が変
化しないように規制して加熱する方法等で行われる。こ
の熱固定によって寸法安定性のよい所期の課題を満たす
セパレータにすることができる。
In the present invention, after low-temperature stretching and high-temperature stretching, heat setting is performed at the high-temperature stretching temperature. In the heat setting, the length of the film after stretching is 10 to 50% in advance in order to prevent the film from shrinking in the stretching direction due to residual stress applied during stretching.
It is carried out by a method of heat shrinking to such an extent that it decreases, or a method of heating by controlling so that the dimension in the stretching direction does not change. By this heat setting, a separator having good dimensional stability and satisfying the intended problem can be obtained.

【0024】このようにして製造される電池用セパレー
タの積層多孔質フイルムは、前記製造条件の選択によっ
ても多少異なるが、空孔率は30〜80%、好ましくは
35〜60%、極大孔径は0.02〜2μm、好ましく
は0.05〜0.14μm、無孔化温度は130〜14
0°C、無孔化維持上限温度は180〜190°Cであ
る。空孔率が低すぎると電池用セパレータとして使用し
たときの機能が十分でなく、また大きすぎると機械的強
度が悪くなる。また極大孔径が小さ過ぎると、電池用セ
パレータとして使用したときイオンの移動性が悪くな
り、極大孔径が大きすぎるとイオン移動が大きすぎるの
で不適当である。
The laminated porous film of the battery separator manufactured in this manner has a porosity of 30 to 80%, preferably 35 to 60%, and a maximum pore diameter, although it varies somewhat depending on the selection of the above manufacturing conditions. 0.02 to 2 μm, preferably 0.05 to 0.14 μm, non-porous temperature is 130 to 14
The temperature is 0 ° C, and the non-porous maintenance upper limit temperature is 180 to 190 ° C. When the porosity is too low, the function when used as a battery separator is insufficient, and when it is too high, the mechanical strength becomes poor. If the maximum pore size is too small, the mobility of ions will deteriorate when used as a battery separator, and if the maximum pore size is too large, the ion migration will be too large, which is not suitable.

【0025】積層多孔質フイルムからなる電池用セパレ
ータのガス透過速度(ガーレー値)は150〜1500
sec/100cc、好ましくは500〜1000se
c/100ccである。電池用セパレータとして使用す
る場合、ガス透過速度が遅すぎると、イオンの流れが抑
制され、また速すぎるとイオンの流れが速すぎて故障時
の温度上昇を高めることになるので適当ではない。電池
用セパレータフイルムの全体の厚みは機械的強度、性
能、小型化等の面から15〜50μm、さらには20〜
40μmが適当である。
The gas permeation rate (Gurley value) of the battery separator made of a laminated porous film is 150 to 1500.
sec / 100cc, preferably 500-1000se
It is c / 100cc. When used as a battery separator, if the gas permeation rate is too slow, the flow of ions will be suppressed, and if it is too fast, the flow of ions will be too fast and the temperature rise upon failure will be increased, which is not suitable. The thickness of the battery separator film as a whole is 15 to 50 μm in view of mechanical strength, performance, and miniaturization, and further 20 to
40 μm is suitable.

【0026】本発明の電池用セパレータは積層多孔質フ
ィルムを構成する中間層の多孔質ポリエチレンフィルム
の厚さが両外層の多孔質ポリプロピレンフィルムの平均
厚さより大なることを特徴としている。目的の各層厚み
比率を得る方法としては溶融押出成形時に各層の厚みが
所定の比率になるように調整することにより容易に達成
することができる。共押出して積層フィルムを製造する
場合は複層ダイの各幅を調整することにより、またそれ
ぞれのフィルムを別々に溶融押出した後積層する場合は
積層前の各フィルム厚さを前記比率になるように調整す
ることで目的の各層厚み比率の積層フィルムを得ること
ができる。また、各層フィルムをそれぞれ別々に延伸多
孔化した後積層する場合も同様に各層厚み比率が所定の
範囲にあるそれぞれの多孔質フィルムを積層すればよ
い。各層の厚み比率が本発明の範囲にある積層多孔質フ
ィルムは、単層多孔質ポリエチレンフィルムの低い突き
刺し強度を高めると同時に延伸法による多孔質フィルム
の欠点である延伸方向への縦裂き性が改良される。電池
用セパレータには電池組立時及び使用時の微小欠陥(ピ
ンホール等)の発生を防止するため高い突き刺し強度が
要求され、一般的に400g以上より好ましくは450
g以上の突き刺し強度が要求される。
The battery separator of the present invention is characterized in that the thickness of the intermediate layer porous polyethylene film constituting the laminated porous film is larger than the average thickness of both outer layer porous polypropylene films. As a method of obtaining the target thickness ratio of each layer, it can be easily achieved by adjusting the thickness of each layer to a predetermined ratio during melt extrusion molding. When manufacturing a laminated film by coextrusion, by adjusting each width of the multi-layer die, and when each film is melt-extruded separately and then laminated, the thickness of each film before lamination should be the above ratio. By adjusting the above, it is possible to obtain a laminated film having a target thickness ratio of each layer. Also, when the respective layer films are stretched and porous separately and then laminated, the respective porous films having the layer thickness ratios within a predetermined range may be laminated in the same manner. The laminated porous film in which the thickness ratio of each layer is within the range of the present invention improves the low puncture strength of the single-layer porous polyethylene film and at the same time improves the longitudinal tearability in the stretching direction, which is a drawback of the porous film by the stretching method. To be done. The battery separator is required to have high puncture strength in order to prevent the generation of minute defects (pinholes, etc.) during battery assembly and use, and generally 400 g or more, more preferably 450 g or more.
A puncture strength of g or more is required.

【0027】突き刺し強度(g)は、試料フィルムを1
1.28mmφのホルダーに固定し、先端形状0.5
R、径1mmφのニードルを2mm/secの速度で突
き刺し、試料が破断したときの加重(g)から求めた。
The puncture strength (g) is 1 for the sample film.
Fixed to a holder of 1.28 mmφ, tip shape 0.5
It was determined from the weight (g) when the sample was broken by piercing a needle with R and a diameter of 1 mmφ at a speed of 2 mm / sec.

【0028】また、縦裂き性の評価は、突き刺し強度測
定において、ニードル貫通穴の長径の大きさ及びニード
ル貫通穴を起点として延伸方向に伸びる縦裂き長さ(ニ
ードル貫通穴を含む)を測定することにより評価した。
ニードル貫通穴の長径の大きさが小さいほど、縦裂き長
さが短いほど縦裂き性に優れることになる。
The longitudinal tearability is evaluated by measuring the size of the major axis of the needle through hole and the length of the vertical tear (including the needle through hole) extending from the needle through hole as a starting point in the puncture strength measurement. It was evaluated by
The smaller the major diameter of the needle through hole and the shorter the length of vertical tearing, the better the vertical tearability.

【0029】このような高い突き刺し強度を持つ電池用
セパレータは中間層に多孔質ポリエチレン、その両外層
に機械的強度に優れた多孔質ポリプロピレンを配置する
ことにより得ることができる。しかし、このような積層
多孔質フィルムは,例えば突き刺し強度測定時にニード
ルの貫通穴を起点として延伸方向に縦裂きしやすくなり
その改良が求められていた。中間層の多孔質ポリエチレ
ンフィルムの厚さが両外層の多孔質ポリプロピレンフィ
ルムの平均厚さより大きければニードル貫通穴を起点と
して延伸方向に縦裂きする長さを短くできることがわか
った。両外層のそれぞれの多孔質ポリプロピレンフィル
ムの厚み比はその平均厚さが本発明の範囲に入っていれ
ばよく特に限定されないが、一般的にほぼ同じ厚みとさ
れる。
A battery separator having such a high puncture strength can be obtained by disposing porous polyethylene in the intermediate layer and porous polypropylene excellent in mechanical strength in both outer layers thereof. However, such a laminated porous film is liable to be longitudinally split in the stretching direction starting from the through hole of the needle when measuring the puncture strength, and an improvement thereof has been demanded. It was found that if the thickness of the porous polyethylene film of the intermediate layer is larger than the average thickness of the porous polypropylene films of both outer layers, the length of vertical tearing in the stretching direction starting from the needle through hole can be shortened. The thickness ratio of the respective porous polypropylene films of both outer layers is not particularly limited as long as the average thickness thereof falls within the range of the present invention, but is generally about the same.

【0030】さらに積層多孔質フィルムの極大孔径、ガ
ーレー値が特定の範囲にあればさらに縦裂き性が改良さ
れることが見出された。ここで極大孔径は、水銀ポロシ
メータ(ユアサアイオニック社製)で測定した細孔分布
曲線の極大値から求め、ガーレー値はJIS P811
7に準じて測定した。積層多孔質フィルムの極大孔径が
0.14μmよりも小である場合に積層多孔質フィルム
の縦裂き性はより改良される。また積層多孔質フィルム
のガーレー値が500sec/100ccよりも大であ
る場合、積層多孔質フィルムの縦裂き性はさらに改良さ
れることが明らかとなった。多孔質フィルムを電池用セ
パレータに使用したとき極大孔径は機械的強度及びイオ
ンの移動性等に関連しており、一般的に極大孔径を大き
くすると機械的強度が低下し、極大孔径を小さくすると
機械的強度は高くなる。またガーレー値は極大孔径、空
孔率及び孔の形状等に関連を持っており、積層多孔質フ
ィルムを電池用セパレータとして使用した場合一般的に
ガーレー値が小さくなると機械的強度は低下し、ガーレ
ー値が大きくなると機械的強度は高くなる。
Further, it has been found that when the maximum pore size and Gurley value of the laminated porous film are within the specific ranges, the vertical tearability is further improved. Here, the maximum pore size is obtained from the maximum value of the pore distribution curve measured by a mercury porosimeter (manufactured by Yuasa Ionic Co., Ltd.), and the Gurley value is JIS P811.
It measured according to 7. When the maximum pore diameter of the laminated porous film is smaller than 0.14 μm, the vertical tearability of the laminated porous film is further improved. Further, it was revealed that when the Gurley value of the laminated porous film is larger than 500 sec / 100 cc, the vertical tearability of the laminated porous film is further improved. When a porous film is used as a battery separator, the maximum pore size is related to mechanical strength and ionic mobility, etc. Generally, increasing the maximum pore size lowers the mechanical strength, and decreasing the maximum pore size results in mechanical damage. Target strength becomes higher. The Gurley value is related to the maximum pore size, the porosity, the shape of the pores, etc. Generally, when the laminated porous film is used as a battery separator, the mechanical strength decreases as the Gurley value decreases and the Gurley value decreases. The higher the value, the higher the mechanical strength.

【0031】極大孔径及びガーレー値は延伸工程の延伸
倍率及び延伸温度、熱処理工程の熱処理温度及び時間を
変えることにより容易に制御することが可能である。例
えば延伸工程で延伸倍率を大きくすれば極大孔径は大き
くなりガーレー値は低下し、延伸倍率を小さくすれば極
大孔径は小さくなりガーレー値は大きくなる。さらに、
積層多孔質フィルムのガーレー値が500sec/10
0ccよりも大である場合、特に無孔化温度を決定して
いる多孔質ポリエチレンフィルム層のガーレー値は30
〜800sec/100cc、好ましくは100〜50
0sec/100ccであることが、SD特性にも優れ
るため好ましい。
The maximum pore size and Gurley value can be easily controlled by changing the stretching ratio and stretching temperature in the stretching step, and the heat treatment temperature and time in the heat treatment step. For example, if the stretching ratio is increased in the stretching step, the maximum pore size increases and the Gurley value decreases, and if the stretching ratio decreases, the maximum pore size decreases and the Gurley value increases. further,
Gurley value of laminated porous film is 500 sec / 10
When it is larger than 0 cc, the Gurley value of the porous polyethylene film layer which determines the non-porous temperature is 30.
~ 800 sec / 100 cc, preferably 100-50
It is preferably 0 sec / 100 cc because it is excellent in SD characteristics.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】次に実施例及び比較例を示し本発
明の電池用セパレータの積層多孔質フイルムについて更
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The laminated porous film of the battery separator of the present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0033】実施例1 吐出幅1000mm、吐出リップ開度2mmのTダイを
使用し、数平均分子量70000、重量平均分子量48
0000、メルトインデックス3、融点166℃のポリ
プロピレン(宇部興産株式会社製、宇部ポリプロF10
3EA)を、200℃で溶融押出した。吐出フイルムは
90℃の冷却ロールに導かれ、25℃の冷風が吹きつけ
られて冷却された後、30m/minで引き取られた。
得られた未延伸ポリプロピレンフイルムの膜厚は9.5
μmであった。この未延伸ポリプロピレンフイルムは、
これを熱処理するために、3インチ径紙管に3500m
巻いた状態で120℃に保持した熱風循環式オーブン
(田葉井製作所製PS−222型)にいれて24時間放
置した後、オーブンから取り出し室温まで冷却した。熱
処理された未延伸ポリプロピレンフイルムの複屈折は2
0.1×10-3(熱処理前17.0×10-3)、100
%伸長時の弾性回復率は90.5%(熱処理前75.3
%)であった。
Example 1 A T-die having a discharge width of 1000 mm and a discharge lip opening of 2 mm was used, and the number average molecular weight was 70,000 and the weight average molecular weight was 48.
Polypropylene with 0000, melt index 3, and melting point of 166 ° C. (manufactured by Ube Industries, Ltd., Ube Polypro F10)
3EA) was melt extruded at 200 ° C. The discharge film was guided to a 90 ° C. cooling roll, cooled by blowing cold air of 25 ° C., and then taken off at 30 m / min.
The film thickness of the obtained unstretched polypropylene film is 9.5.
was μm. This unstretched polypropylene film is
In order to heat this, 3500m is applied to the 3-inch paper tube.
After being placed in a hot air circulation type oven (PS-222 type manufactured by Tabai Seisakusho Co., Ltd.) kept at 120 ° C. in a rolled state for 24 hours, it was taken out of the oven and cooled to room temperature. Birefringence of heat-treated unstretched polypropylene film is 2
0.1 × 10 −3 (17.0 × 10 −3 before heat treatment), 100
% Elastic recovery rate of 90.5% (75.3 before heat treatment)
%)Met.

【0034】吐出幅1000mm、吐出リップ開度2m
mのTダイを使用し、密度0.968、メルトインデッ
クス5.5、融点132℃の高密度ポリエチレン(三井
石油化学株式会社製、ハイゼックス2208J)を、1
73℃で溶融押出した。吐出フイルムは115℃の冷却
ロールに導かれ、25℃の冷風が吹きつけられて冷却さ
れた後、20m/minで引き取られた。得られた未延
伸ポリエチレンフイルムの膜厚は12μmであった。こ
の未延伸ポリエチレンンフイルムは、これを熱処理する
ために、3インチ径紙管に3500m巻いた状態で95
℃に保持した熱風循環式オーブン(田葉井製作所製PS
−222型)にいれて24時間放置した後、オーブンか
ら取り出し室温まで冷却した。熱処理された未延伸ポリ
エチレンンフイルムの複屈折は、40.5×10-3(熱
処理前36.0×10-3)、50%伸長時の弾性回復率
は、72.5%(熱処理前42.0%)であった。
Discharge width 1000 mm, discharge lip opening 2 m
m high density polyethylene (Mitsui Petrochemical Co., Ltd., Hi-Zex 2208J) with a density of 0.968, a melt index of 5.5 and a melting point of 132 ° C.
Melt extruded at 73 ° C. The discharge film was guided to a cooling roll at 115 ° C., cooled by blowing cold air at 25 ° C., and then taken off at 20 m / min. The film thickness of the obtained unstretched polyethylene film was 12 μm. This unstretched polyethylene film is heated to a temperature of 3500 m on a 3-inch paper tube in order to heat it.
Hot air circulation type oven maintained at ℃ (PS manufactured by Tabai Seisakusho)
(-222 type) and left for 24 hours, then removed from the oven and cooled to room temperature. The birefringence of the heat-treated unstretched polyethylene film is 40.5 × 10 −3 (36.0 × 10 −3 before heat treatment), and the elastic recovery rate at 50% elongation is 72.5% (before heat treatment 42 Was 0.0%).

【0035】次いで、両外層がポリプロピレンで内層が
ポリエチレンのサンドイッチ構造の3層の積層フイルム
を次のようにして製造した。三組の原反ロールタンドか
ら、前記熱処理した未延伸ポリプロピレンフイルムと未
延伸ポリエチレンフイルムとを、それぞれ巻きだし速度
4.0m/minで巻きだし、加熱ロールに導き温度1
34℃、線圧1.8kg/cmで熱圧着し、その後同速
度で50℃の冷却ロールに導いて巻き取った。このとき
の速度は4.0m/min、巻きだし張力はポリプロピ
レンフイルムが3kg、ポリエチレンフイルムが0.9
kgであった。
Then, a three-layer laminated film having a sandwich structure in which both outer layers were polypropylene and the inner layer was polyethylene was produced as follows. The heat-treated unstretched polypropylene film and unstretched polyethylene film were unwound from three sets of roll rolls at an unwinding speed of 4.0 m / min, and introduced into a heating roll at a temperature of 1
Thermocompression bonding was performed at 34 ° C. and a linear pressure of 1.8 kg / cm, and then the film was guided to a cooling roll at 50 ° C. at the same speed and wound up. The speed at this time was 4.0 m / min, and the unwinding tension was 3 kg for polypropylene film and 0.9 for polyethylene film.
It was kg.

【0036】この3層の積層フイルムは、35℃に保持
されたニップロール間で20%低温延伸された。このと
きのロール間は350mm、供給側のロール速度は1.
6m/minであった。引き続き126℃に加熱された
熱風循環オーブン中に導かれ、ロール周速差を利用して
ローラ間で総延伸量180%になるまで高温延伸された
後、126℃に加熱されたロールで36%緩和させ、2
5秒間熱固定して、連続的に積層多孔質フイルムを得
た。
The three-layer laminated film was stretched at a low temperature of 20% between nip rolls maintained at 35 ° C. At this time, the distance between the rolls is 350 mm, and the roll speed on the supply side is 1.
It was 6 m / min. Then, the film was introduced into a hot air circulation oven heated to 126 ° C, drawn at a high temperature until the total amount of stretching reached 180% between the rollers by utilizing the difference in roll peripheral speed, and then 36% by a roll heated to 126 ° C. Relax, 2
After heat setting for 5 seconds, a laminated porous film was continuously obtained.

【0037】得られた積層多孔質フイルムの各層膜厚、
極大孔径、ガーレー値及び多孔質ポリエチレンフィルム
層のガーレー値、ニードル貫通力、貫通穴長径、縦裂き
長さの測定結果を表1に示す。上記評価の方法は以下に
従って行った。 空孔率及び極大孔径 空孔率及び極大孔径は、水銀ポロシメータ(ユアサアイ
オニック社製)で測定した細孔分布曲線の極大値から求
めた。詳しくは、MD30mm、TD300mmの試料
片を採取し、セルの中に入れ、細孔径に対する水銀量と
圧力から空孔率と極大孔径を求めた。 ガーレー値 JIS P8117に準じて測定した。測定装置として
B型ガーレーデンソメーター(東洋精機社製)を使用し
た。試料片を直径28.6mm、面積645mm2 の円
孔に締め付ける。内筒重量567gにより、筒内の空気
を試験円孔部から筒外へ通過させる。空気100ccが
通過する時間を測定し透気度(ガーレー値)とした。 ニードル貫通力 試料を直径11.28mm、面積1cm2 の円孔ホルダ
ーに固定し、先端形状が0.5R、直径1mmφのニー
ドルを2mm/secの速度で下降させ突き刺し、貫通
荷重を測定した。
Film thickness of each layer of the obtained laminated porous film,
Table 1 shows the measurement results of the maximum pore diameter, the Gurley value, the Gurley value of the porous polyethylene film layer, the needle penetration force, the through hole major axis, and the longitudinal tearing length. The evaluation method was performed as follows. Porosity and maximum pore diameter Porosity and maximum pore diameter were determined from the maximum value of the pore distribution curve measured by a mercury porosimeter (manufactured by Yuasa Ionic Co., Ltd.). Specifically, a sample piece having an MD of 30 mm and a sample piece of TD of 300 mm was sampled, placed in a cell, and the porosity and the maximum pore size were determined from the amount of mercury and the pressure with respect to the pore size. Gurley value Measured according to JIS P8117. A B-type Gurley Densometer (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was used as a measuring device. The sample piece is clamped in a circular hole having a diameter of 28.6 mm and an area of 645 mm 2 . With the inner cylinder weight of 567 g, the air in the cylinder is passed outside the cylinder from the test circular hole. The air permeability (Gurley value) was measured by measuring the time taken for 100 cc of air to pass. Needle penetrating force A sample was fixed to a circular hole holder having a diameter of 11.28 mm and an area of 1 cm 2 , and a needle having a tip shape of 0.5R and a diameter of 1 mmφ was lowered at a speed of 2 mm / sec and stabbed to measure a penetrating load.

【0038】実施例2 実施例1で未延伸ポリプロピレンフィルムの膜厚が9.
2μm、未延伸ポリエチレンフィルムの膜厚が12.7
μmである以外は実施例1と同様にして積層多孔質フィ
ルムを得た。この積層多孔質フィルムの測定結果は表1
に示す。
Example 2 In Example 1, the unstretched polypropylene film had a thickness of 9.
2 μm, unstretched polyethylene film thickness is 12.7
A laminated porous film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness was μm. The measurement results of this laminated porous film are shown in Table 1.
Shown in.

【0039】実施例3 実施例1で未延伸ポリプロピレンフィルムの膜厚が8.
0μm、未延伸ポリエチレンフィルムの膜厚が15.0
μmである以外は実施例1と同様にして積層多孔質フィ
ルムを得た。この積層多孔質フィルムの測定結果は表1
に示す。
Example 3 In Example 1, the unstretched polypropylene film had a thickness of 8.
0 μm, unstretched polyethylene film thickness is 15.0
A laminated porous film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness was μm. The measurement results of this laminated porous film are shown in Table 1.
Shown in.

【0040】比較例1 実施例1で未延伸ポリプロピレンフィルムの膜厚が1
1.5μm、未延伸ポリエチレンフィルムの膜厚が8μ
mとし、高温延伸された後の緩和を17%緩和とした以
外は実施例1と同様にして積層多孔質フィルムを得た。
この積層多孔質フィルムの測定結果は表1に示す。
Comparative Example 1 In Example 1, the unstretched polypropylene film had a thickness of 1
1.5μm, unstretched polyethylene film thickness 8μ
A laminated porous film was obtained in the same manner as in Example 1 except that m was m, and relaxation after high temperature stretching was 17%.
The measurement results of this laminated porous film are shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は中間層が多孔質ポリエチレンフ
ィルムでその両外層が多孔質ポリプロピレンフィルムか
らなる積層多孔質フィルムである電池用セパレータにお
いて、積層多孔質フィルムの各構成フィルムである多孔
質ポリエチレンフィルムと多孔質ポリプロピレンフィル
ムとを所定の厚み比率とすることにより、突き刺し強度
及び縦裂き性のより改良された電池用セパレータを提供
することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a battery separator in which the intermediate layer is a porous polyethylene film and both outer layers are porous polypropylene films. In the battery separator, porous polyethylene is a constituent film of the laminated porous film. By making the film and the porous polypropylene film have a predetermined thickness ratio, it is possible to provide a battery separator having improved puncture strength and vertical tearability.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−222197(JP,A) 特開 平8−244152(JP,A) 特開 平8−7871(JP,A) 特開 平7−307146(JP,A) 特開 平3−219552(JP,A) 実開 平5−48209(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/16 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-8-222197 (JP, A) JP-A-8-244152 (JP, A) JP-A-8-7871 (JP, A) JP-A-7-307146 (JP , A) Japanese Patent Laid-Open No. 3-219552 (JP, A) Actual Development 5-48209 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 2/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 延伸法により多孔化された中間層が多
孔質ポリエチレンフィルムでその両外層がポリプロピレ
ンフィルムからなる少なくとも3層からなる積層多孔質
フィルムである電池用セパレータにおいて、100%伸
張時の弾性回復率が80〜94%のポリプロピレンフィ
ルムと50%伸張時の弾性回復率が50〜80%のポリ
エチレンフィルムとを積層して得られる積層フィルムを
延伸法により多孔化された積層多孔質フィルムであっ
て、中間層の多孔質ポリエチレンフィルムの厚さが両外
層の多孔質ポリプロピレンフィルムの平均厚さより大な
る積層多孔質フィルムであることを特徴とする電池用セ
パレータ。
1. A battery separator in which an intermediate layer made porous by a stretching method is a porous polyethylene film and both outer layers thereof are laminated porous films composed of at least three layers made of polypropylene film, and a 100% elongation is obtained.
Polypropylene film with an elastic recovery rate of 80 to 94% when stretched
Rum and 50% to 80% elastic recovery rate at 50% elongation
Laminated film obtained by laminating with ethylene film
It is a laminated porous film made porous by a stretching method.
The separator for a battery is a laminated porous film in which the thickness of the porous polyethylene film of the intermediate layer is larger than the average thickness of the porous polypropylene films of both outer layers.
【請求項2】 積層多孔質フィルムの極大孔径が0.
14μmよりも小である請求項1記載の電池用セパレー
タ。
2. The maximum pore diameter of the laminated porous film is 0.
The battery separator according to claim 1, which is smaller than 14 μm.
【請求項3】 積層多孔質フィルムのガーレー値が5
00sec/100ccよりも大である請求項1記載の
電池用セパレータ。
3. The Gurley value of the laminated porous film is 5
The battery separator according to claim 1, which is larger than 00 sec / 100 cc.
【請求項4】 延伸法により多孔化された中間層が多
孔質ポリエチレンフィルムでその両外層がポリプロピレ
ンフィルムからなる少なくとも3層からなる積層多孔質
フィルムである電池用セパレータの製造方法において、
100%伸張時の弾性回復率が80〜94%のポリプロ
ピレンフィルムと50%伸張時の弾性回復率が50〜8
0%のポリエチレンフィルムとを積層して得られる積層
フィルムをマイナス20℃〜プラス50℃で低温延伸し
た後、70〜130℃で高温延伸し、中間層の多孔質ポ
リエチレンフィルムの厚さが両外層の多孔質ポリプロピ
レンフィルムの平均厚さより大なる積層多孔質フィルム
とすることを特徴とする電池用セパレータの製造方法。
4. A large number of intermediate layers made porous by a stretching method.
Porous polyethylene film with both outer layers made of polypropylene
Laminated porous film consisting of at least 3 layers
In the method of manufacturing a battery separator for a film,
Polypro with elastic recovery of 80-94% at 100% elongation
50% to 8% elastic recovery at 50% elongation with pyrene film
Lamination obtained by laminating 0% polyethylene film
The film is stretched at a low temperature of -20 ° C to 50 ° C at a low temperature.
After that, it is stretched at a high temperature of 70 to 130 ° C. to obtain a porous layer of the intermediate layer.
The thickness of the polyethylene film is such that both outer layers are made of porous polypropylene.
Laminated porous film with thickness greater than average thickness
And a method for manufacturing a battery separator.
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