JP5942102B2 - Microporous membrane product, method for producing the same, and method for producing microporous membrane - Google Patents
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Description
本発明は、微多孔膜積合体及びその製造方法、並びに微多孔膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a microporous membrane assembly, a method for producing the same, and a method for producing a microporous membrane.
ポリオレフィン系微多孔膜は、精密濾過膜、電池用セパレータ、コンデンサー用セパレ
ータ、燃料電池用材料等に使用されており、特にリチウムイオン2次電池用セパレータと
して使用されている。近年、リチウムイオン2次電池は、携帯電話、ノート型パソコン等
の小型電子機器、さらには電気自動車、小型電動バイク等への応用も図られている。特に
、今後も全世界的に急速に市場が拡大していくノート型パソコンや携帯電話用途の機器は
、様々な国々で生産、使用されることから、ポリオレフィン系微多孔膜には様々な要求特
性に応えることが求められる。昨今は、来るべき化石燃料の枯渇に備え、分散型エネルギ
ー貯蔵が重要であるという認識が広がっており、今後、リチウムイオン2次電池用、及び
そのセパレータの需要は急速に広がっていくものと予想される。このような事情のもと、
リチウムイオン2次電池用のセパレータに関して、セパレータの生産速度を上げ、大量且
つ安価に、しかも既に市場で使用されているセパレータの基本性能を維持しつつ供給する
ことが求められている。
また、リチウムイオン2次電池の種類によって用いるセパレータの性状は異なっており
、例えば、ノートブックパソコン等に用いられる円筒形の電池では、過充電や落下等に対
する安全性と電池作製時に高速で捲回されるための強度の要望から、比較的厚めの15〜
25μm程度のセパレータが用いられている。一方で、携帯電話等に用いられる角型電池
には、ノートブックパソコン以上に小形化が求められ、用いるセパレータも薄くなってお
り、一般に9〜15μm程度の膜が利用されている。
Polyolefin-based microporous membranes are used in microfiltration membranes, battery separators, capacitor separators, fuel cell materials, and the like, and in particular, lithium ion secondary battery separators. In recent years, lithium ion secondary batteries have been applied to small electronic devices such as mobile phones and notebook computers, as well as electric vehicles and small electric motorcycles. In particular, since notebook PCs and mobile phone equipment, whose market is rapidly expanding worldwide, will be produced and used in various countries, polyolefin microporous membranes have various required characteristics. It is required to meet In recent years, there is a growing awareness that distributed energy storage is important in preparation for the upcoming fossil fuel depletion, and it is expected that demand for lithium-ion secondary batteries and separators will rapidly expand in the future. Is done. Under these circumstances,
With respect to a separator for a lithium ion secondary battery, it is required to increase the production speed of the separator, supply it in a large amount and at a low cost, while maintaining the basic performance of the separator already used in the market.
In addition, the properties of the separator used vary depending on the type of lithium ion secondary battery. For example, in the case of a cylindrical battery used in a notebook personal computer, etc., it is safe against overcharging and dropping, etc. From the request of strength to be made, relatively thick 15 ~
A separator of about 25 μm is used. On the other hand, a prismatic battery used for a mobile phone or the like is required to be smaller than a notebook personal computer, and a separator to be used is thin, and a film of about 9 to 15 μm is generally used.
従来、セパレータの生産速度を上げる方法として、複数の微多孔膜を重ね合わせた多層
膜を製膜後、各層を剥離して複数の微多孔膜を得る発想はあった。例えば、特許文献1に
は、樹脂原料と可塑剤からなる微多孔膜の押出溶融原反を製膜後、重ね合せることで多層
化した後、延伸工程、可塑剤抽出工程により多孔膜を製膜後、再度多層多孔膜を剥離する
ことで複数の多孔膜を得る方法が開示されている。また、特許文献2には、ポリプロピレ
ンからなる微多孔膜前駆体とPEからなる(PP/PE/PP)の構成を有する3層微多
孔膜の製法として、まずチューブ状の2層のPP層又はPE層を8組、即ち16層を重ね
合わせた後、そのまま延伸開孔させ、その後、各層を剥離し、(PP/PE/PP)の構
成となるようにカレンダー加工にて積合して1組の多層微多孔膜を得る方法が開示されて
いる。
Conventionally, as a method for increasing the production rate of a separator, there has been an idea of obtaining a plurality of microporous films by peeling each layer after forming a multilayer film in which a plurality of microporous films are stacked. For example, Patent Document 1 discloses that a microporous membrane made of a resin raw material and a plasticizer is formed into a multilayer by superimposing and then forming a porous membrane by a stretching process and a plasticizer extraction process. Thereafter, a method of obtaining a plurality of porous films by peeling the multilayer porous film again is disclosed. Further, in Patent Document 2, as a method for producing a three-layer microporous membrane having a configuration of a microporous membrane precursor made of polypropylene and (PP / PE / PP) made of PE, first, two tubular PP layers or After superposing 8 sets of PE layers, that is, 16 layers, the holes were stretched and opened as they were, and then each layer was peeled off and combined by calendering so as to have a structure of (PP / PE / PP). A method of obtaining a set of multilayer microporous membranes is disclosed.
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載された技術を用いて得られる剥離後の微多
孔膜はいずれも、セパレータとして用いた場合のサイクル特性の観点からは、なお改良の
余地がある。
また、特許文献1の方法においては、単層フィルムを製膜後に重ね合わせるため、特許
文献2の方法においては、別々の製膜ラインにて製膜した複数枚の微多孔膜前駆体を重ね
合せるため、いずれも大掛かりな装置が必要であり、また製膜ラインが寸断されるため、
生産速度が遅いという問題がある。
また、特許文献1の製法では、微多孔膜前駆体を押出成形で作成するが、シート状の溶
融樹脂をキャストロールに接触せることによりその表面近傍部分のみが固化前にロールに
押し付けられることから、その表面近傍のみが孔閉塞を起こす現象を示し、微多孔膜の透
過性を損ねる場合がある。この孔閉塞現象は片面のみであればその影響も小さいが、キャ
ストロールを用いる場合は両面で起こり得る。これは特にポリオレフィン樹脂等、結晶性
樹脂で見られる。
However, any microporous film after peeling obtained using the techniques described in Patent Documents 1 and 2 still has room for improvement from the viewpoint of cycle characteristics when used as a separator.
In the method of Patent Document 1, a single layer film is overlapped after film formation. Therefore, in the method of Patent Document 2, a plurality of microporous film precursors formed on separate film forming lines are overlapped. Therefore, both require large-scale equipment, and the film production line is broken,
There is a problem that the production speed is slow.
Moreover, in the manufacturing method of patent document 1, although a microporous film precursor is created by extrusion molding, only the surface vicinity part is pressed on a roll before solidification by making a sheet-like molten resin contact a cast roll. Only the vicinity of the surface exhibits a phenomenon of pore clogging, which may impair the permeability of the microporous membrane. This hole blocking phenomenon is less affected if it is only on one side, but can occur on both sides if a cast roll is used. This is particularly seen with crystalline resins such as polyolefin resins.
更に、特許文献1及び2に開示された方法に関して、過大な設備費を費やさずに生産性
を上げる手段としては、設備の許容する限り押出量と延伸速度を上げる、所謂、増速法も
考え得るが、リチウムイオン二次電池に用いられるようなセパレータは、厚み、透気度、
強度等の物性のスペックが非常に狭く、増速により配向が変わり、物性、特に熱収縮率が
大きくなりすぎたり、延伸の異方性により突き刺し強度が弱くなったりする傾向にある。
また、微多孔膜に強度を持たせるため、同時二軸延伸機内や遂次2軸延伸機で加熱し延伸
する場合においては、増速により延伸機内でボーイングが発生して幅方向で物性の不揃い
が生じ、かえって生産性を落とす傾向にある。
Furthermore, regarding the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, as a means for increasing productivity without spending excessive equipment costs, a so-called speed-up method is also considered in which the extrusion amount and the stretching speed are increased as long as the equipment allows. However, separators such as those used in lithium ion secondary batteries have thickness, air permeability,
Specs of physical properties such as strength are very narrow, orientation changes due to speed increase, physical properties, particularly heat shrinkage rate, tends to be too large, and piercing strength tends to be weak due to stretching anisotropy.
In addition, in order to give strength to the microporous membrane, in the case of heating and stretching in a simultaneous biaxial stretching machine or a sequential biaxial stretching machine, bowing occurs in the stretching machine due to increased speed, and the physical properties are not uniform in the width direction. Tends to reduce productivity.
従って、上記特許文献1及び2には、性能を維持したまま、早い生産速度で大量且つ安
価に微多孔膜を生産する方法に関する記載はない。また、円筒用の20μmと角型用の1
5μm等、種類の異なるセパレータを大量且つ安価に生産する方法に関する記載はない。
Therefore, Patent Documents 1 and 2 do not describe a method for producing a microporous membrane in a large amount and at a low cost at a high production rate while maintaining the performance. Also, 20μm for cylinder and 1 for square
There is no description on a method for producing separators of different types such as 5 μm in large quantities at low cost.
上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、サイクル性に優れたセパレータと
して好適な微多孔膜を生産し得る、微多孔膜積合体を提供することである。
In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to provide a microporous membrane aggregate capable of producing a microporous membrane suitable as a separator having excellent cycle performance.
本発明者らは、上記課題に対して鋭意研究を重ねた結果、特定の微多孔膜積合体が、上
記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that a specific microporous membrane composite can solve the above problems, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は以下のとおりである。 That is, the present invention is as follows.
〔1〕[1]
少なくとも1枚のポリオレフィン系微多孔膜を含む複数枚の膜が積合されたリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体であって、 A microporous membrane composite for a separator for a lithium ion secondary battery in which a plurality of membranes including at least one polyolefin-based microporous membrane are stacked,
前記ポリオレフィン系微多孔膜と、前記ポリオレフィン系微多孔膜に隣接する剥離膜との剥離強度が0.5〜250g/25mmであり、 The peel strength between the polyolefin microporous membrane and the release membrane adjacent to the polyolefin microporous membrane is 0.5 to 250 g / 25 mm,
前記剥離膜の厚みが3〜15μmであり、 The release film has a thickness of 3 to 15 μm,
前記剥離膜が、樹脂成分と無機フィラーとを含むと共に、 The release film contains a resin component and an inorganic filler,
前記樹脂成分と前記無機フィラーとの配合比が、(樹脂成分)/(無機フィラー)(質量比)として100/5〜100/150である、 The compounding ratio of the resin component and the inorganic filler is 100/5 to 100/150 as (resin component) / (inorganic filler) (mass ratio).
リチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 A microporous membrane assembly for a separator for a lithium ion secondary battery.
〔2〕[2]
前記少なくとも1枚のポリオレフィン系微多孔膜が、厚みが3〜100μm、突刺し強度が50〜1000g、透気度が10〜1000sec/100cc、気孔率が15〜80%であるポリオレフィン系微多孔膜を含む、〔1〕に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The at least one polyolefin microporous membrane has a thickness of 3 to 100 μm, a puncture strength of 50 to 1000 g, an air permeability of 10 to 1000 sec / 100 cc, and a porosity of 15 to 80%. The microporous membrane product for a separator for a lithium ion secondary battery according to [1].
〔3〕[3]
前記剥離膜の透気度が1500sec/100cc以上である、〔1〕又は〔2〕に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The microporous membrane assembly for a separator for a lithium ion secondary battery according to [1] or [2], wherein the air permeability of the release membrane is 1500 sec / 100 cc or more.
〔4〕[4]
前記剥離膜の突刺し強度が40g以上、330g以下である、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The microporous membrane combination for a separator for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [3], wherein the puncture strength of the release film is 40 g or more and 330 g or less.
〔5〕[5]
前記剥離膜の突刺し強度が200g以上、330g以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The microporous membrane combination for a separator for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the puncture strength of the release film is 200 g or more and 330 g or less.
〔6〕[6]
前記剥離膜はポリプロピレンを主体とする膜である、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The microporous membrane composite for a separator for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [5], wherein the release film is a film mainly composed of polypropylene.
〔7〕[7]
前記無機フィラーの平均粒子径が0.1〜8μmである、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 The microporous membrane combination for a separator for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [6], wherein the inorganic filler has an average particle size of 0.1 to 8 μm.
〔8〕[8]
〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体の製造方法であって、以下の(A),(B)の各工程、 [1] to [7] A method for producing a microporous membrane product for a separator for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [7], wherein the following steps (A) and (B):
(A)共押出法により、微多孔膜の前駆体シートと剥離膜との積層体を形成する、前駆体積層シート形成工程、(A) Precursor laminate sheet forming step of forming a laminate of a microporous membrane precursor sheet and a release membrane by a coextrusion method,
(B)前記前駆体シートを多孔化して微多孔膜を形成する、微多孔膜形成工程、(B) a microporous film forming step of forming a microporous film by making the precursor sheet porous;
を含む製造方法。Manufacturing method.
本発明によれば、サイクル性に優れたセパレータとして好適な微多孔膜を生産し得る、
微多孔膜積合体が提供される。
According to the present invention, it is possible to produce a microporous membrane suitable as a separator having excellent cycleability.
A microporous membrane assembly is provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施の形態」と略記する。)について
詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
の範囲内で種々変形して実施することができる。
Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
本実施の形態における微多孔膜積合体は、少なくとも1枚の微多孔膜を含む複数枚の膜
が積合された微多孔膜積合体であって、微多孔膜と、前記微多孔膜に隣接する剥離膜との
剥離強度が0.5〜250g/25mmである。
The microporous membrane assembly in the present embodiment is a microporous membrane assembly in which a plurality of membranes including at least one microporous membrane are integrated, and is adjacent to the microporous membrane and the microporous membrane The peel strength with the release film to be applied is 0.5 to 250 g / 25 mm.
本実施の形態における微多孔膜積合体は、少なくとも1枚、好ましくは2枚以上の微多
孔膜を含む複数枚の膜が積合された構造を有している。微多孔膜積合体は、少なくとも2
枚の微多孔膜を含む薄膜を重ねた構造を有し、例えば、微多孔膜1/微多孔膜2の2枚か
らなる構造(この場合、一方の微多孔膜を「剥離膜」と扱うことができる。以下、同様で
ある。)や、微多孔膜1/無孔膜/微多孔膜2の3枚からなる構造(この場合、「無孔膜
」を「剥離膜」と扱うことができる。以下、同様である。)、更に枚数を重ねた4枚以上
からなる構造を有していてもよい。
さらに無孔膜/微多孔膜1/微多孔膜2、あるいは無孔膜/微多孔膜1/無孔膜/微多
孔膜2/無孔膜のように、微多孔膜が中間層にあってもよい。
The microporous membrane assembly in the present embodiment has a structure in which a plurality of membranes including at least one, preferably two or more microporous membranes are stacked. The microporous membrane assembly is at least 2
It has a structure in which thin films including a single microporous film are stacked, for example, a structure composed of two microporous films 1 / microporous films 2 (in this case, one microporous film is treated as a “peeling film”) The same applies hereinafter.) And a structure composed of three sheets of microporous film 1 / nonporous film / microporous film 2 (in this case, “nonporous film” can be treated as “peeled film”). The same shall apply hereinafter.) Further, it may have a structure composed of four or more stacked sheets.
Further, the microporous membrane is in the intermediate layer, such as nonporous membrane / microporous membrane 1 / microporous membrane 2 or nonporous membrane / microporous membrane 1 / nonporous membrane / microporous membrane 2 / nonporous membrane. Also good.
このようにして微多孔膜積合体を剥離することにより得られた微多孔膜は、サイクル性
に優れたセパレータとして好適な微多孔膜である。
特定の微多孔膜積合体からそのような微多孔膜が得られる作用の詳細については詳らか
ではないが、隣接する膜に対して特定の剥離強度をもって積合された微多孔膜積合体にお
いては、隣接する膜に面する微多孔膜表面にスキン層が形成され難く、微多孔膜の膜厚方
向全般に亘り良好な均一性を有する孔構造が実現されることが、良好なサイクル特性に寄
与するものと考えられる。特に、目的層である微多孔膜層を中間層に配置した構成では、
両面ともスキン層が生じ難く、きわめて透過性の良好な微多孔膜を実現し得る。このスキ
ン層とは、一般には結晶性樹脂の急冷により生じる非晶層であり、結晶部分と開孔性が異
なる為、透過性の不均一が生じる。剥離面では急冷にならない為スキン層が発生しないと
考えられる。
Thus, the microporous film obtained by peeling off the microporous film assembly is a microporous film suitable as a separator having excellent cycleability.
The details of the action of obtaining such a microporous membrane from a specific microporous membrane composite is not detailed, but in a microporous membrane composite that has a specific peel strength with respect to an adjacent membrane, It is difficult to form a skin layer on the surface of the microporous membrane facing the adjacent membrane, and the realization of a pore structure having good uniformity throughout the film thickness direction of the microporous membrane contributes to good cycle characteristics. It is considered a thing. In particular, in the configuration in which the microporous membrane layer as the target layer is arranged in the intermediate layer,
A skin layer hardly occurs on both sides, and a microporous membrane having extremely good permeability can be realized. This skin layer is an amorphous layer that is generally generated by rapid cooling of a crystalline resin. Since the pores are different from the crystal portion, nonuniform permeability occurs. It is thought that the skin layer does not occur on the peeled surface because it is not rapidly cooled.
ここで、薄膜とは一般に5μm〜50μmの厚みの範囲の膜を言う。それぞれの薄膜、
例えば、微多孔膜1は単層膜でもよいが、それ自体が多層構造であってもよく、例えば、
ポリプロピレンを主体とする外層とPEを主体とする層をPP/PE/PPの様に配置し
た3層膜でもよい。但し、薄膜が多層である場合は、1枚の薄膜の内部において各層は容
易に剥離できないことが好ましい。
Here, the thin film generally means a film having a thickness in the range of 5 μm to 50 μm. Each thin film,
For example, the microporous film 1 may be a single layer film, but may itself have a multilayer structure, for example,
A three-layer film in which an outer layer mainly composed of polypropylene and a layer mainly composed of PE are arranged like PP / PE / PP may be used. However, when a thin film is a multilayer, it is preferable that each layer cannot be easily peeled in one thin film.
微多孔膜積合体に含まれる少なくとも2枚の微多孔膜は、隣接する膜と剥離により分離
可能であり、その剥離強度が0.5〜250g/25mm幅である。剥離強度が上記範囲
内であると、薄膜であっても、製膜ラインやスリッターのピンチロール等を利用した剥離
が可能であるため、微多孔膜積合体から複数枚の微多孔膜を同時に取得することができ、
結果として、目的膜である微多孔膜の生産性を著しく向上させることが可能となる。剥離
強度は、好ましくは150g/25mm幅未満であり、この範囲内であれば剥離速度を上
げることができる傾向にある。また、剥離する微多孔膜積合体が400mm程度以上の広
幅の場合は、好ましくは100g/25mm幅未満であれば、広幅であっても高速で剥離
できる傾向にある。また、50g/25mm幅未満であれば、10μm以下の薄い膜であ
っても良好に剥離できる傾向にある。更に、20g/25mm幅未満であれば、高速且つ
薄膜の剥離が可能となる傾向にあり、5g/25mm幅未満であれば、剥離速度を100
m/min以上にまで引き上げることができる傾向にある。一方、剥離強度の下限として
は、0.5g/25mm幅以上であり、この範囲内であると、製膜途中に不用意に部分的
に剥離することがなく、良好に製膜できる。
At least two microporous membranes included in the microporous membrane stack can be separated from adjacent membranes by peeling, and the peel strength is 0.5 to 250 g / 25 mm width. If the peel strength is within the above range, even a thin film can be peeled off using a film production line or a slitter pinch roll, etc., so multiple microporous membranes can be obtained simultaneously from the microporous membrane combination Can
As a result, the productivity of the microporous membrane that is the target membrane can be significantly improved. The peel strength is preferably less than 150 g / 25 mm width, and within this range, the peel rate tends to be increased. Moreover, when the microporous membrane product to be peeled has a wide width of about 400 mm or more, preferably it is less than 100 g / 25 mm width, it tends to be peeled at a high speed even if it is wide. Moreover, if it is less than 50 g / 25 mm width, it exists in the tendency which can peel favorably even if it is a thin film | membrane of 10 micrometers or less. Further, if the width is less than 20 g / 25 mm, the thin film tends to be peeled at a high speed. If the width is less than 5 g / 25 mm, the peeling speed is set to 100.
It tends to be able to be increased to m / min or more. On the other hand, the lower limit of the peel strength is 0.5 g / 25 mm width or more, and if it is within this range, the film can be satisfactorily formed without inadvertently peeling partially during film formation.
本実施の形態における微多孔膜積合体からは微多孔膜が複数枚分離されるが、分離され
た少なくとも1枚の微多孔膜が、厚み3〜100μm、突刺し強度50〜1000g、透
気度10〜1000sec/100cc、気孔率15〜80%、を満たす微多孔膜(A)
であることが好ましい。各物性が上記範囲内であれば、リチウムイオン2次電池用セパレ
ータとして使用した際に、保存性、サイクル性、出力等の電池性能に優れ、また不慮のセ
パレータの破れによる短絡防止性、電池の熱暴走時の昇温による破膜防止性等の安全性に
優れる傾向にある。
A plurality of microporous membranes are separated from the microporous membrane assembly in the present embodiment, but at least one separated microporous membrane has a thickness of 3 to 100 μm, a puncture strength of 50 to 1000 g, and an air permeability. Microporous membrane (A) satisfying 10 to 1000 sec / 100 cc and porosity of 15 to 80%
It is preferable that If each physical property is within the above range, when used as a separator for a lithium ion secondary battery, it has excellent battery performance such as storage stability, cycle performance, and output, and prevents short circuit due to accidental breakage of the battery. It tends to be excellent in safety such as prevention of film breakage due to temperature rise during thermal runaway.
微多孔膜(A)の厚みは、電池性能の観点からは、好ましくは30μm未満であり、電
池容量の観点からは、好ましくは20μm未満である。また微多孔膜を微多孔膜積合体か
ら剥離する際に、破れたりせずに安定に剥離する観点からは、好ましくは5μm以上、よ
り好ましくは7μm以上である。
The thickness of the microporous membrane (A) is preferably less than 30 μm from the viewpoint of battery performance, and preferably less than 20 μm from the viewpoint of battery capacity. Moreover, when peeling a microporous film from a microporous film assembly, from a viewpoint which peels stably without tearing, Preferably it is 5 micrometers or more, More preferably, it is 7 micrometers or more.
微多孔膜(A)の突刺し強度は、剥離時の強度確保の観点から、好ましくは100g以
上であり、セパレータの安全性の観点から、好ましくは200g以上であり、より好まし
くは300g以上であり、さらに好ましくは400g以上である。
The puncture strength of the microporous membrane (A) is preferably 100 g or more from the viewpoint of securing the strength at the time of peeling, preferably 200 g or more, more preferably 300 g or more from the viewpoint of safety of the separator. More preferably, it is 400 g or more.
微多孔膜(A)の透気度は、電池性能の観点からは、好ましくは600sec/100
cc以下であり、高出力性の観点からは、好ましくは400sec/100cc以下であ
る。
The air permeability of the microporous membrane (A) is preferably 600 sec / 100 from the viewpoint of battery performance.
From the viewpoint of high output performance, it is preferably 400 sec / 100 cc or less.
微多孔膜(A)の気孔率は、電池性能の観点からは、好ましくは30%以上、高出力の
観点からは、好ましくは40%以上であり、突刺し強度を維持する観点からは、好ましく
は70%以下、より好ましくは60%以下である。
The porosity of the microporous membrane (A) is preferably 30% or more from the viewpoint of battery performance, preferably 40% or more from the viewpoint of high output, and preferably from the viewpoint of maintaining the piercing strength. Is 70% or less, more preferably 60% or less.
微多孔膜の原料としては、成形加工性と電解液に対する耐溶剤性の観点から、ポリオレ
フィンを主成分とすることが好ましい。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン
やポリプロピレン等が挙げられる。
The raw material for the microporous membrane is preferably composed mainly of polyolefin from the viewpoints of moldability and solvent resistance to the electrolyte. Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene.
ポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、線状
低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、及びこれらの混合物等が挙げられる。
微多孔膜をセパレータとして用いる場合には、熱収縮を低減できる観点から、イオン重合
による線状の高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、あるいはこれらの混合物が
好ましい。ここでいう超高分子量ポリエチレンとは、粘度平均分子量が50万以上のもの
を指す。超高分子量ポリエチレンが全ポリエチレン中に占める割合としては、好ましくは
5〜50質量%、分散性の観点から、より好ましくは9〜40質量%である。
Examples of the polyethylene include high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, linear low density polyethylene, high pressure method low density polyethylene, and mixtures thereof.
When using a microporous membrane as a separator, linear high-density polyethylene by ion polymerization, ultrahigh molecular weight polyethylene, or a mixture thereof is preferable from the viewpoint of reducing thermal shrinkage. The ultra-high molecular weight polyethylene here refers to those having a viscosity average molecular weight of 500,000 or more. The proportion of the ultra high molecular weight polyethylene in the total polyethylene is preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 9 to 40% by mass from the viewpoint of dispersibility.
ポリエチレンの粘度平均分子量Mv(複数種のポリエチレンを用いる場合には、その全
体の粘度平均分子量)としては、微多孔膜の強度を向上させる観点から、好ましくは20
万以上であり、より好ましくは30万以上である。
The viscosity average molecular weight Mv of polyethylene (when multiple types of polyethylene are used, the total viscosity average molecular weight) is preferably 20 from the viewpoint of improving the strength of the microporous membrane.
10,000 or more, more preferably 300,000 or more.
ポリエチレンの分子量分布(Mw/Mn)は、無機粒子等を混合して混練する場合に、
その混練性を向上させ、無機粒子が二次凝集した粒状の欠点が発生することを抑制する観
点から、6以上であることが好ましく、より好ましくは8以上である。
When the molecular weight distribution (Mw / Mn) of polyethylene is mixed and kneaded with inorganic particles,
From the viewpoint of improving the kneadability and suppressing the occurrence of granular defects in which the inorganic particles are secondarily aggregated, the number is preferably 6 or more, more preferably 8 or more.
ポリプロピレンとしては、例えば、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタク
ティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン等の、プロピレンのホモ重合体
や、プロピレンと、エチレンやブテン、炭素数5以上のα−オレフィン等のコモノマーと
を共重合させて得られるランダム共重合体やブロック共重合体、ターポリマー等が挙げら
れる。さらに、メタロセン触媒等を利用し、立体規則性を低下させたポリプロピレンを少
量ブレンドしてもよい。上記の中でも、成形性と強度・剛性等の物性のバランスの観点か
ら、アイソタクティックポリプロピレンが好ましい。
Examples of polypropylene include propylene homopolymers such as isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic polypropylene, and propylene and comonomers such as ethylene, butene, and α-olefins having 5 or more carbon atoms. Examples thereof include random copolymers, block copolymers, terpolymers and the like obtained by polymerization. Furthermore, a small amount of polypropylene having reduced stereoregularity may be blended using a metallocene catalyst or the like. Among these, isotactic polypropylene is preferable from the viewpoint of the balance between moldability and physical properties such as strength and rigidity.
ポリプロピレンの粘度平均分子量(Mv)は、溶融混練が容易となり、膜としたときにフ
ィッシュアイ状の欠陥が改善される観点から、好ましくは100万以下であり、より好ま
しくは70万以下、さらに好ましくは60万以下である。
The viscosity average molecular weight (Mv) of polypropylene is preferably 1 million or less, more preferably 700,000 or less, more preferably from the viewpoint of facilitating melt-kneading and improving fish-eye defects when formed into a film. Is less than 600,000.
本実施の形態のおける微多孔膜積合体は、上述した微多孔膜(目的膜)に隣接する少な
くとも1枚の剥離膜を含む。この場合、目的膜である微多孔膜と隣接する剥離膜の剥離強
度は250g/25mm幅以下であり、これを達成するために、微多孔膜と分離された少
なくとも1枚の剥離膜は、透気度が1500sec/100cc以上の微多孔膜又は無孔
膜であることが好ましい。ここでいう「無孔膜」とは、厳密には定義されないが、透気度
が概ね10000sec/100ccを超える膜を言う。
The microporous membrane assembly in the present embodiment includes at least one release film adjacent to the microporous membrane (target membrane) described above. In this case, the peel strength of the release film adjacent to the target microporous film is 250 g / 25 mm width or less, and in order to achieve this, at least one release film separated from the microporous film must be transparent. A microporous film or a nonporous film having a temper of 1500 sec / 100 cc or more is preferable. The “non-porous membrane” referred to here is a membrane that is not strictly defined but has an air permeability of more than 10,000 sec / 100 cc.
本発明者等の検討によると、剥離膜の透気度が1500sec/100cc以上である
と剥離強度が低下する傾向にあり、微多孔膜を剥離し易くなることが分かった。剥離膜の
透気度は、高速剥離の観点からは、好ましくは5000sec/100cc以上であり、
より好ましくは実質的に無孔膜である。理由は明らかではないが、無孔膜は多孔膜に比べ
て厚み方向の圧縮応力が強くなるため、例えば2枚の多孔膜を重ねた場合よりも、多孔膜
と無孔膜を重ねた場合のほうが、製膜工程中のピンチロール等で圧縮された際の抵抗力が
強くなり、膜同士の界面での粘着による剥離強度の増加が抑制されるものと推定される。
この分離された剥離膜は微多孔膜として製品化してもよいし、無孔膜である場合には、剥
離のための剥離専用層として用いてもよい。剥離専用層として用いる場合は、剥離後に粉
砕する等して繰返しリサイクル使用することが好ましい。
According to the study by the present inventors, it has been found that when the air permeability of the release film is 1500 sec / 100 cc or more, the peel strength tends to decrease, and the microporous film can be easily peeled off. The air permeability of the release film is preferably 5000 sec / 100 cc or more from the viewpoint of high speed release,
More preferably, it is a substantially nonporous film. The reason is not clear, but the non-porous film has a stronger compressive stress in the thickness direction than the porous film. For example, when the porous film and the non-porous film are stacked, the porous film and the non-porous film are stacked. However, it is presumed that the resistance force when compressed with a pinch roll or the like during the film forming process is increased, and an increase in peel strength due to adhesion at the interface between the films is suppressed.
The separated release membrane may be commercialized as a microporous membrane, or in the case of a non-porous membrane, it may be used as a release-only layer for peeling. When used as a layer exclusively for peeling, it is preferable to repeatedly recycle by crushing after peeling.
また、微多孔膜に隣接する少なくとも1枚の剥離膜は、突刺し強度が40g以上である
ことが好ましい。剥離膜の突刺し強度が40g以上であると、剥離時に膜が破れず良好に
剥離できる傾向にある。剥離膜の突刺し強度は、広幅膜の剥離性の観点からは、好ましく
は80g以上、高速剥離性の観点からは、好ましくは120g以上である。剥離膜の突刺
し強度は、特に好ましくは200g以上であり、上記範囲であると剥離生産性がさらに安
定する傾向にある。
Moreover, it is preferable that at least one release film adjacent to the microporous film has a puncture strength of 40 g or more. When the piercing strength of the release film is 40 g or more, there is a tendency that the film does not break during peeling and can be peeled off satisfactorily. The puncture strength of the release film is preferably 80 g or more from the viewpoint of peelability of the wide film, and preferably 120 g or more from the viewpoint of high-speed peelability. The puncture strength of the release film is particularly preferably 200 g or more, and the release productivity tends to be more stable when it is within the above range.
剥離膜の原料としては、共押出性や共延伸性だけ出なく、目的膜である微多孔膜との剥
離性を考慮して選ぶのがよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ンや、ポリアミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン等が好適に用いられるが、基本
的には微多孔膜との剥離強度や、剥離時の強度を指標に選ばれるべきである。例えば、微
多孔膜の原料として、融点135℃の高密度ポリエチレンを用いる場合には、剥離膜は、
ポリプロピレンやPET等のポリエチレンよりも高耐熱性の樹脂を選ぶのが好ましい。特
に、剥離膜の原料としてポリプロピレンを用いる場合は、ポリエチレン主体の微多孔膜と
の共押出性、共延伸性が良好となり、膜厚分布に優れた微多孔膜が得られる傾向にあるた
め好ましい。さらに、融点が150℃以下のポリプロピレン、例えばランダム共重合体や
低立体規則性のポリプロピレンを用いれば、延伸性がさらに改善されるため、膜厚分布の
改善だけでなく、透過性と強度のバランスも改善される。さらには延伸助剤として、例え
ばポリブテン−1、石油樹脂、エチレン−プロピレンランダム共重合エラストマー、スチ
レン−ブタジエンラバー等を混合すれば、膜自体の強度も改善され、剥離膜を薄膜化でき
る。
剥離膜の原料としては、ポリプロピレンを主体とすることが好ましく、共押出性や、製
膜安定性、透過性、強度、剥離性のバランスが優れる。ここでポリプロピレンを主体とす
るとは、はく離膜の樹脂成分のうちポリプロピレンが50質量%以上を占めることである
。さらに好ましくは60質量%以上であり、この範囲であると、剥離性がさらに向上し、
安定した剥離ができる。
The raw material for the release film is preferably selected in consideration of not only the co-extrusion property and co-stretchability but also the release property from the microporous film as the target film. For example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides, polyesters, polyvinylidene fluoride, etc. are preferably used, but should basically be selected based on the peel strength from the microporous film and the strength at the time of peel. . For example, when a high-density polyethylene having a melting point of 135 ° C. is used as a raw material for the microporous film, the release film is
It is preferable to select a resin having higher heat resistance than polyethylene such as polypropylene and PET. In particular, when polypropylene is used as a raw material for the release film, coextrudability and costretchability with a polyethylene-based microporous film are favorable, and a microporous film having an excellent film thickness distribution tends to be obtained, which is preferable. Furthermore, if a polypropylene having a melting point of 150 ° C. or less, such as a random copolymer or a low stereoregularity polypropylene, the stretchability is further improved, so that not only the film thickness distribution is improved, but also the balance between permeability and strength. Is also improved. Furthermore, if, for example, polybutene-1, petroleum resin, ethylene-propylene random copolymer elastomer, styrene-butadiene rubber or the like is mixed as a stretching aid, the strength of the film itself can be improved, and the release film can be made thin.
The raw material for the release film is preferably composed mainly of polypropylene, and is excellent in coextrudability, film forming stability, permeability, strength, and peelability. Here, “mainly composed of polypropylene” means that polypropylene accounts for 50% by mass or more of the resin component of the peeling membrane. More preferably, it is 60% by mass or more, and in this range, the peelability is further improved,
Stable peeling is possible.
また、剥離膜は、剥離性が向上する傾向にあるため、無機フィラーを含んでいることが
好ましい。無機フィラーとしては、例えば、アルミナ(例えば、α−アルミナ等)、シリ
カ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸
化物系セラミックス、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス、
シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン
酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト
、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼ
オライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等のセラミックス
、ガラス繊維等が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよ
い。これらの中でも、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムやタルク、酸化亜鉛等が特に好
適に用いられる。
Moreover, since the peeling film tends to improve peelability, the release film preferably contains an inorganic filler. Examples of inorganic fillers include alumina (eg, α-alumina), silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, iron oxide, and other oxide ceramics, silicon nitride, titanium nitride, boron nitride, and the like. Nitride ceramics,
Silicon carbide, calcium carbonate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate Examples thereof include ceramics such as magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand, and glass fibers. These may be used alone or in combination. Among these, silica, alumina, calcium carbonate, talc, zinc oxide and the like are particularly preferably used.
無機フィラーの平均粒子径としては、特に限定されないが、好ましくは0.05〜8μ
mのものが好適に使用されうる。平均粒子径が上記範囲内であると、無機フィラーが樹脂
膜を補強し、剥離膜自体の強度を向上させるため、剥離の際に剥離膜が破れにくく、安定
に生産できる傾向にある。無機フィラーの平均粒子径としては、特に好ましくは0.1〜
5μmの範囲内であり、上記範囲であると剥離速度を上げることができるため、生産性が
向上する傾向にある。
The average particle size of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 8 μm.
m can be suitably used. When the average particle diameter is within the above range, the inorganic filler reinforces the resin film and improves the strength of the release film itself. Therefore, the release film is not easily broken at the time of release and tends to be stably produced. The average particle size of the inorganic filler is particularly preferably 0.1 to
Since it is within the range of 5 μm and within the above range, the peeling rate can be increased, and thus the productivity tends to be improved.
無機フィラーの含有量は、剥離膜中に、樹脂成分100質量部に対して、好ましくは5
〜150質量部である。無機フィラーの含有量が上記範囲であると剥離性が改善される傾
向にある。無機フィラーの含有量としては、樹脂成分100質量部に対して、より好まし
くは5〜100質量部、更に好ましくは5〜80質量部であり、上記範囲内であると、剥
離膜自体の強度が上がり、剥離の際に剥離膜が破れず、高速で剥離できるようになる。無
機フィラーの含有量は、剥離速度をさらに上げることが可能となる観点から、特に好まし
くは8〜35質量部である。
The content of the inorganic filler is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the resin component in the release film.
-150 parts by mass. If the content of the inorganic filler is within the above range, the peelability tends to be improved. As content of an inorganic filler, with respect to 100 mass parts of resin components, More preferably, it is 5-100 mass parts, More preferably, it is 5-80 mass parts, and the intensity | strength of peeling film itself is in the said range. The peeling film does not break during peeling and can be peeled at a high speed. The content of the inorganic filler is particularly preferably 8 to 35 parts by mass from the viewpoint of further increasing the peeling rate.
本実施の形態における微多孔膜積合体が少なくとも2枚の微多孔膜を含んでいる場合、
1回の成形で2枚以上の微多孔膜を作製することができる。この2枚以上の微多孔膜は、
全く同じ性状である必要はなく、例えば、下記の例1及び2ような膜構成(重ね方)をと
ってもよい。
例1 3枚構造 微多孔膜(20μm)/無孔膜(10μm)/微多孔膜(10μm)
例2 5枚構造 微多孔膜(20μm)/無孔膜(10μm)/微多孔膜(10μm)
/無孔膜(10μm)/微多孔膜(20μm)
ここでいう性状とは、厚み、気孔率、透気度、突刺し強度のような膜物性や、原料組成
も含まれる。
When the microporous membrane combination in the present embodiment includes at least two microporous membranes,
Two or more microporous membranes can be produced by one molding. These two or more microporous membranes
It is not necessary to have exactly the same properties, and for example, a film configuration (how to overlap) as in Examples 1 and 2 below may be taken.
Example 1 Three-layer structure Microporous membrane (20 μm) / Nonporous membrane (10 μm) / Microporous membrane (10 μm)
Example 2 Five-sheet structure Microporous membrane (20 μm) / Nonporous membrane (10 μm) / Microporous membrane (10 μm)
/ Non-porous membrane (10 μm) / Microporous membrane (20 μm)
The properties here include film physical properties such as thickness, porosity, air permeability, piercing strength, and raw material composition.
本実施の形態における微多孔膜積合体を得る方法としては、特に限定されないが、以下
の(A),(B)の各工程、
(A)共押出法により、微多孔膜の前駆体シートと剥離膜との積層体を形成する、前駆体
積層シート形成工程、
(B)前記前駆体シートを多孔化して微多孔膜を形成する、微多孔膜形成工程、
を含むことが好ましい。
また、適宜延伸工程を採用することができる。延伸工程は、前記(B)工程の前工程で
あってもよいし、後工程であってもよい。
Although it does not specifically limit as a method of obtaining the microporous film union in this Embodiment, Each process of the following (A) and (B),
(A) Precursor laminate sheet forming step of forming a laminate of a microporous membrane precursor sheet and a release membrane by a coextrusion method,
(B) a microporous film forming step of forming a microporous film by making the precursor sheet porous;
It is preferable to contain.
Moreover, an extending | stretching process can be employ | adopted suitably. The stretching step may be a pre-step or a post-step of the step (B).
例えば、ポリエチレン(PE)製の単層の微多孔膜を2枚含む微多孔膜積合体を得る方
法について説明する。1台の押出機でポリエチレン原料と可塑剤を所定量配合した原料を
押出し、もう1台の押出機でPET等の原料と可塑剤を所定量配合若しくは配合せずに押
し出し、共押出ダイス内で、例えばPE/PET/PEの3層構造に共押出し、キャスト
成形により延伸前の微多孔膜積合体の前駆体を得る。この前駆体を可塑剤抽出・延伸・熱
固定等の工程を経ることで微多孔膜積合体を得ることができる。
For example, a method for obtaining a microporous membrane combination including two monolayer microporous membranes made of polyethylene (PE) will be described. One extruder is used to extrude a raw material containing a predetermined amount of polyethylene raw material and plasticizer, and another extruder is used to extrude a raw material such as PET and a plasticizer without adding or mixing a predetermined amount. For example, it is coextruded into a three-layer structure of PE / PET / PE, and a precursor of a microporous film composite before stretching is obtained by cast molding. The precursor can be subjected to steps such as plasticizer extraction, stretching, and heat setting to obtain a microporous membrane composite.
原料である樹脂組成物を混練する方法としては、あらかじめ原料樹脂と、場合により可
塑剤をヘンシェルミキサーやタンブラーミキサー等で事前混練する工程を経て、該混練物
を押出機に投入し、押出機中で加熱溶融させながら、必要に応じて任意の比率で所定量に
なるまで可塑剤を導入し、さらに混練する方法が挙げられる。この方法は、樹脂組成の分
散性がより良好なシートを得ることができ、各層が、高倍率でも破膜することなく延伸す
ることができる点で好ましい。
As a method of kneading the resin composition that is a raw material, the raw material resin and, optionally, a plasticizer is preliminarily kneaded with a Henschel mixer, a tumbler mixer, etc. There is a method in which a plasticizer is introduced until a predetermined amount is reached at an arbitrary ratio as necessary, and further kneaded while being heated and melted. This method is preferable in that a sheet having a better dispersibility of the resin composition can be obtained, and each layer can be stretched without being broken even at a high magnification.
溶融押出機としては、二軸押出機を用いることが好ましく、これにより強度のせん断が
付与出来るため、分散性が一層向上する。より好ましくは、二軸押出機のスクリューのL
/Dが20〜70程度であり、さらに好ましくは30〜60である。そのスクリューには
フルフライトの部分と、一般にニーディングディスクやローター等の混練部分を配してい
ることが好ましい。
As the melt extruder, it is preferable to use a twin-screw extruder, which can impart a strong shear, thereby further improving dispersibility. More preferably, the screw L of the twin screw extruder
/ D is about 20 to 70, more preferably 30 to 60. The screw is preferably provided with a full flight part and generally a kneading part such as a kneading disk or a rotor.
押出機先端に装着されるダイスは、特に限定されないが、サーキュラーダイス、Tダイ
ス等が用いられる。本実施の形態においては、無機粒子を用いる場合や、劣化し易い樹脂
組成物を用いる場合は、それによる摩耗や付着を抑制する対策を講じたもの、例えば、流
路やリップに、テフロン(登録商標)加工、セラミック加工、ニッケル加工、モリブデン
加工、ハードクロムコートしたものが好適に用いられる。
The die attached to the tip of the extruder is not particularly limited, but a circular die, a T die, or the like is used. In the present embodiment, when inorganic particles are used, or when a resin composition that is easily deteriorated is used, Teflon (registered) is used for a channel or lip that has taken measures to prevent wear and adhesion. Trademark) processing, ceramic processing, nickel processing, molybdenum processing, and hard chrome coating are preferably used.
本実施の形態においては、共押出ダイを用いることが好ましく、Tダイの場合はダイス
の内部で溶融樹脂を膜状に広げてから各層を合流せしめるコートハンガー式のマルチマニ
ホールドダイスを用いるのが厚み制御の観点から特に好ましい。ただし、フィードブロッ
クダイや、クロスヘッド式のダイスも用いることは可能である。サーキュラーダイスの場
合はスパイラル式ダイや、多層フィルムでも5層以上の場合はスタック式のダイスが熱劣
化防止の観点から好ましく、各層間の接着強度を上げたい場合には特に好ましい。
In the present embodiment, it is preferable to use a coextrusion die. In the case of a T die, it is preferable to use a coat hanger type multi-manifold die that spreads the molten resin into a film shape inside the die and then joins the layers together. This is particularly preferable from the viewpoint of control. However, it is also possible to use a feed block die or a crosshead die. In the case of a circular die, a spiral die, or in the case of a multilayer film having five or more layers, a stack die is preferable from the viewpoint of preventing thermal deterioration, and is particularly preferable when it is desired to increase the adhesive strength between layers.
本実施の形態においては微多孔膜と剥離膜とが共に溶融状態で共押出されるが、両者を
積合し多層化するのはダイス内であることが好ましい。互いに接する2層の押出し温度で
の溶融粘度の比としては、好ましくは1/3〜3/1、より好ましくは1/2〜2/1で
ある。溶融粘度の比を上記範囲に設定することは、樹脂合流時の界面乱れ等を抑制し、偏
肉を抑制する観点から好ましい。
In the present embodiment, both the microporous film and the release film are coextruded in a molten state, but it is preferable that they are stacked and multilayered in a die. The ratio of the melt viscosity at the extrusion temperature of the two layers in contact with each other is preferably 1/3 to 3/1, more preferably 1/2 to 2/1. Setting the ratio of the melt viscosity within the above range is preferable from the viewpoint of suppressing interface disturbance at the time of resin merging and suppressing uneven thickness.
ダイスより押し出された溶融樹脂は、例えばキャスト装置に導入され、共延伸前の原反
とすることができる。その後、高機械強度、縦横の物性バランス付与のために共延伸され
る(共延伸工程)が、このときの延伸は二軸延伸であることが好ましく、より好ましくは
同時二軸延伸、逐次二軸延伸である。延伸温度は、好ましくは100℃〜155℃以下、
より好ましくは110℃〜140℃の範囲内である。延伸倍率は、膜強度の観点から、好
ましくは面積倍率で3倍以上〜200倍以下である。
The molten resin extruded from the die is introduced into, for example, a casting apparatus, and can be used as a raw material before co-stretching. Thereafter, the film is co-stretched to provide high mechanical strength and a balance between physical and longitudinal properties (co-stretching step). The stretching at this time is preferably biaxial stretching, more preferably simultaneous biaxial stretching and sequential biaxial stretching. Stretching. The stretching temperature is preferably 100 ° C to 155 ° C or less,
More preferably, it exists in the range of 110 to 140 degreeC. From the viewpoint of film strength, the draw ratio is preferably 3 to 200 times in terms of area magnification.
共延伸前の原反又は共延伸後の膜を抽出溶媒に浸漬して可塑剤や無機フィラーを抽出す
ることにより多孔化し(多孔化工程)、その後、膜を十分乾燥させればよい。可塑剤のみ
を抽出する場合の抽出溶媒としては、ポリオレフィン等の原料樹脂及び無機フィラーに対
して貧溶媒であり、かつ可塑剤に対しては良溶媒であり、沸点が原料樹脂の融点よりも低
いことが好ましい。このような抽出溶媒としては、例えば、塩化メチレン、1,1,1−ト
リクロロエタン等の塩素系溶剤;メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類;ヒドロフ
ルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、環状ヒドロフルオロカーボン、ペルオロカー
ボン、ペルフルオロエーテル等のハロゲン系有機溶剤;ジエチルエーテルやテトラヒドロ
フラン等のエーテル類;n−ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;メタノール、イ
ソプロピルアルコール等のアルコール類が挙げられる。またこれらの抽出溶媒を2種類以
上使用してもよい。上記の中では特に塩化メチレンが好ましい。多孔化工程は共延伸工程
の前でもよいし、後でもよい。複数の抽出槽による多段抽出でもよい。無機フィラーの抽
出溶媒としては、例えば、アルカリ水等が挙げられる。
The raw film before co-stretching or the film after co-stretching may be made porous by immersing it in an extraction solvent to extract a plasticizer or an inorganic filler (porosification step), and then the film may be sufficiently dried. As an extraction solvent in the case of extracting only a plasticizer, it is a poor solvent for a raw material resin such as polyolefin and an inorganic filler, and is a good solvent for a plasticizer, and its boiling point is lower than the melting point of the raw material resin. It is preferable. Examples of such extraction solvents include chlorinated solvents such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane; ketones such as methyl ethyl ketone and acetone; hydrofluorocarbons, hydrofluoroethers, cyclic hydrofluorocarbons, perocarbons, perfluoros. Halogenous organic solvents such as ether; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; alcohols such as methanol and isopropyl alcohol. Two or more of these extraction solvents may be used. Of the above, methylene chloride is particularly preferred. The porous step may be before or after the co-stretching step. Multi-stage extraction by a plurality of extraction tanks may be used. Examples of the extraction solvent for the inorganic filler include alkaline water.
可塑剤や無機フィラーの抽出後には、膜厚、透気度等の膜物性の調整、或いはフィルム
の熱収縮防止のため、必要に応じて加熱延伸による熱固定を加えてもよい。抽出後の延伸
は一軸延伸、同時二軸延伸、逐次二軸延伸が挙げられ、好ましくは同時二軸延伸、逐次二
軸延伸である。延伸温度は、好ましくは100℃以上155℃以下である。延伸倍率は、
好ましくは面積倍率で1倍を超えて10倍以下である。
After extraction of the plasticizer and inorganic filler, heat fixation by heat stretching may be added as necessary to adjust film properties such as film thickness and air permeability, or to prevent thermal shrinkage of the film. Examples of the stretching after extraction include uniaxial stretching, simultaneous biaxial stretching, and sequential biaxial stretching, and preferred are simultaneous biaxial stretching and sequential biaxial stretching. The stretching temperature is preferably 100 ° C. or higher and 155 ° C. or lower. The draw ratio is
Preferably, the area magnification is more than 1 time and 10 times or less.
さらに寸法安定化のための熱処理を実施する場合は、高温雰囲気下での膜収縮を低減す
るために、例えば二軸延伸機、一軸延伸機、あるいは両方を用いて、100℃以上150
℃以下で熱処理を行うことができる。好ましくは、樹脂の融点以下の温度範囲で、幅方向
、長さ方向、あるいは両方向にその倍率又は/及び応力を緩和することにより行う。
Further, when heat treatment for dimensional stabilization is performed, in order to reduce film shrinkage under a high temperature atmosphere, for example, using a biaxial stretching machine, a uniaxial stretching machine, or both, 100 ° C. or more and 150
The heat treatment can be performed at a temperature of 0 ° C. or lower. Preferably, it is carried out by relaxing the magnification or / and stress in the width direction, the length direction, or both directions within a temperature range below the melting point of the resin.
本実施の形態においては、以下の(C)工程、
(C)前記微多孔膜の前駆体シート又は前記微多孔膜と、剥離膜とを剥離する剥離工程、
を含むことにより、剥離後の微多孔膜(目的膜)を得ることができる。微多孔膜を分離す
る方法としては、微多孔膜積合体をピンチロールに導入し、ロールの出側で2枚以上の複
数枚数の膜に分離するのが好ましい。この際、剥離後、微多孔膜をピンチロールに少なく
とも(抱き角度)30度以上(好ましくは60〜120度、より好ましくは80〜100
度)で接触させるようにロール類を設定するのが好ましい。前記(C)工程が、前記微多
孔膜の前駆体シート又は前記微多孔膜と、剥離膜と、をピンチロールの下流側にて剥離す
る工程である場合、剥離が常にロール上で行なわれるため剥離点が安定し、剥離の際のシ
ワ等が入りにくく、また薄膜を剥離する場合でも破れ難くなる傾向にある。剥離に用いる
ピンチロールには、剥離ロールを設置すると更に剥離が安定する傾向にあるため好ましい
。
In the present embodiment, the following step (C),
(C) A peeling step of peeling the precursor sheet of the microporous film or the microporous film and the peeling film,
By including, a microporous film (target film) after peeling can be obtained. As a method for separating the microporous membrane, it is preferable to introduce the microporous membrane assembly into a pinch roll and separate it into two or more films on the exit side of the roll. At this time, after peeling, the microporous membrane is pinched by at least (holding angle) 30 degrees or more (preferably 60 to 120 degrees, more preferably 80 to 100).
It is preferable to set the rolls so as to make contact with each other. When the step (C) is a step of peeling the precursor sheet of the microporous membrane or the microporous membrane and the release membrane on the downstream side of the pinch roll, the release is always performed on the roll. The peeling point is stable, and it is difficult for wrinkles and the like to enter during peeling, and even when the thin film is peeled off, it tends to be difficult to break. A pinch roll used for peeling is preferably provided with a peeling roll because peeling tends to become more stable.
剥離後の微多孔膜は、熱収縮特性をより向上させる観点から、その表面に、更に無機フ
ィラー層を備えてもよい。このような無機フィラー層は、例えば、無機フィラー100質
量部に対してバインダー1〜30質量部を含む混合液(必要に応じ、溶媒を含有する)を
塗布し、必要に応じて乾燥することにより形成することができる。
The microporous film after peeling may further include an inorganic filler layer on the surface from the viewpoint of further improving the heat shrinkage characteristics. Such an inorganic filler layer is, for example, by applying a mixed liquid (containing a solvent if necessary) containing 1 to 30 parts by mass of a binder to 100 parts by mass of the inorganic filler and drying as necessary. Can be formed.
このような無機フィラーとしては、上述した無機フィラーと同様のものを用いることが
できる。また、バインダーとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオ
レフィン、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、フッ
化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体やエチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体及
びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体及びその水素化物、メタクリル酸エステル−アク
リル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−
アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ
酢酸ビニル等のゴム類、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン
、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポ
リエステル等の融点及び/又はガラス転移温度が180℃以上の樹脂が挙げられる。
As such an inorganic filler, the thing similar to the inorganic filler mentioned above can be used. Examples of the binder include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. Fluorine-containing rubber such as polymer, styrene-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer and its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and its hydride, methacrylate ester-acrylate ester Copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile
Acrylic ester copolymer, ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate and other rubbers, polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyamideimide, polyamide, polyester, etc. Examples thereof include resins having a glass transition temperature of 180 ° C. or higher.
無機フィラーとバインダーとを含む混合液を微多孔膜に塗布する方法については、必要
とする層厚や塗布面積を実現できる方法であれば特に限定されない。例えば、グラビアコ
ーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコ
ーター法、キスコーター法、ディップコータ−法、ナイフコータ−法、エアドクタコータ
ー法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター
法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。また、用途に
応じて無機フィラー含有樹脂溶液を微多孔膜の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布
してもよい。
The method for applying the mixed liquid containing the inorganic filler and the binder to the microporous film is not particularly limited as long as the required layer thickness and application area can be realized. For example, gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, Examples thereof include a cast coater method, a die coater method, a screen printing method, and a spray coating method. Moreover, according to a use, you may apply | coat an inorganic filler containing resin solution only to the single side | surface of a microporous film, and may apply | coat to both surfaces.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形
態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中
の物性は以下の方法により測定した。
Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1)剥離強度(g/25mm幅)
島津製作所製AG−100A 引っ張り試験機にて測定した。サンプルをMD200m
m、TD25mmの短冊状にサンプリングし、その一端Aをテープ等で剥離し、100m
mまで手で剥離した。この時点で剥離できないサンプルは剥離強度が250g/25mm
超であり、「剥離不可」であると判断した。剥離した2枚の端Aを引っ張り試験機のチャ
ックにJIS K−7127に準じて固定し、速度100mm/minで剥離させた時の
、平均荷重を読み取った。
(1) Peel strength (g / 25mm width)
It was measured with an AG-100A tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation. Sample is MD200m
m, sampled into a strip shape of TD25 mm, one end A was peeled off with tape or the like, and 100 m
m was peeled by hand. The sample that cannot be peeled at this point has a peel strength of 250 g / 25 mm.
It was judged that it was super and “unpeelable”. The two peeled edges A were fixed to the chuck of a tensile tester according to JIS K-7127, and the average load when peeled at a speed of 100 mm / min was read.
(2)各層の厚み(μm)
東洋精機製の微少測厚器(タイプKBN、端子径Φ5mm、測定圧62.47kPa)
を用いて、雰囲気温度23±2℃で測定した。剥離できないものは操作顕微鏡の断面写真
から読み取った。
(2) Thickness of each layer (μm)
Toyo Seiki micro thickness gauge (type KBN, terminal diameter Φ5mm, measuring pressure 62.47kPa)
Was measured at an ambient temperature of 23 ± 2 ° C. Those that could not be peeled were read from a cross-sectional photograph of an operation microscope.
(3)気孔率(%)
全層の気孔率:100mm四方の微多孔膜のサンプルの質量から目付けW(g/cm2
)を算出した。次に微多孔膜を構成する成分(樹脂及び添加剤)の平均密度ρ(g/cm
3)を算出し、微多孔膜の厚みd(cm)とから、下記式にて気孔率を計算した。
気孔率=(W/(d*ρ))*100(%)。
(3) Porosity (%)
Porosity of all layers: basis weight W (g / cm 2) from the mass of a 100 mm square microporous membrane sample
) Was calculated. Next, the average density ρ (g / cm) of the components (resin and additive) constituting the microporous membrane
3 ) was calculated, and the porosity was calculated from the thickness d (cm) of the microporous membrane according to the following formula.
Porosity = (W / (d * ρ)) * 100 (%).
(4)透気度 (秒/100cc)
JIS P−8117に準拠し、ガーレー式透気度計「G−B2」(東洋精機製作所(
株)製、商標)で測定した。
(4) Air permeability (sec / 100cc)
In accordance with JIS P-8117, Gurley type air permeability meter “G-B2” (Toyo Seiki Seisakusho (
Measured with a trade name).
(5)突刺し強度(g)
ハンディー圧縮試験器「KES−G5」(カトーテック製、商標)を用いて、針先端の
曲率半径0.5mm、突刺速度2mm/secの条件で突刺試験を行うことにより求めた
。
(5) Puncture strength (g)
Using a handy compression tester “KES-G5” (trade name, manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), the puncture test was performed under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a puncture speed of 2 mm / sec.
(6)熱収縮率(%)
サンプルをMD/TDそれぞれ100mmの方形に切り出し、予め130℃に熱してあ
る熱風乾燥機にサンプルを入れ、1時間後の寸法収縮率を求めた。サンプルは、乾燥機の
内壁等に付着しないよう、またサンプル同士が融着しないようコピー紙等の上に乗せた。
(6) Thermal contraction rate (%)
A sample was cut into a 100 mm MD / TD square, and the sample was placed in a hot air dryer heated to 130 ° C. in advance, and the dimensional shrinkage after 1 hour was determined. The sample was placed on a copy paper or the like so as not to adhere to the inner wall or the like of the dryer and to prevent the samples from fusing together.
(7)膜厚分布
幅が200mmの剥離後の微多孔膜層を、幅方向に5mm毎に厚み測定し、その最大値
と最小値の差(R)により下記のように合否を求めた。
○(合格):Rが微多孔膜層の厚みの9%以下
×(不合格):Rが微多孔層の厚みの10%以上
(7) Film thickness distribution The thickness of the peeled microporous film layer having a width of 200 mm was measured every 5 mm in the width direction, and pass / fail was determined as follows by the difference (R) between the maximum value and the minimum value.
○ (Pass): R is 9% or less of the thickness of the microporous membrane layer × (Fail): R is 10% or more of the thickness of the microporous layer
(8)スキン層の有無
微多孔膜の最外面と剥離面とを、日立ハイテック社製 走査型電子顕微鏡S4800に
て、1.0KVの加速電圧で観察した。
以下の基準により、スキン層の有無を判断した。
スキン層無し:観察画像において、均一に孔が形成されている。
スキン層あり:観察画像において、幹の部分が溶融したように不均一で閉塞気味である。
(8) Presence / absence of skin layer The outermost surface and the peeled surface of the microporous membrane were observed with an acceleration voltage of 1.0 KV using a scanning electron microscope S4800 manufactured by Hitachi High-Tech.
The presence or absence of a skin layer was determined according to the following criteria.
No skin layer: Holes are uniformly formed in the observed image.
With skin layer: In the observed image, the trunk portion is uneven and seems to be occluded as if the trunk portion was melted.
(9)粘度平均分子量
ASTM−D4020に基づき、デカリン溶媒における135℃での極限粘度[η](
dl/g)を求めた。
ポリエチレンについては、次式により算出した。
[η]=6.77×10-4Mv0.67
ポリプロピレンについては、次式によりMvを算出した。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
(9) Viscosity average molecular weight Based on ASTM-D4020, intrinsic viscosity [η] at 135 ° C. in a decalin solvent (
dl / g).
About polyethylene, it computed by the following formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
For polypropylene, Mv was calculated by the following formula.
[Η] = 1.10 × 10 −4 Mv 0.80
(10)無機フィラーの平均粒子径
島津製作所(株)製レーザー回折/散乱式粒度分布測定器(SALD-3000)を用いて下記
条件で測定した。
測定溶媒として、工業用アルコール(日本アルコール販売(株)製 エキネンF−8(
商品名)、組成はエタノール86.4%、メタノール7.3%、水分6.3%)を用いた
。
分散条件は200rpmで攪拌しながら40Wの超音波を10分の照射後に測定した。
各粒子の屈折率は所定の値を用い、温度は25℃で測定し、求めたメディアン径を分散平
均粒子径とした。
(10) Average particle size of inorganic filler The average particle size of the inorganic filler was measured under the following conditions using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (SALD-3000) manufactured by Shimadzu Corporation.
As a measurement solvent, industrial alcohol (Ekinen F-8, manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd.)
(Trade name), composition was ethanol 86.4%, methanol 7.3%, moisture 6.3%).
The dispersion condition was measured after irradiation with 40 W ultrasonic waves for 10 minutes while stirring at 200 rpm.
A predetermined value was used as the refractive index of each particle, the temperature was measured at 25 ° C., and the obtained median diameter was defined as the dispersion average particle diameter.
(11)生産性
図3に示す剥離ユニットに、剥離前の3層構造の微多孔膜積合体を繰出し機に導入し、
ロールの出側で単層の微多孔膜と2層膜の剥離膜(P)/微多孔膜の2層膜の2枚の膜に
分離した。更に2層膜を再度剥離ユニットに導入し、剥離膜(P)と微多孔膜(A−2)
1層づつに剥離した。
この装置の抱き角は、微多孔膜積合体を剥離させるピンチロール部分で、膜がロールに接
する円弧長さから求め、これは60度であった。
この剥離ユニットで連続的に剥離した際に、15m/minの速度で剥離できるものを
○とし、30m/minで剥離できるものを◎とした。
(11) Productivity In the peeling unit shown in FIG. 3, a three-layer microporous membrane assembly before peeling is introduced into a feeding machine,
On the exit side of the roll, the film was separated into two films: a single-layer microporous film and a two-layer peel film (P) / microporous film two-layer film. Furthermore, the two-layer film is again introduced into the peeling unit, and the peeling film (P) and the microporous film (A-2)
Each layer peeled.
The holding angle of this device was a pinch roll portion for peeling the microporous membrane assembly, and was determined from the arc length where the membrane was in contact with the roll, which was 60 degrees.
When it peeled continuously with this peeling unit, what can peel at the speed of 15 m / min was set to (circle), and what can peel at 30 m / min was set to (double-circle).
以下の実施例及び比較例で用いた材料は以下のとおりである。
(1)HDPE
旭化成ケミカルズ社製 商品名「SH810」
粘度平均分子量30万の超高密度ポリエチレン
(2)UHMWPE
旭化成ケミカルズ社製 商品名「UH850」
粘度平均分子量200万の超高分子量ポリエチレン
(3)PP1
プライム社製 商品名「F300SV」
(4)PP2
サンアロマー社製 商品名「PB222A」
ランダム共重合体
(5)PETG
KODAR社製 非晶質ポリエステル 商品名「PETG6763」
(6)PB
三井化学製 ポリブテン樹脂 商品名「ビューロンP5050N」
(7)フィラー1
勝光山鉱業所製 タルク 平均粒子径 3.2μm
(8)フィラー2
神島化学工業製 炭酸カルシウム 平均粒子径 0.16μm
(9)フィラー3
徳山曹達製 シリカ 平均粒子径 0.02μm
(10)フィラー4
徳山曹達製 シリカ 平均粒子径 10μm
The materials used in the following examples and comparative examples are as follows.
(1) HDPE
Product name “SH810” manufactured by Asahi Kasei Chemicals
Ultra high density polyethylene (2) UHMWPE with a viscosity average molecular weight of 300,000
Product name “UH850” manufactured by Asahi Kasei Chemicals
Viscosity average molecular weight 2 million ultra high molecular weight polyethylene (3) PP1
Product name “F300SV” manufactured by Prime
(4) PP2
Product name “PB222A” manufactured by Sun Allomer
Random copolymer (5) PETG
KODAR Amorphous Polyester Product Name “PETG6763”
(6) PB
Mitsui Chemicals polybutene resin Brand name "Buron P5050N"
(7) Filler 1
Talc average particle size 3.2μm
(8) Filler 2
Calcium carbonate average particle size 0.16μm, manufactured by Kamishima Chemical Industries
(9) Filler 3
Made by Tokuyama Soda Silica Average Particle Size 0.02μm
(10) Filler 4
Made by Soda Tokuyama Silica average particle size 10μm
[実施例1]
微多孔膜(A−1)/無孔膜(P)/微多孔膜(A−2)の3層構成を有する微多孔膜
積合体を製造した。実施例で使用した原料樹脂を表1に示す。
表1に示す配合割合(質量部)にて原料樹脂(樹脂成分)を配合した。また、当該原料
樹脂100質量部に対し、核剤としてビス(P−エチルベンジリデン)ソルビトールを0
.5質量部、酸化防止剤としてテトラキス−[メチレン−(3'、5'−ジ−t−ブチル−
4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを0.3質量部、可塑剤として流動
パラフィン(37.8℃における動粘度75.90cSt、密度868kg/m3)を10
質量部配合した。これらの原料をヘンシェルミキサーで攪拌し原料を調製した。
次に、微多孔膜(A−1)、無孔膜(P)、微多孔膜(A−2)の原料を、それぞれ別
個の3台の二軸押出機(口径44mm、L/D=49)に投入した。各押出機のシリンダ
ーの途中部分において、流動パラフィンを追加し、最終的に表2の気孔率となるように注
入した。
なお、押出機とダイスとの間には、400メッシュのスクリーンを配したスクリーンチ
ェンジャー、及びギヤポンプを配した。ダイスはマルチマニホールド式の3種3層の共押
出が可能なTダイを用いた。ダイス内では、両表層が2対1に配置されるように設計され
ており、表層が中間層の両側に積合された。ダイスから出た溶融フィルム原反は、キャス
トロールで冷却固化させ、合計厚さ1.5mmのシートを成形した。
このシートを同時二軸延伸機で120℃の条件で面積倍率49倍に延伸した後、塩化メ
チレンに浸漬して、流動パラフィンを抽出除去後に乾燥し、さらに小形の同時二軸テンタ
ー延伸機により125〜130℃の条件で横方向に1.5倍延伸した。この延伸シートを
130℃で14%幅方向に緩和して熱処理を行うことにより、表層の二層が同一の組成で
、中間層が異なる3種3層構造を有する微多孔膜積合体を得た。フィルムの巻取り速度は
5m/minであった。
さらに微多孔膜積合体を図3に示す剥離ユニット導入し、ロールの出側で単層の微多孔
膜(A−1)と2層膜の剥離膜(P)/微多孔膜(A−2)の2層膜の2枚の膜に分離し
た。更に2層膜を再度剥離ユニットに導入しピンチロールに導き、剥離膜(P)と微多孔
膜(A−2)1層づつに剥離した。剥離速度は20m/minであったが、剥離点は安定
しており、膜が破れたり、剥離の際に異音を生じたりすることがなかった。そこで、速度
を30m/minまで上げたが剥離の問題は全く生じなかった。巻き取った単体の微多孔
膜(A−1)、微多孔膜(B)、剥離膜(A−2)の捲回体の端面も不揃い等無くそろっ
ていた。ピンチロールは微多孔膜を剥離後、微多孔膜が抱き角度60度で接するようにロ
ールを調整した。得られた微多孔膜(A−1)及び(A−2)の物性を表2に示す。また
、得られた剥離後の微多孔膜の、外表面の走査型電子顕微鏡写真を図1に示す。更に、得
られた剥離後の微多孔膜の、剥離面の走査型電子顕微鏡写真を図2に示す。
[Example 1]
A microporous membrane composite having a three-layer structure of microporous membrane (A-1) / nonporous membrane (P) / microporous membrane (A-2) was produced. Table 1 shows the raw material resins used in the examples.
The raw material resin (resin component) was blended at the blending ratio (parts by mass) shown in Table 1. Further, bis (P-ethylbenzylidene) sorbitol is added as a nucleating agent to 100 parts by mass of the raw material resin.
. 5 parts by mass, tetrakis- [methylene- (3 ′, 5′-di-t-butyl-
4′-hydroxyphenyl) propionate] 0.3 parts by mass of methane, liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.8 ° C., 75.90 cSt, density 868 kg / m 3 ) as a plasticizer, 10
A part by mass was blended. These raw materials were stirred with a Henschel mixer to prepare the raw materials.
Next, the raw materials of the microporous membrane (A-1), the nonporous membrane (P), and the microporous membrane (A-2) were each separated into three separate twin-screw extruders (diameter 44 mm, L / D = 49 ). In the middle part of each extruder cylinder, liquid paraffin was added and finally injected so that the porosity shown in Table 2 was obtained.
A screen changer with a 400 mesh screen and a gear pump were placed between the extruder and the die. As the die, a multi-manifold type T-die capable of co-extrusion of 3 types and 3 layers was used. In the die, both surface layers are designed to be arranged in a two-to-one relationship, and the surface layers are stacked on both sides of the intermediate layer. The original melted film from the die was cooled and solidified with a cast roll to form a sheet having a total thickness of 1.5 mm.
The sheet was stretched by a simultaneous biaxial stretching machine at an area magnification of 49 times under the condition of 120 ° C., then dipped in methylene chloride, extracted after removing liquid paraffin, and further dried by a small simultaneous biaxial tenter stretching machine. The film was stretched 1.5 times in the transverse direction under the condition of ~ 130 ° C. The stretched sheet was relaxed in the 14% width direction at 130 ° C. and subjected to heat treatment to obtain a microporous membrane composite having a three-layer three-layer structure in which the two layers of the surface layer have the same composition and different intermediate layers. . The film winding speed was 5 m / min.
Further, the peeling unit shown in FIG. 3 was introduced into the microporous membrane assembly, and a single-layered microporous membrane (A-1) and a double-layered peeling membrane (P) / microporous membrane (A-2) on the exit side of the roll ) Was separated into two membranes. Further, the two-layer film was introduced again into the peeling unit, led to a pinch roll, and peeled one layer at a time by the peeling film (P) and the microporous film (A-2). Although the peeling speed was 20 m / min, the peeling point was stable, and the film was not torn and no abnormal noise was produced during peeling. Therefore, the speed was increased to 30 m / min, but no problem of peeling occurred. The wound end surfaces of the wound single microporous membrane (A-1), microporous membrane (B), and release membrane (A-2) were all aligned. The pinch roll was adjusted so that after the microporous film was peeled off, the microporous film was held at an angle of 60 degrees. Table 2 shows the physical properties of the obtained microporous membranes (A-1) and (A-2). Moreover, the scanning electron micrograph of the outer surface of the obtained microporous film after peeling is shown in FIG. Furthermore, the scanning electron micrograph of the peeling surface of the obtained microporous film after peeling is shown in FIG.
[実施例2〜17、比較例1〜3]
表2及び表3に記載した条件とした以外は、実施例1と同様に製膜し、微多孔膜積合体
を得た。得られた微多孔膜(A−1)及び(A−2)の物性を表2及び表3に示す。
なお、2種3層ダイスは、基本的に両表層が同じ物性になるように留意したもので、ダ
イス内部で1台の押出機から供給された表層樹脂が両表層均等に流れるように設計したも
のである。
[Examples 2 to 17, Comparative Examples 1 to 3]
Except for the conditions described in Table 2 and Table 3, a film was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a microporous membrane composite. The physical properties of the obtained microporous membranes (A-1) and (A-2) are shown in Tables 2 and 3.
In addition, the two-type three-layer die is basically designed so that both surface layers have the same physical properties, and the surface layer resin supplied from one extruder inside the die is designed to flow evenly on both surface layers. Is.
表2及び3の結果から、以下の内容が読み取れる。
即ち、実施例の微多孔膜積合体から形成された微多孔膜は、リチウムイオン2次電池用
セパレータとして充分な性能を示し、複数種の微多孔膜を同時に、生産速度を落とすこと
なく得ることができた。
各実施例はいずれも良好に2枚の微多孔膜が生産できており、2枚の物性もほぼ同等に
なっている。特に実施例3、9、11〜16においては、30m/minまで速度を上げ
ても問題なかった。実施例1、2、4〜8、17においては20m/minでは問題なか
ったが、30m/minでは剥離層が破れた。実施例10では剥離膜の強度が弱く剥離速
度が20m/minでは破れる傾向にあったため、15m/minで実施した。
実施例11、13〜15は無機フィラーの効果で剥離膜の強度が向上しており、安定に
高速で剥離することができた。実施例12、16、17についても良好であったが、実施
例12は実施例14に比べると無機フィラーの量がやや多く、実施例16は無機フィラー
の粒子径が小さく、実施例17は大きいため、実施例14が最も安定性に優れていた。
比較例1において得られた微多孔膜は縦方向に配向がかかりすぎ、縦方向の熱収縮率が
非常に高かった。また、同時二軸延伸機内でボーイング現象が発生し、膜厚みの横方向の
分布が悪く、中央付近しか製品が取れず、生産性が非常に悪かった。
比較例2及び3は剥離膜(P)として微多孔膜(A−1)層と相溶性の良い組成を選ん
だが、剥離強度が250g/25mmを超えているため15m/minでも剥離層が破れ
剥離が困難であり、微多孔膜を得ることはできなかった。
The following contents can be read from the results of Tables 2 and 3.
That is, the microporous membrane formed from the microporous membrane assembly of the example exhibits sufficient performance as a separator for a lithium ion secondary battery, and can obtain a plurality of types of microporous membranes at the same time without reducing the production rate. I was able to.
In each example, two microporous membranes can be produced satisfactorily, and the physical properties of the two sheets are almost the same. Especially in Examples 3, 9, and 11 to 16, there was no problem even if the speed was increased to 30 m / min. In Examples 1, 2, 4 to 8, and 17, there was no problem at 20 m / min, but the release layer was broken at 30 m / min. In Example 10, since the strength of the release film was weak and the release rate tended to be broken at 20 m / min, it was executed at 15 m / min.
In Examples 11 and 13 to 15, the strength of the release film was improved due to the effect of the inorganic filler, and the release could be stably performed at a high speed. Examples 12, 16, and 17 were also good, but Example 12 had a slightly larger amount of inorganic filler than Example 14, Example 16 had a small particle size of inorganic filler, and Example 17 was large. Therefore, Example 14 was most excellent in stability.
The microporous film obtained in Comparative Example 1 was excessively oriented in the vertical direction, and the heat shrinkage rate in the vertical direction was very high. In addition, the bowing phenomenon occurred in the simultaneous biaxial stretching machine, the distribution of the film thickness in the lateral direction was poor, the product could be taken only near the center, and the productivity was very poor.
In Comparative Examples 2 and 3, a composition having good compatibility with the microporous membrane (A-1) layer was selected as the release membrane (P), but the release layer was broken even at 15 m / min because the release strength exceeded 250 g / 25 mm. Peeling was difficult and a microporous film could not be obtained.
本発明により、サイクル性に優れたセパレータとして好適な微多孔膜を生産し得る、微
多孔膜積合体が提供される。
According to the present invention, there is provided a microporous membrane assembly capable of producing a microporous membrane suitable as a separator having excellent cycleability.
Claims (8)
前記ポリオレフィン系微多孔膜と、前記ポリオレフィン系微多孔膜に隣接する剥離膜との剥離強度が0.5〜250g/25mmであり、
前記剥離膜の厚みが3〜15μmであり、
前記剥離膜が、樹脂成分と無機フィラーとを含むと共に、
前記樹脂成分と前記無機フィラーとの配合比が、(樹脂成分)/(無機フィラー)(質量比)として100/5〜100/150である、
リチウムイオン2次電池用セパレータ用微多孔膜積合体。 A microporous membrane composite for a separator for a lithium ion secondary battery in which a plurality of membranes including at least one polyolefin-based microporous membrane are stacked,
Said polyolefin microporous film, the peel strength of the release layer adjacent to the polyolefin microporous membrane is 0.5~250g / 25mm,
The thickness of the release film is Ri 3~15μm der,
The release film contains a resin component and an inorganic filler,
Compounding ratio of the inorganic filler and the resin component, Ru 100 / 5-100 / 150 der as (resin component) / (inorganic filler) (mass ratio),
A microporous membrane assembly for a separator for a lithium ion secondary battery.
(A)共押出法により、微多孔膜の前駆体シートと剥離膜との積層体を形成する、前駆体積層シート形成工程、
(B)前記前駆体シートを多孔化して微多孔膜を形成する、微多孔膜形成工程、
を含む製造方法。 Each step of a claim 1-7 any one method for producing a lithium-ion microporous Makuseki coalescence separator for battery according to the following (A), (B),
(A) Precursor laminate sheet forming step of forming a laminate of a microporous membrane precursor sheet and a release membrane by a coextrusion method,
(B) a microporous film forming step of forming a microporous film by making the precursor sheet porous;
Manufacturing method.
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