JP6617386B2 - 多孔性シート - Google Patents
多孔性シート Download PDFInfo
- Publication number
- JP6617386B2 JP6617386B2 JP2016072604A JP2016072604A JP6617386B2 JP 6617386 B2 JP6617386 B2 JP 6617386B2 JP 2016072604 A JP2016072604 A JP 2016072604A JP 2016072604 A JP2016072604 A JP 2016072604A JP 6617386 B2 JP6617386 B2 JP 6617386B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous sheet
- fiber
- fibers
- weight
- porous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Paper (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
1)電解液に対して化学的に安定であり、セパレータにより致命的な欠陥を起こさない。
2)セパレータの厚みを自由に設計することができるため、様々な要求に対応したセパレータの提供が可能である。
3)細孔径のサイズを小さく設計することができるため、リチウム遮断特性が優れ、リチウムデンドライトによる短絡が発生し難い。
4)リチウムイオン二次電池が熱暴走を起こした際に、ポリプロピレンやポリエチレンが溶融することで細孔が狭くなり初期の熱暴走を抑制することが可能である。
といった点である。
20〜500nmの平均繊維径を有するセルロース繊維、及び、
1.5〜20μmの平均繊維径を有するカットファイバー
を含み、
前記カットファイバーの配合量が繊維の全重量を基準として1重量%以上80重量%以下である多孔性シートである。なお、ここでの「平均繊維径」とは、多孔性シートの表面の複数箇所を電子顕微鏡によって拡大観察し、各電子顕微鏡画像中から所定数の繊維を無作為に選別し、選別された当該繊維の径を測定し平均して得られた平均繊維径を意味する。選別される繊維の数は100以上であり、150以上が好ましく、200以上がより好ましく、300以上が更により好ましい。
本発明の多孔性シートは、
20〜500nmの平均繊維径を有するセルロース繊維、及び、
1.5〜20μmの平均繊維径を有するカットファイバー
を含み、
前記カットファイバーの配合量が繊維の全重量を基準として1重量%以上80重量%以下である。
空孔率(%)=100×(吸液後のシート重量−吸液前のシート重量)/吸液させた溶媒の密度×5×5×厚み(cm)
本発明の多孔性シートは、20〜500nmの平均繊維径(太さ)のセルロース繊維を含むものであり、20nm未満の平均繊維径のセルロース繊維を一部含んでもよいが、セルロース繊維の全重量を基準として、その配合量は20重量%未満が好ましく、10重量%未満がより好ましく、5重量%未満が更により好ましい。なお、前記多孔性シートは500nm超の平均繊維径のセルロース繊維を一部含んでもよいが、セルロース繊維の全重量を基準として、その配合量は30重量%未満が好ましく、20重量%未満がより好ましく、10重量%未満が更により好ましい。セルロース繊維の平均繊維径としては、50〜450nmが好ましく、100〜400nmがより好ましく、150〜380nmが更により好ましく、200〜360nmが更により好ましい。
本発明の多孔性シートは、1.5〜20μmの平均繊維径(太さ)のカットファイバーを含むものであり、1μm未満の平均繊維径のカットファイバーを一部含んでもよいが、カットファイバーの全重量を基準として、その配合量は20重量%未満が好ましく、10重量%未満がより好ましく、5重量%未満が更により好ましい。なお、本発明の多孔性シートは20μm超の平均繊維径のカットファイバーを一部含んでもよいが、カットファイバーの全重量を基準として、その配合量は30重量%未満が好ましく、20重量%未満がより好ましく、10重量%未満が更により好ましい。カットファイバーの平均繊維径としては、1.5〜18μmが好ましく、2〜16μmがより好ましく、2.5〜14μmが更により好ましく、3.0〜12μmが更により好ましく、3.5〜10μmが特に好ましい。
本発明の多孔性シートと多孔性基材の積層体は、多孔性基材、及び、上記多孔性シートを備える。
前記多孔性基材の形状は特に限定されるものではないがシート状が好ましい。したがって、前記多孔性基材としては上記の多孔性シートとは異なる多孔性シートでもよく、上記の多孔性シートと同一の多孔性シートでもよい。上記の多孔性シートとは異なる多孔性シートであることが好ましい。
本発明の多孔性シートは、例えば、20〜500nmの平均繊維径を有するセルロース繊維、及び、1.5〜20μmの平均繊維径を有するカットファイバーを含み、前記カットファイバーの配合量がセルロース繊維及びカットファイバーの全重量を基準として1〜80重量%であるスラリーを基材上に塗布し、乾燥することで製造することができる。スラリー中の繊維の濃度は限定されるものではないが、例えば、1〜40重量%とすることができ、5〜30重量%が好ましく、10〜20重量%が更により好ましい。
(1)既述のとおり多孔性シートを調製する。
(2)前記多孔性シートを多孔性基材上に積層する。
(1)20〜500nmの平均繊維径を有するセルロース繊維、及び、1.5〜20μmの平均繊維径を有するカットファイバーを含み、前記カットファイバーの配合量が繊維の全重量を基準として1〜80重量%であるスラリーを多孔性基材上に塗布する。スラリー中の繊維の濃度は限定されるものではないが、例えば、1〜40重量%とすることができ、5〜30重量%が好ましく、10〜20重量%が更により好ましい。
(2)前記スラリーを乾燥させて前記多孔性基材上に多孔性シートを形成する。
本発明の多孔性シート又は積層体は、電気化学素子用セパレータの一構成要素として又はそのまま電気化学素子用セパレータとして使用することができる。
電子顕微鏡(日立製作所製)で倍率5000倍の画像を5箇所撮影し、それぞれの視野から任意で20本の繊維を選択して繊維径を測定することで、(数)平均繊維径を測定した。
(2)比引裂強さの測定
多孔性シートを50mm×25mmの短冊にカットした。図1に示すように、短冊の長辺の中央より、片方の辺は上下5mmの位置に、もう片方の辺は上下10mmの位置に印をつけ、上と下それぞれの点を線で結び、短冊に2つの斜線を入れた。図1に示すように、短冊の5mmの線をつけた側の長辺の中央に長さ1mmの切込みを入れ、試験片とした。これを、チャック間距離10mmに設定したテンシロン万能引張り試験機(RTG−1210、エー・アンド・デイ製)に、上述の斜線がテンシロンの2つのチャックの下辺に沿うように、上下10mmの位置に印をつけた側の長辺がたるむようにセットした。チャックの移動速度は5mm/分として、チャックの移動距離が11mmとなるまで逆方向に移動させ、試験片の引っ張りを行い、引裂強度の数値を測定した。さらに、その値を坪量で除することで比引裂強さを算出した。比引裂強さは15mN・m2/g以上を合格とした。
(3)地合の評価
地合計(フォーメーションテスターFMT−MIII、野村商事株式会社製)で地合指数の測定を行い、以下の基準で判断した。
◎:地合指数 80未満
〇:地合指数 80以上90未満
△:地合指数 90以上100未満
×:地合指数 100以上
NBKPをイオン交換水中に3重量%濃度になるように分散させ、ダブルディスクリファイナーを用いて数平均繊維長1.0mm以下となるような条件までサイクリングにて叩解した。数平均繊維長が1.0mm以下となったセルロース繊維分散液を高圧ホモジナイザー(LAB−1000)で800barの条件で10回処理することにより微細化セルロース繊維原料を得た。この原料を脱水装置を使って処理することにより約10重量%まで濃縮した。セルロース繊維の原料を等量のトリエチレングリコールブチルメチルエーテルと混合し、120℃のオーブンで乾燥して溶媒を除去したうえで電子顕微鏡を用いて平均繊維径を測定したところ、280nmであった。
カットファイバーの配合率がセルロース繊維及びカットファイバーの合計量の30重量%となるように、スラリー1とスラリー2の混合比を70:30の重量比率(繊維ベース)とした以外は実施例1と同様の方法で、塗料を調製し、PETフィルム上にWET膜厚が0.30mmとなるようアプリケーターを用いて塗布し、120℃の熱風及び赤外線ヒーターを用いて12分間乾燥した。得られた塗工膜をトルエン中でPETフィルムから剥離してトルエンを揮発させることにより坪量5.4g/m2、膜厚17μmのセルロース系微多孔膜の形態の多孔性シートを得た。
カットファイバーの配合率がセルロース繊維及びカットファイバーの合計量の70重量%となるように、スラリー1とスラリー2の混合比を30:70の重量比率(繊維ベース)とした以外は実施例1と同様の方法で、塗料を調製し、PETフィルム上にWET膜厚が0.30mmとなるようアプリケーターを用いて塗布し、120℃の熱風及び赤外線ヒーターを用いて12分間乾燥した。得られた塗工膜をトルエン中でPETフィルムから剥離してトルエンを揮発させることにより坪量5.0g/m2、膜厚18μmの多孔性シートを得た。
カットファイバーの配合率がセルロース繊維及びカットファイバーの合計量の5重量%となるように、スラリー1とスラリー2の混合比を95:5の重量比率(繊維ベース)とした以外は実施例1と同様の方法で、塗料を調製し、PETフィルム上にWET膜厚が0.30mmとなるようアプリケーターを用いて塗布し、120℃の熱風及び赤外線ヒーターを用いて12分間乾燥した。得られた塗工膜をトルエン中でPETフィルムから剥離してトルエンを揮発させることにより坪量5.0g/m2、膜厚17μmのセルロース系微多孔膜の形態の多孔性シートを得た。
カットファイバーとして平均繊維径8.0μm、繊維長3mmのポリエチレンテレフタレート繊維(TP04N、帝人ファイバー製)を使用して、実施例1と同様の方法にてポリエステル繊維の分散液を調製し、スラリー3とした。
カットファイバーとして平均繊維径7.0μm、繊維長3mmのビニロン繊維(VPB041、株式会社クラレ製)を使用して、実施例1と同様の方法にてポリエステル繊維の分散液を調製し、スラリー4とした。
カットファイバーの配合率がセルロース繊維及びカットファイバーの合計量の0重量%となるように、スラリー1とスラリー2の混合比を100:0とした以外は、実施例1と同様にしてセルロース微多孔膜の形態の多孔性シートを得た。
カットファイバーの配合率がセルロース繊維及びカットファイバーの合計量の90重量%となるように、スラリー1とスラリー2の混合比を10:90の重量比率(繊維ベース)とした以外は、実施例1と同様にして不織布の形態の多孔性シートを得た。
Claims (16)
- 20〜500nmの平均繊維径を有するセルロース繊維、
3.0〜12μmの平均繊維径を有するカットファイバー、及び、
親水性高分子バインダー
を含み、
前記カットファイバーの含有量が前記セルロース繊維及び前記カットファイバーの合計重量を基準として1重量%以上80重量%以下である、
多孔性シート(但し、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、半芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールから選ばれた少なくとも1種からなる耐熱性合成繊維を含まない)。 - 比引裂強度が15.0mN・m2/g以上である、請求項1記載の多孔性シート。
- 前記セルロース繊維に400nm以下の太さの繊維がセルロース繊維の全重量を基準として50重量%以上含まれている、請求項1又は2記載の多孔性シート。
- 前記セルロース繊維に1μm以上の太さの繊維がセルロース繊維の全重量を基準として5〜40重量%含まれている、請求項1〜3のいずれかに記載の多孔性シート。
- 前記カットファイバーの平均繊維長が10mm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の多孔性シート。
- 前記カットファイバーが、ポリエステル繊維、再生セルロース繊維、ビニロン繊維、及び、これらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の多孔性シート。
- 前記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及び、これらの組合せからなる群から選択されるポリエステルからなる、請求項6記載の多孔性シート。
- 空孔率が30〜70%である、請求項1〜7のいずれかに記載の多孔性シート。
- 3〜50μmの厚みを有する、請求項1〜8のいずれかに記載の多孔性シート。
- 多孔性基材、並びに、
請求項1〜9のいずれかに記載の多孔性シート
を備えた積層体。 - 前記多孔性基材が織布又は不織布からなる、請求項10記載の積層体。
- 前記多孔性基材がセルロース繊維からなる、請求項10又は11記載の積層体。
- 1mol/LiPF6/プロピレンカーボネート溶液を含浸させた状態において20kHzの交流を使用して決定した体積抵抗率が1500Ω・cm以下である、請求項1〜9のいずれかに記載の多孔性シート又は請求項10〜12のいずれかに記載の積層体。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の多孔性シート又は請求項10〜13のいずれかに記載の積層体を備える電気化学素子用セパレータ。
- 請求項14記載の電気化学素子用セパレータを備える電気化学素子。
- 電池又はキャパシタである請求項15記載の電気化学素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015073026 | 2015-03-31 | ||
JP2015073026 | 2015-03-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016194186A JP2016194186A (ja) | 2016-11-17 |
JP6617386B2 true JP6617386B2 (ja) | 2019-12-11 |
Family
ID=57322759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016072604A Active JP6617386B2 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-31 | 多孔性シート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6617386B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109378427A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-22 | 名添科技(深圳)有限公司 | 一种无纺布基膜及其制备方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7079267B2 (ja) | 2017-12-26 | 2022-06-01 | 株式会社クラレ | セパレータおよび該セパレータからなるアルカリマンガン乾電池用セパレータ |
JP6799565B2 (ja) | 2018-05-31 | 2020-12-16 | 大王製紙株式会社 | 繊維状セルロース及びその製造方法、並びに繊維状セルロース複合樹脂及びその製造方法 |
JP6796111B2 (ja) | 2018-07-13 | 2020-12-02 | 大王製紙株式会社 | 繊維状セルロース含有物及びその製造方法、繊維状セルロース乾燥体及びその製造方法、並びに繊維状セルロース複合樹脂及びその製造方法 |
CN114763675A (zh) * | 2021-01-15 | 2022-07-19 | 中国科学院化学研究所 | 一种生物质复合材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3324803B2 (ja) * | 1992-11-27 | 2002-09-17 | 株式会社クラレ | 電解コンデンサー用セパレーター |
JP2010219351A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 蓄電デバイス用セパレータおよびその製造方法 |
JP2014051767A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Daicel Corp | 蓄電素子用セパレータ及びその製造方法 |
JP2014211993A (ja) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | 特種東海製紙株式会社 | 電気化学素子用セパレータ及びその製造方法、並びに、電気化学素子 |
JP6326730B2 (ja) * | 2013-06-20 | 2018-05-23 | 王子ホールディングス株式会社 | 不織布及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-03-31 JP JP2016072604A patent/JP6617386B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109378427A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-22 | 名添科技(深圳)有限公司 | 一种无纺布基膜及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016194186A (ja) | 2016-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017169848A1 (ja) | 多孔性シート | |
JP5461745B2 (ja) | 微多孔膜及びその製造方法 | |
JP5445885B2 (ja) | 電気化学素子用セパレータ及びその製造方法 | |
JP5461744B2 (ja) | 微多孔膜及びその製造方法 | |
JP6617386B2 (ja) | 多孔性シート | |
KR101335380B1 (ko) | 미다공막 및 그 제조 방법 | |
KR101337921B1 (ko) | 미다공막 및 그 제조 방법 | |
JP2015191871A (ja) | 膜電極複合体及びその製造方法、並びに、電気化学素子 | |
JP6311904B2 (ja) | 微多孔膜及びその製造方法、並びに、電気化学素子 | |
JP2016182817A (ja) | 積層体 | |
JP2014211993A (ja) | 電気化学素子用セパレータ及びその製造方法、並びに、電気化学素子 | |
JP2016182816A (ja) | 積層体及びその製造方法 | |
JP2017135043A (ja) | セルロース微多孔膜及びその製造方法、並びに、電気化学素子 | |
JP6150045B2 (ja) | 微多孔膜及びその製造方法、並びに、電気化学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160404 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181120 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190319 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190617 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190911 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190925 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191015 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6617386 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |