JP6944861B2 - Method for Producing Cellulose-Containing Porous Resin Mold - Google Patents

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本発明は、セパレータなどに用いられるセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法に好適に利用できるものである。 The present invention can be suitably used for a method for producing a cellulose-containing porous resin molded product used for a separator or the like.

自動車用やインフラ用としてリチウムイオン電池などの電池の利用が盛んである。電池の正極と負極とはセパレータと呼ばれる多孔質の絶縁体で分離され、このセパレータの特性の向上のため、セルロースナノファイバーで強度を向上させた樹脂成形体の利用が検討されている。 Batteries such as lithium-ion batteries are widely used for automobiles and infrastructure. The positive electrode and the negative electrode of a battery are separated by a porous insulator called a separator, and in order to improve the characteristics of this separator, the use of a resin molded body having improved strength with cellulose nanofibers is being studied.

例えば、下記特許文献1(特開2005−194314号公報)には、熱可塑性樹脂と木質系材料からなる樹脂組成物中に、玄米又は精米等のデンプン系物質を配合することにより、樹脂組成物の溶融粘度が低下し、樹脂組成物の混練可能温度も低下することを利用し、機械的強度及び紫外線による変色性に優れた熱可塑性樹脂組成物の複合材を形成する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1 below (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-194314), a resin composition is prepared by blending a starch-based substance such as brown rice or milled rice in a resin composition composed of a thermoplastic resin and a wood-based material. A technique for forming a composite material of a thermoplastic resin composition having excellent mechanical strength and discoloration by ultraviolet rays is disclosed by utilizing the fact that the melt viscosity of the resin composition is lowered and the kneadable temperature of the resin composition is also lowered. ..

また、下記特許文献2(特開2012−188654号公報)には、セルロースの水酸基の一部が、セルロース繊維の重量に対して、0.1mmol/g以上のカルボキシ基および/またはホルミル基で置換されており、さらに、カルボキシ基およびホルミル基以外の化学修飾基で置換されているセルロース繊維およびこのセルロース繊維を用いたセルロース繊維複合材料が開示されている。 Further, in Patent Document 2 below (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-188654), a part of the hydroxyl group of cellulose is replaced with a carboxy group and / or a formyl group of 0.1 mmol / g or more with respect to the weight of the cellulose fiber. Further, a cellulose fiber substituted with a chemically modifying group other than a carboxy group and a formyl group and a cellulose fiber composite material using the cellulose fiber are disclosed.

また、下記特許文献3(特開2013−056958号公報)には、セルロースナノファイバー入りポリオレフィン微多孔延伸フィルムの製造方法が開示されている。具体的には、セルロースナノファイバーとポリオレフィン樹脂を溶融混練し、この混練物から水分を除去し、可塑剤を混合し溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物を得る工程が開示されている。そして、このポリオレフィン樹脂組成物を押出成形し、延伸した後、可塑剤を抽出する工程が開示されている。 Further, Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-0569558) discloses a method for producing a polyolefin microporous stretched film containing cellulose nanofibers. Specifically, a step of melt-kneading cellulose nanofibers and a polyolefin resin, removing water from the kneaded product, mixing a plasticizer, and melt-kneading the mixture to obtain a polyolefin resin composition is disclosed. Then, a step of extruding and stretching this polyolefin resin composition and then extracting a plasticizer is disclosed.

また、下記特許文献4(特開2014−234472号公報)には、セルロースナノファイバー微多孔複合フィルムの製造方法が開示されている。具体的には、セルロース微粉末に無水コハク酸を加えて、セルロースモノエステル化物を調整し、得られたモノエステル化セルロースを水に溶解し、超高圧対抗衝突処理して水スラリーを形成する工程が開示されている。そして、水スラリーにポリオレフィン(HDPE)を混合して蒸気ベント付き二軸押出機で溶融混練後、ストランドダイで押し出しペレタイズすることにより、セルロースナノファイバー複合ポリオレフィンプリブレンド材を形成する工程が開示されている。さらに、プリブレンド材とパラフィンを混合したものをシート化し、塩化メチレンにて脱脂を行なう工程が開示されている。 Further, the following Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-234472) discloses a method for producing a cellulose nanofiber microporous composite film. Specifically, a step of adding succinic anhydride to cellulose fine powder to prepare a cellulose monoesterified product, dissolving the obtained monoesterified cellulose in water, and performing an ultra-high pressure counter-collision treatment to form a water slurry. Is disclosed. Then, a step of forming a cellulose nanofiber composite polyolefin preblend material by mixing polyolefin (HDPE) with a water slurry, melt-kneading it with a twin-screw extruder with a steam vent, and extruding it with a strand die is disclosed. There is. Further, a step of forming a sheet of a mixture of a preblend material and paraffin and degreasing with methylene chloride is disclosed.

また、下記特許文献5(特願2009−293167号公報)には、セルロースの水酸基の一部に多塩基酸無水物(特に、二塩基酸無水物)を140℃以下の温度で半エステル化してカルボキシル基を導入して、多塩基酸半エステル化セルロースを調製し、この多塩基酸半エステル化セルロースを微細繊維化して、ナノ繊維を製造する技術が開示されている。また、ナノ繊維と樹脂と混練することにより、複合材料を調製する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 5 below (Japanese Patent Application No. 2009-293167), a polybasic acid anhydride (particularly, a dibasic acid anhydride) is semi-esterified at a temperature of 140 ° C. or lower in a part of the hydroxyl group of cellulose. A technique for producing nanofibers by introducing a carboxyl group to prepare a polybasic acid semi-esterified cellulose and converting the polybasic acid semi-esterified cellulose into fine fibers is disclosed. Further, a technique for preparing a composite material by kneading nanofibers and a resin is disclosed.

特開2005−194314号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-194314 特開2012−188654号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-188654 特開2013−056958号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-0569558 特開2014−234472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-234472 特願2009−293167号公報Japanese Patent Application No. 2009-293167

本発明者は、セルロースナノファイバーを用いた樹脂成形体の製造方法やそれを製造するための製造装置についての研究開発に従事しており、より効率的に特性の良好なセルロースナノファイバーを用いた樹脂成形体を製造する技術について鋭意検討している。その結果、製造工程の簡素化が図れ、セルロースナノファイバーを用いた樹脂成形体の特性の向上が図れる製造技術を見出すに至った。 The present inventor is engaged in research and development on a method for manufacturing a resin molded product using cellulose nanofibers and a manufacturing apparatus for manufacturing the same, and more efficiently used cellulose nanofibers having good characteristics. We are diligently studying the technology for manufacturing resin molded products. As a result, we have found a manufacturing technique that can simplify the manufacturing process and improve the characteristics of the resin molded product using cellulose nanofibers.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other challenges and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.

本願において開示されるセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法は、(a)粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合することにより第1混合物を形成する工程、(b)前記第1混合物とポリオレフィンとを混練することにより混練物を形成する工程、(c)前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、(d)前記膜と有機溶剤とを接触させる工程、を有する。 The method for producing a cellulose-containing porous resin molded product disclosed in the present application includes (a) a step of forming a first mixture by mixing powdered cellulose, an additive and a plasticizer, and (b) the first. It has a step of forming a kneaded product by kneading a mixture and a polyolefin, (c) a step of forming a film by stretching the kneaded product, and (d) a step of bringing the film into contact with an organic solvent.

本願において開示されるセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法は、(a)混練押出機と延伸機とを有する製造装置の前記混練押出機に分散液およびポリオレフィンを投入し、混練することにより混練物を形成する工程、(b)前記延伸機により前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、を有する。そして、前記分散液は、粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合したものである。 The method for producing a cellulose-containing porous resin molded product disclosed in the present application is as follows: (a) A dispersion liquid and a polyolefin are charged into the kneading extruder of a manufacturing apparatus having a kneading extruder and a drawing machine, and kneaded by kneading. It has a step of forming a product, and (b) a step of forming a film by stretching the kneaded product with the stretching machine. The dispersion is a mixture of powdered cellulose, an additive, and a plasticizer.

本願において開示されるセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法は、(a)混練押出機と延伸機と抽出槽とを有する製造装置の前記混練押出機の第1処理部で粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合し分散液を調整し、前記第1処理部と接続される第2処理部においてポリオレフィンと分散液を混練することにより混練物を形成する工程、を有する。そして、(b)前記延伸機により前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、(c)前記抽出槽により前記膜と有機溶剤とを接触させる工程、を有する。 The method for producing a cellulose-containing porous resin molded product disclosed in the present application is as follows: (a) Powdered cellulose in the first processing section of the kneading extruder of a manufacturing apparatus having a kneading extruder, a stretching machine and an extraction tank. It comprises a step of mixing an additive and a plasticizer to prepare a dispersion, and kneading the polyolefin and the dispersion in a second treatment section connected to the first treatment section to form a kneaded product. Then, it has (b) a step of forming a film by stretching the kneaded product with the stretching machine, and (c) a step of bringing the film into contact with an organic solvent by the extraction tank.

本願において開示されるセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法によれば、製造工程の簡素化が図れ、特性の良好なセルロース含有多孔質樹脂成形体を製造することができる。 According to the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product disclosed in the present application, the production process can be simplified and a cellulose-containing porous resin molded product having good characteristics can be produced.

ニーダ(卓上二軸混練機)の外観を示す図(写真)である。It is a figure (photograph) which shows the appearance of a kneader (a tabletop twin-screw kneader). プレス機の外観を示す図(写真)である。It is a figure (photograph) which shows the appearance of a press machine. 卓上延伸機の外観を示す図(写真)である。It is a figure (photograph) which shows the appearance of the tabletop stretching machine. 実施例1のセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Example 1. 実施例2のセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Example 2. 実施例3のセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Example 3. 比較例AのセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Comparative Example A. 比較例BのセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Comparative Example B. 比較例CのセパレータのSEM写真である。It is an SEM photograph of the separator of Comparative Example C. 実施の形態2の製造装置(システム)の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus (system) of Embodiment 2. 二軸混練押出機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the twin-screw kneading extruder. 二軸混練押出機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the twin-screw kneading extruder. 図13(a)、図13(b)は、スクリュ(スクリュピース)の形状例を示す斜視図である。13 (a) and 13 (b) are perspective views showing a shape example of the screw (screw piece). バッチ処理用の混練機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the kneader for batch processing. 第1横延伸装置の斜視図である。It is a perspective view of the 1st transverse stretching apparatus. 図16(a)〜図16(c)は、クリップの概略構成およびその動作を示す断面図である。16 (a) to 16 (c) are cross-sectional views showing a schematic configuration of a clip and its operation.

以下、実施の形態を実施例や図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on examples and drawings. In all the drawings for explaining the embodiment, the members having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
以下に、本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体の製造工程について説明する。本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体は、いわゆる電池用のセパレータである。後述するように、可塑剤の除去工程により樹脂成形体に微細な孔を多数形成するセパレータの形成工程は、“湿式法”と呼ばれる。
(Embodiment 1)
The manufacturing process of the cellulose nanofiber-containing porous resin molded product of the present embodiment will be described below. The cellulose nanofiber-containing porous resin molded product of the present embodiment is a so-called battery separator. As will be described later, the step of forming a separator that forms a large number of fine holes in the resin molded product by the step of removing the plasticizer is called a "wet method".

本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体の製造工程は、以下の工程を有する。 The manufacturing process of the cellulose nanofiber-containing porous resin molded product of the present embodiment has the following steps.

(a:分散液調整工程)
この工程においては、セルロースナノファイバーと添加剤(例えば、無水コハク酸)と可塑剤(例えば、流動パラフィン)とを混合することにより分散液(混合物)を調整する。
(A: Dispersion liquid adjustment step)
In this step, a dispersion (mixture) is prepared by mixing cellulose nanofibers, an additive (for example, succinic anhydride) and a plasticizer (for example, liquid paraffin).

セルロースナノファイバーは、微細な粉末状のセルロースである。 Cellulose nanofibers are fine powdered cellulose.

セルロース(cellulose)は、(C6105nで表される炭水化物である。例えば、以下の化学構造式(化1)で示される。 Cellulose is a carbohydrate represented by (C 6 H 10 O 5 ) n. For example, it is represented by the following chemical structural formula (Chemical formula 1).

Figure 0006944861
なお、以下の化学構造式(化2)に示すように、(C6105nで表される炭水化物の複数の水酸基の一部が水酸基を有する基(例えば、−CH2OHのような−R−OH)と置換されたセルロースを用いてもよい。
Figure 0006944861
As shown in the following chemical structural formula (Chemical formula 2), a group in which some of the plurality of hydroxyl groups of the carbohydrate represented by (C 6 H 10 O 5 ) n has hydroxyl groups (for example, −CH 2 OH). Cellulose substituted with —R—OH) may be used.

Figure 0006944861
セルロースナノファイバー(以下、CeNFを示す場合がある)は、パルプなどを原料とし、パルプなどに含まれるセルロース繊維をナノメートルサイズまで微細化したものである。例えば、パルプを加水分解し、生成したものをセルロースナノファイバーとして用いることができる。セルロースの分子鎖が緻密かつ規則的に存在する部分を結晶セルロースと言うことがある。
Figure 0006944861
Cellulose nanofibers (hereinafter, may be referred to as CeNF) are made from pulp or the like as a raw material, and the cellulose fibers contained in the pulp or the like are refined to a nanometer size. For example, the product obtained by hydrolyzing pulp can be used as cellulose nanofibers. The portion where the molecular chains of cellulose are densely and regularly present is sometimes called crystalline cellulose.

セルロースナノファイバーを構成する粉末状のセルロース繊維について、その形状に制限はないが、例えば、細長い粒子形状のもの、また、略球形状のものを用いることができる。 The shape of the powdered cellulose fiber constituting the cellulose nanofiber is not limited, and for example, an elongated particle shape or a substantially spherical shape can be used.

セルロース繊維について、細長い粒子形状のものを用いる場合、繊維径(直径R)は0.001μm以上50μm以下、繊維長さ(L)は0.5μm以上10μm以下、アスペクト比(L/R)が100以上1000000以下のものを用いることが好ましい。このように、細長い粒子形状のセルロースナノファイバーを用いることにより、解繊の効率を向上させることができる。 When using elongated particle-shaped cellulose fibers, the fiber diameter (diameter R) is 0.001 μm or more and 50 μm or less, the fiber length (L) is 0.5 μm or more and 10 μm or less, and the aspect ratio (L / R) is 100. It is preferable to use one having a value of 1,000,000 or more and 1,000,000 or less. As described above, the efficiency of defibration can be improved by using the cellulose nanofibers having an elongated particle shape.

セルロースナノファイバーは、軽量であり、かつ、高強度であり、耐熱性がある。このため、繊維強化プラスチック(FRP:Fiber-Reinforced Plastics)の強化繊維として有用である。即ち、樹脂中にセルロースナノファイバーを混合し、成形体の強度を向上させることができる。特に、繊維径をナノメートルサイズまで微細化したセルロースナノファイバーは樹脂成形体中に高密度で含有させることができ、樹脂成形体の強度を効率よく向上させることができる。また、セルロースナノファイバーは、パルプのような植物繊維由来であることから、生産時や製品の廃棄時などにおいて、環境負荷が小さく、有益である。 Cellulose nanofibers are lightweight, have high strength, and have heat resistance. Therefore, it is useful as a reinforcing fiber for fiber-reinforced plastics (FRP). That is, the strength of the molded product can be improved by mixing cellulose nanofibers in the resin. In particular, cellulose nanofibers having a fiber diameter reduced to a nanometer size can be contained in a resin molded body at a high density, and the strength of the resin molded body can be efficiently improved. In addition, since cellulose nanofibers are derived from plant fibers such as pulp, they are beneficial because they have a small environmental load during production and product disposal.

添加剤は、セルロースナノファイバーを疎水化(親油化)するために用いられる。前述の化学構造式(化1、化2)から分かるように、セルロースナノファイバーは、水酸基(親水基)を有するため親水性であり、樹脂(例えば、ポリオレフィンなど)の母材に混ぜて複合化する場合、セルロースナノファイバー同士が水素結合により凝集し塊となりやすく、母材中で均一に分散させることが困難である。 Additives are used to make cellulose nanofibers hydrophobic (oil-based). As can be seen from the above-mentioned chemical structural formulas (Chemical formulas 1 and 2), cellulose nanofibers are hydrophilic because they have a hydroxyl group (hydrophilic group), and are composited by mixing with a base material of a resin (for example, polyolefin). In this case, the cellulose nanofibers tend to aggregate due to hydrogen bonds to form a lump, and it is difficult to uniformly disperse them in the base material.

このため、セルロースナノファイバーの水酸基を添加剤(例えば、カルボン酸系化合物)を用いて疎水性処理(親油性処理)することで、母材中での分散性を向上させることができる。即ち、セルロースの水酸基(−OH)の部分を、疎水基に置換することができる。具体的には、セルロースナノファイバーの水酸基の一部をカルボン酸系化合物(R−CO−OH)によりエステル化する。別の言い方をすれば、セルロースの水酸基(−OH)の部分を、エステル結合(−O−CO−R)とする。エステル化により、疎水性(親油性)となる。即ち、エステル化されたセルロースナノファイバーは、疎水性(親油性)となる。 Therefore, by treating the hydroxyl groups of the cellulose nanofibers with an additive (for example, a carboxylic acid compound) for hydrophobic treatment (lipophilic treatment), the dispersibility in the base material can be improved. That is, the hydroxyl group (−OH) portion of cellulose can be replaced with a hydrophobic group. Specifically, a part of the hydroxyl groups of the cellulose nanofibers is esterified with a carboxylic acid compound (R-CO-OH). In other words, the hydroxyl group (-OH) portion of cellulose is an ester bond (-O-CO-R). Esterification makes it hydrophobic (lipophilic). That is, the esterified cellulose nanofibers become hydrophobic (lipophilic).

なお、セルロースの水酸基(−OH)の部分を、エーテル結合(−OR)とすることにより、疎水化(親油化)してもよい。エーテル化するための添加剤としては、例えば、エチレンオキシドやプロピレンオキシドなど三員環の環状エーテル構造を有する有機溶剤を用いることができる。また、上記Rとして、大きい分子を導入することで、立体的障害効果を付与できる。このため、セルロースナノファイバーの分散性が高まり、凝集を抑制することができる。 The hydroxyl group (-OH) portion of cellulose may be hydrophobized (oil-based) by forming an ether bond (-OR). As the additive for etherification, for example, an organic solvent having a three-membered ring cyclic ether structure such as ethylene oxide or propylene oxide can be used. Further, by introducing a large molecule as the above R, a steric damage effect can be imparted. Therefore, the dispersibility of the cellulose nanofibers is enhanced, and aggregation can be suppressed.

可塑剤は、熱可塑性樹脂に加えて柔軟性や候性を改良するものである。さらに、本実施の形態においては、後述する脱脂工程により、可塑剤を除去することにより、樹脂成形体(膜)に孔を設けることができる。 Plasticizers are intended to improve the flexibility and resistance to weathering in addition to the thermoplastic resin. Further, in the present embodiment, holes can be provided in the resin molded body (membrane) by removing the plasticizer by the degreasing step described later.

可塑剤としては、分子量100〜1500、沸点が50℃から300℃の有機溶剤を用いることができる。具体的には、流動パラフィン、ノナン、デカン、デカリン、パラキシレン、ウンデカン、ドデカンの鎖状又は環式の脂肪族炭化水素、及び沸点がこれらに対応する鉱油留分、並びにジブチルフタレート、ジオクチルフタレートの室温では液状のフタル酸エステルうち一種類又は数種類の混合物を用いることができる。また、エタノールやメタノールなどのアルコール類、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)やジメチルアセトアミドなどの窒素系有機溶剤、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルや酢酸ブチルなどのエステル類のうち、一種類又は数種類の混合物を用いることができる。 As the plasticizer, an organic solvent having a molecular weight of 100 to 1500 and a boiling point of 50 ° C. to 300 ° C. can be used. Specifically, liquid paraffin, nonane, decane, decalin, paraxylene, undecane, chain or cyclic aliphatic hydrocarbons of dodecane, mineral oil distillates having corresponding boiling points, and dibutylphthalate and dioctylphthalate. At room temperature, one or a mixture of liquid phthalates can be used. Among alcohols such as ethanol and methanol, nitrogen-based organic solvents such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) and dimethylacetamide, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. One or several mixtures can be used.

セルロースナノファイバーと添加剤と可塑剤との分散液(混合物)について、それぞれの混合割合については、以下のとおりとすることができる。例えば、分散液量(混合物量、総量)に対し、セルロースナノファイバーを0.01wt%以上30wt%以下、添加剤を0.01wt%以上50wt%以下、可塑剤を0.01wt%以上99wt%以下の範囲で混合することができる。 Regarding the dispersion liquid (mixture) of the cellulose nanofibers, the additive and the plasticizer, the mixing ratio of each can be as follows. For example, based on the amount of dispersion (mixture amount, total amount), cellulose nanofibers are 0.01 wt% or more and 30 wt% or less, additives are 0.01 wt% or more and 50 wt% or less, and plasticizers are 0.01 wt% or more and 99 wt% or less. Can be mixed in the range of.

このように、分散液調整工程において、セルロースナノファイバーと添加剤と可塑剤とを混合することにより、セルロースナノファイバーを化学修飾しつつ、セルロースナノファイバーを解繊させることができる。即ち、セルロースナノファイバーに可塑剤を膨潤させることで、セルロースナノファイバーが解繊する。 As described above, by mixing the cellulose nanofibers, the additive, and the plasticizer in the dispersion liquid adjusting step, the cellulose nanofibers can be defibrated while chemically modifying the cellulose nanofibers. That is, the cellulose nanofibers are defibrated by swelling the plasticizer in the cellulose nanofibers.

ここで、上記分散液に界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤を添加することで、可塑剤をセルロースナノファイバーの内部、特に、結晶セルロースの内部まで浸透させることができる。このため、セルロースナノファイバーの解繊性が高まる。また、界面活性剤の添加により、後述する樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性が高まる。 Here, a surfactant may be added to the dispersion liquid. By adding a surfactant, the plasticizer can penetrate into the cellulose nanofibers, particularly into the crystalline cellulose. Therefore, the defibration property of the cellulose nanofibers is enhanced. Further, the addition of the surfactant enhances the dispersibility of the cellulose nanofibers in the resin described later.

界面活性剤としては、ウィルヘルミー法による表面張力の測定値が10以上70以下であり、かつ、接触角が30°以上95°以下である界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤などのいずれを用いても良く、これらを2種以上組み合わせて用いても良い。 As the surfactant, it is preferable to use a surfactant having a surface tension measured by the Wilhelmy method of 10 or more and 70 or less and a contact angle of 30 ° or more and 95 ° or less. As the surfactant, any of anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant, nonionic surfactant and the like may be used, and two or more of these may be used in combination.

アニオン界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、アルケニル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩等の硫酸エステル型アニオン界面活性剤などを用いることができる。 As the anionic surfactant, a sulfate ester type anionic surfactant such as an alkyl sulfate ester salt, an alkenyl sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ester salt, or a polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate ester salt can be used.

カチオン界面活性剤としては、アミド基、エステル基又はエーテル基で分断されていてもよい炭素数12以上28以下の炭化水素基を有する4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、3級アミン若しくは2級アミンの鉱酸、有機酸塩などを用いることができる。 Examples of the cationic surfactant include quaternary ammonium salts, pyridinium salts, tertiary amines or secondary amines having a hydrocarbon group having 12 to 28 carbon atoms, which may be separated by an amide group, an ester group or an ether group. Mineral acid, organic acid salt and the like can be used.

両性界面活性剤としては、アルキルカルボベタイン、アルキルスルホベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルアミドヒドロキシスルホベタイン、アルキルアミドアミン型ベタイン、アルキルイミダゾリン型ベタイン、アルキルアミドプロピルベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、レシチンなどを用いることができる。 As the amphoteric tenside, alkylcarbobetaine, alkylsulfobetaine, alkylhydroxysulfobetaine, alkylamidehydroxysulfobetaine, alkylamideamine-type betaine, alkylimidazoline-type betaine, alkylamidepropylbetaine, alkylhydroxysulfobetaine, lecithin and the like are used. be able to.

ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンソレビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン鎖型界面活性剤などを用いることができる。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene solebitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, and oxyethylene chain type surfactant. Can be used.

界面活性剤の添加量は、例えば、分散液量(混合物量、総量)に対し、0.02wt%以上6wt%以下とすることができる
セルロースナノファイバーと添加剤と可塑剤との混合による疎水化反応(エステル化、エーテル化)時間は、例えば、0.5分以上60分未満の範囲で調整することができる。この反応時間は生産速度に大きく影響するため、0.5分以上30分以下がより好ましく、0.5分以上15分以下がさらに好ましい。分散液の混合性(混練性)を高めることで、反応速度を大きくすることができる。例えば、実施の形態2で詳細に説明する二軸混練押出機を用いることで、分散液の混合性(混練性)を高めることができる。なお、二軸混練押出機の他、単軸混練押出機、二軸以上の多軸混練押出機を用いてもよい。また、単軸または多軸混練押出機を用いた場合、後述するようにスクリュの形状を変更することにより、物理的にセルロースナノファイバーを解繊することが可能である。解繊能力を有するスクリュの形状としては、後述する、ニーディングディスク(図13(b)参照)と呼ばれる形状が挙げられる。
The amount of the surfactant added can be, for example, 0.02 wt% or more and 6 wt% or less with respect to the amount of the dispersion liquid (mixture amount, total amount). The reaction (esterification, etherification) time can be adjusted, for example, in the range of 0.5 minutes or more and less than 60 minutes. Since this reaction time greatly affects the production rate, it is more preferably 0.5 minutes or more and 30 minutes or less, and further preferably 0.5 minutes or more and 15 minutes or less. The reaction rate can be increased by increasing the mixing property (kneading property) of the dispersion liquid. For example, by using the twin-screw kneading extruder described in detail in the second embodiment, the mixing property (kneading property) of the dispersion liquid can be improved. In addition to the twin-screw kneading extruder, a single-screw kneading extruder or a multi-screw kneading extruder having two or more shafts may be used. Further, when a single-screw or multi-screw kneading extruder is used, it is possible to physically defibrate cellulose nanofibers by changing the shape of the screw as described later. Examples of the shape of the screw having the defibration ability include a shape called a kneading disc (see FIG. 13B), which will be described later.

(b:混練工程)
この工程においては、上記分散液調整工程で調整された分散液(混合物)とポリオレフィン(樹脂)を混練することにより混練物を形成する。
(B: Kneading process)
In this step, a kneaded product is formed by kneading the dispersion liquid (mixture) prepared in the dispersion liquid adjusting step and the polyolefin (resin).

ポリオレフィンとしては、通常の押出、射出、インフレーション、及びブロー成形等により加工可能なものを用いる。例えば、ポリオレフィンとして、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル―1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等のホモ重合体及び共重合体、多段重合体等を使用することができる。また、これらのホモ重合体及び共重合体、多段重合体の群から選んだポリオレフィンを単独、もしくは混合して使用することもできる。前記重合体の代表例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソ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、エチレン−プロピレンランダム共重合体、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。 As the polyolefin, those that can be processed by ordinary extrusion, injection, inflation, blow molding, or the like are used. For example, as the polyolefin, homopolymers and copolymers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene, copolymers, and multistage polymers can be used. In addition, polyolefins selected from the group of these homopolymers, copolymers, and multistage polymers can be used alone or in combination. Typical examples of the polymer are low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene, ethylene-propylene random copolymer, polybutene. , Polyethylene propylene rubber and the like.

なお、本実施の形態において形成されるセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体を電池用のセパレータとして使用する場合、高融点であり、かつ高強度の要求性能から、特に、ポリエチレンを主成分とする樹脂を使用することが好ましい。また、シャットダウン性等の点から、樹脂成分の50重量%以上をポリエチレンが占めることが好ましい。また、分子量が100万以上の超高分子量ポリオレフィンを用いる場合、混練物(樹脂および分散液)100重量部に対し、超高分子量ポリオレフィンが50重量部を超すと均一に混練することが困難となることから50重量部以下であることが好ましい。 When the cellulose nanofiber-containing porous resin molded product formed in the present embodiment is used as a separator for a battery, polyethylene is used as a main component because of its high melting point and high strength required performance. It is preferable to use a resin. Further, from the viewpoint of shutdown property and the like, it is preferable that polyethylene accounts for 50% by weight or more of the resin component. When an ultra-high molecular weight polyolefin having a molecular weight of 1 million or more is used, it becomes difficult to uniformly knead the ultra-high molecular weight polyolefin in excess of 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the kneaded product (resin and dispersion). Therefore, it is preferably 50 parts by weight or less.

本工程において、実施の形態2で詳細に説明する二軸混練押出機を用いることが好ましい。なお、二軸混練押出機の他、単軸混練押出機、二軸以上の多軸混練押出機を用いてもよい。なお、上記分散液調整工程および本工程を二軸混練押出機を用いて連続して処理することにより、樹脂成形体の製造工程の効率化を図ることができる。 In this step, it is preferable to use the twin-screw kneading extruder described in detail in the second embodiment. In addition to the twin-screw kneading extruder, a single-screw kneading extruder or a multi-screw kneading extruder having two or more shafts may be used. By continuously processing the dispersion liquid adjusting step and this step using a twin-screw kneading extruder, the efficiency of the manufacturing process of the resin molded product can be improved.

(c:延伸工程)
この工程においては、上記混練工程で形成された混練物を延伸することにより膜(薄膜)を形成する(薄膜化工程、フィルム化工程ともいう)。
(C: Stretching step)
In this step, a film (thin film) is formed by stretching the kneaded product formed in the kneading step (also referred to as a thinning step or a film forming step).

例えば、混練物をプレス加工するなどしてシート化し、このシートの外周を引き延ばすことにより、薄膜状に加工する。 For example, the kneaded product is pressed to form a sheet, and the outer circumference of the sheet is stretched to form a thin film.

本工程において、延伸機を用いて上記混練物を引き延ばすことが好ましい。延伸機としては、例えば、テンターを用いることができる。 In this step, it is preferable to stretch the kneaded product using a stretching machine. As the stretching machine, for example, a tenter can be used.

ここで、薄膜においては、ポリオレフィンと可塑剤が相分離した状態となる。具体的には、可塑剤がナノサイズの島状となる。このナノサイズの可塑剤を後述する有機溶剤処理工程において除去することにより、島状の可塑剤部が孔となり、多孔質の薄膜が形成される。 Here, in the thin film, the polyolefin and the plasticizer are in a phase-separated state. Specifically, the plasticizer has a nano-sized island shape. By removing this nano-sized plasticizer in the organic solvent treatment step described later, the island-shaped plasticizer portion becomes pores and a porous thin film is formed.

(d:有機溶剤処理工程)
本工程においては、上記延伸工程で形成された膜(薄膜)を有機溶剤と接触させることにより、膜中の不要物を除去する。
(D: Organic solvent treatment step)
In this step, unnecessary substances in the film are removed by contacting the film (thin film) formed in the stretching step with an organic solvent.

例えば、上記延伸工程で形成された膜(薄膜)を有機溶剤に浸漬することにより、膜中の可塑剤を有機溶剤中に抽出し、膜(薄膜)中から除去する。前述したように、可塑剤の除去により、多孔質の薄膜が形成される。また、本工程において、上記可塑剤の他、化学修飾(エステル化、エーテル化)に利用されなかった添加剤(未反応の添加剤)を有機溶剤中に抽出し、膜(薄膜)中から除去する。 For example, by immersing the film (thin film) formed in the stretching step in an organic solvent, the plasticizer in the film is extracted into the organic solvent and removed from the film (thin film). As described above, the removal of the plasticizer forms a porous thin film. Further, in this step, in addition to the above plasticizer, additives (unreacted additives) not used for chemical modification (esterification, etherification) are extracted into an organic solvent and removed from the film (thin film). do.

有機溶剤としては、塩化メチレン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどを用いることができる。中でも、生産性の観点から、塩化メチレンを用いることが好ましい。 As the organic solvent, methylene chloride, hexane, octane, cyclohexane and the like can be used. Above all, it is preferable to use methylene chloride from the viewpoint of productivity.

この後、膜(薄膜)表面の有機溶剤を揮発させ、必要に応じて熱処理(熱固定)することにより、セルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体を得ることができる。 After that, the organic solvent on the surface of the film (thin film) is volatilized and heat-treated (heat-fixed) as necessary to obtain a cellulose nanofiber-containing porous resin molded body.

以上の本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体によれば、製造工程の簡素化を図りつつ、特性の良好な樹脂成形体を得ることができる。 According to the cellulose nanofiber-containing porous resin molded product of the present embodiment described above, it is possible to obtain a resin molded product having good characteristics while simplifying the manufacturing process.

例えば、後述するように、セルロースナノファイバーをエステル化した後に未反応の添加剤を抽出除去した後、乾燥し、粉末状のエステル化セルロースナノファイバーを形成し、この粉末状のエステル化セルロースナノファイバーを流動パラフィンに分散させ、ポリエチレンと混練する工程を採用することも可能である(比較例B、比較例C参照)。 For example, as described later, after esterifying cellulose nanofibers, unreacted additives are extracted and removed, and then dried to form powdery esterified cellulose nanofibers, and the powdery esterified cellulose nanofibers are formed. It is also possible to adopt a step of dispersing the mixture in liquid paraffin and kneading it with polyethylene (see Comparative Example B and Comparative Example C).

これに対し、本実施の形態においては、未反応の添加剤の除去および乾燥工程を省略することができ、より短工程で樹脂成形体を製造することができる。また、未反応の添加剤の除去については、可塑剤の除去工程と兼ねることで、樹脂成形体の特性を維持しつつ、製造工程の簡素化を図ることができる。また、製造工程の前段での未反応の添加剤の除去および乾燥工程を省略することで、分散液の調整および混練工程を同一装置内で連続して処理すること(図11参照)が可能となり、より効率よく樹脂成形体を製造することができる。 On the other hand, in the present embodiment, the steps of removing the unreacted additive and drying can be omitted, and the resin molded product can be produced in a shorter step. Further, the removal of the unreacted additive can be combined with the removal step of the plasticizer, so that the manufacturing process can be simplified while maintaining the characteristics of the resin molded product. Further, by omitting the removal of unreacted additives and the drying step in the previous stage of the manufacturing step, it becomes possible to continuously process the preparation and kneading steps of the dispersion liquid in the same apparatus (see FIG. 11). , The resin molded product can be manufactured more efficiently.

[セルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体の適用製品]
前述したように、このセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体は、電池用のセパレータとして用いることができる。本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体は、軽量であり、かつ、高強度であり、耐熱性があるためセパレータとして、リチウムイオン電池に用いることができる。
[Applicable products of cellulose nanofiber-containing porous resin molded products]
As described above, this cellulose nanofiber-containing porous resin molded product can be used as a separator for a battery. The cellulose nanofiber-containing porous resin molded product of the present embodiment is lightweight, has high strength, and has heat resistance, so that it can be used as a separator in a lithium ion battery.

リチウムイオン電池は、正極、負極、セパレータおよび電解液を有している。正極と負極との間にはセパレータが配置されている。セパレータは、微細孔を多数有する。例えば、充電時、即ち、正極と負極との間に充電器を接続すると、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液中に放出される。電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、セパレータの微細孔を通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。 The lithium ion battery has a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolytic solution. A separator is arranged between the positive electrode and the negative electrode. The separator has a large number of micropores. For example, during charging, that is, when a charger is connected between the positive electrode and the negative electrode, the lithium ions inserted in the positive electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. Lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through the micropores of the separator, and reach the negative electrode. The lithium ions that reach the negative electrode are inserted into the negative electrode active material that constitutes the negative electrode.

放電時、即ち、正極と負極の間に外部負荷を接続すると、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、セパレータの微細孔を通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。 At the time of discharge, that is, when an external load is connected between the positive electrode and the negative electrode, the lithium ions inserted in the negative electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. At this time, electrons are emitted from the negative electrode. Then, the lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through the micropores of the separator, and reach the positive electrode. The lithium ions that reach the positive electrode are inserted into the positive electrode active material that constitutes the positive electrode. At this time, by inserting lithium ions into the positive electrode active material, electrons flow into the positive electrode. In this way, discharge is performed by the movement of electrons from the negative electrode to the positive electrode.

セパレータは正極、負極間が短絡しないように絶縁体であることが必要である。また、前述したように、リチウムイオンの通過を許容する多孔質膜であることが必要である。また、電解液に対して耐性を有することが必要である。 The separator needs to be an insulator so that the positive electrode and the negative electrode are not short-circuited. Further, as described above, it is necessary to have a porous membrane that allows the passage of lithium ions. In addition, it is necessary to have resistance to the electrolytic solution.

そして、電極の形成時における応力や充放電時の電極の膨張・収縮による圧力、あるいは電池を落下させたときの衝撃などに耐え得るように、高強度である必要がある。また、経時劣化により負極側からリチウムが析出し得る(針状結晶化)。この析出リチウムが、セパレータを貫通し正極と接触した場合、短絡が生じ得る。このため、セパレータには突刺強度が求められる。 The strength must be high enough to withstand stress during electrode formation, pressure due to expansion and contraction of the electrode during charging and discharging, and impact when the battery is dropped. In addition, lithium may precipitate from the negative electrode side due to deterioration over time (needle-like crystallization). When this precipitated lithium penetrates the separator and comes into contact with the positive electrode, a short circuit may occur. Therefore, the separator is required to have piercing strength.

本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体は、高強度であり、突刺強度も高い、また、樹脂材を選択することにより電解液に対する耐性を持たせることができ、セパレータとして用いて好適である。
[実施例]
以下に、本実施の形態のセルロースナノファイバー含有多孔質樹脂成形体(セパレータ)の製造方法の具体的な実施例について説明する。
The cellulose nanofiber-containing porous resin molded body of the present embodiment has high strength and high piercing strength, and can be made resistant to an electrolytic solution by selecting a resin material, and can be used as a separator. Suitable.
[Example]
Hereinafter, specific examples of the method for producing the cellulose nanofiber-containing porous resin molded product (separator) of the present embodiment will be described.

まず、本実施の形態の製造方法に基づき、種々の条件でセパレータを形成した。また、比較例の製造方法を用いてセパレータを形成した。形成されたセパレータについては、各サンプルを50mm×50mmに切出し、以下の試験により評価した。 First, a separator was formed under various conditions based on the production method of the present embodiment. Moreover, the separator was formed by using the manufacturing method of the comparative example. For the formed separator, each sample was cut out to 50 mm × 50 mm and evaluated by the following test.

1)突刺強度:突刺強度は、自動化突刺強度計(カトーテック社製:KES-FB3-AUTO)を用いて、針の貫通時における最大荷重を測定した。シートの各部10点において測定を行い、平均値を算出した。 1) Puncture strength: For the piercing strength, the maximum load at the time of needle penetration was measured using an automated piercing strength meter (KES-FB3-AUTO manufactured by Kato Tech Co., Ltd.). Measurements were performed at 10 points on each part of the sheet, and the average value was calculated.

2)ガーレ値:ガーレ値は、ガーレ式自動計測機(TESTING MACHINES INC 社製)を用いて測定した。本測定は、JISP8177に規定されている通り、100ccの空気がシートを通過するまでに要する時間をガーレ値とした。 2) Gale value: The Gale value was measured using a Gale type automatic measuring machine (manufactured by TESTING MACHINES INC). In this measurement, as specified in JIS P8177, the time required for 100 cc of air to pass through the sheet was taken as the Gale value.

3)表面観察(FE−SEM観察):真空蒸着装置(日立ハイテク社製E−1045)を使用し、シート上に、0.3nmの厚さの白金の蒸着を行った後、FE−SEM(カールツァイス社製SUPRA55VP)を使用して表面観察した。 3) Surface observation (FE-SEM observation): Using a vacuum vapor deposition apparatus (E-1045 manufactured by Hitachi High-Tech), after vapor deposition of platinum with a thickness of 0.3 nm on the sheet, FE-SEM (FE-SEM) The surface was observed using SUPRA55VP manufactured by Karl Zeiss.

4)膜厚と空孔率:膜厚は、マイクロケージを用いてシートの各部10点を計測し、平均値を膜厚とした。空孔率はシートの実測重量と密度と体積から算出した理論重量の比により算出した。 4) Film thickness and porosity: The film thickness was measured at 10 points on each part of the sheet using a microcage, and the average value was taken as the film thickness. The porosity was calculated by the ratio of the measured weight of the sheet to the density and the theoretical weight calculated from the volume.

5)化学修飾度:実施例1〜3、比較例Cについては、まず、分散液(混合物)50gを塩化メチレン500gで希釈し、ろ過することでCeNFを得た。次いで、このCeNFを80℃×12時間の真空乾燥を行い、乾燥したCeNFを得た。この乾燥CeNFを用いて以下のように化学修飾度を求めた。なお、比較例A、Bについては、乾燥CeNFをそのまま用いた。 5) Degree of chemical modification: For Examples 1 to 3 and Comparative Example C, first, 50 g of the dispersion liquid (mixture) was diluted with 500 g of methylene chloride and filtered to obtain CeNF. Next, this CeNF was vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours to obtain a dried CeNF. Using this dried CeNF, the degree of chemical modification was determined as follows. For Comparative Examples A and B, dried CeNF was used as it was.

乾燥CeNFを、200mlビーカーに10g計量し、アセトンと蒸留水を100mlずつ加え試験液とした。この試験液を、マグネチックスターラーにより、600rpm×10分間の攪拌し、さらに、試験液にフェノールフタレイン溶液を数滴添加し、マグネチックスターラーにより600rpm×10分間の攪拌を行った。この試験液を0.1NのKOH−エタノール溶液を用いて滴定し、試験液が着色されるまで、KOH−エタノールを添加した。この添加量より得られる酸価をCeNFの化学修飾度とした。 10 g of dried CeNF was weighed in a 200 ml beaker, and 100 ml each of acetone and distilled water were added to prepare a test solution. This test solution was stirred with a magnetic stirrer for 600 rpm × 10 minutes, a few drops of a phenolphthalein solution was added to the test solution, and the test solution was stirred with a magnetic stirrer for 600 rpm × 10 minutes. This test solution was titrated with a 0.1 N KOH-ethanol solution, and KOH-ethanol was added until the test solution was colored. The acid value obtained from this addition amount was taken as the degree of chemical modification of CeNF.

また、処理装置としては、図1〜図3に示す装置を用いた。図1は、ニーダ(卓上二軸混練機)の外観を示す図(写真)であり、図2は、プレス機の外観を示す図(写真)であり、図3は、卓上延伸機の外観を示す図(写真)である。 Further, as the processing apparatus, the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 was used. FIG. 1 is a view (photograph) showing the appearance of a kneader (tabletop biaxial kneader), FIG. 2 is a view (photograph) showing the appearance of a press machine, and FIG. 3 is a view showing the appearance of a tabletop stretching machine. It is a figure (photograph) which shows.

(実施例1)
セルロースナノファイバー(CeNF)としてセオラスFD101(旭化成ケミカルズ(株)製)を用い、添加剤として無水コハク酸を用い、可塑剤として流動パラフィンP−350P(モレスコ社製)を用いた。まず、CeNFと無水コハク酸(SA)を、CeNF:無水コハク酸(SA)=86.5:13.5の重量比で、図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、さらに、流動パラフィンP−350Pを添加して、140℃、7分間混練し、分散液を得た。流動パラフィンP−350Pは、分散液中のセルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。この分散液中で、エステル化反応が進行する。
(Example 1)
Ceoras FD101 (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) was used as the cellulose nanofiber (CeNF), succinic anhydride was used as an additive, and liquid paraffin P-350P (manufactured by Moresco Co., Ltd.) was used as a plasticizer. First, CeNF and succinic anhydride (SA) were put into a kneader (tabletop biaxial kneader) as shown in FIG. 1 at a weight ratio of CeNF: succinic anhydride (SA) = 86.5: 13.5. After that, liquid paraffin P-350P was further added and kneaded at 140 ° C. for 7 minutes to obtain a dispersion liquid. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of cellulose nanofibers in the dispersion. The esterification reaction proceeds in this dispersion.

次いで、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、図1に示すニーダ(卓上二軸混練機)で溶融混練した。混練温度は、180℃、混練時間は、12分とした。なお、ニーダ(卓上二軸混練機)は、投入された原料を2本の互いに噛み合うスクリュを有する軸により混練する装置であり(実施の形態2、図11参照)、軸(スクリュ)の回転数は、80rpmとした。 Next, the mixture was melt-kneaded with a kneader (tabletop twin-screw kneader) shown in FIG. 1 at a ratio of 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid. The kneading temperature was 180 ° C. and the kneading time was 12 minutes. The kneader (desktop twin-screw kneader) is a device for kneading the charged raw materials with a shaft having two screws that mesh with each other (see the second embodiment and FIG. 11), and the number of rotations of the shaft (screw). Was 80 rpm.

次いで、混練物を図2に示すようなプレス機により加工し、厚み1mmのプレスシートを成形した。次いで、図3に示すような示す卓上延伸機により、プレスシートの端部をピン(クリップ)に把持させ、同時二軸延伸することでフィルム化した。同時二軸延伸とは、同時に第1方向(縦方向、MD方向)、第1方向と交差する第2方向(横方向、TD方向)に引き延ばすことを意味する。第1方向(縦方向、MD方向)の延伸条件として、延伸温度110℃、延伸倍率6倍、延伸速度3000mm/minとし、第2方向(横方向、TD方向)の延伸条件として、延伸温度110℃、延伸倍率7倍、延伸速度3000mm/minとした。 Next, the kneaded product was processed by a press machine as shown in FIG. 2 to form a press sheet having a thickness of 1 mm. Next, the end of the press sheet was gripped by a pin (clip) by a tabletop stretching machine as shown in FIG. 3, and simultaneously biaxially stretched to form a film. Simultaneous biaxial stretching means stretching in the first direction (longitudinal direction, MD direction) and in the second direction (horizontal direction, TD direction) intersecting the first direction at the same time. The stretching conditions in the first direction (longitudinal direction, MD direction) are a stretching temperature of 110 ° C., the stretching ratio is 6 times, the stretching speed is 3000 mm / min, and the stretching conditions in the second direction (horizontal direction, TD direction) are a stretching temperature of 110. The temperature was set to 7 times, a stretching ratio of 7 times, and a stretching speed of 3000 mm / min.

次いで、このフィルムを塩化メチレンに浸漬することにより流動パラフィンを脱脂した。この際、エステル化反応に寄与しなかった未反応の添加剤も除去される。次いで、125℃で10分間の熱固定を行い、セパレータを得た。 The liquid paraffin was then degreased by immersing the film in methylene chloride. At this time, unreacted additives that did not contribute to the esterification reaction are also removed. Then, heat fixation was performed at 125 ° C. for 10 minutes to obtain a separator.

(実施例2)
流動パラフィンP−350Pの添加量以外は実施例1の場合と同様にして、分散液を得た。本実施例においては、流動パラフィンP−350Pは、分散液中のセルロースナノファイバーが2wt%となる割合で添加した。
(Example 2)
A dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except for the amount of liquid paraffin P-350P added. In this example, the liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 2 wt% of cellulose nanofibers in the dispersion liquid.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(実施例3)
実施例1の分散液として、セルロースナノファイバー(CeNF)と無水コハク酸(SA)と流動パラフィンの他にプロピレンオキシド(PO)をさらに添加した分散液を調整した。即ち、CeNFと無水コハク酸(SA)を、CeNF:無水コハク酸(SA)=86.5:13.5の重量比で、図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、さらに、プロピレンオキシド(PO)および流動パラフィンP−350Pを添加して、140℃、2時間混練し、分散液を得た。プロピレンオキシド(PO)は、CeNF:プロピレンオキシド(PO)=89:11の重量比となるよう添加した。流動パラフィンP−350Pは、実施例1と同様に、分散液中のセルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。
(Example 3)
As the dispersion liquid of Example 1, a dispersion liquid to which propylene oxide (PO) was further added in addition to cellulose nanofibers (CeNF), succinic anhydride (SA) and liquid paraffin was prepared. That is, CeNF and succinic anhydride (SA) were put into a kneader (tabletop biaxial kneader) as shown in FIG. 1 at a weight ratio of CeNF: succinic anhydride (SA) = 86.5: 13.5. After that, propylene oxide (PO) and liquid paraffin P-350P were further added and kneaded at 140 ° C. for 2 hours to obtain a dispersion liquid. Propylene oxide (PO) was added so as to have a weight ratio of CeNF: propylene oxide (PO) = 89: 11. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of cellulose nanofibers in the dispersion liquid, as in Example 1.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(実施例4)
実施例1の分散液として、セルロースナノファイバー(CeNF)と無水コハク酸(SA)と流動パラフィンの他に界面活性剤をさらに添加した分散液を調整した。即ち、CeNFと無水コハク酸(SA)を、CeNF:無水コハク酸(SA)=86.5:13.5の重量比で、図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、さらに、界面活性剤であるレシチンおよび流動パラフィンP−350Pを添加して、140℃、2時間間混練し、分散液を得た。レシチンの添加量は、分散液重量に対して2%である。流動パラフィンP−350Pは、実施例1と同様に、分散液中のセルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。
(Example 4)
As the dispersion liquid of Example 1, a dispersion liquid to which a surfactant was further added in addition to cellulose nanofiber (CeNF), succinic anhydride (SA) and liquid paraffin was prepared. That is, CeNF and succinic anhydride (SA) were charged into a kneader (tabletop biaxial kneader) as shown in FIG. 1 at a weight ratio of CeNF: succinic anhydride (SA) = 86.5: 13.5. After that, lecithin as a surfactant and liquid paraffin P-350P were further added and kneaded at 140 ° C. for 2 hours to obtain a dispersion liquid. The amount of lecithin added is 2% with respect to the weight of the dispersion liquid. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of cellulose nanofibers in the dispersion liquid, as in Example 1.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(比較例A)
実施例1の分散液として、無水コハク酸(SA)を添加していない分散液を調整した。即ち、セルロースナノファイバー(CeNF)と流動パラフィンP−350Pを図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、140℃、7分間混練し、分散液を得た。流動パラフィンP−350Pは、分散液中のセルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。
(Comparative Example A)
As the dispersion liquid of Example 1, a dispersion liquid to which succinic anhydride (SA) was not added was prepared. That is, cellulose nanofibers (CeNF) and liquid paraffin P-350P were put into a kneader (tabletop biaxial kneader) as shown in FIG. 1 and then kneaded at 140 ° C. for 7 minutes to obtain a dispersion liquid. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of cellulose nanofibers in the dispersion.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(比較例B)
本比較例においては、粉末状のエステル化セルロースナノファイバーを形成した後、この粉末状のエステル化セルロースナノファイバーを用いて、セパレータを形成した。
(Comparative Example B)
In this comparative example, after forming powdery esterified cellulose nanofibers, a separator was formed using the powdery esterified cellulose nanofibers.

まず、セルロースナノファイバーを添加剤によりエステル化し、エステル化反応に寄与しなかった未反応の添加剤を除去し、乾燥することにより、粉末状のエステル化セルロースナノファイバー(SA化CeNFとも表記する)を形成した。 First, the cellulose nanofibers are esterified with an additive, the unreacted additive that did not contribute to the esterification reaction is removed, and the mixture is dried to obtain powdered esterified cellulose nanofibers (also referred to as SA-ized CeNF). Formed.

具体的には、セルロースナノファイバー(CeNF)と無水コハク酸(SA)を、CeNF:無水コハク酸(SA)=86.5:13.5の重量比で、図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入し、120℃、20分間混合(混練)した。この混合液を、アセトン抽出することにより未反応の添加剤(SA)を除去し、80℃の真空乾燥炉で2時間程度、乾燥することで、粉末状のエステル化セルロースナノファイバー(SA化CeNF)を形成した。 Specifically, cellulose nanofibers (CeNF) and succinic anhydride (SA) are added to each other in a weight ratio of CeNF: succinic anhydride (SA) = 86.5: 13.5, as shown in FIG. It was put into a twin-screw kneader) and mixed (kneaded) at 120 ° C. for 20 minutes. The unreacted additive (SA) is removed by extracting this mixed solution with acetone, and the mixture is dried in a vacuum drying oven at 80 ° C. for about 2 hours to obtain powdered esterified cellulose nanofibers (CeNF SA). ) Was formed.

この粉末状のエステル化セルロースナノファイバー(SA化CeNF)を用いてセパレータを形成した。具体的には、粉末状のSA化CeNFと流動パラフィンP−350Pを図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、140℃、7分間混練し、分散液を得た。流動パラフィンP−350Pは、分散液中のSA化セルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。 A separator was formed using this powdery esterified cellulose nanofiber (CeNF SA). Specifically, powdered SA-ized CeNF and liquid paraffin P-350P were put into a kneader (tabletop twin-screw kneader) as shown in FIG. 1 and then kneaded at 140 ° C. for 7 minutes to obtain a dispersion liquid. .. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of SA-formed cellulose nanofibers in the dispersion.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(比較例C)
本比較例においては、セルロースナノファイバーのエーテル化について検討した。上記セルロースナノファイバーの水酸基の一部をプロピレンオキシド(R−CO−OH)によりエーテル化する。別の言い方をすれば、セルロースの水酸基(−OH)の部分を、エーテル結合(−OR、R=CH2CH(OH)CH3)とする。このようなエーテル化により、疎水化(親油化)することができる。また、前述したようにRとして、大きい分子を導入することで、立体的障害効果を導入することができ、セルロースナノファイバーの分散性が高まり、凝集が抑制される。
(Comparative Example C)
In this comparative example, the etherification of cellulose nanofibers was examined. Some of the hydroxyl groups of the cellulose nanofibers are etherified with propylene oxide (R-CO-OH). In other words, the hydroxyl group (-OH) portion of cellulose is an ether bond (-OR, R = CH 2 CH (OH) CH 3 ). By such etherification, hydrophobicity (parenting) can be achieved. Further, as described above, by introducing a large molecule as R, a steric damage effect can be introduced, the dispersibility of the cellulose nanofibers is enhanced, and aggregation is suppressed.

ここでは、セルロースナノファイバー(CeNF)を無水コハク酸(SA)でエステル化し、さらに、プロピレンオキシド(PO)により、エーテル化した(付加反応)。 Here, cellulose nanofibers (CeNF) were esterified with succinic anhydride (SA) and further etherified with propylene oxide (PO) (addition reaction).

具体的には、比較例Bと同様にして形成した粉末状のエステル化セルロースナノファイバー(SA化CeNF)とプロピレンオキシド(PO)を、SA化CeNF:プロピレンオキシド(PO)=89:11の重量比で、耐圧容器内に投入して140℃、2時間混合(混練)した。この混合液を、キシレン抽出することにより未反応の添加剤(PO)を除去し、80℃の真空乾燥炉で2時間程度、乾燥することで、粉末状のエステルエーテル化セルロースナノファイバー(SAPO化CeNFとも表記する)を形成した。 Specifically, the powdery esterified cellulose nanofibers (Saized CeNF) and propylene oxide (PO) formed in the same manner as in Comparative Example B are weighted with SAd CeNF: propylene oxide (PO) = 89: 11. In the ratio, it was put into a pressure-resistant container and mixed (kneaded) at 140 ° C. for 2 hours. The unreacted additive (PO) is removed by extracting this mixed solution with xylene, and the mixture is dried in a vacuum drying oven at 80 ° C. for about 2 hours to form powdered ester etherified cellulose nanofibers (SAPO). (Also referred to as CeNF) was formed.

この粉末状のエステルエーテル化セルロースナノファイバー(SAPO化CeNF)を用いてセパレータを形成した。具体的には、粉末状のSAPO化CeNFと流動パラフィンP−350Pを図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、140℃、7分間混練し、分散液を得た。流動パラフィンP−350Pは、分散液中のSA化セルロースナノファイバーが1wt%となる割合で添加した。 A separator was formed using this powdery ester etherified cellulose nanofiber (SAPOized CeNF). Specifically, powdered SAPOized CeNF and liquid paraffin P-350P were put into a kneader (tabletop twin-screw kneader) as shown in FIG. 1 and then kneaded at 140 ° C. for 7 minutes to obtain a dispersion liquid. .. Liquid paraffin P-350P was added at a ratio of 1 wt% of SA-formed cellulose nanofibers in the dispersion.

次いで、実施例1の場合と同様にして、三井ハイゼックス(030S)30重量部、分散液70重量部の割合で、混練後、混練物をフィルム化した後、流動パラフィンの脱脂および熱固定を行い、セパレータを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of Mitsui Hi-Zex (030S) and 70 parts by weight of the dispersion liquid were kneaded, the kneaded product was formed into a film, and then the liquid paraffin was degreased and heat-fixed. , Obtained a separator.

(比較例D)
セルロースナノファイバー(CeNF)と無水コハク酸(SA)を、CeNF:無水コハク酸(SA)=86.5:13.5の重量比で、図1に示すようなニーダ(卓上二軸混練機)に投入した後、さらに、CeNF:流動パラフィンP−350P=99:1の重量比となるように流動パラフィンP−350Pを添加して、140℃、7分間混練し、混合物を得た。なお、本実施例においては、流動パラフィンP−350Pの添加量が少ないため、液状とはならなかった。即ち、分散液が形成されず、セパレータの形成を断念した。
(Comparative Example D)
Cellulose nanofibers (CeNF) and succinic anhydride (SA) at a weight ratio of CeNF: succinic anhydride (SA) = 86.5: 13.5, as shown in FIG. 1 kneader (desktop biaxial kneader) Liquid paraffin P-350P was further added so as to have a weight ratio of CeNF: liquid paraffin P-350P = 99: 1 and kneaded at 140 ° C. for 7 minutes to obtain a mixture. In this example, since the amount of liquid paraffin P-350P added was small, it did not become liquid. That is, the dispersion liquid was not formed, and the formation of the separator was abandoned.

(結果)
表1に、上記実施例および比較例の原料構成、ポリエチレン(PE)と分散液の混合比、CeNF添加量(エステル化、エーテル化したものを含む)、エステル化又はエーテル化の有無、未反応物の除去工程の有無をまとめた。なお、ここでの“未反応物の除去工程”は、ポリエチレン(PE)の混練前の工程を意味し、脱脂工程による除去は含まれない。
(result)
Table 1 shows the raw material composition of the above Examples and Comparative Examples, the mixing ratio of polyethylene (PE) and the dispersion, the amount of CeNF added (including those esterified and etherified), the presence or absence of esterification or etherification, and unreacted. The presence or absence of the object removal process is summarized. The "step of removing unreacted material" here means a step before kneading of polyethylene (PE), and does not include removal by a degreasing step.

Figure 0006944861
表2に、上記実施例および比較例において形成されたセパレータの特性を示す。また、図4〜図9にセパレータのSEM写真を示す。図4は、実施例1のセパレータに、図5は、実施例2のセパレータに、図6は、実施例3のセパレータに、図7は、比較例Aのセパレータに、図8は、比較例Bのセパレータに、図9は、比較例Cのセパレータに、対応する。
Figure 0006944861
Table 2 shows the characteristics of the separators formed in the above Examples and Comparative Examples. Further, FIGS. 4 to 9 show SEM photographs of the separator. 4 is a separator of Example 1, FIG. 5 is a separator of Example 2, FIG. 6 is a separator of Example 3, FIG. 7 is a separator of Comparative Example A, and FIG. 8 is a comparative example. Corresponding to the separator of B, FIG. 9 corresponds to the separator of Comparative Example C.

Figure 0006944861
実施例1と比較例Aの対比から、分散液に無水コハク酸を添加することにより、セルロースナノファイバーが分散液中においてエステル化(疎水化)され、混練物内(樹脂内)での分散性が向上(凝集性が抑制)され、セパレータの特性が向上していることが分かる。特に、突刺強度が向上している。
Figure 0006944861
From the comparison between Example 1 and Comparative Example A, by adding succinic anhydride to the dispersion, cellulose nanofibers are esterified (hydrophobicized) in the dispersion, and dispersibility in the kneaded product (in the resin). Is improved (aggregation is suppressed), and it can be seen that the characteristics of the separator are improved. In particular, the piercing strength is improved.

また、実施例1と比較例Bの対比から、実施例1のセパレータは、未反応物の除去および乾燥処理を施した粉末状のエステル化セルロースナノファイバーを用いた場合と、セパレータの特性に大きな差は認められなかった。実施例3と比較例Cの対比から、粉末状のエステルエーテル化セルロースナノファイバーを用いた場合と、セパレータの特性に大きな差は認められなかった。このように未反応物を含んだ状態で混練、延伸しても、セパレータの特性に悪影響を及ぼさないことが確認された。また、化学修飾度(酸価)について、実施例1と比較例B、実施例3と比較例Cをそれぞれ比較すると、流動パラフィンを有する分散液中で化学修飾した場合でも、化学修飾度(酸価)に大きな差は認められなかった。したがって、流動パラフィンを有する分散液中であっても、十分な化学修飾処理が可能であることが確認された。 Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Example B, the separator of Example 1 has a large characteristic in terms of the characteristics of the separator as compared with the case of using powdered esterified cellulose nanofibers which have been subjected to the removal of unreacted substances and the drying treatment. No difference was observed. From the comparison between Example 3 and Comparative Example C, no significant difference was observed in the characteristics of the separator as compared with the case where the powdered ester etherified cellulose nanofibers were used. It was confirmed that even if the mixture was kneaded and stretched in a state containing the unreacted material in this way, the characteristics of the separator were not adversely affected. Comparing Example 1 and Comparative Example B, and Example 3 and Comparative Example C with respect to the degree of chemical modification (acid value), the degree of chemical modification (acid) was obtained even when chemically modified in a dispersion containing liquid paraffin. There was no significant difference in value). Therefore, it was confirmed that sufficient chemical modification treatment is possible even in the dispersion liquid containing liquid paraffin.

また、比較例Dのように流動パラフィンP−350Pの添加量が少なく、分散液を得られない場合であっても、化学修飾度(酸価)は、実施例1等と同程度であることが確認された。また、比較例Dから、セルロースナノファイバーが多すぎると分散液を得られないため、分散液を得られるような流動パラフィンの添加量とすることが好ましいことが確認された。例えば、分散液中の流動パラフィンの添加量は10wt%以上とすることが好ましい。 Further, even when the amount of liquid paraffin P-350P added is small as in Comparative Example D and a dispersion cannot be obtained, the degree of chemical modification (acid value) is about the same as in Example 1 and the like. Was confirmed. Further, from Comparative Example D, it was confirmed that it is preferable to add the liquid paraffin so that the dispersion liquid can be obtained because the dispersion liquid cannot be obtained if the amount of cellulose nanofibers is too large. For example, the amount of liquid paraffin added to the dispersion is preferably 10 wt% or more.

また、実施例1と実施例2の対比からセルロースナノファイバーの添加量を多くすることで、突刺強度の向上が認められた。 Further, from the comparison between Example 1 and Example 2, it was confirmed that the puncture strength was improved by increasing the addition amount of the cellulose nanofibers.

また、疎水化として、エステル化とエーテル化を行った実施例3は、化学修飾度(酸価)が高く、突刺強度の向上が認められた。 Further, in Example 3 in which esterification and etherification were performed as hydrophobicization, the degree of chemical modification (acid value) was high, and improvement in puncture strength was observed.

また、実施例4のように、分散液中に界面活性剤が添加した場合には、突刺強度の向上が認められた。界面活性剤を添加したことにより、流動パラフィンが結晶セルロースの内部まで浸透したことで、解繊性が高まり、また混練物中での分散状態が向上したためと推察される。 Further, as in Example 4, when a surfactant was added to the dispersion liquid, an improvement in puncture strength was observed. It is presumed that the addition of the surfactant caused the liquid paraffin to permeate into the crystalline cellulose, thereby improving the defibration property and the dispersed state in the kneaded product.

また、図4〜図9に示すセパレータのSEM写真からも、実施例1〜3において、比較例Aより良好なセパレータが製造できており、また、比較例B、Cと比較しても遜色のないセパレータが製造できていることが確認できる。 Further, from the SEM photographs of the separators shown in FIGS. 4 to 9, better separators than Comparative Example A could be produced in Examples 1 to 3, and they were inferior to Comparative Examples B and C. It can be confirmed that no separator can be manufactured.

(実施の形態2)
[装置構成]
本実施の形態においては、セパレータの製造方法に用いて好適な製造装置(製造システム)について説明する。
(Embodiment 2)
[Device configuration]
In the present embodiment, a manufacturing apparatus (manufacturing system) suitable for use in the method for manufacturing a separator will be described.

図10は、本実施の形態の製造装置(システム)の構成を示す模式図である。 FIG. 10 is a schematic view showing the configuration of the manufacturing apparatus (system) of the present embodiment.

S1は二軸混練押出機、S2はTダイ、S3は原反冷却装置(CAST装置)、S4は縦延伸装置(MD装置)、S5は第1横延伸装置(第1TD装置)、S6は抽出槽、S7は第2横延伸装置(第2TD装置)、S8は巻取り装置である。 S1 is a twin-screw kneading extruder, S2 is a T die, S3 is a raw fabric cooling device (CAST device), S4 is a longitudinal stretching device (MD device), S5 is a first transverse stretching device (first TD device), and S6 is an extraction device. The tank, S7 is a second transverse stretching device (second TD device), and S8 is a winding device.

二軸混練押出機S1は、投入された原料を2本の互いに噛み合うスクリュを有する軸により溶融混練し(図11参照)、TダイS2へ押し出す装置である。 The twin-screw kneading extruder S1 is a device that melt-kneads the charged raw materials with a shaft having two screws that mesh with each other (see FIG. 11) and pushes them out to the T-die S2.

TダイS2は、二軸混練押出機S1から押し出された溶融樹脂をスリットから、原反冷却装置S3に吐出する装置である。 The T-die S2 is a device that discharges the molten resin extruded from the twin-screw kneading extruder S1 from the slit to the raw fabric cooling device S3.

原反冷却装置S3は、TダイS2から吐出された溶融樹脂を冷却し、溶融樹脂を薄膜状にする装置である。 The raw fabric cooling device S3 is a device that cools the molten resin discharged from the T-die S2 to form a thin film of the molten resin.

縦延伸装置(MD装置)S4は、原反冷却装置S3から搬送された薄膜を縦方向(MD方向、搬送方向)に複数のロールで引き延ばす装置である。 The longitudinal stretching device (MD device) S4 is a device that stretches the thin film conveyed from the raw fabric cooling device S3 with a plurality of rolls in the longitudinal direction (MD direction, conveying direction).

第1横延伸装置(第1TD装置)S5は、縦延伸装置(MD装置)S4により縦方向に引き延ばされた薄膜を横方向(TD方向、搬送方向と交差する方向)に引き延ばす装置である。 The first transverse stretching device (first TD device) S5 is a device that stretches a thin film stretched in the longitudinal direction by the longitudinal stretching device (MD device) S4 in the lateral direction (the direction intersecting the TD direction and the transport direction). ..

抽出槽S6は、縦方向および横方向に引き延ばされた薄膜を有機溶剤に浸漬し、膜中の不要物を除去する装置である。 The extraction tank S6 is an apparatus for immersing a thin film stretched in the vertical direction and the horizontal direction in an organic solvent to remove unnecessary substances in the film.

第2横延伸装置(第2TD装置)S7は、抽出槽S6により処理された薄膜をさらに横方向(TD方向、搬送方向と交差する方向)に引き延ばす装置である。この第2横延伸装置(第2TD装置)S7において、薄膜の表面の有機溶剤を揮発させ、薄膜を乾燥処理し、かつ、熱固定してもよい。 The second transverse stretching device (second TD device) S7 is a device that further stretches the thin film treated by the extraction tank S6 in the lateral direction (the direction intersecting the TD direction and the transport direction). In this second transverse stretching device (second TD device) S7, the organic solvent on the surface of the thin film may be volatilized, the thin film may be dried, and heat-fixed.

巻取り装置S8は、第2横延伸装置(第2TD装置)S7から搬送された薄膜を巻き取る装置である。 The winding device S8 is a device that winds the thin film conveyed from the second transverse stretching device (second TD device) S7.

図11、図12は、二軸混練押出機の構成を示す断面図である。図11は、図10のA−Aに沿った断面に対応し、図12は、図10のB−Bに沿った断面に対応する。図11に示すように、二軸混練押出機は、シリンダ12の内部に、2本のスクリュを有する軸13a、13bが回転可能に挿入され内蔵されている。2本の軸13a、13bのスクリュは、互いに噛み合うように配置され回転する。スクリュは、複数のスクリュピースよりなる。図13は、スクリュ(スクリュピース)の形状例を示す斜視図である。図13(a)は、フルフライトスクリュ、図13(b)は、ニーディングディスクである。フルフライトスクリュは、スクリュ先端が鋭角であり、シリンダ12の内壁との間に空間が生じる。これに対し、ニーディングディスクは、スクリュ先端が平面であり、長径がシリンダ12の内径に近く、シリンダ12の内壁との間の隙間が小さい。混練部には、ニーディングディスクを用いることが好ましい。 11 and 12 are cross-sectional views showing the configuration of a twin-screw kneading extruder. FIG. 11 corresponds to a cross section along AA of FIG. 10, and FIG. 12 corresponds to a cross section along BB of FIG. As shown in FIG. 11, the twin-screw kneading extruder has shafts 13a and 13b having two screws rotatably inserted and built in the cylinder 12. The screws of the two shafts 13a and 13b are arranged so as to mesh with each other and rotate. The screw consists of multiple screw pieces. FIG. 13 is a perspective view showing a shape example of a screw (screw piece). FIG. 13 (a) is a full flight screw, and FIG. 13 (b) is a kneading disc. The full flight screw has an acute angle at the tip of the screw, and a space is created between the full flight screw and the inner wall of the cylinder 12. On the other hand, the kneading disc has a flat screw tip, a major axis close to the inner diameter of the cylinder 12, and a small gap between the kneading disk and the inner wall of the cylinder 12. It is preferable to use a kneading disc for the kneading portion.

シリンダ12は、原料が投入される上流側から原料が混練され混練物となり吐出される下流側に、複数の処理部(Ta〜Tf)を有する。複数の処理部は、例えば、第1原料供給部Ta、第1材料混合輸送部Tb、混練部Tc、第2原料供給部Td、混練部Te、吐出部Tfを有する。これらの部位(処理部)には、必要に応じて加熱機構や冷却機構を含む温度調節機構が接続されている。 The cylinder 12 has a plurality of processing units (Ta to Tf) on the downstream side where the raw material is kneaded to form a kneaded product and discharged from the upstream side where the raw material is charged. The plurality of processing units include, for example, a first raw material supply unit Ta, a first material mixing and transportation unit Tb, a kneading unit Tc, a second raw material supply unit Td, a kneading unit Te, and a discharge unit Tf. A temperature control mechanism including a heating mechanism and a cooling mechanism is connected to these parts (processing parts) as needed.

第1原料供給部Ta、第1材料混合輸送部Tbには、例えば、フルフライトスクリュを使用し、混練部(Tc、Te)には、ニーディングディスクを使用する。また、第2原料供給部Td、吐出部Tfには、例えば、フルフライトスクリュを使用する。このように、互いに噛み合うように配置され回転する2本のスクリュを有する軸13a、13bを用いて、原料を混合、混練することで、シリンダ12内の原料の滞留を抑制し混練性を向上させることができる。例えば、図14(a)および図14(b)に示すバッチ処理用の混練機の場合、容器内壁の近傍に原料が滞留し混練性が低下しやすい。特に、図14(a)に示すように原料の粘度が低い場合は、比較的均一に混練できるが、図14(b)に示すように原料の粘度が高い場合には、容器内壁の近傍に原料が滞留し混練性が低下してしまう。図14(a)および図14(b)は、バッチ処理用の混練機の構成および混練状態を示す断面図である。 For example, a full flight screw is used for the first raw material supply section Ta and the first material mixing transport section Tb, and a kneading disk is used for the kneading section (Tc, Te). Further, for the second raw material supply unit Td and the discharge unit Tf, for example, a full flight screw is used. In this way, by mixing and kneading the raw materials using the shafts 13a and 13b having two screws arranged so as to mesh with each other and rotating, the retention of the raw materials in the cylinder 12 is suppressed and the kneadability is improved. be able to. For example, in the case of the kneader for batch processing shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the raw material tends to stay in the vicinity of the inner wall of the container and the kneadability tends to decrease. In particular, when the viscosity of the raw material is low as shown in FIG. 14 (a), the kneading can be performed relatively uniformly, but when the viscosity of the raw material is high as shown in FIG. 14 (b), it is near the inner wall of the container. The raw material stays and the kneadability is lowered. 14 (a) and 14 (b) are cross-sectional views showing the configuration and kneading state of the kneader for batch processing.

特に、加熱しながら混合、混練する場合、原料の混練性、即ち、原料の流動性が低下すると熱伝導効率が低下し、混練物の内部において温度勾配が生じ、原料の焼けが生じる。これに対し、シリンダ12内においてスクリュを用いて混練する場合には、混練性が向上し、また、原料の流動性が向上し、均一な混練および加熱を可能とする。さらに、互いに噛み合うように配置され回転する2本のスクリュを有する軸13a、13bを用いることにより、双方の軸のスクリュがお互いを拭き取るように回転するため(セルフクリーニング、図12参照)、原料の滞留をさらに抑制し、混練性や加熱温度の均一性を高めることができる。なお、スクリュの回転方向は、同じ方向でも、異なる方向でもよい。 In particular, when mixing and kneading while heating, when the kneadability of the raw material, that is, the fluidity of the raw material decreases, the heat conduction efficiency decreases, a temperature gradient occurs inside the kneaded product, and the raw material is burnt. On the other hand, when kneading in the cylinder 12 using a screw, the kneading property is improved, the fluidity of the raw material is improved, and uniform kneading and heating are possible. Further, by using the shafts 13a and 13b having two screws arranged so as to mesh with each other and rotating, the screws of both shafts rotate so as to wipe each other (self-cleaning, see FIG. 12). Retention can be further suppressed, and kneadability and uniformity of heating temperature can be improved. The rotation direction of the screw may be the same direction or different directions.

図15は、第1横延伸装置(第1TD装置)S5の斜視図である。図15に示すように、第1横延伸装置(第1TD装置)S5は、複数のクリップ5cを有するクリップチェーン5bを有する。クリップチェーン5bは、ガイドレール5a上に配置され、また、図示しないガイドギアにより回転する。図16(a)〜図16(c)は、クリップの概略構成およびその動作を示す断面図である。図16(a)〜図16(c)に示すように、クリップレバー56上の制御ユニット50により、クリップレバー56が傾くことにより、軸受部55を起点として把持部58が回転することにより、ベース部材53の内底面と把持部58とでフィルムFを把持することができる。また、クリップレバー56を鉛直方向に戻すことによりクリップ5cからフィルムFを開放することができる。 FIG. 15 is a perspective view of the first transverse stretching device (first TD device) S5. As shown in FIG. 15, the first transverse stretching device (first TD device) S5 has a clip chain 5b having a plurality of clips 5c. The clip chain 5b is arranged on the guide rail 5a and is rotated by a guide gear (not shown). 16 (a) to 16 (c) are cross-sectional views showing a schematic configuration of a clip and its operation. As shown in FIGS. 16A to 16C, the control unit 50 on the clip lever 56 tilts the clip lever 56, and the grip portion 58 rotates from the bearing portion 55 as a starting point, thereby causing the base. The film F can be gripped by the inner bottom surface of the member 53 and the grip portion 58. Further, the film F can be released from the clip 5c by returning the clip lever 56 in the vertical direction.

ガイドレール5aの幅は、下流方向に大きくなり、対向する一対のクリップ5c間がフィルムFを把持しつつ、お互いに離れる方向に移動することにより、フィルムFを延伸することができる。 The width of the guide rail 5a increases in the downstream direction, and the film F can be stretched by moving in a direction away from each other while gripping the film F between the pair of opposing clips 5c.

ここでは、複数のロールを有する縦延伸装置S4で、縦方向(MD方向)の延伸を行った後、上記横方向(TD方向)の延伸を行っているが(逐次延伸)、縦方向と横方向の延伸を同時に行ってもよい(同時延伸、図3参照)。逐次延伸によれば、連続した処理がし易い。 Here, in the longitudinal stretching device S4 having a plurality of rolls, the stretching in the longitudinal direction (MD direction) is performed, and then the stretching in the horizontal direction (TD direction) is performed (sequential stretching), but the longitudinal direction and the horizontal direction are performed. Stretching in the directions may be performed at the same time (simultaneous stretching, see FIG. 3). According to the sequential stretching, continuous processing is easy.

この後、前述したとおり、抽出槽S6において、フィルム(薄膜)を有機溶剤に浸漬し、膜中の不要物(可塑剤、添加剤)を除去し、第2横延伸装置(第2TD装置)S7によりフィルムをさらに横方向に引き延ばす。ここで、可塑剤(流動パラフィン)の除去工程においては、図10に示すように、横方向(TD方向)が拘束されていない状態のため、フィルムにおいて、横方向(TD方向)の収縮が生じる。そのため、上記第2横延伸装置(第2TD装置)S7により、低倍率で横方向(TD方向)の延伸を行い、不要物の除去工程により生じた微細孔を開孔させる。この後、延伸温度よりも僅かに高い温度でアニール処理することにより、延伸時においてフィルムの内部に蓄積された残留応力を除去する(熱固定する)。リチウムイオンが通過することが可能な微細孔を有するセパレータを得ることができる。次いで、巻取り装置S8において、フィルムを巻き取る。 After that, as described above, in the extraction tank S6, the film (thin film) is immersed in an organic solvent to remove unnecessary substances (plasticizers, additives) in the film, and the second transverse stretching device (second TD device) S7. Stretches the film further laterally. Here, in the step of removing the plasticizer (liquid paraffin), as shown in FIG. 10, since the lateral direction (TD direction) is not constrained, the film shrinks in the lateral direction (TD direction). .. Therefore, the second transverse stretching device (second TD device) S7 stretches in the lateral direction (TD direction) at a low magnification to open the fine holes generated by the step of removing unnecessary substances. After that, the residual stress accumulated inside the film during stretching is removed (heat-fixed) by annealing at a temperature slightly higher than the stretching temperature. It is possible to obtain a separator having micropores through which lithium ions can pass. Next, the film is wound up in the winding device S8.

[装置を用いたセパレータの製造工程]
本実施の形態の製造装置(システム)を用いたセパレータの製造工程について以下に説明する。
[Manufacturing process of separator using equipment]
The manufacturing process of the separator using the manufacturing apparatus (system) of the present embodiment will be described below.

例えば、図11の二軸混練押出機(S1)の第1原料供給部Taにセルロースナノファイバー、添加剤(例えば、無水コハク酸)、および可塑剤(流動パラフィン)を添加し、第1材料混合輸送部Tbにおいて混合しながら輸送(搬送)し、混練部Tcにおいて、混合(混練)することにより、分散液が形成される。混練部Tcにおける温度、処理時間は、例えば、140℃、7分間である。なお、分散液中に、プロピレンオキシド(PO)や界面活性剤を添加してもよい。 For example, cellulose nanofibers, an additive (for example, succinic anhydride), and a plasticizer (liquid paraffin) are added to the first raw material supply unit Ta of the twin-screw kneading extruder (S1) shown in FIG. 11, and the first material is mixed. A dispersion liquid is formed by transporting (transporting) while mixing in the transport section Tb and mixing (kneading) in the kneading section Tc. The temperature and treatment time in the kneading portion Tc are, for example, 140 ° C. for 7 minutes. Propylene oxide (PO) or a surfactant may be added to the dispersion liquid.

次いで、第2原料供給部Tdにおいて樹脂材料としてポリオレフィン(例えば、ポリエチレン)を投入し、混練部Teにおいて上記分散液とポリオレフィンとを混練する。混練条件は、例えば、180℃、12分間であり、軸の回転数は100rpmである。 Next, a polyolefin (for example, polyethylene) is added as a resin material in the second raw material supply unit Td, and the dispersion liquid and the polyolefin are kneaded in the kneading unit Te. The kneading conditions are, for example, 180 ° C. for 12 minutes, and the rotation speed of the shaft is 100 rpm.

混練物(溶融樹脂)を、吐出部TfからTダイS2へ搬送し、溶融樹脂をTダイS2のスリットから押し出しつつ、原反冷却装置S3において冷却することで、薄膜状の樹脂成型体を形成する。 The kneaded product (molten resin) is conveyed from the discharge portion Tf to the T die S2, and the molten resin is cooled in the raw fabric cooling device S3 while being extruded from the slit of the T die S2 to form a thin film resin molded body. do.

次いで、上記薄膜状の樹脂成型体を第1横延伸装置(第1TD装置)S5により縦方向に引き延ばし、さらに、第1横延伸装置(第1TD装置)S5により横方向に引き延ばす。 Next, the thin-film resin molded body is stretched in the vertical direction by the first transverse stretching device (first TD device) S5, and further stretched in the horizontal direction by the first transverse stretching device (first TD device) S5.

次いで、引き延ばされた薄膜を抽出槽S6において有機溶剤(例えば、塩化メチレン)に浸漬する。引き延ばされた薄膜においては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン)と可塑剤(パラフィン)が相分離した状態となる。具体的には、可塑剤(パラフィン)がナノサイズの島状となる。このナノサイズの可塑剤(パラフィン)を抽出槽S6の有機溶剤(例えば、塩化メチレン)により除去する(脱脂する)。これにより、多孔質の薄膜を形成することができる。 Next, the stretched thin film is immersed in an organic solvent (for example, methylene chloride) in the extraction tank S6. In the stretched thin film, the polyolefin (for example, polyethylene) and the plasticizer (paraffin) are in a phase-separated state. Specifically, the plasticizer (paraffin) becomes nano-sized islands. This nano-sized plasticizer (paraffin) is removed (defatted) with an organic solvent (for example, methylene chloride) in the extraction tank S6. This makes it possible to form a porous thin film.

この後、さらに、第2横延伸装置(第2TD装置)S7で、横方向に引き延ばしつつ、薄膜を乾燥させ、熱固定を行い、延伸時の内部応力を緩和する。なお、第2横延伸装置(第2TD装置)S7においても、第1横延伸装置(第1TD装置)S5の装置構成と同様の構成とすることができる。次いで、巻取り装置S8により、第2横延伸装置(第2TD装置)S7から搬送された薄膜を巻き取る。 After that, the thin film is further dried and heat-fixed by the second transverse stretching device (second TD device) S7 while stretching in the lateral direction to relieve the internal stress at the time of stretching. The second transverse stretching device (second TD device) S7 can also have the same configuration as the first transverse stretching device (first TD device) S5. Next, the take-up device S8 winds up the thin film conveyed from the second transverse stretching device (second TD device) S7.

このようにして、セパレータを製造することができる。例えば、上記装置によれば、セパレータを100〜200Kg/hで製造することが可能である。 In this way, the separator can be manufactured. For example, according to the above apparatus, the separator can be produced at 100 to 200 kg / h.

このように、本実施の形態の製造装置を用いることで、高性能のセパレータを効率良く製造することができる。 As described above, by using the manufacturing apparatus of this embodiment, a high-performance separator can be efficiently manufactured.

さらに、上記実施の形態1および実施例で示した原料(材料)を、上記製造装置で連続的に処理することで、高性能のセパレータを効率良く製造することができる。特に、本実施の形態においては、未反応の添加剤の除去および化学修飾したセルロースの乾燥工程を省略することができる。そして、本実施の形態においては、分散液の調整および樹脂と分散液との混練を連続して処理することにより、樹脂成形体の製造工程の効率化を図ることができる。 Further, by continuously processing the raw materials (materials) shown in the first embodiment and the above-mentioned embodiment with the above-mentioned manufacturing apparatus, a high-performance separator can be efficiently manufactured. In particular, in the present embodiment, the steps of removing unreacted additives and drying the chemically modified cellulose can be omitted. Then, in the present embodiment, the efficiency of the manufacturing process of the resin molded product can be improved by continuously treating the preparation of the dispersion liquid and the kneading of the resin and the dispersion liquid.

(応用例)
(1)図11においては、二軸混練押出機を例に説明したが、単軸混練押出機、二軸以上の多軸混練押出機を用いてもよい。
(Application example)
(1) In FIG. 11, a twin-screw kneading extruder has been described as an example, but a single-screw kneading extruder or a multi-screw kneading extruder having two or more shafts may be used.

(2)図1においては、逐次延伸装置を用いたが、同時延伸装置を用いてもよい。また、縦方向(MD方向)の延伸のみで薄膜を形成し、可塑剤(パラフィン)を抽出槽S6の有機溶剤(例えば、塩化メチレン)により除去し、熱固定することでセパレータを形成してもよい。 (2) In FIG. 1, a sequential stretching device is used, but a simultaneous stretching device may be used. Further, even if a thin film is formed only by stretching in the longitudinal direction (MD direction), the plasticizer (paraffin) is removed by an organic solvent (for example, methylene chloride) in the extraction tank S6, and heat-fixed to form a separator. good.

(3)分散液を他の混合装置(混練装置)で調整し、原料として二軸混練押出機に投入してもよい。この場合、図11において、第1原料供給部Ta、第1材料混合輸送部Tbおよび混練部Tcを省略し、第2原料供給部Tdに分散液と樹脂を投入すればよい。 (3) The dispersion liquid may be adjusted by another mixing device (kneading device) and charged into a twin-screw kneading extruder as a raw material. In this case, in FIG. 11, the first raw material supply section Ta, the first material mixing and transport section Tb, and the kneading section Tc may be omitted, and the dispersion liquid and the resin may be charged into the second raw material supply section Td.

(4)図11において、各処理部(Ta〜Tf)の構成や組み合わせは適宜変更可能である。また、用いるスクリュも図13に示す形状のものに限られず、投入する原料の粘度などに応じて適宜変更可能である。 (4) In FIG. 11, the configuration and combination of each processing unit (Ta to Tf) can be changed as appropriate. Further, the screw to be used is not limited to the shape shown in FIG. 13, and can be appropriately changed according to the viscosity of the raw material to be added.

(5)延伸装置のクリップの構成は、図16に示すものに限られず、フィルムFを把持できる構成であれば、図16と異なる構成のものを用いてもよい。 (5) The structure of the clip of the stretching device is not limited to that shown in FIG. 16, and a clip having a structure different from that shown in FIG. 16 may be used as long as the film F can be gripped.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態または実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments or examples and does not deviate from the gist thereof. Needless to say, it can be changed in various ways.

例えば、上記応用例のように種々の変更が可能である。 For example, various changes can be made as in the above application example.

5a ガイドレール
5b クリップチェーン
5c クリップ
12 シリンダ
13a 軸(スクリュを有する軸)
13b 軸(スクリュを有する軸)
50 制御ユニット
53 ベース部材
55 軸受部
56 クリップレバー
58 把持部
F フィルム
S1 二軸混練押出機
S2 Tダイ
S3 原反冷却装置(CAST装置)
S4 縦延伸装置(MD装置)
S5 第1横延伸装置(第1TD装置)
S6 抽出槽
S7 第2横延伸装置(第2TD装置)
S8 巻取り装置
Ta 第1原料供給部
Tb 第1材料混合輸送部
Tc 混練部
Td 第2原料供給部
Te 混練部
Tf 吐出部
5a Guide rail 5b Clip chain 5c Clip 12 Cylinder 13a Axis (axis with screw)
13b axis (axis with screw)
50 Control unit 53 Base member 55 Bearing part 56 Clip lever 58 Grip part F Film S1 Biaxial kneading extruder S2 T die S3 Raw fabric cooling device (CAST device)
S4 longitudinal stretching device (MD device)
S5 1st transverse stretching device (1st TD device)
S6 Extraction tank S7 Second transverse stretching device (second TD device)
S8 Winding device Ta 1st raw material supply part Tb 1st material mixed transportation part Tc kneading part Td 2nd raw material supply part Te kneading part Tf discharge part

Claims (16)

(a)粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合することにより第1混合物を形成する工程、
(b)前記第1混合物とポリオレフィンとを混練することにより混練物を形成する工程、
(c)前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、
(d)前記膜と有機溶剤とを接触させる工程、
を有し、
前記(a)工程において、前記セルロースと前記添加剤とのエステル化反応および/またはエーテル化反応により、前記セルロースの親水基が、疎水基に置換され、
前記第1混合物中の、前記セルロースは、0.01wt%以上30wt%以下、前記添加剤は、0.01wt%以上50wt%以下、前記可塑剤は、0.01wt%以上99wt%以下である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
(A) A step of forming a first mixture by mixing powdered cellulose, an additive and a plasticizer.
(B) A step of forming a kneaded product by kneading the first mixture and polyolefin.
(C) A step of forming a film by stretching the kneaded product,
(D) A step of bringing the film into contact with an organic solvent,
Have a,
In the step (a), the hydrophilic group of the cellulose is replaced with a hydrophobic group by the esterification reaction and / or the etherification reaction of the cellulose and the additive.
The cellulose in the first mixture is 0.01 wt% or more and 30 wt% or less, the additive is 0.01 wt% or more and 50 wt% or less, and the plasticizer is 0.01 wt% or more and 99 wt% or less . A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記(d)工程において、前記可塑剤と前記(a)工程における未反応の添加剤とが前記有機溶剤中に抽出除去される、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein in the step (d), the plasticizer and the unreacted additive in the step (a) are extracted and removed in the organic solvent.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記セルロースと前記添加剤と前記エステル化反応は、前記セルロースの水酸基(−OH)を、−O−CO−部を有する基に置換する反応である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
The esterification reaction between the cellulose and the additive is a reaction of substituting the hydroxyl group (-OH) of the cellulose with a group having an -O-CO- portion, which is a method for producing a cellulose-containing porous resin molded product. ..
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記セルロースと前記添加剤と前記エーテル化反応は、前記セルロースの水酸基(−OH)を、エーテル結合とする反応である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein the etherification reaction between the cellulose and the additive is a reaction in which a hydroxyl group (−OH) of the cellulose is an ether bond.
請求項3記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記添加剤は、カルボン酸系化合物である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 3.
The additive is a method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, which is a carboxylic acid compound.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記添加剤は、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのいずれか一方、またはカルボン酸系化合物である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein the additive is either ethylene oxide or propylene oxide, or a carboxylic acid-based compound.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記添加剤は、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのいずれか一方、およびカルボン酸系化合物である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein the additive is either ethylene oxide or propylene oxide, and a carboxylic acid-based compound.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記粉末状のセルロースの粒子形状は、直径が0.001μm以上50μm以下、長さが0.5μm以上10μm以下、アスペクト比(長さ/直径)が100以上1000000以下である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
The particle shape of the powdered cellulose is a cellulose-containing porous resin having a diameter of 0.001 μm or more and 50 μm or less, a length of 0.5 μm or more and 10 μm or less, and an aspect ratio (length / diameter) of 100 or more and 1000000 or less. A method for manufacturing a molded product.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記(a)工程において、さらに、界面活性剤を添加する、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, in which a surfactant is further added in the step (a).
請求項9記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記界面活性剤は、ウィルヘルミー法による表面張力の測定値が10以上70以下であって、かつ接触角が30°以上95°以下である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 9.
The surfactant is a method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein the measured value of surface tension by the Wilhelmy method is 10 or more and 70 or less, and the contact angle is 30 ° or more and 95 ° or less.
請求項1記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記可塑剤は、分子量が100以上1500以下で、沸点が50℃以上300℃未満の有機溶剤である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 1.
A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, wherein the plasticizer is an organic solvent having a molecular weight of 100 or more and 1500 or less and a boiling point of 50 ° C. or more and less than 300 ° C.
請求項11記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記可塑剤は、流動パラフィン、ノナン、デカン、デカリン、パラキシレン、ウンデカン、ドデカンの鎖状又は環式の脂肪族炭化水素、及び沸点がこれらに対応する鉱油留分、並びにジブチルフタレート、ジオクチルフタレートの室温では液状のフタル酸エステル、アルコール類、窒素系有機溶剤、ケトン類、エステル類のうち、一種類又は数種類の混合物である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 11.
The plasticizers include liquid paraffin, nonane, decane, decalin, paraxylene, undecane, chain or cyclic aliphatic hydrocarbons of dodecane, mineral oil distillates having corresponding boiling points, and dibutylphthalate and dioctylphthalate. A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, which is a mixture of one or several of phthalates, alcohols, nitrogen-based organic solvents, ketones, and esters that are liquid at room temperature.
(a)混練押出機と延伸機とを有する製造装置の前記混練押出機に分散液およびポリオレフィンを投入し、混練することにより混練物を形成する工程、
(b)前記延伸機により前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、
を有し、
前記分散液は、粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合したものであり、
前記(a)工程において、前記セルロースと前記添加剤とのエステル化反応および/またはエーテル化反応により、前記セルロースの親水基が、疎水基に置換され、
前記分散液中の、前記セルロースは、0.01wt%以上30wt%以下、前記添加剤は、0.01wt%以上50wt%以下、前記可塑剤は、0.01wt%以上99wt%以下である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
(A) A step of adding a dispersion liquid and a polyolefin to the kneading extruder of a manufacturing apparatus having a kneading extruder and a stretching machine and kneading them to form a kneaded product.
(B) A step of forming a film by stretching the kneaded product with the stretching machine.
Have,
The dispersion state, and are a mixture of the powdered cellulose additive and a plasticizer,
In the step (a), the hydrophilic group of the cellulose is replaced with a hydrophobic group by the esterification reaction and / or the etherification reaction of the cellulose and the additive.
The cellulose in the dispersion is 0.01 wt% or more and 30 wt% or less, the additive is 0.01 wt% or more and 50 wt% or less, and the plasticizer is 0.01 wt% or more and 99 wt% or less. A method for producing a contained porous resin molded body.
請求項13記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記(b)工程の後、前記膜と有機溶剤とを接触させることにより、前記可塑剤と前記(a)工程における未反応の添加剤とが前記有機溶剤中に抽出除去される、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 13.
After the step (b), the plasticizer and the unreacted additive in the step (a) are extracted and removed from the organic solvent by bringing the film into contact with the organic solvent. A method for manufacturing a quality resin molded product.
請求項13記載のセルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法において、
前記(a)工程は、前記混練押出機の第1処理部で前記粉末状のセルロースと前記添加剤と前記可塑剤とを混合し、前記第1処理部と接続される第2処理部において前記ポリオレフィンと前記分散液を混練する、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
In the method for producing a cellulose-containing porous resin molded product according to claim 13.
In the step (a), the powdered cellulose, the additive, and the plasticizer are mixed in the first treatment section of the kneading extruder, and the second treatment section connected to the first treatment section is used. A method for producing a cellulose-containing porous resin molded product, in which polyolefin and the dispersion are kneaded.
(a)混練押出機と延伸機と抽出槽とを有する製造装置の前記混練押出機の第1処理部で粉末状のセルロースと添加剤と可塑剤とを混合し分散液を調整し、前記第1処理部と接続される第2処理部においてポリオレフィンと分散液を混練することにより混練物を形成する工程、
(b)前記延伸機により前記混練物を延伸することにより膜を形成する工程、
(c)前記抽出槽により前記膜と有機溶剤とを接触させる工程、
を有し、
前記(a)工程において、前記セルロースと前記添加剤とのエステル化反応および/またはエーテル化反応により、前記セルロースの親水基が、疎水基に置換され、
前記分散液中の、前記セルロースは、0.01wt%以上30wt%以下、前記添加剤は、0.01wt%以上50wt%以下、前記可塑剤は、0.01wt%以上99wt%以下である、セルロース含有多孔質樹脂成形体の製造方法。
(A) In the first processing section of the kneading extruder of the manufacturing apparatus having a kneading extruder, a stretching machine and an extraction tank, powdered cellulose, an additive and a plasticizer are mixed to prepare a dispersion liquid, and the dispersion liquid is prepared. A step of forming a kneaded product by kneading a polyolefin and a dispersion in a second treatment section connected to the first treatment section.
(B) A step of forming a film by stretching the kneaded product with the stretching machine.
(C) A step of bringing the membrane into contact with an organic solvent by the extraction tank.
Have a,
In the step (a), the hydrophilic group of the cellulose is replaced with a hydrophobic group by the esterification reaction and / or the etherification reaction of the cellulose and the additive.
The cellulose in the dispersion is 0.01 wt% or more and 30 wt% or less, the additive is 0.01 wt% or more and 50 wt% or less, and the plasticizer is 0.01 wt% or more and 99 wt% or less. A method for producing a contained porous resin molded body.
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