JP7200603B2 - Method for producing porous layer, porous layer and electrode - Google Patents

Method for producing porous layer, porous layer and electrode Download PDF

Info

Publication number
JP7200603B2
JP7200603B2 JP2018205532A JP2018205532A JP7200603B2 JP 7200603 B2 JP7200603 B2 JP 7200603B2 JP 2018205532 A JP2018205532 A JP 2018205532A JP 2018205532 A JP2018205532 A JP 2018205532A JP 7200603 B2 JP7200603 B2 JP 7200603B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous
layer
polymerization
porous layer
porosity
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
Application number
JP2018205532A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020070362A (en
Inventor
啓吾 鷹氏
透 後河内
英雄 柳田
美玖 大木本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2018205532A priority Critical patent/JP7200603B2/en
Priority to CN201911015839.1A priority patent/CN111116972B/en
Priority to CN202210937436.8A priority patent/CN115386134A/en
Publication of JP2020070362A publication Critical patent/JP2020070362A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7200603B2 publication Critical patent/JP7200603B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、多孔質層の製造方法、多孔質層および電極に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous layer, a porous layer and an electrode.

特許文献1には、ポリオレフインに発泡剤及び架橋剤を添加した架橋ポリオレフイン連続気泡体の製造方法が記載されている。特許文献2には、高分子化合物と溶剤との熱誘起相分離により形成された多孔質中空糸膜が記載されている。 Patent Document 1 describes a method for producing a crosslinked polyolefin open-cell body in which a foaming agent and a crosslinking agent are added to polyolefin. Patent Document 2 describes a porous hollow fiber membrane formed by thermally induced phase separation of a polymer compound and a solvent.

特許文献3には、エポキシ樹脂と硬化剤をポロゲンに溶解し、加熱重合し、次いでポロゲンを除去する多孔体の製造方法が記載されている。特許文献4や特許文献5には、洗浄、抽出することでポロゲンを除去することが記載されている。特許文献6には、光開始剤を用いて得られる多孔質膜が記載されている。 Patent Document 3 describes a method for producing a porous body in which an epoxy resin and a curing agent are dissolved in a porogen, polymerized by heating, and then the porogen is removed. Patent Literature 4 and Patent Literature 5 describe removing the porogen by washing and extraction. Patent Document 6 describes a porous membrane obtained using a photoinitiator.

本発明は、透過性に優れた多孔質層および電極を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a porous layer and an electrode having excellent permeability.

本発明は、基材上に、重合性化合物、ラジカル発生剤および溶媒を含む多孔質形成層を準備する準備工程と、大気よりも酸素濃度が低い環境下において、前記ラジカル発生剤を活性化させて前記重合性化合物を重合させ、多孔質骨格を形成する重合工程と、前記多孔質形成層に含まれる溶媒を除去して多孔質層を得る溶媒除去工程と、を備え、前記基材が多孔質基材であり、前記多孔質層が共連続構造を有する多孔質膜である多孔質層の製造方法である。
The present invention comprises a preparatory step of preparing a porous forming layer containing a polymerizable compound, a radical generator and a solvent on a base material, and activating the radical generator in an environment with a lower oxygen concentration than the atmosphere. a polymerization step of polymerizing the polymerizable compound to form a porous skeleton, and a solvent removal step of removing a solvent contained in the porous forming layer to obtain a porous layer , wherein the base material is porous The porous substrate is a porous layer, and the porous layer is a porous film having a co-continuous structure .

本発明は、連続する架橋構造により形成された多孔質層であり、表面の空隙率が20%以上であることを特徴とする多孔質層である。また、本発明は、活物質を含む電池用電極活物質層と、前記電池用電極活物質層上に形成された前記多孔質層と、を備えた電極である。 The present invention relates to a porous layer formed by a continuous crosslinked structure, characterized by having a surface porosity of 20% or more. The present invention also provides an electrode comprising a battery electrode active material layer containing an active material, and the porous layer formed on the battery electrode active material layer.

本発明によれば、透過性に優れた多孔質層および電極を得ることができる。 According to the present invention, a porous layer and an electrode having excellent permeability can be obtained.

本発明の一実施形態である相分離多孔質膜の製造方法を実現する為の装置を示す。1 shows an apparatus for realizing a method for producing a phase-separated porous membrane, which is one embodiment of the present invention. 本実施形態における重合工程部20の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the superposition|polymerization process part 20 in this embodiment. 本実施形態における実施例1で得られた多孔質膜の表面SEM写真である。1 is a surface SEM photograph of a porous membrane obtained in Example 1 of the present embodiment. 本実施形態における実施例1で得られた多孔質膜の断面SEM写真である。1 is a cross-sectional SEM photograph of a porous membrane obtained in Example 1 of the present embodiment. 本実施形態における実施例2で得られた多孔質膜の表面SEM写真である。2 is a surface SEM photograph of a porous membrane obtained in Example 2 of the present embodiment. 本実施形態における実施例2で得られた多孔質膜の断面SEM写真である。It is a cross-sectional SEM photograph of the porous membrane obtained in Example 2 of the present embodiment. 本実施形態における比較例で得られた多孔質膜の表面SEM写真である。4 is a surface SEM photograph of a porous membrane obtained in a comparative example of the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

多孔質構造体は、様々なアプリケーションに活用できる。例えば、空孔および骨格部分の形状やサイズ、大きさが適当な多孔質構造体を選定することで、ある特定の物質のみを透過または遮断するといった物質分離が可能である。 Porous structures can be used for various applications. For example, by selecting a porous structure with suitable shapes, sizes, and sizes of pores and skeleton portions, it is possible to separate substances by allowing only a specific substance to permeate or block.

また、多孔質構造体が有する広大な表面積や空隙容積の利用により、外部から取り込んだ気体や液体の効率的な反応場や貯蓄場としても活用することができる。 In addition, by utilizing the vast surface area and void volume of the porous structure, it can be utilized as an efficient reaction field and storage field for gases and liquids taken in from the outside.

上記のように物質分離や反応場、貯蔵場として用いる際には、多孔質構造体が外部からの液体や気体を取り込みやすい構造を有していること、熱や薬品に対する耐性が十分に高くあらゆる状況においても多孔質骨格を維持して機能を発現できることが重要となる。 When used as a material separation, a reaction field, or a storage field as described above, the porous structure must have a structure that easily takes in liquids and gases from the outside, and must have sufficiently high resistance to heat and chemicals. It is important to be able to maintain the porous skeleton and express the function even in the situation.

多孔質構造を得る方法としては発泡剤の使用による方法が挙げられるが、得られる多孔質体は連通性が低くガスや液体の透過性が低い傾向がある。 As a method for obtaining a porous structure, there is a method using a foaming agent, but the resulting porous body tends to have low communication properties and low gas and liquid permeability.

また、微粒子の積層により多孔質構造体は得ることも可能だが、この方法では最密充填構造をとりやすく、ガスや液体の浸透性が高い高空隙の多孔質構造が得られにくい。また、粒子間を結着させるために結着剤を使用することが一般的であり、結着剤の使用は空隙を更に低下させる原因となる。 It is also possible to obtain a porous structure by layering fine particles, but this method tends to form a close-packed structure, making it difficult to obtain a porous structure with high voids and high gas or liquid permeability. In addition, it is common to use a binder to bind particles together, and the use of a binder causes further reduction in voids.

相分離により形成された多孔質体は、空隙率が高く、空孔領域は連通性を有している為に気体や液体の透過に有利な構造が得られやすい。 A porous body formed by phase separation has a high porosity, and since the pore regions have communication properties, it is easy to obtain a structure that is advantageous for gas and liquid permeation.

これは多孔質構造体が何らかの基材上に形成された薄膜状であっても十分な効果を発揮するものと考えられ、生産効率に優れた製造方法により曲面や凹凸表面など基材の形状を問わずに形成できるならば、例えば電池用の絶縁層として利用することも可能であり、上記アプリケーション活用の場は飛躍的に向上する。 It is thought that this will exert sufficient effects even if the porous structure is in the form of a thin film formed on some kind of base material. If it can be formed without any restrictions, it can be used as an insulating layer for batteries, for example, and the field of utilization of the above applications will be dramatically improved.

しかし、高分子を使用する場合、一般的な熱誘起や貧溶剤誘起では非架橋の高分子骨格であることに由来して耐薬品性や耐熱性が低かった。 However, when a polymer is used, chemical resistance and heat resistance are low due to the non-crosslinked polymer skeleton in general thermal induction and poor solvent induction.

一方、架橋構造を有する高分子多孔質体は、重合反応により得ることが可能であり、耐薬品性や耐熱性に優れるが、十分な透過性を確保するのが課題である。 On the other hand, a porous polymer body having a crosslinked structure can be obtained by a polymerization reaction and is excellent in chemical resistance and heat resistance, but securing sufficient permeability is a problem.

従来の重合反応を用いた相分離多孔質膜製造プロセスには、熱をトリガーとして溶解性や重合の進行により相溶性を低下させたものが存在する。しかし、これらは多孔質形成に時間を要し、また、形成時間が長いことに付随し、得られる多孔質膜も粗大かつばらつきが大きい構造をとりやすい。すなわち、透過性のばらつきが大きかった。 In the conventional process for producing a phase-separated porous membrane using a polymerization reaction, there is a process in which solubility and compatibility are lowered due to progress of polymerization triggered by heat. However, it takes a long time to form a porous film, and the porous film obtained tends to have a coarse structure with a large variation. That is, there was a large variation in permeability.

更には、相分離剤の除去には洗浄や抽出の手法をとるものがあるが、それに伴う使用材料の増大や耐薬品性を有する多孔質支持体の限定などによって生産性に課題が存在する。 Furthermore, there are methods of removing the phase separation agent, such as washing and extraction, but there are problems in productivity due to the accompanying increase in materials used and the limitation of porous supports having chemical resistance.

生産性の高い製造方法としては光を利用した方法が考えられる。しかし、一般的に得られる多孔質膜は表面の空隙が小さくなりやすい。これは光沢性の有するインク受容層としては有効だが、先に記述したようなアプリケーションとして利用する場合は、気体や液体の透過性が大きく損なわれる為に十分な機能や効果を得ることが難しい。 As a manufacturing method with high productivity, a method using light can be considered. However, generally obtained porous membranes tend to have small surface voids. This is effective as a glossy ink-receiving layer, but when it is used for the applications described above, it is difficult to obtain sufficient functions and effects because the permeability to gases and liquids is greatly impaired.

すなわち、従来の重合反応を用いた相分離多孔質膜製造方法は、熱をトリガーとして進行する製造方法では多孔質形成時間が長く生産性が十分ではなく、透過性のばらつきがあった。また、光を使用した製造方法においては多孔質形成時間が短く生産性は高いものの、透過性が十分ではなかった。そこで本実施形態は、前記課題を解決するものであって、重合反応を用いた相分離により製造される多孔質層(膜)において、優れた透過性を確保することを目的とする。 That is, in the conventional method for producing a phase-separated porous membrane using a polymerization reaction, the porous formation time is long, the productivity is not sufficient, and the permeability varies with the production method that proceeds with heat as a trigger. In addition, in the manufacturing method using light, the porous formation time is short and the productivity is high, but the permeability is not sufficient. Therefore, the present embodiment is intended to solve the above problems, and an object thereof is to ensure excellent permeability in a porous layer (membrane) produced by phase separation using a polymerization reaction.

図1は、本発明の一実施形態である相分離多孔質膜の製造方法を実現する為の装置を示す。 FIG. 1 shows an apparatus for realizing a method for producing a phase-separated porous membrane, which is one embodiment of the present invention.

(製造装置100)
相分離多孔質膜の製造装置100は、重合性化合物および重合開始剤および溶媒からなる製膜原液を用いて相分離多孔質膜を製造する装置である。
(Manufacturing apparatus 100)
The apparatus 100 for producing a phase-separated porous membrane is an apparatus for producing a phase-separated porous membrane using a membrane-forming stock solution comprising a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent.

製造装置100は、印刷基材4上に、重合性化合物、重合開始剤および溶媒からなる多孔質形成層を形成、準備する準備工程を含む印刷工程部10と、多孔質形成層の重合開始剤を活性化させて重合性化合物の重合により多孔質骨格を形成し、多孔質前駆体6を得る重合工程を含む重合工程部20と、多孔質前駆体6を加熱する加熱工程を含む加熱工程部30を備え、多孔質層(多孔質膜)を得る。 The manufacturing apparatus 100 includes a printing process section 10 including a preparatory process for forming and preparing a porous forming layer composed of a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent on a printing substrate 4, and a polymerization initiator for the porous forming layer. is activated to form a porous skeleton by polymerizing a polymerizable compound to obtain a porous precursor 6, and a heating process section including a heating step of heating the porous precursor 6 30 to obtain a porous layer (porous membrane).

製造装置100は、また、印刷基材4を搬送する搬送部5を備え、搬送部5は、印刷工程部10、重合工程部20、加熱工程部30の順に印刷基材4をあらかじめ設定された速度で搬送する。 The manufacturing apparatus 100 also includes a transport section 5 for transporting the printing base material 4, and the transport section 5 is set in advance to transfer the printing base material 4 in the order of the printing process section 10, the polymerization process section 20, and the heating process section 30. Convey at speed.

(印刷工程部10)
印刷工程部10は、印刷基材4上にインクを吐出する印刷装置1aと、インクを貯留するインク容器1bと、インク容器1bに貯留されたインクを印刷装置1aに供給するインク供給チューブ1cを備える。
(Printing process unit 10)
The printing process section 10 includes a printing device 1a that ejects ink onto the printing substrate 4, an ink container 1b that stores ink, and an ink supply tube 1c that supplies the ink stored in the ink container 1b to the printing device 1a. Prepare.

インク容器1bに貯留されたインクは、重合性化合物、重合開始剤および溶媒を含む製膜原液7であり、印刷工程部10は、印刷装置1aから製膜原液7を吐出して、印刷基材4上に製膜原液7を塗布して多孔質膜形成層を薄膜状に形成する。
印刷装置1aは、後述する製膜原液7が塗布形成できるものであれば、特に制限はなく、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェット印刷法等の各種印刷方法に応じた任意の印刷装置を用いることができる。
The ink stored in the ink container 1b is a film-forming stock solution 7 containing a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent. 4 is coated with the undiluted solution for film formation 7 to form a porous film-forming layer in the form of a thin film.
The printing apparatus 1a is not particularly limited as long as it can be coated with the film-forming stock solution 7 described later. Examples include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, and roll coating. , wire bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary coating method, spray coating method, nozzle coating method, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, reverse printing method, inkjet printing method, etc. Any printing device can be used according to the various printing methods.

インク容器1bやインク供給チューブ1cは、後述する製膜原液7を安定して貯蔵および供給できるものであれば任意に選択可能である。インク容器1bやインク供給チューブ1cを構成する材料は、紫外および可視光の比較的短波長領域において遮光性を有することが好ましい。これにより、製膜原液7が外光により重合開始されることが防止される。 The ink container 1b and the ink supply tube 1c can be arbitrarily selected as long as they can stably store and supply the film-forming stock solution 7, which will be described later. It is preferable that the material forming the ink container 1b and the ink supply tube 1c has light shielding properties in the relatively short wavelength regions of ultraviolet and visible light. As a result, the film forming stock solution 7 is prevented from being polymerized by outside light.

次に、製膜原液7に関して記述する。製膜原液は重合性化合物、重合開始剤および溶媒から成る。 Next, the membrane-forming stock solution 7 will be described. The film-forming stock solution consists of a polymerizable compound, a polymerization initiator and a solvent.

(重合性化合物)
重合性化合物は多孔質構造体を形成するための樹脂の前駆体に該当し、光の照射や熱によって架橋性の構造体形成が可能である樹脂であれば何でもよいが、たとえば、アクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテル、エン-チオール反応を活用した樹脂、中でも特に、反応性の高さからラジカル重合を利用して構造体を形成が容易なアクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂が生産性の観点から好ましい。
(Polymerizable compound)
The polymerizable compound corresponds to a precursor of a resin for forming a porous structure, and may be any resin as long as it is capable of forming a crosslinkable structure by light irradiation or heat. Examples include acrylate resins, Methacrylate resins, urethane acrylate resins, vinyl ester resins, unsaturated polyesters, epoxy resins, oxetane resins, vinyl ethers, resins utilizing ene-thiol reactions, especially structures utilizing radical polymerization due to their high reactivity. From the standpoint of productivity, acrylate resins, methacrylate resins, urethane acrylate resins, and vinyl ester resins, which are easy to form, are preferable.

製膜原液に含まれる樹脂化合物は、光または熱によって硬化できる機能として、重合性化合物と、重合開始剤の一例として光または熱によってラジカルまたは酸を発生する化合物を混合した混合物を調液することで得ることができる。 The resin compound contained in the film-forming stock solution is prepared as a mixture of a polymerizable compound that can be cured by light or heat and a compound that generates radicals or acids by light or heat as an example of a polymerization initiator. can be obtained with

重合誘起相分離により多孔質膜を形成するためには、上記混合物に、予めポロジェンとしての溶媒を混合させた硬化性組成物(インク)を作製すればよい。 In order to form a porous film by polymerization-induced phase separation, a curable composition (ink) may be prepared by mixing the above mixture with a solvent as a porogen in advance.

相分離により多孔質膜を得る方法は他にも存在するが、重合誘起相分離を用いることで連続する架橋構造を有する多孔質膜を形成できるために、薬品や熱に対する耐性の高い多孔質膜が期待できる。また、他の主要と比較して、プロセス時間が短く、表面修飾が容易といったメリットも挙げられる。 Although there are other methods for obtaining porous membranes by phase separation, the use of polymerization-induced phase separation enables the formation of porous membranes having a continuous crosslinked structure, which makes it possible to obtain porous membranes with high resistance to chemicals and heat. can be expected. In addition, compared to other major products, it has the advantages of short process time and easy surface modification.

重合性化合物は少なくとも1つのラジカル重合性官能基を有する。その例としては、1官能、2官能、又は3官能以上のラジカル重合性化合物、機能性モノマー、ラジカル重合性オリゴマーなどが挙げられる。これらの中でも、2官能以上のラジカル重合性化合物が特に好ましい。 The polymerizable compound has at least one radically polymerizable functional group. Examples thereof include monofunctional, difunctional, or trifunctional or higher radically polymerizable compounds, functional monomers, and radically polymerizable oligomers. Among these, difunctional or higher radically polymerizable compounds are particularly preferred.

前記1官能のラジカル重合性化合物としては、例えば、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2-エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマーなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monofunctional radically polymerizable compound include 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol monoacrylate, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate, 2-acryloyloxyethyl succinate, 2 -ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 2-ethylhexylcarbitol acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isoamyl acrylate, isobutyl acrylate, methoxytriethylene glycol Acrylate, phenoxytetraethylene glycol acrylate, cetyl acrylate, isostearyl acrylate, stearyl acrylate, styrene monomer and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

前記2官能のラジカル重合性化合物としては、例えば、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、EO変性ビスフェノールFジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 Examples of the bifunctional radical polymerizable compound include 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1 , 6-hexanediol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, EO-modified bisphenol A diacrylate, EO-modified bisphenol F diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

前記3官能以上のラジカル重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、HPA変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、ECH変性グリセロールトリアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、PO変性グリセロールトリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、2,2,5,5-テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 Examples of the tri- or more functional radically polymerizable compound include trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropane trimethacrylate, EO-modified trimethylolpropane triacrylate, PO-modified trimethylolpropane triacrylate, and caprolactone-modified trimethylolpropane. Triacrylate, HPA-modified trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate (PETTA), glycerol triacrylate, ECH-modified glycerol triacrylate, EO-modified glycerol triacrylate, PO-modified glycerol triacrylate, tris(acryloxy ethyl) isocyanurate, dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol tetraacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol triacrylate, dimethylolpropane tetraacrylate (DTMPTA), pentaerythritol ethoxy tetraacrylate, EO-modified phosphoric acid triacrylate, 2,2,5,5-tetrahydroxymethylcyclopentanone tetraacrylate, and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

(重合開始剤)
重合開始剤の一例として、ラジカル発生剤を用いることができ、さらに光ラジカル発生剤を用いることができる。 例えば、商品名イルガキュアーやダロキュアで知られるミヒラーケトンやベンゾフェノンのような光ラジカル重合開始剤、より具体的な化合物としては、ベンゾフェノン、アセトフェノン誘導体、例えばα-ヒドロキシ-もしくは、α-アミノセトフェノン、4-アロイル-1,3-ジオキソラン、ベンジルケタール、2,2-ジエトキシアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェン、p-ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2-クロロベンゾフェノン、pp’-ジクロロベンゾフェン、pp’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン、2-クロロチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、メチルベンゾイルフォーメート、ゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn-ブチルエーテル、ベンゾインn-プロピルなどのベンゾインアルキルエ-テルやエステル、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ビス(η-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、2-メチル-1[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モリフォリノプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(ダロキュア1173)、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オンモノアシルホスフィンオキシド、ビスアシルホスフィンオキシドまたはチタノセン、フルオレセン、アントラキノン、チオキサントンまたはキサントン、ロフィンダイマー、トリハロメチル化合物またはジハロメチル化合物、活性エステル化合物、有機ホウ素化合物、などが好適に使用される。
さらにビスアジド化合物のような光架橋型ラジカル発生剤を同時に含有させてもかまわない。
(Polymerization initiator)
As an example of the polymerization initiator, a radical generator can be used, and further a photo-radical generator can be used. For example, photoradical polymerization initiators such as Michler's ketone and benzophenone known under the trade names of Irgacure and Darocure, more specific compounds include benzophenone, acetophenone derivatives such as α-hydroxy- or α-aminocetophenone, -aroyl-1,3-dioxolane, benzyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, pp'-dichlorobenzophene, pp '-Bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzyl dimethyl ketal, tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, azobisisobutyronitrile, benzoin peroxide, di- tert-butyl peroxide, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-one, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one , methyl benzoyl formate, zoin isopropyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin alkyl ethers and esters such as benzoin isobutyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin n-propyl, 1-hydroxy-cyclohexyl -phenyl-ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane -1-one, bis(η 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium, bis(2, 4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 2-methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morifolinopropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl- Propan-1-one (Darocur 1173), bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2- Hydroxy-2-methyl-1-propane-1-onmo Noacylphosphine oxides, bisacylphosphine oxides or titanocenes, fluorescenes, anthraquinones, thioxanthones or xanthones, lophine dimers, trihalomethyl compounds or dihalomethyl compounds, active ester compounds, organoboron compounds, and the like are preferably used.
Furthermore, a photo-crosslinking radical generator such as a bisazide compound may be contained at the same time.

また、熱により重合を促進させる場合は、光ラジカル発生剤にAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)などの熱重合開始剤を混合して使用することができる。あるいは、他の実施形態として、AIBNのような熱重合開始剤を主に用いて光ラジカル発生剤を混合しても良い。 When the polymerization is accelerated by heat, a thermal polymerization initiator such as AIBN (azobisisobutyronitrile) can be mixed with the photoradical generator. Alternatively, as another embodiment, a thermal polymerization initiator such as AIBN may be mainly used and a photoradical generator may be mixed.

一方、光照射により酸を発生する光酸発生剤と、酸の存在下で重合する少なくとも1種のモノマーとで混合物を調整しても同様の機能を達成することができる。このような液体インクに光を照射すると、光酸発生剤が酸を発生し、この酸は重合性化合物の架橋反応の触媒として機能する。また、発生した酸はインク層内で拡散する。しかも、酸の拡散および酸を触媒とした架橋反応は、加熱することにより加速可能であり、この架橋反応はラジカル重合とは異なって、酸素の存在によって阻害されることがない。得られる樹脂層は、ラジカル重合系の場合と比較して密着性にも優れる。 On the other hand, a similar function can be achieved by preparing a mixture of a photoacid generator that generates an acid upon irradiation with light and at least one monomer that polymerizes in the presence of an acid. When such a liquid ink is irradiated with light, the photoacid generator generates an acid, and this acid functions as a catalyst for the cross-linking reaction of the polymerizable compound. Also, the generated acid diffuses within the ink layer. Moreover, acid diffusion and acid-catalyzed cross-linking reactions can be accelerated by heating, and unlike radical polymerization, the cross-linking reactions are not inhibited by the presence of oxygen. The obtained resin layer is also excellent in adhesion as compared with the radical polymerization system.

酸の存在下で架橋する重合性化合物は、エポキシ基、オキセタン基、オキソラン基などのような環状エーテル基を有する化合物、上述した置換基を側鎖に有するアクリルまたはビニル化合物、カーボネート系化合物、低分子量のメラミン化合物、ビニルエーテル類やビニルカルバゾール類、スチレン誘導体、アルファ-メチルスチレン誘導体、ビニルアルコールとアクリル、メタクリルなどのエステル化合物をはじめとするビニルアルコールエステル類など、カチオン重合可能なビニル結合を有するモノマー類を併せて使用することが挙げられる。 Polymerizable compounds that crosslink in the presence of an acid include compounds having a cyclic ether group such as an epoxy group, an oxetane group, and an oxolane group; Monomers with cationically polymerizable vinyl bonds, such as molecular weight melamine compounds, vinyl ethers and vinylcarbazoles, styrene derivatives, alpha-methylstyrene derivatives, and vinyl alcohol esters such as vinyl alcohol and acrylic and methacrylic ester compounds. use together.

光照射により酸を発生する光酸発生剤としては、例えば、オニウム塩、ジアゾニウム塩、キノンジアジド化合物、有機ハロゲン化物、芳香族スルフォネート化合物、バイスルフォン化合物、スルフォニル化合物、スルフォネート化合物、スルフォニウム化合物、スルファミド化合物、ヨードニウム化合物、スルフォニルジアゾメタン化合物、およびそれらの混合物などを使用することができる。 Examples of photoacid generators that generate acids upon irradiation with light include onium salts, diazonium salts, quinonediazide compounds, organic halides, aromatic sulfonate compounds, bisulfone compounds, sulfonyl compounds, sulfonate compounds, sulfonium compounds, sulfamide compounds, Iodonium compounds, sulfonyldiazomethane compounds, mixtures thereof, and the like can be used.

なかでも光酸発生剤としては、オニウム塩を使用することが望ましい。使用可能なオニウム塩としては、例えば、フルオロホウ酸アニオン、ヘキサフルオロアンチモン酸アニオン、ヘキサフルオロヒ素酸アニオン、トリフルオロメタンスルホネートアニオン、パラトルエンスルホネートアニオン、及びパラニトロトルエンスルホネートアニオンを対イオンとするジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、及びスルホニウム塩を挙げることができる。また、光酸発生剤は、ハロゲン化トリアジン化合物でも使用できる。 Among them, it is desirable to use an onium salt as the photoacid generator. Usable onium salts include, for example, fluoroborate anion, hexafluoroantimonate anion, hexafluoroarsenate anion, trifluoromethanesulfonate anion, paratoluenesulfonate anion, and diazonium salt with paranitrotoluenesulfonate anion as a counter ion, phosphonium salts, and sulfonium salts may be mentioned. Photoacid generators can also be used with halogenated triazine compounds.

光酸発生剤は、場合によって、増感色素をさらに含んでいてもよい。増感色素としては、例えば、アクリジン化合物、ベンゾフラビン類、ペリレン、アントラセン、およびレーザ色素類などを挙げることができる。 The photoacid generator may optionally further contain a sensitizing dye. Sensitizing dyes include, for example, acridine compounds, benzoflavins, perylenes, anthracenes, and laser dyes.

本実施形態では、重合開始剤として、光ラジカル発生剤を用い、必要に応じて光酸発生剤および熱重合開始剤を加えるものとする。 In this embodiment, a photoradical generator is used as the polymerization initiator, and a photoacid generator and a thermal polymerization initiator are added as necessary.

(溶媒)
次に、使用される溶媒に関して記述する。また、重合誘起相分離により多孔質体を形成する為には上記重合性化合物および光によってラジカルまたは酸を発生する化合物に、予め溶媒を混合させた混合液の作製により達成できる。溶媒は光による重合進行時に、多孔質の空孔領域を形成するポロジェンとして機能する。
(solvent)
Next, the solvent used will be described. Further, in order to form a porous body by polymerization-induced phase separation, it is possible to prepare a mixed solution by mixing a solvent in advance with the polymerizable compound and the compound that generates radicals or acids upon exposure to light. The solvent functions as a porogen to form porous void regions during photopolymerization.

ポロジェンとしては、前記重合性化合物および光によってラジカルまたは酸を発生する化合物を溶解可能であり、かつ、前記重合性化合物および光によってラジカルまたは酸を発生する化合物が重合していく過程で、相分離を生じさせることが可能な液状物質ならば任意に選択可能である。
ポロジェンとしては、たとえば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエチレングリコール類、γブチロラクトン、炭酸プロピレンなどエステル類、NNジメチルアセトアミドなどのアミド類などを挙げることができる。
The porogen is capable of dissolving the polymerizable compound and the compound that generates radicals or acids by light, and phase separation occurs during the polymerization of the polymerizable compound and the compound that generates radicals or acids by light. Any liquid substance can be selected as long as it is capable of producing
Examples of porogens include ethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether, esters such as γ-butyrolactone and propylene carbonate, and amides such as NN dimethylacetamide.

また、テトラデカン酸メチル、デカン酸メチル、ミリスチン酸メチル、テトラデカンなど比較的分子量の大きな液状物質もポロジェンとして機能する傾向がある。中でも特に、エチレングリコール類は高沸点のものも多く存在する。相分離機構は形成される構造体が、ポロジェンの濃度に大きく依存する。そのため、上記液状物質を使用すれば、安定した多孔質体の形成が可能となる。またポロジェンは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, liquid substances having relatively large molecular weights such as methyl tetradecanoate, methyl decanoate, methyl myristate and tetradecane tend to function as porogens. In particular, many ethylene glycols have high boiling points. The phase separation mechanism is highly dependent on the porogen concentration for the structures formed. Therefore, the use of the above-mentioned liquid substance makes it possible to form a stable porous body. Moreover, the porogen may be used alone or in combination of two or more.

また得られる製膜原液の粘度はハンドリング性および印刷品質確保の観点からレベリング性能を考慮して25℃において、1~150mPa・sが好ましく、5~20mPa・sがより好ましい。 The viscosity of the resulting film-forming stock solution is preferably 1 to 150 mPa·s, more preferably 5 to 20 mPa·s at 25° C. in consideration of leveling performance from the viewpoint of handling property and ensuring print quality.

また、製膜原液中における重合性化合物の固形分濃度は、5~70質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましい。 Further, the solid content concentration of the polymerizable compound in the film-forming stock solution is preferably 5 to 70% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

重合性化合物濃度が上記よりも高い場合、硬化性組成物(インク)粘度が増大し、活物質表面及び内部に多孔質層を形成することが難しくなる。また、空孔径が数十nm以下と小さくなり液体や気体の浸透が起きにくくなる傾向が見られる。また、重合性化合物濃度が上記よりも低い場合は、樹脂の三次元的な網目構造が十分に形成されず、多孔質構造が得られない、または、得られる多孔質体の強度が著しく低下する傾向が見られる。 If the concentration of the polymerizable compound is higher than the above range, the viscosity of the curable composition (ink) increases, making it difficult to form a porous layer on the surface and inside of the active material. In addition, there is a tendency that the pore diameter becomes as small as several tens of nanometers or less, making it difficult for liquids and gases to permeate. On the other hand, if the concentration of the polymerizable compound is lower than the above, the three-dimensional network structure of the resin is not sufficiently formed, and the porous structure cannot be obtained, or the strength of the obtained porous body is significantly reduced. A trend can be seen.

形成される多孔質膜形成層の膜厚は、光重合工程20における光照射の均一性を考慮して0.01~500μmであることが好ましく、0.01~100μmであることがより好ましい。膜厚が上記よりも薄い場合は、得られる多孔質膜の表面積が小さい為に多孔質膜形成による機能が十分に得られない。また、膜厚が上記よりも厚いと、膜厚方向において重合時に用いる光や熱のムラが発生しやすくなる為に、膜厚方向においてばらつきの小さい多孔質構造が得られにくい傾向がある。更に、上記光や熱のムラ等によって予期せず不規則かつ不均一な多孔質膜の構造ムラが生じることは、液体や気体の透過性を低下させる原因となる為に好ましくない。 The thickness of the formed porous film-forming layer is preferably 0.01 to 500 μm, more preferably 0.01 to 100 μm, in consideration of uniformity of light irradiation in the photopolymerization step 20 . If the film thickness is thinner than the above, the surface area of the obtained porous film is small, so that the function of the formation of the porous film cannot be sufficiently obtained. If the film thickness is greater than the above, unevenness in the light and heat used during polymerization tends to occur in the film thickness direction, and it tends to be difficult to obtain a porous structure with small variations in the film thickness direction. Furthermore, the occurrence of irregular and non-uniform structural irregularities in the porous membrane due to the above irregularities in light or heat is not preferable because it causes a decrease in liquid or gas permeability.

(印刷基材4)
本発明の印刷基材の材料としては透明、不透明を問わずあらゆる材料を用いることができる。すなわち、透明基材として、ガラス基材や各種プラスチックフィルム等の樹脂フィルム基材やまたその複合基板などが、また不透明な基材としてはシリコン基材、ステンレス等の金属基材、又はこれらを積層したものなど、種々の基材を用いることができる。
(Print base material 4)
Any material, whether transparent or opaque, can be used as the material for the printing substrate of the present invention. That is, transparent substrates include glass substrates, resin film substrates such as various plastic films, and composite substrates thereof, and opaque substrates include silicon substrates, metal substrates such as stainless steel, or laminates thereof. Various substrates can be used, such as

また、形状に関しても曲面であっても凹凸形状を有するものであっても、印刷工程部10、重合工程部20、乾燥工程、除去工程部30に適用可能な基材ならば使用することができる。 Also, regarding the shape, even if it has a curved surface or an uneven shape, it can be used as long as it is applicable to the printing process section 10, the polymerization process section 20, the drying process, and the removal process section 30. .

ただし、特に電池用の絶縁層として用いる場合には電極基体上に予め形成された活物質層上への塗布が必要となる。 However, especially when it is used as an insulating layer for batteries, it is necessary to apply it onto the active material layer previously formed on the electrode substrate.

電極基体は平面性および導電性を有する基体であれば、特に制限はなく、一般に蓄電デバイスである2次電池、キャパシター、なかでもリチウムイオン2次電池に好適に用いることができる、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、チタニウム箔および、それらをエッチングして微細な穴を開けたエッチド箔や、リチウムイオンキャパシターに用いられる穴あき電極基体などが用いられる。また、燃料電池のような発電デバイスで用いられるカーボンペーパー繊維状の電極を不織または織状で平面にしたものや上記穴あき電極基体のうち微細な穴を有するものも使用できる。更に、太陽光デバイスの場合、上記電極に加えてガラスやプラスチックスなどの平面基体上に、インジウム・チタン系の酸化物や亜鉛酸化物のような、透明な半導体薄膜を形成したものや、導電性電極膜を薄く蒸着したものを用いることができる。 The electrode substrate is not particularly limited as long as it has planarity and conductivity, and can be suitably used for secondary batteries and capacitors, which are generally electrical storage devices, especially lithium ion secondary batteries. Aluminum foil, copper Foils, stainless steel foils, titanium foils, etched foils obtained by etching them with fine holes, electrode substrates with holes used in lithium ion capacitors, and the like are used. In addition, carbon paper fiber-like electrodes used in power generation devices such as fuel cells may be used in a non-woven or woven flat form, and the perforated electrode substrates having fine holes may also be used. Furthermore, in the case of a solar device, in addition to the above electrodes, a transparent semiconductor thin film such as an indium-titanium oxide or zinc oxide is formed on a flat substrate such as glass or plastic, or a conductive film is formed. A thinly vapor-deposited electrode film can be used.

活物質層は、粉体状の活性物質や触媒組成物を液体中に分散し、かかる液を電極基体上に塗布、固定、乾燥することによって形成されており、通常はスプレー、ディスペンサー、ダイコーターや引き上げ塗工を用いた印刷が用いられ、塗布後に乾燥して形成する。 The active material layer is formed by dispersing a powdery active material or catalyst composition in a liquid, coating the liquid on the electrode substrate, fixing it, and drying it. It is formed by drying after application and printing using pull-up coating.

正極活物質は、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出できる材料であれば特に限定されない。 典型的には、アルカリ金属含有遷移金属化合物を正極用活物質として使用できる。 例えばリチウム含有遷移金属化合物として、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄及びバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素とリチウムとを含む複合酸化物が挙げられる。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウム含有遷移金属酸化物、LiFePOなどのオリビン型リチウム塩、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物、二酸化マンガンなどが挙げられる。 リチウム含有遷移金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物または該金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。 異種元素としては、例えばNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、Bなどが挙げられ、なかでもMn、Al、Co、NiおよびMgが好ましい。 異種元素は1種でもよくまたは2種以上でもよい。 これらの正極活物質は単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 ニッケル水素電池における上記活物質としては水酸化ニッケルなどが挙げられる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can reversibly occlude and release alkali metal ions. Typically, an alkali metal-containing transition metal compound can be used as the positive electrode active material. Examples of lithium-containing transition metal compounds include composite oxides containing lithium and at least one element selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron and vanadium. Examples include lithium-containing transition metal oxides such as lithium cobaltate, lithium nickelate and lithium manganate, olivine-type lithium salts such as LiFePO4 , chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide, and manganese dioxide. A lithium-containing transition metal oxide is a metal oxide containing lithium and a transition metal or a metal oxide in which a part of the transition metal in the metal oxide is replaced with a different element. Examples of dissimilar elements include Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, B, etc. Among them, Mn, Al, Co, Ni and Mg is preferred. The dissimilar element may be one kind or two or more kinds. These positive electrode active materials can be used alone or in combination of two or more. Nickel hydroxide etc. are mentioned as said active material in a nickel-hydrogen battery.

負極活物質は、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出できる材料であれば特に限定されない。 典型的には、黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを含む炭素材料を負極活物質として使用できる。 そのような炭素材料として、天然黒鉛、球状又は繊維状の人造黒鉛、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)等が挙げられる。 炭素材料以外の材料としては、チタン酸リチウムが挙げられる。 また、リチウムイオン電池のエネルギー密度を高める観点から、シリコン、錫、シリコン合金、錫合金、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化錫等の高容量材料も負極活物質として好適に使用できる。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can reversibly occlude and release alkali metal ions. Typically, a carbon material containing graphite having a graphite-type crystal structure can be used as the negative electrode active material. Examples of such carbon materials include natural graphite, spherical or fibrous artificial graphite, non-graphitizable carbon (hard carbon), and easily graphitizable carbon (soft carbon). Materials other than carbon materials include lithium titanate. In addition, from the viewpoint of increasing the energy density of lithium ion batteries, high-capacity materials such as silicon, tin, silicon alloys, tin alloys, silicon oxides, silicon nitrides, and tin oxides can also be suitably used as negative electrode active materials.

ニッケル水素電池における上記活物質としては水素吸蔵合金としては、Zr-Ti-Mn-Fe-Ag-V-Al-WやTi15Zr21V15Ni29Cr5Co5Fe1Mn8等で代表されるAB2系あるいはA2B系の水素吸蔵合金が例示される。 As the active material in the nickel-metal hydride battery, the hydrogen storage alloy is exemplified by Zr--Ti--Mn--Fe--Ag--V--Al--W, Ti15Zr21V15Ni29Cr5Co5Fe1Mn8, etc. AB2-based or A2B-based hydrogen storage alloys. .

正極または負極の結着剤には、例えばPVDF、PTFE、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロースなどが使用可能である。 また、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、ヘキサジエンより選択された2種以上の材料の共重合体を用いてもよい。またこれらのうちから選択された2種以上を混合して用いてもよい。また電極に含ませる導電剤には、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウムなどの金属粉末類、酸化亜鉛やチタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属酸化物、フェニレン誘導体、グラフェン誘導体などの有機導電性材料などが用いられる。 Positive or negative electrode binders include, for example, PVDF, PTFE, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polyacrylic acid methyl ester, polyacrylic acid ethyl ester, poly Acrylate hexyl ester, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid methyl ester, polymethacrylic acid ethyl ester, polymethacrylic acid hexyl ester, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyether, polyethersulfone, hexafluoropolypropylene, styrene-butadiene rubber, Carboxymethyl cellulose and the like can be used. Two types selected from tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, ethylene, propylene, pentafluoropropylene, fluoromethyl vinyl ether, acrylic acid, and hexadiene Copolymers of the above materials may also be used. Two or more selected from these may be mixed and used. Examples of the conductive agent contained in the electrode include graphites such as natural graphite and artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black, carbon fibers and metal fibers. Conductive fibers such as carbon fluoride, metal powders such as aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, organic conductors such as phenylene derivatives and graphene derivatives material is used.

燃料電池での活物質は一般に、カソード電極やアノード電極の触媒として、白金、ルテニウムあるいは白金合金などの金属微粒子をカーボンなどの触媒担体に担持させたものが用いる。触媒担体の表面に触媒粒子を担持させるには、例えば触媒担体を水中に懸濁させ、触媒粒子の前駆体を添加、(塩化白金酸、ジニトロジアミノ白金、塩化第二白金、塩化第一白金、ビスアセチルアセトナート白金、ジクロロジアンミン白金、ジクロロテトラミン白金、硫酸第二白金塩化ルテニウム酸、塩化イリジウム酸、塩化ロジウム酸、塩化第二鉄、塩化コバルト、塩化クロム、塩化金、硝酸銀、硝酸ロジウム、塩化パラジウム、硝酸ニッケル、硫酸鉄、塩化銅などの合金成分を含むものを用い)懸濁液中に溶解させアルカリを加え金属の水酸化物を生成させると共に、触媒担体表面に担持させた触媒担体を得る。かかる触媒担体を電極上に塗布し、水素雰囲気下などで還元させることで、表面に触媒粒子(活物質)が塗布された電極を得る。 The active material in a fuel cell is generally a catalyst for a cathode electrode or an anode electrode in which metal fine particles such as platinum, ruthenium or platinum alloy are supported on a catalyst carrier such as carbon. In order to support the catalyst particles on the surface of the catalyst carrier, for example, the catalyst carrier is suspended in water, and a precursor of the catalyst particles is added (chloroplatinic acid, dinitrodiaminoplatinum, platinum(II) chloride, platinum(I) chloride, Bisacetylacetonate platinum, dichlorodiammine platinum, dichlorotetramine platinum, platinum sulfate, ruthenic chloride, iridic acid chloride, rhodium chloride, ferric chloride, cobalt chloride, chromium chloride, gold chloride, silver nitrate, rhodium nitrate, chloride Palladium, nickel nitrate, iron sulfate, copper chloride, and other alloy components are used), dissolved in suspension, alkali is added to generate metal hydroxide, and the catalyst carrier supported on the surface of the catalyst carrier is obtain. By coating such a catalyst carrier on an electrode and reducing it in a hydrogen atmosphere or the like, an electrode having a surface coated with catalyst particles (active material) is obtained.

太陽電池等の場合、活物質は、酸化タングステン粉末や酸化チタン粉末のほかSnO、ZnO、ZrO、Nb、CeO、SiO、Alといった酸化物半導体層があげられ、半導体層には、色素が担持させられており、例えば、ルテニウム・トリス型の遷移金属錯体、ルテニウム-ビス型の遷移金属錯体、オスミウム-トリス型の遷移金属錯体、オスミウム-ビス型の遷移金属錯体、ルテニウム-シス-ジアクア-ビピリジル錯体、フタロシアニン及びポルフィリン、有機-無機のペロブスカイト結晶などの化合物を挙げることができる。 In the case of solar cells and the like, active materials include tungsten oxide powder, titanium oxide powder, and oxide semiconductor layers such as SnO 2 , ZnO, ZrO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , SiO 2 and Al 2 O 3 . , a dye is supported on the semiconductor layer. Compounds such as complexes, ruthenium-cis-diaqua-bipyridyl complexes, phthalocyanines and porphyrins, organic-inorganic perovskite crystals can be mentioned.

(重合工程部20)
重合工程20部は、図1に示すように、光を照射する光照射装置2aと、重合不活性気体を循環させる重合不活性気体循環装置2bを有する。光照射装置2aは、印刷工程部10により形成された相分離多孔膜形成層に重合不活性気体存在下において光を照射し、光重合させて相分離多孔膜骨格を形成し、多孔質膜前駆体6を得る。
(Polymerization process unit 20)
As shown in FIG. 1, the polymerization step 20 has a light irradiation device 2a for irradiating light and a polymerization inert gas circulation device 2b for circulating a polymerization inert gas. The light irradiation device 2a irradiates the phase-separated porous film forming layer formed by the printing process unit 10 with light in the presence of a polymerization inert gas to photopolymerize it to form a phase-separated porous film skeleton, thereby forming a porous film precursor. Get body 6.

図2は、重合工程部20の詳細を示す図である。重合不活性気体循環装置2bには、搬送される印刷基材4を受け入れる受け入れ口2b1と、搬送される印刷基材4を送り出す送り出し口2b2が形成されている。 FIG. 2 is a diagram showing the details of the polymerization process section 20. As shown in FIG. The polymerization inert gas circulating device 2b is formed with a receiving port 2b1 for receiving the transported printing base material 4 and a delivery port 2b2 for delivering the transported printing base material 4. As shown in FIG.

重合工程部20部は、重合不活性気体循環装置2b内部に重合不活性気体(N2)を噴射する噴射ノズル201、202を備える。噴射ノズル201は、重合不活性気体循環装置2b内部から受け入れ口2b1に向けて重合不活性気体を噴射するよう配置され、噴射ノズル202は、重合不活性気体循環装置2b内部から送り出し口2b2に向けて重合不活性気体を噴射するよう配置される。これにより、重合不活性気体循環装置2b内部が重合不活性気体によりパージされる。 The polymerization process section 20 is equipped with injection nozzles 201 and 202 for injecting an inert polymerization gas (N2) into the inert polymerization gas circulating device 2b. The injection nozzle 201 is arranged to inject the polymerization inert gas from the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b toward the receiving port 2b1, and the injection nozzle 202 is arranged to blow the polymerization inert gas from the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b toward the delivery port 2b2. arranged to inject a polymerizing inert gas at the bottom. As a result, the inside of the polymerization inert gas circulating device 2b is purged with the polymerization inert gas.

光照射装置2aは、多孔膜形成層に含まれる光重合開始剤の吸収波長に応じて適宜選択され、多孔膜形成層中の化合物の重合を開始および進行させられるものならば特に限定はなく、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、LED等の紫外線光源が挙げられる。ただし、短波長の光ほど一般に深部に到達しやすい傾向を持つため、形成する多孔質膜の厚みに応じた光源の選択は必要だと考えられる。 The light irradiation device 2a is appropriately selected according to the absorption wavelength of the photopolymerization initiator contained in the porous film-forming layer, and is not particularly limited as long as it can initiate and progress the polymerization of the compound in the porous film-forming layer. Examples thereof include ultraviolet light sources such as high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, hot cathode tubes, cold cathode tubes, and LEDs. However, since light with a shorter wavelength generally tends to reach deeper areas, it is considered necessary to select a light source according to the thickness of the porous film to be formed.

次に、光照射装置2aの光源の照射強度に関して、照射強度が強すぎると相分離が十分に起きる前に急激に重合が進行する為、多孔質構造が得られにくい傾向がある。また、照射強度が弱すぎる場合は、相分離がミクロスケール以上に進行し多孔質のばらつきや粗大化が起きやすい。また、照射時間も長くなり、生産性が低下する傾向にある。そのため、照射強度としては10mW/cm2~1W/cm2が好ましく、30mW/cm2~300mW/cm2がより好ましい。 Next, with regard to the irradiation intensity of the light source of the light irradiation device 2a, if the irradiation intensity is too high, the polymerization proceeds rapidly before phase separation occurs sufficiently, which tends to make it difficult to obtain a porous structure. On the other hand, when the irradiation intensity is too weak, phase separation progresses on a microscale or more, and variations in porosity and coarsening tend to occur. In addition, the irradiation time becomes longer, and the productivity tends to decrease. Therefore, the irradiation intensity is preferably 10 mW/cm2 to 1 W/cm2, more preferably 30 mW/cm2 to 300 mW/cm2.

次に、重合不活性気体循環装置2bは、大気中に含まれる重合活性な酸素濃度を低下させ、多孔質膜形成層の表面近傍の重合性化合物の重合反応を阻害されることなく進行させる役割を担う。そのため、用いられる重合不活性気体は上記機能を満たすものならば特に制限はなく、例えば窒素や二酸化炭素やアルゴンなどが挙げられる。 Next, the polymerization inert gas circulating device 2b serves to reduce the concentration of polymerization-active oxygen contained in the atmosphere and to allow the polymerization reaction of the polymerizable compound in the vicinity of the surface of the porous film-forming layer to proceed without hindrance. responsible for Therefore, the polymerization inert gas to be used is not particularly limited as long as it satisfies the above functions, and examples thereof include nitrogen, carbon dioxide and argon.

また、その流量としては阻害低減効果が効果的に得られる事を考慮して、O2濃度が20%未満(大気よりも酸素濃度が低い環境)が必要であり、0~15%を実現できる程度であることが好ましく、0%~5%であることがより好ましい。 In addition, considering that the inhibition reduction effect can be effectively obtained as the flow rate, the O2 concentration must be less than 20% (environment with a lower oxygen concentration than the atmosphere), and it is possible to achieve 0 to 15%. and more preferably 0% to 5%.

また、重合不活性気体循環装置2bは安定した重合進行条件を実現させる為に、温度を調節できる温調手段が設けられていることが好ましい。 In addition, the polymerization inert gas circulating device 2b is preferably provided with temperature control means for controlling the temperature in order to realize stable polymerization progress conditions.

(加熱工程部30)
加熱工程部30は、図1に示すように、加熱装置3aを有し、重合工程部20により形成した多孔質膜前駆体6に残存する溶媒を、加熱装置3aにより加熱して乾燥させて除去する溶媒除去工程を含む。これにより多孔質層(多孔質膜)を形成することができる。加熱工程部30は、溶媒除去工程を減圧下で実施しても良い。
(Heating process unit 30)
As shown in FIG. 1, the heating process section 30 has a heating device 3a, and removes the solvent remaining in the porous membrane precursor 6 formed by the polymerization process section 20 by heating and drying it with the heating device 3a. including a solvent removal step. Thereby, a porous layer (porous film) can be formed. The heating process section 30 may perform the solvent removal process under reduced pressure.

また、加熱工程部30は、多孔質膜前駆体6を加熱装置3aにより加熱して、重合工程部20で実施した重合反応を更に促進させる重合促進工程、および多孔質膜前駆体6に残存する光重合開始剤を、加熱装置3aにより加熱して乾燥させて除去する開始剤除去工程も含む。なお、これらの重合促進工程および開始剤除去工程は、溶媒除去工程と同時でもよく、溶媒除去工程の前または後に実施されても良い。 In addition, the heating process section 30 heats the porous membrane precursor 6 with the heating device 3a to further accelerate the polymerization reaction performed in the polymerization process section 20, and the porous membrane precursor 6 remains in the polymerization promoting process. It also includes an initiator removing step of removing the photopolymerization initiator by heating and drying it with the heating device 3a. The polymerization acceleration step and the initiator removal step may be performed simultaneously with the solvent removal step, or may be performed before or after the solvent removal step.

さらに、加熱工程部30は、溶媒除去工程後に、多孔質膜を減圧下で加熱する重合完了工程を含む。加熱装置3aは、上記機能を満たすものならば特に制限はなく、例えばIRヒーターや温風ヒーターなどが挙げられる。 Furthermore, the heating process section 30 includes a polymerization completion process of heating the porous membrane under reduced pressure after the solvent removal process. The heating device 3a is not particularly limited as long as it satisfies the above functions, and examples thereof include an IR heater and a hot air heater.

また、加熱温度や時間に関しては、多孔質膜前駆体6に含まれる溶媒の沸点や形成膜厚に応じて適宜選択可能である。 Moreover, the heating temperature and time can be appropriately selected according to the boiling point of the solvent contained in the porous film precursor 6 and the film thickness to be formed.

上記工程を経て形成される多孔質膜は、樹脂を主成分とする。ここで、樹脂を主成分とするとは、多孔質膜を構成する全物質の50質量%以上を樹脂が占めることを意味する。多孔質膜の構造としては、液体や気体の良好な浸透性を確保する観点から、樹脂の硬化物の三次元分岐網目構造を骨格として、連続する架橋構造により形成された共連続構造を有することが好ましい。 The porous membrane formed through the above steps contains a resin as a main component. Here, "having a resin as a main component" means that the resin accounts for 50% by mass or more of the total substances constituting the porous membrane. From the viewpoint of ensuring good liquid and gas permeability, the structure of the porous membrane should have a co-continuous structure formed by a continuous cross-linked structure with a three-dimensional branched network structure of a cured resin as a skeleton. is preferred.

すなわち、多孔質膜は多数の空孔を有しており、一の空孔がその周囲の他の空孔と連結した連通性を有して三次元的に広がっていることが好ましい。空孔同士が連通することで、液体や気体の浸み込みが十分に起き、物質分離や反応場といった機能を効率的に発現することができる。 In other words, it is preferable that the porous membrane has a large number of pores, and that one of the pores has communication with other surrounding pores and spreads three-dimensionally. When the pores are communicated with each other, liquid and gas can sufficiently permeate, and functions such as substance separation and reaction field can be efficiently exhibited.

多孔質膜の有する空孔の断面形状は、略円形状、略楕円形状、略多角形状等の様々な形状及び様々な大きさであって構わない。ここで、空孔の大きさとは、断面形状における最も長い部分の長さを指すものとする。空孔の大きさは、走査電子顕微鏡(SEM)で撮影した断面写真から求めることができる。 The cross-sectional shape of the pores of the porous membrane may be various shapes and sizes such as substantially circular, substantially elliptical, and substantially polygonal. Here, the size of the pores refers to the length of the longest portion in the cross-sectional shape. The size of the pores can be obtained from a cross-sectional photograph taken with a scanning electron microscope (SEM).

多孔質膜の有する空孔の大きさに関しては、液体や気体の浸透性の観点から0.01~10μm程度であることが好ましい。 The size of pores in the porous membrane is preferably about 0.01 to 10 μm from the viewpoint of liquid and gas permeability.

また、多孔質膜中の空隙率は30~90%が好ましく、50~90%であることがより好ましい。空隙率が上記よりも低い場合、空孔の連通性が低下したり、空孔径が数十nm以下と小さくなり液体や気体の浸透が起きにくくなったりする傾向が見られる。また、空隙率が上記よりも高い場合は、樹脂の三次元的な網目構造が十分に形成されず、得られる多孔質膜の強度が著しく低下する傾向が見られる。 Moreover, the porosity in the porous membrane is preferably 30 to 90%, more preferably 50 to 90%. If the porosity is lower than the above, there is a tendency that the continuity of the pores is lowered, or the pore diameter becomes as small as several tens of nanometers or less, making it difficult for liquids and gases to permeate. On the other hand, when the porosity is higher than the above range, the three-dimensional network structure of the resin is not sufficiently formed, and the strength of the obtained porous membrane tends to be remarkably lowered.

次に、多孔質膜表面の空隙率、すなわち表面積に対する表面の空孔によって占められる総面積の比率は20%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。また、平均の表面空孔径は0.01~1.0μmであることが好ましく、0.1~1.0μmであることがより好ましい。多孔質膜表面の空孔の割合や形状は、液体や気体の浸透に大きな影響を与え、多孔質膜表面の空孔の割合や形状が上記から大きく異なる場合、液体や気体の浸透が起きにくくなる傾向が見られる。 Next, the porosity of the surface of the porous membrane, that is, the ratio of the total area occupied by surface pores to the surface area is preferably 20% or more, more preferably 50% or more. Also, the average surface pore diameter is preferably 0.01 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 1.0 μm. The ratio and shape of the pores on the surface of the porous membrane have a large effect on the permeation of liquids and gases. trend can be seen.

多孔質膜の膜厚は、上述した多孔質膜形成層のように、0.01~500μmであることが好ましく、0.01~100μmであることがより好ましい。 The thickness of the porous membrane is preferably 0.01 to 500 μm, more preferably 0.01 to 100 μm, like the porous membrane forming layer described above.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

次に、表1には、実施例及び比較例における多孔質膜の作製に使用した溶媒、印刷基材、重合工程部及び加熱工程部の詳細を示した。 Next, Table 1 shows the details of the solvent, printing base material, polymerization process section, and heating process section used to prepare the porous films in Examples and Comparative Examples.

Figure 0007200603000001
Figure 0007200603000001

<実施例1>
下記〔1〕~〔5〕により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 1>
A phase-separated porous membrane was produced by the following [1] to [5].

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):29質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF製)(光ラジカル発生剤の一例):1質量部
〔2〕印刷工程部:
ついで、印刷工程部10を用いて多孔質膜形成層を形成した。印刷装置1aはインクジェット装置を採用した。厚み8μmの銅箔を印刷基材4として用い、上記にて調整した製膜原液を印刷し、厚み約10μmとなるような連続膜を形成した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 29 parts by mass ・Tetradecane (manufactured by Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 70 parts by mass ・Irgacure 184 (manufactured by BASF) (an example of a photoradical generator): 1 mass Part [2] Printing process part:
Next, the printing process unit 10 was used to form a porous film-forming layer. The printer 1a employs an inkjet device. A copper foil having a thickness of 8 μm was used as the printing substrate 4, and the film-forming stock solution prepared above was printed to form a continuous film having a thickness of about 10 μm.

〔3〕重合工程部:
予め、重合不活性気体循環装置2bにより、重合工程部20の装置内をN2にてパージし、重合工程部20内部のO2濃度を0%とした。また温度調節機構により重合工程部20内部を25℃とした。搬送部5により印刷基材4を搬送させることで、〔2〕にて形成した多孔質形成層を重合工程部20の装置内部に移動させ、多孔質形成層を印刷した約5s後に光照射装置2aによりUV照射を行い多孔質前駆体が形成されるようにした。
[3] Polymerization step:
In advance, the inside of the polymerization process section 20 was purged with N2 by the polymerization inert gas circulating device 2b to set the O2 concentration inside the polymerization process section 20 to 0%. The inside of the polymerization process section 20 was set to 25° C. by the temperature control mechanism. The printing base material 4 is transported by the transport unit 5 to move the porous forming layer formed in [2] into the apparatus of the polymerization process unit 20, and about 5 seconds after printing the porous forming layer, the light irradiation device UV irradiation was performed according to 2a to form a porous precursor.

〔4〕加熱工程部(1):
予め、加熱装置3a内を80℃になるように加熱し、搬送部5により印刷基材4を搬送させることで〔3〕にて形成した多孔質前駆体を加熱装置3a内部に移動させ、大気中にて多孔質膜前駆体に残存する溶媒の除去および重合反応を促進させ、多孔質膜を形成した(溶媒除去工程、重合促進工程)。
[4] Heating step (1):
The inside of the heating device 3a is heated in advance to 80° C., and the printing base material 4 is transported by the transporting unit 5, thereby moving the porous precursor formed in [3] into the heating device 3a and exposing it to the atmosphere. In the inside, the solvent remaining in the porous membrane precursor was removed and the polymerization reaction was accelerated to form a porous membrane (solvent removal step, polymerization acceleration step).

〔5〕加熱工程部(2):
最後に、〔4〕にて形成した多孔質膜を減圧下で120℃、20h加熱することにより残存していた開始剤および重合反応基を処理した(開始剤除去工程、重合完了工程)。
[5] Heating step (2):
Finally, the porous membrane formed in [4] was heated at 120° C. for 20 hours under reduced pressure to treat the remaining initiator and polymerization reaction groups (initiator removal step, polymerization completion step).

実施例1で得られた多孔質膜は、表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 1 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

図3に表面SEM観察の結果を示す。図4に断面SEM観察の結果を示す。 FIG. 3 shows the result of surface SEM observation. FIG. 4 shows the result of cross-sectional SEM observation.

上記実施例1で得られた多孔質膜において最表面構造評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。 The outermost surface structure of the porous membrane obtained in Example 1 was evaluated. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価1:最表面構造評価
作製した多孔質膜について、多孔質構造のばらつきを評価する為に、空隙部に不飽和脂肪酸を充填し、オスミウム染色を施した後に、SEMを用いて多孔質膜表面の空隙率を測定した。観察結果を下記基準にて評価した。
Evaluation 1: Outermost Surface Structure Evaluation In order to evaluate variations in the porous structure of the produced porous membrane, the pores were filled with unsaturated fatty acid, stained with osmium, and then the surface of the porous membrane was examined using an SEM. was measured. Observation results were evaluated according to the following criteria.

[評価基準]
◎:表面の空隙率の偏差が「断面SEM観察の結果得られた表面近傍と底部近傍の平均値」と比較して±5%未満
〇:表面の空隙率の偏差が「断面SEM観察の結果得られた表面近傍と底部近傍の平均値」と比較して±10%未満
×:表面の空隙率の偏差が「断面SEM観察の結果得られた表面近傍と底部近傍の平均値」と比較して±10%以上
次いで、上記実施例1で得られた多孔質膜において膜厚方向の構造評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。
[Evaluation criteria]
◎: The deviation of the surface porosity is less than ± 5% compared to the "average value near the surface and near the bottom obtained as a result of cross-sectional SEM observation" ○: The deviation of the surface porosity is "Results of cross-sectional SEM observation Less than ± 10% compared to the obtained average value near the surface and near the bottom x: The deviation of the porosity of the surface is compared with the "average value near the surface and near the bottom obtained as a result of cross-sectional SEM observation" ±10% or more Next, the structure of the porous membrane obtained in Example 1 was evaluated in the film thickness direction. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価2:膜厚方向構造評価
作製した多孔質膜について、多孔質構造のばらつきを評価する為に空隙部に不飽和脂肪酸を充填し、オスミウム染色を施した後に、断面SEMを用いて多孔質膜の表面近傍および底部近傍の空隙率を測定した。
観察結果を下記基準にて評価した。
Evaluation 2: Evaluation of Structure in Film Thickness Direction In order to evaluate variations in the porous structure of the produced porous membrane, the pores were filled with unsaturated fatty acid, stained with osmium, and then subjected to cross-sectional SEM. We measured the porosity near the surface and near the bottom of the
Observation results were evaluated according to the following criteria.

[評価基準]
〇:表面近傍と底部近傍の空隙率の差が10%未満
△:表面近傍と底部近傍の空隙率の差が10%以上15%未満
×:表面近傍と底部近傍の空隙率の差が20%以上
次いで、上記実施例1で得られた多孔質膜において硬化収縮率の評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。
[Evaluation criteria]
○: Difference in porosity near the surface and near the bottom is less than 10% △: Difference in porosity near the surface and near the bottom is 10% or more and less than 15% ×: Difference in porosity near the surface and near the bottom is 20% Above Next, the porous film obtained in Example 1 was evaluated for curing shrinkage. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価3:硬化収縮率評価
作成した多孔質膜の溶媒除去工程、重合促進工程前後において硬化収縮率の程度を基板の反りにより測定し、下記基準にて評価した。
Evaluation 3: Evaluation of Curing Shrinkage Rate Before and after the solvent removal process and the polymerization promotion process of the prepared porous film, the degree of cure shrinkage was measured by warping of the substrate and evaluated according to the following criteria.

[評価基準]
〇:溶媒除去工程、重合促進工程前後において硬化収縮率の差が10%未満
×:溶媒除去工程、重合促進工程前後において硬化収縮率の差が10%以上
次いで、上記実施例1で得られた多孔質膜において透過性評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。
[Evaluation criteria]
O: difference in cure shrinkage rate before and after solvent removal step and polymerization promotion step is less than 10% ×: difference in cure shrinkage rate before and after solvent removal step and polymerization promotion step is 10% or more Next, obtained in Example 1 above Permeability evaluation was performed on the porous membrane. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価4:電解液浸透性試験(表面多孔質効果試験)
多孔質膜表面にプロピレンカーボネートを30℃環境にて5μLを滴下し、これが完全に浸透することを目視で観測してその浸透時間を測定し、この浸透時間によって液体透過性を評価した。
Evaluation 4: Electrolyte permeability test (surface porous effect test)
5 μL of propylene carbonate was dropped on the surface of the porous membrane at 30° C., and the complete penetration was visually observed to measure the penetration time, and the liquid permeability was evaluated based on this penetration time.

[評価基準]
30s以内に浸透:〇 30秒以上:×
次いで、上記実施例1で得られた多孔質膜において多孔質膜中の空隙率評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。
[Evaluation criteria]
Penetration within 30s: 〇 Over 30 seconds: ×
Next, the porous membrane obtained in Example 1 was evaluated for porosity in the porous membrane. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価5:空隙率評価
作製した多孔質膜について、多孔質膜中の空隙率を測定する為に空隙部に不飽和脂肪酸を充填し、オスミウム染色を施した後に、FIBで加工した後にSEMを用いて多孔質膜中の空隙率を測定した。観察結果を下記基準にて評価した。
Evaluation 5: Porosity evaluation For the porous membrane produced, in order to measure the porosity in the porous membrane, the pores were filled with unsaturated fatty acid, stained with osmium, processed with FIB, and then subjected to SEM. The porosity in the porous membrane was measured using Observation results were evaluated according to the following criteria.

[評価基準]
空隙率50%以上:〇 空隙率50%未満:×
最後に、上記実施例1で得られた多孔質膜において耐熱性の評価を行った。試験および評価方法は下記に詳細を示す。結果は下記表2に示す。
[Evaluation criteria]
Porosity 50% or more: 〇 Porosity less than 50%: ×
Finally, the heat resistance of the porous membrane obtained in Example 1 was evaluated. Test and evaluation methods are detailed below. The results are shown in Table 2 below.

評価6:耐熱性試験
作製した多孔質膜について、多孔質膜の耐熱性を評価する為に多孔質膜を200℃において15分間加熱し、加熱前後における空隙率の変化を測定した。
Evaluation 6: Heat resistance test In order to evaluate the heat resistance of the prepared porous membrane, the porous membrane was heated at 200°C for 15 minutes, and the change in porosity before and after heating was measured.

[評価基準]
空隙率の変化5%未満:〇 5%以上:×
<実施例2>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
[Evaluation criteria]
Change in porosity less than 5%: 〇 5% or more: ×
<Example 2>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて、予め、重合不活性気体循環装置2b内をN2にてパージせず、重合不活性気体循環装置2b内部のO2濃度を5%とした以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 In the polymerization process section 20, the inside of the polymerization inert gas circulating device 2b was not previously purged with N2, and the O2 concentration inside the polymerization inert gas circulating device 2b was set to 5%. A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as in 1] to [5].

実施例2で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 2 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

図5に表面SEM観察の結果を示す。図6に断面SEM観察の結果を示す。 FIG. 5 shows the result of surface SEM observation. FIG. 6 shows the result of cross-sectional SEM observation.

上記実施例2の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~6を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 2 above. Results are shown in Table 2.

<実施例3>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 3>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて、予め、重合不活性気体循環装置2b内をN2にてパージせず、重合不活性気体循環装置2b内部のO2濃度を15%とした以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 In the polymerization process section 20, the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b was not previously purged with N2, and the O2 concentration inside the polymerization inert gas circulation device 2b was set to 15%. A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as in 1] to [5].

実施例3で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 3 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例3の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~6を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 3 above. Results are shown in Table 2.

<実施例4>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 4>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔0〕負極活物質層の形成
負極活物質であるグラファイト粒子(平均粒径10μm)97質量部と、増粘剤としてセルロース1質量部と、アクリル樹脂をバインダとして2質量部を水中に均一に分散して負極活物質分散体を得た。この分散体を負極電極基体である厚み8μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥して、プレスして、厚みが60μmの多孔質基材である負極活物質層を得た。
最後に、50mm×33mmにて切り出しを行い負極とした。
[0] Formation of Negative Electrode Active Material Layer 97 parts by mass of graphite particles (average particle size 10 μm) as the negative electrode active material, 1 part by mass of cellulose as a thickening agent, and 2 parts by mass of an acrylic resin as a binder were uniformly dispersed in water. Dispersed to obtain a negative electrode active material dispersion. This dispersion is applied to a copper foil having a thickness of 8 μm, which is a negative electrode substrate, and the resulting coating film is dried at 120° C. for 10 minutes and pressed to form a negative electrode active material, which is a porous substrate having a thickness of 60 μm. got a layer.
Finally, a piece of 50 mm×33 mm was cut out to obtain a negative electrode.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):29質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF製):1質量部
〔2〕印刷工程:
ついで、印刷工程部101aを用いて多孔質膜形成層を形成した。印刷装置はインクジェット装置を採用した。〔1〕で作製した負極活物質層が形成された銅箔を印刷基材4として用い、上記にて調整した製膜原液を印刷し、厚み約10μmとなるような連続膜を形成した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 29 parts by mass ・Tetradecane (manufactured by Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 70 parts by mass ・Irgacure 184 (manufactured by BASF): 1 part by mass [2] Printing process:
Next, a porous film-forming layer was formed using the printing process section 101a. An inkjet device was adopted as the printing device. The copper foil formed with the negative electrode active material layer prepared in [1] was used as the printing substrate 4, and the film forming stock solution prepared above was printed to form a continuous film having a thickness of about 10 μm.

印刷工程後は実施例1に記した〔3〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。すなわち、活物質を含む電池用電極活物質層と、電池用電極活物質層上に形成された多孔質層と、を備えた電極を作製した。 After the printing process, a phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [3] to [5] described in Example 1. That is, an electrode including a battery electrode active material layer containing an active material and a porous layer formed on the battery electrode active material layer was produced.

実施例4で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 4 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

図4に表面SEM観察の結果を示す。図5に断面SEM観察の結果を示す。 FIG. 4 shows the result of surface SEM observation. FIG. 5 shows the result of cross-sectional SEM observation.

上記実施例4の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous film of Example 4, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of curing shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例5>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 5>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて重合不活性気体循環装置2b内部を50℃とした以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [1] to [5] described in Example 1, except that the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b in the polymerization process section 20 was set at 50°C.

実施例5で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 5 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例5の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous film of Example 5, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of curing shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例6>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 6>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて多孔質形成層を印刷した約30s後に光照射装置2a によりUV照射を行い多孔質前駆体が形成されるようにした以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 [1] to [5] described in Example 1 except that UV irradiation was performed by the light irradiation device 2a to form a porous precursor about 30 seconds after the porous forming layer was printed in the polymerization process section 20. ] to produce a phase-separated porous membrane.

実施例6で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 6 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例6の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous membrane of Example 6, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of cure shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例7>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 7>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):29質量部
・NNジメチルアセトアミド(東京化成株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF製):1質量部
〔2〕印刷工程:
ついで、印刷工程部10を用いて多孔質膜形成層を形成した。印刷装置1aはインクジェット装置を採用した。厚み8μmの銅箔を印刷基材4として用い、上記にて調整した製膜原液を印刷し、厚み約10μmとなるような連続膜を形成した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 29 parts by mass ・NN dimethylacetamide (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.): 70 parts by mass ・Irgacure 184 (manufactured by BASF): 1 part by mass [2] Printing process:
Next, the printing process unit 10 was used to form a porous film-forming layer. The printer 1a employs an inkjet device. A copper foil having a thickness of 8 μm was used as the printing substrate 4, and the film-forming stock solution prepared above was printed to form a continuous film having a thickness of about 10 μm.

〔3〕重合工程:
予め、重合不活性気体循環装置2b内をN2にてパージし、重合不活性気体循環装置2b内部のO2濃度を0%とした。また温度調節機構により重合不活性気体循環装置2b内部を25℃とした。搬送部5により印刷基材4を搬送させることで〔2〕にて形成した多孔質形成層を重合不活性気体循環装置2b内部に移動させ、多孔質形成層を印刷した約5s後に光照射装置2a によりUV照射を行い多孔質前駆体が形成されるようにした。
[3] Polymerization step:
In advance, the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b was purged with N2 to set the O2 concentration inside the polymerization inert gas circulation device 2b to 0%. The inside of the polymerization inert gas circulation device 2b was set to 25° C. by the temperature control mechanism. The printing substrate 4 is transported by the transport unit 5 to move the porous forming layer formed in [2] into the polymerization inert gas circulating device 2b, and about 5 seconds after the porous forming layer is printed, the light irradiation device UV irradiation was performed according to 2a to form a porous precursor.

〔4〕加熱工程部(1):
予め、加熱装置3a内を50℃になるように加熱し、搬送部5により印刷基材4を搬送させることで〔3〕にて形成した多孔質前駆体を加熱装置3a内部に移動させ、大気中にて多孔質膜前駆体に残存する溶媒の除去および重合反応を促進させ、多孔質膜を形成した(溶媒除去工程、重合促進工程)。
[4] Heating step (1):
The inside of the heating device 3a is heated in advance to 50° C., and the printing base material 4 is transported by the transporting unit 5, thereby moving the porous precursor formed in [3] into the heating device 3a and exposing it to the atmosphere. In the inside, the solvent remaining in the porous membrane precursor was removed and the polymerization reaction was accelerated to form a porous membrane (solvent removal step, polymerization acceleration step).

〔5〕加熱工程部(2):
最後に、〔4〕にて形成した多孔質膜を減圧下で120℃、20h加熱することにより残存していた開始剤および重合反応基を処理した(開始剤除去工程、重合完了工程)。
[5] Heating step (2):
Finally, the porous membrane formed in [4] was heated at 120° C. for 20 hours under reduced pressure to treat the remaining initiator and polymerization reaction groups (initiator removal step, polymerization completion step).

実施例7で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 7 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例7の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous film of Example 7, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of curing shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例8 >
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 8>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

加熱工程部(1)程にてO2濃度0%雰囲気下にて多孔質膜前駆体に残存する溶媒の除去および重合反応を促進させ、多孔質膜を形成した以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 In the heating step (1), the solvent remaining in the porous membrane precursor was removed and the polymerization reaction was accelerated in an atmosphere of 0% O concentration to form a porous membrane. A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as in 1] to [5].

実施例8で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 8 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例8の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous membrane of Example 8, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of cure shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例9>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 9>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて重合不活性気体循環装置2b内部を50℃とした以外は実施例7に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [1] to [5] described in Example 7, except that the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b in the polymerization process section 20 was set at 50°C.

実施例9で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 9 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例9の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous membrane of Example 9, evaluation of outermost surface structure, evaluation of film thickness direction structure, and evaluation of cure shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例10 >
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 10>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて多孔質形成層を印刷した約30s後に光照射装置2a によりUV照射を行い多孔質前駆体が形成されるようにした以外は実施例7に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 [1] to [5] described in Example 7 except that UV irradiation was performed by the light irradiation device 2a to form a porous precursor about 30 seconds after the porous forming layer was printed in the polymerization process section 20. ] to produce a phase-separated porous membrane.

実施例10で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 10 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例10の多孔質膜において、実施例1と同様に最表面構造評価および膜厚方向構造評価および硬化収縮率評価を実施した。結果は表2に示す。 For the porous film of Example 10, evaluation of outermost surface structure, evaluation of structure in film thickness direction, and evaluation of cure shrinkage rate were carried out in the same manner as in Example 1. Results are shown in Table 2.

<実施例11>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 11>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):19質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):80質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例1に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 19 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 80 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 1 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例11で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous membrane obtained in Example 11 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例11の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 11 above. Results are shown in Table 2.

<実施例12>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 12>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):9質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):90質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例1に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 9 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 90 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 1 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例12で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous membrane obtained in Example 12 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例12の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 12 above. Results are shown in Table 2.

<実施例13>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 13>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):19質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):80質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例2に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 19 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 80 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 2 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例13で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 13 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例13の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 13 above. Results are shown in Table 2.

<実施例14>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 14>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):9質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):90質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例2に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 9 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 90 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 2 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例14で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 14 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例14の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 14 above. Results are shown in Table 2.

<実施例15>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 15>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):19質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):80質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例3に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 19 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 80 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 3 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例15で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 15 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例15の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Example 15 above. Results are shown in Table 2.

<実施例16>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Example 16>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

〔1〕製膜原液の調製
相分離多孔質膜形成用の製膜原液として、以下に示した割合で材料を混合し製膜原液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルニクス株式会社):9質量部
・テトラデカン(関東化学工業株式会社):90質量部
・Irgacure184(BASF社):1質量部
上記以外は実施例3に記した〔2〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。
[1] Preparation of membrane-forming stock solution As a membrane-forming stock solution for forming a phase-separated porous membrane, the materials were mixed in the following proportions to prepare a membrane-forming stock solution.
・Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Daicel Ornix Co., Ltd.): 9 parts by mass ・Tetradecane (Kanto Chemical Industry Co., Ltd.): 90 parts by mass ・Irgacure 184 (BASF): 1 part by mass Other than the above described in Example 3 A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as [2] to [5].

実施例16で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%以上であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%以上の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Example 16 was found to have a surface porosity of 20% or more. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film having a porosity of 40% or more than the average value near the surface and near the bottom was formed.

上記実施例16の多孔質膜において、実施例4と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 4 for the porous membrane of Example 16 above. Results are shown in Table 2.

<比較例1>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Comparative Example 1>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程部20にて、予め、重合不活性気体循環装置2b内をN2にてパージせず、重合不活性気体循環装置2b内部のO2濃度を20%とした以外は実施例1に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 In the polymerization process section 20, the inside of the polymerization inert gas circulation device 2b was not previously purged with N2, and the O2 concentration inside the polymerization inert gas circulation device 2b was set to 20%. A phase-separated porous membrane was produced in the same manner as in 1] to [5].

比較例で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%未満であることがわかった。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%未満の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, it was found that the porous membrane obtained in the comparative example had a surface porosity of less than 20%. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film was formed with a porosity of less than 40% from the average value near the surface and near the bottom.

図7に表面SEM観察の結果を示す。 FIG. 7 shows the result of surface SEM observation.

上記比較例の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~6を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membranes of the comparative examples. Results are shown in Table 2.

<比較例2>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Comparative Example 2>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程にて、予め、重合不活性気体フロー装置内をN2にてパージせず、重合不活性気体フロー装置内部のO2濃度を20%とした以外は実施例11に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 [1] to [1] described in Example 11 except that the inside of the inert polymerization gas flow device was not purged in advance with N2 in the polymerization step, and the O2 concentration inside the polymerization inert gas flow device was set to 20%. 5] to prepare a phase-separated porous membrane.

比較例2で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%未満であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%未満の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Comparative Example 2 was found to have a surface porosity of less than 20%. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film was formed with a porosity of less than 40% from the average value near the surface and near the bottom.

上記比較例2の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Comparative Example 2 above. Results are shown in Table 2.

<比較例3>
下記により、相分離多孔質膜を作製した。
<Comparative Example 3>
A phase-separated porous membrane was produced as follows.

重合工程にて、予め、重合不活性気体フロー装置内をN2にてパージせず、重合不活性気体フロー装置内部のO2濃度を20%とした以外は実施例12に記した〔1〕~〔5〕と同様にして相分離多孔膜を作製した。 [1] to [1] described in Example 12 except that the inside of the polymerization inert gas flow device was not purged in advance with N2 in the polymerization step, and the O2 concentration inside the polymerization inert gas flow device was set to 20%. 5] to prepare a phase-separated porous membrane.

比較例3で得られた多孔質膜は表面SEM観察の結果、表面の空隙率が20%未満であることが判明した。また、断面SEM観察の結果、表面近傍と底部近傍の平均値より40%未満の空隙率の多孔質膜が形成されていることがわかった。 As a result of surface SEM observation, the porous film obtained in Comparative Example 3 was found to have a surface porosity of less than 20%. Further, as a result of cross-sectional SEM observation, it was found that a porous film was formed with a porosity of less than 40% from the average value near the surface and near the bottom.

上記比較例3の多孔質膜において、実施例1と同様に評価1~評価6の試験を実施した。結果は表2に示す。 Evaluations 1 to 6 were performed in the same manner as in Example 1 for the porous membrane of Comparative Example 3 above. Results are shown in Table 2.

Figure 0007200603000002
Figure 0007200603000002

表2の評価1および評価2の結果から、実施例1~実施例3および実施例11~実施例16に関しては表面及び膜厚方向に関して、ばらつきが小さい多孔質構造を有する多孔質膜が得られていることがわかった。ただし、重合時のO2濃度が0%,5%,15%と増加するにつれて表面の空隙率は低下する傾向が見られた。 From the results of Evaluation 1 and Evaluation 2 in Table 2, in Examples 1 to 3 and Examples 11 to 16, porous films having a porous structure with small variations in the surface and film thickness directions were obtained. It turns out that However, the surface porosity tended to decrease as the O2 concentration during polymerization increased from 0% to 5% to 15%.

また、重合時のO2濃度が更に高い比較例1~3に関しては表面においてばらつきが小さい多孔質構造は得られていない。この結果から、重合時のO2濃度を20%未満(大気よりも酸素濃度が低い環境)、好ましくは15%以下、更には5%以下を実現することにより、表面においては内部と同様にばらつきが小さい多孔質構造が得られる事がわかった。 In addition, in Comparative Examples 1 to 3, in which the O2 concentration during polymerization was even higher, a porous structure with less variation on the surface was not obtained. From this result, by achieving an O2 concentration of less than 20% (environment with a lower oxygen concentration than the atmosphere), preferably 15% or less, and further 5% or less during polymerization, the surface has the same variation as the inside. It was found that a small porous structure was obtained.

次に実施例4に関しては、印刷基材に多孔質基材である電池用電極活物質層を用いたが、実施例1と同様の理想的なばらつきが小さい多孔質構造が得られている。これは、ラジカルによる重合プロセスの採用により瞬間的な多孔質膜の形成が可能となったことおよび本実施形態による効果が寄与しているものと考えられる。 Next, in Example 4, the battery electrode active material layer, which is a porous substrate, was used as the printing substrate. It is considered that this is due to the fact that the adoption of the radical polymerization process has made it possible to instantly form a porous film and the effects of the present embodiment.

また、実施例5においては重合時の温度を50度に設定しているが、評価結果を見る限り理想的な多孔質膜が得られた。 Also, in Example 5, the temperature during polymerization was set at 50° C., but as far as the evaluation results are concerned, an ideal porous film was obtained.

更に、実施例6では印刷から重合までの時間を30sに延長しているが、これに関しても評価結果より理想的な多孔質膜が得られた。 Furthermore, in Example 6, the time from printing to polymerization was extended to 30 seconds, and the evaluation results also showed that an ideal porous film was obtained.

これは溶媒として用いているテトラデカンの沸点が常圧において253℃と比較的高温であり、テトラデカンの乾燥は薄膜状態であっても80℃程度の高温を要する。 Tetradecane used as a solvent has a relatively high boiling point of 253.degree.

そのため、重合時の温度を50℃に設定した場合、硬化までの時間を30sに延長した場合のいずれにおいても溶媒の乾燥は生じないため、重合前および重合中にモノマー濃度が一定に保たれながら重合が進行したことに由来する。 Therefore, when the temperature during polymerization is set to 50 ° C., and when the time until curing is extended to 30 s, drying of the solvent does not occur, so the monomer concentration is kept constant before and during polymerization. This is due to progress of polymerization.

一方、比較的低沸点であるNNジメチルアセトアミドは薄膜状態ならば、大気中での放置や50℃といった比較的低温の加温によっても乾燥が起こる。 On the other hand, NN dimethylacetamide, which has a relatively low boiling point, dries if it is in a thin film state, even if it is left in the atmosphere or heated at a relatively low temperature such as 50°C.

そのために、実施例7のように重合時の温度が25℃であり、印刷から硬化までの時間が短時間である場合に関しては膜厚方向においてばらつきが小さい多孔質構造が得られているが、実施例9および実施例10のような溶媒が乾燥しやすい製造プロセス環境では重合前および重合中にモノマー濃度の勾配が生じ、膜厚方向においてばらつきが小さい多孔質構造が得られにくいと考えられる。 Therefore, when the polymerization temperature is 25° C. and the time from printing to curing is short, as in Example 7, a porous structure with little variation in the film thickness direction is obtained. It is thought that in the manufacturing process environment such as in Examples 9 and 10, where the solvent tends to dry, a gradient of monomer concentration occurs before and during polymerization, making it difficult to obtain a porous structure with small variations in the film thickness direction.

このことから、溶媒除去工程までに溶媒乾燥が生じないような製造工程の工夫はばらつきが小さい多孔質膜の形成には重要な事項であり、光照射による重合時の温度を溶媒の乾燥温度以下に抑えることにより膜厚方向においてばらつきが小さい多孔質構造が得られることがわかる。 For this reason, it is important to devise a manufacturing process that does not cause drying of the solvent before the solvent removal process, and it is important to form a porous film with small variations. It can be seen that a porous structure with small variations in the film thickness direction can be obtained by suppressing the thickness to .

最後に実施例8に関してだが、重合後に大気解放せずに乾燥および重合促進を実施することで、得られる多孔質膜の歪みが大きくなる結果を示している。乾燥および重合促進工程は、多孔質骨格形成後に残存している重合性反応基の反応を進行させる工程に該当するが、実施例8のようにO2濃度が低い環境で実施すると、重合性反応基の反応速度が速く、大気化における処理条件と比較して歪みが生じやすくなると考えられる。 Finally, with regard to Example 8, the result shows that the distortion of the obtained porous membrane is increased by drying and accelerating the polymerization without exposing the membrane to the atmosphere after polymerization. The drying and polymerization promotion step corresponds to the step of advancing the reaction of the polymerizable reactive groups remaining after the formation of the porous skeleton. It is thought that the reaction rate of is fast, and strain is likely to occur compared to the treatment conditions in atmospheric treatment.

従来の重合反応を用いた相分離多孔質膜製造方法は熱をトリガーとして進行する製造方法では多孔質形成時間が長く生産性が十分ではなく、透過性のばらつきがあった。また、光を使用した製造方法においては多孔質形成時間が短く生産性は高いものの、透過性が十分ではなかった。しかし、上記結果から、本実施形態では重合反応を用いた相分離により製造される多孔質層(膜)において、優れた透過性を確保することができる。 In the conventional method for producing a phase-separated porous membrane using a polymerization reaction, the porous formation time is long, the productivity is not sufficient, and the permeability varies with the production method in which heat is used as a trigger. In addition, in the manufacturing method using light, the porous formation time is short and the productivity is high, but the permeability is not sufficient. However, from the above results, in the present embodiment, excellent permeability can be ensured in the porous layer (membrane) produced by phase separation using a polymerization reaction.

以上説明したように本発明の一実施形態にかかる多孔質層の製造方法は、基材上に、重合性化合物およびラジカル発生剤および溶媒からなる多孔質形成層を準備する準備工程と、大気よりも酸素濃度が低い環境下において、ラジカル発生剤を活性化させて重合性化合物の重合により多孔質骨格を形成する重合工程と、多孔質形成層に含まれる溶媒を除去して多孔質層を得る溶媒除去工程と、を備える。 As described above, the method for producing a porous layer according to one embodiment of the present invention includes a preparation step of preparing a porous forming layer comprising a polymerizable compound, a radical generator, and a solvent on a substrate, and A polymerization step of activating a radical generator to polymerize a polymerizable compound to form a porous skeleton in an environment with a low oxygen concentration, and removing a solvent contained in the porous forming layer to obtain a porous layer. and a solvent removal step.

本実施形態では、ラジカル発生剤を活性化させて重合性化合物の重合により多孔質骨格を形成するため、耐熱性に優れた三次元的な網目構造の多孔質層を短時間で確実に得ることができる。また、大気よりも酸素濃度が低い環境下において重合工程を行うため、酸素濃度の局所的なばらつきに起因するラジカル濃度のばらつきを低減して、重合性化合物の局所的な重合阻害を低減することができる。これにより、多孔質層表面の空孔によって占められる総面積を大きくし、透過性に優れた多孔質層を得ることができる。 In the present embodiment, since the porous skeleton is formed by activating the radical generator and polymerizing the polymerizable compound, it is possible to reliably obtain a porous layer having a three-dimensional network structure with excellent heat resistance in a short time. can be done. In addition, since the polymerization process is performed in an environment where the oxygen concentration is lower than that of the atmosphere, it is possible to reduce the local polymerization inhibition of the polymerizable compound by reducing the variation in the radical concentration caused by the local variation in the oxygen concentration. can be done. As a result, the total area occupied by the pores on the surface of the porous layer can be increased, and a porous layer with excellent permeability can be obtained.

準備工程では、重合性化合物は多孔質形成層中に10~50wt%含まれる。これにより、多孔質層を確実に形成して、透過性を確保することができる。 In the preparation step, the polymerizable compound is contained in the porous-forming layer at 10-50 wt %. Thereby, the porous layer can be reliably formed and the permeability can be ensured.

ラジカル発生剤は光ラジカル発生剤を含み、重合工程では、多孔質形成層に対して光照射することにより、光ラジカル発生剤を活性化させる。これにより、重合開始剤として熱重合開始剤を主に用いる場合に比べて、重合工程における温度設定の自由度が向上する。 The radical generator includes a photo-radical generator, and in the polymerization step, the photo-radical generator is activated by irradiating the porous forming layer with light. As a result, the degree of freedom in setting the temperature in the polymerization process is improved compared to when a thermal polymerization initiator is mainly used as the polymerization initiator.

重合工程後に、大気下において多孔質骨格を加熱する加熱工程を備える。これにより、硬化収縮を抑制しながら重合性化合物の重合の促進および重合開始剤の除去が可能となり、多孔質層表面の空孔によって占められる総面積が大きく生産効率に優れた多孔質層を得ることができる。 After the polymerization step, a heating step of heating the porous skeleton in the atmosphere is provided. As a result, it is possible to promote the polymerization of the polymerizable compound and remove the polymerization initiator while suppressing curing shrinkage, thereby obtaining a porous layer having a large total area occupied by pores on the surface of the porous layer and excellent production efficiency. be able to.

溶媒除去工程は、加熱処理を含む。これにより、多孔質形成層に含まれる溶媒を乾燥により除去することができる。 The solvent removal step includes heat treatment. Thereby, the solvent contained in the porous forming layer can be removed by drying.

重合工程は、溶媒除去工程における温度よりも低い温度で行われる。これにより、重合工程では溶媒除去工程に比べて溶媒の乾燥が抑制されるため、重合性化合物の濃度のばらつきが抑制され、空隙率が大きい多孔質層を得ることができる。好ましくは、重合工程における温度は、溶媒の沸点未満である。 The polymerization step is performed at a temperature lower than the temperature in the solvent removal step. As a result, drying of the solvent is suppressed in the polymerization step as compared with the solvent removal step, so that variations in the concentration of the polymerizable compound are suppressed, and a porous layer having a large porosity can be obtained. Preferably, the temperature in the polymerization step is below the boiling point of the solvent.

溶媒除去工程の後に、多孔質層を減圧下で加熱する工程を含む。これにより、重合性化合物の重合を完了することができ、長期安定性に優れた高品質な多孔質層を得ることができる。 A step of heating the porous layer under reduced pressure is included after the solvent removal step. Thereby, the polymerization of the polymerizable compound can be completed, and a high-quality porous layer with excellent long-term stability can be obtained.

基材が多孔質基材であり、前記多孔質層が共連続構造を有する多孔質膜である。これにより、多孔質基材に対して多孔質膜による機能性を付与した多孔質構造体を得ることができる。 The substrate is a porous substrate, and the porous layer is a porous membrane having a co-continuous structure. This makes it possible to obtain a porous structure in which the functionality of the porous film is imparted to the porous base material.

多孔質基材が活物質を含む電池用電極活物質層である。これにより、活物質基材上に対して多孔質膜による機能性を付与した電池用電極を得ることができる。 The porous substrate is a battery electrode active material layer containing an active material. Thereby, it is possible to obtain a battery electrode in which functionality is imparted by the porous film to the active material substrate.

本発明の一実施形態にかかる多孔質層は、連続する架橋構造により形成された多孔質層であり、表面の空隙率、すなわち表面積に対する空孔によって占められる総面積の比率が20%以上である。これにより、連続する架橋構造に基づき耐熱性に優れ、かつ透過性に優れた多孔質層を得ることができる。 The porous layer according to one embodiment of the present invention is a porous layer formed by a continuous crosslinked structure, and the surface porosity, that is, the ratio of the total area occupied by pores to the surface area is 20% or more. . Thereby, a porous layer having excellent heat resistance and excellent permeability can be obtained based on the continuous crosslinked structure.

空孔が、周囲の他の空孔と連結した連通性を有することにより、液体や気体の浸み込みが十分に起き、物質分離や反応場といった機能を効率的に発現することができる。 Since the pores are connected to other surrounding pores and have communication properties, the permeation of liquid or gas occurs sufficiently, and the functions such as substance separation and reaction field can be efficiently exhibited.

厚さが0.1~500μmであることにより、多孔質層形成による機能を十分得つつ、膜厚方向においてばらつきの小さい多孔質構造が得られる。 When the thickness is 0.1 to 500 μm, it is possible to obtain a porous structure with small variations in the thickness direction while sufficiently obtaining the function of forming the porous layer.

層全体の空隙率が30~90%であることにより、透過性を確保しつつ、多孔質層の強度を確保することができる。 When the porosity of the entire layer is 30 to 90%, it is possible to secure the strength of the porous layer while securing the permeability.

表面の空孔の平均孔径が0.01~1.0μmであることにより、透過性を確保することができる。 Permeability can be ensured when the average pore size of the surface pores is 0.01 to 1.0 μm.

表面近傍断面の空隙率と底部近傍断面の空隙率の平均値に対して、表面の空隙率の偏差が±5%未満であることにより、表面の空隙率を大きくすることができ、透過性を確保することができる。 When the deviation of the surface porosity is less than ±5% with respect to the average value of the porosity of the cross section near the surface and the porosity of the cross section near the bottom, the porosity of the surface can be increased, and the permeability can be improved. can be secured.

本発明の一実施形態にかかる電極は、活物質を含む電池用電極活物質層と、電池用電極活物質層上に形成された上記多孔質層を備える。これにより、活物質基材上に対して多孔質層による機能性を付与した電池用電極を得ることができる。 An electrode according to one embodiment of the present invention includes a battery electrode active material layer containing an active material, and the porous layer formed on the battery electrode active material layer. Thereby, it is possible to obtain a battery electrode in which functionality is imparted by the porous layer on the active material substrate.

1a:印刷装置
1b:インク容器
1c:インク供給チューブ
2a:光照射装置
2b:重合不活性気体フロー装置
3a:加熱装置
4:印刷基材
5:搬送部
6:多孔質膜前駆体
7:製膜原液
10:印刷工程部
20:重合工程部
30:加熱工程部
1a: Printing device 1b: Ink container 1c: Ink supply tube 2a: Light irradiation device 2b: Polymerization inert gas flow device 3a: Heating device 4: Printing substrate 5: Conveying unit 6: Porous film precursor 7: Film forming Stock solution 10: printing process section 20: polymerization process section 30: heating process section

…特公昭62-19294号公報… Japanese Patent Publication No. 62-19294 …特開2004‐41835… JP 2004-41835 …特許第5153142号…Patent No. 5153142 …特許第3168006号…Patent No. 3168006 …特許第6142118号…Patent No. 6142118 …特表2009‐502583… Special table 2009-502583

Claims (14)

基材上に、重合性化合物、ラジカル発生剤および溶媒を含む多孔質形成層を準備する準備工程と、
大気よりも酸素濃度が低い環境下において、前記多孔質形成層の前記ラジカル発生剤を活性化させて前記重合性化合物を重合させ、多孔質骨格を形成する重合工程と、
前記多孔質形成層に含まれる溶媒を除去して多孔質層を得る溶媒除去工程と、
を備え
前記基材が多孔質基材であり、
前記多孔質層が共連続構造を有する多孔質膜である多孔質層の製造方法。
a preparation step of preparing a porous forming layer containing a polymerizable compound, a radical generator and a solvent on a substrate;
a polymerization step of activating the radical generator in the porous forming layer to polymerize the polymerizable compound to form a porous skeleton in an environment having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere;
a solvent removing step of removing the solvent contained in the porous forming layer to obtain a porous layer;
with
The base material is a porous base material,
A method for producing a porous layer , wherein the porous layer is a porous film having a co-continuous structure .
前記準備工程では、前記重合性化合物は前記多孔質形成層中に10~50wt%含まれることを特徴とする請求項1記載の多孔質層の製造方法。 2. The method for producing a porous layer according to claim 1, wherein in said preparation step, said polymerizable compound is contained in said porous forming layer in an amount of 10 to 50 wt %. 前記ラジカル発生剤は光ラジカル発生剤を含み、
前記重合工程では、前記多孔質形成層に対して光照射することにより、前記光ラジカル発生剤を活性化させる請求項1または2記載の多孔質層の製造方法。
The radical generator comprises a photoradical generator,
3. The method for producing a porous layer according to claim 1, wherein in the polymerization step, the photo-radical generator is activated by irradiating the porous forming layer with light.
前記重合工程後に、大気下において前記多孔質骨格を加熱する加熱工程を備えることを特徴とする請求項1~3の何れか記載の多孔質層の製造方法。 4. The method for producing a porous layer according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heating step of heating the porous skeleton in the atmosphere after the polymerization step. 前記溶媒除去工程では、前記多孔質形成層を加熱することを特徴とする請求項1~4の何れか記載の多孔質層の製造方法。 5. The method for producing a porous layer according to claim 1, wherein in said solvent removing step, said porous forming layer is heated. 前記重合工程は、前記溶媒除去工程における温度よりも低い温度で行われることを特徴とする請求項1~5の何れか記載の多孔質層の製造方法。 6. The method for producing a porous layer according to claim 1, wherein the polymerization step is performed at a temperature lower than the temperature in the solvent removal step. 前記溶媒除去工程の後に、前記多孔質層を減圧下で加熱する工程を備えることを特徴とする請求項1~6の何れか記載の多孔質層の製造方法。 7. The method for producing a porous layer according to claim 1, further comprising a step of heating the porous layer under reduced pressure after the step of removing the solvent. 前記多孔質基材が、活物質を含む電池用電極活物質層であることを特徴とする請求項1~7の何れか記載の多孔質層の製造方法。 8. The method for producing a porous layer according to claim 1 , wherein the porous substrate is a battery electrode active material layer containing an active material. 活物質を含む電池用電極活物質層と、
前記電池用電極活物質層上に形成される多孔質層と、を備え
前記多孔質層は、連続する架橋構造により形成され、表面の空隙率が20%以上であることを特徴とする電極
a battery electrode active material layer containing an active material;
a porous layer formed on the battery electrode active material layer ,
The electrode , wherein the porous layer is formed of a continuous crosslinked structure and has a surface porosity of 20% or more.
前記多孔質層の空孔が、周囲の他の空孔と連結した連通性を有することを特徴とする請求項記載の電極10. The electrode according to claim 9 , wherein the pores of said porous layer are interconnected with other surrounding pores. 前記多孔質層の厚さが0.1~500μmであることを特徴とする請求項または10記載の電極11. The electrode according to claim 9 , wherein the porous layer has a thickness of 0.1 to 500 μm. 前記多孔質層の層全体の空隙率が30~90%であることを特徴とする請求項11の何れか記載の電極The electrode according to any one of claims 9 to 11 , wherein the porosity of the entire porous layer is 30 to 90%. 前記多孔質層の表面の空孔の平均孔径が0.01~1.0μmであることを特徴とする請求項12の何れか記載の電極The electrode according to any one of claims 9 to 12 , wherein the pores on the surface of the porous layer have an average pore size of 0.01 to 1.0 µm. 前記多孔質層の表面近傍断面の空隙率と底部近傍断面の空隙率の平均値に対して、表面の空隙率の偏差が±5%未満であることを特徴とする請求項13の何れか記載の電極14. Any one of claims 9 to 13 , wherein the deviation of the surface porosity is less than ±5% with respect to the average value of the porosity of the cross section near the surface and the porosity of the cross section near the bottom of the porous layer. or described electrodes .
JP2018205532A 2018-10-31 2018-10-31 Method for producing porous layer, porous layer and electrode Active JP7200603B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018205532A JP7200603B2 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Method for producing porous layer, porous layer and electrode
CN201911015839.1A CN111116972B (en) 2018-10-31 2019-10-24 Porous layer and electrode
CN202210937436.8A CN115386134A (en) 2018-10-31 2019-10-24 Porous layer and electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018205532A JP7200603B2 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Method for producing porous layer, porous layer and electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020070362A JP2020070362A (en) 2020-05-07
JP7200603B2 true JP7200603B2 (en) 2023-01-10

Family

ID=70547113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018205532A Active JP7200603B2 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Method for producing porous layer, porous layer and electrode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7200603B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022086043A (en) * 2020-11-30 2022-06-09 株式会社リコー Liquid composition set, porous resin production apparatus, and porous resin production method
JP2022190569A (en) * 2021-06-14 2022-12-26 株式会社リコー Liquid composition set, porous resin production apparatus, and porous resin production method
JP2024079391A (en) 2022-11-30 2024-06-11 株式会社リコー Electrode formation device, manufacturing device of resin structure, electrode formation method and manufacturing method of resin structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012524154A (en) 2009-04-15 2012-10-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Process and apparatus for nano hollow article
JP2013023527A (en) 2011-07-19 2013-02-04 Nitto Denko Corp Foam sheet
JP2017095576A (en) 2015-11-24 2017-06-01 積水化学工業株式会社 Olefin resin microporous biaxially oriented film, method for producing the same, heat-resistant olefin resin microporous biaxially oriented film, and method for producing the same
JP2018005210A (en) 2016-06-28 2018-01-11 株式会社リコー Electrochromic display element, manufacturing method therefor, display device, information device, and electrochromic dimming lens

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA866549B (en) * 1985-09-23 1987-08-26 Gelman Sciences Inc Microporous membrane laminate
JP3131951B2 (en) * 1990-10-18 2001-02-05 大日本インキ化学工業株式会社 Asymmetric polymer membrane and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012524154A (en) 2009-04-15 2012-10-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Process and apparatus for nano hollow article
JP2013023527A (en) 2011-07-19 2013-02-04 Nitto Denko Corp Foam sheet
JP2017095576A (en) 2015-11-24 2017-06-01 積水化学工業株式会社 Olefin resin microporous biaxially oriented film, method for producing the same, heat-resistant olefin resin microporous biaxially oriented film, and method for producing the same
JP2018005210A (en) 2016-06-28 2018-01-11 株式会社リコー Electrochromic display element, manufacturing method therefor, display device, information device, and electrochromic dimming lens

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020070362A (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7200603B2 (en) Method for producing porous layer, porous layer and electrode
KR102541239B1 (en) Liquid composition, storage container, porous resin production apparatus, porous resin production method, carrier forming composition, white ink, separation layer forming composition, and reaction layer forming composition
JP7206763B2 (en) Electrode and its manufacturing method, electrode element, non-aqueous electrolyte storage element
JP7234654B2 (en) Electrode and its manufacturing method, electrode element, non-aqueous electrolyte storage element
CN113024878B (en) Porous structure, method and apparatus for producing porous structure
JP7548345B2 (en) Electrode manufacturing method, liquid material
JP7151425B2 (en) Method for producing porous layer, porous layer and electrode
KR20220076356A (en) Liquid composition set, porous resin manufacturing apparatus, and porous resin manufacturing method
CN111116972B (en) Porous layer and electrode
CN116829652A (en) Liquid composition set, porous resin production device, and porous resin production method
JP2024051657A (en) Porous insulation layer imparting substance for bonding member for electrochemical element, laminate, electrode, electrochemical element, method for manufacturing laminate, method for manufacturing electrode, and method for manufacturing electrochemical element
JP2024079391A (en) Electrode formation device, manufacturing device of resin structure, electrode formation method and manufacturing method of resin structure
KR20220167772A (en) Liquid composition set, porous resin production apparatus, porous resin production method
JP2023004571A (en) Production method of resin structure, and production apparatus of resin structure
JP2024128930A (en) Electrode manufacturing method, electrode manufacturing apparatus, electrochemical device manufacturing method, and electrochemical device manufacturing apparatus
JP2023137114A (en) Method for manufacturing laminate for battery, and device for manufacturing laminate for battery
JP2023017150A (en) Method for manufacturing conductor, apparatus for manufacturing conductor, and structure
JP2023137112A (en) Method for manufacturing battery component, and device for manufacturing battery component
JP2021102754A (en) Porous structure, insulating layer, electrode, power storage element, method for manufacturing porous insulator, apparatus for manufacturing porous structure, carrier, separation layer, and reaction layer
KR20230136028A (en) Electrode, electrode element, electrochemical element, and power storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220810

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: 20221122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221205

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7200603

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151