TW200831278A - Roll of polyolefin microporous film and the producing method thereof - Google Patents
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Description
200831278 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用於電池隔離膜之聚烯烴製微多孔 膜捲繞物,亦即,將聚烯烴或含有聚烯烴之樹脂組合物所 構成之微多孔膜捲繞於卷芯上所成者。本發明係關於一種 尤其可較好地用作鋰離子二次電池用隔離膜的聚烯烴製微 多孔膜捲繞物及其製造方法 【先前技術】 聚烯烴製微多孔膜被用作各種電池用隔離膜。尤其是, 由於聚烯烴樹脂對有機溶劑之耐性優異,且電絕緣性亦優 異等,故特別多地應用於鐘離子二次電池中。 近年來’伴隨鋰離子二次電池之主要用途即行動電話或 電月® 以及其他便攜式機器的多功能化、輕量化、低成本 化5進一步要求電池高容量化、高能量密度化。其中,針 對雨各量化、高能量化,要求隔離膜薄膜化。另一方面, 因為將同時捲繞有隔離膜及電極之捲繞物(電極•隔離膜 捲繞物)裝入至電池之外殼中,故要求電極•隔離膜捲繞 物之外徑精度較好。 最近亦研究了將大型鐘離子二次電池使用於汽車 用、儲藏用之用途中,此時所使用之隔離膜係寬度較寬、 卷長較長者。為擴大如此之大型鋰離子二次電池之普及, 亦必須可高精度地製作捲繞物之外徑,降低插入外殼時之 不良率,實現低成本化。 例如’專利文獻1中,提出有為提昇製造電池隔離膜等 123124.doc 200831278 時之作業性等’而將最大外徑及最小外徑控制在特定範圍 内的聚烯烴製微$ $腊植& & ^ ^ , 1 夕孔膜捲繞物。然而,上述捲繞物之外徑 精度並不充分。 專利文獻1:日本專利特開2004-99799號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 本發明之目的在於提供一種可降低將電極•隔離膜捲繞
物插入外殼時產生之插入不良的聚烯烴製微多孔膜捲繞 物進而本發明之目的在於提供一種可利用電極•隔離 膜捲繞物之外徑而進行厚度控制的聚烯烴製微多孔膜捲繞 物及其製造方法。 解決問題之技術手段 本發明者等人不僅著眼於提高電極•隔離膜捲繞物之外 徑精度’極其重要的是控制作為其材料之聚烯烴製微多孔 膜(隔離膜)捲繞物之外徑精度,且對上述事項進行了銳意 研究,結果發現了可解決上述問題之方法,從而完成本發 明。尤其是’發現:利用根據日本專利特開2〇〇6-88255號 公報中所揭示之切割輥外徑測量機所測量之外徑及卷長而 計算出的厚度資訊,可高精度地控制與電極一併捲繞之捲 繞物的外徑,從而完成本發明。 又,本發明者等人發現,於對捲繞於母輥(切割成所需 寬度之前之輥)上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上切 割成特定寬度後,捲取所切割出之各聚烯烴微多孔膜而製 成捲繞物之情形時,為提高捲繞物之外徑精度,只要對各 123124.doc 200831278 捲繞物之捲取張力加以控制即可。 即,先前,於對捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於 其總寬度上將其切割成特定寬度後,捲取所切割出的各聚 烯烴製微多孔膜捲繞物而製造成捲繞物之情形時,可將所 捲繞之複數個捲繞物作為整體而同時控制各聚烯烴製微多 孔膜之捲取張力、或相應於特定之捲繞物而將所有聚烯烴 製微多孔膜之捲取張力控制為均一,根據本發明者等人之 研究,判斷出:於如此之控制方法中,並非單獨控制之對 象之捲繞物會捲繞得較緊或捲繞較鬆,無法控制其外徑。 即,本發明如下所述。 一種聚烯烴製微多孔膜捲繞物,其特徵在於:其係將聚 _煙製微多孔膜捲繞於卷芯上之捲繞物,且根據下述式(1 ) 所計算出之膜厚Τ(μπι)與對一片所評估出之膜厚ί(μιη)之差 (膜厚差)的絕對值(μχη)為1 ·5 μιη以下, T(pm)=7i(D2-d2)/4L (1) (上述式(1)中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(mm),d係指卷芯之外徑(mm),L係指捲繞物之 卷長(m))。 又,本發明如下所述。 一種聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製造方法,其包括以下 步驟: 對捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上切 割成特定寬度;以及 一面控制由切割成該特定寬度之各聚烯烴製微多孔膜所 123124.doc 200831278 構成之各捲繞物的捲取張力,一面進行捲繞。 發明之效果 若使用本發明之聚烯烴製微多孔膜捲繞物,則可製造出 • 插入外殼時之插入不良較少之電極•隔離膜一體型捲繞 物。進而,根據本發明,可利用電極•隔離膜一體型捲繞 物之外徑而進行厚度控制。又,本發明之製造方法可高效 ‘ 地製造上述聚烯烴製微多孔膜捲繞物。若將本發明之方法 • 應用於電極等中,進而亦可準確地進行電極•隔離膜_體 型捲繞物之外徑控制。 【實施方式】 以下,詳細說明本發明。 [5^稀煙製微多孔膜捲繞物] 本發明之聚烯烴製微多孔膜捲繞物之特徵在於:其係將 聚烯烴製微多孔膜捲繞於管等圓柱狀卷芯上之捲繞物,且 根據下述式(1)所計算出之膜厚Τ(μιη)與對一片所評估出之 馨 膜尽t(^m)的差(膜厚差)的絕對值(μπι)為1 ·5 μπι以下, T(pm)=7i:(D2-d2)/4L ⑴ (上述式(1)中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外桎(mm) ’ d係指卷芯之外徑(mm),l係指捲繞物之 -, 卷長(m))。 • 當膜厚之差(Tet)大於15 μηι時,由於捲繞物之捲繞過 鬆,故而使得於將其用作電極•隔離膜捲繞物之情形時, 無法進行電極•隔離膜捲繞物之外徑控制,當插入外殼 時,無法插入等不良問題將會增多。另一方面,當膜厚之 123124.doc 200831278 差(T-t)小於·1·5 μπι時,由於捲繞物之捲繞過緊,故導致捲 繞物之透過性不良,膜厚之差之絕對值較好的是1 ·2 μιη以 下,更好的是1 · 0 μιη以下,最好的是0.5 μπι以下。 膜厚之差(T-t)之絕對值小得越接近於〇,則聚烯烴製微 多孔膜越不會出現捲繞鬆弛或捲繞緊繃,本發明中,聚烯 烴製微多孔膜捲繞物較好的是稍稍緊繃捲繞。具體而言, 較好的是T-t之值(μιη)為-〇.5$T-t<0。 再者,本發明中,所謂「卷芯」,係將聚烯烴製微多孔 丨 膜製作成捲繞物時所使用的芯體,係指圓柱形狀者。作為 較好之具體例’可列舉紙管、塑料管等管。 就減少將電極•隔離膜捲繞物插入外殼時之插入不良的 方面考慮,本發明之較好態樣為如下所述之聚烯烴製微多 孔膜捲繞物群:其係包含2個以上之由切割捲繞於母輥上 之聚烯fe製微多孔膜所得的上述聚烯烴製微多孔膜捲繞物 的捲繞物群,捲繞偏移為5 mm以内,且上述膜厚之差(pm) 丨 之標準偏差為〇·7 μιη以下,進而為〇·5 μιη以下。此處,所 謂母輥,係指切割成使用者所需之寬度之前的輥,通常, 寬度為350 mm以上,進而為6〇〇 mm以上。所謂捲繞偏 移,係指將聚烯烴製微多孔膜捲繞於卷芯上之捲繞物中, •於所捲繞之聚烯烴微多孔膜之總長上,所捲繞之聚烯烴微 _ 多孔膜之端部的位置偏移。亦即,所捲繞之聚烯烴微多孔 膜之-端部的位於捲繞物《寬度方向冑外側的部分與位於 j内侧的部分之間在寬度方向上的距離。進而,不僅對於 單獨之捲燒物而言,而且對於構成母概總寬度之複數個捲 123124.doc 200831278 物(捲繞物群)而言,勿庸置疑較好的均是膜厚之差較 小 〇 本發明中’所謂「捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞物 的外k」D,係指當使將聚烯烴製微多孔膜捲繞於軸上之 . 聚烯文工製械多孔膜捲繞物形成為圓柱形時的直徑,於其叫 面並非正圓之情形時,設該「捲繞於卷芯上之包含多孔媒 之捲繞物的外獲」〇為與剖面外切之面積最小的外切長方 • 开》之短邊舆長邊的平均值。具體而言,可藉由下述方法而 、、出對於相距捲繞物之兩端3腿以上之靠内側的部分, 使用如下所述之方法,於沿微多孔膜之寬度方向等間隔之 複數個位置處,測量捲繞物之直徑,計算出其平均值。 本發明之聚稀烴製微多孔膜捲繞物之外徑D,例如可藉 由如圖1所示之日本專利特開2006·88255號公報中所記^ 料徑測!裝置而高精度且高效率地測量。圖!係表示測 量捲繞物外徑之機構的基本構成部分之概略圖。即,為光 •機職受由投影機1Α投射之雷射或可見光,測量捲繞物2 之影像’猎此測量捲繞物之外徑。該等投影機、受光機可 使用通常市售之作為雷射尺寸測量機、或數位尺寸測量機 等者。 • 例如’使包含2組投影機_受光機㈣尺寸測量裝置 •沿捲繞物2之旋轉轴方向平行移動,藉此,於線上測量捲 繞物^旋轉抽(卷芯)方向之所有位置上的外徑。若為使尺 寸測置裝置對於捲繞物2而相對移動,則可移動尺寸測量 裝置且可移動捲繞物2。又,根據所測量之捲繞物的不 123124.doc 11 200831278 同,有時考磨 ^到操作性亦可將捲繞物橫置等而製作出測量 ;可新摅投影機、受光機所構成之尺寸測量裝置的移動速 :。:所需之捲繞物之測量精度、測量時間等而適當確 外“之测量可對外切長方形之短邊及長邊所對 應之2方向推你 旦n 其平均值,通f,對於藉由尺寸測 仃測量之捲繞物2的測量範圍而言,只要連續測量 捲繞物之1個杨罢老, J ^ 個位置處之外徑則已充分。其理由在於,捲繞
物之外徑差係因將多片具有厚度差之薄膜重疊而產苴 剖面實質P焱T问 A /、 、、上马正囡,無論於何位置處進行測量,其 幾乎相等。 二 又,如圖2所示,表示測量本發明之捲繞物群之外徑時 的車乂好之例示。為使尺寸測量機高精度運轉,較好的是 將捲%物群设置於2組受光機1A及受光機⑶的大致中央 邛,例如,可於2組受光機1A及受光機1B的中央處設置用 以固定切割輥之轴等,藉由此等方式可將捲繞物群固定。 若移動2組受光機1A及受光機1B之寬度,則亦可同時對由 直徑不同之捲繞物所構成之捲繞物群進行測量。圖3中表 示有同時測量如此之由複數個捲繞物所構成之捲繞物群所 得的結果之一例。圖中之A部分係捲繞物間之間隙的測量 資料,且較理想的是具備計算處理部,其連續地自複數個 捲繞物間之連續測量資料中消去各捲繞物間之斷續部分。 為此’可採用下述方法:藉由去掉測量資料之上升、下降 之測I資料,而计异出複數個捲繞物外徑的計算方法;或 藉由對測量資料進行微分處理,去掉外徑測量產生急遽變 123124.doc -12· 200831278 化之部分’而計算出複數個捲繞物外程的計算方 , 由於當切割時分成條之情形時 ’ 捲、兀軸上’故而較理想的是具備處理部,' 測量資訊與薄膜捲繞物之膜條之 .^^ ^ 肤序貝訊的位置關係一致,並作 資料之顯示機構。 專裝置中亦可具備測量
=明所謂「對—片所評估出之臈厚t」,係 :、、,聚婦煙製微多孔膜的膜厚t,例如可藉由下述方 :而求出二對聚烯烴製微多孔膜捲繞物之最外周的微多孔 J ’於沿寬度方向等間隔之複數個位置處測量膜厚,並計 鼻出其平均值9 本發明中,對聚稀烴製微多孔膜之膜厚之測量方法並盈 限定,例如,除下述實施例中所示之方法以外,亦可藉由 =下所述之方法而高精度地測量,即,將測量端子^於 微夕孔膜上,讀取其動作,並換算成膜厚。測量端子之動 作之讀取過程中,例如可使用光學偵測器。又,較好的 是,將因測量端子而使微多孔膜所承载之每一單位面積之 壓力,控制在固定範圍内。進而,較好的是於恆溫室令進 行測量。 圖6係表示用以測量微多孔膜之膜厚t之裝置之一例的基 本構成構件的側視圖。於設置於支持台2丨上之支柱22上, 安裝有端子部固定部25、光學偵測器固定部29。 以下’藉由圖7、圖8,說明高精度地測量微多孔膜之膜 厚t之方法。圖7係表示將微多孔膜放置於試料台23上之狀 123124.doc -13- 200831278 態的圖’圖8係表示將測量端子桿24載置於微多孔膜上之 狀態的圖。如圖7、圖8所示,將作為測量試料之微多孔膜 37載置於试料台23與測量端子桿24之間,使測量端子桿手 動上下指示桿25移動,從而由測量端子桿24與試料台23夾 持微多孔膜37,光學偵測部3〇利用來自例如承壓調整部固 定部32之反射光等,讀取與測量端子桿24直接聯結之承壓 調整部固定部32之上下動作,且將其換算成膜厚並讀取膜 厚。關於該光學偵測部之測量技術,例如,如keyenee& 司之綜合内部專用等之目錄中所介紹般,可使用共焦測量 方式、三角測距方式、自動對準方式、光波測距方式等方 式。於最佳之例中,理想的是使用三角測距方式之光學偵 測器。所謂三角測距方式係,使所投射之雷射光之對象物 的表面的擴散反射光之一部分聚光於受光透鏡處、並於 CCD(Charge c〇uPle device,電荷耦合器件)上成像的方 式’其中’當對象物移位時,擴散反射光之聚光角度移 位’ CCD上之成像位置移動,此時檢測該移動,將移動量 換算成與膜厚相對應之值,並讀取該移動量作為膜厚。較 好的是,此時所使用之光學偵測部3〇之分辨能為1 下’更好的是為〇 · 1 μϊη以下,進而更好的是0 〇 i 以下。 又’較好的是,由測量端子桿24與試料台23夾持微多孔膜 37後’經過特定時間,例如5秒〜1分鐘,較好的是5〜3〇秒 後再進行測量。作為較好之光學偵測器之具體例,可列舉 keyence公司製造之lk_G15。 為以良好的再現性及精度測量微多孔膜之厚度,重要的 123124.doc -14- 200831278 疋忒料台23與測量端子桿24平行。為此,較好的是如圖6 所不般δ又置測量端子平行度調整構件27,使得可進行微調 整。更好的是,利帛水平儀使試料台23表現出水平性後, 調正试料台與測量端子桿之平行度。對於測量端子桿之直 徑亚無特別限定,較好的是1〜20 mm,更好的是1〜1〇 mm圖6〜圖8之例巾,作為測量端子才旱,係使用直徑為$ mm者’且其垂直度已經過檢查。 進而,於藉由光學偵測部讀取測量端子桿之動作之情形 時車乂理想的是於恆溫室中測量膜厚,從而使得不會產生 曰間差。 又,為使用複數台測量裝置能夠以良妤的再現性及精度 而測里微多孔膜之厚度,較好的是使接觸微多孔膜之測量 輪子桿的承壓固定。圖6〜圖8之例中,於測量端子桿%之 類比顯不部26的上部設置有承壓調整部28 ,用以載置用來 對測量端子桿24進行承壓調整的砝碼,且將測量端子桿% 之承壓調整為固定,並藉由承壓調整部固定部U加以固 定圖6〜圖8之例中,為使得可藉由承壓調整部28調整測 里端子#24之承壓,而如圖7所示般,使用測量端子桿% 於類比顯示部26之内部形成為-體者。作為用以使測量端 =桿24之承壓為特定的其他方法,例如,亦可使複數台測 量裝置中所使用之測量端子桿自身之重量相同。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製造方法] 本發明之無捲繞鬆弛或過度之捲繞緊繃、外徑精度較高 之聚烯烴製微多孔膜捲繞物可藉由下述方式製造:對捲繞 123124.doc -15- 200831278 於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上將其切割成 特定寬度,之後,於將所切割出之各聚烯烴微多孔膜捲繞 於卷芯上時,分別對由聚烯烴製微多孔膜所構成之各捲繞 • 物的捲取張力進行控制。 Λ 分別對各捲繞物之捲取張力進行控制之方法並無限定。 例如,可藉由下述方式而分別對各捲繞物之捲取張力進行 、 控制,即,將所切割出之各聚烯烴微多孔膜,捲繞於分別 # 具有旋轉驅動部之單獨的卷芯上,利用各自之旋轉驅動部 使各卷芯旋轉,藉此來控制各捲繞物之捲取張力。又,若 係將所切割出之各聚稀烴微多孔膜捲繞於具有共用之旋轉 驅動部的卷芯、或固定在具有共用之旋轉驅動部之旋轉抽 上的複數個卷芯上之情形時,可利用其他方式分別對各聚 烯烴微多孔膜設置單獨之張力控制裝置,從而分別對各捲 繞物之捲取張力進行控制。 本發明之捲繞物尤其是可藉由下述方式而較好地獲得, # 即,使用單獨驅動式切割機切割聚烯烴製微多孔膜,並將 捲、%於言(卷心)上。由於單獨驅動式切割機於母輥總寬 度上進行切割時,可分別對各切割輥進行張力控制,故而 ’ 適於高效地製造本發明之聚烯烴製微多孔膜捲繞物。 •- 作為單獨驅動式切割機之例,有具有如圖4所示之複數 ' 個驅動傳达部6的切割機。驅動傳送部6使用有例如磁粉離 -器等與藉由共用之AC(alternating current,交流電)馬 達而運動之輥9相連結,設置於管夾頭部8之管(未圖示)的 捲取可藉由使得可藉由正時皮帶(timing bA)7等且由驅動 123l24.doc -16- 200831278 傳送部進行驅動而進行。於使用有磁粉離合器之情形時, 可利用電信號控制其輸出扭矩。因此,藉由針對各個單獨 之官捲取部進行張力檢測,並施加電性反饋,可對應於各 個單獨之管捲取部之張力進行捲繞。圖5中,表示有如此 之裝置之概略圖。自母輥π抽出之切割前之聚烯烴製微多 孔膜’被切割器14切割成所需之寬度,並捲繞於具有單獨 臂部13(各單獨之捲取部)且由共用之軸(未圖示)所支持之 管上。與此相對,當先前之同軸驅動型切割機於母親總寬 度上進行切割,並捲繞於具有共用之捲取部之管上時,係 配合相鄰之複數個捲繞物中之特定之捲繞物而進行張力控 制,故而所獲得之捲繞物會捲繞得較緊、或捲繞得較鬆, 因此較難對外徑進行控制,難以較好地獲得本發明之捲繞 物。又,亦容易產生捲繞偏移。 再者,本發明中之所謂單獨驅動式切割機,係切割並捲 繞網狀物之裝置,意指將切割後之各網狀物捲繞於各自具 有旋轉驅動部之單獨之卷芯上者。 捲取聚烯烴製微多孔膜時之捲取張力較好的是,使母輥 之抽取張力為125(N/m)以下左右,使各捲繞物之捲取張力 與抽取張力大致相等(較好的是±20%以内)。捲取張力之具 體值例如可以下述方式確定··使捲取張力於上述範圍内變 化並進行複數次捲繞,測量所獲得之捲繞物之捲繞鬆緊 度,並根據其結果進行確定。 本發明中,聚烯烴製微多孔膜捲繞物之鬆緊度較妤的 是’與卷怒相距5 mm處為34 N以下。當緊於該鬆緊度而捲 123124.doc -17- 200831278 繞時,會導致捲繞物之卷形狀不良。 又,較好的是,聚烯烴製微多孔膜捲繞之與卷芯相距1〇 mm處之鬆緊度(F(10))、及與卷芯相距20 mm處之鬆緊度 (F(20))的差(F(10)_F(20))為 0·05 N以上 2 N以下。若 F(10)-F(20)之值在該範圍内,則可減少捲繞偏移、錯位鬆脫等 不良。
此處,所謂捲繞物之鬆緊度,係用以評估捲繞物之捲繞 狀態的指標之一,意指將前端之直徑為〇·〇4〜〇·〇7 mm、針 尖角度為25〜27。、針尖R為〇·〇4〜〇·〇7 mm的針扎入捲繞物 之側面1 cm所需之力(N)。又,所謂相距卷芯之距離,意 指於捲繞物之側面,距離卷芯表面之與卷芯剖面(圓)之切 線相垂直之方向的距離。 捲、、物之緊度,例如可藉由依據《,1996 年I2月號之「切條機/捲取機簡單基礎技術講座第7講 捲取輥之品質中所介紹之「Smith •㈣緊度試驗機」的 下述方法而加以測量。 圖9表示用以測量捲繞物之鬆緊度之裝置的概略圖。捲 繞物之鬆緊度測量裝置1G1係將針安裝㈣力計上者。捲 繞物之鬆緊度可藉由下述方式進行測量:將測量裝置ι〇ι 之針的前端札入測量位置,並垂直下壓測量裝置101,直 至針插入i cm為止,測量此時之峰值荷重。作為如此之裝 置’例如’可使用切取Kokuyo製造之安全銷「gw之 if38麵.的針侧之後,安裝於日本計量^業⑽an """η Μ"" Μ6" C°.,Ltd.)(股)之數位測力計购〇上 123124.doc • 18 - 200831278 所得之裝置。 進而,當使用單獨驅動式切堂,丨4也丄 莉式切割機切割捲繞於母輥上之聚 細煙製微多孔膜,製造聚# ^ 多孔膜捲繞物時,於提 供可進一步降低電極•隔離膜一 騰體型捲繞物之插入外殼時 的插入不良的捲繞物之方面考詹 可慮,較好的是,使於母輥總 寬度上切割出之捲繞偏蒋兔S _ 褐移為5_以内的捲繞物群中,根據 下述式(1)所計算出之膜厚TQm、盥姻L u ^ 厅Ημιη)與對一片所評估出之膜厚
Κμηι)之差(膜厚差)的標準偏差 干爾產為0·7 μπι以下,更好為〇·5 jim以下, T(pm)=7c(D2_d2)/4L ⑴ (上述式(1)中’ D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(叫’⑽指卷芯之外徑卜),以指捲繞物之 卷長(m))。 於本發明中,就捲繞性、成本方面考慮,用以捲繞聚烯 烴製微多孔膜之卷芯尺寸較好的是,其外徑為9ι·8瓜㈤以 上。所使用之卷芯,通常係根據内徑而稱呼。外徑為91·8 mm之紙管通常内徑為76·2 mm,紙厚為5〜15㈤瓜之範圍, 可根據強度而調整。作為所使用之管,可使用通常市售之 公差為±0.5 mm且更好的是±〇·3 mm之紙管、或塑料管,較 好的是公差較小者。 本發明之捲繞物將發揮可提供一種可減少插入外殼時之 插入不良的電極•隔離膜體型捲繞物的效果,並且,於作 為使用有寬度較寬之隔離膜(例如6〇〜160 mm)、卷長較長 之隔離膜(例如500〜3000 m,較好的是800〜2500 m)的電 123124.doc -19- 200831278 極•隔離膜捲繞物而使用之情形時,上述效果特別明顯。 若使用本發明之聚烯烴製微多孔膜捲繞物,則可提供一 種如下所述之電極·隔離膜捲繞物,即,於將聚烯烴製微 多孔膜捲繞於卷芯上之捲繞物中,可明確出捲繞於卷芯上 之包含多孔膜之捲繞物的外徑以及根據卷芯之外徑及卷長 而計算出的膜厚(μηι),從而可減少插入外殼時之插入不 良。 [聚烯烴製微多孔膜] 本發明之聚烯烴製微多孔膜之孔徑較好的是 μηι,更好的是〇·〇ι〜〇·ι μιη。本發明中,微多孔膜之孔徑 Γ(μπι)如下所述:悉知毛細管内部之流體於流體之平均自 由路徑大於毛細管之孔徑時按照努生流動(Knudsen flow),而當小於毛細管之孔徑時按照普塞流動(p〇iseuille flow) ’利用該點’將微多孔膜之透氣度測量中之空氣流動 假定為努生流動’又’將微多孔膜之透水度測量中之水流 動假定為普塞流動,並藉由下述式加以表示: r=2vx(Rliq/Rgas)x(16n/3Ps)x 106。 此處,Rgas為空氣之透過速度常數(m3/(m2.sec.pa)), Rliq為水之透過速度常數(m3/(m2,sec*Pa)),v為空氣之分 子速度(m/sec) ’ η為水之黏度(Pa*sec)(=0.8950 mPa.sec at 25°C),Ps為標準壓力(Pa)(=101325 Pa),其等分別可以下 述式表示:
Rgas=0.0001/(透氣度 χ(6·424χ10-4)χ(0·01276χ 101325))。 再者,透氣度係依據JISP-8117而求出: 123124.doc -20- 200831278
Rliq=透水度/100。 再者,透水度可以如下所述之方式求出。將預先浸潰於 乙醇中之微多孔膜設置於直徑41 mm的不錄鋼製透液單元 . 中,以水清洗該膜之乙醇後,以約50000 Pa之壓差使水透 過’根據經過120似時之透水量(Cn^,計算出單位時間· 單位壓力•單位面積之透水量,並以此作為透水度: ‘ ν=((8ΙΙχΤ)/(πχΜ))1/2。 Φ 再者,R為氣體常數(=8·314),Τ為絕對溫度(κ),π為圓 周率,Μ為空氣之平均分子量卜 聚烯烴製微多孔膜之空隙率較好的是25%以上75%以 下。此處,空隙率(。/。)可以由下述式表示: 空隙率(%)=[{V-(M/p)}/V]xl〇〇。 式中,v為微多孔膜之體積(cm3),M為微多孔膜之質量 (g) ’ P為構成微多孔膜之樹脂或樹脂組合物的密度 (g/cm3) 〇 • 具體而言,例如可藉由下述方式計算出:自微多孔膜切 取10 cmxl〇 cm見方之試料,求出其體積(cm)及質量(§), 根據該體積(cm)及質量(g)、以及構成膜之聚烯烴樹脂組合 物之禮度(g/cm3),藉由上式而計算出空隙率。再者,本發 ‘ ’ 明中’於微多孔膜包含聚乙烯之情形時,設聚乙烯之密度 為〇_95而進行計算。又,聚烯烴製微多孔膜之膜厚t較好的 是3 μχη以上2〇〇 μχη以下。 聚婦烴製微多孔膜之TD方向之動摩擦係數較好的是〇 . 6 以下,更好的是〇·1〜〇·4。TD方向之動摩擦係數例如可以 123124.doc -21 - 200831278 下述方式測量:對寬度50 mmx測量方向200 mm之試料, 使用Kato Tech股份有限公司製造iKES-S]E摩擦試驗機, 並於荷重50 g、接點面積1〇xl〇=1〇〇 mm2(纏繞有2〇根〇·5 _ 之琴鋼絲)、接點傳送速度1 mm/sec、張力6 kPa、温 度25°C之條件下進行測量。再者,由於TD方向之動摩擦係 數為0.1〜0.4之聚烯烴製微多孔膜容易產生捲繞偏移等不 • 良’故而尤其好的是使用本發明之捲繞物之製造方法進行 捲繞。 又’於捲入有異物之情形時,於過度緊繃捲繞之捲繞物 中’微多孔膜容易被損壞,當用作電池用隔離膜時,介電 強度不良品之比例將會增加。該傾向尤其會於僅實施有轴 延伸之縱橫向之拉伸強度相差10倍以上的高異向性微多孔 膜中顯著產生。 因此,本發明之無捲繞緊繃之棬繞物及其製造方法特別 適用於使用縱方向之拉伸強度(MD拉伸強度)與寬度方向之 φ 拉伸強度(10拉伸強度)之比(MD拉伸強度/TD拉伸強度)為 10以上者作為聚烯烴製微多孔膜的情形。 本發明中所使用之聚烯烴製微多孔膜,例如可藉由下述 - 方式製作。 作為聚烯烴,可使用聚烯烴單獨物以及2種以上之聚烯 - 烴混合物。作為主成分之聚烯烴,例如可列舉聚乙浠、聚 丙烯、聚-4-甲基戊烯等。作為主成分以外之聚烯烴, 可於不損及製膜性,且不損害本發明之目的的範圍内,調 配各種聚烯烴。例如,可調配用以提昇孔阻塞特性的心烯 123124.doc -22- 200831278 煙共單體的含量較高之低溶點聚乙烯、或用以提昇耐熱性 之聚丙烯以及聚-4-甲基-1-戊烯等。又,亦可於不損室作 為電池用隔離膜之性能、不損害製膜性、並且不損宝本發 明之目的的範圍内,調配聚烯烴以外之聚合物材料或其他 有機及無機材料。於構成微多孔膜之聚烯烴組合物中,視 需要,可混合使用酚系、磷系、疏系等之抗氧化劑,硬脂 酸鈣、硬脂酸辞等金屬皂類,紫外線吸收劑,光穩定劑, 抗靜電劑,防霧劑,染色顏料等公知之添加劑。 本發明之聚烯烴製微多孔膜之製造方法並無特別限制, 可採用所謂之乾式法、濕式法等。作為利用所謂濕式法之 製造方法,例如,可藉由下述方式製作聚烯烴製徼多孔 膜,將上述聚烯烴,於其熔點以上之溫度溶解於稱作可塑 劑之〉谷劑中,將所獲得之溶液冷卻至結晶溫度以下為止, 生成南分子凝膠,使用該高分子凝膠進行成膜(成膜步 驟),延伸所獲得之膜(延伸步驟),之後,去除可塑劑 塑劑去除步驟)。 此處所。之可塑劑,意指於其沸點以下之溫度可與聚烯 烴形成均一之溶液的有機化合物,作為其具體例,可列舉 十氫奈、一甲苯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二曱酸二丁 酯、十八烷醇、油醇、癸醇、壬醇、二苯醚、正癸烷、正 十二烷、石蠟油等。又,亦可使用自可塑劑去除步驟再生 之可塑劑。 對分子凝膠中之可㈣之比例並無特別限定,較好的是 20重量%〜9〇重量%,更好的是5〇重量%〜8〇重量%。若可塑 123124.doc -23- 200831278 劑之比例為20重量%以下,則存在難以獲得具有適當之空 隙率之微多孔膜的傾向;若為9〇重量%以上,則熱:液: 黏度降低’存在片材難以連續成形之傾向。 . 以下,將聚烯烴製微多孔膜之製造方法之一例劃分為上 述製膜步驟、延伸步驟以及可塑劑去除步驟加以說=。 ' [成膜步驟] 成膜方法並無特別限定,例如,藉由下述方式,即,將 響 混合聚烯烴粉末及可塑劑供給於擠出機中,於2〇(rc左右 之溫度將兩者熔融混練後’自通常之衣架模(加^㈣ die)澆鑄至冷卻輥上,可連續形成膜厚為幾十奈米至幾毫 米之片封。 、 [延伸步驟] 繼而,將所獲得之片材沿至少單軸方向延伸,藉此形成 延伸膜。延伸方法並無特別限定,可使用拉幅法、親法、 壓延法等。其中,較好的是利用拉幅法之同時進行雙轴延 • 伸。延伸溫度可為自常溫至高分子凝膠之熔點為止之溫 度,較好的是80〜140°C,更好的*1〇〇〜13〇t:。延伸倍率 較好的是,面積倍率為4〜400倍,更好的是8〜2〇〇倍更好 • 的是16〜100倍。若延伸倍率為4倍以下,則作為隔離膜之 … 強度不充分,若為4〇〇倍以上,則存在不僅難以延伸而且 • 谷易導致所獲得之微多孔膜之空隙率較低等弊端的傾向。 [可塑劑去徐步驟] 繼而,自延伸膜去除可塑劑,藉此可獲得微多孔膜。可 塑劑之去除方法並無特別限定。例如,於使用石蠟油或鄰 123124.doc -24 - 200831278 苯二甲酸二辛酯作為可塑劑之情形時,可以利用二氯甲俨 或甲基乙基酮等有機溶劑將其等萃取出,但亦可藉由對= 獲得之微多孔μ ’於其熔點溫度以下之溫度進行過熱乾 燥,而充分去除。又,例如於使用十氫萘等低彿點化:: 作為可塑劑之情形時,僅於微多孔膜之熔點溫度以下之溫 度進行加熱乾燥即可將其去除1實現低成本,可回收使 用後之有機溶劑並再次用於去除可塑劑。為改善透過性,
提高尺寸穩定性,下述方式亦較好,,對於藉由上述製 造方法而獲得之聚烯烴製微多孔膜,視需要而於熔點溫度 以下之溫度實施熱處理。 實施例 以下,藉由實施例以及比較例具體地說明本發明,該等 實施例以及比較例並不限制本發明之範圍。本發明中所使 用之各種物性,係根據以下之試驗方法而測量出。 (1)對一片所評估出之膜厚砍卜叫 自所切割出之微多孔膜切出25 cm之膜,使用東洋精機 製造之微測厚器(KBM型)於室溫23°C對10處進行測量,將 其平均值作為t。 ; (2)根據包含多孔膜之捲繞於管上之捲繞物之外握及卷 芯之外徑以及卷長而計算出之膜厚 使用日本專利特開2__88255號公報巾所記載之外徑測 量裝置’對切割並捲繞於已預先測量出外徑之卷芯咖⑷ 上的包含聚烯烴製微多孔膜的外徑D(mm)進行測量。若設 捲繞卷長為L(m),則可藉由下式 123124.doc -25- 200831278
T(Hm)=7C(D2_d2)/4L 而求出T。 製微多孔膜之外徑D之測量 而於寬度方向上以1 mm為單 包S切割並捲繞之聚烯烴製微多 中,為了避開兩端之凸出部,而於寬 位而測里自兩端靠近内側3 mm之部分的外徑,並將其平均 值作為D。 (3)電極·隔離膜捲繞物之製作 、正極之製作··將92 2重量%之鋰鈷複合氧化物Lic〇〇2作 為活〖生物貝、分別為2·3重量%之鱗片狀石墨及乙炔黑作為 一電^、以及3·2重量%之聚偏二氟乙烯(PVDF)作為黏合 劑,分散於N-曱基吼略烧酮(NMp)中,製備出聚料。使用 杈塗佈機,將該漿料塗附於作為正極集電體之厚度為2〇 冶的單面上,於13〇〇乾燥3分鐘後,藉由輥壓機壤 縮成形。此時,使正極之活性物質塗附量為25〇 g/m2,活 陳物貝總體您、度為3 G() g/em3。將其切割成寬度約職, 形成帶狀。 負極之製作:將96·9重量%之人造石墨作為活性物質、 1,4重里/°之羧甲基纖維素之銨鹽及1.7重量%苯乙烯-丁二 烯共聚物礼膠作為黏合劑,分散於純水巾,製備出浆料。 使用模塗佈機,將該漿料塗附於作為負極集電體之厚度為 12 μιη之銅箔的單面上,於12〇它乾燥3分鐘後,藉由輥
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123124.doc :/,貝里附!钩ιυο g/m2, 。將其切割成寬度約 -26- 200831278 電極•隔離膜捲繞物製作:將上述微多孔膜隔離媒、帶 狀正極以及帶狀負極’以帶狀負極、隔離膜、帶狀正極、 . 隔離膜之順序重疊並捲繞複數圈形成漩渦狀,藉此,製作 • 出電極•隔離膜捲繞物。 " (4) 電極*隔離膜捲繞物之外殼插入性 使用以夾頭夾持所製作之捲繞物,並藉由外殼插入機自 . 動將其插入所準備之18 ππηφ之外殼中,評估上述捲繞 物。 攀 設外殼插入不良 100卷中〇卷以下最佳 2卷以下 良好 除此以外 不佳。 (5) 黏度平均分子量Μν 根據ASTM-D4020,求出實施例、比較例中所使用之聚 乙烯於十氫萘溶劑中之135°C時的極限黏度[η],並藉由下 述式計算出黏度平均分子量Μν。 φ [η]=6·77χΐ〇-1(Τ4Μν。·67 (6) 捲繞物之鬆緊度 切取Kokuyo製之安全銷「hin-Ι3」之總長38 mm的針 • 側,安裝於日本計量器工業(股)之數位測力計HF-10上, ” · 形成測量裝置。將其礼入捲繞物之側面,並垂直下按,直 至針插入1 cm為止,測量出峰值荷重。再者,Kokuyo製造 之安全銷「hin· 13」總長3 8 mm之針側的尖端形狀如下所 述··針尖角度為26。,針尖R為0.04〜0.07 mm,針尖剖面直 後為 〇·〇47 mm。 123124.doc -27- 200831278 (7) 透氣度(sec/100 cc) 依據JIS P-8117,使用Gurley式透氣度計(東洋精器(股) 製,G-B2(商標))進行測量。 (8) (MD拉伸強度/TD拉伸強度)此 依據JIS K7127,使用島津製作所製造之拉伸試驗機
Auto Graph AG-A型(商標),测f 执伸強度測量用樣品 以及TD拉伸強度測量用樣品(形狀·寬10 mmx長100 mm) 的拉伸強度。使用夾頭間距離為5〇 mm ’且於樣品兩端部 (各為 25 mm 寬)之單面上貼有 ce!1〇phane tape(Nitto Denko Corporation(股)製,商品名:N·29)者進而’為防止试驗 時樣品滑動,而將厚度為1 之氣橡膠勘貼於拉伸試驗機 之夾頭内侧。 以試驗前之樣品剖面積除樣品斷裂時所賦予之拉力,藉 此求出拉伸強度(MPa),計算出MD拉伸強度與TD拉伸強 度之值的比。再者,測量係於溫度23±2°C、夾頭壓0.30 MPa、拉伸速度200 mm/min(若為無法將夾頭間距離確保 為50 mm之樣品,則變形速度為400%/min)之條件下進行。 [實施例1] [聚烯烴製微多孔膜之製作] 使用輥攪拌機,將35重量%iMv為27萬之聚乙烯、與65 重量%之Mv為95萬之聚乙烯的混合物乾混和,從而獲得聚 烯烴組合物。藉由雙軸擠出機,對所獲得之30重量%之組 合物及7 0重量%之液體石壤進行均一之熔融混練,獲得聚 乙烯熔融混練物。熔融混練條件如下,設定溫度為 123124.doc -28 - 200831278 200 C、螺桿轉數為170 rpm、噴出量為15 kg/hr。繼而, 對熔融混練物使用保持於22(rCiT塑模(寬度為25〇 mm), 將溶融混練物擠出成片狀。 使用表面溫度控制為60°c之金屬輥對熔融混練物進行壓 著’並使其冷卻,藉此,獲得厚度為1〇〇〇 μχη之厚度穩定 性優異之凝膠片材。 繼而’使用同時雙轴延伸機,於延伸溫度125。〇延伸至 7x7倍’繼而’導入至甲基乙基酮槽中,於甲基乙基酮中 充为次潰,萃取去除液體石蠟,其後,乾燥去除甲基乙基 酮。 進面’使用拉幅延伸機,沿橫方向於〗2〇。〇延伸1 ·5倍, 於125°C進行熱固定,獲得橫向寬度為12 m、膜厚為18 μιη、空隙率為40%、孔徑為〇·〇5 μιη的微多孔膜。又,微 多孔膜之TD方向之動摩擦係數為〇.4。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製作] 為了使得當將細切成複數條之聚浠烴製微多孔膜捲取於 複數根卷芯上時能夠分別進行張力控制,而於各單獨之捲 取《卩中δΧ置張力檢測器,藉此,可分別檢測各細切之聚浠 烴製微多孔膜之張力’並根據該檢測值,控制各驅動源之 輸出扭矩。 使用單獨驅動切條機,將所製作之聚烯烴製微多孔膜切 割成寬60 mm,並捲繞於紙製管(尺寸等:3Β)上,獲得聚 烯烴製微多孔膜捲繞物。d、L分別為102 mm、1000 m。 切割8根母輥,製造出ι60卷聚烯烴製微多孔膜捲繞物, 123124.doc -29- 200831278 。自其中抽取 ,測量並計算 T 為 17.6 〜18·1 產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物僅有1卷 150卷之捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物 D、T、1 ’其結果為·· D為 181.2〜182.9 mm, μπι,|T_t|之最大值為1·2μιη,標準偏差為 F(5)之平均值為25 N,F(10)_F(2〇)i平均值 μπι、t為 17〜19 0·4 μπι 〇 又, 為1 Ν。 再者,相對於母輥之總寬度^ m’設切條機之抽取張
力為100N,並將寬度為6〇mm之各捲繞物之張力均控制 5 N 〇 … [電極•隔離膜捲繞物之製作·評估] 根據(3)之電極•隔離膜捲繞物之製作,製作岀電極•隔離 膜捲繞物,繼而,根據(4)電極•隔離膜捲繞物之外殼插入 性進行評估,結果為,不良品為〇,視為最佳。 [比較例1] 使用同軸切條機,將實施例i中所製作之聚烯烴製微多 孔膜切割成寬60 mm,並捲繞於管(尺寸等:3B)上,從而 獲得聚烯烴製微多孔膜捲繞物。d、L分別為ι〇2 _、 10 0 0 m 〇 切割9根母輥,製造出180卷聚烯烴製微多孔膜捲繞物, 產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有12卷。抽取15〇卷之 捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並叶算D、τ、 t,其結果為:])為180.2〜183.9 mm,丁為17 2〜18 5叫、丈 為μιη,lT_tl之最大值為h6 μιη,標準偏差為〇 8 μπι 〇 123124.doc -30- 200831278 再者,本比較例中所使用之所謂同轴切條機係指,將切 割後之網狀物交替分開,且一併捲取於固定於具有旋轉驅 ‘ 動部之2根旋轉轴上的複數個卷芯上者。相對於母輥之總 、 寬度1 ·2 m,没切條機之抽取張力為1 〇〇 N,相對於各旋轉 轴,捲繞物之捲取張力為50 N,並不分別對每一捲繞物進 ' 行捲取張力控制。 - 以與實施例1相同之方式評估捲繞物外殼插入性,其結 果,產生3卷不良,視為不佳。 W [實施例2] [聚烯烴製微多孔膜之製作] 使用輥攪拌機,將35重量。/0之Mv為27萬之聚乙嬌、盥 重篁%2Μν為95萬之聚乙烯的混合物乾混和,從而獲得聚 烯烴組合物。藉由雙軸擠出機,對所獲得之3〇重量%之組 合物及70重量%之液體石蠟進行均一之熔融混練,從而獲 得聚乙烯熔融混練物。熔融混練條件如下,設定溫度為 ❿ 2〇〇°C、螺桿轉數為170 rpm、喷出量為15 kg/hr。繼而, 對熔融混練物使用保持於22〇t:iT塑模(寬度為25〇 mm), 將溶融混練物擠出成片狀。 . 使用表面溫度控制為6〇°C之金屬輥,對熔融混練物進行 •. 壓著,並使其冷卻,藉此,獲得厚度為1100 μηΐ2厚度穩 、 定性優異的凝膠片材。 、、璧而,使用同時雙軸延伸機,於延伸溫度延伸至 7X7倍,繼而,導入至曱基乙基酮槽中,於甲基乙基酮中 充分浸潰’萃取去除液體石躐,其後,乾燥去除甲基乙基 123124.doc -31- 200831278
進而,使用拉幅延伸機,沿橫方向於120°C延伸1·5倍, 於125°C進行熱固定,獲得橫向寬度為1·2 m、膜厚為20 μπι、空隙率為40%、孔徑為0·05 μπι之微多孔膜。又,微 多孔膜之TD方向之動摩擦係數為0.4。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製作] 使用單獨驅動切條機,將藉由上述方法鼓作之聚烯烴製
微多孔膜切割成寬60 mm,並捲繞於塑料製管(尺寸等: 6B)上,獲得聚烯烴製微多孔膜捲繞物。d、l分別為15〇 mm、10〇〇 m 〇 切割8根母輥8,製造出160卷 物,產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有2卷。抽取15〇卷 之捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算β、 T、t,其結果為·· D為 216 2〜219 3 mm,丁為 19 〇〜] μΠ1、丨為19.7〜Μ叫1,lT_t|之最大值為1·4 ,標準偏差 為〇.3 μιη。又,F(5)之平均值為% N、f(1〇)_f㈣之平 值為0.9 N 〇 再者,相對於母輥之總寬度1>2 m,設切條機之抽取張 力為100 N,將60 mm寬之各捲繞物之張力均控制為5 N。 [電極•隔離膜捲繞物之製作·評估] ' 根據⑺之電極·隔離膜捲繞物之製作, 隔離膜捲繞物,繼而,根據⑷電極•隔離膜 外二 插入性進行評估,其結果為,不良品為卜視為良好。 [比較例2] 123124.doc -32 - 200831278 使用同軸切條機,將實施例2中所製作之聚烯烴製微多 孔膜切割成寬60 mm,並捲繞於管(尺寸等;6B)上,從而 獲得聚烯烴製微多孔膜捲繞物,d、L分別為150 mm、 1000 in 〇 切割9根母輥,製造出180卷聚烯烴製微多孔膜捲繞物, 產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有8卷。抽取15 0卷之捲 繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算d、τ、t, 其結果為:D為 215·5〜220.1 mm,T為 18.2〜20·7 μιη、t為 19.7〜21 μηι,| T_t |之最大值為19 μπι,標準偏差為〇 8 μιη 〇 再者’相對於母親之總見度1 · 2 m,設切條機之抽取張 力為100 N,相對於各旋轉轴,捲繞物之捲取張力為5〇 N,並不對每一捲繞物進行捲取張力控制。 以與實施例1相同之方式評估捲繞物外殼插入性,其結 果’產生3卷不良’視為不佳。 [實施例3] 將12.8重量%之]^^為27萬之聚乙烯、192重量%之1^^為 95萬之超高分子量聚乙烯、48重量%之鄰苯二甲酸二辛酯 (DOP)、20重量。/。之微粉二氧化矽混合造粒後,使用前端 安裝有T塑模之雙軸擠出機熔融混練,之後擠出,藉由自 兩侧加熱後之輥進行壓延,形成為厚度為11〇 μπΐ2片狀。 自該成型物萃取去除膽、微粉二氧切,製作出微多孔 膜。重疊2片該微多孔膜,於11(rc沿縱方向延伸45倍,之 後’於133。(:沿橫方向延伸1>7倍,最後,於135。〇進行熱處 123124.doc -33· 200831278 理。獲得橫向寬度為1·2 m、膜厚為18 μηι、空隙率為 50%、孔徑為〇·ι μπι之微多孔膜。又,微多孔膜之TD方向 之動摩擦係數為0.2。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製作] 使用單獨驅動切條機’將藉由上述方法製作之聚烯烴製 微多孔膜切割成寬60 mm,並捲繞於塑料製管(尺寸等: 3B)上,從而獲得聚烯烴製微多孔膜捲繞物。d、乙分別為 102mm、10 0 0 m 〇 切割8根母輥,製造出160卷聚烯烴製微多孔膜捲繞物, 產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有2卷。抽取卷之捲 繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算D、T、言, 其結果為:D為 18 1.2〜183.2 mm,T為 17.6〜18·2 μηι、t為 17〜19 μιη,|T_t|之最大值為i.3㈣,標準偏差為〇5 μηι。又,F(5)之平均值為25 N,F(1〇)_F(2〇)之平均值為2 N 〇 再者’相對於母親之總寬度i.2历寬,設切條機之抽取 張力為100 N,將60 mm寬之各捲繞物之卷芯張力均控制為 5 N 〇 [電極•隔離膜捲繞物之製作·評估] 根據(3)之電極•隔離膜捲繞物之製作,製作出電極•隔離 膜捲繞物,繼而,根據(4)電極•隔離膜捲繞物之外殼插入 性進行評估,其結果’不良品為i,視為良好。 [比較例3] 將丨2重量%iMv為200萬之超高分子量聚乙稀、12重量 123124.doc -34- 200831278 %2Mv為15萬之高密度聚乙烯、16重量%2Mv為15萬之直 鏈狀低密度聚乙烯、42.4重量%之鄰苯二甲酸二辛醋 * (DOP)、17.6重量%之微粉二氧化矽混合造粒後,使用安裝 ^ 有T塑模之雙軸擠出機混練•擠出,形成為厚度為9〇 μπι< 片狀。自該成形物萃取去除DOP及微粉二氧化矽,形成微 多孔膜。重疊2片該微多孔膜,於加熱至11 §之條件下, , 沿縱方向延伸5.3倍(延伸速度為1〇〇〇%/秒),之後,沿橫方 向延伸1·8倍(延伸速度為2%/秒)。獲得橫向寬度為〇.96 πι、膜尽為22 μπι之被多孔膜。又,微多孔膜之Td方向之 動厚擦係數為(Κ7。 使用同軸切條機,將所獲得之聚烯烴製微多孔膜切割赤 寬 60 mm。d、L分別為 1〇2 mm、1〇〇〇 m。 切割11根母輥,製造出176卷之聚烯烴製微多孔膜捲繞 物,產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有4卷。抽取15〇卷 之捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算d、 • 丁、^其結果為:1>為 193 〜200 mm,T為 21.1〜23·2 μιη、t 為21·5〜23·8 μιη ’ I T-t I之最大值為ι ·6 μπι,標準偏差為 0.8 μιη ο ' 再者,相對於母輥之總寬度G.96 m寬,設切條機之抽取 •- 張力為80 N,且使相對於各旋轉轴,捲繞物之捲取張力為 • 40 N,並不對每一捲繞物進行捲取·張力控制。
以與實施例1相同之方式評估捲繞物外殼插入性,產生5 卷不良^視為不佳D
[實施例4] 123124.doc -35- 200831278 將14·4重量%2Μν為27萬之聚乙烯、9 6重量%之Mv為 300萬之超咼分子量聚乙烯、56重量%之鄰苯二甲酸二辛 酯(DOP)、20重量%之微粉二氧化矽混合造粒後,使用前 端安裝有Τ塑模之雙軸擠出機熔融混練,之後擠出,藉由 自兩側加熱後之輥進行壓延,形成為厚度為丨1〇 μιη之片 狀。自該成形物萃取去除DOP、微粉二氧化矽,而製作出 微多孔膜。將該微多孔膜於115。〇沿縱方向延伸5·5倍後, 最後於120°C進行熱處理。獲得橫向寬度為〇·96 m、膜厚為 30 μιη、空隙率為70%、孔徑為〇·ι μιη之微多孔膜。md之 拉伸強度為190 MPa、TD之拉伸強度為18 MPa,(MD拉伸 強度/TD拉伸強度)之比為1 〇·6。又,微多孔膜之TD方向之 動摩擦係數為0.5。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製作] 使用單獨驅動切條機,將藉由上述方法製作之聚烯烴製 微多孔膜切割成寬6〇 mm,並捲繞於塑料製管(尺寸等: 3B)上’獲得聚烯烴製微多孔膜捲繞物。d、l分別為1〇2 mm、1000 Hi 〇 切割11根母輥,製造出176卷之聚稀烴製微多孔膜捲繞 物’產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有2卷。抽取150卷 之捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算D、 丁、士’其結果為:〇為214.2〜2241!1111、1'為27.9〜31.20111、 t為28.2〜32·5 μπι,| T-t|之最大值為1·4 μπι,標準偏差為 〇·5 μπι。又,F(5)之平均值為25 N、F(1〇)_F(2〇)之平均值 為2 N。 123124.doc -36- 200831278 [電極•隔離膜捲繞物之製作·評估] 根據(3)之電極•隔離膜捲繞物之製作,製作出電極•隔離 膜捲繞物,繼而,根據⑷電極•隔離膜捲繞物之外殼插入 性進行評估,其結果,不良品為1,視為良好。 [聚烯烴製微多孔膜捲繞物受異物之損壞容易度之評估] 準備1根母輥,使用圖2所示之外徑测量器,於母輥之寬 度方向測量外徑,並料徑值最大處附近標註記號。繼 而,與上述聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製作同樣地,切割 該母輥,捲繞所切割出之各聚烯烴微多孔膜,並於捲繞有 100 m時,向自標記有記號處附近所抽取之聚烯烴微多孔 膜所捲繞形成之捲繞物中,插入預先準備之〇1 mm見方之 氧化銘切片’並繼續切割。捲取i 〇〇〇茁後,解開捲繞物, 觀察因氧化鋁切片而產生之聚烯烴製微多孔膜之孔的開孔 狀態,可發現,有開孔縱貫2層。 [比較例4] 使用同轴切條機,將實施例4中所製作之聚烯烴製微多 孔膜切割成寬60 mm。d、L分別為1 〇2 mm、1 〇〇〇 m。 切割11根母輥,製造出176卷之聚烯烴製微多孔膜捲繞 物’產生5 mm以上之捲繞偏移之捲繞物有8卷。抽取150卷 之捲繞偏移為5 mm以内之捲繞切割物,測量並計算D、 T、t,其結果為:d 為 214.5〜223_5 mm,T 為 28.0〜31·〇 123124.doc -37- 200831278 μιη、t為28.2〜32.5 μηι,I T-t I之最大值為1.9 μιη,標準偏 差為 0.5 μπι。 再者,相對於母輥之總寬度0.96 m寬,設切條機之抽取 張力為8 0 N ’且使捲繞物相對於各旋轉轴之捲取張力為4 〇 N,並不對每一捲繞物進行捲取張力控制。 以與實施例4相同之方式評估捲繞物外殼插入性,其結 果,產生10卷不良,視為不佳。又,以與實施例4相同之 方式’對聚烯烴微多孔膜捲繞物受異物之損壞容易度進行 評估,其結果,發現有開孔縱貫5層。 [產業上之可利用性] 根據本發明之聚烯烴製微多孔膜捲繞物及其製造方法, 可提供一種減少了插入外殼時之插入不良的電極•隔離膜 一體型捲繞物’故而可較好地用於電池用隔離膜,尤其是 可較好地用於大型之鋰離子二次電池。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之捲繞物之外徑的測量裝置之一例的 概略圖。 圖2係表示本發明之捲繞物群之外徑的測量裝置之一例 的概略圖。 圖3係表示對複數個捲繞物同時進行尺寸測量之結果之 一例的線圖。 圖4係本發明之製造方法之一例之捲取臂的概略圖。 圖5係表示本發明之製造方法之一例的概略圖。 圖6係表示測量微多孔膜之膜厚之機構之基本構成部分 123124.doc -38- 200831278 的模式圖。 圖7係表示較好之膜厚測量裝置之模式圖(前視圖)。 圖8係表示較好之膜厚測量裝置之模式圖(前視圖)。 圖9係表示捲繞物之鬆緊度測量裝置之一例的模式圖 【主要元件符號說明】 1A 光學尺寸測量機之投影機 - 1B 光學尺寸測量機之受光機 2 聚烯烴製微多孔膜捲繞物 響 3 信號處理部 5 檢查結果輸出部 6 驅動傳送部 7 正時皮帶 8 管夾頭部 9 驅動軸 10 齒輪 • 11 母輥 12 聚烯烴製微多孔膜捲繞物 13 單獨臂部 • 14 切割器 … 21 支持台 22 支柱 23 試料台 24 測量端子桿 25 測量端子桿手動上下指示桿 123124.doc -39- 200831278 26 27 ^ 28 • 29 30 ^ 31 - 32 37 ❿ 類比顯示部 端子平行度調整構件 承壓調整部 光學偵測部固定部 光學偵測部 光學偵測部固定部高度調整部 承壓調整部固定部 試料 123124.doc -40-
Claims (1)
- 200831278 十、申請專利範圍: 1 · 一種聚烯烴製微多孔膜捲繞物,其特徵在於:其係將聚 • 烯烴製微多孔膜捲繞於卷芯上所成之捲繞物,並且,根 • 據下述式(1)所计异出之膜厚Τ(μηι)與對一片所評估之膜 厚(μπι)之差(膜厚差)的絕對值(^叫為15 μιη以下, ^ T(pm)=7c(D2-d2)/4L (1) • (上述式(1)中’ D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(mm),d係指卷芯之外徑(mm),l係指捲繞物 ® 之卷長(m))。 2·如請求項1之捲繞物,其係藉由下述方式而製造··對捲 繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上將其切 割成特定寬度後,一面控制由切割成該特定寬度之各聚 烯烴製微多孔膜所捲成之各捲繞物的捲取張力,一面進 行捲繞。如請求項1之捲繞物,其係藉由單獨驅動式切割機而切 割。 如請求項1至3中任一項之捲繞物,其中與卷芯相距5 mm 處之鬆緊度為34 N以下。 5·如請求項4之捲繞物,其中與卷芯相距1〇 mm處之鬆緊度 (F(l〇))、及與卷芯相距20 mm處之鬆緊度(F(2〇))的差 (F(10)-F(20))為 0·05Ν以上 2N以下。 6·如請求項1至3中任一項之捲繞物’其卷長為5〇〇mw 上。 7·如請求項1至3中任一項之捲繞物,其中聚烯烴製微多孔 123124.doc 200831278 膜之 孔徑為0·0Ό1 μπι以上1 μπι以下, 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μπι以上200 μπι以下。 8·如請求項1至3中任一項之捲繞物,其中聚烯烴製微多孔 膜之寬度方向之動摩擦係數為0.6以下。9·如請求項1至3中任一項之捲繞物,其中聚烯烴製微多孔 膜之縱方向之拉伸強度(MD拉伸強度)與寬度方向之拉伸 強度(TD拉伸強度)之比(MD拉伸強度/TD拉伸強度)為10 以上。 I 〇·如請求項1至3中任一項之捲繞物,其用於電池周隔離 膜。 II ·如請求項1至3中任一項之捲繞物,其係用於電池用隔離 膜,並且, 聚烯烴製微多孔膜之 孔徑為0 · 〇 〇 1 μιη以上1 μπι以下, 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μπι以上200 μηι以下。 12. —種聚烯烴製微多孔膜捲繞物群,其係包含2個以上之 使捲繞於母輥上<聚烯烴製微多孔膜切割所得之如請求 項1所述之捲繞物的捲繞物群’捲繞偏移為$ mm以 〇請求項!中所記載之膜厚差_的標準偏差⑽_ 13 · —種捲繞物群 其特徵在於 其係藉由下述方式而製造 123124.doc 200831278 之捲繞物群··對捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於 其總寬度上將其切割成特定寬度後,一面控制由切割成 該特定寬度之各聚烯烴製微多孔膜所構成之各捲繞物的 . 捲取張力,一面進行捲繞,並且,各捲繞物之捲繞偏移 為5 mm以内,且根據下述式(1)所計算出之各捲繞物之 膜厚Τ(μπι)與對一片所評估之膜厚《卜叫之差(膜厚差)的 ' 標準偏差為0 · 7 μιη以下, T(pm)=7i(D2_d2)/4L (1) (上述式中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞物 的外徑(mm),d係指卷芯之外徑(mm),l係指捲繞物之 卷長(m))。 14·如請求項12之捲繞物群,其係藉由單獨驅動式切割機而 切割。 15·如請求項12至14中任一項之捲繞物群,其中各聚烯烴製 微多孔膜捲繞物之卷長為500 m以上。 • I6·如請求項12至14中任一項之捲繞物群,其中聚烯烴製微 多孔膜之 孔徑為0.001 μιη以上1 μιη以下, ^ 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μπι以上2 0 0 μπι以下。 17. 如請求項12至14中任一項之捲繞物群,其用於電池用隔 離膜。 18. 如請求項12至14中任一項之捲繞物群,其係用於電池用 隔離膜,並且, 123124.doc 200831278 聚烯烴製微多孔膜之 孔控為0.001 μπι以上1 μπι以下, 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μηι以上200 μπι以下。 19· 一種如請求項〗所述之捲繞物之製造方法,係使用單獨 驅動式切割機切割捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜從 而製造聚烯烴製微多孔膜捲繞物者,並且於母輥總寬度 上切刎出之捲繞偏移為5 mm以内的捲繞物群中,根據下 述式(1)所計算出之膜厚Τ(μιη)與對一片所評估之膜厚 Κμιη)之差(膜厚差)的標準偏差為〇7μιη以下, T(pm)=7i(D2 = d2)/4L (1) (上述式(1)中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(mm),以系指卷芯之外徑,[係指捲繞物 之卷長(m))。 2〇· —種聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製造方法,包括以下步 驟: 將捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上 切割成特定寬度;以及 一面控制由切割成該特定寬度之各聚烯烴製微多孔膜 所構成之各捲繞物的捲取張力,一面進行捲繞。 21· —種聚烯烴製微多孔膜捲繞物之製造方法,包括以下步 驟: 將捲繞於母輥上之聚烯烴製微多孔膜,於其總寬度上 切割分離成特定寬度;以及 123124.doc 200831278 一面控制由切割成該特定寬度之各聚烯烴製微多孔膜 所構成之各捲繞物的捲取張力,一面進行捲繞;其中 該聚烯烴製微多孔膜捲繞物之捲繞偏移為5 mm以内, 且根據下述式(1)所計算出之膜厚Τ(μιη)與對一片所評估 出之膜厚ΐ(μπι)之差(膜厚差)的標準偏差為〇·7 μπχ以下, Τ(μπι)=π(ϋ2-(12)/4Ε (1) (上述式(1)中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(mm),d係指卷芯之外徑(mm),l係指捲繞物 之卷長(m))。 22. 如請求項20之製造方法,其中使用單獨驅動式切割機進 行切割。 23. 如請求項20之製造方法,其中根據下述式(1)所計算出之 聚烯烴製微多孔膜捲繞物之膜厚Τ(μηι)與對一片所評估 出之膜尽ΐ(μηι)之差(膜厚差)的絕對值(μηι)為1 ·5 μιη以 下, Tbm)=7i(D2-d2)/4L (1) (下述式(1)中,D係指捲繞於卷芯上之包含多孔膜之捲繞 物的外徑(mm),d係指卷芯之外徑(mm),l係指捲繞物 之卷長(m))。 24·如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 多孔膜捲繞物之與卷芯相距5 mm處之鬆緊度為34 N以 下。 25.如請求項19至23中任一項之製造方法,其中與卷芯相距 10 mm處之鬆緊度(F(i〇))、及與卷芯相距2〇 mm處之鬆 123124.doc 200831278 緊度(F(20))的差(F(10)-F(20))為 0.05 N 以上 2 N 以下。 26.如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 β 多孔膜捲繞物之卷長為500 m以上。 - 27·如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 多孔膜之 孔徑為0.001 μπι以上1 μηι以下, 、 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μιη以上200 μπι以下。 W 28·如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 多孔膜之寬度方向之動摩擦係數為0.6以下。 29.如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 多孔膜之縱方向之拉伸強度(MD拉伸強度)與寬度方向之 拉伸強度(TD拉伸強度)之比(MD拉伸強度/TD拉伸強度) 為10以上。 3 0.如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 φ 多孔膜係電池用隔離膜。 31.如請求項19至23中任一項之製造方法,其中聚烯烴製微 多孔膜係電池用隔離膜,且聚烯烴製微多孔膜之 ' 孔徑為0.001 μιη以上1 μιη以下, . 空隙率為25%以上75%以下, 膜厚為3 μηι以上2 0 0 μπι以下。 123124.doc
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