WO2013100062A1 - 微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法 - Google Patents

微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法 Download PDF

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microporous
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一ノ宮　崇
尊則 飯塚
賢司 金子
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東レ株式会社
東レバッテリーセパレータフィルム株式会社
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    • B65H2701/175—Plastic

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a microporous plastic film roll.
  • Non-Patent Document 1 if there is a pinhole in a food packaging film, there is a possibility that trouble such as liquid leakage of the contents may occur, so no pinhole occurs during the film manufacturing process. Test methods such as piercing, friction and bending fatigue are defined by the Food Sanitation Law.
  • Non-Patent Document 1 Although proposed in Non-Patent Document 1 described above has a certain effect in preventing shipment of products that have pinholes in the inspection, it does not reduce the pinhole defects themselves, so it directly improves productivity. I could't. Also, the film manufacturing process has a longer transport distance, and the risk of pinholes due to foreign matters increases in the downstream process, and even if the dust control is strictly controlled, the effect is limited.
  • Patent Document 1 has a problem of inducing meandering of the film due to a decrease in grip force due to air lubrication because the surface of the transport roller is uniformly smoothed.
  • air permeability such as a microporous plastic film
  • the relationship between the grip force before and after air permeation and the surface of the transport roller is complicated, and a uniformly smooth metal as in Patent Document 1.
  • the conveyance roller having the surface there is a possibility that the conveyance performance may not be improved due to occurrence of meandering or the like.
  • Patent Document 1 Since the one proposed in Patent Document 1 is not intended to prevent the occurrence of pinhole defects, it is said that rubber may be used for the surface of the nip roller existing in the resin film conveyance process.
  • the nip roller needs a grip force to be a base point for controlling speed and tension. For this reason, in order to develop a grip uniformly in the width direction, when the transport roller is a metal, the surface on the nip roller side is required to be rubber exemplified in Patent Document 1.
  • a nip roller may be pierced by foreign matters such as metal powder generated during the conveyance process, and due to the characteristics of the nip roller, there is a possibility that pinhole defects may be generated in the film by the pierced foreign matter. .
  • an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a microporous plastic film roll that can suppress the occurrence of pinhole defects and can transport a plastic film satisfactorily.
  • a microporous plastic film roll manufacturing apparatus transports a microporous plastic film with a transport roller, and then closes it to a near roller or makes contact with a touch roller.
  • the portion of the touch roller that contacts the plastic film has a Vickers hardness of 100 to 2000, and the plastic film The plastic film is transported so that a surface opposite to a surface in contact with the transport roller is in a non-contact state in a region in contact with the transport roller.
  • the “plastic film having micropores” refers to a polymer thin film having a large number of micropores inside the film, and part or all of the micropores are formed of through-holes.
  • the “conveying roller” is a means for conveying a microporous plastic film continuous in the length direction from the upstream to the downstream of the manufacturing process, and refers to a cylindrical body that is rotatably supported.
  • the “touch roller” is a roller that rotates while being pressed against the film roll, and is used to adjust the winding shape by eliminating the air between the film rolls or suppressing the edge height.
  • the “near roller” is a roller for bringing the plastic film into contact with the plastic film and is not in contact with the film and is not pressed like the touch roller, but close to the film roll. It means what is used to adjust the winding shape by shortening the air travel distance of the film as much as possible.
  • the film contact portion in contact with the plastic film in at least one of the transport roller and the near roller has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less.
  • the arithmetic average roughness Ra is 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the “Vickers hardness” is an index indicating the hardness of the material surface defined by Japanese Industrial Standards JIS Z2244.
  • a film contact portion in contact with the plastic film in at least one of the conveying roller and the near roller has a surface of 0.5 to 3 mm.
  • a groove having a width is provided, and the Vickers hardness is 100 or more and 2000 or less.
  • the “groove” means a continuous recess intentionally formed on the surface of the transport roller.
  • the present invention provides the above microporous plastic film roll manufacturing apparatus, further comprising a pinhole defect detecting means for detecting a pinhole of the plastic film to be transported, wherein the transport on the downstream side in the transport direction with respect to the pinhole detecting means.
  • the film contact portion that contacts at least one of the plastic film of the roller, the near roller, and the touch roller has an arithmetic average roughness Ra of 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, and a Vickers hardness of 100 to 2000.
  • the present invention is characterized in that, in the above microporous plastic film roll manufacturing apparatus, the film contact portion is a metal or a ceramic.
  • ceramics refers to a sintered body containing a metal oxide as a main component.
  • the present invention also includes a wrinkle removing means for contacting the end of the plastic film to be conveyed and removing wrinkles formed in the plastic film during the conveyance process in the microporous plastic film roll manufacturing apparatus. It is characterized by that.
  • wrinkle removing means means that when the microporous plastic film is transported in the length direction, the film is wrinkled by generating a transport force in the width direction or by transporting in the width direction.
  • the present invention provides the above-mentioned microporous plastic film roll manufacturing apparatus, further comprising wrinkle removing means for removing wrinkles formed in the transport process on the plastic film in contact with the entire width of the plastic film to be transported, A portion of the wrinkle removing means that contacts the plastic film is a metal.
  • the method for producing a microporous plastic film roll according to the present invention transports a microporous plastic film having an air permeability of 10 to 1000 seconds / 100 ml by a transport roller, and then makes it close to the near roller or contacts the touch roller.
  • the portion in contact with the plastic film in the touch roller has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, and the plastic The plastic film is transported such that a surface of the film opposite to the surface in contact with the transport roller is in a non-contact state in a region in contact with the transport roller.
  • air permeability is an index that defines the time during which a predetermined flow rate of air passes through a microporous when a predetermined pressure is applied to a microporous membrane such as paper as defined in Japanese Industrial Standard JIS P8117. It is.
  • the film contact portion that contacts the plastic film in at least one of the transport roller, the near roller, and the touch roller has a Vickers hardness of 100.
  • the arithmetic average roughness Ra is not less than 2000 and not more than 2000 and is characterized by 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the plastic film is transported so that the surface opposite to the surface in contact with the transport roller in the plastic film is in a non-contact state in the region in contact with the transport roller, there is no fear of sharp foreign objects sticking to the transport roller, and it is possible to reduce the occurrence of pinholes due to foreign objects sticking to the surface of the transport roller, as compared to using a conventional nip roller. Therefore, the occurrence of pinhole defects can be suppressed, and the plastic film can be transported satisfactorily.
  • the portion of the touch roller that contacts the plastic film has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, so that sharp foreign matter such as metal dust may be stuck into the portion that contacts the plastic film. Therefore, it is possible to prevent a large number of pinholes from being periodically generated in the plastic film.
  • the film contact portion in contact with the plastic film in at least one of the transport roller and the near roller has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, so that sharp foreign matter such as metal dust is present in the portion in contact with the plastic film. There is no possibility of piercing and it is possible to prevent a large number of pinholes from being periodically generated in the plastic film.
  • the plastic film can be prevented from meandering.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a conveyance / winding unit, which is a main part of a microporous plastic film roll manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of a microporous plastic film.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the microporous plastic film shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the use of the microporous plastic film roll manufactured by the microporous plastic film roll manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and is a schematic exploded view of a part of a cylindrical lithium ion secondary battery.
  • FIG. FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a case where pinholes are generated in the microporous plastic film.
  • FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the surface of the near roller shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram when the microporous plastic film is conveyed by a roller formed of a metal or ceramics with a mirror contact surface.
  • FIG. 8 is a schematic side view of a conveyance / winding unit, which is a main part of a microporous plastic film roll manufacturing apparatus that is a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing another modified example of the microporous plastic film roll manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of FIG.
  • FIG. 11 is a chart showing the evaluation results of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a conveyance / winding unit, which is a main part of a microporous plastic film roll manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the microporous plastic film 1 to be transported by the microporous plastic film roll manufacturing apparatus exemplified here may be formed by any method.
  • the melted polyolefin resin is kneaded with a solvent in an extruder, and then discharged from a die onto a cooling drum to obtain a gel sheet. After appropriately passing through a stretching and orientation step, the solvent is washed and dried.
  • a polyolefin resin kneaded with a crystal nucleating agent may be discharged from a die onto a cooling drum, and micropores may be formed by controlling the crystal structure without using a solvent.
  • a microporous material may be formed by combining solvents having different compatibility with a heat-resistant polymer such as polyamide and polyimide, and may be obtained by discharging or coating.
  • heat-resistant coating may be performed on one or both surfaces of the microporous plastic film 1 made of the polyolefin resin as long as the microporous air permeation performance is appropriately maintained. Or you may form as an accumulation
  • microporous plastic film 1 thus obtained is preferably uniaxially or biaxially stretched as appropriate in order to achieve control of the pore structure and strength.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of the microporous plastic film 1
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the microporous plastic film 1 shown in FIG.
  • the microporous plastic film 1 may be formed by any means.
  • the resin layer portion constituting the periphery of the hole is formed by stretching orientation, it becomes a fibrous column as shown in the figure, and this may be called a fibril 9.
  • a part or all of the micropores surrounded by the fibril 9 functions as the through hole 10.
  • the through-hole 10 does not appear to penetrate in the thickness direction B, but these micropores illustrated in FIG. 3 form a three-dimensional stitch structure, and the hole penetrates in a curved line. is doing. Therefore, when a certain cross section is taken, it may seem that it does not penetrate like FIG.
  • This is an example of a structure suitable for preventing dielectric breakdown, although the ionic electrolyte can pass through when used as a battery or capacitor separator.
  • the average diameter of pores suitable as a separator is several hundred nm to several ⁇ m, more preferably about 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m. This is a dimension constituting an ion permeation resistance that is important as battery performance.
  • the thickness of the microporous plastic film 1 is also an important parameter constituting the permeation resistance, and is preferably 3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the air permeability defined by Japanese Industrial Standard JIS P8117 is in the range of 10 to 1000 seconds / 100 ml.
  • FIG. 4 shows the use of the microporous plastic film roll manufactured by the microporous plastic film roll manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and is a schematic exploded view of a part of a cylindrical lithium ion secondary battery.
  • FIG. 4 shows the use of the microporous plastic film roll manufactured by the microporous plastic film roll manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and is a schematic exploded view of a part of a cylindrical lithium ion secondary battery.
  • the microporous plastic film roll manufactured by the microporous plastic film roll manufacturing apparatus is applied to a cylindrical lithium ion secondary battery 51, and the case Between the positive electrode 54 and the negative electrode 55 in the inside of 53, it is used as the separator 13 used as an insulating material which prevents the short circuit of these electrodes.
  • the inside of the case 53 is filled with a lithium ion electrolytic solution, and the separator 13 is required to have an insulating property and an ion permeation performance in the electrolytic solution.
  • a microporous plastic film roll produced by the apparatus is suitable.
  • the microporous plastic film roll manufacturing apparatus includes a plurality of conveying rollers 2 and a core 5 as illustrated in FIG. 1, and includes a cutting means 4, a pinhole defect detecting means 8, and a wrinkle.
  • the removal means 19 is provided.
  • the plurality of transport rollers 2 transport the microporous plastic film 1 in the direction of arrow A in a predetermined direction.
  • These transport rollers 2 are rotationally driven by a drive source such as a motor (not shown) via a drive transmission means such as a belt or a chain.
  • a drive source such as a motor (not shown)
  • a drive transmission means such as a belt or a chain.
  • not all of the transport rollers 2 need to be driven.
  • the transport rollers 2 are rotatably supported by bearings, it is possible to assist the transport of the microporous plastic film 1 as an idler. In this case, when the microporous plastic film 1 is disliked from scratches and abrasion powder, it is preferable to reduce the friction loss of the bearing.
  • the winding core 5 is rotatably supported by a winding shaft or a chuck and is rotated about its own central axis by a drive source 7 such as a motor.
  • the microporous plastic film 1 passed through the near roller 3 is passed through a predetermined roll.
  • the film roll 12 is wound up by tension.
  • the microporous plastic film is controlled by controlling the torque of the driving source 7 such as a motor. The tension of 1 may be controlled.
  • the speed of the drive source 7 may be controlled, and may be controlled by means for applying pressure to the film and applying tension to a part of the upstream transport process, such as a dancer roller or an air floater.
  • the tension value is preferably set lower than that of a general film having no holes, and is preferably 1 N / m to 50 N / m. When it is less than 1 N / m, wrinkles are generated or slack due to the flatness of the film. Further, the tension control of the machine is remarkably impaired due to friction of the drive unit. Moreover, when it exceeds 50 N / m, it becomes easy to generate
  • the near roller 3 is a roller disposed close to the film roll 12 as shown in FIG. 1, and by reducing the air travel distance L of the microporous plastic film 1 as much as possible, the tension fluctuation is reduced and wrinkles are prevented. It is used to adjust the winding shape by doing the same.
  • the air travel distance L of the microporous plastic film 1 shown in FIG. 1 is a distance between contact points between the near roller 3 and the film roll 12, and each contact point is a film path, the near roller 3 and the film roll 12. It is the point where the straight line drawn from the center of the crossing.
  • the air travel distance L is preferably about 5 mm to 150 mm. If the thickness is less than 5 mm, the film roll 12 and the near roller 3 may come into contact with each other. If the thickness is more than 150 mm, the original winding shape adjustment function such as prevention of tension fluctuation is significantly deteriorated. More preferably, the air travel distance L is about 5 mm to 50 mm.
  • the cutting means 4 is disposed between the transport roller 2B and the transport roller 2C in FIG.
  • the cutting means 4 cuts the microporous plastic film 1 into a necessary width (for example, a width of several tens to several hundreds mm) according to the size of the final product when used for a battery, a capacitor, or the like.
  • the cutting means 4 may be of any method.
  • an upper blade and a lower blade as shown in FIG. A shear cut method is preferred in which a film is introduced between the blades, and shearing is applied like a scissors.
  • score cutting for cutting the film by pressing the blade on a hard metal roller or ceramic roller, or a leather blade for cutting the film in the air or on a groove attached to the roller can be used.
  • the cut surface is slightly raised, the film can be cut by irradiating the film with high energy particles such as a laser or radiation.
  • the pinhole defect detection means 8 is disposed between the transport roller 2A and the transport roller 2B.
  • the pinhole defect detection means 8 detects a pinhole 57 formed in the microporous plastic film 1 being conveyed, as shown in FIG.
  • the pinhole 57 is generated for various reasons. For example, when a rubber having a high friction coefficient is used for a part of a member constituting a transport unit for transporting the microporous plastic film 1, the rubber is used. If a sharp foreign object such as metal dust is pierced, it is generated by the foreign object. When such a film having a large number of pinholes 57 is used as the battery or capacitor separator 13 as shown in FIG. 4, dielectric breakdown may occur starting from the pinholes 57, which may cause unintended battery heat generation. This is not preferable.
  • the air permeability of the microporous plastic film 1 is 10 to 1000 seconds / 100 ml
  • the average pore diameter of the microporous is several hundred nm to several ⁇ m.
  • the size of the pinhole 57 generated by a foreign substance is generally large, such as several tens of ⁇ m to several mm, and a large current flows due to the large ion permeation. It becomes easy to cause fever.
  • the wrinkle removing means 19 is provided downstream of the cutting means 4 in the transport direction, and is disposed between the transport roller 2B and the transport roller 2C.
  • the wrinkle removing means 19 is formed on the microporous plastic film 1 by pinch rollers, called cross guiders, which are installed at both ends of the microporous plastic film 1 with a slight inclination with respect to the traveling direction of the microporous plastic film 1. Wrinkles are removed.
  • the reason why such a wrinkle removing means 19 is used is that the microporous plastic film 1 has the characteristics that it is weak due to the presence of holes, has a large friction coefficient, and tends to wrinkle.
  • the pinch roller is pressed against both end portions of the microporous plastic film 1 by the wrinkle removing means 19 as described above. In many cases, both end portions are excluded from the product. This is because there is no fear of causing a dielectric breakdown defect even if the hole 57 exists.
  • the wrinkle removing means 19 in addition to means for contacting only both ends of the microporous plastic film 1, means for contacting a part to be a product or the entire width of the microporous plastic film can be used.
  • such wrinkle removing means 19 having a roller shape has conventionally used rubber on the surface.
  • the surface of the wrinkle removing means 19 is preferably a metal in order to prevent the occurrence of the pinhole 57 described above.
  • an aluminum slide type expander roll manufactured by Toyo Machinery Co., Ltd. can be used.
  • the transport roller 2 or the near roller 3 and the touch roller 6 have the following characteristics.
  • the conveyance roller 2 is in a non-contact state in a region where the surface opposite to the surface in contact with the microporous plastic film 1 is in contact with the conveyance roller 2. That is, in the microporous plastic film roll manufacturing apparatus according to the present embodiment, the surface on the opposite side in the region in contact with the transport roller 2 of the surface in contact with the transport roller 2 in the microporous plastic film 1 is The microporous plastic film 1 is conveyed by the conveying roller 2 so as to be in a non-contact state. That is, in order to obtain a conventional grip, the transport roller 2 is transported in contact with one surface of the microporous plastic film 1 without using a nip roller.
  • the microporous plastic film 1 is transported by the transport roller 2 so that the surface opposite to the surface in contact with the transport roller 2 in the microporous plastic film 1 is in a non-contact state. It is not necessary to use a rubber nip roller, and the surface of the nip roller must be made of rubber to ensure the pressability in the width direction due to the presence of sharp foreign matters such as metal interposed between the nip roller and the transport roller. In such a case, there is no possibility that a large number of pinhole defects are periodically generated in the microporous plastic film 1 by clamping the foreign matter stuck in the rubber.
  • At least one of these transport rollers 2 may be made of rubber, but the film contact portion in contact with the microporous plastic film 1 has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, and The arithmetic average roughness Ra is preferably 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, and more preferably 1.2 ⁇ m to 3.6 ⁇ m.
  • these conveying near rollers 3 may also be made of rubber, but the film contact portion in contact with the microporous plastic film 1 has a Vickers hardness of 100 to 2000 and an arithmetic average roughness.
  • the thickness Ra is preferably 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, more preferably 1.2 ⁇ m to 3.6 ⁇ m.
  • the film contact portion in contact with the microporous plastic film 1 in the transport roller 2 or the near roller 3 has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, and is preferably formed of metal or ceramics.
  • a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less there is no possibility that sharp foreign matters such as metal dust are stuck into the film contact part.
  • metals or ceramics that are easy to procure and can be manufactured at low cost as rollers are preferred.
  • the touch roller 6 will be described in detail later, but will not be used when the near roller 3 is used. However, when used in place of the near roller 3, the Vickers hardness is always 100 or more and 2000 or less.
  • the Vickers hardness when the Vickers hardness is less than 100, foreign matters such as metal powder are easily pierced on the surface and pinholes 57 are generated. For this reason, by setting the Vickers hardness to 100 or more, the metal foreign matter is not pierced and the cause of the occurrence of pinholes can be eliminated. On the other hand, if the Vickers hardness exceeds 2000, it is necessary to apply a remarkably expensive surface treatment to the roller surface, which is not economical when applied to a near roller, a nip roller, a conveyance roller, or the like.
  • diamond-like carbon that forms an organic coating in a plasma atmosphere is also suitable as materials that improve the surface hardness.
  • the film contact portion of the near roller 3 has an arithmetic average roughness Ra of 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m as schematically shown in FIG.
  • the arithmetic average roughness Ra is defined by JISB0601 (2001).
  • the integral value of the deviation from the average value is divided by the measurement length and is a concept close to the standard deviation of the roughness curve. For this reason, Ra takes a value of a fraction of the actual roughness height.
  • the surface roughness at the film contact portion may be realized by any processing method. For example, it may be formed by cutting or rolling. More preferably, the roughness can be controlled by shot blasting glass beads or sand on the roller surface. In the case of ceramics, since the hardness is high, when plastic working is difficult, it is also possible to achieve roughness by adhering molten metal oxide to the film contact portion by thermal spraying. It is also preferable to adjust the final roughness by combining polishing after the above processing. Also, thermal spraying, blasting, and polishing can be appropriately combined. In addition, after forming the roughness as shown in FIG. 6, it is preferable to add functions such as rust prevention and wear resistance to the base material 23 by the surface coating 22 such as metal plating.
  • CFRP, resin, etc. can be selected as the base material in addition to metal and ceramics.
  • the arithmetic average roughness Ra of the film contact portion of the transport roller 2 or the near roller 3 is set to 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, or a groove having a width of 0.5 to 3 mm is provided on the surface, whereby the film contact Even when the surface of the part is made of metal or ceramics, the microporous plastic film 1 is conveyed and wound in good shape while ensuring a frictional force comparable to that of conventional rubber and appropriately controlling the tension and speed. Is possible.
  • the above groove is preferably constructed at a pitch approximately equal to the groove width, and the groove may be constructed in any direction, and may be constructed continuously in the axial direction or circumferential direction, or in a diagonal direction spirally. Good.
  • the depth of the groove 5 ⁇ m or more is sufficient, and in actuality, 0.5 mm or more is preferable in consideration of ease of processing. On the other hand, it is preferable to suppress the depth to about 5 mm or less because the foreign matter tends to accumulate when the depth becomes deep.
  • the corners of the grooves are preferably appropriately chamfered or curved (R-processed) so as not to damage the plastic film 1.
  • the reason why the arithmetic average roughness Ra in the film contact portion of the transport roller 2 or the near roller 3 is in the range of 1.2 to 15 ⁇ m is to prevent the microporous plastic film 1 from meandering.
  • the inventor's attention as the cause of such meandering is the air accompanying the near roller 3 and the microporous plastic film 1.
  • air is accompanied between the microporous plastic film 1 and the near roller 3 depending on the speed due to the viscosity of the air, and lubrication occurs.
  • it is a contact state, it is the microporous plastic film 1 having a relatively high friction coefficient as described above, but the contact area is reduced and the friction is lowered.
  • Such a roller was often used.
  • the accompanying air escapes through the through-hole 10 by a pressure due to tension.
  • the winding angle to the near roller 3 is about 180 °, especially when the air permeability of the microporous plastic film 1 is 10 to 1000 seconds / 100 ml, the air is several degrees to several tens of the upstream winding portion. It passes through the microporous plastic film 1 in the range of °. Therefore, in controlling the tension and speed, it is possible to secure a seemingly necessary frictional force even if the film contact portion of the near roller 3 is a mirror surface made of metal or ceramics, if the winding angle is sufficient.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram when the microporous plastic film 1 is transported by the roller 100 formed of a metal or ceramics with a mirror contact surface.
  • the air lubrication portion C exists, but the air 56 accompanied by the pressure due to the tension due to the air permeability from the micropore described above. Transitions from the air lubrication portion C to the contact region D. Therefore, even if a hard material such as metal or ceramic is used for the surface of the roller 100, the frictional force necessary for speed and tension control or for rotating the free roller is ensured by the contact region D.
  • the microporous plastic film 1 floats at the intrusion part of the near roller 3, the direction of travel is not determined, and the meandering microporous plastic film 1 is already meandered no matter how much friction force is generated in the contact region D and gripped. Because it goes straight ahead, it cannot correct the meandering that has already occurred.
  • the thickness of the air 56 accompanying the air lubrication part C is determined by the speed and tension, the radius of the roller 100, and the viscosity of the air.
  • the present inventors preferably set the arithmetic average roughness Ra of the film contact portion of the near roller 3 in the range of 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m. I found out.
  • the arithmetic average roughness Ra exceeds 15 ⁇ m, it becomes difficult to surface-treat the film contact portion of the near roller 3 made of ceramics or metal, which is not only expensive but also reduces the contact area, thereby reducing the contact area (D ) Static frictional force is reduced, and meandering occurs in the contact region (D). That is, in the microporous plastic film 1, the range of the air lubrication part (C) is increased by the low tension as described above, so that the arithmetic average roughness Ra is 15 ⁇ m. However, it is necessary to eliminate the accompanying air. This is because it has been found that the contact area D contributes to the grip in the transport direction in transporting the microporous plastic film 1.
  • the transport roller 2 makes fine contact with the transport roller 2 so that the surface of the microporous plastic film 1 that is in contact with the transport roller 2 is in a non-contact state. Since the porous plastic film 1 is transported, it is not necessary to use a conventional rubber nip roller, and there is no possibility of causing a pinhole defect due to the presence of the nip roller. Further, a roller (usually called a suction roller in many cases) may be used in which holes and grooves are formed in a part of the transport roller 2 as needed, and suction is performed by applying a negative pressure from the inside. .
  • the film contact portion in contact with the microporous plastic film 1 is made of metal or ceramics and the surface roughness Ra is 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m at the transport roller 2C on the downstream side in the transport direction from the cutting means 4, the cutting is performed. Even if the microporous plastic film 1 meanders on the upstream side in the conveying direction of the means 4, the end surface position of the film roll 12 is determined by the cutting means 4, so that the surface roughness Ra is 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, and the air lubrication part (C ), Meandering does not occur near the winding downstream of the cutting means 4, and the end face of the film roll 12 can be prevented from being disturbed while avoiding pinholes.
  • the transport rollers 2A and 2B disposed on the upstream side in the transport direction with respect to the cutting means 4 may have a surface with a low coefficient of friction as appropriate.
  • a metal plating or the like obtained by applying or mixing a fluororesin or a silicone resin to a moderately roughened surface may be used.
  • the surface of the microporous plastic film 1 opposite to the surface in contact with the conveying roller 2 is in a non-contact state. Since the microporous plastic film 1 is transported, it is possible to reduce the occurrence of the pinhole 57 due to the foreign matter stuck on the surface of the transport roller 2 as compared with the conventional nip roller. Moreover, since the Vickers hardness is 100 or more and 2000 or less, the film contact part which contacts the microporous plastic film 1 in the conveyance roller 2 or the near roller 3 or all these rollers 2 and 3 has a metal dust etc. in a film contact part.
  • the microporous plastic film 1 can be prevented from meandering.
  • the microporous plastic film 1 can be conveyed favorably.
  • the part of the transport roller 2 or the near roller 3 that is in contact with the microporous plastic film 1 is made of metal or ceramics and the arithmetic average roughness Ra is 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, such transport
  • the roller 2 can also prevent the occurrence of pinhole defects.
  • portions of the transport rollers 2B and 2C on the downstream side in the transport direction with respect to the pinhole defect detection means 8 are in contact with the microporous plastic film 1 at a material having an appropriate roughness and Vickers hardness, preferably metal or It may be ceramics. According to this, the risk of the further pinhole 57 can be reduced.
  • the transport rollers 2B and 2C and the near roller 3 are disposed downstream of the pinhole defect detection means 8 in the transport direction, so that the surface material may be metal or ceramic.
  • the pinhole 57 can be detected by the pinhole defect detection means 8, the corresponding product can be excluded in a later inspection process, and when it is incorporated in a battery or capacitor, the dielectric breakdown defect can be prevented in advance. Is possible.
  • the touch roller 6 is in contact with the microporous plastic film 1 and adjusts the amount of air accompanying the film roll 12 or presses the edge height or the like due to the cut surface of the end of the microporous plastic film 1, so that the near roller 3 This is a means for positively adjusting the winding shape of the film roll 12 as described above.
  • the touch roller 6 presses against the film roll 12, so that when there is a sharp foreign object such as metal powder compared to the near roller 3, the risk of generating the pinhole 57 is instantaneously increased.
  • the portion of the touch roller 6 that contacts the microporous plastic film 1 always has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less, so that foreign matter such as metal powder does not pierce the touch roller 6. Can be prevented. Since the arithmetic average roughness Ra of the touch roller 6 is 1.2 ⁇ m to 15 ⁇ m, the microporous plastic film 1 can be prevented from meandering.
  • the touch roller 6 of the present invention presses against the film roll 12 that winds the microporous plastic film 1, no rubber is required due to the flexibility of the microporous plastic roll itself. Therefore, since the above-mentioned material having a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less is applied, it is possible to prevent the occurrence of many pinholes periodically.
  • the touch roller 6 can use both functions properly by making the near roller 3 movable and being usable as the touch roller 6.
  • the near roller 3 and the touch roller 6 are shared, but the surface of the touch roller 6 always has a Vickers hardness of 100 or more and 2000 or less.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory views showing another modification of the microporous plastic film roll manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • the microporous plastic film 1 is conveyed by a conveying roller 2E in a wide state and wound up as an intermediate product 14, and is slit into a narrow width by a cutting means 4 in a rewinder as a subsequent process. And you may make it convey with the conveyance roller 2D.
  • Example 1 A polypropylene microporous plastic film 1 in which a through-hole 10 as shown in FIGS. 2 and 3 is formed in a biaxial stretching process by controlling the crystal structure of polypropylene has a pinhole defect detecting means 8 as shown in FIG.
  • the microporous plastic film roll 12 was manufactured by being conveyed by the system and continuously wound on the core 5.
  • the air permeability of the microporous plastic film 1 was measured by passing 100 ml of air under a temperature of 23 ° C. and a humidity of 65% using a B-shaped Gurley tester defined in Japanese Industrial Standard JIS P8117. 300 seconds.
  • Cutting means 4 comprising a shear cut method was provided in the middle of the transport system, and the microporous plastic film 1 was cut to a width of 50 mm.
  • the thickness of the microporous plastic film 1 is 30 ⁇ m.
  • the conveying roller 2 and the near roller 3 are all connected to a belt and are rotationally driven while being controlled in speed by a motor.
  • the conveyance speed was 100 m / min, the tension was 20 N / m, and winding was performed while cutting to the above width every 1000 m of winding length.
  • the wrinkle-stretching means uses a wrinkle-stretching roller “Mirabo Roll” manufactured by Mitsuhashi Corporation as the wrinkle-stretching means. did.
  • FIG. 11 shows the roller material and surface roughness of the portion in contact with the microporous plastic film 1 and whether or not the wrinkle removing means 19 is used.
  • Example 2 The material of the parts that contact the microporous plastic film 1 of all the transport rollers 2 and the near roller 3 including the transport roller 2C was a metal made of hard chrome plating (hereinafter referred to as HCr).
  • the Vickers hardness of the contact portion of the near roller 3 was measured under a test load of 2N based on Japanese Industrial Standard JIS Z2244, and showed a value of 1000.
  • the surface roughness of the contact portion (metal surface) of the near roller 3 was measured with a contact type surface roughness measuring instrument manufactured by Mitutoyo Corporation under the condition of a stylus material diamond, a stylus tip radius of 2 ⁇ m, and a measuring force of 0.75 mN.
  • Example 3 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the conveying roller 2C is a suction roller having a large number of grooves on the surface and sucking the inside with a blower.
  • the suction pressure was -5 kPa.
  • the material of the other transport rollers 2 and the near roller 3 was HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 0.9 ⁇ m as in the second embodiment.
  • Example 4 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions. However, the material of the conveying roller 2C and the near roller 3 downstream from the cutting means 4 was HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 1.3 ⁇ m. Further, the material of the conveying roller 2 upstream from the cutting means 4 is also HCr, and its arithmetic average roughness Ra is 0.9 ⁇ m. These combinations are shown in FIG.
  • Example 5 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the material of the conveying roller 2C and the near roller 3 downstream from the cutting means 4 is HCr, its arithmetic average roughness Ra is 10 ⁇ m, and the material of the conveying roller 2 upstream from the cutting means 4 is HCr, and its arithmetic average roughness Ra was set to 0.9 ⁇ m.
  • Example 6 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the arithmetic average roughness Ra of the transport roller 2C downstream of the cutting means 4 and the near roller 3 is 3 ⁇ m
  • the arithmetic average roughness Ra of the transport roller 2 upstream of the cutting means 4 is 0.9 ⁇ m.
  • Example 7 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the transport roller 2B, the transport roller 2C, and the near roller 3 downstream of the pinhole defect detection means 8 were made of metal made of HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 3 ⁇ m. Further, the surface of all rollers upstream from the pinhole defect detection means 8 is made of rubber.
  • Example 8 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the material of all the conveyance rollers 2 and the near rollers 3 was HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 3 ⁇ m as in the sixth embodiment. These combinations are shown in FIG.
  • Example 9 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up in the transport system of FIG. 1 under the same speed and tension conditions.
  • the material of all the transport rollers 2 and the near roller 3 was HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 3 ⁇ m.
  • wrinkle removing means 19 that contacts only both ends of the microporous plastic film 1 was used.
  • Example 10 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up at the same speed and tension in the transport system of FIG.
  • the material of the portion of the touch roller 6 in contact with the microporous plastic film 1 was a metal made of HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 0.9 ⁇ m.
  • the material of all other transport rollers 2 was HCr, and the arithmetic average roughness Ra was 3 ⁇ m.
  • wrinkle removing means 19 that contacts only both ends of the microporous plastic film 1 was used.
  • Example 11 The same microporous plastic film 1 as in Example 1 was wound up at the same speed and tension in the transport system of FIG.
  • the material of the portion of the touch roller 6 that is in contact with the microporous plastic film 1 is a metal made of HCr.
  • the material of all other transport rollers 2 was EPDM.
  • the wrinkle-stretching means was made of rubber as in Example 1.
  • Example 1 The same microporous plastic film as in Example 1 was wound up under the same speed and tension conditions in a transport system in which a nip roller was installed in a part of the transport system in FIG. Moreover, the material of the part which contacts a microporous plastic film of a near roller and a conveyance roller was made into EPDM rubber. In addition, a Mirabo roll that contacts the entire width of the microporous plastic film was used as the transport roller. These combinations are shown in FIG.
  • Example 2 The same microporous plastic film as in Example 1 was wound up under the same speed and tension conditions in a transport system in which a nip roller was installed in a part of the transport system in FIG. However, the material of the part which contacts the microporous plastic film of a near roller and a conveyance roller was made into the metal which consists of hard chromium plating (Hcr), and arithmetic mean roughness Ra was 3 micrometers. These combinations are shown in FIG.
  • Hcr hard chromium plating
  • FIG. 11 shows the results of manufacturing microporous plastic film rolls for secondary battery separators in Examples and Comparative Examples.
  • pinhole when there are a plurality of pinholes exceeding the outer dimension of 50 ⁇ m optically discovered by the pinhole detection means 8 within a winding length of 200 mm, “x”, a plurality of pinholes within 200 mm Although it does not exist, “ ⁇ ” is indicated when a pinhole is found during winding, and “ ⁇ ” is indicated when there is no pinhole.
  • “Meander” is judged as follows. When the end face of the rolled up film roll is not aligned all around, or quantitatively, there is a disturbance of 0.5 mm or more, “x”, less than 0.5 mm Those with disturbances were judged as “ ⁇ ” and others were judged as “ ⁇ ”.
  • Example 1 since the surfaces of the transport roller 2 and the near roller 3 were rubber, a slight pinhole was generated, but the amount was minimized by not using the nip roller. Some wrinkles were observed because there was no wrinkle removal means, and some meandering was observed because the roughness of the metal part on the surface of the near roller 3 was slightly low.
  • Example 2 the conveying roller 2 and the near roller 3 were made of metal, so that the pinhole defect was eliminated and the number of dielectric breakdown defects was also good.
  • the meandering occurs because the roughness of the film contact portion (metal portion) is low.
  • Example 3 as a result of applying the suction roller, the meandering was improved.
  • Example 4 the roughness of the conveying roller 2C and the near roller 3 downstream of the cutting means 4 was increased, so that the meandering was improved without a suction roller.
  • Example 5 meandering was eliminated by optimizing the roughness of the transport roller 2C and the near roller 3.
  • Example 6 the roughness of the conveying roller 2C and the near roller 3 was in the optimum range, and the meandering was eliminated.
  • Example 7 since the transport roller and the near roller downstream from the pinhole defect detection means 8 were made of metal, pinholes were slightly generated, but this could be eliminated and insulation breakdown could be prevented. Moreover, the roughness is also in an optimum range, and the meandering is also eliminated.
  • Example 8 the roughness of all the conveyance rollers was in the optimum range, and the meandering was eliminated.
  • Example 9 As a result of introducing a wrinkle-stretching means that contacts only the end of the film instead of the rubber wrinkle-stretching means, both wrinkle prevention and pinhole and dielectric breakdown defect prevention can be achieved. It was. In particular, in Example 10, the near roller 3 was advanced and used as a touch roller, but no increase in pinholes was observed, and the dielectric breakdown defect was also good.
  • Example 11 since rubber was used for the conveyance roller as in Example 1, pinholes were slightly generated. However, as in Example 10, the metal touch roller 6 was used and no nip roller was used. The generation of holes could be minimized.
  • Comparative Example 2 the material of the transport roller and the near roller was metal, but nip rollers caused pinholes as in Comparative Example 1.
  • the present invention is not limited to secondary battery separators, but can be widely applied to fields where microporous plastic films with strictly designed air resistance such as capacitor separators, other insulating films, and separation films can be applied.
  • the range is not limited to these.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Advancing Webs (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

　微多孔プラスチックフィルムロール(12)の製造装置は、搬送ローラ(2)及びニアローラ(3)又はタッチローラ(6)を有する。微多孔プラスチックフィルム(1)は、搬送ローラ(2)により搬送され、ニアローラ(3)又はタッチローラ(6)を経て巻芯(5)上に巻き取られる。巻芯(5)上の微多孔プラスチックフィルムロール(12)は、ニアローラ(3)に近接し、又はタッチローラ(6)に接触する。ニアローラ(3)及びタッチローラ(6)の表面は、100 以上2000 以下のビッカース硬度を有する。微多孔プラスチックフィルム(1)の搬送にニップローラは用いられない。よって、ローラ(2,3,6)の表面に突き刺さった金属粉等の異物が微多孔プラスチックフィルム(1)にピンホールを発生させることが少ない。微多孔プラスチックフィルム(1)は、2 次電池用セパレータとして好適である。

Description

微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法
　本発明は、微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法に関するものである。
　従来、各種フィルムにピンホールが存在することで品質上問題となる場合がしばしばみられる。例えば非特許文献１に示されているように、食品包装フィルムではピンホールがあると、内容物の液漏れ等のトラブルが生ずる虞れがあるため、フィルムの製造工程中にピンホールが発生しないよう、突き刺しや摩擦、屈曲疲労等の試験法が食品衛生法で定められている。
　フィルムコンデンサや電池用セパレータ等は、ピンホールがあると絶縁破壊が発生するため、出荷前のピンホール欠点の検査を徹底したり、工程中の防塵管理等を徹底したりする努力がなされてきた。
　ところで、電気回路部品材料や磁気テープ材料に使用される樹脂フィルムのリワインド装置にて、搬送ローラの表面を平滑な金属とするものが提案されており、これにより、経時の周速変化を防止するとともに、摩擦抵抗を低減することで樹脂フィルムへのすり傷の発生の低減化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－６３８８４号公報
大須賀　弘著、「フィルム成形・加工とハンドリング」、第１刷、株式会社技術情報協会、２００２年９月、ｐ．２２２
　しかしながら、上述した非特許文献１に提案されたものでは、検査でピンホールが存在する製品の出荷防止には一定の効果があるものの、ピンホール欠点そのものの低減ではないため、生産性を直接改善することには至らなかった。また、フィルムの製造工程は、搬送距離が長く、下流工程ほど異物によるピンホールのリスクが大きくなり、防塵を厳しく管理しても効果は限定的であった。
　また、上述した特許文献１に提案されたものでは、搬送ローラの表面を一律に平滑にしているために、空気潤滑によるグリップ力の減少により、フィルムの蛇行を誘発する問題があった。特に微多孔を有するプラスチックフィルムのような透気性のある場合には、透気前後のグリップ力と搬送ローラの表面との性状の関係は複雑であり、特許文献１のような一律に平滑な金属表面を持つ搬送ローラでは、蛇行等の発生により搬送性が良好なものとならない虞れがあった。
　上記特許文献１に提案されたものでは、そもそもピンホール欠点の発生防止を目的としたものではないので、樹脂フィルムの搬送過程に存在するニップローラの表面については、ゴムを用いても良いとしている。特許文献１のように搬送ローラを一律に平滑な金属表面とする場合に、前記ニップローラは速度や張力を制御する基点となるためのグリップ力を必要とする。このため、幅方向で均一にグリップを発現するためには、搬送ローラが金属の場合、ニップローラ側の表面は、特許文献１に例示されたゴムとすることが必須となる。ところが、このようなニップローラには、搬送過程中に生ずる金属粉等の異物が突き刺さる虞れがあり、ニップローラの特性上、突き刺さった異物によりフィルムにピンホール欠点を発生させてしまう虞れがあった。
　本発明は、上記実情に鑑みて、ピンホール欠点の発生を抑制するとともに、プラスチックフィルムを良好に搬送することができる微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置は、微多孔を有するプラスチックフィルムを搬送ローラにより搬送し、その後ニアローラに近接させながら、あるいはタッチローラと接触させながら前記プラスチックフィルムをロール状に巻き取るようにして微多孔プラスチックフィルムロールを製造する装置において、前記タッチローラにおける前記プラスチックフィルムと接触する部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、前記プラスチックフィルムにおける前記搬送ローラと接触している面の反対側の面が前記搬送ローラと接触している領域において非接触状態となるよう、該プラスチックフィルムを搬送することを特徴とする。ここで、「微多孔を有するプラスチックフィルム」とは、フィルム内部に多数の微小な孔を有する高分子の薄膜体のことであり、微多孔の一部あるいは全ては貫通孔からなるものをいう。また「搬送ローラ」とは、長さ方向に連続な微多孔プラスチックフィルムを、製造工程の上流から下流に搬送するための手段であり、回転自在に支持された円筒体のことをいう。更に「タッチローラ」とは、フィルムロールに押圧しながら回転するローラのことであり、フィルムロール間の空気を排除したり、縁高を抑制したりすることで巻姿を調整するために用いるものをいう。また更に「ニアローラ」とは、プラスチックフィルムに接触して該プラスチックフィルムを搬送させるためのローラであって、タッチローラのように、フィルムに接触して押圧は行わないものの、フィルムロールに近接して、極力フィルムの空中走行距離を短くとることで、巻姿を調整するために用いるものをいう。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、前記搬送ローラ及び前記ニアローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下で、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることを特徴とする。ここで、「ビッカース硬度」とは、日本工業規格ＪＩＳ　Ｚ２２４４で定める物質表面の硬さを示す指標である。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、前記搬送ローラ及び前記ニアローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、表面に０．５～３ｍｍの幅の溝が設けられ、かつビッカース硬度が１００以上２０００以下であることを特徴とする。ここで、「溝」とは、搬送ローラの表面に意図的に形成した連続的な凹部のことをいう。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、搬送されるプラスチックフィルムのピンホールを検出するピンホール欠点検出手段を備え、前記ピンホール検出手段よりも搬送方向下流側における前記搬送ローラ、前記ニアローラ及び前記タッチローラの少なくとも１つの前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであり、かつビッカース硬度が１００以上２０００以下であることを特徴とする。ここで、「ピンホール欠点検出手段」とは、微多孔プラスチックフィルムの内部、若しくは表面に存在し、電池等の用途で絶縁破壊に足る大きさのピンホール欠点を検出する手段のことをいう。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、前記フィルム接触部分は、金属又はセラミックスであることを特徴とする。ここで、「セラミックス」とは、金属酸化物を主成分とする焼結体のことをいう。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、搬送される前記プラスチックフィルムの端部のみに接触して該プラスチックフィルムに搬送過程で形成されるしわを除去するしわ除去手段を備えたことを特徴とする。ここで、「しわ除去手段」とは、微多孔プラスチックフィルムが長さ方向に搬送される際に、幅方向にも搬送力を生じさせる、若しくは幅方向に搬送することで、フィルムにしわが生じてもしわを除去したり、しわを未然に防止したりするための手段をいう。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置において、搬送される前記プラスチックフィルムの全幅に接触して該プラスチックフィルムに搬送過程で形成されるしわを除去するしわ除去手段を備え、該しわ除去手段の前記プラスチックフィルムと接触する部分が金属であることを特徴とする。
　本発明に係る微多孔プラスチックフィルムロールの製造方法は、透気度が１０～１０００秒／１００ｍｌの微多孔を有するプラスチックフィルムを搬送ローラにより搬送し、その後ニアローラに近接させながら、あるいはタッチローラと接触させながら前記プラスチックフィルムをロール状に巻き取るようにして微多孔プラスチックフィルムロールを製造する方法において、前記タッチローラにおける前記プラスチックフィルムと接触する部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、前記プラスチックフィルムにおける前記搬送ローラと接触している面の反対側の面が前記搬送ローラと接触している領域において非接触状態となるよう、該プラスチックフィルムを搬送することを特徴とする。ここで、「透気度」とは、日本工業規格ＪＩＳ　Ｐ８１１７で定める紙等の微多孔膜に所定の圧力を加えた場合に、所定の流量の空気が微多孔を通過する時間を規定した指標である。
　また、本発明は、上記微多孔プラスチックフィルムロールの製造方法において、前記搬送ローラ、前記ニアローラ及び前記タッチローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下で、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることを特徴とする。
　本発明によれば、プラスチックフィルムにおける搬送ローラと接触している面の反対側の面が前記搬送ローラと接触している領域において非接触状態となるよう、該プラスチックフィルムを搬送しているので、搬送ローラに鋭利な異物が突き刺さる虞れがなく、従来のニップローラを用いるのに比べて、かかる搬送ローラの表面に突き刺さった異物によりピンホールを発生させることを低減できる。従って、ピンホール欠点の発生を抑制するとともに、プラスチックフィルムを良好に搬送することができるという効果を奏する。
　そして、タッチローラを使う場合に、該タッチローラにおけるプラスチックフィルムと接触する部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であるので、プラスチックフィルムと接触する部分に金属粉塵等の鋭利な異物が突き刺さる虞れがなく、プラスチックフィルムに周期的に多数のピンホールが発生することを防止することができる。
　また、搬送ローラ及びニアローラの少なくとも１つの１本以上におけるプラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であるので、プラスチックフィルムと接触する部分に金属粉塵等の鋭利な異物が突き刺さる虞れがなく、プラスチックフィルムに周期的に多数のピンホールが発生することを防止することができる。
　さらに、上記フィルム接触部分は、算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであるので、プラスチックフィルムが蛇行することを防止することができる。
図１は、本発明の実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の要部である搬送・巻取部の概略側面図である。 図２は、微多孔プラスチックフィルムの一例を示す拡大平面図である。 図３は、図２に示した微多孔プラスチックフィルムの拡大縦断面図である。 図４は、図１に示した微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置により製造される微多孔プラスチックフィルムロールの用途を示すもので、円筒型リチウムイオン２次電池の一部を模式的に分解した説明図である。 図５は、微多孔プラスチックフィルムにピンホールが発生した場合を示す拡大縦断面図である。 図６は、図１に示したニアローラの表面を模式的に示す説明図である。 図７は、フィルム接触部分が鏡面で、かつ金属若しくはセラミックスにより形成されたローラにより微多孔プラスチックフィルムを搬送させる場合の説明図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の要部である搬送・巻取部の概略側面図である。 図９は、本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の別の変形例を示す説明図である。 図１０は、図９の概略平面図である。 図１１は、実施例１～１１及び比較例１及び２の評価結果を示す図表である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置及び製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の要部である搬送・巻取部の概略側面図である。
　ここで例示する微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の搬送対象となる微多孔プラスチックフィルム１は、いかなる方法によって形成しても良い。好ましい例としては、溶融したポリオレフィン系樹脂を、押出機内で溶媒と混練した後に、口金から冷却ドラムに吐出してジェルシートとし、適宜延伸配向工程を経た後、溶媒を洗浄乾燥することで得られる。あるいは結晶核剤を混練したポリオレフィン系樹脂を口金から、冷却ドラム上に吐出し、溶媒を用いず結晶構造の制御を通じて微多孔を形成し得ても良い。あるいはポリアミドやポリイミド等、耐熱性のあるポリマーと相容性の異なる溶媒を組み合わせて微多孔を形成し、吐出またはコーティングにより得ても良い。また、上記ポリオレフィン系樹脂から成る微多孔プラスチックフィルム１の片面若しくは両面に適宜、微多孔の透気性能を維持する限りで耐熱性コーティングを実施しても良い。あるいは、紙や不織布のように、合成繊維の集積物として形成しても良い。
　このようにして得られた微多孔プラスチックフィルム１は、孔構造の制御や強度を実現するため、適宜１軸若しくは２軸延伸されることが好ましい。
　図２は、微多孔プラスチックフィルム１の一例を示す拡大平面図であり、図３は、図２に示した微多孔プラスチックフィルム１の拡大縦断面図である。これら図２及び図３に示すように、微多孔プラスチックフィルム１の微多孔は、いかなる手段によって形成したもので良い。孔の周りを構成する樹脂層の部分は、延伸配向により形成する場合、図のように繊維状の柱となり、これをフィブリル９と呼ぶことがある。このフィブリル９に囲まれた微多孔の一部若しくは全部が貫通孔１０として機能することとなる。一見、貫通孔１０は厚み方向Ｂに対して貫通しているように見えないが、図３に例示したこれらの微多孔は、３次元編目構造を形成しており、孔が曲線を描いて貫通している。従って、ある断面を取った場合には、図３のように一見貫通していないようにみえることがある。これは電池やキャパシタ用セパレータとして用いる場合に、イオン電解液は通過することができるものの、絶縁破壊を防止する上で好適な構造の一例である。
　セパレータとして好適な孔の平均径は数百ｎｍ～数μｍであり、更に好ましくは０．０１μｍ～１μｍ程度である。これは電池性能として重要なイオン透過抵抗を構成する寸法である。平均孔径以外に微多孔プラスチックフィルム１の厚みも透過抵抗を構成する重要なパラメータであり、３μｍ～５０μｍが好ましい。イオン透過抵抗を間接的に測る手段としては、日本工業規格ＪＩＳ　Ｐ８１１７で規定される透気度が１０～１０００秒／１００ｍｌの範囲であることが重要である。
　図４は、図１に示した微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置により製造される微多孔プラスチックフィルムロールの用途を示すもので、円筒型リチウムイオン２次電池の一部を模式的に分解した説明図である。
　この図４に示すように、本発明の実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置により製造される微多孔プラスチックフィルムロールは、円筒型リチウムイオン２次電池５１に適用されており、ケース５３の内部における正極５４と負極５５との間に、これら電極同士の短絡を防止する絶縁材料として用いられるセパレータ１３として用いられている。
　かかるケース５３の内部にはリチウムイオン電解液が充填されており、セパレータ１３は絶縁性能と同時に電解液中のイオン透過性能が求められており、本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置により製造される微多孔プラスチックフィルムロールが好適となる。
　本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置は、図１に例示した通り、複数の搬送ローラ２と巻芯５とを備え、切断手段４と、ピンホール欠点検出手段８と、しわ除去手段１９とを備えて構成してある。
　複数の搬送ローラ２は、微多孔プラスチックフィルム１を所定の方向で矢印Ａの方向に搬送するものである。これら搬送ローラ２は、図示していないモータ等の駆動源により、ベルトやチェーン等の駆動伝達手段を介して回転駆動されるものである。ここで搬送ローラ２は、全てが必ずしも駆動される必要はなく、ベアリングにより回転可能に支持されておれば、アイドラーとして微多孔プラスチックフィルム１の搬送を補助することが可能である。この場合、微多孔プラスチックフィルム１の傷や摩耗粉を嫌う場合には、好ましくはベアリングの摩擦ロスを低減するのが良い。
　巻芯５は、巻取軸やチャックに回転可能に支持された上で、モータ等の駆動源７により自身の中心軸回りに回転するもので、ニアローラ３を経た微多孔プラスチックフィルム１を所定の張力でフィルムロール１２として巻き上げるものである。ここでフィルムロール１２を端面を揃えながらしわなく巻き取るには、所定の張力を付与することが肝要であるが、この場合、モータ等の駆動源７のトルクを制御することで微多孔プラスチックフィルム１の張力を制御すれば良い。あるいは上記駆動源７を速度制御し、上流の搬送工程の一部に、ダンサーローラや空気フローターのような、フィルムに圧力をかけて張力を付与する手段で制御しても良い。好ましくは微多孔プラスチックフィルム１は比較的破れやすく孔が潰れやすいため、張力値は一般的な孔の無いフィルムに比べ低く設定するのが好ましく、１Ｎ／ｍ～５０Ｎ／ｍとするのが良い。１Ｎ／ｍを下回ると、フィルムの平面性等によりしわが発生したり、弛んだりする。また、駆動部の摩擦等により、機械の張力制御が著しく損なわれる。また、５０Ｎ／ｍを超えると、上述したように破れや潰れが発生しやすくなる。
　更に好ましくは張力を１Ｎ／ｍ～３０Ｎ／ｍの範囲とすることで、機械の張力制御を適切な精度で実施しながら、破れやしわの発生をより防止しやすくなる。
　ニアローラ３は、図１のように、フィルムロール１２に近接して配置したローラであり、微多孔プラスチックフィルム１の空中走行距離Ｌを極力短くとることで、張力変動を小さくしたり、しわを防止等したりすることで、巻姿を調整するために用いられている。
　図１に示した微多孔プラスチックフィルム１の空中走行距離Ｌは、ニアローラ３とフィルムロール１２との接触点間距離のことであり、各接触点とは、フィルムパスと、ニアローラ３とフィルムロール１２の中心から引いた直線とが交わる点のことである。空中走行距離Ｌは、好ましくは５ｍｍ～１５０ｍｍ程度とするのが良い。５ｍｍを下回ると、フィルムロール１２やニアローラ３の回転振れにより接触することがあり、１５０ｍｍを上回ると、張力変動を防止する等の本来の巻姿調整機能が著しく低下する。更に好ましくは空中走行距離Ｌは、５ｍｍ～５０ｍｍ程度とするのが良い。
　切断手段４は、図１では搬送ローラ２Ｂと搬送ローラ２Ｃとの間に配設してある。この切断手段４は、微多孔プラスチックフィルム１を、電池やキャパシタ等に用いる場合の最終製品の大きさに応じて必要な幅（例えば数十ｍｍ～数百ｍｍの幅）に裁断するものである。この切断手段４は、いかなる方法によっても良いが、特に微多孔プラスチックフィルム１の中でも、孔の開口率が高くじん性が低いフィルムを効率よく切断するには、図１のような上刃と下刃の間にフィルムを導入し、鋏のように剪断を付与することで切断するシアカット方式が好適である。この他に硬質の金属ローラ若しくはセラミックスローラ上に刃を押し当ててフィルムを切断するスコアカットや、フィルムを空中やローラに付設した溝上でカットするレザー刃等を用いることができる。また、切断面が若干盛り上がるが、レーザー等エネルギの高い粒子や放射線等をフィルムに照射して裁断することもできる。
　ピンホール欠点検出手段８は、搬送ローラ２Ａと搬送ローラ２Ｂとの間に配置してある。このピンホール欠点検出手段８は、図５に示すように、搬送される微多孔プラスチックフィルム１に形成されるピンホール５７を検出するものである。かかるピンホール５７は、種々の理由により生ずるものであるが、例えば微多孔プラスチックフィルム１を搬送する搬送ユニットを構成する部材の一部に摩擦係数の高いゴムが用いられている場合に、当該ゴムに金属粉塵等をはじめとする鋭利な異物が突き刺ささっていると、かかる異物により発生するものである。このようなピンホール５７が多数存在するフィルムを、図４のような電池やキャパシタのセパレータ１３として使用すると、ピンホール５７を起点として絶縁破壊が発生し、意図せぬ電池の発熱を発生させる虞れがあり好ましくない。
　特に微多孔プラスチックフィルム１の透気度が１０～１０００秒／１００ｍｌの場合においては、微多孔の平均孔径が数百ｎｍ～数μｍである。これに対して、異物により発生するピンホール５７の大きさは、一般的に数十μｍ～数ｍｍと大きく、イオンの透過がこの部分だけ大きいため大電流が流れてしまい、上記のような電池の発熱を起こしやすくなる。
　しわ除去手段１９は、図１では切断手段４よりも搬送方向下流側に設けられており、搬送ローラ２Ｂと搬送ローラ２Ｃとの間に配置してある。このしわ除去手段１９は、クロスガイダと呼ばれる、微多孔プラスチックフィルム１の両端部に、微多孔プラスチックフィルム１の進行方向に対して少し傾けて設置したピンチローラにより、微多孔プラスチックフィルム１に形成されたしわを除去するものである。このようなしわ除去手段１９を用いるのは、微多孔プラスチックフィルム１は、孔の存在により腰が弱く、摩擦係数が大きくてしわになりやすいという特性を有するためである。また、このようなしわ除去手段１９にて微多孔プラスチックフィルム１の両端部にピンチローラを押し当てるようにしているのは、かかる両端部が製品から除外されることが多く、この両端部にピンホール５７が存在しても絶縁破壊欠点等を生じる心配がないからである。しわ除去手段１９としては、微多孔プラスチックフィルム１の両端部のみと接触する手段以外にも、製品となる部分、あるいは微多孔プラスチックフィルムの全幅と接触する手段を用いることもできる。しかし、ローラ形状をしたこのようなしわ除去手段１９は、従来は表面にゴムを用いていることが多い。本発明者は、上述のピンホール５７の発生防止の上で、このようなしわ除去手段１９において表面が金属であることが良いことを見いだした。表面が金属のしわ除去手段１９としては、東洋機械株式会社製のアルミスライド式エキスパンダロール等を用いることができる。
　以上のような構成を有する本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置においては、搬送ローラ２あるいはニアローラ３及びタッチローラ６は、次のような特徴を有している。
　搬送ローラ２については、微多孔プラスチックフィルム１と接触する面の反対側の面が上記搬送ローラ２と接触している領域において非接触状態となるようにしている。つまり、本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置では、微多孔プラスチックフィルム１における搬送ローラ２と接触している面の上記搬送ローラ２と接触している領域において反対側の面が非接触状態となるよう、該搬送ローラ２により微多孔プラスチックフィルム１を搬送するようにしている。すなわち、従来のようなグリップを得るためにニップローラを用いずに搬送ローラ２が微多孔プラスチックフィルム１の一面に接触して搬送するようにしている。微多孔プラスチックフィルム１における搬送ローラ２と接触している面と反対側の面が非接触状態となるよう、該搬送ローラ２により微多孔プラスチックフィルム１を搬送するようにしているので、従来のようなゴム製のニップローラを用いる必要がなく、該ニップローラと搬送ローラとの間に介在する金属等の鋭利な異物の存在により、あるいは幅方向の押圧性を確保するために必ずニップローラの表面をゴムとするような場合に、ゴムに刺さった異物を挟圧することで微多孔プラスチックフィルム１に周期的に多数のピンホール欠点を発生させてしまう虞れがない。
　本発明において、これら搬送ローラ２の少なくとも１本以上は、ゴム製のものであってもよいが、微多孔プラスチックフィルム１と接触するフィルム接触部分が、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．２μｍ～３．６μｍである。また、本発明において、これら搬送ニアローラ３についてもゴム製のものであってもよいが、微多孔プラスチックフィルム１と接触するフィルム接触部分が、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．２μｍ～３．６μｍである。
　搬送ローラ２あるいはニアローラ３における微多孔プラスチックフィルム１と接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下のもので、好ましくは金属若しくはセラミックスにより形成してある。このように搬送ローラ２やニアローラ３のフィルム接触部分が、ビッカース硬度が１００以上２０００以下のものであることにより、該フィルム接触部分に金属粉塵等の鋭利な異物が突き刺さる虞れがない。この中でより好ましくは調達が容易でローラとして低コストで製作可能な金属若しくはセラミックスがよい。
　これにより、搬送ローラ２及びニアローラ３との接触部分においても微多孔プラスチックフィルム１に周期的に多数のピンホール５７が発生することを防止することができる。
　タッチローラ６については詳しくは後述するが、ニアローラ３を用いる場合は用いないことになるが、ニアローラ３の代わりに用いる場合は、必ずビッカース硬度が１００以上２０００以下である。
　特にビッカース硬度が１００未満であると、金属粉等の異物が容易に表面に刺さりピンホール５７が発生する。このため、ビッカース硬度を１００以上とすることで金属異物が刺さらなくなり、ピンホールの発生原因を排除することができる。一方、ビッカース硬度が２０００を上回ると、著しく高価な表面処理をローラ表面に施工することが必要となり、ニアローラやニップローラ、搬送ローラ等に施工する上で経済的ではない。
　金属及びセラミックス以外に、表面の硬度を向上させる材質として、プラズマ雰囲気で有機系皮膜を形成するダイヤモンドライクカーボンや、窒化金属等も好適である。
　また、ニアローラ３のフィルム接触部分は、図６に模式的に示すように、算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍとされている。算術平均粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１(２００１)により定義される。平均値からの偏差の積分値を測定長さで除したもので、粗さ曲線の標準偏差に近い概念である。このため、実際の粗さの山高さに対して、Ｒａは数分の１の値をとる。
　上記フィルム接触部分における表面粗さはいかなる加工方法によって実現しても良い。例えば、切削加工や転造加工によって形成しても良い。更に好ましくは、ガラスビーズや砂等をローラ表面にショットブラストすることによって、粗さをコントロールすることができる。また、セラミックスの場合には硬度が高いため、塑性加工が難しい場合には、溶融させた酸化金属を溶射にてフィルム接触部分に付着させ粗さを実現することも可能である。また、上記加工の後に研磨を組み合わせて、最終的な粗さを調整することも好ましい。また、溶射とブラスト、研磨を適宜組み合わせることもできる。また、図６のように粗さを形成した後、母材２３の上に金属鍍金等の表面被膜２２によって防錆と耐摩耗性等の機能を付加することも好ましく実施できる。溶射若しくは鍍金を施工する場合、母材は金属やセラミックスの他に、ＣＦＲＰや樹脂等も選択することができる。搬送ローラ２あるいはニアローラ３のフィルム接触部分の算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍとされること、あるいは表面に０．５～３ｍｍの幅の溝が設けられていることにより、該フィルム接触部分の表面を金属若しくはセラミックスにより形成した場合でも、従来のゴムと遜色の無い摩擦力を確保して、張力や速度を適切に制御しながら、微多孔プラスチックフィルム１を姿良く搬送し、巻くことが可能である。
　上記溝については、好ましくは溝幅と同程度のピッチで施工するのがよく、溝の施工方向はいずれでもよく、軸方向若しくは周方向、あるいはスパイラル状に斜め方向に連続的に施工してもよい。溝の深さについては、５μｍ以上であれば十分であり、実際には加工の容易さ等を考えて０．５ｍｍ以上が好ましい。逆に深くなると異物がたまりやすくなるため、５ｍｍ以下程度の抑えるのが好ましい。溝の角についてはプラスチックフィルム１を傷つけないよう適宜面取りや湾曲加工（Ｒ加工）を施すことが好ましい。
　具体的には、搬送ローラ２あるいはニアローラ３のフィルム接触部分における算術平均粗さＲａが１．２～１５μｍの範囲にしたのは、微多孔プラスチックフィルム１が蛇行することを防止するためである。
　かかる蛇行の原因として本発明者が注目したのは、ニアローラ３と微多孔プラスチックフィルム１との間に随伴する空気である。微多孔プラスチックフィルム１をニアローラ３により搬送する場合、微多孔プラスチックフィルム１とニアローラ３との間には空気の粘性により速度に応じて空気が随伴し、潤滑が発生する。このため、接触状態であれば上述したように比較的摩擦係数が高い微多孔プラスチックフィルム１ではあるが、接触面積が減少し摩擦が低下するため、少しでも静摩擦係数の高いゴムに溝を施工したようなローラが用いられることが多かった。
　ここで、微多孔プラスチックフィルム１においては、張力による圧力で上記貫通孔１０を通して、随伴した空気が抜けることが分かっている。例えばニアローラ３への巻付角が１８０°程度ある場合において、特に微多孔プラスチックフィルム１の透気度が１０～１０００秒／１００ｍｌのときには、空気は上流側の巻付部の数°～数十°の範囲で微多孔プラスチックフィルム１の微多孔を通じて抜けていく。従って、張力や速度を制御する上では、ニアローラ３のフィルム接触部分が金属やセラミックスからなる鏡面でも、巻付角を十分にとれば一見必要な摩擦力を確保できることが可能である。
　しかしながら、微多孔プラスチックフィルム１の特に「蛇行」に着目した場合、最終的にグリップが発現しても、上記空気の潤滑にてフィルムの走行が安定せずに蛇行が起こることを見いだした。
　図７は、フィルム接触部分が鏡面で、かつ金属若しくはセラミックスにより形成されたローラ１００により微多孔プラスチックフィルム１を搬送させる場合の説明図である。
　この図７に示すように、微多孔プラスチックフィルム１が例えばローラ１００に侵入した部分では、空気潤滑部Ｃが存在するものの、上述した微多孔からの透気性によって、張力による圧力で随伴した空気５６が貫通孔１０を通して抜けるため、空気潤滑部Ｃから接触領域Ｄに遷移する。従って、速度や張力制御若しくはフリーローラを回転させるのに必要な摩擦力は、ローラ１００の表面に金属やセラミックスのような硬質材を用いても、接触領域Ｄにより確保される。
　しかし、微多孔プラスチックフィルムロール１２の蛇行を防止するには、空気潤滑部Ｃの領域を極力小さくすることが必要である。ニアローラ３の侵入部で微多孔プラスチックフィルム１が浮上していると進行方向が定まらず蛇行し、その後接触領域Ｄでいくら摩擦力を発現させてグリップしても、既に蛇行した微多孔プラスチックフィルム１はそのまま直進するため、既に発生してしまった蛇行を修正することはできない。空気潤滑部Ｃに随伴する空気５６の厚みは、上述したように速度や張力、ローラ１００の半径、空気の粘度によって決まる。
　そこで、本発明者らは、微多孔プラスチックフィルムロール１２の搬送速度や張力から検討した結果、上記ニアローラ３のフィルム接触部分の算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍの範囲とすることが好適であることを見いだした。
　算術平均粗さＲａが１．２μｍを下回ると、随伴した空気（図７において５６）に対して、搬送ローラ２あるいはニアローラ３の表面の粗さが足りず、空気潤滑部（Ｃ）の範囲が大きくなり、微多孔プラスチックフィルム１とニアローラ３との接触が損なわれ、摩擦力が著しく低下する。このため、微多孔プラスチックフィルム１の蛇行を抑制することができない。
　また、算術平均粗さＲａが１５μｍを上回ると、セラミックスや金属からなるニアローラ３のフィルム接触部分の表面加工が難しくなり、高価となるだけでなく、接触面積が小さくなることで、接触領域（Ｄ）の静的な摩擦力が小さくなり、該接触領域（Ｄ）で蛇行が発生してしまう。つまり、従来の孔のないプラスチックフィルムに対して、微多孔プラスチックフィルム１では、上述したように低い張力により空気潤滑部（Ｃ）の範囲が大きくなるため、算術平均粗さＲａが１５μｍをもってしても随伴した空気を排除することが必要なのである。これは微多孔プラスチックフィルム１の搬送においては、接触領域Ｄが搬送方向のグリップに寄与することを見いだしたためである。
　また、接触領域（Ｄ）を確保できるため、上述したように微多孔プラスチックフィルム１における搬送ローラ２と接触している面と反対側の面が非接触状態となるよう、該搬送ローラ２により微多孔プラスチックフィルム１を搬送するようにしているので、従来のようなゴム製のニップローラを用いる必要がなく、該ニップローラの存在によりピンホール欠点を発生させてしまう虞れがない。また、必要に応じて搬送ローラ２の一部に孔や溝を施工し、さらに内部から陰圧を付与して吸引するようなローラ（通常、サクションローラと呼ぶことが多い）を用いてもよい。
　特に切断手段４よりも搬送方向下流側の搬送ローラ２Ｃで、微多孔プラスチックフィルム１と接触するフィルム接触部分が金属若しくはセラミックスであり、かつ表面粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍとすれば、切断手段４の搬送方向上流側で微多孔プラスチックフィルム１が蛇行しても、切断手段４にてフィルムロール１２の端面位置が決まるため、表面粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍにより空気潤滑部（Ｃ）がないことで切断手段４の下流の巻取に近い方で蛇行が起きなくなり、ピンホールを回避しながらフィルムロール１２の端面の乱れを防止することができる。
　本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置においては、切断手段４よりも搬送方向上流側に配設された搬送ローラ２Ａ，２Ｂは、適宜摩擦係数の低い表面としても良い。具体的には、適度に粗面化した表面にフッ素樹脂やシリコーン樹脂を塗布若しくは混合した金属鍍金等を用いれば良い。このように摩擦係数を低減させることで、搬送される微多孔プラスチックフィルム１（切断手段４により切断される前の微多孔プラスチックフィルム１）の幅が広い場合には、かかる微多孔プラスチックフィルム１にしわが入ることを抑制することができる。
　以上説明したように、本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置においては、微多孔プラスチックフィルム１における搬送ローラ２と接触している面と反対側の面が非接触状態となるよう、該微多孔プラスチックフィルム１を搬送しているので、従来のニップローラを用いるのに比べて、かかる搬送ローラ２の表面に突き刺さった異物によりピンホール５７を発生させることを低減することができる。また、搬送ローラ２もしくはニアローラ３、あるいはこれらすべてのローラ２，３における微多孔プラスチックフィルム１と接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であるので、フィルム接触部分に金属粉塵等の鋭利な異物が突き刺さる虞れがなく、微多孔プラスチックフィルム１に周期的に多数のピンホール５７が発生することを防止することができる。さらに、搬送ローラ２あるいはニアローラ３のフィルム接触部分の算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであるので、微多孔プラスチックフィルム１が蛇行することを防止することができる。
　よって、本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置によれば、ピンホール欠点の発生を抑制するとともに、微多孔プラスチックフィルム１を良好に搬送することができる。
　特に、搬送ローラ２あるいはニアローラ３の全部若しくは一部における微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分が、金属若しくはセラミックスにより形成され、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであれば、かかる搬送ローラ２によってもピンホール欠点の発生を防止することができる。
　以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
　本発明においては、ピンホール欠点検出手段８よりも搬送方向下流側の搬送ローラ２Ｂ，２Ｃについて、微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分が、適切な粗さとビッカース硬度をもつ材質、好ましくは金属若しくはセラミックスとしても良い。これによれば、更なるピンホール５７のリスクを低減することができる。例えば、図１においては、搬送ローラ２Ｂ、２Ｃ及びニアローラ３がピンホール欠点検出手段８よりも搬送方向下流側に配設されているため、これらの表面材質を金属あるいはセラミックスとすれば良い。これにより、仮にピンホール欠点検出手段８よりも上流のローラ、例えば図１の搬送ローラ２Ａの微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分の材質がゴムであった場合、ここでピンホール５７が発生しても、ピンホール欠点検出手段８でピンホール５７を検出できるため、後の検査工程で該当製品を除外することができ、電池やキャパシタに組み入れた場合に、絶縁破壊欠点を未然に防止することが可能となる。
　上述した実施の形態ではニアローラ３を用いた場合について説明したが、本発明においては、図８に示すように、ニアローラ３に代わりタッチローラ６を用いても良い。
　タッチローラ６は、微多孔プラスチックフィルム１に接触してフィルムロール１２の間に随伴する空気量を調整したり、微多孔プラスチックフィルム１の端部の切断面による縁高等を押さえつけることで、ニアローラ３以上に積極的にフィルムロール１２の巻姿を調整するための手段である。
　上記ニアローラ３と異なり、タッチローラ６は、フィルムロール１２に押圧するため、ニアローラ３と比べて金属粉等の鋭利な異物があった場合に瞬間的にはピンホール５７の発生リスクは高くなるが、タッチローラ６の微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分は、必ずビッカース硬度が１００以上２０００以下であるので、タッチローラ６に金属粉等の異物が刺さらないので、周期的に多数のピンホール５７が発生することを防止することができる。そして、該タッチローラ６の算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであるので、微多孔プラスチックフィルム１が蛇行することを防止することができる。タッチローラ６とニップローラの大きな違いとしては、いずれも幅方向の押圧力を均一にするため、撓みやフィルムの厚み斑に追従するためにある程度の柔軟性が必要である。このため、ニップローラの場合は搬送ローラかニップローラのいずれかをゴムにする必要がある。通常、駆動系に接続した搬送ローラではなく、取り外しが容易でメンテナンスしやすいニップローラ側をゴムとすることが多い。
　一方、本発明のタッチローラ６は、微多孔プラスチックフィルム１を巻き取るフィルムロール１２に押圧するため、微多孔プラスチックロール自身の柔軟性により、ゴムが不要である。よって、上述したようなビッカース硬度が１００以上２０００以下の材質を適用するので、周期的にピンホールが多数発生することを防止することができる。
　また、タッチローラ６は、ニアローラ３を可動式とし、タッチローラ６として使えるようにすることで、両方の機能を使い分けすることができる。この場合にニアローラ３とタッチローラ６は兼用となるが、タッチローラ６の表面については必ずビッカース硬度が１００以上２０００以下である。
　図９及び図１０は、それぞれ本実施の形態である微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置の別の変形例を示す説明図である。これら図９及び図１０に示すように、微多孔プラスチックフィルム１を幅広の状態で搬送ローラ２Ｅによって搬送して中間製品１４として巻き取り、後工程であるリワインダにて切断手段４により狭幅にスリットして搬送ローラ２Ｄにて搬送するようにしても良い。
　以上の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置により、２次電池セパレータ用微多孔プラスチックフィルムロールを製造した結果を説明する。
［実施例１］
　ポリプロピレンの結晶構造を制御し、２軸延伸工程にて図２及び図３に示すような貫通孔１０を形成したポリプロピレン微多孔プラスチックフィルム１を、図１のようなピンホール欠点検出手段８有する搬送系で搬送し、巻芯５上に連続的に巻き取って微多孔プラスチックフィルムロール１２を製造した。微多孔プラスチックフィルム１の透気度は、日本工業規格ＪＩＳ　Ｐ８１１７に規定されたＢ形ガーレ試験器を用いて、気温２３℃、湿度６５％のもと、１００ｍｌの空気を通過させて測定した結果、３００秒であった。搬送系の途中にシアカット方式からなる切断手段４を設け微多孔プラスチックフィルム１を幅５０mmに裁断した。微多孔プラスチックフィルム１の厚みは３０μｍである。
　図１には図示していないが、搬送ローラ２及びニアローラ３は全てベルトに連結され、モータにより速度制御されながら回転駆動される。
　搬送速度は１００ｍ／分、張力は２０Ｎ／ｍで巻長１０００ｍごとに上記幅に裁断しながら巻取を行った。
　搬送系にニップローラはなく、搬送ローラ２及びニアローラ３の微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分の材質は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）とした。ゴムはビッカース硬度計による圧痕がつかず、ビッカース硬度が１００未満であると判定した。しわ伸ばし手段は、搬送ローラ２Ｃを三橋製作所製しわ伸ばしローラ「ミラボーロール」を適用し、微多孔プラスチックフィルム１とは全幅で接触し、接触する部分の材質は他の搬送ローラ２と同じくＥＰＤＭとした。
　図１１に上記微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分のローラ材質及び表面粗さと、しわ除去手段１９の使用有無について示す。
［実施例２］
　搬送ローラ２Ｃを含めたすべての搬送ローラ２及びニアローラ３の微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分の材質は、硬質クロム鍍金（以下ＨＣｒ）からなる金属とした。上記ニアローラ３の接触部分のビッカース硬度は、日本工業規格ＪＩＳ　Ｚ２２４４に基づき、試験荷重２Ｎのもとで測定した結果、１０００の値を示した。上記ニアローラ３の接触部分（金属面）の表面粗さは、株式会社ミツトヨ製接触式表面粗さ測定器にて、触針材質ダイヤモンド、触針先端半径２μｍ、測定力０．７５ｍＮのもと、日本工業規格ＪＩＳ　Ｂ０６０１（２００１）に基づき、算術平均粗さＲａを求めた結果、０．９μｍであった。また、上記Ｈｃｒ部のビッカース硬度はＪＩＳ　Ｚ２２４４（２００９）に記載の測定法により測定した結果、８００であった。図１に示したしわ除去手段１９は使用しなかった。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例３］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。ただし、搬送ローラ２Ｃを表面に多数の溝を有し、内部をブロアで吸引したサクションローラとした。吸引圧は－５ｋＰａとした。その他の搬送ローラ２及びニアローラ３の材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａを実施例２と同様に０．９μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例４］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。ただし、切断手段４より下流の搬送ローラ２Ｃとニアローラ３との材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａを１．３μｍとした。また、切断手段４より上流側の搬送ローラ２の材質を同じくＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａを０．９μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例５］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。切断手段４より下流の搬送ローラ２Ｃとニアローラ３との材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａは１０μｍとし、更に切断手段４より上流の搬送ローラ２の材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａを０．９μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例６］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。切断手段４より下流の搬送ローラ２Ｃとニアローラ３との算術平均粗さＲａは３μｍとし、更に切断手段４より上流の搬送ローラ２の算術平均粗さＲａを０．９μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例７］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。ピンホール欠点検出手段８より下流の搬送ローラ２Ｂ及び搬送ローラ２Ｃ、ニアローラ３をＨＣｒからなる金属とし、算術平均粗さＲａを３μｍとした。また、ピンホール欠点検出手段８より上流のローラすべてについて、表面をゴムとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例８］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。すべての搬送ローラ２及びニアローラ３の材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａは実施例６と同じく３μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例９］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図１の搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。実施例８と同じくすべての搬送ローラ２及びニアローラ３の材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａは３μｍとした。ただし、微多孔プラスチックフィルム１の両端部のみと接触するしわ除去手段１９を用いた。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例１０］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図８の搬送系で同様の速度及び張力で巻き取った。ただし、タッチローラ６の微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分の材質は、ＨＣｒからなる金属とし、算術平均粗さＲａは０．９μｍとした。更にその他すべての搬送ローラ２の材質をＨＣｒとし、その算術平均粗さＲａを３μｍとした。加えて微多孔プラスチックフィルム１の両端部のみと接触するしわ除去手段１９を用いた。これらの組み合わせを図１１に示す。
［実施例１１］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルム１を、図８の搬送系で同様の速度及び張力で巻き取った。ただし、タッチローラ６の微多孔プラスチックフィルム１と接触する部分の材質は、ＨＣｒからなる金属とした。更にその他すべての搬送ローラ２の材質をＥＰＤＭとした。しわ伸ばし手段は、実施例１と同様にゴム製のものを用いた。
［比較例１］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルムを、図１の搬送系の一部にニップローラを設置した搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。また、ニアローラ、搬送ローラの微多孔プラスチックフィルムと接触する部分の材質は、ＥＰＤＭゴムとした。加えて搬送ローラは微多孔プラスチックフィルムの全幅と接触するミラボーロールを用いた。これらの組み合わせを図１１に示す。
［比較例２］
　実施例１と同じ微多孔プラスチックフィルムを、図１の搬送系の一部にニップローラを設置した搬送系で同様の速度及び張力条件で巻き取った。但し、ニアローラ、搬送ローラの微多孔プラスチックフィルムと接触する部分の材質は、硬質クロム鍍金（Ｈｃｒ）からなる金属とし、算術平均粗さＲａは３μｍとした。これらの組み合わせを図１１に示す。
　図１１に実施例及び比較例にて２次電池用セパレータ用微多孔プラスチックフィルムロールを製造した結果を示す。
　ここで、“ピンホール”の判定方法としては、ピンホール検出手段８で光学的に発見した外寸５０μｍを超えるピンホールが巻長２００ｍｍ以内に複数存在する場合は「×」、２００ｍｍ以内に複数存在しないものの、巻き取り中ピンホールが発見された場合は「○」、ピンホールが無かった場合には「◎」とした。
　「絶縁破壊」の判定方法としては、巻き上がったフィルムロールの内、ピンホール検査で「○」の判定を行ったもののみ選別を行い、表層２ｍに電圧を印加し、電流が５０ｍＡに到達するときに電圧が１ｋＶ以上であるような放電が１０ロール中３ロール以上確認された場合は「×」、放電が１０ロール中３ロール以下の頻度で確認されたものを「○」、それ以外を「◎」と判定した。
　「しわ」の判定方法としては、巻き上がったフィルムロールにしわがみられた場合には「×」、それ以外を「◎」と判定した。
　「蛇行」の判定方法としては、巻き上がったフィルムロールの端面が全周に渡って揃っていないもの、定量的には０．５ｍｍ以上の乱れがある場合には「×」、０．５ｍｍ未満の乱れがあるものを「○」、それ以外を「◎」と判定した。
　図１１に示す通り、実施例１は搬送ローラ２、ニアローラ３の表面がゴムであるために、ピンホールは若干発生したが、ニップローラを用いないことでその量は最小限に抑えられた。しわ除去手段が無いためしわがいくつかみられたことと、ニアローラ３表面の金属部の粗さが若干低いために一部蛇行がみられたが許容範囲であった。
　実施例２では搬送ローラ２、ニアローラ３を金属にすることで、ピンホール欠点が解消し、絶縁破壊欠点数も良好であった。蛇行については、フィルム接触部分（金属部分）の粗さが低いために発生している。
　実施例３は、サクションローラを適用した結果、蛇行が良化した。
　実施例４は、切断手段４の下流の搬送ローラ２Ｃ、ニアローラ３の粗さを大きくしたことでサクションローラが無くとも蛇行が良化した。
　実施例５は、搬送ローラ２Ｃ、ニアローラ３の粗さも最適化したことで蛇行が解消した。
　実施例６についても、搬送ローラ２Ｃ、ニアローラ３の粗さが最適な範囲であり、蛇行が解消した。
　実施例７は、ピンホール欠点検出手段８より下流の搬送ローラ、ニアローラを金属としたことで、ピンホールは若干発生したが、これを排除し絶縁破壊を防止することができた。また、粗さについても最適な範囲であり、蛇行も解消した。
　実施例８についても搬送ローラすべての粗さが最適な範囲であり、蛇行を解消した。
　実施例９、１０は、ゴムのしわ伸ばし手段の代わりに、フィルムの端部のみと接触するしわ伸ばし手段を導入した結果、しわ防止とピンホール、絶縁破壊欠点防止の両立を達成することができた。特に実施例１０は、ニアローラ３を前進させタッチローラとして用いたが、ピンホールの増加はみられず絶縁破壊欠点も良好であった。
　実施例１１については、実施例１と同じく搬送ローラにゴムを用いたため、ピンホールが若干発生したが、実施例１０と同じく金属のタッチローラ６を使用し、ニップローラを使用しなかったので、ピンホールの発生は最小限に抑えることができた。
　比較例１では、従来のニップローラとゴムローラとからなる搬送系により、ピンホールが多発した。
　比較例２についても、搬送ローラ、ニアローラの材質を金属としたが、ニップローラにより比較例１と同様にピンホールが多発した。
　このように、本発明によれば、２次電池用セパレータに好適な絶縁性能に優れた微多孔プラスチックフィルムロールを、しわや蛇行の心配なく製造することが可能となる。
　本発明は、２次電池用セパレータに限らず、キャパシタ用セパレータやその他の絶縁膜、分離膜等透気抵抗を厳密に設計された微多孔プラスチックフィルムを適用できる分野に広く応用できるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
　　１　微多孔プラスチックフィルム
　１２　微多孔プラスチックフィルムロール
　１３　セパレータ
　１４　中間製品
　１９　しわ除去手段
　　２　搬送ローラ
　２Ａ　搬送ローラ
　２Ｂ　搬送ローラ
　２Ｃ　搬送ローラ
　２２　金属表面被膜
　２３　ローラ母材
　　３　ニアローラ
　　４　切断手段
　　５　巻芯
　　６　タッチローラ
　　７　駆動源
　　８　ピンホール欠点検出手段
　　９　フィブリル
　１０　貫通孔
　５１　リチウムイオン２次電池
　５４　正極
　５５　負極
　５６　随伴空気
　５７　ピンホール
　　Ａ　搬送方向
　　Ｂ　フィルムの厚み方向
　　Ｃ　空気潤滑部
　　Ｄ　接触領域
　　Ｌ　フィルム空中走行距離

Claims (9)

  1. 　微多孔を有するプラスチックフィルムを搬送ローラにより搬送し、その後ニアローラに近接させながら、あるいはタッチローラと接触させながら前記プラスチックフィルムをロール状に巻き取るようにして微多孔プラスチックフィルムロールを製造する装置において、
    　前記タッチローラにおける前記プラスチックフィルムと接触する部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、
    　前記プラスチックフィルムにおける前記搬送ローラと接触している面の反対側の面が前記搬送ローラと接触している領域において非接触状態となるよう、該プラスチックフィルムを搬送することを特徴とする微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  2. 　前記搬送ローラ及び前記ニアローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下で、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  3. 　前記搬送ローラ及び前記ニアローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、表面に０．５～３ｍｍの幅の溝が設けられ、かつビッカース硬度が１００以上２０００以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  4. 　搬送されるプラスチックフィルムのピンホールを検出するピンホール欠点検出手段を備え、
    　前記ピンホール検出手段よりも搬送方向下流側における前記搬送ローラ、前記ニアローラ及び前記タッチローラの少なくとも１つの前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであり、かつビッカース硬度が１００以上２０００以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  5. 　前記フィルム接触部分は、金属又はセラミックスであることを特徴とする請求項２～４のいずれか１つに記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  6. 　搬送される前記プラスチックフィルムの端部のみに接触して該プラスチックフィルムに搬送過程で形成されるしわを除去するしわ除去手段を備えたことを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  7. 　搬送される前記プラスチックフィルムの全幅に接触して該プラスチックフィルムに搬送過程で形成されるしわを除去するしわ除去手段を備え、該しわ除去手段の前記プラスチックフィルムと接触する部分が金属であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造装置。
  8. 　透気度が１０～１０００秒／１００ｍｌの微多孔を有するプラスチックフィルムを搬送ローラにより搬送し、その後ニアローラに近接させながら、あるいはタッチローラと接触させながら前記プラスチックフィルムをロール状に巻き取るようにして微多孔プラスチックフィルムロールを製造する方法において、
    　前記タッチローラにおける前記プラスチックフィルムと接触する部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下であり、
    　前記プラスチックフィルムにおける前記搬送ローラと接触している面の反対側の面が前記搬送ローラと接触している領域において非接触状態となるよう、該プラスチックフィルムを搬送することを特徴とする微多孔プラスチックフィルムロールの製造方法。
  9. 　前記搬送ローラ及び前記ニアローラの少なくとも１つの１本以上における前記プラスチックフィルムと接触するフィルム接触部分は、ビッカース硬度が１００以上２０００以下で、かつ算術平均粗さＲａが１．２μｍ～１５μｍであることを特徴とする請求項８に記載の微多孔プラスチックフィルムロールの製造方法。
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