WO2015194548A1 - イミド系樹脂膜製造システム及びイミド系樹脂膜製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the aliphatic diamine preferably has about 2 to 15 carbon atoms, and specific examples include pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, and heptamethylene diamine.
- the coating solution contains various additives such as a mold release agent, a dispersant, a condensing agent, an imidizing agent, and a surfactant as required in addition to a predetermined resin material, fine particles, and a solvent. May be.
- the tension roller 23d is disposed on the + Z side of the driven roller 23c.
- the tension roller 23d is disposed in parallel to the X direction, and is provided to be rotatable around the X axis.
- the tension roller 23d is provided to be movable up and down in the Z direction.
- the tension roller 23d can sandwich the unfired film FA with the driven roller 23c.
- the tension roller 23d is rotatable with the unfired film FA interposed therebetween.
- the cleaning unit 33 cleans the etched porous resin film F.
- the cleaning unit 33 is disposed on the + Y side of the etching unit 32 (in front of the transport direction of the porous resin film F).
- the cleaning unit 33 includes a supply unit (not shown) that supplies a cleaning liquid. Moreover, you may have a collection
- the transport unit 35 transports the fired film FB and the porous resin film F across the etching unit 32, the cleaning unit 33, and the liquid draining unit 34.
- the conveyance unit 35 includes a conveyance belt 35a, a driving roller 35b, and a driven roller 35c.
- a support roller that supports the conveyance belt 35a may be disposed inside the etching unit 32, the cleaning unit 33, and the liquid draining unit 34.
- the driven roller 35 c is disposed at the ⁇ Y side end inside the chamber 31.
- the driven roller 35c is formed in a cylindrical shape, for example, and is arranged in parallel with the X direction.
- the driven roller 35c is formed to have the same diameter as the driving roller 35b, and is disposed so that the position in the Z direction (height position) is substantially equal to the driving roller 35b.
- the driven roller 35c is provided to be rotatable around an axis parallel to the X direction. The driven roller 35c rotates following the rotation of the conveyor belt 35a.
- the chemical etching unit 43 may include a collection unit (not shown) that collects the waste liquid of the etching solution EQ. Moreover, the chemical etching part 43 may have an exhaust part (not shown) etc. which exhausts the inside.
- etching solution EQ for example, an inorganic alkali solution or an organic alkali solution is used.
- inorganic alkali solutions include hydrazine solutions containing hydrazine hydrate and ethylenediamine, solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, and sodium metasilicate, ammonia solutions, water
- alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, and sodium metasilicate
- ammonia solutions water
- examples thereof include an etching solution containing alkali oxide, hydrazine and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone as main components.
- the 1st coating liquid Q1 and the 2nd coating liquid Q2 are apply
- the forces acting on the transport substrate S when the Q1 and the second coating liquid Q2 reach the transport substrate S are received by the support rollers 11b and 11c. For this reason, generation
- the operator manually places the unfired film FA on the carry-out roller 11f and unfires the unfired film FA.
- the tip portion of the film FA is attached to the shaft member SF.
- the winding member 50 rotates the shaft member SF.
- the peeled unfired film FA is sequentially carried out of the coating unit 10 and wound up by the shaft member SF of the winding unit 50 to form the roll body R.
- the unfired film FA constituting the roll body R is peeled from the transport substrate S, and both the front surface and the back surface are exposed.
- the unfired film FA having a predetermined length is wound around the shaft member SF
- the unfired film FA is cut and the shaft member SF is removed from the bearing 51 together with the roll body R.
- a new shaft member SF is mounted on the bearing 51 of the winding unit 50, and the cut end portion of the unfired film FA is attached to the shaft member SF and rotated to continuously form the unfired film FA.
- a simple roll body R can be created.
- the porous resin film F is conveyed from the removal unit 230 to the chemical etching unit 240 by one conveyance belt 242 a by the conveyance unit 242. For this reason, it is not necessary to transfer the porous resin film F between the removal unit 230 and the chemical etching unit 240. Thereby, it can suppress that an external force acts with respect to the porous resin film F as much as possible.
- a post-processing unit that performs post-processing on the porous resin film F partially removed by the chemical etching unit 40 may be provided.
- this post-processing unit for example, an antistatic unit or the like that performs static elimination processing on the porous resin film F can be cited.
- the antistatic unit is equipped with a static eliminator such as an ionizer.
- the configuration in which the porous resin film F is formed by the so-called roll-to-roll method has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
- the porous resin film F is cut by a predetermined length without being wound by the winding unit 80. You may collect things.
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Abstract
Description
ここで、各ユニットを説明する前に、多孔性樹脂膜Fの原料となる塗布液について説明する。塗布液は、所定の樹脂材料と、微粒子と、溶剤とを含む。所定の樹脂材料としては、例えばポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリアミドが挙げられる。溶剤としては、これらの樹脂材料を溶解可能な有機溶剤が用いられる。
<ポリアミド酸>
本実施形態で用いるポリアミド酸は、任意のテトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合して得られるものが、特に限定されることなく使用できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの使用量は特に限定されないが、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、ジアミンを0.50~1.50モル用いるのが好ましく、0.60~1.30モル用いるのがより好ましく、0.70~1.20モル用いるのが特に好ましい。
本実施形態に用いるポリイミドは、塗布液に使用する有機溶剤に溶解可能な可溶性ポリイミドなら、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリイミドについて、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
本実施形態に用いるポリアミドイミドは、塗布液に使用する有機溶剤に溶解可能な可溶性ポリアミドイミドなら、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリアミドイミドについて、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
ポリアミドとしては、ジカルボン酸とジアミンとから得られるポリアミドが好ましく、特に芳香族ポリアミドが好ましい。
続いて、微粒子について説明する。微粒子は、例えば真球率が高く、粒径分布指数の小さいものが用いられる。このような微粒子は、液体中での分散性に優れ、互いに凝集しない状態となる。微粒子の粒径(平均直径)としては、例えば、100~2000nm程度に設定することができる。上記のような微粒子を用いることにより、後の工程で微粒子を除去することで得られる多孔性樹脂膜Fの孔径を揃えることができる。このため、多孔性樹脂膜Fによって形成されるセパレータに印加される電界を均一化できる。
塗布ユニット10は、搬送部11と、第1ノズル12と、第2ノズル13と、乾燥部14と、剥離部15と、とを有する。
搬送部11は、搬送基材(基材)Sと、基材送出ローラー11aと、支持ローラー11b~11dと、基材巻取ローラー11eと、搬出ローラー11fとを有する。
図3は、塗布ユニット10の+Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図3に示すように、塗布ユニット10の+Y側には、未焼成膜FAを搬出する搬出口10bが設けられている。搬出口10bから搬出された未焼成膜FAは、巻き取り部50によって巻き取られる。
図4は、焼成ユニット20の-Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図4に示すように、焼成ユニット20の-Y側には、未焼成膜FAを搬入する搬入口20aが設けられている。送り出し部60は、搬入口20aに対して未焼成膜FAを送り出す。
焼成ユニット20は、本実施形態において、未焼成膜FAに対する高温処理を行うユニットである。焼成ユニット20は、未焼成膜FAを焼成し、微粒子を含んだ焼成膜FBを形成する。焼成ユニット20は、チャンバー21と、加熱部22と、搬送部23とを有する。チャンバー21は、未焼成膜FAを搬入する搬入口20aと、焼成膜FBを搬出する搬出口20bとを有する。チャンバー21は、加熱部22及び搬送部23を収容する。
除去ユニット30は、チャンバー31と、エッチング部32と、洗浄部33と、液切部34と、搬送部35と、を有する。チャンバー31は、焼成膜FBを搬入する搬入口30aと、多孔性樹脂膜Fを搬出する搬出口30bとを有する。チャンバー31は、エッチング部32、洗浄部33、液切部34及び搬送部35を収容する。
ケミカルエッチングユニット40は、除去ユニット30の+Y側に配置される。図6は、ケミカルエッチングユニット40及び巻き取り部80の一例を示す図である。図6に示すように、ケミカルエッチングユニット40は、チャンバー41と、搬送部42と、ケミカルエッチング部43と、洗浄部44と、液切部45と、加熱部46とを有する。チャンバー41は、多孔性樹脂膜Fを搬入する搬入口40aと、多孔性樹脂膜Fを搬出する搬出口40bとを有する。チャンバー41は、搬送部42、ケミカルエッチング部43、洗浄部44及び液切部45を収容する。
図8は、ケミカルエッチングユニット40の+Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図8に示すように、ケミカルエッチングユニット40の+Y側には、多孔性樹脂膜Fを搬出する搬出口46bが設けられている。搬出口46bから搬出された多孔性樹脂膜Fは、巻き取り部80によって巻き取られる。
次に、上記のように構成された製造システムSYSを用いて多孔性樹脂膜Fを製造する動作の一例を説明する。図9(a)~(f)は、多孔性樹脂膜Fの製造過程の一例を示す図である。
また、イミド系樹脂膜(多孔性樹脂膜F)が、帯状に形成され、ケミカルエッチングユニット(49)が、膜形成ユニット(70)から送り出されたイミド系樹脂膜(多孔性樹脂膜F)を順次取り込むため、ロール・ツー・ロール方式などの製造工程に適用可能であり、効率的にイミド系樹脂膜(多孔性樹脂膜F)を形成することができる。
また、ケミカルエッチングユニット(40)から排出される帯状のイミド系樹脂膜(多孔性樹脂膜F)を巻き取る巻き取り部(80)を備えるため、ケミカルエッチング処理を行ったイミド系樹脂膜を巻き取って効率的に回収することができる。
上記実施形態では、除去ユニット30とケミカルエッチングユニット40とが別個のユニットとしてY方向に離れて並ぶように設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図10は、変形例に係る製造システムSYS2の一部の例を示す図である。図10に示すように、製造システムSYS2は、除去ユニット230とケミカルエッチングユニット240とがY方向に接続された構成となっている。
次に、実施形態に係るセパレータ100を説明する。図12は、リチウムイオン電池200の一例を示す模式図であり、一部が切り開かれた状態を示している。図12に示すように、リチウムイオン電池200は、正極端子を兼ねた金属ケース201と、負極端子202とを有する。金属ケース201の内部には、正極201aと、負極202aと、セパレータ100とが設けられており、不図示の電解液に浸されている。セパレータ100は、正極201aと負極202aとの間に配置され、正極201aと負極202aとの間の電気的接触を防いでいる。正極201aとしては、リチウム遷移金属酸化物が用いられ、負極202aとしては、例えばリチウムやカーボン(グラファイト)等が用いられている。
例えば、上記実施形態及び変形例において、多孔性樹脂膜Fの一部を除去する場合、ケミカルエッチング法のみを行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、ケミカルエッチング法と物理的除去方法とを組合せた方法により多孔性樹脂膜Fの一部を除去するようにしてもよい。物理的な方法としては、例えば、プラズマ(酸素、アルゴン等)、コロナ放電等によるドライエッチング、研磨剤(例えば、アルミナ(硬度9)等)を液体に分散し、これを芳香族ポリイミドフィルムの表面に30m/s~100m/sの速度で照射することでポリイミドフィルム表面を処理する方法等が使用できる。これらの手法は、除去ユニット30において焼成膜FBから微粒子を除去する前及び微粒子の除去後のいずれの場合にも適用可能である。また、微粒子を除去した後に行う場合にのみ適用可能な物理的方法として、対象表面を液体で濡らした台紙フィルム(例えばPETフィルム等のポリエステルフィルム)に圧着後、乾燥しないで又は乾燥した後、多孔性樹脂膜Fを台紙フィルムから引きはがす方法を採用することもできる。液体の表面張力あるいは静電付着力に起因して、多孔性樹脂膜Fの表面層のみが台紙フィルム上に残された状態で、多孔性樹脂膜Fが台紙フィルムから引きはがされる。
Claims (6)
- 多孔性のイミド系樹脂膜を製造する製造システムであって、
ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド又はポリアミド、及び微粒子を含む膜から前記微粒子を除去して前記多孔性のイミド系樹脂膜を形成する膜形成ユニットと、
前記イミド系樹脂膜の一部を溶解するケミカルエッチングユニットを備えるイミド系樹脂膜製造システム。 - 前記ケミカルエッチングユニットは、エッチング液を貯留する貯留部と、前記イミド系樹脂膜を前記貯留部内のエッチング液に浸漬させる膜搬送部と、を備える請求項1記載のイミド系樹脂膜製造システム。
- 前記イミド系樹脂膜は、帯状に形成され、
前記ケミカルエッチングユニットは、前記膜形成ユニットから送り出された前記イミド系樹脂膜を順次取り込む請求項1又は請求項2に記載のイミド系樹脂膜製造システム。 - 前記ケミカルエッチングユニットから排出される前記帯状のイミド系樹脂膜を巻き取る巻き取り部を備える請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のイミド系樹脂膜製造システム。
- 前記膜形成ユニットは、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド又はポリアミド、及び微粒子を含む液体を基材に塗布して未焼成膜を形成する塗布ユニットと、前記塗布ユニット内又は前記塗布ユニット外で前記基材から剥離した前記未焼成膜を焼成し、前記微粒子を含んだ焼成膜を形成する焼成ユニットと、前記焼成膜から前記微粒子を除去して多孔性の前記イミド系樹脂膜を形成する除去ユニットと、を含み、
前記ケミカルエッチングユニットは、前記除去ユニットに接続される請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のイミド系樹脂膜製造システム。 - 多孔性のイミド系樹脂膜を製造する製造する方法であって、
ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド又はポリアミド、及び微粒子を含む膜から前記微粒子を除去して前記多孔性のイミド系樹脂膜を形成することと、
前記イミド系樹脂膜の一部を溶解するケミカルエッチング処理を行うことと、を含むイミド系樹脂膜製造方法。
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