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JP2022036034A - Polyolefin microporous film - Google Patents

Polyolefin microporous film Download PDF

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JP2022036034A
JP2022036034A JP2021132540A JP2021132540A JP2022036034A JP 2022036034 A JP2022036034 A JP 2022036034A JP 2021132540 A JP2021132540 A JP 2021132540A JP 2021132540 A JP2021132540 A JP 2021132540A JP 2022036034 A JP2022036034 A JP 2022036034A
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JP
Japan
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polyolefin
microporous
resin
less
ethylene
Prior art date
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Pending
Application number
JP2021132540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直哉 西村
Naoya Nishimura
琢也 久万
Takuya Kuman
遼 下川床
Ryo Shimokawatoko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

To provide a polyolefin microporous film that demonstrates excellent electrolyte impregnation, safety and output properties when used as a battery separator.SOLUTION: According to the inventive polyolefin microporous film, an absorbance peak between 1720 cm-1 and 1750 cm-1 is set as A and an absorbance peak between 1450 cm-1 and 1480 cm-1 is set as B as measured by infrared absorption spectroscopy, and A is divided by B to be 0.1 or more; and the difference between the maximum pore size and the average pore size is 40 nm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリオレフィン微多孔膜に関する。 The present invention relates to a microporous polyolefin membrane.

ポリオレフィン微多孔膜は、フィルター、燃料電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータなどとして用いられている。特にノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、デジタルカメラなどに広く使用さるリチウムイオン電池用のセパレータとして好適に使用されている。その理由は、ポリオレフィン微多孔膜が優れた膜の機械強度やシャットダウン特性を有していることが挙げられる。特に、リチウムイオン二次電池において近年は車載用途を中心に高エネルギー密度化・大型化・高出力化を目指して開発が進められており、それに伴いセパレータへの要求特性も一層高いものとなってきている。 The microporous polyolefin membrane is used as a filter, a separator for a fuel cell, a separator for a capacitor, and the like. In particular, it is suitably used as a separator for lithium-ion batteries widely used in notebook personal computers, mobile phones, digital cameras, and the like. The reason is that the microporous polyolefin membrane has excellent mechanical strength and shutdown characteristics. In particular, in recent years, lithium-ion secondary batteries have been developed with the aim of increasing energy density, size, and output, mainly for in-vehicle applications, and along with this, the required characteristics for separators have become even higher. ing.

リチウムイオン電池では電解液として、プロピレンカーボネートやジメチルカーボネート等の有機溶媒にLiPF等の電解質を溶解したものが用いられる。これら電解液はポリオレフィン微多孔膜へ浸透性が低く、特に大型電池や特殊形状の電池において電解液含侵工程での歩留まりや電解液の未浸透部分が生じる場合があった。また、電解液含侵性の低いセパレータは、電池充放電中の電極の膨張収縮によりセパレータが圧縮されて電解液が抜けることにより、液枯れを起こしサイクル特性に劣る場合があった。また、今後リチウムイオン電池の高エネルギー密度化に伴い、電解質濃度の高い高粘度電解液の使用が広がることが予想され、セパレータへの浸透性はさらに悪化することから、セパレータの電解液含侵性の改善は急務である。 In the lithium ion battery, a solution obtained by dissolving an electrolyte such as LiPF 6 in an organic solvent such as propylene carbonate or dimethyl carbonate is used as the electrolytic solution. These electrolytic solutions have low permeability to the microporous polyolefin membrane, and in particular, in large batteries and batteries having a special shape, the yield in the electrolytic solution impregnation step and the unpenetrated portion of the electrolytic solution may occur. Further, in the separator having low electrolytic solution impregnation, the separator may be compressed due to expansion and contraction of the electrode during battery charging / discharging, and the electrolytic solution may be discharged, resulting in liquid withering and inferior cycle characteristics. In addition, it is expected that the use of high-viscosity electrolytes with high electrolyte concentration will spread as the energy density of lithium-ion batteries increases in the future, and the permeability to the separator will further deteriorate. Therefore, the electrolyte impregnation of the separator There is an urgent need to improve.

電解液含侵性を改善させる技術として、特許文献1にはセパレータ表面をプラズマ処理することにより、電解液に対する接触角を低減させる方法について記載されている。また、特許文献2にはエチレン-エチルアクリレート共重合体樹脂及び/又はエチレン-メチルアクリレート共重合体樹脂を含むことにより電解液保持性を改善した微多孔膜について記載されている。 As a technique for improving the impregnation of the electrolytic solution, Patent Document 1 describes a method of reducing the contact angle with respect to the electrolytic solution by plasma-treating the surface of the separator. Further, Patent Document 2 describes a microporous film having improved electrolytic solution retention by containing an ethylene-ethyl acrylate copolymer resin and / or an ethylene-methyl acrylate copolymer resin.

特開平11-300180号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-300180 特開2011-081228号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-081228

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、プラズマ処理で濡れ性が改善するのはセパレータの最表面のみであり、セパレータ内部での電解液の浸透性改善が困難であることや、プラズマ処理時にセパレータに欠点が発生し品位が低下してしまう場合があった。また、特許文献2に記載の方法では、添加したエチレン-エチルアクリレート共重合体樹脂やエチレン-メチルアクリレート共重合体樹脂の分散不良により、粗大孔や未開孔部が形成され、デンドライト発生による安全性や出力特性の悪化が懸念される。 However, in the method described in Patent Document 1, the wettability is improved only on the outermost surface of the separator by plasma treatment, and it is difficult to improve the permeability of the electrolytic solution inside the separator, and the separator is improved during plasma treatment. In some cases, defects may occur and the quality may deteriorate. Further, in the method described in Patent Document 2, coarse pores and unopened pores are formed due to poor dispersion of the added ethylene-ethyl acrylate copolymer resin and ethylene-methyl acrylate copolymer resin, and safety due to the generation of dendrite is obtained. And there is concern about deterioration of output characteristics.

本発明の課題は、上記した問題点を解決することにある。すなわち、電池用セパレータとして用いたとき電解液含侵性と、安全性、出力特性に優れたポリオレフィン微多孔膜を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. That is, it is an object of the present invention to provide a polyolefin microporous membrane having excellent electrolytic solution impregnation, safety and output characteristics when used as a battery separator.

赤外線吸収スペクトル法で測定される、1720cm-1~1750cm-1の間での吸光度ピーク値をA、1450cm-1~1480cm-1の間での吸光度ピーク値をBとした場合に、AをBで除した値が0.1以上であり、最大孔径と平均孔径の差(最大孔径-平均孔径)が40nm以下であることを特徴とする。 When the absorbance peak value between 1720 cm -1 and 1750 cm -1 measured by the infrared absorption spectroscopy is A and the absorbance peak value between 1450 cm -1 and 1480 cm -1 is B, A is B. The value divided by is 0.1 or more, and the difference between the maximum pore diameter and the average pore diameter (maximum pore diameter-average pore diameter) is 40 nm or less.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は電解液との親和性に優れ、均一な孔構造を有することから、電池用セパレータとして用いたときに高粘度の電解液を良好に含侵することができることで安全性、出力特性に優れる。このことから、本発明のポリオレフィン微多孔膜は電気自動車などの高エネルギー密度化、高容量化および高出力化を必要とする大型二次電池用の電池用セパレータとして好適に使用することができる。 Since the microporous polyolefin membrane of the present invention has an excellent affinity with the electrolytic solution and has a uniform pore structure, it is safe because it can satisfactorily impregnate the highly viscous electrolytic solution when used as a battery separator. Excellent in properties and output characteristics. From this, the polyolefin microporous film of the present invention can be suitably used as a battery separator for a large secondary battery that requires high energy density, high capacity, and high output for electric vehicles and the like.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は、赤外線吸収スペクトル法で測定される、1720cm-1~1750cm-1の間での吸光度ピーク値をA、1450cm-1~1480cm-1の間での吸光度ピーク値をBとした場合に、AをBで除した値が0.1以上である。より好ましくは0.2以上、さらに好ましくは0.3以上、特に好ましくは0.4以上である。AをBで除した値を上記範囲とすることにより、電解液との親和性が改善し電池用セパレータとして使用した際に電解液含侵性やサイクル特性が改善する。上記観点から、AをBで除した値は高いほど好ましいが、セパレータの透過性や強度との両立が困難となることから、2程度が上限である。赤外線吸収スペクトル法で測定される、1720cm-1~1750cm-1の間での吸光度ピーク値をA、1450cm-1~1480cm-1の間での吸光度ピーク値をBとした場合に、AをBで除した値を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の混錬条件、延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention has an absorbance peak value between 1720 cm -1 and 1750 cm -1 as measured by infrared absorption spectroscopy, and an absorbance peak value between 1450 cm -1 and 1480 cm -1 . When B is used, the value obtained by dividing A by B is 0.1 or more. It is more preferably 0.2 or more, still more preferably 0.3 or more, and particularly preferably 0.4 or more. By setting the value obtained by dividing A by B in the above range, the affinity with the electrolytic solution is improved, and the invasiveness of the electrolytic solution and the cycle characteristics are improved when used as a battery separator. From the above viewpoint, the higher the value obtained by dividing A by B is, the more preferable it is, but since it is difficult to achieve both the transparency and strength of the separator, about 2 is the upper limit. When the absorbance peak value between 1720 cm -1 and 1750 cm -1 measured by the infrared absorption spectroscopy is A and the absorbance peak value between 1450 cm -1 and 1480 cm -1 is B, A is B. In order to make the value divided by the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is within the range described later, and the kneading conditions and stretching conditions at the time of film formation are within the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜はバブルポイント法により測定される最大孔径とハーフドライ法により測定される平均孔径の差(最大孔径-平均孔径)が40nm以下であることが好ましい。より好ましくは30nm以下、さらに好ましくは20nm以下、特に好ましくは15nm以下である。(最大孔径-平均孔径)が40nm以下であると、孔径の均一性が高いため、薄膜の高出力電池用セパレータとして使用した際にデンドライトによる微短絡を抑制し安全性、出力特性に優れる上、膜内での電解液浸透が均一に進行するため電解液含侵に必要な時間を短縮することができる。上記観点から(最大孔径-平均孔径)は小さいほど好ましいが、ポリオレフィン微多孔膜の生産性との両立の観点から5nm程度が実質的な下限である。(最大孔径-平均孔径)を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件、延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the difference between the maximum pore diameter measured by the bubble point method and the average pore diameter measured by the half-dry method (maximum pore diameter-average pore diameter) is preferably 40 nm or less. It is more preferably 30 nm or less, further preferably 20 nm or less, and particularly preferably 15 nm or less. When (maximum pore diameter-average pore diameter) is 40 nm or less, the uniformity of the pore diameter is high, so that when used as a thin-film separator for high-power batteries, micro-short circuits due to dendrites are suppressed and safety and output characteristics are excellent. Since the permeation of the electrolytic solution in the membrane proceeds uniformly, the time required for the impregnation of the electrolytic solution can be shortened. From the above viewpoint, the smaller (maximum pore diameter-average pore diameter) is preferable, but from the viewpoint of compatibility with the productivity of the polyolefin microporous membrane, about 5 nm is a practical lower limit. In order to set (maximum pore size-average pore size) in the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is within the range described later, and the extrusion conditions and stretching conditions at the time of film formation are within the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は、バブルポイント法により測定される最大孔径が70nm以下であることが好ましい。より好ましくは60nm以下、さらに好ましくは50nm以下、特に好ましくは40nm以下である。最大孔径を上記範囲とすることで、高出力電池用セパレータとして使用した際にデンドライトによる微短絡を抑制し安全性、出力特性に優れる。上記観点からは最大孔径は小さいほど好ましいが、小さすぎるとイオンの透過性が不十分となり、電池の出力特性が低下する場合があるため15nm程度が下限である。最大孔径を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件、延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has a maximum pore size of 70 nm or less as measured by the bubble point method. It is more preferably 60 nm or less, further preferably 50 nm or less, and particularly preferably 40 nm or less. By setting the maximum hole diameter within the above range, when used as a separator for high-power batteries, it suppresses a slight short circuit due to dendrites and is excellent in safety and output characteristics. From the above viewpoint, the smaller the maximum pore diameter is, the more preferable it is, but if it is too small, the ion permeability may be insufficient and the output characteristics of the battery may be deteriorated. Therefore, the lower limit is about 15 nm. In order to set the maximum pore size in the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is in the range described later, and the extrusion conditions and stretching conditions at the time of film formation are in the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は、平均孔径が50nm以下であることが好ましい。より好ましくは40nm以下、さらに好ましくは30nm以下、最も好ましくは25nm以下である。平均孔径を上記範囲とすることにより、電池用セパレータとして使用した際にデンドライトによる微短絡を抑制でき、安全性、出力特性に優れる。上記観点からは平均孔径は小さいほど好ましいが、小さすぎるとイオンの透過性が不十分となり、電池の出力特性が低下する場合があるため10nm程度が下限である。平均孔径を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件、延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has an average pore diameter of 50 nm or less. It is more preferably 40 nm or less, further preferably 30 nm or less, and most preferably 25 nm or less. By setting the average pore diameter within the above range, it is possible to suppress a slight short circuit due to dendrites when used as a battery separator, and it is excellent in safety and output characteristics. From the above viewpoint, the smaller the average pore diameter is, the more preferable it is, but if it is too small, the ion permeability may be insufficient and the output characteristics of the battery may be deteriorated, so that the lower limit is about 10 nm. In order to set the average pore size in the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is in the range described later, and the extrusion conditions and stretching conditions at the time of film formation are in the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は、示差走査熱量計で測定される50℃以上110℃以下の結晶融解による吸熱ピーク面積が5J/g以下であることが好ましく、より好ましくは3J/g以下、さらに好ましくは2J/g以下、特に好ましくは1J/g以下である。示差走査熱量計で測定される50℃以上110℃以下の結晶融解による吸熱ピーク面積を上記範囲とすることにより、ポリオレフィン微多孔膜、の面内特性の均一性が優れ、高出力電池用セパレータとして使用した際にデンドライトによる微短絡を抑制しサイクル特性に優れる上、膜内での電解液浸透が均一に進行するため電解液含侵に必要な時間を短縮することができる。示差走査熱量計で測定される50℃以上110℃以下の結晶融解による吸熱ピーク面積を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件、延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has an endothermic peak area of 5 J / g or less due to crystal melting at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter, more preferably 3 J / g or lower, and further. It is preferably 2 J / g or less, and particularly preferably 1 J / g or less. By setting the endothermic peak area due to crystal melting at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower measured by a differential scanning calorimeter within the above range, the uniformity of the in-plane characteristics of the polyolefin microporous film is excellent, and as a separator for high-power batteries. When used, it suppresses a slight short circuit due to dendrites and has excellent cycle characteristics, and the permeation of the electrolytic solution in the membrane proceeds uniformly, so that the time required for the infiltration of the electrolytic solution can be shortened. In order to set the endothermic peak area due to crystal melting at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower measured by a differential scanning calorimeter within the above range, the raw material composition of the film should be within the range described later, and the extrusion conditions and stretching conditions during film formation should be set. Is preferably within the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角をC、ポリオレフィン微多孔膜をプレス融解後の滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角をDとした場合に、|C-D|が20°以下であることが好ましく、より好ましくは10°以下、さらに好ましくは5°以下、特に好ましくは3°以下である。|C-D|が20°以下であることにより、ポリオレフィン微多孔膜表面、内部共に電解液との親和性が高く、電池用セパレータとして使用した際に電解液含侵性やサイクル特性が改善する。上記観点から|C-D|は小さいほど好ましいが、特性の制御と生産性の両立が困難となることから0.1°が下限として好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention has a dropping amount of 2 μL and a contact angle with propylene carbonate 10 seconds after dropping, C, and the microporous polyolefin membrane has a dropping amount of 2 μL after press-melting and a contact angle with propylene carbonate 10 seconds after dropping. When D is, | CD | is preferably 20 ° or less, more preferably 10 ° or less, still more preferably 5 ° or less, and particularly preferably 3 ° or less. When | CD | is 20 ° or less, the affinity with the electrolytic solution is high both on the surface and inside of the polyolefin microporous membrane, and the electrolyte impregnation and cycle characteristics are improved when used as a battery separator. .. From the above viewpoint, | CD | is preferable as it is smaller, but 0.1 ° is preferable as the lower limit because it is difficult to achieve both characteristic control and productivity.

本発明のポリオレフィン微多孔膜はポリオレフィン微多孔膜をプレス融解後の滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角Dが60°以下であることが好ましく、より好ましくは55°以下、さらに好ましくは50°以下、特に好ましくは45°以下である。プレス融解後のプロピレンカーボネートに対する接触角Dが上記範囲であることにより、電池用セパレータとして用いた際に電解液含侵性やサイクル特性に優れる。上記観点から、プレス融解後のプロピレンカーボネートに対する接触角Dは小さいほど好ましいが、出力特性との両立が困難となることから5°が下限として好ましい。 The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a dropping amount of 2 μL after pressing and melting the polyolefin microporous membrane, and the contact angle D with respect to propylene carbonate 10 seconds after dropping is preferably 60 ° or less, more preferably 55 ° or less. It is more preferably 50 ° or less, and particularly preferably 45 ° or less. Since the contact angle D with respect to propylene carbonate after press melting is in the above range, it is excellent in electrolytic solution impregnation and cycle characteristics when used as a battery separator. From the above viewpoint, the smaller the contact angle D with respect to propylene carbonate after press melting is preferable, but 5 ° is preferable as the lower limit because it is difficult to achieve both output characteristics.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は空孔率が60%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、45%以下であることがさらに好ましく、40%以下であることが特に好ましい。また下限としては20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。空孔率が20%未満である場合は、電池のセパレータとして使用した場合に、イオンの透過性が不十分となり、電池の出力特性が低下する場合がある。また、60%よりも高い場合は、強度が低下し、捲回時に電池内の異物等による短絡が生じやすくなったり、孔径が大きくなりすぎてデンドライトによる微短絡が生じやすくなったりする場合がある。空孔率を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、また、フィルム製膜時の押出条件や熱固定条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has a porosity of 60% or less, more preferably 50% or less, further preferably 45% or less, and particularly preferably 40% or less. .. The lower limit is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more. When the porosity is less than 20%, when used as a battery separator, the ion permeability may be insufficient and the output characteristics of the battery may be deteriorated. If it is higher than 60%, the strength may be lowered and a short circuit may easily occur due to foreign matter in the battery during winding, or the hole diameter may become too large and a slight short circuit due to dendrite may easily occur. .. In order to set the porosity within the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is within the range described later, and the extrusion conditions and heat fixing conditions at the time of film formation are within the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角をC、空孔率をEとした場合に下記式を満たすことが好ましい。一般的に、微多孔膜の接触角の値は、空孔率が大きい場合、測定溶剤が微多孔膜内部に一部浸透して接触角が小さくなり、電解液の浸透性が改善する傾向にあるが、本発明のポリオレフィン微多孔膜は、低い空孔率を維持しながら、接触角も低減可能なため、下記式を満たすことにより、安全性と電解液の浸透性を両立することが出来る。空孔率と接触角の関係を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、また、フィルム製膜時の押出条件や熱固定条件を後述する範囲内とすることが好ましい。
[式:C<-0.6E+90]。
The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably satisfies the following formula when the dropping amount is 2 μL, the contact angle with respect to propylene carbonate 10 seconds after dropping is C, and the porosity is E. Generally, when the porosity of the microporous membrane is large, the measurement solvent partially penetrates into the microporous membrane and the contact angle becomes small, and the permeability of the electrolytic solution tends to improve. However, since the microporous polyolefin membrane of the present invention can reduce the contact angle while maintaining a low porosity, it is possible to achieve both safety and permeability of the electrolytic solution by satisfying the following formula. .. In order to make the relationship between the porosity and the contact angle within the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is within the range described later, and the extrusion conditions and heat fixing conditions at the time of film formation are within the range described later.
[Formula: C <-0.6E + 90].

本発明のポリオレフィン微多孔膜は厚み20μm換算の突刺強度が3.0N以上であることが好ましい。より好ましくは3.5N以上、さらに好ましくは4.0N以上、さらに好ましくは5.0N以上である。突刺強度が3.0N以上であると、捲回時や電池内の異物等による短絡が生じにくくなり、電池の安全性が向上できる。上記観点からは突刺強度は高いほど好ましいが、突刺強度を高くするには空孔率が低くなりすぎて出力特性が低下する場合が多く、20Nが上限となる。突刺強度を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件や延伸条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has a piercing strength of 3.0 N or more in terms of a thickness of 20 μm. It is more preferably 3.5 N or more, further preferably 4.0 N or more, still more preferably 5.0 N or more. When the puncture strength is 3.0 N or more, short circuits are less likely to occur during winding or due to foreign matter in the battery, and the safety of the battery can be improved. From the above viewpoint, the higher the piercing strength is, the more preferable it is. However, in order to increase the piercing strength, the porosity is often too low and the output characteristics are deteriorated, and 20N is the upper limit. In order to set the puncture strength in the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is in the range described later, and the extrusion conditions and stretching conditions at the time of film formation are in the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は厚み20μm換算のガーレ透気抵抗が600秒/100cm以下であることが好ましい。より好ましくは500秒/100cm以下、さらに好ましくは400秒/100cm以下、最も好ましくは350秒/100cm以下である。ポリオレフィン微多孔膜の厚み20μm換算のガーレ透気抵抗を上記範囲とすることにより、電池用セパレータとして使用した場合に出力特性に優れる。上記観点から厚み20μm換算のガーレ透気抵抗は低いほど好ましいが、透気抵抗が低すぎるとフィルムの強度が低くなりハンドリング性が低下したり、高出力電池用のセパレータとして用いたとき、デンドライトによる微短絡が生じやすくなる場合があることから下限は20秒/100cm程度である。透気抵抗を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜時の押出条件や熱固定条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has a Gale air permeation resistance equivalent to a thickness of 20 μm of 600 seconds / 100 cm 3 or less. It is more preferably 500 seconds / 100 cm 3 or less, further preferably 400 seconds / 100 cm 3 or less, and most preferably 350 seconds / 100 cm 3 or less. By setting the galley air permeation resistance in terms of the thickness of the polyolefin microporous membrane of 20 μm within the above range, the output characteristics are excellent when used as a battery separator. From the above viewpoint, it is preferable that the Gale air permeability resistance in terms of thickness of 20 μm is low, but if the air permeability resistance is too low, the strength of the film becomes low and the handleability deteriorates, or when it is used as a separator for a high output battery, it depends on dendrites. The lower limit is about 20 seconds / 100 cm 3 because a slight short circuit may easily occur. In order to set the air permeation resistance in the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is in the range described later, and the extrusion conditions and heat fixing conditions at the time of film formation are in the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜は65℃、85%RHで48時間静置後のプロピレンカーボネートの吸い上げ速度が1.5mm/10分以上であることが好ましい。リチウムイオン電池において電解液として汎用的に用いられているプロピレンカーボネートの吸い上げ速度が前述の範囲とすることで、電解液との親和性を良好にすることができる。吸い上げ速度は、より好ましくは2.0mm/10分以上、さらに好ましくは3.0mm/10分以上、特に好ましくは3.5mm/10分以上である。吸い上げ速度が1.5mm/10分以上であると、電池用セパレータとして使用した際に、電解液の含侵性が良く生産性が向上したり、電池として用いたとき抵抗が低減するため好ましい。上記観点からは吸い上げ速度は速いほど好ましいが、10.0mm/10分程度が実質的に上限である。吸い上げ速度を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、またフィルム製膜条件を後述する範囲内とすることが好ましい。 The microporous polyolefin membrane of the present invention preferably has a propylene carbonate suction rate of 1.5 mm / 10 minutes or more after being allowed to stand at 65 ° C. and 85% RH for 48 hours. By setting the suction speed of propylene carbonate, which is generally used as an electrolytic solution in a lithium ion battery, within the above range, the affinity with the electrolytic solution can be improved. The suction speed is more preferably 2.0 mm / 10 minutes or more, further preferably 3.0 mm / 10 minutes or more, and particularly preferably 3.5 mm / 10 minutes or more. When the suction speed is 1.5 mm / 10 minutes or more, the impregnation of the electrolytic solution is good when used as a battery separator, productivity is improved, and resistance is reduced when used as a battery, which is preferable. From the above viewpoint, the faster the suction speed is, the more preferable it is, but the upper limit is substantially 10.0 mm / 10 minutes. In order to set the suction speed within the above range, it is preferable that the raw material composition of the film is within the range described later and the film forming conditions are within the range described later.

本発明のポリオレフィン微多孔膜の厚みは、用途によって適宜調整されるものであるが、20μm以下であることが好ましい。より好ましくは15μm以下、さらに好ましくは12μm以下、特に好ましくは10μm以下である。厚みが20μmを超えると、セパレータとして用いた際に十分な出力特性やエネルギー密度を得られない場合がある。上記観点から厚みは薄いほど好ましいが、安全性が低下したり、ハンドリングが困難になる場合があるため厚みは2μm程度が下限である。厚みは他の物性を悪化させない範囲内で、押出機の吐出量、製膜速度、延伸倍率、延伸温度などにより調整可能である。 The thickness of the microporous polyolefin membrane of the present invention is appropriately adjusted depending on the intended use, but is preferably 20 μm or less. It is more preferably 15 μm or less, further preferably 12 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less. If the thickness exceeds 20 μm, sufficient output characteristics and energy density may not be obtained when used as a separator. From the above viewpoint, the thinner the thickness is, the more preferable it is, but the lower limit of the thickness is about 2 μm because safety may be lowered and handling may be difficult. The thickness can be adjusted by adjusting the ejection amount of the extruder, the film forming speed, the stretching ratio, the stretching temperature, etc., within a range that does not deteriorate other physical properties.

本発明では、後述する特定の原料(樹脂Aおよび樹脂B)を用いて、原料組成を後述する範囲とし、また、フィルム製膜時の押出条件や延伸条件、熱固定条件を後述する範囲内とすることで電解液との親和性に優れ、孔の均一性にも優れることで電池用セパレータに用いたときに生産性と出力特性の両立を達成した。以降、本発明のポリオレフィン微多孔膜の原料について説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。 In the present invention, specific raw materials (resin A and resin B) described later are used, and the raw material composition is within the range described later, and the extrusion conditions, stretching conditions, and heat fixing conditions at the time of film formation are within the range described later. As a result, it has excellent compatibility with the electrolytic solution and excellent pore uniformity, achieving both productivity and output characteristics when used as a battery separator. Hereinafter, the raw material of the microporous polyolefin membrane of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

本発明のポリオレフィン微多孔膜はポリオレフィン微多孔膜全質量に対し、樹脂Aを50~95質量%と樹脂Bを5~50質量%含むことが好ましい。樹脂Aはポリエチレンを用いることが好ましく、樹脂Bはエチレンとヘテロ原子を化学構造式に含むビニル化合物を共重合することにより得られる樹脂、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体等から選択される1種以上の樹脂からなることが好ましい。 The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably contains 50 to 95% by mass of resin A and 5 to 50% by mass of resin B with respect to the total mass of the polyolefin microporous membrane. It is preferable to use polyethylene as the resin A, and the resin B is a resin obtained by copolymerizing ethylene and a vinyl compound containing a hetero atom in a chemical structural formula, for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer or an ethylene-methyl acrylate copolymer. One or more selected from coalescing, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, etc. It is preferably made of resin.

本発明のポリオレフィン微多孔膜に用いる樹脂Aは、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、低結晶性あるいは非晶性のエチレン・α-オレフィン共重合体などのポリエチレン系樹脂が挙げられる。なお、前記α-オレフィンとしては、エチレンと共重合可能であれば特に限定されず、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-ペンテン、1-ヘプテンを挙げることができる。上述の樹脂の中でも樹脂Aは溶融押出特性に優れ、均一な延伸加工特性に優れるため、高密度ポリエチレン(密度:0.940g/cm以上0.970g/cm以下)や超高分子量ポリエチレンを用いることが好ましい。このようなポリエチレンとしてはエチレンの単独重合体のみならず、原料の融点や結晶性を低下させるために、他のα-オレフィンを含有する共重合体であってもよい。樹脂Aは上述の樹脂の中から2種類以上選択して用いてもよい。 The resin A used for the polyolefin microporous film of the present invention is, for example, low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, low-crystalline or amorphous ethylene / α. -Examples include polyethylene-based resins such as olefin copolymers. The α-olefin is not particularly limited as long as it can be copolymerized with ethylene, and for example, propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-pentene, etc. 1-Heptene can be mentioned. Among the above-mentioned resins, resin A has excellent melt extrusion characteristics and uniform stretching processing characteristics. Therefore, high-density polyethylene (density: 0.940 g / cm 3 or more and 0.970 g / cm 3 or less) or ultra-high molecular weight polyethylene is used. It is preferable to use it. Such polyethylene may be not only a homopolymer of ethylene but also a copolymer containing another α-olefin in order to lower the melting point and crystallinity of the raw material. The resin A may be used by selecting two or more types from the above-mentioned resins.

樹脂Aに用いるポリエチレンの重量平均分子量(Mw)は1.0×10以上であることが好ましく、1.0×10以上であることがより好ましく、3.0×10以上であることがさらに好ましく、5.0×10以上であることが特に好ましい。また、3.0×10未満であることが好ましく、2.5×10未満であることがより好ましく、2.0×10未満であることがさらに好ましい。重量平均分子量が上記の範囲内であると、ポリオレフィン微多孔膜製膜時の延伸による結晶配向を制御しやすく、得られる微多孔膜の強度や透過性、孔径などの物性を適正な範囲とすることが容易となる。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyethylene used for the resin A is preferably 1.0 × 10 4 or more, more preferably 1.0 × 105 or more, and 3.0 × 105 or more. Is more preferable, and 5.0 × 105 or more is particularly preferable. Further, it is preferably less than 3.0 × 106 , more preferably less than 2.5 × 106 , and even more preferably less than 2.0 × 106 . When the weight average molecular weight is within the above range, it is easy to control the crystal orientation due to stretching during the formation of the polyolefin microporous membrane, and the physical properties such as strength, permeability and pore size of the obtained microporous membrane are set within the appropriate range. Will be easy.

また、樹脂Aに用いるポリエチレンの融点は125℃以上であることが好ましく、130℃以上であることがより好ましく、135℃以上であることがさらに好ましい。樹脂Aの融点を上記範囲とすることにより、微多孔膜の透過性を適正な範囲に制御することが容易となる。上述の観点からポリエチレンの融点は高いほど好ましいが、市販品として容易に入手可能なポリエチレンとして、実質的に138℃程度が上限である。 Further, the melting point of polyethylene used for the resin A is preferably 125 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and even more preferably 135 ° C. or higher. By setting the melting point of the resin A in the above range, it becomes easy to control the permeability of the microporous membrane within an appropriate range. From the above viewpoint, the higher the melting point of polyethylene is, the more preferable it is, but the upper limit of polyethylene that can be easily obtained as a commercially available product is substantially 138 ° C.

また、本発明のポリオレフィン微多孔膜に用いる樹脂Aの一部としてポリプロピレン系樹脂を使用することが可能であり、ポリプロピレン系樹脂を使用することによりポリオレフィン微多孔膜を二次電池用セパレータとして用いた際のメルトダウン温度が向上する。メルトダウン温度とは電池が異常発熱した場合にセパレータが溶融破断する温度であり、これが高い温度であるほど電池安全性の観点から好ましい。ポリプロピレン系樹脂の種類は、ホモポリプロピレンのほかに、ブロック共重合体、ランダム共重合体も使用することができる。ブロック共重合体、ランダム共重合体には、プロピレン以外のα-オレフィンとの共重合体成分を含有することができ、α-オレフィンとしては、エチレンが好ましい。 Further, it is possible to use a polypropylene-based resin as a part of the resin A used for the polyolefin microporous film of the present invention, and by using the polypropylene-based resin, the polyolefin microporous film was used as a separator for a secondary battery. The meltdown temperature at the time is improved. The meltdown temperature is a temperature at which the separator melts and breaks when the battery overheats abnormally, and the higher the temperature, the more preferable from the viewpoint of battery safety. As the type of polypropylene-based resin, in addition to homopolypropylene, block copolymers and random copolymers can also be used. The block copolymer and the random copolymer can contain a copolymer component with an α-olefin other than propylene, and ethylene is preferable as the α-olefin.

樹脂Aは、ポリオレフィン微多孔膜全質量に対し、50~95質量%であることが好ましく、55~92質量%であることがより好ましく、60~90質量%であることがさらに好ましく、70~85質量%であることが特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜に用いる樹脂Aの質量比を上述の範囲とすることにより、ポリオレフィン微多孔膜の強度や透過性を適正な範囲にすることが容易となり、電池用セパレータとして使用した際に安全性と出力特性に優れる。 The resin A is preferably 50 to 95% by mass, more preferably 55 to 92% by mass, further preferably 60 to 90% by mass, and 70 to 70 to the total mass of the microporous polyolefin membrane. It is particularly preferably 85% by mass. By setting the mass ratio of the resin A used for the polyolefin microporous membrane in the above range, it becomes easy to set the strength and permeability of the polyolefin microporous membrane in an appropriate range, and it is safe when used as a battery separator. And excellent output characteristics.

本発明のポリオレフィン微多孔膜に用いる樹脂Bは、エチレンとヘテロ原子を化学構造式に含むビニル化合物を共重合することにより得られる樹脂を用いることが好ましく、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。樹脂Bには上述の樹脂から2種以上を選択して用いても構わない。 As the resin B used for the polyolefin microporous film of the present invention, it is preferable to use a resin obtained by copolymerizing ethylene and a vinyl compound containing a hetero atom in a chemical structural formula, for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer or ethylene. -Methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer and the like can be mentioned. .. Two or more kinds of the above-mentioned resins may be selected and used for the resin B.

樹脂Bに用いられる樹脂中に占めるエチレンを除くビニル化合物の共重合比率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、10%以上であることがさらに好ましく、15%以上であることが特に好ましい。また50%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましく、30%以下であることがさらに好ましく、25%以下であることが特に好ましい。樹脂Bのヘテロ元素を含むビニル化合物の共重合比を上記範囲とすることにより、樹脂Aとの分散性が良好となり、ポリオレフィン微多孔膜の強度や透過性と、電解液含侵性の両立が容易となる。 The copolymerization ratio of the vinyl compound excluding ethylene in the resin used for the resin B is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, further preferably 10% or more, and 15%. % Or more is particularly preferable. Further, it is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, further preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less. By setting the copolymerization ratio of the vinyl compound containing the hetero element of the resin B in the above range, the dispersibility with the resin A becomes good, and the strength and permeability of the microporous polyolefin film and the impregnation of the electrolytic solution can be achieved at the same time. It will be easy.

樹脂Bのメルトインデックス(MI)は、好ましくは0.01g/min以上であり、より好ましくは0.05g/min以上、さらに好ましくは0.1g/min以上である。また、好ましくは30g/min以下であり、より好ましくは10g/min以下であり、さらに好ましくは5g/min以下であり、特に好ましくは1g/min以下である。樹脂BのMIを上述の範囲とすることにより、樹脂Aとの分散性が良好となり、ポリオレフィン微多孔膜の強度や透過性と、電解液含侵性の両立が容易となる。尚、樹脂BのMIはJIS K7210(1999)に準拠して測定される値である。 The melt index (MI) of the resin B is preferably 0.01 g / min or more, more preferably 0.05 g / min or more, still more preferably 0.1 g / min or more. Further, it is preferably 30 g / min or less, more preferably 10 g / min or less, further preferably 5 g / min or less, and particularly preferably 1 g / min or less. By setting the MI of the resin B in the above range, the dispersibility with the resin A becomes good, and it becomes easy to achieve both the strength and permeability of the microporous polyolefin membrane and the impregnation of the electrolytic solution. The MI of the resin B is a value measured in accordance with JIS K7210 (1999).

また、樹脂Bに用いられる樹脂の融点は50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。また、140℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましく、110℃以下であることが更に好ましい。樹脂Bの融点を上記範囲とすることにより、微多孔膜の透過性、孔径、電解液含侵性の両立が容易となる。 The melting point of the resin used for the resin B is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and even more preferably 80 ° C. or higher. Further, it is preferably 140 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, and further preferably 110 ° C. or lower. By setting the melting point of the resin B in the above range, it becomes easy to achieve both the permeability of the microporous membrane, the pore size, and the impregnation of the electrolytic solution.

樹脂Bは、ポリオレフィン微多孔膜全質量に対し、5~50質量%であることが好ましく、8~45質量%であることがより好ましく、10~40質量%であることがさらに好ましく、15~30質量%であることが特に好ましい。ポリオレフィン微多孔膜に用いる樹脂Bの質量比を上述の範囲とすることにより、ポリオレフィン微多孔膜の強度や透過性、電解液との親和性を適正な範囲にすることが容易となり、電池用セパレータとして使用した際に電解液の含侵性や安全性と出力特性に優れる。 The resin B is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 8 to 45% by mass, still more preferably 10 to 40% by mass, and further preferably 15 to 40% by mass with respect to the total mass of the microporous polyolefin membrane. It is particularly preferably 30% by mass. By setting the mass ratio of the resin B used for the polyolefin microporous membrane in the above range, it becomes easy to set the strength and permeability of the polyolefin microporous membrane and the affinity with the electrolytic solution within an appropriate range, and it becomes easy to set the battery separator. Excellent in impregnation, safety and output characteristics of the electrolytic solution when used as.

その他、本発明のポリオレフィン微多孔膜には、本発明の効果を損なわない範囲において、酸化防止剤、熱安定剤や帯電防止剤、紫外線吸収剤、さらにはブロッキング防止剤や充填材等の各種添加剤を含有させてもよい。特に、ポリエチレン樹脂の熱履歴による酸化劣化を抑制する目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤としては、例えば2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT:分子量220.4)、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン(例えばBASF社製“Irganox”(登録商標)1330:分子量775.2)、テトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(例えばBASF社製“Irganox”(登録商標)1010:分子量1177.7)等から選ばれる1種類以上を用いることが好ましい。酸化防止剤や熱安定剤の種類および添加量を適宜選択することは微多孔膜の特性の調整又は増強として重要である。 In addition, various additives such as antioxidants, heat stabilizers and antistatic agents, ultraviolet absorbers, and blocking inhibitors and fillers are added to the microporous polyolefin film of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired. The agent may be contained. In particular, it is preferable to add an antioxidant for the purpose of suppressing oxidative deterioration due to the thermal history of the polyethylene resin. Examples of the antioxidant include 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT: molecular weight 220.4) and 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di). -T-Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene (eg, BASF's "Irganox"® 1330: molecular weight 775.2), tetrakis [methylene-3 (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy) It is preferable to use one or more selected from [phenyl) propionate] methane (for example, "Irganox" (registered trademark) 1010: molecular weight 1177.7 manufactured by BASF). Appropriate selection of the type and amount of antioxidant and heat stabilizer is important for adjusting or enhancing the characteristics of the microporous membrane.

次に本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法を説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。本発明の多孔性ポリオレフィンフィルムの製造方法は、以下の(a)~(e)の工程からなることが好ましい。
(a)樹脂A、樹脂B、可塑剤、添加剤を含むポリマー材料を混練・溶解してポリオレフィン溶液を調整する。
(b)ポリオレフィン溶液を押出し、シート状に成型して冷却固化することでゲル状シートを得る。
(c)ゲル状シートをロール方式またはテンター方式により延伸を行い、延伸フィルムを得る。
(d)延伸フィルムから洗浄により可塑剤を抽出し、フィルムを乾燥する
(e)フィルムに再延伸/熱処理を行う。
以下、各工程について説明する。
Next, the method for producing the microporous polyolefin membrane of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. The method for producing a porous polyolefin film of the present invention preferably comprises the following steps (a) to (e).
(A) A polymer material containing resin A, resin B, a plasticizer, and an additive is kneaded and dissolved to prepare a polyolefin solution.
(B) A gel-like sheet is obtained by extruding a polyolefin solution, molding it into a sheet, and cooling and solidifying it.
(C) The gel-like sheet is stretched by a roll method or a tenter method to obtain a stretched film.
(D) The plasticizer is extracted from the stretched film by washing, and the film is dried. (E) The film is re-stretched / heat-treated.
Hereinafter, each step will be described.

(a)ポリオレフィン溶液の調製
樹脂A、樹脂Bを、可塑剤に加熱溶解させたポリオレフィン溶液を調製する。可塑剤としては、ポリエチレンを十分に溶解できる溶剤であれば特に限定されないが、比較的高倍率の延伸を可能とするために、溶剤は室温で液体であるのが好ましい。溶剤としては、ノナン、デカン、デカリン、パラキシレン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族、環式脂肪族又は芳香族の炭化水素、および沸点がこれらに対応する鉱油留分、並びにジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の室温では液状のフタル酸エステルが挙げられる。液体溶剤の含有量が安定なゲル状シートを得るために、流動パラフィンのような不揮発性の液体溶剤を用いるのが好ましい。溶融混練状態では、ポリエチレンと混和するが室温では固体の溶剤を液体溶剤に混合してもよい。このような固体溶剤として、ステアリルアルコール、セリルアルコール、パラフィンワックス等が挙げられる。ただし、固体溶剤のみを使用すると、延伸ムラ等が発生するおそれがある。
(A) Preparation of polyolefin solution Prepare a polyolefin solution in which resin A and resin B are dissolved by heating in a plasticizer. The plasticizer is not particularly limited as long as it is a solvent capable of sufficiently dissolving polyethylene, but the solvent is preferably a liquid at room temperature in order to enable stretching at a relatively high magnification. Solvents include nonane, decane, decalin, paraxylene, undecane, dodecane, aliphatic hydrocarbons such as liquid paraffin, cyclic aliphatic or aromatic hydrocarbons, mineral oil distillates having corresponding boiling points, and dibutylphthalates. Examples thereof include phthalates that are liquid at room temperature, such as dioctylphthalates. In order to obtain a gel-like sheet having a stable liquid solvent content, it is preferable to use a non-volatile liquid solvent such as liquid paraffin. In the melt-kneaded state, it is miscible with polyethylene, but at room temperature, a solid solvent may be mixed with the liquid solvent. Examples of such a solid solvent include stearyl alcohol, ceryl alcohol, paraffin wax and the like. However, if only a solid solvent is used, uneven stretching may occur.

液体溶剤の粘度は40℃において20~200cStであることが好ましい。40℃における粘度を20cSt以上とすれば、ダイからポリオレフィン溶液を押し出したシートが不均一になりにくい。一方、200cSt以下とすれば液体溶剤の除去が容易である。なお、液体溶剤の粘度は、ウベローデ粘度計を用いて40℃で測定した粘度である。 The viscosity of the liquid solvent is preferably 20 to 200 cSt at 40 ° C. When the viscosity at 40 ° C. is 20 cSt or more, the sheet obtained by extruding the polyolefin solution from the die is unlikely to become non-uniform. On the other hand, if it is 200 cSt or less, the liquid solvent can be easily removed. The viscosity of the liquid solvent is the viscosity measured at 40 ° C. using an Ubbelohde viscometer.

ポリオレフィン溶液を均一に溶融混練するには、特に限定されないが、高濃度のポリオレフィン溶液を調製したい場合、二軸押出機中で行うことが好ましい。必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤等の各種添加材を添加してもよい。特にポリエチレンの酸化を防止するために酸化防止剤を添加することが好ましい。 The uniform melt-kneading of the polyolefin solution is not particularly limited, but when it is desired to prepare a high-concentration polyolefin solution, it is preferably performed in a twin-screw extruder. If necessary, various additives such as antioxidants may be added as long as the effects of the present invention are not impaired. In particular, it is preferable to add an antioxidant in order to prevent the oxidation of polyethylene.

本発明のポリオレフィン微多孔膜はポリエチレンとポリエチレン以外のポリオレフィンを含む単膜の微多孔膜であるため、複数の異なる原料を均一に混練し押し出す必要がある。混練状態が均一でない場合、微多孔膜の孔が粗大になったり、孔径のバラツキが大きくなる場合がある。均一に混練するために押出機の前半の設定温度は、使用する樹脂Aの融点をTmAとしたときTmA+20℃以下に設定し、原料が溶ける前の状態で均一に混合させることが好ましい。次に押出機後半では、樹脂A、樹脂Bが溶融した状態で均一に混合する。押出機の後半の設定温度は、使用する樹脂Aの融点をTmAとしたとき、TmA~(TmA+50℃)とするのが好ましく、より好ましくはTmA~(TmA+30℃)、さらに好ましくはTmA~(TmA+20℃)である。ここで、融点とは、JIS K7121(1987)に基づき、DSCにより測定した値であり、後述する方法により測定可能である。 Since the polyolefin microporous film of the present invention is a single film microporous film containing polyethylene and a polyolefin other than polyethylene, it is necessary to uniformly knead and extrude a plurality of different raw materials. If the kneading state is not uniform, the pores of the microporous membrane may become coarse or the pore diameter may vary widely. In order to knead uniformly, it is preferable that the set temperature of the first half of the extruder is set to TmA + 20 ° C. or lower when the melting point of the resin A to be used is TmA, and the raw materials are uniformly mixed in the state before melting. Next, in the latter half of the extruder, the resin A and the resin B are uniformly mixed in a molten state. The set temperature in the latter half of the extruder is preferably TmA to (TmA + 50 ° C.), more preferably TmA to (TmA + 30 ° C.), still more preferably TmA to (TmA + 20 ° C.), when the melting point of the resin A to be used is TmA. ℃). Here, the melting point is a value measured by DSC based on JIS K7121 (1987), and can be measured by a method described later.

(b)押出物の形成およびゲル状シートの形成
次に、溶融混錬したポリオレフィン溶液はTダイから押出し冷却することによりゲル状シートを得るが、溶融混錬後からTダイで押し出されるまでのポリオレフィン溶液の温度は、TmA~(TmA+70℃)とするのが好ましく、より好ましくはTmA~(TmA+50℃)、さらに好ましくはTmA~(TmA+30℃)である。溶融混錬後からTダイで押し出されるまでのポリオレフィン溶液の温度を上記範囲とすることにより、樹脂Aと樹脂Bの相分離を防ぎ分散状態を均一にすることができる。
(B) Formation of Extruded Product and Formation of Gel-like Sheet Next, the melt-kneaded polyolefin solution is extruded from the T-die and cooled to obtain a gel-like sheet, but after the melt-kneading until it is extruded by the T-die. The temperature of the polyolefin solution is preferably TmA to (TmA + 70 ° C.), more preferably TmA to (TmA + 50 ° C.), and even more preferably TmA to (TmA + 30 ° C.). By setting the temperature of the polyolefin solution from the time of melt-kneading to the time of being extruded by the T-die within the above range, phase separation between the resin A and the resin B can be prevented and the dispersed state can be made uniform.

次に、得られた押出物を冷却することによりゲル状シートが得られ、冷却により、溶剤によって分離されたポリエチレンのミクロ相を固定化することができる。冷却工程において10~50℃まで冷却するのが好ましい。これは、最終冷却温度を結晶化終了温度以下とするのが好ましいためで、高次構造を細かくすることで、その後の延伸において均一延伸が行いやすくなる。そのため、冷却は少なくともゲル化温度以下までは30℃/分以上の速度で行うのが好ましい。冷却速度が30℃/分未満では、結晶化度が上昇し、延伸に適したゲル状シートとなりにくい。一般に冷却速度が遅いと、比較的大きな結晶が形成されるので、ゲル状シートの高次構造が粗くなり、それを形成するゲル構造も大きなものとなる。対して冷却速度が速いと、比較的小さな結晶が形成されるので、ゲル状シートの高次構造が密となり、高強度化や孔径の均一化につながる。 Next, by cooling the obtained extruded product, a gel-like sheet is obtained, and by cooling, the microphase of polyethylene separated by the solvent can be immobilized. It is preferable to cool to 10 to 50 ° C. in the cooling step. This is because the final cooling temperature is preferably set to be equal to or lower than the crystallization end temperature, and by making the higher-order structure finer, uniform stretching can be easily performed in the subsequent stretching. Therefore, cooling is preferably performed at a rate of 30 ° C./min or higher at least up to the gelation temperature or lower. If the cooling rate is less than 30 ° C./min, the crystallinity increases and it is difficult to obtain a gel-like sheet suitable for stretching. Generally, when the cooling rate is slow, relatively large crystals are formed, so that the higher-order structure of the gel-like sheet becomes coarse, and the gel structure forming the gel structure also becomes large. On the other hand, when the cooling rate is high, relatively small crystals are formed, so that the high-order structure of the gel-like sheet becomes dense, which leads to high strength and uniform pore size.

冷却方法としては、冷風、冷却水、その他の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロールに接触させる方法、キャスティングドラム等を用いる方法等がある。 Examples of the cooling method include a method of directly contacting with cold air, cooling water, and other cooling media, a method of contacting with a roll cooled by a refrigerant, a method of using a casting drum, and the like.

(c)延伸工程
得られたゲル状シートを延伸する。用いられる延伸方法としては、ロール延伸機によるMD一軸延伸、テンターによるTD一軸延伸、ロール延伸機とテンター、或いはテンターとテンターとの組み合わせによる逐次二軸延伸、同時二軸テンターによる同時二軸延伸などが挙げられる。延伸倍率は、膜厚の均一性の観点より、ゲル状シートの厚さによって異なるが、いずれの方向でも5倍以上に延伸することが好ましい。面積倍率では、25倍以上が好ましく、より好ましくは36倍以上、さらに好ましくは49倍、特に好ましくは64倍以上である。面積倍率が25倍未満では、延伸が不十分で膜の均一性が損なわれ易く、孔径の均一性や強度の観点からも優れた微多孔膜が得られない。面積倍率は200倍以下が好ましい。面積倍率を大きくすると、微多孔膜の製造中に破れが多発しやすくなり、生産性が低下するとともに、配向が進み結晶化度が高くなると、多孔質基材の融点や強度向上する。しかし、結晶化度が高くなるということは、非晶部が減少することを意味し、フィルムの融点が上昇し、セパレータとして用いた時にフィルムのシャットダウンによる安全機能が得られにくくなる場合がある。
(C) Stretching step The obtained gel-like sheet is stretched. As the stretching method used, MD uniaxial stretching by a roll stretching machine, TD uniaxial stretching by a tenter, sequential biaxial stretching by a roll stretching machine and a tenter, or a combination of a tenter and a tenter, simultaneous biaxial stretching by a simultaneous biaxial tenter, etc. Can be mentioned. The draw ratio varies depending on the thickness of the gel-like sheet from the viewpoint of uniformity of film thickness, but it is preferable to stretch 5 times or more in any direction. The area magnification is preferably 25 times or more, more preferably 36 times or more, still more preferably 49 times, and particularly preferably 64 times or more. If the area magnification is less than 25 times, the stretching is insufficient and the uniformity of the film is likely to be impaired, and an excellent microporous film cannot be obtained from the viewpoint of the uniformity of the pore diameter and the strength. The area magnification is preferably 200 times or less. When the area magnification is increased, tearing is likely to occur frequently during the production of the microporous film, the productivity is lowered, and when the orientation is advanced and the crystallinity is high, the melting point and strength of the porous substrate are improved. However, increasing the crystallinity means that the amorphous portion is reduced, the melting point of the film is increased, and when used as a separator, it may be difficult to obtain the safety function due to the shutdown of the film.

延伸温度はゲル状シートの融点+10℃以下にするのが好ましく、(ポリオレフィン樹脂の結晶分散温度Tcd)~(ゲル状シートの融点+5℃)の範囲にするのがより好ましい。具体的には、ポリエチレン組成物の場合は約90~100℃の結晶分散温度を有するので、延伸温度は好ましくは90~125℃であり、より好ましくは90~120℃である。結晶分散温度TcdはASTM D 4065に従って測定した動的粘弾性の温度特性から求める。または、NMRから求める場合もある。90℃未満であると低温延伸のため開孔が不十分となり膜厚の均一性が得られにくく、空孔率も低くなる。125℃より高いと、シートの融解が起こり、孔の閉塞が起こりやすくなる。 The stretching temperature is preferably in the range of (melting point of the gel-like sheet + 10 ° C. or lower) to (crystal dispersion temperature Tcd of the polyolefin resin) to (melting point of the gel-like sheet + 5 ° C.). Specifically, since the polyethylene composition has a crystal dispersion temperature of about 90 to 100 ° C., the stretching temperature is preferably 90 to 125 ° C., more preferably 90 to 120 ° C. The crystal dispersion temperature Tcd is obtained from the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity measured according to ASTM D 4065. Alternatively, it may be obtained from NMR. If the temperature is lower than 90 ° C., the pores are insufficiently opened due to low temperature stretching, it is difficult to obtain uniformity in film thickness, and the porosity is low. If the temperature is higher than 125 ° C., the sheet melts and the pores are likely to be closed.

以上のような延伸によりゲルシートに形成された高次構造に開裂が起こり、結晶相が微細化し、多数のフィブリルが形成される。フィブリルは三次元的に不規則に連結した網目構造を形成する。延伸により機械的強度が向上するとともに、細孔が拡大するので、電池用セパレータに好適になる。また、可塑剤を除去する前に延伸することによって、ポリオレフィンが十分に可塑化し軟化した状態であるために、高次構造の開裂がスムーズになり、結晶相の微細化を均一に行うことができる。また、開裂が容易であるために、延伸時のひずみが残りにくく、可塑剤を除去した後に延伸する場合に比べて熱収縮率を低くすることができる。 Due to the above stretching, cleavage occurs in the higher-order structure formed on the gel sheet, the crystal phase becomes finer, and a large number of fibrils are formed. Fibrils form a three-dimensionally irregularly connected network structure. Stretching improves the mechanical strength and expands the pores, making it suitable as a battery separator. Further, by stretching before removing the plasticizer, the polyolefin is in a sufficiently plasticized and softened state, so that the cleavage of the higher-order structure becomes smooth and the crystal phase can be uniformly miniaturized. .. Further, since the cleavage is easy, strain at the time of stretching is less likely to remain, and the heat shrinkage rate can be lowered as compared with the case of stretching after removing the plasticizer.

(d)洗浄・乾燥工程
次に、ゲル状シート中に残留する溶剤を、洗浄溶剤を用いて除去する。ポリエチレン相と溶媒相とは分離しているので、溶剤の除去により微多孔膜が得られる。洗浄溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素等の塩素化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン類、三フッ化エタン等の鎖状フルオロカーボンなどがあげられる。これらの洗浄溶剤は低い表面張力(例えば、25℃で24mN/m以下)を有する。低い表面張力の洗浄溶剤を用いることにより、微多孔を形成する網状構造が洗浄後に乾燥時に気-液界面の表面張力により収縮が抑制され、空孔率および透過性を有する微多孔膜が得られる。これらの洗浄溶剤は可塑剤に応じて適宜選択し、単独または混合して用いる。
(D) Cleaning / Drying Step Next, the solvent remaining in the gel-like sheet is removed using a cleaning solvent. Since the polyethylene phase and the solvent phase are separated, a microporous membrane can be obtained by removing the solvent. Examples of the cleaning solvent include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, ethers such as diethyl ether and dioxane, ketones such as methyl ethyl ketone, and ethane trifluoride. Chain fluorocarbon and the like can be mentioned. These cleaning solvents have low surface tension (eg, 24 mN / m or less at 25 ° C.). By using a cleaning solvent having a low surface tension, shrinkage is suppressed by the surface tension of the gas-liquid interface when the network structure forming microporous structure is dried after cleaning, and a microporous membrane having porosity and permeability can be obtained. .. These cleaning solvents are appropriately selected according to the plasticizer and used alone or in combination.

洗浄方法は、ゲル状シートを洗浄溶剤に浸漬し抽出する方法、ゲル状シートに洗浄溶剤をシャワーする方法、またはこれらの組み合わせによる方法等により行うことができる。洗浄溶剤の使用量は洗浄方法により異なるが、一般にゲル状シート100質量部に対して300質量部以上であるのが好ましい。洗浄温度は15~30℃でよく、必要に応じて80℃以下に加熱する。この時、溶剤の洗浄効果を高める観点、得られる微多孔膜の物性のTD方向および/またはMD方向の微多孔膜物性が不均一にならないようにする観点、微多孔膜の機械的物性および電気的物性を向上させる観点から、ゲル状シートが洗浄溶剤に浸漬している時間は長ければ長い方が良い。上述のような洗浄は、洗浄後のゲル状シート、すなわち微多孔膜中の残留溶剤が1質量%未満になるまで行うのが好ましい。 The cleaning method can be carried out by a method of immersing the gel-like sheet in a cleaning solvent and extracting it, a method of showering the gel-like sheet with the cleaning solvent, a method using a combination thereof, or the like. The amount of the cleaning solvent used varies depending on the cleaning method, but is generally preferably 300 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the gel-like sheet. The washing temperature may be 15 to 30 ° C., and if necessary, heat to 80 ° C. or lower. At this time, from the viewpoint of enhancing the cleaning effect of the solvent, from the viewpoint of preventing the physical properties of the obtained microporous membrane from becoming non-uniform in the TD direction and / or the MD direction, the mechanical properties and electricity of the microporous membrane. From the viewpoint of improving the physical characteristics, the longer the gel-like sheet is immersed in the cleaning solvent, the better. The above-mentioned washing is preferably carried out until the residual solvent in the gel-like sheet after washing, that is, the microporous membrane becomes less than 1% by mass.

その後、乾燥工程で微多孔膜中の溶剤を乾燥させ除去する。乾燥方法としては、特に限定は無く、金属加熱ロールを用いる方法や熱風を用いる方法などを選択することができる。乾燥温度は40~100℃であることが好ましく、40~80℃がより好ましい。乾燥が不十分であると、後の熱処理で微多孔膜の空孔率が低下し、透過性が悪化する。 Then, in the drying step, the solvent in the microporous membrane is dried and removed. The drying method is not particularly limited, and a method using a metal heating roll, a method using hot air, or the like can be selected. The drying temperature is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. If the drying is insufficient, the porosity of the microporous membrane will decrease in the subsequent heat treatment, and the permeability will deteriorate.

(e)熱処理/再延伸工程
乾燥した微多孔膜を少なくとも一軸方向に延伸(再延伸)してもよい。再延伸は、微多孔膜を加熱しながら上述の延伸と同様にテンター法等により行うことができる。再延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよい。多段延伸の場合は、同時二軸または/および逐次延伸を組み合わせることにより行う。
(E) Heat treatment / re-stretching step The dried microporous membrane may be stretched (re-stretched) at least in the uniaxial direction. The re-stretching can be performed by the tenter method or the like in the same manner as the above-mentioned stretching while heating the microporous membrane. The re-stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching. In the case of multi-stage stretching, simultaneous biaxial and / and sequential stretching are combined.

再延伸の温度は、ポリエチレン組成物の融点以下にすることが好ましく、(Tcd-20℃)~融点の範囲内にするのがより好ましい。具体的には、70~135℃が好ましく、110~132℃がより好ましい。最も好ましくは、120~130℃である。 The temperature of the re-stretching is preferably not higher than the melting point of the polyethylene composition, and more preferably in the range of (Tcd-20 ° C.) to the melting point. Specifically, 70 to 135 ° C. is preferable, and 110 to 132 ° C. is more preferable. Most preferably, it is 120 to 130 ° C.

再延伸の倍率は、一軸延伸の場合、1.01~1.6倍が好ましく、特にTD方向は1.1~1.6倍が好ましく、1.2~1.4倍がより好ましい。二軸延伸の場合、MD方向およびTD方向にそれぞれ1.01~1.6倍とするのが好ましい。なお、再延伸の倍率は、MD方向とTD方向で異なってもよい。上述の範囲内で延伸することで、空孔率および透過性を上昇させることができるが、1.6以上の倍率で延伸を行うと、配向が進み、フィルムの融点が上昇しセパレータとして用いた時にフィルムのシャットダウンによる安全機能が得られにくくなる場合がある。熱収縮率の及びしわやたるみの観点より再延伸最大倍率からの緩和率は0.9以下が好ましく、0.8以下であることがさらに好ましい。 In the case of uniaxial stretching, the re-stretching ratio is preferably 1.01 to 1.6 times, particularly preferably 1.1 to 1.6 times in the TD direction, and more preferably 1.2 to 1.4 times. In the case of biaxial stretching, it is preferable to increase the ratio by 1.01 to 1.6 times in the MD direction and the TD direction, respectively. The re-stretching magnification may be different in the MD direction and the TD direction. By stretching within the above range, the porosity and permeability can be increased, but when stretching at a magnification of 1.6 or more, the orientation progresses, the melting point of the film rises, and the film is used as a separator. Sometimes it is difficult to obtain the safety function by shutting down the film. From the viewpoint of heat shrinkage and wrinkles and sagging, the relaxation rate from the maximum restretching ratio is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less.

(f)その他の工程
さらに、その他用途に応じて、微多孔膜に親水化処理を施すこともできる。親水化処理は、モノマーグラフト、界面活性剤処理、コロナ放電等により行うことができる。モノマーグラフトは架橋処理後に行うのが好ましい。ポリオレフィン微多孔膜に対して、α線、β線、γ線、電子線等の電離放射線の照射により架橋処理を施すのが好ましい。電子線の照射の場合、0.1~100Mradの電子線量が好ましく、100~300kVの加速電圧が好ましい。架橋処理によりポリオレフィン微多孔膜のメルトダウン温度が上昇する。
(F) Other Steps Further, depending on other uses, the microporous membrane can be hydrophilized. The hydrophilization treatment can be performed by monomer grafting, surfactant treatment, corona discharge and the like. The monomer graft is preferably performed after the cross-linking treatment. It is preferable to carry out a cross-linking treatment on the microporous polyolefin film by irradiation with ionizing radiation such as α-rays, β-rays, γ-rays and electron beams. In the case of electron beam irradiation, an electron dose of 0.1 to 100 Mrad is preferable, and an acceleration voltage of 100 to 300 kV is preferable. The cross-linking treatment raises the meltdown temperature of the microporous polyolefin membrane.

界面活性剤処理の場合、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤又は両イオン系界面活性剤のいずれも使用できるが、ノニオン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤を水又はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールに溶解してなる溶液中に多層微多孔膜を浸漬するか、多層微多孔膜にドクターブレード法により溶液を塗布する。 In the case of surfactant treatment, any of nonionic surfactant, cationic surfactant, anionic surfactant or amphoteric surfactant can be used, but nonionic surfactant is preferable. The multilayer microporous membrane is immersed in a solution prepared by dissolving the surfactant in water or a lower alcohol such as methanol, ethanol, or isopropyl alcohol, or the solution is applied to the multilayer microporous membrane by the doctor blade method.

ポリオレフィン微多孔膜は、電池用セパレータとして用いた場合のメルトダウン特性や耐熱性を向上する目的で、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂多孔質体やポリイミド、ポリフェニレンスルフィド等の多孔質体等の表面コーティングやセラミックなどの無機コーティングなどを行ってもよい。 The microporous polyolefin membrane is made of a porous fluororesin such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyimide, polyphenylene sulfide, etc. for the purpose of improving meltdown characteristics and heat resistance when used as a battery separator. A surface coating such as a porous body or an inorganic coating such as ceramic may be applied.

以上のようにして得られたポリオレフィン微多孔膜は、フィルター、燃料電池用セパレータ、コンデンサー用セパレータなど様々な用途で用いることができるが、電解液との親和性に優れ、均一な孔構造を有することから、特に電池用セパレータとして電池の生産性や電池のサイクル特性が改善され、好ましく用いることができる。 The microporous polyolefin membrane obtained as described above can be used for various purposes such as filters, separators for fuel cells, and separators for capacitors, but it has excellent compatibility with electrolytic solutions and has a uniform pore structure. Therefore, as a separator for a battery, the productivity of the battery and the cycle characteristics of the battery are improved, and it can be preferably used.

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、特性は以下の方法により測定、評価を行った。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The characteristics were measured and evaluated by the following methods.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、本願における測定は、特別な記載が無い限り温度23℃、湿度65%の環境下で評価している。また、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Unless otherwise specified, the measurements in the present application are evaluated in an environment with a temperature of 23 ° C. and a humidity of 65%. Moreover, the present invention is not limited to these examples.

〔測定方法〕
[赤外吸収スペクトル測定]
堀場製作所製FT-720を使用し、透過法により測定を行った。スキャン回数:30回、測定範囲:600~4000cm-1、分解能:4cm-1で測定を行った。得られた吸収スペクトルの内、1720cm-1~1750cm-1の間での吸光度ピーク値をA、1450cm-1~1480cm-1の間での吸光度ピーク値をBとし、Aの値をBの値で除することによりA/Bの値を算出した。
〔Measuring method〕
[Infrared absorption spectrum measurement]
Measurement was performed by the transmission method using FT-720 manufactured by HORIBA, Ltd. The number of scans was 30 times, the measurement range was 600 to 4000 cm -1 , and the resolution was 4 cm -1 . In the obtained absorption spectrum, the peak absorbance value between 1720 cm -1 and 1750 cm -1 is A, the peak absorbance value between 1450 cm -1 and 1480 cm -1 is B, and the value A is the value B. The value of A / B was calculated by dividing by.

[示差走査熱量分析(DSC)]
ポリオレフィン微多孔膜の結晶融解ピークの測定は、示差走査熱量分析(DSC)法により測定した。アルミパンに6.0mgの試料を封入し、Parking Elmer製 PYRIS Diamond DSCを用いて、30℃から230℃まで10℃/minで昇温して測定をした。得られたポリオレフィン微多孔膜の結晶融解ピークについて、30℃~110℃の範囲にあるピーク面積を算出した。
[Differential Scanning Calorimetry (DSC)]
The measurement of the crystal melting peak of the polyolefin microporous membrane was measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method. A 6.0 mg sample was enclosed in an aluminum pan, and the temperature was raised from 30 ° C. to 230 ° C. at 10 ° C./min using a PYRIS Diamond DSC manufactured by Parking Elmer for measurement. For the crystal melting peak of the obtained polyolefin microporous membrane, the peak area in the range of 30 ° C. to 110 ° C. was calculated.

[接触角]
協和界面科学製、DM-501Hiを用いて測定を行った。厚さ2mm、外寸7cm四方、内寸5cm×3.5cmの紙枠に、5cm四方に切り出したポリオレフィン微多孔膜、もしくは後述の方法によりポリオレフィン微多孔膜をプレス融解したサンプルをテープで固定し、ポリオレフィン微多孔膜を貼り付けていない面を下にして資料台にセットし、紙枠の内寸よりも内側の領域に試験液を滴下し接触角を測定した。試験液にはプロピレンカーボネートを使用し、滴下量は2μL、滴下後10秒後の接触角を測定した。紙枠に固定した1つのサンプル内で任意の位置5点を測定し、N=5での平均値を算出した。また、上述の方法により評価したポリオレフィン微多孔膜に対する接触角をC、ポリオレフィン微多孔膜の空孔率をEとし、下記基準に基づいて評価を行った。
〇:E<-0.6C+90
×:E≧-0.6C+90。
[Contact angle]
The measurement was performed using DM-501Hi manufactured by Kyowa Interface Science. A sample obtained by pressing and melting a polyolefin microporous film cut out in a 5 cm square or a polyolefin microporous film by the method described later is fixed to a paper frame having a thickness of 2 mm, an outer dimension of 7 cm square, and an inner dimension of 5 cm × 3.5 cm with tape. , The surface on which the microporous polyolefin membrane was not attached was set face down, and the test solution was dropped into the area inside the inner dimension of the paper frame to measure the contact angle. Propylene carbonate was used as the test solution, the dropping amount was 2 μL, and the contact angle 10 seconds after the dropping was measured. Five points at arbitrary positions were measured in one sample fixed to the paper frame, and the average value at N = 5 was calculated. Further, the contact angle with respect to the microporous polyolefin membrane evaluated by the above method was C, the porosity of the microporous polyolefin membrane was E, and the evaluation was performed based on the following criteria.
〇: E <-0.6C + 90
X: E ≧ −0.6C + 90.

[微多孔膜のプレス融解]
微多孔膜を0.1g採取し折り畳んだものをテフロンシートで挟み、200℃に調温した加熱プレス機にセットし、2MPaで加圧し1分間保持した。次に、サンプルを取り出し、テフロンシートの上から常温のステンレス板で挟みサンプルを冷却固化することにより、微多孔膜をプレス融解したシートサンプルを得た。
[Press melting of microporous membrane]
0.1 g of a microporous membrane was collected, folded, sandwiched between Teflon sheets, set in a heating press machine whose temperature was adjusted to 200 ° C., pressed at 2 MPa, and held for 1 minute. Next, the sample was taken out, sandwiched between a Teflon sheet and a stainless steel plate at room temperature, and the sample was cooled and solidified to obtain a sheet sample in which a microporous membrane was press-melted.

[膜厚]
ポリオレフィン微多孔膜の50mm×50mmの範囲内における5点の膜厚を接触厚み計、株式会社ミツトヨ製ライトマチックVL-50(10.5mmφ超硬球面測定子、測定荷重0.01N)により測定し、平均値を膜厚(μm)とした。
[Film thickness]
The film thickness of 5 points within the range of 50 mm × 50 mm of the polyolefin microporous film was measured with a contact thickness meter, Mitutoyo Co., Ltd. Lightmatic VL-50 (10.5 mmφ super hard spherical gauge, measuring load 0.01 N). The average value was defined as the film thickness (μm).

[空孔率]
ポリオレフィン微多孔膜から50mm×50mm角の正方形にサンプルを切り取り、その膜厚T(cm)と質量(g)とを測定した。膜厚の測定は前述の測定方法に記載した方法に倣って実施した。それらの値と膜密度(g/cm) とから、ポリオレフィン微多孔膜の空孔率を次式により算出した。
空孔率(%)=(T×25-質量/膜密度)/(T×25)×100
なお、ポリオレフィン微多孔膜の膜密度は0.99g/cmの一定値と仮定し算出した。また、コート層含有ポリオレフィン微多孔膜の空孔率を算出する場合には、ポリオレフィン微多孔膜の膜厚T、コート層の厚みTを用い、下記式により算出される膜密度の値を用いた。
コート層含有ポリオレフィンの膜密度(g/cm)=0.99×T/(T+T)+4.0×T/(T+T)。
[Porosity]
A sample was cut into a square of 50 mm × 50 mm square from the microporous polyolefin membrane, and the film thickness T 1 (cm) and mass (g) were measured. The film thickness was measured according to the method described in the above-mentioned measurement method. From these values and the membrane density (g / cm 3 ), the porosity of the polyolefin microporous membrane was calculated by the following formula.
Porosity (%) = (T 1 x 25-mass / film density) / (T 1 x 25) x 100
The film density of the microporous polyolefin membrane was calculated on the assumption that it was a constant value of 0.99 g / cm 3 . When calculating the porosity of the polyolefin microporous film containing the coat layer, the film thickness T 1 of the polyolefin microporous film and the thickness T 2 of the coat layer are used, and the value of the film density calculated by the following formula is used. Using.
Membrane density of polyolefin coated layer (g / cm 3 ) = 0.99 × T 1 / (T 1 + T 2 ) + 4.0 × T 2 / (T 1 + T 2 ).

[突刺強度]
突刺強度は、試験速度を2mm/秒としたことを除いて、JIS Z 1707(2019)に準拠して測定した。フォースゲージ(株式会社イマダ製 DS2-20N)を用いて、先端が球面(曲率半径R:0.5mm)の直径1.0mmの針で、ポリオレフィン微多孔膜を25℃の雰囲気下で突刺したときの最大荷重(N)を計測し、下記式から膜厚20μmとした際の突刺強度を算出した。
[Puncture strength]
The puncture strength was measured according to JIS Z 1707 (2019), except that the test speed was 2 mm / sec. When a microporous polyolefin film is pierced in an atmosphere of 25 ° C with a needle with a spherical tip (radius of curvature R: 0.5 mm) and a diameter of 1.0 mm using a force gauge (DS2-20N manufactured by Imada Co., Ltd.). The maximum load (N) of was measured, and the puncture strength when the film thickness was 20 μm was calculated from the following formula.

式:突刺強度(20μm換算)(N)=最大荷重(N)×20(μm)/ポリオレフィン微多孔膜の膜厚(μm)。 Formula: Puncture strength (20 μm conversion) (N) = maximum load (N) × 20 (μm) / film thickness (μm) of polyolefin microporous membrane.

[透気度]
膜厚T(μm)のポリオレフィン微多孔膜に対して、JIS P-8117に準拠して、王研式透気度計(旭精工株式会社製、EGO-1T)で25℃の雰囲気下、透気度(秒/100cm)を測定した。また、下記の式により、膜厚を20μmとしたときの透気度(20μm換算)(秒/100cm)を算出した。
[Air permeability]
For a microporous polyolefin membrane with a film thickness of T 1 (μm), in accordance with JIS P-8117, use a Wangken air permeability meter (EGO-1T, manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd.) in an atmosphere of 25 ° C. The air permeability (seconds / 100 cm 3 ) was measured. In addition, the air permeability (20 μm conversion) (seconds / 100 cm 3 ) when the film thickness was 20 μm was calculated by the following formula.

式:透気度(20μm換算)(秒/100cm)=透気度(秒/100cm)×20(μm)/ポリオレフィン微多孔膜の膜厚(μm)。 Formula: Air permeability (20 μm conversion) (seconds / 100 cm 3 ) = air permeability (seconds / 100 cm 3 ) × 20 (μm) / film thickness of polyolefin microporous membrane (μm).

[平均孔径、最大孔径]
パームポロメーター(PMI社製、CFP-1500A)を用いて、ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径、最大孔径を求めた。ポリオレフィン微多孔膜への含浸液体としてGALWICK(表面張力:15.9dynes/cm)を用い、Dry-up、Wet-upの順で測定した。平均孔径(nm)については、ASTM E1294-89(1999)(ハーフドライ法)に基づき測定を行い、Dry-up測定で圧力、流量曲線の1/2の傾きを示す曲線と、Wet-up測定の曲線が交わる点の圧力(KPa)から孔径を換算した。最大孔径(nm)については、バブルポイント法(JIS K 3832(1990))に基づき測定されるバブルポイント圧力(KPa)から最大孔径を算出した。平均孔径、最大孔径いずれも、圧力と孔径の換算には下記の数式を用いた。
[Average hole diameter, maximum hole diameter]
Using a palm poromometer (CFP-1500A, manufactured by PMI), the average pore diameter and the maximum pore diameter of the polyolefin microporous membrane were determined. GALWICK (surface tension: 15.9 days / cm) was used as the impregnating liquid for the microporous polyolefin membrane, and the measurement was performed in the order of Dry-up and Wet-up. The average pore size (nm) is measured based on ASTM E1294-89 (1999) (half-dry method), and the dry-up measurement shows a half slope of the pressure and flow rate curves, and the Wet-up measurement. The pore diameter was converted from the pressure (KPa) at the point where the curves of. For the maximum pore diameter (nm), the maximum pore diameter was calculated from the bubble point pressure (KPa) measured based on the bubble point method (JIS K 3832 (1990)). For both the average pore diameter and the maximum pore diameter, the following formula was used to convert the pressure and the pore diameter.

d=C・γ/P
(上記式中、「d(nm)」は微多孔膜の平均孔径または最大孔径、「γ(dynes/cm)」は含浸液体の表面張力、「P(KPa)」は圧力、「C」は定数であり2860とした。)
[ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量]
ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(MwD)は以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた。
d = C · γ / P
(In the above formula, "d (nm)" is the average pore diameter or the maximum pore diameter of the microporous membrane, "γ (dynes / cm)" is the surface tension of the impregnated liquid, "P (KPa)" is the pressure, and "C" is. It is a constant and is set to 2860.)
[Weight average molecular weight of polyolefin resin]
The weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (MwD) of the polyolefin resin were determined by the gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.

・測定装置:Waters Corporation製GPC-150C
・カラム:昭和電工株式会社製Shodex UT806M
・カラム温度:135℃
・溶媒(移動相):o-ジクロルベンゼン
・溶媒流速:1.0 ml/分
・試料濃度:0.1 質量%(溶解条件:135℃/1h)
・インジェクション量:500μl
・検出器:Waters Corporation製ディファレンシャルリフラクトメーター(RI検出器)
・検量線:単分散ポリスチレン標準試料を用いて得られた検量線から、ポリエチレン換算係数(0.46)を用いて作成した。
-Measuring device: GPC-150C manufactured by Waters Corporation
-Column: Showa Denko Corporation Shodex UT806M
・ Column temperature: 135 ℃
-Solvent (mobile phase): o-dichlorobenzene-Solvent flow rate: 1.0 ml / min-Sample concentration: 0.1% by mass (dissolution condition: 135 ° C / 1h)
-Injection amount: 500 μl
-Detector: Waters Corporation differential refractometer (RI detector)
-Calibration curve: Prepared using a polyethylene conversion coefficient (0.46) from a calibration curve obtained using a monodisperse polystyrene standard sample.

[電解液含侵性の評価]
25mm×50mmの矩形に切り出した微多孔膜を、65℃、85%RHとした高温恒湿槽内で48時間静置した。次に前述のサンプルを長辺が鉛直方向となるようにし、上端1cmをガラス板に重ねてテープで貼り付け、下端~5mmの範囲内に約3gの金属クリップをおもりとして取り付けた。続けてプロピレンカーボネートを入れたガラス槽に前記フィルムサンプルの下端2cmを浸した状態で固定、このときの液面を基準位置(0mm)とし、10分静置後に微多孔膜が液を吸い上げることで膜が透明になっている位置の高さを読み取った。
[Evaluation of electrolyte impregnation]
The microporous membrane cut into a rectangle of 25 mm × 50 mm was allowed to stand in a high temperature and humidity chamber at 65 ° C. and 85% RH for 48 hours. Next, the above-mentioned sample was placed so that the long side was in the vertical direction, the upper end 1 cm was overlapped with a glass plate and attached with tape, and a metal clip of about 3 g was attached as a weight within the range from the lower end to 5 mm. Subsequently, the film sample was fixed in a glass tank containing propylene carbonate with the lower end 2 cm immersed in it, the liquid level at this time was set to the reference position (0 mm), and after standing for 10 minutes, the microporous membrane sucked up the liquid. The height of the position where the film was transparent was read.

[電池安全性、出力特性の評価(サイクル試験)]
作製したリチウムイオン電池のサイクル特性から、ポリオレフィン微多孔膜を電池セパレータとして用いた場合の安全性、出力特性を評価した。評価に用いた電池材料、評価条件を下記する。試験はN=3で行い、500サイクル後の容量維持率の平均値を算出した。
・正極集電体:Al箔
・正極:NCM523+導電材+PVDFバインダ (混合比92質量%:5質量%:3・質量%)
・負極集電体:銅箔
・負極:天然黒鉛+結着剤+CMC (混合比98質量%:1質量%:1質量%)
・電解液:1.1mol/L LiPF6 EC:MEC:DEC=3:5:2+VC(0.5質量%)
・外装材:コイン電池(CR2032)
・試験温度:27℃
・充電条件:CCCV 2mA 4.2V 0.2mACut
・放電条件:CC 2mA 2.5VCut
・サイクル回数:500回
サイクル特性の評価結果について、以下の基準でセパレータとして用いた場合の安全性、出力特性の合否を判定した。
500サイクル後の容量維持率が75%以上:〇
500サイクル後の容量維持率が75%未満:×。
[Evaluation of battery safety and output characteristics (cycle test)]
From the cycle characteristics of the produced lithium-ion battery, the safety and output characteristics when the polyolefin microporous membrane was used as the battery separator were evaluated. The battery materials and evaluation conditions used for the evaluation are as follows. The test was performed at N = 3, and the average value of the capacity retention rate after 500 cycles was calculated.
-Positive electrode current collector: Al foil-Positive electrode: NCM523 + conductive material + PVDF binder (mixing ratio 92% by mass: 5% by mass: 3% by mass)
・ Negative electrode current collector: Copper foil ・ Negative electrode: Natural graphite + binder + CMC (mixing ratio 98% by mass: 1% by mass: 1% by mass)
-Electrolytic solution: 1.1 mol / L LiPF6 EC: MEC: DEC = 3: 5: 2 + VC (0.5% by mass)
-Exterior material: coin battery (CR2032)
・ Test temperature: 27 ° C
-Charging conditions: CCCV 2mA 4.2V 0.2mA Cut
・ Discharge condition: CC 2mA 2.5V Cut
-Number of cycles: 500 times Regarding the evaluation result of the cycle characteristics, the safety and pass / fail of the output characteristics when used as a separator were judged according to the following criteria.
Capacity retention rate after 500 cycles is 75% or more: 〇 Capacity retention rate after 500 cycles is less than 75%: ×.

[実施例1]
樹脂Aとして重量平均分子量(Mw)が3.0×10、融点が135℃の高密度ポリエチレンを60質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10、融点が133℃の超高分子量ポリエチレンを40質量%、樹脂Bとして東ソー株式会社製のウルトラセン526(エチレン-酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合比率7%、MI25g/10分)を100質量%使用した。樹脂Aを22.5質量%、樹脂Bを2.5質量%、流動パラフィンを75質量%の割合でそれぞれ異なるフィーダーから二軸押出機に投入した。また、樹脂Aと樹脂Bの合計質量を100質量部とした場合に0.5質量部の2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾールと0.7質量部のテトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシルフェニル)-プロピオネート〕メタンを酸化防止剤として、あらかじめ樹脂Aとドライブレンドし二軸押出機へ投入した。押出機温度を150℃として二軸押出機での混錬後、Tダイに供給されるまでのライン温度を180℃となるように制御してポリオレフィン溶液をTダイに供給しシート状に押し出した後、押出物を30℃に制御された冷却ロールで冷却してゲル状シートを形成した。
[Example 1]
As resin A, 60% by mass of high-density polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 3.0 × 105 and a melting point of 135 ° C., a weight average molecular weight (Mw) of 2.0 × 106 , and a melting point of more than 133 ° C. 40% by mass of high molecular weight polyethylene was used, and 100% by mass of Ultrasen 526 (ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl acetate copolymer ratio 7%, MI 25 g / 10 minutes) manufactured by Toso Co., Ltd. was used as the resin B. Resin A was charged into the twin-screw extruder at a ratio of 22.5% by mass, resin B at 2.5% by mass, and liquid paraffin at a ratio of 75% by mass from different feeders. Further, when the total mass of the resin A and the resin B is 100 parts by mass, 0.5 parts by mass of 2,6-di-t-butyl-p-cresol and 0.7 parts by mass of tetrakis [methylene-3-3]. (3,5-di-t-butyl-4-hydroxylphenyl) -propionate] Methane was dry-blended with resin A in advance as an antioxidant and charged into a twin-screw extruder. After kneading with a twin-screw extruder with the extruder temperature set to 150 ° C, the line temperature until being supplied to the T die was controlled to be 180 ° C, and the polyolefin solution was supplied to the T die and extruded into a sheet. After that, the extrude was cooled with a cooling roll controlled to 30 ° C. to form a gel-like sheet.

得られたゲル状シートを80mm四方の四角形になるように切り出し、延伸温度115℃、延伸速度1000mm/minにてMD方向に7倍、TD方向に7倍となるように同時二軸延伸を行った。延伸後の膜を塩化メチレンの洗浄槽内にて洗浄して、流動パラフィンを除去し、洗浄した膜を20℃に調整された乾燥炉で乾燥し、電気オーブン内にて120℃で10分間熱固定処理することによりポリオレフィン微多孔膜を得た。 The obtained gel-like sheet was cut into a quadrangle of 80 mm square, and simultaneously biaxially stretched at a stretching temperature of 115 ° C. and a stretching speed of 1000 mm / min so as to be 7 times in the MD direction and 7 times in the TD direction. rice field. The stretched membrane is washed in a methylene chloride washing tank to remove liquid paraffin, the washed membrane is dried in a drying oven adjusted to 20 ° C, and heated in an electric oven at 120 ° C for 10 minutes. A microporous polyolefin membrane was obtained by immobilization.

[実施例2]
樹脂Aとして重量平均分子量(Mw)が3.0×10、融点が135℃の高密度ポリエチレンを100質量%、樹脂Bとして東ソー株式会社製のウルトラセン710(エチレン-酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合比率28%、MI18g/10分)を100質量%使用し、樹脂Aを24質量%、樹脂Bを6質量%、流動パラフィンを70質量%の割合とし、それぞれ異なるフィーダーから二軸押出機に投入したこと、洗浄した膜を電気オーブン内で100℃で10分間熱固定処理したことを除いて、実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
As resin A, 100% by mass of high-density polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 3.0 × 105 and a melting point of 135 ° C., and as resin B, Ultrasen 710 (ethylene-vinyl acetate copolymer,) manufactured by Toso Co., Ltd. Using 100% by mass of vinyl acetate copolymerization ratio (28%, MI 18g / 10 minutes), resin A was 24% by mass, resin B was 6% by mass, and liquid paraffin was 70% by mass. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was put into an extruder and the washed film was heat-fixed in an electric oven at 100 ° C. for 10 minutes.

[実施例3]
樹脂Bとして日本ポリエチレン株式会社製のレクスパールA4200(エチレン-アクリル酸エチル共重合体、アクリル酸エチル共重合比率20%、MI5g/分)を100質量%使用したことを除いて、実施例2と同様に実施した。
[Example 3]
Except that 100% by mass of Rexpearl A4200 (ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethyl acrylate copolymer ratio 20%, MI 5 g / min) manufactured by Japan Polyethylene Corporation was used as the resin B, as in Example 2. It was carried out in the same manner.

[実施例4]
樹脂Bとして東ソー株式会社製のウルトラセンYX-11(エチレン-酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合比率32%、MI0.2g/10分)を100質量%使用したことを除いて、実施例2と同様に実施した。
[Example 4]
Examples except that 100% by mass of Ultrasen YX-11 (ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl acetate copolymer ratio 32%, MI 0.2 g / 10 minutes) manufactured by Tosoh Corporation was used as the resin B. It was carried out in the same manner as in 2.

[実施例5]
樹脂Bとして日本ポリエチレン株式会社製のレクスパールEB240H(エチレン-アクリル酸メチル共重合体、アクリル酸メチル共重合比率20%、MI6g/分)を100質量%使用したことを除いて、実施例2と同様に実施した。
[Example 5]
Except for the fact that 100% by mass of Rexpearl EB240H (ethylene-methyl acrylate copolymer, methyl acrylate copolymer ratio 20%, MI 6 g / min) manufactured by Japan Polyethylene Corporation was used as the resin B, as in Example 2. It was carried out in the same manner.

[実施例6]
ゲル状シートをMD方向に9倍、TD方向に9倍となるように同時二軸延伸を行ったことを除いて、実施例3と同様に実施した。
[Example 6]
The same procedure as in Example 3 was carried out except that the gel-like sheet was simultaneously biaxially stretched 9 times in the MD direction and 9 times in the TD direction.

[実施例7]
樹脂Aとして重量平均分子量(Mw)が1.5×10、融点が135℃の超高分子量ポリエチレンを100質量%、樹脂Bとして東ソー株式会社製のウルトラセン625(エチレン-酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合比率15%、MI14g/10分)を100質量%使用したことを除いて、実施例2と同様に実施した。
[Example 7]
As resin A, ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 1.5 × 106 and a melting point of 135 ° C. is 100% by mass, and as resin B, Ultrasen 625 (ethylene-vinyl acetate copolymer) manufactured by Toso Co., Ltd. , Vinyl acetate copolymerization ratio 15%, MI 14 g / 10 minutes) was used in the same manner as in Example 2 except that 100% by mass was used.

[比較例1]
樹脂Aを24質量%、樹脂Bを1質量%、流動パラフィンを75質量%の割合でそれぞれ異なるフィーダーから二軸押出機に投入したことを除いて、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the resin A was charged in a proportion of 24% by mass, the resin B in an amount of 1% by mass, and the liquid paraffin was charged in a proportion of 75% by mass from different feeders to the twin-screw extruder.

[比較例2]
樹脂Aを24質量%、樹脂Bを6質量%、流動パラフィンを70質量%の割合でそれぞれ異なるフィーダーから二軸押出機に投入したこと、押出機温度を200℃として二軸押出機での混錬を行ったことを除いて、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 2]
Resin A was added to the twin-screw extruder at a ratio of 24% by mass, resin B was charged to 6% by mass, and liquid paraffin was charged to the twin-screw extruder at a ratio of 70% by mass. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the smelting was carried out.

[比較例3]
二軸押出機での混錬後、Tダイに供給されるまでのライン温度を210℃となるように制御したことを除いて実施例4と同様に実施したが、分散不良によるマダラ状の外観不良が発生し、均一なフィルムが得られなかった。
[Comparative Example 3]
The same procedure as in Example 4 was carried out except that the line temperature from kneading with a twin-screw extruder to being supplied to the T-die was controlled to 210 ° C., but the appearance was madara-like due to poor dispersion. Defects occurred and a uniform film could not be obtained.

[比較例4]
樹脂Aとして重量平均分子量(Mw)が3.0×10、融点が135℃の高密度ポリエチレンを60質量%、重量平均分子量(Mw)が2.0×10、融点が133℃の超高分子量ポリエチレンを40質量%用い、樹脂Aを25質量%、流動パラフィンを75質量%の割合でそれぞれ異なるフィーダーから二軸押出機に投入した。また、樹脂Aの質量を100質量部とした場合に0.5質量部の2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾールと0.7質量部のテトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシルフェニル)-プロピオネート〕メタンを酸化防止剤として、あらかじめ樹脂Aとドライブレンドし二軸押出機へ投入した。押出機温度を150℃として二軸押出機での混錬後、Tダイに供給されるまでのライン温度を180℃となるように制御してポリオレフィン溶液をTダイに供給しシート状に押し出した後、押出物を30℃に制御された冷却ロールで冷却してゲル状シートを形成した。
[Comparative Example 4]
As resin A, 60% by mass of high-density polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 3.0 × 105 and a melting point of 135 ° C., a weight average molecular weight (Mw) of 2.0 × 106 , and a melting point of more than 133 ° C. 40% by mass of high molecular weight polyethylene was used, 25% by mass of resin A and 75% by mass of liquid paraffin were charged into a twin-screw extruder from different feeders. Further, when the mass of the resin A is 100 parts by mass, 0.5 parts by mass of 2,6-di-t-butyl-p-cresol and 0.7 parts by mass of tetrakis [methylene-3- (3,5) -Di-t-butyl-4-hydroxylphenyl) -propionate] Methane was used as an antioxidant in advance by dry blending with resin A and charged into a twin-screw extruder. After kneading with a twin-screw extruder with the extruder temperature set to 150 ° C, the line temperature until being supplied to the T die was controlled to be 180 ° C, and the polyolefin solution was supplied to the T die and extruded into a sheet. After that, the extruded product was cooled with a cooling roll controlled to 30 ° C. to form a gel-like sheet.

得られたゲル状シートを80mm四方の四角形になるように切り出し、延伸温度115℃、延伸速度1000mm/minにてMD方向に7倍、TD方向に7倍となるように同時二軸延伸を行った。延伸後の膜を塩化メチレンの洗浄槽内にて洗浄して、流動パラフィンを除去し、洗浄した膜を20℃に調整された乾燥炉で乾燥し、電気オーブン内にて120℃で10分間熱固定処理することによりポリオレフィン微多孔膜を得た。 The obtained gel-like sheet was cut into a quadrangle of 80 mm square, and simultaneously biaxially stretched at a stretching temperature of 115 ° C. and a stretching speed of 1000 mm / min so as to be 7 times in the MD direction and 7 times in the TD direction. rice field. The stretched membrane is washed in a methylene chloride washing tank to remove liquid paraffin, the washed membrane is dried in a drying oven adjusted to 20 ° C, and heated in an electric oven at 120 ° C for 10 minutes. A microporous polyolefin membrane was obtained by immobilization.

上述の方法により得られたポリオレフィン微多孔膜の両面に、放電電力1000W、放電長0.2m、フィルム送り速度100m/minでコロナ放電をすることで表面処理を施した。 Both sides of the microporous polyolefin membrane obtained by the above method were subjected to surface treatment by corona discharge at a discharge power of 1000 W, a discharge length of 0.2 m, and a film feed rate of 100 m / min.

[比較例5]
平均粒径0.5μmのアルミナ粒子を44質量%、昭和電工株式会社製のポリゾールEVA P-3N(エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン)を10質量%とダイセルファインケム(株)製のカルボキシメチルセルロース“CMCダイセル1220”を1質量部、イオン交換水45質量%を混合し、塗工液を調整した。この塗工液を比較例4に記載した手順で作製したポリオレフィン微多孔膜の片面に、メタバーを用いて塗工し、60℃のオーブン内で1分間乾燥させることでコート層含有ポリオレフィン微多孔膜を得た。コート層含有ポリオレフィン微多孔膜の乾燥後コート層厚みは4μmとした。
[Comparative Example 5]
44% by mass of alumina particles with an average particle size of 0.5 μm, 10% by mass of Polysol EVA P-3N (ethylene-vinyl acetate copolymer resin emulsion) manufactured by Showa Denko KK, and carboxymethyl cellulose manufactured by Daicel FineChem Co., Ltd. 1 part by mass of CMC Daicel 1220 ”and 45% by mass of ion-exchanged water were mixed to adjust the coating liquid. This coating liquid is applied to one side of the polyolefin microporous film produced by the procedure described in Comparative Example 4 using a metabar, and dried in an oven at 60 ° C. for 1 minute to obtain a coat layer-containing polyolefin microporous film. Got After drying the microporous polyolefin membrane containing the coat layer, the thickness of the coat layer was set to 4 μm.

[比較例6]
ゲル状シートをMD方向に4倍、TD方向に4倍となるように同時二軸延伸を行ったことを除いて、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 6]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the gel-like sheet was simultaneously biaxially stretched so as to be quadrupled in the MD direction and quadrupled in the TD direction.

(評価)
実施例1~5のポリオレフィン微多孔膜は良好な電解液との親和性を有し、また均一微細な孔構造を有することで、二次電池用セパレータとして使用した場合に高い電解液含侵性と優れた安全性、出力特性を付与することができる。一方で比較例1のポリオレフィン微多孔膜は、電解液との親和性に劣り、比較例2、比較例3のポリオレフィン微多孔膜は、樹脂Aと樹脂Bの分散性が好ましくないため、孔径の均一性やフィルムとしての品位に劣る。比較例4、5のポリオレフィン微多孔膜は、フィルム内部における電解液親和性が不十分である。比較例6のポリオレフィン微多孔膜は開孔状態が不十分であり孔径の均一性に欠ける。
(evaluation)
The microporous polyolefin membranes of Examples 1 to 5 have a good affinity with the electrolytic solution and have a uniform and fine pore structure, so that they are highly invasive to the electrolytic solution when used as a separator for a secondary battery. It is possible to impart excellent safety and output characteristics. On the other hand, the microporous polyolefin film of Comparative Example 1 is inferior in affinity with the electrolytic solution, and the microporous polyolefin films of Comparative Examples 2 and 3 have unfavorable dispersibility between the resin A and the resin B, and therefore have a pore size. Inferior in uniformity and quality as a film. The microporous polyolefin membranes of Comparative Examples 4 and 5 have insufficient affinity for the electrolytic solution inside the film. The microporous polyolefin membrane of Comparative Example 6 has insufficient pore opening and lacks uniformity in pore diameter.

Figure 2022036034000001
Figure 2022036034000001

Figure 2022036034000002
Figure 2022036034000002

本発明のポリオレフィン微多孔膜は、電池用セパレータとして用いたとき電解液の含侵性に優れると同時に、安全性、出力特性に優れたポリオレフィン微多孔膜を提供することができる。特に大型、高容量化が要求される二次電池において好適に用いることができる。
The polyolefin microporous membrane of the present invention can provide a polyolefin microporous membrane having excellent safety and output characteristics at the same time as being excellent in impregnation of an electrolytic solution when used as a battery separator. In particular, it can be suitably used for a secondary battery that is required to have a large size and a high capacity.

Claims (10)

赤外線吸収スペクトル法で測定される、1720cm-1~1750cm-1の間での吸光度ピーク値をA、1450cm-1~1480cm-1の間での吸光度ピーク値をBとした場合に、AをBで除した値が0.1以上であり、バブルポイント法により測定される最大孔径と、ハーフドライ法により測定される平均孔径の差が40nm以下であるポリオレフィン微多孔膜。 When the absorbance peak value between 1720 cm -1 and 1750 cm -1 measured by the infrared absorption spectroscopy is A and the absorbance peak value between 1450 cm -1 and 1480 cm -1 is B, A is B. A polyolefin microporous film having a value divided by 0.1 or more and a difference between the maximum pore size measured by the bubble point method and the average pore size measured by the half-dry method of 40 nm or less. バブルポイント法により測定される最大孔径が70nm以下である、請求項1に記載のポリオレフィン微多孔膜。 The microporous polyolefin membrane according to claim 1, wherein the maximum pore size measured by the bubble point method is 70 nm or less. 示差走査熱量計で測定される50℃以上110℃以下の結晶融解による吸熱ピーク面積が5J/g以下である、請求項1または2に記載のポリオレフィン微多孔膜。 The microporous polyolefin membrane according to claim 1 or 2, wherein the endothermic peak area due to crystal melting at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter is 5 J / g or less. 滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角をC、ポリオレフィン微多孔膜をプレス融解後の、滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角をDとした場合に|C-D|が20°以下である請求項1~3のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 When the dropping amount is 2 μL and the contact angle with propylene carbonate 10 seconds after dropping is C, and the contact angle with the propylene carbonate 10 seconds after dropping is 2 μL after pressing and thawing the polyolefin microporous membrane | The microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein CD | is 20 ° or less. ポリオレフィン微多孔膜をプレス融解後の滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角Dが60°以下である請求項1~4のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 The polyolefin microporous membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein the dropping amount of the polyolefin microporous membrane after press melting is 2 μL, and the contact angle D with respect to propylene carbonate 10 seconds after the dropping is 60 ° or less. 空孔率が60%以下である請求項1~5のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 The microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 5, which has a porosity of 60% or less. 空孔率Eと、滴下量2μL、滴下後10秒後のプロピレンカーボネートに対する接触角Cが下記式3を満たす、請求項1~6のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。
[式3:E<-0.6C+90]
The microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 6, wherein the porosity E, the dropping amount of 2 μL, and the contact angle C with respect to propylene carbonate 10 seconds after dropping satisfy the following formula 3.
[Equation 3: E <-0.6C + 90]
厚み20μm換算の突刺強度が3.0N以上である請求項1~7のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 The polyolefin microporous membrane according to any one of claims 1 to 7, wherein the puncture strength in terms of thickness of 20 μm is 3.0 N or more. 厚み20μ換算のガーレ透気度が600秒/100cm以下である請求項1~8のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 The microporous polyolefin membrane according to any one of claims 1 to 8, wherein the Gale air permeability in terms of thickness 20 μ is 600 seconds / 100 cm 3 or less. 樹脂Aを50~95質量%と樹脂Bを5~50質量%を含み、前記樹脂Aはポリエチレンからなり、樹脂Bはエチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーメチルアクリレート共重合体、エチレンーエチルアクリレート共重合体、エチレンーメチルメタクリレート共重合体、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合体から選択される1種以上の樹脂からなる請求項1~9のいずれかに記載のポリオレフィン微多孔膜。 The resin A contains 50 to 95% by mass and the resin B contains 5 to 50% by mass, the resin A is made of polyethylene, and the resin B is an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, or an ethylene-ethyl acrylate. The polyolefin according to any one of claims 1 to 9, which comprises one or more resins selected from a copolymer, an ethylene-methylmethacrylate copolymer, an ethylene-acrylic acid copolymer, and an ethylene-methacrylic acid copolymer. Microporous membrane.
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