JP2015101713A - Separator for power storage device and power storage device made using separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔性ポリプロピレンフィルムに関する。さらには、厚み方向に適度な拡散係数を有し、優れた電池性能を備えた蓄電デバイス用セパレータに関する。 The present invention relates to a porous polypropylene film. Furthermore, the present invention relates to a power storage device separator having an appropriate diffusion coefficient in the thickness direction and having excellent battery performance.
近年、微多孔性樹脂フィルムはリチウムイオン2次電池を初めとする蓄電デバイスのセパレータとしての開発が活発に進められている。ここで、イオンの通過性を調整する機能としての膜の開孔性制御は、セパレータ機能を適切に発揮する上で最も重要である。 In recent years, microporous resin films have been actively developed as separators for power storage devices such as lithium ion secondary batteries. Here, the control of the pore opening property of the membrane as a function of adjusting the passage of ions is most important in properly exhibiting the separator function.
蓄電デバイスが高出力を達成するためには、開孔性が高く電気抵抗が低いことが求められるが、一方蓄電デバイスの安全性を確保するためには、高い機械強度が求められ、その際は開孔性をある程度低く調整する必要がある。 In order to achieve a high output of the electricity storage device, it is required that the hole has high porosity and low electrical resistance, while in order to ensure the safety of the electricity storage device, high mechanical strength is required. It is necessary to adjust the openness to some extent.
ここで、ポリプロピレンフィルムを微多孔化しセパレータに応用するための様々な手法が提案されている。微多孔化の方法を大別すると、湿式法と乾式法に分類することができる。 Here, various methods for making a polypropylene film microporous and applying it to a separator have been proposed. Microporous methods can be roughly classified into wet methods and dry methods.
湿式法とは、ポリプロピレンをマトリックス樹脂とし、被抽出物を添加、混合してからシート化を行い、その後、被抽出物の良溶媒を用いて被抽出物のみを抽出することで、マトリックス樹脂中に空隙を生成せしめる方法であり、たとえば、特許文献1の提案がなされている。一方、たとえば特許文献2に、乾式法として、溶融押出時に低温押出、高ドラフト比を採用することにより、シート化した延伸前のフィルム中のラメラ構造を制御し、これを長手方向に一軸延伸することでラメラ界面での開裂を発生させ、空隙を形成する方法(所謂、ラメラ延伸法)が提案されている。また、たとえば、特許文献3には、乾式法として、無機粒子またはマトリックス樹脂であるポリプロピレンなどに非相溶な樹脂を粒子として多量添加し、シートを形成して延伸することにより粒子とポリプロピレン樹脂界面で開裂させ、空隙形成する方法も提案されている。さらには、たとえば、特許文献4〜6には、ポリプロピレンの結晶多形であるα型結晶(α晶)とβ型結晶(β晶)の結晶密度の差と結晶転移を利用してフィルム中に空隙を形成させる、所謂β晶法と呼ばれる方法の提案もなされている。 In the wet method, polypropylene is used as the matrix resin, the extractables are added and mixed, and then sheeted, and then only the extractables are extracted using the good solvent of the extractables. For example, Patent Document 1 has been proposed. On the other hand, for example, in Patent Document 2, as a dry method, by adopting low temperature extrusion and high draft ratio at the time of melt extrusion, the lamella structure in the film before stretching formed into a sheet is controlled, and this is uniaxially stretched in the longitudinal direction. Thus, there has been proposed a method (so-called lamellar stretching method) in which cleavage at the lamella interface is generated to form voids. Also, for example, in Patent Document 3, as a dry method, a large amount of incompatible resin is added as inorganic particles or polypropylene as a matrix resin as particles, and a sheet is formed and stretched to form an interface between the particles and the polypropylene resin. Also proposed is a method of cleaving to form voids. Further, for example, in Patent Documents 4 to 6, in the film, the difference in crystal density between the α-type crystal (α crystal) and the β-type crystal (β crystal), which are polymorphs of polypropylene, is utilized. A so-called β crystal method for forming voids has also been proposed.
また、例えば特許文献7ではβ晶法によりポリオレフィンフィルムを微多孔化する際の延伸条件を規定しフィルム剛性の高い微多孔フィルムを提案しており、特許文献8では横延伸工程の延伸、熱処理、弛緩条件を詳細に調整することで、フィルの摩擦係数を制御し、コーティング加工適正の高い微多孔フィルムを提案している。しかしいずれについてもキャストドラムの密着方法はエアナイフを使用しており均一な開孔性が十分に得られていない可能性がある。 In addition, for example, Patent Document 7 proposes a microporous film having high film rigidity by defining stretching conditions when microporousizing a polyolefin film by a β crystal method, and Patent Document 8 describes stretching, heat treatment, By adjusting the relaxation conditions in detail, the friction coefficient of the fill is controlled, and a microporous film with a high coating process is proposed. However, in any case, the cast drum contact method uses an air knife, and there is a possibility that a uniform hole opening property is not sufficiently obtained.
また、特許文献9では、磁場勾配NMR法により膜厚方向の拡散係数と透気度を一定範囲に規定し高温保存特性を有する蓄電デバイス用セパレータが開示されている。また、特許文献10には磁場勾配NMR法により膜厚方向のみならずMD、TD方向の拡散係数を規定し、耐オーブン特性を有する蓄電デバイス用セパレータが開示されている。しかしながら、これらの提案のセパレータは、いずれもリチウムイオン拡散係数が小さいため、セパレータとして使用してもリチウムイオンの透過性が不十分となり、高出力を得ることが困難な場合があった。 Patent Document 9 discloses a separator for an electricity storage device having a high temperature storage characteristic by defining a diffusion coefficient and an air permeability in a film thickness direction within a certain range by a magnetic field gradient NMR method. Patent Document 10 discloses a separator for an electricity storage device that defines diffusion coefficients not only in the film thickness direction but also in the MD and TD directions by a magnetic field gradient NMR method, and has oven resistance characteristics. However, since all of these proposed separators have a small lithium ion diffusion coefficient, the lithium ion permeability is insufficient even when used as a separator, and it may be difficult to obtain a high output.
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、リチウムイオンの拡散性に優れ、高出力な蓄電デバイスを得ることが可能な蓄電デバイス用セパレータを提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide an electricity storage device separator that is excellent in lithium ion diffusibility and capable of obtaining a high output electricity storage device.
上記した課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features.
(1) 磁場勾配NMR法によって測定された厚み方向の拡散係数D[m2/s]が式(1)を満たし、かつ、透気度T[sec/100cc・μm]が式(2)を満たす多孔性ポリプロピレンフィルム。 (1) The diffusion coefficient D [m 2 / s] in the thickness direction measured by the magnetic field gradient NMR method satisfies the equation (1), and the air permeability T [sec / 100 cc · μm] satisfies the equation (2). Filling porous polypropylene film.
5.0×10−11≦D≦10.0×10−11 ・・・(1)
5≦T≦25 ・・・(2)
(2)上記(1)記載の多孔性ポリプロピレンフィルムを用いた蓄電デバイス用セパレータ。
5.0 × 10 −11 ≦ D ≦ 10.0 × 10 −11 (1)
5 ≦ T ≦ 25 (2)
(2) A separator for an electricity storage device using the porous polypropylene film described in (1) above.
(3)上記(1)に記載の多孔性ポリプロピレンフィルムまたは上記(2)に記載の蓄電デバイス用セパレータを備えた蓄電デバイス。 (3) An electricity storage device comprising the porous polypropylene film according to (1) or the electricity storage device separator according to (2).
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムをセパレータとして蓄電デバイスに用いることで、出力特性、特に高出力に優れた蓄電デバイスを得ることができる。 By using the porous polypropylene film of the present invention as a separator for an electricity storage device, an electricity storage device having excellent output characteristics, particularly high output, can be obtained.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、磁場勾配NMR法によって測定された厚み方向の拡散係数D[m2/s]が、5.0×10−11≦D≦10.0×10−11を満たし、かつ、透気度T[sec/100cc・μm]が、5≦T≦25を満たすものである。本発明者らはこの拡散係数の範囲と透気度範囲を同時に満たすことで優れた電池特性が得られることを見出した。 In the porous polypropylene film of the present invention, the diffusion coefficient D [m 2 / s] in the thickness direction measured by the magnetic field gradient NMR method satisfies 5.0 × 10 −11 ≦ D ≦ 10.0 × 10 −11 . The air permeability T [sec / 100 cc · μm] satisfies 5 ≦ T ≦ 25. The present inventors have found that excellent battery characteristics can be obtained by simultaneously satisfying the diffusion coefficient range and the air permeability range.
以下に拡散係数D、透気度Tの値を上記特定範囲に調整するための詳細手段を述べていくが、その特徴はキャスト条件にある。より具体的には、(1)キャストフィルム密着手法を、ニップロールでキャストドラムに溶融樹脂を押し付けて密着する、ニップキャスト方式とすること、(2)ニップロール温度を一定温度以下に制御しニップロールとフィルムとをしっかり剥離させること、(3)ニップロールを梨地加工処理しニップロールとフィルムとをしっかり剥離させること、などを挙げることができる。この条件が揃わない場合、ニップロールにキャストフィルムがはく離せず持っていかれて破れてしまい製膜できないことがある。本発明においては、上記した観点に着目することにより、拡散係数D、透気度Tを上記範囲に制御することが可能となり、かつ電池特性に優れたセパレータを得ることに成功した。 Hereinafter, detailed means for adjusting the values of the diffusion coefficient D and the air permeability T to the specific ranges will be described. The feature is in the casting condition. More specifically, (1) the cast film contact method is a nip cast method in which the molten resin is pressed against the cast drum with a nip roll, and (2) the nip roll temperature is controlled to be equal to or lower than the nip roll temperature and the film. (3) The nip roll is processed with a satin finish to firmly peel off the nip roll and the film. If these conditions are not met, the cast film may be held on the nip roll without being peeled off, and may not be formed. In the present invention, by paying attention to the above-mentioned viewpoints, the diffusion coefficient D and the air permeability T can be controlled within the above ranges, and a separator excellent in battery characteristics has been successfully obtained.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムに含まれるポリプロピレン樹脂は、メルトフローレート(以下、MFR)が2〜30g/10分の範囲のアイソタクチックポリプロピレン樹脂であることが好ましい。MFRが5〜20g/10分であれば高空孔率と製膜安定性が両立できるという点でより好ましい。ここで、MFRはJIS K7210(1995)で規定されている樹脂の溶融粘度を示す指標であり、ポリオレフィン樹脂の特徴を示す物性値として広く用いられているものである。ポリプロピレン樹脂の場合はJIS K7210(1995)の条件M、すなわち温度230℃、荷重2.16kgで測定を行う。 The polypropylene resin contained in the porous polypropylene film of the present invention is preferably an isotactic polypropylene resin having a melt flow rate (hereinafter referred to as MFR) in the range of 2 to 30 g / 10 minutes. An MFR of 5 to 20 g / 10 min is more preferable in terms of achieving both high porosity and film forming stability. Here, MFR is an index indicating the melt viscosity of a resin defined in JIS K7210 (1995), and is widely used as a physical property value indicating the characteristics of a polyolefin resin. In the case of polypropylene resin, measurement is performed under condition M of JIS K7210 (1995), that is, at a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kg.
また、アイソタクチックポリプロピレン樹脂のアイソタクチックインデックスが90〜99.9%であれば、結晶性が高いために効率よく空隙をフィルム中に形成することができるので好ましい。アイソタクチックインデックスがこの範囲であると高透気性の多孔性フィルムを容易に得ることができる。 Moreover, it is preferable that the isotactic index of the isotactic polypropylene resin is 90 to 99.9% because voids can be efficiently formed in the film because of high crystallinity. When the isotactic index is within this range, a highly permeable porous film can be easily obtained.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、上記したアイソタクチックポリプロピレン樹脂100質量%から構成されてもよいが、高い透気性、空孔率を実現する観点からアイソタクチックポリプロピレン樹脂を90〜99.9質量%含むポリオレフィン樹脂から構成されてもよい。耐熱性の観点から92〜99質量%がポリプロピレン樹脂であればより好ましい。ここで、ポリプロピレン樹脂とはプロピレンの単独重合体であるホモポリプロピレンはもちろんのこと、コモノマーを共重合したポリプロピレン共重合体であってもよい。コモノマーとしては、不飽和炭化水素が好ましく、たとえばエチレンやα−オレフィンである1−ブテンや1−ペンテン、4−メチルペンテン−1、1−オクテンを挙げることができる。ポリプロピレン共重合体中のこれらコモノマーの共重合率は好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。 The porous polypropylene film of the present invention may be composed of 100% by mass of the above-described isotactic polypropylene resin. However, from the viewpoint of realizing high air permeability and porosity, 90 to 99.9 isotactic polypropylene resin is used. You may be comprised from the polyolefin resin containing the mass%. From the viewpoint of heat resistance, it is more preferable that 92 to 99% by mass is a polypropylene resin. Here, the polypropylene resin may be a polypropylene copolymer obtained by copolymerizing a comonomer as well as a homopolypropylene which is a homopolymer of propylene. The comonomer is preferably an unsaturated hydrocarbon, and examples thereof include 1-butene, 1-pentene, 4-methylpentene-1, and 1-octene which are ethylene and α-olefin. The copolymerization rate of these comonomers in the polypropylene copolymer is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、エチレン・α−オレフィン共重合体を0.1〜10質量%含んでなるポリプロピレン樹脂から構成されることが、高透気性、高空孔率を実現する観点から好ましい。2〜10質量%であるとより好ましく、3〜8質量%であればさらに好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。ここで、エチレン・α−オレフィン共重合体としては直鎖状低密度ポリエチレンや超低密度ポリエチレンなどを挙げることができ、中でも、1−オクテンを共重合したエチレン・1−オクテン共重合体からなる超低密度ポリエチレンを好ましく用いることができる。これらエチレン・α−オレフィン共重合体は市販のたとえばダウ・ケミカル製“Engage(エンゲージ)(登録商標)”(タイプ名:8411、8452、8100など)を用いることができる。 The porous polypropylene film of the present invention is preferably composed of a polypropylene resin containing 0.1 to 10% by mass of an ethylene / α-olefin copolymer from the viewpoint of realizing high air permeability and high porosity. . More preferably, it is 2-10 mass%, and it is further more preferable if it is 3-8 mass%. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit. Here, examples of the ethylene / α-olefin copolymer include linear low-density polyethylene and ultra-low-density polyethylene. Among them, an ethylene / 1-octene copolymer obtained by copolymerizing 1-octene is used. Ultra-low density polyethylene can be preferably used. As these ethylene / α-olefin copolymers, commercially available “Engage (registered trademark)” (type names: 8411, 8452, 8100, etc.) manufactured by Dow Chemical can be used.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、フィルムの両表面を貫通し、透気性を有する孔(以下、貫通孔という)を有している。この貫通孔は、たとえば二軸延伸によりフィルム中に形成することが好ましい。 The porous polypropylene film of the present invention has pores that penetrate both surfaces of the film and have air permeability (hereinafter referred to as through-holes). This through hole is preferably formed in the film by, for example, biaxial stretching.
具体的な方法としては、β晶法を挙げることができる。β晶法を用いてフィルムに貫通孔を形成するためには、多孔性ポリプロピレンフィルムの原料となるポリプロピレン樹脂組成物のβ晶形成能が50〜90%であることが好ましい。ポリプロピレン樹脂のβ晶形成能を50%以上とすることで、フィルム製造時に十分なβ晶量が存在しα晶への転移を利用してフィルム中に十分な空隙数が形成され、その結果、透過性に優れるフィルムが得られる。一方、ポリプロピレン樹脂のβ晶形成能を90%以下とすることで、β晶核剤を多量に添加する必要もなく、また使用するポリプロピレン樹脂の立体規則性を極めて高くしたりする必要もないので、製膜安定性が良好である。工業的にはβ晶形成能は60〜90%がより好ましく、70〜90%がさらに好ましい。 Specific examples of the method include a β crystal method. In order to form a through-hole in a film using the β crystal method, it is preferable that the β crystal forming ability of the polypropylene resin composition as a raw material for the porous polypropylene film is 50 to 90%. By making the β-crystal forming ability of the polypropylene resin 50% or more, a sufficient amount of β-crystal is present at the time of film production, and a sufficient number of voids are formed in the film using the transition to α-crystal. A film having excellent permeability can be obtained. On the other hand, by making the β-crystal forming ability of polypropylene resin 90% or less, it is not necessary to add a large amount of β-crystal nucleating agent, and it is not necessary to make the stereoregularity of the polypropylene resin to be used extremely high. The film formation stability is good. Industrially, the β-crystal forming ability is more preferably 60 to 90%, and further preferably 70 to 90%.
ポリプロピレン樹脂のβ晶形成能を50〜90%に制御する手法としては、アイソタクチックインデックスの高いポリプロピレン樹脂を使用することや、ポリプロピレン樹脂中に添加するとβ晶を選択的に形成する結晶化核剤(β晶核剤)を添加剤として用いることが挙げられる。β晶核剤としては種々の顔料系化合物やアミド系化合物を好ましく用いることができる。例えば、アミド化合物;テトラオキサスピロ化合物;キナクリドン類;ナノスケールのサイズを有する酸化鉄;1,2−ヒドロキシステアリン酸カリウム、安息香酸マグネシウムもしくはコハク酸マグネシウム、フタル酸マグネシウムなどに代表されるカルボン酸のアルカリもしくはアルカリ土類金属塩;ベンゼンスルホン酸ナトリウムもしくはナフタレンスルホン酸ナトリウムなどに代表される芳香族スルホン酸化合物;二もしくは三塩基カルボン酸のジトリエステル類もしくはトリエステル類;フタロシアニンブルーなどに代表されるフタロシアニン系顔料;有機二塩基酸と周期律表第IIA族金属の酸化物、水酸化物もしくは塩とからなる二成分系化合物;環状リン化合物とマグネシウム化合物からなる組成物などが挙げられる。特に特開平5−310665号公報に開示されているアミド系化合物を好ましく用いることができる。ポリプロピレン樹脂組成物にβ晶核剤を含有させる場合の含有量としては、ポリプロピレン樹脂組成物全体を基準とした場合に、0.05〜0.50質量%であることが好ましく、0.1〜0.40質量%であればより好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。 As a method for controlling the β-crystal forming ability of the polypropylene resin to 50 to 90%, use of a polypropylene resin having a high isotactic index, or a crystallization nucleus that selectively forms a β-crystal when added to the polypropylene resin. An agent (β crystal nucleating agent) is used as an additive. As the β crystal nucleating agent, various pigment compounds and amide compounds can be preferably used. For example, amide compounds; tetraoxaspiro compounds; quinacridones; iron oxides having a nanoscale size; carboxylic acids represented by potassium 1,2-hydroxystearate, magnesium benzoate or magnesium succinate, magnesium phthalate, etc. Alkali or alkaline earth metal salts; aromatic sulfonic acid compounds represented by sodium benzenesulfonate or sodium naphthalenesulfonate; ditriesters or triesters of dibasic or tribasic carboxylic acids; represented by phthalocyanine blue Phthalocyanine pigments; binary compounds composed of organic dibasic acids and Group IIA metal oxides, hydroxides or salts of periodic table; compositions composed of cyclic phosphorus compounds and magnesium compounds. In particular, amide compounds disclosed in JP-A-5-310665 can be preferably used. As content when making a polypropylene resin composition contain (beta) crystal nucleating agent, it is preferable that it is 0.05-0.50 mass%, when based on the whole polypropylene resin composition, 0.40% by mass is more preferable. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、フィルム総厚みが10〜50μmであることが好ましい。フィルム総厚みを10μm以上とすることで、使用時にフィルムが破断しにくくなり、一方、50μm以下とすることで蓄電デバイス内に占める多孔性フィルムの体積割合が適度で、高いエネルギー密度を得ることができる。フィルム総厚みは12〜30μmであればより好ましく、14〜25μmであればさらに好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。 The porous polypropylene film of the present invention preferably has a total film thickness of 10 to 50 μm. By making the total thickness of the film 10 μm or more, the film is difficult to break during use. On the other hand, by setting it to 50 μm or less, the volume ratio of the porous film occupying in the electricity storage device is moderate, and a high energy density can be obtained. it can. The total film thickness is more preferably 12 to 30 μm, and even more preferably 14 to 25 μm. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit.
また、本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、組成の異なる、もしくは同一組成からなる複数の層を積層してなる積層フィルムであってもよい。積層フィルムとすると、フィルム表面特性とフィルム全体の特性を好ましい範囲に個別に制御できる場合があるので、好ましい。その場合、A層/B層/A層型の3層積層とすることが好ましいが、A層/B層型の2層積層を選択しても、また、4層以上の多層積層としても問題ない。なお、積層厚み比は、本発明の効果を損なわない範囲において制限されない。 The porous polypropylene film of the present invention may be a laminated film formed by laminating a plurality of layers having different compositions or the same composition. A laminated film is preferable because the film surface characteristics and the overall film characteristics may be individually controlled within a preferable range. In that case, it is preferable to use a three-layer stack of A layer / B layer / A layer type, but there is a problem even if a two-layer stack of A layer / B layer type is selected or a multilayer stack of four or more layers. Absent. In addition, a lamination | stacking thickness ratio is not restrict | limited in the range which does not impair the effect of this invention.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムの拡散係数D[m2/s]は、5.0×10−11〜10×10−11の範囲であることが好ましい。5.5×10−11〜8.5×10−11であるとより好ましく、6.0×10−11〜7.0×10−11であるとさらに好ましい。透気度T[sec/100cc・μm]は5〜20であると好ましく、7〜18であるとより好ましい。キャストフィルム密着手法をニップキャスト方式とし、ニップロール温度を後述するように一定温度に設定することで、拡散係数D,透気度Tの値を上記好ましい値にバランスよく制御することが可能となる。 The diffusion coefficient D [m 2 / s] of the porous polypropylene film of the present invention is preferably in the range of 5.0 × 10 −11 to 10 × 10 −11 . More preferable to be 5.5 × 10 -11 ~8.5 × 10 -11 , further preferably at 6.0 × 10 -11 ~7.0 × 10 -11 . The air permeability T [sec / 100 cc · μm] is preferably 5 to 20, and more preferably 7 to 18. By setting the cast film contact method to the nip cast method and setting the nip roll temperature to a constant temperature as will be described later, the values of the diffusion coefficient D and the air permeability T can be controlled to the above preferable values in a balanced manner.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムには、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、さらにはブロッキング防止剤や充填剤などの各種添加剤を含有させてもよい。特に、ポリプロピレン樹脂の熱履歴による酸化劣化を抑制する目的で、ポリプロピレン樹脂100質量部に対して酸化防止剤を0.01〜0.50質量部添加することが好ましい。 The porous polypropylene film of the present invention may contain various additives such as an antioxidant, a heat stabilizer and an antistatic agent, and further an antiblocking agent and a filler as long as the effects of the present invention are not impaired. Good. In particular, for the purpose of suppressing oxidative deterioration due to the thermal history of the polypropylene resin, it is preferable to add 0.01 to 0.50 parts by mass of an antioxidant with respect to 100 parts by mass of the polypropylene resin.
以下に本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムの製造方法の例を具体的に説明する。 The example of the manufacturing method of the porous polypropylene film of this invention is demonstrated concretely below.
まず、ポリプロピレン樹脂として、MFRが4〜10g/10分の市販のホモポリプロピレン樹脂80〜100質量部、さらにメルトインデックス10〜30g/10分の超低密度ポリエチレン樹脂1〜10質量部に、N,N’−ジシクロヘキシル−2,6−ナフタレンジカルボキシアミドなどのβ晶核剤0.1〜0.5質量部を混合し、二軸押出機を使用して予め所定の割合で混合した原料を準備する。この際、溶融温度は290〜310℃とすることが好ましい。溶融温度を290℃以上とすることで、β晶核剤がポリプロピレン樹脂に容易に溶解するので、フィルター詰りの原因やフィルム欠点の原因となりにくくなる。一方、溶融温度を310℃以下とすることで、ポリプロピレン樹脂が熱劣化しにくくなる。 First, as a polypropylene resin, 80 to 100 parts by mass of a commercially available homopolypropylene resin having an MFR of 4 to 10 g / 10 min, and further, 1 to 10 parts by mass of an ultra-low density polyethylene resin having a melt index of 10 to 30 g / 10 min, Prepare a raw material by mixing 0.1 to 0.5 parts by mass of β-crystal nucleating agent such as N′-dicyclohexyl-2,6-naphthalenedicarboxamide and mixing in advance at a predetermined ratio using a twin screw extruder To do. At this time, the melting temperature is preferably 290 to 310 ° C. By setting the melting temperature to 290 ° C. or higher, the β crystal nucleating agent is easily dissolved in the polypropylene resin, so that it becomes difficult to cause filter clogging and film defects. On the other hand, when the melting temperature is 310 ° C. or lower, the polypropylene resin is less likely to be thermally deteriorated.
次に、上述の混合原料を単軸の溶融押出機に供給し、200〜240℃にて溶融押出を行う。この際、超低密度ポリエチレンのゲル化防止などの観点から酸化防止剤を追添することは好ましいことである。そして、ポリマー管の途中に設置したフィルターにて異物や変性ポリマーなどを除去した後、Tダイよりキャストドラム上に吐出し、未延伸シートを得る。この際、キャストドラムは表面温度が105〜130℃であることが、キャストフィルムのβ晶分率を高く制御する観点から好ましい。β晶分率は好ましくは40〜80%であることが貫通孔の形成を均一にし、透気性、空孔率の均一性を高める観点から好ましい。β晶分率は45〜80%であればより好ましく、50〜75%であればさらに好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。また、シートをドラムへ密着させるためにはニップキャスト方式が好ましい。キャストドラムで加熱しつつ固化させた未延伸シートを次に60〜95℃、好ましくは70〜90℃に加熱したロールに、0.05〜5.0秒間接触させ、徐冷することが特性の均一性を高める観点から好ましい。 Next, the above-mentioned mixed raw material is supplied to a single-screw melt extruder, and melt extrusion is performed at 200 to 240 ° C. At this time, it is preferable to add an antioxidant from the viewpoint of preventing gelation of ultra-low density polyethylene. And after removing a foreign material, a modified polymer, etc. with the filter installed in the middle of the polymer pipe | tube, it discharges on a cast drum from T-die, and an unstretched sheet is obtained. At this time, the surface temperature of the cast drum is preferably 105 to 130 ° C. from the viewpoint of controlling the β crystal fraction of the cast film to be high. The β crystal fraction is preferably 40 to 80% from the viewpoint of making the formation of through holes uniform and improving the uniformity of air permeability and porosity. The β crystal fraction is more preferably 45 to 80%, and further preferably 50 to 75%. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit. Further, a nip cast method is preferable for bringing the sheet into close contact with the drum. The characteristic is that the unstretched sheet solidified while being heated by the cast drum is then brought into contact with a roll heated to 60 to 95 ° C., preferably 70 to 90 ° C., for 0.05 to 5.0 seconds and then gradually cooled. This is preferable from the viewpoint of improving uniformity.
キャストのニップロール温度が高すぎると、フィルムが適度に冷やされないためキャストドラムとはく離せず破れてしまい、また低すぎるとβ晶を適切に生成することができないことがある。このため80〜120℃であることが好ましく、90〜115℃がより好ましい。 If the nip roll temperature of the cast is too high, the film will not be cooled appropriately and will not be peeled off from the cast drum, and if it is too low, β crystals may not be properly generated. For this reason, it is preferable that it is 80-120 degreeC, and 90-115 degreeC is more preferable.
キャストフィルムとニップロールのはく離性の観点から、ニップロール表面は梨地加工が施されていることが好ましい。これによりはく離性が向上する。例えば、表面粗さ0.8s以下のハードクロムめっきされた鏡面ロールをニップロールとして用いると、キャストフィルムとはく離せず製膜が困難となる。 From the viewpoint of the peelability between the cast film and the nip roll, the surface of the nip roll is preferably subjected to a satin finish. This improves the peelability. For example, when a mirror roll having a surface roughness of 0.8 s or less and plated with hard chrome is used as a nip roll, it is difficult to form a film without peeling off the cast film.
このようにして得られた未延伸シートを二軸延伸してフィルム中に貫通孔を形成する。二軸延伸の方法としては、フィルム長手方向に延伸後幅方向に延伸、あるいは幅方向に延伸後長手方向に延伸する逐次二軸延伸法、またはフィルムの長手方向と幅方向をほぼ同時に延伸していく同時二軸延伸法などを用いることができるが、高透気性フィルムを得やすいという点で逐次二軸延伸法を採用することが好ましく、特に長手方向に縦延伸後、幅方向に横延伸することが好ましい。 The unstretched sheet thus obtained is biaxially stretched to form through holes in the film. As a biaxial stretching method, the film is stretched in the longitudinal direction of the film and then stretched in the width direction, or the sequential biaxial stretching method of stretching in the longitudinal direction after stretching in the width direction, or the longitudinal direction and the width direction of the film are stretched almost simultaneously. The simultaneous biaxial stretching method can be used, but it is preferable to adopt the sequential biaxial stretching method in that it is easy to obtain a highly air permeable film, and in particular, the longitudinal stretching in the longitudinal direction and then the transverse stretching in the width direction. It is preferable.
具体的な延伸条件としては、まず未延伸シートを長手方向に縦延伸可能な温度に制御する。温度制御の方法は、温度制御された回転ロールを用いる方法、熱風オーブンを使用する方法などを採用できる。長手方向の縦延伸温度としては、フィルム特性を優れたものとしまた均一性を高める観点から、好ましくは120〜140℃、さらに好ましくは130〜138℃とすることが良い。縦延伸倍率としては4.5〜6倍が好ましく、より好ましくは4.8〜6倍、5〜6倍だとさらに好ましい。長手方向への縦延伸工程で、未延伸シート中に形成されていたポリプロピレンのβ晶は全てα晶に転移する。 As specific stretching conditions, first, an unstretched sheet is controlled to a temperature at which it can be stretched in the longitudinal direction. As a temperature control method, a method using a temperature-controlled rotating roll, a method using a hot air oven, or the like can be adopted. The longitudinal stretching temperature in the longitudinal direction is preferably 120 to 140 ° C., more preferably 130 to 138 ° C., from the viewpoint of improving film properties and improving uniformity. The longitudinal draw ratio is preferably 4.5 to 6 times, more preferably 4.8 to 6 times, and further preferably 5 to 6 times. In the longitudinal stretching step in the longitudinal direction, all the β crystals of polypropylene formed in the unstretched sheet are transformed into α crystals.
次に、一軸延伸ポリプロピレンフィルムをステンター式延伸機にフィルム端部を把持させて導入する。そして、好ましくは140〜155℃に加熱して幅方向に好ましくは4〜10倍、より好ましくは5〜9倍の横延伸を行う。なお、このときの横延伸速度としては500〜6,000%/分で行うことが好ましく、1,000〜5,000%/分であればより好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。特に、横延伸倍率が4倍に達するまでは3,000%/分以下とすることが好ましい。横延伸倍率が4倍を超え最終的な倍率に至るまでの領域においては、生産性の観点から高速延伸としても物性の均一性を達成する上で影響は少ない。 Next, the uniaxially stretched polypropylene film is introduced into a stenter type stretching machine by gripping the film end. And preferably it heats to 140-155 degreeC, Preferably it is 4-10 times in the width direction, More preferably, 5-9 times transverse stretching is performed. The transverse stretching speed at this time is preferably 500 to 6,000% / min, more preferably 1,000 to 5,000% / min. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit. In particular, it is preferably 3,000% / min or less until the transverse draw ratio reaches 4 times. In the region where the transverse stretching ratio exceeds 4 times and reaches the final magnification, even if high-speed stretching is performed from the viewpoint of productivity, there is little influence on achieving uniformity of physical properties.
次いで、そのままステンター内で熱固定を行うが、その熱固定温度は横延伸温度+5℃〜横延伸温度+15℃でなおかつ熱固定温度163℃以下が好ましい。熱固定時間は5〜30秒間であることが好ましい。さらに、熱固定時にはフィルムの長手方向および/または幅方向に弛緩させながら行ってもよく、特に幅方向の弛緩率を7〜15%とすることが、熱寸法安定性の観点から好ましい。 Next, heat setting is performed in a stenter as it is, and the heat setting temperature is preferably a transverse stretching temperature + 5 ° C. to a transverse stretching temperature + 15 ° C. and a heat setting temperature of 163 ° C. or less. The heat setting time is preferably 5 to 30 seconds. Furthermore, the heat setting may be performed while relaxing in the longitudinal direction and / or the width direction of the film, and in particular, the relaxation rate in the width direction is preferably 7 to 15% from the viewpoint of thermal dimensional stability.
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、透気性、電気特性に優れ、蓄電デバイス用セパレータとして、好適に用いることができる。具体的には出力特性に優れることから、電気自動車用などの非水電解液二次電池に好適に用いることができる。 The porous polypropylene film of the present invention is excellent in air permeability and electrical characteristics, and can be suitably used as a separator for an electricity storage device. Specifically, since it has excellent output characteristics, it can be suitably used for non-aqueous electrolyte secondary batteries for electric vehicles and the like.
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 by way of examples. The characteristics were measured and evaluated by the following methods.
[磁場勾配NMR法によるリチウムイオンの拡散係数D]
1.測定条件
・使用装置:ECA−500(日本電子社製)
・測定周波数:194.4MHz
・ロック溶媒:なし
・積算回数:16回
・測定温度:30℃
・パルスシーケンス:BPPLED(Bipolar Pulse ParisLongitudinal Eddy current Delay)
磁場勾配強度は0.1〜6.0T/m、勾配磁場印加時間は0.5ms〜5ms、拡散時間は20ms〜200msの範囲で、磁場勾配強度が最も小さい場合のピーク強度に対する、磁場勾配強度が最も大きい場合のピーク強度の減衰率が50〜90%程度となるようにパラメータを設定した。
[Diffusion coefficient D of lithium ion by magnetic field gradient NMR method]
1. Measurement conditions-Equipment used: ECA-500 (manufactured by JEOL Ltd.)
・ Measurement frequency: 194.4 MHz
・ Locking solvent: None ・ Number of integrations: 16 times ・ Measurement temperature: 30 ° C.
・ Pulse sequence: BPPLED (Bipolar Pulse Paris Longitudinal Eddy current Delay)
Magnetic field gradient strength is 0.1 to 6.0 T / m, gradient magnetic field application time is 0.5 ms to 5 ms, diffusion time is 20 ms to 200 ms, and magnetic field gradient strength with respect to peak strength when magnetic field gradient strength is the smallest. The parameters were set so that the peak intensity attenuation rate was about 50 to 90% when the maximum value was.
2.試料調製
2.1 フィルムのNMR管への導入
フィルムを数枚重ねて厚み方向にくりぬき、積層してNMR管へと導入した。積層の際はフィルムの向きが同じになるように揃えた。なお、本分析ではNMR管として拡散係数測定用のミクロセルを用いた。
2. Sample Preparation 2.1 Introduction of Film into NMR Tube Several films were stacked and hollowed in the thickness direction, laminated and introduced into the NMR tube. When laminating, the film orientation was aligned. In this analysis, a microcell for measuring the diffusion coefficient was used as the NMR tube.
2.2 測定用試料の調製
2.1項に示すようにフィルムを導入したNMR管をグローブボックスへ入れ、(グローブボックス内で調製した)1M LiTFSI/EC−MEC*)(1:2VOL%)溶液を加えた。
2.2 Preparation of sample for measurement As shown in section 2.1, the NMR tube into which the film was introduced was put into a glove box, and 1M LiTFSI / EC-MEC * (prepared in the glove box) (1: 2 VOL%) The solution was added.
*)LiTFSI:Lithium bis(Trifluoromethanesulfonylimide
EC:Ethylene carbonate
MEC:Methylethyl carbonate
3.拡散係数Dの算出(回帰計算解析)
ピーク強度と拡散係数Dは下式の関係で表される。
*) LiTFSI: Lithium bis (Trifluoromethanesulfonimide)
EC: Ethylene carbonate
MEC: Methylyl carbonate
3. Calculation of diffusion coefficient D (regression calculation analysis)
The peak intensity and the diffusion coefficient D are expressed by the following equation.
I=I0 exp[−γ2g2δ2D(Δ−δ/3) ]・・・(1)
I:PFGを印加したときのピーク強度
I0:g=0(PFGが最も小さい)時のピーク強度
γ:磁気回転比(核に固有の値)
g:PFG強度
δ:PFG印加時間
Δ:拡散時間
I,I0,g,D以外は定数であり、(1)式を変形し、定数項をaとしてまとめると
Ln(I/I0)=−ag2D ・・・(2)
のように表せる。このときPFG強度を数点変化させて各PFG強度におけるピーク強度を観測し、ag2に対するLn(I/I0)をプロットし、傾きから拡散係数Dを算出した。
I = I 0 exp [−γ 2 g 2 δ 2 D (Δ−δ / 3)] (1)
I: Peak intensity when PFG is applied I 0 : Peak intensity when g = 0 (PFG is the smallest) γ: Gyromagnetic ratio (value intrinsic to the nucleus)
g: PFG intensity δ: PFG application time Δ: Diffusion time Other than I, I 0 , g, and D, constants are obtained. When the equation (1) is modified and the constant term is summarized as a, Ln (I / I 0 ) = -Ag 2 D (2)
It can be expressed as At this time, the PFG intensity was changed by several points, the peak intensity at each PFG intensity was observed, Ln (I / I 0 ) against ag 2 was plotted, and the diffusion coefficient D was calculated from the slope.
[透気度T]
フィルムから100mm×100mmの大きさの正方形を切取り試料とした。JISP8117(2009)の王研式試験機法を用いて、23℃、相対湿度65%にて、100mlの空気の透過時間の測定を行った。測定は試料を替えて3回行い、透過時間の平均値をそのフィルムの透気性とした。なお、フィルムに貫通孔が形成されていることは、この透気性の値が有限値であることをもって確認できる。
[Air permeability T]
A square having a size of 100 mm × 100 mm was cut from the film and used as a sample. Using the Oken type tester method of JISP 8117 (2009), the permeation time of 100 ml of air was measured at 23 ° C. and relative humidity 65%. The measurement was performed three times with the sample changed, and the average value of the permeation time was defined as the air permeability of the film. In addition, it can confirm that the through-hole is formed in the film that this air permeability value is a finite value.
[電池特性]
宝泉(株)製のリチウムコバルト酸化物(LiCoO2)厚みが40μmの正極を使用し、直径15.9mmの円形に打ち抜き、また、宝泉(株)製の厚みが50μmの黒鉛負極を使用し、直径16.2mmの円形に打ち抜き、次に、各実施例・比較例の多孔性フィルムを直径24.0mmに打ち抜いた。下から負極、セパレータ、正極の順に重ね、蓋付ステンレス金属製小容器に収納した。容器と蓋とは絶縁され、容器は負極の銅箔と、蓋は正極のアルミ箔と接している。この容器内に有機溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを質量比で3:7の割合にて混合したものを用い、これに指示塩としてLiPF6 1.0mol/Lを溶解させた電解液を注入して密閉して、電解液注液後1時間エージングし、各実施例・比較例につき、電池を作製した。
[Battery characteristics]
A positive electrode with a lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) thickness of 40 μm made by Hosen Co., Ltd. is used, punched into a circle with a diameter of 15.9 mm, and a graphite negative electrode made by Hosen Co., Ltd. with a thickness of 50 μm is used. Then, the film was punched into a circle having a diameter of 16.2 mm, and then the porous films of the examples and comparative examples were punched to a diameter of 24.0 mm. From the bottom, the negative electrode, the separator, and the positive electrode were stacked in this order and stored in a small stainless steel container with a lid. The container and the lid are insulated, the container is in contact with the negative electrode copper foil, and the lid is in contact with the positive electrode aluminum foil. In this vessel, an organic solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a mass ratio of 3: 7 is used as an organic solvent, and an electrolyte solution in which LiPF 6 1.0 mol / L is dissolved as an indicator salt is injected into the container. The battery was sealed and aged for 1 hour after injecting the electrolyte, and batteries were prepared for each of the examples and comparative examples.
作製した各二次電池について、25℃の雰囲気下、充電を1mAで4.2Vまで3時間、放電を3mAで2.7Vまでとする充放電操作を行い、放電容量Aを調べた。さらに、充電を1mAで4.2Vまで3時間行い、放電を30mAで2.7Vまでとする充放電操作を行い、放電容量Bを調べた。 About each produced secondary battery, charging / discharging operation which charges to 4.2V at 1 mA for 3 hours and discharge to 2.7V at 3 mA was performed in 25 degreeC atmosphere, and discharge capacity A was investigated. Further, charging / discharging operation was performed by charging at 1 mA up to 4.2 V for 3 hours and discharging at 30 mA up to 2.7 V, and the discharge capacity B was examined.
[(放電容量B)/(放電容量A)]×100(%)、の計算式で得られる値を以下の基準で評価した。なお、試験個数は20個測定し、その平均値で評価した。 A value obtained by a calculation formula of [(discharge capacity B) / (discharge capacity A)] × 100 (%) was evaluated according to the following criteria. In addition, 20 test pieces were measured, and the average value was evaluated.
○:85%以上
△:80%以上85%未満
×:80%未満、または、個々の電池において20%未満となる電池が1個以上
(実施例1)
住友化学(株)製ホモポリプロピレンFLX80E4を99.5質量部に、β晶核剤であるN,N’−ジシクロヘキシル−2,6−ナフタレンジカルボキシアミド(新日本理化(株)製、NU−100)を0.3質量部、さらに酸化防止剤であるBASFジャパン製“IRGANOX”(登録商標)1010、“IRGAFOS”(登録商標)168を各々0.1質量部ずつがこの比率で混合されるように計量ホッパーから二軸押出機に原料供給し、300℃で溶融混練を行い、ストランド状にダイから吐出して、25℃の水槽にて冷却固化し、チップ状にカットしてポリプロピレン組成物(MFR:8g/10分。以下、単にβPPと表記)をフィルムの原料樹脂として用意した。また、超低密度ポリエチレン樹脂であるダウ・ケミカル製“Engage(エンゲージ)(登録商標)”8411(メルトインデックス:18g/10分)30質量部と住友化学(株)製ホモポリプロピレンFLX80E4(MFR:7g/10分)63質量部に、酸化防止剤であるBASFジャパン製“IRGANOX”(登録商標)1010を5質量部、“IRGAFOS”(登録商標)168を2質量部となるように添加、混合したものを二軸押出機に供給し、220℃で溶融混練し、ストランド状に押出して、25℃の冷却水で固化し、チップカッターでカットすることでチップ化する手法で、ポリエチレンマスターバッチ(以下、単にPEマスターと表記)を作製した。
○: 85% or more Δ: 80% or more and less than 85% ×: less than 80% or one or more batteries that are less than 20% in each battery (Example 1)
N, N′-dicyclohexyl-2,6-naphthalenedicarboxamide (Nippon Nippon Kayaku Co., Ltd., NU-100), a β crystal nucleating agent, in 99.5 parts by mass of homopolypropylene FLX80E4 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. ) 0.3 parts by mass, and further 0.1 parts by mass of “IRGANOX” (registered trademark) 1010 and “IRGAFOS” (registered trademark) 168 manufactured by BASF Japan, which are antioxidants, are mixed at this ratio. The raw material is fed from a measuring hopper to a twin screw extruder, melt kneaded at 300 ° C., discharged from a die in a strand shape, cooled and solidified in a water bath at 25 ° C., cut into a chip shape, and a polypropylene composition ( MFR: 8 g / 10 minutes (hereinafter simply referred to as βPP) was prepared as a raw material resin for the film. In addition, 30 parts by mass of “engage (registered trademark)” 8411 (melt index: 18 g / 10 min) manufactured by Dow Chemical, which is an ultra-low density polyethylene resin, and homopolypropylene FLX80E4 (MFR: 7 g) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. / 10 min) To 63 parts by mass, 5 parts by mass of “IRGANOX” (registered trademark) 1010 manufactured by BASF Japan as an antioxidant and 2 parts by mass of “IRGAFOS” (registered trademark) 168 were added and mixed. The product is fed to a twin screw extruder, melt kneaded at 220 ° C, extruded into a strand, solidified with cooling water at 25 ° C, and cut into chips by cutting with a chip cutter. , Simply expressed as PE master).
βPPを90質量部、PEマスターを10質量部で混合し、単軸押出機に供給して210℃で溶融押出を行い、40μmカットの焼結フィルターを通して、Tダイから120℃に表面温度を制御したキャストドラムに吐出し、120℃に表面温度を制御し、表面を梨地加工したニップロールを用いて、溶融ポリプロピレン樹脂をシート状にキャストドラムに密着させた。さらに80℃に表面温度を制御した金属ロール上で3秒間徐冷して未延伸シートを得た。 Mixing 90 parts by weight of βPP and 10 parts by weight of PE master, supplying them to a single screw extruder, performing melt extrusion at 210 ° C, and controlling the surface temperature from a T die to 120 ° C through a 40 µm cut sintered filter. The molten polypropylene resin was closely adhered to the cast drum in the form of a sheet using a nip roll whose surface temperature was controlled to 120 ° C. and the surface was textured. Furthermore, it was gradually cooled on a metal roll whose surface temperature was controlled at 80 ° C. for 3 seconds to obtain an unstretched sheet.
次いで、125℃に加熱したセラミックロールを用いて加熱を行い、同じく125℃に加熱したロールと30℃に冷却したロールの周速差を利用して、フィルムの長手方向に5倍縦延伸を行った。なお、この際、延伸区間でのフィルム温度を放射温度計(放射率(ε)=0.95に設定)で測定したところ、132℃であった。 Next, heating was performed using a ceramic roll heated to 125 ° C., and the film was stretched 5 times in the longitudinal direction of the film using the difference in peripheral speed between the roll heated to 125 ° C. and the roll cooled to 30 ° C. It was. At this time, the film temperature in the stretching section was measured with a radiation thermometer (emissivity (ε) = 0.95) and found to be 132 ° C.
次に、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、150℃で幅方向に6.5倍横延伸した。その際、横延伸速度は延伸開始から終了まで1,800%/分一定で延伸した。そして、幅方向に10%のリラックスを掛けながら158℃で6秒間の熱処理を行った。得られた多孔性ポリプロピレンフィルムの評価結果を表1に示した。 Next, the end portion was introduced into a tenter-type stretching machine by holding the clip with a clip, and stretched 6.5 times in the width direction at 150 ° C. At that time, the transverse stretching was performed at a constant 1,800% / min from the beginning to the end of stretching. Then, heat treatment was performed at 158 ° C. for 6 seconds while applying 10% relaxation in the width direction. The evaluation results of the obtained porous polypropylene film are shown in Table 1.
(実施例2)
実施例1において、βPPを96質量部にPEマスターを4質量部混合して、キャストのニップロール温度を110℃とする以外は同様にキャストし未延伸シートを得た。
(Example 2)
In Example 1, 96 parts by mass of βPP and 4 parts by mass of PE master were mixed, and cast in the same manner except that the nip roll temperature of casting was 110 ° C. to obtain an unstretched sheet.
次に、120℃に加熱したセラミックロールと、ラジエーションヒーター(出力3kW)を用いて加熱を行い、同じく128℃に加熱したロールと30℃に冷却したロールの周速差を利用して、フィルムの長手方向に4.8倍縦延伸を行った。なお、この際、延伸区間でのフィルム温度は127℃であった。 Next, heating is performed using a ceramic roll heated to 120 ° C. and a radiation heater (output 3 kW), and the difference in peripheral speed between the roll heated to 128 ° C. and the roll cooled to 30 ° C. is used. 4.8 times longitudinal stretching was performed in the longitudinal direction. At this time, the film temperature in the stretching section was 127 ° C.
次に、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、153℃で幅方向に7倍横延伸した。その際、横延伸速度は延伸開始から終了まで900%/分一定で延伸した。そして、幅方向に10%のリラックスを掛けながら158℃で6秒間の熱処理を行い、多孔性ポリプロピレンフィルムを得た。評価結果を表1に示した。 Next, the end portion was introduced into a tenter-type stretching machine by gripping with a clip, and stretched 7 times in the width direction at 153 ° C. At that time, the stretching was performed at a constant stretching rate of 900% / min from the start to the end of the stretching. Then, heat treatment was performed at 158 ° C. for 6 seconds while applying 10% relaxation in the width direction to obtain a porous polypropylene film. The evaluation results are shown in Table 1.
(実施例3)
キャストのニップロール温度を100℃、キャストドラム温度を125℃とした以外は実施例1と同様にキャストし未延伸シートを得た。
(Example 3)
An unstretched sheet was obtained by casting in the same manner as in Example 1 except that the cast nip roll temperature was 100 ° C. and the cast drum temperature was 125 ° C.
次に、123℃に加熱したセラミックロールと、ラジエーションヒーター(出力3kW)を用いて加熱を行い、同じく123℃に加熱したロールと30℃に冷却したロールの周速差を利用して、フィルムの長手方向に5倍縦延伸を行った。なお、この際、延伸区間でのフィルム温度は122℃であった。 Next, heating is performed using a ceramic roll heated to 123 ° C. and a radiation heater (output 3 kW), and the difference in peripheral speed between the roll heated to 123 ° C. and the roll cooled to 30 ° C. is used. The film was stretched 5 times in the longitudinal direction. At this time, the film temperature in the stretching section was 122 ° C.
次に、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、150℃で幅方向に6.5倍横延伸した。その際、横延伸速度は延伸開始から終了まで2000%/分一定で延伸した。そして、幅方向に10%のリラックスを掛けながら160℃で6秒間の熱処理を行い、多孔性ポリプロピレンフィルムを得た。評価結果を表1に示した。 Next, the end portion was introduced into a tenter-type stretching machine by holding the clip with a clip, and stretched 6.5 times in the width direction at 150 ° C. At that time, the stretching was performed at a constant stretching rate of 2000% / min from the start to the end of the stretching. Then, heat treatment was performed at 160 ° C. for 6 seconds while applying 10% relaxation in the width direction to obtain a porous polypropylene film. The evaluation results are shown in Table 1.
(実施例4)
キャストのニップロール温度を120℃、キャストドラム温度を125℃とした以外は実施例1と同様にキャストし未延伸シートを得た。
Example 4
An unstretched sheet was obtained by casting in the same manner as in Example 1 except that the nip roll temperature of casting was 120 ° C. and the cast drum temperature was 125 ° C.
次に、120℃に加熱したセラミックロール用いて加熱を行い、同じく120℃に加熱したロールと30℃に冷却したロールの周速差を利用して、フィルムの長手方向に4.8倍縦延伸を行った。なお、この際、延伸区間でのフィルム温度は119℃であった。 Next, heating is performed using a ceramic roll heated to 120 ° C., and the film is stretched 4.8 times in the longitudinal direction in the longitudinal direction of the film using the difference in peripheral speed between the roll heated to 120 ° C. and the roll cooled to 30 ° C. Went. At this time, the film temperature in the stretching section was 119 ° C.
次に、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、152℃で幅方向に6.8倍横延伸した。その際、横延伸速度は延伸開始から終了まで2300%/分一定で延伸した。そして、幅方向に10%のリラックスを掛けながら160℃で6秒間の熱処理を行い、多孔性ポリプロピレンフィルムを得た。評価結果を表1に示した。 Next, the end portion was introduced into a tenter type stretching machine by holding it with a clip, and stretched 6.8 times in the width direction at 152 ° C. At that time, the transverse stretching was performed at a constant 2300% / min from the start to the end of stretching. Then, heat treatment was performed at 160 ° C. for 6 seconds while applying 10% relaxation in the width direction to obtain a porous polypropylene film. The evaluation results are shown in Table 1.
(比較例1)
実施例1において、βPPを100質量部使用し、表面を鏡面処理したキャストのニップロール温度を70℃、縦延伸前の延伸ロール温度を130℃、横延伸速度を3,300%にした以外は同様に製膜を行った。得られた多孔性フィルムの評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, 100 parts by mass of βPP was used, and the same was performed except that the nip roll temperature of the cast whose surface was mirror-finished was 70 ° C., the stretching roll temperature before longitudinal stretching was 130 ° C., and the lateral stretching speed was 3,300%. Film formation was carried out. The evaluation results of the obtained porous film are shown in Table 1.
(比較例2)
βPPを96質量部にPEマスターを4質量部混合して、キャストドラムへの密着方法にエアナイフを用いた以外は実施例1と同様にキャストし、未延伸シートを得た。
(Comparative Example 2)
A non-stretched sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that 96 parts by mass of βPP and 4 parts by mass of PE master were mixed and an air knife was used for the method of closely contacting the cast drum.
次に、135℃に加熱したセラミックロールと、ラジエーションヒーター(出力3kW)を用いて加熱を行い、同じく135℃に加熱したロールと30℃に冷却したロールの周速差を利用して、フィルムの長手方向に4.8倍縦延伸を行った。なお、この際、延伸区間でのフィルム温度は127℃であった。また、長手方向への縦延伸でのネックダウンは24%であった。 Next, heating is performed using a ceramic roll heated to 135 ° C. and a radiation heater (output 3 kW), and the difference in peripheral speed between the roll heated to 135 ° C. and the roll cooled to 30 ° C. is used. 4.8 times longitudinal stretching was performed in the longitudinal direction. At this time, the film temperature in the stretching section was 127 ° C. Further, the neck down in the longitudinal stretching in the longitudinal direction was 24%.
次に、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、155℃で幅方向に7倍横延伸した。その際、横延伸速度は延伸開始から終了まで1500%/分一定で延伸した。そして、幅方向に10%のリラックスを掛けながら158℃で6秒間の熱処理を行った。得られた多孔性フィルムの評価結果を表1に示した。 Next, the end portion was introduced into a tenter-type stretching machine by holding it with a clip, and stretched by 7 times in the width direction at 155 ° C. At that time, the transverse stretching was performed at a constant 1500% / min from the beginning to the end of stretching. Then, heat treatment was performed at 158 ° C. for 6 seconds while applying 10% relaxation in the width direction. The evaluation results of the obtained porous film are shown in Table 1.
(比較例3)
キャストのニップロール温度を140℃とした以外は実施例1と同様に実施した。ニップロールにキャストフィルムが巻き付き、製膜をすることができなかった。
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed except that the nip roll temperature of casting was 140 ° C. A cast film was wound around the nip roll, and the film could not be formed.
本発明の多孔性フィルムは透気性に優れるだけでなく出力特性にも優れることから蓄電デバイス用セパレータに使用した際に好適に用いることができる。特に非水電解質二次電池であるリチウムイオン電池のセパレータとして好適に用いることができる。 Since the porous film of the present invention is excellent not only in air permeability but also in output characteristics, it can be suitably used when used for a separator for an electricity storage device. In particular, it can be suitably used as a separator of a lithium ion battery which is a nonaqueous electrolyte secondary battery.
Claims (3)
5.0×10−11≦D≦10.0×10−11 ・・・(1)
5≦T≦25 ・・・(2) Porosity in which the diffusion coefficient D [m 2 / s] in the thickness direction measured by the magnetic field gradient NMR method satisfies the formula (1) and the air permeability T [sec / 100 cc · μm] satisfies the formula (2) Polypropylene film.
5.0 × 10 −11 ≦ D ≦ 10.0 × 10 −11 (1)
5 ≦ T ≦ 25 (2)
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