JP6912272B2

JP6912272B2 - 多孔質セパレータ捲回体の包装体、その製造方法及び多孔質セパレータ捲回体の保管方法

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Description

本発明は、リチウムイオン電池などの電池に用いられる多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が包装材によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の包装体に関する。

リチウムイオン電池に用いられるセパレータの原反は、この原反の長手方向に沿ってスリット（切断）されて、上記長手方向と直交する方向に所定の幅を有する複数のセパレータ長尺とされる。この各々のセパレータ長尺は、コアに捲回されてセパレータ捲回体として、電池の製造工程へ供給され、電池の製造工程においては、上記長手方向と直交する方向に、所定の長さに切られてセパレータとして用いられる。

特許文献１には、そのようにして得られたセパレータ捲回体を保管して、運搬するための方法が記載されている。

実用新案登録第３１９４８１６号

しかしながら、セパレータ捲回体は保管中などに、紫外領域の光（以下、ＵＶ光と称する）に晒されることで、変色を生じ、品質を低下させることがあった。

本発明の多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記の課題を解決するために、多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材に包装されたことを特徴としている。

上記構成によれば、上記多孔質セパレータ長尺の変色を抑制することができる。

本発明の多孔質セパレータ捲回体の包装体の製造方法は、多孔質セパレータ長尺がコアに捲回された多孔質セパレータ捲回体を、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材で包装することを特徴としている。

上記方法によれば、上記多孔質セパレータ捲回体に備えられた多孔質セパレータ長尺の変色や劣化などが生じることを抑制できる多孔質セパレータ捲回体の包装体を製造できる。

本発明の一態様によれば、多孔質セパレータ捲回体の変色を抑制することができる。

リチウムイオン二次電池の断面構成を示す模式図である。図１に示されるリチウムイオン二次電池の詳細構成を示す模式図である。図１に示されるリチウムイオン二次電池の他の構成を示す模式図である。（ａ）は、セパレータの原反をスリットするスリット装置の構成を示す模式図であり、（ｂ）は、スリット装置によって、セパレータの原反が複数のセパレータ長尺にスリットされる様子を示す図である。（ａ）は、外周面にシール（フィルム材）が貼られている多孔質セパレータ長尺を備えた多孔質セパレータ捲回体を示す図であり、（ｂ）は、多孔質セパレータ捲回体が包装材によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の包装体を示す図であり、（ｃ）は、ラック及びラック上に置かれた多孔質セパレータ捲回体が包装材によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の包装体を示す図である。各種包装材及びポリオレフィン多孔質基材の透過率を示す図である。各種包装材によって包まれた多孔質セパレータ捲回体のセパレータ長尺における多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度を示す図である。さらに他の各種包装材によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の積層セパレータ長尺における多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度を示す図である。（ａ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＷＩの値と、包装材の吸光度との関係を示す図であり、（ｂ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＷＩの値と、包装材の透過率との関係を示す図である。（ａ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＹＩの値と、包装材の吸光度との関係を示す図であり、（ｂ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＹＩの値と、包装材の透過率との関係を示す図である。

〔基本構成〕
リチウムイオン二次電池、セパレータ、積層セパレータ、積層セパレータの製造方法について順に説明する。

（リチウムイオン二次電池）
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。

図１は、リチウムイオン二次電池１の断面構成を示す模式図である。

図１に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、カソード１１と、セパレータ１２と、アノード１３とを備える。リチウムイオン二次電池１の外部において、カソード１１とアノード１３との間に、外部機器２が接続される。そして、リチウムイオン二次電池１の充電時には方向Ａへ、放電時には方向Ｂへ、電子が移動する。

（セパレータ）
セパレータ１２は、リチウムイオン二次電池１の正極であるカソード１１と、その負極であるアノード１３との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ１２は、カソード１１とアノード１３との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする多孔質フィルムである。セパレータ１２は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含み、ポリオレフィン多孔質基材とも呼ばれる。

図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の詳細構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が昇温したときの様子を示し、（ｃ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図２の（ａ）に示されるように、セパレータ１２には、多数の孔Ｐが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池１のリチウムイオン３は、孔Ｐを介し往来できる。

ここで、例えば、リチウムイオン二次電池１の過充電、または、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池１は、昇温することがある。この場合、図２の（ｂ）に示されるように、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞する。そして、セパレータ１２は収縮する。これにより、リチウムイオン３の移動が停止するため、上述の昇温も停止する。

しかし、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温する場合、セパレータ１２は、急激に収縮する。この場合、図２の（ｃ）に示されるように、セパレータ１２は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン３が、破壊されたセパレータ１２から漏れ出すため、リチウムイオン３の移動は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。

（耐熱セパレータ）
図３は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の他の構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図３の（ａ）に示されるように、セパレータ１２は、多孔質フィルム５（例えば、ポリオレフィン多孔質基材）と、耐熱層４とを備える耐熱セパレータであってもよい。耐熱層４は、多孔質フィルム５のカソード１１側の片面に積層されている。なお、耐熱層４は、多孔質フィルム５のアノード１３側の片面に積層されてもよいし、多孔質フィルム５の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層４にも、孔Ｐと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン３は、孔Ｐと耐熱層４の孔とを介し移動する。耐熱層４は、その材料として、例えば、芳香族高分子である全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を含む。

図３の（ｂ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温し、多孔質フィルム５が融解または柔軟化しても、耐熱層４が多孔質フィルム５を補助しているため、多孔質フィルム５の形状は維持される。ゆえに、多孔質フィルム５が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン３の移動が停止するため、上述の過放電または過充電も停止する。このように、セパレータ１２の破壊が抑制される。

（積層セパレータ）
上述した図３に示される耐熱層４を備えた耐熱セパレータは、積層セパレータに分類され、この他の積層セパレータとしては、耐熱層４の代わりに、接着層や保護層などの多孔質層を備えた場合を例に挙げることができる。

耐熱層４や接着層や保護層などの多孔質層を構成する上記樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、およびエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素樹脂；芳香族ポリアミド；全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）；スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、およびポリ酢酸ビニル等のゴム類；ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルアミド、およびポリエステル等の融点またはガラス転移温度が１８０℃以上の樹脂；ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、セルロースエーテル、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、およびポリメタクリル酸等の水溶性ポリマー；等が挙げられる。

中でも、π結合またはハロゲン原子を有する樹脂は、ＵＶ光に晒されることで変色を生じ易いため、これらの樹脂を含む多孔質層を備える積層セパレータは、本発明の効果をより顕著に奏する傾向がある。π結合またはハロゲン原子を有する樹脂としては、含フッ素樹脂などのハロゲン原子を含む高分子や、芳香族ポリアミドなどの芳香族高分子が挙げられる。上記含フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。上記芳香族高分子としては、全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルアミド、およびポリエステル等を挙げることもできる。また、上記π結合を有する樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物；スチレン−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン共重合体；アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系重合体；アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体及びその水素化物等の共役ジエン系重合体；シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース等のシアノ基を有する高分子；等も挙げられる。

上記多孔質層は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては特に限定されるものではなく、有機物からなるフィラーであってもよく、無機物からなるフィラーであってもよい。

有機物からなるフィラーとしては、具体的には、例えば、スチレン、ビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸メチル等の単量体の単独重合体或いは２種類以上の共重合体；ポリテトラフルオロエチレン、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素樹脂；メラミン樹脂；尿素樹脂；ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸；等からなるフィラーが挙げられる。

無機物からなるフィラーとしては、具体的には、例えば、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、シリカ、ハイドロタルサイト、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、窒化チタン、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化アルミニウム、マイカ、ゼオライト、ガラス等の無機物からなるフィラーが挙げられる。フィラーは、１種類のみを用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

上記フィラーのうち、無機物からなるフィラーが好適であり、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、ゼオライト、水酸化アルミニウム、ベーマイト等の無機酸化物からなるフィラーがより好ましく、シリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、ベーマイトおよびアルミナからなる群から選択される少なくとも１種のフィラーがさらに好ましい。

（積層セパレータである耐熱セパレータの製造工程）
リチウムイオン二次電池１の耐熱セパレータの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、多孔質フィルム５がその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、多孔質フィルム５が他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ１２を製造できる。

例えば、熱可塑性樹脂に孔形成剤を加えてフィルム成形した後、該孔形成剤を適当な溶媒で除去する方法が挙げられる。例えば、多孔質フィルム５が、超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂から形成されてなる場合には、以下に示すような方法により製造することができる。

この方法は、（１）超高分子量ポリエチレンと、炭酸カルシウムまたは流動パラフィン等の孔形成剤とを混練してポリエチレン樹脂組成物を得る混練工程、（２）ポリエチレン樹脂組成物を用いてフィルムを成形する圧延工程、（３）工程（２）で得られたフィルム中から孔形成剤を除去する除去工程、及び、（４）工程（３）で得られたフィルムを延伸して多孔質フィルム５を得る延伸工程を含む。

除去工程によって、フィルム中に多数の微細孔が設けられる。延伸工程によって延伸されたフィルムの微細孔は、上述の孔Ｐとなる。これにより、所定の厚さと透気度とを有するポリエチレン微多孔膜である多孔質フィルム５が形成される。

なお、混練工程において、超高分子量ポリエチレン１００重量部と、重量平均分子量１万以下の低分子量ポリオレフィン５〜２００重量部と、無機充填剤１００〜４００重量部とを混練してもよい。

その後、塗工工程において、多孔質フィルム５の表面に耐熱層４を形成する。例えば、多孔質フィルム５に、アラミド／ＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）溶液（塗工液）を塗布し、アラミド耐熱層である耐熱層４を形成する。耐熱層４は、多孔質フィルム５の片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。また、耐熱層４として、アルミナ／カルボキシメチルセルロース等のフィラーを含む混合液を塗工してもよい。

塗工液を多孔質フィルム５に塗工する方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法、グラビアコーター法、ダイコーター法などを採用することができる。耐熱層４の厚さは塗工ウェット膜の厚み、塗工液中の固形分濃度を調節することによって制御することができる。

なお、塗工する際に多孔質フィルム５を固定あるいは搬送する支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。

以上のように、多孔質フィルム５に耐熱層４が積層されたセパレータ１２（耐熱セパレータ）を製造できる。製造されたセパレータは、円筒形状のコアに巻き取られる。なお、以上の製造方法で製造される対象は、耐熱セパレータに限定されない。この製造方法は、塗工工程を含まなくてもよい。この場合、製造される対象は、耐熱層を有しないセパレータである。

〔実施形態１〕
耐熱セパレータまたは耐熱層を有しないセパレータ（以下「セパレータ」）は、リチウムイオン二次電池１などの応用製品に適した幅（以下「製品幅」）であることが好ましい。しかし、生産性を上げるために、セパレータは、その幅が製品幅以上となるように製造される。これをセパレータの原反という。このセパレータの原反を、一旦製造した後に、スリット装置においては、セパレータの原反の長手方向と厚み方向とに対し略垂直である方向の長さを意味する「セパレータの幅」を製品幅に切断（スリット）し、スリットされたセパレータ長尺とする。本実施形態におけるセパレータ長尺とは、長手方向に長いセパレータのことをいう。長手方向に長いとは、例えば、長手方向に５ｍ以上の長さを有することをいう。セパレータ長尺は、好ましくは５ｍ以上１００００ｍ以下の長さを有する。

以下では、スリットされる前の幅広のセパレータを「セパレータの原反」と称し、セパレータの幅が製品幅にスリットされたものを特に「セパレータ長尺」と称する。また、スリットとは、セパレータの原反を長手方向（製造におけるフィルムの流れ方向、ＭＤ：Machine direction）に沿って切断することを意味し、カットとは、セパレータ長尺を横断方向（ＴＤ：transverse direction）に沿って切断することを意味する。横断方向（ＴＤ）とは、セパレータ長尺の長手方向（ＭＤ）と厚み方向とに対し略垂直である方向を意味する。

（多孔質セパレータ捲回体）
図４の（ａ）は、切断装置７を備えたスリット装置６の構成を示す模式図であり、図４の（ｂ）は、スリット装置６によって、多孔質セパレータの原反１２Ｏが複数の多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂにスリットされる様子を示す図である。

なお、本実施形態においては、図３に示されるように、多孔質フィルム５（本実施形態においては、ポリオレフィン多孔質基材）の片面に耐熱層４として全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂層）を積層した多孔質セパレータの原反１２Ｏを一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、多孔質セパレータの原反１２Ｏは、耐熱層４を備えていない多孔質フィルム５であってもよく、多孔質フィルム５の両面に耐熱層４を備えたものであってもよい。さらには、耐熱層４の代わりに、接着層や保護層などの多孔質層を備えていてもよい。

図４の（ａ）に示されるように、スリット装置６は、回転可能に支持された円柱形状の、巻出ローラー６３と、複数のローラー６４・６５・６８Ｕ・６８Ｌ・６９Ｕ・６９Ｌ、第１タッチローラー８１Ｕ、第２タッチローラー８１Ｌ、第１アーム８２Ｕ、第２アーム８２Ｌ、第１捲回補助ローラー８３Ｕ、第２捲回補助ローラー８３Ｌ、第１巻取ローラー７０Ｕ、第２巻取ローラー７０Ｌ、切断装置７を備える。

スリット装置６では、多孔質セパレータの原反１２Ｏを巻きつけた円筒形状のコアｃが、巻出ローラー６３に嵌められている。多孔質セパレータの原反１２Ｏは、コアｃから経路ＵまたはＬで巻き出される。多孔質セパレータの原反１２ＯのＡ面を上面として搬送したい場合には、経路Ｌで巻き出し、多孔質セパレータの原反１２ＯのＢ面を上面として搬送したい場合には、経路Ｕで巻き出せばよい。なお、本実施形態においては、多孔質セパレータの原反１２ＯのＡ面を上面として搬送するので、経路Ｌで巻き出される。なお、ロール状に巻き取られた多孔質セパレータ長尺１２Ｏを多孔質セパレータ捲回体１２Ｐと称する。

なお、本実施形態において、上記Ａ面は、多孔質フィルム５における耐熱層４と接する面と対向する表面であり、上記Ｂ面は、耐熱層４における多孔質フィルム５と接する面と対向する表面である。

このように巻き出された多孔質セパレータの原反１２Ｏは、ローラー６４及びローラー６５を介して、切断装置７に搬送され、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、切断装置７によって複数の多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂにスリットされる。

切断装置７によってスリットされた複数の多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂは、図４の（ａ）に示されるように、複数の多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂの一部１２ａの各々は、ローラー６８Ｕ、ローラー６９Ｕ及び第１捲回補助ローラー８３Ｕを経由して、第１巻取ローラー７０Ｕに嵌められた円筒形状の各コアｕ（ボビン）へ巻き取られる。また、複数の多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂの他の一部１２ｂの各々は、ローラー６８Ｌ、ローラー６９Ｌ及び第２捲回補助ローラー８３Ｌを経由して、第２巻取ローラー７０Ｌに嵌められた円筒形状の各コアｌ（ボビン）へ巻き取られる。なお、ロール状に巻き取られた多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂを多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌと称する。

なお、多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌにおいては、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂのＡ面が外側を向き、Ｂ面が内側を向くように、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂが巻き取られる。

以上のように、多孔質フィルム５と、耐熱層４としてのアラミド層とが積層された多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂとしてのアラミドセパレータ長尺を得ることができ、ロール状に巻き取られた多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂとしてのアラミドセパレータ長尺を多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌと称する。

（多孔質セパレータ捲回体の包装体）
図５の（ａ）は、外周面にシール２０（フィルム材）が貼られている多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂまたは多孔質セパレータの原反１２Ｏがロール状に巻き取られた多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐを示す図であり、図５の（ｂ）は、多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐが包装材２１によって包まれた多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐの包装体２２を示す図であり、図５の（ｃ）は、ラック２３及びラック２３上に置かれた多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐが包装材２１によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の包装体２４を示す図である。なお、ラック２３は、一つ以上の多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐを保持して運搬するためのラックであり、図示されているように下側には、複数の車輪が備えられていてもよい。

なお、本実施形態は、図５の（ｂ）及び図５の（ｃ）に図示されているように、多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐを、包装材２１によって包まれた多孔質セパレータ捲回体の包装体２２・２４として、保管する多孔質セパレータ捲回体の保管方法にも関する。

本実施形態における多孔質セパレータ捲回体の包装体においては、多孔質セパレータ捲回体の全体が完全に包装材によって包装される必要はない。つまり、多孔質セパレータ捲回体の品質低下に影響を与えない部位は包装材によって包装されなくてもよい。例えば、多孔質セパレータ原反１２Ｏが巻き取られた多孔質セパレータ捲回体１２Ｐの場合、その捲回軸方向の端部は通常スリットによって廃棄されるため、廃棄される端部は包装材によって包装されなくともよい。換言すれば、本実施形態における多孔質セパレータ捲回体の包装体においては、少なくとも、品質を低下させたくない部分が包装材によって包装されていればよい。

本実施形態における包装材は、１枚のシートを含むものでもよく、２枚以上のシートを含むものでもよい。２枚以上のシートを重ねて包装材として使用するときには、重ねたときの３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下であればよい。

（各種包装材（包装箱）の透過率）
図６は、各種包装材及び多孔質フィルム５（本実施形態においては、ポリオレフィン多孔質基材）の各波長における透過率を示す図である。各種包装材及び多孔質フィルム５の透過率は、紫外可視分光光度計ＵＶ−２４５０（島津製作所製）を用い、遮光材を用いて４ｍｍφだけ光が照射されるように調整し、包装材および多孔質フィルムの厚み方向の樹脂量が最も少ない部分が測定中心となるようにして、３か所測定した結果を平均した。

なお、図６における各種包装材は、以下のメーカーの以下の品番のものを用いた。透明プラスチックダンボール用シート（ＵＶ吸収剤含有）は旭硝子（株）のＳＧＴＣＣ−４０を、透明緩衝材は川上産業（株）のｄ３７を、緑色緩衝材は川上産業（株）のｖ−ｄ３７ＬＧを、茶色緩衝材は川上産業（株）のＯ−ｄ３７を、半透明プラスチックダンボール用シートは三栄紙工（株）のＨＰ５０１００（ナチュラル）を、それぞれ用いた。

（各種包装材による多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度）
図７は、多孔質フィルム５と、多孔質層（耐熱層４）としてのアラミド層とが積層された多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂとしての積層セパレータ長尺が、各種包装材によって包まれた場合において、多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度を示す図である。

基準サンプル（基準１）、サンプル１、サンプル２及びサンプル３における多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度は、ΔＷＩ、ΔＹＩ、ＷＩ及びＹＩの値を用いて評価を行った。

ΔＷＩは、式（１）で定義される値で、ΔＷＩ＝ＷＩ_１−ＷＩ_０式（１）であり、ここで、ＷＩは、American Standards Test Methods のＥ３１３に規定されているホワイトインデックスである。

ＷＩ_０（処理前ＷＩ）は、多孔質層に２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光を照射する前（２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光の照射を開始する前）に分光測色計で測定した、多孔質層の表面のＷＩであり、ＷＩ_１（処理後ＷＩ）は、多孔質層に２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光を７５時間照射した後に分光測色計で測定した、多孔質層の表面のＷＩである。

ΔＹＩは、式（２）で定義される値で、ΔＹＩ＝ＹＩ_１−ＹＩ_０式（２）であり、ＹＩは、イエローインデックスである。

ＹＩ_０（処理前ＹＩ）は、多孔質層に２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光を照射する前（２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光の照射を開始する前）に分光測色計で測定した、多孔質層の表面のＹＩであり、ＹＩ_１（処理後ＹＩ）は、多孔質層に２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光を７５時間照射した後に分光測色計で測定した、多孔質層の表面のＹＩである。

図７中のＷＩは、式（３）で定義される値で、ＷＩ＝（ΔＷＩ_基準１−ΔＷＩ_サンプル）式（３）であり、その値が負に大きい程、基準サンプル（基準１）よりΔＷＩが小さい、すなわち、ＵＶ光の照射により生じるホワイトインデックスの変化が、基準サンプル（基準１）より小さいことを意味する。

図７中のＹＩは、式（４）で定義される値で、ＹＩ＝（ΔＹＩ_基準１−ΔＹＩ_サンプル）式（４）であり、その値が大きい程、基準サンプル（基準１）よりΔＹＩが小さい、すなわち、ＵＶ光の照射により生じるイエローインデックスの変化が、基準サンプル（基準１）より小さいことを意味する。

図７に図示されているように、基準サンプル（基準１）の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に包装材を置かずに、ＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層のみについて測定を行った結果であり、サンプル１の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に透明緩衝材１枚を置いた状態で、透明緩衝材側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル２の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に透明緩衝材２枚を置いた状態で、透明緩衝材側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル３の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に茶色緩衝材１枚を置いた状態で、茶色緩衝材側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果である。

図示されているように、透明緩衝材１枚、透明緩衝材２枚、茶色緩衝材１枚の波長３６０ｎｍ〜３９０ｎｍにおける透過率（％）の平均は、それぞれ、５９．４７％、３５．２３％及び０．７３％であった。また、透明緩衝材１枚、透明緩衝材２枚及び茶色緩衝材１枚の波長３６０ｎｍ〜３９０ｎｍにおける吸光度の平均は、それぞれ、０．２３、０．４５及び２．１４であった。

分光測色計としては、ＷＩ及びＹＩを容易に、かつ、正確に測定することができるように、例えば、積分球分光測色計を好適に用いることができる。積分球分光測色計は、サンプルにキセノンランプの光を照射し、サンプルからの反射光を、照射部位の周囲を覆っている積分球によって受光部に集め、光学的な分光測定を実施する装置であり、種々の光学的パラメータの測定を可能である。ただし、分光測色計は、積分球分光測色計に限られるものではなく、ＷＩ及びＹＩを測定することができる分光測色計であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、セパレータのＷＩは、分光測色計（ＣＭ−２００２、ＭＩＮＯＬＴＡ社製）を用い、ＳＣＩ（Specular Component Include（正反射光を含む））で測定した。このとき、黒紙（北越紀州製紙株式会社、色上質紙、黒、最厚口、四六版Ｔ目）をセパレータの下敷きとして用い、ＷＩを測定した。

また、上記「多孔質層の表面」とは、多孔質層において、分光測色計から照射された光を受光した部分をいう。分光測色計による上記多孔質層の表面のＷＩ及びＹＩの測定は、使用する分光測色計の説明書に従って行えばよく、測定法は特に限定されるものではないが、多孔質層による反射光を分光測色計の受光部に集めやすくするために、例えば多孔質層を黒紙上に載置して、多孔質層への光の照射を行うことが好ましい。

上記２５５Ｗ／ｍ^２のＵＶ光の照射は、連続的なＵＶ光照射を行うことが可能な装置を用いて行うことが好ましい。例えば、ＪＩＳＢ７７５３に規定される耐光性試験機または耐候性試験機（例えば、スガ試験機株式会社製、サンシャインウェザーメーターＳ８０）を用いることができる。上記ＵＶ光の照射は、サンシャインカーボンアーク（ウルトラロングライフカーボン４対）光源で放電電圧５０Ｖ、放電電流６０Ａに設定し、ブラックパネル温度６０℃、相対湿度５０％の条件下、試験片に対して、７５時間照射することにより行う。

図８は、多孔質フィルム５と、多孔質層（耐熱層４）としてのアラミド層とが積層された多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂとしての積層セパレータ長尺が、さらに他の各種包装材によって包まれた場合において、多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度を示す図である。

基準サンプル（基準２）及びサンプル４〜８における多孔質層のＵＶ光の照射による変色の程度は、ΔＷＩ、ΔＹＩ、ＷＩ及びＹＩの値を用いて評価を行った。

図８に図示されているように、基準サンプル（基準２）の測定結果は、上述した基準サンプル（基準１）とは異なる製造ロットの積層セパレータの多孔質層上に包装材を置かずに、ＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層のみについて測定を行った結果である。

サンプル４の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に半透明プラスチックダンボール用シート２枚を置いた状態で、半透明プラスチックダンボール用シート側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル５の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に透明プラスチックダンボール用シート１枚（厚さ４ｍｍ、ＵＶ吸収剤含有）を置いた状態で、透明プラスチックダンボール用シート側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル６の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に透明プラスチックダンボール用シート２枚（厚さ４ｍｍ×２、ＵＶ吸収剤含有）を置いた状態で、透明プラスチックダンボール用シート側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル７の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に緑色緩衝材１枚を置いた状態で、緑色緩衝材側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果であり、サンプル８の測定結果は、積層セパレータの多孔質層上に緑色緩衝材２枚を置いた状態で、緑色緩衝材側からＵＶ光を照射し、積層セパレータの多孔質層について測定を行った結果である。

図示されているように、半透明プラスチックダンボール用シート２枚、透明プラスチックダンボール用シート１枚、透明プラスチックダンボール用シート２枚、緑色緩衝材１枚及び緑色緩衝材２枚の波長３６０ｎｍ〜３９０ｎｍにおける透過率（％）の平均は、それぞれ、０．０４％、５．６４％、１．１７％、２５．７８％及び８．９９％であった。また、半透明プラスチックダンボール用シート２枚、透明プラスチックダンボール用シート１枚、透明プラスチックダンボール用シート２枚、緑色緩衝材１枚及び緑色緩衝材２枚の波長３６０ｎｍ〜３９０ｎｍにおける吸光度の平均は、それぞれ、３．４５、１．２５、１．９３、０．５９及び１．０５であった。

なお、積層セパレータの多孔質層の一部が変色すると、特に光学系検査機・制御装置の使用において特定波長の透過光量または反射光量が変化するため、目付量測定やフィルム位置測定で誤検知する虞がある。

図９の（ａ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＷＩの値と、包装材の吸光度との関係を示す図であり、図９の（ｂ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＷＩの値と、包装材の透過率との関係を示す図である。

ＷＩの値は、その値が負に大きい程、基準サンプル（基準１または２）よりΔＷＩが小さい、すなわち、ＵＶ光の照射により生じるホワイトインデックスの変化が、基準サンプル（基準１または２）より小さいことを意味する。

図９の（ａ）に図示されているように、包装材の３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．３以上である場合において、多孔質層のＷＩの値が、比較的に負に大きいことから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．３以上である包装材を用いることができる。また、上記吸光度の平均が０．８付近において、多孔質層のＷＩの値が顕著に低下することから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．８以上である包装材を用いることが好ましい。

また、図９の（ｂ）に図示されているように、包装材の３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である場合において、多孔質層のＷＩの値が、比較的に負に大きいことから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である包装材を用いることができる。すなわち、多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である包装材に包装された多孔質セパレータ捲回体の包装体であってもよい。また、上記透過率の平均が２５％付近において、多孔質層のＷＩの値が顕著に低下することから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材を用いることが好ましい。

図１０の（ａ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＹＩの値と、包装材の吸光度との関係を示す図であり、図１０の（ｂ）は、各サンプルにおける、多孔質層のＹＩの値と、包装材の透過率との関係を示す図である。

ＹＩの値は、その値が大きい程、基準サンプル（基準１または２）よりΔＹＩが小さい、すなわち、ＵＶ光の照射により生じるイエローインデックスの変化が、基準サンプル（基準１または２）より小さいことを意味する。

図１０の（ａ）に図示されているように、包装材の３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．３以上である場合において、多孔質層のＹＩの値が、比較的に大きいことから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．３以上である包装材を用いることができる。また、上記吸光度の平均が０．８付近において、多孔質層のＹＩの値が顕著に大きくなることから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．８以上である包装材を用いることが好ましい。

また、図１０の（ｂ）に図示されているように、包装材の３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である場合において、多孔質層のＹＩの値が、比較的に大きいことから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である包装材を用いることができる。すなわち、多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が５０％以下である包装材に包装された多孔質セパレータ捲回体の包装体であってもよい。また、上記透過率の平均が２５％付近において、多孔質層のＹＩの値が顕著に大きくなることから、包装材としては、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する、実質的に包装材の露出面積のほとんどの部分の透過率の平均が２５％以下である包装材を用いることが好ましい。

このような包装材を用いることにより、図５の（ａ）に図示されている、多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌ・１２Ｐにおける多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂまたは多孔質セパレータ原反１２Ｏの外周面に貼られているシール２０（フィルム材）によって生じ得る、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂまたは多孔質セパレータ原反１２Ｏの内周部分にまで至る変色跡の発生を抑制することができる。

なお、多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌにおいては、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂのＡ面（多孔質フィルム５（本実施形態においては、ポリオレフィン多孔質基材）における耐熱層４と接する面と対向する表面）が外側を向き、Ｂ面（多孔質層（耐熱層４）における多孔質フィルム５と接する面と対向する表面）が内側を向くように、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂが巻き取られている（図４の（ｂ）参照）。

図６の（ａ）及び（ｂ）に図示されているように、多孔質フィルム５（ポリオレフィン多孔質基材）は、ＵＶ光を弱めて通すため、多孔質層に、多孔質フィルム５よりもＵＶ光による変色が大きい材質の樹脂（例えば、ハロゲン原子を含む高分子や芳香族高分子）を用いる場合には、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂのＡ面が外側を向き、Ｂ面が内側を向くように、多孔質セパレータ長尺１２ａ・１２ｂが巻き取られた多孔質セパレータ捲回体１２Ｕ・１２Ｌを用いることにより、多孔質層（耐熱層４）の変色をさらに抑制することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材に包装されたことを特徴としている。

上記構成によれば、上記多孔質セパレータ長尺の変色や劣化などが生じることを抑制することができる。

本発明の態様２に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記態様１において、上記包装材は、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が１０％以下であることが好ましい。

上記構成によれば、上記多孔質セパレータ長尺の変色が生じるのをより効率的抑制できる。

本発明の態様３に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記態様１において、上記包装材は、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．８以上であることが好ましい。

本発明の態様４に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記態様１から３の何れかにおいて、上記多孔質セパレータ捲回体における上記多孔質セパレータ長尺の外周面には、フィルム材が貼られていてもよい。

上記構成によれば、上記多孔質セパレータ長尺の外周面に貼られているフィルム材によって生じ得る、上記多孔質セパレータ長尺の内周部分にまで至る変色跡の発生を抑制することができる。

本発明の態様５に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記態様１から４の何れかにおいて、ポリオレフィン多孔質基材と、多孔質層とが積層された積層セパレータ長尺であってもよい。

上記構成によれば、積層セパレータ長尺を備えた多孔質セパレータ捲回体の包装体を実現できる。

本発明の態様６に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体は、上記態様５において、上記多孔質層は、ハロゲン原子を含む高分子、又は芳香族高分子を含んでいてもよい。

上記構成によれば、ハロゲン原子を含む高分子、又は芳香族高分子を含む多孔質層を有する多孔質セパレータ長尺を備えた多孔質セパレータ捲回体の包装体を実現できる。

本発明の態様７に係る多孔質セパレータ捲回体の保管方法は、上記多孔質セパレータ捲回体を、上記態様１から６の何れかに記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体として、保管する方法である。

上記方法によれば、上記多孔質セパレータ捲回体に備えられた多孔質セパレータ長尺の変色や劣化などが生じることを抑制することができる。

本発明の態様８に係る多孔質セパレータ捲回体の包装体の製造方法は、多孔質セパレータ長尺がコアに捲回された多孔質セパレータ捲回体を、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材で包装する製造方法である。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、リチウムイオン電池などの電池に用いられるセパレータ捲回体等に利用することができる。

１リチウムイオン二次電池
４耐熱層（多孔質層）
５多孔質フィルム
６スリット装置
７切断装置
１２多孔質セパレータ
１２ａ多孔質セパレータ長尺
１２ｂ多孔質セパレータ長尺
１２Ｕ多孔質セパレータ捲回体
１２Ｌ多孔質セパレータ捲回体
１２Ｏ多孔質セパレータの原反
１２Ｐ多孔質セパレータ捲回体
２０シール（フィルム材）
２１包装材
２２多孔質セパレータ捲回体の包装体
２３ラック
２４多孔質セパレータ捲回体の包装体
ｌコア
ｕコア
ｃコア
ＭＤセパレータ長尺またはセパレータの原反の長手方向
ＴＤセパレータ長尺またはセパレータの原反の横断方向
Ａ面多孔質フィルムの耐熱層と接する面と対向する表面
Ｂ面耐熱層の多孔質フィルムと接する面と対向する表面

Claims

多孔質セパレータ長尺をコアに捲回した多孔質セパレータ捲回体が、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材に包装されたことを特徴とする多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記包装材は、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記包装材は、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する吸光度の平均が０．８以上であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記多孔質セパレータ捲回体における上記多孔質セパレータ長尺の外周面には、フィルム材が貼られていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記多孔質セパレータ長尺は、ポリオレフィン多孔質基材と、多孔質層とが積層された積層セパレータ長尺であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記多孔質層は、π結合またはハロゲン原子を有する樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体。
上記多孔質セパレータ捲回体を、請求項１〜６の何れか１項に記載の多孔質セパレータ捲回体の包装体として、保管する多孔質セパレータ捲回体の保管方法。
多孔質セパレータ長尺がコアに捲回された多孔質セパレータ捲回体を、３６０ｎｍ〜３９０ｎｍの波長の光に対する透過率の平均が２５％以下である包装材で包装することを特徴とする多孔質セパレータ捲回体の包装体の製造方法。