JP7427975B2 - Manufacturing method of polyolefin microporous membrane - Google Patents
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Description
本発明は、ポリオレフィン微多孔膜の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a microporous polyolefin membrane.
微多孔膜は、様々な孔径、孔形状、孔数を有し、その特異な構造により発現され得る特性から、ろ過膜、透析膜等のフィルター、電池用セパレータや電解コンデンサー用のセパレータ等の種々の分野に用いられる。これらの中でも、ポリオレフィンを樹脂材料とする微多孔膜は、耐薬品性、絶縁性、機械的強度等に優れ、シャットダウン特性を有するため、二次電池用セパレータとして広く用いられる。これらの用途においては、電池安全性を担保するため、微多孔膜の物性の均一性、欠点の有無は製品の品質に大きく影響を及ぼす。
それら特性を制御する微多孔膜製造工程の1つとして、原料となる樹脂と可塑剤を溶融混練し、樹脂組成物を作成する溶融混練工程が挙げられる。この工程において、樹脂/可塑剤の分散が上手くいかない場合、樹脂組成物の混練ムラが生じ、微多孔膜の物性ムラ、欠点の発生に繋がる。
例えば特許文献1では、ポリマーと希釈剤の混合性を改良する上で、希釈剤を押出機に少なくとも2か所導入することが提案されている。しかし特許文献1に開示される方法では、混合性を改良、欠点の発生を抑制する上で改善の余地があった。
Microporous membranes have various pore sizes, pore shapes, and pore numbers, and because of the characteristics that can be expressed due to their unique structure, they are used in a variety of applications such as filters such as filtration membranes and dialysis membranes, battery separators, and electrolytic capacitor separators. Used in the fields of Among these, microporous membranes made of polyolefin as a resin material are widely used as separators for secondary batteries because they have excellent chemical resistance, insulation properties, mechanical strength, etc., and have shutdown characteristics. In these applications, in order to ensure battery safety, the uniformity of the physical properties of the microporous membrane and the presence or absence of defects greatly affect the quality of the product.
One example of a microporous membrane manufacturing process for controlling these properties is a melt-kneading process in which a resin as a raw material and a plasticizer are melt-kneaded to create a resin composition. In this step, if the resin/plasticizer is not well dispersed, uneven kneading of the resin composition will occur, leading to uneven physical properties and defects in the microporous membrane.
For example,
湿式製膜において、2種類以上のポリオレフィン樹脂を用いて溶融混練を行う場合に、製膜後のフィルムにポリオレフィン樹脂組成物の混練不良による粒状欠点を発することが問題となっている。この粒状欠点が溶融混練段階で発生した状態で製膜を行った場合、フィルムの外観不良、局所的な延伸ムラやフィルムの破断に繋がるおそれがあり、生産性低下の一因になっている。この欠点は押出機の吐出量増加や樹脂組成物の組成により顕著になる傾向があり、生産能力向上の制約の1つになっている。本発明は、上記課題を鑑みフィルムの粒状欠点を改善するポリオレフィン微多孔膜の製造方法を提供することを目的とする。 In wet film formation, when two or more types of polyolefin resins are melt-kneaded, there is a problem in that the film after film formation has granular defects due to poor kneading of the polyolefin resin composition. If a film is formed with these granular defects occurring during the melt-kneading stage, it may lead to poor appearance of the film, local stretching unevenness, or film breakage, which is one of the causes of reduced productivity. This drawback tends to become more noticeable as the extruder discharge rate increases and the composition of the resin composition increases, and is one of the constraints on improving production capacity. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a microporous polyolefin membrane that improves the grain defects of the film.
前期の状況の下、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、押出機へ添加する可塑剤の温度を制御することで、混練不良による粒状欠点が改善することを発見した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
A)押出機にポリオレフィン樹脂と可塑剤を投入し、溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とし、該ポリオレフィン樹脂組成物を口金からシート状に吐出する工程、
B)該シート状に吐出されたポリオレフィン樹脂組成物を延伸する工程、および
C)該延伸されたポリオレフィン樹脂組成物から可塑剤の除去を行う工程、
を含むポリオレフィン微多孔膜の製造方法であって、下記a)及びb)を満たすポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
a)前記A)の工程において可塑剤の投入は2回以上に分け、それぞれの投入は別の段階に行われると共に、
i)少なくとも最初の回の可塑剤の投入において、可塑剤の温度をポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-40℃以上、ポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-5℃以下の温度に調整して行い、かつ
ii)可塑剤の投入の最初の回において投入する可塑剤の質量を前記ポリオレフィン樹脂の質量の2.0倍以上3.0倍以下の量に調整して投入する
b)前記ポリオレフィン樹脂は、高密度ポリエチレン(密度が0.94以上のポリエチレン)、超高分子量ポリエチレン(重量平均分子量(Mw)が1×106以上のポリエチレン)、及びポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも2種類を含み、かつ
全ポリオレフィン樹脂の総質量を100質量部としたとき、ポリスチレン換算の分子量が1×106以上のポリオレフィン樹脂の含有量が、10質量部以上50質量部未満である。
Under the circumstances of the previous period, the inventors of the present invention conducted extensive studies and discovered that by controlling the temperature of the plasticizer added to the extruder, the granular defects caused by poor kneading can be improved.
That is, the present invention is as follows.
A) A step of charging a polyolefin resin and a plasticizer into an extruder, melting and kneading them to form a polyolefin resin composition, and discharging the polyolefin resin composition from a die in the form of a sheet;
B) a step of stretching the polyolefin resin composition discharged into a sheet, and C) a step of removing the plasticizer from the stretched polyolefin resin composition.
A method for producing a microporous polyolefin membrane, which satisfies a) and b) below.
a) In the step A), the plasticizer is added in two or more times, and each injection is performed at a different stage,
i) At least the first injection of plasticizer is carried out by adjusting the temperature of the plasticizer to a temperature of -40°C or more, the swelling temperature of the polyolefin resin composition, and -5°C or less, the swelling temperature of the polyolefin resin composition, and
ii) Adjust the mass of the plasticizer to be added at the first time of adding the plasticizer to an amount that is 2.0 times or more and 3.0 times or less than the mass of the polyolefin resin.b) The polyolefin resin is Contains at least two types selected from the group consisting of high-density polyethylene (polyethylene with a density of 0.94 or more), ultra-high molecular weight polyethylene (polyethylene with a weight average molecular weight (Mw) of 1 x 10 6 or more), and polypropylene, and When the total mass of all polyolefin resins is 100 parts by mass, the content of polyolefin resin having a polystyrene equivalent molecular weight of 1×10 6 or more is 10 parts by mass or more and less than 50 parts by mass.
本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法によれば、欠点を抑制したポリオレフィン微多孔膜を得ることができる。さらに、押出機の吐出安定性を向上させ押出機の吐出能力を向上させることができる。 According to the method for producing a microporous polyolefin membrane of the present invention, a microporous polyolefin membrane with suppressed defects can be obtained. Furthermore, the discharge stability of the extruder can be improved and the discharge capacity of the extruder can be improved.
以下、本発明について好ましい実施形態に基づき説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではなく、発明の目的を達成できて、かつ、発明の要旨を逸脱しない範囲内においての種々の変更は当然あり得る。
本明細書において、ポリオレフィン微多孔膜とは、ポリオレフィン樹脂を主成分として含む微多孔膜をいい、好ましくは、ポリオレフィン樹脂を微多孔膜の全質量に対して90質量%以上含む微多孔膜をいう。また微多孔膜とは、膜内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された構造となっており、一方の面から他方の面へと気体及び液体の少なくとも一方が通過可能となっている膜を言う。
The present invention will be described below based on preferred embodiments. It should be noted that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope of achieving the purpose of the invention and not departing from the gist of the invention.
As used herein, a microporous polyolefin membrane refers to a microporous membrane containing a polyolefin resin as a main component, preferably a microporous membrane containing 90% by mass or more of a polyolefin resin based on the total mass of the microporous membrane. . Furthermore, a microporous membrane has a large number of micropores inside the membrane, and has a structure in which these micropores are connected, allowing at least one of gas and liquid to pass from one surface to the other. It refers to the membrane that is
本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、A)押出機にポリオレフィン樹脂と可塑剤を投入し、溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とし、ポリオレフィン樹脂組成物を口金からシート状に吐出する工程、B)シート状に吐出されたポリオレフィン樹脂組成物を延伸する工程、およびC)延伸されたポリオレフィン樹脂組成物から可塑剤の除去を行う工程を含む。押出機にて混練を行う工程において、ポリオレフィン樹脂に可塑剤を添加して、加熱するとポリオレフィン樹脂が可塑剤を吸収し膨潤する。押出機では投入したポリオレフィン樹脂を可塑剤で膨潤させる工程を経て、ポリオレフィン樹脂組成物を溶融・混練し押出機より吐出する。膨潤に必要な温度・時間(膨潤特性)はポリオレフィン樹脂によって異なるため、2種類以上のポリオレフィン樹脂を用いると、膨潤特性の差から可塑剤を充分に吸収できないポリオレフィン樹脂が生じる場合があり、この場合粒状欠点としてフィルムでの外観に現れる。添加可塑剤の温度と、可塑剤とポリオレフィン樹脂の比率を適切に制御することで、押出機内部にて2種類以上のポリオレフィン樹脂を均一に膨潤させ粒状欠点を解消することができる。本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、
a)前記A)の工程において可塑剤の投入は2回以上に分け、それぞれの投入は別の段階に行われると共に、i)少なくとも1回の可塑剤の投入において、可塑剤の温度をポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-40℃以上、ポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-5℃以下の温度に調整して行うことが必要である。樹脂組成物の混練を均一に行いフィルム外観を良好にするため、及び押出機からポリオレフィン組成物を安定的に吐出するために、可塑剤を2回以上に分けそれぞれ別の段階で投入することが必要であり、特に2回に分けて投入することが好ましい。
また可塑剤とポリオレフィン樹脂の均一分散ならびに均一膨潤化の観点から、膨潤温度-40℃~膨潤温度-5℃の範囲に調整された可塑剤を投入することが必要である。投入する可塑剤の温度が高すぎると、膨潤するまでに可塑剤とポリオレフィン樹脂が均一に分散する時間がなくなり粒状欠点が発生する。一方で可塑剤の温度が低すぎると、膨潤時間が長くなり膨潤温度の低いポリオレフィン樹脂のみが優先的に膨潤してしまい、粒状欠点発生の原因となる。可塑剤の温度が低い場合は粒状以外にも、ポリオレフィン樹脂が膨潤することができなくなり、押出機内部でのグリップ力の低下により吐出変動が生じるという問題がある。可塑剤とポリオレフィン樹脂の均一膨潤化の観点から、最初の可塑剤の投入おいて膨潤温度-40℃~膨潤温度-5℃の範囲に調整されていることが好ましい。可塑剤の温度は接触式温度計にて測定することができる。なお、本発明において膨潤温度とは、後述する実施例の項に記載の方法によって求められる温度をいう。
樹脂組成物の膨潤温度は、ポリオレフィン樹脂が可塑剤を吸収、膨潤することで混練時に増加するトルクとして1N・mの増加となる最初の温度をいい、膨潤温度は実験的に測定することが可能である。図1にポリオレフィン樹脂組成物の膨潤反応を伴う混練試験結果の一例を示す。昇温しながら樹脂組成物の混練を行うと、ポリオレフィン樹脂が可塑剤を吸収、膨潤することで樹脂組成物の体積が膨張し、トルクが増加する。119℃でトルクが初めて1N・mとなったため、膨潤温度が119℃と測定される。測定方法の詳細は後述の実施例において説明する。
さらに本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、ii)可塑剤の投入の最初の回において投入する可塑剤の質量を前記ポリオレフィン樹脂組成物の質量の2.0倍以上3.0倍以下の量に調整して投入することが必要である。可塑剤の添加量が少ないと、ポリオレフィン樹脂が可塑剤を均一に吸収できず粒状欠点となる。一方で、可塑剤の添加量が多いと膨潤ゾーンで可塑剤をポリオレフィン樹脂が吸収しきれなく、可塑剤過多になることでグリップ力の低下により吐出変動を引き起こす。
さらに本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、b)ポリオレフィン樹脂は、高密度ポリエチレン(密度が0.94以上のポリエチレン)、超高分子量ポリエチレン(重量平均分子量(Mw)が1×106以上のポリエチレン)、及びポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも2種類を含み、かつ全ポリオレフィン樹脂の総質量を100質量部としたとき、ポリスチレン換算の分子量が1×106以上のポリオレフィン樹脂の含有量が、10質量部以上50質量部未満であることが必要である。ポリスチレン換算の分子量が1×106以上のポリオレフィン樹脂の含有量が、10質量部未満であると、微多孔膜の機械強度の低下や構造の粗大化を招く。50質量部以上であると押出成形時の流動性が低下し、樹脂組成物混練時の均一化が難しくなる。ポリオレフィン樹脂として、高密度ポリエチレン及び超高分子量ポリエチレンの両方を含む場合、高密度ポリエチレンに対する超高分子量ポリエチレンの比率は、フィルムの強度を高めるため、及びポリエチレン溶液を均一に分散させるために、好ましくは5~60質量%、より好ましくは10~50質量%、特に好ましくは15~40質量%である。
本発明においては、下記a)~h)工程を経ることにより粒状欠点のない微多孔膜フィルムを製造することができる。
The method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention includes the steps of: A) charging a polyolefin resin and a plasticizer into an extruder, melt-kneading them to form a polyolefin resin composition, and discharging the polyolefin resin composition in a sheet form from a die; The method includes B) a step of stretching a polyolefin resin composition discharged into a sheet, and C) a step of removing a plasticizer from the stretched polyolefin resin composition. In the step of kneading in an extruder, a plasticizer is added to the polyolefin resin, and when heated, the polyolefin resin absorbs the plasticizer and swells. The extruder goes through a step of swelling the polyolefin resin charged with a plasticizer, melts and kneads the polyolefin resin composition, and discharges it from the extruder. The temperature and time required for swelling (swelling properties) differ depending on the polyolefin resin, so if two or more types of polyolefin resins are used, the difference in swelling properties may result in a polyolefin resin that cannot absorb the plasticizer sufficiently. Appears in the appearance of the film as grainy defects. By appropriately controlling the temperature of the added plasticizer and the ratio of the plasticizer to the polyolefin resin, it is possible to uniformly swell two or more types of polyolefin resins inside the extruder and eliminate granular defects. The method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention includes:
a) In the step A), the plasticizer is added in two or more times, and each injection is carried out at a different stage; It is necessary to adjust the temperature so that the swelling temperature of the composition is -40°C or higher and the swelling temperature of the polyolefin resin composition is -5°C or lower. In order to uniformly knead the resin composition and improve the appearance of the film, and to stably discharge the polyolefin composition from the extruder, it is necessary to divide the plasticizer into two or more doses and add them at different stages. It is necessary, and it is particularly preferable to add it in two doses.
In addition, from the viewpoint of uniform dispersion and uniform swelling of the plasticizer and polyolefin resin, it is necessary to add a plasticizer whose swelling temperature is adjusted to a range of -40°C to -5°C. If the temperature of the plasticizer added is too high, there will be no time for the plasticizer and polyolefin resin to uniformly disperse before swelling, resulting in granular defects. On the other hand, if the temperature of the plasticizer is too low, the swelling time becomes long and only the polyolefin resin with a low swelling temperature swells preferentially, causing granular defects. When the temperature of the plasticizer is low, there is a problem in addition to the granular form that the polyolefin resin cannot swell, resulting in fluctuations in discharge due to a decrease in gripping force inside the extruder. From the viewpoint of uniform swelling of the plasticizer and polyolefin resin, it is preferable that the swelling temperature is adjusted to a range of -40°C to -5°C when the plasticizer is initially added. The temperature of the plasticizer can be measured with a contact thermometer. In the present invention, the swelling temperature refers to a temperature determined by the method described in the Examples section below.
The swelling temperature of a resin composition is the initial temperature at which the torque increases by 1 N m during kneading due to the polyolefin resin absorbing a plasticizer and swelling, and the swelling temperature can be measured experimentally. It is. FIG. 1 shows an example of the results of a kneading test involving a swelling reaction of a polyolefin resin composition. When the resin composition is kneaded while increasing the temperature, the polyolefin resin absorbs the plasticizer and swells, thereby expanding the volume of the resin composition and increasing the torque. Since the torque reached 1 N·m for the first time at 119°C, the swelling temperature was measured to be 119°C. Details of the measurement method will be explained in Examples below.
Furthermore, in the method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention, ii) the mass of the plasticizer to be added in the first step of adding the plasticizer is 2.0 times or more and 3.0 times or less the mass of the polyolefin resin composition. It is necessary to adjust the amount and add it. If the amount of plasticizer added is small, the polyolefin resin will not be able to absorb the plasticizer uniformly, resulting in granular defects. On the other hand, if the amount of plasticizer added is large, the polyolefin resin will not be able to absorb the plasticizer completely in the swelling zone, and the excessive amount of plasticizer will cause a drop in grip strength, causing fluctuations in ejection.
Furthermore, in the method for producing a microporous polyolefin membrane of the present invention, b) the polyolefin resin is high-density polyethylene (polyethylene with a density of 0.94 or more), ultra-high molecular weight polyethylene (with a weight average molecular weight (Mw) of 1 x 10 6 or more), When the total mass of all polyolefin resins is 100 parts by mass, the content of polyolefin resins is 1 x 10 6 or more and has a molecular weight of 1 x 10 6 or more in terms of polystyrene. , 10 parts by mass or more and less than 50 parts by mass. If the content of the polyolefin resin having a polystyrene-equivalent molecular weight of 1×10 6 or more is less than 10 parts by mass, the mechanical strength of the microporous membrane decreases and the structure becomes coarse. If the amount is 50 parts by mass or more, the fluidity during extrusion molding will decrease, making it difficult to make the resin composition uniform during kneading. When the polyolefin resin includes both high-density polyethylene and ultra-high molecular weight polyethylene, the ratio of ultra-high molecular weight polyethylene to high-density polyethylene is preferably adjusted to increase the strength of the film and to uniformly disperse the polyethylene solution. The amount is 5 to 60% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, particularly preferably 15 to 40% by weight.
In the present invention, a microporous membrane film free of grain defects can be produced through the following steps a) to h).
a)ポリオレフィン樹脂を押出機内に供給する。 a) Feeding the polyolefin resin into the extruder.
b)供給された前記ポリオレフィン樹脂を加熱する。 b) heating the supplied polyolefin resin;
c)加熱されたポリオレフィン樹脂に予熱した可塑剤を添加し混合・混練してポリオレフィン樹脂組成物を調製する。この混合・混練工程として、
c-1)加熱された前記ポリオレフィンに前記可塑剤を添加し混練する工程(第1混練)と、
c-2)第1混練後のポリオレフィン樹脂組成物に更に可塑剤を添加し混練する工程(第2混練)を行う。
c) A preheated plasticizer is added to the heated polyolefin resin and mixed and kneaded to prepare a polyolefin resin composition. As this mixing/kneading process,
c-1) a step of adding and kneading the plasticizer to the heated polyolefin (first kneading);
c-2) A step of further adding and kneading a plasticizer to the polyolefin resin composition after the first kneading (second kneading) is performed.
d)混練後のポリオレフィン樹脂組成物を押出機から口金を介してシート状に押出す。 d) The polyolefin resin composition after kneading is extruded into a sheet form from an extruder through a die.
e)シート状に押出された前記ポリオレフィン樹脂組成物を冷却してゲルシートを形成する
f)前記ゲルシートを延伸する。
e) Cooling the extruded polyolefin resin composition into a sheet to form a gel sheet. f) Stretching the gel sheet.
g)延伸後のゲルシートから可塑剤を除去しいて微多孔膜(フィルム)を形成する。 g) Remove the plasticizer from the stretched gel sheet to form a microporous membrane.
h)前記フィルムを乾燥させる。
以下、各工程順に説明する。
a)ポリオレフィン樹脂を押出機内に供給する。
本工程ではポリオレフィン樹脂を、押出機の原料投入部より押出機内に供給する。ポリオレフィン樹脂としては、安価で成形特性に優れるポリエチレン、ポリプロピレンの少なくとも一方を含有することが好ましい。例えば、ポリエチレンは、ポリオレフィン微多孔膜全量に対して、50質量%以上含むことができる。ポリエチレンとしては、特に限定されず、種々のポリエチレンを用いることができ、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が用いられる。なお、ポリエチレンは、エチレンの単独重合体であってもよく、エチレンと他のα-オレフィンとの共重合体であってもよい。α-オレフィンとしては、プロピレン、ブテン-1、ヘキセン-1、ペンテン-1、4-メチルペンテン-1、オクテン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、スチレン等が挙げられる。また高密度ポリエチレンとは、密度が0.94以上のポリエチレンを、中密度ポリエチレンとは、密度が0.92~0.94のポリエチレンをいう。
h) Drying the film.
Each step will be explained in order below.
a) Feeding the polyolefin resin into the extruder.
In this step, polyolefin resin is fed into the extruder from the raw material input section of the extruder. The polyolefin resin preferably contains at least one of polyethylene and polypropylene, which are inexpensive and have excellent molding properties. For example, polyethylene can be contained in an amount of 50% by mass or more based on the total amount of the microporous polyolefin membrane. The polyethylene is not particularly limited, and various polyethylenes can be used, such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, branched low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and the like. Note that polyethylene may be a homopolymer of ethylene or a copolymer of ethylene and another α-olefin. Examples of the α-olefin include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, 4-methylpentene-1, octene, vinyl acetate, methyl methacrylate, and styrene. Furthermore, high-density polyethylene refers to polyethylene with a density of 0.94 or more, and medium-density polyethylene refers to polyethylene with a density of 0.92 to 0.94.
ポリオレフィン樹脂は、高密度ポリエチレン(密度:0.940g/m3以上0.970g/m3以下)を含有することができる。高密度ポリエチレンを含有すると、溶融押出特性に優れ、均一な延伸加工特性に優れる。原料として用いられる高密度ポリエチレンの重量平均分子量(Mw)は、例えば1×104以上1×106未満程度であり、好ましくは1×105以上1×106未満である。なお、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で測定される値である。高密度ポリエチレンの含有量は、例えば、ポリオレフィン樹脂全体100質量%に対して、50質量%以上である。高密度ポリエチレンの含有量は、その上限が、例えば100質量%以下であり、他の成分を含む場合は、例えば90質量%以下である。 The polyolefin resin can contain high-density polyethylene (density: 0.940 g/m 3 or more and 0.970 g/m 3 or less). Containing high-density polyethylene provides excellent melt extrusion properties and uniform stretching properties. The weight average molecular weight (Mw) of the high density polyethylene used as a raw material is, for example, about 1×10 4 or more and less than 1×10 6 , preferably 1×10 5 or more and less than 1×10 6 . Note that Mw is a value measured in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). The content of high-density polyethylene is, for example, 50% by mass or more based on 100% by mass of the entire polyolefin resin. The upper limit of the content of high-density polyethylene is, for example, 100% by mass or less, and when other components are included, it is, for example, 90% by mass or less.
また、ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレンを含むことができる。ここで超高分子量ポリエチレンとは、重量平均分子量が100万以上のポリエチレンを意味するものとする。原料として用いられる超高分子量ポリエチレンは、重量平均分子量(Mw)が1×106以上(100万以上)であり、例えば1×106以上8×106以下であり、好ましくは1×106以上5×106以下である。超高分子量ポリエチレンのMwが前記範囲である場合、成形性が良好となる。超高分子量ポリエチレンは1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができ、例えばMwの異なる二種以上の超高分子量ポリエチレン同士を混合して用いてもよい。 The polyolefin resin can also include ultra-high molecular weight polyethylene. Here, ultra-high molecular weight polyethylene means polyethylene having a weight average molecular weight of 1 million or more. The ultra-high molecular weight polyethylene used as a raw material has a weight average molecular weight (Mw) of 1 x 10 6 or more (1 million or more), for example 1 x 10 6 or more and 8 x 10 6 or less, preferably 1 x 10 6 It is not less than 5×10 6 or less. When the Mw of ultra-high molecular weight polyethylene is within the above range, moldability will be good. One type of ultra-high molecular weight polyethylene can be used alone or two or more types can be used in combination. For example, two or more types of ultra-high molecular weight polyethylenes having different Mw may be mixed and used.
超高分子量ポリエチレンは、例えば、ポリオレフィン樹脂全体100質量%に対して、例えば0質量%以上70質量%以下含むことができ、好ましくは10質量%以上60質量%以下である。超高分子量ポリエチレンの含有量が10質量%以上60質量%以下である場合、得られるポリオレフィン微多孔膜の押出し混練性等の生産性に優れる傾向がある。また、超高分子量ポリエチレンを含有した場合、ポリオレフィン微多孔膜を薄膜化した際にも高い機械的強度を得ることができる。 The ultra-high molecular weight polyethylene can be contained, for example, in an amount of 0% by mass or more and 70% by mass or less, preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, based on 100% by mass of the entire polyolefin resin. When the content of ultra-high molecular weight polyethylene is 10% by mass or more and 60% by mass or less, the resulting microporous polyolefin membrane tends to have excellent productivity such as extrusion kneading performance. Furthermore, when ultra-high molecular weight polyethylene is contained, high mechanical strength can be obtained even when the polyolefin microporous membrane is made thin.
ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンと他のα-オレフィン及び/又はジオレフィンとの共重合体(プロピレン共重合体)、或いはこれらの混合物のいずれでも良いが、機械的強度及び貫通孔径の微小化等の観点から、プロピレンの単独重合体を用いることが好ましい。ポリプロピレンのMwとしては、1×105以上~1×107以下であるのが好ましく、1×106以上~5×106以下であるのが特に好ましい。ポリプロピレンの含有量としては、ポリオレフィン樹脂全体100質量%に対し2.5質量%以上とすることが耐熱性向上の点から好ましい。また、ポリオレフィン樹脂全体100質量%に対し20質量%以下とすることが、シャットダウン温度が高くなることを抑える点から好ましい。 The polypropylene may be, for example, a homopolymer of propylene, a copolymer of propylene with other α-olefins and/or diolefins (propylene copolymer), or a mixture thereof, but the mechanical strength and From the viewpoint of miniaturizing the through-hole diameter, it is preferable to use a propylene homopolymer. The Mw of polypropylene is preferably from 1×10 5 to 1×10 7 , particularly preferably from 1×10 6 to 5×10 6 . The content of polypropylene is preferably 2.5% by mass or more based on 100% by mass of the entire polyolefin resin from the viewpoint of improving heat resistance. Further, it is preferable that the content be 20% by mass or less based on 100% by mass of the entire polyolefin resin, from the viewpoint of suppressing an increase in the shutdown temperature.
また、ポリオレフィン樹脂は、必要に応じて、ポリエチレン及びポリプロピレン以外のポリオレフィン及びその他の樹脂成分を含むことができる。その他の樹脂成分としては、例えば、耐熱性樹脂等を用いることができる。また、ポリオレフィン微多孔膜は、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、帯電防止剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤や充填剤、結晶造核剤、結晶化遅延剤等の各種添加剤を含有させてもよい。また、ポリオレフィン樹脂組成物には、前記のポリオレフィン樹脂及び可塑剤に加えて、結晶造核剤を含有してもよい。結晶造核剤としては、特に限定されず、公知の化合物系、微粒子系結晶造核剤等が使用できる。核剤としては、核剤を予めポリオレフィン樹脂に混合、分散したマスターバッチであってもよい。核剤を含有する場合、超高分子量ポリエチレンを含有しなくても、高い機械的強度を得ることができる。 Moreover, the polyolefin resin can contain polyolefins other than polyethylene and polypropylene and other resin components as necessary. As other resin components, for example, heat-resistant resins can be used. In addition, the polyolefin microporous membrane may contain antioxidants, heat stabilizers, antistatic agents, ultraviolet absorbers, antiblocking agents, fillers, crystal nucleating agents, crystallization retarders, etc., to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Various additives such as these may also be included. Further, the polyolefin resin composition may contain a crystal nucleating agent in addition to the polyolefin resin and plasticizer described above. The crystal nucleating agent is not particularly limited, and known compound-based, particulate-based crystal nucleating agents, etc. can be used. The nucleating agent may be a masterbatch in which the nucleating agent is mixed and dispersed in a polyolefin resin in advance. When containing a nucleating agent, high mechanical strength can be obtained even without containing ultra-high molecular weight polyethylene.
なお、ポリオレフィン樹脂組成物は、結晶造核剤を含有しない場合、ポリオレフィン樹脂は、前記の超高分子量ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを含有することが好ましい。また、ポリオレフィン微多孔膜は、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン及び結晶造核剤を含んでもよい。これらを含むことにより、突刺強度をより向上させることができる。
b)供給された前記ポリオレフィン樹脂を加熱する。
本工程では、供給されたポリオレフィンが押出機内部で加熱される。
具体的な加熱温度は、使用するポリオレフィンの種類によって異なるが、例えば、ポリエチレンの場合は140~250℃、特に150~200℃であるのが好ましく、ポリプロピレンの場合は160~250℃、特に180~200℃であることが好ましい。
c)加熱されたポリオレフィン樹脂に予熱した可塑剤を添加し混合・混練してポリオレフィン組成物を調製する。
In addition, when the polyolefin resin composition does not contain a crystal nucleating agent, it is preferable that the polyolefin resin contains the above-mentioned ultra-high molecular weight polyethylene and high-density polyethylene. The microporous polyolefin membrane may also include high-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, and a crystal nucleating agent. By including these, the puncture strength can be further improved.
b) heating the supplied polyolefin resin;
In this step, the supplied polyolefin is heated inside the extruder.
The specific heating temperature varies depending on the type of polyolefin used, but for example, in the case of polyethylene, it is preferably 140 to 250 °C, especially 150 to 200 °C, and in the case of polypropylene, it is preferably 160 to 250 °C, especially 180 to 250 °C. Preferably, the temperature is 200°C.
c) A preheated plasticizer is added to the heated polyolefin resin and mixed and kneaded to prepare a polyolefin composition.
可塑剤としては、前記ポリオレフィン樹脂に対して良溶媒であれば制限されないが、例えばノナン、デカン、デカリン、p-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又は環式の炭化水素、或いは沸点がこれらに対応する鉱油留分等を用いることができる。 The plasticizer is not limited as long as it is a good solvent for the polyolefin resin, and examples thereof include aliphatic or cyclic hydrocarbons such as nonane, decane, decalin, p-xylene, undecane, dodecane, and liquid paraffin, or boiling point Mineral oil fractions and the like corresponding to these can be used.
前述した可塑剤としては、25℃における粘度が0.03~0.5Pa・s、特に0.05~0.2Pa・sであるのが好ましい。25℃における粘度が0.03Pa・s未満では、不均一吐出を生じ、混練が困難であり、一方0.5Pa・sを超えると、後工程での脱可塑剤が容易でなくなる。可塑剤の中では、ポリオレフィンとの相溶性の点から、流動パラフィン、デカリン、パラキシレンが好ましく、高温時の耐揮発性の観点より特に流動パラフィンが好ましい。 The above-mentioned plasticizer preferably has a viscosity of 0.03 to 0.5 Pa·s, particularly 0.05 to 0.2 Pa·s at 25°C. If the viscosity at 25° C. is less than 0.03 Pa·s, non-uniform discharge will occur and kneading will be difficult, while if it exceeds 0.5 Pa·s, deplasticizing in the subsequent process will not be easy. Among the plasticizers, liquid paraffin, decalin, and paraxylene are preferred from the viewpoint of compatibility with polyolefins, and liquid paraffin is particularly preferred from the viewpoint of volatility resistance at high temperatures.
ポリオレフィン樹脂に対する可塑剤の添加は、樹脂組成物の混練を均一に行いフィルム外観を良好にするため、及び押出機からポリオレフィン組成物を安定的に吐出するために、可塑剤の最初の投入は、ポリオレフィン樹脂が加熱され溶融する前までに行うことが好ましく、2回目以降の可塑剤の投入は、最初に投入された可塑剤とポリオレフィン樹脂とが均一に混じりあい、かつ溶融された状態(この状態を第1溶融混和状態という)となって以降に行うことが好ましく、特に2段階で行うことが好ましい。
以下、2段階で混練する場合について説明する。
The plasticizer is added to the polyolefin resin in order to uniformly knead the resin composition and improve the appearance of the film, and to stably discharge the polyolefin composition from the extruder. It is preferable to add the plasticizer before the polyolefin resin is heated and melted, and the second and subsequent additions of the plasticizer should be carried out in a state where the first added plasticizer and the polyolefin resin are uniformly mixed and melted (in this state). It is preferable to carry out the process after reaching the first melt-mixing state (referred to as the first melt-mixing state), and it is particularly preferable to carry out the process in two stages.
The case of kneading in two stages will be described below.
なお、1段階目(c-1工程)での可塑剤添加後の混練を、「第1混練」ともいい、2段階目(c-2工程)での可塑剤添加後の混練を、「第2混練」ともいう。 The kneading after adding the plasticizer in the first stage (c-1 step) is also called "first kneading", and the kneading after adding the plasticizer in the second step (c-2 step) is also called "first kneading". 2 kneading.
1段階目の可塑剤添加のタイミングとしては、ポリオレフィン樹脂が加熱され溶融する前までに行うことが好ましい。樹脂が溶融した後に可塑剤を添加した場合、樹脂と可塑剤を均一に分散させることが困難となるため分散ムラ、粒状欠点を誘発することになる。樹脂が溶融する前である否かの確認は、押出機中に設置される温度計にて、搬送原料の温度を計測し行う。搬送原料の温度と原料の融点を比較し、原料の温度が融点以下であれば樹脂が溶解する前と判断できる。通常、原料がポリエチレンであれば120~140℃の融点を持ち、ポリプロピレンであれば140~170℃の融点を持つので、融点以下の温度ときに1段階目の可塑剤の添加を行えばよい。
また膨潤を均一に行うために、1段階目に添加する可塑剤の温度は、ポリオレフィン樹脂と可塑剤を混合した際の樹脂組成物の膨潤温度に対して、膨潤温度-40℃~膨潤温度-5℃の範囲とすることが好ましい。添加する可塑剤温度が高すぎると、膨潤するまでに可塑剤とポリオレフィン樹脂が均一に分散する時間がなくなり粒状欠点が発生する。一方で可塑剤温度が低すぎると、膨潤時間が長くなり膨潤温度の低いポリオレフィン樹脂のみが優先的に膨潤してしまい、粒状欠点発生の原因となる。可塑剤温度が低い場合は粒状以外にも、ポリオレフィン樹脂が膨潤することができなくなり、押出機内部でのグリップ力の低下により吐出変動が生じるという問題がある。従って、1段階目に添加する可塑剤の温度は、例えば70℃以上130℃以下と設定することができる。
The timing of adding the plasticizer in the first step is preferably before the polyolefin resin is heated and melted. If a plasticizer is added after the resin has been melted, it will be difficult to uniformly disperse the resin and plasticizer, leading to uneven dispersion and granular defects. Whether or not the resin has yet to melt is confirmed by measuring the temperature of the raw material to be transported using a thermometer installed in the extruder. The temperature of the raw material to be transported is compared with the melting point of the raw material, and if the temperature of the raw material is below the melting point, it can be determined that the resin has not yet melted. Usually, if the raw material is polyethylene, it has a melting point of 120 to 140°C, and if polypropylene is used, it has a melting point of 140 to 170°C, so the first step of addition of the plasticizer can be carried out at a temperature below the melting point.
In addition, in order to achieve uniform swelling, the temperature of the plasticizer added in the first step should be between -40°C and -40°C, relative to the swelling temperature of the resin composition when the polyolefin resin and plasticizer are mixed. The temperature is preferably within the range of 5°C. If the temperature of the added plasticizer is too high, there will be no time for the plasticizer and polyolefin resin to uniformly disperse before swelling, resulting in granular defects. On the other hand, if the plasticizer temperature is too low, the swelling time becomes long and only the polyolefin resin with a low swelling temperature swells preferentially, causing granular defects. When the plasticizer temperature is low, there is a problem in addition to the granularity that the polyolefin resin cannot swell, resulting in fluctuations in discharge due to a decrease in gripping force inside the extruder. Therefore, the temperature of the plasticizer added in the first stage can be set, for example, to 70°C or more and 130°C or less.
1段階目に添加する可塑剤の添加量は、投入する全ポリオレフィン樹脂量に対して2.0~3.0倍であることが必要である。可塑剤添加量が少ないと、膨潤温度の高いポリオレフィン樹脂が可塑剤を均一に吸収できず粒状欠点をとなる。一方で、可塑剤添加量が多いと膨潤ゾーンで可塑剤をポリオレフィン樹脂が吸収しきれなく、可塑剤過多になることでグリップ力の低下により吐出変動を引き起こす。
2段階目での可塑剤の添加のタイミングは、第1溶融混和状態の後、すなわち第1混練が完了し、最初に投入された可塑剤とポリオレフィン樹脂とが均一に混じりあい、かつ溶融された状態以降が好ましい。第1溶融混和状態の確認は、搬送される樹脂組成物の目視確認にて行う。均一に混じりあい、かつ溶融された場合、無色透明液状の様相となるが均一でない場合、樹脂の溶け残り、ダマ等が発生し、無職透明化しない場合がある。
The amount of plasticizer added in the first step needs to be 2.0 to 3.0 times the total amount of polyolefin resin added. If the amount of plasticizer added is small, the polyolefin resin, which has a high swelling temperature, will not be able to absorb the plasticizer uniformly, resulting in granular defects. On the other hand, if the amount of plasticizer added is large, the polyolefin resin will not be able to absorb the plasticizer completely in the swelling zone, and the excessive amount of plasticizer will cause discharge fluctuations due to a decrease in grip strength.
The timing of adding the plasticizer in the second stage is after the first melt-mixing state, that is, after the first kneading is completed and the initially added plasticizer and polyolefin resin are uniformly mixed and melted. Conditions after this are preferable. The first melt-mixed state is confirmed by visually checking the resin composition being transported. When uniformly mixed and melted, it becomes a colorless and transparent liquid; however, when it is not uniform, undissolved resin, lumps, etc. may occur, and the resin may not become transparent.
2段階目で添加する可塑剤の温度は、フィルム外観を良好にするために、及びポリオレフィン組成物を均一に混練するため、好ましくは30~100℃、より好ましくは40~90℃、さらに好ましくは50~70℃の範囲で制御する。 The temperature of the plasticizer added in the second step is preferably 30 to 100°C, more preferably 40 to 90°C, and even more preferably Control in the range of 50 to 70°C.
複数段階での可塑剤の添加における添加の比率としては、フィルム外観制御の観点から、最後の段階で押出機に添加する可塑剤の添加量を、押出機に投入する可塑剤の全量に対して5質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは5~40質量%、さらに好ましくは10~40質量%、さらに好ましくは10~30質量%である。 Regarding the addition ratio when adding plasticizer in multiple stages, from the viewpoint of controlling the appearance of the film, the amount of plasticizer added to the extruder in the last step is relative to the total amount of plasticizer fed into the extruder. It is preferably 5% by mass or more, more preferably 5 to 40% by mass, even more preferably 10 to 40% by mass, and even more preferably 10 to 30% by mass.
ポリオレフィン樹脂と可塑剤(総量)との配合割合は、ポリオレフィン樹脂と可塑剤との合計を100質量%として、ポリオレフィン樹脂が10~33質量%、好ましくは15~30質量%である。ポリオレフィン樹脂が10質量%未満、すなわち可塑剤が90質量%を超える場合、シート状に成形する際に、口金出口で、スウェルやネックインが大きくシートの成形が困難となる。一方、ポリオレフィン樹脂が33質量%を超える、すなわち可塑剤が67量%未満の場合、均一な溶液の調製が困難となる。
d)混練後のポリオレフィン樹脂組成物を押出機から口金を介してシート状に押出す。
混合・混練された前記ポリオレフィン樹脂組成物を、押出機から口金を介して押出す。口金より吐出されるポリオレフィン樹脂組成物の押し出し速度は、通常1~10m/分である。
The blending ratio of the polyolefin resin and plasticizer (total amount) is 10 to 33 mass%, preferably 15 to 30 mass% of the polyolefin resin, with the total of the polyolefin resin and plasticizer being 100 mass%. If the polyolefin resin is less than 10% by mass, that is, if the plasticizer is more than 90% by mass, when molded into a sheet, swell or neck-in will be large at the outlet of the die, making it difficult to mold the sheet. On the other hand, if the polyolefin resin exceeds 33% by mass, that is, if the plasticizer content is less than 67% by mass, it becomes difficult to prepare a uniform solution.
d) The polyolefin resin composition after kneading is extruded into a sheet form from an extruder through a die.
The mixed and kneaded polyolefin resin composition is extruded from an extruder through a die. The extrusion speed of the polyolefin resin composition discharged from the die is usually 1 to 10 m/min.
口金としては、通常長方形の口金形状をしたシート口金が用いられる。シート口金を用いた場合の口金ギャップは通常0.1~5mmであり、押出し成形時には140~250℃に加熱される。
e)口金(口金)よりシート状に押出されたポリオレフィン樹脂組成物を、冷却することにより、ゲル状シートを形成する。
As the cap, a sheet cap usually having a rectangular cap shape is used. When a sheet die is used, the die gap is usually 0.1 to 5 mm, and the extrusion is heated to 140 to 250°C.
e) A gel-like sheet is formed by cooling the polyolefin resin composition extruded into a sheet from a die (die).
ゲル状シートの形成方法として、例えば日本国特許第2132327号公報及び日本国特許第3347835号公報に開示の方法を利用することができる。冷却は少なくともゲル化温度までは50℃/分以上の速度で行うのが好ましい。冷却は25℃以下まで行うのが好ましい。冷却により、可塑剤によって分離されたポリオレフィンのミクロ相を固定化することができる。冷却速度が前記範囲内であると結晶化度が適度な範囲に保たれ、延伸に適したゲル状シートとなる。冷却方法としては冷風、冷却水等の冷媒に接触させる方法、キャストロールに接触させる方法等を用いることができるが、冷媒で冷却したロールに接触させて冷却させることが好ましい。 As a method for forming a gel-like sheet, for example, methods disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. Cooling is preferably carried out at a rate of 50° C./min or more until at least the gelling temperature. Preferably, cooling is performed to 25°C or lower. Cooling makes it possible to immobilize the polyolefin microphase separated by the plasticizer. When the cooling rate is within the above range, the degree of crystallinity is maintained within an appropriate range, resulting in a gel-like sheet suitable for stretching. As a cooling method, a method of contacting with a refrigerant such as cold air or cooling water, a method of contacting with a cast roll, etc. can be used, but it is preferable to bring the material into contact with a roll cooled with a refrigerant.
f)ゲル状シートを延伸する。ゲル状シートの延伸は、湿式延伸ともいう。湿式延伸は、少なくとも一軸方向に行う。ゲル状シートは可塑剤を含むので、均一に延伸できる。ゲル状シートは、加熱後、テンター法、ロール法、インフレーション法、又はこれらの組合せにより所定の倍率で延伸するのが好ましい。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよいが、二軸延伸が好ましい。二軸延伸の場合、同時二軸延伸、逐次延伸及び多段延伸(例えば同時二軸延伸及び逐次延伸の組合せ)のいずれでもよい。 f) Stretching the gel-like sheet. Stretching of a gel-like sheet is also called wet stretching. Wet stretching is performed in at least one direction. Since the gel-like sheet contains a plasticizer, it can be stretched uniformly. After heating, the gel-like sheet is preferably stretched at a predetermined magnification by a tenter method, a roll method, an inflation method, or a combination thereof. The stretching may be uniaxial or biaxial, but biaxial stretching is preferred. In the case of biaxial stretching, any of simultaneous biaxial stretching, sequential stretching, and multistage stretching (for example, a combination of simultaneous biaxial stretching and sequential stretching) may be used.
湿式延伸における、最終的な面積延伸倍率(面倍率)は、例えば、一軸延伸の場合、3倍以上が好ましく、4倍以上30倍以下がより好ましい。また、二軸延伸の場合、9倍以上が好ましく、16倍以上がより好ましく、25倍以上がさらに好ましい。湿式延伸における最終的な面積延伸倍率の上限は100倍以下が好ましく、64倍以下がより好ましい。また、湿式延伸における最終的な延伸倍率はMD方向(機械方向)及びTD方向(幅方向)のいずれでも3倍以上が好ましく、MD方向とTD方向とで互いに同じでも異なってもよい。延伸倍率を5倍以上とすると、突刺強度の向上が期待できる。なお、本ステップにおける延伸倍率とは、本ステップ直前のゲル状シートを基準として、次ステップに供される直前のゲル状シートの延伸倍率のことをいう。また、TD方向は、微多孔膜を平面でみたときにMD方向に直交(交差)する方向である。 The final areal stretching ratio (area ratio) in wet stretching is preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more and 30 times or less, in the case of uniaxial stretching, for example. Moreover, in the case of biaxial stretching, 9 times or more is preferable, 16 times or more is more preferable, and even more preferably 25 times or more. The upper limit of the final area stretching ratio in wet stretching is preferably 100 times or less, more preferably 64 times or less. Further, the final stretching ratio in wet stretching is preferably 3 times or more in both the MD direction (machine direction) and the TD direction (width direction), and may be the same or different in the MD direction and the TD direction. When the stretching ratio is 5 times or more, an improvement in puncture strength can be expected. Note that the stretching ratio in this step refers to the stretching ratio of the gel-like sheet immediately before being subjected to the next step, with reference to the gel-like sheet immediately before this step. Further, the TD direction is a direction perpendicular to (crosses) the MD direction when the microporous membrane is viewed in a plane.
延伸温度は、ポリオレフィン樹脂の結晶分散温度(Tcd)~(Tcd)+30℃の範囲内にすることが好ましく、結晶分散温度(Tcd)+5℃~結晶分散温度(Tcd)+28℃の範囲内にすることがより好ましく、(Tcd)+10℃~(Tcd)+26℃の範囲内にすることが特に好ましい。延伸温度が前記範囲内であるとポリオレフィン樹脂延伸による破膜が抑制され、高倍率の延伸ができる。ここで結晶分散温度(Tcd)とは、ASTM D4065に基づいて動的粘弾性の温度特性測定により求められる値をいう。前記の超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン以外のポリエチレン及びポリエチレン組成物は、約90~100℃の結晶分散温度を有する。従って、ポリエチレンを原料として用いた場合の延伸温度は、例えば、90℃以上130℃以下とすることができる。 The stretching temperature is preferably within the range of crystal dispersion temperature (Tcd) of the polyolefin resin to (Tcd) + 30 °C, and within the range of crystal dispersion temperature (Tcd) + 5 °C to crystal dispersion temperature (Tcd) + 28 °C. It is more preferable that the temperature be within the range of (Tcd)+10°C to (Tcd)+26°C. When the stretching temperature is within the above range, membrane rupture due to stretching of the polyolefin resin is suppressed, and stretching at a high magnification is possible. Here, the crystal dispersion temperature (Tcd) refers to a value determined by measuring the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity based on ASTM D4065. The ultra-high molecular weight polyethylene, polyethylenes other than ultra-high molecular weight polyethylene, and polyethylene compositions have a crystal dispersion temperature of about 90-100°C. Therefore, when polyethylene is used as a raw material, the stretching temperature can be, for example, 90°C or more and 130°C or less.
以上のような延伸によりポリエチレンラメラ間に開裂が起こり、ポリエチレン相が微細化し、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が、適切な条件で延伸を行うと、貫通孔径を制御し、さらに薄い膜厚でも高い空孔率を有する事が可能となる。このため、より安全で高性能な電池用セパレータに好適である。 By the stretching described above, cleavage occurs between the polyethylene lamellae, the polyethylene 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 enlarges the pores, but if stretching is performed under appropriate conditions, it is possible to control the through-hole diameter and have a high porosity even with a thin film thickness. Therefore, it is suitable for safer and higher performance battery separators.
g)前記延伸後のゲル状シートから可塑剤を除去して微多孔膜(フィルム)とする。可塑剤の除去は、洗浄溶媒を用いた洗浄により行う。ポリオレフィン相は可塑剤と相分離しているので、可塑剤を除去すると、微細な三次元網目構造を形成するフィブリルからなり、三次元的に不規則に連通する孔(空隙)を有する多孔質の膜が得られる。洗浄溶媒及びこれを用いた可塑剤(成膜用溶剤)の除去方法は公知であるので説明を省略する。例えば特公平6-104736号公報や特開2002-256099号公報に開示の方法を利用することができる。 g) Remove the plasticizer from the stretched gel-like sheet to obtain a microporous membrane (film). The plasticizer is removed by washing with a washing solvent. The polyolefin phase is phase-separated from the plasticizer, so when the plasticizer is removed, a porous structure consisting of fibrils forming a fine three-dimensional network structure and having three-dimensionally irregularly communicating pores (voids) is created. A membrane is obtained. Since the cleaning solvent and the method for removing the plasticizer (film-forming solvent) using the same are well known, the explanation thereof will be omitted. For example, methods disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-104736 and Japanese Patent Application Laid-open No. 2002-256099 can be used.
h)可塑剤を除去した微多孔膜を、加熱乾燥法又は風乾法により乾燥する。乾燥温度はポリオレフィン樹脂の結晶分散温度(Tcd)以下であるのが好ましく、特に(Tcd)より5℃以上低いのが好ましい。乾燥は、微多孔膜フィルムを100質量%(乾燥重量)として、残存洗浄溶媒が5質量%以下になるまで行うのが好ましく、3質量%以下になるまで行うのがより好ましい。残存洗浄溶媒が前記範囲内であると、後段の微多孔膜フィルムの延伸工程及び熱処理工程を行ったときにポリオレフィン微多孔膜の空孔率が維持され、透過性の悪化が抑制される。 h) The microporous membrane from which the plasticizer has been removed is dried by a heat drying method or an air drying method. The drying temperature is preferably below the crystal dispersion temperature (Tcd) of the polyolefin resin, particularly preferably 5° C. or more lower than (Tcd). Drying is preferably carried out until the residual cleaning solvent becomes 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, based on 100% by mass (dry weight) of the microporous membrane film. When the residual cleaning solvent is within the above range, the porosity of the microporous polyolefin membrane is maintained during the subsequent stretching and heat treatment steps of the microporous membrane film, and deterioration of permeability is suppressed.
また乾燥後のフィルムを面倍率(面積延伸倍率)延伸してもよい。乾燥後のフィルムの延伸は、乾式延伸ともいう。乾燥後の微多孔膜フィルムを、少なくとも一軸方向に乾式延伸する。微多孔膜フィルムの乾式延伸は、加熱しながら前記と同様にテンター法等により行うことができる。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよい。二軸延伸の場合、同時二軸延伸及び逐次延伸のいずれでもよいが、逐次延伸が好ましい。逐次延伸の場合、MD方向に延伸した後、連続して、TD方向に延伸することが好ましい。 Further, the film after drying may be stretched by an areal stretching ratio (area stretching ratio). Stretching of the film after drying is also referred to as dry stretching. The dried microporous membrane film is dry stretched in at least one direction. Dry stretching of the microporous membrane film can be carried out by the tenter method or the like in the same manner as described above while heating. The stretching may be uniaxial or biaxial. In the case of biaxial stretching, either simultaneous biaxial stretching or sequential stretching may be used, but sequential stretching is preferable. In the case of sequential stretching, it is preferable to stretch in the MD direction and then continuously stretch in the TD direction.
また、乾燥後のフィルム又は乾式延伸後のポリオレフィン微多孔膜は、熱処理が行われてもよい。熱処理によって結晶が安定化し、ラメラが均一化される。熱処理方法としては、熱固定処理及び熱緩和処理の少なくとも一方を用いることができる。熱固定処理とは、膜のTD方向の寸法が変わらないように膜のTD方向両端部を保持しながら加熱する熱処理である。熱固定処理は、テンター方式又はロール方式により行うのが好ましい。熱緩和処理とは、膜を加熱中にMD方向やTD方向に熱収縮させる熱処理である。例えば、熱緩和処理方法としては特開2002-256099号公報に開示の方法があげられる。熱処理温度はポリオレフィン樹脂の(Tcd)~(Tm:融点)の範囲内が好ましい。 Further, the film after drying or the polyolefin microporous membrane after dry stretching may be subjected to heat treatment. Heat treatment stabilizes the crystals and homogenizes the lamellae. As the heat treatment method, at least one of heat setting treatment and heat relaxation treatment can be used. The heat fixing treatment is a heat treatment in which both ends of the film in the TD direction are heated while being held so that the dimensions of the film in the TD direction do not change. The heat setting treatment is preferably carried out by a tenter method or a roll method. Thermal relaxation treatment is a heat treatment in which the film is thermally contracted in the MD direction or the TD direction while being heated. For example, as a thermal relaxation treatment method, there is a method disclosed in JP-A No. 2002-256099. The heat treatment temperature is preferably within the range of (Tcd) to (Tm: melting point) of the polyolefin resin.
また、熱処理後のポリオレフィン微多孔膜に対して、さらに、架橋処理及び親水化処理を行うこともできる。例えば、微多孔膜に対して、α線、β線、γ線、電子線等の電離放射線を照射することにより架橋処理を行う。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。架橋処理により微多孔膜のメルトダウン温度が上昇する。また、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は、単層であってもよいが、ポリオレフィン微多孔膜からなる層を1層以上積層してもよい。ポリオレフィン微多孔膜が二層以上のポリオレフィン微多孔膜からなる層を有する場合(以下、多層ポリオレフィン微多孔膜ともいう)、各層を構成するポリオレフィン樹脂の組成は、同一組成でもよく、異なる組成でもよい。
Further, the polyolefin microporous membrane after heat treatment can be further subjected to crosslinking treatment and hydrophilic treatment. For example, crosslinking treatment is performed by irradiating the microporous membrane with ionizing radiation such as α rays, β rays, γ rays, and electron beams. In the case of electron beam irradiation, an electron beam dose of 0.1 to 100 Mrad is preferred, and an accelerating voltage of 100 to 300 kV is preferred. The crosslinking treatment increases the meltdown temperature of the microporous membrane. Further, the hydrophilic treatment can be performed by monomer grafting, surfactant treatment, corona discharge, etc. Monomer grafting is preferably carried out after crosslinking treatment.
The microporous polyolefin membrane may be a single layer, but it may also be a laminate of one or more layers of microporous polyolefin membranes. When the polyolefin microporous membrane has two or more layers of polyolefin microporous membranes (hereinafter also referred to as multilayer polyolefin microporous membrane), the compositions of the polyolefin resins constituting each layer may be the same composition or different compositions. .
本発明のポリオレフィン微多孔膜にポリオレフィン樹脂以外の他の多孔質層やコーティング層を設けてもよい。
以下、本発明を実施例等によりさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
測定方法および評価方法は次の通りである。
The polyolefin microporous membrane of the present invention may be provided with a porous layer or coating layer other than the polyolefin resin.
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
The measurement method and evaluation method are as follows.
・ 溶融樹脂の外観
原料のポリオレフィン樹脂と可塑剤を押出機へ投入し、混合、混練して得られたポリオレフィン樹脂組成物を押出機より押出し、サンプルとして採取した。溶融状態にあるサンプルを10cm幅のクリップで1mm厚程度挟み込み、1m引き伸ばしフィルム状の外観観察用サンプルを作成し、目視観察にて粒状欠点を評価した。10cm×1mのサンプル中に見られる0.5~1mm角からなる粒状欠点の数を数え、欠点の数が3個以内の物を◎(優)、3個を超え5個以内のものを〇(良)、5個を超え10個以内のものを△(可)、10個を超えたものを×(不可)と評価した。図2に溶融樹脂の外観の一例の写真を示す。図2(a)の溶融樹脂の外観は粒状欠点がほぼ無いため、評価は◎であり、図2(b)の溶融樹脂の外観は粒状欠点が多数存在しているため評価は×である。
- Appearance of molten resin The raw polyolefin resin and plasticizer were put into an extruder, mixed and kneaded, and the resulting polyolefin resin composition was extruded from the extruder and collected as a sample. The sample in a molten state was held between 10 cm wide clips with a thickness of about 1 mm to create a 1 m stretched film-like sample for appearance observation, and granular defects were evaluated by visual observation. Count the number of granular defects consisting of 0.5 to 1 mm squares found in a 10 cm x 1 m sample, ◎ (excellent) if the number of defects is 3 or less, 〇 if there are more than 3 and 5 or less defects. (Good), those with more than 5 but less than 10 were evaluated as Δ (Acceptable), and those with more than 10 were evaluated as × (Poor). FIG. 2 shows a photograph of an example of the appearance of the molten resin. The appearance of the molten resin in FIG. 2(a) has almost no granular defects, so the evaluation is ◎, and the appearance of the molten resin in FIG. 2(b) has many granular defects, so the evaluation is ×.
・ フィルム外観
作製された微多孔膜を95mm×95mmに切り出し、照明付き拡大鏡ルーペ(PEAK社製、ILLUMINATING LUPE)の上に皺なく広げ、透過光で微多孔膜を目視にて観察した。長径0.3cm以上の透明な斑点を数え、斑点の数が3個以内の物を◎(優)、3個を超え5以内のものを○(良)、5個を超え10個以内のものを△(可)、10個を超えたものを×(不可)と評価した。
- Film Appearance The prepared microporous film was cut into a size of 95 mm x 95 mm, spread without wrinkles on an illuminated magnifying glass loupe (manufactured by PEAK, ILLUMINATION LUPE), and the microporous film was visually observed using transmitted light. Count the transparent spots with a major diameter of 0.3 cm or more, ◎ (excellent) if the number of spots is 3 or less, ○ (good) if there are more than 3 and less than 5, and ○ (good) if there are more than 5 and less than 10. Those with more than 10 items were evaluated as × (unacceptable).
・ 吐出変動量(%)
原料のポリオレフィン樹脂と可塑剤を押出機へ投入し、混合、混練したポリオレフィン樹脂組成物を押出機より押出し、1分毎に押出されるポリオレフィン樹脂組成物の重量を計量し、10回測定した後に、1分当りの押出量の平均値、標準偏差を算出した。押出量の標準偏差を平均値で除した割合を押出変動量として算出、評価した。押出変動量が1%以下のものを◎(優)、1~2%のものを○(良)、2~5%のものを△(可)、5%以上のものを×(不可)とした。
・Discharge fluctuation amount (%)
The raw material polyolefin resin and plasticizer were put into an extruder, the mixed and kneaded polyolefin resin composition was extruded from the extruder, and the weight of the extruded polyolefin resin composition was weighed every minute, and the weight was measured 10 times. , the average value and standard deviation of the amount of extrusion per minute were calculated. The ratio of the standard deviation of the extrusion amount divided by the average value was calculated and evaluated as the amount of extrusion variation. ◎ (excellent) for extrusion variation of 1% or less, ○ (good) for 1 to 2%, △ (acceptable) for 2 to 5%, and × (unacceptable) for 5% or more. did.
・ 膨潤温度(℃)
各実施例及び比較例中のポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度は以下の実験装置、方法を用いて評価を行った。
測定装置:東洋精機製ラボプラストミル(型式:3S150)
スクリュー形状:バンバリ型
測定温度範囲:100℃~170℃
スクリュー回転数:50rpm
評価方法:ポリオレフィン樹脂及び可塑剤を混合して得られる混合物70gをサンプルとした。ポリオレフィンと可塑剤の混合物を測定装置に投入し混練を行った。100℃から昇温速度5℃/分で昇温しながら混練を継続し、加熱によるポリオレフィン樹脂組成物の膨潤反応に伴うトルクの上昇が、1N・mの増加となる最初の樹脂温度を膨潤温度とした。トルクの測定は、ラボプラストミル上に検出される混練トルク値を用いた。図1に実施例1のポリオレフィン樹脂組成物の混練試験結果を示す。サンプル投入後、樹脂温度100℃の段階ではトルク値が0N・mを示したが、昇温後119℃近傍より膨潤反応に伴うトルク値の上昇が確認されていることが分かる。その後、130℃近傍より溶融に由来する大幅なトルク値の上昇が確認されるが、膨潤温度は、最初に確認されるトルク上昇時点で1N・mを示した温度を膨潤温度である119℃となる。なお、可塑剤を2段階以上で添加する場合、可塑剤総量をポリオレフィン樹脂と混合して得られる樹脂組成物の膨潤温度を測定した。
〔実施例1〕
表1に示す組成、条件となるように、超高分子量ポリエチレンとしてMwが2.0×106のポリエチレン、高密度ポリエチレンとしてMwが4.0×105のポリエチレン(密度:0.940g/m3)、可塑剤として流動パラフィン(25℃における粘度が0.05Pa・s)、酸化防止剤としてテトラキス[メチレン-3-(3,5-ジターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート]メタン(ポリオレフィン樹脂100質量部当たり0.3質量部)を使用した。図3に示される二軸押出機4の原料投入口3にポリオレフィン樹脂および酸化防止剤を投入し、混合、溶融混練した。二軸押出機4へ供給する流動パラフィンは2回に分け、個別に加熱した状態で供給し、図3に示す2つの位置にて投入した。可塑剤供給口(1段階目)1での供給量を押出機へ供給する全流動パラフィンの80質量部、可塑剤供給口(2段階目)2での供給量を押出機へ供給する全流動パラフィンの20質量部となるように供給した。1段階目に添加する可塑剤の温度は100℃、2段目に供給する可塑剤の温度は70℃に調整して添加した。可塑剤供給口(1段目)1は、押出機へ投入された樹脂が加熱され溶融する前のタイミングで添加できる位置、すなわち原料投入口3の直後に設け、可塑剤供給口(2段目)2は、第1混練が完了し、ポリオレフィン樹脂と可塑剤が均一に混じりあいかつ溶融したタイミングで添加できる位置に設けた。1段階目で添加したときの原料の温度は90℃であった。調製したポリオレフィン樹脂組成物を二軸押出機からT形状の口金に供給、シート状に押出した。押出した溶融樹脂の外観評価を行ったところ、粒状欠点の発生は無く優れた外観(溶融樹脂の外観評価:◎)を示した。図2(a)に実施例1にて得られたポリオレフィン樹脂組成物のクリップ延伸写真を示す。その後、押出し成形体を、冷却ロールで引き取りながら冷却し、ゲル状シートを成形した。形成したゲル状シートを、表1に記載の延伸条件にてテンター延伸機により同時二軸延伸(湿式延伸)した。延伸したゲル状シートは20cm×20cmのアルミニウム枠板に固定し、25℃に温調した塩化メチレン浴中に浸漬し、100rpmで3分間揺動しながら流動パラフィンを除去し、室温で風乾し、乾燥膜を得た。次に、この膜を126℃で熱緩和処理を行い、ポリオレフィン微多孔膜を作成した。得られたポリオレフィン微多孔質膜の評価結果を表1に併せて記載した。なお、表1中、溶融混練物(樹脂組成物)中の樹脂濃度(wt%)とは、ポリオレフィン樹脂と可塑剤の合計に対するポリオレフィン樹脂の質量%を示す。ポリオレフィン樹脂に対する1段階目に添加する可塑剤の比率(質量比)とは、二軸押出機へ投入する全ポリオレフィン樹脂量に対する、1段階目に供給する可塑剤量の比率を示す(1段階目に添加する可塑剤の質量/全ポリオレフィン樹脂の質量)。延伸倍率は、湿式延伸前のゲル状シートを基準として、延伸後(熱固定処理前)のポリオレフィン微多孔膜の面積延伸倍率を示す。
〔実施例2〕
Mwが2.0×106の超高分子量ポリエチレン、Mwが4.0×105の高密度ポリエチレンの混合割合を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔実施例3〕
Mwが2.0×106の超高分子量ポリエチレン、Mwが4.0×105の高密度ポリエチレン、流動パラフィンの混合割合と押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの供給比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔実施例4〕
ポリオレフィン樹脂と流動パラフィンとの混合割合と押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの供給比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔実施例5〕
Mwが2.0×106のポリプロピレンとMwが4.0×105の高密度ポリエチレン、流動パラフィンの混合割合と押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの供給比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔実施例6〕
押出機へ投入する流動パラフィンの2段階目の加熱温度を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔比較例1〕
押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの1段階目の加熱温度を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。図2(b)に比較例1条件の溶融樹脂の外観写真を示す。比較例1では粒状欠点が多数存在した外観(溶融樹脂の外観評価:×)を示した。評価結果を表1に示す。
〔比較例2〕
押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの1段階目の加熱温度を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔比較例3〕
押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの供給比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔比較例4〕
Mwが2.0×106の超高分子量ポリエチレン、Mwが4.0×105の高密度ポリエチレン、流動パラフィンの混合割合を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔比較例5〕
ポリオレフィン樹脂と流動パラフィンとの混合割合と押出機へ2段階で供給する流動パラフィンの供給比率を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
〔比較例6〕
Mwが2.0×106の超高分子量ポリエチレン、Mwが4.0×105の高密度ポリエチレンの混合割合を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリオレフィン微多孔膜を作成した。評価結果を表1に示す。
・Swelling temperature (℃)
The swelling temperature of the polyolefin resin composition in each Example and Comparative Example was evaluated using the following experimental equipment and method.
Measuring device: Toyo Seiki Laboplasto Mill (Model: 3S150)
Screw shape: Banbury type Measurement temperature range: 100℃~170℃
Screw rotation speed: 50rpm
Evaluation method: 70 g of a mixture obtained by mixing a polyolefin resin and a plasticizer was used as a sample. A mixture of polyolefin and plasticizer was put into a measuring device and kneaded. Kneading is continued while raising the temperature from 100°C at a heating rate of 5°C/min, and the initial resin temperature at which the torque increases due to the swelling reaction of the polyolefin resin composition due to heating increases by 1Nm is defined as the swelling temperature. And so. The torque was measured using the kneading torque value detected on the Labo Plastomill. FIG. 1 shows the results of a kneading test for the polyolefin resin composition of Example 1. After adding the sample, the torque value showed 0 N·m when the resin temperature was 100°C, but it can be seen that an increase in the torque value due to the swelling reaction was confirmed from around 119°C after the temperature was raised. After that, a significant increase in the torque value due to melting is confirmed from around 130℃, but the swelling temperature is 119℃, which is the temperature that showed 1N・m at the time of the first confirmed torque increase. Become. In addition, when the plasticizer was added in two or more stages, the swelling temperature of the resin composition obtained by mixing the total amount of the plasticizer with the polyolefin resin was measured.
[Example 1]
To achieve the composition and conditions shown in Table 1, polyethylene with Mw of 2.0 x 10 6 is used as ultra-high molecular weight polyethylene, and polyethylene with Mw of 4.0 x 10 5 is used as high-density polyethylene (density: 0.940 g/m 3 ), liquid paraffin (viscosity at 25°C: 0.05 Pa·s) as a plasticizer, and tetrakis[methylene-3-(3,5-ditertiarybutyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]methane ( (0.3 parts by mass per 100 parts by mass of polyolefin resin) was used. A polyolefin resin and an antioxidant were charged into the raw
[Example 2]
A fine polyolefin was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of ultra-high molecular weight polyethylene with Mw of 2.0×10 6 and high-density polyethylene with Mw of 4.0×10 5 was changed as shown in Table 1. A porous membrane was created. The evaluation results are shown in Table 1.
[Example 3]
Table 1 shows the mixing ratio of ultra-high molecular weight polyethylene with Mw of 2.0 x 10 6 , high density polyethylene with Mw of 4.0 x 10 5 , liquid paraffin and the supply ratio of liquid paraffin fed to the extruder in two stages. A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except for the changes shown. The evaluation results are shown in Table 1.
[Example 4]
A microporous polyolefin membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of polyolefin resin and liquid paraffin and the supply ratio of liquid paraffin supplied to the extruder in two stages were changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[Example 5]
The mixing ratio of polypropylene with Mw of 2.0 x 10 6 , high density polyethylene with Mw of 4.0 x 10 5, and liquid paraffin and the supply ratio of liquid paraffin fed to the extruder in two stages are shown in Table 1. A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except for the following changes. The evaluation results are shown in Table 1.
[Example 6]
A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the second stage heating temperature of the liquid paraffin fed into the extruder was changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 1]
A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature in the first stage of liquid paraffin supplied to the extruder in two stages was changed as shown in Table 1. FIG. 2(b) shows a photograph of the appearance of the molten resin under Comparative Example 1 conditions. Comparative Example 1 showed an appearance with many granular defects (exterior evaluation of molten resin: ×). The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 2]
A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature in the first stage of liquid paraffin supplied to the extruder in two stages was changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 3]
A microporous polyolefin membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the feed ratio of liquid paraffin fed to the extruder in two stages was changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 4]
The procedure was the same as in Example 1 except that the mixing ratio of ultra-high molecular weight polyethylene with Mw of 2.0 x 10 6 , high density polyethylene with Mw of 4.0 x 10 5 , and liquid paraffin was changed as shown in Table 1. A microporous polyolefin membrane was created. The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 5]
A microporous polyolefin membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of polyolefin resin and liquid paraffin and the supply ratio of liquid paraffin supplied to the extruder in two stages were changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative example 6]
A fine polyolefin was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of ultra-high molecular weight polyethylene with Mw of 2.0×10 6 and high-density polyethylene with Mw of 4.0×10 5 was changed as shown in Table 1. A porous membrane was created. The evaluation results are shown in Table 1.
表1の結果から明らかなように、本実施形態の製造方法は、製造工程におけるポリオレフィン組成物の性状異常を抑制し、押出機での吐出精度が優れるため、ポリオレフィン微多孔膜を歩留まり、品質及び収率が改善された工程にて製造することができる。 As is clear from the results in Table 1, the manufacturing method of the present embodiment suppresses abnormalities in the properties of the polyolefin composition during the manufacturing process and has excellent discharge accuracy in the extruder, resulting in improved yield and quality of the polyolefin microporous membrane. It can be produced in a process with improved yield.
本発明のポリオレフィン微多孔膜の製造方法は、製造工程におけるポリオレフィン樹脂組成物の混練不良による粒状欠点が抑制されているため、ポリオレフィン微多孔膜を、歩留まり、品質及び収率が向上した工程にて製造することができ、二次電池用セパレータ用のポリオレフィン樹脂組成物の製造方法として好適である。 The method for producing a microporous polyolefin membrane of the present invention suppresses grain defects due to poor kneading of the polyolefin resin composition in the production process, so the microporous polyolefin membrane can be produced in a process with improved yield, quality, and yield. It is suitable as a method for producing a polyolefin resin composition for a separator for a secondary battery.
1:可塑剤供給口(1段階目)
2:可塑剤供給口(2段階目)
3:原料投入口
4:二軸押出機
1: Plasticizer supply port (1st stage)
2: Plasticizer supply port (2nd stage)
3: Raw material input port 4: Twin screw extruder
Claims (5)
B)該シート状に吐出されたポリオレフィン樹脂組成物を延伸する工程、および
C)該延伸されたポリオレフィン樹脂組成物から可塑剤の除去を行う工程、
を含むポリオレフィン微多孔膜の製造方法であって、下記a)及びb)を満たすポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
a)前記A)の工程において可塑剤の投入は2回以上に分け、それぞれの投入は別の段階に行われると共に、
i)少なくとも最初の回の可塑剤の投入において、可塑剤の温度をポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-40℃以上、ポリオレフィン樹脂組成物の膨潤温度-5℃以下の温度に調整して行い、かつ
ii)可塑剤の投入の最初の回において投入する可塑剤の質量を前記ポリオレフィン樹脂の質量の2.0倍以上3.0倍以下の量に調整して投入する
b)前記ポリオレフィン樹脂は、高密度ポリエチレン(密度が0.94以上のポリエチレン)、超高分子量ポリエチレン(重量平均分子量(Mw)が1×106以上のポリエチレン)、及びポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも2種類を含み、かつ
全ポリオレフィン樹脂の総質量を100質量部としたとき、ポリスチレン換算の分子量が1×106以上のポリオレフィン樹脂の含有量が、10質量部以上50質量部未満である。 A) A step of charging a polyolefin resin and a plasticizer into an extruder, melting and kneading them to form a polyolefin resin composition, and discharging the polyolefin resin composition from a die in the form of a sheet;
B) a step of stretching the polyolefin resin composition discharged into a sheet, and C) a step of removing the plasticizer from the stretched polyolefin resin composition.
A method for producing a microporous polyolefin membrane, which satisfies a) and b) below.
a) In the step A), the plasticizer is added in two or more times, and each injection is performed at a different stage,
i) At least the first injection of plasticizer is carried out by adjusting the temperature of the plasticizer to a temperature of -40°C or more, the swelling temperature of the polyolefin resin composition, and -5°C or less, the swelling temperature of the polyolefin resin composition, and
ii) Adjust the mass of the plasticizer to be added at the first time of adding the plasticizer to an amount that is 2.0 times or more and 3.0 times or less than the mass of the polyolefin resin.b) The polyolefin resin is Contains at least two types selected from the group consisting of high-density polyethylene (polyethylene with a density of 0.94 or more), ultra-high molecular weight polyethylene (polyethylene with a weight average molecular weight (Mw) of 1 x 10 6 or more), and polypropylene, and When the total mass of all polyolefin resins is 100 parts by mass, the content of polyolefin resin having a polystyrene equivalent molecular weight of 1×10 6 or more is 10 parts by mass or more and less than 50 parts by mass.
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