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JPH0758613B2 - Battery separator, method of manufacturing the same, and lithium battery using the battery separator - Google Patents
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JPH0758613B2 - Battery separator, method of manufacturing the same, and lithium battery using the battery separator - Google Patents

Battery separator, method of manufacturing the same, and lithium battery using the battery separator

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JPH0758613B2
JPH0758613B2 JP63226882A JP22688288A JPH0758613B2 JP H0758613 B2 JPH0758613 B2 JP H0758613B2 JP 63226882 A JP63226882 A JP 63226882A JP 22688288 A JP22688288 A JP 22688288A JP H0758613 B2 JPH0758613 B2 JP H0758613B2
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polypropylene film
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衛一 亀井
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、改良された多孔質ポリプロピレンフィルムを
用いてなる電池用セパレータとその製造方法及びそれを
用いたリチウム電池に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery separator using an improved porous polypropylene film, a method for producing the same, and a lithium battery using the same.

[従来の技術] 電池のセパレータとしては、一般に合成樹脂不織布やガ
ラス繊維不織布などが用いられている。近年、電子機器
のポータブル化、小型化、軽量化、薄型化、カード化な
どが急速に進展して、その電源としての電池において
も、高エネルギー密度化、薄型化などが求められてい
る。そのための方法の一つとして、電池要素の中のセパ
レータの改良が行なわれている。すなわち、活物質量の
増大や内部抵抗の低減による電池性能の向上や電池薄型
化の要求に答えるため、多孔質フィルムを電池セパレー
タに用いる方法が報告されている。例えば、特開昭62−
222562号公報、特開昭63−126159号公報などでは、セパ
レータとして、微孔性ポリプロピレンフィルムを用い
て、液体電解質や半固体電解質を含浸させる方法が開示
されている。
[Prior Art] As a battery separator, a synthetic resin non-woven fabric or a glass fiber non-woven fabric is generally used. 2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been rapidly made portable, miniaturized, lightened, thinned, and made into cards, and a battery as a power source thereof is also required to have high energy density and thinning. As one of the methods for that purpose, the separator in the battery element has been improved. That is, a method of using a porous film as a battery separator has been reported in order to meet the demands for improving battery performance and reducing battery thickness by increasing the amount of active material and reducing internal resistance. For example, JP-A-62-1
222562, JP-A-63-126159 and the like disclose a method of impregnating a liquid electrolyte or a semi-solid electrolyte using a microporous polypropylene film as a separator.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、これらの例で用いられている微孔性ポリ
プロピレンフィルムは、その空隙率が高々45%程度のも
のである。これらの従来からの多孔質ポリプロピレンフ
ィルムの製造法は、例えば、特公昭46−40119号公報、
特公昭50−2176号公報、特公昭55−32531号公報などに
開示されている。上記の公報に開示されている多孔質熱
可塑性樹脂フィルムおよびその製造方法は、そのほとん
どが、成形したポリプロピレンフィルムを先ず熱処理し
た後、室温付近あるいは使用する熱可塑性樹脂の二次転
移温度以上の温度で延伸処理して空孔を発生させて多孔
質体とし、更には、より高温で再度延伸し形成された空
孔を次いで再度熱処理を行ない熱固定する方法をその骨
子とするものである。しかしながら、上記方法で得られ
る多孔質ポリプロピレンフィルムは、空隙率が低いため
電解質を充分に保持できず、また、イオン伝導が可能な
領域が小さいため、内部抵抗が高くなり、これをセパレ
ータに用いた電池は、性能が低いという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the microporous polypropylene film used in these examples has a porosity of at most about 45%. Methods for producing these conventional porous polypropylene films include, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 46-40119.
It is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 50-2176 and Japanese Patent Publication No. 55-32531. Most of the porous thermoplastic resin films and the method for producing the same disclosed in the above publications have a temperature of not less than room temperature or the second-order transition temperature of the thermoplastic resin to be used after first heat treating the molded polypropylene film. The skeleton is a method in which the pores are generated by the stretching treatment to form a porous body, and the pores formed by re-stretching at a higher temperature are heat-treated again by heat-treating again. However, the porous polypropylene film obtained by the above method cannot retain the electrolyte sufficiently due to its low porosity, and since the region capable of ionic conduction is small, the internal resistance becomes high, and this was used for the separator. The battery has a problem of low performance.

また、従来の多孔質ポリプロピレンフィルムの製造法で
上記の空隙率を高めようとすると、形成される透孔が不
均一となり、電池セパレータに用いると電極活物質中の
微粉末がセパレータを通過して対極と接触して電池性能
を損なう恐れがあった。
Further, when it is attempted to increase the porosity in the conventional method for producing a porous polypropylene film, the formed pores become nonuniform, and when used as a battery separator, fine powder in the electrode active material passes through the separator. There was a risk of contacting the counter electrode and impairing battery performance.

従って、本発明の目的は、空隙率を高くしても均一な孔
径分布をもつ改良された多孔質ポリプロピレンフィルム
を用いる、優れた特性を示す電池セパレータと、それを
用いたリチウム電池を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a battery separator using an improved porous polypropylene film having a uniform pore size distribution even if the porosity is increased and showing excellent properties, and a lithium battery using the same. It is in.

[課題を解決するための手段] 即ち、本発明によれば、ポリプロピレンを延伸して得ら
れる多数の微細孔を有する多孔質ポリプロピレンフィル
ムからなる電池用セパレータであって、 該多孔質ポリプロピレンフィルムは、該フィルムの延伸
方向と直角に略所定の間隔で走り且つ該フィルムの延伸
方向と直角な断面に対して略平行に形成される未延伸板
状平面群と、その板状平面間で該フィルムの延伸方向に
略平行且つ略所定間隔に走り且つ板状平面間につながる
延伸配向した比較的細いフィブリル群とによって形成さ
れ、該板状平面間につながる細いフィブリル間の間隙が
略二次元的に広がる略均一な形状を呈する多数の微細孔
を形成してなり、 前記微細孔は大部分が貫通孔を形成するとともに略均一
な孔径を有し、前記フィルムの空隙率が45%以上である
ことを特徴とする電池用セパレータ、および この電池用セパレータを用いたリチウム電池、が提供さ
れる。
[Means for Solving the Problems] That is, according to the present invention, there is provided a battery separator comprising a porous polypropylene film having a large number of fine pores obtained by stretching polypropylene, the porous polypropylene film comprising: A group of unstretched plate-like planes that run at a substantially predetermined interval perpendicular to the stretching direction of the film and are formed substantially parallel to a cross section perpendicular to the stretching direction of the film, and between the plate-like planes of the film. It is formed by a group of stretch-oriented relatively thin fibrils that run substantially parallel to each other in the stretching direction and that are connected to each other between plate-like planes, and the gaps between the thin fibrils that connect between the plate-like planes expand approximately two-dimensionally. A large number of micropores having a substantially uniform shape are formed, and most of the micropores form through-holes and have a substantially uniform pore diameter, and the porosity of the film. Battery separator, characterized in that 45% or more, and a lithium battery using the battery separator, is provided.

また、上記電池用セパレータの製造方法としては、ポリ
プロピレンの延伸工程を、窒素、酸素、アルゴン、一酸
化炭素、メタンおよびエタンからなる群より選ばれた媒
体中で、且つその延伸温度が、−70℃以下の温度であっ
て、該媒体の凝固点から該媒体の沸点より50℃高い温度
以下の低温の範囲にて行なう方法(第一の方法)、ある
いは、ポリプロピレンの延伸工程を、予め室温で行なう
ことなく110℃乃至155℃の高温の温度範囲で、延伸歪速
度10%/分未満で行なう方法(第二の方法)、が提供さ
れる。
Further, as a method for manufacturing the battery separator, a polypropylene stretching step, in a medium selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, argon, carbon monoxide, methane and ethane, and the stretching temperature is -70. A method (first method) in which the temperature is not higher than ℃ and the temperature is 50 ° C. higher than the boiling point of the medium below the freezing point of the medium (first method), or the polypropylene stretching step is performed at room temperature in advance. And a stretching strain rate of less than 10% / min in a high temperature range of 110 ° C. to 155 ° C. (second method).

なお、本発明のリチウム電池の構成例を示すと以下の通
りである。なお、構成材料の例をあげるがこれらに限定
されるものではない。
The configuration example of the lithium battery of the present invention is as follows. Note that examples of the constituent materials are given, but the materials are not limited to these.

電解質隔膜としては、前記の多孔質ポリプロピレンフィ
ルムに液体電解質あるいはゲル状電解質を含浸させたも
のを用いる。
As the electrolyte membrane, the above-mentioned porous polypropylene film impregnated with a liquid electrolyte or a gel electrolyte is used.

液体電解質は、非水系溶媒にリチウムイオン塩を溶解し
たものを用いる。
As the liquid electrolyte, a liquid electrolyte in which a lithium ion salt is dissolved is used.

非水溶媒の例としては、プロピレンカーボネート、γ−
ブチロラクトン、ジメトキシエタン、ジオキソラン、テ
トラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、エチレンカ
ーボネート、アセトニトリル、スルホラン、低分子量液
状ポリエチレンオキシドやその末端アルキルエーテル化
体、などが挙げられる。これらは混合して用いてもよ
い。
Examples of non-aqueous solvents are propylene carbonate, γ-
Examples thereof include butyrolactone, dimethoxyethane, dioxolane, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, ethylene carbonate, acetonitrile, sulfolane, low molecular weight liquid polyethylene oxide and its terminal alkyl etherified products. These may be mixed and used.

本発明において、リチウムイオン塩の例としては、LiCl
O4、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3、LiPF6などがある。これら
は、混合して用いてもよい。
In the present invention, as an example of the lithium ion salt, LiCl
Examples include O 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCF 3 SO 3 , and LiPF 6 . These may be mixed and used.

ゲル状電解質は、上記の液体電解質に高分子材料を混合
してゲル化したものである。高分子材料の例としては、
ポリエチレンオキシド、ポリメタアクリレート、アクリ
ロイル変性ポリエチレンオキシドの重合物、ポリビニリ
デンフルオライド、ポリビニルメチルエーテル、ポリア
クリロニトリル、あるいはこれらの共重合体などがあげ
られる。
The gel electrolyte is a gel obtained by mixing a polymer material with the above liquid electrolyte. Examples of polymeric materials include
Examples thereof include polyethylene oxide, polymethacrylate, acryloyl-modified polyethylene oxide polymer, polyvinylidene fluoride, polyvinyl methyl ether, polyacrylonitrile, and copolymers thereof.

本発明における負極活物質としては、リチウムや、リチ
ウム合金、例えばリチウムとアルミニウム、水銀、亜鉛
などとの合金があげられる。
Examples of the negative electrode active material in the present invention include lithium and lithium alloys, for example, alloys of lithium with aluminum, mercury, zinc and the like.

また、正極活物質としては、例えば、二酸化マンガン、
三酸化モリブデン、五酸化バナジウム、チタン、あるい
はニオブの硫化物、クロム酸化物、酸化銅があげられ、
これらの活物質にさらに導電剤として黒鉛、さらに必要
ならばバインダー、例えばポリテトラフルオロエチレン
を混合して加圧成形して正極板として用いられる。
Further, as the positive electrode active material, for example, manganese dioxide,
Examples include molybdenum trioxide, vanadium pentoxide, titanium, or niobium sulfide, chromium oxide, and copper oxide.
Graphite as a conductive agent and, if necessary, a binder such as polytetrafluoroethylene are mixed with these active materials and pressure-molded to be used as a positive electrode plate.

本発明のセパレータは、ポリプロピレンフィルムより作
製されおり、耐薬品性に優れているため、例えばアルカ
リ乾電池、リチウム電池など巾広く適用できる。また、
用いられる電池の形状にあわせて、種々の形状に裁断さ
れる。電池の正極と負極の間に、電解液、ゲル状電解
質、固定高分子電解質などを含浸あるいは複合化された
状態で挟み、両極間の短絡防止と、イオン伝導の機能を
実現する。
Since the separator of the present invention is made of a polypropylene film and has excellent chemical resistance, it can be widely applied to, for example, alkaline dry batteries and lithium batteries. Also,
It is cut into various shapes according to the shape of the battery used. An electrolytic solution, a gel electrolyte, a fixed polymer electrolyte, etc. are impregnated or compounded between the positive electrode and the negative electrode of the battery to prevent a short circuit between both electrodes and realize the function of ion conduction.

本発明における多孔質ポリプロピレンフィルムは、従来
のものに比べ、高い空隙率と均一な形状および孔径を有
し、しかも貫通孔が多いため、セパレータとしての上記
の機能が優れている。
The porous polypropylene film of the present invention has a higher porosity, a uniform shape and a smaller pore size than conventional ones, and has many through holes, and therefore has the above-mentioned function as a separator.

フィルムの空隙率が45%未満の場合、イオン透過性が低
下して内部抵抗が増大する。また、空隙率が高くしよう
とすると、従来の製造方法では、孔径が不均一となる
が、本発明の多孔質ポリプロピレンフィルムにおいては
孔径の均一性が保持されており、優れたセパレータとし
ての機能を示す。
When the porosity of the film is less than 45%, the ion permeability decreases and the internal resistance increases. Further, if the porosity is to be increased, in the conventional production method, the pore size becomes non-uniform, but in the porous polypropylene film of the present invention, the uniformity of the pore size is maintained, and it functions as an excellent separator. Show.

以下に、本発明における多孔質ポリプロピレンフィルム
の製造方法を説明する。
Below, the manufacturing method of the porous polypropylene film in this invention is demonstrated.

本発明の製造方法では、その多孔質化の条件が従来法と
は全く異なるため、使用するポリプロピレンには特に制
限はなく、プロピレンの単独重合体およびポリプロピレ
ンと他のモノマーあるいはオリゴマーとのブロック共重
合体、プロピレンと他のモノマーあるいはオリゴマーと
のランダム共重合体(本発明において、特に限定を加え
ることなくポリプロピレンと記載した場合には、そのポ
リプロピレンとの表現はこれらのものを総称する意味で
ある)などを使用することができる。上記他のモノマー
あるいはオリゴマーとして使用できるものは、共重合化
が可能であれば制限はないが、たとえばエチレンあるい
はエチレンから誘導されるオリゴマーなどを挙げること
ができる。
In the production method of the present invention, since the conditions for the porosity thereof are completely different from those of the conventional method, the polypropylene to be used is not particularly limited, and a homopolymer of propylene and a block copolymerization of polypropylene with other monomers or oligomers. Coalescence, random copolymer of propylene and other monomer or oligomer (in the present invention, when described as polypropylene without any particular limitation, the expression polypropylene means a generic term for these) Etc. can be used. The other monomer or oligomer that can be used is not limited as long as it can be copolymerized, and examples thereof include ethylene and an oligomer derived from ethylene.

その他、可塑剤、着色剤、難燃化剤、充填材などの添加
剤(材)を含むポリプロピレンも使用することができ
る。
In addition, polypropylene containing an additive (material) such as a plasticizer, a colorant, a flame retardant, and a filler can also be used.

まず前記のようなポリプロピレン樹脂を公知のフィルム
製造法に従って成形し、未延伸ポリプロピレンフィルム
とする。利用することができるフィルム製造法の例とし
ては、インフレーションフィルム成形法、Tダイフィル
ム成形法などを挙げることができる。このような成形法
における成形条件は公知技術より適宜選択することがで
きる。たとえば、フィルム成形温度は、使用するポリプ
ロピレンを吐出することができる温度以上であって、ポ
リプロピレンの熱分解温度以下の範囲内の温度で行なう
ことができる。通常では170〜300℃、好ましくは190〜2
70℃である。
First, the polypropylene resin as described above is molded by a known film manufacturing method to obtain an unstretched polypropylene film. Examples of film manufacturing methods that can be used include an inflation film molding method and a T-die film molding method. The molding conditions in such a molding method can be appropriately selected from known techniques. For example, the film forming temperature may be a temperature higher than the temperature at which the polypropylene used can be discharged and lower than the thermal decomposition temperature of the polypropylene. Usually 170-300 ℃, preferably 190-2
70 ° C.

また、成形して得られる未延伸ポリプロピレンフィルム
の弾性回復率(あるいはドラフト比)についても特に限
定はない。しかしながら、弾性回復率(あるいはドラフ
ト比)がゼロ(%)乃至極端に低い未延伸ポリプロピレ
ンフィルム、すなわち結晶配向性が極度に低い未延伸ポ
リプロピレンフィルムを用いた場合には、本発明の延伸
工程に付しても、得られる多孔性フィルムに満足できる
特性を与えにくい場合もある。従って、得られる多孔質
ポリプロピレンフィルムの空隙率および微細透孔の平均
透孔径等の特性を考慮して未延伸フィルムの成形条件を
設定することが好ましい。
The elastic recovery rate (or draft ratio) of the unstretched polypropylene film obtained by molding is also not particularly limited. However, when an unstretched polypropylene film having an elastic recovery rate (or a draft ratio) of zero (%) to extremely low, that is, an unstretched polypropylene film having extremely low crystal orientation is used, the stretching step of the present invention However, in some cases, it may be difficult to provide the resulting porous film with satisfactory properties. Therefore, it is preferable to set the molding conditions for the unstretched film in consideration of the porosity of the resulting porous polypropylene film and the average pore diameter of the fine pores.

上述したように未延伸ポリプロピレンフィルムの弾性回
復率に特に制限はないが、上記理由により次式で表され
る未延伸ポリプロピレンフィルムの25℃、相対湿度65%
における50%伸長の際の弾性回復率は、20%以上である
ことが好ましく、また、通常の成形装置を使用した場合
の生産性なども併せて考慮すると30〜95%の範囲である
ことが特に好ましい。
The elastic recovery rate of the unstretched polypropylene film is not particularly limited as described above, but for the above reason, the unstretched polypropylene film represented by the following formula has a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 65%.
In 50% elongation, the elastic recovery rate is preferably 20% or more, and when considering the productivity when using an ordinary molding apparatus, it is in the range of 30 to 95%. Particularly preferred.

弾性回復率(%)=[伸長時の長さ−伸長後の長さ]÷
[伸長時の長さ−原フィルムの長さ]×100 また、上記の要件および生産性等の要因を考慮するとし
て、本発明において使用する未延伸ポリプロピレンフィ
ルムのドラフト比(未延伸熱可塑性樹脂フィルムの引取
り速度とダイスからの吐出速度との比:引取り速度/吐
出速度)は、10〜6000の範囲にあることが望ましい。
Elastic recovery rate (%) = [length after extension-length after extension] /
[Length at extension-length of original film] × 100 Further, considering factors such as the above requirements and productivity, the draft ratio of the unstretched polypropylene film used in the present invention (unstretched thermoplastic resin film) It is desirable that the ratio of the take-up speed and the discharge speed from the die: take-up speed / discharge speed) be in the range of 10 to 6000.

未延伸ポリプロピレンフィルムは、延伸工程に付する前
に熱処理してもよい。この延伸前の熱処理を行なうこと
により、未延伸ポリプロピレンフィルムの結晶性を高め
ることができるため、延伸により得られる多孔質ポリプ
ロピレンフィルムの特性はさらに向上する。
The unstretched polypropylene film may be heat treated before being subjected to the stretching step. By performing the heat treatment before the stretching, the crystallinity of the unstretched polypropylene film can be increased, so that the properties of the porous polypropylene film obtained by stretching are further improved.

上記の熱処理は、未延伸ポリプロピレンフィルムを、た
とえば100〜155℃に加熱した空気中で3秒以上加熱する
方法により実施される。
The heat treatment is carried out by a method of heating the unstretched polypropylene film in the air heated to 100 to 155 ° C. for 3 seconds or more.

本発明の延伸工程は、次のいずれかの方法で行なわれ
る。
The stretching step of the present invention is performed by any of the following methods.

延伸工程を、窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、メ
タンおよびエタンからなる群より選ばれた媒体中で、か
つその延伸温度が、−70℃以下の温度であって、該媒体
の凝固点から該媒体の沸点より50℃高い温度以下の低温
の範囲にて行なうか、 あるいは、 延伸工程を、あらかじめ室温で行なうことなく110℃
乃至155℃の高温の範囲で、延伸歪速度10%/分未満で
行なう。
The stretching step is carried out in a medium selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, argon, carbon monoxide, methane and ethane, and the stretching temperature is −70 ° C. or lower, and the stretching point is from the freezing point of the medium. The temperature should be lower than the boiling point of the medium by 50 ° C or lower, or 110 ° C without stretching at room temperature.
The stretching strain rate is less than 10% / min in the high temperature range from ˜155 ° C.

まずの方法について説明する。The first method will be described.

このの極低温延伸工程は、上述した媒体を単独で、あ
るいは混合して使用することができる。
In the cryogenic stretching step, the above-mentioned media can be used alone or as a mixture.

上記媒体を使用する場合の好ましい延伸温度の例を示す
と、窒素を用いた場合には、−209℃〜−146℃の範囲、
酸素を用いた場合には、−218℃〜−132℃の範囲、アル
ゴンを用いた場合には、−189℃〜−140℃の範囲、一酸
化炭素を用いた場合には、−205℃〜−141℃の範囲、メ
タンを用いた場合には、−182℃〜−111℃の範囲、エタ
ンを用いた場合には−183℃〜−70℃の範囲である。延
伸温度が−70℃より高いと、たとえば、弾性回復率の低
い未延伸フィルムを使用した場合に、延伸により有効な
透孔の形成率が低くなる。
An example of a preferred stretching temperature when using the above medium, when using nitrogen, the range of -209 ℃ ~ -146 ℃,
When oxygen is used, the range is −218 ° C. to −132 ° C., when argon is used, the range is −189 ° C. to −140 ° C., when carbon monoxide is used, −205 ° C. The range is -141 ° C, the range is -182 ° C to -111 ° C when methane is used, and the range is -183 ° C to -70 ° C when ethane is used. When the stretching temperature is higher than -70 ° C, for example, when an unstretched film having a low elastic recovery rate is used, the rate of formation of effective through holes by stretching becomes low.

なお、の方法において沸点より50℃高い温度以下と
は、沸点よりも正確に50℃高い温度より低い温度範囲を
意味するものではなく、沸点よりほぼ50℃高い温度以下
との意味である。
In addition, in the method, the temperature 50 ° C. or higher above the boiling point does not mean a temperature range accurately lower than the temperature 50 ° C. higher than the boiling point, but does not mean a temperature higher than the boiling point by approximately 50 ° C. or lower.

このような極低温下では前記媒体は、液状、液・ガス状
またはガス状を呈しており、この延伸工程は、媒体が上
記のいずれの状態であっても実施することができる。
At such an extremely low temperature, the medium exhibits a liquid state, a liquid / gas state, or a gas state, and this stretching step can be carried out regardless of the state of the medium.

上記の延伸は、前記媒体を用いて極低温下で延伸すると
クレージング作用が現われる為に生ずるものと推定され
る。前記以外の通常の媒体中では、ポリプロピレンフィ
ルムは極低温下でガラス状態となり、伸びが現われるこ
となく切断されてクレージング作用は生じない。
It is presumed that the above-mentioned stretching occurs because the crazing action appears when the medium is stretched at an extremely low temperature. In ordinary media other than the above, the polypropylene film becomes a glass state at an extremely low temperature, and is cut without showing elongation to cause a crazing action.

極低温延伸温度は、−70℃以下の温度であって、使用す
る媒体の凝固点から、沸点より50℃高い温度以下の範囲
で実施することができるが、一般に、延伸はその低温液
体の沸点付近の温度にて行なうことことが、製造管理
上、および得られる多孔質ポリプロピレンフィルムの特
性を一定にする上でも有利である。
The cryogenic stretching temperature is a temperature of −70 ° C. or lower, and from the freezing point of the medium to be used, it can be carried out in a range of a temperature 50 ° C. higher than the boiling point, but generally, the stretching is near the boiling point of the low temperature liquid. It is advantageous to carry out the treatment at a temperature of 10 to control the production and keep the properties of the obtained porous polypropylene film constant.

上記の極低温延伸工程における延伸倍率は、一般に未延
伸ポリプロピレンフィルムに対して1〜200%の範囲の
値である。ただし好ましい延伸倍率は10〜150%の範囲
の値である。これらの範囲内の延伸倍率では、延伸倍率
が増加すると透孔数が増加する傾向があり、この傾向を
利用して、得られる多孔質ポリプロピレンフィルムの平
均透孔径や空隙率を目的に合わせて調整することも可能
である。
The stretching ratio in the above-mentioned cryogenic stretching step is generally in the range of 1 to 200% with respect to the unstretched polypropylene film. However, the preferred stretching ratio is a value in the range of 10 to 150%. With a draw ratio within these ranges, the number of through holes tends to increase as the draw ratio increases, and this tendency is utilized to adjust the average through hole diameter and porosity of the resulting porous polypropylene film to the purpose. It is also possible to do so.

上述した極低温延伸工程は、所望の平均透孔径および空
隙率が得られるまで二回以上繰返し実施することができ
る。
The above-mentioned cryogenic stretching step can be repeated twice or more until the desired average pore diameter and porosity are obtained.

上記の特定媒体中、極低温における冷却下での延伸工程
を利用したポリプロピレンフィルムの多孔質化は、従来
の室温付近での延伸工程による場合とは異なり、たとえ
ば、25℃における50%の歪からの弾性回復率が40%に満
たないポリプロピレンフィルムにも有効に作用し、透孔
が均一であり、かつ空隙率の高い優れた多孔質ポリプロ
ピレンフィルムとすることができる。
In the above-mentioned specific medium, the polypropylene film is made porous by utilizing a stretching step under cooling at an extremely low temperature, unlike the case of a conventional stretching step near room temperature, for example, from a strain of 50% at 25 ° C. It also effectively acts on a polypropylene film having an elastic recovery rate of less than 40%, and can be an excellent porous polypropylene film having uniform pores and a high porosity.

上記特定媒体中、極低温での延伸工程を経て多孔質化さ
れたポリプロピレンフィルムは、次いで、熱固定処理に
かけられることが好ましい。この熱固定処理は、形成さ
れた微細透孔を保持するための熱固定を主なる目的とす
るものである。この熱固定処理は、極低温での延伸状態
を保持したまま多孔質化したポリプロピレンフィルム
を、通常は110〜165℃、好ましくは130〜155℃に加熱し
た空気中で3秒以上加熱する方法などにより実施され
る。
The polypropylene film which has been made porous through a drawing process at an extremely low temperature in the above-mentioned specific medium is preferably then subjected to a heat setting treatment. The main purpose of this heat setting treatment is heat setting for holding the formed fine through holes. This heat-setting treatment is a method of heating a polypropylene film which has been made porous while maintaining the stretched state at an extremely low temperature in air which is usually heated to 110 to 165 ° C, preferably 130 to 155 ° C for 3 seconds or more. It is carried out by.

なお、加熱温度が、記載した温度の上限より著しく高い
と、形成された微細空孔が閉鎖することもあり、また、
温度が下限より著しく低いか、あるいは加熱時間が3秒
より短いと熱固定が不充分となりやすく、後に、形成さ
れた透孔が閉鎖することがあり、また使用に際しての温
度変化により熱収縮を起し易くなる。上述した極低温延
伸と熱固定処理は、所望の平均透孔径および空隙率が得
られるまで繰返し実施することができる。すなわち、フ
ィルムの温度を室温までもどし、繰返し極低温延伸(お
よび熱固定処理)を含む工程に付すことができる。極低
温延伸を繰返して行なうことにより形成される透孔の数
を多くすることができ、また平均透孔径を大きくするこ
とができる。
When the heating temperature is significantly higher than the upper limit of the stated temperature, the formed fine pores may be closed, and
If the temperature is significantly lower than the lower limit or the heating time is shorter than 3 seconds, heat fixation tends to be insufficient, the formed pores may be closed later, and heat shrinkage may occur due to temperature change during use. Easier to do. The above-mentioned cryogenic stretching and heat setting treatment can be repeatedly performed until the desired average pore diameter and porosity are obtained. That is, the temperature of the film can be returned to room temperature and repeatedly subjected to a cryogenic stretching (and heat setting treatment). The number of through holes formed by repeating the cryogenic stretching can be increased, and the average through hole diameter can be increased.

上記のようにして調製された多孔質ポリプロピレンフィ
ルムは形成された平均透孔径が大きく、また空隙率も高
く良好な特性を示すが、さらに上記の多孔質熱可塑性樹
脂フィルムを熱延伸工程にかけることにより、さらにそ
の特性は向上する。
Porous polypropylene film prepared as described above has a large average pore diameter formed, and also shows good characteristics with high porosity, but further subjecting the above-mentioned porous thermoplastic resin film to a heat stretching step Thereby, the characteristics are further improved.

上記極低温での延伸工程を少なくとも一回経て多孔質化
されたポリプロピレンフィルムの熱延伸工程は次のよう
にして実施される。この熱延伸工程は、主として極低温
で形成された微細透孔を透孔径を拡張することを目的と
して行なわれるものである。この熱延伸工程は、多孔質
化したポリプロピレンフィルムを、80〜160℃、好まし
くは110〜155℃に加熱した空気中などで延伸することに
より実施される。なお加熱温度が上記の温度の上限より
高い場合には、形成された微細空孔が閉鎖することもあ
り、また、温度が下限より低い場合には延伸による透孔
径の拡張が不充分となることがある。
The thermal stretching step of the polypropylene film which has been made porous through the above-mentioned ultra-low temperature stretching step at least once is carried out as follows. This hot drawing step is mainly performed for the purpose of expanding the diameter of the fine through holes formed at an extremely low temperature. This hot stretching step is carried out by stretching the porous polypropylene film in air heated to 80 to 160 ° C, preferably 110 to 155 ° C. When the heating temperature is higher than the upper limit of the above temperature, the formed fine pores may be closed, and when the temperature is lower than the lower limit, the expansion of the through-hole diameter by stretching may be insufficient. There is.

この熱延伸工程における延伸倍率は、極低温延伸工程に
付される以前のフィルム長さ(初期長さ)に対して通常
は10〜700%、好ましくは50〜550%である。延伸倍率が
10%より低いと透孔の拡張が不充分となることがあり、
また700%より高いとフィルムが切断されることがあ
る。
The stretching ratio in this hot stretching step is usually 10 to 700%, preferably 50 to 550%, with respect to the film length (initial length) before being subjected to the cryogenic stretching step. Draw ratio
If it is lower than 10%, the expansion of the through holes may be insufficient,
If it is higher than 700%, the film may be cut.

なお、この熱延伸工程は、上述した極低温延伸工程と交
互に実施するか、または少なくとも一回の極低温延伸工
程を終了した後に実施する。
The hot stretching step is performed alternately with the cryogenic stretching step described above, or after at least one cryogenic stretching step is completed.

次に本発明におけるの延伸方法を説明する。Next, the stretching method of the present invention will be described.

この場合の延伸工程は、110乃至155℃の温度範囲、好ま
しくは110〜145℃の温度範囲において延伸歪速度10%/
分未満で行なう。
The stretching step in this case is performed at a stretching strain rate of 10% / in a temperature range of 110 to 155 ° C, preferably 110 to 145 ° C.
Do in less than a minute.

110℃未満の温度で延伸を行なうと、透孔径が小さいも
のしか得られなかったり、延伸倍率が小さいところでフ
ィルムが切断し、空隙率の小さいものしか得られないこ
とが起こる。
When stretching is carried out at a temperature of less than 110 ° C., only those having a small through-hole diameter may be obtained, or the film may be cut at a small stretching ratio and only one having a small porosity may be obtained.

また155℃を越えた温度で延伸を行なうと、フィルムの
厚み、又は幅が細くなったり、ポリプロピレンが融解又
は部分融解し、透孔ができなかったり、透孔が小さいも
のしか得られないことが起こる。
When the film is stretched at a temperature higher than 155 ° C, the thickness or width of the film may be reduced, polypropylene may be melted or partially melted, and pores may not be formed, or only small pores may be obtained. Occur.

一方、延伸歪速度が10%/分以上であると、透孔が小さ
いものしか得られない場合や、透孔が全く生じないこと
が起こる。
On the other hand, when the stretching strain rate is 10% / min or more, only small pores may be obtained or no pores may occur at all.

延伸歪速度が10%/分未満であると、透孔の平均孔径、
空隙率は、延伸倍率に順じて大きくなる。
When the stretching strain rate is less than 10% / min, the average pore diameter of the through holes,
The porosity increases according to the draw ratio.

延伸倍率は、目的とする多孔質ポリプロピレンフィルム
の使用目的に応じた透孔の平均孔径に体応して変えるこ
とができる。延伸倍率は未延伸ポリプロピレンフィルム
の初期長さに対して100〜700%、好ましくは150〜600%
である。延伸倍率が700%より高いと、フィルムが切断
することがある。
The draw ratio can be changed corresponding to the average pore diameter of the through holes according to the intended use of the intended porous polypropylene film. The stretch ratio is 100 to 700%, preferably 150 to 600%, relative to the initial length of the unstretched polypropylene film.
Is. If the draw ratio is higher than 700%, the film may be cut.

上記の延伸工程を経て多孔質化されたポリプロピレンフ
ィルムは、次いで熱処理にかけられることが好ましい。
この熱処理は、形成された微細透孔を保持するための熱
固定を主なる目的とするものである。この熱処理は、延
伸状態を保持したまま多孔質化したポリプロピレンフィ
ルムを、110〜155℃、好ましくは130〜155℃に加熱した
空気中で3秒以上加熱する方法などにより実施される。
なお加熱温度が、155℃より高いと、形成された微細空
孔が閉鎖することもあり、また、温度が110℃より低い
か、あるいは加熱時間が3秒より短いと熱固定が不充分
となりやすく、後に透孔が閉鎖し、また使用に際しての
温度変化により熱収縮を起し易くなる。
It is preferable that the polypropylene film made porous through the above stretching step is then subjected to heat treatment.
The main purpose of this heat treatment is heat fixation for holding the formed fine through holes. This heat treatment is carried out by heating the porous polypropylene film while maintaining the stretched state in air heated to 110 to 155 ° C, preferably 130 to 155 ° C for 3 seconds or more.
If the heating temperature is higher than 155 ° C, the formed micropores may close, and if the temperature is lower than 110 ° C or the heating time is shorter than 3 seconds, heat fixation tends to be insufficient. After that, the through holes are closed, and thermal contraction easily occurs due to temperature change during use.

上記およびの方法で形成される多孔質ポリプロピレ
ンフィルムは、走査電子顕微鏡にて観察すると、フィル
ムの延伸方向と直角に略所定の間隔で走り且つ該フィル
ムの延伸方向と直角な断面に対して略平行に形成される
未延伸板状平面群と、その板状平面間で該フィルムの延
伸方向に略平行且つ略所定間隔に走り且つ板状平面間に
つながる延伸配向した比較的細いフィブリル群とによっ
て形成され、該板状平面間につながる細いフィブリル間
の間隙が略二次元的に広がる略均一な形状を呈する多数
の微細孔を形成しており、しかも微細孔は大部分が貫通
孔を形成するとともに略均一な孔径を有しているもの
で、このような特性を有するフィルムを電池用セパレー
タとして用いることは、電池性能上極めて好ましいもの
である。
When observed with a scanning electron microscope, the porous polypropylene film formed by the above methods and runs in a direction substantially perpendicular to the stretching direction of the film and is substantially parallel to a cross section perpendicular to the stretching direction of the film. Formed by a group of unstretched plate-like planes formed in the above-mentioned manner, and a group of stretch-oriented relatively thin fibrils that run between the plate-like planes in a direction substantially parallel to the stretching direction of the film and at substantially predetermined intervals and connect between the plate-like planes. The gaps between the thin fibrils connected between the plate-like planes form a large number of micropores having a substantially uniform shape that spreads in a substantially two-dimensional manner, and most of the micropores form through-holes. It is extremely preferable from the standpoint of battery performance to use a film having a substantially uniform pore size and having such characteristics as a battery separator.

[実施例] 次に、本発明の実施例および比較例を示して説明する
が、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
[Examples] Next, examples and comparative examples of the present invention are shown and described, but the present invention is not limited to these examples.

なお、以下の実施例および比較例で示した透水率は、AS
TM−F317に規定された方法に準じて、得られた多孔質フ
ィルムをアルコールと界面活性剤に浸漬することにより
親水化処理し、この親水化処理された多孔質フィルムを
所定のホルダーに装着し、このフィルムの一方の側にフ
ィルムの厚さ方向に対して圧力を付与して、フィルムの
加圧側から他の側に透過した単位時間当りの水量を測定
して求めた。
The water permeability shown in the following examples and comparative examples is AS
According to the method specified in TM-F317, the obtained porous film is hydrophilized by dipping it in alcohol and a surfactant, and the hydrophilized porous film is mounted on a predetermined holder. The pressure was applied to one side of the film in the thickness direction of the film, and the amount of water per unit time permeated from the pressure side of the film to the other side was measured and determined.

(実施例1) 直径50mm、スリットギャップ0.7mmのインフレーション
成形ダイを備えたインフレーション成形機にかけ、未延
伸ポリプロピレンフィルムを成形した。成形操作は、ポ
リプロピレンを樹脂吐出温度210℃で、ブロー比が0.7に
なるようにバルブ内に空気を吹き込みながら吐出させ、
ダイス上5cmの位置で吐出されたフィルムの外壁面に室
温の空気を吹き付け冷却し、そしてダイス上1.8mの位置
でニップロールにより引取り速度36m/分で引取る方法に
より行ない、目的の未延伸ポリプロピレンフィルムを得
た。
(Example 1) An unstretched polypropylene film was molded by using an inflation molding machine equipped with an inflation molding die having a diameter of 50 mm and a slit gap of 0.7 mm. Molding operation, polypropylene is discharged at a resin discharge temperature of 210 ° C while blowing air into the valve so that the blow ratio becomes 0.7,
The target unstretched polypropylene was obtained by blowing air at room temperature onto the outer wall surface of the film discharged at a position of 5 cm on the die to cool it, and then at a position of 1.8 m on the die by a nip roll at a drawing speed of 36 m / min. I got a film.

尚、使用したポリプロピレンおよび成形条件は下記の通
りである。
The polypropylene used and the molding conditions are as follows.

ポリプロピレンUBE-PP-Y101J(宇部興産(株)製) MFI=1g/10分 樹脂吐出温度 210℃ 引取り速度 36m/分 ブロー比 0.70 得られた未延伸フィルムの厚さは10μmであった。ま
た、このフィルムの50%伸長からの弾性回復率は80%で
あった。
Polypropylene UBE-PP-Y101J (manufactured by Ube Industries, Ltd.) MFI = 1 g / 10 min Resin discharge temperature 210 ° C. Take-up speed 36 m / min Blow ratio 0.70 The thickness of the obtained unstretched film was 10 μm. The elastic recovery rate from 50% elongation of this film was 80%.

得られたフィルムを無張力下に145℃で10分間熱処理を
行なった。得られたフィルムの弾性回復率は87%に向上
した。
The obtained film was heat-treated at 145 ° C. for 10 minutes without tension. The elastic recovery rate of the obtained film was improved to 87%.

この未延伸フィルムを液体窒素(−196℃)中で初期長
さに対して10%の延伸を行ない、この延伸状態を保った
まま145℃の加熱空気槽中で10分間熱固定を行なった。
熱固定終了後、液体窒素中で延伸された長さに対して18
0%の延伸を行ない、この延伸状態を保ったまま145℃の
加熱空気槽中で10分間熱固定を行ない、多孔質ポリプロ
ピレンフィルムを製造した。
This unstretched film was stretched in liquid nitrogen (−196 ° C.) by 10% with respect to the initial length, and heat-set in a heated air tank at 145 ° C. for 10 minutes while maintaining this stretched state.
After the heat setting is completed, 18 is applied to the length stretched in liquid nitrogen.
Stretching was performed at 0%, and heat-setting was performed in a heated air tank at 145 ° C. for 10 minutes while maintaining this stretched state to produce a porous polypropylene film.

得られた多孔質ポリプロピレンフィルムをASTM F316−8
0に規定された方法に準じて、エタノールを用いてハー
フドライ法(以下、同様)で測定した平均透孔径は0.13
μmであった。また、水銀圧入法(測定は、カルロエー
バ(CARLOERBA)社(イタリア)製のポロシメトロシリ
ーズ(POROSIMETRO SERIES)1500を使用して行なっ
た。〕で測定した空隙率は54.60%であった。また、透
水率は23.18l/m2・分・気圧であった。
The obtained porous polypropylene film was designated as ASTM F316-8.
According to the method specified in 0, the average pore diameter measured by the half-dry method (hereinafter the same) using ethanol was 0.13.
was μm. The porosity was 54.60% as measured by the mercury porosimetry method (measurement was performed by using POROSIMETRO SERIES 1500 made by CARLOERBA (Italy).] The rate was 23.18 l / m 2 · min · atm.

この多孔質ポリプロピレンフィルムの表面および断面を
走査電子顕微鏡により観察したところ、フィルムの延伸
方向と略直角に略所定の間隔で走り且つ該フィルムの延
伸方向と直角な断面に対して略平行に形成される未延伸
板状平面群と、その板状平面間で該フィルムの延伸方向
に略平行且つ略所定間隔に走り且つ板状平面間につなが
る延伸配向した比較的細いフィブリル群とによって形成
され、該板状平面間につながる細いフィブリル間の間隙
が略二次元的に広がる略均一な形状を呈する多数の微細
孔を形成しており、孔径も全体にわたってほぼ均一であ
った。また、このフィルム断面を観察したところ、形成
された孔の大部分が一方の表面から他の表面まで貫通し
た透孔であることが確認された。
When the surface and cross section of this porous polypropylene film were observed by a scanning electron microscope, they were formed at approximately predetermined intervals at a substantially right angle to the stretching direction of the film and formed substantially parallel to the cross section at a right angle to the stretching direction of the film. Formed by a group of unstretched plate-like planes and a group of stretch-oriented relatively narrow fibrils that run between the plate-like planes in a direction substantially parallel to the stretching direction of the film and at substantially predetermined intervals and that connect between the plate-like planes The gaps between the thin fibrils connected between the plate-like planes formed a large number of micropores having a substantially uniform shape that spreads in a substantially two-dimensional manner, and the hole diameter was also substantially uniform throughout. Further, when the cross section of the film was observed, it was confirmed that most of the formed holes were through holes penetrating from one surface to the other surface.

このフィルムを用いて、導電率を測定した結果を表1に
示す。
The results of measuring the electrical conductivity of this film are shown in Table 1.

(比較例1) 実施例1と同様の装置を使用して未延伸ポリプロピレン
フィルムを成形した。尚、使用したポリプロピレンおよ
び成形条件は下記の通りである。
(Comparative Example 1) An unstretched polypropylene film was molded using the same apparatus as in Example 1. The polypropylene used and the molding conditions are as follows.

ポリプロピレンUBE-PP-Y101J(宇部興産(株)製) MFI=1g/10分 樹脂吐出温度 210℃ 引取り速度 36m/分 ブロー比 0.70 得られた未延伸フィルムの厚さは10μmであった。ま
た、このフィルムの50%伸長からの弾性回復率は80%で
あった。
Polypropylene UBE-PP-Y101J (manufactured by Ube Industries, Ltd.) MFI = 1 g / 10 min Resin discharge temperature 210 ° C. Take-up speed 36 m / min Blow ratio 0.70 The thickness of the obtained unstretched film was 10 μm. The elastic recovery rate from 50% elongation of this film was 80%.

得られたフィルムを無張力下に145℃で10分間熱処理を
行なった。得られたフィルムの弾性回復率は87%に向上
した。
The obtained film was heat-treated at 145 ° C. for 10 minutes without tension. The elastic recovery rate of the obtained film was improved to 87%.

このフィルムに、液体窒素中での延伸を空気中(25℃)
での延伸に代えた以外は実施例1と同様に延伸および熱
固定を行ない、多孔質ポリプロピレンフィルムを製造し
た。
This film is stretched in liquid nitrogen in air (25 ° C)
Stretching and heat setting were performed in the same manner as in Example 1 except that the stretching was changed to 1. to produce a porous polypropylene film.

得られた多孔質ポリプロピレンフィルムをハーフドライ
法で測定した平均透孔径は0.07μm、水銀圧入法で測定
した空隙率は41.50%であった。また、透水率は6.66l/m
2・分・気圧であった。
The average pore diameter of the obtained porous polypropylene film measured by the half dry method was 0.07 μm, and the porosity measured by the mercury porosimetry was 41.50%. The water permeability is 6.66 l / m.
It was 2 minutes / atm.

使用した未延伸ポリプロピレンは、実施例1で使用した
ものと同一のものであるにもかかわらず、得られた多孔
質フィルムの平均透孔径、空隙率および透水率共に実施
例1で得られた多孔質ポリプロピレンフィルムより低い
値を示した。さらに、得られた多孔質ポリプロピレンフ
ィルムの表面および断面を走査電子顕微鏡により観察し
たところ、フィルム表面に孔が形成されていたが、フィ
ルム断面を観察したところ、一方の表面から他の表面ま
で貫通した透孔は実施例1で得られたフィルムと比較し
て少なかった。これを用いて導電率を測定した結果を表
1に示す。
The unstretched polypropylene used was the same as that used in Example 1, but the average pore diameter, porosity and water permeability of the obtained porous film were the same as those obtained in Example 1. The value was lower than the quality polypropylene film. Furthermore, when the surface and cross section of the obtained porous polypropylene film were observed with a scanning electron microscope, pores were formed on the film surface, but when the film cross section was observed, it penetrated from one surface to the other surface. The number of through holes was smaller than that of the film obtained in Example 1. The results of measuring the electrical conductivity using this are shown in Table 1.

(実施例2) 実施例1と同様の装置を使用して未延伸ポリプロピレン
フィルムを成形した。尚、使用したポリプロピレンおよ
び成形条件は下記の通りである。
(Example 2) An unstretched polypropylene film was molded using the same apparatus as in Example 1. The polypropylene used and the molding conditions are as follows.

ポリプロピレンUBE-PP-J130G(宇部興産(株)製) MFI=30g/10分 樹脂吐出温度 170℃ 引取り速度 36m/分 ブロー比 0.70 得られた未延伸フィルムの厚さは20μmであった。ま
た、このフィルムの50%伸長からの弾性回復率は30%で
あった。
Polypropylene UBE-PP-J130G (manufactured by Ube Industries, Ltd.) MFI = 30 g / 10 min Resin discharge temperature 170 ° C. Take-off speed 36 m / min Blow ratio 0.70 The thickness of the obtained unstretched film was 20 μm. The elastic recovery rate from 50% elongation of this film was 30%.

得られたフィルムを無張力下に145℃で10分間熱処理を
行なった。得られたフィルムの弾性回復率は72%に向上
した。
The obtained film was heat-treated at 145 ° C. for 10 minutes without tension. The elastic recovery rate of the obtained film was improved to 72%.

このフィルムを用い実施例1と同様に操作して液体窒素
中での延伸および熱固定を行なった。
Using this film, the same operation as in Example 1 was carried out to perform stretching and heat setting in liquid nitrogen.

このフィルムを145℃の加熱空気槽中で液体窒素中で延
伸された長さに対して330%の延伸を行ない、この延伸
状態を保ったまま145℃の加熱空気槽中で10分間熱固定
を行ない多孔質ポリプロピレンフィルムを製造した。
This film was stretched 330% of the length stretched in liquid nitrogen in a heated air tank at 145 ° C, and heat-set in the heated air tank at 145 ° C for 10 minutes while maintaining this stretched state. A porous polypropylene film was manufactured.

得られた多孔質ポリプロピレンフィルムをハーフドライ
法にて測定した平均透孔径は0.70μm、水銀ポロシメー
タで測定した空隙率は65.30%であった。また、透水率
は59.00l/m2・分・気圧であった。
The average pore diameter of the obtained porous polypropylene film measured by the half dry method was 0.70 μm, and the porosity measured by a mercury porosimeter was 65.30%. The water permeability was 59.00 l / m 2 · min · atm.

この多孔質ポリプロピレンフィルムの表面および断面を
走査電子顕微鏡により観察したところ、フィルム表面に
ほぼ均一に孔が形成されており、孔径も全体にわたって
ほぼ均一であった。また、このフィルム断面を観察した
ところ、形成された孔の大部分が一方の表面から他の表
面まで貫通した透孔であることが確認された。このフィ
ルムを用いて導電率を測定した結果を表1に示す。
When the surface and cross section of this porous polypropylene film were observed with a scanning electron microscope, it was found that pores were formed substantially uniformly on the film surface and the pore diameter was also substantially uniform throughout. Further, when the cross section of the film was observed, it was confirmed that most of the formed holes were through holes penetrating from one surface to the other surface. The results of measuring the electric conductivity using this film are shown in Table 1.

(実施例3) ポリプロピレン(商品名:UBE−PP−F109K、宇部興産
(株)製、MFI=9g/10分)を、直径50mm、スリットギャ
ップ0.7mmのインフレーション成形ダイを備えたインフ
レーション成形機にかけ、未延伸ポリプロピレンフィル
ムを成形した。成形操作は、ポリプロピレンを樹脂吐出
温度200℃で、ブロー比が0.7になるようにバルブ内に空
気を吹き込みながら吐出させ、ダイス上5cmの位置で吐
出されたフィルムの外壁面に室温の空気を吹きつけ冷却
し、そしてダイス上1.8mの位置でニップロールにより引
取り速度35m/分で引取る方法により行ない、目的の未延
伸ポリプロピレンフィルムを成形した。
(Example 3) Polypropylene (trade name: UBE-PP-F109K, manufactured by Ube Industries, Ltd., MFI = 9 g / 10 minutes) was placed on an inflation molding machine equipped with an inflation molding die having a diameter of 50 mm and a slit gap of 0.7 mm. An unstretched polypropylene film was molded. Molding operation was carried out by blowing polypropylene at a resin discharge temperature of 200 ° C while blowing air into the valve so that the blow ratio was 0.7, and blowing room temperature air onto the outer wall surface of the film discharged at a position of 5 cm on the die. The film was cooled by immersing, and the target unstretched polypropylene film was formed by a method in which it was taken at a position of 1.8 m on the die by a nip roll at a take-up speed of 35 m / min.

得られた未延伸フィルムの厚さは、20μmであった。ま
た、このフィルムの50%伸長からの弾性回復率は38%で
あった。
The thickness of the obtained unstretched film was 20 μm. The elastic recovery rate from 50% elongation of this film was 38%.

この未延伸フィルムを、温度145℃で、歪速度8.33%/
分、初期長さに対して300%の延伸を行い、この延伸状
態を保ったまま145℃の加熱空気槽中で10分間熱固定を
行い多孔質ポリプロピレンフィルムを製造した。
This unstretched film, at a temperature of 145 ℃, strain rate 8.33% /
The film was stretched by 300% with respect to the initial length, and heat-set for 10 minutes in a heated air tank at 145 ° C while maintaining this stretched state to produce a porous polypropylene film.

実施例1と同一の方法で測定したこのフィルムの平均透
孔径は0.4μm、空隙率は67%であった。このフィルム
を用い、導電率を測定した結果を表1に示す。
The average through-hole diameter of this film measured by the same method as in Example 1 was 0.4 μm, and the porosity was 67%. The results of measuring the electrical conductivity of this film are shown in Table 1.

導電率の測定法 多孔質ポリプロピレンフィルムに、液体電解質(1モル
濃度の過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネ
ートとジメトキシエタンとの等容積混合溶液)を含浸さ
せ導電率計により導電率を測定した。
Method for Measuring Conductivity A porous polypropylene film was impregnated with a liquid electrolyte (a mixed solution of propylene carbonate in which 1 mol of lithium perchlorate was dissolved and an equal volume of dimethoxyethane), and the conductivity was measured by a conductivity meter.

(実施例4) 負極として直径16mm、厚み0.75mmの金属リチウム円板、
正極として二酸化マンガン68mg、アセチレンブラック8.
5mgと、バインダーとしてテフロン粉(ダイキン(株)
製ルフロンL−5)8.5mgとを混合し、7.5ton/cm2の圧
力で加圧成形し、300℃で加熱処理して直径13mm、厚み
1.3mmの正極板を用意した。
(Example 4) A metal lithium disc having a diameter of 16 mm and a thickness of 0.75 mm was used as a negative electrode,
68 mg of manganese dioxide and acetylene black 8.
5 mg and Teflon powder as a binder (Daikin Co., Ltd.)
Luflon L-5) 8.5 mg was mixed, pressure-molded at a pressure of 7.5 ton / cm 2 , and heat-treated at 300 ° C to obtain a diameter of 13 mm and thickness.
A 1.3 mm positive electrode plate was prepared.

多孔質ポリプロピレンフィルムは、実施例1で作製した
ものを使用した。
As the porous polypropylene film, the one produced in Example 1 was used.

このフィルムに電解質として1モル濃度の過塩素酸リチ
ウムを溶解したプロピレンカーボネートとジメトキシエ
タンとの等容積混合溶媒に溶解したものを含浸させ、前
記の正極と負極の間に挟んで電池を作成した。
This film was impregnated with an electrolyte dissolved in an equal volume mixed solvent of propylene carbonate and dimethoxyethane in which 1 molar concentration of lithium perchlorate was dissolved, and sandwiched between the positive electrode and the negative electrode to prepare a battery.

電池性能試験として、2.8kΩの定抵抗放電試験を行い、
2.0ボルトカットで16mAhの電池容量を得た。
As a battery performance test, we conducted a constant resistance discharge test of 2.8 kΩ,
A battery capacity of 16 mAh was obtained by cutting 2.0 volts.

(比較例2) 前記比較例1によって作製したフィルムを用いて、実施
例4と同様にしてリチウム電池を作成した。実施例4と
同様に電池性能試験を行なった結果、放電容量は52mAh
であった。
(Comparative Example 2) Using the film prepared in Comparative Example 1, a lithium battery was prepared in the same manner as in Example 4. As a result of performing a battery performance test in the same manner as in Example 4, the discharge capacity was 52 mAh.
Met.

(実施例5) 前記実施例2によって作製したフィルムを用いて、実施
例4と同様にしてリチウム電池を作成した。実施例4と
同様に電池性能試験を行なった結果、放電容量は16mAh
であった。
(Example 5) Using the film produced in Example 2 above, a lithium battery was produced in the same manner as in Example 4. As a result of performing a battery performance test in the same manner as in Example 4, the discharge capacity was 16 mAh.
Met.

(実施例6) 前記実施例3によって作製したフィルムを用いて、実施
例4と同様にしてリチウム電池を作成した。実施例4と
同様に電池性能試験を行なった結果、放電容量は17mAh
であった。
Example 6 A lithium battery was produced in the same manner as in Example 4 using the film produced in Example 3 above. As a result of performing a battery performance test in the same manner as in Example 4, the discharge capacity was 17 mAh.
Met.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の電池用セパレータによれ
ば、大部分が貫通孔を形成するとともに略均一な孔径を
有し、しかも空隙率が45%以上である特殊な形態を有し
た微細孔を持った多孔質ポリプロピレンフィルムを使用
したので、イオン伝導性などの特性に優れたものを提供
することができる。従って、この電池用セパレータを用
いたリチウム電池は電池性能の優れたものを得ることが
できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the battery separator of the present invention, the majority of the through-holes have a substantially uniform pore diameter and a special form having a porosity of 45% or more. Since the porous polypropylene film having fine pores having the above is used, it is possible to provide a film having excellent characteristics such as ionic conductivity. Therefore, a lithium battery using this battery separator can have excellent battery performance.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリプロピレンを延伸して得られる多数の
微細孔を有する多孔質ポリプロピレンフィルムからなる
電池用セパレータであって、 該多孔質ポリプロピレンフィルムは、該フィルムの延伸
方向と直角に略所定の間隔で走り且つ該フィルムの延伸
方向と直角な断面に対して略平行に形成される未延伸板
状平面群と、その板状平面間で該フィルムの延伸方向に
略平行且つ略所定間隔に走り且つ板状平面間につながる
延伸配向した比較的細いフィブリル群とによって形成さ
れ、該板状平面間につながる細いフィブリル間の間隙が
略二次元的に広がる略均一な形状を呈する多数の微細孔
を形成してなり、 前記微細孔は大部分が貫通孔を形成するとともに略均一
な孔径を有し、前記フィルムの空隙率が45%以上である
ことを特徴とする電池用セパレータ。
1. A battery separator comprising a porous polypropylene film having a large number of fine pores obtained by stretching polypropylene, wherein the porous polypropylene film has a substantially predetermined interval perpendicular to the stretching direction of the film. And a group of unstretched plate-like planes formed substantially parallel to a cross section perpendicular to the stretching direction of the film, and between the plate-like planes substantially parallel to the stretching direction of the film and at substantially predetermined intervals, and Formed by a group of elongated and oriented relatively thin fibrils connected between plate-like planes, a large number of micropores having a substantially uniform shape in which the gaps between the thin fibrils connected between the plate-like planes spread in a substantially two-dimensional manner are formed. Most of the fine pores form through holes and have a substantially uniform pore diameter, and the porosity of the film is 45% or more. Parator.
【請求項2】ポリプロピレンを延伸して得られる多数の
微細孔を有する多孔質ポリプロピレンフィルムからなる
電池用セパレータの製造方法において、ポリプロピレン
の延伸工程を、窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、メ
タンおよびエタンからなる群より選ばれた媒体中で、且
つその延伸温度が、−70℃以下の温度であって、該媒体
の凝固点から該媒体の沸点より50℃高い温度以下の低温
の範囲にて行なうことを特徴とする多孔質ポリプロピレ
ンフィルムからなる電池用セパレータの製造方法。
2. A method for producing a battery separator comprising a porous polypropylene film having a large number of fine pores obtained by stretching polypropylene, wherein the polypropylene stretching step includes nitrogen, oxygen, argon, carbon monoxide, methane and In a medium selected from the group consisting of ethane, and the stretching temperature is −70 ° C. or lower, and the temperature is 50 ° C. higher than the boiling point of the medium from the freezing point of the medium, and the temperature is 50 ° C. or lower. A method for producing a battery separator comprising a porous polypropylene film.
【請求項3】ポリプロピレンを延伸して得られる多数の
微細孔を有する多孔質ポリプロピレンフィルムからなる
電池用セパレータの製造方法において、ポリプロピレン
の延伸工程を、予め室温で行なうことなく110℃乃至155
℃の高温の温度範囲で、延伸歪速度10%/分未満で行な
うことを特徴とする多孔質ポリプロピレンフィルムから
なる電池用セパレータの製造方法。
3. A method for producing a battery separator comprising a porous polypropylene film having a large number of fine pores obtained by stretching polypropylene, wherein the polypropylene stretching step is performed at 110 ° C. to 155 ° C. without performing the stretching step at room temperature in advance.
A method for producing a battery separator comprising a porous polypropylene film, which is carried out at a stretching strain rate of less than 10% / min in a high temperature range of ° C.
【請求項4】請求項1に記載の電池用セパレータを用い
ることを特徴とするリチウム電池。
4. A lithium battery using the battery separator according to claim 1.
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