含有纤维素纳米纤维的聚烯烃多微孔拉伸膜的制造方法、纤维素纳米纤维多微孔复合膜...的制作方法_3

文档序号:9509705阅读:来源:国知局
集从而与聚締控的均匀分 散性高、容易混炼和形成片,并且能够提供具有比现有的隔膜特性优良的机械特性、热特性 的隔膜。需要说明的是,对于CeNF而言,为了在单醋化后进一步提高分散性可W实施环氧 丙烷加成(P0加成)等二次处理。
[00创另外,对于在本发明中使用的增塑剂而言,除了液体石蜡等W外,可W列举:壬烧、 癸烧、糞烧、对二甲苯、十一烧、十二烧的链状或环式的脂肪族控、及沸点与它们对应的矿物 油馈分、及邻苯二甲酸二下醋、邻苯二甲酸二辛醋等室溫下呈液态的邻苯二甲酸醋等。 W44] 另外,本发明的CeNF复合多孔膜可W为单层,也可W为多层,在多层膜的情况下 在所构成的至少一层中含有CeNF即可。最终的膜厚优选为5μπιW上且50μπιW下的范 围。如果膜厚为5μπιW上,则具有足够的机械强度,而且如果为50μπιW下则隔膜的占有 体积减小,因此从电池的高容量化的方面而言具有变得有利的倾向。本发明的多孔膜的透 气度优选为50秒/100立方厘米W上且1000秒/100立方厘米W下的范围。用作电池用隔 膜时,透气度在50秒/100立方厘米W上的情况下自放电少,在1000秒/100立方厘米W下 的情况下可W得到良好的充放电特性。
[0045]W下,对于本该发明的各实施例进行说明。但是,本发明并不受到运些实施例等的 任何限定。需要说明的是,对于本发明的多微孔膜的各特性通过W下的试验方法进行评价。
[0046] 膜厚与孔隙率:关于膜厚,将样品切成50X50mm见方,使用千分尺对片的各部分 25个点进行测量,并将平均值作为膜厚。关于孔隙率,由片的实测重量与由密度和体积算出 的理论重量而算出。 柳47] Gurl巧值:Gurl巧值的测定中,使用Gurl巧式自动测量机灯ESTING MACHI肥SINC 公司制)进行测定。本测定如日本JISP8177中规定的那样,将直到100立方厘米的空气通 过片为止所需要的时间作为Gurely值。
[0048]穿刺强度:穿刺强度的测定中,使用自动穿刺强度计(加多技术公司制:KES-FB3-AUT0)进行测量。将制作的片切成50X50mm见方,W 5mm间隔算出各位置的穿刺 强度,并求出各片的平均值。 W例阳-SEM观察:将制作的片使用离子瓣射装置巧lionix公司制ESC-101),W约3皿 的厚度进行销蒸锻,使用FE-SEM(卡尔蔡司(CarlZeiss)公司制SUPRA55VP),对表面进行 显微观察。
[0050](实施例1)
[0051] 首先,使用CE0LUS抑-101 (旭化成化学株式会社制)作为纤维素粉末试样,W纤 维素:班巧酸酢(SA) = 100:11.81的重量比利用加压捏合机在125°C下混炼20分钟进行 单醋化反应,然后通过丙酬提取而除去未反应物(众所周知的SA化处理)。然后,将该SA 化处理的纤维素微粉末混合至石蜡中,并进行24小时溶胀与揽拌处理。将原料的组成示于 表1的实施例1中。将其利用图1的捏合机相对于上述石蜡70重量份混合Ξ井株式会社 的HI-ZEX(030巧30重量份并进行混炼,然后利用图2的拉幅机进行同时双螺杆拉伸。混炼 条件及拉伸条件示于表2、表3。利用拉幅机进行双螺杆拉伸后,利用二氯甲烧对液体石蜡 进行脱脂,并在118Γ下进行10分钟热定型。
[0052]
阳05引表2混炼条件[0054]
[005引表3拉伸条件
[0056]
[0057](实施例。
[0058] 在实施例1的方法中,在SA化处理后使用加成有环氧丙烷的纤维素纳米纤维作为 二次处理。原料组成示于表1的实施例2中。除此W外,与实施例1相同。
[0059](实施例3)
[0060] 在实施例1的方法中,使用未进行众所周知的SA化处理的纤维素作为原料。将原 料组成示于表1的实施例3中。除此W外,与实施例1相同。 阳06U (比较例1)
[0062] 在实施例1的方法中,利用未使用纤维素纳米纤维的原料来制作片。原料组成示 于后述的表1的比较例1中。除此W外,与实施例1相同。 阳06引(比较例。
[0064] 在实施例1的方法中,对原料纤维素进行SA化而实施Star burst处理从而得到 水浆料,将该水浆料与030S混炼/脱水而制造纤维素纳米纤维复合聚乙締颗粒,使用该颗 粒来制造片。原料组成示于表1的比较例2中。其他与实施例1相同。 柳65](比较例扣
[0066] 对原料纤维素进行SA化而实施Star burst处理从而得到水浆料,将该水浆料与 030S混炼/脱水而制造纤维素纳米纤维复合聚乙締颗粒,使用该颗粒利用图3的TEX30 α 连续地混炼而制造原膜。原料组成示于表1的比较例3中。之后的同时双螺杆拉伸与脱脂 及热定型与实施例1相同。
[0067] 结果比较
[0068] 所述SA化前后,将18小时溶胀及揽拌处理后经过40分钟时的在石蜡中的分散状 况示于图4,与未处理的相比,经众所周知的SA化的纤维素在石蜡中的分散显著提高。 W例将在实施例1~3的条件下制作的多微孔膜的沈Μ图像示于图5、图6、图7。图 7为将未处理的纤维素粉末直接与液体石蜡及超高分子量聚乙締粉末混合得到的原料利用 捏合机混炼后的形成膜后的样品。由此,在聚乙締晶体纤维中观察到很多形成节样的块。认 为在该部分纤维素聚集,推定聚乙締中的分散状态不好。图5为使用事先经SA化的纤维素 粉末的样品,与图7相比,形成节的块变少,推定分散状态得W改善。另外,图6为事先经SA 化后、进行二次Ρ0加成处理的样品的结果。与图5相比,大部分的块已经不可见,认为在超 分子量皿ΡΕ中纤维素纳米纤维良好地均匀分散。
[0070] 利用实施例1~3、比较例1~3的主要的隔膜特性示于表4。与实施例1~3的 结果比较时,影响裡离子电池的电池特性的透气度的数值为:实施例2 <实施例1 <实施例 3的顺序。Gurley值低表示裡离子容易通过。该情况表示实施例2与其他相比CeNF的分 散良好且无聚集,从而良好地形成微孔。关于孔隙率,实施例1的较大,在多微孔分布方面 不均匀,认为原因在于与实施例2相比,不均匀地形成了直径大的孔。
[0071] 穿刺强度对于防止电池成卷时异物所引起的破膜、防止经时劣化而产生的裡离子 树枝状晶体所引起的破膜而发生短路等是重要的。实施例1、2与实施例3相比,穿刺强度 大幅增加,认为是CeNF的添加效果的结果。
[0072] 热收缩性有助于电池安全的性能,特别是如果TD的收缩性小,则会防止电池失控 时的异常发热引起的片的收缩而导致的正负极间的短路。对于实施例1~3的TD进行比 较时,与实施例3相比在实施例1、2中可见改善效果。特别是,实施例2成为较小的值,认 为是CeNF的添加效果引起的。
[0073] 表4隔膜代表特性值
[0074]
阳0巧]MD:纵向、TD:横向
[0076] 将实施例1~3与未复合化CeNF的现有的隔膜相比较时,除了实施例3W外,透 气度、穿刺强度
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