微多孔膜卷绕体及其制备方法

微多孔膜卷绕体及其制备方法
【专利摘要】一种微多孔膜卷绕体(33)，具有芯轴(1、11、21、31)和卷绕在芯轴(1、11、21、31)上的微多孔膜(34、S)，该芯轴的一部分或全部由导电性部件(12、13)形成。微多孔膜(34、S)的第1面(100)与第2面(200)等量地带有相互为反极性的电荷(102、201)。微多孔膜卷绕体(33)的制备方法包括：用除静电器(35)对微多孔膜(34、S)进行除静电；将微多孔膜(34、S)卷绕在芯轴(1、11、21、31)上，该芯轴的一部分或全部由导电性部件(12、13)形成。可以防止将微多孔膜(34、S)从芯轴(1、11、21、31)开卷时微多孔膜(34、S)被静电吸引至微多孔膜卷绕体(33)或周围的装置。微多孔膜(34、S)作为燃料电池或二次电池的隔膜有用。
【专利说明】微多孔膜卷绕体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在芯轴上卷绕有微多孔膜的卷绕体及其制备方法。特别是涉及在芯轴上卷绕有作为电池用隔膜有用的聚烯烃微多孔膜的卷绕体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微多孔膜被广泛用作各种分离膜、隔离膜，作为具体的用途，除滤膜、透析膜等过滤器之外，还可以列举出电池、电容器用的隔膜。其中，聚烯烃微多孔膜被广泛用作燃料电池、二次电池的隔膜。
[0003]这样的微多孔膜在被连续地成膜后被卷在芯轴上制成卷绕体而被供给。电池制造商(使用者)将微多孔膜从该微多孔膜卷绕体开卷而加工成电池。但是，若微多孔膜因静电而带电，则可能因静电的影响而发生卷状态不良，发生由处理时的静电导致的不适感、不良情况。此外，由于微多孔膜卷绕体为微多孔膜重叠若干层的状态，所以随着开卷的进行，电位逐渐变高，可能因静电而引起不良情况。特别是在电池的制备中，其改善是当务之急。
[0004]这样的静电问题不限于微多孔膜，在通常的膜中也同样存在。为了解决该问题，开发了各种防止制备时膜本身带电的技术、将已带电的膜除静电的技术，除此之外，还公开了通过对卷绕膜的芯轴实施改良而抑制静电的技术。
[0005]例如，在专利文献I中公开了为了抑制将磁性记录介质用膜卷绕在芯轴上时的静电而使用具有导电性部分和绝缘性部分的树脂芯轴。另外，在专利文献2中公开了为了防止用作柔性电路基板的聚酰亚胺膜、液晶聚合物膜的带电而使用在表层和整体涂布有抗静电处理剂的芯轴，使卷绕后的膜表面的电阻值为1Χ1015Ω以上。
[0006]专利文献1:日本特开2001-302820号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007-176034号公报
[0008]专利文献3:国际公开W02011/024849号公报

【发明内容】

[0009]但是，对于将微多孔膜、特别是聚烯烃微多孔膜卷绕在芯轴上后的卷绕体的静电对策，迄今为止缺乏有效的技术。聚烯烃微多孔膜有时会因其制备工序而使表面背面反极性地强力地带电，若将其卷绕，则卷绕体电位因双电荷层效应而上升。另外，对于微多孔膜来说，在其特性方面易发生卷绕后卷紧的现象，膜表面的摩擦系数高的情况下，由于开卷时的剥离带电，若将微多孔膜从微多孔膜卷绕体开卷，则表面电位仍然上升。这样的表面电位上升了的微多孔膜卷绕体的操作性变差。例如在使用者将微多孔膜开卷时，若将手由已开卷的微多孔膜离开，则微多孔膜被静电吸引而“啪”地粘附在微多孔膜卷绕体、周围的装置等上，不仅操作性(作业性)降低，而且也可能产生不适感。因此，需要抑制卷绕体电位上升的技术。
[0010]需说明的是，作为有关用于锂离子二次电池用隔膜的微多孔膜卷绕体的现有技术文献，有专利文献3，公开了可以得到厚度均匀性良好的微多孔膜的微多孔膜卷绕体，此外记载了卷绕体的优选的静电量。但是，在该文献中，仅记载了若将卷长与层合圈数之比(层合圈数/卷长)变小则卷绕体的静电量有减少的趋势，这只能说只要将卷长变小或将芯轴直径变大即可，难说是根本的解决对策。
[0011]因此，本发明的课题在于，提供电位上升被抑制、在微多孔膜开卷时因静电导致的操作性降低被抑制的微多孔膜卷绕体及其制备方法。
[0012]为了解决这样的问题，本发明主要包含以下构成。即，一种微多孔膜卷绕体，其特征在于，微多孔膜被卷绕在芯轴上，该芯轴的一部分或全部由导电性部件形成。
[0013]在这样的本发明的微多孔膜卷绕体中，优选所述微多孔膜的最外表面的外圆周与所述芯轴的内圆周之间的静电电容为50pF以上且IOOOpF以下。另外，优选所述微多孔膜的表面与背面相互反极性地等量带电。此外，优选所述表面与所述背面的极性沿纵向方向以全长的25%以内的比例反转，更优选所述表面与所述背面的背面平衡电位的绝对值为3V以上且150V以下。
[0014]此外，本发明所涉及的微多孔膜卷绕体的制备方法如下所述:所述微多孔膜卷绕体中，微多孔膜被卷绕在芯轴上，该芯轴的一部分或全部由导电性部件形成，其特征在于，卷绕所述微多孔膜使卷绕中的卷绕体的表面电位为_2kV?+2kV。此处，所谓卷绕体指在芯轴的卷绕面仅卷绕有规定长度的具有一定宽度的微多孔膜的卷绕体。另外，在本发明中所谓芯轴指用于卷绕、即用于卷绕微多孔膜的圆筒状或圆柱状的管或芯。
[0015]根据本发明，可以抑制微多孔膜卷绕体的表面电位的上升。即，可以提供将表面电位抑制在低水平的微多孔膜卷绕体，另外，可以抑制将微多孔膜从微多孔膜卷绕体开卷时的表面电位的上升。因此，在将微多孔膜从微多孔膜卷绕体开卷时，可以防止已开卷的微多孔膜因静电而吸附在卷绕体、周围的器具.装置等上，从而提高操作性。另外，由于可以将微多孔膜卷绕体的表面电位保持在低水平，所以可以抑制由静电导致的异物的附着，可以使微多孔I旲的品质提闻。
【专利附图】

【附图说明】
[0016][图1]显示通常的芯轴的示意形状，(a)为正面图，(b)为侧面图。
[0017][图2]显示将微多孔膜从微多孔膜卷绕体开卷时的已开卷的微多孔膜长度(开卷长度)与微多孔膜卷绕体表面电位(卷绕体电位)的关系的相关图。
[0018][图3]显示实施例所使用的芯轴的一例的平面图。
[0019][图4]显示实施例所使用的芯轴的另一例，(a)为正面图，(b)为侧面图。
[0020][图5]显示表面电位测定方法的示意，(a)为开卷时的正面图，(b)为卷绕时的正面图。
[0021][图6]显示微多孔膜的带电状态的示意截面图。
[0022][图7]显示在树脂性芯轴上卷有微多孔膜的微多孔卷绕体的带电状态的示意截面图，(a)显示现有技术所涉及的带电状态，(b)显示本发明所涉及的带电状态。
[0023][图8]显示在导电性芯轴上卷有微多孔膜的微多孔卷绕体的带电状态的示意截面图，(a)显示现有技术所涉及的带电状态，(b)显示本发明所涉及的带电状态。
【具体实施方式】[0024]以下详细地说明本发明。
[0025][微多孔膜]
[0026]优选被卷绕在芯轴上的微多孔膜是聚烯烃微多孔膜。以下特别对聚烯烃微多孔膜进行说明。
[0027][聚烯烃]
[0028]构成微多孔膜的聚烯烃的质均分子量(Mw)虽然无特殊限制，但通常为I X IO4?I X IO7,优选为 I X IO5 ?5 X IO6。
[0029]聚烯烃优选含有聚乙烯(PE)。作为聚乙烯，可以列举出超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。这些聚乙烯不仅可以为乙烯的均聚物，而且可以为含有少量其它α-烯烃的共聚物。
[0030]聚乙烯可以为单一物质，但优选由两种以上聚乙烯形成的组合物。作为聚乙烯组合物，可以使用Mw不同的两种以上UHMWPE彼此的组合物、相同的HDPE彼此的组合物、相同的MDPE彼此的组合物或相同的LDPE彼此的组合物，也可以使用选自UHMWPE、HDPE、MDPE和LDPE中的两种以上聚乙烯的混合组合物。
[0031]其中，作为聚乙烯组合物，优选由Mw为5Χ105以上的UHMWPE和Mw在IXlO4以上?低于5 X IO5的范围内的聚乙烯形成的聚乙烯组合物。UHMWPE的Mw优选在5 X IO5?IXlO7的范围内，特别优选在IXlO6?5Χ106的范围内。作为Mw为IXlO4以上?低于5X IO5的聚乙烯，HDPE, MDPE和LDPE均可以使用，但特别优选使用HDPE。Mw为IX IO4以上?低于5Χ105的聚乙烯可以使用Mw不同的两种以上的聚乙烯，也可以使用两种以上密度不同的聚乙烯。另外，也可以为多阶段聚合的聚乙烯。通过将聚乙烯组合物的Mw的上限设为15Χ106以下，可以容易地进行熔融挤出。将全部聚乙烯组合物按100质量％计，聚乙烯组合物中的UHMWPE的含量优选为I质量％以上，更优选在2?80质量％的范围内。
[0032]聚烯烃的Mw与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)虽然无特殊限制,但优选在5?300的范围内，更优选在6?100的范围内。若Mw/Mn低于5，则高分子量成分过多，所以聚烯烃溶液的挤出困难，若Mw/Mn超过300，则低分子量成分过多，所以得到的微多孔膜的强度变低。Mw/Mn被用作分子量分布的指标,该值越大,分子量分布的分布宽度越大。即,在由单一物质形成的聚烯烃的情况下，Mw/Mn显示其分子量分布的宽度，该值越大，分子量分布越宽。由单一物质形成的聚烯烃的Mw/Mn可以通过下述方法适宜调整:通过多阶段聚合制备聚烯烃。作为多阶段聚合法，优选下述二阶段聚合:在第一阶段聚合高分子量成分，在第二阶段聚合低分子量成分。在聚烯烃为混合组合物的情况下，Mw/Mn越大,配合的各成分的Mw的差越大，另外，Mw/Mn越小，Mw的差越变小。聚烯烃组合物的Mw/Mn可以通过调整各成分的分子量、混合比例而适宜设定。
[0033]在将聚烯烃微多孔膜用作电池用隔膜的情况下，为了使熔化温度提高，并且使电池的高温保存特性提高，可以在聚烯烃中与聚乙烯一同含有聚丙烯(PP)。聚丙烯的Mw优选在IXlO4?4X106的范围内。作为聚丙烯，除均聚物之外，也可以使用含有其它α-烯烃的嵌段共聚物和/或无规共聚物。将全部聚烯烃组合物(聚乙烯+聚丙烯)按100质量份计，优选将聚丙烯的添加量设为80质量份以下。
[0034]另外，为了使作为电池用隔膜用途的特性提高，聚烯烃也可以含有赋予关闭功能的聚烯烃。作为赋予关闭功能的聚烯烃，例如可以使用LDPE。作为LDPE，可以列举出选自支链状LDPE、线状LDPE (LLDPE)、通过单活性中心催化剂制备的乙烯/ α -烯烃共聚物和Mw在IXlO3?4Χ IO3的范围内的低分子量PE中的至少一种。
[0035]在含有上述UHMWPE的聚乙烯组合物中，作为任选成分可以添加聚1_ 丁烯、聚乙烯蜡、乙烯/α-烯烃共聚物等。
[0036][聚烯烃微多孔膜的制备方法]
[0037]聚烯烃微多孔膜的制备方法包括下述工序:(I)在上述聚烯烃中添加成膜用溶剂后，进行熔融混炼，制备聚烯烃溶液的工序；(2)将聚烯烃溶液从模口(die lip)挤出后，进行冷却而形成凝胶状成型物的工序；(3)将凝胶状成型物在至少单轴方向拉伸的工序(一次拉伸工序)；(4)除去成膜用溶剂的工序；(5)将得到的膜干燥的工序；以及(6)将已干燥的膜再次在至少单轴方向拉伸的工序(二次拉伸工序)。此外，在(I)?(6)的工序之后可以根据需要设置(7)热处理工序、(8)基于电离辐射的交联处理工序、(9)亲水化处理工序、(10)表面被覆处理工序等。
[0038](I)聚烯烃溶液的制备工序
[0039]首先，在聚烯烃中添加适当的成膜用溶剂后，进行熔融混炼，制备聚烯烃溶液。可以在不损害本发明的效果的范围内根据需要在聚烯烃溶液中添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、防结块剂、颜料、染料、无机填充材料等各种添加剂。
[0040]作为成膜用溶剂，液体溶剂和固体溶剂均可以使用。作为液体溶剂，可以列举出壬烷、癸烷、萘烷、对二甲苯、十一烷、十二烷、液体石蜡等脂肪族或环式的烃和沸点与它们对应的矿物油馏分。为了得到溶剂含量稳定的凝胶状成型物，优选使用如液体石蜡那样的不挥发性的液体溶剂。也可以将液体溶剂与固体溶剂合用。
[0041]在25°C的温度下液体溶剂的粘度优选在30?500cSt的范围内，更优选在50?200cSt的范围内。若该粘度低于30cSt，则PO溶液从模口的排出不均匀，并且混炼困难。另一方面，若超过500cSt，则液体溶剂的除去困难。
[0042]熔融混炼方法虽然无特殊限定，但优选在挤出机中均匀地进行混炼的方法。该方法适合制备聚烯烃的高浓度溶液。熔融温度优选在聚烯烃的熔点+10°C?+100°C的范围内。熔点指根据Jis K7121通过差示扫描量热测定(DSC)求得的值。成膜用溶剂可以在混炼开始前添加，也可以在混炼中从挤出机的中途添加，但优选后者的中途添加。在熔融混炼时，为了防止聚烯烃的氧化，优选添加抗氧化剂。
[0043]对于聚烯烃溶液中的聚烯烃与成膜用溶剂的配合比例，将两者的总和按100质量％计，例如聚烯烃为I?50质量％，优选为20?40质量％。若将聚烯烃的比例设为低于I质量％，则在将聚烯烃溶液挤出时在模具出口膨胀、边缘向内弯曲(neck in)变大，凝胶状成型物的成型性和自身支承性有降低的可能。另一方面，若聚烯烃的比例超过50质量％，则凝胶状成型物的成型性有降低的可能。
[0044](2)凝胶状成型物的形成工序
[0045]将经熔融混炼的聚烯烃溶液从挤出机直接或通过另外的挤出机从模具挤出，或暂时冷却而成粒后再次通过挤出机从模具挤出。作为模口，通常使用形成为长方形的喷嘴形状的片材用模口，但也可以使用其它模口。也可以使用共挤出用模口而得到多层的凝胶状成型物。加热溶液的挤出速度优选在0.2?15m/分钟的范围内。
[0046]通过将这样地经从模口挤出的溶液冷却，从而形成凝胶状成型物。冷却优选至少以50°C /分钟以上的速度进行至凝胶化温度以下。通过进行这样的冷却，可以将聚烯烃相因成膜用溶剂而被微相分离的结构(由聚烯烃相和成膜用溶剂相形成的凝胶结构)固定。冷却优选进行至25°C以下。通常，若使冷却速度变慢，则伪组成单元变大，得到的凝胶状成型物的高级结构变粗，若使冷却速度变快，则形成致密的组成单元。若将冷却速度设为低于50°C /分钟，则结晶度上升，难形成适合拉伸的凝胶状成型物。作为冷却方法，可以使用以下方法:与冷风、冷却水等制冷媒接触的方法，与冷却辊接触的方法等。
[0047](3) 一次拉伸工序
[0048]将得到的片状的凝胶状成型物在至少单轴方向拉伸。通过拉伸而发生聚烯烃结晶片层间的开裂，聚烯烃相细化，形成大量的原纤维。得到的原纤维形成三维网状结构(三维地不规则连接的网状结构)。由于凝胶状成型物含有成膜用溶剂，所以可以均匀地进行拉伸。一次拉伸可以在将凝胶状成型物加热后通过以下方法以规定的倍数来进行:通常的拉幅法、辊法、吹胀法、轧制法或这些方法的组合。一次拉伸可以是单轴拉伸，也可以是双轴拉伸，但优选双轴拉伸。在双轴拉伸的情况下，可以是同时双轴拉伸或依次拉伸中的任一种，但优选同时双轴拉伸。
[0049]拉伸倍数因凝胶状成型物的厚度而不同，在单轴拉伸中优选设为2倍以上，更优选设为3?30倍。在双轴拉伸中，通过在任一方向均设为至少3倍以上，即以面积倍数计设为9倍以上，由此戳穿强度提高，所以优选。若面积倍数低于9倍，则拉伸不充分，有得不到高弹性和高强度的聚烯烃微多孔膜的可能。另一方面，若面积倍数超过400倍，则有在拉伸装置、拉伸操作等方面产生限制的可能。
[0050]一次拉伸的温度优选设为聚烯烃的熔点+10°C以下，更优选设在晶体分散温度至低于熔点的范围内。若将该拉伸温度设为超过熔点+10°c，则树脂熔融，有无法通过拉伸而将分子链定向的可能。另一方面，若低于晶体分散温度，则树脂的软化不充分，易因拉伸而破膜，有无法进行高倍数的拉伸的可能。晶体分散温度根据ASTM D4065通过动态粘弹性的温度特性测定而求得。在使用PE作为聚烯烃的情况下，该晶体分散温度通常为90?100°C。因此，在聚烯烃由PE形成的情况下，通常将拉伸温度设在90?140°C的范围内，优选设在100?130°C的范围内。
[0051](4)成膜用溶剂除去工序
[0052]在成膜用溶剂的除去(清洗)中使用清洗溶剂。由于聚烯烃相与成膜用溶剂相分离，所以若除去成膜用溶剂，则得到多孔质膜。清洗溶剂可以为公知的溶剂，例如可以列举出二氯甲烷、四氯化碳等氯代烃，戊烷、己烷、庚烷等烃，三氟乙烷等氟代烃，乙醚、二氧杂环己烷等醚，甲乙酮等易挥发性溶剂。
[0053]清洗可以通过下述方法进行:将拉伸后的膜浸溃在清洗溶剂中的方法，向拉伸后的膜喷淋清洗溶剂的方法，或使用它们的组合的方法等。相对于100质量份的膜，清洗溶剂优选以300?30，000质量份的比例进行使用。清洗温度通常可以为15?30°C，根据需要进行加热清洗即可。清洗优选进行至残留的成膜用溶剂的浓度相对于其添加量降低至低于
I质量％。
[0054]由于聚烯烃微多孔膜在清洗时带电的情况多，所以本发明的微多孔膜卷绕体可以特别有效地应用于在制备过程中具有溶剂除去工序的微多孔膜。
[0055](5)膜的干燥工序[0056]将通过拉伸和除去成膜用溶剂而得到的膜通过加热干燥法、风干法等干燥。干燥温度优选为聚烯烃的晶体分散温度以下的温度，特别优选为比晶体分散温度低5°C以上的温度。
[0057]通过干燥处理，相对于100质量％的干燥处理后的膜质量，优选使微多孔膜中残存的清洗溶剂的含有率为5质量％以下，更优选为3质量％以下。
[0058](6) 二次拉伸工序
[0059]将干燥后的膜再次在至少单轴方向拉伸。二次拉伸可以边将膜加热边与一次拉伸同样地通过拉幅法等进行。二次拉伸可以为单轴拉伸，也可以为双轴拉伸。在双轴拉伸的情况下，可以是同时双轴拉伸或依次拉伸中的任一种，但优选同时双轴拉伸。
[0060]二次拉伸的温度优选设为构成微多孔膜的聚烯烃的晶体分散温度+20°C以下，更优选设为晶体分散温度+15°C以下。二次拉伸温度的下限优选设为聚烯烃的晶体分散温度。若将二次拉伸温度设为超过晶体分散温度+20°C，则有耐压缩性降低、或在TD方向进行拉伸的情况下在片材宽度方向上物性的偏差变大的可能，特别是有透气度在拉伸片材宽度方向的偏差变大的可能。另一方面，若将二次拉伸温度设为低于晶体分散温度，则聚烯烃的软化变得不充分，有在拉伸中易破膜，或变得无法均匀地进行拉伸的可能。在聚烯烃由PE形成的情况下，通常将拉伸温度设在90°C?120°C的范围内，优选设在95?115°C的范围内。
[0061]二次拉伸的速度优选在拉伸轴方向设为3% /秒以上。例如，在单轴拉伸的情况下，在纵向方向(机械方向，MD方向)或横向方向(宽度方向，TD方向)设为3%/秒以上。在双轴拉伸的情况下，在MD方向和TD方向分别设为3% /秒以上。双轴拉伸可以是同时双轴拉伸、依次拉伸或多级拉伸(例如同时双轴拉伸和依次拉伸的组合)中的任一种。在膜(片材)被二次拉伸的区域将二次拉伸前的拉伸轴方向的长度按100 %计，所谓拉伸轴方向的拉伸速度/秒)表示每I秒钟被拉伸的长度的比例。若将该拉伸速度设为低于3% /秒，则有耐压缩性降低，或在TD方向进行拉伸的情况下在片材宽度方向上物性的偏差变大的可能，特别是有透气度在拉伸片材宽度方向的偏差变大的可能。另外，也有生产能力变低的可能。二次拉伸的速度优选设为5%/秒以上，更优选设为10%/秒以上。在双轴拉伸的情况下，只要MD方向和TD方向的各自拉伸速度为3% /秒以上，则在MD方向和TD方向可以相互不同，但优选相互相同。二次拉伸的速度的上限虽然无特殊限制，但从防止断裂的观点出发优选为50% /秒以下。
[0062]二次拉伸的向单轴方向的倍数优选设为1.1?2.5倍。例如，在单轴拉伸的情况下，优选在MD方向或TD方向设为1.1?2.5倍，在双轴拉伸的情况下，优选在MD方向和TD方向分别设为1.1?2.5倍。在双轴拉伸的情况下，只要MD方向和TD方向的各自拉伸倍数为1.1?2.5倍，则在MD方向和TD方向可以相互不同，但优选相互相同。若该倍数低于
1.1倍，则有耐压缩性变得不充分的可能。另一方面，若将该倍数设为超过2.5倍，则有变得易破膜或耐热收缩性降低的可能。二次拉伸的倍数更优选设为1.1?2.0倍。
[0063](7)热处理工序
[0064]优选对经二次拉伸的膜进行热处理。通过热处理，微多孔膜的结晶稳定，片层匀化。作为热处理方法，只要使用热固定处理和/或热松弛处理即可，更优选热固定处理。热固定处理通过拉幅机方式、辊方式或轧制方式进行。热固定处理在构成聚烯烃微多孔膜的聚烯烃的熔点+10°C以下、优选晶体分散温度以上且熔点以下的温度范围内进行。[0065]热松弛处理通过拉幅机方式、辊方式、轧制方式、带式传送机方式或悬浮方式进行。热松弛处理在聚烯烃微多孔膜的熔点以下的温度、优选60°C以上?熔点_5°C以下的温度范围内进行。关于通过热松弛处理产生的收缩，优选将经二次拉伸的方向的长度控制为二次拉伸前的91 %以上，更优选控制为95%以上。若将该收缩设为低于91 %，则有二次拉伸后的片材的宽度方向的物性平衡、特别是透过性的平衡恶化的可能。通过如上所述的热松弛处理，透过性与强度的平衡进一步提高。另外，也可以将多次热固定处理和热松弛处理组合。
[0066](8)膜的交联处理工序
[0067]对于经二次拉伸的微多孔膜，可以实施基于电离辐射的交联处理。
[0068](9)亲水化处理工序
[0069]可以对经二次拉伸的微多孔膜进行亲水化处理。作为亲水化处理，使用单体接枝处理、表面活性剂处理、电晕放电处理、等离子体处理等。将得到的亲水化微多孔膜干燥。在干燥时为了使透过性提高，优选在聚烯烃微多孔膜的熔点以下的温度下边防止收缩边进行热处理。作为边防止收缩边进行热处理的方法，例如可以列举出对亲水化微多孔膜实施上述热处理的方法。
[0070](10)表面被覆处理工序
[0071]经二次拉伸的微多孔膜通过用聚丙烯，聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等氟系树脂多孔质体，或聚酰亚胺、聚苯硫醚等多孔质体等进行表面被覆，用作电池用隔膜的情况下的熔化特性提闻。
[0072][聚烯烃微多孔膜的特性]
[0073]在本发明中适合使用的微多孔膜具有以下物性。
[0074]透气度(通过JIS P8117的透气度试验方法而得到的格利值(Gurley))为20?800秒/IOOcm3 (换算成20 μ m的膜厚)。若透气度为该范围，则电池的循环特性良好，在将微多孔膜用作电池隔膜的情况下电池容量大，因而制成本发明的微多孔膜卷绕体时的效果好。若透气度低于20秒/100cm3/20 μ m,则有在电池内部的温度上升时未充分进行关闭的可能。
[0075]孔隙率为25?80%，优选为30?60%。若孔隙率低于25%，则有得不到良好的透气度的可能。另一方面，若超过80%，则将微多孔膜用作电池隔膜的情况下的强度不足，电极短路的危险大。
[0076]戳穿强度为1，500mN(换算成20 μ m的膜厚)以上。若戳穿强度低于1，500mN (换算成20 μ m的膜厚)，则在将微多孔膜作为电池用隔膜而组装在电池中的情况下，有出现电极短路的可能。戳穿强度优选为3，OOOmN(换算成20 μ m的膜厚)以上。
[0077]拉伸断裂强度在MD方向和TD方向均为20，OOOkPa以上。由此无破膜的可能。拉伸断裂强度优选在MD方向和TD方向均为50，OOOkPa以上。
[0078]拉伸断裂伸长率在MD方向和TD方向均为100%以上。由此无破膜的担忧。
[0079]在105°C的温度下暴露8小时后的热收缩率在MD方向和TD方向均为15%以下。若热收缩率超过15%，则在将微多孔膜用作锂电池用隔膜的情况下，在发热时隔膜端部收缩，出现电极短路的可能性变高。热收缩率优选在MD方向和TD方向均为10%以下。
[0080]优选摩擦系数、特别是微多孔膜彼此的摩擦系数小，但微多孔膜的摩擦系数受到由作为原料的聚合物的处方、微多孔膜的表面状态造成的影响，因此难调整的情况也多。通常，摩擦系数越大，开卷时的剥离带电越强，但本发明的微多孔膜卷绕体即使在使用摩擦系数大的微多孔膜时也可以期待进一步抑制电位上升的效果，在静摩擦系数为0.8以上、动摩擦系数为0.3以上的情况下，可以得到特别显著的效果。
[0081]微多孔膜的膜厚可以根据用途而适宜选择，但例如在用作电池用隔膜的情况下优选5?50 μ m，更优选10?35 μ m。另外，微多孔膜可以是单膜，也可以是层合有多个层的
层合膜。
[0082]虽然优选微多孔膜的表面背面的带电量低，但在制备工序上难进行控制。此处，将微多孔膜的表面称为第一面，将背面称为第二面。所谓表面背面反极性地带电指的是，如图6所示，当第一面100带正电或带负电时，第二面200带负电或带正电。该第一面与第二面反极性地带电的工序例如可以通过下述方法形成:在第一面带正电或带负电的状态下，从第二面侧给予离子等而进行中和，对第二面赋予负电或正电的反极性的电荷。在图6中显示下述带电状态的I例:在第一面100上负的静电荷102为与第二面200上正的静电荷201相同的量，即形成相同的电荷密度。此外，负的静电荷大致均匀地存在于第一面，正的静电荷大致均匀地存在于第二面。在图6的带电状态的微多孔膜中，若测定表面电位，则实质上为零电位，表面电位为-2kV以上且+2kV以下。其原因在于，在第一面100上负电荷102与第二面200的正电荷201分别反极性地成对，所以2个面的带电电荷之和大致为零。
[0083]这样，若表面背面分别反极性地带电，则无法通过通常给予离子风而除静电的类型的除静电器进行除静电。其原因在于，电场因表面背面的反极性的电荷而被封闭在微多孔膜的内部，从除静电器的位置可以看到表观电位在零附近，由此不吸引来自除静电器的离子。需说明的是，在表背面不等量的情况下，可以除静电至该不平衡部分变为等量。即，此时为等量反极性的静电荷存在于微多孔膜的表背面的状态。
[0084]这样，若将第一面100和第二面200的表背面反极性地带电的膜卷绕在芯轴I的卷绕部2上(图显示一部分)，则如图7 (b)所示，作为第二面200的内面被卷在作为第一面100的外面，由此在作为第一面的表面和作为第二面的背面形成反极性的电荷，将其反复进行层合，由此层合双电荷层，在最内层的作为第一面的表面与最外层的作为第二面的背面产生大的电位差。在图7(b)中，在最外层产生_nV (η为任意)的电位,在内层的最内面产生+nV(n为任意)的电位。对于该微多孔膜的基于双电荷层的电位，层数越多，各层的背面平衡电位(下述)越大，越会形成大的电位。存在如下问题:在将形成有这样的双电荷层的微多孔膜卷绕体例如开卷时微多孔膜、芯轴强力地带电。其机制推测如下。
[0085]在开卷的微多孔膜与芯轴的剥离点，已平衡的正/负电荷移动，在与开卷的微多孔膜的内层之间授受静电荷，已开卷的微多孔膜带电。对于该层与层之间的静电荷的授受来说，与最外层的外面和开卷剥离的膜的内面(芯轴侧的面)之间的电位差(电场)强度成正比。即，与微多孔膜的表面背面的背面平衡电位的绝对值大小成正比。根据本发明人等的见解，由于微多孔膜卷绕体的电位在最外层外面的静电荷极性方向变大，所以若例如如图7(b)所示的卷外面为负极性，则对于微多孔膜卷绕体的电位来说，越开卷，负的电位越变大。
[0086]对本发明的背面平衡电位进行说明。所谓微多孔膜的第一面的“背面平衡电位”指如下得到的电位:使接地导体比微多孔膜厚度的20%或10 μ m中的任一方中较小的一方近地接近或粘附在相反的面(背面)上，从而在上述接地导体上感应与上述背面的电荷等量反极性的电荷，在由此实质上地将上述背面的电位设为O电位的状态(平衡状态)下，在从第一面侧使表面电位计的测定探针(测定开口部直径为数皿以下的微小的探针。例如Monroe公司制探针1017 (开口部直径为1.75mm)、1017EH (开口部直径为0.5mm)等)接近微多孔膜至0.5_?2_左右的状态下测定上述第一面的电位。第二面的背面平衡电位将微多孔膜反转而通过相同的测定得到。由于该背面平衡电位的测定为非破坏下的确认方法，所以通过使粘附在导体上的面表面背面反转，可以分别知晓微多孔膜的各面各自的背面平衡电位V[V]。另外，对于在微多孔膜上蒸镀有金属等导电性物质的微多孔膜，蒸镀层发挥与金属辊相同的作用，可以测定微多孔膜面的背面平衡电位。
[0087]第一面100上的带电分布状态可以通过下述方法得到:使用XY滑台等位置可以调整的移动设施，边在低速(5[mm/秒]左右)下使表面电位计的探针或在背面粘附有接地导体的状态的片材中的任一方移动，边依次测定背面平衡电位，将得到的数据二维映射。第二面的背面平衡电位也可以相同地进行测定。在本发明的微多孔膜中，表面背面反极性地等量带电，对于第一面和第二面的正与负的带电分布，在将整体的面积按100%计时，该面积的75%形成一方的极性(正或负)，以剩余低于25%的比例形成另一方的极性(负或正)。
[0088]在本发明中，所谓“表面背面等量带电”指的是，在电绝缘性片材的位于面内方向的部位，第一面的背面平衡电位与第二面的背面平衡电位的总和大致相同。此时为第一面与第二面的各背面平衡电位之和为-10[V]以上且+10[V]以下的状态。此外，表面与背面分别大致均匀地相同极性地带电的状态指的是，在表背面各自的背面平衡电位的面内分布中，在各部分的前后0.5m，背面平衡电位的绝对值的最大值与最小值之差为20V以下。此时，第一面的背面平衡电位与第二面的背面平衡电位的平均值可以为任何值。
[0089]需说明的是，通常测定的表面电位在将片材悬浮于空中的状态(不存在粘附或接近背面的导体的状态)下进行测定。若在微多孔膜的表背面存在的电荷为相互反极性且恰好相同的电荷量，即反极性地等量带电的状态，则理论上表面电位也大致为O [V]。另一方面，当存在表面背面电荷的不平衡时，表面电位变为大的值(例如kV级)。通常测定的表面电位因距地线的距离长而易受到周围导体的存在等的影响，通常重现性低，但背面平衡电位在地线存在于膜相反面的状态下进行测定，所以通常重现性高。
[0090]虽然在图7(b)中仅存在第一面100的负电荷102和第二面200的正电荷201，但在微多孔膜的带电状态中，在第一面100中可以有正电荷101，在第二面200中可以有负电荷202。对于其比例，以面积比例计，极性反转的比例为25%以下(1/4以下)。极性反转可以在卷长度方向进行反转，也可以在微多孔膜的宽度方向进行反转。其原因在于，作为最终的带电比例，容许为1/2，但若带电极性在其一半、S卩1/4的比例下进行反转，则整体的一半被抵消而可以抑制带电。此处，表面背面几乎不反极性地带电，所以实质上为零的-15以上且+15V以下的部位不能说是极性反转，作为相同极性的部位计算面积。
[0091]本发明人等测定了微多孔膜反极性地等量带电的微多孔膜的带电状态，结果可知，若第一面与第二面的背面平衡电位的绝对值为3V以上且150V以下，则本发明可以有效地抑制带电。在背面平衡电位的绝对值超过150V的情况下，有易发生放电等不良情况，有时已开卷的膜带电。
[0092]在专利文献I所公开的技术中，面向电磁记录材料的膜为带电的状态，如图7(a)所示，认为第一面或第二面的任一面/或两面相同极性地带电。其原因在于，由膜产生的摩擦带电的极性通常为一定的极性。在图7(a)的情况下，从内层至外层均为正或负的相同电荷。因此，在芯轴上卷有膜的卷绕体的电位V为具有正或负的电位的状态。图7(a)具有-nV的电位。
[0093]此处，在专利文献I的至少I处以上声称使用分别具有导电性的部分和绝缘性的部位的树脂芯轴进行卷绕而抑制静电的技术具有下述效果:使静电电容变大，降低电位(例如专利文献I的段落[0016])。虽然未详细地说明，但对于该效果，电位V[V]与每单位面积的静电电容C[y F]和电荷Q的关系式为Q = C.V。此处，在卷有如微多孔膜那样薄的片状物的微多孔膜卷绕体中，每单位面积的静电电容C通过平行平板的每单位面积的静电电容C= eQeyt(其中，ε。为真空中的介电常数:8.854Xl(T12[F/m]，ε ^为膜的相对介电常数，t为厚度[m])求得。根据Q = CV的关系，电位V与电荷Q成正比，与静电电容C成反比。推定若为相同的带电电荷量Q，则静电电容C越大，越可以使电位V变小。
[0094]根据本发明人等的见解，为了使相对于大地的静电电容变大，当然需要将绝缘性芯轴的导电性部分与大地进行接地。在专利文献I的技术中，如图7(a)等所示，所谓相对于大地的静电电容，为芯轴、树脂膜(或微多孔膜)被串联的构成，合成静电电容由最小的静电电容决定。这样一来，树脂芯轴的绝缘部的静电电容与膜的静电电容起支配作用。因此，根据本发明人等的见解，树脂芯轴中的导电性部形成在树脂芯轴的最外表面，需要通过接地而将树脂芯轴的绝缘部的静电电容设为没有的状态。该状态被示于图8(a)中。在未将树脂芯轴的导电性部分与大地进行接地而悬浮的状态下存在的原因在于，相对于大地的静电电容未变大。
[0095]即，在专利文献I的实施例中，虽然有接地的卷绕驱动装置、未接地的卷绕驱动装置，但“卷绕装置”的芯轴支承轴和卷绕驱动装置相对于大地被接地(即使未接地也充分与大地相同)，由此认为，树脂芯轴的导电部通过已接地的芯轴的支承轴和卷绕驱动装置被与大地接地。
[0096]在本专利的技术中，由于适合用于形成有由表面背面反极性带电产生的双电荷层的膜，静电电容为50pF~InF，可以抑制由双电荷层的形成导致的向外部表现电位，所以可以得到在开卷时微多孔卷绕体的电位难上升的效果。即，本发明人等发现:在将微多孔膜的第一面与第二面反极性地等量带电的状态下的膜制成卷绕体时，在芯轴的一部分、内部配置未接地的导电性的部分，可以抑制双电荷层的形成。将其示于图8(b)中。虽然其原理只是推测，但认为是利用导电性部分的自由电子的偏移而稳定，在原本一片膜(或微多孔膜)的第一面和第二面形成正与负的配对，可以制成在最外层、最内层难表现电位的构成。由于在最外层、最内层难表现电位，所以也易抑制将微多孔膜开卷时的电荷的移动。即，推测原本一片微多孔膜本身具有的正与负的反极性电荷的配对被平衡。
[0097]发现上述效果即使在芯轴的一部分、内部被接地的状态下也有效，配置导电性的部分，可以抑制双电荷层的形成。
[0098]另一方面，表面背面反极性地带电的膜的状态虽然在开卷时有如上所述的问题，但也有优点。例如，在希望无暂时固定、偏差地将膜(或微多孔膜)层合的情况下，可以通过膜的静电荷与基材的库仑力提高摩擦阻力，另外，若用布等摩擦膜的上侧的面，则可以产生大的粘附力。此外，具有以下效果:在得到卷绕体时，I个下层的外面的第一面的静电荷与它的I个上层的内面的第二面的静电荷相互为反极性，通过库仑力的作用而粘附，从而难发生卷偏。它们在将微多孔膜用作锂离子等二次电池的隔膜时关系到层合、元件卷绕工序的处理稳定性，优选。
[0099]膜的表面背面反极性地等量带电的带电状态可以如下实现:使至少I个面带正电或带负电，接着，从另外的I个面进行除静电。在该情况下，优选控制除静电条件，将膜的带电量设为3V以上且150V以下。即，其原因在于，仍然稍稍带电的膜可以期待以下效果:卷状态因膜间的库仑力而提高，所述库仑力因表面背面的带电极性不同而产生；此外，抑制使用者使用时的使用者与传送辊的接触带电等。
[0100][芯轴]
[0101]芯轴的形状可以为公知的形状。例如，作为芯轴I的实例可以列举出以下芯轴:如图1那样通过连接部(辐条)4连接有卷绕微多孔膜的卷绕部2和用以通过轴的轴承部3的圆筒形芯轴。图1的所谓卷绕面5为卷绕微多孔膜的卷绕部2的外圆周面。在该情况下，外径为100mm以上，使得宽度比将卷绕的微多孔膜的宽度宽O~50mm。作为具体的一个实施方式，可以列举出下述尺寸的芯轴:外径为200mm，轴承部3的内径为75mm，宽度为60mm。此外，卷绕已实施耐热等涂布的膜(或微多孔膜)的芯轴可以列举出如下尺寸的芯轴:涂布的原料以及已涂布的原料为宽幅原料，宽度为300mm以上且1500mm。
[0102]芯轴一部分或全部由导电性部件形成。可以将芯轴全部由导电性部件构成，也可以部分地使用导电性部件。导电性部件无需在芯轴表面露出，可以是将导电性部件埋入芯轴内部的实施方式。另外，由导电性部件形成的导电部分可以多个且非连续地存在，即相互未被电连接，对于导电性部件的电接地，也不考虑它的有无。需说明的是，导电性部件可以通过层合、涂布、粘贴或蒸镀而形成在芯轴的外侧表面，或者可以将导电性部件用作芯材。或者也可以是将导电性部件掺入绝缘性树脂中而进行成型的方法、将导电性部件插入内部进行成型。特别优选在芯轴外侧表面或内侧表面的部分设置导电性部分，在该情况下，即使发生因搬运时、安放时的接触而导致的损坏等，也变得容易修正。另外，作为优选的实施方式可以列举出在芯轴的卷绕面层合、涂布、粘贴导电性部件的实施方式。
[0103]芯轴的一部分或全部需要由导电性部件形成的理由如下所述。即，其原因在于，作为微多孔膜卷绕体的静电对策，需要使微多孔膜卷绕体的表面电位变小，具体而言，使用下述树脂芯轴作为卷绕用芯轴进行卷绕是特别有效的，所述树脂芯轴在至少I个部位以上分别具有导电性的部分和绝缘性的部位。通常用作芯轴材料的纸、树脂具有绝缘性，但通过具有导电性部分，不仅相对于大地的静电电容变大，而且在I片膜内使双电荷层平衡，所述双电荷层使膜(或微多孔膜)的表面背面反极性地等量带电而成，结果可抑制卷绕体的表面电位。
[0104]导电性部件含有导电性材料而构成，作为导电性材料可以列举出各种金属、导电性树脂或在树脂中混合有炭黑等导电性材料的导电性树脂组合物。作为导电性部件的表面电阻值，优选为108 Qcm以下，进一步优选为106Qcm以下。其原因在于，若超过108 Ω cm，则变得难得到本发明的下述效果:使I片膜(或微多孔膜)的表面背面反极性地等量带电而成的双电荷层平衡。
[0105] 另一方面，导电性部件以外的部分由非导电性材料构成，典型地由纸，热塑性树月旨、热固性树脂等树脂(塑料)之类的电绝缘性部件构成，但从操作性的观点出发优选由各种树脂、特别是ABS树脂构成。
[0106]导电性部件在芯轴的卷绕面表面所占的面积A优选为微多孔膜与芯轴接触的接触面积B的50%以上(即，满足(A/B) X 100≥50的关系式)。进一步优选(Α/B)为80%以上，更优选为90%以上。在通常的芯轴中，由于微多孔膜与芯轴接触的接触面积和全部卷绕面的面积大致相同，所以导电性部件在卷绕面表面所占的面积越大越好。
[0107]作为具体的实施方式之一，可以列举出在ABS树脂制芯轴的全部卷绕面形成有薄的金属层的实施方式。在该情况下，金属层例如可以通过蒸镀形成，也可以涂布含金属糊料等而形成，还可以粘贴金属箔。另外，作为其它的实施方式，可以列举出将导电性部件埋入电绝缘性部件内部的实施方式(例如在卷绕部的内部具有金属层、导电性树脂层的实施方式)。此外，作为其它的实施方式，可以列举出用导电性部件构成全部芯轴的实施方式(例如用掺入如炭黑那样的导电性粒子的ABS树脂成型的芯轴)，但最优选通过导电性树脂或含有导电性粒子(导电性成分)的树脂组合物成型芯轴的实施方式。
[0108]由于卷起的微多孔膜与卷绕面接触，所以优选卷绕面的表面粗糙度小。此处所谓的表面粗糙度为根据Jis B0601测定的Ra (算术平均粗糙度)，具体而言为5.0 μ m以下，优选为3.0ym以下，进一步优选为2.0ym以下。若为5.0 μ m以下，可以防止因卷绕面表面的凹凸而对微多孔膜造成影响。作为下限，虽然无特殊限定，但Ο.ΟΙμm以上是现实的。另外，卷绕面的宽度方向(芯轴的宽度方向)的表面粗糙度平均值优选为3.0ym以下。为了得到所希望的表面粗糙度，可以使用研磨、磨削等公知的方法。
[0109]芯轴的热膨胀系数以其绝对值计优选为100Χ10—7Κ以下。更优选为50Χ10—7Κ以下。若热膨胀系数在所述数值范围内，则在长期运输、保管微多孔膜卷绕体时芯轴难因空气温度的影响而膨胀.收缩，因此不易对微多孔膜施加不需要的应力，可以控制特性的降低。 [0110][卷绕体的制备]
[0111]在如上所述将微多孔膜成膜后，将微多孔膜卷绕(卷绕)在芯轴上，但是通常直接通过制备装置制备的微多孔膜(原料)具有数百_~数千_的宽度，所以实施用以制成所希望的宽度的切割(切断)工序。根据情况，经过数次切割工序，得到卷绕在使用了导电性部件的芯轴上的最终的微多孔膜卷绕体(作为制品供给的微多孔膜卷绕体)。
[0112]在微多孔膜的卷绕、切割工序中可以使用公知的装置。优选边控制卷绕张力边卷绕在切割工序中被切割为规定宽度的微多孔膜。在控制卷绕张力时，优选切割前的从卷绕体开卷(拉出)时的张力与卷绕张力大致相同，优选进行控制使卷绕张力落入开卷张力的±30%左右的范围内。在该情况下，最终的微多孔膜卷绕体的卷绕如下实施:通过可以个别调整张力的卷绕装置，边对照规定值个别地调整张力边实施。
[0113]在将微多孔膜卷绕(卷绕)在使用了导电性部件的芯轴上时，边对卷绕体进行除静电边进行卷绕是重要的。具体而言，进行卷绕使卷绕中的卷绕体的表面电位在-2kV~+2kV的范围内。其原因在于，为了抑制由将微多孔膜从卷绕体开卷时的剥离带电导致的电位上升，需要事先使原来的卷绕体的电位也变低。另外，由于已将卷绕体开卷的I片微多孔膜的表面电位被控制在_5kV~+5kV的范围内，可以防止处理中的不适感、操作性的降低。
[0114]表面电位的调整可以通过公知的方法进行。具体而言，优选将自放电型除静电器、直流和/或交流的针状电极式除静电器或鼓风机式除静电器单独、多个或组合进行使用而调整卷绕体的表面电位。另外，优选除静电器的设置部位为悬浮在微多孔膜的卷绕体或I片微多孔膜未与辊接触的空中的部位进行。更优选朝向将微多孔膜卷绕在卷绕体上时的卷绕点(与切线的接点)附近从外侧和/或内侧进行除静电。需说明的是，对于使用导电性部件的芯轴，边对芯轴进行除静电边卷绕(卷绕)微多孔膜时的卷绕速度无特殊限定，但优选30?200m/分钟左右。
[0115]根据下述微多孔膜卷绕体可以使将微多孔膜开卷时的表面电位在_5kV?+5kV的范围内，所述微多孔膜卷绕体使用一部分或全部由导电性部件形成的芯轴，卷绕有微多孔膜使卷绕中的卷绕体的表面电位在_2kV?+2kV的范围内。S卩，低水平地维持卷绕体的电位，抑制开卷时的剥离放电、电荷移动，电位变得难上升，可以提高加工为电池时的操作性。将微多孔膜开卷时的表面电位优选在_2kV?+2kV的范围内。需说明的是，此处所谓的将微多孔膜开卷时的表面电位指将微多孔膜从微多孔膜卷绕体开卷500m时的微多孔膜卷绕体的表面电位。将开卷500m时作为评价基准的原因在于，若开卷达到数百m，则如图2所示，电位上升变得显著，对电位测定产生不便。由于卷长不超过IOOOm的微多孔膜卷绕体也多，所以将开卷长度较小且可以精密度良好地进行表面电位测定的开卷500m时作为表面电位的评价基准。
[0116]卷绕的微多孔膜的宽度、长度(卷长)无特殊限定，长度为数十m?数千m，宽度为数mm?数m。例如，卷长为50m?5000m,优选为IOOm?3000m,宽度为IOmm?1500mm,优选为20mm?500mm。另外，微多孔膜可以为对表面实施耐热涂层等涂布而得的微多孔膜、层合而得的微多孔膜。
[0117]另外，优选卷绕在芯轴上的微多孔膜的长度(卷长:m)与层合圈数(卷绕数:圈)之比(层合圈数/卷长)小，具体而言优选2.0以下。
[0118]由于本发明的微多孔膜卷绕体和通过本发明的微多孔膜卷绕体的制备方法得到的微多孔膜卷绕体可以抑制电位上升，所以例如在由使用者将微多孔膜开卷时，即使将手从已开卷的微多孔膜离开，也不会“啪”地返回而吸附在微多孔膜卷绕体、周围的装置等上，可以实现不适感的降低、操作性(作业性)的提高。
[0119]实施例
[0120]以下列举实施例具体地说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于此。
[0121]需说明的是，各物性值的评价、实施例和比较例中使用的微多孔膜的制备通过以下方法进行。
[0122][电位的测定]
[0123]对于微多孔膜和微多孔膜卷绕体的表面电位的测定，测定微多孔膜卷绕体在卷绕中的表面电位和将微多孔膜卷绕体开卷500m时的表面电位。需说明的是，测定使用以下方法。
[0124]20kV以下的表面电位使用Trek公司制电位计M0DEL523在距离样品30mm的位置进行测定，在超过20kV的情况下使用KSD1000 (春日电机社制)在距离样品IOOmm的位置进行测定。将示意示于图5中。
[0125][表面电阻的测定]
[0126]芯轴的表面电阻值使用Simco公司制表面电阻计ST_4进行测定。
[0127][背面平衡电位的测定]
[0128]预先将膜从微多孔膜卷绕体拉出，所谓微多孔膜的第一面的“背面平衡电位”指如下得到的电位(V):使接地导体比片材厚度的20%或10 μ m中的任一方中小的一方近地接近或粘附在相反的面(背面)上，从而在上述接地导体上感应与上述背面的电荷等量反极性的电荷，在由此实质上地将上述背面的电位设为O电位的状态下，在从第一面侧使表面电位计的测定探针(测定开口部直径为数mm以下的微小的探针。例如Monroe公司制探针1017(开口部直径为l.75[mm])、1017EH(开口部直径为0.5[mm])等)充分接近片材至
0.5mm?2mm左右的状态下测定上述第一面的电位而得的电位(V)。第二面的背面平衡电位将微多孔膜反转而通过相同的测定得到。由于该背面平衡电位的测定为非破坏下的确认方法，所以通过使粘附在导体的面表面背面反转，测定微多孔膜的各面各自的背面平衡电位V[V]。需说明的是，第一面与第二面的极性为反极性，其绝对值相等。
[0129][静电电容的测定]
[0130]在本发明中，微多孔膜卷绕体的静电电容如下进行测定。在微多孔膜卷绕体的最外层将由铝箔等金属形成的电极在表面卷绕一周。此外，在内圆周也将由铝箔等金属形成的电极在内表面卷绕一周，所述内圆周在卷绕体卷轴的最内层用卷绕驱动轴固定。两个电极间的静电电容使用阻抗分析仪LF41924A (Hewlett-Packard公司制)，读取频率为IkHz时的值。
[0131][摩擦系数的测定]
[0132]将25mm (TD) X 200mm (MD)的样品放置在平面上。在其上面，在施加30g载重的状态下放置下述卷绕体，所述卷绕体在MD方向将宽度为18_(TD)的样品卷在5_Φ的圆柱上。在50mm/分钟下使其在放置于平面上的样品上移动，测定静摩擦系数和动摩擦系数。
[0133][膜厚]
[0134]用Mitutoyo公司制测微计,使用IOR的检测头测定IOX IOcm的样品的4个角，进行平均，由此求得。
[0135][透气度]
[0136]在求得透气度(秒/100cm3，换算成20 μ m)时，使用P2 = P1ZTav公式，将依据JISP8117对膜厚为Tav的微多孔膜进行测定而得的透气度P1换算成将膜厚按20 μ m计时的透
气度P2。
[0137][孔隙率(％)]
[0138]孔隙率根据微多孔膜的质量W1和相同尺寸的无空隙的下述膜的质量W2、通过孔隙率(％) = (W2-Wl)/W2X100公式算出，所述膜由与微多孔膜相同的聚乙烯组合物形成。
[0139][戳穿强度]
[0140]以2mm/秒的速度将在前端具有球面(曲率半径R:0.5mm)的直径为Imm的针刺向膜厚为Tav的微多孔膜，测定最大载重S (即将贯穿前的载重[mN])，通过S’ = S/TAV公式求得将膜厚按20 μ m计时的载重S’，计为戳穿强度(mN，换算成20 μ m)。
[0141][拉伸断裂强度]
[0142]使用宽度为IOmm的长条状试验片，通过ASTM D882进行测定。
[0143][微多孔膜的制备]
[0144](微多孔膜A)
[0145]在由30质量％的Mw为2.0XlO6的超高分子量聚乙烯PEl (Mw/Mn:8.0)和70质量％的Mw为3.0X IO5的高密度聚乙烯PE2 (Mw/Mn:8.6)形成的聚乙烯(熔点:135°C，晶体分散温度:100°c )中，以每100质量份聚乙烯为0.2质量份的比例，干混四[亚甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯]甲烷作为抗氧化剂，制备聚乙烯组合物。将40质量份得到的聚乙烯组合物投入双螺杆挤出机(料筒内径:58mm，螺杆的长度(L)与直径(D)之比L/D:42，强混炼型)中，从该双螺杆挤出机的侧加料器供给60质量份的液体石蜡[50cst (40°C )]，在210°C和390rpm的条件下进行熔融混炼，在双螺杆挤出机中制备聚乙烯溶液。将得到的聚乙烯溶液从设置在双螺杆挤出机前端的T型模具挤出，边用已将温度调节至40°C的冷却辊拉取，边形成凝胶状成型物。对于得到的凝胶状成型物，使用拉幅机式拉伸机，在118°C的温度下实施5X5倍的同时双轴拉伸(第一拉伸)，在95°C下进行热固定处理。接着，将经拉伸的片状凝胶状成型物浸溃于二氯甲烷的清洗槽中，进行清洗而除去液体石蜡。将经清洗的膜风干，接着，边加热至126°C的温度，边通过拉幅机式拉伸机在TD方向再次拉伸(第二拉伸)至1.4倍，边保持在拉幅机上边在126°C下进行热固定处理(第二拉伸与热固定处理的总和为26秒)，从而得到聚乙烯微多孔膜。
[0146]需说明的是，树脂的Mw和Mw/Mn根据由凝胶渗透色谱法(GPC)测定[测定装置:Waters Corporation制GPC-150C,温度:135°C,溶剂:邻二氯苯，浓度:0.I质量％ (注入量:500μ 1)，色谱柱:昭和电工株式会社制Shodex UT806M，溶剂流速:1.0ml/分钟，溶解条件:135°C /Ih]得到的积分曲线求得。需说明的是，测定条件的设定值为以聚乙烯为基准的值。
[0147]当测定得到的微多孔膜的各种物性时，厚度为16 μ m，透气度(格利值)为80秒/IOOcm3 (换算成20 μ m)，孔隙率为53%，戳穿强度为3432mN(换算成20 μ m)，拉伸断裂强度为73，553kPa(MD方向)、93，167kPa(TD方向)。对于得到的微多孔膜的背面平衡电位，第一面为-45V，第二面为+45V。
[0148](微多孔膜B?J)
[0149]如表2所示地变更原料的聚乙烯组合物和制备条件，除此之外，通过与上述微多孔膜A相同的方法制备微多孔膜B?J。对于得到的微多孔膜的背面平衡电位，第一面为-1OV以上且-149V以下，第二面为+5V以上且+145V以下。
[0150]得到的微多孔膜B?J的物性如表2所述。
[0151]比较例I
[0152]使用如图1所示的形状的绝缘性树脂(ABS树脂)制芯轴。芯轴的外径为200mm(8英寸)，宽度为50mm，表面电阻值为1013Ω / 口。静电电容为10pF。
[0153]将上述微多孔膜A卷绕在该芯轴上。微多孔膜A的卷长为1000m，宽度为50mm，对于卷绕时的条件，卷绕速度为50m/分钟。另外，在卷绕时，如图5(b)所示，边在50mm的设置距离下使用除静电器(Simco公司制“SS-50”)进行除静电，边进行卷绕，同时测定表面电位。需说明的是，在开卷时开卷速度为50m/分钟，表面电位如图5(a)所示地进行测定。
[0154]比较例2
[0155]对比较例I所使用的芯轴实施抗静电处理而使用。为了实施抗静电处理，在芯轴的卷绕面涂布抗静电剂(Colcoat公司制“Colcoat200”)，由此表面电阻值为109Ω / 口。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。静电电容为22pF。
[0156]实施例1[0157]使用如图1所示的形状的导电性树脂(混炼有炭黑的聚乙烯，炭黑含量为16重量％ )制芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为106Ω/口。静电电容为400pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0158]实施例2
[0159]使用如图1所示的形状的导电性树脂(混炼有炭黑的聚乙烯，炭黑含量为19重量％)制芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为104ω/口。静电电容为670pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0160]实施例3
[0161]使用如图1所示的形状的铝制芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为10°Ω/口。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0162]实施例4
[0163]使用如图1所示的形状的铝制芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为10°Ω/ 口。将芯轴接地，除此之外，与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0164]实施例5
[0165]使用下述芯轴:在如图4所示的绝缘性树脂(ABS树脂)制芯轴(外径为200mm =8英寸，宽度为50mm)的全部卷绕面(外圆周面)粘贴铝带(厚度为100 μ m)而成的芯轴。铝带未接地。芯轴的表面电阻值为10°Ω/ 口。静电电容为120pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0166]实施例6
[0167]使用下述芯轴:在如图4所示的绝缘性树脂(ABS树脂)制芯轴(外径为200mm=8英寸，宽度为50mm)的卷绕面(外圆周面)粘贴宽度为外圆周面一半的铝带(厚度为100 μ m)，使外圆周面与金属带的中线重合而成的芯轴。芯轴的铝带部分的表面电阻值为10°Ω/口。静电电容为88pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0168]实施例7
[0169]使用下述芯轴:在如图3所示的绝缘性树脂(ABS树脂)制芯轴的卷绕部内部埋入宽度与卷绕部相同的铝制带(厚度为100 μ m)而成的芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为10°Ω / 口。静电电容为130pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0170]实施例8
[0171]使用下述芯轴:在如图3所示的绝缘性树脂(ABS树脂)制芯轴的卷绕部内部具有宽度与卷绕部相同的导电性树脂层(厚度为1_)的芯轴。芯轴的各种尺寸与比较例I相同，表面电阻值为104Ω / 口。静电电容为210pF。与比较例I相同地将微多孔膜A卷绕在该芯轴上。表面电位的测定也与比较例I相同地进行。
[0172]实施例9[0173]在卷绕时不进行除静电，除此之外，与实施例2相同地制备微多孔膜卷绕体，评价也相同地进行。
[0174]由于在卷绕时不进行除静电，所以卷绕时的卷绕体的表面电位为_3kV。
[0175]实施例10?18
[0176]使用微多孔膜B?J作为将要卷绕的微多孔膜，除此之外，与实施例2相同地制备微多孔膜卷绕体，评价也相同地进行。
【权利要求】
1.一种微多孔膜卷绕体，其特征在于，微多孔膜被卷绕在芯轴上，所述芯轴的一部分或全部由导电性部件形成。
2.如权利要求1所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述微多孔膜的最外表面的外圆周与所述芯轴的内圆周之间的静电电容为50pF以上且IOOOpF以下。
3.如权利要求1或2所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述微多孔膜的表面与背面相互反极性地等量带电。
4.如权利要求3所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述表面与所述背面的极性沿纵向方向以全长的25%以内的比例反转。
5.如权利要求3或4所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述表面与所述背面的背面平衡电位为3V以上且150V以下。
6.如权利要求1?5中任一项所述的微多孔膜卷绕体,其中,所述导电性部件的表面电阻值为108Ω / □以下。
7.如权利要求1?6中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其特征在于，所述导电性部件在芯轴的卷绕面表面所占的面积A为微多孔膜与芯轴的接触面积B的50%以上。
8.如权利要求1?7中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述导电性部件的一部分或全部被埋入电绝缘性部件的内部。
9.如权利要求1?8中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述导电性部件由导电性树脂形成。
10.如权利要求1?9中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述微多孔膜的静摩擦系数为0.7以上，所述微多孔膜的动摩擦系数为0.3以上。
11.如权利要求1?10中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述微多孔膜的透气度换算成20 μ m的膜厚为20?800秒/100cm3，孔隙率为25?80 %，戳穿强度换算成20 μ m的膜厚为1500mN以上。
12.如权利要求1?11中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，将微多孔膜开卷时的表面电位为_5kV?+5kV。
13.如权利要求1?12中任一项所述的微多孔膜卷绕体，其中，所述微多孔膜被用于电池用隔膜用途。
14.一种微多孔膜卷绕体的制备方法，所述微多孔膜卷绕体中，微多孔膜被卷绕在芯轴上，所述芯轴的一部分或全部由导电性部件形成，所述方法的特征在于， 对所述微多孔膜进行基于电晕放电的除静电使卷绕中的卷绕体的表面电位为_2kV?+2kV，卷绕所述微多孔膜。
【文档编号】B65H18/00GK103974886SQ201280060317
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月7日
【发明者】饭塚尊则, 山田一博, 中嶋博树, 田中治美, 吉野大空 申请人:东丽电池隔膜株式会社