JP5501233B2 - ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池 - Google Patents

ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池 Download PDF

Info

Publication number
JP5501233B2
JP5501233B2 JP2010522623A JP2010522623A JP5501233B2 JP 5501233 B2 JP5501233 B2 JP 5501233B2 JP 2010522623 A JP2010522623 A JP 2010522623A JP 2010522623 A JP2010522623 A JP 2010522623A JP 5501233 B2 JP5501233 B2 JP 5501233B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methyl
pentene
film
resin composition
poly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010522623A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010013467A1 (ja
Inventor
徹 田中
洋平 宝谷
淳 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2010522623A priority Critical patent/JP5501233B2/ja
Publication of JPWO2010013467A1 publication Critical patent/JPWO2010013467A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5501233B2 publication Critical patent/JP5501233B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/18Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08L23/20Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/18Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08J2323/20Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

本発明は、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池に関する。
従来、充放電可能な二次電池として、ニッケル・カドミウム電池が一般的に使用されていた。近年では、携帯電話、PHS、モバイルパソコンなどの普及と共に、軽量、コンパクト、かつ環境負荷の少ないリチウムイオン電池が広く使用されている。また、二酸化炭素排出量の削減を目指して、ガソリンとモーターとを動力とするハイブリッド車が商品化されている。ハイブリッド車には、ニッケル水素電池が使用されているが、低コストの観点から、リチウムイオン電池の使用、およびそれに向けた高性能化が検討されている。
リチウムイオン電池のセパレータは、正極と負極とを隔離し、両極の短絡を防止しつつ電解質もしくはイオンを通過させる役割を有する。このため、セパレータには、電気的、化学的、機械的な観点から種々の特性が求められている。例えば、セパレータは、電池の軽量化およびコンパクト化のため、薄くても充分な機械的強度を有することが求められている。
また、電池の安全性に関わるセパレータへの要求は特に厳しい。例えば、セパレータは、外部短絡などで大電流が流れたときに、電池回路を速やかに遮断することが求められている。現在、リチウムイオン電池のセパレータとしては、延伸開孔法または相分離法により製造される、ポリエチレン製の微多孔シートが実用化されている。このポリエチレン製の微多孔シートは、短絡によって生じる熱により比較的低温で溶融して微多孔を塞ぐことで電池回路を遮断し、微多孔を閉塞した後の電池の温度上昇を抑えることができる。
しかしながら、セパレータは、比較的低温で微多孔を閉塞する良好なシャットダウン特性とともに、高温での良好な形状保持性を有することも重要である。高温で形状を保持できないと、正極と負極とが直接接触するため、危険な状態となる。ポリエチレン製の微多孔シートは、低融点であるが故に、形状保持性が十分でなかった。このため、ポリエチレンと、それよりも高融点のポリプロピレンとを積層したセパレータも提案されており、形状保持性がいくらか改善されてはいるものの、未だ十分なものではなかった。
高温での形状保持性を有するフィルムとして、ポリ4−メチル−1−ペンテンやポリプロピレンなどの高融点のポリオレフィン多孔フィルムも検討されている。
4−メチル−1−ペンテン共重合体を高収率で得る方法として、例えば、α−オレフィン含有量を変えて二段階で4−メチル−1−ペンテン共重合体を重合する方法が開示されている(例えば、特許文献1)。これにより、透明性の良好な4−メチル−1−ペンテン共重合体が高収率で得られるとされている。
また、4−メチル−1−ペンテン重合体と、4−メチル−1−ペンテン共重合体とを含む樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献2)。
さらに電池用セパレータに適した樹脂組成物として、結晶性ポリプロピレンと、プロピレン−α−オレフィン共重合体とからなるポリオレフィン樹脂に核剤を配合した樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献3)。
特開昭63−63707号公報 特開2006−70252号公報 特開2005−126625号公報
しかしながら、特許文献1の4−メチル−1−ペンテン共重合体を延伸しても、十分に微多孔が形成されなかった。このため、4−メチル−1−ペンテン共重合体からなるフィルムを電池用セパレータとしたときに、電解質もしくはイオンの通過性が低いという問題があった。
また特許文献2の樹脂組成物は、離型フィルム、電子部品封止体製造用型枠またはLEDモールドに適した耐熱性や離型性を有するものの、コモノマーを比較的多く含むことから、それを延伸しても十分に微多孔を形成できなかった。このため、特許文献2の樹脂組成物は、電池用セパレータに求められる、微多孔形成性と靱性とをバランスよく有するものではなかった。
一方、特許文献3の樹脂組成物は、一定の微多孔形成性と靱性とを比較的バランスよく有するものの、ポリプロピレンを主成分として含むことから、高温時の形状保持性が十分でなかった。また、一定の微多孔形成性を得るには核剤の含有量を比較的多くする必要もあった。
このように、延伸によって十分に微多孔を形成するためには、フィルム延伸時の応力集中体となる結晶部分を十分に生成させる必要がある。一方で、延伸時に破断しない、一定の靭性を有する必要もある。ところが、ポリ4−メチル−1−ペンテンなどの高融点のポリオレフィンから、延伸によって微多孔を十分に形成でき、かつ延伸時に破断しないようなフィルムを得ることは難しかった。
本発明の目的は、従来の高融点ポリオレフィンよりも、延伸によって微多孔を容易に形成できるポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物を提供する。また、延伸時に破断を起さない、微多孔形成性と靭性とのバランスに優れたポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物を提供する。さらに、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物を含むことから、高温でも形状が安定して絶縁を維持可能であるフィルムおよび微多孔フィルム、該微多孔フィルムを含む、リチウムイオン電池などの電池用セパレータを提供する。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、4−メチル−1−ペンテンと炭素原子数2〜20のα−オレフィンからなる共重合体(B)と、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)または核剤(C)とを特定の割合で含むポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、延伸によって十分に微多孔を形成でき、かつ延伸時に一定の靭性を有するためフィルムが破断しない、とのバランスに優れることを見出した。また、得られるフィルムの開孔率が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の第1は、以下のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物に関する。
[1] 0〜90質量部の4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と、4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位と4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位とを有する、10〜100質量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)とを含み(ただし、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量は100質量部である);前記4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量に対して0.1〜2.1質量%であり、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜800ppmの核剤(C)をさらに含む、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
[2] 5〜90質量部の前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と、10〜95質量部の前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)とを含み、前記4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量に対して0.1〜2.0質量%である、[1]記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
[3] 15〜50質量部の前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)を含む、[1]または[2]記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
[4] 100質量部の前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)を含む、[1]記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
[5] 核剤(C)の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜100ppmである、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
[6] 前記核剤(C)が、リン酸2,2−メチレンビス(4,6−ジt−ブチルフェニル)ナトリウム、トリス(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム、ステアリン酸塩、ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(4−エチルベンジリデン)ソルビトール、タルク、炭酸カルシウムおよびハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
本発明の第2は、以下のフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池に関する。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる、フィルム。
[8] 微多孔が形成されている、[7]記載のフィルム。
[9] 5〜90質量部の4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と、4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位と4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位とを有する、10〜95質量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)とを含み(ただし、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量は100質量部である);前記4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量に対して0.1〜2.0質量%であるポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる、微多孔フィルム。
[10] 15〜50質量部の前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)を含む、[9]記載の微多孔フィルム。
[11] 前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜800ppmの核剤(C)をさらに含む、[9]または[10]記載の微多孔フィルム。
[12] 核剤(C)の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜100ppmである、[11]記載の微多孔フィルム。
[13] 前記核剤(C)が、リン酸2,2−メチレンビス(4,6−ジt−ブチルフェニル)ナトリウム、トリス(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム、ステアリン酸塩、ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(4−エチルベンジリデン)ソルビトール、タルク、炭酸カルシウムおよびハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]または[12]に記載の微多孔フィルム。
[14] [7]または[8]に記載のフィルムを含む、電池用セパレータ。
[15] [9]〜[13]のいずれかに記載の微多孔フィルムを含む、電池用セパレータ。
[16] リチウムイオン電池に用いられる、[14]または[15]記載の電池用セパレータ。
[17] [16]記載の電池用セパレータを含む、リチウムイオン電池。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、延伸により微多孔を多く形成するため、開孔率の高い延伸フィルムを提供することができる。また本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、一定の靭性を有するため、延伸時に破断しにくい。このように、微多孔形成性と靭性とのバランスに優れる。しかも、得られる延伸フィルムは、高温での形状保持性に優れている。
したがって、本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる微多孔フィルムは、リチウムイオン電池等の電池用セパレータとして好ましく使用でき、工業的価値が極めて高い。
リチウムイオン電池の構成の一例を示す図である。
1.ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位と4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位とを有する4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)と、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)および核剤(C)のいずれか一方または両方と、を含む。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)は、4−メチル−1−ペンテン由来の構成単位と、4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20、好ましくは炭素原子数7〜20、より好ましくは炭素原子数8〜20のα−オレフィン由来の構成単位と、を含む共重合体である。4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)は、ランダム共重合体でもよいし、ブロック共重合体でもよい。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)における、4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは80〜99.9質量%、さらに好ましくは90〜99.9質量%、特に好ましくは95〜99.4質量%である。4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位の含有量が上記範囲内にあると、一定の結晶性を保持できる。また、4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンの含有量が、後述する範囲内であると、フィルム延伸時に良好な靭性が得られる。
4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンの例には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどが含まれ、好ましくは1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセンなどである。中でも、共重合体(B)の剛性および弾性率を高めるには、1−デセン、1−ドデセン、または1−テトラデセンが好ましい。これらのα−オレフィンは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)には、4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィン以外の共重合体成分に由来する構成単位が含まれていてもよい。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)は、チーグラ・ナッタ触媒、メタロセン系触媒等の周知の触媒の存在下で合成されうる。例えば、特開2003−105022号公報に記載されているように、触媒の存在下に、4−メチル−1−ペンテンと上記α−オレフィンを重合することで得ることができる。また、4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)の、ASTM J1601に準じて測定される極限粘度[η]は、2.5〜4dl/gであることが好ましく、3〜3.8dl/gであることがより好ましい。
4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)は、実質的に4−メチル−1−ペンテンの単独重合体であればよく、微量の共重合成分を含んでいてもよい。つまり、単独重合体(A)における4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位の含有量は、好ましくは99.8〜100質量%、より好ましくは99.9〜100質量%である。4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)は結晶性が高いことから、それを含む延伸フィルムは高い開孔率を有しうる。
4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)は、前述と同様に、チーグラ・ナッタ触媒、メタロセン系触媒等の周知の触媒の存在下で合成されうる。例えば、特開2003−105022号公報に記載されているように、触媒の存在下に、4−メチル−1−ペンテンを重合することで得ることができる。また、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)の、ASTM J1601に準じて測定される極限粘度[η]は、前述と同様に、2.5〜4dl/gであることが好ましく、3〜3.8dl/gであることがより好ましい。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、0〜90質量部、好ましくは5〜90質量部、より好ましくは50〜90質量部、さらに好ましくは50〜85質量部の4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と;10〜100質量部、好ましくは10〜95質量部、より好ましくは10〜50質量部、さらに好ましくは15〜50質量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)とを含む。ただし、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量は100質量部である。
そして、4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)の合計重量に対して0.1〜2.1質量%であることが好ましく、0.1〜2.0質量%であることがより好ましい。ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物中の4−メチル−1−ペンテン以外のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量が上記範囲であると、樹脂組成物の半結晶化時間が短くなる。このため、フィルムを延伸した際に、十分な数の微多孔を生成でき、かつ延伸時に破断しない良好な靭性が得られる。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリ4−メチル−1−ペンテン以外の任意の樹脂成分を含んでもよい。任意の樹脂成分の例には、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンなどが含まれる。ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物に、これらのポリ4−メチル−1−ペンテン以外の樹脂を少量混ぜることにより、微多孔フィルムの開孔率を高めるとともに、シャットダウン特性も改善しうる。
核剤(C)は、特に限定されず、任意の核剤でありうる。核剤(C)の例には、リン酸2,2−メチレンビス(4,6ジt−ブチルフェニル)ナトリウム、トリス(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム、ステアリン酸塩等の金属塩系化合物;ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(4−エチルベンジリデン)ソルビトール等のソルビトール系化合物;タルク、炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト等の無機物等が含まれる。中でも、結晶化温度を向上させる効果がある点から、リン酸2,2−メチレンビス(4,6ジt−ブチルフェニル)ナトリウムが好ましい。これらの核剤(C)は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
核剤(C)は、4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)に添加されることで、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物の半結晶化時間を短くし、多くの微多孔を生成し易くして、開孔率の高いフィルムが得られ易くなる。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物が核剤(C)を含む場合の、核剤(C)の含有量は、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)および4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)の合計重量に対して、0.1ppm〜800ppmであることが好ましく、0.1〜500ppmであることがより好ましく、0.1〜100ppmであることがさらに好ましく、10〜100ppmであることが特に好ましい。核剤(C)の含有量が、この範囲よりも少ないと、核剤(C)の添加による結晶化促進効果が十分ではなく、この範囲よりも多いと、延伸時の孔の生成を阻害する現象が起こるおそれがある。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)、4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)および核剤(C)のいずれも含んでいてもよい。
また、本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物が、4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)を含まない場合には、4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)における4−メチル−1−ペンテン由来の構成単位の含有量を、比較的高くすることが好ましく、具体的には95質量%〜99.4質量%とすることが好ましい。共重合体(B)の結晶性を高めるためである。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の任意成分を含んでもよい。任意成分の例には、耐熱安定剤、耐候安定剤、発錆防止剤、耐銅害安定剤、帯電防止剤、ポリオレフィンに配合される公知の各種添加剤等が含まれる。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、上記各成分を、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー等のミキサーなどで混合するステップ;該混合物を、単軸押出機、複軸押出機、ニーダーなどで溶融混練して造粒または粉砕するステップ;を経て得ることができる。本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物の、ASTM D1238に準じて測定されたメルトフローレート(MFR)は10〜40g/10分、さらに20〜30g/10分であることが好ましい。フィルム成形性が良好だからである。
2.微多孔フィルム
本発明の微多孔フィルムは、前記ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなるフィルムを成形するステップ;成形したフィルムを延伸するステップ;を経て得られる。
フィルムを成形するステップでは、前記ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物を、プレス成形法、押出成形法、インフレーション法、カレンダー法などの公知の方法でフィルム状に成形しうる。フィルムを押出成形法により成形する場合、Tダイ付きキャストフィルム成形機などの押出成形機により、ペレット化した本発明の樹脂組成物を溶融押出した後、冷却ロールで冷却固化してキャストフィルムを得ることができる。キャストフィルムの厚さは、フィルムの用途にもよるが、例えば20μmである。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物から得られるフィルムの半結晶化時間は、好ましくは58〜98秒であり、より好ましくは58〜69秒である。半結晶化時間とは、ある結晶性材料が融解状態から結晶化状態まで移行する場合に、結晶化が1/2進行するまでの時間を表し、半結晶化時間が短いほどその材料は結晶化速度が速いことを意味する。
半結晶化時間は、DSCにより測定される。具体的には、フィルムを280℃で10分間熱処理した後、320℃/分で220℃まで冷却し、220℃で一定に保持して、DSC結晶化曲線を得る。半結晶化時間とは、DSC結晶化曲線の積分値が、結晶化状態に移行するまでの曲線の積分値の半分に到達するまでの時間である。
フィルムを延伸するステップでは、成形したフィルムを一定方向に延伸することにより、微多孔を形成する。
延伸方法には、一方向に延伸する一軸延伸法の他に、一方向に延伸した後、もう一方の方向に延伸する逐次二軸延伸法;縦横方向に同時に延伸する同時二軸延伸法;一軸方向に多段延伸を行う方法;逐次二軸延伸や同時二軸延伸の後、さらに延伸する方法、などが含まれる。中でも、一軸延伸法あるいは二軸延伸法が好ましい。
フィルムを延伸する際の、延伸温度や延伸倍率などを変えることによって、微多孔フィルムの開孔度を制御しうる。
このようにして得られる本発明の微多孔フィルムの融点は、好ましくは220〜240℃である。微多孔フィルムの融点は、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物に含まれるαオレフィンの種類や含有量によって制御されうる。
本発明の微多孔フィルムは、高い開孔率を有しうる。微多孔フィルムの開孔率は、以下のように測定される。微多孔フィルムの表面部分を、SEM走査型電子顕微鏡(日立製作所製 S−4700)を用いて倍率10000倍で撮影した後;得られた写真を、画像処理ソフト(プラネトロン社製、Image−Pro Plus)で孔の面積を測定し、全体の面積における孔の面積の割合を開孔率とする。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物は、靱性の良好な4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)を含み、さらに結晶性の高い4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)または核剤(C)を含む。このため、本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなるフィルムは、延伸時に応力の集中しやすい結晶部を多く生じさせ、それにより延伸フィルムに微多孔が十分に形成される。また、当該フィルムは、延伸時に一定の靭性を有することから、延伸時のフィルムの破断を抑制できる。
3.電池用セパレータ
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる微多孔フィルムは、高融点であり、かつ高い開孔率を有する。このため、リチウムイオン電池、ニッケルカドミニウム電池、ニッケル水素電池等の電池用セパレータ、特に高温での形状保持性に優れ、かつ高いイオン伝導性が求められるリチウムイオン電池用セパレータに適している。
電池用セパレータは、本発明の微多孔フィルム単独であってもよいし、本発明の微多孔フィルムと他の微多孔フィルムとを積層した多層フィルムであってもよい。多層フィルムは、電池用セパレータの電気抵抗を低減する点から、好ましくは2層または3層である。
多層フィルムにおける他の微多孔フィルムは、特に制限されないが、例えば4−メチル−1−ペンテンよりも低融点の樹脂でありうる。低融点の樹脂の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、α−オレフィンの含有量が多い4−メチル−1−ペンテン共重合体等が含まれる。このような多層フィルムは、高温での形状安定性に優れるだけでなく、比較的低温でのシャットダウン特性にも優れる。
多層フィルムの製造方法は、多孔化と積層の順序によって、以下の2つに大別される。
a)各層を多孔化したのち、多孔化された各層を熱圧着すること、または接着剤等により接着することにより積層する方法。
b)各層を積層して積層フィルムを得た後、該積層フィルムを多孔化する方法。
a)の方法には、本発明の微多孔フィルムと、他の微多孔フィルムとをドライラミネート法、押出ラミネート法、熱ラミネート法等により熱圧着する方法が含まれる。
b)の方法には、本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物層と他の樹脂組成物層とを共押出することにより積層フィルムを得た後、延伸する方法等が含まれる。
電池用セパレータの厚みは、例えば5〜100μmであり、好ましくは10〜30μmである。電池用セパレータの厚みが5μm以上であれば、実質的に必要な電気絶縁性を得ることができ、例えば大きな電圧がかかった場合にも短絡しにくい。電池用セパレータの厚みが100μm以下であれば、リチウムイオン電池用セパレータの電気抵抗を小さくできるので電池の性能を十分に確保できるとともに、電池サイズを小型化できる。
4.リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、正極板と負極板が電池用セパレータを介して積層されて捲回された捲回体と、電解液と、これらを収納する電池ケースと、を有する。電池用セパレータは、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる微多孔フィルムを含む。
正極板は、集電体と、正極活物質層とを有する。正極活物質層の主成分である正極活物質の例には、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、二酸化マンガン等の金属酸化物などが含まれる。正極活物質層は、必要に応じて、導電助剤やポリテトラフルオロエチレンなどの結着剤を含んでもよい。正極板の集電体の例には、ステンレス鋼製網、アルミニウム箔等が含まれる。正極板の集電体には、金属製のリードが溶接されており、電池ケースの正極端子と接続している。
負極板は、集電体と、負極活物質層とを有する。負極活物質層の主成分である負極活物質の例には、炭素材料、金属酸化物等が含まれる。炭素材料の例には、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類などである。負極板の集電体の例には、銅箔等が含まれる。負極板の集電体には、それぞれ金属製のリードが溶接されており、電池ケースの負極端子と接続している。
正極板や負極板は、任意の方法で得られる。例えば、正極板は、正極活物質に導電助剤や結着剤などを配合した合剤を、集電用の金属箔上に塗布および乾燥後、圧延することにより得られる。
電解液は、リチウム塩等の電解質を有機溶媒に溶解させた溶液またはポリマー溶液である。有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。電解質は、例えば六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等である。
電池ケースは、絶縁板や安全弁等を内蔵している。電池ケースの形状は、特に制限はなく、円筒型、角型、ラミネート型などが含まれる。電池ケースの材質は、軽量であること等の観点から、アルミニウムなどである。
図1は、リチウムイオン電池の構成の一例を示す断面斜視図である。図1に示されるように、リチウムイオン電池10は、正極板12と負極板14とが電池用セパレータ16を介して一体的に捲回された捲回体18と、電解液(不図示)と、これらを収納する電池ケース20とを有し、該電池ケース20の開口周縁が、ガスケットを介して正極蓋24で封止されている。そして、正極板12に溶接されたリード12Aは、正極蓋24と導通しており、負極板14に溶接されたリード14Aは、電池ケース20内の底部と導通している。
このように、本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物の微多孔フィルムを含む電池用セパレータは、高融点であり、開口率も高い。このため、本発明の微多孔フィルムを含む電池用セパレータは、イオン伝導率が高く、電池の異常発熱時などの高温での形状保持性に優れており、両極の短絡を防止できる。したがって、電池用セパレータに起因する電気抵抗が小さく、安全性の高いリチウムイオン電池を提供できる。
以下、実施例を挙げて、さらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例等によってなんら制限されるものではない。
参考例1]
固体触媒成分の調製
無水塩化マグネシウム750g、デカン2800gおよび2−エチルヘキシルアルコ−ル3080gを130℃で3時間加熱反応させて均一溶液とした。その後、この溶液中に2−イソブチル−2−イソプロピル−1,3−ジメトキシプロパン220mlを添加し、さらに100℃にて1時間攪拌混合した。得られた均一溶液を室温まで冷却した後、この均一溶液3000mlを、−20℃に保持した四塩化チタン800ml中に、攪拌下45分間にわたって全量滴下挿入した。滴下挿入終了後、この混合液の温度を4.5時間かけて110℃に昇温し、110℃に達したところで2−イソブチル−2−イソプロピル−1,3−ジメトキシプロパン5.2mlを添加し、2時間同温度(110℃)にて攪拌した。2時間の反応終了後、熱濾過にて固体部を採取し、この固体部を1000mlの四塩化チタンにて再懸濁させた後、再び110℃で2時間、加熱反応させた。反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採取し、90℃デカンおよびヘキサンで洗液中に遊離のチタン化合物が検出されなくなるまで充分洗浄した。以上の操作によって調製した固体状チタン触媒成分をデカンスラリーとして保存した。この固体状チタン触媒成分の一部を、触媒組成を調べる目的で乾燥させた。得られた固体状チタン触媒成分の組成は、チタン3.0質量%、マグネシウム17.0質量%、塩素57質量%、2−イソブチル−2−イソプロピル−1,3−ジメトキシプロパン18.8質量%、および2−エチルヘキシルアルコ−ル1.3質量%であった。
4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)(「重合体(A)」ともいう)の製造
内容積150リットルの攪拌機付きのSUS製重合槽に、窒素雰囲気下、デカン100リットル、4−メチル−1−ペンテン27kg、水素6.75リットル、トリエチルアルミニウム67.5ミリモルおよび上記固体チタン触媒成分をTi原子換算で0.27モルを加えて、重合槽内を60℃に昇温し、その温度を維持した。重合時間6時間経過後、重合槽からパウダーを取り出し、ろ過・洗浄した後、乾燥して4−メチル−1−ペンテン単独重合体(a−1)を得た。得られた単独重合体(a−1)の収量は26kgであり、その極限粘度[η]は、3.5dl/gであった。
[極限粘度[η]]
移動粘度計(離合社製、タイプVNR053U型)を用い、樹脂0.25〜0.27gを25mlのデカリンに溶解させたものを試料とした。そして、ASTM J1601に準じ、135℃にて試料の比粘度ηSPを測定し、これと濃度との比を濃度0に外挿して極限粘度[η]を求めた。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)(「(共)重合体(B)」ともいう)の製造
内容積150リットルの攪拌機付きのSUS製重合槽に、窒素雰囲気下、デカン100リットル、4−メチル−1−ペンテン27kg、デセン−1 570g、水素6.75リットル、トリエチルアルミニウム67.5ミリモルおよび上記固体チタン触媒成分をTi原子換算で0.27モルを加えて、重合槽内を60℃に昇温し、その温度を維持した。重合時間6時間経過後、重合槽からパウダーを取り出し、ろ過・洗浄した後、乾燥して4−メチル−1−ペンテン共重合体(b−1)を得た。得られた共重合体(b−1)の収量は26kgであり、デセン−1含有量は2.1質量%であった。また、前述と同様に測定された共重合体(b−1)の極限粘度[η]は、3.5dl/gであった。
微多孔フィルムの製造
上記で得られた4−メチル−1−ペンテン単独重合体(a−1)(単に、「重合体(a−1)」ともいう)と4−メチル−1−ペンテン共重合体(b−1)(単に、「重合体(b−1)」ともいう)とを、重合体(a−1)/重合体(b−1)=5/95の質量比で配合した。これに従来公知の中和剤、フェノール系酸化防止剤を添加してヘンシェルミキサーにて混合し、押出機を用いて280℃にて溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのメルトフローレートは、25g/10分であった。
次いで、Tダイ付きキャストフィルム成形機を用いて、シリンダー温度270℃、チルロール温度60℃でフィルム成形することで、厚さ20μmのキャストフィルムを得た。このフィルムを、フィルム製膜方向(MD方向)に室温で30%、次いで80℃恒温槽内で20%延伸して微多孔フィルムを得た。キャストフィルムの物性(靭性、半結晶化時間)および微多孔フィルムの物性(開孔率)を評価した結果を表1に示した。
[メルトフローレート(MFR)]
ペレットのメルトフローレートは、ASTM D1238に準じて、荷重5.0kg、温度260℃の条件で測定した。
[フィルム開孔率]
微多孔フィルムの表面部分を、SEM走査型電子顕微鏡(日立製作所製 S−4700)を用いて倍率10000倍で撮影した。その写真を画像処理ソフト(プラネトロン社製、Image−Pro Plus)で孔の面積を測定し、全体の面積における孔の面積の割合を開孔率とした。
[靭性]
キャストフィルムの靭性を下記の基準で評価した。
◎:室温で30%延伸可能
○:室温で20%延伸可能
×:室温で10%延伸可能
[半結晶化時間]
ペレットをプレス成形したシートから切り出した10mgのサンプルを用意した。このサンプルを、窒素雰囲気下280℃で10分間熱処理後、示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製、DSC−7型)を用いて、降温速度320℃/分で220℃まで冷却し、220℃で温度一定とした際の結晶化曲線を得た。この結晶化曲線において、発熱ピークの積分値の半分に到達するまでの時間t1/2(秒)を測定した。
参考例2]
重合体(A)と重合体(B)との質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−1)=30/70とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
参考例3]
重合体(A)と重合体(B)の質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−1)=50/50とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
参考例4]
重合体(A)と重合体(B)の質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−1)=70/30とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
参考例5]
重合体(A)と重合体(B)の質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−1)=85/15とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
参考例6]
重合体(A)と重合体(B)の質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−1)=90/10とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。延伸時に靭性が若干不足しており室温30%の延伸が困難だったため、室温の延伸倍率は20%とした。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
参考例7]
4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)の製造
内容積150リットルの攪拌機付きのSUS製重合槽に、窒素雰囲気下、デカン100リットル、4−メチル−1−ペンテン27kg、ヘキサデセン−1とオクタデセン−1との混合物1080g、水素6.75リットル、トリエチルアルミニウム67.5ミリモルおよび上記固体チタン触媒成分をTi原子換算で0.27モルを加えて、重合槽内を60℃に昇温し、その温度を維持した。重合時間6時間経過後、重合槽からパウダーを取り出し、ろ過・洗浄した後、乾燥して4−メチル−1−ペンテン共重合体(b−3)を得た。得られた共重合体(b−3)の収量は26kgであり、ヘキサデセン−1とオクタデセン−1の合計含有量は、4.0質量%であった。また、前述と同様に測定された共重合体(b−3)の極限粘度[η]は、3.4dl/gであった。
そして、重合体(b−1)を用いずに、重合体(A)と重合体(B)の質量比を、重合体(a−1)/重合体(b−3)=80/20とした以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは26g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
[実施例8]
重合体(A)と重合体(B)に加え、核剤(C)として、リン酸2,2−メチレンビス(4,6ジt−ブチルフェニル)ナトリウム(以下、「核剤(c−1)」ともいう。旭電化社製:商品名 NA−11)を、重合体(A)と重合体(B)との合計重量に対して80質量ppm添加して溶融混練した以外は、参考例2と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
[実施例9]
核剤(c−1)の添加量を160質量ppmとした以外は、実施例8と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
[実施例10]
核剤(c−1)の添加量を320質量ppmとした以外は、実施例8と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
[実施例11]
核剤(c−1)の添加量を640質量ppmとした以外は、実施例8と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表1に示した。
[実施例12]
参考例1の共重合体(B)の合成において、デセン−1の添加量を160gとして、重合体(B)中のデセン−1含有量が0.6質量%である4−メチル−1−ペンテン共重合体(b−2)を得た。この重合体(b−2)を用いて、重合体(a−1)/重合体(b−2)=0/100の質量比で配合し、かつ核剤(c−1)の添加量を10質量ppmとした以外は、実施例8と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例13]
核剤(c−1)の添加量を80質量ppmとした以外は、実施例12と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例14]
核剤(c−1)の添加量を200質量ppmとした以外は、実施例12と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例15]
核剤(c−1)の添加量を500質量ppmとした以外は、実施例12と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例16]
核剤(C)として、核剤(c−1)に代えて、タルク(以下、「核剤(c−2)」ともいう。松村産業(株)製:商品名 ET−5)を用いた以外は、実施例13と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例17]
核剤(C)として、核剤(c−1)に代えて、トリス(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム(以下、「核剤(c−3)」ともいう。ジャパンケムテック(株)製、商品名:AL−PTBBA)を用いた以外は、実施例13と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[実施例18]
核剤(C)として、核剤(c−1)に代えて、ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール(以下、「核剤(c−4)」ともいう。三井化学(株)製、商品名:NC−6)を用いた以外は、実施例13と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表2に示した。
[比較例1]
重合体(b−1)(デセン−1含有量=2.1質量%)のみを用いた以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表3に示した。
[比較例2]
重合体(a−1)のみを用いた以外は参考例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。延伸時に靭性が不足しており、室温で延伸倍率30%を実現するのは困難であったため、室温で延伸倍率10%とした。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表3に示した。
[比較例3]
実施例12において合成した重合体(b−2)のみを用いた以外は比較例1と同様にして溶融混練してペレットを得た。得られたペレットのMFRは25g/10分であった。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表3に示した。
[比較例4]
核剤(C)として、核剤(c−1)を重合体(b−2)の重量に対して1000質量ppm添加した以外は、比較例3と同様にして溶融混練してペレットを得た。次いで、製膜、延伸を行ない、微多孔フィルムを得た。微多孔フィルムの物性を評価した結果を表3に示した。
Figure 0005501233
Figure 0005501233
Figure 0005501233
少なくとも重合体(B)と重合体(A)、または重合体(B)と核剤(C)とを含む実施例〜18の樹脂組成物は結晶化し易く、かつ延伸時の靱性も良好であることがわかる。このため、実施例〜18の樹脂組成物から得られる微多孔フィルムは、概ね3.0%以上の高い開孔率を有することがわかる。また、実施例13および実施例16〜18より、核剤の種類を変えても、良好な開孔率が得られることがわかる。
これに対して、比較例1および3の樹脂組成物は、延伸時の靱性には優れるものの、重合体(A)を含まないため、結晶化し難いことがわかる。また、比較例2の樹脂組成物は、重合体(A)のみ含むので結晶性は高いが、延伸時の靱性が著しく低く、延伸し難いことがわかる。比較例4の樹脂組成物は、核剤(C)の含有量が多すぎて微多孔が十分に形成できなかったことがわかる。
本出願は、2008年8月1日出願の特願2008−199522および2009年1月9日出願の特願2009−003006に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
本発明のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる微多孔フィルムは、開孔率が高く、高融点である。このため、本発明の微多孔フィルムは、リチウムイオン電池等の電池用セパレータとして好ましく使用でき、工業的価値は極めて高い。また、キャパシタなどコンデンサーのセパレータ、エアフィルター、精密濾過膜、通気性衣料用途、気体分離膜、人工肺、食品包装材、イージーオープン包材、酸素吸収剤保護フィルム、通気性フィルム、光反射シート、光拡散シート、合成紙などにも応用できる。
10 リチウムイオン電池
12 正極板
14 負極板
16 電池用セパレータ
18 捲回体
20 電池ケース
24 正極蓋
12A、14A リード

Claims (8)

  1. 50〜85質量部の4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と、
    4−メチル−1−ペンテンに由来する構成単位と、4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位とを有する、15〜50質量部の4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)とを含み(ただし、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量は100質量部である)、
    前記4−メチル−1−ペンテン以外の炭素原子数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計量に対して0.1〜2.0質量%であり、
    前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜800ppmの核剤(C)をさらに含む、ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
  2. 核剤(C)の含有量は、前記4−メチル−1−ペンテン単独重合体(A)と前記4−メチル−1−ペンテン共重合体(B)との合計重量に対して0.1〜100ppmである、請求項1記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
  3. 前記核剤(C)が、リン酸2,2−メチレンビス(4,6−ジt−ブチルフェニル)ナトリウム、トリス(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム、ステアリン酸塩、ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(4−エチルベンジリデン)ソルビトール、タルク、炭酸カルシウムおよびハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物。
  4. 請求項1記載のポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物からなる、フィルム。
  5. 微多孔が形成されている、請求項記載のフィルム。
  6. 請求項記載のフィルムを含む、電池用セパレータ。
  7. リチウムイオン電池に用いられる、請求項記載の電池用セパレータ。
  8. 請求項記載の電池用セパレータを含む、リチウムイオン電池。
JP2010522623A 2008-08-01 2009-07-29 ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池 Active JP5501233B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010522623A JP5501233B2 (ja) 2008-08-01 2009-07-29 ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008199522 2008-08-01
JP2008199522 2008-08-01
JP2009003006 2009-01-09
JP2009003006 2009-01-09
PCT/JP2009/003594 WO2010013467A1 (ja) 2008-08-01 2009-07-29 ポリ4-メチル-1-ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池
JP2010522623A JP5501233B2 (ja) 2008-08-01 2009-07-29 ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010013467A1 JPWO2010013467A1 (ja) 2012-01-05
JP5501233B2 true JP5501233B2 (ja) 2014-05-21

Family

ID=41610181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010522623A Active JP5501233B2 (ja) 2008-08-01 2009-07-29 ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8211981B2 (ja)
EP (1) EP2308924B1 (ja)
JP (1) JP5501233B2 (ja)
KR (1) KR101236014B1 (ja)
CN (1) CN102089379B (ja)
HK (1) HK1157370A1 (ja)
WO (1) WO2010013467A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2799488B1 (en) * 2011-12-27 2016-07-20 Mitsui Chemicals, Inc. 4-methyl-1-pentene (co)polymer composition, and film and hollow molded body, each of which is formed from 4-methyl-1-pentene (co)polymer composition
JP5840064B2 (ja) * 2012-04-25 2016-01-06 三井化学株式会社 組成物、フィルム、前記フィルムの製造方法
KR20150036701A (ko) 2012-07-30 2015-04-07 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 고온 용융 완전성 세퍼레이터
CN105647032B (zh) * 2015-12-31 2018-09-18 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种聚4-甲基-1-戊烯锂离子电池隔膜及其制备方法
CN105754039B (zh) * 2016-02-26 2018-07-10 王金明 一种聚4-甲基-1-戊烯光扩散剂及其制备方法
US11034782B2 (en) * 2017-03-27 2021-06-15 Mitsui Chemicals, Inc. 4-methyl-1-pentene polymer, resin composition and molded article
CN112969726A (zh) * 2018-12-04 2021-06-15 三井化学株式会社 含有4-甲基-1-戊烯共聚物的树脂组合物及电容器用膜
JP2022515478A (ja) * 2018-12-27 2022-02-18 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 核剤を有する中空糸膜並びにその製造方法及び使用方法
JP7357478B2 (ja) * 2019-07-08 2023-10-06 Dmノバフォーム株式会社 4-メチル-1-ペンテン系樹脂発泡体およびその製造方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232031A (ja) * 1985-08-02 1987-02-12 Mitsui Petrochem Ind Ltd 多層プリント配線基板製造用ポリ4―メチル―1―ペンテン製表面粗化フィルム及びシート
WO1992014783A1 (en) * 1991-02-13 1992-09-03 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Hydrophilic polymer alloy, fiber and porous film produced therefrom, and production of the same
JPH07133390A (ja) * 1993-11-09 1995-05-23 Mitsui Petrochem Ind Ltd 4−メチル−1−ペンテン系重合体組成物
JPH11198314A (ja) * 1998-01-12 1999-07-27 Mitsui Chem Inc ポリ4−メチル−1−ペンテン系樹脂積層体
JPH11240970A (ja) * 1998-02-24 1999-09-07 Nitto Denko Corp 多孔質膜およびそれを用いた電池用セパレータ
JP2005126625A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Chisso Corp ポリオレフィン樹脂多孔膜
JP2005145999A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Chisso Corp ポリオレフィン樹脂製多孔膜
WO2005121192A1 (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Mitsui Chemicals, Inc. オレフィン系重合体およびその用途
JP2006070252A (ja) * 2004-08-03 2006-03-16 Mitsui Chemicals Inc ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、フィルムおよび電子部品封止体製造用型枠
WO2006109631A1 (ja) * 2005-04-11 2006-10-19 Mitsui Chemicals, Inc. 4-メチル-1-ペンテン系重合体の製造方法および4-メチル-1-ペンテン系重合体
JP2008094909A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Mitsui Chemicals Inc 4−メチル−1−ペンテン系重合体離型フィルム
JP2008144155A (ja) * 2006-11-14 2008-06-26 Mitsui Chemicals Inc 4−メチル−1−ペンテン系ランダム共重合体およびその製造方法ならびに該共重合体を含む組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1298451C (en) 1985-08-02 1992-04-07 Hiromi Shigemoto Surface-roughened film and sheet, and process for production and use thereof
JPH0723412B2 (ja) 1986-09-04 1995-03-15 住友化学工業株式会社 4―メチルペンテン―1共重合体の製造方法
US5115054A (en) * 1990-10-12 1992-05-19 Phillips Petroleum Company Catalysts containing poly(3-ethyl-1-hexene) and uses thereof
US5677360A (en) 1991-02-13 1997-10-14 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Hydrophilic polymer alloy, fiber and porous membrane comprising this polymer alloy, and methods for preparing them
JPH1017692A (ja) * 1996-07-03 1998-01-20 Kureha Chem Ind Co Ltd ポリ(4−メチルペンテン−1)樹脂からなる多孔膜および電池用セパレータ
JP4509443B2 (ja) 2001-09-28 2010-07-21 三井化学株式会社 α−オレフィン系重合体の製造方法
CN1993418B (zh) 2004-08-03 2010-05-26 三井化学株式会社 聚4-甲基-1-戊烯树脂组合物、薄膜和电子部件密封体制造用模具
JP2008199522A (ja) 2007-02-15 2008-08-28 Fujifilm Corp 撮像装置及び撮像方法
JP2009003006A (ja) 2007-06-19 2009-01-08 Canon Inc 画像形成装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6232031A (ja) * 1985-08-02 1987-02-12 Mitsui Petrochem Ind Ltd 多層プリント配線基板製造用ポリ4―メチル―1―ペンテン製表面粗化フィルム及びシート
WO1992014783A1 (en) * 1991-02-13 1992-09-03 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Hydrophilic polymer alloy, fiber and porous film produced therefrom, and production of the same
JPH07133390A (ja) * 1993-11-09 1995-05-23 Mitsui Petrochem Ind Ltd 4−メチル−1−ペンテン系重合体組成物
JPH11198314A (ja) * 1998-01-12 1999-07-27 Mitsui Chem Inc ポリ4−メチル−1−ペンテン系樹脂積層体
JPH11240970A (ja) * 1998-02-24 1999-09-07 Nitto Denko Corp 多孔質膜およびそれを用いた電池用セパレータ
JP2005126625A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Chisso Corp ポリオレフィン樹脂多孔膜
JP2005145999A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Chisso Corp ポリオレフィン樹脂製多孔膜
WO2005121192A1 (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Mitsui Chemicals, Inc. オレフィン系重合体およびその用途
JP2006070252A (ja) * 2004-08-03 2006-03-16 Mitsui Chemicals Inc ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、フィルムおよび電子部品封止体製造用型枠
WO2006109631A1 (ja) * 2005-04-11 2006-10-19 Mitsui Chemicals, Inc. 4-メチル-1-ペンテン系重合体の製造方法および4-メチル-1-ペンテン系重合体
JP2008094909A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Mitsui Chemicals Inc 4−メチル−1−ペンテン系重合体離型フィルム
JP2008144155A (ja) * 2006-11-14 2008-06-26 Mitsui Chemicals Inc 4−メチル−1−ペンテン系ランダム共重合体およびその製造方法ならびに該共重合体を含む組成物

Also Published As

Publication number Publication date
US8211981B2 (en) 2012-07-03
US20110144224A1 (en) 2011-06-16
EP2308924A1 (en) 2011-04-13
WO2010013467A1 (ja) 2010-02-04
EP2308924B1 (en) 2013-01-02
KR101236014B1 (ko) 2013-02-21
CN102089379B (zh) 2013-05-01
CN102089379A (zh) 2011-06-08
HK1157370A1 (en) 2012-06-29
KR20110003381A (ko) 2011-01-11
JPWO2010013467A1 (ja) 2012-01-05
EP2308924A4 (en) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5501233B2 (ja) ポリ4−メチル−1−ペンテン樹脂組成物、それを含むフィルム、微多孔フィルム、電池用セパレータおよびリチウムイオン電池
JP6093814B2 (ja) 積層セパレータ、ポリオレフィン微多孔膜、及び蓄電デバイス用セパレータ
WO2011132533A1 (ja) 積層多孔フィルム、非水電解液二次電池用セパレータ、および非水電解液二次電池
JP5344107B1 (ja) 積層多孔フィルム、非水電解液二次電池用セパレータ、及び非水電解液二次電池
WO2010026954A1 (ja) セパレータ用積層多孔性フィルム
JPWO2019093184A1 (ja) ポリオレフィン複合多孔質膜及びその製造方法、並びに電池用セパレータ及び電池
WO2013042661A1 (ja) 積層多孔フィルムの製造方法及び積層多孔フィルム
JP5994016B2 (ja) 多孔性フィルムの製造方法
JPWO2008059806A1 (ja) リチウムイオン二次電池用セパレータ及びその製造方法
JP5460025B2 (ja) 多孔性フィルム、それを利用したリチウム電池用セパレータ、および電池
JP5699212B2 (ja) 多孔性フィルム、電池用セパレータ、および電池
JP5422372B2 (ja) 電池用セパレータおよび非水系リチウム二次電池
WO2012102241A1 (ja) ポリオレフィン樹脂多孔性フィルム、およびそれを用いた非水電解質電池用セパレータ
JP6627616B2 (ja) 積層多孔性フィルム、電池用セパレータ、及び電池
JP2014004771A (ja) 積層多孔性フィルム
JP2010171006A (ja) 電池用セパレータおよび非水系リチウム二次電池
JP6988880B2 (ja) ポリオレフィン微多孔膜
WO2013035622A1 (ja) 電池用セパレータおよび電池
JP5460024B2 (ja) 多孔性フィルム、それを利用したリチウム電池用セパレータ、および電池
JP6232771B2 (ja) 多孔性フィルム、それを利用した電池用セパレータおよび電池
JP5997000B2 (ja) ポリプロピレン系樹脂多孔性フィルム
JP5422373B2 (ja) 電池用セパレータおよび非水系リチウム二次電池
JP2012076384A (ja) 積層多孔質フィルム及び電池
WO2013054931A1 (ja) 多孔性ポリプロピレンフィルムおよび蓄電デバイス
JP2019137843A (ja) 微多孔フィルムの製造方法および微多孔フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111021

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131001

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20131111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5501233

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250