CN107428059A - 微多孔塑料膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在湿式辊拉伸法中也可防止滑动从而以高生产率制备具有优异的物性及机械性质的微多孔塑料膜的方法。本发明的微多孔塑料膜的制造方法中，利用挤出机对稀释剂和聚烯烃树脂进行混炼，将混炼有所述稀释剂的树脂从喷嘴以片状排出，将从所述喷嘴排出的片材在滚筒上进行冷却、固化后，再次对所述固化后的片材进行加热，利用多个辊在片材的运送方向上进行拉伸，将在所述片材的运送方向上进行了拉伸的片材冷却后，利用夹具把持片材两端从而将其导入拉幅机中，然后清洗稀释剂，由此得到单轴或双轴拉伸微多孔塑料膜，所述制造方法中，利用驱动辊和表面被覆有橡胶的夹持辊夹压所述片材，所述驱动辊位于比所述多个辊中的所述运送方向最下游的辊更靠上游侧的位置并利用电动机进行驱动，所述驱动辊与所述夹持辊的组合的组数N[组]满足下式。N>T/(μ·P)。T[N]：在片材的运送方向上进行拉伸所需的拉伸张力；μ：驱动辊与片材之间的摩擦系数；P[N]：驱动辊与夹持辊之间的夹持压力。

Description

微多孔塑料膜的制造方法

技术领域

本发明涉及一种微多孔塑料膜的制造方法。

背景技术

微多孔塑料膜作为在物质的分离、选择透过等中使用的分离膜、碱性二次电池、锂二次电池、燃料电池及电容器等电化学元件的隔离材料等被广泛使用。特别适合用作锂离子电池用隔膜。

目前，作为将以聚烯烃为主的塑料作为原料的微孔膜的制造方法，例如有专利文献1、专利文献2所示那样的湿式法。湿式法中，向树脂中添加液体石蜡等稀释剂，进行混炼、分散，从喷嘴排出至冷却滚筒上，进行冷却固化，由此形成凝胶片材，然后，为了提高强度等而使用辊法、拉幅机法在单轴方向或双轴方向上进行拉伸，然后提取出上述稀释剂，从而得到具有微孔的膜。

特别是对于使用多个辊在行进方向上进行拉伸的辊法而言，仅仅改变辊速度就能够自由地改变纵向拉伸倍率，不仅如此，与拉幅机法相比，还能够在拉伸方向上以强取向拉伸聚烯烃分子，因此能够提高微多孔塑料膜的机械性质。在该湿式拉伸中使用辊法时，稀释剂在热、由张力产生的压力的作用下从凝胶片材表面渗出，从而使得在该稀释剂存在于膜与辊表面的边界的同时进行运送、拉伸(例如专利文献1)。为了拉伸该凝胶片材，以不超过熔点的程度(例如如专利文献2那样为结晶分散温度以上)再次对充分冷却至上述树脂的结晶终止温度以下的片材进行加热并进行拉伸。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－249480号公报

专利文献2：日本特表2013－530261号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如专利文献1所示的那样，湿式辊法中存在如下问题：存在于辊与膜之间的稀释剂导致发生润滑，产生滑动，不能拉伸至所期望的拉伸倍率，或者发生弯曲(日文原文：蛇行)。

专利文献1中记载了通过在纵向拉伸机与横向拉伸机(拉幅机)之间赋予超过纵向拉伸张力的张力从而能够避免上述滑动，并记载了尤其是最好施加比拉伸张力高20％以上的张力。根据本申请发明人的见解，如果赋予超过拉伸张力的张力，则在横向拉伸机侧下游，片材被牵拉，反而促进滑动，从而并不能防止滑动。

另外，专利文献2中记载了通过将纵向拉伸辊与片材的接触时间和接触角度、长度设定在一定范围内从而可防止片材表面的损伤，同时可防止上述滑动(slip)。但是，即使采用这样的对策，在提高拉伸速度、或者为了改善微多孔塑料膜的物性值、机械性质而降低拉伸温度、增加拉伸倍率的情况下，也不能完全防止滑动。

本发明的目的在于提供一种通过在防止滑动的同时进行拉伸从而以高生产率高速地制造具有优异的物性和机械性质的微多孔塑料膜的方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种微多孔塑料膜的制造方法，其中，利用挤出机对稀释剂和聚烯烃树脂进行混炼，将混炼有稀释剂的聚烯烃树脂从喷嘴以片状排出，将从所述喷嘴排出的片材在滚筒上进行冷却、固化后，再次对固化后的片材进行加热，利用多个辊在片材的运送方向上进行拉伸，将在片材的运送方向上进行了拉伸的片材冷却后，利用夹具把持片材两端从而将其导入拉幅机中，然后清洗稀释剂，由此得到单轴或双轴拉伸微多孔塑料膜，所述制造方法中，利用驱动辊和表面被覆有橡胶的夹持辊夹压所述片材，所述驱动辊位于比多个辊中的运送方向最下游的辊更靠上游侧的位置并利用电动机进行驱动，驱动辊与夹持辊的组合的组数N[组]满足下式。

N>T/(μ·P)

T[N]：在片材的运送方向上进行拉伸所需的拉伸张力；

μ：驱动辊与片材之间的摩擦系数；

P[N]：驱动辊与夹持辊之间的夹持压力。

另外，为了实现上述目的，本发明提供一种微多孔塑料膜的制造方法，其中，利用挤出机对稀释剂和聚烯烃树脂进行混炼，将混炼有稀释剂的树脂从喷嘴以片状排出，将从喷嘴排出的片材在滚筒上进行冷却、固化后，再次对固化后的片材进行加热，利用多个辊在片材的运送方向上进行拉伸，将在片材的运送方向上进行了拉伸的片材冷却后，利用夹具把持片材两端从而将其导入拉幅机中，然后清洗稀释剂，由此得到单轴或双轴拉伸微多孔塑料膜，所述制造方法中，利用驱动辊和表面被覆有橡胶的夹持辊夹压片材，所述驱动辊位于比多个辊中的运送方向最下游的辊更靠上游侧的位置并利用电动机进行驱动，驱动辊与夹持辊的组合的组数为5[组]以上。

另外，根据本发明的优选实施方式，驱动辊表面的材质为金属或陶瓷，且表面粗糙度小于1S。

本发明中，所谓“夹持”，是指在辊与辊之间夹压片材。所谓“夹持辊”，是指上述夹压中使用的2个辊中为了夹压片材而能进行移动从而被按压至相对的另一个辊的辊。

发明效果

根据本发明，即使在湿式辊拉伸法中也可以防止滑动，由此能够以高生产率得到具有优异的物性及机械性质的微多孔塑料膜。

附图说明

[图1]是本发明的微多孔塑料膜的制造工序的侧面简图。

[图2]是本发明的微多孔塑料膜的制造方法中的纵向拉伸工序的一实施方式涉及的侧面简图。

[图3]是本发明的微多孔塑料膜的制造方法中的凝胶状片材的冷却工序的一实施方式涉及的侧面简图。

[图4]是现有的微多孔塑料膜的制造方法中的纵向拉伸工序的一实施方式涉及的侧面简图。

具体实施方式

以下，针对本发明的微多孔塑料膜的优选实施方式，一边参照附图一边详细说明。

图1是作为本发明的一实施方式的微多孔塑料膜的制造工序的侧面简图。

微多孔塑料膜11的制造方法的优选例中，首先，将聚烯烃树脂与稀释剂混合，进行加热熔融，制备聚烯烃溶液。稀释剂是决定微多孔塑料膜微孔的结构的物质，另外有助于改善对膜进行拉伸时的拉伸性(例如是指用于呈现强度的拉伸倍率下的不均的减少等)

作为稀释剂，只要是能够混合或溶解至聚烯烃树脂中的物质即可，没有特殊的限定。在熔融混炼的状态下与聚烯烃进行混合，室温时可以将固体的溶剂混合至稀释剂中。作为上述固体稀释剂，可以举出硬脂醇、蜡醇、石蜡等。为了防止拉伸中的不均等，另外考虑到之后进行涂布，优选稀释剂在室温为液体。作为液体稀释剂，可以举出：壬烷、癸烷、十氢化萘、对二甲苯、十一烷、十二烷、液体石蜡等脂肪族；环式脂肪族或芳香族的烃；及沸点在上述化合物的沸点的范围内的矿物油馏分；以及邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等室温为液态的邻苯二甲酸酯。为了得到液体稀释剂的含量稳定的凝胶状片材，更优选为液体石蜡之类的不挥发性的稀释剂。例如，液体稀释剂的粘度优选40℃为20～200cSt。

对于聚烯烃树脂与稀释剂的配合比例而言，从使挤出物的成型性良好的观点考虑，以聚烯烃树脂和稀释剂的总计为100质量％计，优选聚烯烃树脂为10～50质量％。对于将聚烯烃树脂溶液均匀地熔融混炼的工序而言，没有特别限定，除了使用压延设备、各种混合机之外，还可如图1那样使用具有螺杆的挤出机21等。

挤出机内的聚烯烃树脂溶液的温度的优选范围根据树脂的不同而不同，例如，聚乙烯组合物为140～250℃，包含聚丙烯时为190～270℃。通过在挤出机内部或料筒部设置温度计从而可间接地获知温度，适当调节料筒部的加热器温度、转速、排出量以使得达到目标温度。

对于在挤出机21中进行了熔融混炼的聚烯烃树脂溶液，根据需要用齿轮泵22进行计量，同时从喷嘴23的狭缝部以片状排出。经排出的凝胶状片材12与第1冷却滚筒31接触并发生固化。此时，凝胶状片材12的聚烯烃部分形成结晶结构，该结构成为支撑之后的微多孔塑料膜11的孔的柱的部分。凝胶状片材12将在挤出机21内进行了混炼的稀释剂包含在内部并形成凝胶状态。一部分稀释剂因凝胶状片材12的冷却而从片材表面渗出，由此凝胶状片材12在表面被稀释剂湿润的状态下被运送至第1冷却滚筒31上。

优选的是，相对于与排出量相适应的来自喷嘴狭缝部的流速，调节冷却滚筒的速度，由此对凝胶状片材12的厚度进行调节。

此处，第1冷却滚筒31的温度影响凝胶状片材12的结晶结构，优选为15～40℃。这是因为使凝胶状片材12的最终冷却温度为结晶终止温度以下是优选的，由于高级结构微细，所以在之后的拉伸中易于进行分子取向。也可以通过适当地增大第1冷却滚筒31的直径、或者除了第1冷却滚筒31之外再追加1个第2冷却滚筒32、或者进一步追加多个冷却滚筒等来延长冷却时间。此时，为了使凝胶状片材12内的结晶结构致密化、均匀化，优选在也考虑冷却速度的同时确定运送速度和滚筒温度、滚筒尺寸、滚筒个数。另外，例如即使在目标片材温度为30℃的情况下，由于速度快时热传导时间不足，所以也可以将第1冷却滚筒31的温度设定为20℃等低水平。但是，由于低于25℃时易于结露，所以优选进行空气调节以降低湿度。第1冷却滚筒31的形状可以为辊状，也可以为带状。另外，第1冷却滚筒31的表面的材质最好是为了使辊速度恒定而形状稳定性优异且易于获得加工精度的材质，例如优选金属、陶瓷、纤维复合材料等。特别是对于表面而言，优选向膜的热传导优异的金属。另外，也可以以不损害热传导的程度进行非粘合涂布、橡胶被覆。片材及辊表面由于稀释剂的渗出而成为湿润状态，所以优选不因此而发生溶胀、且耐划痕性及上述热传导优异的金属或金属镀层。

冷却滚筒31、32的辊内部结构优选构成为：不仅为了控制表面温度而在内部设置制冷剂的流路，而且还内置一直以来所使用的热泵、各种冷却装置。另外，利用电动机等旋转驱动机构按照已设定的速度将辊进行旋转驱动，在各辊间适当设置变速机构以使得根据片材的膨胀、收缩来相应地施加牵引张力、松弛。或者，也可以在各辊处分别单独地配置电动机，利用变换器、伺服机构高精度地调节速度从而赋予与变速设备相同的功能。

图1中，凝胶状片材12的上表面侧与从喷嘴23排出后最初接触的冷却滚筒即第1冷却滚筒31接触，于上述温度通过制冷剂被迅速冷却。另一方面，在图1中，与同上述第1个的第1冷却滚筒31接触的面相反的面利用空气被缓慢冷却。虽然图中未示出，但优选采用由空气喷嘴、空气室产生的强制对流来冷却与同上述第1冷却滚筒31接触的面相反的面，由此也能够提高相反面的冷却速度。这特别适合运送速度快的情况、凝胶状片材的厚度大时向第1冷却滚筒31的热传导不充分的情况。另外，如图3那样，通过在与冷却滚筒31相反的一侧配置内部通有制冷剂的通制冷剂夹持辊33，也能够实现相反面的冷却能力的提高。

另外，为了使得冷却效率不会因润滑而降低、且不发生弯曲，可以适当地使用夹持辊、喷流喷嘴、抽吸室、静电施加等密合手段将已湿润的凝胶状片材12按压至第1冷却滚筒31。这些密合手段不仅可以改善行进性，而且还可以提高凝胶状片材12的冷却效率，使得上述冷却速度、最终冷却温度的设定变得容易，故而优选。

还优选的是，除了冷却滚筒31以外，还在与第2冷却滚筒32、其他的运送辊之间使用夹持辊来适当地按压凝胶状片材12，由此使因镜面而降低的摩擦力增大。此时，对于夹持辊表面而言，为了即使相对于凝胶状片材12的厚度不均、辊的挠曲、表面的微小凹凸也仍然能够均匀地按压凝胶状片材12，优选为柔软的橡胶状弹性体。作为柔软的橡胶状弹性体，没有特别限定，通常的硫化橡胶例如丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等是合适的。另外，在凝胶状片材12、运送辊的温度高的情况下，具体而言在80℃以上这样的情况下，特别优选上述EPDM和CSM。在更高的温度下，除了上述硫化橡胶以外，有机硅橡胶、氟橡胶也是适合的。此时，如果选择由稀释剂所引起的溶胀小的橡胶，则能够防止辊形状随着时间而变形，是优选的。

接着，将凝胶状片材12导入纵向拉伸工序4，用多个辊组在片材的运送方向上进行拉伸后，利用一直以来使用的夹具等适当地连续把持单轴拉伸片材13的两端部，在烘箱5中进行加热、保温的同时，一边将片材沿行进方向运送一边在片材的宽度方向(与运送方向成直角的方向)上进行拉伸。图1中，例如在纵向拉伸工序4的上游侧拉伸辊421与下游侧拉伸辊422之间进行拉伸。通过如上所述地进行拉伸处理，从而可实现强度、作为微多孔膜的透气性等性质以及高生产率。此时，对于片材运送方向拉伸(以下记作纵向拉伸)工序而言，与上述冷却滚筒同样地由金属等的表面和现有的内部具有加热器等温度控制机构的辊构成，驱动也同样。另外，为了确保辊道的自由度，图1中虽然未图示，但也可以适当地配置未驱动的惰辊。但是，此时已湿润的膜与辊之间的摩擦系数小，因此，对于惰辊而言，优选的是，设置轴承(bearing)、减小惯性损失从而使得旋转力小即可，也优选不过分地进行设置。

或者，对于这些升温辊组41、拉伸辊组42的内部结构而言，也优选与第1冷却滚筒31同样地在辊内部设置流路以使得蒸气、加压热水等传热介质流通，并进行加热。此时，辊被轴承支承以便能够进行旋转，除此之外，为了向内部供给传热介质，也可以在轴端连接不影响辊旋转的用于供给传热介质的可自由旋转的接口(一般称为旋转接头)，并将该接口与传热介质供给配管连接。

拉伸倍率根据凝胶状片材厚度的不同而不同，片材运送方向上的拉伸优选以5～12倍进行。为了提高强度、提高生产率而根据需要与片材运送方向拉伸一同进行片材宽度方向拉伸时，优选以面积倍率计为30倍以上，更优选为40倍以上，进一步优选为60倍以上。

拉伸温度优选为聚烯烃树脂的熔点以下，更优选为(聚烯烃树脂的结晶分散温度Tcd)～(聚烯烃树脂的熔点)的范围。例如，在聚乙烯树脂的情况下，拉伸温度为80～130℃，更优选为100～125℃。拉伸后冷却至上述温度以下。

通过以上那样的拉伸，在凝胶状片材中形成的高级结构内发生开裂，结晶相进行微细化，形成多根原纤维。原纤维形成三维地不规则连接的网状结构。在通过拉伸从而使得机械强度提高的同时细孔扩大，因此适用于例如电池用隔膜。

针对如上所述得到的单轴拉伸片材13或双轴拉伸片材14，采用现有技术、例如国际公开第2008－016174号所记载的方法等清洗、除去稀释剂，进行干燥，由此得到微多孔塑料膜11。得到微多孔塑料膜11时，在清洗工序6之后可以采用干式拉伸工序7进行再加热、再拉伸。再拉伸工序7可以采用辊式或拉幅机式中的任何，另外，通过在该工序中进行热处理，从而能够调整物性、除去残余应变。进而，根据用途，也可以对微多孔塑料膜11表面实施电晕放电等表面处理、耐热粒子等的功能性涂布。

图1中，通过被冷却滚筒31、32冷却，内部包含的稀释剂从凝胶状片材12渗出。另外，在此处的因运送张力而产生的压力的作用下，稀释剂也会渗出。基于相同的理由，从喷嘴23排出后直至通过清洗工序6将稀释剂清洗、除去为止，凝胶状片材12、拉伸膜13、14的表面因稀释剂而处于湿润状态。特别地，在纵向拉伸工序4中，凝胶状片材12在例如升温辊组41的作用下而被升温至上述拉伸温度，结果因升温而导致稀释剂的渗出加速。特别地，从第1冷却滚筒31直到纵向拉伸工序4的上游、即升温辊组41，特别多地发生渗出。图1中，渗出的稀释剂沿辊表面而滴落，因此，为了将其回收进行废弃或再利用，可以设置接收盘(图中未示出)。

此处，对于升温辊组41和拉伸辊组42而言，在具有对凝胶状片材12进行升温并保持加热的功能、和能改变辊旋转速度方面是相同的，但拉伸辊组42是用于实质地拉伸凝胶状片材12的辊，因此，是用于施以圆周速度差以使得凝胶状片材12在行进方向上永久变形的辊。更详细而言，将相对于上游的辊而言施以3％以上的圆周速度差的辊定义为实质地进行拉伸的辊、即拉伸辊组42。

为了在行进方向上不弯曲地运送凝胶状片材12，在辊与上述凝胶状片材12之间需要把持力(摩擦力)，特别是在拉伸部42因拉伸而产生高张力，因此，如果想要得到需要的拉伸倍率，就需要足以与拉伸张力相平衡的高把持力。如上所述地渗出的稀释剂存在于辊与凝胶状片材12之间，并形成润滑状态，成为降低就运送、拉伸而言所必需的把持力的主要原因。

此处，在纵向拉伸工序4中，在上游侧拉伸辊421与下游侧拉伸辊422之间进行拉伸时，下游侧的拉伸张力主要由在横向拉伸工序5中把持单轴拉伸片材13的端部的上述夹具来负担并平衡。虽然冷却辊组43也可以负担拉伸张力，但由于防止滑动所需要的把持力不足，所以优选最好不担负拉伸张力、而与横向拉伸工序5及下游侧拉伸辊422及单轴拉伸片材13为相同速度。此时，优选的是，最下游的拉伸辊(图1中为拉伸辊422)优选为冷却辊。在将进行了拉伸的片材输送至横向拉伸工序5之前利用冷却辊组43先进行冷却，然后运送至拉幅机烘箱5，由此单轴拉伸片材13的工序通纸操作变得容易，在进行横向拉伸时将通过纵向拉伸而形成的结晶结构进行固化，基于该效果能够得到更高取向的、更高强度的微多孔塑料膜。此处，通过使拉伸辊422也为冷却辊，从而在拉伸结束的同时进行冷却，由此能够防止不需要的尺寸变形及张力变化等。从本发明的宗旨来说，通过将拉伸辊422以后的冷却辊设成与拉幅机夹具基本上相同的速度，从而能够主要使拉幅机夹具负担下游侧拉伸张力，防止在冷却辊上的滑动。

另一方面，对于上游侧的拉伸张力而言，除了上游侧拉伸辊421之外，也可以使预热辊组41适当地负担拉伸张力，必须使它们的合力与拉伸张力相称。假如在仅仅通过这些辊把持力无法平衡上游侧拉伸张力的情况下，由于不存在如下游侧那样地如拉幅机夹具之类的无滑动的速度控制部，所以结果在喷嘴23与第1冷却滚筒31之间的熔融凝胶片材12处产生张力及厚度变动等问题，故而必须避免。

因此，在本发明中，通过在下述驱动辊与表面被覆有橡胶的夹持辊之间夹压凝胶状片材12，从而能够得到足以与上游侧拉伸张力相平衡的把持力，所述驱动辊位于比拉伸辊42中的多个辊中的运送方向最下游的辊(即图1中的拉伸辊422)更靠上游的位置、并利用电动机进行驱动。

此处，将各驱动辊与片材之间的摩擦系数设为μi、将配置在各驱动辊处的夹持辊的夹持压力设为Pi[N]时，基于库仑定律，由夹持辊的夹持压力产生的各驱动辊的摩擦力为摩擦系数与压力的积、即μi·Pi。为了使张力不会达到从喷嘴排出的凝胶状片材12，只要使由上述摩擦力产生的把持力的总和大于拉伸张力T[N]即可。此处的摩擦力以张力的反作用力的形式产生，因此即使比张力大，也不会将凝胶状片材12牵拉至上游侧。将其以式子表示时，为下式，

μ1·P1+μ2·P2+·····+μN·PN＝Σμi·Pi>T

i为各驱动辊的编号，把持所需的驱动辊的个数为N时，i＝1～N。只要满足上述不等式，则上游侧可得到足以与拉伸张力相平衡的摩擦反作用力，下游侧与和拉幅机夹具的摩擦反作用力相平衡，在纵向拉伸工序4中不发生滑动，不会产生弯曲、拉伸不足等缺陷。

此处，对于拉伸张力T而言，可以将预先制膜并进行了冷却的拉伸前的凝胶状片材12加热至预设的拉伸温度，利用可以测定位移及荷重的拉伸试验机获取应力－应变图，然后乘以片材截面积而获得，实际上，在图1那样的工序，也可以使用张力计进行实际测量。由于从拉伸辊组42到横向拉伸工序5张力基本上相同，所以张力计可以设置在它们之间的任意位置。

目前已知的是，夹持压力Pi本来可由每个驱动辊进行调节，但为了不以一组辊过度按压而发生弯曲等，使夹持压力相对于每单位宽度而言为300～2000[N/m]左右是合适的。计算把持所需的夹持辊个数N时，使通常使用的压力的平均值P为固定值即可。如此，上式为：

μ1·P1+μ2·P2+·····+μN·PN＝Σμi·Pi

＝P·Σμi＞T。

此处，各驱动辊与凝胶状片材12之间的摩擦系数μi也可以针对每个片材和驱动辊而取不同的值。但是，由于不能一边运送片材一边进行测定，所以获取预先制膜并进行了冷却的拉伸前凝胶状片材12，在与驱动辊或同驱动辊相同的材质的板等之间进行测定。摩擦系数的测定方法可以采用国际公开2012/133097小册子的数学式2、图5中记载的现有方法。本发明的摩擦系数的测定如下进行，即，将切成宽100mm的片材以90°的接触角度卷绕至停止中的常温25℃的驱动辊(如上所述，表面是最大高度为0.4μm的硬铬镀层)，悬挂质量为2kg的秤锤。此时，确认在测定中停止中的辊在停止中的电动机的阻力的作用下不旋转，同时实施测定。使此处得到的测定值μ为固定值，成为

P·Σμi＝P·μ·N>T，

因此，夹持辊个数、即驱动辊和夹持辊的组合的组数N成为

N>T/(μ·P)，

如此，能够确保应当与拉伸张力相平衡的上游侧把持力，能够防止因稀释剂的润滑而导致的纵向拉伸工序4中的滑动、弯曲。

例如，μ的测定值存在范围时，如果使用下限值，则N变大，对滑动的安全度进一步增高，但设备成本增大。如果使用上限值，则N变小，设备成本能够降低，但容易因微小的μ的变化、张力的增大而导致产生滑动。

基于本申请的发明人的见解，将以聚乙烯为基料的微多孔塑料膜成型时，每单位宽度的拉伸张力T＝1000～4000N/m左右，摩擦系数μ＝0.05～0.4左右。

从设备成本的观点考虑，在使P＝2000N/m(在上述最佳的压力范围内使夹持压力为高压力)、使μ＝0.4(摩擦系数也得到较高的值时)的情况下，为了把持较大的拉伸张力即4000N/m所必需的夹持辊的组合的组数N为

N>4000/(0.4×2000)＝5组。

更优选的是，通常使拉伸张力T为2000N/m、使夹持辊压力为1000N/m、使μ＝0.2左右时，最好使夹持辊个数N为10组以上。考虑到设备成本，随便地增加辊个数是不理想的，优选N＝5～25组，更优选10～20组。

通过如上设定，从而如图1那样从升温辊至上游侧拉伸辊通过摩擦力呈现出把持力，一点点地分担拉伸张力的上游侧的把持力，能够防止拉伸张力达到在喷嘴23与第1冷却滚筒31之间处于熔融状态的凝胶状片材12而发生厚度不均等问题。

夹持辊表面使用柔软的橡胶状弹性体，以使得相对于凝胶状片材12的厚度不均、辊的挠曲、表面的微小凹凸也能够均匀地按压凝胶状片材12。特别是在纵向拉伸工序4中伴有热扩散温度以上的运送，因此优选为EPDM、氯磺化聚乙烯橡胶等耐热性高的橡胶，进一步优选为有机硅橡胶、氟橡胶。另外，此时如果选择由稀释剂引起的溶胀少的橡胶，则能够防止辊形状随时间而变形，是优选的。

进而，如图2所示，利用夹持辊向升温辊、拉伸辊导入凝胶状片材12时，通过实质上以切线状进行夹持，从而能进一步提高纵向拉伸中的厚度不均品质、外观品质，能够防止滑动、弯曲。其原因在于，在未以切线状配置夹持辊的如图1所示的状态下，稀释剂、空气以一定程度的厚度附随于拉伸辊组42或升温辊组41与凝胶状片材12之间，之后被夹持辊44夹持而积聚起来(日与原文：バンク)。

辊表面的粗糙度优选以最大高度计为0.2～40μm左右，想要形成镜面时更优选为0.2～0.8μm左右，想要形成充分粗糙的面时，更优选为20～40μm左右。该辊上因稀释剂而成为湿润状态，因此，为镜面时，由于润滑而成为摩擦系数小的状态。粗糙面具有通过将该稀释剂从凹凸中排出而减少润滑量或者防止润滑的效果，从而使摩擦系数增加。根据需要也可以组合镜面和粗糙面，但通过基本上形成镜面，从而清扫等维护性、速度控制精度提高，并且在镜面具有某一定量的稀释剂的润滑量时，可防止片材的外观不均，故而优选。

特别是如本发明那样，在确保由夹持辊带来的把持力的情况下，为了防止因夹持而导致的凝胶状片材12的表面粗糙，优选上述驱动辊的表面为镜面，更优选最大高度为1S以下、即为1μm以下，进一步优选为0.2～0.8μm。为了实现该镜面，如上所述，使夹持辊表面的材质为金属、陶瓷。

实施例

以下，给出实施例具体地进行说明，但本发明不受这些实施例的任何限制。

[实施例1]

向由质均分子量(Mw)为2.5×10⁶的超高分子量聚乙烯40质量％、Mw为2.8×10⁵的高密度聚乙烯(HDPE)60质量％构成的聚乙烯(PE)组合物100质量份中，干式混合四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯]甲烷0.375质量份，得到混合物。

使用图1那样的制膜方法，以97kg/hr的流量将得到的混合物投入双螺杆挤出机21中，进一步以291kg/hr的流量向双螺杆挤出机21中投入作为稀释剂的液体石蜡，于210℃的温度进行混合。

在用齿轮泵进行计量的同时将得到的聚乙烯溶液供给至喷嘴23，然后将温度为210℃的聚乙烯溶液排出到经通入水而将温度调节为35℃的第1冷却滚筒31上，从而形成凝胶状片材12。第1冷却滚筒31以10m/分钟的速度旋转驱动。

对于得到的凝胶状片材12的厚度而言，在导入纵向拉伸工序4之前取100mm见方的样品，利用接触式厚度计进行测定，结果以10次平均值计为1.5mm。在表面附着有渗出的稀释剂，上述厚度测定伴有最大±0.1mm的误差。

将得到的凝胶状片材12用升温辊组41、和拉伸辊组42的第1个金属通水辊进行升温，使得片材表面的温度成为110℃的温度。此时，在升温辊组41与上述拉伸辊组42的第1个辊之间，根据片材的热膨胀相应地控制与辊直接连接的电动机转速，以使得以1％的速度差而越到下游速度越快。拉伸辊组42如图1所示那样由2个辊构成，在各辊处配置了表面被覆有橡胶的夹持辊44，利用辊间的速度差进行纵向拉伸。控制速度，以使得第1冷却滚筒31的速度为10m/分钟，升温辊组41及上游侧拉伸辊421为止的速度比各为1％，上游侧拉伸辊421的速度为10.4m/分钟，拉伸辊422的速度为10.4×8.66倍＝90m/分钟，经由纵向拉伸工序4而使得单轴拉伸片材13的总拉伸倍率为9倍。

利用冷却部43的4个辊(包括拉伸辊组42的最后的辊422在内)对已拉伸的膜13进行冷却，调节通水辊温度以使得片材温度为50℃。此处，最后的拉伸辊与冷却辊组43、横向拉伸工序的夹具的速度差分别为0，即为相同的速度。

对于从第1冷却滚筒31至纵向拉伸工序4的全部辊的表面而言，在钢制辊的表面被覆硬铬镀层，使用表面粗糙度以最大高度计为10μm(10S)的辊体。

预先采取的预想拉伸张力T＝1500N、夹持辊压力P＝2000N，片材与驱动辊的摩擦系数μ＝0.15。因此，T/(μ×P)＝1500/(0.15×20000)＝5。因此，如图1所示，对于夹持辊44的个数N而言，在比产生拉伸张力的上游侧拉伸辊421与下游侧拉伸辊422之间更靠上游的位置，使N＝6个(>5)。

用夹具把持得到的拉伸膜13的两端部，在烘箱5内以6倍的倍率、115℃的温度进行横向拉伸，将冷却至30℃的双轴拉伸膜14在温度调节为25℃的二氯甲烷的清洗槽内进行清洗，除去液体石蜡。利用调节为60℃的干燥炉对清洗后的膜进行干燥，通过再拉伸工序7进行再拉伸以使得在纵向×横向上面积倍率为1.2倍，以90m/分钟的速度于125℃进行热处理20秒，得到厚16μm、宽2000mm的微多孔塑料膜11。

[实施例2]

采用图1所示结构，对于从第1冷却滚筒31至纵向拉伸工序4的全部辊的表面而言，在钢制辊的表面被覆硬铬镀层，使用表面粗糙度以最大高度计为0.4μm(0.8S)的辊体。其它条件与实施例1相同。

[比较例1]

采用图4所示结构，仅在拉伸辊组42上配置夹持辊，利用拉伸辊组42进行纵向拉伸。其它条件与实施例1相同。

[比较例2]

采用图4所示结构，仅在拉伸辊组42上配置夹持辊，利用拉伸辊组42进行纵向拉伸。其它条件与实施例2相同。

[拉伸辊上的滑动]

关于片材及辊的速度，使用非接触式Doppler速度计(ACT电子株式会社制，型号1522)，以包括设置精度在内的方式以1％的精度进行测量。针对全部的实施例和比较例，基于以下基准评价拉伸前的膜11的外观品质。

×(不好)：辊与片材的速度差相对于辊旋转速度而言为10％以上。

△(好)：辊与片材的速度差相对于辊旋转速度而言为5％以上且低于10％。

○(优异)：辊与片材的速度差相对于辊旋转速度而言低于5％。

[纵向拉伸工序的弯曲量]

纵向拉伸工序4中的弯曲量采用以下基准进行评价。

×(不好)：弯曲量为10mm以上。

△(好)：弯曲量为5mm以上且低于10mm。

○(优异)：弯曲量低于5mm。

[微多孔塑料膜物性及机械性质]

关于Gurley透气阻力度，使用王研式透气阻力度计(旭精工株式会社制，EGO-1T)、按照JIS P 8117进行测定。关于戳穿强度，测定使用前端为球面(曲率半径R：0.5mm)的直径为1mm的针以2mm/秒的速度戳穿膜厚T1(μm)的微多孔膜时的最大负荷。利用式：Lb＝(La×16)/T1，将最大负荷的测定值La换算成膜厚为16μm时的最大负荷Lb，将其作为戳穿强度(N/16μm)。

○(好)：Gurley透气阻力度为250sec±20sec且戳穿强度为6N以上。

×(不好)：上述范围之外。

[双轴拉伸片材14的外观品质]

针对双轴拉伸片材14的外观品质进行评价。作为确认外观的检查光源，使用150流明(lumen)的LED光源。将在双轴拉伸片材14的行进中成为上部的面作为外观品质的判定面。在与片材行进方向垂直的方向上距膜1m处、从上述垂直方向以0度的角度照射LED光源，按照以下基准进行判定。

×(不好)：目视观察在横向拉伸工序5的出口处行进的双轴拉伸片材14的外观，确认到明暗。

△(好)：对于行进的双轴拉伸片材14而言未确认到明暗，但将从横向拉伸工序5排出的双轴拉伸片材14切断，在静止状态下确认到明暗。

○(优异)：即使是静止状态的双轴拉伸片材14，也没有确认到明暗。

[表1]

将全部的实施例与比较例进行了对比，实施例中以得到大于拉伸张力的摩擦力、把持力的方式设定了夹持辊组数，因此，未发生滑动及弯曲，能够连续稳定地制造微多孔塑料膜11。而另一方面，比较例中是滑动及弯曲均为不能允许的程度的结果。另外，由此，比较例中无法得到微多孔塑料膜的目标物性、机械性质。

另外，实施例1中，辊的粗糙度超过1S，因此，与实施例2相比，稀释剂的润滑量少，并且在粗糙表面的凹凸处易于堆积污垢，因此外观品质差。但是，如上所述，行进性均稳定。

比较例1中，辊粗糙度超过1S，因此，与比较例2相比，稀释剂的润滑量少、弯曲少，但由于行进方向的把持力不充分，所以无法完全防止弯曲。

如上所述，根据本发明，在进行对于得到微多孔膜的各特性而言所必需的拉伸时，能够在必要的拉伸条件下维持行进稳定性，并能够得到强度、物性优异的微多孔塑料膜。

工业上的可利用性

本发明没有特别限定，可用于在二次电池、燃料电池、电容器等电化学反应装置的隔膜等中使用的微多孔塑料膜，除此之外，还可应用于过滤膜、印刷膜、各种衣料等功能性网状物。

符号说明

11 微多孔塑料膜

12 凝胶状片材(膜)

13 单轴拉伸片材(膜)

14 双轴拉伸片材(膜)

15 微多孔塑料膜辊

21 挤出机

22 齿轮泵

23 喷嘴

31 第1冷却滚筒

32 第2冷却滚筒

33 通制冷剂夹持辊

4 纵向拉伸工序

41 升温辊组

42 拉伸辊组

421 上游侧拉伸辊

422 下游侧拉伸辊

43 冷却辊组

44 夹持辊

5 横向拉伸工序

6 清洗/干燥工序

61 清洗溶剂

7 再拉伸热处理工序

8 卷绕工序

Claims (6)

1.微多孔塑料膜的制造方法，其特征在于，其是制造单轴或双轴拉伸微多孔塑料膜的方法，其中，利用挤出机对稀释剂和聚烯烃树脂进行混炼，将混炼有所述稀释剂的树脂从喷嘴以片状排出，将从所述喷嘴排出的片材在滚筒上进行冷却、固化后，再次对所述固化后的片材进行加热，然后利用多个辊在片材的运送方向上进行拉伸，将在所述片材的运送方向上进行了拉伸的片材冷却后，利用夹具把持片材两端从而将其导入拉幅机中，然后清洗稀释剂，

利用驱动辊和表面被覆有橡胶的夹持辊夹压所述片材，所述驱动辊位于比所述多个辊中的所述运送方向最下游的辊更靠上游侧的位置并利用电动机进行驱动，所述驱动辊与所述夹持辊的组合的组数N[组]满足下式，

N>T/(μ·P)

T[N]：在片材的运送方向上进行拉伸所需的拉伸张力；

μ：驱动辊与片材之间的摩擦系数；

P[N]：驱动辊与夹持辊之间的夹持压力。

2.微多孔塑料膜的制造方法，利用挤出机对稀释剂和聚烯烃树脂进行混炼，将混炼有所述稀释剂的树脂从喷嘴以片状排出，将从所述喷嘴排出的片材在滚筒上进行冷却、固化后，再次对所述固化后的片材进行加热，然后利用多个辊在片材的运送方向上进行拉伸，将在所述片材的运送方向上进行了拉伸的片材冷却后，利用夹具把持片材两端从而将其导入拉幅机中，然后清洗稀释剂，由此得到单轴或双轴拉伸微多孔塑料膜，

所述制造方法中，

利用驱动辊和表面被覆有橡胶的夹持辊夹压所述片材，所述驱动辊位于比所述多个辊中的所述运送方向最下游的辊更靠上游侧的位置并利用电动机进行驱动，所述驱动辊与所述夹持辊的组合的组数为5[组]以上。

3.如权利要求1或2所述的微多孔塑料膜的制造方法，其中，所述驱动辊表面的材质为金属或陶瓷，且表面粗糙度低于1S。

4.微多孔塑料膜，其是利用权利要求1～3中任一项所述的微多孔塑料膜的制造方法而制造的。

5.电池用隔膜，其使用权利要求4所述的微多孔塑料膜。

6.电池，其使用权利要求5所述的电池用隔膜。