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公開番号2024146773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2024026736
出願日2024-02-26
発明の名称ポリエチレンパウダー、成型体及び二次電池用セパレータ
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C08F 10/02 20060101AFI20241004BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】高速成型した場合においても機械的強度と熱収縮率のバランスに優れる成型体を得ることのできる、ポリエチレンパウダー等を提供する。
【解決手段】
ISO1628-3(2010)に準拠して測定された極限粘度IVが、1.5dL/g以上15.0dL/g以下であり、
非晶部厚みが、5.3nm以上12.0nm以下であり、
反射法X線回折法により得られる結晶子サイズが、13.9nm以上18.0nm以下である、ポリエチレンパウダー。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ＩＳＯ１６２８－３（２０１０）に準拠して測定された極限粘度ＩＶが、１．５ｄＬ/ｇ以上１５．０ｄＬ/ｇ以下であり、
非晶部厚みが、５．３ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下であり、
反射法Ｘ線回折法により得られる結晶子サイズが、１３．９ｎｍ以上１８．０ｎｍ以下である、ポリエチレンパウダー。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
反射法Ｘ線回折法により得られる、単斜晶（０１０面）と斜方晶（１１０面）の比率が、単斜晶（０１０）面回折ピーク強度／斜方晶（１１０）面回折ピーク強度として、１．０以上２．６以下である、請求項１に記載のポリエチレンパウダー。
【請求項３】
Ｔｉ含有量が、１０ｐｐｍ以下であり、かつ、Ａｌ含有量が、２０ｐｐｍ以下である、請求項１又は２に記載のポリエチレンパウダー。
【請求項４】
篩分法により求められる平均粒子径Ｄ
50
が、８０μｍ以上である、請求項１又は２に記載のポリエチレンパウダー。
【請求項５】
α－オレフィンの含有量が、０．０３ｍｏｌ％未満である、請求項１又は２に記載のポリエチレンパウダー。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のポリエチレンパウダーを含む、成型体。
【請求項７】
請求項６に記載の成型体を含む、二次電池用セパレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンパウダー、成型体及び二次電池用セパレータに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンパウダーは、シート、フィルム及びその他の形状に成型する等して、様々な用途に使用されており、二次電池のセパレータの原料は、その重要な用途の一つである。セパレータとは、電池内部において正極と負極の直接的な接触による短絡を防ぎ、イオンのみを透過させることを主目的として使用される成型体（典型的には微多孔膜）である。
【０００３】
二次電池用セパレータは、上記のとおり、電池の安全性担保に非常に重要な役割を担っており、機械的強度が高いことや熱収縮率が小さいことが求められる。
熱収縮率の観点からは、例えば、特許文献１において、ポリエチレンパウダーの重合に活性点密度を飽和させた触媒を用いることで、熱収縮率の小さい成型体を得られるポリエチレンパウダーが提案されている。
また、機械的強度の観点からは、例えば、特許文献２において、ポリエチレンパウダーの重合に２種類以上の触媒を用い、その活性点密度を変化させて分子の絡み合いの程度を調整することで、高い機械的強度の微多孔膜を得られるポリエチレンパウダーが提案されている。
なお、ポリエチレンは結晶性高分子であり、ポリエチレンの結晶構造はポリエチレンからなる成型体の物性に寄与することが知られている。このような観点からは、例えば、特許文献３において、リチウムイオン二次電池用微多孔膜の機械的強度を向上させるために、超高分子量ポリエチレンパウダーのラメラの厚みを調整する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２１／２４１４１１号
国際公開第２０２１／１５３５２０号
特許第６８６８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリエチレンパウダーを用いて得られる二次電池用セパレータには、高機械的強度と低熱収縮率の両立が重要である。二次電池用セパレータの機械的強度と熱収縮率は、各々、原料の選定や製膜条件の調整により制御が可能であるが、両者はトレードオフの関係にあり、双方を同時に良好な状態にすることは従来技術において困難である。
例えば、特許文献１に記載のポリエチレンパウダーにより得られる二次電池用セパレータは、熱収縮率が優れているが、機械的強度とのバランスの調整はなされておらず、改善の余地がある。
また、特許文献２に記載のポリエチレンパウダーにより得られる二次電池用セパレータは、機械的強度が優れているが、熱収縮率とのバランスの調整はなされておらず、改善の余地がある。
さらに近年では、二次電池用セパレータの生産効率を上げるため、高速成型の検討が進められている。二次電池用セパレータを高速成型するためには、セパレータの製造工程における延伸工程で延伸速度を高める必要がある。ここで、高い延伸速度はセパレータに高い残留応力を与えるため、セパレータの熱収縮率が悪化する傾向にある。
例えば、特許文献１、２のポリエチレンパウダーでは高速成型した場合の機械的強度と熱収縮率のバランスの調整はなされておらず、改善の余地がある。
また、特許文献３に記載のポリエチレンパウダーは、結晶構造を調整することで、得られる成型体の物性が優れるとされているが、前記ポリエチレンパウダーから得られる微多孔膜の機械的強度と熱収縮率のバランス向上のための調整はなされておらず、また、高速成型した場合の機械的強度と熱収縮率のバランスの調整についても検討されておらず、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速成型した場合においても機械的強度と熱収縮率のバランスに優れる成型体を得ることのできる、ポリエチレンパウダー等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、ポリエチレンパウダーの極限粘度ＩＶ、非晶部厚み及び結晶子サイズを特定の範囲に制御することで、上記の課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、以下の態様を包含する。
［１］
ＩＳＯ１６２８－３（２０１０）に準拠して測定された極限粘度ＩＶが、１．５ｄＬ/ｇ以上１５．０ｄＬ/ｇ以下であり、
非晶部厚みが、５．３ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下であり、
反射法Ｘ線回折法により得られる結晶子サイズが、１３．９ｎｍ以上１８．０ｎｍ以下である、ポリエチレンパウダー。
［２］
反射法Ｘ線回折法により得られる、単斜晶（０１０面）と斜方晶（１１０面）の比率が、単斜晶（０１０）面回折ピーク強度／斜方晶（１１０）面回折ピーク強度として、１．０以上２．６以下である、［１］に記載のポリエチレンパウダー。
［３］
Ｔｉ含有量が、１０ｐｐｍ以下であり、かつ、Ａｌ含有量が、２０ｐｐｍ以下である、［１］又は［２］に記載のポリエチレンパウダー。
［４］
篩分法により求められる平均粒子径Ｄ
50
が、８０μｍ以上である、［１］～［３］のいずれかに記載のポリエチレンパウダー。
［５］
α－オレフィンの含有量が、０．０３ｍｏｌ％未満である、［１］～［４］のいずれかに記載のポリエチレンパウダー。
［６］
［１］～［５］のいずれかに記載のポリエチレンパウダーを含む、成型体。
［７］
［６］に記載の成型体を含む、二次電池用セパレータ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高速成型においても機械的強度と熱収縮率のバランスに優れる成型体を得ることのできる、ポリエチレンパウダー等を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」ともいう。）について詳細に説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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