KR101004580B1 - Microporous polyethylene film through liquid-liquid phase separation mechanism and preparing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지용 세퍼레이터로 사용할 수 있는 폴리에틸렌 미세다공막 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세다공막은 20-55중량%의 폴리에틸렌과 160℃에서 280℃ 사이에서 열역학적인 액-액 상분리 온도를 가지는 80-45중량%의 다일루언트로부터 제조되며, 상기 원료를 압출기를 이용하여 액-액 상분리 온도 이상에서 열역학적 단일상을 구성하도록 혼합한 이후의 압출기 내부에 상분리 존을 형성하여 액-액 상분리 온도 이하로 조절하여 상분리를 충분히 유도한 다음 다이를 통하여 성형하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세다공막은 우수한 천공강도와 기체투과도를 나타내게 된다.The present invention relates to a polyethylene microporous membrane which can be used as a battery separator, and a method of manufacturing the same. Polyethylene microporous membrane according to the present invention is prepared from 20-55% by weight of polyethylene and 80-45% by weight of diluent having a thermodynamic liquid-liquid phase separation temperature between 160 ° C and 280 ° C. After the mixing to form a thermodynamic single phase above the liquid-liquid phase separation temperature by forming a phase separation zone inside the extruder to adjust to below the liquid-liquid phase separation temperature to sufficiently induce phase separation and then molding through a die It is done. The polyethylene microporous membrane according to the present invention exhibits excellent puncture strength and gas permeability.
폴리에틸렌, 미세다공막, 전지, 세퍼레이터 Polyethylene, microporous membrane, battery, separator
Description
본 발명은 폴리에틸렌 미세다공막 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 압출혼련성 및 연신성이 뛰어나고 우수한 천공강도와 기체투과도를 동시에 가지며, 이를 사용하는 전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 폴리에틸렌 미세다공막 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyethylene microporous membrane and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a polyethylene microporous membrane and a method of manufacturing the same, which have excellent extrusion kneading property and elongation property and have excellent puncture strength and gas permeability at the same time, thereby improving the performance and stability of a battery using the same.
폴리올레핀 미세다공막(microporous film)은 그 화학적 안정성과 우수한 물성으로 각종 전지용 격리막(battery separator), 분리용 필터 및 미세여과용 분리막 (membrane) 등으로 널리 이용되고 있다.Polyolefin microporous films are widely used as battery separators, separation filters, and microfiltration membranes due to their chemical stability and excellent physical properties.
폴리올레핀으로부터 미세다공막을 만드는 방법은 크게 세가지로 분류될 수 있다. 첫번째는 폴리올레핀을 얇은 섬유(thin fiber)로 만들어 부직포(non woven fabric) 형태로 미세다공막을 만드는 방법이고, 두번째는 두꺼운 폴리올레핀 필름을 만든 후 저온에서 연신하여 폴리올레핀의 결정부분인 라멜라(lamella) 사이에 미세 크랙(micro crack)을 유발시켜 미세 공극을 형성시키는 건식법이며, 세번째는 폴리올레핀을 고온에서 다일루언트와 혼련하여 단일상을 만들고, 냉각과정에서 폴리올레핀과 다일루언트를 상분리시킨 후 다일루언트 부분을 추출시켜 폴리올레핀에 공극을 만드는 습식법이다. 이중 세번째의 습식법은 다른 두 방법과 비교하여 필름의 두께가 얇고 균일하며, 박막의 필름을 만들 수 있고 물성도 우수하여 리튬 이온 전지 등 2차 전지의 격리막용으로 널리 쓰이고 있다.There are three main methods for making a microporous membrane from polyolefins. The first method is to make a microporous membrane in the form of non woven fabric by making polyolefin into a thin fiber, and the second method is to make a thick polyolefin film and stretch it at low temperature to form a lamellar crystal part of the polyolefin. The dry method of forming micro voids by inducing micro cracks. The third method is to knead polyolefins with diluent at high temperature to form a single phase. It is a wet method that extracts and creates voids in polyolefin. The third wet method is thinner and more uniform in thickness than the other two methods, and it is widely used for separators of secondary batteries such as lithium ion batteries because of its thin film and excellent physical properties.
습식법에 의한 다공성필름의 제조방법은 필름을 구성하는 고분자(수지)와 혼합된 다일루언트가 어떠한 과정을 거쳐서 상분리되어 기공을 만드는가에 따라서 고-액 상분리법과 액-액 상분리 법으로 분류된다. 두 가지 방법 모두 고분자와 다일루언트를 고온에서 혼합하여 단일상을 만드는 단계까지는 동일하나, 고-액 상분리의 경우, 냉각을 거치면서 고분자가 결정화되어 고체로 될 때까지 어떠한 상분리도 일어나지 않는다. 다시 말하면, 고분자 사슬들이 결정화되면서 결정의 바깥으로 다일루언트를 밀어내면서 상분리가 일어나게 되므로, 이 때 발생되는 상분리 상의 크기는 고분자 결정의 크기와 비견되는 매우 작은 크기를 갖게 되며, 분리된 상의 모양, 크기 등의 구조를 다양하게 조절할 수 없는 단점이 있다. 이 경우 최근 2차 전지 제조업체에서 개발 중인 고용량 2차 전지에서 요구되는 고투과성을 가지는 2차 전지 격리막으로의 적용에 한계가 있게 된다. 또한 기계적 강도를 높이는 데에도, 가격이 비싸며, 혼합이 어렵고, 가공부하를 크게 상승시키는 초고분자량 폴리에틸렌을 혼합하는 방법 등 근본적으로 고분자 수지의 분자량을 높이는 것 이외의 방법은 없는 것으로 알려져 있다. 고-액 상분리의 대표적인 조성으로는 폴리올레핀 수지에 파라핀 오일(paraffin oil) 혹은 광유(mineral oil)를 혼합하는 경우가 널리 알려져 있으며, 미국 특허 제4,539,256호, 미국 특허 제4,726,989호, 미국특허 제5,051,183호, 미국 특허 제5,830,554호, 미국 특허 제 6,245,272호, 미국 특허 제6,566,012호 등에 소개되어 있다.The method of manufacturing a porous film by a wet method is classified into a solid-liquid phase separation method and a liquid-liquid phase separation method according to a process in which the diluent mixed with the polymer (resin) constituting the film undergoes phase separation to form pores. Both methods are identical until the polymer and diluent are mixed at high temperature to form a single phase, but in the case of solid-liquid phase separation, no phase separation occurs until the polymer crystallizes and becomes solid during cooling. In other words, as the polymer chains crystallize, the phase separation occurs while pushing the diluent out of the crystal, and thus the size of the phase separation phase is very small compared to the size of the polymer crystal, and the shape of the separated phase, There is a disadvantage in that the structure such as the size can not be variously adjusted. In this case, there is a limit to the application to the secondary battery separator having the high permeability required in the high capacity secondary battery currently being developed by the secondary battery manufacturer. In addition, it is known that there is no method other than increasing the molecular weight of the polymer resin, such as a method of mixing ultra-high molecular weight polyethylene which is expensive, difficult to mix, and greatly increases the processing load, in order to increase the mechanical strength. As a representative composition of the solid-liquid phase separation, it is widely known to mix paraffin oil or mineral oil with polyolefin resin, and U.S. Patent 4,539,256, U.S. Patent 4,726,989, U.S. Patent 5,051,183 , US Pat. No. 5,830,554, US Pat. No. 6,245,272, US Pat. No. 6,566,012, and the like.
액-액 상분리의 경우, 고분자가 결정화되어 고체로 굳어 버리기 전, 고분자가 결정화하는 온도 이상에서 액체 상태인 고분자 물질과 역시 액체 상태인 다일루언트가 먼저 열역학적인 불안정성에 의하여 상분리가 발생하는 것으로, 상분리 조건에 따른 상의 형태 변화, 상분리 여부의 확인 등에 대해서 학계에서도 잘 정립되어 있다. 액-액 상분리에 의한 미세다공막의 경우, 고- 액 상분리에 의한 미세다공막보다 기본적으로 기공의 크기가 2배 이상 1000배 정도까지 커지며, 고분자의 종류와 다일루언트의 조합에 따라, 액-액 상분리의 온도 및 상의 크기를 조절할 수 있을 뿐 만 아니라, 열역학적 액-액 상분리 온도와 실제 상분리를 진행시키는 온도와의 차이, 각 단계에서의 체류시간에 따라서 상의 크기를 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.In the case of liquid-liquid phase separation, before the polymer crystallizes and solidifies into solid, phase-separation occurs due to thermodynamic instability of the polymer material, which is also in the liquid state and the diluent, which is also in the liquid state, above the temperature at which the polymer crystallizes. Academia has been well established in terms of phase change and phase separation. In the case of the microporous membrane by liquid-liquid phase separation, the pore size of the microporous membrane by the high-liquid phase separation is basically 2 to 1000 times larger than the microporous membrane by the liquid-liquid phase separation, depending on the combination of the polymer and the diluent. Not only can control the temperature and size of the phase of the liquid phase separation, but also control the size of the phase according to the difference between the thermodynamic liquid-liquid phase separation temperature and the temperature at which the actual phase separation proceeds, and the residence time at each step. There is this.
미국 특허 제4,247,498호에는 액-액 상분리가 가능한, 여러 가지 다양한 고분자와 다일루언트의 조합을 소개하고, 이렇게 액-액 상분리된 조성물 중 다일루언트를 추출시켜 광범위한 두께의 제품을 만들 수 있다는 것을 서술하였다. 미국 특허 제4,867,881호에서는 액-액 상분리가 되어 제조한 조성물을 연신, 추출, 건조, 열고정하여 배향된 미세다공막을 만드는 발명을 서술하였다. 상기 특허 들에서는 혼합 및 압출 시까지 액-액 상분리 이상의 온도를 유지하여 열역학적 단일상 형태로 수지혼합물을 압출하고 이 수지 용융물이 대기중으로 압출된 이후 캐스팅롤 등에 의해 냉각되는 수 초의 비교적 짧은 과정에서 액-액 상분리를 발생시키므로, 상분리에 필요한 시간을 충분히 제공할 수 없으며, 따라서 상분리의 효과가 적어지고, 압출 및 냉각 과정에서 기공의 조절이 어려운 단점이 있어, 2차 전지 격리막으로써의 필수 물성인 우수한 기계적 강도와 투과도를 동시에 얻는 데 한계를 가지게 된다. 특히 미국 특허 제4,867,881호에서는 청구항에서 특별히 연신 온도에 대하여 언급하고 있지는 않으나, 고밀도 폴리에틸렌을 사용한 실시예의 경우 연신 온도가 고밀도 폴리에틸렌의 용융온도보다 최소 20℃ 이하, 최대 60℃ 이하에서 저온 연신 하는 것으로 되어 있는데, 이러한 경우 강제적인 저온 연신에 의해 고분자의 찢어짐 현상이 발생하며 결과적으로 투과성을 좋게 만들 수 있다. 실시예에서 연신비를 증가시킴에 따라 급격히 투과성이 증가되는 것이 이러한 현상을 잘 뒷받침 한다고 볼 수 있다. 그러나, 이러한 저온 연신은 압출 및 냉각과정에서 기공의 구조를 충분하게 얻지 못하여 실행하는 방법으로 판단할 수 있으며, 저온 연신 수행 시, 전지 격리막용 제품 불량의 가장 중요한 요인인 바늘 구멍, 혹은 비정상적인 크기의 큰 구멍이 발생할 확률이 높아질 뿐만 아니라, 시트 파단의 위험도 높아지는 단점이 있게 된다. U.S. Patent No. 4,247,498 introduces a combination of various polymers and diluents that are capable of liquid-liquid phase separation, and that diluents can be extracted from such liquid-liquid phase-separated compositions to produce products of a wide range of thicknesses. Described. US Pat. No. 4,867,881 describes an invention for drawing oriented microporous membranes by stretching, extracting, drying and heat setting a composition prepared by liquid-liquid phase separation. In the above patents, the liquid mixture is extruded in the form of a thermodynamic single phase by maintaining a temperature above the liquid-liquid phase separation until mixing and extruding, and the resin melt is extruded into the atmosphere and then cooled in a relatively short process of several seconds which is cooled by a casting roll or the like. -Since liquid phase separation occurs, it cannot provide enough time for phase separation, and thus, the effect of phase separation is less, and the porosity is difficult to control during the extrusion and cooling process, so that the essential properties of the secondary battery separator are excellent. There is a limit to simultaneously obtaining mechanical strength and transmittance. Particularly, U.S. Patent No. 4,867,881 does not specifically describe the stretching temperature in the claims, but in the case of the embodiment using the high density polyethylene, the stretching temperature is drawn at a low temperature of at least 20 ° C. or lower and 60 ° C. or lower than the melting temperature of the high density polyethylene. In this case, tearing of the polymer occurs due to forced low-temperature stretching, and as a result, the permeability can be improved. It can be seen that the rapid permeability increase with increasing the draw ratio in the example well supports this phenomenon. However, such low-temperature stretching can be judged as a method to be performed because the structure of the pores is not sufficiently obtained during the extrusion and cooling process, and when performing low-temperature stretching, needle holes, or abnormal size, which are the most important factors of product defects for battery separators Not only is the probability of large holes occurring, but also the risk of sheet breakage is increased.
이에 본 발명자들은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 폴리에틸렌과 다일루언트를 단일상으로 혼합한 이후, 액-액 상분리를 압출기내에서 충분히 시켜, 상분리 상태에서의 온도와 체류시간을 폭 넓게 조절함으로써, 원하는 상분리 정도와 기공의 크기를 얻어 높은 투과를 나타내는 미세다공막을 얻을 수 있다는 것을 발견하였으며, 동시에 상분리가 충분히 진행된 경우, 상분리된 폴리에틸렌 상 내에 잔존하는 다일루언트의 함량이 더욱 줄어들게 되므로, 후 공정에서의 연신 시, 폴리에틸렌의 용융온도에 가까운 고온에서 연신이 가능하여 연신 작업에 더욱 안정성을 부여하며, 높은 함량으로 상분리된 폴리에텔렌에 대한 배향 효과가 증대되어, 같은 분자량에서도 더욱 높은 기계적 강도를 나타내는 사실에 착안하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems of the prior art, and after mixing polyethylene and diluent in a single phase, the liquid-liquid phase separation is sufficiently performed in the extruder, and thus the temperature in the phase separation state. It was found that the microporous membrane exhibiting high permeability can be obtained by controlling the phase and residence time in a wide range to obtain a desired degree of phase separation and pore size. At the same time, when the phase separation proceeds sufficiently, the remaining of the diluent remaining in the phase separated polyethylene phase Since the content is further reduced, it is possible to draw at a high temperature close to the melting temperature of the polyethylene during the stretching in the post-process, which gives more stability to the stretching operation, the orientation effect on the polyetherene phase-separated to a high content is increased, Due to the fact that it shows higher mechanical strength at the same molecular weight. Not to have completed the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 고용량 2차 전지 격리막으로 사용될 수 있는 고투과성을 지니면서도, 기계적 강도가 우수한 폴리에틸렌 미세다공막을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyethylene microporous membrane having high permeability and excellent mechanical strength that can be used as a high capacity secondary battery separator.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리에틸렌 미세다공막을 경제적인 공정을 통해서 고 생산성으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the polyethylene microporous membrane with high productivity through an economic process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세다공막은 Polyethylene microporous membrane according to the present invention for achieving the above object is
(a) 폴리에틸렌 (성분I) 20∼55중량% 와 상기 성분I과 160~280℃ 에서 액-액 상분리되는 특성을 가지는 다일루언트(성분II) 80∼45중량%를 함유하는 혼합물을 액-액 상분리 온도 이상에서 용융/혼련/압출하여 압출기내에서 열역학적 단일상으로 만드는 단계;(a) A liquid containing 20 to 55% by weight of polyethylene (component I) and 80 to 45% by weight of diluent (component II) having the property of liquid-liquid phase separation with component I at 160 to 280 ° C. Melting / kneading / extruding above the liquid phase separation temperature to form a thermodynamic single phase in the extruder;
(b) 상기 단일상의 용융물을 액-액 상분리 온도 범위로 조절된 존을 통과시켜 액-액 상분리를 진행시켜 다이를 통하여 압출하는 단계;(b) extruding the single phase melt through a die by passing liquid-liquid phase separation through a zone controlled to a liquid-liquid phase separation temperature range;
(c) 액-액 상분리가 진행되어 압출된 용융물을 시트형태로 성형하는 단계;(c) liquid-liquid phase separation is performed to shape the extruded melt into a sheet form;
(d) 상기 시트를 롤 방식 또는 Tenter 방식을 포함하는 축차 혹은 동시연신 방법으로 횡방향, 종방향 각 4배 이상, 총 연신비가 25-50배가 되도록 연신하는 단계;(d) stretching the sheet in a sequential or simultaneous stretching method including a roll method or a Tenter method such that the transverse direction and the longitudinal direction are each 4 times or more and the total draw ratio is 25-50 times;
(e) 연신된 필름에서 성분II 를 추출하고 건조시키는 단계; 및(e) extracting component II from the stretched film and drying; And
(f) 건조된 필름의 잔류응력을 제거하여 필름의 수축률이 종방향, 횡방향 각 5% 이하가 되도록 열고정하는 단계; 로 생산되며,(f) heat-setting to remove residual stress of the dried film such that the shrinkage of the film is 5% or less in the longitudinal and transverse directions; Is produced by
상기 폴리에틸렌 미세다공막은 기체투과도 (Darcy′s permeability constant)가 2.0x10-5 이상이고 상기 기체투과도와 천공강도를 곱한 값이 0.45x10-5 Darcy.N/㎛ 이상이고, 횡방향/종방향의 수축률이 각 5% 이하인 것을 특징으로 한다.The polyethylene microporous membrane has a gas permeability (Darcy's permeability constant) of 2.0x10 -5 or more, and a value obtained by multiplying the gas permeability and puncture strength is 0.45x10 -5 Darcy.N / μm or more, Shrinkage is characterized by less than 5% each.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the present invention in more detail as follows.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압출기내에서 상분리를 충분히 시킴으로써 기공의 크기를 조절하고, 상분리된 폴리에틸렌 상 내부의 다일루언트의 함량 을 감소시켜 연신 가공성을 높이고, 연신 시 배향 효과를 극대화 하여, 고투과도를 가지면서도, 분자량증가에 따른 가공상의 문제가 없는, 기계적 강도가 우수한 전지 격리막 용도의 폴리에틸렌 미세다공막 및 그 제조방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, by controlling the size of the pores by the sufficient phase separation in the extruder, by reducing the content of the diluent in the phase separated polyethylene phase to increase the stretch workability, maximize the orientation effect during stretching The present invention provides a polyethylene microporous membrane having a high permeability and excellent mechanical strength without processing problems due to an increase in molecular weight and a method for producing the same.
본 발명에서 사용되는 폴레에틸렌으로부터 폴리에틸렌미세다공막을 만드는 기본 이론은 다음과 같다.The basic theory of making polyethylene microporous membrane from polyethylene used in the present invention is as follows.
폴리에틸렌과 온도에 따라 부분적으로 상용성이 있는 저분자량 유기물질(이하, 다일루언트라 함)은 폴리에틸렌이 녹는 온도보다 높은 고온에서 폴리에틸렌과 열역학적 단일상(single phase)을 형성할 수 있다. 이들 열역학적 단일상을 이룬 폴리에틸렌과 다일루언트 용액을 서서히 냉각시키면, 폴리에틸렌이 결정화 되어 고체화 되기 이전의 냉각과정에서 폴리에틸렌과 다일루언트의 상분리가 일어난다. 폴리에틸렌과 다일루언트 모두 액체 상태에서 상분리가 일어나게 되므로 이를 액-액 상분리라고 부른다. 이 때 상분리 되는 각 상은, 폴리에틸렌이 대부분의 함량을 구성하는 폴리에틸렌 다함유 상(polyethylene rich phase)과, 다일루언트에 녹아있는 소량의 폴리에틸렌과 다일루언트로 이루어진 다일루언트 다함유 상(diluent rich phase)으로 이루어진다. 열역학적으로 상분리된 두 상은 두 상이 모두 움직임 (mobility) 이 있는 상태 (혹은 온도) 에 존재하게 되면 시간이 지남에 띠라 같은 상끼리 뭉치는 콜스닝(Coarsening) 작용에 의해 상분리된 상의 크기가 커지게 된다. 이때 콜스닝 작용에 의해 상분리된 상이 커지는 정도는 액-액 상분리 상태에서의 체류시간과 액-액 상분리 상태가 유지되는 온도에 따라 달라지게 된다. 즉 체류시간이 클수록(체류 시간의 1/4 제곱에 비례한다), 액-액 상분리가 발생하는 온도와 액-액 상분리가 실제 진행되는 온도의 차가 클수록 각 상의 크기는 커지게 되는 것이다. 각 상 크기의 증가는 용융물의 온도가 폴리에틸렌 다함유상의 결정화 온도이하로 내려가 폴리에틸렌 다함유상이 결정화 되면 멈추게 된다. 따라서 용융물의 액-액 상분리를 진행시키고 이를 완전히 냉각하여 폴리에틸렌 다함유 상을 고체화 시킨 후 다일루언트 다함유상을 유기용제로 추출하면 폴리에틸렌 다공막이 만들어지게 되는 것이다.Low molecular weight organic materials (hereinafter referred to as diluents), which are partially compatible with the temperature of the polyethylene, may form a thermodynamic single phase with the polyethylene at temperatures higher than the temperature at which the polyethylene melts. Slow cooling of these thermodynamic single phase polyethylene and diluent solutions results in phase separation of polyethylene and diluent during the cooling process before the polyethylene crystallizes and solidifies. This is called liquid-liquid phase separation because both polyethylene and diluent have phase separation in the liquid state. In this case, each phase separated from each other is a polyethylene rich phase in which polyethylene constitutes most of the content, and a diluent rich phase composed of a small amount of polyethylene and diluent dissolved in the diluent. phase). When two phases are thermodynamically separated, both phases are in a state of mobility (or temperature), and the phases of the phases become larger due to coarsening. . At this time, the degree of phase separation of the phase separated by the call scanning action is dependent on the residence time in the liquid-liquid phase separation state and the temperature at which the liquid-liquid phase separation state is maintained. That is, the larger the residence time (proportional to the quarter square of the residence time), the larger the difference between the temperature at which the liquid-liquid phase separation occurs and the temperature at which the liquid-liquid phase separation actually proceeds, the larger the size of each phase. The increase in the size of each phase stops when the temperature of the melt drops below the crystallization temperature of the polyethylene-containing phase and the polyethylene-containing phase crystallizes. Therefore, the liquid-liquid phase separation of the melt proceeds completely, and the polyethylene poly-containing phase is solidified by solidifying the polyethylene-containing phase, followed by extracting the dilutive poly-containing phase with an organic solvent, thereby forming a porous polyethylene film.
따라서, 미세다공막의 기본 기공 구조는 상분리 과정에서 결정된다. 즉, 상분리 후 만들어진 다일루언트 다함유 상의 크기 및 구조가 최종 미세다공막의 공극 크기 및 구조를 결정지어주는 것이다. 따라서 조성물의 열역학적 상분리 온도, 가공시 상분리 속도 및 시간, 상분리 유도 온도 깊이 등에 따라 기공 구조의 조절이 가능하다. Therefore, the basic pore structure of the microporous membrane is determined during the phase separation process. That is, the size and structure of the diluent multi-containing phase made after phase separation determine the pore size and structure of the final microporous membrane. Therefore, it is possible to control the pore structure according to the thermodynamic phase separation temperature of the composition, the rate and time of phase separation during processing, and the depth of the phase separation induction temperature.
또한, 미세다공막의 기본 물성은 상분리 과정에서 폴리에틸렌 다함유상 내의 폴리에틸렌 농도에 따라 결정된다. 상분리가 충분히 이루어져, 폴리에틸렌 다함유 상의 폴리에틸렌 농도가 충분히 높아지게 되면, 냉각 후 연신 시, 폴리에텔렌 사슬의 유동성이 저하되면서, 강제 배향 효과가 증대되는 결과를 가져오게 되어, 연신 후 기계적 강도의 증가가 더 커지게 된다. 즉 동일한 분자량의 수지를 사용하여 다일루언트와의 상분리를 충분히 발생시켰다고 가정할 때, 그렇지 않은 조성물에 비하여 훨씬 우수한 기계적 강도를 나타내게 된다.In addition, the basic physical properties of the microporous membrane are determined according to the polyethylene concentration in the polyethylene-containing phase during the phase separation process. When the phase separation is sufficiently performed and the polyethylene concentration of the polyethylene-containing phase is sufficiently high, the fluidity of the polyetherene chain is decreased during the stretching after cooling, resulting in an increase in the forced orientation effect, thereby increasing the mechanical strength after the stretching. It gets bigger. In other words, assuming sufficient phase separation with diluent using a resin having the same molecular weight, the mechanical strength is much better than that of a composition that is not.
본 발명자들은 오랜 연구 결과 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, 우수한 전지 격리막으로서 요구되는, 우수한 투과도와 기계적 물성을 동시에 얻기 위해서 는 액-액 상분리를 충분히 진행시켜, 다일루언트 다함유 상의 크기를 크게 하며, 폴리에틸렌 다함유 상에 되도록 고농도의 폴리에틸렌이 존재하여, 후 공정에서의 연신 가공시 폴리에틸렌에 대한 배향 효과를 극대화하여야 된다는 것이며, 전술한 바와 같이 이에 가장 큰 영향을 주는 것은 충분한 액-액 상분리를 진행시키기 위한 조성물 및 가공조건이라는 사실이다.The present inventors have found the following facts as a result of long research. In other words, in order to simultaneously obtain excellent permeability and mechanical properties required as an excellent battery separator, liquid-liquid phase separation is sufficiently performed to increase the size of the multifunctional polyphase, and the high concentration of polyethylene is present so that the polyethylene phase is contained. Therefore, it is necessary to maximize the orientation effect on the polyethylene during the stretching process in the post-process, and as described above, the biggest influence is the composition and processing conditions for proceeding sufficient liquid-liquid phase separation.
이를 바탕으로 적절한 상분리 온도를 가지는 조성물을 사용하여, 압출기내에서 액-액 상분리 정도를 조절하여 제품을 생산한 결과, 종래의 발명보다 분자량이 낮은 수지로도 우수한 투과도 및 기계적 물성을 갖는 폴리에틸렌 미세다공막을 만들 수 있게 된 것이며, 가공성 또한 크게 향상시켰다.Based on this, using a composition having an appropriate phase separation temperature, the product produced by controlling the degree of liquid-liquid phase separation in the extruder, polyethylene microporous having excellent permeability and mechanical properties even with a resin having a lower molecular weight than the conventional invention The film can be made and the workability is greatly improved.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 미세다공막은 폴리에틸렌 (성분I) 20∼55중량% 와 상기 성분I과 160~280℃ 에서 액-액 상분리되는 특성을 가지는 다일루언트(성분II) 80∼45중량%를 함유하는 혼합물을 액-액 상분리 온도 이상에서 용융/혼련/압출하여 압출기내에서 열역학적 단일상으로 만드는 단계를 거쳐, 상기 용융물을 액-액 상분리 온도 범위로 조절된 압출기 내의 구간을 통과시켜 액-액 상분리를 진행시켜 다이를 통하여 압출하는 단계 및 액-액 상분리가 진행되어 압출된 용융물을 시트형태로 성형하는 단계 후에, 상기 시트를 롤 방식 또는 Tenter 방식을 포함하는 축차 혹은 동시연신 방법으로 횡방향, 종방향 각 4배 이상, 총 연신비가 25-50배가 되도록 연신하고, 연신된 필름에서 성분II 를 추출하고 건조시켜, 건조된 필름의 잔류응력을 제거하여 필름의 수축률이 종방향, 횡방향 각 5% 이하가 되도록 열고정 하는 단계를 거쳐서 생산되는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 미세다공막이다.Polyethylene microporous membrane according to the present invention is 20 to 55% by weight polyethylene (component I) and 80 to 45% by weight of the diluent (component II) having the property of liquid-liquid phase separation with the component I at 160 ~ 280 ℃ Melt-kneading / extruding the mixture to be above the liquid-liquid phase separation temperature to form a thermodynamic single phase in the extruder, and passing the melt through a section in the extruder controlled to a liquid-liquid phase separation temperature range. After the step of advancing through the die by the phase separation and the step of forming liquid-liquid phase separation to form the extruded melt in the form of a sheet, the sheet in the transverse direction, by a sequential or co-drawing method including a roll or Tenter method 4 times or more in the longitudinal direction and 25-50 times the total draw ratio, and the component II is extracted from the stretched film and dried to remove residual stress of the dried film to shrink the film. It is a polyethylene microporous membrane, characterized in that it is produced through the step of heat setting so that the rate is 5% or less in the longitudinal direction, transverse direction.
종래기술에서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀 미세다공막의 소재로는 여러 폴리에틸렌(저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌등)과 폴리프로필렌 등이 있다. 그러나, 고밀도폴리에틸렌을 제외한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 경우는 폴리머의 구조 규칙성을 떨어뜨려 수지 자체 결정부분의 라멜라 완성도를 낮추고 두께를 얇게 한다. 또한, 중합 반응중 코모노머가 존재하게 되면, 코모노머의 반응성이 에틸렌 대비 떨어지는 관계로 저분자량의 분자가 많이 생산된다. 따라서, 상기 고밀도폴리에틸렌은 바람직하게는 코모노머의 함량이 2중량% 이하인 것이 좋다. 상기 코모노머로는 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1 등의 알파올레핀이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 반응성이 상대적으로 높은 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1 또는 4-메틸펜텐-1이 적당하다.Polyolefin microporous membranes commonly used in the prior art include various polyethylenes (low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, etc.) and polypropylene. However, in the case of polyethylene and polypropylene except high-density polyethylene, the structural regularity of the polymer is lowered, and the lamellar completion of the resin itself is lowered and the thickness is reduced. In addition, when a comonomer is present during the polymerization reaction, a low molecular weight molecule is produced because the reactivity of the comonomer is lower than that of ethylene. Therefore, the high density polyethylene is preferably a content of comonomer is 2% by weight or less. As the comonomer, alpha olefins such as propylene, butene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, and octene-1 may be used, but more preferably, propylene, butene-1, and hexene are relatively highly reactive. -1 or 4-methylpentene-1 is suitable.
폴리에틸렌의 중량평균분자량은 2x105 이상 4.5x105 미만, 바람직하게는 3x105 ~ 4x105이다. 중량평균분자량이 2x105 보다 낮으면 최종 물성이 우수한 미세다공막을 얻을 수 없으며, 4.5x105 보다 높으면 압출과정에서 점도 증가에 의한 압출기의 부하 증가, 다일루언트와의 큰 점도 차이에 의한 혼련성 저하가 발생되며, 압출되는 시트의 표면 형상도 거칠게 된다. 이를 해결하는 방법은 압출온도를 높이거나 이축 컴파운더의 이축 구조(screw configuration)를 전단율(shear rate)이 높아지도록 만드는 것이나, 이 경우 수지의 열화(deterioration)가 발생되어 물성이 감소된다. 특히 초고분자량 폴리에틸렌을 사용하게 되면 상기의 문제가 더욱 심각해 질 수 있다.The weight average molecular weight of polyethylene is 2x10 5 or more and less than 4.5x10 5 , preferably 3x10 5 to 4x10 5 . If the weight average molecular weight is lower than 2x10 5 , the microporous membrane having excellent final properties cannot be obtained. If the weight average molecular weight is higher than 4.5x10 5 , the extruder load increases due to the viscosity increase during the extrusion process, and the kneading decreases due to the large viscosity difference with the diluent. Is generated, and the surface shape of the sheet to be extruded becomes rough. The solution to this problem is to increase the extrusion temperature or make the shear configuration of the screw configuration of the twin screw compound higher, but in this case, deterioration of the resin occurs, thereby reducing physical properties. In particular, when the ultra high molecular weight polyethylene is used, the above problem may be more serious.
본 발명에서 사용되는 다일루언트로는 폴리에틸렌 20∼55중량%와 혼합하여 100%를 이루는 조성비에서 160~280℃ 에서 액-액 상분리되는 특성을 가지는 모든 유기 액상 화합물(organic liquid)이 가능하다. 그 예로는 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디헥실 프탈레이트(dihexyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등의 프탈산 에스테르(phthalic acid ester)류; 디페닐 에테르(diphenyl ether), 벤질 에테르(benzyl ether) 등의 방향족 에테르류; 팔미트산, 스테아린산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 등의 탄소수 10개에서 20개 사이의 지방산류; 팔미트산알코올, 스테아린산알코올, 올레산알코올 등의 탄소수 10개에서 20개 사이의 지방산알코올류; 팔미트산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 스테아린산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르. 올레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 리놀레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르 등의 지방산 그룹의 탄소원소수가 4 내지 26개인 포화 및 불포화 지방산 중 한 개 혹은 두 개 이상의 지방산이, 히드록시기가 1 내지 8개이며, 탄소수가 1 내지 10개인 알코올과 에스테르 결합된 지방산 에스테르류가 있다. 160~280℃ 에서 폴리에틸렌과 액-액 상분리되는 조건을 충족시킨다면, 상기 물질의 혼합물도 사용가능하며, 특히 파라핀오일, 광유 또는 왁스를 1개 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.As the diluent used in the present invention, all organic liquid compounds having the property of liquid-liquid phase separation at 160 to 280 ° C. at a composition ratio of 100% by mixing with 20 to 55% by weight of polyethylene are possible. Examples thereof include phthalic acid esters such as dibutyl phthalate, dihexyl phthalate and dioctyl phthalate; Aromatic ethers such as diphenyl ether and benzyl ether; Fatty acids having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid; Fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic alcohol, stearic acid alcohol, and oleate alcohol; Palmitic acid mono-, di-, or triesters, stearic acid mono-, di-, or triesters. One or two or more fatty acids of saturated and unsaturated fatty acids having 4 to 26 carbon atoms of fatty acid groups such as oleic acid mono-, di- or triester, linoleic acid mono-, di- or triester Fatty acid esters having 8 to 8 carbon atoms and ester-bonded alcohols. Mixtures of these materials can be used, provided that the conditions of polyethylene and liquid-liquid phase separation at 160-280 ° C. are used, in particular one or more of paraffin oil, mineral oil or wax can be used.
액-액 상분리 온도가 160℃ 미만으로 내려가게 되면, 액-액상분리를 충분히진행시키기 위하여 압출 후단부의 온도를 160℃ 이하로 충분히 낮추어야하나 이 경우 폴리에틸렌의 녹는점과 가까운 온도에서 압출을 해야하므로, 폴리에틸렌이 충분히 용융되지 않고 점도가 매우 높아져 압출기에 기계적으로 무리를 주게 되며, 시트의 표면도 거칠게 되어 정상적으로 압출 가공을 할 수가 없다. 반대로 액-액 상분리 온도가 280℃ 이상으로 올라가게 되면, 초기 압출시 열역학적 단일상을 만들기 위해 280℃ 이상의 충분한 온도에서 혼련을 시켜야하나 이 경우 온도가 너무 높아 조성물의 산화 분해 반응이 급격히 촉진되게 되므로, 원하는 물성을 가지는 제품을 생산할 수가 없게 된다.When the liquid-liquid phase separation temperature falls below 160 ° C, the temperature of the rear end of the extrusion should be sufficiently lowered below 160 ° C in order to proceed the liquid-liquid phase separation sufficiently, but in this case, the extrusion should be performed at a temperature close to the melting point of polyethylene. The polyethylene is not melted sufficiently and the viscosity is very high, which mechanically extrudes the extruder, and the surface of the sheet is rough, so that extrusion cannot be performed normally. On the contrary, when the liquid-liquid phase separation temperature rises above 280 ° C, kneading should be carried out at a sufficient temperature of 280 ° C or higher to make a thermodynamic single phase during initial extrusion. However, in this case, the temperature is too high to rapidly promote the oxidative decomposition reaction of the composition. As a result, it is impossible to produce a product having the desired physical properties.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌과 다일루언트의 조성은 폴리에틸렌이 20∼55중량%이고 다일루언트가 80∼45중량%인 것이 좋다. 상기 폴리에틸렌의 함량이 55중량%를 초과하면(즉, 다일루언트가 45중량% 미만이면) 공극도가 감소하고 공극 크기가 작아지며, 공극 간의 상호연결(interconnection)이 적어 투과도가 크게 떨어진다. 반면, 상기 폴리에틸렌의 함량이 20중량% 미만이면(즉, 다일루언트가 80중량%를 초과하면) 폴리에틸렌과 다일루언트의 혼련성이 저하되어 폴리에틸렌이 다일루언트에 열역학적으로 혼련되지 않고 겔 형태로 압출되어 연신시 파단 및 두께불균일 등의 문제를 야기시킬 수 있다.The composition of the polyethylene and diluent used in the present invention is preferably 20 to 55% by weight of polyethylene and 80 to 45% by weight of diluent. When the content of the polyethylene exceeds 55% by weight (ie, when the diluent is less than 45% by weight), the porosity decreases and the pore size becomes small, and the interconnection between the pores decreases so that the permeability is greatly reduced. On the other hand, if the content of the polyethylene is less than 20% by weight (that is, when the diluent exceeds 80% by weight), the kneading property of the polyethylene and the diluent is reduced, so that the polyethylene is not thermodynamically kneaded with the diluent and is in a gel form. Extrusion may cause problems such as fracture and thickness unevenness during stretching.
상기 조성물에는 필요한 경우 산화안정제, UV 안정제, 대전방지제 등 특정 기능향상을 위한 일반적 첨가제들이 더욱 첨가될 수 있다.If necessary, general additives such as an oxidative stabilizer, a UV stabilizer, an antistatic agent, and the like may be further added.
상기 조성물을 다일루언트와 폴리에틸렌과의 혼련을 위해 디자인된 이축 컴파운더, 혼련기 혹은 반바리 믹서 등을 이용하여 조성물의 액-액 상분리보다 높은 온도에서 용융 압출하여 단일상의 혼합물을 얻는다. 이러한 단일상의 용융물을 액-액 상분리 온도-10 ℃ 이하로 유지되는 이축컴파운더, 혼련기 혹은 반바리 믹서 혹은 이러한 장비 내부의 구간을 30초 보다 긴 체류 시간으로 통과시켜 액-액 상분리가 상기 가공 기계 내에서 발생/진행 되도록 한다. 이렇게 가공 기계 내부에서 상분리된 용융물을 다이를 통하여 압출시켜 냉각하면서 시트 형태로 성형한다. 폴리에틸렌과 오일은 사전 블렌딩되어 컴파운더에 투입되거나, 분리된 공급기(feeder)로부터 각각 투입될 수 있다. 가공 기계 내에서 상분리가 발생/진행 되도록 하기 위한 온도가 액-액 상분리 온도 -10 ℃보다 높아지게 되거나, 이 상분리 구간에서의 체류시간이 30초 미만일 경우, 상분리가 충분히 일어나지 않아 기공의 크기가 작아지고, 최종 제품의 투과도가 작아지며, 폴리에틸렌 다함유 상 내부에 상대적으로 많은 다일루언트가 공존하게 되므로, 연신 시 배향효과가 낮아져 기계적 물성도 높아지지 않게 된다.The composition is melt extruded at a higher temperature than liquid-liquid phase separation of the composition using a biaxial compounder, kneader or short-barrier mixer designed for kneading the diluent with polyethylene to obtain a single phase mixture. This single-phase melt is passed through a biaxial compounder, kneader or short-barrier mixer or section inside such equipment with a residence time longer than 30 seconds to maintain liquid-liquid phase separation temperature below -10 ° C. It should be generated / progressed in the machine. The melt separated in this manner inside the processing machine is extruded through a die and cooled to form a sheet. Polyethylene and oil may be pre-blended and introduced into the compounder, or from separate feeders, respectively. If the temperature for causing / separating the phase separation in the processing machine is higher than the liquid-liquid phase separation temperature of -10 ° C., or if the residence time in this phase separation section is less than 30 seconds, the phase separation does not occur sufficiently and the pore size becomes small. As a result, the permeability of the final product is reduced and relatively many diluents coexist inside the polyethylene-containing phase, so that the stretching effect is lowered and the mechanical properties are not increased.
용융물로부터 시트 형태의 성형물을 만드는 방법에는 수냉, 공냉식을 이용한 일반적인 캐스팅(casting) 혹은 캘린더링(calendering) 방법이 모두 사용될 수 있다.As a method of forming a sheet-shaped molding from the melt, a general casting or calendering method using water cooling or air cooling may be used.
다음으로, 연신과정은 롤 방식 또는 텐터 방식(tenter type)의 축차 혹은 동시 연신으로 수행할 수 있다. 여기서, 연신비는 종방향 및 횡방향으로 각각 4배 이상이며, 총 연신비는 25∼50배인 것이 좋다. 한쪽 방향의 연신비가 4배 미만인 경우는 한쪽 방향의 배향이 충분하지 않고 동시에 종방향 및 횡방향간의 물성 균형이 깨져 인장강도 및 천공강도 등이 저하된다. 또한, 총 연신비가 25배 미만이면 미연신이 발생하고, 50배를 초과하면 연신 중 파단이 발생할 가능성이 높으며, 최종 필름의 수축률이 증가되는 단점이 있다. 연신 온도는 조성비 별로 차이가 있으나, 사용하는 폴리에틸렌 자체의 용융온도보다 3-20℃ 낮은 온도에서 시행하는 것이 바람직하다. 3℃ 보다 높은 온도에서 연신하게 되면, 연신기 내부 필름의 강도가 너무 약하여 연신이 불균일 하게 이루어지며, 20℃ 보다 낮은 온도에서 연신 하는 경우, 바늘 구멍 등 비교적 큰 구멍이 발생하는 제품 불량의 가능성이 높아지고, 작업 시 시트의 파단이 자주 일어나게 된다.Next, the stretching process may be performed by a rolling or tenter type sequential or simultaneous stretching. Here, the draw ratio is four times or more in the longitudinal direction and the transverse direction, respectively, and the total draw ratio is preferably 25 to 50 times. When the draw ratio in one direction is less than four times, the orientation in one direction is not sufficient, and at the same time, the balance of physical properties between the longitudinal direction and the transverse direction is broken, and the tensile strength and puncture strength are lowered. In addition, if the total draw ratio is less than 25 times unstretched, if more than 50 times is likely to break during stretching, there is a disadvantage that the shrinkage of the final film is increased. Although the stretching temperature varies depending on the composition ratio, it is preferable to perform at a temperature lower than 3-20 ℃ than the melting temperature of the polyethylene itself. When stretching at a temperature higher than 3 ° C, the strength of the film inside the stretching machine is so weak that the stretching is uneven.When stretching at a temperature lower than 20 ° C, there is a possibility of product defects in which relatively large holes such as needle holes are generated. It is high and the breakage of the sheet occurs frequently during operation.
연신된 필름은 유기용매를 사용하여 추출 및 건조한다. 본 발명에서 사용가능한 유기용매로는 특별히 한정되지 않고 수지 압출에 사용된 다일루언트를 추출해 낼 수 있는 어떤 용제도 사용 가능하나, 바람직하게는 추출효율이 높고 건조가 빠른 메틸 에틸 케톤, 메틸렌 클로라이드, 헥산 등이 적당하다. 추출방법은 침적(immersion) 방법, 용제 스프레이(solvent spray) 방법, 초음파(ultrasonic) 법 등 일반적인 모든 용매추출 방법이 각각 혹은 복합적으로 사용될 수 있다. 추출시 잔류 다일루언트의 함량은 2중량% 이하이어야 한다. 잔류 다일루언트가 2중량%를 초과하면 물성이 저하되고 필름의 투과도가 감소한다. 잔류 다일루언트의 양(추출률)은 추출온도와 추출시간에 따라 크게 좌우된다. 추출온도는 다일루언트와 용제의 용해도 증가를 위해 온도가 높은 것이 좋으나 용제의 끓음(boiling)에 의한 안전성 문제를 고려할 때 40℃ 이하가 좋다. 추출온도가 다일루언트의 응고점 이하이면 추출효율이 크게 떨어지므로 다일루언트의 응고점보다는 반드시 높아야한다. 추출시간은 생산되는 필름의 두께에 따라 다르나, 10∼30㎛ 두께의 일반적인 미세다공막을 생산할 경우 2∼4분이 적당하다.The stretched film is extracted and dried using an organic solvent. The organic solvent usable in the present invention is not particularly limited, but any solvent capable of extracting the diluent used in resin extrusion may be used, but preferably methyl ethyl ketone, methylene chloride, which has high extraction efficiency and rapid drying, Hexane and the like are suitable. As the extraction method, all general solvent extraction methods, such as an immersion method, a solvent spray method, and an ultrasonic method, may be used individually or in combination. The content of residual diluent at the time of extraction should be 2% by weight or less. If the residual diluent exceeds 2% by weight, the physical properties are lowered and the transmittance of the film is reduced. The amount of residual diluent (extraction rate) depends greatly on the extraction temperature and extraction time. The extraction temperature is preferably high in order to increase the solubility of the diluent and the solvent. However, the extraction temperature is preferably 40 ° C. or lower in consideration of safety problems due to the boiling of the solvent. If the extraction temperature is below the freezing point of the diluent, the extraction efficiency is greatly reduced, so it must be higher than the freezing point of the diluent. Extraction time depends on the thickness of the film produced, but 2 to 4 minutes is suitable when producing a general microporous membrane of 10 to 30㎛ thickness.
건조된 필름은 마지막으로 잔류응력을 제거하여 최종 필름의 수축률을 종방향, 횡방향으로 각5% 이하로 감소시키기 위해 열고정 단계를 거친다. 열고정은 필 름을 고정시키고 열을 가하여, 수축하려는 필름을 강제로 잡아 주어 잔류응력을 제거하는 것이다. 열고정 온도는 높은 것이 수축률을 낮추는 것에는 유리하나 너무 높을 경우 필름이 부분적으로 녹아 형성된 미세다공이 막혀 투과도가 저하된다. 바람직한 열고정 온도는 필름의 결정부분의 10∼30중량%가 녹는 온도범위에서 선택되는 것이 좋다. 상기 열고정 온도가 상기 필름의 결정부분의 10중량%가 녹는 온도보다 낮은 온도범위에서 선택되면 필름내 폴리에틸렌 분자의 재배열(reorientation)이 미비하여 필름의 잔류 응력 제거효과가 없으며, 필름의 결정부분의 30중량%가 녹는 온도보다 높은 온도범위에서 선택되면 부분적 용융에 의하여 미세다공이 막혀 투과도가 저하된다.The dried film is finally subjected to a heat setting step to remove residual stress to reduce the shrinkage of the final film to less than 5% in the longitudinal and transverse directions. The heat setting is to fix the film and apply heat to forcibly hold the film to be shrunk to remove residual stress. The higher the heat setting temperature is advantageous to lower the shrinkage rate, but if it is too high, the permeability of the film is partially blocked due to partial melting of the film, thereby decreasing the permeability. The preferred heat setting temperature is preferably selected in the temperature range in which 10 to 30% by weight of the crystalline portion of the film is melted. If the heat setting temperature is selected in the temperature range lower than the melting temperature of 10% by weight of the crystal part of the film, the reorientation of polyethylene molecules in the film is insufficient, there is no effect of removing the residual stress of the film, the crystal part of the film If 30% by weight of is selected in the temperature range higher than the melting temperature, the microporous is blocked by partial melting, the permeability is reduced.
여기서, 열고정 시간은 열고정 온도가 높을 경우는 상대적으로 짧게 하여야 하며, 열고정 온도가 낮을 경우는 상대적으로 길게 할 수 있다. 바람직하게는 15초∼2분 정도가 적당하다.Here, the heat setting time may be relatively short when the heat setting temperature is high, and may be relatively long when the heat setting temperature is low. Preferably about 15 second-2 minutes are suitable.
전술한 바에 따라 제조되는 본 발명의 폴리에틸렌 미세다공막은 다음과 같은 물성을 갖는다.The polyethylene microporous membrane of the present invention prepared according to the above has the following physical properties.
(1) 천공강도가 0.17N/㎛ 이상이다.(1) The puncture strength is 0.17 N / µm or more.
천공강도는 뽀족한 물질에 대한 필름의 강도를 나타내는 것으로, 전지용 격리막으로 사용될 경우, 천공강도가 충분하지 않으면 전극의 표면 이상이나 전지 사용 중 전극 표면에서 발생하는 덴드라이트(dendrite)에 의해 필름이 찢어져 단락 (short)이 발생할 수 있다. 본 발명에 의한 천공강도가 0.17N/㎛를 넘는 필름은, 현재 상업적으로 널리 사용되고 있는 격리막 필름 중 가장 얇은 16㎛ 두께로 필름 이 사용될 경우 파단점 무게가 272g 이상으로, 전 용도로 안전하게 사용될 수 있다.The puncture strength indicates the strength of the film against a pointed material. When used as a battery separator, if the puncture strength is not sufficient, the film may be torn due to the abnormality of the electrode surface or the dendrite generated at the electrode surface during battery use. Short may occur. The film having a puncture strength of more than 0.17 N / μm according to the present invention has a breaking point weight of 272 g or more when the film is used with the thinnest 16 μm thickness among the separator films currently being widely used, and can be safely used for all applications. .
(2) 기체투과도(Darcy's permeability constant)가 2.0×10-5 Darcy 이상이다.(2) The Darcy's permeability constant is 2.0 × 10 -5 Darcy or higher.
기체 투과도는 높을수록 좋으며 2.0×10-5 Darcy 이상인 경우 다공막으로서의 효율이 크게 높아져 전지내의 이온투과도 및 충방전 특성이 좋아지게 된다. 본 발명에 의한 기체투과도가 2.0×10-5 Darcy 이상인 필름은 전지의 고율충방전등 충방전 특성과 저온특성 및 수명이 우수하다.The higher the gas permeability, the better, and the efficiency of the porous membrane is greatly increased at 2.0 × 10 −5 Darcy or more, thereby improving ion permeability and charge / discharge characteristics in the battery. The film having a gas permeability of 2.0 × 10 −5 Darcy or more according to the present invention is excellent in charge / discharge characteristics, low temperature characteristics, and lifespan of high rate charge / discharge lamps.
(3) 기체투과도와 천공강도의 곱이 0.45×10-5 이상이다.(3) The product of gas permeability and puncture strength is not less than 0.45 × 10 -5 .
가공 조건을 조절하는 경우, 기체투과도가 높아지면 천공강도가 낮아지고, 반대로 천공강도가 높아지면 기체투과도가 낮아지는 현상이 발생하게 된다. 따라서 상기 두 값을 곱한 수치가 클수록 천공강도와 기체투과도가 동시에 높은 우수한 격리막이라고 할 수가 있다. 본 발명에서 의한 격리막의 천공강도와 기체투과도를 곱한 값은 0.45×10-5 이상이므로, 상기 두 가지 특성이 동시에 우수하다.In the case of adjusting the processing conditions, the higher the gas permeability, the lower the puncture strength, and conversely, the higher the puncture strength, the lower the gas permeability. Therefore, the higher the value multiplied by the two values, the higher the puncture strength and gas permeability at the same time can be said to be an excellent separator. Since the value obtained by multiplying the puncture strength and the gas permeability of the separator according to the present invention is 0.45 × 10 −5 or more, the two characteristics are excellent at the same time.
(4) 수축률이 횡방향 및 종방향으로 각각 5% 이하이다.(4) Shrinkage is 5% or less in the transverse and longitudinal directions, respectively.
수축률은 필름을 105℃에서 10분간 방치후 측정하는 것으로 수축률이 높으면 전지의 충방전 시 발생하는 열에 의한 수축가능성이 높아져 전지의 안정성을 해치게 된다. 수축률은 낮을수록 좋으며, 본 발명에 의한 필름은 수축률이 5%이하로 전지의 자체 발열에 의해 격리막이 수축되어 전극이 서로 맞닿게 되어 단락이 발생하는 것을 막아주어 전지용 세퍼레이터로 안전하게 사용될 수 있다.Shrinkage is measured after leaving the film at 105 ° C. for 10 minutes. If the shrinkage is high, the possibility of shrinkage due to heat generated during charging and discharging of the battery is increased, thereby deteriorating battery stability. The lower the shrinkage ratio, the better, and the film according to the present invention can be used safely as a battery separator by preventing the separator from contracting due to self-heating of the battery to prevent the short-circuiting of the electrodes by contacting each other.
이러한 물성적 특성 외에도 본 발명의 폴리에틸렌 미세다공막은 압출혼련성 및 연신성이 우수하다.In addition to these physical properties, the polyethylene microporous membrane of the present invention is excellent in extrusion kneading property and stretchability.
본 발명의 방법에 따라 제조되는 폴리에틸렌 미세다공막은 압출 및 연신이 용이하여 안정된 제품 생산으로 생산성을 높일 수 있고, 생산된 제품은 기체투과도가 높으면서도 천공강도가 우수하고 수축률도 적어 전지용세퍼레이터 및 각종 필터에 유용하게 사용될 수 있다.Polyethylene microporous membrane prepared according to the method of the present invention can be easily extruded and stretched to increase the productivity by producing a stable product, the produced product has a high gas permeability and excellent punching strength and low shrinkage rate for battery separators and various It can be useful for filters.
이하 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예][Example]
폴리에틸렌의 분자량 및 분자량분포의 측정은 Polymer Laboratory 사의 고온 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정되었다.The molecular weight and molecular weight distribution of polyethylene were measured by high temperature gel permeation chromatography (GPC) by Polymer Laboratory.
다일루언트의 점도는 Cannon 사의 CAV-4 자동 동점도계(Automatic Viscometer)로 측정하였다.The viscosity of the diluent was measured with a CAV-4 Automatic Viscometer from Cannon.
폴리에틸렌과 다일루언트는 φ=30㎜인 이축 압출기에서 혼련되었다. 이축 압출기의 최초로부터 마지막 다이까지의 구간은 모두 20개이며, 마지막 다이 부분을 제외하고는 모두 같은 길이로 구성되어 있다. 스크류는 최초부터 12개 구간에 걸친 길이만큼 설치되어 있으며, 스크류의 길이/직경 비율은 47이었다. 14번째 구간에는 기어 펌프가 설치 되어 있어 일정한 두께의 시트를 생산할 수 있게 되어 있다. 압출기 전체의 체류 시간(residence time)은 조성에 따라 약간씩 차이가 있으나, 약 6분이었으며, 특히 13번째 구간과 14번째 구간 사이에 걸려 있는 압력계까지의 체류시간이 약 3분 이므로, 그 이후 14-20번째 구간을 통과하는데 걸리는 시간 역시 약 3분이라 할 수 있다. 14-20번째 각각의 구간을 지나는 시간이 일정하다고 가정하면 각 구간당 약 26초가 걸리는 것으로 계산하였다. 액-액 상분리를 압출기 내부에서 유도하기 위하여, 15번째 구간부터 20번째 구간의 온도를 조성물의 액-액 상분리 온도와 비교하여 변화시키면서 실험하였다.Polyethylene and diluent were kneaded in a twin screw extruder having a diameter of 30 mm. There are 20 sections from the first die to the last die of the twin screw extruder, all of the same length except for the last die portion. The screws were installed in lengths from the beginning to 12 sections, and the length / diameter ratio of the screws was 47. In the 14th section, gear pumps are installed to produce sheets of constant thickness. The residence time of the whole extruder was slightly different depending on the composition, but it was about 6 minutes, especially since the residence time to the pressure gauge hanging between the 13th and 14th sections was about 3 minutes. The time to pass the -20th section is also about 3 minutes. It is calculated that it takes about 26 seconds for each section, assuming that the time passing through each of the 14-20th sections is constant. In order to induce liquid-liquid phase separation inside the extruder, the temperature of the 15th to 20th sections was tested in comparison with the liquid-liquid phase separation temperature of the composition.
압출된 용융물은 T자형 다이에서 압출되어 캐스팅 롤에 의해 두께 600∼1,200㎛의 시트로 성형되었으며 이들은 연신에 사용되었다. 용융 및 혼련 불량에 의한 겔의 존재여부를 알기 위해서는 200㎛ 두께의 필름을 별도로 제작하여 2000㎠ 면적 중의 겔의 수를 세었다. 고품질의 미세다공막 제조를 위해서는 2000㎠ 당 겔의 수가 20개 이하이어야 한다.The extruded melt was extruded from a T-shaped die and formed into a sheet of 600 to 1,200 mu m thick by a casting roll, which was used for stretching. In order to know the presence of gel due to poor melting and kneading, a film having a thickness of 200 μm was separately prepared and the number of gels in an area of 2000 cm 2 was counted. For the production of high quality microporous membranes, the number of gels per 2000 cm 2 should be 20 or less.
시트의 연신은 텐터 타입의 연속식 연신기에서 연신비, 연신 온도를 변화시키며 동시 연신으로 진행되었다. 연신속도는 2.0m/min으로 유지하였다.Stretching of the sheet was carried out simultaneously with changing the stretching ratio and stretching temperature in a tenter type continuous stretching machine. The stretching speed was kept at 2.0 m / min.
다일루언트의 추출은 메틸렌 클로라이드를 사용하여 침적 방식으로 실시하였다. 추출기 내의 체류시간은 2분으로 하였으며, 필름 내 잔류 다일루언트는 2% 이하로 가공 하였다.Extraction of the diluent was carried out in an immersion manner using methylene chloride. The residence time in the extractor was 2 minutes, and residual diluent in the film was processed to 2% or less.
열고정은 다일루언트가 추출된 필름을 공기 중에서 건조시킨 후, 텐터타입의 연속식 프레임에 필름을 고정시키고 열풍 오븐(convection oven)에서 온도와 시간을 변화시키며 실시하였다.The heat setting was performed by drying the film from which the diluent was extracted, fixing the film in a tenter-type continuous frame, and changing the temperature and time in a convection oven.
성형된 필름은 온도에 따른 결정부분의 녹는 현상을 분석하기 위해 DSC 분석을 하였다. 분석조건은 샘플 무게 5mg, 스캔 속도(scanning rate) 10℃/min였다.The molded film was subjected to DSC analysis to analyze the melting phenomenon of the crystal part with temperature. Analytical conditions were 5 mg of sample weight and 10 ° C./min scanning rate.
제조된 필름은 미세다공막에서 가장 중요한 물성인 인장강도, 천공강도, 기체투과도 및 수축률을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The prepared film measured tensile strength, puncture strength, gas permeability and shrinkage, which are the most important physical properties in the microporous membrane, and the results are shown in Table 1 below.
※ 물성측정방법 ※ How to measure properties
(1) 인장강도는 ASTM D882로 측정되었다.(1) Tensile strength was measured by ASTM D882.
(2) 천공강도는 반지름 0.5mm의 핀이 120mm/min의 속도로 필름을 파단시킬 때의 강도로 측정되었다.(2) The puncture strength was measured by the strength when the pin with a radius of 0.5 mm broke the film at a speed of 120 mm / min.
(3) 기체투과도는 공극측정기(porometer: PMI 사의 CFP-1500-AEL)로부터 측정되었다. 일반적으로 기체투과도는 Gurley number로 표시되나, Gurley number는 필름 두께의 영향이 보정되지 않아 필름 자체의 공극 구조에 따른 상대적 투과도를 알기 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 Darcy's 투과도 상수를 사용하였다. Darcy's 투과도 상수는 하기 수학식 1로부터 얻어지며 본 발명에서는 질소를 사용하였다.(3) Gas permeability was measured from a porometer (CFP-1500-AEL manufactured by PMI). In general, the gas permeability is expressed as the Gurley number, but the Gurley number is difficult to know the relative permeability according to the pore structure of the film itself because the influence of the film thickness is not corrected. In order to solve this problem, Darcy's permeability constant was used in the present invention. Darcy's permeability constant is obtained from Equation 1 below and nitrogen is used in the present invention.
여기서 C= Darcy 투과도 상수Where C = Darcy Permeability Constant
F= 유속 F = flow rate
T= 샘플 두께 T = sample thickness
V= 기체의 점도 (0.185 for N2)V = gas viscosity (0.185 for N 2 )
D= 샘플 직경 D = sample diameter
P= 압력 P = pressure
본 발명에서는 100∼200psi 영역에서 Darcy's 투과도 상수의 평균값을 사용하였다.In the present invention, the average value of Darcy's permeability constant was used in the range of 100 to 200 psi.
(4) 수축률은 필름을 105℃에서 10분간 방치한 후 종방향 및 횡방향의 수축을 %로 측정하였다.(4) Shrinkage was measured in% in the longitudinal and transverse shrinkage after leaving the film at 105 ℃ for 10 minutes.
[실시예 1]Example 1
성분I로 중량평균분자량이 2.1×105이고 용융온도가 135℃인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디부틸 프탈레이트(하기표의 성분A)를 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다.As the component I, a high density polyethylene having a weight average molecular weight of 2.1 × 10 5 and a melting temperature of 135 ° C. was used, and as the component II, dibutyl phthalate (component A in the following table) was used. The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
압출기 전체 20개 구간 중 전반부 12개구간은 250℃로 설정하고, 13번째 및 14번째의 두개구간은 220℃로 설정하고, 15번째에서 20번째 구간까지의 온도를 상기 조성의 액-액 상분리 온도이하인 185℃로 조절하여 상분리를 진행하였다. 연신조건 및 연신비, 열고정 온도 및 시간은 하기의 표와 같이 실시하였다.The first 12 sections of the total 20 sections of the extruder were set to 250 ° C, the two sections of the 13th and 14th sections were set to 220 ° C, and the temperature from the 15th to 20th sections was set to the liquid-liquid phase separation temperature of the composition. Phase separation was carried out by adjusting to 185 ° C. below. Stretching conditions, stretching ratio, heat setting temperature and time were carried out as shown in the table below.
[실시예 2][Example 2]
성분I로 중량평균분자량이 3.0×105이고 용융온도 134℃인 고밀도폴리에틸렌이 사용된 되었다. 연신온도가 126℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. As component I, a high density polyethylene having a weight average molecular weight of 3.0 × 10 5 and a melting temperature of 134 ° C. was used. It carried out similarly to Example 1 except the extending | stretching temperature being 126 degreeC.
[실시예 3]Example 3
성분I로 중량평균분자량이 3.8×105이고 용융온도 132℃인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분I과 성분II의 함량이 각각 20중량%, 80중량%였다.As the component I, a high-density polyethylene having a weight average molecular weight of 3.8 × 10 5 and a melting temperature of 132 ° C. was used. The contents of the components I and II were 20% by weight and 80% by weight, respectively.
연신은 120℃에서 연신비 49배(종방향×횡방향=7×7) 로 이루어졌다. 열고정은 결정이 녹는 정도를 20중량%로 맞추기 위하여 118℃로 하였으며 시간은 18초 였다. 그 외의 내용은 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Stretching was performed at a stretching ratio of 49 times (longitudinal x transverse direction = 7 x 7) at 120 ° C. The heat setting was set at 118 ° C. in order to adjust the melting degree of the crystal to 20% by weight, and the time was 18 seconds. Other content was carried out similarly to Example 1 above.
[실시예 4]Example 4
성분I로 중량평균분자량이 3.8×105이고, 용융온도 133℃인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분I과 성분II의 함량은 각각 55중량%, 45중량%였다. As the component I, a high-density polyethylene having a weight average molecular weight of 3.8 × 10 5 and a melting temperature of 133 ° C. was used, and the contents of the components I and II were 55 wt% and 45 wt%, respectively.
연신은 130℃에서 연신비 25배(종방향×횡방향=5×5) 로 이루어졌다. 열고정은 117℃로 하였으며 시간은 20초 였다. 그 외의 내용은 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The stretching was performed at a stretching ratio of 25 times (longitudinal x transverse direction = 5 x 5) at 130 ° C. The heat setting was 117 ℃ and the time was 20 seconds. Other content was carried out similarly to Example 1 above.
[실시예 5]Example 5
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디부틸 프탈레이트와, 40℃ 동점도가 160cSt인 파라핀 오일을 2:1로 혼합(하기표의 성분B)하여 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. As the component I, the high-density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, dibutyl phthalate and a paraffin oil having a 40 ° C kinematic viscosity of 160 cSt were mixed 2: 2 (component B in the following table). The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
스크류부분의 압출온도를 230℃로 유지하였으며, 압출기 14-20번째 구간의 온도를 170℃로 유지하여 액-액 상분리를 충분히 유도하였다. 연신은 122℃에서 행해졌으며, 그외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The extrusion temperature of the screw portion was maintained at 230 ° C, and the temperature of the extruder 14-20th section was maintained at 170 ° C to sufficiently induce liquid-liquid phase separation. Drawing was performed at 122 degreeC, and other conditions were performed similarly to Example 1.
[실시예 6]Example 6
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디부틸 프탈레이트와 40℃ 동점도가 160cSt인 파라핀 오일을 1:2로 혼합(하기표의 성분C)하여 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. As the component I, the high-density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, dibutyl phthalate and a paraffin oil having a 40 ° C kinematic viscosity of 160 cSt were mixed 1: 2 (component C in the following table). The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
스크류부분의 압출온도를 210도로 유지하였으며, 압출기 14-20번째 구간의 온도를 150℃로 유지하여 액-액 상분리를 충분히 유도하였다. 연신은 122℃에서 행해졌으며, 그외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The extrusion temperature of the screw portion was maintained at 210 degrees, and the temperature of the extruder section 14-20 was maintained at 150 ° C to sufficiently induce liquid-liquid phase separation. Drawing was performed at 122 degreeC, and other conditions were performed similarly to Example 1.
[실시예 7]Example 7
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 올레산 트리글리세라이드와 리놀레산 트리글리세라이드를 1:2로 혼합(하기표의 성분D)하여 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. As the component I, the high density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, oleic acid triglyceride and linoleic acid triglyceride were mixed 1: 2 (component D in the following table). The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
스크류부분의 압출온도를 210℃로 유지하였으며, 압출기 14-20번째 구간의 온도를 160℃로 유지하여 액-액 상분리를 충분히 유도하였다. 연신은 125℃에서 행해졌으며, 그외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The extrusion temperature of the screw portion was maintained at 210 ° C, and the temperature of the extruder section 14-20 was maintained at 160 ° C to sufficiently induce liquid-liquid phase separation. Stretching was performed at 125 ° C., and other conditions were carried out in the same manner as in Example 1.
[비교예 1]Comparative Example 1
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디부틸 프탈레이트(하기표의 성분A)를 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. As the component I, the high density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, dibutyl phthalate (component A in the following table) was used. The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
압출기 14-20번째 구간의 온도를 230℃로 유지하여 압출 후 다이스에서 용융물이 나온 이후 상분리가 되도록 하였다. 연신은 118℃에서 행해졌으며, 그 외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The temperature of the extruder section 14-20 was maintained at 230 ° C. to allow phase separation after the melt emerged from the die after extrusion. Drawing was performed at 118 degreeC, and other conditions were performed similarly to Example 1.
[비교예 2]Comparative Example 2
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디부틸 프탈레이트(하기표의 성분A)를 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. As the component I, the high density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, dibutyl phthalate (component A in the following table) was used. The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
압출기 14-19번째 구간의 온도를 230℃로 유지하였고, 20번째 구간인 다이스 온도를 185℃로 유지하였다. 연신은 118℃에서 행해졌으며, 그외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The temperature in the 14-19th section of the extruder was maintained at 230 ° C, and the die temperature, the 20th section, was maintained at 185 ° C. Stretching was performed at 118 ° C, and other conditions were carried out in the same manner as in Example 1.
[비교예 3]Comparative Example 3
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 디옥틸 프탈레이트(하기표의 성분E)를 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다. The high density polyethylene used in Example 4 was used as component I, and dioctyl phthalate (component E in the following table) was used as component II. The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
스크류부분의 압출온도는 200℃로 하였으며, 압출기 14-20번째 구간의 온도를 실제적으로 압출 가능한 최저온도인 150℃로 유지하였다. 연신은 116℃에서 행해졌으며, 그외 다른 조건은 실시예1과 동일하게 수행하였다.The extrusion temperature of the screw portion was 200 ° C., and the temperature of the extruder section 14-20 was maintained at 150 ° C., the lowest temperature that can be extruded. Stretching was performed at 116 ° C, and other conditions were carried out in the same manner as in Example 1.
[비교예 4][Comparative Example 4]
성분I로 실시예 4에서 사용된 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분II로는 40℃ 동점도가 120cSt인 파라핀 오일(하기표의 성분F)을 사용하였다. 성분I과 성분II의 함량은 각각 40중량%, 60중량%였다.As the component I, the high density polyethylene used in Example 4 was used, and as the component II, paraffin oil (component F in the following table) having a 40 ° C kinematic viscosity of 120 cSt was used. The contents of component I and component II were 40% by weight and 60% by weight, respectively.
연신은 117℃에서 수행하였으며, 그 외 나머지 조건은 모두 실시예 1과 동일하게 수행하였다. Stretching was carried out at 117 ℃, all other conditions were performed in the same manner as in Example 1.
[비교예 5][Comparative Example 5]
성분I과 성분II의 함량이 각각 30중량%, 70중량%이고, 연신온도가 115℃인 것을 제외하고는 모두 비교예4와 동일하게 실시하였다. The contents were carried out in the same manner as in Comparative Example 4 except that the contents of the components I and II were 30% by weight and 70% by weight, respectively, and the drawing temperature was 115 ° C.
[비교예 6][Comparative Example 6]
성분I로 중량평균분자량이 1.7×105 인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 연신 온도가 128℃ 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.As the component I, high density polyethylene having a weight average molecular weight of 1.7 × 10 5 was used, and was carried out in the same manner as in Example 1 except that the stretching temperature was 128 ° C.
[비교예 7]Comparative Example 7
성분I로 중량평균분자량이 4.8×105 인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 연신 온도가 125℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.As the component I, a high density polyethylene having a weight average molecular weight of 4.8 × 10 5 was used, and was carried out in the same manner as in Example 1 except that the stretching temperature was 125 ° C.
[비교예 8] Comparative Example 8
성분I로 중량평균분자량이 3.8×105 인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분I과 성분II의 함량이 각각 15중량%, 85중량%이며, 연신온도가 115℃인 것을 제외하고는 모두 실시예 1과 동일하게 실시하였다. As the component I, high density polyethylene having a weight average molecular weight of 3.8 × 10 5 was used, and the contents of the component I and the component II were 15 wt% and 85 wt%, respectively, except that the stretching temperature was 115 ° C. The same procedure was followed.
[비교예 9] [Comparative Example 9]
성분I로 중량평균분자량이 3.8×105 인 고밀도폴리에틸렌이 사용되었고, 성분I과 성분II의 함량이 각각 60중량%, 40중량%이며, 연신온도가 128℃인 것을 제외하고는 모두 실시예 1과 동일하게 실시하였다. As the component I, a high density polyethylene having a weight average molecular weight of 3.8 × 10 5 was used, except that the components I and II contained 60% by weight and 40% by weight, respectively, and the drawing temperature was 128 ° C. The same procedure was followed.
상기 실시예 및 비교예의 실험조건 및 이로부터 얻어진 결과를 하기 표 1∼3에 정리하여 나타내었다.Experimental conditions of the Examples and Comparative Examples and the results obtained therefrom are summarized in Tables 1 to 3 below.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of the present invention will be apparent from the appended claims.
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