KR101189758B1 - Method for porous film using microwave and porous film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강유전성 수지를 포함하는 다공성 필름에 있어서, 상기 강유전성 수지는 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP), 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상이 선택되고, 상기 강유전성 수지는 무극성의 알파형 구조로 배열되고, 기공의 크기는 600nm~6㎛인 다공성 필름에 관한 것이다.The present invention is a porous film containing a ferroelectric resin, the ferroelectric resin is a fluorinate ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxy (FA), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride ( PVDF), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP) Is selected, the ferroelectric resin is arranged in a non-polar alpha-type structure, the size of the pores relates to a porous film of 600nm ~ 6㎛.
Description
본 발명은 다공성 필름에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 마이크로파를 이용한 다공성 필름 제조방법 및 제조된 다공성 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a porous film, and more particularly, to a porous film manufacturing method using a microwave and a manufactured porous film.
미세 다공막은 다양한 분야에 널리 이용되고 있으며, 특히 최근에는 리튬 이차 전지의 분리막으로 이용되고 있다. 리튬 이차 전지 중 특히 리튬 이온 전지에는 전해액으로 활성이 높은 유기 용매를 사용하기 때문에 유기 용매와의 반응성이 낮고, 또한 저렴한 폴리올레핀계 수지로 제조된 미세 다공막이 분리막으로 주로 사용되고 있다. Microporous membranes are widely used in various fields, and in particular, recently used as a separator of a lithium secondary battery. Of the lithium secondary batteries, particularly, lithium ion batteries use a highly active organic solvent as an electrolyte, and thus, a microporous membrane made of a low polyolefin resin having low reactivity with an organic solvent is mainly used as a separator.
폴리올레핀계 수지를 이용하여 전지의 분리막으로 이용되는 미세기공막을 제조하는 방법은 원판 필름(precursor film)을 제조하고, 이 원판 필름을 어닐링 한 후, 연신하여 미세 기공을 형성하고 이어 열 고정(hot setting)하는 단계로 구성된다. 원판 필름을 제조하는 방법으로 주로 사용되고 있는 방법은 필러(filler) 또는 왁스(wax)와 용매를 사용하는 습식법과 용매를 사용하지 않는 건식법이 있다. The method for producing a microporous membrane used as a separator of a battery using a polyolefin resin is to prepare a precursor film, annealing the original film, and then stretching to form fine pores, followed by hot setting. )). The method mainly used as a method of manufacturing the original film includes a wet method using a filler or a wax and a solvent and a dry method using no solvent.
이중 건식법이 넓은 폭의 원판 필름 제조가 가능하고 생산 공정이 비교적 용이하며, 용매를 사용하지 않으므로 우수한 제조 환경을 가질 수 있고, 대량 생산이 용이하다는 점에서 주로 사용되고 있다. The dual dry method is mainly used in that a large-size original film can be manufactured, a production process is relatively easy, a solvent is not used, and thus an excellent manufacturing environment can be obtained and mass production is easy.
이와 같은 건식법을 이용하여 미세 다공막을 제조방법은 다음과 같다. 미국 특허 제 3,679,538 호와 제 3,801,692 호에는 높은 결정화도 및 탄성(elasticity)을 지닌 원판 필름을 연속적인 냉연신 공정(cold stretching)을 거쳐 연속적으로 고온 연신(hot stretching)하여 미세 다공을 형성한 후, 열 고정(heat setting)하여 미세 기공막을 형성하는 방법이 기술되어 있다. The method for producing a microporous membrane by using such a dry method is as follows. U.S. Pat.Nos. 3,679,538 and 3,801,692 disclose that original films having high crystallinity and elasticity are continuously hot stretched through continuous cold stretching to form fine pores, and then heat A method of forming a microporous membrane by heat setting is described.
미국 특허 제 3,843,761 호 및 제 4,238,459 호에는, 어닐링(annealing)된 원판 필름을 초기에 연속적으로 냉연신시키고 이어서 다단계 고온 연신시키는 방법이 기술되어 있다. 또한, 미국 특허 제 5,013,439 호에, 연속적인 냉연신 및 고온 연신 공정에서 다단계 냉연신 공정을 이용함으로써 기공 크기(pore size)를 감소시키고, 기공 밀도(pore density)가 증가된 막을 제조하는 방법에 기술되어 있다.U.S. Patent Nos. 3,843,761 and 4,238,459 describe a method of initially cold drawing annealing annealed films continuously and then multistage hot drawing. In addition, US Pat. No. 5,013,439 discloses a method for producing membranes having reduced pore size and increased pore density by using a multi-step cold draw process in continuous cold draw and hot draw processes. It is.
이 제조 공정은 순수 고분자만을 사용하므로 용매 오염 등의 문제가 전혀 없는 청정 공정(clean process)이라는 장점이 있으나 이 공정으로 제조된 분리막은 막의 다공성 및 기공의 크기가 다소 떨어져서, 이 막을 전지의 분리막으로 사용할 때 전해질 및 이온의 통과가 용이하지 않은 문제점이 있다. This manufacturing process has the advantage of being a clean process without any problems such as solvent contamination because it uses only pure polymer, but the membrane produced by this process has a slight drop in porosity and pore size of the membrane. When used, there is a problem that the passage of electrolyte and ions is not easy.
현재 개시되어 있는 올레핀계 분리막의 경우는 유기 전해질에 대한 낮은 젖음성과 그로 인한 낮은 이온 전도도와 낮은 특성을 가지고 있다. In the case of the presently disclosed olefin-based membrane, it has low wettability to the organic electrolyte and consequently low ionic conductivity and low properties.
또한, 상기 공정으로 제조된 분리막은 기공 크기 및 모양의 균일한 조절이 어려우며 분리막의 형태를 유지시키기 위하여 연신율의 증가에도 한계가 있으므로 다공성 향상에 문제가 되고 있다. In addition, the membrane prepared by the process is difficult to uniformly control the pore size and shape, and there is a problem in improving the porosity because there is a limit to increase the elongation to maintain the shape of the separator.
아울러, 상기한 방법들은 저온 연신 및 고온 연신의 이단계 연신을 실시하여야 하므로 공정이 복잡한 문제가 있다.In addition, the above-described methods have a complicated problem because the process must be carried out two-step stretching of low-temperature stretching and high-temperature stretching.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 마이크로파를 이용한 다공성 필름 제조방법 및 제조된 다공성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a porous film manufacturing method and a manufactured porous film using microwave.
본 발명의 일 특징에 따른 다공성 필름은, 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP), 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상이 선택된 강유전성 수지를 포함하고, 상기 강유전성 수지는 무극성의 알파형 구조로 배열되고, 기공의 크기는 600nm~6㎛로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 다공성 필름 제조방법은, 강유전성 수지 및 기공형성용 수지를 포함하는 용액을 기판에 코팅하고 마이크로파를 조사하여 필름을 제조하는 단계; 및 상기 필름 내에 포함된 기공형성용 수지를 제거하여 미세 다공을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 필름을 제조하는 단계는 상기 강유전성 수지가 무극성의 알파형 구조로 배열되도록 마이크로파를 조사하고,
상기 강유전성 수지는 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP), 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상이 선택되고,Porous film according to an aspect of the present invention, fluorineate ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxy (FA), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene chlorotri At least one selected from the group consisting of fluoroethylene (ECTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP) In addition, the ferroelectric resin is arranged in a non-polar alpha-type structure, the pore size may be formed of 600nm ~ 6㎛.
Method for manufacturing a porous film according to an aspect of the present invention comprises the steps of: coating a solution containing a ferroelectric resin and a resin for pore forming on a substrate and irradiating microwaves to produce a film; And removing the pore-forming resin contained in the film to form fine pores; wherein the preparing of the film comprises irradiating microwaves such that the ferroelectric resin is arranged in a nonpolar alpha structure.
The ferroelectric resin may be fluorineate ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxy (FA), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), At least one selected from the group consisting of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP),
상기 기공형성용 수지는 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸셀룰로오스(EC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 히드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 마이크로스탈린 셀룰로오스(MCC), 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)로 부터 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상이 선택될 수 있다.The pore-forming resin is methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC). ), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), microstalin cellulose (MCC), and carboxymethylcellulose (CMC) any one or more selected from the group consisting of can be selected.
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이때 강유전성 수지와 기공형성용 수지의 질량비는 1.0: 0.2~1.0 을 갖도록 혼합될 수 있다. At this time, the mass ratio of the ferroelectric resin and the resin for pore forming may be mixed to have 1.0: 0.2 to 1.0.
그리고 필름을 형성하는 단계에서 마이크로파의 조사는 필름에 600~800W의 마이크로파를 1~4분 분간 조사할 수 있다. In the step of forming the film, the microwave irradiation may irradiate the film with 600 to 800 W of microwave for 1 to 4 minutes.
그리고 미세 다공을 형성하는 단계는 상기 필름에 상기 기공형성용 수지만 선택적으로 용해될 수 있는 용액을 접촉시켜 기공형성용 수지를 제거하고, 초음파를 10~30분간 조사할 수 있다.And the step of forming the fine pores to remove the pore-forming resin by contacting the film to the solution that can be selectively dissolved only the pore-forming resin, it can be irradiated with ultrasound for 10-30 minutes.
또한, 미세 다공을 형성하는 단계 이후에 70 ~ 80℃의 온도로 상기 필름을 3~6시간 진공 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step of forming the fine pores may further comprise the step of vacuum drying the film for 3 to 6 hours at a temperature of 70 ~ 80 ℃.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 강유전성 수지와 기공형성용 수지가 마이크로파에 의해 분산도가 높아져 기공의 분포도와 크기가 균일하게 되는 장점이 있다.According to the above configuration, the present invention has the advantage that the ferroelectric resin and the resin for pore forming have a high dispersion degree due to microwaves, so that the distribution and size of the pores are uniform.
또한, 마이크로파에 의하여 짧은 시간에 용매가 제거되어 제조시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.In addition, the solvent is removed by a microwave in a short time there is an advantage that can shorten the manufacturing time.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흐름도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의해 제조된 다공성 필름의 사진,
도 3은 비교예 1에 의하여 제조된 다공성 필름의 사진,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의해 제조된 다공성 필름의 사진,
도 5는 비교예 2에 의하여 제조된 다공성 필름의 사진,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 필름의 IR(Infrared spectroscopy) 그래프,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프,
도 8은 건조 방식으로 제조된 다공성 필름의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름의 경도를 보여주는 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 다공성 필름 내의 잔존하는 셀룰로오스를 측정한 그래프,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름의 전해질 투과를 보여주는 사진,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 HPC의 비율과 다공성 필름의 함침 시간의 관계를 보여주는 그래프.1 is a flow chart according to an embodiment of the present invention;
2 is a photograph of a porous film prepared by the first embodiment of the present invention,
3 is a photograph of a porous film prepared by Comparative Example 1,
4 is a photograph of a porous film prepared by a second embodiment of the present invention,
5 is a photograph of a porous film prepared by Comparative Example 2,
6 is an IR (Infrared spectroscopy) graph of the film prepared according to the embodiment of the present invention,
7 is a XRD (X-Ray Diffraction) graph of the porous film prepared according to an embodiment of the present invention,
8 is a XRD (X-Ray Diffraction) graph of the porous film prepared by the drying method,
9 is a graph showing the hardness of the porous film prepared according to an embodiment of the present invention,
10 is a graph measuring the remaining cellulose in the porous film produced by the embodiment of the present invention,
11 is a photograph showing electrolyte permeation of a porous film prepared according to an embodiment of the present invention,
12 is a graph showing the relationship between the ratio of HPC and the impregnation time of the porous film according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.In addition, it is to be understood that the accompanying drawings in this application are shown enlarged or reduced for convenience of description.
이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Like reference numerals designate like elements throughout, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
본 발명의 실시예에 따른 다공성 필름 제조방법은 크게 수지가 혼합된 혼합용액을 제조하는 제1단계(S10)와 상기 혼합용액에 마이크로파를 조사하여 필름을 형성하는 제2단계(S20) 및 상기 필름에 포함된 기공형성용 수지를 제거하는 제3단계(S30)를 포함한다.In the porous film manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the first step (S10) of preparing a mixed solution largely mixed with resin and the second step (S20) of forming a film by irradiating microwaves to the mixed solution and the film It includes a third step (S30) for removing the resin for pore formation contained in.
그러나 상기 단계는 설명의 편의상 구분한 것으로 실시 형태에 따라 단계가 변경될 수 있으며, 각각의 단계가 동시에 이루어질 수도 있는 것임은 자명하다.However, the above steps are divided for convenience of description, and the steps may be changed according to embodiments, and it is obvious that each step may be performed at the same time.
먼저 제1단계(S10)는 베이스 수지와 기공형성용 수지가 용매에 용해된 용액을 제조하는 단계로서, 상기 베이스 수지로는 마이크로파에 의하여 분산이 용이하도록 극성을 갖는 고분자가 선택될 수 있다.First step (S10) is to prepare a solution in which the base resin and the pore-forming resin is dissolved in a solvent, a polymer having a polarity may be selected as the base resin to facilitate dispersion by microwaves.
상기 극성 고분자로는 강유전성 수지 및 불소 또는 염소로 치환된 수지가 선택될 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐리덴플루오로 계열의 고분자가 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP) 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE) , 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.As the polar polymer, a ferroelectric resin and a resin substituted with fluorine or chlorine may be selected. Preferably, a polyvinylidene fluoro-based polymer may be selected. More preferably, a fluorinate ethylene propylene copolymer (FEP) may be selected. ) Perfluoroalkoxy (FA), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene At least one selected from the group consisting of fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP).
그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 마이크로파에 반응하는 극성 고분자는 모두 사용 가능하다. 예를들면, 퍼플로오알콕시플로오레진(PFA) 및 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethyleneoxide), 폴리프로필렌옥사이드(PPO, polypropyleneoxide), 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine), 폴리에틸렌설파이드(PES, polyethylenesulfide), 폴리비닐아세테이트(PVAc,polyvinylacetate), 폴리에틸렌숙시네이트(PESc,polyethylenesuccinate), 폴리(옥시메틸렌-올리고-옥시에틸렌)(POO, poly(oxymethylene-oligo-oxyethylene)), 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리비닐피롤리돈(PVP, polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐설폰(PVS, polyvinylsulfone) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)으로 부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and any polar polymer that reacts to microwaves may be used. For example, perfluoroalkoxy fluororesin (PFA) and polyethylene oxide (PEO, polyethyleneoxide), polypropylene oxide (PPO, polypropyleneoxide), polyethyleneimine (PEI, polyethyleneimine), polyethylene sulfide (PES, polyethylenesulfide), polyvinyl Acetate (PVAc, polyvinylacetate), Polyethylenesuccinate (PESc), Poly (oxymethylene-oligo-oxyethylene) (POO, poly (oxymethylene-oligo-oxyethylene)), Polyacrylonitrile (PAN, polyacrylonitrile), Poly At least one selected from the group consisting of methyl methacrylate (PMMA, polymethylmethacrylate), polyvinylpyrrolidone (PVP, polyvinylpyrrolidone), polyvinyl sulfone (PVS, polyvinylsulfone) and polyphenylene sulfide (PPS).
이 중 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)는 소수성이 매우 강한 물질로 다공성 박막으로 형성되어도 어느 정도의 강성을 유지할 수 있는 장점이 있다.Among them, polyvinylidene fluoride (PVdF) is an extremely hydrophobic material and has an advantage of maintaining a certain degree of rigidity even when formed into a porous thin film.
상기 기공형성용 수지로는 용액 제조시 상기 베이스 수지와 서로 균일하게 혼합될 수 있어야 하며, 베이스 수지는 용해되지 않고 선택적으로 기공형성용 수지만 용해될 수 있는 용매가 있는 수지이면 종류에 제한 없이 모두 적용 가능하다.The pore-forming resin should be able to be uniformly mixed with the base resin when the solution is prepared, and if the base resin is a resin that does not dissolve and optionally only a pore-forming resin can be dissolved without any limitation on the type Applicable
이러한 기공형성용 수지로는 수용성 고분자가 선택될 수 있고, 바람직하게는 셀룰로오스가 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 메틸셀룰로오스(MC), 에틸셀룰로오스(EC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 히드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 마이크로스탈린 셀룰로오스(MCC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)으로 부터 선택된 어느 하나 이상이 선택될 수 있다. As the pore-forming resin, a water-soluble polymer may be selected, preferably cellulose may be selected, and more preferably methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), hydroxyethyl cellulose (HEC), or hydride. Selected from hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), microstalin cellulose (MCC), carboxymethylcellulose (CMC) Any one or more may be selected.
이 중 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC)는 저온에서도 물에 잘 용해되어 친환경적인 장점이 있다.Among these, hydroxypropyl cellulose (HPC) is well soluble in water even at low temperatures has an environmentally friendly advantage.
상기 용매로는 상기 베이스 수지와 기공형성용 수지에 공통적으로 사용될 수 있는 디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide,DMAc),디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide,DMF), 디메틸설폭사이드(dimethlsulphoxide, DMSO), 메틸피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone,NMP), 트리에틸포스페이트(triethylphosphate, TEP), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methylethyl ketone) 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)으로 부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.As the solvent, dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc), dimethylformamide (N, N-dimethylformamide, DMF), dimethyl sulfoxide (dimethlsulphoxide, DMSO), methylpyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), triethylphosphate (TEP), acetone, methylethyl ketone and tetrahydrofuran (THF) At least one selected from the group consisting of.
상기 제1단계(S10)에서는 상기 용매에 베이스 수지와 기공형성용 수지를 혼합하여 용액을 제조한다. 이때 기공형성용 수지의 질량비가 베이스 수지의 질량비를 기준으로 0.2 보다 적게 포함된 경우에는 기공의 개수가 적고 크기가 너무 작아 전해질 등이 통과하기 어려운 단점이 있고, 반대로 1.0을 초과하여 포함된 경우에는 기공형성용 수지가 응집되어 기공이 균일하게 형성되지 않고 크기가 너무 커져 필름의 박리되지 않는 문제가 있다. 따라서 베이스 수지와 기공형성용 수지는 1: 0.2~1.0의 질량비로 용매에 혼합되는 것이 바람직하다.In the first step (S10) to prepare a solution by mixing the base resin and the pore-forming resin in the solvent. In this case, when the mass ratio of the resin for forming a pore is less than 0.2 based on the mass ratio of the base resin, the number of pores is too small and the size is too small to allow the electrolyte to pass through. There is a problem that the pore-forming resin is agglomerated so that the pores are not formed uniformly and the size is too large to peel off the film. Therefore, the base resin and the pore-forming resin are preferably mixed in the solvent in a mass ratio of 1: 0.2 to 1.0.
또한, 각각 베이스 수지와 기공형성용 수지를 용매에 녹여 혼합용액을 제조할 수도 있다. 이때 상기 혼합용액에 베이스 수지와 기공형성용 수지가 1: 0.2~1.0의 질량비로 포함되도록 구성하는 것은 당연하다.In addition, the base resin and the pore-forming resin may be dissolved in a solvent to prepare a mixed solution. At this time, it is obvious that the base solution and the pore-forming resin are included in the mixed solution in a mass ratio of 1: 0.2 to 1.0.
이후 제2단계(S20)에서는 베이스 수지와 기공형성용 수지가 용해된 혼합용액을 기판에 얇게 코팅하여 박막을 형성하고, 이후 얇게 코팅된 혼합용액에 전체적으로 균일하게 마이크로파를 조사한다.Thereafter, in the second step S20, a thin film is formed by coating a mixed solution of the base resin and the pore-forming resin thinly on a substrate, and then irradiating microwaves uniformly on the thinly coated mixed solution.
마이크로파를 조사하는 경우 베이스 수지가 흡수 가능한 주파수의 마이크로파가 이용될 수 있으며, 바람직하게는 주파수가 300 MHz - 300 GHz의 어떠한 마이크로파를 반응물을 가열하는 데 이용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 600~800W의 마이크로파를 이용할 수 있다. 마이크로파를 조사하는 방법은 증기 또는 전기가열을 이용한 방법에 비해 반응시간이 짧은 장점이 있다.When irradiating microwaves, microwaves of a frequency at which the base resin can be absorbed may be used. Preferably, microwaves having a frequency of 300 MHz to 300 GHz may be used to heat the reactants, more preferably 600 to 800 W. Microwaves can be used. The method of irradiating microwaves has a shorter reaction time than the method using steam or electric heating.
상기 베이스 수지와 기공형성용 수지는 마이크로파의 진자운동에 의하여 운동에너지가 증가하게 되고, 단시간에 높은 온도로 상승하여 용매 내에서 분산율이 급격하게 증가하게 되어 서로 균일하게 용액 내부에 퍼지게 된다.The base resin and the pore-forming resin increase the kinetic energy by the pendulum motion of the microwave, and rise to a high temperature in a short time, so that the dispersion rate rapidly increases in the solvent and is uniformly spread within the solution.
이때 베이스 수지는 상기 마이크로파에 의하여 정렬하게 되어 무극성으로 구조가 변화된다. 특히 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)의 경우에는 마이크로파가 조사되면 광학적, 열역학적으로 매우 우수한 알파(α)형 구조, 즉 분자쇄의 입체 구조체에서 트랜스(T) 및 고쉬(G)의 배열이 TGTG'구조로 반복되어 쌍극자 모멘트가 상쇄되는 무극성 배열이 된다. At this time, the base resin is aligned by the microwaves so that the structure is changed to nonpolar. Particularly in the case of polyvinylidene fluoride (PVdF), when microwaves are irradiated, TGTG 'is an optically and thermodynamically excellent alpha (α) type structure, that is, the arrangement of trans (T) and Ghosh (G) in the three-dimensional structure of the molecular chain. The structure is repeated, resulting in a nonpolar arrangement in which the dipole moments cancel.
이때 베이스 수지가 무극성 결정으로 배열되는 경우에는 투과성과 같은 광학적 성질이 향상될 뿐만 아니라 필름성이 향상되어 리튬이차전지용 분리막으로서 용이한 장점이 있다.At this time, when the base resin is arranged as a non-polar crystal, not only the optical properties such as transparency are improved, but also the film property is improved, which is an advantage as a separator for a lithium secondary battery.
또한, 상기 용매는 마이크로파에 의하여 일정 시간이 경과 하면 모두 증발하게 된다. 따라서 마이크로파가 1~4분 정도 조사되면 용매가 모두 제거되어 베이스 수지와 기공형성용 수지로 구성된 4~15㎛ 두께의 필름이 형성된다.In addition, the solvent is all evaporated after a predetermined time by the microwave. Therefore, when the microwave is irradiated for about 1 to 4 minutes, all of the solvent is removed to form a 4-15 μm thick film composed of a base resin and a pore-forming resin.
이후 제3단계(S30)에서는 상기 필름을 기공형성용 수지만이 용해될 수 있는 용매에 침지하여 상기 필름에서 기공형성용 수지를 제거하게 된다. 이때 사용되는 용매로는 상기 베이스 수지는 용해하지 않고 기공형성용 수지만 선택적으로 용해되는 것이면 제한 없이 사용가능하다. Thereafter, in the third step S30, the film is immersed in a solvent in which only the resin for pore forming can be dissolved to remove the pore forming resin from the film. In this case, as the solvent, the base resin may be used without limitation as long as the base resin is not dissolved but only the resin for pore formation is selectively dissolved.
이때 필름 내부에 고정되어 있던 기공형성용 수지가 용이하도록 용해되도록 마이크로파 또는 초음파 10~30분간 가할 수 있다.At this time, the microwave or ultrasonic wave may be added for 10 to 30 minutes so that the resin for pore formation fixed in the film is easily dissolved.
따라서 필름 내부에 기공형성용 수지가 형성되어 있던 위치는 기공이 형성되게 되며, 앞서 설명한 바와 같이 제1단계에서 마이크로파에 의하여 기공형성용 수지가 필름 내부에 균일하게 형성되었으므로 그 위치에 형성된 기공 역시 필름 내부에 균일하게 형성된다.Therefore, the pore is formed at the position where the pore-forming resin is formed in the film. As described above, since the pore-forming resin is uniformly formed inside the film by microwaves in the first step, the pores formed at the position are also in the film. It is formed uniformly inside.
이후 필름에 잔존하는 용매를 제거하기 위하여 건조단계를 더 진행할 수 있다. Thereafter, the drying step may be further performed to remove the solvent remaining in the film.
하기 표1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름과 마이크로파 대신 진공 건조시켜 제조한 다공성 필름에 관한 표이다.Table 1 below is a table relating to the porous film prepared by vacuum drying instead of the porous film prepared according to the embodiment of the present invention.
실시예와 비교예 모두 베이스 수지인 PVdF(이하 베이스 수지는 PVDF로 약칭)와 기공형성용 수지인 HPC(이하 기공형성용 수지는 HPC로 약칭)가 용매인 DMF에 용해된 상태에서 수정판(quartz plate)에 캐스팅한 후 용매를 제거하였다. 그리고 필름을 박리하여 바이알에 증류수와 이를 함께 넣어 초음파를 가해 HPC를 제거하였다. 다만, 실시예 1과 2는 용매의 제거를 마이크로파에 의하여 수행하였으며, 비교예 1과 2는 170℃에서 12시간 동안 진공 건조하여 용매를 제거하였다.Both Examples and Comparative Examples are quartz plates in a state in which a base resin PVdF (hereinafter referred to as PVDF) and a pore-forming resin HPC (hereinafter, referred to as HPC) are dissolved in a solvent DMF. ) And then the solvent was removed. Then, the film was peeled off, and the vial was put together with distilled water to apply ultrasonic waves to remove HPC. However, Examples 1 and 2 were carried out by microwave to remove the solvent, Comparative Examples 1 and 2 were vacuum dried at 170 ℃ for 12 hours to remove the solvent.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의해 제조된 다공성 필름의 사진이고, 도 3은 비교예 1에 의하여 제조된 다공성 필름의 사진이다.Figure 2 is a photograph of the porous film prepared by the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a photograph of the porous film prepared by Comparative Example 1.
도 2와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 의해 제조된 다공성 필름은 균일하게 분산된 HPC가 제거되어 그 자리에 균일하게 기공이 생긴 것을 볼 수 있고, 도 3의 비교예 1에 의해 제조된 다공성 필름은 기공의 분포도와 크기가 균일하지 않음을 알 수 있다. 따라서 마이크로파에 의하여 HPC가 균일하게 분산되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, the porous film prepared according to the first embodiment of the present invention can be seen that the pores are uniformly formed in place by removing the uniformly dispersed HPC, and the porous film prepared by Comparative Example 1 of FIG. 3. It can be seen that the film is not uniform in size and distribution of pores. Therefore, it can be seen that the HPC is uniformly dispersed by the microwave.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의해 제조된 다공성 필름의 사진이고, 도 5는 비교예 2에 의하여 제조된 다공성 필름의 사진이다.Figure 4 is a photograph of the porous film prepared by the second embodiment of the present invention, Figure 5 is a photograph of the porous film prepared by Comparative Example 2.
제 2 실시예에 의해 제조된 다공성 필름에 형성된 기공은 제 1 실시예에 의해 제조된 다공성 필름보다 더 커졌음을 알 수 있다. 따라서 HPC의 함량이 커질수록 기공의 크기가 큰 다공성 필름을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.It can be seen that the pores formed in the porous film prepared by the second embodiment are larger than the porous film prepared by the first embodiment. Therefore, as the content of HPC increases, it can be confirmed that a porous film having a large pore size can be prepared.
또한, 비교예 2에 의해 제조된 다공성 필름 역시 비교예 1에 비하여 기공이 커졌으나 제 2 실시예에 비하여 기공의 간격이 균일하지 않음을 알 수 있다.In addition, the porous film produced by Comparative Example 2 also has a larger pore than Comparative Example 1, it can be seen that the spacing of the pores is not uniform compared to the second embodiment.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 필름의 IR(Infrared spectroscopy) 그래프이다.6 is an IR (Infrared spectroscopy) graph of a film prepared according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조할 때 HPC만으로 만든 필름과 PVdF/HPC(1.0/0.4(질량비))의 용액으로 수정판에 캐스팅한 후 필름을 박리하고 HPC를 제거하기 전의 필름에서는 -OH기의 peak가 측정되었고, HPC를 제거한 필름에서는 -OH기의 peak가 측정되지 않았다. Referring to FIG. 6, the peak of the -OH group was measured in a film made of HPC-only film and a solution of PVdF / HPC (1.0 / 0.4 (mass ratio)) after casting on the crystal plate and peeling the film and removing the HPC. The peak of -OH group was not measured in the film from which HPC was removed.
또한, HPC를 제거한 필름에서는 투과도 (transmittance)가 상대적으로 적게 측정되었음을 알 수 있는데 이는 적외선 파장이 기공에 의해 산란되어 투과도가 떨어진 것으로 판단된다.In addition, it can be seen that the transmittance (transmittance) was measured relatively less in the film from the HPC, which is determined that the infrared wavelength is scattered by the pores and the transmittance is lowered.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다.7 is an X-ray diffraction (XRD) graph of a porous film prepared according to an embodiment of the present invention.
일반적으로 알파형 PVdF 필름은 17.7도, 18.4도, 19.9도, 26.7도에서 XRD의 피크가 나타나고, 베타형 PVdF 필름은 20.8도, 20.7도에서 XRD의 피크가 나타나야 한다. In general, the peaks of XRD should appear at 17.7 degrees, 18.4 degrees, 19.9 degrees, and 26.7 degrees in alpha-type PVdF films, and the peaks of XRD at 20.8 degrees and 20.7 degrees in beta-type PVdF films.
본 발명의 실시예에 따라 마이크로파 처리 방식으로 형성된 필름은 도 7에서 알 수 있는 것과 같이 17.7도, 18.4도, 19.9도, 26.7도에서 모두 알파형(α)과 동일한 피크가 발생하였음을 알 수 있다.As can be seen in FIG. 7, the film formed by the microwave treatment method according to the embodiment of the present invention can be seen that the same peak occurs at the alpha type (α) at 17.7 degrees, 18.4 degrees, 19.9 degrees, 26.7 degrees. .
그러나 진공건조 방식으로 제조된 다공성 필름은 도 8과 같이 26.7도에서 피크가 발생하지 않음을 확인할 수 있고 따라서 진공 건조 방식에 의해서는 알파형 PVdF 필름이 제조되지 않음을 알 수 있다.However, it can be seen that the porous film produced by the vacuum drying method does not generate a peak at 26.7 degrees as shown in FIG. 8, and therefore, the alpha-type PVdF film is not produced by the vacuum drying method.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름의 경도를 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing the hardness of the porous film prepared according to the embodiment of the present invention.
도 9를 참고할 때 진공건조 방식으로 만들어진 다공성 막의 경우 Tensile stress가 16.6 MPa이었고, 마이크로파 조사 방식에 따라 만들어진 다공성 막의 경우는 12.6 MPa로 거의 차이가 나지 않았다. Referring to FIG. 9, the tensile stress was 16.6 MPa for the porous membrane made by the vacuum drying method, and 12.6 MPa for the porous membrane made according to the microwave irradiation method.
또한 PVdF/HPC의 질량비가 1. 0.2~1.0인 경우에 진공건조 방식으로 만들어진 다공성 막의 경우 Tensile stress가 7.13 MPa이었고, 마이크로파 조사 방식에 따라 만들어진 다공성 막의 경우는 6.67 MPa로 거의 차이가 나지 않았다.Also, when the mass ratio of PVdF / HPC was 1.0.2 ~ 1.0, Tensile stress was 7.13 MPa for the porous membrane made by vacuum drying method, and 6.67 MPa was hardly different for porous membrane made by microwave irradiation method.
도 10은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 다공성 필름 내의 잔존하는 셀룰로오스를 측정한 그래프이다.10 is a graph measuring the remaining cellulose in the porous film produced by the embodiment of the present invention.
도 10은 실시예 1과 비교예 1의 다공성 필름을 DSC(Differential Scanning Calorimeter)로 측정한 것이다. PVdF의 Tm의 온도가 165 ~ 172℃이므로 두 가지 방식으로 만들어진 다공성 막에서 HPC가 전부 제거되었음을 확인할 수 있다.10 is a porous film of Example 1 and Comparative Example 1 was measured by DSC (Differential Scanning Calorimeter). Since the temperature of Tm of PVdF is 165 ~ 172 ℃, it can be confirmed that all the HPC is removed from the porous membrane made in two ways.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름을 전해질 투과도를 보여주는 사진이다.11 is a photograph showing the electrolyte permeability of the porous film prepared according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 다공성 필름을 리튬이온전지용 전해질(electrolyte(EC/DEC(=3/7) 1 M LiPF6)로 함침시킨 결과 필름의 미세 다공에 의해 전해질이 투과됨을 명확하게 알 수 있다.As a result of impregnating the porous film prepared according to the embodiment of the present invention with an electrolyte for a lithium ion battery (electrolyte (EC / DEC (= 3/7) 1 M LiPF 6 )), the electrolyte was clearly permeated by the micropores of the film. Can be.
도 12는 HPC의 비율과 다공성 필름의 함침 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing the relationship between the ratio of HPC and the impregnation time of the porous film.
도 12를 참조할 때 진공건조방식으로 만들어진 다공성 막보다 마이크로파 조사 방식으로 만들어진 다공성 막의 함침 시간이 적게 소요됨을 알 수 있다. 따라서 마이크로파 조사 방식으로 만들어진 다공성 막이 우수한 함침율 및 균일성을 보이므로 이차 전지용 분리막으로 적용이 가능함을 알 수 있다.Referring to Figure 12 it can be seen that the impregnation time of the porous membrane made by the microwave irradiation method takes less than the porous membrane made by the vacuum drying method. Therefore, it can be seen that the porous membrane made by the microwave irradiation method can be applied as a separator for a secondary battery because it shows excellent impregnation rate and uniformity.
이하, 아래의 비제한적 실시예서 본 발명을 보다 자세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention is described in more detail in the following non-limiting examples.
교반식 반응기에 PVdF(polyvinylidene fluoride)고분자 수지 20 중량부를 80 중량부의 DMF 용매에 녹이고 교반식 반응기에 HPC 15 중량부를 DMF 용매에 녹여 이 두 용액을 PVdF와 HPC의 실제 1.0/0.4의 질량비로 계산하여 혼합하였다. 이어서 상기 제조된 용액을 바코더를 이용하여 수정판에 캐스팅하였다. 용매를 제거하기 위해 마이크로파를 700W에서 4분간 조사하고 만들어진 필름을 박리한 다음, 바이알에 증류수와 박리한 필름을 넣고 초음파를 30분 동안 가열하였다. 그리고 필름에 남은 증류수를 제거하기 위해 80℃에서 6시간 동안 진공 건조시켜 PVdF 다공성 필름을 제조하였다.20 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer resin was dissolved in 80 parts by weight of DMF solvent in a stirred reactor, and 15 parts by weight of HPC was dissolved in DMF solvent in a stirred reactor by calculating the mass ratio of PVdF and HPC by 1.0 / 0.4. Mixed. The prepared solution was then cast to a quartz plate using a bar coder. In order to remove the solvent, microwaves were irradiated at 700 W for 4 minutes, and the resulting film was peeled off. Then, distilled water and the peeled film were put into a vial, and ultrasonic waves were heated for 30 minutes. And a PVdF porous film was prepared by vacuum drying at 80 ° C. for 6 hours to remove the distilled water remaining in the film.
본 발명의 실시예에서 제조된 다공성 필름은 알파형 PVdF로 구성되고, 기공이 균일하게 형성되었으며, 크기는 600nm 에서 6㎛의 범위로 일정하게 형성되었다. Porous film prepared in the embodiment of the present invention is composed of alpha-type PVdF, the pores were formed uniformly, the size was formed uniformly in the range of 600nm to 6㎛.
교반식 반응기에 PVdF(polyvinylidene fluoride)고분자 수지 20 중량부를 80중량부의 DMF용매에 녹이고 교반식 반응기에 HPC 15 중량부를 75중량부인 DMF용매에 녹여 이 두 용액을 PVdF와 HPC의 실제 1.0/0.8의 질량비로 계산하여 혼합하였다. 이어서 상기 제조된 용액을 바코더를 이용하여 수정판에 캐스팅하고 용매를 제거하기 위해 마이크로파를 700W에서 4분간 조사하여 만들어진 필름을 박리한 다음, 바이알에 증류수와 박리한 필름을 넣고 초음파를 30분 동안 가하였다. 그리고 필름에 남은 증류수를 제거하기 위해 80℃에서 6시간 동안 진공 건조시켜 PVdF 다공성막을 제조하였다.20 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer resin was dissolved in 80 parts by weight of DMF solvent in a stirred reactor, and 15 parts by weight of HPC was dissolved in 75 parts by weight of DMF solvent in a stirred reactor. Calculated as and mixed. Subsequently, the prepared solution was cast on a quartz plate using a bar coder and peeled off a film made by irradiating microwave at 700 W for 4 minutes to remove a solvent. It was. In order to remove the distilled water remaining in the film and vacuum dried at 80 ℃ for 6 hours to prepare a PVdF porous membrane.
본 발명의 실시예에서 제조된 다공성 막은 다공성 필름은 알파형 PVdF로 구성되고, 기공이 균일하게 형성되었으며, 크기는 600nm에서 6㎛의 범위로 일정하게 형성되었으며, 실시에 1에 비하여 기공의 개수 및 크기가 상대적으로 증가하였다.In the porous film prepared in the embodiment of the present invention, the porous film is composed of alpha-type PVdF, the pores are uniformly formed, and the size is uniformly formed in the range of 600 nm to 6 μm, the number of pores and The size increased relatively.
교반식 반응기에 PVdF(polyvinylidene fluoride)고분자 수지 20 중량부를 80중량부의 DMF용매에 녹이고 교반식 반응기에 HPC 15 중량부를 75중량부인 DMF용매에 녹여 이 두 용액을 PVdF와 HPC의 실제 1.0/1.0의 질량비로 계산하여 혼합하였다. 이어서 상기 제조된 용액을 바코더를 이용하여 수정판에 캐스팅하고 용매를 제거하기 위해 마이크로파를 700W에서 4분간 조사하여 만들어진 필름을 박리한 다음, 바이알에 증류수와 박리한 필름을 넣고 초음파를 30분 동안 가하였다. 그리고 필름에 남은 증류수를 제거하기 위해 80℃에서 6시간 동안 진공 건조시켜 PVdF 다공성막을 제조하였다.20 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer resin was dissolved in 80 parts by weight of DMF solvent in a stirred reactor, and 15 parts by weight of HPC was dissolved in 75 parts by weight of DMF solvent in a stirred reactor, and the two solutions were mass ratio of actual 1.0 / 1.0 of PVdF and HPC. Calculated as and mixed. Subsequently, the prepared solution was cast on a quartz plate using a bar coder and peeled off a film made by irradiating microwave at 700 W for 4 minutes to remove the solvent, and then, distilled water and the peeled film were put into a vial, and ultrasonic waves were applied for 30 minutes. It was. In order to remove the remaining distilled water in the film was vacuum dried at 80 ℃ for 6 hours to prepare a PVdF porous membrane.
S10: 제1단계 S20: 제2단계
S30: 제3단계S10: First step S20: Second step
S30: third stage
Claims (15)
상기 강유전성 수지는 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP), 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상이 선택되고,
상기 강유전성 수지는 무극성의 알파형 구조로 배열되고, 기공의 크기는 600nm~6㎛인 다공성 필름.
In a porous film containing a ferroelectric resin,
The ferroelectric resin may be fluorineate ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxy (FA), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), At least one selected from the group consisting of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP),
The ferroelectric resin is arranged in a non-polar alpha-type structure, the pore size is 600nm ~ 6㎛ porous film.
강유전성 수지 및 기공형성용 수지를 포함하는 용액을 기판에 코팅하고 마이크로파를 조사하여 필름을 제조하는 단계; 및
상기 필름 내에 포함된 기공형성용 수지를 제거하여 미세 다공을 형성하는 단계;를 포함하되,
상기 필름을 제조하는 단계는 상기 강유전성 수지가 무극성의 알파형 구조로 배열되도록 마이크로파를 조사하고,
상기 강유전성 수지는 플로린에이트에틸렌프로필렌코폴리머(FEP), 퍼플로로알콕시(FA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 폴리비닐리덴플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(PVdF-co-HFP)으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상이 선택되고,
상기 기공형성용 수지는 메틸 셀룰로오스(MC), 에틸셀룰로오스(EC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 히드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 마이크로스탈린 셀룰로오스(MCC), 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 다공성 필름 제조방법.
In the method of manufacturing a porous film according to claim 1,
Preparing a film by coating a solution containing a ferroelectric resin and a pore-forming resin on a substrate and irradiating microwaves; And
To form a fine pore by removing the pore-forming resin contained in the film; including,
The step of preparing the film is irradiated with microwaves so that the ferroelectric resin is arranged in a non-polar alpha-type structure,
The ferroelectric resin may be fluorineate ethylene propylene copolymer (FEP), perfluoroalkoxy (FA), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylenechlorotrifluoroethylene (ECTFE), At least one selected from the group consisting of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-co-HFP),
The pore-forming resin is methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC). ), Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), micro-stalin cellulose (MCC), and carboxymethyl cellulose (CMC) any one or more selected from the group consisting of porous film production method.
The method of claim 2, wherein the mass ratio of the ferroelectric resin and the resin for pore forming is 1.0: 0.2 to 1.0.
The method of claim 2, wherein the microwave irradiation in the step of producing the film is a porous film manufacturing method for irradiating the film of 600 ~ 800W microwave for 1 to 4 minutes.
The method of claim 2, wherein the forming of the micropores comprises contacting the film with a solution capable of selectively dissolving only the pore-forming resin, thereby removing the pore-forming resin.
The method of claim 5, wherein the forming of the micropores comprises irradiating ultrasonic waves for 10-30 minutes when contacting the solution with the film.
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