KR101692412B1 - Polyolefin film with improved physical properties and electrochemical device comprising the same as separator substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀계 필름의 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴보다 더 큰 입경을 갖도록 함으로써 여러 물성이 향상되도록 한 폴리올레핀계 필름 및 이를 분리막 기재로 포함하는 전기화학소자에 관한 것으로, 현저하게 우수한 통기도, 찌름 강도, 인장 강도 및 수축률을 갖는다.The present invention relates to a polyolefin-based film and a separator-based film, wherein the fibrils constituting the surface layer of the polyolefin-based film have a larger particle diameter than the fibrils constituting the inner layer, Striking strength, tensile strength and shrinkage ratio.

Description

물성이 향상된 폴리올레핀계 필름 및 이를 분리막 기재로 포함하는 전기화학소자 {Polyolefin film with improved physical properties and electrochemical device comprising the same as separator substrate}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyolefin film having improved physical properties and an electrochemical device comprising the same as a separator substrate,

본 발명은 물성이 향상된 폴리올레핀계 필름 및 이를 분리막 기재로 포함하는 전기화학소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리올레핀계 필름의 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴보다 더 큰 입경을 갖도록 제조함으로써 향상된 물성을 갖게 된 폴리올레핀계 필름 및 이를 분리막 기재로 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyolefin-based film having improved physical properties and an electrochemical device including the same as a separator substrate. More specifically, the present invention relates to an electrochemical device comprising a polyolefin-based film having a larger particle diameter than the fibrils constituting the inner layer And to an electrochemical device comprising the polyolefin film as a separator substrate.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified.

전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발이 진행되고 있다.Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect, among which the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve the capacity density and specific energy in developing such batteries, And research and development on the design of batteries are underway.

폴리올레핀계 수지는 전기화학소자용 분리막의 소재로 널리 사용되어 온 소재로, 기계적 강도가 약한 단점이 있다. The polyolefin resin has been widely used as a material for a separator for electrochemical devices and has a disadvantage in that the mechanical strength is weak.

이를 해결하고자, 다공성 폴리올레핀계 필름의 적어도 일면에, 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물을 코팅하여 다공성 코팅층을 형성한 유기-무기 복합 다공성 분리막이 제안되었으나, 이러한 유기-무기 복합 다공성 분리막은 전극과 분리막이 분리될 가능성이 크고, 리튬 이온이 효과적으로 전달되지 않으며, 무기물 입자들이 탈리되는 등의 기술적 과제를 여전히 갖고 있다.
In order to solve this problem, an organic-inorganic composite porous separator has been proposed in which a porous coating layer is formed by coating a mixture of inorganic particles and a binder polymer on at least one surface of a porous polyolefin-based film. There is a high possibility of separation, lithium ions are not effectively transferred, and inorganic particles are desorbed.

본 발명은 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 폴리올레핀계 수지의 표층과 내층을 구성하는 피브릴의 조건을 상이하게 함으로써 기계적 강도 등의 물성이 향상된 다공성 폴리올레핀계 필름 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명에서는 이러한 폴리올레핀계 필름을 기재로 하는 전기화학소자용 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자를 제공하고자 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a porous polyolefin film having improved physical properties such as mechanical strength by differentiating conditions of a fibril constituting a surface layer and an inner layer of a polyolefin resin, and a process for producing the same . In addition, the present invention provides a separator for an electrochemical device based on such a polyolefin-based film and an electrochemical device comprising the same.

본 발명의 일 양태에 따르면, 피브릴이 상호 연속적으로 연결되어 3차원 네트워크 구조를 형성한 폴리올레핀계 필름에 있어서, 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴보다 큰 입경을 갖는 폴리올레핀계 필름이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a polyolefin-based film in which fibrils are mutually connected to each other to form a three-dimensional network structure, wherein the fibrils constituting the surface layer are a polyolefin-based film having a particle diameter larger than that of fibrils constituting the inner layer / RTI >

상기 (표층을 구성하는 피브릴의 입경)/(내층을 구성하는 피브릴의 입경)의 비는 약 1.5 내지 2.5 범위일 수 있다.The ratio of (the particle diameter of the fibrils constituting the surface layer) / (the diameter of the fibrils constituting the inner layer) may be in the range of about 1.5 to 2.5.

상기 표층을 구성하는 피브릴은 30 내지 70 nm의 입경을 가질 수 있다.The fibrils constituting the surface layer may have a particle diameter of 30 to 70 nm.

상기 내층을 구성하는 피브릴은 16 내지 30 nm의 입경을 가질 수 있다.The fibrils constituting the inner layer may have a particle diameter of 16 to 30 nm.

상기 폴리올레핀계 필름은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 및 1-헥센으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 중합하여 수득될 수 있다.The polyolefin-based film may be obtained by polymerizing one or more selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and 1-hexene.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 폴리올레핀계 필름을 기재로 하는 전기화학소자용 분리막이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a separation membrane for an electrochemical device based on the above-mentioned polyolefin-based film.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 양극, 음극, 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하는 전기화학소자에 있어서, 상기 분리막이 전술한 전기화학소자용 분리막인 전기화학소자가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device comprising an anode, a cathode, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte, wherein the separator is the separator for the electrochemical device.

상기 전기화학소자는 리튬이차전지일 수 있다.The electrochemical device may be a lithium secondary battery.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 폴리올레핀계 수지를 용융 압출한 후에 열고정하여 폴리올레핀계 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 열고정이 125 내지 135℃의 온도에서 15초 내지 10분동안 실시되는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 필름의 제조방법이 제공된다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of producing a polyolefin-based film by melt-extruding a polyolefin-based resin and then thermally fixing the same, wherein the heat-setting is performed at a temperature of 125 to 135 ° C for 15 seconds to 10 minutes Based on the total weight of the polyolefin-based film.

본 발명의 일 양태에서 제조된 폴리올레핀계 필름은 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴보다 더 큰 입경을 갖는 구성을 갖게 됨으로써 우수한 통기도, 찌름 강도, 인장 강도 및 수축률을 갖게 되어, 전기화학소자용 분리막으로서 보다 적합한 물성을 갖는다.
The polyolefin-based film produced in one embodiment of the present invention has excellent air permeability, stiffness, tensile strength and shrinkage ratio because the fibrils constituting the surface layer have a larger particle diameter than the fibrils constituting the inner layer, It is more suitable as a separator for chemical devices.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1a 및 도 1b 각각은 두꺼운 입경의 피브릴로 구성된 분리막의 표층 및 내층을 50,000배 확대한 사진이다.
도 2a 및 도 2b 각각은 얇은 입경의 피브릴로 구성된 분리막의 표층 및 내층을 50,000배 확대한 사진이다.
도 3은 열고정을 거치지 않고 추출만 실시한 후의 분리막 표층을 50,000배 확대한 사진이다.
도 4는 실시예 1~7 및 비교예 1에서 수득한 폴리올레핀계 필름의 찌름강도(puncture strength)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 1~7 및 비교예 1에서 수득한 폴리올레핀계 필름의 찌름강도를 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
Each of Figs. 1A and 1B is a photograph in which the surface layer and the inner layer of the separation membrane composed of fibrils having a large particle diameter are enlarged 50,000 times.
Each of Figs. 2A and 2B is a photograph in which the surface layer and the inner layer of the separation membrane composed of fibrils having a small particle diameter are enlarged 50,000 times.
Fig. 3 is a photograph of the separation membrane surface layer 50,000 times magnified after only extraction without heat fixing.
4 is a graph showing the puncture strength of the polyolefin-based films obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. Fig.
5 is a graph showing the penetration strength of the polyolefin-based films obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. Fig.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일 양태에 따르는 분리막은 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴보다 큰 입경을 가지는 폴리올레핀계 필름인 것을 특징으로 한다.The separation membrane according to an embodiment of the present invention is characterized in that the fibrils constituting the surface layer are polyolefin films having a larger particle diameter than the fibrils constituting the inner layer.

본원 명세서에서는 폴리올레핀계 필름 표면으로부터 두께방향으로 4~6㎛까지를 '표층'이라 하고, 폴리올레핀계 필름의 양쪽 표층 사이에 있는 부분을 '내층'이라 한다. In the present specification, a surface layer is referred to as a 'surface layer' in the thickness direction from the surface of the polyolefin film, and a portion between both surface layers of the polyolefin film is referred to as an 'inner layer'.

폴리올레핀계 필름은 폴리올레핀계 수지로 형성된 피브릴이 상호 연속적으로 연결되어 3차원 네트워크 구조 또는 3차원 메쉬(mesh) 구조를 갖는다. 피브릴의 3차원 네트워크 구조로 인해, 폴리올레핀계 필름은 공극을 유지할 수 있어 이온 도전성을 저해하지 않고 전지 특성(사이클 특성)의 열화를 억제할 수 있으며, 또한 유연성도 부여할 수 있다. The polyolefin-based film has a three-dimensional network structure or a three-dimensional mesh structure in which fibrils formed of a polyolefin-based resin are mutually connected successively. Due to the three-dimensional network structure of the fibrils, the polyolefin-based film can maintain the pores, thereby preventing deterioration of the cell characteristics (cycle characteristics) without impairing the ionic conductivity and also imparting flexibility.

종래 폴리올레핀계 필름은 표층과 내층을 통틀어 피브릴 두께가 전반적으로 일정한 크기를 갖도록 형성되었다. Conventionally, the polyolefin-based film was formed so that the thickness of the fibrils was generally uniform throughout the surface layer and the inner layer.

본 발명의 발명자들은 도 1a와 1b, 도 2a와 2b에 나타난 바와 같이 열고정 조건에 따라서 표면의 fibril 굵기가 다르게 형성될 수 있으며, 내부 fibril의 굵기는 열고정 조건이 변하여도 비슷하게 유지된다는 것을 밝혀내었으며, 본 발명에 따른 폴리올레핀계 필름은 표층을 구성하는 피브릴이 내층을 구성하는 피브릴 입경보다 현저하게 크도록 제조된다.The inventors of the present invention have found that the fibril thickness of the surface can be formed differently depending on the heat setting conditions as shown in FIGS. 1A and 1B, and FIGS. 2A and 2B, and the thickness of the internal fibril is maintained similarly even when the heat fixing conditions change And the polyolefin-based film according to the present invention is produced such that the fibrils constituting the surface layer are significantly larger than the fibril particles constituting the inner layer.

본 발명에서 폴리올레핀계 필름의 표층을 구성하는 피브릴은 약 30 내지 약 70 nm의 입경을 갖는다. 이를 위해, 열고정 조건을 조절하여 표층에 집중적으로 열 에너지를 가하면 표층의 결정화도가 내층에 비하여 높게 형성이 된다. 그리고 표면에 집중적으로 가해진 열에너지에 의해 표층의 공극도는 내층에 비해서 낮게 형성이 되는 반면, 표면에는 굵은 피브릴들이 형성되어 기공의 크기는 크게 형성된다. 이렇게 형성된 표면의 굵은 피브릴 구조는 종/횡 및 두께 방향으로 피브릴 간의 강한 결합을 이루어 분리막의 기계적 강도를 향상시키는데 매우 유리하다. 또한, 표면에 형성된 굵은 피브릴에 의해 표면 조도가 높아져 전해액 흡습성 향상에 유리하다.In the present invention, the fibrils constituting the surface layer of the polyolefin-based film have a particle diameter of about 30 to about 70 nm. For this purpose, when the heat fixing conditions are adjusted to apply heat energy intensively to the surface layer, the crystallization degree of the surface layer is higher than that of the inner layer. The pore size of the surface layer is lower than that of the inner layer due to the heat energy concentrated on the surface, while the thick fibrils are formed on the surface and the pore size is formed to be large. The coarse fibril structure of the surface thus formed is very advantageous for enhancing the mechanical strength of the separation membrane by making a strong bond between fibrils in longitudinal / transverse and thickness directions. Further, the surface roughness is increased by the thick fibrils formed on the surface, which is advantageous for improving the hygroscopicity of the electrolyte solution.

본 발명에서 폴리올레핀계 필름의 내층을 구성하는 피브릴은 약 16 내지 약 30 nm의 입경을 갖는다. 내층은 표층에 비해 낮은 결정화도를 가지게 되며, 추출시 형성된 16 nm 내지 30nm 정도의 얇은 피브릴도 구성되어 있으며, 표층에서 발생하는 열고정에 의한 두께 수축이 없기 때문에 높은 공극도를 가진다. 이러한 내층의 높은 공극도는 분리막의 전해액 보액성 확보에 유리하다. In the present invention, the fibrils constituting the inner layer of the polyolefin-based film have a particle diameter of about 16 to about 30 nm. The inner layer has a lower degree of crystallinity than that of the surface layer, and is formed of thin fibrils having a thickness of about 16 nm to 30 nm formed at the time of extraction, and has high porosity because there is no thickness shrinkage due to heat fixation occurring in the surface layer. Such a high air gap in the inner layer is advantageous for ensuring the liquid electrolyte of the separator.

하기 표 1은 열고정 이후와 추출(extraction) 이후의 층 및 내층의 결정화도 변화를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the change in crystallinity of the layer and the inner layer after and after heat setting.

열고정 이후After heat fixation 추출 이후After extraction
결정화도

Crystallinity
전체 층 (whole layer)Whole layer 62.4 %62.4% 58.1 %58.1%
표층 (skin layer)Skin layer 63.5 %63.5% 58.6 %58.6% 내층 (inner layer)The inner layer 61.4 %61.4% 58.2 %58.2%

상기 (표층을 구성하는 피브릴의 입경)/(내층을 구성하는 피브릴의 입경)의 비는 약 1.5 ~ 약 2.5 범위이다. (표층을 구성하는 피브릴의 입경)/(내층을 구성하는 피브릴의 입경)의 비가 상기 하한치 미만이면 열고정에 의해 형성되는 구조에 의한 물성 향상 효과가 미미하게 되고, 상기 상한치보다 크면 열에 의한 기공(pore) 구조가 무너져 통기도가 감소하게 된다. The ratio of (the particle diameter of the fibrils constituting the surface layer) / (the diameter of the fibrils constituting the inner layer) ranges from about 1.5 to about 2.5. (The particle diameter of the fibrils constituting the surface layer) / (the diameter of the fibrils constituting the inner layer) is less than the above lower limit, the effect of improving the physical properties by the structure formed by the heat setting becomes insignificant. The pore structure collapses and the air permeability decreases.

이러한 폴리올레핀계 필름의 구조는 제조 공정 중 열고정 조건을 특정하게 설계함으로써 수득되는 것이며, 열고정 조건에 대해서는 하기에서 후술한다. The structure of such a polyolefin film is obtained by designing heat fixing conditions specifically during the manufacturing process, and the heat setting conditions will be described later.

폴리올레핀계 필름은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센 등을 중합한 결정성의 단독 중합체 또는 공중합체로부터 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 3차원 네트워크 구조의 형성 및 최종 수득되는 필름의 기계적 강도를 고려할 때 폴리올레핀계 수지의 중량 평균 분자량은 300,000 이상, 1,000,000 이하일 수 있다. The polyolefin-based film may be produced from a crystalline homopolymer or copolymer obtained by polymerizing ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene or 1-hexene. The weight average molecular weight of the polyolefin-based resin may be 300,000 or more and 1,000,000 or less in consideration of the formation of the three-dimensional network structure and the mechanical strength of the finally obtained film.

폴리올레핀계 필름에는 필요에 따라 산화방지제, 자외선흡수제, 윤활제, 안티블록킹제, 안료, 염료, 무기충진제 등의 각종 첨가제가 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 포함될 수 있다.Various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a lubricant, an anti-blocking agent, a pigment, a dye, and an inorganic filler may be included in the polyolefin-based film as needed without departing from the purpose of the present invention.

폴리올레핀계 필름은 5 내지 100 ㎛ 또는 30 내지 70 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 폴리올레핀계 필름이 상기 범위의 두께를 가질 때 분리막에서 요구되는 내부 단락 기능 및 기계적 강도를 가지면서 전지의 전기 저항을 과도하게 증가시키지 않게 된다. The polyolefin-based film may have a thickness of 5 to 100 占 퐉 or 30 to 70 占 퐉. When the polyolefin-based film has a thickness in the above-mentioned range, the battery has an internal short-circuit function and mechanical strength required in the separator and does not excessively increase the electrical resistance of the battery.

본 발명에 따르는 폴리올레핀계 필름의 일 양태는 폴리올레핀을 가열 용해 단계, 압출 성형 단계, 연신 단계 및 열고정 단계를 포함하는 제조 공정에 의해 수득될 수 있으며, 필요에 따라, 연신 단계는 제외될 수 있다.One aspect of the polyolefin-based film according to the present invention can be obtained by a manufacturing process including a heat melting step, an extrusion step, a stretching step and a heat setting step of a polyolefin, and if necessary, the stretching step can be excluded .

가열 용해 단계는 폴리올레핀계 수지를 완전히 용해시키는 온도에서 용매 중에서 교반하거나, 또는 압출기중에서 균일 혼합하여 실시될 수 있다. The heating and dissolving step may be carried out by stirring in a solvent at a temperature at which the polyolefin-based resin is completely dissolved, or by homogeneously mixing in an extruder.

가열 용해를 용매 중에서 교반하여 실시하는 경우, 사용하는 중합체 및 용매에 따라 용해 온도가 다르며, 예를 들어 폴리에틸렌 조성물의 경우에는 140 내지 250℃의 범위이다. 용매로는 폴리올레핀계 수지를 충분하게 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 액체파라핀 등의 지방족 또는 고리식의 탄화수소, 혹은 끓는 점이 이들에 대응하는 광유 유분 등을 들 수 있는데, 용매 함유량이 안정된 겔과 유사한 상태의 조성물을 얻기 위해서는 액체 파라핀과 같은 비휘발성 용매가 바람직하다. When the heating and dissolution is carried out in a solvent, the melting temperature differs depending on the polymer and the solvent to be used. For example, in the case of the polyethylene composition, it is in the range of 140 to 250 ° C. The solvent is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the polyolefin-based resin. Examples thereof include aliphatic or cyclic hydrocarbons such as nonane, decane, undecane, dodecane and liquid paraffin, or mineral oil fractions corresponding to their boiling points. A composition having a state similar to that of a gel having a stable solvent content Non-volatile solvents such as liquid paraffin are preferred for this purpose.

압출기 중에서 용해하는 경우는 우선 압출기중에 전술한 폴리올레핀계 수지를 공급하여 용융한다. 용융온도는 사용되는 폴리올레핀의 종류에 따라 달라지지만, 폴리올레핀의 융점 + 30 내지 100℃가 바람직하다. 융점에 대해서는 후술한다. 예를 들어, 폴리에틸렌의 경우는 160 내지 230℃, 특히 170 내지 200℃인 것이 바람직하고, 폴리프로필렌의 경우는 190 내지 270℃, 특히 190 내지 250℃인 것이 바람직하다. 그런 다음, 이 용융 상태의 폴리올레핀계 수지에 액상 용매를 공급한다.In the case of dissolving in an extruder, the above-mentioned polyolefin-based resin is first fed into an extruder and melted. The melting temperature depends on the kind of the polyolefin used, but the melting point of the polyolefin + 30 to 100 DEG C is preferable. The melting point will be described later. For example, in the case of polyethylene, it is preferably 160 to 230 DEG C, particularly 170 to 200 DEG C, and in the case of polypropylene, it is preferably 190 to 270 DEG C, particularly 190 to 250 DEG C. Then, a liquid solvent is supplied to the molten polyolefin-based resin.

폴리올레핀계 수지와 용매의 배합 비율은 폴리올레핀계 수지와 용매의 합을 100 중량%로 할 때, 폴리올레핀계 수지가 10 내지 50 중량% 또는 10 내지 30 중량%이고, 용매가 90 내지 50 중량% 또는 90 내지 70 중량%일 수 있다. 폴리올레핀계 수지를 10 중량% 미만으로 사용하여 시트상으로 성형하면, 다이스 출구에서 스웰링(swelling)이나 네크-인(neck-in)이 커서 시트의 성형성, 자기 지지성이 곤란하게 되고, 폴리올레핀계 수지를 50 중량% 초과하여 사용하면 두께 방향의 수축이 커지게 되어 공극률이 저하하고 대공경을 가진 미세다공성 막이 얻어질 수 없게 되며 성형가공성이 저하된다. The blending ratio of the polyolefin resin and the solvent is 10 to 50% by weight or 10 to 30% by weight, the solvent is 90 to 50% by weight or 90 to 50% by weight based on 100% by weight of the polyolefin resin and the solvent, To 70% by weight. When the polyolefin-based resin is used in an amount of less than 10% by weight and molded into a sheet, the swelling or neck-in of the die outlet becomes large, so that the formability and self-supportability of the sheet become difficult, If the resin is used in an amount of more than 50% by weight, the shrinkage in the thickness direction becomes large, the porosity decreases, and a microporous film having a large pore size can not be obtained.

이어서, 압출 성형 단계에서, 용융 혼련된 폴리올레핀계 수지의 가열 용액을 직접적으로, 또는 더 별도의 압출기를 사용하여 다이 등으로부터 최종 제품의 필름 두께가 20 내지 100 ㎛로 되도록 압출하여 성형한다.Subsequently, in the extrusion molding step, the heated solution of the melt-kneaded polyolefin resin is extruded directly or from a die or the like using a separate extruder so that the film thickness of the final product is 20 to 100 μm.

다이는 통상 장방형의 오리피스(orifice) 형상을 한 시트 다이가 사용되지만, 이중원 관상의 중공계 다이, 임플레이션 다이 등을 사용하는 것이 가능하다. 시트 다이를 사용하는 경우의 다이 갭은 통상 0.1 내지 5㎜이고, 압출 성형시에는 140 내지 250℃로 가열한다. 이때 압출 속도는 통상 20 내지 30㎝/분에서 15m/분이다.As the die, a sheet die having a rectangular orifice shape is generally used, but it is possible to use a double die type hollow die, an impression die or the like. The die gap in the case of using a sheet die is usually 0.1 to 5 mm, and in extrusion molding, it is heated to 140 to 250 ° C. At this time, the extrusion speed is usually 20 to 30 cm / min and 15 m / min.

다이로부터 압출된 용액은 냉각에 의해 겔상 성형물로 형성된다. 냉각은 다이를 냉각하거나, 겔상 시트를 냉각하는 방법에 의한다. 냉각은 적어도 50℃/분의 속도로 90℃ 이하까지, 바람직하게는 80 내지 30℃까지 행한다. 겔상 시트의 냉각 방법으로는 냉풍, 냉각수, 기타 냉각 매체에 직접 접촉시키는 방법, 냉각 롤에 접촉시키는 방법 등을 사용할 수 있다.The solution extruded from the die is formed into a gel-like molding by cooling. Cooling is performed by cooling the die or cooling the gel sheet. The cooling is carried out at a rate of at least 50 캜 / min up to 90 캜, preferably 80 to 30 캜. As the cooling method of the gel sheet, there can be used a method of bringing the sheet into direct contact with cold air, cooling water or other cooling medium, a method of contacting with a cooling roll, or the like.

냉각속도가 느리면 얻어진 겔상 성형물의 고차 구조가 거칠게 되고, 냉각속도가 빠르면 조밀한 구조가 수득된다. 냉각속도가 50℃/분 미만에서는 겔상 구조가 독립포에 가깝게 되며, 결정화도도 상승하기 때문에 용매 제거가 어려워진다.If the cooling rate is low, the higher order structure of the obtained gel-like shaped product becomes rough, and if the cooling rate is high, a dense structure is obtained. When the cooling rate is less than 50 ° C / minute, the gel-like structure becomes close to the independent foil and the degree of crystallization increases, thus making it difficult to remove the solvent.

냉각 롤의 온도는 30℃ 내지 폴리올레핀계 수지의 결정화 온도, 특히 40 내지 90℃로 하는 것이 바람직하다. 냉각 롤 온도가 높으면, 겔상 시트가 서서히 냉각되어 겔상 구조를 형성하는 폴리올레핀 라멜라 구조를 구성하는 벽이 두껍게 되어, 미세다공은 독립포로 되기 쉽기 때문에, 탈용매성이 저하되어 투과성이 낮아진다. 냉각 롤 온도가 낮으면, 겔상 시트는 급냉되어 겔상 구조가 치밀하게 되는 것이 과다할 수 있기 때문에, 공경이 작게 되고 투과성이 낮아진다. The temperature of the cooling roll is preferably 30 캜 to the crystallization temperature of the polyolefin-based resin, particularly 40 to 90 캜. When the cooling roll temperature is high, the gel sheet slowly cools and the wall constituting the polyolefin lamellar structure forming the gel-like structure becomes thick, and the micropores tend to become independent grains, so that the desolvability is lowered and the permeability is lowered. When the cooling roll temperature is low, the gel-like sheet is quenched and the gel-like structure becomes dense, which is excessive, so that the pore size is reduced and the permeability is lowered.

이어서, 임의적인 연신 단계를 통해 겔상 성형물을 연신할 수 있다. 연신은 겔상 성형물을 가열하고, 통상의 턴더법, 롤법, 압연 또는 이들 방법을 조합시키는 것에 의해 소정의 배율로 행한다. 연신은 일축 연신이거나 이축 연신일 수 있다. 이축연신의 경우, 종횡 동시연신 또는 축차연신할 수 있다.The gel-like shaped article can then be stretched through an optional stretching step. The stretching is carried out at a predetermined magnification by heating the gel-like molded article and combining with a conventional turner method, a roll method, rolling or a combination of these methods. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching. In the case of biaxial stretching, longitudinal and transverse simultaneous stretching or sequential stretching can be performed.

연신 온도는 결정분산 온도 내지 결정용융 온도인 것이 바람직하다. 연신 온도가 융점 + 10℃를 초과하는 경우는 수지의 용융에 의해 연신에 따른 분자쇄의 배향이 이뤄질 수 없으며, 연신 온도가 결정분산 온도 미만에서는 수지의 연화가 불충분하므로 연신시 파막이 쉽고 연신배율의 제어가 이뤄질 수 없다. 예를 들어, 폴리에틸렌 조성물의 경우는 90 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 90 내지 125℃의 범위일 수 있다. The stretching temperature is preferably from the crystal dispersion temperature to the crystal melting temperature. When the stretching temperature is higher than the melting point + 10 캜, the orientation of the molecular chains due to the stretching can not be achieved by melting the resin. When the stretching temperature is lower than the crystal dispersion temperature, softening of the resin is insufficient, Can not be controlled. For example, in the case of a polyethylene composition, it may be in the range of 90 to 140 캜, more preferably 90 to 125 캜.

연신 배율은 특별히 제약은 없지만 면배율에서 2 내지 100배 또는 15 내지 100배일 수 있다.The drawing magnification is not particularly limited, but may be 2 to 100 times or 15 to 100 times as large as the surface magnification.

이어서, 임의적으로, 열고정한 성형물을 용제로 세정하여 잔류하는 용매를 제거할 수 있다. 세정용매로는 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화수소, 염화메틸렌, 사염화탄소 등의 염소화 탄화수소, 삼불화에탄 등의 불화 탄화수소, 디에틸 에테르, 디옥산 등의 에테르류 등의 이휘발성(易揮發性)의 것을 사용하는 것이 가능하다. 이들 용제는 폴리올레핀 조성물의 용해에 사용된 용매에 대응하여 적절히 선택하고 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용한다. 세정방법은 용제에 침지하여 추출하는 방법, 용제를 스프레이하는 방법, 또는 이들을 조합시킨 방법 등에 의해 행해질 수 있다.Then, optionally, the hot-fixated molding may be rinsed with a solvent to remove the remaining solvent. Examples of the cleaning solvent include hydrocarbon solvents such as hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, fluorinated hydrocarbons such as chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorinated hydrocarbons such as trifluoroethane, ethers such as diethyl ether and dioxane, It is possible to use. These solvents are appropriately selected corresponding to the solvent used for dissolving the polyolefin composition, and they are used alone or in combination. The cleaning method may be performed by a method of dipping in a solvent to extract, a method of spraying a solvent, or a combination of these methods.

이어서, 열고정 단계를 통해, 겔상 성형물을 125 내지 135 ℃의 온도에서 15초 내지 10분동안 열고정한다. 열고정 온도가 125 ℃ 미만인 경우에는 열고정에 의한 수축률 개선 효과를 기대할 수가 없고, 135 ℃ 보다 높은 경우에는 수지 표면이 용융되어 표면의 기공이 막히게 된다. 또한, 열고정 시간이 15초 미만인 경우에는 열에 의한 잔류 응력 제거 효과가 저하되고, 10분 이상인 경우에서는 생산성이 저하될 뿐 아니라, 표층과 내층의 구조 차이를 확보할 수 없게 된다. Then, through the heat fixing step, the gel-like molded product is heat-set at a temperature of 125 to 135 DEG C for 15 seconds to 10 minutes. When the heat setting temperature is lower than 125 캜, the effect of improving the shrinkage ratio due to heat setting can not be expected. When the heat setting temperature is higher than 135 캜, the surface of the resin is melted and the surface pores are clogged. When the heat setting time is shorter than 15 seconds, the residual stress removing effect by heat is lowered. When the heat setting time is longer than 10 minutes, not only the productivity is lowered but also the structural difference between the surface layer and the inner layer can not be secured.

이와 같이 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀계 필름은 분리막 기재로 사용될 수 있다. 분리막은 양극과 음극 사이에 개재시켜 전기화학소자에 이용된다. 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 수퍼 캐퍼시터 소자와 같은 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다.The thus prepared polyolefin-based film according to one embodiment of the present invention can be used as a separator substrate. The separator is interposed between the anode and the cathode to be used in an electrochemical device. The electrochemical device includes all the devices that perform an electrochemical reaction, and specific examples include capacitors such as all kinds of primary, secondary cells, fuel cells, solar cells, or super-capacitor devices. Particularly, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery is preferable.

전기화학소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 양극과 음극 사이에 전술한 분리막을 개재(介在)시켜 조립한 후 전해액을 주입함으로써 제조될 수 있다.The electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art, and may be manufactured, for example, by assembling the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween, and then injecting an electrolyte solution .

상기 분리막과 함께 적용될 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극활물질이 전극 전류집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. The electrode to be used together with the separator is not particularly limited and may be manufactured in a manner that an electrode active material is bound to an electrode current collector according to a conventional method known in the art.

상기 전극활물질 중 양극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용하는 것이 바람직하다. Examples of the cathode active material include, but are not limited to, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron oxide, or a combination thereof It is preferable to use a lithium composite oxide.

음극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 바람직하다. As a non-limiting example of the negative electrode active material, a conventional negative electrode active material that can be used for a negative electrode of an electrochemical device can be used. In particular, lithium metal or a lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium-adsorbing materials such as graphite or other carbon-based materials and the like are preferable.

양극 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.Non-limiting examples of the positive current collector include aluminum, nickel, or a combination thereof. Examples of the negative current collector include copper, gold, nickel, or a copper alloy or a combination thereof Foil to be manufactured, and the like.

본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마-부티로락톤 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution that can be used in one embodiment of the present invention is a salt having a structure such as A + B - , where A + includes ions consisting of alkali metal cations such as Li + , Na + , K + - it is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - anion, or a salt containing an ion composed of a combination of propylene carbonate (PC) such as, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl (DMP), dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone Or an organic solvent composed of a mixture thereof, but the present invention is not limited thereto.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and required properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the cell or at the final stage of assembling the cell.

본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.
As a process for applying the separator according to an embodiment of the present invention to a battery, a lamination, stacking and folding process of a separator and an electrode can be performed in addition to a general winding process.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example 1 One

중량평균분자량이 500,000인 고밀도 폴리에틸렌과 40℃ 동점도가 68.00cSt인 액체 파라핀을 35:65의 중량비로 사용하여 컴파운딩 방식에 의하여 블렌딩 칩을 제조한 후 이를 80℃에서 12시간동안 진공건조하였다. 이어서, 통상의 필름 제조 방법에 따라 상기 블렌딩 칩을 이축 압출기를 이용하여 압출하고, T-다이와 캐스팅 롤(casting roll)을 이용하여 1000 ~ 1200 ㎛ 두께의 시트를 제조하였다. 이 시트를 종방향으로 120℃에서 6.5배, 횡방향으로 6.5배 축차 연신시켰다. 이어서 상온의 염화메틸렌(methylene chloride)을 이용하여 용제를 추출하여 다공 막을 얻었다.High density polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 and liquid paraffin having a kinematic viscosity of 68.00 cSt at a weight ratio of 35:65 were blended by a compounding method and vacuum dried at 80 DEG C for 12 hours. Then, the blended chips were extruded using a twin-screw extruder according to a conventional film production method, and sheets having a thickness of 1000 to 1200 μm were prepared using a T-die and a casting roll. This sheet was longitudinally stretched 6.5 times at 120 DEG C and 6.5 times in the transverse direction. The solvent was then extracted with methylene chloride at room temperature to obtain a porous membrane.

이어서, 열고정 단계로서 128℃의 온도에서 5분동안 열고정시켜서 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다. Then, as a heat setting step, heat setting was performed at a temperature of 128 DEG C for 5 minutes to obtain a high-density polyethylene film having a thickness of 18 mu m.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 49.0nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 28.9 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.69이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle diameter of about 49.0 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure within the range of 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 28.9 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.69.

실시예Example 2 2

열고정 시간을 129℃ 4분으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 129 占 폚 for 4 minutes.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 51.6nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 28.9 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.78이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle diameter of about 51.6 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure within the range of 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 28.9 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.78.

실시예Example 3 3

열고정 시간을 131℃ 3분으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 131 占 폚 for 3 minutes.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 54.5nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 28.9 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.88이었다.
The fibrils forming the three - dimensional network structure in the surface layer of the high - density polyethylene film had a particle size of about 54.5 nm and the fibrils forming the three - dimensional network structure within 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 28.9 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.88.

실시예Example 4 4

열고정 시간을 133℃ 2분으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 133 占 폚 for 2 minutes.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 54.0nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 29.0 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.86이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle diameter of about 54.0 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure within the range of 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 29.0 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.86.

실시예Example 5 5

열고정 시간을 134℃ 90초로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 134 占 폚 and 90 seconds.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 55.2nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 29.0 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.90이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle diameter of about 55.2 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure inside the surface layer in the range of 4 to 6 nm had a thinner particle diameter of about 29.0 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.90.

실시예Example 6 6

열고정 시간을 135℃ 1분으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 135 占 폚 for 1 minute.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 59.6nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 28.9 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 2.06이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle size of about 59.6 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure within the range of 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 28.9 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 2.06.

실시예Example 7 7

열고정 시간을 136℃ 30초로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat setting time was changed to 136 占 폚 for 30 seconds.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 61.5nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 29.0 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 2.12이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle size of about 61.5 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure inside the surface layer at 4 to 6 nm had a thinner particle size of about 29.0 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 2.12.

비교예Comparative Example 1 One

열고정 조건을 120℃ 1분으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 18 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 필름을 수득하였다.A high-density polyethylene film having a thickness of 18 占 퐉 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat fixing conditions were changed to 120 占 폚 for 1 minute.

고밀도 폴리에틸렌 필름의 표층에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 약 33.5nm 입경을 가졌고, 표층으로부터 4~6nm 안쪽에서 3차원 네트워크 구조를 형성한 피브릴은 보다 얇은 약 28.9 nm 입경을 가졌다. 상기 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비는 1.16이었다.
The fibrils forming the three dimensional network structure in the surface layer of the high density polyethylene film had a particle diameter of about 33.5 nm and the fibrils forming the three dimensional network structure within the range of 4 to 6 nm from the surface layer had a thinner particle diameter of about 28.9 nm. The ratio of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) was 1.16.

평가evaluation

전술한 실시예 1~7 및 비교예 1에서 수득한 필름의 물성을 하기 방법에 의해 측정하였다.The physical properties of the films obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were measured by the following methods.

막 두께: Mitutoyo 접촉 두께계를 이용하여 측정하였다.Film thickness: Measured using a Mitutoyo contact thickness meter.

통기도: 왕연식 통기도 측정 장비를 이용하여 공기 100 ㎖가 통과하는 시간으로 환산하여 측정하였다.Air permeability: The air permeability was measured in terms of the time required for 100 ml of air to pass through the use of a royal soft breathability measuring instrument.

인장강도: ASTM D882로 측정하였다.Tensile strength: Measured according to ASTM D882.

수축률: 필름을 50 x 50 mm로 자른 후 120℃에서 한 시간동안 방치한 후에 초기 면적 대비 감소한 면적에 대한 비율을 %로 나타내었다.Shrinkage ratio: The ratio of the reduced area to the initial area after leaving the film at 120 캜 for one hour after cutting the film to 50 x 50 mm was expressed in%.

실시예 1~7 및 비교예 1에서 수득한 필름은 하기 표 2에 기재된 물성을 갖는 것으로 측정되었으며, 이 중 통기도 및 찌름강도를 도 4 및 도 5의 그래프로 나타내었으며, 이들 각각에서 좌측 하단의 검정색 도트(dot)가 비교예 1에서 수득한 실험값이고, 나머지는 실시예 1~7에서 수득한 실험값을 나타낸다.The films obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were measured to have physical properties shown in the following Table 2. The air permeability and the stiffness of the films were shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, Black dots are experimental values obtained in Comparative Example 1, and remaining values are the experimental values obtained in Examples 1 to 7.

통기도
(N.Permeability)
(sec/100cc)
Ventilation
(N.Permeability)
(sec / 100cc)
찌름 강도
(N.Puncture strength)
(Gf 18um)
Sting intensity
(N.Penccture strength)
(Gf 18um)
기계방향
인장강도
(kgf/㎠)
Machine direction
The tensile strength
(kgf / cm2)
기계횡방향
인장강도
(kgf/㎠)
Machine transverse direction
The tensile strength
(kgf / cm2)
수축률(%)Shrinkage (%)
실시예 1Example 1 173173 525.5525.5 1529.91529.9 1386.81386.8 34.434.4 실시예 2Example 2 186186 548.0548.0 1634.41634.4 1393.91393.9 26.326.3 실시예 3Example 3 197197 650.4650.4 1517.01517.0 1584.61584.6 20.420.4 실시예 4Example 4 198198 600.2600.2 1516.51516.5 1346.11346.1 22.822.8 실시예 5Example 5 243243 627.2627.2 1827.71827.7 1630.91630.9 18.618.6 실시예 6Example 6 220220 619.7619.7 1636.01636.0 1573.01573.0 19.919.9 실시예 7Example 7 288288 648.4648.4 1809.71809.7 1611.81611.8 14.014.0 비교예 1Comparative Example 1 163163 476.1476.1 1167.01167.0 1079.91079.9 --

상기로부터 확인되듯이, 실시예 1~7에서 수득한 폴리올레핀 필름은 (표층 피브릴의 입경)/(내층 피브릴의 입경)의 비가 일정 수치 범위내에서 큰 값을 가질수록 통기도, 찌름강도, 기계방향 인장강도, 기계횡방향 인장강도 및 수축률이 우수한 것으로 나타났다.
As is apparent from the above, the polyolefin films obtained in Examples 1 to 7 had a large value in the range of (the particle diameter of the surface layer fibrils) / (the particle diameter of the inner layer fibrils) Directional tensile strength, transverse direction tensile strength and shrinkage ratio.

Claims (9)

피브릴이 상호 연속적으로 연결되어 3차원 네트워크 구조를 형성한 폴리에틸렌계 필름에 있어서,
(표층을 구성하는 피브릴의 입경)/(내층을 구성하는 피브릴의 입경)의 비가 1.5 내지 2.5 범위인 폴리에틸렌계 필름.
In a polyethylene film in which fibrils are mutually connected to form a three-dimensional network structure,
(The particle diameter of the fibrils constituting the surface layer) / (the particle diameter of the fibrils constituting the inner layer) is in the range of 1.5 to 2.5.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 표층을 구성하는 피브릴이 30 내지 70 nm의 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.
The method according to claim 1,
Wherein the fibrils constituting the surface layer have a particle diameter of 30 to 70 nm.
제1항에 있어서,
상기 내층을 구성하는 피브릴이 16 내지 30 nm의 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.
The method according to claim 1,
Wherein the fibrils constituting the inner layer have a particle diameter of 16 to 30 nm.
삭제delete 제1항, 제3항 및 제4항중 어느 한 항에 따른 폴리에틸렌계 필름을 기재로 하는 전기화학소자용 분리막.
A separator for an electrochemical device based on a polyethylene film according to any one of claims 1, 3 and 4.
양극, 음극, 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 분리막이 제6항에 기재된 전기화학소자용 분리막인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
1. An electrochemical device comprising an anode, a cathode, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte,
The electrochemical device according to claim 6, wherein the separator is the separator for an electrochemical device according to claim 6.
제7항에 있어서,
상기 전기화학소자가 리튬이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
8. The method of claim 7,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
폴리에틸렌계 수지를 용융 압출한 후에 열고정하고, 상기 열고정이 125 내지 135 ℃의 온도에서 15초 내지 10분동안 실시되는 것을 특징으로 하는
제1항에 기재된 폴리에틸렌계 필름의 제조방법.
Characterized in that the polyethylene-based resin is melt-extruded and then heat-set, and the heat-setting is carried out at a temperature of 125 to 135 DEG C for 15 seconds to 10 minutes
A method for producing a polyethylene film according to claim 1.
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