KR101978518B1 - Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof - Google Patents

Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101978518B1
KR101978518B1 KR1020120143811A KR20120143811A KR101978518B1 KR 101978518 B1 KR101978518 B1 KR 101978518B1 KR 1020120143811 A KR1020120143811 A KR 1020120143811A KR 20120143811 A KR20120143811 A KR 20120143811A KR 101978518 B1 KR101978518 B1 KR 101978518B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aramid
layer
poly
paper
phenylene
Prior art date
Application number
KR1020120143811A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140075455A (en
Inventor
최익선
최원정
강영식
Original Assignee
도레이케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이케미칼 주식회사 filed Critical 도레이케미칼 주식회사
Priority to KR1020120143811A priority Critical patent/KR101978518B1/en
Publication of KR20140075455A publication Critical patent/KR20140075455A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101978518B1 publication Critical patent/KR101978518B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218Synthetic macromolecular compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423Polyamide resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/494Tensile strength
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명의 제조방법은 단 한번의 제조공정으로 아라미드 다층 페이퍼 분리막을 제조할 수 있으므로, 작업성 및 경제성이 우수하다. 또한 서로 역회전하는 한 쌍의 정류롤이 설치되어 지료의 뭉침을 원천적으로 봉쇄하게 되기 때문에 균질한 품질을 확보할 수 있다.
나아가, 아라미드 페이퍼 분리막의 두께를 최소화하여 전지실장효율을 최대화할 수 있으면서, 특히 이온교환능력 및 셧-다운 능력이 강화되고 층간결합력을 강화시켜 층간박리현상을 최소화할 수 있어 대용량 고효율 전지에 적합하다.
The production method of the present invention is capable of producing an aramid multilayer paper separation membrane by a single manufacturing process, and thus is excellent in workability and economy. Further, a pair of rectifying rolls rotating in mutually opposite directions are provided to essentially block the accumulation of the stock, thereby ensuring a homogeneous quality.
Furthermore, the thickness of the aramid paper separator can be minimized to maximize the battery packaging efficiency. In particular, the ion exchange capability and the shut-down capability are enhanced and the interlayer adhesion force is enhanced to minimize the delamination phenomenon, which is suitable for high capacity and high efficiency cells .

Description

아라미드 다층 페이퍼 분리막 및 그 제조방법{Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aramid multilayer paper separator,

본 발명은 아라미드 다층 페이퍼 분리막 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 층간 결합력을 현저하게 향상시켜 두께를 줄일 수 있으면서도 이온교환능력이 극대화되며 이와 동시에 셧-다운 기능이 충분히 발휘될 수 있으면서 충전효율이 우수한 아라미드 다층 페이퍼 분리막 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an aramid multi-layered paper separation membrane and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention provides an aramid multi-layered paper separation membrane capable of remarkably improving interlaminar bond strength, The present invention relates to an aramid multi-layered paper separator which is excellent in charging efficiency while being capable of being used as a separator.

전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라, 캠코더, 휴대폰, 노트북PC 등과 같은 휴대용 전자통신 기기들이 눈부신 발전을 하고 있다. 이에 따라, 이들을 구동할 수 있는 동력원으로서 리튬 이차전지의 수요가 나날이 증가하고 있다. 특히 최근에는 단순히 휴대용 전자기기의 동력원뿐만 아니라 보다 대형 장치의 친환경 동력원으로서 전기자동차, 무정전 전원장치, 전동공구 및 인공위성 등의 응용과 관련하여 국내는 물론 일본, 유럽 및 미국 등지에서 연구개발이 활발히 진행되고 있다.With the rapid development of the electronics, communications and computer industries, portable electronic communication devices such as camcorders, mobile phones and notebook PCs are making remarkable progress. Accordingly, the demand for lithium secondary batteries as power sources capable of driving them has been increasing day by day. In recent years, research and development have been actively carried out not only in domestic but also in Japan, Europe and the United States, with regard to applications such as electric vehicles, uninterruptible power supply devices, power tools and satellites as well as power sources for portable electronic devices as well as eco- .

일반적으로 리튬 이차전지의 구조는 리튬-전이 금속 복합 산화물을 포함하는 양극, 리튬 이온을 흡장·탈리할 수 있는 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막, 및 리튬 이온의 이동을 돕는 전해질로 구성되어 있다.Generally, the structure of a lithium secondary battery is composed of a positive electrode containing a lithium-transition metal composite oxide, a negative electrode capable of intercalating and deintercalating lithium ions, a separator interposed between the positive and negative electrodes, and an electrolyte for facilitating lithium ion migration .

일반적으로 분리막의 역할은 양극과 음극을 격리하는 기능 외에 전해액을 유지시켜 높은 이온 투과성을 제공하는 것이다. 또한, 부분적인 단락 등을 원인으로 대량의 전류가 흘렀을 때 전류를 차단하기 위하여 분리막의 일부가 용융되어 기공을 막는 셧다운 기능을 갖는 분리막이 최근 제안되고 있다. 그리고 양극과 음극의 극판보다 면적을 넓게 하여 극판간의 접촉을 방지하는 기술도 제안되고 있으나, 이 경우 전지 내부 온도가 상승으로 인한 분리막의 수축을 방지하여 두 극판이 접촉하는 전지 내부 단락이 일어나지 않는 기능을 추가적으로 가져야한다. 특히 최근 추세에 따라 전지의 대형화, 고에너지 밀도화가 요구되는 리튬 이차전지는 지속적으로 고율 충방전 상태가 유지되어 전지 내 온도가 상승하게 되므로, 따라서 기존의 분리막에서 요구되는 것보다 높은 내열성과 열 안전성도 요구된다.In general, the function of the separator is not only to isolate the anode and the cathode, but also to maintain the electrolyte and provide high ion permeability. In addition, a separation membrane having a shutdown function that a part of the separation membrane is melted to block the pore to block the current when a large amount of current flows due to a partial short-circuit has recently been proposed. In addition, a technique of preventing contact between the electrode plates by increasing the area of the electrodes of the positive electrode and the negative electrode has been proposed. However, in this case, a function of preventing short- . Particularly, lithium secondary batteries, which require large-sized batteries and high energy density, are continuously maintained at a high charging / discharging state due to recent trends, so that the temperature in the battery rises. Therefore, heat resistance and thermal stability Is also required.

종래 분리막은 폴리에틸렌(PE) 혹은 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀계 고분자를 이용하여 시트로 제조한 다공성 막을 널리 사용해 왔다. 용융 온도가 130℃인 폴리에틸렌 또는 용융온도가 170℃인 폴리프로필렌으로 제조되는 분리막은 단락에 의해 전지 내에 과대한 전류가 흘렀을 때에 발생하는 발열이나 외부 요인에 의한 온도 상승에 의해 분리막 열수축/융해되고, 그것에 동반하여 미세다공이 폐쇄되므로 전류 흐름을 차단(셧다운)하는 역할을 하고 있다.Conventionally, a porous membrane made of a sheet made of a polyolefin-based polymer such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) has been widely used. The separator made of polyethylene having a melting temperature of 130 ° C or polypropylene having a melting temperature of 170 ° C is heat-shrunk / melted due to a heat generated when an excessive current flows in the battery due to a short circuit or an external factor, In conjunction with this, the micropores are closed, thereby blocking current flow (shutdown).

그러나 셧다운 특성과 함께 셧다운 후에 온도 상승이 계속된 경우의 분리막의 형상 유지력이 중요한 요소가 된다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 용융 온도 범위에서 사용되었을 때 셧다운 후에도 내외부적인 요인으로 온도 상승이 지속된다면, 분리막 자체가 용융되어 분리막 형상을 잃어버리게 되고 전극의 단락을 초래하여 위험한 상태가 된다.However, in addition to the shutdown characteristic, the shape retention of the separator when the temperature rises continuously after shutdown becomes an important factor. If the temperature rise is continued due to internal or external factors even after shutdown when used in a melting temperature range such as polyethylene or polypropylene, the separation membrane itself is melted and the separation membrane shape is lost and the electrode is short-circuited and becomes a dangerous state.

따라서, 분리막의 강도 및 물성을 향상시키기 위하여 폴리올레핀층의 양면에 아라미드 층을 점착제 및/또는 접착제로 부착한 아라미드계 분리막이 제안되었지만 점착층의 존재로 인하여 막두께가 두꺼워질 뿐 아니라 점착제의 존재로 인하여 이온교환성능이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 폴리올레핀층의 양면에 아라미드층을 캐스팅하는 분리막이 제안되었지만 이 경우 계면접착력이 떨어져 쉽게 분리되는 문제가 있었다. Therefore, in order to improve the strength and physical properties of the separator, an aramid separator having an aramid layer adhered to both sides of the polyolefin layer with an adhesive and / or an adhesive has been proposed. However, due to the presence of the adhesive layer, There is a problem that ion exchange performance is deteriorated. Accordingly, a separation membrane for casting an aramid layer on both sides of the polyolefin layer has been proposed.

한편, 아라미드계 필름형 분리막은 주로 소용량 전지의 분리막으로 사용되며, 대용량의 경우 아라미드계 페이퍼형 분리막을 사용한다. 구체적으로 도 1은 종래의 아라미드계 페이퍼형 분리막을 제조하는 쌍망식 초지기 장치로서 이를 참고하여 설명하면, 지료가 헤드박스(10)에 충전되어 있다. 헤드박스(10)에서 압출되는 지료는 끝단의 노즐을 거쳐 두 개의 롤러(21,31)와 진공탈수장치를 통과하면서 내부지지와이어망(20)과 외부이송와이어망(30)에 의해 지지되면서 시트(1) 모양으로 형성된 다음 외부이송와이어망(30)을 따라 이송되며 지필이 형성되고, 외부로 배출된다. 이렇게 형성된 지료는 하나의 습지를 이루기 때문에 상술한 바와 같은 성질을 충족하는 분리막으로 제조하기 위해서 다른 재질의 습지를 적층하여 생산하게 된다. 즉, 도 1의 장치를 사용하여 1층의 아라미드 습지를 제조하고, 이와는 별도의 공정으로 다른 1층의 아라미드 습지 및 폴리올레핀 습지를 별도로 제조한 후 상기 3개의 습지를 습부합지하고 이후 캘린더링 공정을 통해 분리막을 제조하게 된다.On the other hand, the aramid type film type separator is mainly used as a separator of a small capacity battery, and in case of a large capacity, an aramid type separator is used. More specifically, FIG. 1 illustrates a twin-screw paper machine for manufacturing a conventional aramid paper separator. Referring to FIG. 1, the head box 10 is filled with a stock material. The material to be extruded from the head box 10 is supported by the inner supporting wire net 20 and the outer feeding wire net 30 while passing through the two rollers 21 and 31 and the vacuum dewatering device through nozzles at the end, Is formed along the outer conveying wire net (30) formed in the shape of a circle (1), paper fills are formed, and is discharged to the outside. Since the formed material is a single wetland, wetlands of different materials are produced by laminating the same to produce a separation membrane satisfying the above-mentioned properties. That is, a single layer of aramid wet paper is manufactured using the apparatus of FIG. 1, and another layer of aramid wet paper and polyolefin wet paper are separately prepared, and then the three wet paper are wet-matched and then calendered To produce a membrane.

그러나, 개별습지는 최소한의 요구평량을 만족하여야 하므로 어느 정도 이상의 두께가 필수적으로 요구된다. 그 결과 3매의 습지를 제조 후 이를 습부합지하면 아라미드 페이퍼 분리막의 두께가 지나치게 두꺼워지게 되어 전지의 실장효율이 현저하게 떨어지는 문제가 발생하였다.However, since individual wetlands must meet a minimum required basis weight, a thickness somewhat greater than that required is indispensable. As a result, when three wet paper sheets are prepared and wetted, the thickness of the aramid paper separation membrane becomes excessively thick, resulting in a problem that the packaging efficiency of the battery significantly decreases.

나아가, 3매의 습지를 제조후 이를 습부합지하면 이후 캘린더링 공정을 거치더라도 층간 결합력이 약하여 비교적 쉽게 박리가 발생하는 문제가 있었다.
Furthermore, if three wet paper webs are prepared and wetted, wet paper webs are peeled off easily due to weak interlayer bonding force even after calendering.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 아라미드 페이퍼 분리막의 두께를 최소화하여 전지실장효율을 최대화할 수 있으면서, 동시에 이온교환능력 및 셧-다운 능력이 강화되고 층간결합력을 강화시켜 층간박리현상을 최소화할 수 있는 아라미드 다층 페이퍼 분리막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to minimize the thickness of the aramid paper separating membrane to maximize the cell mounting efficiency and simultaneously enhance the ion exchange capacity and shut- To provide an aramid multilayer paper separation membrane capable of minimizing delamination by enhancing the interlayer bonding force and a method of manufacturing the same.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법은 (1) 둘 이상의 구획된 지료투입구들을 구비하는 하나의 헤드박스를 포함하는 페이퍼 제조장치에 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하되 상기 성분(1)은 해도사 및 분할사 중 어느 하나 이상의 복합섬유를 포함하는 제1 지료 및 아라미드 성분을 포함하는 제2 지료를 각각 투입하는 단계; (2) 상기 헤드박스를 통해 투입된 상기 제1 지료 및 제2 지료가 각각의 지료투입구들에 연통되고 구획된 유로들을 통해 이송되는 단계; (3) 상기 둘이상의 유로에서 토출된 2 이상의 지료가 합쳐져서 하나의 노즐에서 토출되어 다층 습지를 형성하는 단계 및 (4) 상기 다층 습지를 압축하는 단계;를 포함한다.The method for producing an aramid multilayer paper separation membrane of the present invention for solving the above problems is characterized in that (1) a paper manufacturing apparatus comprising one head box having two or more partitioned feed ports is provided with at least one of polyolefin and polyester (1), wherein the component (1) comprises a first feedstock comprising one or more composite fibers and at least one second feedstock comprising an aramid component; (2) the first and second materials charged through the head box communicate with the respective material input ports and are transported through the divided channels; (3) two or more feeds discharged from the two or more flow paths are combined and discharged from one nozzle to form a multi-layer wet paper; and (4) compressing the multi-layer wet paper.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 헤드박스에 구비된 지료투입구는 3개 이상일 수 있으며, 이 경우 상기 3개 이상의 지료투입구 중 중간 지료투입구에 1 지료를 투입하고, 상하부 지료투입구에 각각 제2 지료를 투입할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the head box may have three or more feed-in ports. In this case, one of the three or more feed-in ports may be inserted into the middle- 2 We can input the material.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 지료는 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 메타-파라 아라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the second support material may comprise any one or more polymers selected from the group consisting of meta-aramid, para-aramid and meta-para-aramid.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메타-아라미드는 폴리(메타 페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m-벤즈아미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m,m'-페닐렌 벤즈아미드), 및 폴리(1,6-나프틸렌 이소프탈아미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 파라-아라미드는 폴리(파라 페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌 p,p'-비페닐디카르복사미드), 폴리(p-페닐렌 1,5-나프틸렌디카르복사미드), 폴리(트랜스, 트랜스-4,4'-도데카히드로비페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(트랜스-1,4-신남아미드), 폴리(p-페닐렌 4,8-퀴놀린디카르복사미드), 폴리(1,4-[2,2,2]-바이시클로옥틸렌 테레프탈아미드), 코폴리(p-페닐렌 4,4'-아즈옥시벤젠디카르복사미드/테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌-4,4'-트랜스-스틸벤카르복사미드) 및 폴리(p-페닐렌아세틸렌디카르복사미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 메타-파라 아라미드는 폴리(메타 페닐렌 테레프탈아미드)일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the meta-aramid is at least one selected from the group consisting of poly (metaphenylene isophthalamide), poly (m-benzamide), poly (m-phenylene isophthalamide) m'-phenylene benzamide), and poly (1,6-naphthylene isophthalamide), and the para-aramid may be at least one selected from the group consisting of poly (paraphenylene terephthalamide), poly (p-phenylene p, p'-biphenyldicarboxamide), poly (p-phenylene 1,5-naphthylene dicarboxamide), poly (trans, trans-4,4'-dodecahydro Biphenylene terephthalamide), poly (trans-1,4-cinnamamide), poly (p-phenylene 4,8-quinolinedicarboxamide), poly (1,4- [ (P-phenylene 4,4'-azoxybenzene dicarboxamide / terephthalamide), poly (p-phenylene-4,4'-trans-stilbenecarbox Meade) and poly (p- Alkenylene dicarboxylic acetylene may be at least one selected from the group consisting of carboxamide), the meta-para-aramid may be poly (meta-phenylene terephthalamide).

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈리에트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the polyolefin is at least one selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene, polybutene and polymethylpentene, and the polyester is at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate Phthalate, and polyethylene naphthalate.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 지료는 아라미드 피브리드 100 중량부에 대하여 아라미드 플록 60 ~ 200중량부를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the second material may include 60 to 200 parts by weight of aramid flock with respect to 100 parts by weight of the aramid fibrids.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 지료는 복합섬유 100중량부에 대하여 피브리드 20 ~ 70 중량부를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the first finishing material may include 20 to 70 parts by weight of fibrids with respect to 100 parts by weight of the composite fibers.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 노즐은 토출단부로 갈수록 좁아질 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the nozzle may become narrower toward the discharge end.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 유로들 중 적어도 하나 이상의 유로에 서로 반대로 회전되는 한 쌍의 정류롤을 구비할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, at least one of the flow paths may include a pair of rectifying rolls rotated in opposite directions to each other.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (4) 단계는 알칼리 감량 또는 용수감량일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the step (4) may be an alkali loss or a water loss.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 해도사 및 분할사의 길이는 1 ~ 10 ㎜일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the length of the chart and slice is 1 to 10 mm.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 극세사는 섬도가 0.01 ~ 0.2 데니어일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the microfine yarns may have a fineness of 0.01 to 0.2 denier.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하며 상기 성분(1)은 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 극세사를 포함하는 다공성 제1층 및 상기 제1층의 적어도 일면에 형성된 아라미드를 포함하는 다공성 제2층을 포함하며; 상기 제1층과 제2층 사이에 제1층 성분과 제2층 성분이 혼합된 다공성 제1 혼합층을 포함하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막을 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a polyolefin composition comprising at least one component (1) of a polyolefin and a polyester, wherein the component (1) comprises a porous first layer comprising at least one of a polyolefin and a polyester, And a porous second layer comprising an aramid formed on at least one side of the first layer; And a porous first mixed layer in which a first layer component and a second layer component are mixed between the first layer and the second layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 층은 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 메타-파라 아라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the second layer may comprise at least one polymer selected from the group consisting of meta-aramid, para-aramid and meta-paraaramide.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메타-아라미드는 폴리(메타 페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m-벤즈아미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m,m'-페닐렌 벤즈아미드), 및 폴리(1,6-나프틸렌 이소프탈아미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이고; 상기 파라-아라미드는 폴리(파라 페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌 p,p'-비페닐디카르복사미드), 폴리(p-페닐렌 1,5-나프틸렌디카르복사미드), 폴리(트랜스, 트랜스-4,4'-도데카히드로비페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(트랜스-1,4-신남아미드), 폴리(p-페닐렌 4,8-퀴놀린디카르복사미드), 폴리(1,4-[2,2,2]-바이시클로옥틸렌 테레프탈아미드), 코폴리(p-페닐렌 4,4'-아즈옥시벤젠디카르복사미드/테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌-4,4'-트랜스-스틸벤카르복사미드) 및 폴리(p-페닐렌아세틸렌디카르복사미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이며; 상기 메타-파라 아라미드는 폴리(메타 페닐렌 테레프탈아미드)일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the meta-aramid is at least one selected from the group consisting of poly (metaphenylene isophthalamide), poly (m-benzamide), poly (m-phenylene isophthalamide) m'-phenylene benzamide), and poly (1,6-naphthylene isophthalamide); The para-aramid may be selected from the group consisting of poly (paraphenylene terephthalamide), poly (p-phenylene p, p'-biphenyldicarboxamide), poly (p- , Poly (trans-trans-4,4'-dodecahydrobiphenylene terephthalamide), poly (trans-1,4-cinnamamide), poly (p-phenylene 4,8-quinolinedicarboxamide) , Poly (1,4- [2,2,2] -bicyclooctyleneterephthalamide), copoly (p-phenylene 4,4'-azoxybenzene dicarboxamide / terephthalamide), poly (p -Phenylene-4,4'-trans-stilbene carboxamide) and poly (p-phenylene acetylene dicarboxamide); The meta-para aramid may be poly (metaphenylene terephthalamide).

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈리에트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the polyolefin is at least one selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene, polybutene and polymethylpentene, and the polyester is at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate Phthalate, and polyethylene naphthalate.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 극세사는 섬도가 0.01 ~ 0.2 데니어일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the microfine yarns may have a fineness of 0.01 to 0.2 denier.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 지료는 아라미드 피브리드 100 중량부에 대하여 아라미드 플록 60 ~ 200중량부를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the second material may include 60 to 200 parts by weight of aramid flock with respect to 100 parts by weight of the aramid fibrids.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 지료는 해도사 복합섬유 100중량부에 대하여 피브리드 20 ~ 70 중량부를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the first stock material may include 20 to 70 parts by weight of fibrids with respect to 100 parts by weight of the sea-island composite fibers.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 층의 두께는 3 ~ 8㎛이고, 제1 혼합층의 두께는 0.5 ~ 5㎛이며, 제2 층의 두께는 3 ~ 8㎛일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the thickness of the first layer is 3 to 8 탆, the thickness of the first mixed layer is 0.5 to 5 탆, and the thickness of the second layer is 3 to 8 탆 .

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 층이 형성된 제1 층의 타면에 아라미드를 포함하는 다공성 제3층을 포함하며; 상기 제1층과 제3층 사이에 제1층 성분과 제3층 성분이 혼합된 다공성 제2 혼합층을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the second layer includes a porous third layer including aramid on the other side of the first layer; And a porous second mixed layer in which a first layer component and a third layer component are mixed between the first layer and the third layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 두께는 12 ~ 20㎛이며 인장강도는 2200gf/15mm 이상이며, 통기도는 50 ~ 300sec/100ml 이고 저항값은 0.5 ~ 1.5Ω일 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the thickness of the aramid multilayer paper separation membrane is 12 to 20 μm, the tensile strength is 2200 gf / 15 mm or more, the air permeability is 50 to 300 sec / 100 ml and the resistance value is 0.5 to 1.5 Ω .

이하, 본 발명에 사용된 용어를 정의한다.Hereinafter, terms used in the present invention will be defined.

"플록"이라 함은 스테이플 섬유보다 더 짧은 길이의 섬유를 의미한다. 플록의 길이는 약 0.5 내지 약 15 mm이고 직경은 4 내지 50 마이크로미터이며, 바람직하게는 길이는 1 내지 12 mm이고 직경은 8 내지 40 마이크로미터일 수 있다. 아라미드 플록은 예를 들어 미국등록특허 제3,063,966호, 제3,133,138호, 제3,767,756호 및 제3,869,430호에 기재된 방법에 의해 제조된 것과 같이 유의한 또는 임의의 피브릴화 없이 아라미드 섬유를 짧은 길이로 절단하여 제조될 수 있다.&Quot; Flock " refers to fibers of shorter length than staple fibers. The length of the flocs is from about 0.5 to about 15 mm and the diameter is from 4 to 50 micrometers, preferably from 1 to 12 mm in length and from 8 to 40 micrometers in diameter. Aramid floc can be produced by cutting aramid fibers to short lengths without significant or optional fibrillization, such as those produced by the methods described in U.S. Patent Nos. 3,063,966, 3,133,138, 3,767,756 and 3,869,430 .

"피브리드"라 함은 비(非)과립형의 펄프 또는 필름-유사 입자를 의미한다. 바람직하게는, 이의 융점 또는 분해점이 320 ℃를 초과할 수 있다. 피브리드는 평균 길이가 0.5 내지 2 mm이고 종횡비는 15:1 내지 50:1이다. 미국 특허 제3,018,091호에 개시된 유형의 피브리드화 장치를 사용하는 것을 포함하고, 중합체 용액이 단일 단계로 침전 및 전단되는 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다.
The term "fibrids" refers to non-granular pulp or film-like particles. Preferably, the melting point or decomposition point thereof may exceed 320 ° C. The fibrids have an average length of 0.5 to 2 mm and an aspect ratio of 15: 1 to 50: 1. Including the use of a fibridation apparatus of the type disclosed in U.S. Patent No. 3,018,091, and any method in which the polymer solution is precipitated and sheared in a single step.

본 발명의 제조방법은 단 한번의 제조공정으로 아라미드 다층 페이퍼 분리막을 제조할 수 있으므로, 작업성 및 경제성이 우수하다. 또한 서로 역회전하는 한 쌍의 정류롤이 설치되어 지료의 뭉침을 원천적으로 봉쇄하게 되기 때문에 균질한 품질을 확보할 수 있다.The production method of the present invention is capable of producing an aramid multilayer paper separation membrane by a single manufacturing process, and thus is excellent in workability and economy. Further, a pair of rectifying rolls rotating in mutually opposite directions are provided to essentially block the accumulation of the stock, thereby ensuring a homogeneous quality.

나아가, 아라미드 페이퍼 분리막의 두께를 최소화하여 전지실장효율을 최대화할 수 있으면서, 특히 이온교환능력 및 셧-다운 능력이 강화되고 층간결합력을 강화시켜 층간박리현상을 최소화할 수 있어 대용량 고효율 전지에 적합하다.Furthermore, the thickness of the aramid paper separator can be minimized to maximize the battery packaging efficiency. In particular, the ion exchange capability and the shut-down capability are enhanced and the interlayer adhesion force is enhanced to minimize the delamination phenomenon, which is suitable for high capacity and high efficiency cells .

도 1은 종래기술에 의한 아라미드 다층 페이퍼 분리막 제조장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 아라미드 다층 페이퍼 분리막 제조장치의 모식도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명에 의한 제조장치에 설치된 정류롤의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제조장치에서 정류롤이 설치된 유로 부분의 유체 흐름을 유선을 통해 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 단면도이다.
1 is a schematic view of an apparatus for producing an aramid multilayer paper separation membrane according to the prior art.
2 is a schematic view of an apparatus for producing an aramid multilayer paper separation membrane according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a portion A shown in Fig.
4 is a perspective view of a rectifying roll installed in the manufacturing apparatus according to the present invention.
5 is a schematic view showing a flow of fluid in a flow path portion provided with a rectifying roll in a manufacturing apparatus according to the present invention through a wire.
6 is a cross-sectional view of an aramid multilayer paper separation membrane according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

상술한 바와 같이, 종래의 아라미드계 페이퍼형 분리막은 개별습지를 제조하고 이를 습부합지한 후 캘린더링 하여 제조되는데, 이 경우 개별습지는 최소한의 요구평량을 만족하여야 하므로 어느 정도 이상의 두께가 필수적으로 요구된다. 그 결과 3매의 습지를 제조 후 이를 습부합지하면 아라미드 페이퍼 분리막의 두께가 지나치게 두꺼워지게 되어 전지의 실장효율이 현저하게 떨어지는 문제가 발생하였다.
As described above, the conventional aramid paper type separation membrane is manufactured by preparing an individual wet paper, calibrating the same, and then calendering. In this case, since the individual wet paper must satisfy the minimum required basis weight, Is required. As a result, when three wet paper sheets are prepared and wetted, the thickness of the aramid paper separation membrane becomes excessively thick, resulting in a problem that the packaging efficiency of the battery significantly decreases.

이에 본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법은 (1) 둘 이상의 구획된 지료투입구들을 구비하는 하나의 헤드박스를 포함하는 페이퍼 제조장치에 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하되 상기 성분(1)은 해도사 및 분할사 중 어느 하나 이상의 복합섬유를 포함하는 제1 지료 및 아라미드 성분을 포함하는 제2 지료를 각각 투입하는 단계; (2) 상기 헤드박스를 통해 투입된 상기 제1 지료 및 제2 지료가 각각의 지료투입구들에 연통되고 구획된 유로들을 통해 이송되는 단계; (3) 상기 둘이상의 유로에서 토출된 2 이상의 지료가 합쳐져서 하나의 노즐에서 토출되어 다층 습지를 형성하는 단계 및 (4) 상기 다층 습지를 감량하여 다층 습지 내부에 극세사를 형성하는 단계;를 포함하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 단 한번의 제조공정으로 아라미드 다층 페이퍼 분리막을 제조할 수 있으므로, 작업성 및 경제성이 우수하다. 나아가, 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 층간 결합력을 현저하게 향상시켜 분리막의 두께를 줄일 수 있으므로 전지의 실장효율을 현저하게 개선할 수 있다. 또한 기공도가 향상되고, 이온교환능력이 극대화되며 이와 동시에 셧-다운 기능이 충분히 발휘될 수 있으면서 충전효율이 높아 대용량의 고효율 전지에 적용될 수 있다.
Accordingly, the method for producing an aramid multilayer paper separation membrane of the present invention comprises the steps of (1) a paper manufacturing apparatus comprising one head box having two or more partitioned feed openings, and at least one component (1) of polyolefin and polyester, The component (1) comprises a first feedstock comprising at least one of composite chart fibers and split fibers, and a second feedstock comprising an aramid component; (2) the first and second materials charged through the head box communicate with the respective material input ports and are transported through the divided channels; (3) two or more feeds discharged from the two or more flow paths are combined and discharged from one nozzle to form a multi-layer wet paper, and (4) the multi-layer wet paper is reduced to form micro- And solved the above-mentioned problem. As a result, the aramid multilayer paper separating membrane can be produced by a single manufacturing process, and therefore, workability and economy are excellent. Further, since the interlaminar bond strength of the aramid multi-layer paper separation membrane manufactured by the manufacturing method of the present invention can be remarkably improved to reduce the thickness of the separation membrane, the packaging efficiency of the battery can be remarkably improved. In addition, the porosity is improved, the ion exchange capacity is maximized, the shut-down function can be sufficiently exhibited, and the charging efficiency is high, so that the battery can be applied to a high-capacity high-efficiency battery.

먼저, 본 발명에 사용될 수 있는 바람직한 페이퍼 제조장치를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2를 참고하면, 본 발명에 의한 제조장치는 지료가 압출되도록 지료 유로(111,112,113)가 형성되고 그 유로(111,112,113) 끝단이 좁아져 노즐(N)이 형성된 헤드박스(100)와, 상기 헤드박스(100)로부터 압출되는 지료를 상하에서 지지하는 와이어망(120,130)과, 상기 와이어망(120,130)을 순환시키는 다수개의 롤러(121,131)로 구성된다. 여기서, 상기 헤드박스(100)는 압출되는 지료가 다층의 습지로 형성되도록 다수개의 유로(111,112,113)로 구획되고, 그 중 적어도 하나 이상의 유로를 통과하여 아라미드 습지가 토출되되, 상기 유로들 중 중간층을 이루게 되는 중간 유로에 서로 반대 방향으로 회전되는 정류롤(400,500)이 설치된다. 즉, 본 발명에서 큰 특징은 다층 분리막 페이퍼(300)를 제조하기 위한 헤드박스(100)에 있다. 따라서 도 1에 도시된 와이어망(120,130)에 대한 구동 부분은 생략하여 도시하였다.First, a preferable paper making apparatus that can be used in the present invention will be described with reference to FIG. 2, the manufacturing apparatus according to the present invention includes a head box 100 having feed channels 111, 112, and 113 formed therein so as to extrude landfills and narrowed ends of the channels 111, 112, and 113 to form a nozzle N, And a plurality of rollers 121 and 131 for circulating the wire net 120 and 130. Here, the head box 100 is divided into a plurality of flow paths 111, 112, and 113 so that the material to be extruded is formed into a multi-layered wet paper, and the aramid wet paper is discharged through at least one of the flow paths, There are provided rectifying rolls 400 and 500 which are rotated in mutually opposite directions on the intermediate flow path to be formed. That is, a major feature of the present invention resides in the head box 100 for manufacturing the multilayered separator paper 300. Therefore, the driving parts for the wire net 120 and 130 shown in FIG. 1 are omitted.

상기 헤드박스(100)는 3개의 각 여과부(101a,102a,103a)를 갖는 컨테이너(101,102,103)가 형성되어 있으며, 3개의 컨테이너(101,102,103)로부터 나오는 각각의 지료가 3개의 유로(111,112,113)를 통과하여 끝단의 노즐(N)로 압출된다. 3개의 유로(111,112,113)를 이루게 되는 유로케이스(200)는 외관 패널이 길게 이루어져 있고, 그 외관 패널 내부가 3 개의 유로를 구획하도록 격벽(210,220)이 형성되어 있다. 유로케이스(200)와 격벽(210,220)은 서로 일정한 각도로 그 거리가 줄어들어 도 3에 도시된 노즐(N)에서 끝나도록 설치된다. 따라서 각 컨테이너(101,102,103)에 있는 각각의 지료들은 서로 다른 유로(111,112,113)를 통과하여 노즐(N)로 압출된다. 압출된 각 지료들은 노즐(N) 끝에서 합쳐져 와이어망(120,130) 사이에 들어가서 와이어망(120,130)과 함께 롤러(121,131)의 회전력에 의해 이송되어 결국 다층 습지를 제조하게 된다. 특히 중간유로(112)에는 서로 역회전 하는 한 쌍의 정류롤(400,500)이 설치되어 있는데, 유로(112)가 노즐방향으로 갈수록 좁아지기 때문에 노즐(N)에서 가까운 롤(400)의 직경이 작게 형성되어 있다.
The head box 100 is formed with containers 101, 102 and 103 having three respective filtration sections 101a, 102a and 103a. Each of the three feeds from the three containers 101, 102 and 103 passes through three flow passages 111, 112 and 113 And is extruded to the nozzle (N) at the end. The flow path case 200 constituting the three flow paths 111, 112 and 113 has a long outer panel, and barrier ribs 210 and 220 are formed in the outer panel to partition the three flow paths. The distance between the flow path case 200 and the barrier ribs 210 and 220 is reduced at a certain angle with respect to each other, and is set to end at the nozzle N shown in FIG. Therefore, the respective materials in the respective containers 101, 102 and 103 pass through different flow paths 111, 112 and 113 and are extruded into the nozzles N. [ Each of the extruded stocks is joined at the end of the nozzle N and enters between the wire nets 120 and 130 to be transported by the rotational force of the rollers 121 and 131 together with the wire nets 120 and 130 to produce a multi-layer wet paper. In particular, a pair of rectifying rolls 400 and 500 which rotate in opposite directions are provided in the intermediate flow path 112. Since the flow path 112 is narrowed toward the nozzle side, the diameter of the roll 400 near the nozzle N is small Respectively.

도 3을 참고하면, 노즐(N) 부분이 확대되어 있다. 유로케이스(200)는 두 개의 격벽(210,220)에 의해 3개의 유로(111,112,113)로 구획되고 그 3유로(111,112,113)의 노즐(N) 끝단의 틈새거리는 도시된 바와 같이 La, Lb, Lc로 설치할 때나 그 이후에 변경이 가능하도록 구성된다. 이 틈새거리(La, Lb, Lc)를 조절함으로써 토출(압출)되는 제품의 특성과 두께를 조절할 수 있게 되는 것이다.3, the portion of the nozzle N is enlarged. The flow path case 200 is divided into three flow paths 111, 112 and 113 by two partition walls 210 and 220 and a gap distance between the ends of the nozzles N of the three flow paths 111, 112 and 113 is set to La, Lb and Lc And is configured to be changeable thereafter. By adjusting the clearances La, Lb and Lc, the characteristics and thickness of the discharged (extruded) product can be adjusted.

여기서, 중간 컨테이너(102)에는 제1 지료(폴리올레핀 등)을 공급하고, 상부와 하부 컨테이너(101,103)에는 제2 지료(아라미드)를 공급하여 압출하면, 노즐(N)로 제1 지료와 제2 지료가 압출되면서 다층 습지를 형성하게 된다. 여기서 중간 컨테이너(121)에 공급되는 제1 지료에는 정류롤(400,500)이 설치되어 뭉치는 것이 방지되기 때문에 노즐(N)을 빠져 나올 때 균질한 품질을 갖게 되는 것이다.Here, when the first stock material (polyolefin or the like) is supplied to the intermediate container 102 and the second stock material (aramid) is supplied to the upper and lower containers 101 and 103 to be extruded, As the material is extruded, a multi-layered wetland is formed. Here, since the first stock material supplied to the intermediate container 121 is provided with the rectifying rolls 400 and 500 and is prevented from being bundled, the homogeneous quality is obtained when the nozzle N exits.

노즐(N)을 통해 토출되는 다층습지는 도 2에 도시된 바와 같이 두 롤러(121,131) 사이로 압출되는 동시에 와이어망(120,130)들에 의해 안내되어 이송되고 이송되면서 건조되어 제조된다. 즉 헤드박스(100)의 구성을 달리하여 다층의 분리막 페이퍼(300)를 한 대의 장비를 사용하여 단 한 번의 공정을 제조가 완료되는 것이다.The multi-layered wet paper discharged through the nozzles N is extruded between the two rollers 121 and 131 as shown in FIG. 2, and guided by the wire nets 120 and 130 to be transported and transported and dried. That is, the manufacturing process of the multi-layered separator paper 300 is completed by using one piece of equipment by differentiating the structure of the head box 100.

여러 번의 실험에 의하면 상술한 노즐의 틈새거리(La, Lb, Lc)를 조절하여 여러 품질의 분리막 페이퍼를 생산했다. 그에 따르면 틈새거리인 La, Lb, Lc의 비율이 4:2:4 ~ 3:4:3 내에서 조절하는 것이 바람직함을 알게 되었다.According to several experiments, the gap distance (La, Lb, Lc) of the nozzle was adjusted to produce various quality separator paper. According to the results, it was found that the ratio of the clearances La, Lb and Lc should be controlled within the range of 4: 2: 4 to 3: 4: 3.

더불어, 지료가 투입되어 압력을 받게 되는 컨테이너(101,102,103)의 압력을 조절함으로써 혼합층의 두께나 특성을 변화시킬 수 있다. 즉 중간유로(112)의 속도를 늘려주거나 줄여줌으로써 혼합층을 조절하여 중간결합력을 향상시킬 수 있게 된다. 또한 와이어망(120,130)의 속도비를 조정하여 각 층의 지료가 섞이는 혼합층을 조절할 수 있다.
In addition, the thickness and characteristics of the mixed layer can be changed by controlling the pressures of the containers 101, 102, That is, by increasing or decreasing the speed of the intermediate flow path 112, it is possible to improve the intermediate bonding force by adjusting the mixed layer. Also, the mixing ratio of the materials of the respective layers can be adjusted by adjusting the speed ratio of the wire nettings 120 and 130.

한편, 도 4를 참고하면, 정류롤(400,500)의 모습을 볼 수 있다. 정류롤(400,500)의 긴 파이프 형태에 다수개의 구멍(400a)이 균일하게 형성되어 있는 것이다. 그 구멍(400a)들을 통하여 지료가 들어가고 나가게 된다. 게다가 정류롤(400,500)의 일정한 속도로 회전되기 때문에 지료가 뭉치는 것을 방지하게 되고 그 회전속도를 잘 조절하면 균일한 흐름을 유지하게 된다. 즉 도 5를 참고하면, 서로 반대로 회전하는 한 쌍의 정류롤(400,500)을 설치함으로써 정류롤(400,500)의 구멍(400a)을 통하여 지료가 출입하면서 지료 뭉침이 방지되고, 난류(turbulence)가 줄어들어 통로(111,112,113)를 따라 흐르는 지료 속도의 프로파일이 균일해진다. 이렇게 흐름을 조절하게 되면, 노즐(N) 테두리에서 장섬유가 축적되어 종이의 결점을 발생시키는 것을 방지하게 된다. 또한 롤(400)과 롤(400) 사이에서 생기게 되는 소용돌이의 불균일한 흐름을 방지하기 위하여 정류롤(400,500)을 서로 역회전시키는 동시에 회전속도를 지료의 유속에 25~60% 범위로 유지하여 운전한다.
Referring to FIG. 4, the shape of the rectifying rolls 400 and 500 can be seen. A plurality of holes 400a are uniformly formed in the shape of a long pipe of the rectifying rolls 400 and 500. [ The material enters and leaves through the holes 400a. In addition, since it is rotated at a constant speed of the rectifying rolls (400, 500), the accumulation of the stocks is prevented, and if the rotation speed is controlled well, uniform flow is maintained. That is, referring to FIG. 5, by providing a pair of rectifying rolls 400 and 500 that rotate in opposite directions, the accumulation of the stock is prevented and the turbulence is reduced through the holes 400a of the rectifying rolls 400 and 500 The profile of the stock velocity flowing along the passages 111, 112 and 113 becomes uniform. When the flow is adjusted in this way, long fibers are accumulated at the edge of the nozzle (N) to prevent defects of the paper from being generated. Further, in order to prevent uneven flow of vortex generated between the roll 400 and the roll 400, the rectifying rolls 400 and 500 are rotated in opposite directions to each other while maintaining the rotation speed in the range of 25 to 60% do.

다음, 본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막 제조방법을 상술한 본 발명의 페이퍼 제조장치를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, a method for manufacturing an aramid multi-layered paper separation membrane of the present invention will be described with reference to the above-described paper making apparatus of the present invention.

먼저, (1) 단계로서 둘 이상의 구획된 지료투입구들을 구비하는 하나의 헤드박스를 포함하는 페이퍼 제조장치에 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하되 상기 성분(1)은 해도사 및 분할사 중 어느 하나 이상의 복합섬유를 포함하는 제1 지료 및 아라미드 성분을 포함하는 제2 지료를 각각 투입한다. 본 발명은 복수개의 습지를 제조한 후 이를 습부합지하는 것이 아니라 최초 페이퍼 제조장치에서 아라미드 습지 및 폴리올레핀 등의 습지가 합지되어 다층 습지로 토출되는 것이다. 따라서, 본 발명에 사용될 수 있는 페이퍼 제조장치는 둘 이상의 구획된 지료투입구들을 구비하는 하나의 헤드박스를 포함한다.First, in step (1), a paper manufacturing apparatus including one head box having two or more divided paper input ports includes at least one component (1) of a polyolefin and a polyester, wherein the component (1) And a second stock material containing an aramid component are put into each of the first fiber bundle and the second fiber bundle. In the present invention, a plurality of wetlands are produced, and then the wet paper such as aramid wet paper, polyolefin, Thus, a paper making apparatus that can be used in the present invention includes one head box having two or more compartmented filling inlets.

각각의 구획된 지료투입구(101b, 102b, 103b)를 포함하는 컨테이너(101, 102, 103)에 제1 지료 및 제2 지료를 각각 투입한다. 투입되는 제1 지료 및 제2 지료는 팬펌프(미도시)를 통해 각각의 지료투입구에 투입될 수 있다. 한편, 본 발명은 제1 지료와 제2 지료를 투입하는 구성을 포함하나, 이하에서는 제1 지료를 중앙 투입구(102b)에 투입하고 제2 지료를 각각 제1 지료의 상하부에 위치하는 투입구(101b, 103b)에 투입하는 구성을 중심으로 설명하기로 한다.The first and second stocks are loaded into the containers 101, 102, and 103, respectively, including the respective divided stock input ports 101b, 102b, and 103b. The charged first and second stocks can be introduced into the respective charge input ports through a fan pump (not shown). In the following description, the first and second materials are charged into the central charging port 102b, and the second charging materials are respectively disposed in the upper and lower portions of the first charging material 101b , 103b will be mainly described.

바람직하게는 본 발명의 제1 지료에 사용될 수 있는 물질은 통상적으로 분리막에 사용되는 고분자 다공성 막에 사용될 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 제1 지료는 폴리올레핀 및 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀은 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈리에트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Preferably, the materials that can be used in the first feedstock of the present invention can be used without limitation as long as they can be used in polymeric porous membranes conventionally used in separation membranes. Preferably, the first feedstock is a polyolefin and a polyester And the like. The polyolefin preferably includes at least one selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene, polybutene and polymethylpentene, and the polyester may be at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate Etoro. ≪ / RTI >

이 경우 상기 제1 지료는 폴리올레핀 및 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 피브리드 및/또는 플록을 포함할 수 있다.In this case, the first feedstock may comprise fibrids and / or flocs comprising one or more materials selected from the group consisting of polyolefins and polyesters.

나아가, 본 발명의 제1 지료는 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 해도사 및 분할사 중 어느 하나 이상의 복합섬유를 포함한다. 상기 해도사 및/또는 분할사는 이후 감량단계를 거쳐 최종 분리막에 극세사의 형태로 남게되며 이를 통해 분리막의 기공도 및 이온교환능력을 현저하게 향상시키고 충전효율을 현저하게 개선하여 대용량 고효율 전지에 적합할 수 있게 한다.Further, the first stock material of the present invention includes one or more composite fibers of a sea chart yarn and a split yarn comprising at least one of polyolefin and polyester. The chart and / or sliced yarn is then left in the form of microfine yarn in the final separation membrane through a reduction step, thereby remarkably improving the porosity and ion exchange ability of the separation membrane and remarkably improving the charging efficiency, thereby being suitable for a large capacity high efficiency battery I will.

바람직하게는 상기 복합섬유가 해도사인 경우 극세사로 되는 도성분은 분리막 성분인 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분을 포함하며, 해성분은 이후 알칼리 감량 또는 용수감량이 가능하도록 알칼리 이용해성 폴리머 및/또는 수용성 폴리머를 포함할 있다. 이 때 사용될 수 있는 알칼리 이용해성 폴리머는 통상적으로 극세사를 제조하기 위해 사용되는 것으로서 알칼리 용액에 용출될 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며 바람직하게는 통상적으로 널리 사용되는 폴리에스테르계 이용해성 폴리머 또는 폴리에스테르계 수용성 폴리머를 사용할 수 있다. 해도사의 총섬도는 1 ~ 10 데니어일 수 있고 단사섬도는 0.01 ~ 0.2 데니어일 수 있으며 도성분의 개수는 9 ~ 700개일 수 있다.Preferably, when the composite fiber is a chart paper, the microparticles contain at least one component selected from the group consisting of polyolefins and polyesters as a separation membrane component, and the marine components are then subjected to an alkali-soluble polymer and / Or a water-soluble polymer. The alkali-soluble polymer which can be used at this time is not particularly limited as long as it is usually used for producing microfibers and can be eluted into an alkali solution, and is preferably a commonly used polyester-based usable polymer or polyester A water-soluble polymer may be used. The total fineness of sea water can be from 1 to 10 denier, the single filament fineness can be from 0.01 to 0.2 denier, and the number of island components can be from 9 to 700.

분할사의 경우 역시 이후 알칼리 감량 또는 용수감량이 가능하도록 알칼리 이용해성 폴리머 및/또는 수용성 폴리머를 포함할 있음은 해도사와 동일하다. 이 때 바람직한 분할사의 총섬도는 1 ~ 10 데니어일 수 있고 단사섬도는 0.2 ~ 0.8 데니어일 수 있으며 도성분의 개수는 4 ~ 40 개일 수 있다.In the case of the split yarn, it is also the same as the sea chart in which the alkali-soluble polymer and / or the water-soluble polymer is used so as to enable reduction in the amount of alkali or water loss. In this case, the total fineness of the preferred split yarns may be 1 to 10 denier, the single yarn fineness may be 0.2 to 0.8 denier, and the number of the component components may be 4 to 40.

상기 복합섬유의 길이는 1 ~ 10㎜일 수 있다. 만일 복합섬유의 길이가 1 ㎜ 미만이면 수중 분산성은 양호해지나 기계적 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 10 ㎜를 초과하면 페이퍼 제조 공정상 섬유의 분산이 용이하지 않아 양호한 지합의 페이퍼를 제조하지 못해 분리막으로 이용 시 쇼트발생등의 결함을 야기할 수 있다.The length of the composite fiber may be 1 to 10 mm. If the length of the conjugate fiber is less than 1 mm, the dispersibility in water is good, but the mechanical strength may deteriorate. If the length is more than 10 mm, the fibers are not easily dispersed in the paper making process, If it is not used as a separation membrane, it may cause defects such as short-circuit.

바람직하게는 상기 제1 지료는 통상의 지료성분에 대하여 폴리올레핀 및 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 물질 및 해도사/및 또는 분할사를 포함할 수 있다. Preferably, the first backing may comprise one or more materials selected from the group consisting of polyolefins and polyesters and / or marine and / or divider relative to conventional soil components.

한편, 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분은 복합섬유 100 중량부에 대하여 피브리드 20 ~ 70 중량부를 포함를 포함할 수 있다. 만일 피브리드의 함량이 70 중량부를 초과하면 분리막의 통기도 및 이온교환능 등이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 20 중량부 미만이면 바인딩 효과가 저하되어 기계적 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, any one or more components of the polyolefin and the polyester may include 20 to 70 parts by weight of fibrids with respect to 100 parts by weight of the composite fibers. If the content of the fibrids exceeds 70 parts by weight, the permeability and the ion exchange capacity of the membrane may be deteriorated. If the content of the fibrids is less than 20 parts by weight, the binding effect may be deteriorated and mechanical strength may be deteriorated.

한편, 본 발명에 사용되는 제1 지료 및 제2 지료는 통상적으로 지료성분에 포함될 수 있는 물, 계면활성제 등을 포함할 수 있다.
On the other hand, the first and second materials to be used in the present invention may include water, a surfactant, and the like, which may ordinarily be included in the soil component.

본 발명에 사용되는 제2 지료는 아라미드 성분을 포함한다. 구체적으로 본 발명에 사용된 바와 같이, 아라미드란 용어는 아미드(-CONH-) 연결기의 85% 이상이 2개의 방향족 고리에 직접 결합되어 있는 폴리아미드를 뜻한다. 아라미드와 함께 첨가제가 사용될 수 있고, 10중량% 이하 정도의 다른 중합체 물질이 아라미드와 블렌딩될 수 있거나, 아라미드의 디아민이 다른 디아민 10중량% 정도로 치환되거나 또는 아라미드의 이산 클로라이드가 다른 이산 클로라이드 10중량% 정도로 치환된 공중합체가 사용될 수 있다. 이를 위하여 바람직하게는 상기 아라미드 성분은 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 메타-파라 아라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있다.The second feedstock used in the present invention comprises an aramid component. Specifically, as used herein, the term aramid refers to a polyamide in which at least 85% of the amide (-CONH-) linkages are directly bonded to two aromatic rings. Additives may be used with the aramid, up to about 10% by weight of other polymeric materials may be blended with the aramid, or the diamine of the aramid may be replaced by about 10% by weight of the other diamine, or the diacid chloride of the aramid may be mixed with 10% May be used. To this end, the aramid component may comprise at least one polymer selected from the group consisting of meta-aramid, para-aramid and meta-paraaramide.

바람직하게는 상기 메타-아라미드는 폴리(메타 페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m-벤즈아미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m,m'-페닐렌 벤즈아미드), 및 폴리(1,6-나프틸렌 이소프탈아미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 파라-아라미드는 폴리(파라 페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌 p,p'-비페닐디카르복사미드), 폴리(p-페닐렌 1,5-나프틸렌디카르복사미드), 폴리(트랜스, 트랜스-4,4'-도데카히드로비페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(트랜스-1,4-신남아미드), 폴리(p-페닐렌 4,8-퀴놀린디카르복사미드), 폴리(1,4-[2,2,2]-바이시클로옥틸렌 테레프탈아미드), 코폴리(p-페닐렌 4,4'-아즈옥시벤젠디카르복사미드/테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌-4,4'-트랜스-스틸벤카르복사미드) 및 폴리(p-페닐렌아세틸렌디카르복사미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 메타-파라 아라미드는 폴리(메타 페닐렌 테레프탈아미드)일 수 있다.Preferably, the meta-aramid is selected from the group consisting of poly (metaphenylene isophthalamide), poly (m-benzamide), poly (m-phenylene isophthalamide), poly (m, m'-phenylenebenzamide) And poly (1,6-naphthylene isophthalamide), and the para-aramid may be at least one selected from the group consisting of poly (paraphenylene terephthalamide), poly (p-phenylene p, p ' (Biphenyl dicarboxamide), poly (p-phenylene 1,5-naphthylene dicarboxamide), poly (trans, trans-4,4'-dodecahydrobiphenylene terephthalamide), poly Poly (1,4- [2,2,2] -bicyclooctyleneterephthalamide), poly (p-phenylene 4,8-quinolinedicarboxamide) Poly (p-phenylene-4,4'-trans-stilbene carboxamide) and poly (p-phenylene 4,4'-azoxybenzene dicarboxamide / terephthalamide) Acetylenedicarboxylic acid) Which may be equal to or greater than one, the metadata property is selected from the group para-aramid may be poly (meta-phenylene terephthalamide).

바람직하게는 상기 제2 지료는 아라미드 피브리드 및/또는 아라미드 플록을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 아라미드 피브리드 100 중량부에 대하여 아라미드 플록 60 ~ 200 중량부를 포함할 수 있다. 만일 아라미드 플록의 함량이 60 중량부 미만이면 분리막의 투기도 및 강도저하 문제가 발생할 수 있다. 200 중량부 이상이면 기계적 강도저하 및 두께가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
Preferably, the second material may comprise aramid fibrids and / or aramid flocs, more preferably 60 to 200 parts by weight of aramid flock relative to 100 parts by weight of the aramid fibrids. If the content of the aramid floc is less than 60 parts by weight, the permeability and strength of the membrane may be deteriorated. If the amount is more than 200 parts by weight, the mechanical strength may decrease and the thickness may increase.

다음, (2) 단계로서 상기 헤드박스를 통해 투입된 상기 제1 지료 및 제2 지료가 각각의 지료투입구들에 연통되고 구획된 유로들을 통해 이송된다. 본 발명에서 구획된 유로는 유로들이 독립적으로 구성되거나 하나의 유로 내부에 격벽이 형성되어 투입되는 지료들이 혼합되지 않는 구성을 모두 포함한다. Next, as the step (2), the first stock and the second stock charged through the head box are communicated to the respective material inlets and conveyed through the divided passages. The flow path defined in the present invention includes all of the constitutions in which the flow paths are formed independently or the barrier ribs are formed in one flow path so that the supplied materials are not mixed.

바람직하게는 제1 지료는 중앙유로(112)를 통해 이송되고, 제2 지료는 각각 중앙유로(112)의 상하부에 형성된 유로(111, 113)을 통해 이송된다. 이 때 제1 지료는 정류롤(400, 500)을 통해 지료가 뭉치는 것이 방지될 수 있으면서 난류가 줄어들어 지류 속도의 프로파일이 균일해질 수 있다. 상기 정류롤(400, 500)은 중앙유로(112)에만 도시되었지만 다른 유로(111, 113) 역시 정류롤이 설치될 수 있다.
Preferably, the first stock material is conveyed through the central passage 112, and the second stock material is conveyed through the oil passages 111 and 113 formed at the upper and lower portions of the central passage 112, respectively. At this time, the first material can be prevented from accumulating through the rectifying rolls (400, 500), and the turbulence can be reduced, so that the profile of the feed velocity can be made uniform. Although the rectifying rolls 400 and 500 are shown only in the central flow path 112, other flow paths 111 and 113 may also be provided with a rectifying roll.

다음, (3) 단계로서 상기 둘이상의 유로에서 토출된 2 이상의 지료가 합쳐져서 하나의 노즐에서 토출되어 다층 습지를 형성한다. 구체적으로 제1 지료와 제2 지료는 쉽게 형태가 변형될 수 있는 상태이므로 상기 제1 지료와 제2 지료가 좁은 노즐유로에서 합지되는 경우 압력 등에 의하여 제1 지료층과 제2 지료층 사이에 두 성분이 혼합된 혼합층이 형성된다. 상기 형성된 혼합층을 통해 층간 결합력 및 강도를 현저하게 상승시킬 수 있으며, 분리막의 두께를 줄일 수 있다. 이를 통해 전지의 실장효율을 현저하게 향상시켜 고용량 전지에 유용하게 사용할 수 있게 된다. 한편, 상기 혼합층의 두께는 투입되는 지료들의 압력, 유로와 노즐의 직경차이, 노즐의 토출속도, 와이어망의 속도 등을 조절하여 적절하게 조절할 수 있다.
Next, in step (3), the two or more materials discharged from the two or more flow paths are combined and discharged from one nozzle to form a multi-layer wet paper. Specifically, since the first material and the second material can be easily deformed, when the first material and the second material are joined together in a narrow nozzle flow path, a pressure difference between the first and second materials A mixed layer in which the components are mixed is formed. The interlayer bonding force and strength can be remarkably increased through the formed mixed layer, and the thickness of the separation membrane can be reduced. As a result, the mounting efficiency of the battery is remarkably improved, and the battery can be usefully used in a high capacity battery. On the other hand, the thickness of the mixed layer can be appropriately adjusted by adjusting the pressure of the charged materials, the diameter of the flow path and the diameter of the nozzle, the discharge speed of the nozzle, and the speed of the wire net.

다음 (4) 단계로서 상기 다층 습지를 압축하여 분리막을 제조한다. 본 발명에 적용될 수 있는 압축방법은 캘린더링 공정일 수 있으며, 이 경우 압축온도가 250 ~ 320℃에서 선압은 50 ~ 400kgf/cm 에서 캘린더링 공정을 수행할 수 있다.
In the next step (4), the multi-layer wet paper is compressed to produce a separation membrane. The compression method that can be applied to the present invention may be a calendering process in which the calendering process can be performed at a compression temperature of 250-320 ° C and a line pressure of 50-400 kgf / cm.

이후, 바람직하게는 (5) 단계로서 상기 제조된 분리막을 감량처리하여 분리막 내부에 극세사를 형성한다. 이 때 바람직한 감량수단은 사용된 복합섬유의 이용해성 폴리머 및/또는 수용성 폴리머의 종류에 따라 알칼리 수용액과 용수처리를 적절하게 사용할 수 있다. 만일 알칼리 수용액 처리하는 경우에는 1 ~ 5% 수산화 나트륨 수용액으로 처리하여 이용해서 폴리머를 용출시킬 수 있다. 이를 통해 제조된 극세사의 단사섬도는 0.01 ~ 0.2 데니어일 수 있다. Thereafter, preferably, in step (5), the produced separation membrane is subjected to a reduction treatment to form a microfiber in the separation membrane. At this time, depending on the kind of the usable polymer and / or the water-soluble polymer of the conjugated fiber used, the aqueous solution and the water treatment may be suitably used. If an aqueous alkaline solution is used, the polymer can be eluted using a 1-5% aqueous sodium hydroxide solution. The monofilament fineness of the microfine yarn thus produced may be 0.01-0.2 denier.

또한, 상기 (5) 단계는 (4) 단계 이전에 수행하는 것 역시 가능하다. 이 경우 다층 습지의 제조 후 감량공정을 거치고 이후 다층습지를 압축하여 분리막을 제조하게 된다.
Also, the step (5) may be performed before the step (4). In this case, after the production of the multi-layered wetland, it is subjected to the reduction process and then the multi-layered wetland is compressed to produce the membrane.

상술한 제조방법을 통해 제조된 본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막은 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하며 상기 성분(1)은 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 극세사를 포함하는 다공성 제1층 및 상기 제1층의 적어도 일면에 형성된 아라미드를 포함하는 다공성 제2층을 포함하며; 상기 제1층과 제2층 사이에 제1층 성분과 제2층 성분이 혼합된 다공성 제1 혼합층을 포함한다. The aramid multilayer paper separation membrane of the present invention produced by the above-described production method comprises at least one component (1) of a polyolefin and a polyester, and the component (1) comprises at least one of polyolefin And a porous second layer comprising a first layer and an aramid formed on at least one side of the first layer; And a porous first mixed layer in which a first layer component and a second layer component are mixed between the first layer and the second layer.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아라미드 다층 페이퍼 분리막(300)의 단면도로서, 제1층(301)의 상하부에 제1 혼합층(304) 및 제2 혼합층(305)가 형성되며, 상기 제1 혼합층(304)의 상부에 제2층(302)가 형성된다. 또한 제2 혼합층(305)의 하면에 제3층(303)이 형성된다.6 is a cross-sectional view of an aramid multi-layered paper separating film 300 according to an embodiment of the present invention in which a first mixed layer 304 and a second mixed layer 305 are formed on upper and lower portions of a first layer 301, A second layer 302 is formed on the first mixed layer 304. The third layer 303 is formed on the lower surface of the second mixed layer 305.

먼저, 제1층(301)은 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하는 다공성 층으로서 내부에 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나의 성분을 포함하는 극세사를 포함한다. 상기 제1층은 통상적으로 전지용 페이퍼 분리막에 사용되는 고분자 층일 수 있으며, 본 발명에서는 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 극세사를 더 포함하는데 특징이 있다. 이를 통해 분리막의 기공도 및 이온교환능력을 현저하게 향상시키고 충전효율을 현저하게 개선하여 대용량 고효율 전지에 적합할 수 있게 된다.First, the first layer 301 is a porous layer containing at least one component (1) of a polyolefin and a polyester, and includes a microfiber layer containing any one of polyolefin and polyester components therein. The first layer may be a polymer layer commonly used in a paper separating film for a battery. In the present invention, the first layer may further include a micro-fiber including at least one of polyolefin and polyester. As a result, the porosity and the ion exchange capacity of the separator can be remarkably improved and the charging efficiency can be remarkably improved, so that the separator can be suitably used for a large capacity high efficiency battery.

바람직하게는 상기 제1층(301) 내에 상기 극세사를 50 ~ 90 중량%를 포함할 수 있다. 만일 극세사의 함량이 50 중량% 미만이면 투기도 저하 발생할 수 있고, 90 중량%를 초과하면 피브리드에 의한 결합효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.Preferably, the first layer 301 contains 50 to 90% by weight of the microfibers. If the content of the microfine yarns is less than 50% by weight, the lowering of the air permeability may occur. If the content is more than 90% by weight, the binding effect of fibrids may be deteriorated.

본 발명에 사용되는 극세사는 단사섬도가 0.01~0.2 데니어일 수 있다. 만일 단사섬도가 0.01 데니어 섬유의 강직도(Stiffness)가 저하되어 페이퍼 내의 구조가 파괴되는 문제가 발생할 수 있고, 0.2 데니어를 초과하면 분리막 자체의 공극체적 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.The microfine yarn used in the present invention may have a single yarn fineness of 0.01 to 0.2 denier. If the monofilament fineness is less than 0.01 denier, the stiffness of the denier fiber may be lowered and the structure in the paper may be destroyed. If the denier exceeds 0.2 denier, the pore volume of the separation membrane itself may decrease.

바람직하게는 극세사의 길이는 1 ~ 10㎜일 수 있다. 만일 길이가 1 ㎜ 미만이면 역학적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 10 ㎜를 초과하면 섬유가 뭉쳐 양호한 지합을 형성하지 못하기 때문에 이온 교환 시 불균일성이 생기는 문제가 발생할 수 있다.Preferably, the length of the microfibers can be 1 to 10 mm. If the length is less than 1 mm, the mechanical characteristics may be deteriorated. If the length is more than 10 mm, the fibers may aggregate to form a satisfactory result, which may result in nonuniformity in ion exchange.

본 발명에서 제1층의 두께는 바람직하게는 3 ~ 8㎛일 수 있다.
In the present invention, the thickness of the first layer may preferably be 3 to 8 占 퐉.

다음 제2층(302) 및 제3층(303)를 설명한다. 본 발명에서 제2층(302) 및 제3층(303) 모두 아라미드 성분을 포함하는 층으로서 제2층(302) 및 제3층(303)은 서로 동일하거나 상이한 성분일 수 있다. 구체적인 아라미드 성분은 상술한 바와 같다. 제2층 및 제3층의 두께는 각각 3 ~ 8 ㎛일 수 있다.
Next, the second layer 302 and the third layer 303 will be described. In the present invention, both the second layer 302 and the third layer 303 include a layer containing an aramid component, and the second layer 302 and the third layer 303 may be the same or different components. Specific aramid components are as described above. The thicknesses of the second layer and the third layer may each be 3 to 8 탆.

다음, 제1 혼합층(304) 및 제2 혼합층(305)에 대해 설명한다. 본 발명에서 제1 혼합층(304)은 제1층(301)과 제2층(302)의 성분이 혼합된 것이며, 제2 혼합층(305)는 제1층(301)과 제3층(303)의 성분이 혼합된 것이다. 구체적으로 상술한 제조과정에서 제1 지료와 제2 지료는 쉽게 형태가 변형될 수 있는 상태이므로 상기 제1 지료와 제2 지료가 좁은 노즐유로에서 합지되는 경우 압력 등에 의하여 제1 지료층과 제2 지료층 사이에 두 성분이 혼합된 혼합층이 형성된다. 상기 형성된 혼합층을 통해 층간 결합력을 현저하게 상승시킬 수 있다. 상기 혼합층의 두께는 투입되는 지료들의 압력, 유로와 노즐의 직경차이, 노즐의 토출속도, 와이어망의 속도 등을 조절하여 적절하게 조절할 수 있게 된다.Next, the first mixed layer 304 and the second mixed layer 305 will be described. The first mixed layer 304 is a mixture of the components of the first layer 301 and the second layer 302 and the second mixed layer 305 is a mixture of the first layer 301 and the third layer 303, Are mixed. Specifically, in the manufacturing process described above, the first and second finishing materials can be easily deformed. Therefore, when the first and second finishing materials are lapped in a narrow nozzle flow path, A mixed layer in which two components are mixed is formed between the ground layer and the ground layer. The interlayer coupling force can be remarkably increased through the formed mixed layer. The thickness of the mixed layer can be appropriately adjusted by adjusting the pressure of the charged materials, the diameter of the flow path and the diameter of the nozzle, the discharge speed of the nozzle, and the speed of the wire net.

상기 제1 혼합층(304) 및 제2 혼합층(305)의 두께는 적절하게 조절될 수 있으며, 바람직하게는 2 ~ 5㎛일 수 있다. 만일 혼합층의 두께가 2㎛ 미만이면 층간 결합력 저하가 발생할 수 있고 5㎛ 이상이면 중간층이 비율이 충분하지 않아 셧-다운 기능을 상실할 가능성이 있다.The thickness of the first mixed layer 304 and the second mixed layer 305 may be appropriately adjusted, and may be preferably 2 to 5 탆. If the thickness of the mixed layer is less than 2 mu m, the interlayer coupling force may decrease. If the thickness of the mixed layer is more than 5 mu m, the middle layer may not have a sufficient ratio and the shut-down function may be lost.

본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 두께는 제1층의 양면에 아라미드층을 형성하는 경우 25㎛ 미만이며, 25㎛ 초과하면 이차전지의 크기를 현저히 증대시켜 고용량 전지에 적용하기 어려울 수도 있다.The thickness of the aramid multilayer paper separation membrane of the present invention is less than 25 μm when the aramid layer is formed on both sides of the first layer. If the aramid multilayer paper separation membrane is more than 25 μm, the size of the secondary battery may be significantly increased.

한편, 이상에서는 5층구조를 중심으로 설명하였지만, 제3층이 존재하지 않는 경우 3층구조가 형성될 수 있다. 나아가, 본 발명의 분리막의 층간 또는 층상에 다양한 층을 더 삽입하거나 다양한 물질을 더 첨가하는 것 역시 당업자에게 자명한 것이다. While the five-layer structure has been described above, a three-layer structure can be formed when the third layer is not present. Further, it is also apparent to those skilled in the art to further insert various layers or to add various materials on or between the layers of the separator of the present invention.

본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 두께는 12 ~ 20㎛이며 인장강도는 2200gf/15mm 이상이며, 통기도는 50 ~ 300sec/100ml 이고 저항값은 0.5~ 1.5Ω일 수 있다.The thickness of the aramid multilayer paper separation membrane of the present invention is 12 to 20 μm, the tensile strength is 2200 gf / 15 mm or more, the air permeability is 50 to 300 sec / 100 ml, and the resistance value is 0.5 to 1.5 Ω.

이를 통해 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 층간 결합력을 현저하게 향상시키고 분리막의 두께를 줄일 수 있으므로 전지의 실장효율을 현저하게 개선할 수 있다. 또한 이온교환능력이 극대화되며 이와 동시에 셧-다운 기능이 충분히 발휘될 수 있으면서 충전효율이 높아 대용량의 고효율 전지에 적용될 수 있다.
As a result, the interlaminar bond strength of the aramid multilayer paper separation membrane can be remarkably improved and the thickness of the separation membrane can be reduced, thereby significantly improving the packaging efficiency of the battery. In addition, the ion exchange capacity is maximized, and at the same time, the shut-down function can be sufficiently exhibited and the charging efficiency is high, so that it can be applied to a high-capacity high-efficiency battery.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the structure and effect of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, this embodiment is only an example for explaining the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

고유점도 0.62의 폴리에스테르 도프(PET Dope)를 제조하였고, 피브리드 제조 장치를 이용하여 여수도 250ml인 폴리에스테르 펄프(피브리드)를 제조하였다. A polyester dope (PET Dope) having an intrinsic viscosity of 0.62 was prepared, and a polyester pulp (fibrid) having a freeness of 250 ml was prepared using a fibrid production apparatus.

해면이 알칼리 이용해성 co-PET이고 도면이 PET로 구성된 4데니어의 해도사(도성분의 개수 150개)를 제조한 후 섬유장이 3mm가 되도록 제단하여 단섬유화하였다. 도성분의 섬도는 0.02 데니어였다. 이후 물에 상기 피브리드와 해도사를 2 : 8의 중량비로 혼합하고 이를 물에 대하여 4중량%가 되도록 첨가하여 제1 지료를 제조하였다.
The sea surface was made of alkali co-PET and the drawing was made of PET and 4 denier chart paper (number of islands 150) was made, and the fiber length was shortened to 3 mm to make short fibers. The fineness of the island component was 0.02 denier. Then, the fibrids and chart marks were mixed in water at a weight ratio of 2: 8, and the mixture was added so as to be 4 wt% with respect to water to prepare a first finishing material.

(2) 제2 지료의 제조(2) Manufacture of second material

고유점도 1.5의 메타아라미드(폴리 메타 페닐렌 이소프탈아미드) 도프(mA Dope)를 제조하였고, 피브릴 제조장치를 이용하여 여수도(Canadian Standard Freeness)가 150ml인 메타아라미드 피브리드(Fibrid)를 제조하였다. 제조된 피브리드는 습식 부직포 제조 공정성 향상 및 최종 제품인 분리막의 물리적 특성 향상을 위하여 리파이너(Double Disk Refiner)를 이용하여 0.8% 농도로 고해를 실시하여 피브리드의 여수도를 80ml로 조정하였다.A meta-aramid (polymethaphenylene isophthalamide) dope (mA Dope) having an intrinsic viscosity of 1.5 was prepared and a meta-aramid fibrid having a Canadian Standard Freeness of 150 ml was manufactured using a fibril production apparatus Respectively. The prepared fibrids were adjusted to 0.8% concentration using a double disk refiner to improve the processability of the wet nonwoven fabric and to improve the physical properties of the final separator, thereby adjusting the freeness of the fibrids to 80 ml.

한편 동일 폴리머를 이용하여 2.0데니어의 섬유를 생산 한 후 섬유장이 3mm가 되도록 제단하여 플럭(Floc)을 제조하였으며, 이 플럭의 강도는 5.3g/de이고 신도는 35%였다. On the other hand, a 2.0 denier fiber was produced by using the same polymer, and then floc was produced by cutting the fiber length to 3 mm. The strength of the floc was 5.3 g / de and elongation was 35%.

이후 물에 상기 피브리드와 플록을 6 : 4의 중량비로 혼합하고 이를 물에 대하여 4중량%가 되도록 첨가하여 제2 지료를 제조하였다.
Then, the fibrids and flocs were mixed in water at a weight ratio of 6: 4, and the resultant mixture was added so as to be 4 wt% with respect to water to prepare a second feedstock.

(3) 아라미드 페이퍼 분리막의 제조(3) Preparation of aramid paper separator

상기 제1 지료 및 제2 지료를 각각 도 2의 페이퍼 제조장치에 투입하였다. 제1 지료는 중앙 투입구(102b)에 투입하고, 제2 지료는 상하단의 투입구들(101b, 103b)에 각각 투입하였다. 도 3의 토출구의 Lb : La : Lc의 두께비를 3.5 : 3 : 3.5로 조절하고 이를 토출하였다. 토출된 다층습지의 내부에 제1 혼합층 및 제2 혼합층이 생성되었다. 이후, 캘린더에서 온도 290℃, 선압 200kgf/cm로 열 압축 가공하여 분리막을 제조한 후 3% NaOH용액에 30분 침지하여 해도사의 해면을 용출 시켜 두께가 16㎛인 아라미드 페이퍼 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막에서는 혼합층이 관찰되었다.
The first stock and the second stock were put into the paper making apparatus of Fig. 2, respectively. The first stock material was charged into the central charging port 102b and the second stock material was charged into the charging ports 101b and 103b at the upper and lower ends, respectively. The thickness ratio of Lb: La: Lc in the discharge port of FIG. 3 was adjusted to 3.5: 3: 3.5 and discharged. A first mixed layer and a second mixed layer were formed in the discharged multilayer wet paper. Thereafter, the membrane was thermally compressed and processed at a temperature of 290 ° C and a linear pressure of 200 kgf / cm on a calender to prepare a separation membrane. The separation membrane was immersed in 3% NaOH solution for 30 minutes to prepare an aramid paper separation membrane having a thickness of 16 μm. Mixed layers were observed in the prepared membranes.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

실시예 1의 해도사를 대신하여 용출면이 CO-PET이고 불용출면이 PET(모노사의 섬도가 0.4 데니어)로 구성된 4데니어급의 분할사(분할면의 개수 10개)를 제조한 후 섬유장이 3mm가 되도록 제단하여 단섬유화하고 이를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 18㎛인 아라미드 페이퍼 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막에서는 혼합층이 관찰되었다.
A four-denier split yarn (10 split faces) having an elongation plane of CO-PET and an insoluble output face of PET (0.4 denier of mono yarn) was produced in place of the sea chart of Example 1, 3 mm in thickness to obtain a short fiber, and the same procedure as in Example 1 was carried out to prepare an aramid paper separating membrane having a thickness of 18 탆. Mixed layers were observed in the prepared membranes.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

실시예 1의 제2 지료에서 PET 피브리드 50중량%와 PET 단섬유 50%(강도 4.5g/de, 신도는 30%, 1.5데니어, 섬유길이 3mm)를 혼합하여 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 20㎛인 아라미드 페이퍼 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막에서는 혼합층이 관찰되었다.
Except that 50 wt% of PET fibrids and 50 wt% of PET staple fibers (strength: 4.5 g / de, elongation: 30%, 1.5 denier, fiber length: 3 mm) were mixed in the second stock material of Example 1 1 to prepare an aramid paper separating membrane having a thickness of 20 탆. Mixed layers were observed in the prepared membranes.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

비교예 1의 제1 지료 및 제2 지료를 이용하여 3개의 헤드박스를 가지는 장망식 멀티레이어 초지기에 투입하여 분리막을 제조하였다. 그러나 각각의 헤드박스에서 사출되어 생산되는 최소 평량 한계에 기인하여 합지된 분리막의 최종 목표 평량인 25g/m2으로 생산하지 못하고, 상층부와 하층부는 평량 20g/m2으로, 중간층은 평량 25g/m2으로 와이어에 사출 한 후 제조된 각각의 습지를 겹쳐 원지를 제조 한후 실시예 1과 동일하게 열압착을 실시하여 두께가 50㎛ 인 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막에서는 혼합층이 관찰되지 않았다.
The separator was prepared by charging the multilayer paper machine having three head boxes using the first and second materials of Comparative Example 1. However, due to the minimum weight limit produced by each headbox, it is not possible to produce 25 g / m 2 of the final target weights of the laminated membranes. The upper and lower layers have a basis weight of 20 g / m 2 and the middle layer has a basis weight of 25 g / m 2 2 , and then each wet paper produced is superimposed on the paper to prepare a paper sheet Pressure separation was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a separation membrane having a thickness of 50 탆. No mixed layer was observed in the prepared membrane.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

비교예 1의 제1지료에 사용된 폴리에스테르 단섬유와 제2지료에 사용된 메타아라미드 플럭 및 단섬유를 각각 4:3:3으로 혼합하여 지료를 조성하였고, 이를 하나의 헤드박스를 가지는 장망식 초지기 헤드박스에 투입하여 평량 25g/m2으로 원지를 제조한 후 실시예와 동일한 조건으로 열압착하여 두께 24㎛의 분리막을 제조하였다.
The polyester staple fibers used in Comparative Example 1 and the meta-aramid flocks and staple fibers used in the second staple were mixed in a ratio of 4: 3: 3, respectively. The paper was put into a head box of a paper machine to prepare a base paper having a basis weight of 25 g / m 2 and thermally compressed under the same conditions as those of the examples to prepare a 24 탆 thick separator.

<실험예><Experimental Example>

상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 분리막에 대하여 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The following properties of the membranes of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated, and the results are shown in Table 1.

1. 기본물성1. Basic Properties

두께 D5947-96, 인장강도와 신장율 ASTM D882, 수축율 ASTM D1204, 투기도 ASTM D726, 저항 ASTM D7148 방법으로 측정하였다. 저항값의 역수값이 이온교환능력을 의미한다.
Thickness D5947-96, tensile strength and elongation ASTM D882, shrinkage ASTM D1204, air permeability ASTM D726, resistance ASTM D7148. The inverse value of the resistance value means the ion exchange ability.

2. 셧다운 기능 및 열안정성2. Shutdown function and thermal stability

실시예 및 비교예들에 의해 각각 제조된 분리막들의 셧다운 기능 및 열안정성을 간접적으로 확인하기 위해 각 분리막들을 이용하여 이차전지들을 각각 제조하고 이들 이차전지들에 200℃까지 열을 부여하면서 전지의 내부 저항을 각각 측정하였다. 20℃에서의 이차전지 내부 저항에 대한 140℃에서의 이차전지 내부 저항의 비율이 4 이상인 경우 셧다운 기능이 있는 것으로 간주하였고, 140℃에서 170℃로 온도가 상승할 때까지 이차전지의 내부 저항이 떨어지지 않을 경우 제1차 열안정성이 있는 것으로 판단하였으며, 170℃에서 200℃로 온도가 상승할 때까지도 이차전지의 내부 저항이 떨어지지 않을 경우 제2차 열안정성이 있는 것으로 판단하였다.
In order to indirectly confirm the shutdown function and the thermal stability of the separators prepared respectively in Examples and Comparative Examples, secondary batteries were manufactured using each of the separators and heat was applied to the secondary batteries to 200 ° C, Respectively. The secondary battery internal resistance at 20 캜 was considered to have a shutdown function when the ratio of the secondary battery internal resistance at 140 캜 was 4 or more and the internal resistance of the secondary battery until the temperature rises from 140 캜 to 170 캜 It was judged that there was a first thermal stability. When the internal resistance of the secondary battery did not decrease even after the temperature rises from 170 ° C to 200 ° C, it was judged that the secondary thermal stability was present.

  실시예1Example 1 실시예2Example 2 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 두께(um)Thickness (um) 1616 1818 2020 5050 2424 기공도(%)Porosity (%) 5858 4949 4444 3535 4242 통기도(sec/100ml)Air permeability (sec / 100ml) 8080 230230 440440 11501150 380380 인장강도(gf/15mm)Tensile strength (gf / 15 mm) 23102310 24702470 25002500 36003600 13501350 신장율(%)Elongation (%) 9.39.3 8.28.2 9.59.5 8.88.8 4.94.9 저항(Ω)Resistance (Ω) 0.550.55 0.90.9 1.51.5 3.73.7 1.91.9 셧 다운 기능Shutdown function XX 1차 열안정성Primary thermal stability 2차 열안정성Secondary thermal stability

표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 ~ 2의 분리막은 비교예 2, 3의 분리막에 비하여 두께, 기공도, 통기도, 인장강도, 저항값, 셧다운 기능 및 열안정성이 모두 현저하게 우수함을 확인할 수 있다. 또한 극세사를 포함하지 않은 비교예 1에 비하여 두께가 더욱 얇으면서도 낮은 저항값은 및 높은 기공도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
As can be seen from Table 1, the membranes of Examples 1 and 2 of the present invention are significantly superior to the membranes of Comparative Examples 2 and 3 in thickness, porosity, air permeability, tensile strength, resistance value, shutdown function and thermal stability can confirm. Also, it can be confirmed that the thickness is thinner and the resistance value is low and the porosity is high as compared with Comparative Example 1 which does not include microfine yarn.

본 발명의 아라미드 다층 페이퍼 분리막 전지 분야, 특히 고용량 2차 전지의 분리막으로 널리 이용될 수 있다.
Can be widely used in the field of the aramid multilayer paper separator cell of the present invention, particularly as a separation membrane of a high capacity secondary battery.

100 : 헤드박스 101,102,103 : 컨테이너
111,112,113 : 통로 120, 130 : 와이어망
121,131 : 롤러 200 : 통로케이스
210,220 : 격벽 300 : 다층 분리막 페이퍼
400, 500 : 정류롤
100: Headbox 101, 102, 103: Container
111, 112, 113: Passages 120, 130:
121, 131: roller 200: passage case
210, 220: partition wall 300: multilayer separator paper
400, 500: Rectification roll

Claims (21)

(1) 3개 이상의 구획된 지료투입구들을 구비하는 하나의 헤드박스를 포함하는 페이퍼 제조장치에 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하되 상기 성분(1)은 해도사 및 분할사 중 어느 하나 이상의 복합섬유를 포함하는 제1 지료 및 아라미드 성분을 포함하는 제2 지료를 각각 투입하는 단계;
(2) 상기 헤드박스를 통해 투입된 상기 제1 지료 및 제2 지료가 각각의 지료투입구들에 연통되고 구획된 유로들을 통해 이송되는 단계;
(3) 상기 둘이상의 유로에서 토출된 2 이상의 지료가 합쳐져서 하나의 노즐에서 토출되어 다층 습지를 형성하는 단계; 및
(4) 상기 다층 습지를 압축하는 단계;를 포함하고,
상기 3개 이상의 구획된 지료투입구 중 중간 지료투입구에 제1 지료를 투입하고, 상하부 지료투입구에 각각 제2 지료를 투입하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
(1) A paper making apparatus comprising one head box having three or more divided paper input ports, comprising at least one component (1) of a polyolefin and a polyester, wherein the component (1) And a second stock comprising an aramid component, the method comprising:
(2) the first and second materials charged through the head box communicate with the respective material input ports and are transported through the divided channels;
(3) combining the two or more feeds discharged from the two or more flow paths to form a multi-layer wet paper by being discharged from one nozzle; And
(4) compressing the multi-layered wetland,
Wherein a first feedstock is charged into an intermediate material input port of the three or more divided feed ports, and a second feedstock is fed into the upper and lower feed ports, respectively.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 지료는 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 메타-파라 아라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second support comprises at least one polymer selected from the group consisting of meta-aramid, para-aramid, and meta-para-aramid.
제4항에 있어서,
상기 메타-아라미드는 폴리(메타 페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m-벤즈아미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 폴리(m,m'-페닐렌 벤즈아미드), 및 폴리(1,6-나프틸렌 이소프탈아미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The meta-aramid may be selected from the group consisting of poly (m-phenylene isophthalamide), poly (m-benzamide), poly (m-phenylene isophthalamide) 1,6-naphthylene isophthalamide, and 1,6-naphthylene isophthalamide. The method for producing an aramid multilayer paper separation membrane according to claim 1,
제4항에 있어서,
상기 파라-아라미드는 폴리(파라 페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌 p,p'-비페닐디카르복사미드), 폴리(p-페닐렌 1,5-나프틸렌디카르복사미드), 폴리(트랜스, 트랜스-4,4'-도데카히드로비페닐렌 테레프탈아미드), 폴리(트랜스-1,4-신남아미드), 폴리(p-페닐렌 4,8-퀴놀린디카르복사미드), 폴리(1,4-[2,2,2]-바이시클로옥틸렌 테레프탈아미드), 코폴리(p-페닐렌 4,4'-아즈옥시벤젠디카르복사미드/테레프탈아미드), 폴리(p-페닐렌-4,4'-트랜스-스틸벤카르복사미드) 및 폴리(p-페닐렌아세틸렌디카르복사미드)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The para-aramid may be selected from the group consisting of poly (paraphenylene terephthalamide), poly (p-phenylene p, p'-biphenyldicarboxamide), poly (p- , Poly (trans-trans-4,4'-dodecahydrobiphenylene terephthalamide), poly (trans-1,4-cinnamamide), poly (p-phenylene 4,8-quinolinedicarboxamide) , Poly (1,4- [2,2,2] -bicyclooctyleneterephthalamide), copoly (p-phenylene 4,4'-azoxybenzene dicarboxamide / terephthalamide), poly (p -Phenylene-4,4'-trans-stilbenecarboxamide) and poly (p-phenylene acetylene dicarboxamide). The present invention relates to a process for producing an aramid multilayer paper separation membrane Way.
제4항에 있어서,
상기 메타-파라 아라미드는 폴리(메타 페닐렌 테레프탈아미드)인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the meta-para-aramid is poly (metaphenylene terephthalamide).
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈리에트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polyolefin is at least one selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene, polybutene and polymethylpentene, and the polyester is selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate Wherein the at least one aramid multi-layered paper separating film has a thickness of 100 mu m or more.
제1항에 있어서,
상기 제2 지료는 아라미드 피브리드 100 중량부에 대하여 아라미드 플록 60 ~ 200중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second finishing material comprises 60 to 200 parts by weight of aramid flakes with respect to 100 parts by weight of the aramid fibrids.
제1항에 있어서,
상기 복합섬유 100중량부에 대하여 피브리드 20 ~ 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the composite fiber comprises 20 to 70 parts by weight of fibrids with respect to 100 parts by weight of the composite fibers.
제1항에 있어서,
상기 노즐은 토출단부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nozzle is narrowed toward the discharge end.
제1항에 있어서,
상기 유로들 중 적어도 하나 이상의 유로에 서로 반대로 회전되는 한 쌍의 정류롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
And a pair of rectifying rolls rotated in opposite directions to at least one of the flow paths.
제1항에 있어서,
상기 (3) 단계와 (4) 단계 사이 또는 (4) 단계 이후 상기 복합섬유를 감량하여 극세사를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of forming the microfiber by reducing the amount of the composite fibers after the step (3), the step (4), or the step (4).
제1항에 있어서,
상기 해도사 및 분할사의 길이는 1 ~ 20㎜인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the length of the chart and division yarns is 1 to 20 mm.
제1항에 있어서,
상기 (4) 단계 이후 아라미드 다층 페이퍼 분리막 열압착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of thermally pressing the aramid multilayer paper separation membrane after the step (4).
폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 성분(1)을 포함하며 상기 성분(1)은 폴리올레핀 및 폴리에스테르 중 어느 하나 이상의 극세사를 포함하는 다공성 제1층 및
상기 제1층의 적어도 일면에 형성된 아라미드를 포함하는 다공성 제2층을 포함하며;
상기 제1층과 제2층 사이에 제1층 성분과 제2층 성분이 혼합된 다공성 제1 혼합층을 포함하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
(1) comprising at least one of a polyolefin and a polyester, wherein the component (1) comprises a porous first layer comprising at least one of a polyolefin and a polyester,
And a porous second layer comprising an aramid formed on at least one side of the first layer;
And a porous first mixed layer in which a first layer component and a second layer component are mixed between the first layer and the second layer.
제16항에 있어서,
상기 극세사는 섬도가 0.01 ~ 0.2 데니어인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
17. The method of claim 16,
Wherein the microfine fiber has a fineness of 0.01 to 0.2 denier.
제16항에 있어서,
상기 제2 층은 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 메타-파라 아라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
17. The method of claim 16,
Wherein the second layer comprises at least one polymer selected from the group consisting of meta-aramid, para-aramid, and meta-paraaramide.
제16항에 있어서,
상기 제1 층의 두께는 3 ~ 8㎛이고, 제1 혼합층의 두께는 0.5 ~ 5㎛이며, 제2 층의 두께는 3 ~ 8㎛인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
17. The method of claim 16,
Wherein the thickness of the first layer is 3 to 8 占 퐉, the thickness of the first mixed layer is 0.5 to 5 占 퐉, and the thickness of the second layer is 3 to 8 占 퐉.
제16항에 있어서,
상기 제2 층이 형성된 제1 층의 타면에 아라미드를 포함하는 다공성 제3층을 포함하며; 상기 제1층과 제3층 사이에 제1층 성분과 제3층 성분이 혼합된 다공성 제2 혼합층을 더 포함하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
17. The method of claim 16,
And a porous third layer comprising aramid on the other side of the first layer having the second layer formed thereon; Further comprising a porous second mixed layer in which a first layer component and a third layer component are mixed between the first layer and the third layer.
제20항에 있어서,
상기 아라미드 다층 페이퍼 분리막의 두께는 12 ~ 20㎛이며 인장강도는 2200gf/15mm 이상이며, 통기도는 50 ~ 300sec/100ml 이고 저항값은 0.5 ~ 1.5Ω인 것을 특징으로 하는 아라미드 다층 페이퍼 분리막.
21. The method of claim 20,
Wherein the aramid multilayer paper separation membrane has a thickness of 12 to 20 탆, a tensile strength of 2200 gf / 15 mm or more, an air permeability of 50 to 300 sec / 100 ml, and a resistance value of 0.5 to 1.5 Ω.
KR1020120143811A 2012-12-11 2012-12-11 Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof KR101978518B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143811A KR101978518B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143811A KR101978518B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140075455A KR20140075455A (en) 2014-06-19
KR101978518B1 true KR101978518B1 (en) 2019-05-14

Family

ID=51128172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120143811A KR101978518B1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101978518B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101940168B1 (en) * 2016-05-12 2019-01-18 삼성에스디아이 주식회사 Lithium metal battery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355734A2 (en) 1988-08-18 1990-02-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Cross-directional distribution of additives in synthetic papers

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3923593A (en) * 1971-12-03 1975-12-02 Beloit Corp Multiple ply web former with divided slice chamber
KR100971110B1 (en) * 2007-06-06 2010-07-20 데이진 가부시키가이샤 Separator for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
KR101988051B1 (en) * 2012-12-06 2019-06-11 도레이케미칼 주식회사 Manufacturing apparatus having evener rolls for Aramid separator having multi-layer
KR102036803B1 (en) * 2012-12-11 2019-10-25 도레이케미칼 주식회사 Multilayer aramid paper seperator and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355734A2 (en) 1988-08-18 1990-02-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Cross-directional distribution of additives in synthetic papers

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140075455A (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5747095B2 (en) Laminated body, capacitor separator and capacitor
US7977260B2 (en) Separator for an electric double layer capacitor
US6730439B2 (en) Heat-resistant separator
JP5706214B2 (en) Separator
KR20080063792A (en) Process for producing microporous polyethylene film and separator for cell
EP2837496A1 (en) Multi-layered porous film, electrical cell separator, and electrical cell
US10173403B2 (en) Aramid resin film laminate and method for producing the same
JPH09213296A (en) Separator for battery and battery
EP3090455B1 (en) Multilayer separator
JP3142692B2 (en) Battery separator and method for producing the same
US20210288382A1 (en) Substrate for lithium ion battery separators and lithium ion battery separator
JP5449369B2 (en) Separator, electric double layer capacitor, battery, and laminate
EP2979855B1 (en) Laminate and method for producing same
JP2006501091A (en) Aramid paper laminate
KR101978518B1 (en) Multilayer aramid paper separator and manufacturing method thereof
KR102036803B1 (en) Multilayer aramid paper seperator and manufacturing method thereof
JP2010115919A (en) Composite structure and separator for electronic component including the same
JP5049092B2 (en) Capacitor separator and capacitor
JP2010239028A (en) Separator for electric storage device
JPH0778608A (en) Battery separator and manufacture thereof
KR101988051B1 (en) Manufacturing apparatus having evener rolls for Aramid separator having multi-layer
JP2011108593A (en) Composite sheet, method of manufacturing the same, and electrical and electronic component using the same
TW201320107A (en) Aramid-polyolefin laminate
JP2007242584A (en) Separator for electronic component
KR101972171B1 (en) Manufacturing apparatus for Aramid separator having multi-layer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant