KR102206190B1 - A multi-layer separator and a method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은, 제1 폴리올레핀을 포함하는 제1 다공층; 및 상기 제1 다공층의 적어도 일면에 위치하고, 제2 폴리올레핀에 가교성 화합물이 그라프트된 고분자의 가교체, 및 제3 폴리올레핀을 포함하는 제2 다공층;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 다공층의 접촉면에서 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조를 가지는 다층 분리막 및 그 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention, a first porous layer comprising a first polyolefin; And a second porous layer located on at least one surface of the first porous layer and including a crosslinked product of a polymer in which a crosslinkable compound is grafted to a second polyolefin, and a third polyolefin; and the first and second A multilayer separator having a structure in which at least a part of the second porous layer penetrates into the first porous layer in the thickness direction on the contact surface of the porous layer, and a method of manufacturing the same.

Description

다층 분리막 및 그 제조방법{A MULTI-LAYER SEPARATOR AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}A multilayer separator and its manufacturing method {A MULTI-LAYER SEPARATOR AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 다층 분리막 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 고출력, 대용량 리튬이온전지용 분리막 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer separator and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a separator for a high-power, large-capacity lithium-ion battery, and a method for manufacturing the same.

리튬이차전지는 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등 소형화, 경량화가 요구되는 각종 전기 제품들의 전원으로 널리 이용되고 있으며, 스마트 그리드, 전기 자동차용 중대형 배터리에 이르기까지 그 적용 분야가 확대됨에 따라, 용량이 크고, 수명이 길며, 안정성이 높은 리튬이차전지의 개발이 요구되고 있다.Lithium secondary batteries are widely used as a power source for various electric products that require miniaturization and weight reduction, such as smart phones, notebook computers, and tablet PCs. As their application fields expand to smart grids and mid- to large-sized batteries for electric vehicles, their capacity is increased. There is a need to develop a lithium secondary battery that is large, has a long life, and has high stability.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 양극과 음극을 분리시켜 내부 단락(Internal Short)을 방지하고 충방전 과정에서 리튬이온의 이동을 원활하게 하는 미세기공이 형성된 분리막(Separator), 그 중에서도 열유도상분리(Thermally Induced Phase Separation)에 의한 기공 형성에 유리하고, 경제적이며 분리막에 필요한 물성을 충족하기 용이한 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀을 사용한 미세다공성 분리막에 대한 연구개발이 활발하다.As a means to achieve the above object, a separator having micropores that separates the anode and the cathode to prevent internal short and facilitates the movement of lithium ions during the charging and discharging process, among others, thermal-induced phase separation Research and development on microporous membranes using polyolefins such as polyethylene, which are advantageous in forming pores by (Thermally Induced Phase Separation), are economical, and are easy to meet the physical properties required for separation membranes, are active.

그러나, 용융점이 135℃ 정도로 낮은 폴리에틸렌을 사용한 분리막은 전지의 발열에 의해 용융점 이상의 고온에서 수축 변형이 일어날 수 있다. 이러한 변형에 의해 단락이 발생하면, 전지의 열폭주 현상을 일으켜 발화 등 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폴리올레핀 분리막 상에 내열성이 높은 무기필러를 코팅하거나, 상기 폴리올레핀 중에 블렌딩하여 내열성을 향상시키는 방법이 제시된 바 있다. 그러나, 상기 무기필러는 내부에 수분을 함유하여 진공건조가 필수적이므로 제조단가가 높고, 상기 수분이 충분히 제거되지 않으면 리튬이차전지의 발화를 촉진시켜 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 무기필러가 전지 내부에서 탈리되어 이물로 작용할 수 있다.However, a separator using polyethylene having a melting point of about 135° C. may undergo shrinkage deformation at a high temperature above the melting point due to heat generation of the battery. When a short circuit occurs due to such deformation, a thermal runaway phenomenon of the battery may occur, and safety problems such as ignition may occur. In order to solve this problem, a method of improving heat resistance by coating an inorganic filler having high heat resistance on a polyolefin separator or blending in the polyolefin has been proposed. However, since the inorganic filler contains moisture inside and vacuum drying is essential, the manufacturing cost is high, and if the moisture is not sufficiently removed, it may promote ignition of the lithium secondary battery, resulting in a safety problem. In addition, the inorganic filler may be detached from the inside of the battery to act as a foreign material.

내열성이 높은 수지를 폴리올레핀과 블렌딩하여 분리막을 제조하거나, 제조된 분리막 표면에 코팅한 종래기술이 존재하나, 이러한 분리막은 물리적 강도 및 내열성이 부족하거나, 공정이 복잡하고 제조단가가 높아 실질적인 상용화가 어려운 문제가 있다.There is a conventional technology in which a separator with high heat resistance is blended with polyolefin or coated on the surface of the prepared separator, but such a separator lacks physical strength and heat resistance, or is difficult to practically commercialize due to a complicated process and high manufacturing cost. there is a problem.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 셧다운 특성, 멜트다운 특성, 물리적 강도 및 열수축률이 개선된 다층 분리막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a multilayer separator having improved shutdown characteristics, meltdown characteristics, physical strength, and thermal contraction rate, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면은, 제1 폴리올레핀을 포함하는 제1 다공층; 및 상기 제1 다공층의 적어도 일면에 위치하고, 제2 폴리올레핀에 가교성 화합물이 그라프트된 고분자의 가교체, 및 제3 폴리올레핀을 포함하는 제2 다공층;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 다공층의 접촉면에서 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조를 가지는 다층 분리막을 제공한다.One aspect of the present invention, a first porous layer comprising a first polyolefin; And a second porous layer located on at least one surface of the first porous layer and including a crosslinked product of a polymer in which a crosslinkable compound is grafted to a second polyolefin, and a third polyolefin; and the first and second It provides a multilayer separation membrane having a structure in which at least a portion of the second porous layer penetrates into the first porous layer in a thickness direction on a contact surface of the porous layer.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 다공층 중 상기 가교체의 함량은 5~90중량%일 수 있다.In one embodiment, the content of the crosslinked material in the second porous layer may be 5 to 90% by weight.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 각각 200,000~1,000,000g/mol이고, 상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 70,000~600,000g/mol일 수 있다.In one embodiment, the weight average molecular weight (Mw) of the first and third polyolefin is 200,000 to 1,000,000 g/mol, respectively, and the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin may be 70,000 to 600,000 g/mol. have.

일 실시예에 있어서, 상기 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량은 10~50중량%일 수 있다.In one embodiment, the content of the crosslinkable compound in the polymer may be 10 to 50% by weight.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 다공층에서 상기 가교체 및 상기 제3 폴리올레핀은 각각 불연속상 및 연속상일 수 있다.In one embodiment, the crosslinked product and the third polyolefin in the second porous layer may be a discontinuous phase and a continuous phase, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 폴리올레핀은 각각 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합 또는 공중합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the first to third polyolefins are polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and combinations or copolymers of two or more thereof, respectively. It may be one selected from the group consisting of.

일 실시예에 있어서, 상기 가교성 화합물은 알콕시기를 함유하는 비닐실란일 수 있다.In one embodiment, the crosslinkable compound may be a vinylsilane containing an alkoxy group.

일 실시예에 있어서, 상기 다층 분리막은 하기 (i) 내지 (x)의 조건 중 하나 이상을 만족할 수 있다.In one embodiment, the multilayer separator may satisfy one or more of the following conditions (i) to (x).

(i) 두께 5~30㎛; (ii) 기공률 30~70부피%; (iii) 세로방향(MD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2; (iv) 가로방향(TD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2; (v) 세로방향(MD) 인장신율 40~150%; (vi) 가로방향(TD) 인장신율 40~150%; (vii) 멜트다운온도 210℃ 이상; (viii) 셧다운온도 135~140℃; (ix) 통기도 30~300s/100ml; 및 (x) 층간 박리강도 70gf/20mm 이상.(i) 5-30 μm in thickness; (ii) 30-70 vol% porosity; (iii) Tensile strength in the longitudinal direction (MD) 1,000~3,000kgf/cm 2 ; (iv) Transverse direction (TD) tensile strength 1,000~3,000kgf/cm 2 ; (v) 40-150% tensile elongation in the longitudinal direction (MD); (vi) 40-150% tensile elongation in the transverse direction (TD); (vii) meltdown temperature of 210°C or higher; (viii) shutdown temperature 135-140°C; (ix) air permeability 30~300s/100ml; And (x) an interlayer peel strength of 70gf/20mm or more.

본 발명의 다른 일 측면은, 상기 다층 분리막을 포함하는 전기화학소자, 바람직하게는, 이차전지, 더 바람직하게는, 리튬이차전지 또는 리튬이온전지를 제공한다.Another aspect of the present invention provides an electrochemical device including the multilayer separator, preferably a secondary battery, more preferably a lithium secondary battery or a lithium ion battery.

본 발명의 다른 일 측면은, (a) 제1 폴리올레핀 및 기공형성제를 포함하는 제1 혼합물을 제조하는 단계; (b) 제2 폴리올레핀, 가교성 화합물 및 개시제를 반응시켜 상기 제2 폴리올레핀에 상기 가교성 화합물이 그라프트된 고분자를 제조하는 단계; (c) 상기 고분자 10~40중량%, 제3 폴리올레핀 10~40중량% 및 기공형성제 40~80중량%를 포함하는 제2 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 제1 및 제2 혼합물을 각각 압출기에 투입하여 다층 구조의 베이스 시트를 형성하는 단계; (e) 상기 베이스 시트를 가공하여 다공막을 제조하는 단계; 및 (f) 상기 다공막에 포함된 상기 고분자를 가교시키는 단계;를 포함하는 다층 분리막의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention, (a) preparing a first mixture comprising a first polyolefin and a pore-forming agent; (b) reacting a second polyolefin, a crosslinkable compound, and an initiator to prepare a polymer in which the crosslinkable compound is grafted to the second polyolefin; (c) preparing a second mixture comprising 10 to 40% by weight of the polymer, 10 to 40% by weight of a third polyolefin, and 40 to 80% by weight of a pore former; (d) introducing the first and second mixtures into an extruder, respectively, to form a multilayered base sheet; (e) manufacturing a porous membrane by processing the base sheet; And (f) crosslinking the polymer contained in the porous membrane; provides a method of manufacturing a multilayer separator comprising.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 및 제3 폴리올레핀은 동일하고, 상기 (b) 및 (c) 단계는 인-시츄(in-situ) 방식으로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the second and third polyolefins are the same, and steps (b) and (c) may be performed in an in-situ manner.

본 발명의 일 측면에 따른 다층 분리막 및 그 제조방법은, 일정 량의 가교성 화합물이 그라프트된 폴리올레핀을 별도로 제조, 합성하여 사용하되, 이를 일정 범위의 물성을 가지는 폴리올레핀과 일정 비율로 혼합하여 사용함으로써 기계적 물성 및 내열성을 균형적으로 개선할 수 있고, 가교성 화합물의 용출 및 폐기에 따라 제조 단가가 상승하는 문제를 해결하여 생산성, 경제성을 극대화할 수 있다.In the multilayer separator and its manufacturing method according to an aspect of the present invention, a polyolefin grafted with a certain amount of a crosslinkable compound is separately prepared and synthesized, but it is mixed with a polyolefin having a certain range of physical properties in a certain ratio. By doing so, it is possible to improve mechanical properties and heat resistance in a balanced manner, and to maximize productivity and economy by solving the problem of increasing the manufacturing cost according to elution and disposal of the crosslinkable compound.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 분리막의 층상 구조를 도식화한 것이다.1 is a schematic diagram of a layered structure of a multilayer separator according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

다층 분리막Multilayer separator

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 분리막의 층상 구조를 도식화한 것이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 다층 분리막은, 제1 폴리올레핀을 포함하는 제1 다공층(100); 및 상기 제1 다공층의 적어도 일면에 위치하고, 제2 폴리올레핀에 가교성 화합물이 그라프트된 고분자(이하, 변성 고분자)의 가교체, 및 제3 폴리올레핀을 포함하는 제2 다공층(200);을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 다공층의 접촉면에서 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조(P)를 가질 수 있다.1 is a schematic diagram of a layered structure of a multilayer separator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a multilayer separator according to an aspect of the present invention includes: a first porous layer 100 including a first polyolefin; And a second porous layer 200 located on at least one surface of the first porous layer and including a crosslinked product of a polymer (hereinafter, modified polymer) grafted with a crosslinkable compound to a second polyolefin, and a third polyolefin; It may include, and at least a part of the second porous layer on the contact surface of the first and second porous layers may have a structure (P) that penetrates into the inside of the first porous layer in the thickness direction.

상기 제2 다공층(200)에서, 상기 가교체는 상기 제3 폴리올레핀 중에 균일하게 분산될 수 있고, 상기 가교체는 상기 제2 폴리올레핀의 주사슬 중에 그라프트된 가교성 화합물 중 적어도 일부가 일정 조건 하에서 상호 가교되어 형성된 것일 수 있다.In the second porous layer 200, the crosslinked product may be uniformly dispersed in the third polyolefin, and the crosslinked product is at least a part of the crosslinkable compound grafted in the main chain of the second polyolefin under certain conditions. It may be formed by crosslinking with each other.

상기 제2 다공층(200) 중 상기 가교체의 함량은 5~90중량%, 바람직하게는, 5~50중량%, 더 바람직하게는, 5~30중량%일 수 있다. 상기 제2 다공층 중 상기 가교체의 함량이 5중량% 미만이면 필요한 수준의 멜트다운온도를 구현할 수 없고, 90중량% 초과이면 분리막의 취성(brittleness)이 증가하여 인장강도, 인장신율이 저하될 수 있다.The content of the crosslinked product in the second porous layer 200 may be 5 to 90% by weight, preferably 5 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight. If the content of the crosslinked product in the second porous layer is less than 5% by weight, the required meltdown temperature cannot be achieved, and if it exceeds 90% by weight, the brittleness of the separator increases, resulting in a decrease in tensile strength and tensile elongation. I can.

상기 변성 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량은 10~50중량%일 수 있다. 상기 변성 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량이 10중량% 미만이면 필요한 수준의 멜트다운온도를 구현할 수 없고, 50중량% 초과이면 제2 다공층을 포함하는 다층 분리막의 취성(brittleness)이 증가하여 인장강도, 인장신율이 저하될 뿐만 아니라 제2 다공층의 제조 시 과도한 유증기가 발생하여 가공성, 작업성이 저하될 수 있다.The content of the crosslinkable compound in the modified polymer may be 10 to 50% by weight. If the content of the crosslinkable compound in the modified polymer is less than 10% by weight, the required meltdown temperature cannot be achieved, and if it exceeds 50% by weight, the brittleness of the multilayer separator including the second porous layer increases and tensile Not only the strength and the tensile elongation are lowered, but also processability and workability may deteriorate due to excessive oil vapor generation during manufacture of the second porous layer.

상기 제1 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 각각 200,000~1,000,000g/mol이고, 상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 70,000~600,000g/mol일 수 있다. 또한, 상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)에 대한 상기 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)의 비는 0.1~5.0일 수 있다.Each of the first and third polyolefins may have a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 to 1,000,000 g/mol, and the second polyolefin may have a weight average molecular weight (Mw) of 70,000 to 600,000 g/mol. In addition, a ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the third polyolefin to the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin may be 0.1 to 5.0.

상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량이 70,000g/mol 미만이면 낮은 분자량으로 인해 상기 제2 다공층을 제조하는데 사용되는 상기 변성 고분자를 펠렛 형태로 얻기 어렵고, 600,000g/mol 초과이면 압출기에 과도한 부하가 인가되는 등 가공성이 저하될 수 있다.If the weight average molecular weight of the second polyolefin is less than 70,000 g/mol, it is difficult to obtain the modified polymer used to prepare the second porous layer in a pellet form due to its low molecular weight, and if it exceeds 600,000 g/mol, an excessive load on the extruder is When applied, the workability may be deteriorated.

또한, 상기 제1 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량이 200,000g/mol 미만이면 용융점도가 과도하게 낮아져 기공형성제의 분산성이 극도로 저하되며, 특히, 상기 제1 및 제3 폴리올레핀 및 상기 기공형성제 간에 상분리 또는 층분리가 발생할 수 있고, 1,000,000g/mol 초과이면 용융점도가 높아져 가공성이 저하되어 용융혼련 시 불균일한 혼련을 야기할 수 있다.In addition, when the weight average molecular weight of the first and third polyolefins is less than 200,000 g/mol, the melt viscosity is excessively low, so that the dispersibility of the pore former is extremely reduced. In particular, the first and third polyolefins and the pores Phase separation or layer separation may occur between the forming agents, and if it exceeds 1,000,000 g/mol, the melt viscosity increases and the processability decreases, which may cause uneven kneading during melt kneading.

또한, 상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)에 대한 상기 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)의 비는 0.1~5.0, 바람직하게는, 0.2~5.0일 수 있다. 상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)에 대한 상기 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)의 비가 상기 범위를 벗어나면 상기 가교체 및 상기 제3 폴리올레핀의 상용성, 분산성이 저하되어 상기 제2 다공층 및 이를 포함하는 다층 분리막의 영역에 따른 기계적 물성의 편차가 커져 제품의 신뢰성, 재현성이 현저히 저하될 수 있다.In addition, the ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the third polyolefin to the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin may be 0.1 to 5.0, preferably 0.2 to 5.0. When the ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the third polyolefin to the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin is out of the above range, the compatibility and dispersibility of the crosslinked product and the third polyolefin are lowered. 2 Variation of mechanical properties according to the region of the porous layer and the multilayer separator including the same may increase, so that the reliability and reproducibility of the product may be significantly reduced.

또한, 상기 제1 내지 제3 폴리올레핀의 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 3~7일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 폴리올레핀의 분자량분포가 3 미만이면 기공형성제와의 분산성이 저하되어 제조된 분리막의 균일성이 저하될 수 있고, 7 초과이면 다층 분리막의 기계적 강도가 저하될 수 있다.In addition, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the first to third polyolefins may be 3 to 7 respectively. If the molecular weight distribution of the first to third polyolefins is less than 3, dispersibility with the pore-forming agent may be lowered, thereby reducing the uniformity of the prepared separator, and if it exceeds 7, the mechanical strength of the multilayer separator may be lowered.

상기 제1 내지 제3 폴리올레핀은 각각 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합 또는 공중합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 폴리에틸렌일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first to third polyolefins are one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and combinations or copolymers of two or more of them, respectively. May be, preferably, polyethylene, but is not limited thereto.

상기 제2 다공층 중 상기 가교성 화합물의 함량은 1~44중량%일 수 있다. 상기 제2 다공층 중 상기 가교성 화합물의 함량이 1중량% 미만이면 필요한 수준의 멜트다운온도를 구현할 수 없고, 44중량% 초과이면 분리막의 취성(brittleness)이 증가하여 인장강도, 인장신율이 저하될 수 있다.The content of the crosslinkable compound in the second porous layer may be 1 to 44% by weight. If the content of the crosslinkable compound in the second porous layer is less than 1% by weight, the required meltdown temperature cannot be achieved, and if it exceeds 44% by weight, the brittleness of the separator increases, resulting in a decrease in tensile strength and tensile elongation. Can be.

상기 가교성 화합물은 실란계 화합물일 수 있고, 바람직하게는, 알콕시기를 함유하는 비닐실란일 수 있다. 예를 들어, 상기 알콕시기를 함유하는 비닐실란은 트리메톡시비닐실란, 트리에톡시비닐실란, 트리아세톡시비닐실란 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 트리메톡시비닐실란일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The crosslinkable compound may be a silane-based compound, preferably, a vinylsilane containing an alkoxy group. For example, the vinylsilane containing an alkoxy group may be one selected from the group consisting of trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, triacetoxyvinylsilane, and a combination of two or more of them, and preferably, It may be methoxyvinylsilane, but is not limited thereto.

상기 제2 다공층에서 상기 가교체 및 상기 제3 폴리올레핀은 각각 불연속상 및 연속상일 수 있다. 상기 제2 다공층에서 상기 가교체는 상기 제3 폴리올레핀으로 이루어진 매트릭스 중에서 가교되어 상기 매트릭스를 견고하게 지지, 고정시킴으로써 상기 제2 다공층 및 이를 포함하는 다층 분리막의 내열성 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.In the second porous layer, the crosslinked product and the third polyolefin may be a discontinuous phase and a continuous phase, respectively. In the second porous layer, the crosslinked product is crosslinked in a matrix composed of the third polyolefin to firmly support and fix the matrix, thereby improving heat resistance and mechanical properties of the second porous layer and a multilayer separator including the same. .

본 명세서에 사용된 용어, "매트릭스"는 2종 이상의 성분을 포함하는 제2 다공층에서 연속상을 구성하는 성분을 의미한다. 즉, 상기 제2 다공층에서 제3 폴리올레핀이 연속상으로 존재하며, 그 내부에서 상기 가교체가 불연속상으로 존재할 수 있다.As used herein, the term "matrix" refers to a component constituting a continuous phase in a second porous layer including two or more components. That is, the third polyolefin may exist in a continuous phase in the second porous layer, and the crosslinked product may exist in a discontinuous phase therein.

종래 폴리올레핀 및 가교성 화합물, 예를 들어, 실란계 화합물을 포함하는 분리막의 제조 공정에서, 기공형성제 추출 이전의 베이스 시트 상에 실란계 화합물을 도포 후 그라프트시키거나, 폴리올레핀 및 실란계 화합물을 선(先)혼합 후 그라프트 및 베이스 시트를 제조하여 가교된 분리막을 제조하는 방법이 시도되었으나, 이 경우 상용 분리막의 물성 수준은 만족하나, 상기 실란계 화합물이 폴리올레핀 이외에도 다른 조성물과 그라프트되고, 이러한 조성물을 매 공정마다 폐기하게 되어 제조 단가가 급격하게 상승하는 단점이 있다.In the conventional manufacturing process of a separation membrane containing a polyolefin and a crosslinkable compound, for example, a silane compound, a silane compound is applied and then grafted onto a base sheet before extraction of the pore former, or a polyolefin and a silane compound are added. A method of preparing a crosslinked separator by preparing a graft and a base sheet after premixing has been attempted, but in this case, the physical property level of the commercial separator is satisfied, but the silane-based compound is grafted with other compositions other than polyolefin, There is a disadvantage in that the manufacturing cost is rapidly increased due to the disposal of such a composition in each process.

상기 변성 고분자의 가교는 공압출(co-extrusion), 연신, 추출 등을 포함하는 일련의 공정 이후에 이루어지므로, 기공형성제가 추출된 제2 다공층 중 상기 변성 고분자의 분포를 균일하게 조절하여 상기 가교체가 상기 제2 다공층 중에 균일하게 분포하도록 조절할 필요가 있다. 상기 변성 고분자의 가교 반응이 상기 제2 다공층 중 일부 영역에 편중되어 일어나는 경우 필요한 수준의 기계적 물성을 구현할 수 없고, 특히, 상기 제2 다공층 및 이를 포함하는 다층 분리막의 영역에 따른 기계적 물성의 편차가 커져 제품의 신뢰성, 재현성이 현저히 저하될 수 있다.Since the crosslinking of the modified polymer is performed after a series of processes including co-extrusion, stretching, extraction, etc., the distribution of the modified polymer is uniformly controlled in the second porous layer from which the pore former is extracted. It is necessary to adjust the crosslinked material to be uniformly distributed in the second porous layer. When the crosslinking reaction of the modified polymer occurs due to bias in some areas of the second porous layer, the required level of mechanical properties may not be realized, and in particular, the mechanical properties according to the area of the second porous layer and the multilayer separator including the same. As the deviation increases, the reliability and reproducibility of the product may be significantly reduced.

또한, 상기 다층 분리막은, 상기 제1 및 제2 다공층의 접촉면에서 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조(P)를 가질 수 있다. 이러한 구조는 상기 제1 및 제2 다공층을 각각 형성하기 위한 조성물을 제조한 다음 이들을 동시에 공압출하여 얻어진 다층 구조를 가지는 겔상의 베이스 시트를 통해 구현될 수 있다.In addition, the multilayer separation membrane may have a structure (P) in which at least a portion of the second porous layer penetrates into the first porous layer in a thickness direction on a contact surface between the first and second porous layers. Such a structure may be implemented through a gel-like base sheet having a multi-layered structure obtained by preparing a composition for forming each of the first and second porous layers, and then simultaneously coextruding them.

종래의 다층 분리막, 구체적으로, 가교 구조를 포함하는 하나 이상의 층을 포함하는 다층 분리막은 합지(lamination)에 의해 제조되었다. 상기 합지는 각각의 층을 제조하기 위한 조성물을 각각 압출시켜 시트 형태로 성형한 후, 열압착시켜 하나의 다층 구조로 접합시키는 것을 의미하므로, 상기 합지에 의해 제조된 다층 분리막은 상기와 같이 층간 접촉면에서 상호 침투한 구조(P)를 가질 수 없다. 따라서, 가교 구조에 의해 필요한 수준의 내열성을 구현한 반면에, 층간 결합력이 저하되어 합지된 층이 쉽게 박리, 분리되는 문제가 있다.A conventional multilayer separator, specifically, a multilayer separator including one or more layers including a crosslinked structure, has been manufactured by lamination. Since the lamination refers to extruding the composition for producing each layer, molding it into a sheet form, and bonding it to a single multilayer structure by thermocompression, the multilayer separator manufactured by the lamination has an interlayer contact surface as described above. It cannot have a structure (P) that penetrated into each other. Therefore, while achieving the required level of heat resistance due to the crosslinked structure, there is a problem that the interlayer bonding force is lowered and the laminated layer is easily peeled and separated.

이에 대해, 상기 제1 및 제2 다공층은 가교 전 겔상으로 공압출되어 각 층이 접촉면에서 두께 방향으로 일정 수준으로 상호 침투한 구조를 가질 수 있고, 이후, 가교 처리를 거쳐 상기 제2 다공층이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조(P)는 상기 제1 및 제2 다공층 간에 강력한 앵커링 효과(anchoring effect)를 부여하여 층간 결합력을 현저히 향상시킬 수 있다.In contrast, the first and second porous layers may have a structure in which the first and second porous layers are coextruded in a gel form before crosslinking so that each layer has a certain level of penetration from the contact surface in the thickness direction, and then, through crosslinking treatment, the second porous layer Can be formed. Here, the structure (P) in which at least a part of the second porous layer penetrates into the inside of the first porous layer in the thickness direction imparts a strong anchoring effect between the first and second porous layers to provide interlayer bonding force. Can be significantly improved.

상기와 같이, 제3 폴리올레핀 중에, 제2 폴리올레핀에 가교성 화합물이 그라프트된 고분자의 가교체가 분산된 구조의 제2 다공층에서, 상기 제2 다공층 중 상기 가교체의 함량, 상기 변성 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량, 상기 제2 다공층 중 상기 가교성 화합물의 함량, 및/또는 상기 제2 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량과 그 비율을 일정 범위로 조절함으로써, 하기 (i) 내지 (x)의 조건 중 하나 이상을 만족하는 분리막을 얻을 수 있다.As described above, in the second porous layer having a structure in which a crosslinked product of a polymer grafted with a crosslinkable compound grafted to a second polyolefin is dispersed in the third polyolefin, the content of the crosslinked product in the second porous layer, and the modified polymer By adjusting the content of the crosslinkable compound, the content of the crosslinkable compound in the second porous layer, and/or the weight average molecular weight and the ratio of the second and third polyolefins to a certain range, the following (i) to ( A separation membrane that satisfies at least one of the conditions of x) can be obtained.

(i) 두께 5~30㎛; (ii) 기공률 30~70부피%; (iii) 세로방향(MD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2, 바람직하게는, 2,000~2,800kgf/cm2; (iv) 가로방향(TD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2, 바람직하게는, 2,000~2,800kgf/cm2; (v) 세로방향(MD) 인장신율 40~150%, 바람직하게는, 50~100%; (vi) 가로방향(TD) 인장신율 40~150%, 바람직하게는, 50~100%; (vii) 멜트다운온도 210℃ 이상, 바람직하게는, 210~350℃; (viii) 셧다운온도 135~140℃; (ix) 통기도 30~300s/100ml; 및 (x) 층간 박리강도 70gf/20mm 이상, 바람직하게는, 100gf/20mm 이상, 더 바람직하게는, 100~200gf/20mm.(i) 5-30 μm in thickness; (ii) 30-70 vol% porosity; (iii) longitudinal direction (MD) tensile strength 1,000 to 3,000 kgf/cm 2 , preferably, 2,000 to 2,800 kgf/cm 2 ; (iv) transverse direction (TD) tensile strength 1,000 to 3,000 kgf/cm 2 , preferably, 2,000 to 2,800 kgf/cm 2 ; (v) longitudinal (MD) tensile elongation 40 to 150%, preferably 50 to 100%; (vi) transverse direction (TD) tensile elongation 40 to 150%, preferably 50 to 100%; (vii) a meltdown temperature of 210°C or higher, preferably 210 to 350°C; (viii) shutdown temperature 135-140°C; (ix) air permeability 30~300s/100ml; And (x) an interlayer peel strength of 70 gf/20 mm or more, preferably, 100 gf/20 mm or more, more preferably, 100 to 200 gf/20 mm.

다층 분리막의 제조방법Method for manufacturing a multilayer separator

본 발명의 다른 일 측면은, (a) 제1 폴리올레핀 및 기공형성제를 포함하는 제1 혼합물을 제조하는 단계; (b) 제2 폴리올레핀, 가교성 화합물 및 개시제를 반응시켜 상기 제2 폴리올레핀에 상기 가교성 화합물이 그라프트된 고분자를 제조하는 단계; (c) 상기 고분자 10~40중량%, 제3 폴리올레핀 10~40중량% 및 기공형성제 40~80중량%를 포함하는 제2 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 제1 및 제2 혼합물을 각각 압출기에 투입하여 다층 구조의 베이스 시트를 형성하는 단계; (e) 상기 베이스 시트를 가공하여 다공막을 제조하는 단계; 및 (f) 상기 다공막에 포함된 상기 고분자를 가교시키는 단계;를 포함하는 다층 분리막의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention, (a) preparing a first mixture comprising a first polyolefin and a pore-forming agent; (b) reacting a second polyolefin, a crosslinkable compound, and an initiator to prepare a polymer in which the crosslinkable compound is grafted to the second polyolefin; (c) preparing a second mixture comprising 10 to 40% by weight of the polymer, 10 to 40% by weight of a third polyolefin, and 40 to 80% by weight of a pore former; (d) introducing the first and second mixtures into an extruder, respectively, to form a multilayered base sheet; (e) manufacturing a porous membrane by processing the base sheet; And (f) crosslinking the polymer contained in the porous membrane; provides a method of manufacturing a multilayer separator comprising.

상기 제1 내지 제3 폴리올레핀의 작용효과, 함량 및 사용가능한 종류 등에 대해서는 전술한 것과 같다. 바람직하게는, The effects of the first to third polyolefins, content, and usable types are as described above. Preferably,

상기 (a) 단계에서, 상기 제1 혼합물은 중량평균분자량(Mw)이 200,000~1,000,000g/mol인 고밀도 폴리에틸렌 및/또는 초고분자량 폴리에틸렌 20~50중량% 및 기공형성제 50~80중량%를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the step (a), the first mixture contains 20 to 50% by weight of high-density polyethylene and/or ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 to 1,000,000 g/mol and 50 to 80% by weight of a pore former However, it is not limited thereto.

상기 (b) 단계에서, 중량평균분자량(Mw)이 70,000~600,000g/mol이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 3~7인 제2 폴리올레핀, 가교성 화합물 및 개시제를 반응시켜 상기 제2 폴리올레핀의 주사슬 중에 상기 가교성 화합물이 그라프트된 고분자(이하, 변성 고분자)를 제조할 수 있고, 상기 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량이 10~50중량%가 되도록 반응물의 사용량 및 비율을 조절할 수 있다.In the step (b), the second polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 70,000 to 600,000 g/mol and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 3 to 7, a crosslinkable compound, and an initiator are reacted to react the second polyolefin. A polymer (hereinafter, modified polymer) in which the crosslinkable compound is grafted in the main chain of can be prepared, and the amount and ratio of the reactant can be adjusted so that the content of the crosslinkable compound in the polymer is 10-50% by weight. have.

상기 (c) 단계에서, 상기 변성 고분자, 중량평균분자량(Mw)이 200,000~1,000,000g/mol이고 분자량분포(Mw/Mn)가 3~7인 제3 폴리올레핀 및 기공형성제를 포함하는 제2 혼합물을 제조할 수 있다. 상기 제2 혼합물은 상기 (b) 단계에서 제조된 상기 변성 고분자 10~40중량%, 제3 폴리올레핀 10~40중량% 및 기공형성제 40~80중량%를 포함할 수 있다. 상기 제2 혼합물 중 상기 변성 고분자의 함량이 10중량% 미만이면 가교 반응이 저해되어 필요한 수준의 기계적 물성을 구현할 수 없고, 40중량% 초과이면 상용 분리막에 필요한 물성의 구현이 어렵다.In the step (c), the modified polymer, a third polyolefin having a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 to 1,000,000 g/mol and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 3 to 7 and a second mixture comprising a pore former Can be manufactured. The second mixture may include 10 to 40% by weight of the modified polymer prepared in step (b), 10 to 40% by weight of the third polyolefin, and 40 to 80% by weight of a pore former. If the content of the modified polymer in the second mixture is less than 10% by weight, the crosslinking reaction is inhibited and the required level of mechanical properties cannot be realized, and if it exceeds 40% by weight, it is difficult to implement the physical properties required for a commercial separator.

상기 기공형성제는 파라핀오일, 파라핀왁스, 광유, 고체파라핀, 대두유, 유채유, 팜유, 야자유, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 비스(2-프로필헵틸)프탈레이트, 나프텐오일 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 파라핀오일일 수 있고, 더 바람직하게는, 40℃에서 동점도가 50~100cSt인 파라핀오일일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The pore-forming agent is paraffin oil, paraffin wax, mineral oil, solid paraffin, soybean oil, rapeseed oil, palm oil, palm oil, di-2-ethylhexylphthalate, dibutylphthalate, diisononylphthalate, diisodecylphthalate, bis(2- It may be one selected from the group consisting of propylheptyl) phthalate, naphthenic oil, and a combination of two or more of them, preferably, it may be paraffin oil, and more preferably, it may be paraffin oil having a kinematic viscosity of 50 to 100 cSt at 40°C. However, it is not limited thereto.

상기 제2 혼합물은 가교 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 혼합물이 가교 촉매를 더 포함하면, 상기 (f) 단계에서의 가교 반응을 촉진시킬 수 있다. 이러한 가교 촉매로는, 일반적으로, 주석, 아연, 철, 연, 코발트 등의 금속의 카르복실산염, 유기염기, 무기산 및 유기산이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 촉매는 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트, 초산 제1 주석, 카프릴산 제1 주석, 나프텐산 아연, 카프릴산 아연, 나프텐산 코발트, 에틸아민, 디부틸아민, 헥실아민, 피리딘, 황산, 염산 등의 무기산, 톨루엔 설폰산, 초산, 스테아린산, 말레산 등의 유기산 등일 수 있고, 바람직하게는, 디부틸틴디라우레이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The second mixture may further include a crosslinking catalyst. If the second mixture further includes a crosslinking catalyst, the crosslinking reaction in step (f) may be accelerated. As such a crosslinking catalyst, in general, carboxylate, organic bases, inorganic acids and organic acids of metals such as tin, zinc, iron, lead, and cobalt may be used. For example, the crosslinking catalyst is dibutyltindilaurate, dibutyltindiacetate, stannous acetate, stannous caprylic acid, zinc naphthenate, zinc caprylate, cobalt naphthenate, ethylamine, dibutylamine , Hexylamine, pyridine, sulfuric acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, toluene sulfonic acid, acetic acid, stearic acid, may be an organic acid such as stearic acid, maleic acid, and the like, and preferably, dibutyltin dilaurate, but is not limited thereto.

상기 가교 촉매는 종래 실란 변성 폴리올레핀의 제조 시 첨가하거나, 가교 촉매의 용액 또는 분산액을 다공막에 도포하는 등의 방법으로 사용되었다. 다만, 이러한 종래의 방법으로는 상기 가교 촉매를 상기 실란 변성 폴리올레핀과 함께 균일하게 분산시키기 어렵다. 전술한 것과 같이, 가교 전 상기 다공막에 포함된 상기 변성 고분자가 균일하게 분산될 필요가 있고, 이 때, 상기 변성 고분자의 가교 반응에 관여하는 가교 촉매 또한 균일하게 분산될 필요가 있다.The crosslinking catalyst was conventionally added in the production of a silane-modified polyolefin, or a solution or dispersion of a crosslinking catalyst was applied to a porous membrane. However, it is difficult to uniformly disperse the crosslinking catalyst together with the silane-modified polyolefin by such a conventional method. As described above, before crosslinking, the modified polymer contained in the porous membrane needs to be uniformly dispersed, and at this time, the crosslinking catalyst involved in the crosslinking reaction of the modified polymer needs to be uniformly dispersed.

이에 대해, 상기 가교 촉매를 기공형성제와 사전 혼합하여 상기 압출기의 사이드 인젝터를 통해 투입함으로써, 상기 가교 촉매를 상기 가교체 및/또는 제3 폴리올레핀과 균일하게 분산시켜 가교 반응의 효율을 더 높일 수 있다.On the other hand, by premixing the crosslinking catalyst with a pore-forming agent and introducing it through the side injector of the extruder, the crosslinking catalyst is uniformly dispersed with the crosslinked product and/or the third polyolefin to further increase the efficiency of the crosslinking reaction. have.

상기 제2 혼합물 중 상기 가교 촉매의 함량은 0.01~5중량%일 수 있다. 상기 가교 촉매의 함량이 0.01중량% 미만이면 가교 반응을 필요한 수준으로 촉진시킬 수 없고, 5중량% 초과이면 반응 속도가 필요한 수준으로 수렴하므로 경제성, 생산성 측면에서 불리하다.The content of the crosslinking catalyst in the second mixture may be 0.01 to 5% by weight. If the content of the crosslinking catalyst is less than 0.01% by weight, the crosslinking reaction cannot be promoted to a required level, and if it exceeds 5% by weight, the reaction rate converges to the required level, which is disadvantageous in terms of economy and productivity.

한편, 상기 제2 및 제3 폴리올레핀이 상호 동일한 경우, 상기 (b) 및 (c) 단계는 인-시츄(in-situ) 방식으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 및 제3 폴리올레핀이 상호 동일한 경우, 폴리올레핀, 가교성 화합물, 개시제 및 기공형성제를 반응 압출하여 상기 폴리올레핀 중 적어도 일부의 주사슬 중에 상기 가교성 화합물이 그라프트된 변성 고분자를 포함하는 제2 혼합물을 제조할 수 있다.Meanwhile, when the second and third polyolefins are identical to each other, steps (b) and (c) may be performed in an in-situ manner. Specifically, when the second and third polyolefins are the same, a polyolefin, a crosslinkable compound, an initiator, and a pore former are reacted and extruded to obtain a modified polymer grafted with the crosslinkable compound in at least some of the main chains of the polyolefin. It is possible to prepare a second mixture containing.

상기 (d) 단계에서, 상기 제1 및 제2 혼합물을 각각 독립된 압출기, 예를 들어, 제1 및 제2 압출기에 투입하고 동시에 공압출하여(co-extruding) 다층 구조의 베이스 시트를 형성할 수 있다. 상기 공압출은 다층화 장치(Layer Multiplier 또는 Multi-Block)에 의해 연속식으로 상기 제1 및 제2 혼합물을 2 이상의 층으로 동시에 압출하여 수행될 수 있고, 상기 공압출에 의해 두께가 800~2,000㎛인 겔상의 베이스 시트를 제조할 수 있다.In the step (d), the first and second mixtures are respectively introduced into separate extruders, for example, the first and second extruders, and co-extruded at the same time to form a multi-layered base sheet. have. The co-extrusion may be performed by simultaneously extruding the first and second mixture into two or more layers in a continuous manner by a multi-layered device (Layer Multiplier or Multi-Block), and the thickness is 800 to 2,000 μm by the co-extrusion. An in-gel base sheet can be prepared.

상기 (e) 단계에서 상기 베이스 시트를 표면 온도가 10~60℃인 하나 이상의 캐스팅 롤(Casting roll) 및/또는 닙 롤(Nip roll) 사이로 통과시켜 냉각 결정화시킨 후, 120~160℃에서 상기 베이스 시트를 연신한 다음 추출조에서 상기 기공형성제를 추출할 수 있다. 상기 연신은 1축 연신 또는 2축 연신(축차 또는 동시) 등의 공지된 방법에 의해 이루어질 수 있다. 상기 1축 연신의 경우 연신 배율은 가로방향(MD) 또는 세로방향(TD)으로 3~10배일 수 있다. 상기 2축 연신의 경우 연신 배율은 가로방향(MD) 및 세로방향(TD)으로 각각 3~10배일 수 있고, 그에 따른 배율은 9~100배일 수 있다. 상기 추출은 25~40℃ 조건에서 1~20분간 수행될 수 있고, 상기 추출조는 펜탄, 헥산, 벤젠, 디클로로메탄, 사염화탄소, 메틸에틸케톤, 아세톤 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나, 바람직하게는, 디클로로메탄을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the step (e), the base sheet is cooled and crystallized by passing between one or more casting rolls and/or nip rolls having a surface temperature of 10 to 60° C., and then the base at 120 to 160° C. After stretching the sheet, the pore-forming agent may be extracted from an extraction tank. The stretching may be performed by a known method such as uniaxial stretching or biaxial stretching (sequential or simultaneous). In the case of the uniaxial stretching, the stretching ratio may be 3 to 10 times in the horizontal direction (MD) or the vertical direction (TD). In the case of the biaxial stretching, the draw ratio may be 3 to 10 times in the horizontal direction (MD) and the vertical direction (TD), respectively, and the corresponding magnification may be 9 to 100 times. The extraction may be performed for 1 to 20 minutes at 25 to 40° C., and the extraction tank is one selected from the group consisting of pentane, hexane, benzene, dichloromethane, carbon tetrachloride, methyl ethyl ketone, acetone, and combinations of two or more of them, Preferably, dichloromethane may be included, but the present invention is not limited thereto.

상기 (f) 단계에서, 상기 다공막에 포함된 실란 변성 폴리올레핀을 가교시킬 수 있다. 상기 가교는 80~130℃ 조건에서 30분~48시간 동안 수행될 수 있고, 예를 들어, 상기 다공막을 온도 및 습도가 일정 범위로 조절된 항온항습조에 위치시켜 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 (e) 단계는 상기 (a) 내지 (e) 단계와 상호 불연속적이거나, 연속적이라 하더라도 온도를 일정 수준 이상으로 높이기 어려운 수분 환경에서 이루어지므로 가교 반응에 과도한 시간이 수요될 수 있다.In the step (f), the silane-modified polyolefin included in the porous membrane may be crosslinked. The crosslinking may be performed for 30 minutes to 48 hours at 80 to 130°C, and for example, may be performed by placing the porous membrane in a thermo-hygrostat in which temperature and humidity are controlled within a certain range. In this case, since the step (e) is discontinuous or continuous with the steps (a) to (e), it is performed in a moisture environment where it is difficult to raise the temperature to a certain level or more, so an excessive time may be required for the crosslinking reaction. .

이에 대해, 상기 (c) 단계에서, 상기 다공막을 90℃ 내외의 수조에 통과시키거나, 바람직하게는, 끓는점이 100℃ 이상, 바람직하게는, 120℃ 이상, 더 바람직하게는, 150℃ 이상인 용액이 담지된 가교조에 투입하고 연속적으로 통과시킴으로써, 가교 반응에 소요되는 시간을 현저히 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, in the step (c), the porous membrane is passed through a water bath of about 90°C, or preferably, a solution having a boiling point of 100°C or higher, preferably 120°C or higher, more preferably 150°C or higher By putting into the supported crosslinking tank and passing it continuously, the time required for the crosslinking reaction can be significantly shortened and productivity can be improved.

구체적으로, 상기 용액은 끓는점이 100℃ 초과이상인 성분을 포함하므로, 가교 반응 시 온도 조건을 100℃ 이상, 바람직하게는, 120℃ 이상, 더 바람직하게는, 120~130℃으로 조성하여 가교 반응을 촉진시킬 수 있다. 상기 성분으로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용할 수 있다. 이러한 성분은 흡습성이 있어 상기 성분 중에 포함된 수분으로 가교 반응을 일으킬 수 있으나, 필요에 따라, 일정량의 물을 추가로 혼합하여 사용할 수도 있다.Specifically, since the solution contains a component having a boiling point of more than 100°C, the temperature condition during the crosslinking reaction is 100°C or more, preferably 120°C or more, more preferably 120 to 130°C to perform the crosslinking reaction. Can be promoted. As the component, one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and combinations of two or more of them may be used. These components are hygroscopic and may cause a crosslinking reaction with moisture contained in the components, but if necessary, a certain amount of water may be additionally mixed and used.

또한, 상기 용액은 가교 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 용액 중 가교 촉매의 함량은 0.01~10중량%, 바람직하게는, 0.1~1중량%일 수 있다. 상기 가교 촉매의 함량이 0.01중량% 미만이면 가교 반응을 필요한 수준으로 촉진시킬 수 없고, 10중량% 초과이면 반응 속도가 필요한 수준으로 수렴하므로 경제성, 생산성 측면에서 불리하다.In addition, the solution may further include a crosslinking catalyst. The content of the crosslinking catalyst in the solution may be 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight. If the content of the crosslinking catalyst is less than 0.01% by weight, the crosslinking reaction cannot be promoted to the required level, and if it exceeds 10% by weight, the reaction rate converges to the required level, which is disadvantageous in terms of economy and productivity.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

제조예 1Manufacturing Example 1

용융지수(melt index, 190℃, 2.16kg)가 1g/10min인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 79중량부, 트리메톡시비닐실란 20중량부, 디큐밀퍼옥사이드 1중량부를 혼합하여 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하였다. 160℃, 스크류 회전속도 160rpm의 조건으로 상기 2축 압출기에서 5mm 구경의 다중 Strand Die로 토출시키고, water bath와 펠렛타이저를 통과시켜 폴리에틸렌에 트리메톡시비닐실란이 그라프트된 변성 고분자를 제조하였다.A twin-screw extruder (internal diameter 58mm, mixed with 79 parts by weight of HDPE), 20 parts by weight of trimethoxyvinylsilane, and 1 part by weight of dicumyl peroxide with a melt index (190℃, 2.16kg) of 1g/10min. L/D=56, Twin screw extruder). A modified polymer in which trimethoxyvinylsilane was grafted onto polyethylene was prepared by discharging a 5mm diameter multi-strand die from the twin-screw extruder at 160°C and a screw rotation speed of 160rpm, and passing through a water bath and a pelletizer. .

제조예 2Manufacturing Example 2

중량평균분자량(Mw)이 700,000이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 5인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 29.5중량부, 신화방지제 0.5중량부를 혼합하여 정량 피더로 제1 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하고, 사이드 인젝터로 40℃에서의 동점도가 70cSt인 파라핀오일 70중량부를 투입한 다음, 200℃, 스크류 회전속도 40rpm의 조건으로 압출하여 제1 혼합물을 제조하였다.The first twin-screw extruder (internal diameter 58mm, L/) is mixed with 29.5 parts by weight of high-density polyethylene (HDPE) having a weight average molecular weight (Mw) of 700,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5, and 0.5 parts by weight of an anti-oxidant. D=56, Twin screw extruder), and 70 parts by weight of paraffin oil having a kinematic viscosity of 70 cSt at 40° C. with a side injector, and then extruded at 200° C. and a screw rotation speed of 40 rpm to prepare a first mixture. .

실시예 1Example 1

중량평균분자량(Mw)이 350,000이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 5인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 22.5중량부, 상기 제조예 1에서 얻은 변성 고분자 20중량부, 및 산화방지제 0.5중량부를 혼합하여 정량 피더로 제2 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하고, 사이드 인젝터로 40℃에서의 동점도가 70cSt인 파라핀오일 57중량부를 투입한 다음, 200℃, 스크류 회전속도 40rpm의 조건으로 압출하여 제2 혼합물을 제조하였다.Quantification by mixing 22.5 parts by weight of high-density polyethylene (HDPE) having a weight average molecular weight (Mw) of 350,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5, 20 parts by weight of the modified polymer obtained in Preparation Example 1, and 0.5 parts by weight of an antioxidant Insert into the second twin screw extruder (internal diameter 58mm, L/D=56, Twin screw extruder) as a feeder, and 57 parts by weight of paraffin oil with a kinematic viscosity of 70cSt at 40℃ with a side injector, then 200℃, screw rotation Extrusion was performed at a speed of 40 rpm to prepare a second mixture.

상기 제조예 2에서 얻은 제1 혼합물 및 상기 제2 혼합물을 멀티블럭(다층화 장치)를 통해 제2 혼합물층/제1 혼합물층/제2 혼합물층의 구조로 적층한 후, 폭이 300mm인 티-다이(T-die)를 통해 토출 속도 10kg/hr의 조건으로 토출시키고, 온도가 40℃인 캐스팅 롤(Casting roll)을 통과시켜 두께가 800㎛인 겔상의 다층 베이스 시트를 제조하였다.After laminating the first mixture and the second mixture obtained in Preparation Example 2 in a structure of a second mixture layer/first mixture layer/second mixture layer through a multi-block (multilayering device), a T- It was discharged at a discharge rate of 10 kg/hr through a die (T-die), and passed through a casting roll having a temperature of 40° C. to prepare a gel-like multilayer base sheet having a thickness of 800 μm.

상기 다층 베이스 시트를 110℃인 롤 연신기에서 세로방향(MD) 6배 연신하고, 125℃인 텐터 연신기에서 가로방향(TD)으로 7배 연신하여 연신 필름을 제조하였다. 상기 연신 필름을 25℃인 디클로로메탄 침출조에 함침하여 1분 간 파라핀오일을 추출, 제거하였다. 파라핀오일이 제거된 필름을 50℃의 조건에서 5분 간 건조하였다. 이후, 텐터 연신기에서 125℃로 가열한 후, 가로방향(TD)으로 1.45배 연신 후 이완시켜 연신 전 대비 1.25배가 되도록 열고정시켰다. 상기 필름을 85℃, 습도 85%인 항온항습조에서 20시간 동안 가교시켜 다층 분리막을 제조하였다.The multilayer base sheet was stretched 6 times in the longitudinal direction (MD) in a 110°C roll stretching machine, and stretched 7 times in the transverse direction (TD) in a 125°C tenter stretching machine to prepare a stretched film. The stretched film was impregnated in a dichloromethane leaching tank at 25° C. to extract and remove paraffin oil for 1 minute. The film from which the paraffin oil was removed was dried for 5 minutes at 50°C. Thereafter, it was heated to 125°C in a tenter stretching machine, stretched by 1.45 times in the transverse direction (TD), and then relaxed to heat-set to 1.25 times compared to before stretching. The film was crosslinked for 20 hours in a constant temperature and humidity tank at 85° C. and 85% humidity to prepare a multilayer separator.

실시예 2Example 2

중량평균분자량(Mw)이 350,000이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 5인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 22.5중량부, 산화방지제 0.5중량부, 및 디큐밀퍼옥사이드 1중량부를 혼합하여 정량 피더로 제2 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하고, 사이드 인젝터로 40℃에서의 동점도가 70cSt인 파라핀오일 56중량부 및 트리메톡시비닐실란 20중량부를 투입한 다음, 200℃, 스크류 회전속도 40rpm의 조건으로 압출하여 제2 혼합물을 제조하였다.22.5 parts by weight of high-density polyethylene (HDPE) having a weight average molecular weight (Mw) of 350,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5, 0.5 parts by weight of an antioxidant, and 1 part by weight of dicumyl peroxide were mixed and used as a quantitative feeder. Put into a screw extruder (internal diameter 58mm, L/D=56, Twin screw extruder), and add 56 parts by weight of paraffin oil and 20 parts by weight of trimethoxyvinylsilane with a kinematic viscosity of 70 cSt at 40°C with a side injector. A second mixture was prepared by extruding under conditions of °C and a screw rotation speed of 40 rpm.

상기 제조예 2에서 얻은 제1 혼합물 및 상기 제2 혼합물을 멀티블럭(다층화 장치)를 통해 제2 혼합물층/제1 혼합물층/제2 혼합물층의 구조로 적층한 후, 폭이 300mm인 티-다이(T-die)를 통해 토출 속도 10kg/hr의 조건으로 토출시키고, 온도가 40℃인 캐스팅 롤(Casting roll)을 통과시켜 두께가 800㎛인 겔상의 다층 베이스 시트를 제조하였다.After laminating the first mixture and the second mixture obtained in Preparation Example 2 in a structure of a second mixture layer/first mixture layer/second mixture layer through a multi-block (multilayering device), a T- It was discharged at a discharge rate of 10 kg/hr through a die (T-die), and passed through a casting roll having a temperature of 40° C. to prepare a gel-like multilayer base sheet having a thickness of 800 μm.

상기 다층 베이스 시트를 110℃인 롤 연신기에서 세로방향(MD) 6배 연신하고, 125℃인 텐터 연신기에서 가로방향(TD)으로 7배 연신하여 연신 필름을 제조하였다. 상기 연신 필름을 25℃인 디클로로메탄 침출조에 함침하여 1분 간 파라핀오일을 추출, 제거하였다. 파라핀오일이 제거된 필름을 50℃의 조건에서 5분 간 건조하였다. 이후, 텐터 연신기에서 125℃로 가열한 후, 가로방향(TD)으로 1.45배 연신 후 이완시켜 연신 전 대비 1.25배가 되도록 열고정시켰다. 상기 필름을 85℃, 습도 85%인 항온항습조에서 20시간 동안 가교시켜 다층 분리막을 제조하였다.The multilayer base sheet was stretched 6 times in the longitudinal direction (MD) in a 110°C roll stretching machine, and stretched 7 times in the transverse direction (TD) in a 125°C tenter stretching machine to prepare a stretched film. The stretched film was impregnated in a dichloromethane leaching tank at 25° C. to extract and remove paraffin oil for 1 minute. The film from which the paraffin oil was removed was dried for 5 minutes at 50°C. Thereafter, it was heated to 125°C in a tenter stretching machine, stretched by 1.45 times in the transverse direction (TD), and then relaxed to heat-set to 1.25 times compared to before stretching. The film was crosslinked for 20 hours in a constant temperature and humidity tank at 85° C. and 85% humidity to prepare a multilayer separator.

비교예Comparative example

중량평균분자량(Mw)이 700,000이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 5인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 29.5중량부, 신화방지제 0.5중량부를 혼합하여 정량 피더로 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하고, 사이드 인젝터로 40℃에서의 동점도가 70cSt인 파라핀오일 70중량부를 투입하였다. 200℃, 스크류 회전속도 40rpm의 조건으로 상기 2축 압출기에서 폭이 300mm인 티-다이(T-die)로 토출시킨 후 온도가 40℃인 캐스팅 롤을 통과시켜 두께가 400μm인 베이스 시트를 제조하였다. 상기 베이스 시트를 110℃인 롤 연신기에서 세로방향(MD) 6배 연신하고, 125℃인 텐터 연신기에서 가로방향(TD)으로 7배 연신하여 연신 필름을 제조하였다. 상기 연신 필름을 25℃인 디클로로메탄 침출조에 함침하여 1분 간 파라핀오일을 추출, 제거하였다. 파라핀오일이 제거된 필름을 5분간 50℃의 조건에서 건조하였다. 이후, 텐터 연신기에서 125℃로 가열한 후, 가로방향(TD)으로 1.45배 연신 후 이완시켜 연신 전 대비 1.25배가 되도록 열고정시켜 제1 다공막을 제조하였다.29.5 parts by weight of high-density polyethylene (HDPE) with a weight average molecular weight (Mw) of 700,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5, and 0.5 parts by weight of an anti-oxidation agent are mixed with a twin screw extruder (internal diameter 58mm, L/D= 56, Twin screw extruder) and 70 parts by weight of paraffin oil having a kinematic viscosity of 70 cSt at 40° C. with a side injector. A base sheet having a thickness of 400 μm was prepared by discharging from the twin-screw extruder to a T-die having a width of 300 mm under conditions of 200°C and a screw rotation speed of 40 rpm and passing through a casting roll having a temperature of 40°C. . The base sheet was stretched 6 times in the longitudinal direction (MD) in a 110°C roll stretching machine and 7 times in the transverse direction (TD) in a 125°C tenter stretching machine to prepare a stretched film. The stretched film was impregnated in a dichloromethane leaching tank at 25° C. to extract and remove paraffin oil for 1 minute. The film from which the paraffin oil was removed was dried at 50° C. for 5 minutes. Thereafter, it was heated at 125°C in a tenter stretching machine, stretched by 1.45 times in the transverse direction (TD) and then relaxed to heat-set to 1.25 times compared to before stretching, thereby preparing a first porous membrane.

중량평균분자량(Mw)이 350,000이고, 분자량분포(Mw/Mn)가 5인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 22.5중량부, 상기 제조예 1에서 얻은 변성 고분자 20중량부, 및 산화방지제 0.5중량부를 혼합하여 정량 피더로 2축 압출기(내경 58mm, L/D=56, Twin screw extruder)에 투입하고, 사이드 인젝터로 40℃에서의 동점도가 70cSt인 파라핀오일 57중량부를 투입하였다. 200℃, 스크류 회전속도 40rpm의 조건으로 상기 2축 압출기에서 폭이 300mm인 T-다이로 토출시킨 후 온도가 40℃인 캐스팅 롤을 통과시켜 두께가 400μm인 베이스 시트를 제조하였다. 상기 베이스 시트를 110℃인 롤 연신기에서 세로방향(MD) 6배 연신하고, 125℃인 텐터 연신기에서 가로방향(TD)으로 7배 연신하여 연신 필름을 제조하였다. 상기 연신 필름을 25℃인 디클로로메탄 침출조에 함침하여 1분 간 파라핀오일을 추출, 제거하였다. 파라핀오일이 제거된 필름을 5분간 50℃의 조건에서 건조하였다. 이후, 텐터 연신기에서 125℃로 가열한 후, 가로방향(TD)으로 1.45배 연신 후 이완시켜 연신 전 대비 1.25배가 되도록 열고정시켰다. 상기 필름을 85℃, 습도 85%인 항온항습조에서 20시간 동안 가교시켜 제2 다공막을 제조하였다.Quantification by mixing 22.5 parts by weight of high-density polyethylene (HDPE) having a weight average molecular weight (Mw) of 350,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5, 20 parts by weight of the modified polymer obtained in Preparation Example 1, and 0.5 parts by weight of an antioxidant It was put into a twin screw extruder (internal diameter 58mm, L/D=56, Twin screw extruder) as a feeder, and 57 parts by weight of paraffin oil having a kinematic viscosity of 70 cSt at 40° C. was added with a side injector. A base sheet having a thickness of 400 μm was prepared by discharging from the twin-screw extruder to a T-die having a width of 300 mm under conditions of 200°C and a screw rotation speed of 40 rpm and passing through a casting roll having a temperature of 40°C. The base sheet was stretched 6 times in the longitudinal direction (MD) in a 110°C roll stretching machine and 7 times in the transverse direction (TD) in a 125°C tenter stretching machine to prepare a stretched film. The stretched film was impregnated in a dichloromethane leaching tank at 25° C. to extract and remove paraffin oil for 1 minute. The film from which the paraffin oil was removed was dried at 50° C. for 5 minutes. Thereafter, it was heated to 125°C in a tenter stretching machine, stretched by 1.45 times in the transverse direction (TD), and then relaxed to heat-set to 1.25 times compared to before stretching. The film was crosslinked for 20 hours in a constant temperature and humidity tank at 85° C. and 85% humidity to prepare a second porous membrane.

상기 제1 및 제2 다공막을 제2 다공막/제1 다공막/제2 다공막의 구조로 적층한 상태에서 145℃, 0.05MPa의 조건으로 10초 간 가압, 가열 처리하여 다층 분리막을 제조하였다.The first and second porous membranes were stacked in the structure of a second porous membrane/first porous membrane/second porous membrane, and pressurized and heated for 10 seconds at 145°C and 0.05 MPa for 10 seconds to prepare a multilayer separator. .

실험예Experimental example

본 발명에서 측정한 물성 각각에 대한 시험방법은 하기와 같다. 온도에 대한 별도의 언급이 없는 경우, 상온(25℃)에서 측정하였다.The test method for each of the physical properties measured in the present invention is as follows. If there is no separate mention of the temperature, it was measured at room temperature (25 ℃).

-두께(㎛): 미세 두께 측정기를 이용하여 분리막 시편의 두께를 측정하였다.-Thickness (㎛): The thickness of the separator specimen was measured using a fine thickness meter.

-통기도(Gurley, sec/100ml): 아사히 세이코 社의 걸리 측정기(Densometer) EGO2-5 모델을 이용하여 측정압력0.025MPa에서 100ml의 공기가 직경이 29.8mm인 분리막 시편을 통과하는 시간을 측정하였다.-Permeability (Gurley, sec/100ml): Using the Asahi Seiko's Densometer EGO2-5 model, the time for 100ml of air to pass through the membrane specimen of 29.8mm in diameter at a measurement pressure of 0.025MPa was measured.

-기공률(부피%): ASTM F316-03에 의거하여, PMI 社의 Capillary Porometer를 사용하여 반경이 25mm인 분리막 시편의 기공률을 측정하였다.-Porosity (volume%): According to ASTM F316-03, the porosity of a separator specimen having a radius of 25 mm was measured using a PMI's Capillary Porometer.

-인장강도(kgf/cm2): 인장강도 측정기를 이용하여 크기가 20×200mm인 분리막 시편에 응력을 가하여 시편의 파단이 발생할 때까지 가해진 응력을 측정하였다.-Tensile strength (kgf/cm 2 ): The applied stress was measured until fracture of the specimen occurred by applying a stress to a separator specimen having a size of 20 × 200 mm using a tensile strength meter.

-인장신율(%): 인장강도 측정기를 이용하여 크기가 20×200mm인 분리막 시편에 응력을 가하여 시편의 파단이 발생할 때까지 늘어난 최대 길이를 측정하고 하기 계산식을 사용하여 인장신율을 계산하였다.-Tensile elongation (%): Using a tensile strength meter, a stress was applied to a separator specimen having a size of 20 × 200 mm to measure the maximum length extended until fracture of the specimen occurred, and the tensile elongation was calculated using the following calculation formula.

인장신율(%)=(l1-l2)/l1*100Tensile elongation (%)=(l 1 -l 2 )/l 1 *100

(상기 계산식에서, l1은 신장 전 시편의 가로 또는 세로방향 길이이고, l2는 파단 직전 시편의 가로 또는 세로방향 길이이다.)(In the above calculation formula, l 1 is the length in the horizontal or vertical direction of the specimen before stretching, and l2 is the length in the horizontal or vertical direction of the specimen just before fracture.)

-천공강도(gf): KATO TECH 社의 천공강도 측정기 KES-G5 모델을 이용하여 크기가 100×50mm인 분리막 시편에 지름 0.5mm의 스틱(Stick)으로 0.05cm/sec의 속도로 힘을 가하여 상기 시편이 뚫리는 시점에 가해진 힘을 측정하였다.-Punching strength (gf): Using a KES-G5 model of a punching strength measuring instrument from KATO TECH, a force is applied at a rate of 0.05cm/sec with a 0.5mm diameter stick to a 100×50mm separator specimen. The force applied at the time the specimen was pierced was measured.

-멜트다운온도 및 셧다운온도(℃): 열기계분석기(Thermomechanical analysis, TMA)를 이용하여 분리막 시편에 0.01N의 힘을 가한 후 5℃/분의 속도로 승온시켜 상기 시편의 변형 정도를 측정하였다. 상기 시편이 파단되는 온도를 멜트다운온도로, 상기 시편이 용융되기 시작하여 최대 수축의 50% 지점의 온도를 셧다운온도로 하였다.-Meltdown temperature and shutdown temperature (°C): After applying a force of 0.01N to the separator specimen using a thermomechanical analysis (TMA), the specimen was heated at a rate of 5°C/min to measure the degree of deformation of the specimen. . The temperature at which the specimen breaks was taken as the meltdown temperature, and the temperature at the point of 50% of the maximum shrinkage when the specimen begins to melt was taken as the shutdown temperature.

-열수축률(%): 120℃의 오븐에서 1시간 동안 크기가 200×200mm인 분리막 시편을 A4 종이 사이에 넣어 방치한 후, 상온 냉각시켜 시편의 가로 및 세로방향의 수축된 길이를 측정하고 하기 계산식을 사용하여 열수축률을 계산하였다.-Heat shrinkage rate (%): A separator specimen of 200 x 200 mm in size is placed between A4 paper for 1 hour in an oven at 120° C., and then cooled at room temperature to measure the contracted length of the specimen in the horizontal and vertical directions. Heat shrinkage was calculated using the formula.

열수축률(%)=(l3-l4)/l3*100Heat shrinkage (%)=(l 3 -l 4 )/l 3 *100

(상기 계산식에서, l3은 수축 전 시편의 가로 또는 세로방향 길이이고, l4는 수축 후 시편의 가로 또는 세로방향 길이이다.)(In the above calculation formula, l 3 is the length in the horizontal or vertical direction of the specimen before shrinkage, and l 4 is the length in the horizontal or vertical direction of the specimen after shrinking.)

-층간 박리강도(gf/20mm): 인장강도 측정기를 이용하여 크기가 20mm*200mm인 분리막 시편에 3M 양면 테이프(No.665)를 접착하고 박리 시 가해진 응력을 측정하였다-Interlayer peel strength (gf/20mm): A 3M double-sided tape (No.665) was adhered to a separator specimen having a size of 20mm*200mm using a tensile strength measuring machine, and the stress applied during peeling was measured.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 분리막의 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the separators prepared according to the Examples and Comparative Examples were measured, and the results are shown in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예Comparative example 두께thickness 9.59.5 9.69.6 10.610.6 통기도Ventilation 9292 8484 345345 기공률Porosity 5050 5252 2828 MD 인장강도MD tensile strength 2,8202,820 2,6902,690 1,9251,925 MD 인장신율MD tensile elongation 8585 7676 6161 TD 인장강도TD tensile strength 2,6202,620 2,5602,560 1,8461,846 TD 인장신율TD tensile elongation 7676 7272 6464 MD 열수축률MD heat shrinkage 77 55 44 TD 열수축률TD heat shrinkage 1111 1010 66 천공강도Drilling strength 420420 398398 264264 멜트다운온도Meltdown temperature 235235 240240 212212 셧다운온도Shutdown temperature 138138 136136 138138 층간 박리강도Peel strength between layers 126126 142142 6565

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (11)

제1 폴리올레핀을 포함하는 제1 다공층; 및
상기 제1 다공층의 적어도 일면에 위치하고, 제2 폴리올레핀에 가교성 화합물이 그라프트된 고분자의 가교체, 및 제3 폴리올레핀을 포함하는 제2 다공층;을 포함하고,
상기 제1 및 제2 다공층의 접촉면에서 상기 제2 다공층 중 적어도 일부가 두께 방향으로 상기 제1 다공층의 내부에 침투한 구조를 가지고,
상기 제1 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 각각 200,000~1,000,000g/mol이고,
상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 70,000~600,000g/mol이고,
상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)에 대한 상기 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)의 비는 0.1~5.0인 다층 분리막.
A first porous layer comprising a first polyolefin; And
Including; a second porous layer comprising a crosslinked polymer, and a third polyolefin, which is located on at least one surface of the first porous layer, a crosslinkable compound is grafted to a second polyolefin,
At least a portion of the second porous layer has a structure in which at least a portion of the second porous layer penetrates the inside of the first porous layer in the thickness direction from the contact surface of the first and second porous layers,
The weight average molecular weight (Mw) of the first and third polyolefins is 200,000 to 1,000,000 g/mol, respectively,
The weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin is 70,000 to 600,000 g/mol,
The ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the third polyolefin to the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin is 0.1 to 5.0.
제1항에 있어서,
상기 제2 다공층 중 상기 가교체의 함량은 5~90중량%인 다층 분리막.
The method of claim 1,
The content of the crosslinked product in the second porous layer is 5 to 90% by weight of a multilayer separator.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고분자 중 상기 가교성 화합물의 함량은 10~50중량%인 다층 분리막.
The method of claim 1,
The content of the crosslinkable compound in the polymer is 10 to 50% by weight of a multilayer separator.
제1항에 있어서,
상기 제2 다공층에서 상기 가교체 및 상기 제3 폴리올레핀은 각각 불연속상 및 연속상인 다층 분리막.
The method of claim 1,
In the second porous layer, the crosslinked product and the third polyolefin are a discontinuous phase and a continuous phase, respectively.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 폴리올레핀은 각각 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합 또는 공중합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 다층 분리막.
The method of claim 1,
The first to third polyolefins are one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and combinations or copolymers of two or more of them, respectively. Phosphorus multilayer separator.
제1항에 있어서,
상기 가교성 화합물은 알콕시기를 함유하는 비닐실란인 다층 분리막.
The method of claim 1,
The crosslinkable compound is a multilayer separator of vinylsilane containing an alkoxy group.
제1항에 있어서,
상기 다층 분리막은 하기 (i) 내지 (x)의 조건 중 하나 이상을 만족하는 다층 분리막:
(i) 두께 5~30㎛;
(ii) 기공률 30~70부피%;
(iii) 세로방향(MD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2;
(iv) 가로방향(TD) 인장강도 1,000~3,000kgf/cm2;
(v) 세로방향(MD) 인장신율 40~150%;
(vi) 가로방향(TD) 인장신율 40~150%;
(vii) 멜트다운온도 210℃ 이상;
(viii) 셧다운온도 135~140℃;
(ix) 통기도 30~300s/100ml; 및
(x) 층간 박리강도 70gf/20mm 이상.
The method of claim 1,
The multilayer separator is a multilayer separator that satisfies at least one of the following conditions (i) to (x):
(i) 5-30 μm in thickness;
(ii) 30-70 vol% porosity;
(iii) Tensile strength in the longitudinal direction (MD) 1,000~3,000kgf/cm 2 ;
(iv) Transverse direction (TD) tensile strength 1,000~3,000kgf/cm 2 ;
(v) 40-150% tensile elongation in the longitudinal direction (MD);
(vi) 40-150% tensile elongation in the transverse direction (TD);
(vii) meltdown temperature of 210°C or higher;
(viii) shutdown temperature 135-140°C;
(ix) air permeability 30~300s/100ml; And
(x) Interlayer peel strength 70gf/20mm or more.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다층 분리막을 포함하는 전기화학소자.An electrochemical device comprising the multilayer separator according to any one of claims 1, 2, and 4 to 8. (a) 제1 폴리올레핀 및 기공형성제를 포함하는 제1 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 제2 폴리올레핀, 가교성 화합물 및 개시제를 반응시켜 상기 제2 폴리올레핀에 상기 가교성 화합물이 그라프트된 고분자를 제조하는 단계;
(c) 상기 고분자 10~40중량%, 제3 폴리올레핀 10~40중량% 및 기공형성제 40~80중량%를 포함하는 제2 혼합물을 제조하는 단계;
(d) 상기 제1 및 제2 혼합물을 공압출하여 각 층이 접촉면에서 두께 방향으로 상호 침투한 다층 구조의 베이스 시트를 형성하는 단계;
(e) 상기 베이스 시트를 가공하여 다공막을 제조하는 단계; 및
(f) 상기 다공막에 포함된 상기 고분자를 가교시키는 단계;를 포함하고,
상기 제1 및 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 각각 200,000~1,000,000g/mol이고,
상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)은 70,000~600,000g/mol이고,
상기 제2 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)에 대한 상기 제3 폴리올레핀의 중량평균분자량(Mw)의 비는 0.1~5.0인 다층 분리막의 제조방법.
(a) preparing a first mixture comprising a first polyolefin and a pore former;
(b) reacting a second polyolefin, a crosslinkable compound, and an initiator to prepare a polymer in which the crosslinkable compound is grafted to the second polyolefin;
(c) preparing a second mixture comprising 10 to 40% by weight of the polymer, 10 to 40% by weight of a third polyolefin, and 40 to 80% by weight of a pore former;
(d) coextruding the first and second mixtures to form a base sheet having a multilayer structure in which each layer penetrates from the contact surface in the thickness direction;
(e) manufacturing a porous membrane by processing the base sheet; And
(f) crosslinking the polymer contained in the porous membrane; including,
The weight average molecular weight (Mw) of the first and third polyolefins is 200,000 to 1,000,000 g/mol, respectively,
The weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin is 70,000 to 600,000 g/mol,
The ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the third polyolefin to the weight average molecular weight (Mw) of the second polyolefin is 0.1 to 5.0.
제10항에 있어서,
상기 제2 및 제3 폴리올레핀은 동일하고,
상기 (b) 및 (c) 단계는 인-시츄(in-situ) 방식으로 이루어지는 다층 분리막의 제조방법.
The method of claim 10,
The second and third polyolefins are the same,
The (b) and (c) steps are in-situ (in-situ) method of manufacturing a multi-layer separation membrane made by the method.
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