KR20150079114A - Manufacturing method of excellent thickness uniformity biaxially streched PTFE membrane having porosity and using thereof - Google Patents

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KR20150079114A
KR20150079114A KR1020130169131A KR20130169131A KR20150079114A KR 20150079114 A KR20150079114 A KR 20150079114A KR 1020130169131 A KR1020130169131 A KR 1020130169131A KR 20130169131 A KR20130169131 A KR 20130169131A KR 20150079114 A KR20150079114 A KR 20150079114A
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박준석
이세민
남미연
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a biaxially stretched porous PTFE separation membrane, which is allowed to improve thickness uniformity of the PTFE separation membrane through simple processes without using an extra reinforcing film, thereby minimizing defects on the PTFE separation membrane and having outstanding improved thickness uniformity while improving difference pressure in a biaxial direction.

Description

두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법 및 이를 통해 제조된 2축연신 다공성 PTFE 분리막{Manufacturing method of excellent thickness uniformity biaxially streched PTFE membrane having porosity and using thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biaxially oriented porous PTFE separator having improved thickness uniformity and a biaxially oriented porous PTFE separator prepared by the method.

본 발명은 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법 및 이를 통해 제조된 2축연신 다공성 PTFE 분리막에 관한 것으로 보다 상세하게는 별도의 보강필름을 사용하지 않고서도 간단한 공정을 통해 두께균일성을 현저하게 개선할 수 있는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법 및 이를 통해 제조된 2축연신 다공성 PTFE 분리막에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane having improved thickness uniformity and a biaxially oriented porous PTFE separation membrane produced thereby. More specifically, the present invention relates to a biaxially oriented porous PTFE separation membrane, And a biaxially stretched porous PTFE separator prepared by the method. The present invention relates to a biaxially oriented porous PTFE separator, and a biaxially oriented porous PTFE separator.

종래, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, 이하, "PTFE"라 함)로 이루어지는 다공질체는, 내약품성, 내열성, 내후성, 불연성 등에 뛰어날 뿐만 아니라, 비점착성, 저마찰계수 등의 특성을 가지고 있다. 또, 다공질 구조이기 때문에, 투과성, 유연성, 가요성, 미립자의 포집ㆍ여과성 등에도 우수하다. 이 때문에, PTFE로 이루어지는 되는 재료는, 정밀화학약품의 여과, 배수처리용의 필터 등의 광범위한 분야에서 사용되고 있다. Conventionally, a porous body made of polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as "PTFE ") not only has excellent chemical resistance, heat resistance, weather resistance, and nonflammability but also has properties such as non-stickiness and low friction coefficient. Moreover, since it is a porous structure, it is also excellent in transparency, flexibility, flexibility, trapping and filtering of fine particles, and the like. Therefore, the material made of PTFE is used in a wide range of fields such as filtration of fine chemicals and filters for wastewater treatment.

이 중 PTFE 여과재는 주로 PTFE 미세분말과 윤활제의 혼합물로 구성된 페이스트를 로드화 하고, 두 롤러 사이를 통과하는 압연공정을 거쳐 시트상태로 성형한 후, 윤활제를 제거한 뒤에 연신하는 방법으로 막을 다공화하는 기술, 즉 PTFE 평막의 제조방법은 널리 알려져 있다. Among them, the PTFE filter medium mainly consists of a paste composed of a mixture of PTFE fine powder and a lubricant, which is rolled through a rolling process between the two rollers, formed into a sheet state, and after the lubricant is removed, Technology, that is, a method for producing a PTFE flat membrane, is well known.

구체적으로 PTFE 평막의 제조방법의 예시로서 일본국 특허공개 제1980-075433호, 제1985-104319호 및 제1991-017136호는 PTFE 다공질체 제조방법중 PTFE 다공질체의 기공크기를 조절하기 위해 개량한 것이다. 또한,이상의 특허문헌들에서 개시된 PTFE의 연신에 의해 제조한 PTFE 다공질체는, 다수의 미세한 피브릴(미세섬유)과 상기 피브릴에 의해서 서로 연결된 다수의 노드(결절)로 이루어지는 미세구조를 가지고 있으며, 이 미세구조가 연속 기공성의 다공질 구조를 형성하고 있다. 이때, 연신 PTFE 다공질체는, 연신 조건을 제어함으로써 구멍직경이나 기공률 등의 다공질구조를 임의로 설정할 수 있다.
Specifically, as an example of a method for producing a PTFE flat membrane, Japanese Patent Laid-Open Nos. 1980-075433, 1985-104319, and 1991-017136 disclose a method for manufacturing a PTFE porous body by improving the pore size of a PTFE porous body will be. In addition, the PTFE porous body produced by the stretching of PTFE disclosed in the above patent documents has a fine structure composed of a plurality of fine fibrils (fine fibers) and a plurality of nodes (nodules) connected to each other by the fibrils , And this fine structure forms a continuous porous porous structure. At this time, the porous PTFE porous body can arbitrarily set the porous structure such as the pore diameter and porosity by controlling the stretching conditions.

PTFE 시트형 분리막은 기체분리막 또는 섬유 등으로 활용될 수 있다. 그러나 PTFE 시트형 분리막은 다공을 형성하기 위하여 2축연신을 수행하여야 하는데, 최종 2축 연신 시 1축 연신 시트의 중앙부보다 측면부가 먼저 연신되는 현상이 나타단다. 구체적으로 도 1은 종래의 2축연신된 PTFE 분리막의 단면도로서 양단부의 높이(b)에 비하여 중앙부의 높이(a)가 높은 것을 확인할 수 있다. 두께 편차에 의해 분리막의 1축방향 및 2축방향의 위치별로, 특히 2축방향으로 에어필터용도에서는 제거율과 공기투과율이 편차가 나타날수 있으며, 액체필터용도에서는 투과도 및 제거율의 편차가 발생할 수 있다. 또한 두께편차에 의해 2축연신 된 분리막을 롤 형태로 권취시 분리막 두께가 두꺼운 부분은 상대적으로 얇은 부위보다 크게 감기는 형태가 나타나, 권취를 어렵게 할 수 있다. The PTFE sheet type separation membrane can be utilized as a gas separation membrane or fiber. However, in the P TFE sheet type separation membrane, biaxial orientation must be performed in order to form pores. In the final biaxial orientation, the side faces of the uniaxially oriented sheet are elongated earlier than the central portion. Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional biaxially stretched PTFE separation membrane, which shows that the height a of the central portion is higher than the height b of both ends. The removal rate and the air permeability may vary depending on the position of the membrane in the uniaxial direction and the biaxial direction, particularly in the biaxial direction due to the thickness deviation, and the permeability and the removal rate may vary in the liquid filter application. Also, when the biaxially stretched separator film is rolled up in a roll shape due to the thickness deviation, a thicker portion of the separator may be wound around the thinner portion than the relatively thin portion, which may make winding difficult.

이를 개선하기 위하여 일본특허출원 제2003-416008호에서는 1축연신된 PTFE 시트에 고분자 보강막을 부착하고 2축연신하여 균일한 두께를 확보하려는 시도가 있었다. 그러나 이 경우 접착된 고분자 시트를 떼어내기 어려울 뿐 아니라 분리하더라도 시트의 흠집 또는 파손이 발생할 우려가 있었다. 또한 이 경우에도 두께의 변동계수값이 15%를 초과할 뿐 아니라 차압의 변동계수값이 5%를 초과하는 문제가 있었다.
In order to improve this, Japanese Patent Application No. 2003-416008 discloses an attempt to secure a uniform thickness by attaching a polymer reinforcing membrane to a uniaxially stretched PTFE sheet and biaxially stretching it. However, in this case, it is difficult to remove the bonded polymer sheet, and there is a fear that the sheet may be scratched or damaged even if it is separated. Also in this case, the thickness variation coefficient value exceeds 15%, and the variation coefficient of the differential pressure exceeds 5%.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 별도의 보강필름을 사용하지 않고서도 간단한 공정을 통해 분리막의 흠결을 최소화하면서 두께균일성을 현저하게 개선할 수 있는 또한 두께균일성이 향상되고 2축방향으로의 차압의 편차가 개선된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법 및 이를 통해 제조된 2축연신 다공성 PTFE 분리막을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which can remarkably improve thickness uniformity while minimizing defects of a separator through a simple process without using a separate reinforcing film Also disclosed is a method for producing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane having improved thickness uniformity and improved deviation of differential pressure in a biaxial direction, and a biaxially oriented porous PTFE separation membrane produced thereby.

상술한 과제를 해결하기 위한 2축연신 PTFE 다공성 분리막을 제조하는 방법에 있어서, (1) PTFE 분리막을 1축연신하는 단계; (2) 상기 1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여하는 단계; 및 (3) 상기 두께편차가 부여된 PTFE 분리막을 2축연신하는 단계를 포함하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법을 제공한다.A method for producing a biaxially oriented PTFE porous separation membrane for solving the above problems, comprising the steps of: (1) uniaxially stretching a PTFE separation membrane; (2) imparting a thickness variation such that a center portion of the separator is thinner than an end portion thereof with respect to a stretched axial direction of the uniaxially stretched PTFE separator; And (3) biaxially elongating the PTFE separation membrane to which the thickness variation is imparted. The present invention also provides a method for producing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane having improved thickness uniformity.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 분리막의 중앙부가 단부에 비하여 10 ~ 30% 얇을 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the step (2), the center portion of the separation membrane may be thinner by 10 to 30% than the end portion.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 중앙부를 압연하는 공정을 통해 두께편차를 부여할 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, in the step (2), a thickness variation may be imparted through the process of rolling the center portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 상기 1축연신 방향의 수직방향으로 2축연신이 수행될 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the step (2) may be performed by biaxial stretching in a direction perpendicular to the uniaxial stretching direction.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 1축연신의 연신비는 10 ~ 25배일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the stretching ratio of the monoaxial stretch may be 10 to 25 times.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 2축연신의 연신비는 15 ~ 25배일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the stretching ratio of the biaxial stretch may be 15 to 25 times.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 평균두께는 5 ~ 15㎛이고, 폭은 1200 ~ 1800mm일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the average thickness of the biaxially oriented porous PTFE separation membrane may be 5 to 15 μm and the width may be 1200 to 1800 mm.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계의 두께편차는 단부에서 중앙부로 갈수록 두께가 점진적으로 감소하도록 두께구배를 부여할 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the thickness deviation in the step (2) may be such that the thickness gradually decreases from the end portion to the center portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후 2축연신된 다공성 PTFE 분리막의 하기 관계식 1의 두께 변동계수 (CV1)값이 15% 이하이고, 하기 관계식 2의 차압의 변동계수(CV2)값이 5% 이하일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the biaxially stretched porous PTFE separator after the step (3) has a thickness variation coefficient CV1 of the following relational expression 1 of not more than 15% The coefficient (CV2) value may be less than 5%.

[관계식 1][Relation 1]

변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100 Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100

[관계식 2][Relation 2]

변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (2) 단계는 중앙부가 양단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여할 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the step (2) may provide a thickness variation so that the center portion is thinner than both end portions.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 얇은 두께를 갖는 1축연신 다공성 PTFE 분리막을 제공한다. According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a uniaxially oriented porous PTFE separation membrane having a thickness thinner than a center portion of a separation membrane with respect to a stretched axial direction of a uniaxially stretched PTFE separation membrane.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 분리막의 중앙부가 단부에 비하여 10 ~ 30% 얇을 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the central portion of the separation membrane may be 10 to 30% thinner than the end portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 분리막은 단부에서 중앙부로 갈수록 두께가 점진적으로 감소하도록 두께구배가 형성될 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, a thickness gradient may be formed such that the thickness gradually decreases from the end portion to the center portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 하기 관계식 1의 두께 변동계수 (CV1)값이 15% 이하이고, 하기 관계식 2의 차압의 변동계수(CV2)값이 5% 이하인 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막을 제공한다. According to another preferred embodiment of the present invention, the thickness variation coefficient CV1 of the following relational expression 1 is 15% or less, the thickness variation uniformity of the differential pressure variation coefficient CV2 of the following relational expression 2 is 5% A biaxially oriented porous PTFE separator is provided.

[관계식 1][Relation 1]

변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100 Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100

[관계식 2][Relation 2]

변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 단부에서 중앙부로 갈수록 점진적으로 두께구배가 형성될 수 있으며. 상기 두께구배는 단부에서 중앙부로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하거나, 두께가 증가할 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, a thickness gradient may gradually be formed from the end portion to the central portion. The thickness gradient may gradually decrease or increase in thickness from the end portion to the center portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 2축연신 다공성 PTFE 분리막을 포함하는 에어필터를 제공한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided an air filter including the biaxially oriented porous PTFE separation membrane of the present invention.

본 발명의 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법은 별도의 보강필름을 사용하지 않고서도 간단한 공정을 통해 두께균일성을 현저하게 개선할 수 있다. 이를 통해 PTFE 분리막의 흠결을 최소화하면서 현저하게 향상된 두께균일성을 가질 수 있다.또한 2축방향의 차압의 균일성이 현저하게 향상될 수 있다.
The method of manufacturing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane of the present invention can remarkably improve thickness uniformity through a simple process without using a separate reinforcing film. Thus, the thickness uniformity can be remarkably improved while minimizing the defects of the PTFE separator, and the uniformity of the differential pressure in the biaxial direction can be remarkably improved.

도 1은 종래의 2축연신 PTFE 분리막의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 압축기의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 압출기의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 캘린더 롤의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압연장치의 모식도이고, 도 6은 이를 통해 제조된 두께구배를 갖는 1축연신 PTFE 분리막의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 2축연신 PTFE 분리막의 단면도이고, 도 8 및 도 9는 분리막의 표면부를 확대한 확대도이다.
1 is a cross-sectional view of a conventional biaxially oriented PTFE separation membrane.
2 is a schematic diagram of a compressor that can be used in the present invention.
3 is a schematic diagram of an extruder that can be used in the present invention.
4 is a schematic diagram of a calender roll that can be used in the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a rolling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a monoaxially stretched PTFE separation membrane having a thickness gradient produced thereby.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a biaxially stretched PTFE separation membrane according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are enlarged views of a surface portion of the separation membrane.

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.

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 1축연신된 PTFE 시트에 고분자 보강막을 부착하고 2축연신하여 균일한 두께를 확보하려는 시도가 있었다. 그러나 이 경우 접착된 고분자 시트를 떼어내기 어려울 뿐 아니라 분리하더라도 시트의 흠집 또는 파손이 발생할 우려가 있었다. 또한 이 경우에도 중앙부와 양단부의 두께차이는 여전히 평균두께의 변동계수값이 15%를 초과할 뿐 아니라 차압의 변동계수값이 10%를 초과하는 문제가 있었다.
As described above, there has been an attempt to secure a uniform thickness by biaxially stretching a polymeric reinforcing membrane attached to a conventional uniaxially stretched PTFE sheet. However, in this case, it is difficult to remove the bonded polymer sheet, and there is a fear that the sheet may be scratched or damaged even if it is separated. Also in this case, the thickness difference between the central part and the both ends still has a problem that the variation coefficient value of the average thickness exceeds 15% and the variation coefficient of the differential pressure exceeds 10%.

이에 본 발명에서는 2축연신 PTFE 다공성 분리막을 제조하는 방법에 있어서, (1) PTFE 분리막을 1축연신하는 단계; (2) 상기 1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여하는 단계; 및 (3) 상기 두께편차가 부여된 PTFE 분리막을 2축연신하는 단계를 포함하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법을 개시하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 그 결과 본 발명의 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법은 별도의 보강필름을 사용하지 않고서도 간단한 공정을 통해 두께균일성을 현저하게 개선할 수 있다. 이를 통해 PTFE 분리막의 흠결을 최소화하면서 현저하게 향상된 두께균일성을 가질 수 있다.
Accordingly, the present invention provides a method for producing a biaxially oriented PTFE porous separation membrane, comprising: (1) uniaxially stretching a PTFE separation membrane; (2) imparting a thickness variation such that a center portion of the separator is thinner than an end portion thereof with respect to a stretched axial direction of the uniaxially stretched PTFE separator; And (3) biaxially elongating the PTFE separation membrane to which the thickness deviation is imparted. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems by providing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane having improved thickness uniformity. As a result, the method of manufacturing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane of the present invention can remarkably improve thickness uniformity through a simple process without using a separate reinforcing film. This allows for significantly improved thickness uniformity while minimizing defects in the PTFE membrane.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PTFE 분리막의 제조방법을 설명한다. 구체적으로 상술한 (1) 단계 이전에는 통상적인 PTFE 분리막의 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 따라서 후술하는 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위한 내용이나 이에 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, a method of manufacturing a PTFE separator according to a preferred embodiment of the present invention will be described. Specifically, prior to the step (1) described above, it can be produced according to a conventional method for producing a PTFE separator. Therefore, the following description is intended to assist the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

먼저, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 페이스트를 제조한다. 본 발명의 페이스트에 포함되는 PTFE 분말은 통상적으로 PTFE 분리막에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 PTFE 분말의 평균입경은 300 ~ 500 ㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 분자량 등도 특별히 제한되지 않으며 시판의 제품을 사용해도 무방한 바, 그 예로서는, 폴리프론 F-104(다이킨 공업), 플루온 CD- 123(아사히 ICI 플로로폴리머즈사)등을 들 수 있다.
First, a paste is prepared by mixing polytetrafluoroethylene (PTFE) powder and a liquid lubricant. The PTFE powder contained in the paste of the present invention can be used without limitation as long as it is conventionally used in the PTFE separation membrane. Preferably, the average particle diameter of the PTFE powder may be 300 to 500 탆, but is not limited thereto. The molecular weight and the like are not particularly limited, and commercially available products may be used. Examples thereof include Polyflon F-104 (Daikin Industries) and Fluon CD-123 (Asahi ICI Fluoropolymers Co., Ltd.).

본 발명의 페이스트에 포함되는 액상 윤활제는 PTFE 미세분말의 표면을 적시면서 원활한 압출 및 프리폼 형성을 수행하기 위한 것으로서, 시트로 성형 후 열에 의한 증발추출 등의 수단에 의해 제거 가능한 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 액상 윤활제로서, 유동파라핀, 나프타, 화이트 오일, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소 오일 외에, 각종 알코올류, 케톤류, 에스테르류 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 페이스트는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말 100중량부에 대하여 액상 윤활제 10 ~ 50중량부를 포함할 수 있다.
The liquid lubricant contained in the paste of the present invention is for performing smooth extrusion and preform formation while wetting the surface of the PTFE fine powder and is not particularly limited as long as it is a material that can be removed by means such as evaporation extraction by heat after forming into a sheet . For example, as the liquid lubricant, various alcohols, ketones, esters, and the like may be used in addition to hydrocarbon oils such as liquid paraffin, naphtha, white oil, toluene, and xylene. According to a preferred embodiment of the present invention, the paste may include 10 to 50 parts by weight of a liquid lubricant based on 100 parts by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE) powder.

다음,상기 페이스트를 압축기에서 압축하여 예비성형 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 사용될 수 있는 압축기는 통상적으로 고분자 분리막의 압축에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있다. 도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 압축기의 모식도로서 상기 제조된 페이스트가 분리막 제조용 압축기(20) 내부로 유입되면, 압력을 가하여 페이스트를 예비성형체(21)로 성형할 수 있다. 이 경우 압축기의 형상에 따라 다양한 단면을 갖는 예비성형체를 제조할 수 있으며 예비성형체의 크기 역시 조건에 따라 설정될 수 있다. Next, the paste can be compressed and preformed in a compressor. Specifically, a compressor which can be used in the present invention can be used without limitation as long as it is usually used for compressing a polymer separator. FIG. 2 is a schematic view of a compressor that can be used in the present invention. When the paste is introduced into the compressor for producing a separator 20, the paste can be molded into the preform 21 by applying pressure. In this case, a preform having various cross sections can be manufactured according to the shape of the compressor, and the size of the preform can also be set according to conditions.

한편, 압축기 내부의 온도 및 압력은 통상의 PTFE 분리막 제조 시 적용되는 압축기의 조건에 따라 설정할 수 있으며, 바람직하게는 18 ~ 25℃ 및 1 ~ 3㎫의 압력에서 수행될 수 있다.
On the other hand, the temperature and the pressure inside the compressor can be set according to the condition of the compressor applied in the production of the conventional PTFE separator, and preferably the pressure can be performed at 18 to 25 ° C and 1 to 3 MPa.

다음, 상기 예비성형체를 압출기에서 압출할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 사용될 수 있는 압출기는 통상적으로 고분자 분리막의 제막에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며 바람직하게는 램 압출기일 수 있다. 도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 압출기의 모식도로서, 상기 제조된 예비성형체는 압출기(30)의 내부로 투입되며, 압출기(30)의 내부를 거치면서 압출물(31)이 압출된다. 이 경우 압출기(30)의 형상에 따라 다양한 단면을 갖는 압출물(31)을 제조할 수 있으며 바람직하게는 로드(rod) 형상을 가질 수 있다. 압출물의 크기 역시 조건에 따라 설정될 수 있다. 압출조건은 통상의 PTFE 분리막의 압출공정의 조건에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 상기 압출단계는 60 ~ 85℃에서 5 ~ 15㎫의 압력에서 수행될 수 있다.
Next, the preform may be extruded from an extruder. Specifically, the extruder which can be used in the present invention can be used without limitation as long as it is usually used for the production of a polymer membrane, and can be preferably a ram extruder. FIG. 3 is a schematic diagram of an extruder that can be used in the present invention. The preform is put into the extruder 30, and the extrudate 31 is extruded through the extruder 30. In this case, the extrudate 31 having various cross sections may be manufactured according to the shape of the extruder 30, and preferably it may have a rod shape. The size of the extrudate can also be set according to the conditions. The extrusion conditions may be carried out under the conditions of an extrusion process of a conventional PTFE separation membrane, and preferably the extrusion step may be performed at a pressure of 5 to 15 MPa at 60 to 85 ° C.

다음 단계에서 상기 압출된 압출물을 시트형상으로 캘린더링 하는 공정을 수행할 수 있다. 도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 캘린더 롤의 개략도로서 상기 (3) 단계를 거쳐 압출된 압출물이 캘린더 롤(40)을 통과하면 시트형상(41)으로 펴지게 된다. 이 경우 시트두께는 200 ~ 300㎛일 수 있다.
In the next step, the extruded extrudate may be calendered in a sheet form. Fig. 4 is a schematic view of a calender roll that can be used in the present invention. When the extrudate extruded through step (3) passes through a calender roll 40, it is spread into a sheet shape 41. Fig. In this case, the sheet thickness may be 200 to 300 mu m.

다음 단계로서 상기 캘린더링 된 시트를 가열하여 액상 윤활제를 제거할 수 있다. 구체적으로 상기 시트의 가열온도는 액상 윤활제가 제거되는 정도의 온도이면 족하나 바람직하게는 200 ~ 250℃일 수 있다. 가열시간은 10 초 ~ 10분간 수행될 수 있다.
As a next step, the calendered sheet can be heated to remove the liquid lubricant. Specifically, the heating temperature of the sheet may be in the range of the temperature at which the liquid lubricant is removed, preferably 200 to 250 ° C. The heating time can be performed for 10 seconds to 10 minutes.

다음, 상술한 통상의 방법으로 제조된 PTFE 분리막은 (1) 단계로서 PTFE 분리막을 1축연신한다. 구체적으로 통상의 PTFE 시트는 롤러를 통해 이송되는데 이 경우 롤러간의 속도차를 이용하여 종방향으로 연신할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 통상의 시트 제조 시 사용되는 연신방법에 따라 연신될 수 있다. 연신온도 역시 250 ~ 320℃일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 연신비는 10 ~ 25 배 연신될 수 있다. 만일 연신비가 10배 미만이면 최종 분리막의 두께가 두꺼위 지는 문제가 발생할 수 있고, 25배를 초과하면 종연신 시트의 피브릴과 노드 구조가 파괴될수 있고, 1축연신 시트 두께가 얇아 두께 구배를 부여하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
Next, the PTFE separation membrane produced by the conventional method described above is uniaxially stretched as the PTFE separation membrane in the step (1). Specifically, a conventional PTFE sheet is conveyed through a roller. In this case, the PTFE sheet can be stretched in the longitudinal direction using the speed difference between the rollers, but not limited thereto, and can be stretched according to the stretching method used in ordinary sheet production. The stretching temperature may also be 250 to 320 ° C, but is not limited thereto, and the stretching ratio may be 10 to 25 times. If the stretching ratio is less than 10 times, the thickness of the final separator may be reduced. If the stretching ratio exceeds 25 times, the fibril and node structure of the longitudinally stretched sheet may be destroyed. A problem that is difficult to be given may arise.

다음, (2) 단계로서 상기 1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여한다. 구체적으로 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압연장치의 모식도로서, 하부롤(51)의 표면은 편평하나 상부롤(50)은 양단부에서 중앙으로 갈수록 점진적으로 두께가 증가하도록 설계된다. 이를 통해 상기 상부롤(50)과 하부롤(51) 사이를 통과하는 1축연신된 PTFE 분리막은 일축연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 두께가 얇아지게 된다. 구체적으로 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 두께편차가 부여된 1축연신 PTFE 분리막의 단면도로서 분리막(90)의 중앙부의 두께(a)보다 양단부(b)의 두께가 더 두껍게 된다. 이를 통해 이후 2축연신을 수행하게되면 필연적으로 발생하게 되는 1축 연신 시트의 중앙부보다 측면부가 먼저 연신되어 중앙부가 두꺼워지는 현상을 방지할 수 있게된다. 또한 이를 위하여 두께편차를 부여단계에서 분리막은 1차 연신된 축방향과 평행한 방향으로 압연장치를 통과할 수 있다.Next, in step (2), a thickness variation is imparted so that the center portion of the separation membrane is thinner than the end portion with respect to the stretched axial direction of the uniaxially stretched PTFE separation membrane. 5 is a schematic view of a rolling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, in which the surface of the lower roll 51 is flat, but the upper roll 50 is designed to gradually increase in thickness from both ends to the center. Through this, the uniaxially stretched PTFE separating film passing between the upper roll 50 and the lower roll 51 becomes thinner at the center portion of the separating film than the end portion with respect to the uniaxially stretched axial direction. Specifically, FIG. 6 is a cross-sectional view of a uniaxially stretched PTFE separation membrane provided with a thickness variation according to a preferred embodiment of the present invention, in which the thickness of both ends b is larger than the thickness a of the central portion of the separation membrane 90. If the biaxial stretching is performed afterwards, it is possible to prevent the side portion of the uniaxially stretched sheet from being stretched earlier than the center portion of the uniaxially stretched sheet, which will inevitably cause the biaxial stretching, to become thicker. Also in this step, the separation membrane can pass through the rolling device in a direction parallel to the primary stretched axial direction.

한편, 본 발명에서 1차연신된 분리막은 압연단계를 통해 중앙부에 비하여 양단부가 점진적으로 두꺼워지는 두께구배(句配)를 포함할 수 있다. 이를 통해 2차 연신단계에서 자연스럽게 두께편차를 최소화할 수 있다. 한편 본 발명에서는 양단부가 중앙부에 비하여 두꺼운 구성을 중심으로 설명하였지만 어느 한 단부만 점진적으로 두꺼워지는 구성 역시 가능한 것이다.
In the meantime, the first stretched separator in the present invention may include a thickness gradient in which both ends of the separator gradually increase in thickness from the center through the rolling step. Thus, the thickness deviation can be minimized naturally in the second elongation step. In the present invention, both end portions are explained to be thicker than the central portion, but it is also possible that only one end portion is gradually thickened.

나아가, 상기 하부롤(51)에도 두께구배를 부여하여 1차연신된 분리막의 양면에서 모두 오목한 형상이 나타나도록 설계하는 것 역시 본 발명의 범위에 포함된다.Furthermore, it is also within the scope of the present invention to design the bottom roll 51 to have a concave shape on both sides of the primary stretched membrane with a thickness gradient.

한편, 보다 바람직하게는 분리막의 중앙부가 양단부에 비하여 10 ~ 30% 더 얇을 수 있다. 만일 10% 미만의 두께구배가 발생한다면 최종 2축연신 분리막의 두께 편차가 증가하는 문제가 발생할 수 있고 30%를 초과하면 두께 구배를 준 종연신 시트 부위가 우선적으로 연신이 나타나, 초과연신에 따른 두께 편차가 발생하거나, 또는 2축연신 과정에 분리막 중앙부가 파단되는 문제가 발생할 수 있다.(표 1 참조)
On the other hand, more preferably, the center portion of the separation membrane may be 10 to 30% thinner than both ends. If a thickness gradient of less than 10% occurs, the thickness deviation of the final biaxial oriented diaphragm may increase. If it exceeds 30%, the thickness gradient may be given preferentially to the quasi-elongated sheet portion. There may arise a problem that the thickness deviation occurs or the middle part of the separation membrane is broken in the biaxial stretching process (see Table 1).

다음, (3) 상기 두께편차가 부여된 PTFE 분리막을 2축연신한다. 이 경우 바람직하게는 상기 2축연신은 1축연신의 수직방향으로 진행될 수 있다. 구체적으로 PTFE 분리막은 연신공정을 통해 노드와 피브릴로 구성되는 기공이 형성되는데 바람직하게는 상기 2축연신의 연신온도는 150 ~ 250℃이고 연신비는 15 ~ 25배일 수 있다. 만일 연신비가 15배 미만이면 분리막의 기공크기가 중앙부가 양단부보다 작게 형성되며, 기공률이 중앙부가 양단부보다 낮은 문제가 발생할 수 있고, 25배를 초과하면 입자제거율이 99.99% 이하로 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
Next, (3) the PTFE separating film to which the thickness deviation is given is biaxially stretched. In this case, preferably, the biaxial stretching can proceed in the vertical direction of the uniaxial stretching. Specifically, the PTFE separator forms pores composed of a node and a fibril through a stretching process. Preferably, the biaxial stretching temperature is 150 to 250 ° C and the stretching ratio is 15 to 25 times. If the stretching ratio is less than 15 times, the pore size of the membrane is formed to be smaller than both ends and the porosity of the membrane may be lower than that of both ends. If the stretching ratio exceeds 25 times, the particle removal rate may be lowered to 99.99% or less .

한편 본 발명에서는 종방향으로 1축연신되고 횡방향으로 2축연신되는 상황을 상정하였지만 이에 제한되지 않으며 반대로 연신될 수 있다.
On the other hand, in the present invention, it is assumed that the film is uniaxially stretched in the longitudinal direction and biaxially stretched in the transverse direction. However, the present invention is not limited thereto but may be stretched in the opposite direction.

한편 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 단면도이다. 본 발명의 상기 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 평균두께는 평균두께는 5 ~ 15㎛이고, 폭은 1200 ~ 1800㎜일 수 있다. 또한 상기 폭범위를 만족하는 범위에서 직사각형 또는 정사각형 시트형상이 모두 가능하다.7 is a cross-sectional view of a biaxially oriented porous PTFE separation membrane according to a preferred embodiment of the present invention. The average thickness of the biaxially oriented porous PTFE separation membrane of the present invention may be an average thickness of 5 to 15 μm and a width of 1200 to 1800 mm. Further, a rectangular or square sheet shape is possible in a range that satisfies the above-mentioned width range.

한편, 분리막의 중앙부와 양단부는 두께편차가 발생할 수 있으며 이 경우 하기 관계식 1의 두께 변동계수 (CV1)값이 15% 이하이고, 하기 관계식 2의 차압의 변동계수(CV2)값이 5% 이하인 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막을 제공한다. 만일 두께 변동계수값이 15%를 초과하면 중앙부보다 상대적으로 두꺼운 양단면의 차압이 높게 나타나 차압 편차가 발생할 수 있다. 또한 분리막의 차압 편차가 5%를 초과하면 중앙부보다 차압이 높은 양단면을 절단해야 하기 때문에 분리막 유효면적이 작아질수 있다.  On the other hand, in the case where the thickness variation coefficient (CV1) of the following relation 1 is 15% or less and the coefficient of variation (CV2) of the differential pressure of the following formula 2 is 5% or less A biaxially oriented porous PTFE membrane having improved uniformity is provided. If the value of the thickness variation coefficient exceeds 15%, the differential pressure on both end faces is relatively thicker than in the center part, and the pressure difference may occur. In addition, when the differential pressure difference of the separation membrane exceeds 5%, the cross section having a higher differential pressure than the central portion must be cut, so that the effective area of the separation membrane can be reduced.

[관계식 1][Relation 1]

변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100 Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100

[관계식 2][Relation 2]

변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100

도 8 및 도 9는 도 7의 표면을 확대한 단면도이다. 도 8은 중앙부를 기준으로 양단부로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하도록 두께구배가 형성되며, 도 9는 반대로 점진적으로 두께가 증가하도록 두께구배가 형성된다. 이러한 차이는 1축연신 및 2축연신의 연신비의 정도에 따라 발생할 수 있으며, 특히 2축연신의 연신비가 클경우에는 도 8과 같은 구성을 가질 수 있고, 2축연신의 연신비가 상대적으로 작을 경우에는 도 9와 같은 구성을 가질 수 있다. 한편, 바람직하게는 중앙부를 기준으로 양단부로 갈수록 두께가 증가하도록 두께구배를 갖는 것이 동일한 두께편차에서 반대의 경우에 비하여 유리한 효과를 가진다.(표 1 참조)
Figs. 8 and 9 are enlarged cross-sectional views of the surface of Fig. 7. Fig. In FIG. 8, a thickness gradient is formed so as to gradually decrease in thickness toward both ends with respect to the center, and in FIG. 9, a thickness gradient is formed so as to gradually increase the thickness. Such a difference may occur depending on the degree of the uniaxial stretching and the biaxial stretching ratio. Particularly, when the stretching ratio of the biaxial stretching is large, it can have the structure shown in Fig. 8, and when the stretching ratio of the biaxial stretching is relatively small, And the like. On the other hand, it is advantageous to have a thickness gradient so that the thickness gradually increases toward both ends with respect to the central part, as compared with the opposite case in the same thickness deviation (see Table 1).

이후 바람직하게는 상기 2축연신된 PTFE 분리막의 열수축을 방지하기 위하여 이를 소성할 수 있으며 이 경우 소성온도는 340 ~ 400℃에서 10초 내지 10분간 수행될 수 있다.
Preferably, the biaxially stretched PTFE separation membrane may be fired to prevent heat shrinkage. In this case, the firing temperature may be performed at 340 to 400 ° C for 10 seconds to 10 minutes.

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> <Examples>

PTFE 고분자(DF-204, Shangdong dongyue)와 액상 윤활제인 유동 파라핀(엑손모빌제품, 상품명 Isopar-H)을 8:2의 중량비로 혼합하여 PTFE 페이스트를 제조하였다. 상기 PTFE 페이스트를 2MPa 압력에서 20℃에서 압축하여 예비성형체를 형성하였다. 상기 프리폼을 램압출기 내부로 도입하였으며 램 압출기 내부의 조건은 9MPa(90kg/㎠)의 압력 및 60℃에서 압출공정을 수행하여 외경 15mm 인 로드형상으로 압출 성형하였다. 그 뒤 압출된 로드를 압연장치(캘린더 롤)을 통과시켜 두께 300㎛, 폭 155mm의 시트형상으로 제막한 후 상기 형성된 PTFE 시트를 220℃에서 5분간 가열하여 유동 파라핀을 제거하였다. 제조한 시트는 300℃ 에서 1축 방향으로 20배 연신하여 두께 120㎛, 폭 120mm 시트를 제조하였다. 이후 도 5와 같은 압연장치를 이용해 PTFE 시트를 재압연하였다. 이 때 하부롤은 평평하고 상부롤은 중앙부에서 양단부로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하도록 두께편차를 형성하였다. 이 때 롤의 중앙과 측면의 두께 편차는 0.1mm 이다. 상부롤과 하부롤의 갭은 중앙부 기준으로 80㎛로 조절하였다. 압연 처리 후 시트 중앙부의 두께는 85㎛ 였으며 측면부의 두께 100㎛ 이었다. 이 후 제조된 시트를 250℃ 에서 2축 방향으로 25배 연신 하였다. 연신 후 360℃에서 15초간 열고정을 실시하였다. 2축 방향의 두께를 측정한 결과 평균두께는 11㎛ 두께편차는 1.2㎛이며 폭은 1500mm 인 연신 된 필름을 얻었다. 연신 된 필름을 에어필터 성능을 측정한 결과 차압은 23mmH2O, 제거율은 99.997% 였다.
A PTFE paste was prepared by mixing PTFE polymer (DF-204, Shangdong dongyue) and liquid paraffin (Exopon Mobil product, trade name: Isopar-H) as a liquid lubricant at a weight ratio of 8: 2. The PTFE paste was compressed at 20 占 폚 under a pressure of 2 MPa to form a preform. The preform was introduced into the ram extruder. The conditions inside the ram extruder were extrusion molded at a pressure of 9 MPa (90 kg / cm 2) and an extrusion process at 60 캜 to form a rod having an outer diameter of 15 mm. Thereafter, the extruded rod was passed through a rolling device (calender roll) to form a sheet having a thickness of 300 탆 and a width of 155 mm. The formed PTFE sheet was heated at 220 캜 for 5 minutes to remove liquid paraffin. The sheet thus prepared was stretched 20 times in the uniaxial direction at 300 DEG C to prepare a sheet having a thickness of 120 mu m and a width of 120 mm. Thereafter, the PTFE sheet was re-rolled using the rolling apparatus shown in Fig. At this time, the lower roll is flat and the upper roll has a thickness variation so that the thickness gradually decreases from the center to both ends. At this time, the thickness deviation between the center and the side of the roll is 0.1 mm. The gap between the upper roll and the lower roll was adjusted to 80 mu m based on the center portion. After the rolling treatment, the thickness of the center portion of the sheet was 85 μm and the thickness of the side portions was 100 μm. The sheet thus prepared was stretched 25 times in the biaxial direction at 250 ° C. After stretching, heat setting was performed at 360 캜 for 15 seconds. As a result of measuring the thickness in the biaxial direction, a stretched film having an average thickness of 11 μm and a thickness deviation of 1.2 μm and a width of 1500 mm was obtained. The air filter performance of the stretched film was measured. As a result, the differential pressure was 23 mmH 2 O and the removal rate was 99.997%.

<실시예 2 ~ 4> &Lt; Examples 2 to 4 >

하기 표 1과 같은 조건에서 공정을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축연신된 PTFE 분리막을 제조하였다.
A biaxially stretched PTFE separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the process was performed under the conditions shown in Table 1 below.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

재압연 공정을 거치지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축연신된 PTFE 분리막을 제조하였다.
The biaxially stretched PTFE separation membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that the re-rolling process was not performed.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

하기 표 1과 같은 조건에서 공정을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 2축연신된 PTFE 분리막을 제조하였다.
A biaxially stretched PTFE separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the process was performed under the conditions shown in Table 1 below.

실험예Experimental Example

1. 제거율(%)1. Removal rate (%)

먼지 입자에 대한 포집효율(%)은 자동화된 효율 시험기(TSI, Modle 8130)에 의해 측정된다. 구체적으로는 적용풍량 32LPM(면풍속 5.33cm/sec)의 기류 속도에서 염화나트룸이 함유된 에어로졸을 필터에 통화시켜 통과 전후의 염화나트륨 농도를 측정하여 필터에 의해 집진된 여화나트륨의 양을 계산하고 이를 통화전의 염화나트륨 양으로 나눈 후 백분율하여 포집 효율을 측정하였다. 제거율은 초기 염화나트륨 양의 백분율(100%)에서 포집효율을 뺀 값으로 나타내었다. 이때, 상기 에어로졸은 염화나트륨을 증류수에 용해시켜 20중량%의 염화나트륨 수용액을 만든후, 염화나트륨이 0.3㎛ 정도의 크기를 갖도록 히터 장치에 의해 수분을 기화시켜 제조하였다.
The collection efficiency (%) for dust particles is measured by an automated efficiency tester (TSI, Modle 8130). Specifically, an aerosol containing sodium chloride was applied to the filter at an air flow rate of 32 LPM (surface wind speed of 5.33 cm / sec) to measure the sodium chloride concentration before and after the passage, and the amount of sodium alumina collected by the filter was calculated This was divided by the amount of sodium chloride prior to the call and the percentages were determined to determine the collection efficiency. The removal rate is expressed as a percentage of the initial amount of sodium chloride (100%) minus the collection efficiency. At this time, the aerosol was prepared by dissolving sodium chloride in distilled water to make an aqueous 20% by weight sodium chloride solution, and then evaporating moisture by a heater to make sodium chloride to have a size of about 0.3 탆.

2. 두께변동계수2. Thickness variation coefficient

하기 관계식 1에 따라 두께변동계수를 측정하였다. 이때 두께의 표준편차 및 평균두께는 중심을 기준으로 가로 9지점 세로 5지점에 대하여 측정하였다. The thickness variation coefficient was measured according to the following relational expression (1). At this time, the standard deviation of the thickness and the average thickness were measured at five points in the vertical 9 points on the basis of the center.

[관계식 1][Relation 1]

변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100
Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100

3. 차압(mmH2O) 측정3. Measurement of differential pressure (mmH 2 O)

차압은(mmH2O)는 포집효율 측정방법과 유사하게 적용 풍량 32LPM의 기류 속도에서 필터 샘플의 통과 전후의 압력 손실 값으로부터 측정하였다.
The differential pressure (mmH 2 O) was measured from the pressure loss before and after passage of the filter sample at an air flow rate of 32 LPM, similar to the collection efficiency measurement method.

4, 차압변동계수4, differential pressure coefficient of variation

하기 관계식 2에 따라 차압변동계수를 측정하였다. 이때 차압의 표준편차 및 평균차압은 중심을 기준으로 가로 9지점 세로 5지점에 대하여 측정하였다.The differential pressure variation coefficient was measured according to the following equation (2). At this time, the standard deviation of the differential pressure and the average differential pressure were measured at five points in the vertical 9 points on the basis of the center.

[관계식 2][Relation 2]

변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100
Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 1축연신비1 Condensed Mystery 2020 2020 2020 2020 2020 2020 (1)중앙부두께(㎛)(1) Thickness in the center (占 퐉) 8585 111111 48
48
105105 115115 119119
(2)단부두께
(㎛)
(2) End thickness
(탆)
100100 116116 102102 8080 116116 120120
(3)두께편차(%)(3) Thickness deviation (%) 1515 4.34.3 5353 2424 0.90.9 0.8
0.8
2축연신비2 Condensation Mystery 2525 2525 2525 2525 2525 3030 (4)평균두께
(㎛)
(4) Average thickness
(탆)
1111 1818 3333 9.69.6 14.314.3 8.78.7
(5)중앙부두께(㎛)(5) Thickness in the center portion (占 퐉) 10
10
17
17
1111 2020 1313 55
(6)단부두께
(㎛)
(6) End thickness
(탆)
1313 2020 4242 66 1010 1515
(7)두께표준편차
(㎛)
(7) Thickness standard deviation
(탆)
1.51.5 3.13.1 13.413.4 4.64.6 3.03.0 3.1
3.1
(8)두께 변동계수(%)(8) Coefficient of thickness variation (%) 13.113.1 18.218.2 40.640.6 47.947.9 20.920.9 35.135.1 (9)평균차압
(mmH2O)
(9) Mean differential pressure
(mmH 2 O)
2323 2828 5050 2222 30
30
2424
(10)차압 변동계수(%)(10) Coefficient of differential pressure variation (%) 4.34.3 8.68.6 13.313.3 19.119.1 15.415.4 12.012.0 (11)제거율(%)(11) Removal rate (%) >99.999> 99.999 >99.997> 99.997 >99.997> 99.997 >99.997> 99.997 >99.992> 99.992 >99.99> 99.99

표 1에서 (1)은 재압연 단계에서의 중앙부 두께(㎛)이고 (2)는 재압연 단계에서의 단부두께(㎛)이며, (3)은 (1)과 (2)의 두께편차의 비(%)이고 (4)는 2축연신 이후 분리막의 평균두께(㎛)이고, (5)는 2축연신 이후 중앙부 두께(㎛)이고 (6)은 2축연신 이후 단부두께(㎛)이며, (7)은 (5)와 (6)의 두께표준편차(㎛)이다. In Table 1, (1) is the central portion thickness (μm) in the re-rolling step, (2) is the end portion thickness (μm) in the re-rolling step, (탆) after biaxial stretching, (4) is the average thickness (占 퐉) of the separator after biaxial stretching, (5) (7) is the thickness standard deviation (탆) of (5) and (6).

표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예들이 비교예들에 비하여 우수한 제거율을 나타내었다. 나아가, 본 발명의 두께변동계수를 만족하는 실시예 1이 이를 만족하기 못하는 나머지 실시예들에 비하여 차압변동율이 매우 작았다.
As can be seen from Table 1, the embodiments of the present invention exhibited excellent removal rates as compared with the comparative examples. Furthermore, the first embodiment satisfying the thickness variation coefficient of the present invention has a very small fluctuation ratio of the pressure difference as compared with the other embodiments in which it can not be satisfied.

본 발명의 제조방법을 통해 제조된 2축연신 PTFE 다공성 분리막은 두께균일성이 향상되어 섬유, 여과막 특히 에어필터 분야에 널리 활용될 수 있다.The biaxially oriented PTFE porous separation membrane produced by the production method of the present invention has improved thickness uniformity and can be widely used in the fields of fibers, filtration membranes, and particularly air filters.

Claims (17)

2축연신 PTFE 다공성 분리막을 제조하는 방법에 있어서,
(1) PTFE 분리막을 1축연신하는 단계;
(2) 상기 1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여하는 단계; 및
(3) 상기 두께편차가 부여된 PTFE 분리막을 2축연신하는 단계를 포함하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
A method for producing a biaxially stretched PTFE porous separator,
(1) uniaxially stretching the PTFE separation membrane;
(2) imparting a thickness variation such that a center portion of the separator is thinner than an end portion thereof with respect to a stretched axial direction of the uniaxially stretched PTFE separator; And
(3) biaxially elongating the PTFE separation membrane to which the thickness variation is imparted, the biaxially oriented porous PTFE separation membrane having improved thickness uniformity.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계는 분리막의 중앙부가 단부에 비하여 10 ~ 30% 얇은 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method of claim 2, wherein the middle portion of the separation membrane is 10 to 30% thinner than the end portion of the separation membrane.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계는 중앙부를 압연하는 공정을 통해 두께편차를 부여하는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (2) includes the step of rolling the center portion to give a thickness variation, wherein the thickness uniformity of the biaxially oriented porous PTFE separation membrane is improved.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계는 상기 1축연신 방향의 수직방향으로 2축연신이 수행되는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the biaxial stretching in the direction perpendicular to the uniaxial stretching direction is performed in the step (2).
제1항에 있어서,
상기 1축연신의 연신비는 10 ~ 25배인 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the stretching ratio of the uniaxial stretching is 10 to 25 times. The method for producing a biaxially oriented porous PTFE separation membrane according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 2축연신의 연신비는 15 ~ 25배인 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the stretching ratio of the biaxially stretched polypropylene film is 15 to 25 times the thickness of the biaxially oriented polypropylene film.
제1항에 있어서,
상기 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 평균두께는 5 ~ 15㎛이고, 폭은 1200 ~ 1800mm인 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the biaxially oriented porous PTFE separation membrane has an average thickness of 5 to 15 μm and a width of 1200 to 1800 mm.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계의 두께편차는 단부에서 중앙부로 갈수록 두께가 점진적으로 감소하도록 두께구배를 부여하는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness deviation of step (2) is such that a thickness gradient is gradually decreased from the end portion to the center portion.
제1항에 있어서,
상기 (3) 단계 이후 2축연신된 다공성 PTFE 분리막의 하기 관계식 1의 두께 변동계수 (CV1)값이 15% 이하이고, 하기 관계식 2의 차압의 변동계수(CV2)값이 5% 이하인 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
[관계식 1]
변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100
[관계식 2]
변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100
The method according to claim 1,
The biaxially stretched porous PTFE separator after step (3) has a thickness variation coefficient (CV1) value of 15% or less and a thickness variation coefficient (CV2) value of a differential pressure differential value (CV2) (EN) METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME.
[Relation 1]
Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100
[Relation 2]
Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계는 중앙부가 양단부보다 두께가 얇도록 두께편차를 부여하는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (2) includes the step of imparting a thickness variation so that the center portion is thinner than the both end portions of the porous PTFE separation membrane.
1축연신된 PTFE 분리막의 연신된 축방향을 기준으로 분리막의 중앙부가 단부보다 얇은 두께를 갖는 1축연신 다공성 PTFE 분리막.A uniaxially stretched porous PTFE membrane having a thickness thinner at the center portion of the separator than at an end thereof with respect to a stretched axial direction of the uniaxially stretched PTFE separator. 제11항에 있어서,
상기 분리막의 중앙부가 단부에 비하여 10 ~ 30% 얇은 것을 특징으로 하는 1축연신 다공성 PTFE 분리막.
12. The method of claim 11,
Wherein a center portion of the separation membrane is 10-30% thinner than an end portion thereof.
제11항에 있어서,
분리막은 단부에서 중앙부로 갈수록 두께가 점진적으로 감소하도록 두께구배가 형성된 것을 특징으로 하는 1축연신 다공성 PTFE 분리막.
12. The method of claim 11,
Wherein the membrane has a thickness gradient so that the thickness gradually decreases from the end to the center.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 하기 관계식 1의 두께 변동계수 (CV1)값이 15% 이하이고, 하기 관계식 2의 차압의 변동계수(CV2)값이 5% 이하인 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막.
[관계식 1]
변동계수(CV1,%) = (두께의 표준편차 / 평균두께) * 100
[관계식 2]
변동계수(CV2,%) = (차압의 표준편차 / 평균차압) * 100
According to another preferred embodiment of the present invention, the thickness variation coefficient CV1 of the following relational expression 1 is 15% or less, the thickness variation uniformity of the differential pressure variation coefficient CV2 of the following relational expression 2 is 5% Biaxially Oriented Porous PTFE Membrane.
[Relation 1]
Coefficient of variation (CV1,%) = (standard deviation of thickness / average thickness) * 100
[Relation 2]
Coefficient of variation (CV2,%) = (standard deviation of differential pressure / mean differential pressure) * 100
제14항에 있어서,
상기 단부에서 중앙부로 갈수록 점진적으로 두께구배가 형성되는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막.
15. The method of claim 14,
And a thickness gradient is progressively formed from the end to the center of the porous PTFE membrane.
제15항에 있어서,
상기 두께구배는 단부에서 중앙부로 갈수록 점진적으로 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 두께균일성이 향상된 2축연신 다공성 PTFE 분리막.
16. The method of claim 15,
Wherein the thickness gradient gradually decreases in thickness from the end portion toward the center portion. The biaxially oriented porous PTFE membrane having improved thickness uniformity.
제14항 내지 제16항 중 어느 한항의 2축연신 다공성 PTFE 분리막을 포함하는 에어필터.An air filter comprising the biaxially oriented porous PTFE separation membrane of any one of claims 14 to 16.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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