KR20160014616A - Multilayer, microporous polyolefin membrane, and production method thereof - Google Patents
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Abstract
내산화성, 전해액 주액성 및 셧다운 특성이 우수하고, 또한 투과성 및 강도 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 제공한다. 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하며, 전해액 주액성이 20초 이하이고, 셧다운 온도가 132℃ 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 투기도가 700sec/100cm3 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 찌름 강도가 2,000mN 이상이고, 폴리프로필렌 분포가 면내 방향으로 균일한 폴리올레핀 미다공막.A polyolefin microporous membrane excellent in oxidation resistance, electrolyte liquidity and shutdown characteristics, and excellent in permeability and strength balance is provided. Poly comprising a polypropylene and a polyethylene, a liquid-state electrolyte is less than 20 seconds, and the shutdown temperature is not more than 132 ℃, a gas transmission rate of the film in terms of a thickness of 20㎛ 700sec / 100cm 3 or less, in terms of the layer thickness is 20㎛ A polyolefin microporous membrane having a piercing strength of 2,000 mN or more and a polypropylene distribution uniform in the in-plane direction.
Description
본 발명은 폴리올레핀 미다공막 및 이의 제조 방법에 관한 것이며, 특히 전지용 세퍼레이터로서 유용한 폴리올레핀 미다공막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyolefin microporous membrane and a method for producing the same, and more particularly to a polyolefin microporous membrane useful as a battery separator and a method for producing the same.
폴리올레핀 미다공막은 전지용 세퍼레이터, 전해 콘덴서용 격막, 각종 필터, 투습 방수 의료, 역침투 여과막, 한외 여과막, 정밀 여과막 등의 각종 용도로 이용되고 있다. 폴리올레핀 미다공막을 전지용 세퍼레이터, 특히 리튬 이온 전지용 세퍼레이터로서 이용하는 경우, 그 성능은 전지 특성, 전지 생산성 및 전지 안전성과 깊게 관련된다. 때문에, 우수한 투과성, 기계적 특성, 내열 수축성, 셧다운 특성, 멜트다운 특성 등이 요구된다. 예를 들어 기계적 강도가 낮은 전지용 세퍼레이터를 이용한 경우, 전극의 단락(短絡)으로 인해 전지의 전압이 저하되는 경우가 있다. 또한, 리튬 이온 전지는 만충전(滿充電)에 가까운 상태에서 충전하면서 계속 사용하면 전지 성능이 악화되는 것으로 알려져 있으며, 세퍼레이터의 산화 열화도 그 하나의 원인이 되므로, 세퍼레이터의 개선이 요구되어 왔다.BACKGROUND ART Polyolefin microporous membranes are used for various purposes such as battery separators, diaphragms for electrolytic capacitors, various filters, breathable waterproofing medical treatment, reverse osmosis filtration membranes, ultrafiltration membranes, and microfiltration membranes. When the polyolefin microporous membrane is used as a separator for a battery, particularly as a separator for a lithium ion battery, its performance is closely related to battery characteristics, battery productivity and battery safety. Therefore, excellent permeability, mechanical properties, heat shrinkage resistance, shutdown characteristics, meltdown characteristics and the like are required. For example, when a separator for a battery having a low mechanical strength is used, the voltage of the battery may be lowered due to short-circuiting of the electrode. Further, it is known that the lithium ion battery is deteriorated in battery performance when it is continuously used while being charged in a state close to full charge, and oxidative deterioration of the separator is also one of the causes, so that improvement of the separator has been demanded.
지금까지 폴리올레핀 미다공막의 물성을 개선하는 방법으로서 원료 조성, 연신 조건, 열처리 조건 등의 개선이 검토되고 있으며, 내열성을 높이는 수단으로서 폴리프로필렌을 혼합하는 것이 제안되었다(예를 들어 일본 공개특허공보 제2002-105235호, 일본 공개특허공보 제2003-183432호). 특히 최근에는 투과성, 기계적 특성, 내열 수축성 등에 더하여, 전해액 주액성(電解液注液性) 등의 전지 생산성에 관련되는 특성이나 내산화성 등의 전지 수명에 관련되는 특성도 중시되게 되었다.Up to now, improvements in raw material composition, stretching conditions, heat treatment conditions and the like have been studied as methods for improving the physical properties of the polyolefin microporous membrane, and it has been proposed to mix polypropylene as a means for improving heat resistance (see, for example, 2002-105235, and JP-A-2003-183432). In particular, recently, properties related to battery productivity such as permeability, mechanical properties, heat shrinkability, and electrolyte liquor property (electrolyte pourability) and characteristics relating to battery life such as oxidation resistance have also been emphasized.
폴리프로필렌을 배합하여 내산화성을 개선하는 데에는 상당량의 폴리프로필렌을 배합할 필요가 있으나, 폴리프로필렌의 함유량을 늘리면 폴리에틸렌 미다공막의 투과성·강도 균형이 손상된다는, 특히 강도가 저하된다는 단점이 존재한다. 또한, 충분한 셧다운 온도를 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 전지 수명에 관련되는 세퍼레이터의 내산화성의 개량을 도모하면서, 전지의 생산성, 안전성 및 출력 특성을 담보하기 위해, 폴리에틸렌 미다공막이 갖는 우수한 투과성 및 강도 균형, 또한 셧다운 특성을 보유하는 것이 요구되고 있다.In order to improve the oxidation resistance by mixing polypropylene, it is necessary to add a considerable amount of polypropylene. However, there is a disadvantage in that the permeability and strength balance of the polyethylene microporous membrane is impaired, in particular, the strength is lowered by increasing the content of polypropylene. Further, there is a problem that a sufficient shutdown temperature can not be obtained. Therefore, it is required to have excellent permeability and strength balance and shutdown characteristics of the polyethylene microporous membrane in order to ensure productivity, safety, and output characteristics of the battery while improving the oxidation resistance of the separator related to battery life have.
따라서, 본 발명의 과제는 내산화성, 전해액 주액성 및 셧다운 특성이 우수하고, 또한 투과성 및 강도 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyolefin microporous membrane excellent in oxidation resistance, electrolyte liquidity and shutdown characteristics, and excellent in permeability and strength balance.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 다음의 구성을 갖는다. 즉,In order to solve the above-mentioned problems, the polyolefin microporous membrane of the present invention has the following constitution. In other words,
폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 제1 폴리올레핀 수지로 이루어지는 폴리올레핀 미다공막으로서, 전해액 주액성이 20초 이하이고, 셧다운 온도가 132℃ 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 투기도가 700sec/100cm3 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 찌름 강도(puncture strength)가 2,000mN 이상이고, 폴리프로필렌 분포(이하, PP 분포)가 면내 방향에서 균일한 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 미다공막이다.As the polyolefin microporous membrane made of a first polyolefin resin, including polypropylene and polyethylene, the liquid-state electrolyte is less than 20 seconds, and the shutdown temperature is less than 132 ℃, a gas transmission rate of the film in terms of a thickness of 20㎛ 700sec / 100cm 3 , A puncture strength of not less than 2,000 mN in terms of a film thickness of 20 mu m, and a polypropylene distribution (hereinafter, referred to as a PP distribution) uniform in the in-plane direction.
또한, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법은 다음의 구성을 갖는다. 즉,The method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention has the following constitution. In other words,
(a) 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련(混練)하여 폴리올레핀 용액을 조제하는 공정으로서, 폴리올레핀 수지가, 폴리에틸렌을 주성분으로 하며, 중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 초고분자량 폴리에틸렌과 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌과 중량 평균 분자량이 6.0×104보다 크고 3.0×105 미만인 폴리프로필렌을 0.5중량% 이상 5중량% 미만 포함하는 공정,(a) A process for preparing a polyolefin solution by melt kneading a polyolefin resin and a film forming solvent, wherein the polyolefin resin comprises an ultra-high molecular weight polyethylene having polyethylene as a main component and a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more, 130 ℃ or less processes, including polyethylene and having a weight average molecular weight of greater than less than 3.0 × 10 5 6.0 × 10 4 of polypropylene less than 5% by weight at least 0.5% by weight,
(b) 전단 속도 60/sec 이상으로 폴리올레핀 용액을 압출하여 성형체를 형성하는 공정,(b) a step of extruding the polyolefin solution at a shear rate of 60 / sec or more to form a formed body,
(c) 수득된 압출 성형체를 냉각 속도 30℃/sec 이상으로 냉각하여 겔상 시트를 형성하는 공정,(c) cooling the obtained extrusion molded product at a cooling rate of 30 DEG C / sec or more to form a gel sheet,
(d) 수득된 겔상 시트를 적어도 1축 방향으로 연신하여 연신물을 만드는 공정,(d) a step of stretching the obtained gel-like sheet in at least one axial direction to prepare a drawn product,
(e) 수득된 연신물에서 상기 막 형성용 용제를 제거하는 공정을 포함하는 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법이다.(e) removing the film-forming solvent from the obtained stretched product.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 라만 분광법(Raman spectroscopy)에 의해 측정한 규격화 폴리프로필렌/폴리에틸렌 비율(이하, 규격화 PP/PE 비율)의 평균값이 0.5 이상, 규격화 PP/PE 비율의 표준 편차가 0.2 이하, 규격화 PP/PE 비율의 첨도(尖度)가 1.0 이하 -1.0 이상인 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention is characterized in that the average value of the standardized polypropylene / polyethylene ratio (hereinafter, standardized PP / PE ratio) measured by Raman spectroscopy is 0.5 or more, the standard deviation of the normalized PP / PE ratio is 0.2 or less , And the kurtosis of the normalized PP / PE ratio is 1.0 or less -1.0 or more.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 상기 폴리프로필렌의 중량 평균 분자량이 6.0×104 보다 크고 3.0×105 미만인 것이 바람직하다. The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 6.0 x 10 < 4 > and less than 3.0 x 10 < 5 >
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 상기 제1 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌을 0.5중량% 이상 5.0중량% 미만 포함하는 것이 바람직하다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, it is preferable that the first polyolefin resin contains 0.5 wt% or more and less than 5.0 wt% of polypropylene.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 상기 제1 폴리올레핀 수지가, 중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 폴리에틸렌을 1.0중량% 이상 50.0중량% 이하 포함하는 것이 바람직하다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, it is preferable that the first polyolefin resin contains 1.0 wt% or more and 50.0 wt% or less of polyethylene having a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably comprises polyethylene having a melting point of 130 캜 or lower.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 상기 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌의 함유량이 상기 제1 폴리올레핀 수지의 10.0중량% 이상 38.0중량% 이하인 것이 바람직하다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, it is preferable that the content of polyethylene having a melting point of 130 캜 or less is 10.0% by weight or more and 38.0% by weight or less of the first polyolefin resin.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 3층 이상의 미다공층으로 구성되며, 표층의 적어도 하나를 구성하는 제1 폴리올레핀 수지로 이루어지는 제1 미다공층, 및 양 표층 사이에 배치되는 제2 폴리올레핀 수지로 이루어지는 제2 미다공층을 가지며, 상기 제1 미다공층 또는 상기 제2 미다공층 중 어느 하나 또는 둘 모두가, 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌을 포함하는 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention comprises a first microporous layer composed of three or more microporous layers and composed of a first polyolefin resin constituting at least one of the surface layers and a second microporous layer composed of a second polyolefin resin disposed between both surface layers It is preferable that either or both of the first microporous layer and the second microporous layer include polyethylene having a melting point of 130 캜 or lower.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌의 함유량이 제1 폴리올레핀 수지 또는 제2 폴리올레핀 수지의 10.0중량% 이상 38.0중량% 이하인 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a content of polyethylene having a melting point of 130 캜 or lower of 10.0% by weight or more and 38.0% by weight or less of the first polyolefin resin or the second polyolefin resin.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 상기 제2 폴리올레핀 수지가, 중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 폴리에틸렌을 1.0중량% 이상 50.0중량% 이하 포함하며, 폴리프로필렌을 포함하지 않는 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably such that the second polyolefin resin contains 1.0 to 50.0 wt% of polyethylene having a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more and does not contain polypropylene.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 양 표층의 두께의 합 T(A)와 양 표층 사이에 배치되는 각층의 두께의 합계 T(B)가 하기 식 1의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, it is preferable that the sum T (A) of the thicknesses of both surface layers and the sum T (B) of the thicknesses of the respective layers disposed between both surface layers satisfy the following formula (1).
<식 1><Formula 1>
60 ≤ T(A)/(T(A)+T(B))×10060? T (A) / (T (A) + T (B)) 100
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 셧다운 온도가 128℃ 이하인 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a shutdown temperature of 128 DEG C or lower.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하며, 전해액 주액성이 20초 이하이고, 셧다운 온도가 132℃ 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 투기도가 700sec/100cm3 이하이고, 막 두께를 20㎛로 환산한 찌름 강도가 2,000mN 이상이고, PP 분포가 면내 방향에서 균일함으로써, 내산화성, 전해액 주액성 및 셧다운 특성이 우수하며, 또한 투과성 및 강도 균형이 우수하다.The microporous polyolefin membrane of the present invention is comprising a polypropylene and polyethylene, and the main liquid electrolyte is 20 seconds or less, and the shutdown temperature is less than 132 ℃, the air permeability of the film in terms of thickness to 20㎛ 700sec / 100cm 3 or less, and , A piercing strength of 20 m or more in terms of a membrane thickness of 2,000 mN or more, and a PP distribution is uniform in the in-plane direction, thereby exhibiting excellent oxidation resistance, electrolyte liquidity and shutdown characteristics, and excellent permeability and strength balance.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막을 전지용 세퍼레이터로 이용하는 경우, 내산화성에 기여하는 폴리프로필렌이 전극에 접하는 면에 편재하지 않고 존재하기 때문에, 전지의 충방전 중에 발생하는 세퍼레이터의 부분적인 열화를 억제할 수 있어 전지를 장수명화할 수 있다. 또한, 셧다운 온도가 보다 낮음으로써, 이상 반응 시에 전지 반응을 안전하게 정지시킬 수 있다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is used as a separator for a battery, since the polypropylene contributing to oxidation resistance is not present on the surface in contact with the electrode, partial deterioration of the separator caused during charging and discharging of the battery can be suppressed The battery can be made longevity. Further, when the shutdown temperature is lower, the battery reaction can be safely stopped at the time of an abnormal reaction.
또한, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 투기도·강도 균형이 우수하고, 폴리에틸렌 미다공막과 동등한 전해액 주액성을 나타낼 수 있으며, 균일한 막 두께 분포를 나타낸다. 이로부터, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막을 전지 세퍼레이터로서 사용한 경우에, 전지의 생산성이 향상되며, 또한 우수한 내산화성으로 인해 전지를 장수명화할 수 있다.Further, the polyolefin microporous membrane of the present invention has excellent air permeability / strength balance, exhibits an electrolyte liquidity equivalent to that of the polyethylene microporous membrane, and exhibits a uniform film thickness distribution. Thus, when the polyolefin microporous membrane of the present invention is used as a battery separator, the productivity of the battery is improved, and the battery can be longevity due to excellent oxidation resistance.
또한, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법에 따르면, 전술한 특성을 갖는 본 발명의 폴리올레핀 미다공막을 효율적으로 제조할 수 있다.Further, according to the process for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention, the polyolefin microporous membrane of the present invention having the above-mentioned characteristics can be efficiently produced.
도 1은 본 발명의 폴리올레핀 미다공막(실시예 2)의 제1 미다공층의 규격화 PP/PE 비율의 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 폴리올레핀 미다공막(실시예 2)의 제1 미다공층의 규격화 PP/PE 비율의 2차원 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 폴리올레핀 미다공막(비교예 2)의 제1 미다공층의 규격화 PP/PE 비율의 2차원 분포도를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the distribution of normalized PP / PE ratio of the first microporous layer of the polyolefin microporous membrane of the present invention (Example 2). FIG.
2 is a graph showing a two-dimensional distribution diagram of the normalized PP / PE ratio of the first microporous layer of the polyolefin microporous membrane of the present invention (Example 2).
3 is a graph showing a two-dimensional distribution of the normalized PP / PE ratio of the first microporous layer of the polyolefin microporous membrane (Comparative Example 2).
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 단층일 수도 있고 2층 이상의 다층일 수도 있다. 그 중에서도 3층의 미다공층으로 이루어지는 다층 미다공막인 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 제1 미다공층을 적어도 한 층 갖는다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막에서 제1 미다공층은 폴리에틸렌을 주성분으로 하며, 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지(제1 폴리올레핀 수지)로 구성된다. 또한, 제1 미다공층은 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 적어도 한쪽의 표층이다. 제1 미다공층 이외의 층은 제2 폴리올레핀 수지로 구성되는 제2 미다공층일 수 있다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 복수의 미다공층으로 이루어지는 다층 미다공막인 경우, 양 표층(스킨층)이 제1 미다공층이고, 양 표층 사이(코어 층)에 제2 미다공층이 배치된 3층 구조를 갖는 것이 바람직하다.The polyolefin microporous membrane of the present invention may be a single layer or a multilayer of two or more layers. Among them, a multilayer microporous membrane composed of three layers of microporous layers is preferable. The polyolefin microporous membrane of the present invention has at least one first microporous layer. In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the first microporous layer is composed of polyolefin resin (first polyolefin resin) containing polyethylene as a main component and containing polypropylene. The first microporous layer is at least one surface layer of the polyolefin microporous membrane of the present invention. The layer other than the first microporous layer may be a second microporous layer composed of the second polyolefin resin. In the case where the polyolefin microporous membrane of the present invention is a multilayer microporous membrane composed of a plurality of microporous layers, a three-layer structure in which both the surface layer (skin layer) is a first microporous layer and the second microporous layer is disposed between both surface layers .
이하에 본 발명의 폴리올레핀 미다공막에서 사용하는 폴리올레핀 수지를 설명한다.Hereinafter, the polyolefin resin used in the polyolefin microporous membrane of the present invention will be described.
[1]원료[1] raw materials
[폴리올레핀 수지][Polyolefin Resin]
본 발명의 폴리올레핀 미다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지는, 폴리에틸렌(PE)을 주성분으로 하며, 폴리올레핀 수지 전체를 100중량%로 하여, 폴리에틸렌의 비율이 바람직하게는 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 95% 이상 포함한다. 폴리올레핀 수지는 폴리올레핀 이외의 수지를 포함하는 조성물일 수 있다. 따라서, 「폴리올레핀 수지」라는 말은 폴리올레핀 뿐만 아니라 폴리올레핀 이외의 수지를 포함하는 것일 수 있다.The polyolefin resin constituting the polyolefin microporous membrane of the present invention contains polyethylene (PE) as a main component, the total amount of the polyolefin resin is 100% by weight, the proportion of the polyethylene is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% %, Even more preferably at least 95%. The polyolefin resin may be a composition comprising a resin other than the polyolefin. Accordingly, the term " polyolefin resin " may include not only polyolefin but also resins other than polyolefin.
상기 폴리올레핀 수지는, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 단층의 미다공막인 경우, 제1 폴리올레핀 수지로 이루어진다.The polyolefin resin is composed of a first polyolefin resin when the polyolefin microporous membrane of the present invention is a single layer microporous membrane.
한편, 상기 폴리올레핀 수지는, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 복수의 미다공막으로 이루어지는 다층 미다공막인 경우, 제1 미다공층을 구성하는 제1 폴리올레핀 수지 및 제2 미다공층을 구성하는 제2 폴리올레핀 수지일 수 있다.On the other hand, in the case of the polyolefin resin, when the polyolefin microporous membrane of the present invention is a multilayer microporous membrane composed of a plurality of microporous membranes, the first polyolefin resin constituting the first microporous layer and the second polyolefin resin constituting the second microporous layer .
[제1 폴리올레핀 수지][First Polyolefin Resin]
본 발명의 폴리올레핀 미다공막에서 제1 미다공층은 제1 폴리올레핀 수지로 구성된다. 제1 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 외에 폴리프로필렌을 포함한다. 이하에서 각 성분에 대해 상세히 나타낸다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the first microporous layer is composed of the first polyolefin resin. The first polyolefin resin includes polypropylene in addition to polyethylene. Each component will be described in detail below.
폴리에틸렌Polyethylene
폴리에틸렌은 (a) Mw(중량 평균 분자량)가 1.0×106 미만인 폴리에틸렌(이하, 「PE(A)」), 또는 (b) PE(A)와 Mw가 1.0×106 이상인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMwPE)으로 이루어지는 조성물(이하, 「PE 조성물(B)」)인 것이 바람직하다.(A) polyethylene (hereinafter referred to as "PE (A)") having a Mw (weight average molecular weight) of less than 1.0 × 10 6 , or (b) PE (A) and ultra high molecular weight polyethylene having an Mw of 1.0 × 10 6 or more (UHMwPE ) (Hereinafter referred to as " PE composition (B) ").
PE(A) 및 PE 조성물(B)의 Mw와 수평균 분자량(Mn)의 비 Mw/Mn(분자량 분포)은 한정적이지 않지만, 5~300의 범위내인 것이 바람직하고, 5~100의 범위내인 것이 보다 바람직하고, 5~25의 범위내인 것이 특히 바람직하다. Mw/Mn이 상기 바람직한 범위이면, 폴리에틸렌 용액의 압출이 용이하고, 수득되는 폴리올레핀 다층 미다공막의 강도도 우수하다.The ratio Mw / Mn (molecular weight distribution) of the Mw and the number average molecular weight (Mn) of the PE (A) and the PE composition (B) is not limited, but is preferably within a range of 5 to 300, More preferably in the range of 5 to 25, When the Mw / Mn is in the above-mentioned preferable range, the extrusion of the polyethylene solution is easy, and the polyolefin multilayer microporous membrane obtained is also excellent in strength.
PE(A)PE (A)
PE(A)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 중 어느 하나일 수도 있으나, HDPE가 바람직하다. PE(A)는 에틸렌의 단독 중합체뿐만 아니라, 다른 α-올레핀을 소량 함유하는 공중합체일 수도 있다. 에틸렌 이외의 다른 α-올레핀으로서는 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 펜텐-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐, 초산비닐, 메타크릴산메틸, 스티렌 등을 예로 들 수 있다.The PE (A) may be any one of high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE) and low density polyethylene (LDPE), but HDPE is preferred. PE (A) may be not only a homopolymer of ethylene but also a copolymer containing a small amount of other? -Olefin. Examples of the? -Olefins other than ethylene include propylene, butene-1, hexene-1, pentene-1, 4-methylpentene-1, octene, vinyl acetate, methyl methacrylate and styrene.
PE(A)는, 예를 들어 약 2.0×105~약 0.9×106의 범위라는, 1.0×106 미만의 중량 평균 분자량(Mw), 약 2.0~50.0의 범위내의 분자량 분포(MWD, Mw를 수평균 분자량 Mn으로 나눈 값으로 정의한다), 및 10,000개의 탄소 원자당 0.20개 미만의 말단 불포화기를 갖는 폴리에틸렌으로 할 수 있다. PE(A)의 Mw는 1.0×104 이상~5.0×105 미만인 것이 바람직하다. 그 중에서도 HDPE의 Mw는 5.0×104 이상~4.0×105 미만이 보다 바람직하다. PE(A)는 Mw 또는 밀도가 다른 2종 이상으로 이루어지도록 할 수도 있다. 임의로, PE(A)는 10,000개의 탄소 원자당 0.14 이하, 또는 0.12 이하, 예를 들어 0.05~0.14개의 범위내(예를 들어 측정 한계 미만)의 말단 불포화 기를 갖는다.PE (A) is, for example, about 2.0 × 10 5 ~ about 0.9 × 10 6 of, 1.0 × 10 6 less than the weight-average molecular weight (Mw), a molecular weight distribution in the range of about 2.0 ~ 50.0 (MWD, Mw ranging from Is defined as a value divided by the number average molecular weight Mn), and polyethylene having less than 0.20 terminal unsaturated groups per 10,000 carbon atoms. The Mw of the PE (A) is preferably 1.0 x 10 4 or more and less than 5.0 x 10 5 . Among them, the Mw of HDPE is more preferably 5.0 x 10 4 or more and less than 4.0 x 10 5 . The PE (A) may be made of Mw or two or more species having different densities. Optionally, the PE (A) has an end unsaturation within the range of 0.14 or less, or 0.12 or less, for example, 0.05 to 0.14 (e.g., below the measurement limit) per 10,000 carbon atoms.
PE(A)의 융점은 130℃을 초과하는 것이 바람직하다.The melting point of PE (A) preferably exceeds 130 캜.
PE 조성물(B)PE composition (B)
폴리에틸렌이 PE 조성물(B)인 경우, PE(A)의 상한은, 제1 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 98.5중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 94.0중량%이다. PE(A)의 하한은, 45.0중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 46.5중량%이다.When the polyethylene is the PE composition (B), the upper limit of the PE (A) is preferably 98.5% by weight, more preferably 94.0% by weight, based on 100% by weight of the total weight of the first polyolefin resin. The lower limit of the PE (A) is preferably 45.0 wt%, more preferably 46.5 wt%.
UHMwPE의 함유량은, 제1 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 50.0중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 45.0중량% 이하이다. 이 함유량이 상기 바람직한 범위이면, 성형 시에 압력 상승을 초래하지 않고 생산성도 양호하다. 또한, 이 함유량의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 기계적 강도 유지 및 높은 멜트 다운 온도 유지의 점에서 1.0중량%인 것이 보다 바람직하고, 30.0중량%인 것이 특히 바람직하다. UHMwPE를 1중량% 이상 50.0중량% 이하로 함으로써, 강도·투기도 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다.The content of UHMwPE is preferably 50.0% by weight or less based on 100% by weight of the total weight of the first polyolefin resin. Particularly preferably 45.0% by weight or less. When the content is within the above-mentioned preferable range, the pressure is not increased during molding and the productivity is good. The lower limit of the content is not particularly limited, but is preferably 1.0% by weight, particularly preferably 30.0% by weight, from the viewpoints of maintaining mechanical strength and maintaining a high melt-down temperature. By setting the UHMwPE to 1 wt% or more and 50.0 wt% or less, a polyolefin microporous membrane having an excellent balance of strength and permeability can be obtained.
UHMwPE의 Mw는 1.0×106~3.0×106의 범위내인 것이 바람직하다. UHMwPE의 Mw를 3.0×106 이하로 함으로써, 용융 압출을 용이하게 할 수 있다. UHMwPE는 에틸렌의 단독 중합체뿐만 아니라, 다른 α-올레핀을 소량 함유하는 공중합체일 수도 있다. 에틸렌 이외의 다른 α-올레핀은 상기와 동일할 수도 있다.The Mw of UHMwPE is preferably in the range of 1.0 x 10 6 to 3.0 x 10 6 . By setting the Mw of UHMwPE to 3.0 x 10 < 6 > or less, melt extrusion can be facilitated. UHMwPE may be a homopolymer of ethylene as well as a copolymer containing small amounts of other? -Olefins. Other? -Olefins other than ethylene may be the same as the above.
PE 조성물(B)는, 임의 성분으로 Mw가 1.0×104~4.0×106인 폴리부텐-1, 및 Mw가 1.0×104~4.0×106인 에틸렌/α-올레핀 공중합체 중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 이들 임의 성분은 제1 폴리올레핀 수지 전체를 100중량%로 하여 40.0중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.PE composition (B), as an optional component a Mw of 1.0 × 10 4 ~ 4.0 × 10 6 of polybutene-1, and the Mw was 1.0 × 10 4 ~ 4.0 × 10 6 at least one of an ethylene / α- olefin copolymer . ≪ / RTI > These optional components are preferably contained in an amount of 40.0% by weight or less based on 100% by weight of the entire first polyolefin resin.
폴리프로필렌Polypropylene
폴리프로필렌의 함유량은, 제1 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 5.0중량% 미만인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌의 함유량의 상한은 바람직하게는 3.5중량%이다. 폴리프로필렌의 함유량의 하한은 바람직하게는 0.5중량%, 보다 바람직하게는 1.0중량%이다. 폴리프로필렌의 함유량이 상기 범위내이면, 내산화성, 막 두께 균일성 및 강도가 향상된다.The content of the polypropylene is preferably less than 5.0% by weight based on 100% by weight of the total weight of the first polyolefin resin. The upper limit of the content of the polypropylene is preferably 3.5% by weight. The lower limit of the content of the polypropylene is preferably 0.5% by weight, more preferably 1.0% by weight. When the content of polypropylene is within the above range, oxidation resistance, film thickness uniformity and strength are improved.
폴리프로필렌의 Mw는 6.0×104보다 크고 3.0×105 미만인 것이 바람직하고, 6.0×104보다 크고 1.5×105 미만인 것이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌의 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.01~100인 것이 바람직하고, 1.1~50인 것이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌은 단독물일 수도 있고, 2종 이상의 폴리프로필렌을 포함하는 조성물일 수도 있다.Mw of the polypropylene is preferably greater than 6.0, less than 3.0 × 10 5 × 10 4, and more preferably 6.0 × 10 4 to greater than 1.5 × 10 5 less. The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polypropylene is preferably 1.01 to 100, more preferably 1.1 to 50. The polypropylene may be a single substance or may be a composition comprising two or more polypropylenes.
한정적은 아니지만, 폴리프로필렌의 융점은 150~175℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150~160℃이다.Although not limited, the melting point of the polypropylene is preferably 150 to 175 ° C, more preferably 150 to 160 ° C.
폴리프로필렌으로서는 단독 중합체뿐만 아니라, 다른 α-올레핀 또는 디올레핀을 포함하는 블록 공중합체 및/또는 랜덤 공중합체일 수도 있다. 다른 올레핀으로서는 예를 들어 에틸렌 또는 탄소수 4~8의 α-올레핀이 바람직하다. 탄소수 4~8의 α-올레핀으로서, 예를 들어 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 등을 예로 들 수 있다. 디올레핀의 탄소수는 4~14가 바람직하다. 탄소수 4~14의 디올레핀으로서, 예를 들어 부타디엔, 1, 5-헥사디엔, 1, 7-옥타디엔, 1, 9-데카디엔 등을 예로 들 수 있다. 다른 올레핀 또는 디올레핀의 함유율은 프로필렌 공중합체를 100몰%로 하여 10몰% 미만인 것이 바람직하다.The polypropylene may be not only a homopolymer but also a block copolymer and / or a random copolymer containing other? -Olefin or diolefin. As other olefins, for example, ethylene or an alpha -olefin having 4 to 8 carbon atoms is preferable. Examples of the? -Olefin having 4 to 8 carbon atoms include 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and the like. The carbon number of the diolefin is preferably 4 to 14. Examples of the diolefins having 4 to 14 carbon atoms include butadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene, and the like. The content of other olefins or diolefins is preferably less than 10 mol% based on 100 mol% of the propylene copolymer.
[제2 폴리올레핀 수지][Second Polyolefin Resin]
제2 미다공층을 구성하는 제2 폴리올레핀 수지의 태양(態樣)은 이하와 같다.The second polyolefin resin constituting the second microporous layer is as follows.
제2 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌을 포함한다. 폴리에틸렌은 제1 폴리올레핀 수지에 기재된 폴리에틸렌을 이용할 수 있다. 즉, 폴리에틸렌은 (a) Mw(중량 평균 분자량)가 1.0×106 미만인 폴리에틸렌(PE(A)), 또는 (b) PE(A) 및 Mw가 1.0×106 이상인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMwPE)으로 이루어지는 조성물(PE 조성물(B))인 것이 바람직하다. 제2 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌을 포함하지 않는 것이 바람직하다.The second polyolefin resin comprises polyethylene. As the polyethylene, polyethylene described in the first polyolefin resin can be used. (A) polyethylene (PE (A)) having Mw (weight average molecular weight) of less than 1.0 x 10 6 , or (b) PE (A) and ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMwPE) having Mw of 1.0 x 10 6 or more (PE composition (B)). It is preferable that the second polyolefin resin does not contain polypropylene.
폴리에틸렌이 PE 조성물(B)인 경우, PE(A)의 상한은, 제2 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 99.0중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95.0중량%이다. PE(A)의 하한은 50.0중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70.0중량%이다.When the polyethylene is the PE composition (B), the upper limit of the PE (A) is preferably 99.0% by weight, more preferably 95.0% by weight, based on 100% by weight of the total weight of the second polyolefin resin. The lower limit of the PE (A) is preferably 50.0% by weight, more preferably 70.0% by weight.
UHMwPE의 함유량은, 제2 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 폴리에틸렌 전체를 100중량%로 하여 50.0중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 30.0중량% 이하이다. 이 함유량이 상기 범위 내이면, 성형 시에도 압력 상승이 억제되고 생산성이 향상되기 때문이다. 또한, 이 함유량의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 기계적 강도 유지 및 높은 멜트 다운 온도 유지의 점에서 1.0중량%인 것이 보다 바람직하고, 5.0중량%인 것이 특히 바람직하다. UHMwPE를 1.0중량% 이상 50.0중량% 이하로 함으로써, 강도, 투기도 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다.The content of UHMwPE is preferably set to 100% by weight based on the total weight of the second polyolefin resin and 50% by weight or less based on 100% by weight of the entire polyethylene. Particularly preferably 30.0% by weight or less. When the content is within the above range, pressure rise is suppressed even during molding and productivity is improved. The lower limit of the content is not particularly limited, but is preferably 1.0% by weight, particularly preferably 5.0% by weight, from the standpoint of maintaining mechanical strength and maintaining a high melt-down temperature. By making UHMwPE 1.0 wt% or more and 50.0 wt% or less, it is possible to obtain a polyolefin microporous membrane excellent in strength and permeability balance.
PE 조성물(B)는, 임의 성분으로서 Mw가 1.0×104~4.0×106인 폴리부텐-1, 및 Mw가 1.0×104~4.0×106인 에틸렌/α-올레핀 공중합체 중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 이들의 함유량은 제2 폴리올레핀 수지 전체를 100중량%로 하여 40.0중량% 이하인 것이 바람직하다.PE composition (B), as an optional component a Mw 1.0 × 10 4 ~ 4.0 × 10 6 of polybutene-1, and the Mw was 1.0 × 10 4 ~ 4.0 × 10 6 at least one of an ethylene / α- olefin copolymer . ≪ / RTI > The content thereof is preferably 40.0% by weight or less based on 100% by weight of the entire second polyolefin resin.
[폴리올레핀 수지에서의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 이외의 성분][Components other than polyethylene and polypropylene in polyolefin resin]
전술한 바와 같이, 제1 및 제2 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 이외의 폴리올레핀이나, 폴리올레핀 이외의 수지를 포함하는 조성물일 수 있다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 이외의 폴리올레핀으로서는, 폴리부텐-1 이외에, 예를 들어 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐 등의 단독 중합체 및 공중합체를 예로 들 수 있다.As described above, the first and second polyolefin resins may be polyolefins other than polyethylene, polypropylene, or a composition containing a resin other than polyolefin. Examples of polyolefins other than polyethylene and polypropylene include homopolymers and copolymers of, for example, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, octene and the like in addition to polybutene-1.
또한, 폴리올레핀 수지가 내열성 수지를 포함하면, 폴리올레핀 미다공막을 전지용 세퍼레이터로서 이용한 경우에 멜트 다운 온도가 향상되므로, 전지의 고온 보존 특성이 더욱 향상된다.Further, when the polyolefin resin contains a heat-resistant resin, the meltdown temperature is improved when the polyolefin microporous membrane is used as a battery separator, so that the high temperature storage characteristics of the battery are further improved.
내열성 수지로서는 국제 공개 제WO 2006/137540호에 기재된 것 등을 사용할 수 있다. 내열성 수지의 함유량은, 폴리올레핀 수지 전체를 100중량%로 하여 3~20중량%인 것이 바람직하고, 3~15중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유율이 상기 바람직한 범위이면, 찌름 강도, 인장 파단 강도 등의 기계적 강도가 우수하다.As the heat resistant resin, those described in WO 2006/137540 can be used. The content of the heat resistant resin is preferably 3 to 20% by weight, more preferably 3 to 15% by weight, based on 100% by weight of the entire polyolefin resin. When the content is in the above-mentioned preferable range, mechanical strength such as sting strength and tensile breaking strength is excellent.
[저융점 폴리에틸렌(이하, PE(C))][Low melting point polyethylene (hereinafter referred to as PE (C))]
본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 단층막인 경우, 제1 폴리올레핀 수지 중의 PE(A)의 일부가, 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌(PE(C))으로 치환되는 것이 바람직하다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is a single layer film, it is preferable that a part of the PE (A) in the first polyolefin resin is replaced with polyethylene (PE (C)) having a melting point of 130 캜 or lower.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 복수의 미다공층으로 이루어지는 다층 미다공막인 경우, 제1 폴리올레핀 수지 중의 PE(A) 또는 제2 폴리올레핀 수지 중의 PE(A) 중 어느 하나 또는 둘 모두가 부분적으로 PE(C)로 치환되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제1 폴리올레핀 수지 중의 PE(A) 또는 제2 폴리올레핀 수지 중의 PE(A) 중 어느 하나가 부분적으로 PE(C)로 치환된다. 그 중에서도, 제1 폴리올레핀 수지에 PE(C)가 포함되는 것이 바람직하다. 보다 낮은 셧다운 온도를 얻을 수 있기 때문이다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is a multilayered microporous membrane composed of a plurality of microporous layers, either or both of PE (A) in the first polyolefin resin or PE (A) in the second polyolefin resin is partially PE ). More preferably, either PE (A) in the first polyolefin resin or PE (A) in the second polyolefin resin is partially substituted with PE (C). Among them, it is preferable that PE (C) is contained in the first polyolefin resin. A lower shutdown temperature can be obtained.
PE(C)의 함유량의 상한은 PE(C)를 포함하는 제1 폴리올레핀 수지 또는 제2 폴리올레핀 수지 전체 중량을 100중량%로 하여 38.0중량%, 보다 바람직하게는 35.0중량%이다. PE(C)의 함유량의 하한은 10.0중량%, 보다 바람직하게는 15.0중량%이다. PE(C)를 10.0중량% 이상 포함함으로써 132℃ 이하의 셧다운 온도를 가지면서, 내산화성이 양호하고 물성 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다.The upper limit of the content of PE (C) is 38.0 wt%, more preferably 35.0 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the first polyolefin resin or the second polyolefin resin containing PE (C). The lower limit of the content of PE (C) is 10.0% by weight, and more preferably 15.0% by weight. By including PE (C) in an amount of 10.0% by weight or more, a polyolefin microporous membrane having a shutdown temperature of 132 占 폚 or less, excellent oxidation resistance and excellent physical properties can be obtained.
PE(C)의 융점의 상한은 130℃이고, 보다 바람직하게는 128℃이다. PE(C)의 융점의 하한은 110℃이고, 보다 바람직하게는 115℃이다. PE(C)의 Mw의 상한은 4.0×105인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5×105이다. PE(C)의 Mw의 하한은 5.0×103인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6.0×103이다. PE(C)의 MWD는 약 1~약 50인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 2.0~약 30이다.The upper limit of the melting point of PE (C) is 130 占 폚, and more preferably 128 占 폚. The lower limit of the melting point of PE (C) is 110 占 폚, and more preferably 115 占 폚. The upper limit of the Mw of the PE (C) is preferably 4.0 x 10 5 , more preferably 3.5 x 10 5 . The lower limit of the Mw of the PE (C) is preferably 5.0 x 10 3 , more preferably 6.0 x 10 3 . The MWD of PE (C) is preferably about 1 to about 50, more preferably about 2.0 to about 30.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 3층 이상의 미다공층으로 구성되는 경우, 제3 미다공층 또는 그 이상의 미다공층을 포함할 수 있다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 3층의 미다공층으로 구성되는 경우, 제3 미다공층은 제1 미다공층과 반대측의 표층에 위치한다. 제3 미다공층을 구성하는 수지는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 폴리올레핀 수지 또는 제2 폴리올레핀 수지로 이루어질 수 있으나, 폴리프로필렌을 포함하지 않는 것이 바람직하다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is composed of three or more microporous layers, it may include a third microporous layer or more microporous layers. When the polyolefin microporous membrane of the present invention is composed of three microporous layers, the third microporous layer is located on the surface layer opposite to the first microporous layer. The resin constituting the third microporous layer is not particularly limited, but it may be composed of the first polyolefin resin or the second polyolefin resin, but preferably does not contain polypropylene.
[2]폴리올레핀 미다공막의 제조 방법[2] Production method of polyolefin microporous membrane
다음으로, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법을 설명한다. 또한, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a method for producing the polyolefin microporous membrane of the present invention will be described. Further, the method for producing the polyolefin microporous membrane of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법은,The method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention comprises:
(a) 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 폴리올레핀 용액을 조제하는 공정으로서,(a) a step of preparing a polyolefin solution by melt kneading a polyolefin resin and a film forming solvent,
폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌을 주성분으로 하며,Wherein the polyolefin resin comprises polyethylene as a main component,
중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 초고분자량 폴리에틸렌,Ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more,
융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌, 및Polyethylene having a melting point of 130 캜 or lower, and
중량 평균 분자량이 6.0×104보다 크고 3.0×105 미만인 폴리프로필렌을 0.5중량% 이상 5중량% 미만 포함하는 공정과,A weight average molecular weight of 6.0 × 10 4 3.0 × 10 5 large and less than the polypropylene comprising the steps of: containing less than 5% by weight at least 0.5% by weight,
(b) 전단 속도 60/sec 이상으로 폴리올레핀 용액을 압출하여 성형체를 형성하는 공정과,(b) extruding the polyolefin solution at a shear rate of 60 / sec or more to form a formed body,
(c) 수득된 압출 성형체를 냉각 속도 30℃/sec 이상으로 냉각하여 겔상 시트를 형성하는 공정과,(c) cooling the obtained extrusion molded product at a cooling rate of 30 DEG C / sec or more to form a gel sheet,
(d) 수득된 겔상 시트를 적어도 1축 방향으로 연신하여 연신물을 만드는 공정과,(d) stretching the obtained gel-like sheet in at least one axial direction to prepare a drawn product,
(e) 수득된 연신물에서 상기 막 형성용 용제를 제거하는 공정을 포함한다.(e) removing the film-forming solvent from the obtained stretched product.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 복수의 미다공층으로 이루어지는 다층 미다공막인 경우의 제조 방법은 적층 방법에 따라 크게 네 가지로 분류할 수 있으므로, 이하 그 분류별로 설명한다.The production method in the case where the polyolefin microporous membrane of the present invention is a multilayer microporous membrane composed of a plurality of microporous layers can be roughly classified into four types according to the lamination method,
(2-1) 제1 제조 방법(2-1) First Production Method
폴리올레핀 다층 미다공막을 제조하는 제1 제조 방법은, (i) 제1 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제하고, (ii) 제2 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제하고, (iii) 제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 하나의 다이에서 동시에 압출하고, (iv) 수득된 압출 성형체를 냉각하여 겔상 시트를 형성한다. 또한, (v) 겔상 시트를 적어도 1축 방향으로 연신하여 연신물을 만드는 공정(제1 연신 공정), (vi) 연신물에서 막 형성용 용제를 제거(세정)하는 공정, 및 (vii) 세정 후의 막을 건조하는 공정을 포함한다. (i)~(vii)의 공정 후, (viii) 건조한 막을 적어도 1축 방향으로 다시 연신하는 공정(제2 연신 공정), 및 (ix) 열처리하는 공정을 더 포함할 수도 있다. 필요에 따라, (vi)의 막 형성용 용제 제거 공정 전에, 열 고정처리 공정, 열 롤 처리 공정 및 열용제 처리 공정 중 어느 하나를 마련할 수도 있다. 또한, (i)~(ix)의 공정 후, 건조 공정, 열처리 공정, 전리 방사(ionizing radiation)에 의한 가교처리 공정, 친수화 처리 공정, 표면피복 처리 공정 등을 마련할 수도 있다. 또한, (v) 제1 연신 공정 후에 연신물을 열처리하는 공정을 마련할 수도 있다.A first production method for producing a polyolefin multilayer microporous membrane comprises the steps of (i) melt kneading a first polyolefin resin and a film forming solvent to prepare a first polyolefin solution, (ii) preparing a second polyolefin resin and a film forming solvent (Iii) extruding the first and second polyolefin solutions simultaneously on one die, and (iv) cooling the resulting extrudate to form a gel-like sheet. (Vi) a step of removing (cleaning) the film-forming solvent from the stretched product; and (vii) a step of removing the gel-like sheet from the stretched product And then drying the film after the drying. (viii) a step of re-stretching the dried film in at least one axial direction (second stretching step), and (ix) a step of heat-treating after the steps (i) to (vii). If necessary, any one of the heat fixation treatment step, the heat roll treatment step and the thermal solvent treatment step may be provided before the step (vi) for removing a film forming solvent. After the steps (i) to (ix), a drying step, a heat treatment step, a crosslinking treatment step by ionizing radiation, a hydrophilic treatment step, a surface coating treatment step and the like may be provided. (V) a step of heat-treating the stretched product after the first stretching step may be provided.
(i) 제1 폴리올레핀 용액의 조제(i) preparing a first polyolefin solution
제1 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제한다. 전술한 제1 폴리올레핀 수지에 적당한 막 형성용 용제를 배합한 후, 용융 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 조제한다. 용융 혼련 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 제2132327호 및 일본 특허 제3347835호의 명세서에 기재된 2축 압출기를 이용하는 방법을 이용할 수 있다. 용융 혼련 방법은 공지된 것이므로 설명을 생략한다. 단, 폴리올레핀 수지 용액의 폴리올레핀 수지 농도는, 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제의 합계를 100중량%로 하여, 폴리올레핀 수지가 20~50중량%이며, 바람직하게는 25~45중량%이다. 폴리올레핀 수지 용액의 폴리올레핀 수지 농도가 상기 범위내이면, 생산성의 저하나 겔상 시트의 성형성의 저하가 방지된다.The first polyolefin resin and the film-forming solvent are melt-kneaded to prepare a first polyolefin solution. A suitable film forming solvent is added to the above-mentioned first polyolefin resin and then melt-kneaded to prepare a polyolefin resin solution. As a melt kneading method, for example, a method using a twin-screw extruder described in the specification of Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. Since the melt-kneading method is well known, its explanation is omitted. The polyolefin resin concentration of the polyolefin resin solution is 20 to 50% by weight, preferably 25 to 45% by weight, based on 100% by weight of the total of the polyolefin resin and the film forming solvent. When the polyolefin resin concentration of the polyolefin resin solution is within the above range, a decrease in the productivity and a decrease in the moldability of the gel-like sheet are prevented.
제1 폴리올레핀 수지로서는 상기한 바와 같은 것이 사용 가능하다.As the first polyolefin resin, those described above can be used.
(ii) 제2 폴리올레핀 용액의 조제(ii) preparing a second polyolefin solution
제2 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제한다. 제2 폴리올레핀 용액에 이용하는 막 형성용 용제는, 제1 폴리올레핀 용액에 이용하는 막 형성용 용제와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있지만, 동일한 것이 바람직하다. 그 이외의 조제 방법은 제1 폴리올레핀 용액의 조제의 경우와 동일할 수도 있다.The second polyolefin resin and the film-forming solvent are melt-kneaded to prepare a second polyolefin solution. The film-forming solvent used in the second polyolefin solution may be the same as or different from the film-forming solvent used in the first polyolefin solution, but the same is preferable. The other preparation methods may be the same as in the case of preparing the first polyolefin solution.
제2 폴리올레핀 수지로서는 상기한 바와 같은 것이 사용 가능하다.As the second polyolefin resin, those described above can be used.
(iii) 압출(iii) Extrusion
제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 각각 압출기로부터 하나의 다이로 공급하고, 거기서 두 용액을 층상으로 조합시켜 시트상으로 압출한다. 3층 이상의 구조를 갖는 폴리올레핀 다층 미다공막을 제조하는 경우, 제1 폴리올레핀 용액이 적어도 한쪽의 표층(제1 미다공층)을 형성하고, 제2 폴리올레핀 용액이 양 표층 사이의 적어도 한 층(제2 미다공층)을 형성하도록(바람직하게는 양 표층 중 하나 또는 둘 모두와 접촉하도록) 두 용액을 층상으로 조합시켜 시트상으로 압출한다.The first and second polyolefin solutions are respectively supplied from an extruder to one die, where the two solutions are combined in layers and extruded into a sheet. In the case of producing a polyolefin multilayer microporous membrane having a structure of three or more layers, the first polyolefin solution forms at least one surface layer (first microporous layer), and the second polyolefin solution forms at least one layer (Preferably in contact with one or both of the two surface layers) to form a layer.
압출 방법은 플랫 다이(flat die)법 및 인플레이션(inflation)법 중 어느 것이든 무방하다. 어느 방법이든, 용액을 각각의 매니폴드로 공급하고 다층용 다이의 립(lip) 입구에서 층상으로 적층하는 방법(다수 매니폴드법), 또는 용액을 미리 층상의 흐름으로 하여 다이에 공급하는 방법(블록법)을 이용할 수 있다. 다수 매니폴드법 및 블록법 자체는 공지된 것이므로 이들의 상세한 설명은 생략한다. 다층용 플랫 다이의 갭은 0.1~5mm인 것이 바람직하다. 압출 온도는 140~250℃가 바람직하고, 압출 속도는 0.2~15m/min이 바람직하다. 제1 및 제2 폴리올레핀 용액의 각 압출량을 조절함으로써, 제1 및 제2 미다공층의 막 두께비를 조절할 수 있다.The extrusion method may be either a flat die method or an inflation method. Either method may be used in which the solution is supplied to each manifold and laminated in layers on the lip inlet of the multilayer die (multiple manifold method), or a method of feeding the solution into the die in advance as a layer flow Block method) can be used. The multiple manifold method and the block method are well known in the art and their detailed description is omitted. The gap of the multi-layer flat die is preferably 0.1 to 5 mm. The extrusion temperature is preferably 140 to 250 占 폚, and the extrusion speed is preferably 0.2 to 15 m / min. The film thickness ratio of the first and second microporous layers can be adjusted by controlling the extrusion amounts of the first and second polyolefin solutions.
2축 압출기의 스크류의 길이(L)와 직경(D)의 비(L/D)는 20~100의 범위가 바람직하다. 2축 압출기의 실린더 내경은 40~200mm인 것이 바람직하다. 폴리올레핀 수지를 2축 압출기에 넣을 때, 스크류 회전수(Ns(rpm))에 대한 폴리올레핀 수지 용액의 투입량(Q(kg/h))의 비(Q/Ns)를 0.1~0.55kg/h/rpm으로 하는 것이 바람직하다. 스크류 회전수(Ns)는 180rpm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 스크류 회전수(Ns)의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 500rpm이 바람직하다.The ratio (L / D) of the length (L) to the diameter (D) of the screw of the twin screw extruder is preferably in the range of 20 to 100. The bore diameter of the biaxial extruder is preferably 40 to 200 mm. The ratio (Q / Ns) of the input amount of the polyolefin resin solution (Q (kg / h)) to the screw revolution (Ns (rpm)) when the polyolefin resin is put in the twin screw extruder is set to 0.1 to 0.55 kg / . The screw rotation speed (Ns) is preferably 180 rpm or more. The upper limit of the screw rotation speed (Ns) is not particularly limited, but is preferably 500 rpm.
압출 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 제2132327호 및 일본 특허 제3347835호에 개시된 방법을 이용할 수 있지만, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법에서는, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 포함하는 폴리올레핀 수지 용액의 다이로부터의 전단 속도가 60/sec 이상인 것을 특징으로 한다. 다이로부터의 전단 속도는 150/sec 이상인 것이 보다 바람직하다.As the extrusion method, for example, the methods disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. In the method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention, the polyolefin resin solution containing the first polyolefin resin solution Is not less than 60 / sec. The shear rate from the die is more preferably 150 / sec or more.
(iv) 겔상 시트의 형성(iv) Formation of gel sheet
(iii)에 의해 수득된 압출 성형체를 냉각하여 겔상 시트를 형성한다. 겔상 시트의 형성 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 제2132327호 및 일본 특허 제3347835호에 개시된 방법을 이용할 수 있다. 냉각은 압출 성형체가 40℃ 이하가 될 때까지 실시하는 것이 바람직하다. 냉각을 통해, 막 형성용 용제에 의해 분리된 폴리올레핀의 미크로상(microphase)을 고정화할 수 있다. 냉각 방법으로서는 냉풍, 냉각수 등의 냉매에 접촉시키는 방법, 냉각 롤에 접촉시키는 방법 등을 이용할 수 있다.(iii) is cooled to form a gel-like sheet. As a method of forming the gel-like sheet, for example, the methods disclosed in Japanese Patent No. 2132327 and Japanese Patent No. 3347835 can be used. The cooling is preferably carried out until the temperature of the extrusion molded article becomes 40 DEG C or lower. Through cooling, the microphase of the polyolefin separated by the film forming solvent can be immobilized. As the cooling method, there can be used a method of making contact with a coolant such as cold air or cooling water, a method of contacting with a cooling roll, or the like.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법에서는, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 포함하는 폴리올레핀 수지 용액의 압출 성형체의 냉각 속도가 30℃/sec 이상인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a polyolefin microporous membrane of the present invention, the cooling rate of the extrusion-molded article of the polyolefin resin solution containing the first polyolefin resin solution is 30 ° C / sec or more.
다이로부터의 전단 속도 및 냉각 속도를 적절히 제어하면, 겔상 시트내에서의 폴리프로필렌의 분포를 균일하게 하는 것이 용이하고, 내산화성 및 전해액 주액성이 양호해진다.By suitably controlling the shear rate and cooling rate from the die, it is easy to make the distribution of the polypropylene uniform in the gel sheet, and the oxidation resistance and the electrolyte liquidity are improved.
(v) 제1 연신 공정(v) First drawing step
수득된 겔상 시트를 적어도 1축 방향으로 연신한다. 제1 연신에 의해 폴리에틸렌 결정 라멜라(lamellar)층간의 개열(cleavage)이 발생하고, 폴리에틸렌 상이 미세화되어 다수의 피브릴(fibril)이 형성된다. 수득되는 피브릴은 3차원 망목 구조(3차원적으로 불규칙하게 연결된 네트워크 구조)를 형성한다. 겔상 시트는 막 형성용 용제를 포함하므로 균일하게 연신할 수 있다. 제1 연신은, 겔상 시트를 가열한 후, 통상의 텐터(tenter)법, 롤법, 인플레이션법, 압연법 또는 이들 방법의 조합에 의해 소정 배율로 실시할 수 있다. 제1 연신은 1축 연신이든 2축 연신이든 무방하나, 2축 연신이 바람직하다. 2축 연신의 경우, 동시 2축 연신 또는 축차 연신 중 어느 하나를 실시할 수도 있다.The obtained gel-like sheet is stretched in at least one axial direction. Cleavage between the layers of the polyethylene crystalline lamellar occurs by the first stretching, and the polyethylene phase is refined to form a large number of fibrils. The obtained fibrils form a three-dimensional network structure (a three-dimensionally irregularly connected network structure). Since the gel-like sheet contains a solvent for film formation, it can be stretched uniformly. The first stretching can be carried out at a predetermined magnification by heating the gel sheet, followed by a conventional tenter method, a roll method, an inflation method, a rolling method, or a combination of these methods. The first stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching, but biaxial stretching is preferred. In the case of biaxial stretching, either biaxial stretching or continuous stretching may be performed.
연신 배율은 겔상 시트의 두께에 따라 다르지만, 1축 연신에서는 2배 이상으로 하는 것이 바람직하며, 3~30배로 하는 것이 보다 바람직하다. 2축 연신에서는 어느 방향으로도 적어도 3배 이상, 즉 면적 배율로 9배 이상으로 하는 것이 바람직하며, 이로써, 수득되는 폴리올레핀 미다공막의 찌름 강도가 향상되고, 고탄성화, 고강도화가 가능해진다. 또한, 면적 배율이 상기 바람직한 범위이면, 연신 장치, 연신 조작 등의 점에서 제약이 생기지 않는다. 또한, 2축 연신에서는 양방향의 배율을 동일한 배율로 하는 것이 바람직하다.Although the stretching magnification depends on the thickness of the gel sheet, it is preferably 2 times or more, and more preferably 3 to 30 times in the uniaxial stretching. In biaxial stretching, it is preferable to set the polyolefin microporous membrane to at least 3 times or more, that is, 9 times or more at an area multiplication rate in any direction, thereby improving the sticking strength of the obtained polyolefin microporous membrane, making it possible to achieve high elasticity and high strength. When the area ratio is within the above preferable range, there is no restriction in terms of the drawing apparatus, drawing operation, and the like. In biaxial stretching, it is preferable to set the magnifications in both directions to the same magnification.
제1 연신 온도는, 폴리올레핀 용액의 조제에 이용한 폴리에틸렌의 융점을 약 10℃ 초과하는 온도 이하로 하는 것이 바람직하다. 연신 온도는 Tcd 초과~Tme 미만의 범위일 수 있다. Tme 및 Tcd는 각각 폴리올레핀 용액의 조제에 이용한 모든 폴리에틸렌의 융점 및 결정 분산 온도이다. 연신 온도가 Tme+10℃ 이하이면, 연신 중에 겔상 시트 중의 폴리올레핀의 분자쇄의 배향이 촉진되는 경향이 있다. 한편, 연신 온도가 Tcd 이상이면, 연신에 의한 파막이 억제되어 고배율의 연신이 가능해진다. 일 실시 태양에 있어서, 연신 온도는 약 90℃~약 140℃이거나, 약 100℃~약 130℃이다. 폴리올레핀 수지가 90중량% 이상의 폴리에틸렌으로 이루어지는 경우, 연신 온도를 통상 90~130℃의 범위내로 하고, 바람직하게는 100~125℃의 범위내로 하고, 보다 바람직하게는 105~120℃의 범위내로 한다.The first stretching temperature is preferably set to a temperature at which the melting point of polyethylene used for preparing the polyolefin solution exceeds about 10 캜. The stretching temperature may be in the range of more than Tcd to less than Tme. Tme and Tcd are the melting point and the crystal dispersion temperature of all the polyethylenes used for preparing the polyolefin solution, respectively. If the stretching temperature is Tme + 10 占 폚 or less, orientation of the molecular chains of the polyolefin in the gel-like sheet tends to be promoted during stretching. On the other hand, if the stretching temperature is Tcd or more, the film breaking due to stretching is suppressed, and high-magnification stretching becomes possible. In one embodiment, the stretching temperature is from about 90 ° C to about 140 ° C, or from about 100 ° C to about 130 ° C. When the polyolefin resin is made of polyethylene of 90 wt% or more, the stretching temperature is usually within a range of 90 to 130 캜, preferably within a range of 100 to 125 캜, and more preferably within a range of 105 to 120 캜.
PE(A), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMwPE), 제2 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 조성물(PE 조성물(B))의 Tme는 일반적으로 약 130℃~약 140℃이며, Tcd는 약 90℃~약 100℃이다. Tcd는 ASTM D 4065에 따른 동적 점탄성의 온도 특성으로부터 구할 수 있다.The Tme of PE (A), ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMwPE), the second polyethylene or polyethylene composition (PE composition (B)) is generally from about 130 ° C to about 140 ° C and the Tcd is from about 90 ° C to about 100 ° C. Tcd can be obtained from the temperature characteristic of dynamic viscoelasticity according to ASTM D 4065.
제1 연신은, 온도가 다른 다단계 연신을 실시할 수 있으며, 전단 및 후단의 연신 온도 및 최종 연신 배율은 각각 상기 범위내로 한다. 소망하는 물성에 따라, 막 두께 방향으로 온도 분포를 두어 연신할 수 있으며, 이로써 더욱 기계적 강도가 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다. 그 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 제3347854호에 개시된 방법을 이용할 수 있다.The first stretching can be carried out at different temperatures, and the stretching temperature at the front end and the rear end and the final stretching ratio are set within the above ranges. The polyolefin microporous membrane can be stretched with a temperature distribution in the direction of the film thickness according to the desired physical properties, thereby obtaining a polyolefin microporous membrane having more excellent mechanical strength. As such a method, for example, the method disclosed in Japanese Patent No. 3347854 can be used.
(vi) 막 형성용 용제 제거(세정) 공정(vi) Removal (cleaning) of a solvent for forming a film
다음으로, 세척 용제를 이용하여 연신된 겔상 시트(연신물) 속에 잔류하는 막 형성용 용제를 제거한다. 폴리올레핀 상(相)은 막 형성용 용제와 상분리되어 있으므로, 막 형성용 용제를 제거하면 다공질의 막이 수득된다. 세정 용제 및 이를 이용한 막 형성용 용제의 제거 방법은 공지된 것이므로 설명을 생략한다. 예를 들어 일본 특허 제2132327호 명세서나 일본 공개특허공보 제2002-256099호에 개시된 방법을 이용할 수 있다.Next, the solvent for film formation remaining in the drawn gel-like sheet (stretched product) is removed by using a cleaning solvent. Since the polyolefin phase is phase-separated from the solvent for forming a film, a porous film is obtained by removing the solvent for forming the film. The cleaning solvent and the method for removing the solvent for forming a film using the cleaning solvent are well known, and therefore, a description thereof will be omitted. For example, the method disclosed in Japanese Patent No. 2132327 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256099 can be used.
(vii) 막의 건조 공정(vii) drying of the membrane
막 형성용 용제 제거를 통해 수득된 폴리올레핀 미다공막은 가열 건조법, 풍건법 등에 의해 건조한다.The polyolefin microporous membrane obtained by removing the solvent for film formation is dried by a heat drying method, a blow drying method, or the like.
(viii) 제2 연신 공정(viii) Second stretching step
또한, 건조 후의 막을 다시 적어도 1축 방향으로 연신할 수 있다. 제2 연신은 막을 가열하면서 제1 연신과 마찬가지로 텐터법 등을 통해 실시할 수 있다. 제2 연신은 1축 연신이든 2축 연신이든 무방하다.Further, the film after drying can be stretched again in at least one axial direction. The second stretching can be performed by a tenter method or the like as in the first stretching while heating the film. The second stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching.
제2 연신 온도는, 폴리올레핀 용액의 조제에 이용한 모든 폴리에틸렌의 융점 Tme와 거의 동일하거나 그 이하일 수 있다. 일 실시 태양에 있어서, 제2 연신 온도는 약 Tcd~약 Tme이다. 제2 연신 온도가 Tme 이하이면, 수득되는 폴리올레핀 미다공막의 투과성이 적정하게 되어, 횡방향(폭방향: TD 방향)의 투과성 등의 물성의 불균일이 억제되는 경향이 있는 한편, 제2 연신 온도가 Tcd 이상이면, 연신에 의한 파막이 억제되어 균일하게 연신하는 것이 가능해진다. 폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌으로 이루어지는 경우, 연신 온도를 통상 90~140℃의 범위내로 하며, 바람직하게는 100~140℃의 범위내로 한다.The second stretching temperature may be approximately equal to or lower than the melting point Tme of all the polyethylenes used for preparing the polyolefin solution. In one embodiment, the second draw temperature is from about Tcd to about Tme. If the second stretching temperature is lower than Tme, the permeability of the resulting polyolefin microporous membrane becomes appropriate, and the unevenness of physical properties such as permeability in the transverse direction (TD direction) tends to be suppressed, while the second stretching temperature If Tcd is more than Tcd, it is possible to prevent the film from being stretched and to stretch uniformly. When the polyolefin resin is made of polyethylene, the stretching temperature is usually within the range of 90 to 140 占 폚, preferably within the range of 100 to 140 占 폚.
제2 연신의 1축 방향으로의 배율은 1.1~1.8배로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 1축 연신의 경우, MD 방향(막의 제조 방향을 말하며, 기계 방향, 길이 방향이라고도 함) 또는 TD 방향(길이 방향과 동일 평면이면서 수직한 방향을 말하며, 횡방향이라고도 함)으로 1.1~1.8배로 한다. 2축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향으로 각각 1.1~1.8배로 한다. 2축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향의 각 연신 배율은 1.1~1.8배인 한, 각 방향에서 서로 상이할 수도 있다. 연신 배율을 상기 범위내로 하면, 수득되는 폴리올레핀 미다공막의 투과성, 내열 수축성, 전해액 흡수성 및 내압축성이 향상되는 경향이 확인되었다. 제2 연신의 배율은 1.2~1.6배로 하는 것이 보다 바람직하다.The magnification in the uniaxial direction of the second stretching is preferably 1.1 to 1.8 times. For example, in the case of uniaxial stretching, the film is stretched in the MD direction (the film production direction, also referred to as the machine direction or the longitudinal direction) or the TD direction (the same plane direction as the longitudinal direction and also referred to as the transverse direction) 1.8 times. In the case of biaxially stretching, it is set to 1.1 to 1.8 times in the MD direction and in the TD direction, respectively. In the case of biaxial stretching, the respective stretching magnifications in the MD and TD directions may be different from each other in the respective directions as long as they are 1.1 to 1.8 times. When the stretching magnification falls within the above range, permeability, heat shrinkability, electrolyte absorbency and compressibility of the obtained polyolefin microporous membrane tend to be improved. The magnification of the second stretching is more preferably 1.2 to 1.6 times.
제2 연신 속도는 연신 축방향으로 3%/sec 이상으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 1축 연신의 경우, MD 방향 또는 TD 방향으로 3%/sec 이상으로 한다. 2축 연신의 경우, MD방향 및 TD방향으로 각각 3%/sec 이상으로 한다. 연신 축방향에서의 연신 속도(%/sec)란, 막(시트)이 재연신되는 영역에서 재연신 전의 연신 축방향의 길이를 100%로 하여, 1초당 늘려지는 길이의 비율을 나타낸다. 이 연신 속도를 3%/sec 이상으로 하면, 수득되는 폴리올레핀 미다공막의 기체 투과성이 적정하게 되어, 시트 폭방향에서의 투과성 등의 물성의 불균일이 억제되는 경향이 있다. 제2 연신 속도는 5%/sec 이상으로 하는 것이 바람직하며, 10%/sec 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 2축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향의 각 연신 속도는 3%/sec 이상인 한, MD 방향과 TD 방향에서 서로 달라도 무방하지만 동일한 것이 바람직하다. 제2 연신 속도의 상한에 특별히 제한은 없으나, 파단 방지의 관점에서 50%/sec 이하인 것이 바람직하다.The second stretching speed is preferably 3% / sec or more in the elongation axis direction. For example, in the case of uniaxial stretching, it should be 3% / sec or more in the MD direction or TD direction. In the case of biaxially stretching, it should be 3% / sec or more in MD direction and TD direction respectively. The elongation speed (% / sec) in the elongation axis direction indicates the ratio of the length elongated per second at 100% in the direction of the elongation axis before re-stretching in the region where the film (sheet) is re-stretched. When the stretching speed is set to 3% / sec or more, the gas permeability of the obtained polyolefin microporous membrane becomes appropriate, and the unevenness of physical properties such as permeability in the sheet width direction tends to be suppressed. The second stretching speed is preferably 5% / sec or more, and more preferably 10% / sec or more. In the case of biaxial stretching, the stretching speeds in the MD and TD directions may be different from each other in the MD and TD directions as long as the elongation speed is 3% / sec or more. The upper limit of the second stretching speed is not particularly limited, but is preferably 50% / sec or less from the viewpoint of preventing breakage.
(ix) 열처리 공정(ix) Heat treatment process
제2 연신 후의 막을 열처리할 수 있다. 제2 연신에 의해 형성된 피브릴로 이루어지는 망상 조직이 유지되어, 미세공경이 크고 강도가 우수한 폴리올레핀 미다공막을 제조할 수 있다. 열처리는 열고정 처리 및/또는 열완화 처리를 이용할 수 있다. 열고정 처리란, 막의 치수가 변하지 않도록 유지하면서 가열하는 열처리이다. 열완화 처리란, 막을 가열 중에 MD 방향이나 TD 방향으로 열수축시키는 열처리이다. 특히 열고정 처리에 의해 막의 결정이 안정화된다. 열처리는 텐터 방식, 롤 방식 또는 압연방식 등의 종래의 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 열완화 처리 방법으로서는 일본 공개특허공보 제2002-256099호에 개시된 방법을 예로 들 수 있다.The film after the second stretching can be heat-treated. The reticulated structure of the fibril formed by the second stretching is retained, so that a polyolefin microporous membrane having high micropore size and excellent strength can be produced. The heat treatment may employ heat fixing treatment and / or thermal relaxation treatment. The heat fixing treatment is a heat treatment for heating while keeping the dimension of the film unchanged. The heat relaxation treatment is a heat treatment in which the film is heat shrunk in the MD or TD direction during heating. In particular, the crystal of the film is stabilized by the heat fixing treatment. The heat treatment can be carried out by a conventional method such as a tenter method, a roll method or a rolling method. For example, a method disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-256099 can be used as a thermal relaxation treatment method.
열처리는 폴리올레핀 미다공막을 구성하는 모든 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 이상~융점 이하의 온도 범위내에서 실시한다. 열고정 처리 온도는 제2 연신 온도 ± 5℃의 범위내인 것이 바람직하며, 이로써 물성이 안정화된다. 이 온도는 제2 연신 온도 ± 3℃의 범위내인 것이 보다 바람직하다.The heat treatment is carried out within a temperature range of not lower than the crystalline dispersion temperature of all the polyolefin resins constituting the polyolefin microporous membrane to the melting point or lower. The heat fixation treatment temperature is preferably within the range of the second stretching temperature ± 5 ° C, whereby the physical properties are stabilized. It is more preferable that this temperature is within the range of the second drawing temperature +/- 3 DEG C.
한정적은 아니지만, 제1 연신, 막 형성용 용제 제거, 건조, 제2 연신 및 열처리를 일련의 라인상에서 연속적에 실시하는 인라인 방식을 채용하는 것이 바람직하다. 단, 필요에 따라, 건조 처리 후의 막을 일단 감고, 그 후 이를 풀어서 제2 연신 및 열처리를 실시하는 오프라인 방식을 채용할 수도 있다.It is preferable to employ an in-line method in which first stretching, solvent removal for film formation, drying, second stretching, and heat treatment are continuously performed on a series of lines. However, if necessary, an off-line method may be employed in which the film after the drying treatment is temporarily wound and then the film is subjected to the second stretching and heat treatment.
(x) 기타 공정(x) Other processes
제1 연신을 실시한 겔상 시트에서 막 형성용 용제를 제거하기 전에, 열고정 처리 공정, 열 롤 처리 공정 및 열용제 처리 공정 중 어느 하나를 마련할 수 있다. 또한, 세정 후나 제2 연신 공정 중의 막에 대해 열고정 처리하는 공정을 마련할 수 있다. 세정 전 및/또는 후의 연신 겔상 시트, 및 제2 연신 공정 중의 막을 열고정 처리하는 방법은 상기와 동일할 수도 있다.Before the film-forming solvent is removed from the gel-like sheet subjected to the first stretching, any one of a heat fixing treatment process, a heat roll treatment process and a thermal solvent treatment process can be provided. It is also possible to provide a step of heat-fixing the film after the cleaning or the second stretching step. The stretched gel sheet before and / or after the cleaning, and the method of heat-fixing the film in the second stretching process may be the same as described above.
(2-2) 제2 제조 방법(2-2) Second Manufacturing Method
폴리올레핀 다층 미다공막을 제조하는 제2 방법은, (i) 제1 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제하고, (ii) 제2 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제하고, (iii-2) 제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 별개의 다이에서 압출한 직후에 적층하고, (iv) 수득된 압출 성형체(적층체)를 냉각하여 겔상 시트를 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 제조 방법이 하나의 다이 속에서 폴리올레핀 용액을 적층하여 압출 성형체를 형성하는 데 대하여, 제2 제조 방법은 용액을 별개의 다이에서 압출한 직후에 적층한다는 점에서만 다르며, 이하의 공정은 제1 제조 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.A second method for producing a polyolefin multilayer microporous membrane comprises the steps of (i) melt kneading a first polyolefin resin and a film forming solvent to prepare a first polyolefin solution, (ii) preparing a second polyolefin resin and a film- (Iii-2) immediately after the first and second polyolefin solutions are extruded from separate dies, (iv) the obtained extrusion-molded article (laminate) is cooled to obtain a gel-like sheet Is formed. That is, the first manufacturing method differs from the first manufacturing method in that a polyolefin solution is laminated in one die to form an extrusion molded article, whereas the second manufacturing method differs only in that the solution is laminated immediately after being extruded from a separate die, The same method as in the first manufacturing method can be employed.
제2 방법은 공정 (iii-2) 이외는 제1 제조 방법에서의 각 공정과 같으므로, 공정 (iii-2)만 설명한다. 공정 (iii-2)에서는, 복수의 압출기의 각각에 접속된 근접하는 다이로부터 제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 각각 시트상으로 압출하고, 각 용액의 온도가 높은(예를 들어 100℃ 이상) 동안 즉시 적층하여, 적층된 압출 성형체로 한다. 이 이외의 공정은 제1 제조 방법과 동일할 수도 있다.Since the second method is the same as each step in the first production method except for the step (iii-2), only the step (iii-2) will be described. In step (iii-2), the first and second polyolefin solutions are respectively extruded from the adjacent die connected to each of the plurality of extruders into a sheet, and the temperature of each solution is raised (for example, 100 DEG C or more) And immediately laminated to obtain a laminated extrusion-molded article. The other steps may be the same as the first manufacturing method.
(2-3) 제3 제조 방법(2-3) Third Manufacturing Method
폴리올레핀 다층 미다공막을 제조하는 제3 제조 방법은, (i) 제1 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제하고, (ii) 제2 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제하고, (iii-3-1) 제1 폴리올레핀 용액을 하나의 다이에서 압출하여 제1 압출 성형체를 형성하고, (iii-3-2) 제2 폴리올레핀 용액을 다른 다이에서 압출하여 제2 압출 성형체를 형성하고, (iv-3) 수득된 제1 및 제2 압출 성형체를 각각 냉각하여 제1 및 제2 겔상 시트를 형성하고, (v-3) 제1 및 제2 겔상 시트를 각각 연신하고, (xi-3) 연신한 제1 및 제2 연신물을 적층하고, (vi) 수득된 연신물에서 막 형성용 용제를 제거하는 것을 특징으로 한다. 즉, 겔상 시트를 연신할 때까지는 각각 실시하고 그 후에 적층하는 것으로, 이하의 공정은 제1 제조 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다. 공정 (vi-3)과 (vii-3) 사이에 (viii-3) 겔상 적층 시트의 연신 공정 등을 마련할 수도 있다. 공정 (iii-3-1) 및 (iii-3-2)는 제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 층상으로 조합하지 않는 점에서만 제1 제조 방법에서의 공정 (iii)와 다르다. 사용하는 다이는 제2 제조 방법에서의 공정 (iii-2)에서 사용하는 다이와 동일하다. 공정 (iv-3)은 제1 및 제2 압출 성형체를 각각 따로 냉각하는 점에서만 제1 제조 방법에서의 공정 (iv)와 다르다. 공정 (v-3)은 제1 및 제2 겔상 시트를 각각 연신하는 점에서만 제1 제조 방법에서의 공정 (v)와 다르다. 한편, 공정 (xi-3)은 제1 및 제2 연신물을 적층한다고 하는 제1 및 제2 제조 방법에는 없는 공정이지만, 연신물의 적층은 공지의 방법을 이용할 수 있다.A third production method for producing a polyolefin multilayer microporous membrane comprises the steps of (i) melt kneading a first polyolefin resin and a film forming solvent to prepare a first polyolefin solution, (ii) preparing a second polyolefin resin and a film forming solvent (Iii-3-1) extruding the first polyolefin solution from one die to form a first extrusion molded product, and (iii-3-2) extruding the second polyolefin solution into another (Iv-3) The obtained first and second extrusion-molded bodies are cooled to form first and second gel-like sheets, (v-3) First and second extruded products are extruded from the die, (Xi-3) stretched first and second stretched products, and (vi) removing the film-forming solvent from the obtained stretched product. That is, the gel-like sheet is subjected to the respective steps until the gel-like sheet is stretched, and then laminated thereafter. In the following steps, the same method as in the first production method may be adopted. Between steps (vi-3) and (vii-3), a step (viii-3) of stretching a gel laminated sheet may be provided. The steps (iii-3-1) and (iii-3-2) are different from the step (iii) in the first production method only in that the first and second polyolefin solutions are not combined in layers. The die used is the same as the die used in the step (iii-2) in the second production method. The step (iv-3) is different from the step (iv) in the first production method only in that the first and second extruded bodies are cooled separately. The step (v-3) differs from the step (v) in the first production method only in that the first and second gel-like sheets are each stretched. On the other hand, the step (xi-3) is a step not included in the first and second production methods in which the first and second stretched products are laminated, but known methods can be used for laminating the stretched products.
(2-4) 제4 제조 방법(2-4) Fourth Manufacturing Method
폴리올레핀 다층 미다공막을 제조하는 제4 제조 방법은, (i) 제1 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제하고, (ii) 제2 폴리올레핀 수지와 막 형성용 용제를 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제하고, (iii-4-1) 제1 폴리올레핀 용액을 하나의 다이에서 압출하고, (iii-4-2) 제2 폴리올레핀 용액을 다른 다이에서 압출하고, (iv-4) 수득된 각 압출 성형체를 각각 냉각하여 제1 및 제2 겔상 시트를 형성하고, (v-4) 제1 및 제2 겔상 시트를 각각 연신하고, (vi-4) 연신한 각 연신물에서 막 형성용 용제를 제거하고, (vii-4) 수득된 제1 및 제2 폴리올레핀 미다공막을 건조하고, (viii-4) 적어도 제2 폴리올레핀 미다공막을 연신하고, (xi-4) 제1 및 제2 폴리올레핀 미다공막을 적층하는 공정을 갖는다. 즉, 다공막으로 할 때까지는 따로 따로 실시하고 그 후에 적층하여 다층 미다공막으로 하는 것이다. 필요에 따라, 공정 (vii)과 (viii-4) 사이에서 (ix-4) 제1 및 제2 폴리올레핀 미다공막 각각에 열처리 공정을 실시할 수도 있다. 또한, 이하의 공정은 제1 제조 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.A fourth manufacturing method for producing a polyolefin multilayer microporous membrane comprises the steps of (i) melt kneading a first polyolefin resin and a film forming solvent to prepare a first polyolefin solution, (ii) preparing a second polyolefin resin and a film forming solvent (Iii-4-1) extruding the first polyolefin solution from one die, (iii-4-2) extruding the second polyolefin solution from the other die, and (iv) melt- kneading the second polyolefin solution to prepare a second polyolefin solution, (V-4) stretching the first and second gel-like sheets, and (vi-4) stretching each stretched product (vi-4) (Vii-4) drying the obtained first and second polyolefin microporous membranes, (viii-4) stretching at least the second polyolefin microporous membrane, (xi-4) And a second polyolefin microporous membrane. That is, the steps are carried out separately until the porous film is formed, and then laminated to form a multi-layered microporous film. If necessary, the first and second polyolefin microporous membranes (ix-4) may be subjected to a heat treatment process between steps (vii) and (viii-4). In the following processes, the same method as in the first production method may be employed.
공정 (v-4)까지는 제3 제조 방법과 동일하게 실시할 수 있다. 공정 (vi-4)는 제1 및 제2 연신물에서 각각 막 형성용 용제를 제거하는 점에서만 제1및 제3 제조 방법에서의 공정 (vi)와 다르다. 공정 (vii-4)는 제1 및 제2 막을 각각 건조하는 점에서만 제1 및 제3 제조 방법에서의 공정 (vii)과 다르다.Up to step (v-4) can be carried out in the same manner as in the third production method. The step (vi-4) differs from the step (vi) in the first and third manufacturing methods only in that the film-forming solvent is removed in the first and second stretches, respectively. The process (vii-4) differs from the process (vii) in the first and third manufacturing methods only in that the first and second films are respectively dried.
한편, 공정 (viii-4)는 제1~3 제조 방법에서는 반드시 필요하지는 않은 공정이지만, 제4 제조 방법에서는 이 공정 (viii-4)에서 적어도 제2 폴리올레핀 미다공막을 재연신한다. 연신 온도는, 융점 이하가 바람직하며, 결정 분산 온도~융점이 보다 바람직하다. 필요에 따라, 제1 폴리올레핀 미다공막도 연신할 수 있다. 연신 온도는 융점 이하가 바람직하며, 결정 분산 온도~융점이 보다 바람직하다. 제1 및 제2 폴리올레핀 미다공막 중 어느 하나를 연신하는 경우에도, 연신 배율은, 적층하지 않은 폴리올레핀 미다공막을 연신하는 외에는 제1 제조 방법과 동일할 수 있다.On the other hand, the step (viii-4) is a step not necessarily required in the first to third production methods, but in the fourth production method, at least the second polyolefin microporous film is re-stretched in this step (viii-4). The stretching temperature is preferably not higher than the melting point, more preferably from the crystal dispersion temperature to the melting point. If necessary, the first polyolefin microporous membrane can be stretched. The stretching temperature is preferably not higher than the melting point, more preferably from the crystal dispersion temperature to the melting point. Even when any one of the first and second polyolefin microporous membranes is stretched, the stretching magnification can be the same as the first production method except for stretching the polyolefin microporous membrane that is not laminated.
또한, 공정 (xi-4)는 제1 및 제2 막을 적층한다고 하는 제1~3 제조 방법에는 없는 공정이지만, 막의 적층은 연신물의 적층과 마찬가지로 공지의 방법을 이용할 수 있다.Although the step (xi-4) is a step not included in the first to third production methods in which the first and second films are laminated, a known method can be used for lamination of the film, similar to lamination of drawn products.
이상, 적층 방법에 따라 네 가지 분류로 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법을 설명했는데, 이들을 정리하면 필요한 공정으로서는 공정 (a)~(e)가 된다.As described above, the production method of the polyolefin microporous membrane of the present invention has been described in four classes according to the lamination method. When these are summarized, the necessary steps are the steps (a) to (e).
공정 (a)는 제1~4 제조 방법의 공정 (i) 및 공정 (ii)에 해당한다.Step (a) corresponds to steps (i) and (ii) of the first to fourth manufacturing methods.
공정 (b)는 제1 제조 방법의 공정 (iii), 제2 제조 방법의 공정 (iii-2), 제3 제조 방법의 공정 (iii-3-1) 및 제4 제조 방법의 공정 (iii-4-1)에 해당한다.The step (b) includes the step (iii) of the first production method, the step (iii-2) of the second production method, the step (iii-3-1) of the third production method, 4-1).
공정 (c)는 제1 제조 방법의 공정 (iv), 제2 제조 방법의 공정 (iv-2), 제3 제조 방법의 공정 (iv-3) 및 제4 제조 방법의 공정 (iv-4)에 해당한다.Step (c) is a step (iv) of the first production method, Step (iv-2) of the second production method, Step (iv- .
공정 (d)는 제1~ 제2 제조 방법의 공정 (v), 제3 제조 방법의 공정 (v-3) 및 제4 제조 방법의 공정 (v-4)에 해당한다.Step (d) corresponds to step (v) of the first to second manufacturing methods, step (v-3) of the third manufacturing method and step (v-4) of the fourth manufacturing method.
공정 (e)는 제1~제3 제조 방법의 공정 (vi) 및 제4 제조 방법의 공정 (vi-4)에 해당한다.Step (e) corresponds to step (vi) of the first to third manufacturing methods and step (vi-4) of the fourth manufacturing method.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 단층인 경우에는, 상술한 다층 미다공막의 제조 방법 중 제1 미다공층을 제조하는 공정만으로 이루어진다. 일례로서는, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 (2-4) 제4 제조 방법의 (i), (ii), (iii-4-1), (iv-4), (v-4), (vi-4) 및 (vii-4)의 공정을 포함한다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is a single layer, it comprises only the step of producing the first microporous layer among the above-described methods of producing the multilayer microporous membrane. As an example, the polyolefin microporous membrane of the present invention can be obtained by (2-4) (i), (ii), (iii-4-1), (iv- -4) and (vii-4).
[3]폴리올레핀 미다공막의 구조, 물성 및 이의 측정 방법[3] Structure, properties and measurement method of polyolefin microporous membrane
본 발명의 바람직한 실시 태양에 따른 폴리올레핀 미다공막은 다음의 물성을 갖는다. 이하에 구조, 물성 및 이의 측정 방법을 설명한다.The polyolefin microporous membrane according to a preferred embodiment of the present invention has the following properties. Structures, physical properties and methods for measuring the properties are described below.
(1) 규격화 PP/PE 비율(1) Standardized PP / PE ratio
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 제1 미다공층의 PP 분포가 면내 방향에서 균일한 구조로 되어 있다. PP 분포의 균일성을 표현하는 일례로서, 현미 라만 분광법(Micro-Raman spectroscopy)으로 구한 PP와 PE의 피크 강도비(PP/PE 비율)에 대해, 막 표면의 최대 PP/PE 비율을 1로 했을 때의 상대값을 규격화 PP/PE 비율로 하면, 규격화 PP/PE 비율의 평균값/표준편차/첨도가 일정한 값을 나타내는 구조로 표현할 수 있다. 즉, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 규격화 PP/PE 비율이 평균값으로 0.5 이상, 표준편차로 0.2 이하, 분포의 형상을 나타내는 파라미터인 첨도로 1.0 이하 -1.0 이상인 구조를 갖는 것이 바람직하다.In the polyolefin microporous membrane of the present invention, the PP distribution of the first microporous layer is uniform in the in-plane direction. As an example of expressing the uniformity of the PP distribution, the peak PP / PE ratio (PP / PE ratio) of PP to PE obtained by Micro-Raman spectroscopy was set to 1 PE ratio can be expressed by a structure in which the average value / standard deviation / kurtosis of the normalized PP / PE ratio shows a constant value. That is, the polyolefin microporous membrane of the present invention preferably has a structure in which the normalized PP / PE ratio is not less than 0.5 as an average value, not more than 0.2 as a standard deviation, and not more than 1.0 and not more than -1.0 as a parameter indicating the distribution shape.
현미 라만 분광법에 따른 막 표면의 PP/PE 비율의 측정방법에 대해 이하에 설명한다. 현미 라만 분광법에 따라, 파장 532nm 레이저를 이용하고, 깊이 방향 1~2미크론, 20×20미크론 시야를 1미크론 스팟 지름(spot diameter)으로 에리어 분석(area analysis)을 실시하여, 합계 400점에서의 주파수 807cm-1(PP), 주파수 1127cm-1(PE)의 피크 강도비를 측정한다. 20×20미크론 시야내의 강도비의 최대값을 1로 했을 때의 상대값을 「규격화 PP/PE 비율」로 한다.A method of measuring the PP / PE ratio of the membrane surface according to the brown rice Raman spectroscopy will be described below. According to the brown rice Raman spectroscopy, an area analysis was performed using a 532 nm wavelength laser and a spot diameter of 1 micron to 2 microns and a 20 micron micron field of view in a depth direction. The peak intensity ratio of a frequency of 807 cm -1 (PP) and a frequency of 1127 cm -1 (PE) is measured. Quot; normalized PP / PE ratio " when the maximum value of the intensity ratio in the 20 x 20 micron field of view is 1.
규격화 PP/PE 비율의 평균값이 상기 바람직한 범위인 경우, 폴리프로필렌 농도가 낮은 부분이 적고, 폴리에틸렌이 주가 되는 부분이 증가하지 않아, 전지 내에서의 충방전에 수반되는 산화 반응에 의해 폴리에틸렌이 주가 되는 부분이 적기 때문에 열화가 진행되기 어려우며, 사이클 특성이 양호하게 유지되는 것으로 생각된다.When the average value of the normalized PP / PE ratio is within the above-mentioned preferable range, the portion where the polypropylene concentration is low is small and the portion where the polyethylene is predominant does not increase, and the polyethylene is mainly charged by the oxidation reaction accompanying the charge- It is considered that the deterioration hardly progresses and the cycle characteristics are maintained favorably because the fraction is small.
규격화 PP/PE 비율의 표준편차가 상기 바람직한 범위이면, 폴리프로필렌 농도의 변화가 작고, 폴리프로필렌 농도가 낮은 부분이 적기 때문에 역시 내산화성이 악화되기 어려운 것으로 생각된다.If the standard deviation of the normalized PP / PE ratio is within the above preferable range, it is considered that the oxidation resistance is hardly deteriorated because the change in the polypropylene concentration is small and the portion having low polypropylene concentration is small.
또한, 폴리프로필렌 농도의 분포가 상기 바람직한 범위이면, 폴리프로필렌 농도가 낮은 부분이 적고, 전지 내에서의 내산화 성능이 떨어지는 부분이 생기기 어려워 전지 성능이 양호하다. 어느 정도 폴리프로필렌 농도가 높은 부분이 존재하는 것이 내산화성을 개선하기 쉽다. 이들 결과로부터 적절한 규격화 PP/PE의 분포가 폴리올레핀 미다공막의 내산화성의 개선에 필수적이라는 것이 판명되었다.If the distribution of the polypropylene concentration is within the above-mentioned preferable range, the portion with low polypropylene concentration is small, and the portion where the oxidation resistance is poor in the battery is unlikely to occur, so that the battery performance is good. The presence of a portion having a high polypropylene concentration to some extent is likely to improve the oxidation resistance. From these results, it has been found that the distribution of the proper standardized PP / PE is essential for the improvement of the oxidation resistance of the polyolefin microporous membrane.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막은, 제1 미다공층에서 전술한 바와 같이 면내 방향에서 균일한 PP 분포를 가지므로, 내산화성이 우수하다. 또한, 폴리프로필렌의 함유율이 5중량% 미만으로 적은 경우에는, 폴리프로필렌에 의한 물성 저하가 억제되며, 투과성, 강도 및 전해액 흡수성이 우수하므로 바람직하다. 때문에, 리튬 이온 전지용 세퍼레이터로서 이용한 경우에, 각각 우수한 전지 생산성, 안전성, 전지 사이클 특성을 실현할 수 있다.Since the polyolefin microporous membrane of the present invention has a uniform PP distribution in the in-plane direction as described above in the first microporous layer, the polyolefin microporous membrane is excellent in oxidation resistance. When the content of polypropylene is less than 5% by weight, the lowering of physical properties by polypropylene is suppressed and the permeability, strength and electrolyte absorbency are excellent, which is preferable. Therefore, when used as a separator for a lithium ion battery, excellent battery productivity, safety, and battery cycle characteristics can be realized.
(2) 투기도(sec/100cm3/20㎛)(2) The air permeability (sec / 100cm 3 / 20㎛)
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 막 두께를 20㎛로 환산한 투기도(걸리 값; Gurley value)의 상한은 700sec/100cm3인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 600sec/100cm3이고, 더욱 더 바람직하게는 550sec/100cm3이다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 막 두께를 20㎛로 환산한 투기도의 하한은 20sec/100cm3인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100sec/100cm3이다. 투기도가 이 범위이면, 폴리올레핀 미다공막을 전지 세퍼레이터로서 이용한 경우에 전지 용량이 크고, 전지의 사이클 특성도 양호하며, 전지 내부의 온도 상승 시에 셧다운이 충분히 이루어지는 한편, 전지로 이용한 경우에 충방전 시에 저항값이 상승하기 어렵고, 평균 전기화학적 안정성은 양호하다. 또한, 투기도는 JIS P 8117에 따라 측정하며, 막 두께를 20㎛로 환산하여 구한 값이다.The upper limit of the gurley value in terms of the film thickness of the polyolefin microporous membrane of the present invention in terms of 20 탆 is preferably 700 sec / 100 cm 3 , more preferably 600 sec / 100 cm 3 , Is 550 sec / 100 cm < 3 & gt ;. Polyolefin microporous lower limit of air permeability is also a film in terms of a thickness of 20㎛ the membrane of the present invention is preferably a 20sec / 100cm 3, more preferably 100sec / 100cm 3. When the air permeability is within this range, when the polyolefin microporous membrane is used as a battery separator, the battery capacity is large, the cycle characteristics of the battery are good, the shutdown is sufficiently performed when the temperature inside the battery rises, The resistance value is hard to rise, and the average electrochemical stability is good. The air permeability was measured in accordance with JIS P 8117, and the value obtained by converting the film thickness to 20 mu m.
(3) 공공률(%) (空孔率)(3) Porosity (%) (Porosity)
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 공공률은 25~80%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 30~50%이다. 공공률이 상기 범위내이면, 폴리올레핀 미다공막을 전지 세퍼레이터로서 이용한 경우의 투과성과 강도가 적정하고, 전극의 단락이 억제된다. 공공률은 질량법에 의해 측정한 값이다.The porosity of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 25 to 80%, more preferably 30 to 50%. When the porosity is within the above range, the permeability and strength when the polyolefin microporous membrane is used as a battery separator are appropriate, and short-circuiting of the electrode is suppressed. The porosity is a value measured by the mass method.
공공률(%)=100×(w2-w1)/w2Porosity (%) = 100 x (w2-w1) / w2
w1: 미다공막의 실제 중량w1: actual weight of microporous membrane
w2: 동일한 크기 및 두께를 갖는 (동일한 폴리머의) 동등한 비다공성 막의 중량w2: weight of equivalent nonporous membrane (of the same polymer) having the same size and thickness
(4) 찌름 강도(mN/20㎛) (puncture strength)(4) puncture strength (mN / 20 占 퐉)
찌름 강도는, 직경 1mm(0.5mm R)의 바늘을 이용하여 속도 2mm/sec로 폴리올레핀 미다공막을 찔렀을 때의 최대 하중값을 측정하고, 막 두께를 20㎛로 환산하여 구한 값이다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 막 두께를 20㎛로 환산한 찌름 강도는 2,000mN 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 4,000mN 이상, 더욱 더 바람직하게는 5,000mN 이상이다. 찌름 강도가 2,000mN/20㎛ 이상이면, 폴리올레핀 미다공막을 전지용 세퍼레이터로서 전지에 삽입한 경우에 전극의 단락을 효과적으로 억제할 수 있다.The striking strength was a value obtained by measuring the maximum load value when the polyolefin microporous membrane was stuck at a speed of 2 mm / sec using a needle having a diameter of 1 mm (0.5 mm R) and converting the film thickness to 20 μm. The penetration strength of the polyolefin microporous membrane of the present invention in terms of a film thickness of 20 占 퐉 is preferably 2,000 mN or more, more preferably 4,000 mN or more, and still more preferably 5,000 mN or more. When the penetration strength is 2,000 mN / 20 mu m or more, shorting of the electrode can be effectively suppressed when the polyolefin microporous membrane is inserted into the battery as a battery separator.
(5) 인장 파단 강도(kPa)(5) Tensile breaking strength (kPa)
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 인장 파단 강도는 MD 방향 및 TD 방향의 어느 방향에서도 60,000kPa 이상, 보다 바람직하게는 80,000kPa 이상, 더욱 더 바람직하게는 100,000kPa 이상이다. 인장 파단 강도가 60,000kPa 이상임에 따라, 전지 제조 시의 파막을 방지하기 쉽다. 인장 파단 강도는 폭 10mm의 직사각형 시험편을 이용하여 ASTM D882에 따라 측정한 값이다.The tensile fracture strength of the polyolefin microporous membrane of the present invention is 60,000 kPa or more, more preferably 80,000 kPa or more, and even more preferably 100,000 kPa or more in any direction in the MD and TD directions. As the tensile breaking strength is 60,000 kPa or more, it is easy to prevent the waviness at the time of manufacturing the battery. The tensile breaking strength was measured according to ASTM D882 using a rectangular test piece having a width of 10 mm.
(6) 인장 파단 신도(%)(6) Tensile elongation at break (%)
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 인장 파단 신도는 MD 방향 및 TD 방향의 어느 방향에서도 80% 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100% 이상이다. 이로써 전지 제조 시의 파막을 방지하기 쉽다. 인장 파단 신도는 폭 10mm의 직사각형 시험편을 이용하여 ASTM D882에 따라 측정한 값이다.The tensile elongation at break of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 80% or more, and more preferably 100% or more, in both the MD and TD directions. Thus, it is easy to prevent the corrugated membrane at the time of manufacturing the battery. The tensile elongation at break was measured according to ASTM D882 using a rectangular test piece having a width of 10 mm.
(7) 열수축률(%)(7) Heat shrinkage (%)
본 발명의 폴리올레핀 미다공막을 105℃의 온도에서 8시간 폭로 후의 열수축률은 MD 방향 및 TD 방향 모두 10% 이하인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 8% 이하, 더욱 더 바람직하게는 6% 이하이다. 열수축률이 10% 이하이면, 폴리올레핀 미다공막을 리튬 전지용 세퍼레이터로서 이용한 경우, 발열 시에 세퍼레이터의 단부(端部)가 수축하여 전극의 단락이 발생할 가능성이 낮아진다.The heat shrinkage ratio of the polyolefin microporous membrane of the present invention after being exposed at a temperature of 105 DEG C for 8 hours is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and still more preferably 6% or less in both the MD and TD directions. When the heat shrinkage ratio is 10% or less, when the polyolefin microporous membrane is used as a separator for a lithium battery, the possibility of short-circuiting of electrodes due to shrinkage of the end of the separator at the time of heat generation is low.
열수축률은 폴리올레핀 미다공막을 105℃에서 8시간 폭로시킨 때의 MD 방향 및 TD 방향의 열수축률을 각각 3회씩 측정하고, 각각 평균값을 산출함으로써 구한 값이다. 열수축률은 이하의 식으로 표현된다.The heat shrinkage percentage is a value obtained by measuring the heat shrinkage ratios of the polyolefin microporous membrane in the MD direction and the TD direction when the polyolefin microporous membrane is exposed at 105 DEG C for 8 hours, three times each, and calculating an average value. The heat shrinkage rate is expressed by the following equation.
열수축률(%)=100×(가열 전의 길이-가열 후의 길이)/가열 전의 길이Heat shrinkage percentage (%) = 100 x (length before heating - length after heating) / length before heating
(8) 셧다운 온도(8) Shutdown temperature
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 셧다운 온도는 132℃ 이하, 보다 바람직하게는 128℃ 이하, 더욱 더 바람직하게는 126℃ 이하이다. 또한, 셧다운 온도는 국제 공개 제2007/052663호에 개시된 방법에 따라 측정한다. 이 방법에 따라, 폴리올레핀 미다공막을 30℃의 분위기 속에 노출시키고, 5℃/min으로 승온시키고, 그 사이에 막의 투기도를 측정한다. 폴리올레핀 미다공막의 셧다운 온도는 폴리올레핀 미다공막의 투기도(걸리 값)가 최초로 100,000sec/100cm3를 초과할 때의 온도로 정의했다. 폴리올레핀 미다공막의 투기도는 투기도계(아사히세이코가부시키가이샤(Asahi Seiko Co., Ltd.) 제품, EGO-1T)를 이용하여 JIS P 8117에 따라 측정한다.The shutdown temperature of the polyolefin microporous membrane of the present invention is 132 占 폚 or lower, more preferably 128 占 폚 or lower, even more preferably 126 占 폚 or lower. The shutdown temperature is also measured according to the method disclosed in WO 2007/052663. According to this method, the polyolefin microporous membrane is exposed in an atmosphere at 30 占 폚, the temperature is raised at 5 占 폚 / min, and the permeability of the membrane is measured therebetween. The shutdown temperature of the polyolefin microporous membrane was defined as the temperature when the permeability (gelling value) of the polyolefin microporous membrane first exceeded 100,000 sec / 100 cm 3 . The air permeability of the polyolefin microporous membrane was measured according to JIS P 8117 using a porosimeter (manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd., EGO-1T).
(9) 전해액 주액성(9) Electrolyte liquid
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 전해액 주액성은 20초 이하이다. 보다 바람직하게는 10초 이하, 더욱 더 바람직하게는 5초 이하가 특히 바람직하다. 전해액 주액성은 프로필렌 카보네이트의 침투 시간으로써 평가했다. 50mm×50mm의 샘플을 유리판 위에 얹고, 샘플의 약 2cm 위로부터 프로필렌 카보네이트를 0.5ml 적하하고, 적하 종료로부터 시간 계측을 개시한다. 적하 종료 직후, 프로필렌 카보네이트는 막 위에 표면장력으로 부풀어오르지만, 적하한 프로필렌 카보네이트는 시간이 경과함에 따라 침투한다. 막 위의 프로필렌 카보네이트가 모두 투과했을 때 시간 계측을 정지하여 침투 시간으로 한다. 침투 시간이 20초 이하를 양호, 20초보다 크고 50초 이하를 약간 양호, 50초를 초과한 것을 부적당으로 한다.The electrolyte solution liquidity of the polyolefin microporous membrane of the present invention is 20 seconds or less. More preferably 10 seconds or less, still more preferably 5 seconds or less. Electrolyte liquidity was evaluated by the penetration time of propylene carbonate. A sample of 50 mm x 50 mm is placed on a glass plate, 0.5 ml of propylene carbonate is dropped from about 2 cm above the sample, and the time measurement is started from the completion of dropping. Immediately after the dropping, the propylene carbonate swells up on the membrane with surface tension, but the propylene carbonate that has been dripped infiltrates with the lapse of time. When all of the propylene carbonate on the membrane has permeated, the time measurement is stopped to determine the penetration time. The penetration time is better than 20 seconds, more than 20 seconds, less than 50 seconds slightly better, more than 50 seconds is inappropriate.
(10) 평균 전기화학적 안정성(누설 전류값)(mAh)(10) Average electrochemical stability (leakage current value) (mAh)
전기화학적 안정성을 측정하기 위해, 70mm의 길이(MD) 및 60mm의 폭(TD)을 갖는 막을 막과 동일한 면적을 갖는 음극과 양극 사이에 배치한다. 음극은 천연 흑연제이며, 양극은 LiCoO2제이다. 전해질은 에틸렌 카보네이트(EC)와 디메틸 카보네이트(DMC)(3/7, V/V)의 혼합물 속에 LiPF6를 1 M 용액으로서 용해시킴으로써 조제한다. 음극과 양극 사이의 영역에 있는 막 속에 전해질을 함침시켜 전지를 완성시킨다.In order to measure the electrochemical stability, a film having a length (MD) of 70 mm and a width (TD) of 60 mm is disposed between a cathode and an anode having the same area as the film. The negative electrode is made of natural graphite, and the positive electrode is made of LiCoO 2 . The electrolyte is prepared by dissolving LiPF 6 as a 1 M solution in a mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) (3/7, V / V). An electrolyte is impregnated in the membrane between the cathode and the anode to complete the cell.
그 다음, 전지를 28일간 60℃의 온도에 노출시키면서, 4.3V의 인가 전압에 노출시킨다. 「전기화학적 안정성」이라는 용어는 28일간에 걸쳐서 전압원과 전지 사이에 흐르는 적분 전류(mAh)로 정의된다. 전기화학적 안정성은 동일한 조건하에서 3개의 전지에 대해 측정한다(3개의 동일한 조건의 막 시료로부터 동일한 조건의 전지를 3개 제작한다). 평균 전기화학적 안정성(누설 전류값)이란, 측정한 3개의 전지의 전기화학적 안정성의 값의 평균(산술 평균)이다.Then, the battery is exposed to an applied voltage of 4.3 V while being exposed to a temperature of 60 캜 for 28 days. The term " electrochemical stability " is defined as the integral current (mAh) flowing between the voltage source and the battery over a period of 28 days. The electrochemical stability is measured for three cells under the same conditions (three cells of the same conditions are prepared from three samples of the same condition of the membrane). The average electrochemical stability (leakage current value) is an average (arithmetic mean) of values of electrochemical stability of the three cells measured.
전기화학적 안정성은, 보관 또는 사용 중에 비교적 고온에 노출되는 전지내의 세퍼레이터로서 막을 사용했을 경우의 막의 내산화성과 관련된 막 특성이다. 전기화학적 안정성은 mAh를 단위로 하며, 일반적으로는 보다 낮은 값이 바람직하다(고온에서의 보관 또는 과충전 중의 총합 충전 손실이 보다 적은 것을 나타낸다). 전기자동차나 하이브리드 전기자동차를 움직이기 위한 동력 수단의 시동, 또는 이의 동력 수단으로의 전력 공급에 이용하는 전지 등의 자동차용 전지, 및 전동공구용 전지는 비교적 고출력, 대용량 용도로서 사용되기 때문에, 전지용 세퍼레이터의 전기화학적 불안정성에 기인하는 자기 방전 손실 등의 전지 용량의 약간의 손실이라도 중요한 문제가 된다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 평균 전기화학적 안정성은 45.0mAh 이하가 바람직하며, 특히 35.0mAh 이하가 바람직하다. 「대용량」 전지라는 용어는 통상은 예를 들어 2.0Ah~3.6Ah라는, 1암페어시(1Ah) 이상 공급하는 것이 가능한 전지를 의미한다.The electrochemical stability is a film characteristic related to the oxidation resistance of a film when the film is used as a separator in a battery which is exposed to a relatively high temperature during storage or use. The electrochemical stability is in units of mAh and generally lower values are desirable (indicating less total charge loss during storage or overcharging at high temperatures). BACKGROUND ART Automobile batteries such as batteries used for starting electric power vehicles for moving an electric vehicle or a hybrid electric vehicle or supplying electric power to the power means thereof and electric power tool batteries are used for relatively high output and large capacity applications, A slight loss of battery capacity, such as self-discharge loss caused by electrochemical instability of the battery, becomes a serious problem. The average electrochemical stability of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 45.0 mAh or less, particularly preferably 35.0 mAh or less. The term " high capacity " battery generally means a battery capable of supplying at least 1 Ah (1Ah), for example, 2.0 Ah to 3.6 Ah.
(11) 막 두께(11) Thickness of film
본 발명의 폴리올레핀 미다공막의 막 두께는, 예를 들어 전지용 세퍼레이터로서 사용하는 경우는 5~50㎛가 바람직하며, 5~35㎛가 보다 바람직하고, 10~25㎛가 더욱 더 바람직하다. 막 두께의 측정 방법은 접촉식 두께 측정 방법이든 비접촉식 두께 측정방법이든 관계없다. 예를 들어, 종방향으로 1.0cm 간격으로 10.0cm의 폭에 걸쳐서 접촉식 두께 측정기로 측정할 수 있으며, 이어서 평균값을 내서 막 두께를 구할 수 있다. 접촉식 두께 측정기로서는, 예를 들어 가부시키가이샤미츠토요(Mitutoyo Corporation)의 라이트마틱(Litematic) 등의 두께 측정기가 적합하다.The film thickness of the polyolefin microporous membrane of the present invention is preferably 5 to 50 占 퐉, more preferably 5 to 35 占 퐉, and more preferably 10 to 25 占 퐉, for example, when it is used as a battery separator. The method of measuring the film thickness may be either a contact thickness measuring method or a non-contact thickness measuring method. For example, the thickness can be measured with a contact type thickness meter over a width of 10.0 cm at intervals of 1.0 cm in the longitudinal direction, and then the film thickness can be obtained by averaging the values. As the contact type thickness measuring device, for example, a thickness measuring device such as Litematic of Mitutoyo Corporation is suitable.
본 발명의 폴리올레핀 미다공막이 3층 이상의 미다공층으로 구성되는 경우, 양 표층의 두께의 합 T(A)와 양 표층 사이에 배치되는 각층의 두께의 합계 T(B)가 하기 식 1의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.When the polyolefin microporous membrane of the present invention is composed of three or more microporous layers, the sum T (A) of the thicknesses of both surface layers and the total thickness T (B) of the thicknesses of the respective layers disposed between both surface layers satisfy the following equation It is preferable to satisfy it.
<식 1><Formula 1>
60 ≤ T(A)/(T(A)+T(B))×10060? T (A) / (T (A) + T (B)) 100
상기 식 1의 관계를 만족함으로써, 보다 낮은 셧다운 온도에 의해 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다. 하기 식 2의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.By satisfying the relationship of the above formula (1), it is possible to obtain a polyolefin microporous film superior in low shutdown temperature. It is more preferable to satisfy the relationship of the following formula (2).
<식 2><Formula 2>
60 ≤ T(A)/(T(A)+T(B))×100 < 9060? T (A) / (T (A) + T (B)) 100 <90
상기 식 2의 관계를 만족함으로써, 강도 및 투과성의 균형이 우수하고, 낮은 셧다운 온도에 의해 우수한 폴리올레핀 미다공막을 수득할 수 있다.By satisfying the relationship of the formula (2), a balance of strength and permeability is excellent, and a polyolefin microporous film superior in shutdown temperature can be obtained.
또한, 하기 식 3의 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.Further, it is more preferable to satisfy the relationship of the following formula (3).
<식 3><
60 ≤ T(A)/(T(A)+T(B))×100 < 8560? T (A) / (T (A) + T (B)) 100 <85
(12) 외관(12) Appearance
막의 외관은 육안/다점(多點) 막 두께 측정으로써 평가했다. 육안으로 두께의 변동이 작은 것에 대해 「양호」로 했다. 「양호」는 다점에서의 막 두께 측정에서, 막 두께 변동이 5미크론 미만인 경우에 상당한다.The appearance of the film was evaluated by visual / multi-point film thickness measurement. Good " was determined for the small variation in thickness with the naked eye. &Quot; Good " corresponds to a case where the film thickness variation is less than 5 microns in the film thickness measurement at multiple points.
(13) 융점(13) Melting point
수지의 융점은 JIS K 7122에 준거하여 이하의 순서로 측정했다. 즉, 수지 샘플을 주사형 시차 열량계(Perkin Elmer, Inc. 제품, DSC-System7형)의 샘플 홀더 내에 정치(靜置)하고, 질소 분위기내, 230℃에서 10분간 열처리하고, 10℃/min으로 40℃까지 냉각한 후, 40℃로 2분간 유지하고, 그 후 10℃/min의 속도로 230℃까지 가열했다. 최대 흡열량이 된 온도(피크 온도)를 융점으로 했다.The melting point of the resin was measured according to JIS K 7122 in the following procedure. That is, the resin sample was placed in a sample holder of a scanning differential calorimeter (product of Perkin Elmer, Inc., model DSC-System7), heat treated in a nitrogen atmosphere at 230 占 폚 for 10 minutes, After cooling to 40 캜, it was maintained at 40 캜 for 2 minutes, and then heated to 230 캜 at a rate of 10 캜 / min. And the temperature at which the maximum endothermic amount became the peak (peak temperature) was taken as the melting point.
[4]전지 등[4] batteries, etc.
이상과 같이, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막은 내산화성 및 전해액 주액성이 우수하여, 전지로서 충방전을 반복한 후에도 흑색화 등이 발생하기 어려우며, 투과성 및 강도 균형이 우수하므로 특히 전지용 세퍼레이터로 적합하다.As described above, the polyolefin microporous membrane of the present invention is excellent in oxidation resistance and electrolyte liquidity, is hardly blackened even after repeating charging and discharging as a battery, is excellent in permeability and strength balance, and is thus particularly suitable as a battery separator .
본 발명의 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지는 세퍼레이터는 전지 및 전기 이중층 콘덴서에 이용할 수 있다. 이를 이용하는 전지/콘덴서의 종류에 특별히 제한은 없지만, 특히 리튬 2차 전지/리튬 이온 캐패시터 용도로 적합하다. 본 발명의 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지는 세퍼레이터를 이용한 리튬 2차 전지/캐패시터에는 공지된 전극 및 전해액을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지는 세퍼레이터를 사용하는 리튬 2차 전지/캐패시터의 구조도 공지된 것일 수 있다.The separator comprising the polyolefin microporous membrane of the present invention can be used for a battery and an electric double layer capacitor. There is no particular limitation on the type of the battery / condenser to be used, but it is particularly suitable for use in a lithium secondary battery / lithium ion capacitor. For the lithium secondary battery / capacitor using the separator made of the polyolefin microporous membrane of the present invention, well-known electrodes and electrolytes can be used. The structure of the lithium secondary battery / capacitor using the separator made of the polyolefin microporous membrane of the present invention may also be a known one.
실시예Example
본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 폴리올레핀 미다공막의 각 물성은 전술한 방법으로 구했다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. The physical properties of the polyolefin microporous membrane were determined by the method described above.
실시예Example 1 One
(1) 제1 폴리올레핀 용액의 조제(1) Preparation of the first polyolefin solution
제1 폴리올레핀 조성물의 전체 중량에 대하여 (a) Mw가 2.0×106인 HDPE(Mw/Mn: 8, 융점: 136℃) 20중량%, (b) Mw가 2.5×105인 HDPE(Mw/Mn: 8.6, 말단 비닐 기 농도 0.1개/10000탄소당, 융점: 134℃) 57중량%, (c) Mw가 1.8×104인 HDPE(Mw/Mn: 2.6, 융점: 123℃) 20중량%, (d) Mw가 9.7×104인 폴리프로필렌(Mw/Mn: 2.6, 융점: 155℃) 3중량%를 포함하는 제1 폴리올레핀 조성물을 드라이 블렌딩에 의해 조제했다. 산화방지제로서 테트라키스[메틸렌-3-(3, 5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트]메탄을 제1 폴리올레핀 조성물 100중량부당 0.2중량부로 드라이 블렌딩하여 제1 폴리올레핀 수지를 조제했다.First, based on the total weight of the polyolefin composition (a) Mw is 2.0 × 10 6 of HDPE (Mw / Mn: 8, melting point: 136 ℃) 20% by weight, (b) Mw is 2.5 × 10 5 of HDPE (Mw / 20 weight% of HDPE (Mw / Mn: 2.6, melting point: 123 占 폚) having an Mw of 1.8 占04 , , and (d) 3 wt% of polypropylene having an Mw of 9.7 x 10 4 (Mw / Mn: 2.6, melting point: 155 ° C) was prepared by dry blending. Butylphenylacetate] methane as an antioxidant to 0.2 part by weight per 100 parts by weight of the first polyolefin composition to obtain a first polyolefin composition, To prepare a polyolefin resin.
25중량부의 제1 폴리올레핀 수지를 강혼련 2축 압출기에 공급하고, 75중량부의 액체 파라핀(40℃에서 50cSt)을 사이드 피더(side feeder)로부터 2축 압출기로 공급했다. 210℃, 200rpm으로 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제했다.25 parts by weight of the first polyolefin resin was fed to a steel kneading twin screw extruder and 75 parts by weight of liquid paraffin (50 cSt at 40 캜) was fed from a side feeder to a twin screw extruder. And melt-kneaded at 210 DEG C and 200 rpm to prepare a first polyolefin solution.
(3) 미다공막의 제조(3) Preparation of microporous membrane
제1 폴리올레핀 용액을 2축 압출기로부터 다이로 공급하여 압출 성형체를 형성했다. 압출 성형체를 20℃로 제어된 냉각 롤에 통과시켜 냉각하여 겔상 시트를 형성했다. 또한, 압출 성형체의 다이 속에서의 전단 속도를 205/sec, 냉각 롤에서의 냉각 속도를 37℃/sec로 했다. 수득된 겔상 시트에 대해, 텐터 연신기를 이용하여 115℃의 온도에서 연신 배율 5×5배의 동시 2축 연신(제1 연신)을 실시하고, 권취했다. 이어서, 권취한 연신물로부터 일부를 채취하고 틀판(frame plate)[사이즈: 20cm×20cm, 알루미늄제(이하 동일)]에 고정하고, 25℃로 온도 조절된 염화메틸렌의 세정조 속에 침지하고, 100rpm으로 3분간 요동시키면서 세정했다. 세정한 막을 실온에서 풍건했다. 건조한 미다공막을 배치(batch) 연신기를 통해 118.3℃에서 TD 방향으로 1.2배의 연신 배율로 제2 연신(재연신)한 후, 동일한 온도하에서 TD 방향으로 연신 배율 1.0배까지 열완화 처리하고, 그 후 배치 연신기에 장착한 상태로 재연신 온도에서 10분간 열고정 처리하여 폴리올레핀 미다공막을 제작했다.The first polyolefin solution was fed from a twin-screw extruder to a die to form an extrusion molded article. The extrudate was passed through a cooling roll controlled at 20 캜 and cooled to form a gel sheet. The shear rate in the die of the extrusion molded article was 205 / sec, and the cooling rate in the cooling roll was 37 ° C / sec. The obtained gel-like sheet was subjected to simultaneous biaxial stretching (first stretching) at a stretching magnification of 5 x 5 times at a temperature of 115 캜 using a tenter stretching machine and wound. Subsequently, a part of the drawn stretched product was collected and fixed to a frame plate (size: 20 cm x 20 cm, made of aluminum (hereinafter the same)), immersed in a washing bath of methylene chloride adjusted to a temperature of 25 캜, For 3 minutes. The washed membrane was air-dried at room temperature. The dried microporous membrane was subjected to a second stretching (re-stretching) at a draw ratio of 1.2 times in the TD direction at 118.3 占 폚 through a batch stretching machine and thereafter subjected to a thermal relaxation treatment to a draw ratio of 1.0 in the TD direction under the same temperature, And then heat-fixed for 10 minutes at a reheat temperature in a state of being mounted on a post-stretching machine to produce a polyolefin microporous film.
실시예Example 2 2
(1) 제1 폴리올레핀 용액의 조제(1) Preparation of the first polyolefin solution
제1 폴리올레핀 조성물의 전체 중량에 대하여 (a) Mw가 2.0×106인 HDPE(Mw/Mn: 8, 융점: 136℃) 20중량%, (b) Mw가 2.5×105인 HDPE(Mw/Mn: 8.6, 말단 비닐 기 농도 0.1개/10000탄소당, 융점: 134℃) 52중량%, (c) Mw가 2.4×104인 HDPE(Mw/Mn: 3.0, 융점: 123℃) 25중량%, (d)Mw가 9.7×104인 폴리프로필렌(Mw/Mn: 2.6, 융점: 155℃) 3중량%를 포함하는 제1 폴리올레핀 조성물을 드라이 블렌딩에 의해 조제했다. 산화방지제로서 테트라키스[메틸렌-3-(3, 5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트]메탄을 제1 폴리올레핀 조성물 100중량부당 0.2중량부를 드라이 블렌딩하여 제1 폴리올레핀 수지를 조제했다.First, based on the total weight of the polyolefin composition (a) Mw is 2.0 × 10 6 of HDPE (Mw / Mn: 8, melting point: 136 ℃) 20% by weight, (b) Mw is 2.5 × 10 5 of HDPE (Mw / (Mw / Mn: 3.0, melting point: 123 占 폚) having an Mw of 2.4 占04 and a melting point of 130 占 폚) , and (d) 3 wt% of polypropylene having an Mw of 9.7 x 10 4 (Mw / Mn: 2.6, melting point: 155 ° C) was prepared by dry blending. 0.2 parts by weight of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane as an antioxidant per 100 parts by weight of the first polyolefin composition was dry- To prepare a polyolefin resin.
25중량부의 제1 폴리올레핀 수지를 강혼련 2축 압출기에 공급하고, 75중량부의 액체 파라핀(40℃에서 50cSt)을 사이드 피더로부터 2축 압출기로 공급했다. 210℃, 200rpm으로 용융 혼련하여 제1 폴리올레핀 용액을 조제했다.25 parts by weight of the first polyolefin resin was fed to a steel kneading twin screw extruder and 75 parts by weight of liquid paraffin (50 cSt at 40 캜) was fed from a side feeder to the twin screw extruder. And melt-kneaded at 210 DEG C and 200 rpm to prepare a first polyolefin solution.
(2) 제2 폴리올레핀 용액의 조제(2) Preparation of the second polyolefin solution
제2 폴리올레핀 용액은 이하의 점을 제외하고 제1 폴리올레핀 용액의 조제 방법과 동일하게 조제했다. 제2 폴리올레핀 조성물의 전체 중량에 대하여 (a) Mw가 2.0×106인 UHMwPE(Mw/Mn: 8.0, 융점: 136℃) 20중량%, (b) Mw가 2.5×105인 HDPE(Mw/Mn: 8.6, 말단 비닐 기 농도 0.1개/10000탄소당, 융점: 134℃) 80중량%를 포함하는 제2 폴리올레핀 조성물을 드라이 블렌딩에 의해 조제했다. 산화방지제로서 테트라키스[메틸렌-3-(3, 5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트]메탄을 제2 폴리올레핀 조성물 100중량부당 0.2중량부로 드라이 블렌딩하여 제2 폴리올레핀 수지를 조제했다. 수득된 제2 폴리올레핀 조성물 25중량부를 강혼련 2축 압출기에 공급하고, 75중량부의 액체 파라핀(40℃에서 50cSt)을 사이드 피더로부터 2축 압출기로 공급했다. 210℃, 200rpm으로 용융 혼련하여 제2 폴리올레핀 용액을 조제했다.The second polyolefin solution was prepared in the same manner as the first polyolefin solution except for the following points. (A) 20% by weight of UHMwPE (Mw / Mn: 8.0, melting point: 136 ° C) having an Mw of 2.0 × 10 6 , (b) HDPE having an Mw of 2.5 × 10 5 (Mw / Mn: 8.6, terminal vinyl group concentration: 0.1 units / 10000 carbon atoms, melting point: 134 占 폚) was prepared by dry blending the second polyolefin composition. Butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane as an antioxidant was 0.2 part by weight per 100 parts by weight of the second polyolefin composition, To prepare a polyolefin resin. 25 parts by weight of the obtained second polyolefin composition was fed to a steel kneading twin-screw extruder, and 75 parts by weight of liquid paraffin (50 cSt at 40 캜) was fed from a side feeder to a twin-screw extruder. And melt-kneaded at 210 DEG C and 200 rpm to prepare a second polyolefin solution.
(3) 미다공막의 제조(3) Preparation of microporous membrane
제1 및 제2 폴리올레핀 용액을 각각의 2축 압출기로부터 3층 T다이로 공급하고, 층 구성이 제1 폴리올레핀 용액/제2 폴리올레핀 용액/제1 폴리올레핀 용액이고 층 두께비가 35/30/35인 3층의 압출 성형체를 형성했다. 이 압출 성형체를 20℃로 제어된 냉각 롤에 통과시켜 냉각하여 3층의 겔상 적층 시트를 형성했다. 또한, 압출 성형체의 다이 내에서의 전단 속도를 200/sec, 냉각 롤에서의 냉각 속도를 36.5℃/sec로 했다. 수득된 겔상 적층 시트에 대해, 텐터 연신기를 이용하여 115℃의 온도에서 연신 배율 5×5배의 동시 2축 연신(제1 연신)을 실시하고, 권취했다. 그 다음, 권취한 연신물로부터 일부를 채취하고 틀판[사이즈: 20cm×20cm, 알루미늄제(이하 동일)]에 고정하고, 25℃로 온도 조절한 염화메틸렌의 세정조 속에 침지하고, 100rpm으로 3분간 요동시키면서 세정했다. 세정한 막을 실온에서 풍건했다. 건조한 미다공막을 배치 연신기를 통해 122℃에서 TD 방향으로 1.4배의 연신 배율로 제2 연신(재연신)한 후, 동일한 온도하에서 TD 방향으로 연신 배율 1.2배까지 열완화시키고, 그 후 배치 연신기에 장착한 상태로 재연신 온도에서 10분간 열고정 처리하여 폴리올레핀 다층 미다공막을 제작했다.The first and second polyolefin solutions were fed from respective twin-screw extruders to a three-layer T-die, and the layer composition was adjusted to a value of 3/3, a first polyolefin solution / a second polyolefin solution / a first polyolefin solution and a layer thickness ratio of 35/30/35 Layer extruded body was formed. This extrudate was passed through a cooling roll controlled at 20 캜 and cooled to form a three-layered gel-laminated sheet. The shear rate in the die of the extrusion molded article was 200 / sec, and the cooling rate in the cooling roll was 36.5 ° C / sec. The obtained gel-like laminated sheet was subjected to simultaneous biaxial stretching (first stretching) at a stretching magnification of 5 x 5 times at a temperature of 115 캜 using a tenter stretching machine and wound. Subsequently, a part of the drawn stretched product was taken out and fixed to a frame (size: 20 cm x 20 cm, made of aluminum (hereinafter the same)), immersed in a washing bath of methylene chloride adjusted to a temperature of 25 캜 and dried at 100 rpm for 3 minutes It was washed while rocking. The washed membrane was air-dried at room temperature. The dried microporous membrane was subjected to a second stretching (re-stretching) at a draw ratio of 1.4 times in the TD direction at 122 占 폚 through a batch stretching machine, then heat relaxed to 1.2 times in the TD direction under the same temperature, And then thermally fixed at a reheat temperature for 10 minutes in a mounted state to produce a polyolefin multilayer microporous membrane.
실시예Example 2~ 2 ~ 실시예Example 10 및 10 and 비교예Comparative Example 1~ 1 ~ 비교예Comparative Example 8 8
표 1 및 표 2에 나타내는 원료 및 조건으로 비교예 1은 실시예 1과, 실시예 2~10 및 비교예 2~8은 실시예 2와 동일하게 폴리올레핀 미다공막을 제작했다. 또한, 표 1 및 표 2에서의 「-」는 표 안의 UHMwPE 또는 HDPE2를 포함하지 않는 것을 나타낸다.A polyolefin microporous membrane was produced in the same manner as in Example 1 in Comparative Example 1, and in Examples 2 to 10 and Comparative Examples 2 to 8 in the raw materials and conditions shown in Tables 1 and 2, respectively. In addition, " - " in Table 1 and Table 2 indicates that the material does not contain UHMwPE or HDPE2 in the table.
표 3 및 표 4에 실시예 1~10 및 비교예 1~8의 폴리올레핀 미다공막의 물성을 나타낸다. 또한, 표 4에서 비교예 7의 「-」은 표면이 육안으로 판단 가능한 큰 요철이 있어서 측정할 수 없었던 것을 나타낸다.Table 3 and Table 4 show the physical properties of the polyolefin microporous membranes of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 8. In Table 4, " - " in Comparative Example 7 indicates that the surface could not be measured due to the large irregularities judged by the naked eye.
표 3 및 표 4를 보면, 실시예 1~9의 폴리올레핀 미다공막은 모두 전해액 주액성이 우수하며, PP 분포가 균일하다. 또한, 누설 전류값이 45mAh 이하가 되어 우수한 내산화성을 나타낸다. 또한, 셧다운 온도도 132℃ 이하이며, 전지에 사용 시 더욱 안전성, 물성 균형이 우수하다. 도 1은 실시예 2의 폴리올레핀 미다공막의 표층의 규격화 PP/PE 비율의 분포도를 나타내는 그래프이며, 규격화 PP/PE 비율이 0.5 이상의 좁은 범위로 집중해 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 도 2는 실시예 2의 폴리올레핀 미다공막의 표층의 규격화 PP/PE 비율의 2차원 분포도를 나타내며, 폴리프로필렌 농도가 낮은 영역(색이 진한 부분)이 거의 보이지 않고, 또한 폴리프로필렌이 평균적으로 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 3은 비교예 2의 폴리올레핀 미다공막의 표층의 규격화 PP/PE 비율의 2차원 분포도를 나타내며, 폴리프로필렌 농도가 낮은 영역(색이 진한 부분)이 많고, 폴리프로필렌이 표층에 평균적으로 존재하고 있지 않은 것을 알 수 있다.As shown in Tables 3 and 4, all of the polyolefin microporous membranes of Examples 1 to 9 are excellent in the electrolyte liquidity and uniform in PP distribution. In addition, the leakage current value is 45 mAh or less and exhibits excellent oxidation resistance. In addition, the shutdown temperature is 132 占 폚 or less, which is more excellent in safety and physical property balance when used in a battery. 1 is a graph showing the distribution of the standardized PP / PE ratio of the surface layer of the polyolefin microporous membrane of Example 2. It can be seen that the normalized PP / PE ratio is concentrated in a narrow range of 0.5 or more. Fig. 2 shows a two-dimensional distribution diagram of the normalized PP / PE ratio of the surface layer of the polyolefin microporous membrane of Example 2, in which a region with a low polypropylene concentration (dark-colored portion) is hardly visible, . 3 shows a two-dimensional distribution diagram of the standardized PP / PE ratio of the surface layer of the polyolefin microporous membrane of Comparative Example 2. The polypropylene is present in a region having a low concentration of polypropylene (dark portion) I do not know.
산업상 이용 분야Industrial use
본 발명은 내산화성, 전해액 주액성 및 셧다운 특성이 우수하고, 또한 투과성 및 강도 균형이 우수한 폴리올레핀 미다공막을 제공한다.The present invention provides a polyolefin microporous membrane excellent in oxidation resistance, electrolyte liquidity and shutdown characteristics, and excellent in permeability and strength balance.
본 발명의 폴리올레핀 다층 미다공막은 캐패시터 용도, 콘덴서 용도, 전지 용도 등의 비수계 전해액의 축전 디바이스로서 적합한 성능을 가지며, 안전성 및 신뢰성의 향상에 공헌할 수 있다. 그 중에서도 전지용 세퍼레이터, 보다 구체적으로는 리튬 이온 전지용 세퍼레이터로서 적합하게 이용할 수 있으며, 전지의 장수명화 및 안전성을 높일 수 있다. 그 외 용도로서, 연료 전지의 일 구성부품, 가습막, 여과막 등의 각종 분리막으로서도 이용되므로, 이들 분야에서 산업상 이용 가능성이 있다.The polyolefin multilayer microporous membrane of the present invention has a suitable performance as a capacitor device, a capacitor, a battery, and other non-aqueous electrolytic solution, and contributes to improvement of safety and reliability. In particular, it can be suitably used as a separator for a battery, more specifically as a separator for a lithium ion battery, and it is possible to increase the life span and safety of the battery. As other applications, they are also used as various separation membranes such as a component part of a fuel cell, a humidifying membrane, a filtration membrane and the like, and thus they are industrially applicable in these fields.
Claims (13)
라만 분광법에 의해 측정한 규격화 폴리프로필렌/폴리에틸렌 비율의 평균값이 0.5 이상, 규격화 폴리프로필렌/폴리에틸렌 비율의 표준편차가 0.2 이하, 규격화 폴리프로필렌/폴리에틸렌 비율의 첨도가 1.0 이하 -1.0 이상인 폴리올레핀 미다공막.The method according to claim 1,
Wherein the average value of the normalized polypropylene / polyethylene ratios measured by Raman spectroscopy is 0.5 or more, the standard deviation of the normalized polypropylene / polyethylene ratio is 0.2 or less, and the standardized polypropylene / polyethylene ratio is 1.0 or less -1.0 or more.
상기 폴리프로필렌의 중량 평균 분자량이 6.0×104보다 크고 3.0×105 미만인 폴리올레핀 미다공막.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polypropylene has a weight average molecular weight of greater than 6.0 x 10 < 4 > and less than 3.0 x 10 < 5 & gt ;.
상기 제1 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌을 0.5중량% 이상 5.0중량% 미만 포함하는 폴리올레핀 미다공막.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the first polyolefin resin comprises 0.5 wt% or more and less than 5.0 wt% of polypropylene.
상기 제1 폴리올레핀 수지가, 중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 폴리에틸렌을 1.0중량% 이상 50.0중량% 이하 포함하는 폴리올레핀 미다공막.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the first polyolefin resin comprises 1.0 wt% or more and 50.0 wt% or less of polyethylene having a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more.
융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌을 포함하여 이루어지는 폴리올레핀 미다공막.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
A polyolefin microporous membrane comprising polyethylene having a melting point of 130 占 폚 or less.
상기 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌의 함유량이 상기 제1 폴리올레핀 수지의 10.0중량% 이상 38.0중량% 이하인 폴리올레핀 미다공막.The method according to claim 6,
Wherein the content of polyethylene having a melting point of 130 占 폚 or less is 10.0 wt% or more and 38.0 wt% or less of the first polyolefin resin.
3층 이상의 미다공층으로 구성되며, 표층의 적어도 한쪽을 구성하는 제1 폴리올레핀 수지로 이루어지는 제1 미다공층 및 양 표층 사이에 배치되는 제2 폴리올레핀 수지로 이루어지는 제2 미다공층을 가지며, 상기 제1 미다공층 또는 상기 제2 미다공층 중 어느 하나 또는 모두가, 융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 미다공막.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
A first microporous layer made of a first polyolefin resin and a second microporous layer made of a second polyolefin resin disposed between both surface layers, the first microporous layer being composed of three or more microporous layers and constituting at least one side of the surface layer, Wherein either or both of the porous layer and the second microporous layer comprises polyethylene having a melting point of 130 캜 or lower.
융점이 130℃ 이하인 폴리에틸렌의 함유량이 제1 폴리올레핀 수지 또는 제2 폴리올레핀 수지의 10.0중량% 이상 38.0중량% 이하인 폴리올레핀 미다공막.9. The method of claim 8,
The content of polyethylene having a melting point of 130 占 폚 or less is 10.0 wt% or more and 38.0 wt% or less of the first polyolefin resin or the second polyolefin resin.
상기 제2 폴리올레핀 수지가, 중량 평균 분자량이 1.0×106 이상인 폴리에틸렌을 1.0중량% 이상 50.0중량% 이하 포함하며, 폴리프로필렌을 포함하지 않는 폴리올레핀 미다공막.10. The method according to claim 8 or 9,
Wherein the second polyolefin resin comprises 1.0 to 50.0 wt% of polyethylene having a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more and does not contain polypropylene.
양 표층의 두께의 합 T(A)와 양 표층 사이에 배치되는 각층의 두께의 합계 T(B)가 하기 식 1의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 미다공막.
<식 1>
60 ≤ T(A)/(T(A)+T(B))×10011. The method according to any one of claims 8 to 10,
Wherein the sum T (A) of the thicknesses of the both surface layers and the total thickness T (B) of the thicknesses of the respective layers disposed between the both surface layers satisfy the following formula (1).
<Formula 1>
60? T (A) / (T (A) + T (B)) 100
셧다운 온도가 128℃ 이하인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 미다공막.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the polyolefin microporous membrane has a shutdown temperature of 128 占 폚 or less.
(b) 전단 속도 60/sec 이상으로 폴리올레핀 용액을 압출하여 성형체를 형성하는 공정,
(c) 수득된 압출 성형체를 냉각 속도 30℃/sec 이상으로 냉각하여 겔상 시트를 형성하는 공정,
(d) 수득된 겔상 시트를 적어도 1축 방향으로 연신하여 연신물을 제작하는 공정, 및
(e) 수득된 연신물에서 상기 막 형성용 용제를 제거하는 공정을 포함하는 폴리올레핀 미다공막의 제조 방법.(a) A process for preparing a polyolefin solution by melt kneading a polyolefin resin and a film forming solvent, wherein the polyolefin resin is a mixture of an ultra high molecular weight polyethylene having polyethylene as a main component and a weight average molecular weight of 1.0 x 10 6 or more, polyethylene with weight average molecular weight of 6.0 × 10 4 3.0 × 10 5 large and less than the polypropylene process comprising less than 5% by weight at least 0.5% by weight,
(b) a step of extruding the polyolefin solution at a shear rate of 60 / sec or more to form a formed body,
(c) cooling the obtained extrusion molded product at a cooling rate of 30 DEG C / sec or more to form a gel sheet,
(d) a step of stretching the obtained gel-like sheet in at least one axial direction to prepare a stretched product, and
(e) removing the film-forming solvent from the obtained stretched product.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180342720A1 (en) | 2017-05-29 | 2018-11-29 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
KR20200071861A (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-22 | 금오공과대학교 산학협력단 | Intelligent 3D food printing apparatus |
US10950838B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-03-16 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US10957941B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-03-23 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11038208B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-06-15 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11158907B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-10-26 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11158883B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-10-26 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11205799B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-12-21 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017115799A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 | Polyolefin microporous membrane and method for producing same, method for evaluating laminated polyolefin microporous membrane, roll, and polyolefin microporous membrane |
JP6288216B2 (en) | 2016-02-09 | 2018-03-07 | 宇部興産株式会社 | Polyolefin microporous membrane, separator film for electricity storage device, and electricity storage device |
TWI770004B (en) * | 2016-03-29 | 2022-07-11 | 日商東麗股份有限公司 | Polyolefin microporous membrane and method for producing the same, separator for battery and method for producing the same |
TWI770003B (en) * | 2016-04-27 | 2022-07-11 | 日商東麗股份有限公司 | Polyolefin microporous membrane and method for producing the same, separator for battery and method for producing the same |
CN110114397A (en) * | 2017-03-08 | 2019-08-09 | 东丽株式会社 | Polyolefin micro porous polyolefin membrane |
JPWO2019093184A1 (en) * | 2017-11-08 | 2020-11-19 | 東レ株式会社 | Polyolefin composite porous membrane and its manufacturing method, battery separator and battery |
JPWO2019151220A1 (en) * | 2018-02-01 | 2020-12-03 | 東レ株式会社 | Polyolefin microporous film, coating film and battery, and method for producing polyolefin microporous film |
KR102466827B1 (en) | 2018-10-11 | 2022-11-14 | 아사히 가세이 가부시키가이샤 | Lithium ion battery using crosslinked separator |
WO2020075865A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 旭化成株式会社 | Lithium ion battery separator |
US20210339449A1 (en) * | 2019-01-16 | 2021-11-04 | Toray Industries, Inc. | Polyolefin multilayer microporous film and production method therefor |
JPWO2020195380A1 (en) | 2019-03-28 | 2021-04-08 | 東レ株式会社 | Polyolefin microporous membrane, rechargeable battery separator, and rechargeable battery |
JPWO2021033734A1 (en) * | 2019-08-22 | 2021-02-25 | ||
JPWO2023002818A1 (en) | 2021-07-19 | 2023-01-26 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05234578A (en) | 1991-07-05 | 1993-09-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Separator for battery using organic electrolyte and its manufacture |
JPH11269290A (en) | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Tonen Kagaku Kk | Polyoelfin fine porous membrane |
JP2004152614A (en) | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Fine porous membrane |
WO2007015416A1 (en) | 2005-08-03 | 2007-02-08 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Polyolefin microporous film |
JP2011063025A (en) | 2010-10-04 | 2011-03-31 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyolefin-made microporous film |
JP2011111484A (en) | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyolefin-made microporous film |
KR20110063025A (en) | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 한국전자통신연구원 | System for managing service user information, method for acquiring and managing of service user information |
JP2012117047A (en) * | 2010-11-08 | 2012-06-21 | Toray Ind Inc | Porous polypropylene film, and separator for electricity storing device |
WO2012086629A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 | Microporous film, manufacturing method for said film, and use for said film as battery separator film |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4931163B2 (en) * | 2001-04-24 | 2012-05-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | Polyolefin microporous membrane |
EP1900514B1 (en) * | 2005-06-24 | 2013-08-14 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Polyethylene multilayer microporous membrane, battery separator using same, and battery |
JP5148093B2 (en) * | 2005-09-28 | 2013-02-20 | 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 | Polyethylene multilayer microporous membrane, method for producing the same, and battery separator |
KR100943236B1 (en) * | 2006-02-14 | 2010-02-18 | 에스케이에너지 주식회사 | Microporous polyolefin film with improved meltdown property and preparing method thereof |
US7981536B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-07-19 | Toray Tonen Specialty Separator Godo Kaisha | Microporous membrane, battery separator and battery |
CN101878109B (en) * | 2007-11-30 | 2016-03-09 | 东丽电池隔膜株式会社 | Microporous barrier, their preparation method and their application |
CN102341160B (en) * | 2009-03-30 | 2015-03-25 | 东丽电池隔膜株式会社 | Microporous membranes, methods for making such membranes, and use of such membranes as battery separator film |
HUE032267T2 (en) * | 2010-01-13 | 2017-09-28 | Toray Battery Separator Film | Microporous membranes and methods for producing and using such membranes |
JP2013057045A (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-28 | Kee:Kk | Heat-resistance improved polyolefin microporous membrane and production method therefor |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05234578A (en) | 1991-07-05 | 1993-09-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Separator for battery using organic electrolyte and its manufacture |
JPH11269290A (en) | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Tonen Kagaku Kk | Polyoelfin fine porous membrane |
JP2004152614A (en) | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Fine porous membrane |
WO2007015416A1 (en) | 2005-08-03 | 2007-02-08 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Polyolefin microporous film |
JP2011111484A (en) | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyolefin-made microporous film |
KR20110063025A (en) | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 한국전자통신연구원 | System for managing service user information, method for acquiring and managing of service user information |
JP2011063025A (en) | 2010-10-04 | 2011-03-31 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyolefin-made microporous film |
JP2012117047A (en) * | 2010-11-08 | 2012-06-21 | Toray Ind Inc | Porous polypropylene film, and separator for electricity storing device |
WO2012086629A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 | Microporous film, manufacturing method for said film, and use for said film as battery separator film |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
예를 들어 특허문헌 1(일본 공개특허공보 제(평)11-269290호)에서는, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 이의 조성물에 특정량의 폴리프로필렌을 가함으로써, 폴리올레핀 미다공막의 표면에 미시적인 요철을 생성시켜 투과성 및 기계적 강도가 우수한 동시에, 성형성을 개선하여 전해액의 침투성이나 보유성을 개량한 폴리올레핀 미다공막을 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 2(일본 공개특허공보 제2011-111484호)에서는, 내산화성과 사이클 특성을 양립할 수 있는 세퍼레이터로서 적합한 폴리올레핀 다층 미다공막으로서 폴리프로필렌 성분 5~50중량%와 폴리에틸렌 성분 50~95중량%를 포함하며, 상기 폴리에틸렌 성분이 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 동시에, 상기 폴리에틸렌 성분의 융점(Tme)과 상기 폴리프로필렌 성분의 융점(Tmp)의 온도차가 -20℃<Tmp-Tme<23℃이며, 또한 버블 포인트가 400~600kPa인 폴리올레핀 다층 미다공막을 개시하고 있다. |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180342720A1 (en) | 2017-05-29 | 2018-11-29 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11094997B2 (en) | 2017-05-29 | 2021-08-17 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US10950838B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-03-16 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US10957941B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-03-23 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11038208B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-06-15 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11158907B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-10-26 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11158883B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-10-26 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11205799B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-12-21 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
KR20200071861A (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-22 | 금오공과대학교 산학협력단 | Intelligent 3D food printing apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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