KR20190046461A - 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5㎛ 내지 300㎛의 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로, 어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 이상의 차이를 나타내는, 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법과, 상기 불소계 수지 다공성막을 포함하는 밴트 필터에 관한 것이다.

Description

불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법{POROUS Fluorine resin film AND PREPARARION METHOD THEREOF}
본 발명은 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부의 다공성 및 통기성을 유지하면서 열에 의해 표면만 다공성을 저감시켜 물의 침투성을 저감시킨 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법과, 상기 다공성 막을 포함하는 밴트 필터에 관한 것이다.
다공체를 이용한 밴트 필터가 각종 기기의 케이스에 사용되고 있으며, 예를 들면, 램프, 모터, 각종센서, 압력 스위치로 대표되는 자동차용 전장품에 주로 적용 중이다. 또한, 상기 밴트 필터는 휴대전화, 카메라, 전기 면도칼, 전동 칫솔, 옥외용 램프 등에도 적용 중이다.
이러한 밴트 필터는 우수한 통기성을 보유하여 압력 변화 및 주변환경에 따른 내부 보호 공간의 변형을 방지하는 데 주로 이용되어진다. 상기 밴트 필터는 대체로 다공성의 막을 이용하여 제공되는데, 상기 다공성 막은 높은 여과 효율 및 통기성을 높이 유지하면서도 물에 의한 침투를 막아주는 역할이 필수적이다. 그러나, 다공성 막의 통기성이 높아지면 형성되어 있는 구멍 사이즈가 커지게 되며, 이는 물에 의한 침투를 막는 성능이 악화되어지는 경향이 있다.
또한, 종래 알려진 다공성 막은 PTFE 다층막이 사용되고 있으나, 이전에 알려진 방법 등에 의하면, 열소성시 일반적인 열풍 방식을 사용하기 때문에, 통기도 대비 물의 침투성을 막는 효과가 미비하다.
따라서, 다공성 막의 통기성이 우수하면서도 물의 침투성의 성능 저하를 방지하는 새로운 밴트 필터를 개발하는 것이 필요한 실정이다.
본 발명은, 우수한 통기성 뿐만 아니라, 물의 침투를 막아주는 내수압 특성이 우수한 불소계 수지 다공성 막의 제조방법과 상기 제조방법에 의하여 제조되는 불소계 수지 다공성 막, 및 이를 포함하는 밴트 필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 5㎛ 내지 300㎛의 단일층으로 구성된 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로,
어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 이상의 차이를 나타내는, 불소계 수지 다공성 막을 제공한다.
또한, 본 발명은
불소계 수지 함유 조성물을 이용하여 예비 성형체를 제조하는 단계;
상기 예비 성형체를 압출 및 연신하는 단계; 및
상기 연신된 예비 성형체의 어느 한 표면이 가열 수단에 접하도록 위치시킨 후, 300 내지 500℃에서 1초 내지 120초 동안 소성하는 단계;
를 포함하는, 상기 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법을 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예의 따른 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 5㎛ 내지 300㎛의 단일층으로 구성된 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로, 어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 이상의 차이를 나타내는, 불소계 수지 다공성 막이 제공될 수 있다.
즉, 상기 불소계 수지 다공성 막은, 단일층으로 구성된 다공성 막을 이루는 상면 및 하면의 노드(node)의 분포 비율을 다르게 하여 형성된 구조이며, 이는 상기 다공성 막의 노드 두께 차이로 구성된 막을 포함한다. 또한, 본 발명의 불소계 수지 다공성 막은 상기 양면에 분포된 노드 비율 차이가 나타나므로, 내부와 외부간의 노드(node) 두께 차이를 갖는 다공성 막을 포함할 수 있다. 또, 상기 다공성막은 양면의 노드 크기 및 두께 차이를 보이므로, 기공 비율의 차이도 나타내어, 물의 침투를 막는데 효과적일 수 있다.
이때, 본 발명의 명세서 중 기재되는 노드(Node)는, PTFE같은 불소계 수지의 연신에 의해 제조한 다공성 막에 생성되는 결절을 의미하는 것이다. 또, 상기 다공성 막은 다수의 미세한 피브릴(미세섬유)과 상기 피브릴에 의해 서로 연결된 다수의 노드(결절)로 이루어지는 미세구조를 가지고 있으며, 이 미세구조가 연속적으로 연결되어 이루어진 구조이다. 또한, 본 발명에서 불소계 수지 다공성 막에 분포된 노드를 측정 및 확인하기 위한 방법은, SEM Image를 관찰하여 얇은 피브릴과 굵은 노드를 구분하고 굵게 형성된 노드의 두께를 확인하고 평균 노드의 두께의 비율을 계산하는 방법에 의해 이루어질 수 있다.
또, 본 발명의 명세서에서, 불소계 수지 다공성 막은 0.1㎛ 내지 10㎛의 직경을 갖는 노드가 분포하는 제1층; 및 0.105㎛ 내지 15㎛의 노드가 분포하는 제2층을 포함하는 것을 의미할 수 있다. 상기 제1층은 후술하는 열처리에 의해 다공성이 저감된 층이 될 수 있고, 제2층은 다공성이 유지되는 층일 수 있다.
따라서, 본 발명의 불소계 수지 다공성 막은 5㎛ 내지 300㎛의 단일층으로 구성된 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로, 어느 일면의 노드 두께는 0.1㎛ 내지 10㎛이고, 나머지를 이루는 다른 한면의 노드 두께 범위는 0.105㎛ 내지 15㎛일 수 있다.
상기 불소계 수지 다공성 막은 막을 구성하는 양면의 노드 분포 차이에 따라, 내부에 분포하는 기공의 어느 한 면의 직경분포가 상대적으로 다른 한면 대비 정밀하고 균일해지며, 소정의 압력하에서 단위시간당 상기 다공성 막을 통과하는 물의 침투를 막을 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로 어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 내지 40%의 차이를 나타낸다.
이러한 본 발명의 다공성 막은 0.5 내지 100 s/100cc의 통기도 조건에서 내수압이 10 내지 300 kPa가 될 수 있다.
그리고, 상기 다공성 막의 평균기공크기가 150nm 내지 900nm이고, 최대 기공 크기가 300nm 내지 2500nm 일 수 있다.
이러한 상기 불소계 수지 다공성 막은 0.10 내지 1.00 g/㎤의 밀도를 갖고 5㎛ 내지 300㎛의 전체 두께를 가질 수 있다.
상기 불소계 수지 다공성 막은 일축 또는 이축 연신된 적층체일 수 있다.
한편, 상기 불소계 수지 다공성 막은 다양한 수단을 이용하여 제조될 수 있다.
일례로, 상기 불소계 수지 다공성 막은 연신 이후 롤을 구비한 가열 수단을 이용하는 방법, 연신시 장력 조절(Tension control)에 의해 외력에 의한 일면에 압력을 가하는 방법, 또는 연신 구간 1면 접촉 롤의 가열 온도를 올리는 방법 등의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.
이러한 방법 중에서, 가장 효과적으로 치수안정성을 유지하고 노드 비율의 차이를 가지도록 하는 방법으로는, 연신 이후 롤을 구비한 가열 수단을 이용하는 방법이 바람직할 수 있다.
따라서, 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 연신 이후 롤을 구비한 가열 수단을 이용하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따르면, 불소계 수지 함유 조성물을 이용하여 예비 성형체를 제조하는 단계; 상기 예비 성형체를 압출 및 연신하는 단계; 및 상기 연신된 예비 성형체의 어느 한 표면이 가열 수단에 접하도록 위치시킨 후, 300 내지 500℃에서 1초 내지 120초 동안 소성하는 단계;를 포함하는, 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 불소계 수지 다공성 막은 일반적인 적층 방법에 의해 노드 두께 및 기공 비율을 조절하는 것이 아니라, 단일층으로 형성된 다공성 막을 이용하는 것인 바, 용이한 방법으로 성능이 우수한 막을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 따른 다공성 막은 단층으로 이루어진다.
구체적으로, 본 발명은 예비 성형체 제조 과정에서, 단층으로 이루어진 다공성 막의 어느 일면의 표면에서만 다공성을 저감시켜 내수압을 증대시키기 위해, 압출 및 연신 과정을 거친 예비 성형체에 대해 롤과 같은 가열 수단을 이용하는 소성 방식을 적용할 수 있다.
상기 방법에 따라, 본 발명은 단층 불소계 다공성 막을 이루는 일면의 노드(Node) 분포가 다른 한면 대비 5% 이상 차이 나도록 할 수 있다. 이에, 본 발명은 기존 방법에 비해 동일한 통기도를 유지한 상태에서 내수압이 우수하여, 밴트 필터로 사용시 물의 침투를 막을 수 있음을 확인하고 발명을 완성하였다.
이러한 본 발명의 불소계 수지 다공성 막은 우수한 통기성을 가지며, 기체 및 물을 제외한 액체에 대한 투과성은 높으면서도 물의 침투를 효과적으로 막을 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 불소계 다공성 막의 제조방법에서는 불소계 수지 함유 조성물을 이용해서 예비 성형체를 제조하고, 압출 및 연신 과정 등을 통해 시트 형태로 제조 후, 상기 시트의 어느 한 표면을 가열 수단에 위치시킨 상태에서 소성을 진행한다.
특히, 본 발명에 따르면, 단일 불소계 수지 다공성 막 내부의 다공성은 유지하여 통기성을 유지하면서, 어느 한 표면만 가열 롤을 이용한 열에 의해 다공성을 저감시켜 물의 침투를 저감시키는 방법을 제공한다.
상기 방법에 따라, 얻어진 다공성 막의 일면은 기공도가 변형되어, 다공성 막을 이루는 전체 두께를 기준으로, 어느 일면의 노드(Node) 두께가 다른 면(즉, 다공성 막의 나머지 부분)에 비해 차이를 보이게 된다(도 1). 이때, 노드 두께가 달라지는 부분은 다공성 막의 표면만 열이 가해져서 길이 방향으로 다공성이 저하된다.
바람직하게, 상술한 바대로, 5㎛ 내지 300㎛의 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로, 어느 일면의 노드 두께에 대하여, 나머지를 이루는 다른 한면의 노드 두께의 비율이 5% 이상의 차이를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 다공성 막은 우수한 통기성을 유지한 체로, 물에 의한 침투를 더 강하게 막아 주어, 성능이 향상된 벤트 필터를 제공할 수 있다.
또, 바람직한 일 구현예에서, 상기 소성하는 단계는, 롤을 구비하는 가열 수단을 이용하는 경우라면 모두 사용 가능하다. 일례를 들면, 상기 소성하는 단계는 가열 롤(heating roll); 가열 롤과 니핑롤(Nipping roll); 또는 Z축 방향으로 힘을 부여할 수 있는 장력 조절 수단이 구비된 롤;을 포함한 가열 수단을 이용하여 진행될 수 있다. 상기 장력 조절 수단이 구비된 롤을 이용하는 경우, 다공성 막을 제조하기 위한 예비 성형체의 한면을 접촉시 Z축 방향 힘(Force)을 증가시켜 진행될 수 있다.
또, 본 발명의 방법에서, 상기 소성하는 단계는 가열 수단을 사용해서 300 내지 500℃에서 1초 내지 120초 동안 진행되는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 320 내지 380℃에서 1초 내지 60초 동안 진행된다. 상기 소성 단계에서 그 온도가 300℃ 미만이면 소성 부족으로 치수안정성에 문제가 있고, 500℃을 초과하면 melting 온도를 크게 상회하여 표면 기공(pore)이 모두 막히는 문제가 있다. 또한, 상기 소성단계에서 소성 시간이 1초 미만이면 소성 부족으로 치수안정성에 문제가 있고, 소성시간이 120초를 초과하면 melting 접촉 시간 증대로 인한 표면 기공(pore)이 막히는 문제가 있다.
한편, 상기 소성 과정을 거치기 전의 예비 성형체는 상기 불소계 수지 함유 조성물을 이용하여, 통상적인 롤링법 등으로 압출 시트 형태로 압출되어 제조될 수 있다.
상기 불소계 수지 함유 조성물은 불소계 수지를 기본적으로 포함하며, 액상 윤활제가 더 포함될 수 있고, 예를 들면 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 소수성 액상 윤할제를 더 포함할 수 있으나 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 상기 액상 윤활제의 구체적 예를 들면, IsoPar, ISOL-C, ISOL-G 등이 사용될 수 있다.
상기 예비 성형시 사용되는 액상 윤활제의 사용량은 크게 한정되는 것은 아니며, 윤활제의 종류, 성형 조건 등에 따라 다르다. 예를 들어, 상기 액체 윤활제는 사용되는 불소계 수지 또는 이의 미세분말 100중량부당 5 내지 50, 또는 10 내지 40중량부의 양으로 사용될 수 있다.
상기 예비 성형체를 압출하는 단계는 30 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 압출된 예비 성형체를 건조 및 연신하는 단계를 통하여 상기 다층의 예비 성형체의 각층은 미세 기공이 균일하게 존재하는 다공성 구조물로 제조될 수 있다.
상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계에서, 상기 연신은 상이한 속도로 회전하는 롤 사이에서 수행되거나 또는 오븐에서 텐터(tenter)를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 압출된 예비 성형체의 연신은 일축 또는 이축으로 수행할 수 있으며, 연신비는 제조되는 막의 용도에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계는 i) 압출된 예비 성형체에 대하여 종방향 또는 횡방향 연신비가 2 내지 50배인 조건에서 일축 연신하는 단계; 또는 ii) 압출된 예비 성형체에 대하여 종방향 또는 횡방향 연신비가 2 내지 50배인 조건에서 일축 연신하고, 상기 일축 연신된 성형체를 종방향 및 횡방향으로 연신비 2 내지 50배인 조건에서 1회 이상 이축 연신하는 단계;를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 1축 또는 2축 연신하는 경우, 각 연신비는 2 내지 10배인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2 내지 5배 혹은 2 내지 3배일 수 있다.
즉, 본 발명의 벤트 필터 제품은 일축 연신만으로도 제공이 가능하며, 필요에 따라 이축 연신이 진행될 수 있다. 이때, 상기 종 방향은 기계 방향(machine direction) 또는 MD라 지칭될 수 있고, 막의 두께 및 MD에 수직인 방향은 횡 방향(transverse direction) 또는 TD로 지칭될 수 있다.
상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계에서의 온도는 상기 예비 성형체의 융점 근처 또는 그 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계는 100 내지 400℃의 온도에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계 이전에 상기 예비 성형체를 소결하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 이러한 예비 성형체의 소결은 예를 들어 200 내지 400℃의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계 이전에 상기 압출된 예비 성형체를 100 내지 300℃의 온도에서 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 건조 단계를 통하여 상기 압출된 예비 성형체에서 액체 윤활제를 완전히 제거할 수 있다.
상기 불소계 수지의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 코폴리머 수지(ETFE), 테트라플루오로에틸렌- 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(TFE/CTFE) 및 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 수지(ECTFE)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 불소계 화합물일 수 있다.
상기 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소계 수지는 내열성 및 내약품성이 매우 우수한 플라스틱이며, 상기 불소계 수지로 제조한 다공성 막은 부식성 기체 및 액체용 필터 매체, 전기분해용 투과성 막 및 전지 분리기로서 광범위하게 이용될 수 있으며, 또한 반도체 산업분야에서 사용되는 다양한 기체 및 액체를 정밀 여과하는데 사용될 수 있다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구현예의 제조 방법에 따라 제조되는 불소계 수지 다공성 막은 기존 대비 어느 한면의 표면만 열에 의해 다공성이 저감되므로, 다공성 막의 노드 분포가 다른 한면 대비 5% 이상 차이날 수 있다.
따라서, 본 발명의 다공성 막의 어느 한면의 표면쪽으로 내부에 분포하는 기공의 직경분포가 변화되어, 정밀하고 균일해질 수 있다. 따라서, 상기 다공성 막은 우수한 통기성은 유지되면서도, 물의 침투를 효과적으로 막을 수 있기 때문에, 압력 변화 및 주변환경에 따른 내부 보호 공간의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 기존의 다공성 막은 여과 시 적용 압력으로 인해 그 형상이나 내부에 분포하는 기공의 직경 등이 커지게 되어, 막 자체가 파열되는 등의 이유로 여과 특성이 크게 저하될 수 있는데, 상기 구현예의 제조 방법에 따라 제조되는 불소계 수지 다공성 막은 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 제조 과정 및 여과 운전 과정에서도 그 형태나 내부 기공 등의 형상 등이 크게 변하지 않는 특성을 갖는다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따라, 상기 불소계 수지 다공성 막을 포함하는 밴트 필터가 제공된다.
즉, 본 발명의 불소계 수지 다공성 막을 형성함에 있어서, 어느 일면의 표면에 분포된 노드 두께 비율이 다른 한면을 이루는 노드 두께 비율에 비해 5% 이상 차이가 나므로, 이를 포함하는 밴트 필터 제품이 성능이 향상된다.
상기 밴트 필터는 상술한 본 발명의 불소계 수지 다공성 막을 포함하는 것인 바, 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 제공되며 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다공성 막을 이루는 어느 한면(상면) 및 나머지를 이루는 다른 한면(하면)의 노드 및 기공 비율을 다르게 하여 형성된 불소계 수지 다공성막을 제공할 수 있다. 상기 불소계 수지 다공성막은 내부의 다공성 및 통기성을 유지하고 표면만 가열 롤을 이용하여 열에 의해 다공성을 저감시킴으로써 제공될 수 있으며, 물에 의한 침투를 막아주는 역할을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 통기성이 우수하고 내수압성이 향상된 불소계 수지 다공성 막 및 이를 포함하는 벤트 필터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다공성 막에서, 표면만 열로 소성하여 다공성을 저감시키는 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예의 통기도에 따른 내수압의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1 및 실시예 1의 다공성 막의 표면에서, 1면 및 2면의 노드 분포 차이를 나타낸 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 비교예 2 및 실시예 2의 다공성 막의 표면에서, 1면 및 2면의 노드 분포 차이를 나타낸 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 비교예 3 및 실시예 3의 다공성 막의 표면에서, 1면 및 2면의 노드 분포 차이를 나타낸 주사전자현미경 사진이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1: PTFE 다공성 막의 제조]
폴리테트라플루오로에틸렌 분말(CD145E, AGC社) 100 중량부에 액체 윤활제[상품명:“Isopar H”, 엑손 캄파니(Exxon Co.) 제조] 22중량부를 혼합하여 단일층 예비성형체를 제조하였다.
그리고, 상기 단일층 예비성형체를 50℃의 온도에서 50mm/min의 속도로 압출하여 약 300㎛ 두께의 시트를 제조하였다. 상기 제조된 시트를 약 200℃의 온도에서 가열하여 상기 액체 윤활제를 완전히 건조하여 제거하였다.
그리고, 상기 건조 과정 이후에 상기 예비성형체를 하기 표1의 조건으로 일축 연신하였다.
이후, 가열롤을 이용하여 360℃의 온도 조건에서 10초동안 소성하여 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 실시예 2: PTFE 다공성 막의 제조]
폴리테트라플루오로에틸렌 분말(CD145E, AGC社) 100 중량부에 액체 윤활제[상품명:“Isopar H”, 엑손 캄파니(Exxon Co.) 제조] 26중량부를 혼합하여 단일층 예비성형체를 제조하였다.
그리고, 상기 단일층 예비성형체를 50℃의 온도에서 50mm/min의 속도로 압출하여 약 300㎛ 두께의 시트를 제조하였다. 상기 제조된 시트를 약 200℃의 온도에서 가열하여 상기 액체 윤활제를 완전히 건조하여 제거하였다.
그리고, 상기 건조 과정 이후에 상기 예비성형체를 하기 표1의 조건으로 이축 연신하였다.
이후, 가열롤을 이용하여 360℃의 온도 조건에서 10초동안 소성하여 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 실시예 3: PTFE 다공성 막의 제조]
폴리테트라플루오로에틸렌 분말(6J, MDF社) 100 중량부에 액체 윤활제[상품명:“Isopar H”, 엑손 캄파니(Exxon Co.) 제조] 22 중량부를 혼합하여 단일층 예비성형체를 제조하였다.
그리고, 상기 단일층 예비성형체를 50℃의 온도에서 50mm/min의 속도로 압출하여 약 300㎛ 두께의 시트를 제조하였다. 상기 제조된 시트를 약 200℃의 온도에서 가열하여 상기 액체 윤활제를 완전히 건조하여 제거하였다.
그리고, 상기 건조 과정 이후에 상기 예비성형체를 하기 표1의 조건으로 이축 연신하였다.
이후, 가열롤을 이용하여 360℃의 온도 조건에서 10초 동안 소성하여 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 비교예 1: PTFE 다공성 막의 제조]
소성과정에서 가열롤 대신 열풍 방식을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 비교예 2: PTFE 다공성 막의 제조]
소성과정에서 가열롤 대신 열풍 방식을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 비교예 3: PTFE 다공성 막의 제조]
소성과정에서 가열롤 대신 열풍 방식을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 PTFE 다공성 막을 수득하였다.
[ 실험예 ]
상기 실시예 및 비교예에 대하여, 통상의 방법으로 통기도, 최대 기공 크기, 노드 두께 및 내수압을 측정하여, 그 결과를 표 1 및 도 2 내지 5에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예 3
수지 종류 CD145E CD145E 6J CD145E CD145E 6J
Isopar 함량
(중량부)		 22 26 22 22 26 22
연신온도
(℃)		 200 200 300 200 200 300
연신비 X2.5 X2.5 X3 X2.5 X2.5 X3
Heat setting방법 360℃
가열롤 소성 방식		 360℃
가열롤 소성 방식		 360℃
가열롤 소성 방식		 360℃
열풍방식		 360℃
열풍방식		 360℃
열풍방식
통기도
(s/100cc)		 46 21 9 46 20 10
Max. Pore size
(nm)		 690 998 1353 790 1178 1903
1면 vs. 2면
Node thickness 차이		 39.4% 34% 14.5% 4.5% 3% 0.5%
내수압
(kPa)		 180 125 60 165 105 45
상기 표 1및 도 2 내지 6에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서 제조되는 PTFE 다공성 막은 비교예 1 내지 3에 비해, 동일 통기도 조건에서 내수압 특성이 향상되었음을 확인할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 다공성 막을 형성함에 있어 일면 이상의 표면의 Node의 두께가 다른 면(2면) 대비 14.5 내지 39.4%의 차이를 나타내어, 효과적으로 물의 침투를 막을 수 있음을 확인하였다.

Claims (10)

  1. 5㎛ 내지 300㎛의 단일층으로 구성된 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로,
    어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 이상의 차이를 나타내는,
    불소계 수지 다공성 막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로 어느 일면에 분포된 노드 두께 비율이, 나머지를 이루는 다른 한면에 분포된 노드 두께 비율에 대하여 5% 내지 40%의 차이를 나타내는, 불소계 수지 다공성 막.
  3. 제1항에 있어서, 5㎛ 내지 300㎛의 단일층으로 구성된 불소계 수지 다공성 막의 전체 두께를 기준으로, 어느 일면의 노드 두께는 0.1㎛ 내지 10㎛이고, 나머지를 이루는 다른 한면의 노드 두께 범위는 0.105㎛ 내지 15㎛인 불소계 수지 다공성 막.
  4. 제1항에 있어서, 0.5 내지 100 s/100cc의 통기도 조건에서 내수압이 10 내지 300 kPa인 불소계 수지 다공성 막.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다공성 막의 평균기공크기가 150nm 내지 900nm이고, 최대 기공 크기가 300nm 내지 2500nm인 불소계 수지 다공성 막.
  6. 불소계 수지 함유 조성물을 이용하여 예비 성형체를 제조하는 단계;
    상기 예비 성형체를 압출 및 연신하는 단계; 및
    상기 연신된 예비 성형체의 어느 한 표면이 가열 수단에 접하도록 위치시킨 후, 300 내지 500℃에서 1초 내지 120초 동안 소성하는 단계;
    를 포함하는, 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소성하는 단계는, 가열 롤(heating roll); 가열 롤과 니핑롤(Nipping roll); 또는 Z축 방향으로 힘을 부여할 수 있는 장력 조절 수단이 구비된 롤;을 포함한 가열 수단을 이용하여 진행되는, 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 압출된 예비 성형체를 연신하는 단계는
    i) 압출된 예비 성형체에 대하여 종방향 또는 횡방향 연신비가 2 내지 50배인 조건에서 일축 연신하는 단계; 또는
    ii) 압출된 예비 성형체에 대하여 종방향 또는 횡방향 연신비가 2 내지 50배인 조건에서 일축 연신하고, 상기 일축 연신된 성형체를 종방향 및 횡방향으로 연신비 2 내지 50배인 조건에서 1회 이상 이축 연신하는 단계;를 포함하는
    를 포함하는 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 수지는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 코폴리머 수지(ETFE), 테트라플루오로에틸렌- 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(TFE/CTFE) 및 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 수지(ECTFE)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 불소계 화합물을 포함하는, 불소계 수지 다공성 막의 제조 방법.
  10. 제1항의 불소계 수지 다공성 막을 포함하는 밴트 필터.
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