TW548298B - Method for reforming polymer surface for improved wettability - Google Patents

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548298 A7 __B7_· 五、發明説明（1 ) 相關申請的相互參照 本申請案是以分別在1998年12月2日及1999年4月

I 10日向韓國工業財產局提出的第98_52484和99-12643號 申請案作為基礎，其内容茲以參照方式併入本案。 發明背景 (a)發明範圍 本發明係指一種聚合物表面改良方法，尤指一種改良 聚合物材料或聚合物膜片之表面而具有親水性或增加疏水 性的方法。 Γ〇)相關技藝說明 聚合物膜片已被廣泛用於種種應用用途，例如空氣淨 化器，水處理範圍的過濾膜片，電解，電池分隔片，氣體 交換膜片，人工器官，飲料淨化，酵素精煉等。 作為電池分隔片，這些膜片扮演的角色是讓陽極與陰 極隔絕，以防這二電極接觸而造成短路，同時可讓電解液 或離子通過。雖然這分隔片材料本身無助於供應電能，但 它卻會因為自身的機械特性而影響電池的性能及安全。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 視電池型式而定，電池分隔片具有種種不同的要求特 性，近來已開發及試驗種種可供用於辅助或充電電池的分 隔片，例如要求習用電池所用分隔片具有各種不同特性的 鋰電池分隔片。 ' 電池分隔片所需的基本特性包括隔絕陽極與陰極的能 力，易讓電解液或離子通過的低電阻，與電解液的優良濕 潤性，適於電池組合件及其用途的機械強度，和減低高密 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 6 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 548298 A7 B7 五、發明説明（2 ) 度電荷之膜片厚度的能力等。尤其，電池的產量不綸直接 或間接都受分隔片舆電解液之濕潤性的影響，其原因在於 製出凍卷(jelly roll)後，製程必須等待電解液滲入分隔 片。所以，使疏水的分隔片具有親水性，從而增加電解液 的滲入率，對電池業具有甚大的助益。 由於輔助電池是以高度活性的有機溶劑作為電解液， 所以像關斷特性之類的安全特點尤其需要。因此，現已開 發一種新的聚合物分隔片，原因在於習用電池所用的纖維 素或不織布無法滿足前述輔助電池之分隔片所需的特性^ 為此目的而開發的分隔片有許多種，一般都是以聚烯烴樹 脂製成。尤其鏗電池可用聚烯烴樹脂予以量產"這種樹脂 是對高度活性有機溶谢具有低反應性且属於低價格的唯一 材料。 使用聚烯烴樹脂製造通風薄膜之母體薄膜的方法，包 括使用填充料或臌和溶劑來抽取低分子董材料以供形成孔 隙的濕製程，以及在低和高溫條件下拉伸而不用任何溶劑 即可形成微孔的乾製程。雖然在理論上和在實驗室裡還有 許多製程可用，但商業上用於製造分隔片的方法僅為前述 的漁及乾製程。 另一方面，縱然聚烯烴基樹脂因為具有種種良好的物 理性質與合乎經濟效益而常被用來當作叙鼋池的分隔片， 但這材料卻有個缺點，即為固有的疏水性使其與電解液產 生的濕潤性报低。因此，曾有許多人試圓消除聚烯烴基膜 片的疏水性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)· 丁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 548298 A7 _B7__ 五、發明説明（3 ) 這些包括一種使用美國Hoechst Celanese公司開發之界 面活性劑來處理膜片表面的方法，以及如美國第3,231,530 號，第含，853,601 號，第 3,951，815 號，第 4,039,440 號， 和第4,340,482號等專利所揭示，以化學方式將具有親水 性之單體或聚合物結合到膜片上的各種方法。 然而，這些方法都有許多問題，例如其它各種化學副 作用會使聚合物膜片的分子量減低，以致減低膜片成品的 耐用性。另外，該等方法所用的製程十分複雜，以致不合 乎經濟效益和不利於量產，同時也因使用溶谢而讓工作環 境變差。 試囷改良聚合物膜片表面的方法包括一種使用電晕或 電漿等而產生親水性的方法❶還有如美國第4,346，142號， 第5,085,775號，和第5,249,346號專利所揭示，將丙烯酸 之類單髏或聚氡化乙烯之類聚合物接枝到膜片上的各種方 法❶另外，曰本公告的平成第8-31399號專利揭示一種在 對鹼性輔助電池分隔片進行電漿處理或喷濺蝕刻的同時， 也將一種氧及四氟化碳（CF4)氣體注入臈片表面，使這電池 放電特性具有所需之親水性及疏水性的方法。然而，使用 電漿的這些方法，都因電漿高度低賴外在環境的各種因 素，和能源散佈报廣的固有特性而難以控制其均勻性，同 時表面也因其它副作用而而使機械性質受損，以致都會產 生問題。換句話說，使用電漿很難達到膜片所嚴苛要求的 各種物理性質《 另一方面，韓國第96-37742號專利公告揭示一種改良 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇乂297公釐） 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •ηιϋι今 訂 548298 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 聚合物表面的方法，其包括在真空條件下以賦能離子粒子 輻射聚合物表面，同時將反應氣髏注入聚合物表面，以減 低該聚合物表面的接觸角度或增加黏附強度。此方法曾報 導在表面經改良的聚合物中，聚甲基丙烯酸甲醮（PMMA) 的接觸角度減至8度，而聚碳酸酯的接觸角度則可減到水 滴鏹續流動，因而能測定接觸角度的程度。 然而，這種在輻射離子束的同時又注入一種反應氣體 的方法，會受所選擇之注入氣體的種類和氣體供應的影 響。此外，除了在輻射離子束期間會於聚合物表面形成自 由基外，因為共存反應氣體的附帶離子化也可能蝕刻聚合 物表面，所以存有這材料的物理性質，尤其是機械性質遭 致減損的問題。相較於那些跟離子束合用的氣體，已知離 子化的反應氣體會在離子化期間加深表面的蝕刻度。另舆 其它材料相比，這些現象尤其易於發生在較易受損的膜片 表面。 發明摘要說明 因此，為求克服習用技術所遭遇的各種問題，本發明 之目的在於提供一種用以改良聚合物或聚合物膜片表面， 又不損及其機械性質的方法。 本發明的另一目的係提供一種不需用到溶劑的相當簡 單技術來改良聚合物或聚合物膜片表面，P而具有良好工 作環境和易於應用到各種量產技術的聚合物或聚合物膜片 改良方法。 本發明的再一目的是提供一種可供當作具有良好濕潤 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • .

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 548298 A7 ___________B7__ 五、發明説明（5 ) 性之鋰輔助電池分隔片的聚合物膜片製造方法。 圓式簡要說明 茲舉實施例並配合圈式，將本發明及其許多優點詳述 於後，其中： 第一明：係一掃描電子顯微銳（SEM)照片，顯示出聚乙 烯膜片表面在利用範例1之氩離子粒子輻射來處理該表面 之前的情形；和 第二圖：係一掃描電子頬微鏡（SEM)照片，顯示出聚乙 烯膜片表面在利用範例1之氩離子粒子輻射來處理該表面 之後的情形。 較佳實施例詳細說明 在下列的詳細說明中，僅以本人認為屬於最佳模式的 實例來說明本發明的較佳實施例。眾所周知，本發明可在 不違其精神的情況下從事種種修改。因此，所舉κ式及說 明僅視為例舉說明而已，不得用以限制本發明的範圍。 作為達成前述目的之第一種方式，本發明提供一種在 真空條件下將賦能的離子粒子輻射到聚合物表面上，以改 良聚合物膜片表面的方法® 前迷方法是種把離子粒子撞擊到聚合斤膜片表面上而 改變該表面的形態，亦即使表面膜片之孔陳尺寸及形狀改 變，從而產生物理變化或粗糙度變化，以致增進聚合物联 片之濕濶性的新方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 10 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *11 548298

發明説明（6 本發明係一種把離子粒子撞擊到聚合物薄膜表 面亡：改變該表面粗糙度，以致增進該聚合物薄膜之親水 性的方法β 高度真空條件下把聚合物膜片或聚合物薄膜置入一 真 1便將離子產生氣艘注入一離子搶中以供產生職 能粒子，接著再將該等離子粒子輕射到聚合物表面 的 或兩邊，就完成前述的方法❶調整與離子鎗相接的 動力設锖’使粒子具有10-2到1〇7仟電子伏特（keV)的 可用電雉。 聚0物膜片表面以離子束輻射後，其孔隙尺寸便可改 變’或該聚合物膜片表面的粗糙度可改變，視所輻射之離 子的型式和麵射性質而定。此舉將減低種種溶劑的接觸角 度。 對於無孔隊的一般聚合物薄膜，表面粗糙度的變化能 減低種種溶劑的接觸角度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I I - I I I--—丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本發明之歟能離子粒子的型式屬於從電子、氩、氧、 氮、氣、良、氣、氬、氪、空氣和氧化亞氮(n2o)構成之 群組中所選用的一種以上型式的粒子β 如為使用濕製程製成的聚合物膜片，宜在形成孔隙後 始輻射本發明的離子粒子，但如為乾製程者，宜在形成孔 陈之拉伸過程前、當中和其後的任何時間輻射。至於輻射 時間長久’則梘聚合物薄膜的意欲用途而定。 第二種方法也提供一種改良聚合物膜片表面的方法， 其包括下列各步嫌：

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 548298 A7 B7 五、發明説明（7 ) a) 將一種聚合物膜片置入真空室内，再於高度真空條 件下將賦能的離子粒子輻射到該聚合物膜片表面上，製成 一種包括活化表面的聚合物膜片；和 b) 以賦能的離子粒子輻射後，注入一種能對聚合物膜 片表面，包括對上述步驟a)之活化表面起反應的反應氣 體，製成一種以該反應氣體處理過的聚合物膜片。 視反應氣體的性質而定，上述方法可生產出具有親水 性或增進疏水性的聚合物表面。 在上述方法中，步驟a)的離子束輻射和步驟b)的反應 氣髏注入係各自分開，但依序進行。步驟a)之後與反應氣 體的反應是在一真空室内進行，然後可將活化的聚合物膜 片移入其它可密封的反應室内^其中有個特殊例子就是把 兩個反應室連在一起，當薄膜從其中一個移到另一個的同 時，便將氣體注入該兩個反應室内。 上述步驟a)的賦能離子粒子可被輻射到聚合物膜片的 任一邊或兩邊。 上述步驟a)的離子粒子型式可以是從電子、氩、氧、 氮、氦、氟、氖、氩、氪、空氣和氧化亞氮構成之群組中 所選用的一種以上型式的粒子或其化合物。事實上，其它 任何離子粒子亦可使用^ 上述步驟a)中之賦能離子粒子的輻射量、宜為105到102(> 離子/平方公分，其能量宜為1〇·2到107 keV，而前述步驟 a)中的高度真空則宜為10·2到ΙΟ·8托爾（torr)。 上述步驟a)中的聚合物膜片，包括活化表面，屬於利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 12 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 548298 A7 B7 五、發明説明（8 ) 用賦能離子粒子的輻射而在聚合物表面上形成自由基的膜 片。 上述步驟b)之反應氣體宜在真空室壓力到達HT6到104 托爾時注入。此時，反應氣體的注入率宜為0.5到1，000 毫升/分鐘，同時可從氦、氩、氧、氮、空氣、氨、一軋化 碳、二氧化碳、四氟化碳、甲烷、氧化亞氮及其混合物構 成之群組中選用一種以上的氣體作為反應氣體。事實上， 其它所有氣體亦可使用。 可供應用於前述方法的聚合物膜片，其材質是從聚丙 烯、高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯（LDPE)、和線 性低密度聚乙烯（LLDPE)構成之聚烯烴群組中所選用者， 且宜為從該聚烯烴群組所選出的一種以上聚烯烴摻混物或 聚烯烴層合料。 將母體薄膜置入高度真空的真空室，和把離子產生氣 體注入離子鎗以產生賦能離子，再改變離子束的電流，就 能使賦能的離子粒子輻射到聚合物膜片的一邊或兩邊。對 聚合物膜片輻射離子束之目的，是要在聚合物表面形成自 由基。以離子束輻射而形成自由基後，立刻將反應氣體注 入到膜片周圍。極性或非極性反應氣體群組會與聚合物膜 片表面的自由基起反應，使該聚合物膜片表面具有親水性 或增加疏水性的特性。 < 控制與前述離子鎗相關連的動力設備，將賦能粒子的 電能調整到0.01到100 keV的範圍内，反應氣體的注入率 宜保持在0.5到1，000毫升/分鐘的範圍内，而在注入反應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^1. 548298 A7 --—_ —____B7___ 五、發明説明（9 ) 氣艘後，真空室的壓力宜保持在1〇-6到1〇4托爾的範園内。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述方法對聚合物膜片表面的改良程度，因離子粒子 的輻射和包括氣體注入率及注入量在内之各種反應氣體參 數的變化（例如真空室壓力）而異。 上述反應氣踫宜在不妨礙前一步驟之離子粒子輻射的 情況下注入。 輻射習用離子束的同時如注入反應氣體，該反應氣體 可能會因離子束的森擊而離子化，以致反應氣艚的該種離 子化使聚合物膜片表面受損。然而，如以上述方法在完成 離子輻射後始注入反應氣體，則聚合物膜片表面就能在不 減損其機械性質的情況下予以改良。 依上述兩種方法所製成的聚合物膜片，可用於當作電 地分隔片，尤其適於當作鋰輔助電池或鹼性輔助電池的分 隔片。 利用上述方法’就能相當容易生產出表面改良的聚合 物膜片，也因為不用溶费丨，所以能在相當良好的製造環境 下完成這工作。此外，這方法跟量產的製程易於配合。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 除了聚合物膜片（例如聚合物薄膜）外，上述方法亦可應 用於所有各種聚合物產品，並有良好的表面改良特性，其 原因在於離子束的輻射能在不影饗聚合物本身基料(matrix) 的情況下改變表面的粗糙度，或反應氣體彖在經過離子束 輻射而活化的聚合物表面上起反應而使該聚合物展現出親 水性或疏水性。 本發明將以下列各種範例與比較範例予以詳細說明· 張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 548298 A7 B7 五、發明説明（ίο) 然而，該等範例僅供例舉說明本發明而已，非用以限制本 發明之範圍。 在下述的各種範例及比較範例中，表面改良的聚合物 膜片曾接受關於下列特性的測試： a) 拉伸強度及拉伸模量：美國材料試驗學會（ASTM) D882標準， b) 抗穿刺性， c) 吸水速率：曰本工業標準(JIS)L-1096標準， d) 電解液接觸角度（乙二酵碳酸酯及二甲基碳酸酯的混 合溶液）。 範例1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將乾製程製造的一種聚乙烯分隔片置入一個保持在1〇-4 托爾條件下的真空室後，使用離子鎗將氫離子粒子（H/)輻 射在該膜片的兩邊上，其中離子束的電能為500 eV，離子 輻射劑量則為5 X 1014離子/平方公分。獲得的微孔膜片具 有4·2秒的吸水率，且以乙二酵碳酸酯（EC)和二甲基碳酸 酯（DMC)混合物測試後，不論是以乙二酵碳酸酯（EC):二 甲基碳酸酯（DMC)之重量百分比為4:6混合的一號電解 液，或重量百分比為5:5混合的二號電解液，和重量百 分比為6 : 4混合的三號電解液，均頬現出良好的濕潤性。 此外，三號電解液因為滲入膜片内，這表_膜片己被該電 解液完全潤濕，所以顯現出最大的極性密度，因此無法測 定接觸角度。 第一圖所示者係以氩離子粒子輻射聚乙烯膜片表面之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 15 548298 經 濟 部 中 央 標 準 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 前’用掃描電子顯微銳（SEM)攝影顯示出這膜片表面的照 片，而笫二圖所示者則為係以氩離子粒子輻射聚乙烯膜 片表面之後，用掃描電子顯微鏡攝影顯示出這膜片表面的 照片。從這些照片可看出，聚乙烯膜片的表面在輻射後變 得較粗糙，微孔尺寸也增大一點。 範例2 將濕製程製造的一種聚乙烯分隔片置入一個如同範例 1,保持在10·4托爾條件下的真空室後，使用離子鎗將氩 離子粒子（H/)輻射在該膜片的兩邊上，其中離子束的電能 為400 eV，離子輻射劑量則為1 X 1015離子/平方公分❶獲 得的微孔膜片具有2.5秒的吸水率。以如同範例丨的一號、 二號和三號的三種電解液進行濕潤性測試後，全都顯現出 良好的濕潤性。此外，三號電解液因為滲入膜片内，這表 示膜片已被該電解液完全潤濕，所以顯現出最大的極性密 度，因此無法測定接觸角度。 範例3 將一種由頂層為聚丙烯，中層為聚乙烯，和底層為聚 丙婦所構成的三層膜片置入一個如同範例1，保持在1〇-4 托爾條件下的真空室後，使用離子鎗將氩離子粒子（h2+)輻 射在該膜片的兩邊上，其中離子束的電能為9〇〇^¥,離子 輻射劑量則為1 X 1〇15離子/平方公分❶獲得的微孔膜片具 有4·8秒的吸水率。以如同範例1的一號、二號和三號的 三種電解液進行濕潤性測試後，全都顯現出良好的濕潤 性。此外，三號電解液因為滲入膜片内，這表示膜片已被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2ΐ〇χ297公釐） 16 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 548298 A7 B7 五、發明説明（12 ) 該電解液完全潤濕，所以顯現出最大的極性密度，因此無 法測定接觸角度。 、 範例4 將聚丙烯及聚乙烯摻混料製成的一種分隔片置入一個 如同範例1，保持在1〇·4托爾條件下的真空室後，使用離 子鎗將氫離子粒子（H2+)輻射在該膜片的兩邊上，其中離子 束的電能為900 eV，離子輻射劑量則為5 X 10”離子/平方 公分。獲得的微孔膜片具有4.7秒的吸水率。以如同範例 1的一號、二號和三號的三種電解液進行濕潤性測試後， 全都顯現出良妤的濕潤性。此外，三號電解液因為滲入膜 片内，這表示膜片已被該電解液完全潤濕，所以顯現出最 大的極性密度，因此無法測定接觸角度。 範例5 將一般吹塑製程製造的25微米厚低密度聚乙烯（LDPE) 薄膜置入一個如同範例1，保持在1〇·5托爾條件下的真空 室後，使用離子鎗將氬離子粒子（Ar+)輻射在該膜片的兩邊 上，其中離子束的電能為2 keV，離子輻射劑量則為1 xlO12 離子/平方公分。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對因而所獲得的該薄膜測定水接觸角度時，其結果顯 示出是個低於10度的數值0 比較範例1 < 對如同範例5之一般吹塑製程製造出的25微米厚低密 度聚乙烯（LDPE)薄膜測定水接觸角度時，其結果顯示出是 個50度的數值，此數值代表有種可展現出疏水物理性質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 17 548298 A7 B7 五、發明説明（13 ) 的物質^ 比較範例2 以乾製裎製造的聚乙嬙檄孔膜片 表一所示者係以乾製程製造的一種聚乙烯微孔膜片的 物理性質，該膜片是由美國Hoechst Celanese公司製造。 比較範例3 以乾盥鋥Μ造之聚乙嬙徽礼膜片的表面改良 將乾製程製造的一種聚乙烯微孔膜片（該膜片是由美國 Hoechst Celanese公司製造）置入一個保持在10·5到10·6托 爾條件下的真空室後，使用離子鎗將氫離子粒子（H2+)輻射 在該膜片的兩邊上，同時注入作為反應氣體的氧氣，其中 離子束的電能為0.9 keV，離子輻射量為1016離子/平方公 分，氧氣注入量則為4毫升/分鐘。 表面經改良的該種微孔膜片，其物理性質載列於表一 中。 範例6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以乾Μ盘製造之聚乙烯徽孔膜片的表面改良 將乾製程製造的一種聚乙烯微孔膜片（該膜片是由美國 Hoechst Celanese公司製造）置入一個保持在10-5到10-6托 爾條件下的真空室後，使用離子鎗將氫離子粒子（Η2+)輻射 在這膜片的兩邊上，以便在這膜片的兩邊本形成自由基， 其中離子束的電能為1 keV，離子輻射劑量為1016離子/平 方公分。 輻射離子束後，立即以200毫升/分鐘的速率經由反應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 18 548298 Α7 Β7 五、發明説明（u) 氣髏注入器注入氧氣，直到真空室内的壓力達到大氣壓力 為止。 繼續注入該反應氣體，包括氧原子在内的極性基就會 被導引到該膜片表面上。表面經改良的該種微孔膜片，其 物理性質載列於表一中。 比較範例4 以濕盤鋥Μ造的聚乙烯徽孔膜片 由曰本Tonen公司以一般濕製程製造的聚乙烯微孔膜 片，其物理性質載列於表一中。 範例7 以濕Μ鋥盤造之聚乙嬌徽孔膜片的表面改良 將日本Tonen公司以濕製程製造的一種聚乙浠微孔膜 片置入一個保持在HT5到1(Τ6托爾條件下的真空室後，使 用離子鎗將氫離子粒子（H2+)輻射在這膜片的兩邊上，以便 在該膜片的兩邊上形成自由基，其中離子束的電能為0.7 keV，離子輻射劑量則為5 X 1015離子/平方公分。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 輻射離子束後，立即以100毫升/分鐘的速率經由反應 氣體注入器注入氧氣，直到真空室内的壓力達到大氣壓力 為止。 繼續注入該反應氣體，包括氧原子在内的極性基就會 被導引到該膜片表面上。表面經改良的該種微孔膜片，其 物理性質載列於表一中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 19 548298 A7 B7 五、發明説明（15 ) [表一] 頦別 比較範例2 比較範例3 範例6 比較範例4 範例7 拉件強度 (NAnm2;MD/TD) 46/15 34/10 43/14 95/105 90/95 拉伸棋董 (N/mrfiMD/TD) 720/659 630/570 715/650 1493/789 1385/765 防刺穿性® 280 205 一 276 410 405 吸水速率(sec) 6.0 3.1 2.6 3.2 1.8 EC和DMC之重量 百分比為5:5之泥 合電解液的楱觸角 度（·） 48 19 12 25 8 如上述表一所示，可看出以本發明之聚合物表面改良 方法所製成的微孔膜片，若與未經處理的微孔膜片相比， 不但具有同等的機械性質和更快的吸水率，而且因為電解 液的接觸角度降低，以致顯現出提升親水性的高度表面改 良效果。 此外，與那些會對膜片機械性質造成相當損害（例如拉 伸強度)的其匕方法比較，本發明的表面改良方法展現出 顧著較佳的膜片表面改良效果，能在不損及機械性質的情 親水性。尤其在査看使用傳统離子粒子輕射聚合 =片,表面，_注人—種反錢h改良這表面的比較 和4時’該種效果更為凸顯。此舉増進了微孔膜片 =率，也因電解液的接觸角度降低 的 親水性。 ^發/的第—種方法是在不需藉助反應氣艘的真空條 ,Μ賦能粒子輻射到聚合物膜片表面上，以致可改良 ^合Γ片對包括水和電解液在内之所有各種溶劑的濕 為對種種電解液的濕潤性均極隹，因此解液的 (請先閱讀背面之注意事項再‘

頁 經濟部中央標準局員工消费合作社印簟 張 紙 本

548298 A7 B7 五、發明説明（16 ) 選擇就變得更寬廣，所以在使用經過該種處理的聚合物膜 片作為鋰辅助電池的分隔片時，能在組合及性能上獲得相 當的改良。 此外，本發明的第二種方法是在輻射離子束後再注入 反應氣體以改良聚合物膜片表面，此方法除了能在不損及 聚合物膜片物理性質的情況下改良表面外，同時還因注入 反應氣體而可獲得膜片表面改良的意欲特性（例如親水性 或疏水性）。 以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制 本發明。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改及替代， 俱屬本發明申請範圍$ 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 21

Claims (1)

1. 548298 §88 __ g 六、申請專利範圍 隔片者。 6·如申請專利範圍第1項所述之方法，其係包括下 列步驟： a) 將一聚合物膜片置入真空室内，再於高度真空條 件下將賦能的離子粒子輻射到該聚合物膜片表面上，以製 成一包括活化表面的聚合物膜片；及 b) 以上述步驟a)之賦能離子粒子輻射後，注入一種 能對該聚合物膜片表面，包括對上述步驟a)之活化表面起 反應的反應氣體，以製成一以該反應氣體處理過的聚合物 膜片，其中 該步驟a)的離子粒子係從電子、氫、氧、氦、氮、空 氣、氟、氖、氬、氪、氧化亞氮(n2o)及其混合物構成之群 組中所選用的一種以上粒子； 該步驟a)之離子粒子電能係為1〇·2到i〇7keV ; 該步驟b)的高度真空壓力為1〇_2到1〇-8托爾（t〇rr); 該步驟b)的反應氣體係從氦、氫、氧、氮、空氣、氨、 一氡化碳、二氧化碳、四氟化碳、甲烷、氧化亞氮及其混 合物構成之群組中所選用的一種以上氣體； 而該步驟a)之聚合物膜片材料係從聚丙烯、高密度聚 乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯（LDPE)、及線性低密度聚乙烯 (LLDPE)構成之聚烯烴群組中所選用的一種以上聚烯烴掺 混物或聚稀烴層合料。 7·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該聚合 物膜片之表面改良係注入反應氣體而使該聚合物表面具有 X 297公釐） 23 -----------—--------訂---------線 Λ ♦ (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 548298 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 親水性或增加疏水性。 8·如申請專利範圍第6項所述用之方法，其中步驟 b)的反應氣體注入過程係在不妨礙離子粒子的情況下進行 者。 9·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中步驟a) 的離子粒子輻射過程及步驟b)的反應氣體注入過程是依序 進行者。 10.如申請專利範圍第6項所述之方法，其中步驟a) 的賦能離子粒子係被輻射在該聚合物膜片的一側或兩側 者。 1L 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中步驟a) 的輻射劑量為105到ΙΟ20離子/平方公分。 12·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中步驟b) 的反應氣體係在真空室的壓力達到ΗΓ6到1〇4托爾的範圍 内始被注入者。 13·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中步驟b) 的反應氣體注入率為〇·5到1，〇〇〇毫升/分鐘。 14·如申請專利範圍第6項所述用以改良聚合物膜片 表面之方法，其中步驟a )之聚合物膜片材料係從聚丙烯、 高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯（LDPE)、和線性低密 度聚乙烯（LLDPE)構成之聚烯烴群組中所選用者。 15·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該改良 之1a物膜片係得以形成電池之分隔片者。 16·如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該電池 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 --------------------訂---------線 (請先閱讀f-面之注意事項再填寫本頁) 548298 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 係可為鋰輔助電池或鹼性輔助電池。 --------------------訂---------線 (請^閱讀f.面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25