JP5519682B2 - 多層微多孔膜ならびにかかる膜を製造および使用するための方法 - Google Patents
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Description
本願は、2008年10月24日に出願された米国仮出願第61/108243号;2009年4月22日に出願された米国仮出願第61/171686号;2009年7月17日に出願された米国仮出願第61/226442号;2009年7月17日に出願された米国仮出願第61/226481号、2009年8月10日に出願された米国仮出願第61/232671号、2008年12月22日に出願されたEP081725073.9、2009年5月25日に出願されたEP09160968.5、からの優先権を主張するものであり、これらのそれぞれの内容は、参照によりその全体が組み入れられるものとする。
[1]多層微多孔膜の組成および構造
[2]当該微多孔膜を製造するために使用する材料
第一ポリエチレン
第二ポリエチレン
(1)第一ポリエチレンはPE1を含み、所望によりPE3を含む。
(2)第一ポリエチレンはPE1から本質的になるか、またはPE1からなる。
(3)第一ポリエチレンはPE2を含み、所望によりPE3を含む。
(4)第一ポリエチレンは、PE2から本質的になるか、またはPE2からなる。
(5)第一ポリエチレンはPE1とPE2の両方を含み、所望によりPE3を含む。
(6)第一ポリエチレンはPE1およびPE2から本質的になるか、またはPE1およびPE2からなる。
(7)第一ポリエチレンのPE2はUHMWPEである。
(8)PE1はHDPEである。
(9)PE1は、約1〜約100、または約2〜約15、または4〜約12の範囲の分子量分布(Mw/Mnと定義される「MWD」)を有する。
(10)PE2は、約1〜100の範囲、例えば約2〜8の範囲、のMWDを有する。
第一ポリプロピレン
第二ポリプロピレン
第一および第二ポリマーの特徴決定をするための方法
など、例えば非晶質ポリエチレン)は、以下の手順に従い、キシレン中での、135℃における溶解度により決定する。2グラムの試料(ペレットの形または粉砕したペレットの形のいずれかのもの)を300mlの三角フラスコ中へと量り分ける。200mlのキシレンをこの三角フラスコ中に撹拌バーとともに注ぎ、このフラスコを加熱油浴中で確保する。この加熱油浴を作動させ、このフラスコを油浴中に135℃で約15分間入れておくことによって当該ポリマーを融解させる。融解したら、加熱を中止するが、冷却プロセス中は撹拌を継続する。この溶解したポリマーを一晩、自発的に冷却しておく。沈殿物をテフロン濾紙で濾過し、次いで、真空下で、90℃にて、乾燥させる。キシレン可溶物の量は、室温における、全ポリマー試料(「A」)から沈殿物(「B」)を差し引いた重量パーセント[可溶物含有量=((A−B)/A)×100]を算出することによって決定する。
第一および第二希釈剤
[3]当該微多孔膜を製造するための方法
(1)第一ポリマーと少なくとも1種類の第一希釈剤とを混合して第一混合物を形成すること、および、少なくとも1種類の第二ポリマーと、第一希釈剤に混和性の少なくとも1種類の第二希釈剤とを混合すること(ここでは第一希釈剤と第二希釈剤とは第一および第二ポリマーに混和性であるものとする);
(2)この第一および第二混合物を、ダイを通して共押出しし、第一厚さを有する第一積層押出物を形成すること;
(3)この第一積層押出物を操作して、第一厚さよりも大きい第二厚さを有し、かつ、第一積層押出物と比較して層の数が増加した第二積層押出物を形成すること;
(4)この第二積層押出物を成形して、第二厚さを、例えば、およそ第一厚さ以下まで、減少させること;ならびに
(5)希釈剤の少なくとも一部を、この成形した第二積層押出物から除去して、当該多層微多孔膜を製造すること、
によって製造する。この、形成、操作、または成形する時間の長さは重要ではない。例えば、この、形成、操作、および成形のそれぞれは、0.3秒〜100秒の範囲の時間にわたって行なってもよい。
1.第一および第二混合物の調製
(A)第一混合物の調製
(B)第二混合物の調製
2.押し出し
3.第二積層押出物の形成
4.第二積層押出物の成形
5.希釈剤の除去
6.所望により実施される冷却
冷却押出物、例えば多層ゲル様シート、の形成
7.所望により選択実施される第一延伸
8.所望により実施される膜の乾燥
9.所望により実施される多層膜の延伸
追加工程
[4]当該多層微多孔膜の性質
A.20%以上の空孔率
B.20秒/100cm3/20μm以上の正規化透気度(20μmの膜の厚さにおける等価な値に正規化した)
C.2,000mN以上の正規化ピン穿刺強度(20μmの膜の厚さにおける等価な値に正規化した)
D.1200Kg/cm2以上の引張強度
E.140℃以下のシャットダウン温度
F.145℃以上のメルトダウン温度
[5]電池セパレータ
[6]電池
1.特定の実施形態では、当該微多孔膜は、
a) 第一ポリマーと第二ポリマーとを含む第一ブレンド領域であって、第一ブレンド領域の厚さ方向に変化する第一ポリマーの第一濃度プロファイルまたはそれに該当するものを有する第一ブレンド領域;および
b) この第一ブレンド領域と表面接触し、かつ、第一ポリマーと第二ポリマーとを含む第二ブレンド領域であって、第二ブレンド領域の厚さ方向に変化する第一ポリマーの第二濃度プロファイルまたはそれに該当するものを有する第二ブレンド領域、
を含む。
2.1.0μm以下の厚さを有する第一微多孔性ミクロ層(M1)、および1.0μm以下の厚さを有する第二微多孔性ミクロ層をさらに含み、前記第一および第二ブレンド領域が前記第一微多孔層と前記第二微多孔層との間に位置する、項1に記載の膜。
3.前記第一微多孔性ミクロ層が前記第一ポリマーを含み、かつ、前記第二微多孔性ミクロ層が前記第一ポリマーを含む、項2に記載の膜。
4.前記第一微多孔性ミクロ層が前記第一ポリマーを含み、かつ、前記第二微多孔性ミクロ層が前記第二ポリマーを含む、項2に記載の膜。
5.前記膜が液体透過性である、項1〜4のいずれか一項に記載の膜。
6.前記第一ポリマーが、前記第二ポリマーと非適合性のものである、項1〜5のいずれか一項に記載の膜。
7.前記第一ポリマーがポリエチレンを含み、かつ、前記第二ポリマーがポリプロピレンを含む、項1〜6のいずれか一項に記載の膜。
8.前記第一ポリマーが、a)1.0×106未満のMwおよび10,000個の炭素原子あたり0.20未満の末端ビニル含有量を有するポリエチレン;b)1.0×106以上の分子量を有するポリエチレン;ならびに、c)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー、のうちの少なくとも1つから選択され、;かつ、前記第二ポリマーが、:a)1.0×106以上のMwおよび90J/g以上の融解熱を有するポリプロピレン;ならびに、b)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー、のうちの少なくとも1つから選択される、項7に記載の膜。
9.前記第一ブレンド領域の厚さが、前記第一および第二微多孔性ミクロ層の個々の厚さよりも大きい、項1〜8のいずれか一項に記載の膜。
10.前記第一濃度プロファイルが負の傾きを有し、かつ、前記第二濃度プロファイルが正の傾きを有する、項1〜9のいずれか一項に記載の膜。
11.第三ブレンド領域の厚さ方向に変化する前記第一ポリマーの第三濃度プロファイルを有し、かつ、前記第一微多孔性ミクロ層と前記第二微多孔性ミクロ層との間に位置する、少なくとも1つの第三ブレンド領域をさらに含む、項1〜10のいずれか一項に記載の膜。
12.前記第二および第三ブレンド領域が、それぞれ、前記第一ブレンド領域の厚さよりも大きい厚さを有し、かつ、前記第三ブレンド領域が前記第一ブレンド領域と表面接触している、項11に記載の膜。
13.前記第二および第三ブレンド領域が、それぞれ、前記第一ブレンド領域の厚さよりも小さい厚さを有し、かつ、前記第三ブレンド領域が前記第一ブレンド領域と表面接触している、項11に記載の膜。
14.前記第一ポリマーと前記第二ポリマーとを含み、かつ、前記第一微多孔性ミクロ層と前記第二微多孔性ミクロ層との間に位置する、複数のさらなるブレンド領域をさらに含む、項1〜13のいずれか一項に記載の膜。
15.前記膜が、12〜4,000個の層を含む、項1〜14のいずれか一項に記載の膜。
16.前記膜が、50秒/100cm3〜1,000秒/100cm3の範囲の正規化透気度を有する、項1〜15のいずれか一項に記載の膜。
17.前記膜が、200gF〜1,000gFの範囲の正規化ピン穿刺強度を有する、項1〜16のいずれか一項に記載の膜。
18.前記膜が、少なくとも1つの平面方向に、10%以下の105℃熱収縮を有する、項1〜17のいずれか一項に記載の膜。
19.前記膜が3μm〜100μmの範囲の厚さを有する、項1〜18のいずれか一項に記載の膜。
20.前記第一および第二ブレンド領域がそれぞれ25nm〜0.5μmの範囲の厚さを有する、項1〜19のいずれか一項に記載の膜。
21.第一ポリマーと第二ポリマーとを含む微多孔膜であって、前記第一ポリマーの組成が、厚さ方向に、フィルムの第一表面からフィルムの第二表面まで、連続的に変化する微多孔膜。
22.前記第一および第二ポリマーが、:a)1.0×106未満のMwおよび10,000個の炭素原子あたり0.20未満の末端ビニル含有量を有するポリエチレン;b)1.0×106以上の分子量を有するポリエチレン;c)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー;d)1.0×106以上のMwおよび90J/g以上の融解熱を有するポリプロピレン;ならびに、e)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー、のうちの少なくとも1つから選択される、項21に記載の膜。
23.少なくとも8つの層を含む、25μm以下の厚さを有する微多孔膜であって、各層が3.3μm以下の厚さを有し、;前記層のそれぞれが、第一ポリマーと第二ポリマーとを含み、かつ、前記のそれぞれの層の厚さ方向に変化する前記第一ポリマーの濃度プロファイルを有するが、但し、前記膜の前記スキン層は、独立して、前記第一ポリマーまたは前記第二ポリマーのいずれかから本質的に成っていてもよい、微多孔膜。
24.前記第一および第二ポリマーが、:a)1.0×106未満のMwおよび10,000個の炭素原子あたり0.20未満の末端ビニル含有量を有するポリエチレン;b)1.0×106以上の分子量を有するポリエチレン;c)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリエチレンまたはポリプロピレンのホモポリマーまたはコポリマー;d)1.0×106以上のMwおよび90J/g以上の融解熱を有するポリプロピレン;ならびに、e)5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー、のうちの少なくとも1つから選択される、項23に記載の膜。
25.第一ポリマーを含む第一層および第三層;第二ポリマーを含む第二層および第四層;ならびに、それぞれが前記第一および第二ポリマーを含む第一、第二、および第三ブレンド領域;を有する微多孔膜であって、前記第一ブレンド領域が、前記第一層と前記第二層との間に、それらと面と面とで接触して位置し、かつ、厚さT1を有し、;前記第二ブレンド領域が、前記第二層と前記第三層との間に、それらと面と面とで接触して位置し、かつ、厚さT2を有し、;および、前記第三ブレンド領域が、前記第三層と前記第四層との間に、それらと面と面とで接触位置し、かつ、厚さT3を有し、;T2が、[(T1−T2)/T1]≧0.05かつ[(T3−T2)/T3]≧0.05の関係性を満たし、;ならびに、T1、T2、およびT3がそれぞれ25nm〜5μmの範囲である、微多孔膜。
26.1.05以上のβを有する多層微多孔性高分子膜。
27.βが1.2〜5の範囲である、項23に記載の多層微多孔性高分子膜。
28.厚さT1を有する第一ブレンド領域、厚さT3を有する前記第三ブレンド領域、および前記第一ブレンド領域と前記第三ブレンド領域との間に位置し、かつ厚さT2を有する第二ブレンド領域を含み、;[(T1−T2)/T1]≧0.05かつ[(T3−T2)/T3]≧0.05であり、20%以上の空孔率、20秒/100cm3/20μm以上の正規化透気度、140℃以下のシャットダウン温度、および、145℃以上のメルトダウン温度を有する、多層微多孔性高分子膜。
29.微多孔膜を製造するための方法であって、:
a) 第一層と第二層とを含む第一積層物であって、第一層が第一希釈剤と第一ポリマーとを含み、第二層が、第一希釈剤に混和性の第二希釈剤と、第一ポリマーとは異なる第二ポリマーを含む、第一積層物を操作して、第一ポリマー組成物と第二ポリマー組成物とを含む第一および第二の近接するブレンド領域を含む、層の数が増加した第二積層物を作製すること;ならびに
b) 第一および第二希釈剤の少なくとも一部を当該第二物から除去して、当該微多孔膜を製造すること、
を含む方法。
30.前記第一積層物の操作が、前記第一物の少なくとも1つの部分の、厚さを減少させること、および幅を増加させることを、前記第二物の作製の前に含む、項29に記載の方法。
31.前記第一積層物の操作が、前記第二物の少なくとも1つの部分の、厚さを減少させること、および幅を増加させることを含む、項29に記載の方法。
32.前記希釈剤の少なくとも一部を除去する前に、前記第二物を少なくとも1つの平面方向に延伸することをさらに含む、項29に記載の方法。
33.前記希釈剤の少なくとも一部を除去した後に、前記第二物を少なくとも1つの平面方向に延伸することをさらに含む、項29に記載の方法。
34.前記希釈剤の少なくとも一部を除去する前に、前記第二物を冷却することをさらに含む、項29に記載の方法。
35.前記希釈剤の少なくとも一部を除去した後に、前記膜を高温に曝すことをさらに含む、項29に記載の方法。
36.前記第一および第二希釈剤が流動パラフィンを含む、項29に記載の方法。
37.項25〜32のいずれか一項に従って製造される微多孔膜。
38.項1〜24のいずれか一項に記載の膜を含む、電池セパレータ。
39.項34に記載の電池セパレータを含む、電池。
40.電解質、負極、正極、および前記負極と前記正極との間にあるポリマーセパレータを含む電池であって、前記セパレータが、厚さT1を有する第一ブレンド領域、厚さT3を有する前記第三ブレンド領域、および前記第一ブレンド領域と前記第三ブレンド領域との間に位置し、かつ厚さT2を有する第二ブレンド領域、を含み、;[(T1−T2)/T1]≧0.05かつ[(T3−T2)/T3]≧0.05である、電池。
[実施例]
[7]実施例
実施例1
(1)第一混合物の調製
(2)第二混合物の調製
(3)押し出し
(4)押出物の成形
(5)希釈剤除去等
比較実施例1
性質
Claims (17)
- 厚さT1を有する第一ブレンド領域、厚さT3を有する第三ブレンド領域、および、前記第一ブレンド領域と前記第三ブレンド領域との間に位置し、かつ厚さT2を有する第二ブレンド領域を含み、T1、T2およびT3がそれぞれ25nm以上であり、各ブレンド領域が第一ポリマーおよび第二ポリマーを含み、;[(T1−T2)/T1]≧0.05かつ[(T3−T2)/T3]≧0.05である、積層微多孔性高分子膜。
- [(T1−T2)/T1]が、0.10〜0.75の範囲であり、かつ、[(T3−T2)/T3]が、0.10〜0.75の範囲である、請求項1に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記積層微多孔性高分子膜中に、第一ポリオレフィンおよび第二ポリオレフィンが、各々少なくとも2つの層に含まれ、前記第一ポリオレフィンは前記第二ポリオレフィンとは異なるものであり、前記第一ポリオレフィンを含有する各層が、前記第二ポリオレフィンを含有する層のうち最も近くに位置している層から、前記ブレンド領域のうちの1つによって隔てられている、請求項1または2に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記膜が、(i)第一層および第三層が第一ポリマーを含み、第二層および第四層が第二ポリマーを含み、前記第二ポリマーが前記第一ポリマーとは異なる、第一層、第二層、第三層、および第四層;ならびに、(ii)前記第一層と前記第二層との間に位置する前記第一ブレンド領域、前記第二層と前記第三層との間に位置する前記第二ブレンド領域、および前記第三層と前記第四層との間に位置する前記第三ブレンド領域、を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記第一層および前記第三層が等しい厚さを有し、前記第二層および前記第四層が等しい厚さを有し、かつ前記第一ブレンド領域および前記第三ブレンド領域が等しい厚さを有する、請求項4に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記第一ポリマーが前記第二ポリマーに不混和性である、請求項4または5に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記第一ポリマーがポリエチレンを含み、かつ、前記第二ポリマーがポリプロピレンを含む、請求項4〜6のいずれか一項に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記膜が、前記第一層、前記第四層またはその両方の外側に層をさらに含み、かつ、前記膜が、前記第二領域内に対称面を有する対称膜である、請求項4〜7のいずれか一項に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 各ブレンド領域が、25nm〜10μmの範囲の厚さを有し、かつ、各層が、25nm〜50μmの範囲の厚さを有する、請求項3〜8のいずれか一項に記載の積層微多孔性高分子膜。
- 前記第一および第二ポリマーが、1×104〜4×106の範囲のMwおよび100J/g〜120J/gの範囲の融解エンタルピー(ΔHm)を有する、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、およびポリプロピレンのうちの1つ以上から選択される、請求項4〜9のいずれか一項に記載の積層微多孔性高分子膜。
- a) 第一ポリマーと第二ポリマーとを含む、厚さが25nm以上である第一ブレンド領域であって、前記第一ブレンド領域の厚さ方向に変化する前記第一ポリマーの第一濃度プロファイルを有する第一ブレンド領域;ならびに
b) 前記第一ブレンド領域(BL1)と表面接触し、かつ、前記第一ポリマーと前記第二ポリマーとを含む、厚さが25nm以上である第二ブレンド領域であって、前記第二ブレンド領域の厚さ方向に変化する前記第一ポリマーの第二濃度プロファイル、または直線、二次式、正弦、余弦、誤差関数、ガウシアンを含む、第二濃度プロファイルに該当する分布プロファイルを有する第二ブレンド領域、
を含む微多孔膜。 - 1.0μm以下の厚さを有する第一微多孔性ミクロ層、および、1.0μm以下の厚さを有する第二微多孔性ミクロ層をさらに含み、前記第一および第二ブレンド領域が前記第一微多孔性ミクロ層と前記第二微多孔性ミクロ層との間に位置する、請求項11に記載の微多孔膜。
- 前記第一ポリマーが、
a) 1.0×106未満のMwおよび10,000個の炭素原子あたり0.20未満の末端ビニル含有量を有するポリエチレン;
b) 1.0×106以上の分子量を有するポリエチレン;ならびに
c) 5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー、
のうちの少なくとも1つから選択され、;
かつ、前記第二ポリマーが、:
d) 1.0×106以上のMwおよび90J/g以上の融解熱を有するポリプロピレン;ならびに
e) 5×103〜2.0×105の範囲の分子量および115.0℃〜130.0℃の範囲の融点を有するポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー、
のうちの少なくとも1つから選択される、請求項11または12に記載の微多孔膜。 - 前記第一および第二ブレンド領域が、それぞれ、25nm〜0.5μmの範囲の厚さを有する、請求項11〜13のいずれか一項に記載の微多孔膜。
- 第一ポリマーと第二ポリマーとを含む微多孔膜であって、前記第一ポリマーの組成が、厚さ方向に、フィルムの第一表面からフィルムの第二表面まで、連続的に変化する、請求項11〜14のいずれか一項に記載の微多孔膜。
- 請求項11〜15のいずれか一項に記載の微多孔膜を製造するための方法であって、:
a) 第一層と第二層とを含む第一積層物であって、前記第一層が第一希釈剤と第一ポリマーとを含み、前記第二層が、前記第一希釈剤に混和性の第二希釈剤と、前記第一ポリマーとは異なる第二ポリマーとを含む、第一積層物を切って2つ以上の部分にし、次いで、これらの部分を面と面とで接触させた状態で積み重ねて、前記第一ポリマー組成物と前記第二ポリマー組成物とを含む第一および第二の近接するブレンド領域を含む、層の数が増加した第二積層物を作製すること;ならびに
b) 前記第一および第二希釈剤の少なくとも一部を前記第二物から除去して、前記微多孔膜を製造すること、
を含む方法。 - 前記第一および第二ポリマーが不混和性である、請求項16に記載の方法。
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CN107938007A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-04-20 | 江苏金由新材料有限公司 | 采用不同分子量材料制备ptfe短纤维的系统及方法 |
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EP3911517A4 (en) * | 2019-01-14 | 2022-10-12 | Holcim Technology Ltd | MULTILAYER THERMOPLASTIC ROOFING MEMBRANES |
EP3912813A4 (en) * | 2019-01-16 | 2022-10-12 | Toray Industries, Inc. | MULTILAYER MICROPOROUS POLYOLEFIN FILM AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF |
JP2022517293A (ja) * | 2020-02-18 | 2022-03-08 | ジィァンスー ホライズン ニュー エナジー テック カンパニー リミテッド | ポリオレフィン多孔質膜の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
BE578478A (ja) * | 1958-07-08 | 1900-01-01 | ||
US3565985A (en) * | 1969-04-10 | 1971-02-23 | Dow Chemical Co | Method of preparing multilayer plastic articles |
US3884606A (en) * | 1971-10-01 | 1975-05-20 | Dow Chemical Co | Apparatus for multilayer coextrusion of sheet or film |
BE789478A (fr) * | 1971-10-01 | 1973-03-29 | Dow Chemical Co | Procede et dispositif d'extrusion de matieres plastiques en feuilles multicouches |
US5324800A (en) * | 1983-06-06 | 1994-06-28 | Exxon Chemical Patents Inc. | Process and catalyst for polyolefin density and molecular weight control |
JPS60242035A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-12-02 | Toa Nenryo Kogyo Kk | ポリエチレン微多孔膜の製造方法 |
US5084534A (en) * | 1987-06-04 | 1992-01-28 | Exxon Chemical Patents, Inc. | High pressure, high temperature polymerization of ethylene |
US5096867A (en) * | 1990-06-04 | 1992-03-17 | Exxon Chemical Patents Inc. | Monocyclopentadienyl transition metal olefin polymerization catalysts |
US5055438A (en) * | 1989-09-13 | 1991-10-08 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Olefin polymerization catalysts |
US5198401A (en) * | 1987-01-30 | 1993-03-30 | Exxon Chemical Patents Inc. | Ionic metallocene catalyst compositions |
US5264405A (en) * | 1989-09-13 | 1993-11-23 | Exxon Chemical Patents Inc. | Monocyclopentadienyl titanium metal compounds for ethylene-α-olefin-copolymer production catalysts |
US5153157A (en) * | 1987-01-30 | 1992-10-06 | Exxon Chemical Patents Inc. | Catalyst system of enhanced productivity |
US5017714A (en) * | 1988-03-21 | 1991-05-21 | Exxon Chemical Patents Inc. | Silicon-bridged transition metal compounds |
US4963304A (en) * | 1988-09-26 | 1990-10-16 | The Dow Chemical Company | Process for preparing microporous membranes |
US4874568A (en) * | 1988-09-26 | 1989-10-17 | The Dow Chemical Company | Process of making a porous membrane |
JPH06104736B2 (ja) * | 1989-08-03 | 1994-12-21 | 東燃株式会社 | ポリオレフィン微多孔膜 |
US5380479A (en) * | 1989-12-26 | 1995-01-10 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for producing multilayer plastic articles |
US5202074A (en) * | 1989-12-26 | 1993-04-13 | The Dow Chemical Company | Method for producing injection molded multilayer articles |
US5240894A (en) * | 1992-05-18 | 1993-08-31 | Exxon Chemical Patents Inc. | Method for making and using a supported metallocene catalyst system |
DE4328571C1 (de) * | 1993-08-25 | 1994-10-27 | Daimler Benz Ag | Aufsteller zum Halten eines Flügels in verschiedenen Öffnungsstellungen relativ zu seinem Rahmen |
US6409921B1 (en) * | 1997-07-23 | 2002-06-25 | Membrana Gmbh | Integrally asymmetrical polyolefin membrane for gas exchange |
TW420886B (en) * | 1997-12-19 | 2001-02-01 | Celgard Inc | Penta-layer battery separator |
US6261674B1 (en) * | 1998-12-28 | 2001-07-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Breathable microlayer polymer film and articles including same |
US6808658B2 (en) * | 1998-01-13 | 2004-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Method for making texture multilayer optical films |
JP4397121B2 (ja) * | 1998-03-24 | 2010-01-13 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | ポリオレフィン微多孔膜 |
KR100654083B1 (ko) * | 1999-01-21 | 2006-12-07 | 멤브라나 게엠베하 | 일체화 비대칭성 소수성 막의 제조방법, 당해 방법으로 제조한 일체화 비대칭성 소수성 막, 및 이를 사용하는 기체 전달방법 |
US6346350B1 (en) * | 1999-04-20 | 2002-02-12 | Celgard Inc. | Structurally stable fusible battery separators and method of making same |
US20020136945A1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-09-26 | Call Ronald W. | Multilayer battery separators |
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