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KR100529719B1 - Microporous composite membrane made by dry uniaxial stretching followed by surface modification process and making the same - Google Patents

Microporous composite membrane made by dry uniaxial stretching followed by surface modification process and making the same Download PDF

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Publication number
KR100529719B1
KR100529719B1 KR1020050032907A KR20050032907A KR100529719B1 KR 100529719 B1 KR100529719 B1 KR 100529719B1 KR 1020050032907 A KR1020050032907 A KR 1020050032907A KR 20050032907 A KR20050032907 A KR 20050032907A KR 100529719 B1 KR100529719 B1 KR 100529719B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base
composite membrane
microporous composite
coating film
uniaxial stretching
Prior art date
Application number
KR1020050032907A
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Korean (ko)
Inventor
반정원
김현일
Original Assignee
(주)씨에스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 2차 전지에 사용되는 미세다공성 복합막 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 1축연신에 의해 가공된 고분자 물질을 기저부로 사용하여 가공 과정을 단축하고 기저부의 표면을 개질 처리하여 계면접착력을 향상시킨 다성분계 미세다공성 복합막 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막은 폴리올레핀계 고분자 물질을 건식1축연신시키고 표면개질 처리한 기저부와, 플루오르계 고분자 물질을 기저부의 양 측면에 접착시킨 코팅막을 포함한다. 또한, 본 발명은 기저부용 고분자 배합물 및 코팅막용 고분자 배합물을 제조하는 과정과, 기저부 필름을 생성하는 과정과, 상기 기저부 필름의 기계방향(MD) 인장강도를 향상시키는 1축연신을 수행하는 과정과, 상기 기저부 필름의 양측면을 친수성을 갖도록 표면개질 처리하는 과정과, 상기 기저부 필름의 양측면에 코팅막용 고분자 배합물을 접착하는 과정을 포함한다.The present invention relates to a microporous composite membrane used in a secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, by using a polymer material processed by uniaxial stretching as a base, to shorten the processing process and to modify the surface of the base. The present invention relates to a multicomponent microporous composite membrane having improved interfacial adhesion, and a method of manufacturing the same. To this end, the multicomponent microporous composite membrane of the present invention includes a base portion obtained by dry uniaxial stretching and surface modification treatment of a polyolefin-based polymer material, and a coating film obtained by adhering a fluoropolymer material to both sides of the base portion. In addition, the present invention is a process for producing a polymer mixture for the base and the coating film, a process for producing a base film, and performing a uniaxial stretching to improve the mechanical direction (MD) tensile strength of the base film and It includes a process of surface modification to both sides of the base film to have a hydrophilicity, and the step of adhering the polymer compound for coating film on both sides of the base film.

Description

건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막 및 그 제조방법{Microporous composite membrane made by dry uniaxial stretching followed by surface modification process and making the same}Microporous composite membrane made by dry uniaxial stretching followed by surface modification process and making the same} Dry uniaxial stretching / surface modified multicomponent microporous composite membrane

본 발명은 2차 전지에 사용되는 미세다공성 복합막 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 1축연신에 의해 가공된 고분자 물질을 기저부로 사용하여 가공 과정을 단축하고 기저부의 표면을 개질 처리하여 계면접착력을 향상시킨 다성분계 미세다공성 복합막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microporous composite membrane used in a secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, by using a polymer material processed by uniaxial stretching as a base, to shorten the processing process and to modify the surface of the base. The present invention relates to a multicomponent microporous composite membrane having improved interfacial adhesion, and a method of manufacturing the same.

미세다공막은 의료용 투석, 환경여과, 식품정제 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있는데, 최근에는 리튬 이차 전지(리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등)의 분리막으로 널리 이용되고 있다. 특히, 리튬 폴리머 전지에서 미세다공막의 경우는 양극 및 음극의 분리막으로서의 역할 뿐 아니라 이온 전도의 매개체 즉, 전해질의 역할을 수행한다. 상기와 같이 전지의 분리막 및 전해질로 이용되는 미세다공막은 주로 폴리올레핀계 수지를 이용하여 구현될 수 있는데, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 포함하는 상기의 폴리올레핀계 수지는 결정화도가 높아서 리튬 이차 전지의 분리막으로 사용될 경우 인장강도, 강성, 충격강도가 향상될 뿐만 아니라 이온 투과도의 큰 향상을 기대할 수 있다.Microporous membranes are widely used in various fields such as medical dialysis, environmental filtration, food purification, etc. Recently, microporous membranes are widely used as separators of lithium secondary batteries (lithium ion batteries, lithium polymer batteries, etc.). In particular, in the lithium polymer battery, the microporous membrane functions not only as a separator for the anode and the cathode but also as a medium for ion conduction, that is, an electrolyte. As described above, the microporous membrane used as the separator and the electrolyte of the battery may be mainly implemented using a polyolefin resin. The polyolefin resin including polyethylene and polypropylene has a high crystallinity and may be used as a separator of a lithium secondary battery. In this case, not only the tensile strength, the stiffness and the impact strength can be improved, but also a large improvement in the ion permeability can be expected.

상기의 폴리올레핀계 수지를 이용한 미세다공막의 제조 방법을 간단히 설명하면, 원판 필름(precursor film)을 제조하여 이 원판 필름을 어닐링한 후 연신(stretching)하여 미세 다공을 형성하고 이어서 열 고정(hot setting)하는 단계로 이루어진다. 따라서, 이러한 원판 필름을 이용한 미세다공막 제조 방법은 크게 MSS(연신법:1Phase), TIPS(열유도상분리:2Phase), Phase invesion(3상분리:3Phase)로 구별되는데, 용매를 사용하지 않고 연신(stretching)만을 이용하는 MSS 방식인 건식제조 방식과 용매를 사용하는 Phase invesion 방식인 습식제조 방식이 주로 사용된다. The method for producing a microporous membrane using the polyolefin resin described above is briefly described. A precursor film is prepared to anneal the original film, followed by stretching to form fine pores, followed by hot setting. ) Therefore, the microporous membrane manufacturing method using the original film is largely classified into MSS (stretching method: 1 phase), TIPS (thermal induction phase separation: 2 phases), phase invesion (three phase separation: 3 phases). The dry manufacturing method, the MSS method using only stretching), and the wet manufacturing method, the phase invesion method using a solvent, are mainly used.

그런데, 상기 건식제조 방식 중에서 1축 연신(1 axis stretching)에 의해서 미세 기공을 부여하는 건식제조 방식(이하, 건식1축연신법이라 함)은 생산 공정이 간단하여 대량생산이 가능하여 가장 경제적이며, MD(기계 방향) 인장 강도를 향상시킬 수 있고 또한 유기용매를 사용하지 않아 친환경적인 제조 방식이라는 장점이 있다. 그러나, 반면에 TD(제품폭 방향)의 인장 강도가 낮고 전지에 장착 사용 시에 수지상 결정에 의한 투과성 강도를 확보하기 어려운 문제가 있었다. 따라서, 용매를 사용하지 않으면서도 MD(기계 방향), TD(제품폭 방향) 인장 강도의 향상을 위하여 2축 연신 (Biaxially oriented stretching)에 의해 미세 기공을 부여하는 건식제조 방식(이하, 건식2축연신법이라 함)에 의한 미세다공막 제조 방식이 고안되었다. 그러나, 이러한 건식2축연신법에 의한 미세다공막은 MD, TD 인장강도 향상이라는 목적을 이루었지만, 1축 연신의 단일 공정이 아닌 2축 연신이라는 2개의 단위공정을 가져야 하기 때문에 제조 방식의 복잡함으로 인해 1축연신보다 생산 경제성에 문제가 있었다. 즉, 건식2축연신법에 의한 제조는, 제품폭 방향(TD)의 연신을 위하여 복잡한 구조의 Tentering M/C이 필요하고 이와 병행하여 기계 방향(MD) 연신을 제품폭 방향(TD)와 연동하여 제어하여야 하므로 거대설비 및 생산성, 작업 용이성에서 제약을 갖는 문제점이 있었다.By the way, the dry manufacturing method (hereinafter referred to as dry uniaxial stretching method) to impart fine pores by uniaxial stretching (1 axis stretching) of the dry manufacturing method is the most economical because the production process is simple and mass production is possible, MD (machine direction) tensile strength can be improved and there is an advantage of an eco-friendly manufacturing method by using no organic solvent. However, on the other hand, there was a problem that the tensile strength of the TD (product width direction) was low and it was difficult to secure the permeability strength due to dendritic crystals when used in a battery. Therefore, a dry manufacturing method (hereinafter, referred to as dry biaxially) in which fine pores are provided by biaxially oriented stretching to improve MD (machine direction) and TD (product width direction) tensile strength without using a solvent. A method of producing a microporous membrane by a new method has been devised. However, although the microporous membrane by the dry biaxial stretching method has achieved the purpose of improving MD and TD tensile strength, it has to have two unit processes of biaxial stretching rather than a single process of uniaxial stretching. As a result, production economy was more problematic than uniaxial stretching. In other words, the manufacturing by the dry biaxial stretching method requires a complex Tentering M / C for stretching the product width direction (TD), and in parallel with this, by stretching the machine direction (MD) with the product width direction (TD) Since there is a need to control, there was a problem in that there is a limitation in the large facilities and productivity, ease of operation.

한편, 상기의 습식제조 방식은 용매를 이용하여 미세다공성 복합막을 제조하는 방식으로서, 이러한 습식제조 방식은 유기 용매 사용이라는 문제로 인해 환경적인 문제를 가지고 있었다. 또한, 이러한 습식 제조방식은 상분리를 위하여 사용되는 잔존 용매, 용제 및 이에 의하여 결정되는 기공크기의 한계로 인해 높은 이온 전도도를 기대할 수 없는 문제가 있었다.On the other hand, the wet manufacturing method is a method for producing a microporous composite membrane using a solvent, such a wet manufacturing method has an environmental problem due to the problem of using an organic solvent. In addition, such a wet manufacturing method has a problem in that high ionic conductivity cannot be expected due to the limitation of the residual solvent, solvent, and pore size determined thereby.

따라서, 상기의 이온전도도 향상을 위하여 도 1에 도시한 바와 같이 3중막 구조로 된 미세다공성 복합막으로서, 다공성 제1고분자(액체전해질을 흡수하지 않거나 액체전해질을 흡수하더라도 소량 흡수하여 단지 기공에만 액체 전해질을 채우는 고분자)를 기저부(100)로 하고 겔화 제2고분자(액체전해질과 접촉할 경우 스스로 흡수하여 겔화되고 팽윤되는 고분자)를 코팅막(제1코팅막/제2코팅막,102,104)으로 한 미세다공성 복합막을 전지의 분리막으로 사용하는 것이 제안된 바 있다(미국특허 제5,639,573호, 제5,716,421호, 제5,631,103호, 제5,849,433호, 유럽공개특허공보 제0933824A2호). 기저부(100)에 사용되는 상기 다공성 제1고분자는 액체 전해액을 기공 내부에 제한적으로 흡수하여 거의 팽윤되지 않는 물질로서 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polythylenenaphthalate) 등으로 되는 물질이다. 또한, 제1,제2 코팅막(102,104)에 사용되는 상기 겔화 제2고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF;polyvinylidene fluoride), 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사 플루오르프로필렌 공중합체(polyvinylidene fluoride-hexa fluoro propylene copolymer), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 폴리부틸렌 옥사이드(polybuthylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리슬폰(polysulfone), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리비닐리덴클루오라이드(polyvinylidene chloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 혹은 이상의 물질로 사용되어 왔다.Therefore, in order to improve the ion conductivity, as shown in FIG. 1, as a microporous composite membrane having a triple-layer structure, a porous first polymer (even though it does not absorb liquid electrolyte or absorbs liquid electrolyte, absorbs only a small amount of liquid and only liquids in pores) A microporous composite comprising a polymer filling the electrolyte as a base 100 and a gelling second polymer (a polymer that is gelled and swollen by absorbing itself when contacted with a liquid electrolyte) as a coating film (first coating film / second coating film, 102,104). It has been proposed to use membranes as separators for batteries (US Pat. Nos. 5,639,573, 5,716,421, 5,631,103, 5,849,433, and European Patent Publication No. 0933824A2). The porous first polymer used for the base portion 100 is a material that hardly swells by limiting the absorption of the liquid electrolyte into the pores. Polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyethylene Terephthalate (polyethylene terephthalate), polybutylene terephthalate (polybutyleneterephthalate), polyethylene naphthalate (polythylenenaphthalate) and the like. In addition, the gelling second polymer used in the first and second coating layers 102 and 104 may be polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer, or polyvinylidene fluoride-hexafluorofluoropropylene copolymer. ), Polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutylene oxide, polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polysulfone, polycarbonate ( polycarbonate, polyphenylene oxide, polyvinylidene chloride, and derivatives thereof, which have been used as one or more materials selected from the group consisting of.

상기와 같은 구조는 목적한 바와 같이 기계적 강도를 향상시킬 수 있으나 코팅막(102,104)의 제2겔화 고분자의 저항에 의해서 기저부(100)의 다공성 제1고분자층과 이에 합침된 액체 전해질만의 이온 전도도에 비하여 낮은 이온 전도도를 가지게 된다. 따라서, 기계적 강도 향상과 동시에 이온 전도도 향상을 위해 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)와 같은 저분자량의 가소제(plasticizer)가 요청(미국특허 제5,631,103호)되는데, 이러한 가소제 사용은 역시 환경적인 문제에 부딪치게 된다. 또한, 이러한 방법에 의해 제조된 다층구조 필름의 경우 다공성 제1고분자층의 기저부(100)의 외곽에 존재하는 겔화 제2고분자층의 코팅막(102,104)이 기공이 없는 치밀한 구조가 되어 이온전도 저항이 크며, 두 층간의 계면 접착력이 부족하여 전지의 장기적인 성능 유지에 문제가 있었다. Such a structure can improve the mechanical strength as desired, but due to the resistance of the second gelling polymer of the coating membranes 102 and 104 to the ionic conductivity of only the porous first polymer layer of the base portion 100 and the liquid electrolyte incorporated therein. It has lower ionic conductivity than that. Therefore, low molecular weight plasticizers such as dibutyl phthalate are required to improve mechanical strength and improve ionic conductivity (US Pat. No. 5,631,103), which also faces environmental problems. . In addition, in the case of the multi-layered film produced by the above method, the coating films 102 and 104 of the gelled second polymer layer existing on the base portion 100 of the porous first polymer layer become dense structures without pores, thereby increasing ion conductivity resistance. It was large and lacked the interfacial adhesion between the two layers, there was a problem in maintaining the long-term performance of the battery.

따라서, 건식1축연신법과 같이 친환경적이고 경제적이며, 다공성 제1고분자와 겔화 제2고분자 및 가소제를 이용한 3중막 구조와 같이 기계적강도 및 이온전도도를 동시에 만족시키는 미세다공성 복합막이 요구되어 왔다. 또한, 종래의 3중막 구조의 미세다공성 복합막 제조는 기저부와 코팅막을 물리적인 흡착방법 등에 의해 접착이 이루어지기 때문에, 기저부와 코팅막간의 계면접착력이 낮아져서 전지 조립 및 전지 성능 저하 등의 여러 가지 단점을 가지고 있었다. Accordingly, there has been a demand for a microporous composite membrane that is both environmentally friendly and economical, such as dry uniaxial stretching, and that satisfies mechanical strength and ion conductivity simultaneously, such as a triple membrane structure using a porous first polymer, a gelled second polymer, and a plasticizer. In addition, in the conventional microporous composite membrane manufacturing of the triple layer structure, since the base and the coating film are adhered to each other by physical adsorption method, the interfacial adhesion between the base and the coating film is lowered, which leads to various disadvantages such as battery assembly and battery performance deterioration. I had.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 제안된 것으로서, 연신(stretching) 가공 없이 다공성 제1고분자를 3중막 구조로 된 미세다공성 복합막의 기저부에 사용하는 종래의 일반적 방법과 달리, 상기 기저부를 건식1축연신에 의해 가공하여 제품폭 방향(TD) 인장강도 및 뚫림강도를 확보하며, 동시에 건식1축연신된 기저부에 코팅막을 입힘으로써 결과적으로 MD, TD 인장강도를 동시에 확보함을 목적으로 한다. 또한, 기저부와 복합막간의 계면접착력을 향상시키기 위하여 화학적인 표면개질 방법을 제시함을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, unlike the conventional method of using a porous first polymer on the base of the microporous composite membrane having a triple layer structure without stretching processing, the base is a dry monoaxial It is processed by stretching to secure the product width direction (TD) tensile strength and puncture strength, and at the same time to apply a coating film on the base of the dry uniaxially stretched, as a result, to secure the MD, TD tensile strength at the same time. In addition, an object of the present invention is to propose a chemical surface modification method for improving the interfacial adhesion between the base and the composite film.

상기의 목적을 이루기 위하여 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막은,폴리올레핀계 고분자 물질로서 기계방향(MD) 인장강도를 향상시키는 건식1축연신법에 의해 가공되어 제조되는 기저부와, 플루오르계 고분자 물질로서 상기 기저부의 양 측면에 접착되는 코팅막을 포함한다. 상기 다성분계 미세다공성 복합막은 상기 기저부에 사용될 폴리올리핀계 고분자 물질을 배합하여 기저부용 고분자 배합물을 제조하고, 상기 코팅막에 사용될 플루오르계 고분자 물질을 배합하여 코팅막용 고분자 배합물을 제조하는 과정과, 상기 제조된 기저부용 고분자 배합물을 소정의 크기로 압출, 성형한 기저부 필름을 생성하는 과정과, 상기 기저부 필름의 기계방향(MD) 인장강도를 향상시키는 1축연신을 수행하는 과정과, 상기 1축연신된 불활성, 소수성 성분의 기저부 필름의 양측면을 친수성을 갖도록 표면개질 처리하는 과정과, 상기 기저부 필름의 양측면에 상기 제조된 코팅막용 고분자 배합물을 접착하여 미세다공성 복합막을 생성하는 과정을 포함한다.In order to achieve the above object, the multi-component microporous composite membrane of the present invention is a polyolefin-based polymer material, which is manufactured by a dry uniaxial stretching method for improving the mechanical direction (MD) tensile strength, and the fluorine-based polymer material. It includes a coating film adhered to both sides of the base. The multi-component microporous composite membrane is a process for preparing a polymer formulation for the base by blending a polyolefin-based high molecular material to be used in the base, and preparing a polymer blend for the coating membrane by mixing a fluorine-based polymer material to be used in the coating membrane, Producing a base film extruded and molded to a predetermined size, and performing a uniaxial stretching to improve the machine direction (MD) tensile strength of the base film, and the uniaxial stretching Surface modification treatment of both sides of the base film of the inert, hydrophobic component to have a hydrophilicity, and the step of adhering the prepared polymer blend for coating film on both sides of the base film to produce a microporous composite membrane.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 본 발명의 기술 분야에 속하는 자의 일반적 관례에 따라서 달라질 수 있으며, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the detailed description of the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the reference numerals to the components of the drawings it should be noted that the same reference numerals as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to general practices of those belonging to the technical field of the present invention, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

도 2는 본 발명에 따른 다성분계 미세다공성 복합막의 구성 블록을 도시한 그림이다. (이하에서는, 다성분계 미세다공성 복합막이라 함은, 종래 도1에 도시한 바와 같이 기저부의 물질로서 연신 과정 없이 다공성 제1고분자를 그대로 사용하는 종래의 미세다공성 복합막과 달리, 건식1축연신법에 의해 가공된 기저부를 가지는 본 발명의 미세다공성 복합막을 다성분계 미세다공성 복합막이라 부르기로 한다) FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration block of a multicomponent microporous composite membrane according to the present invention. FIG. (Hereinafter, the multicomponent microporous composite membrane is a dry uniaxial stretching method, unlike the conventional microporous composite membrane which uses the porous first polymer as it is without the stretching process as a base material as shown in Fig. 1). The microporous composite membrane of the present invention having a base processed by is referred to as a multicomponent microporous composite membrane)

본 발명에 따른 다성분계 미세다공성 복합막은 기저부(200)와 제1,제2코팅막(202,204)으로 이루어지는데, 도 1에 도시한 종래 미세다공성 복합막과 비교할 때 다음과 같은 두 가지 물리적 특성이 있다. The multi-component microporous composite membrane according to the present invention is composed of a base portion 200 and first and second coating membranes 202 and 204. Compared with the conventional microporous composite membrane shown in FIG. .

첫째, 도 1에 도시한 기저부(100)는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등을 용제와 용매를 사용하는 습식방식에 의하여 추출, 상분리 과정에 의하여 제조되는 반면에, 본 발명의 기저부(200)는 폴리올레핀계가 건식1축연신법에 의해 연신 가공되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 다성분계 미세다공성 복합막의 기저부(200)에 사용될 폴리올리핀계 고분자 물질은, 상기 폴리올레핀계는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular Weight polyethylene), 고분자량폴리에틸렌(High molecular weight polyethylene), 고밀도폴리에틸렌(High density polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low density polyethylene), 선형저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 고결정성폴리프로필렌(High crystalline polypropylene), 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체(Polyethylene-proopylene Co-polymer), 및 이들의 혼합물로 이루어지는 것 중 1종 이상의 물질이 단독, 복합(brend) 형태로 사용되어 건식1축연신으로 가공된다. 상기 물질로 이루어진 기저부 표면(212,214)의 주사전자 현미경 사진을 도 3에 도시하였는데, 도시된 바와 같이 건식1축연신된 기저부는 기공크기와 뚫림정도(기공도)가 일정함을 알 수 있다. 상기 기공크기를 일정하게 하는 결정, 비결정 영역의 결정화 유도를 위하여 초고분자량폴리에틸렌파우더, 고밀도폴리에틸렌 왁스, 저밀도폴리에틸렌 왁스, 선형저밀도폴리에틸렌왁스, 초저밀도폴리에틸렌 등이 적정량 첨가되어야 하는데, 상기와 같이 일정 기공크기 생성 방법은 공지된 사실이므로 당업자에게 당연한 사실이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. First, the base portion 100 shown in FIG. 200) is characterized in that the polyolefin system is stretched by a dry uniaxial stretching method. Polyolefin-based polymer material to be used in the base portion 200 of the multi-component microporous composite membrane according to the present invention, the polyolefin is a high molecular weight polyethylene (Ultra high molecular weight polyethylene), high molecular weight polyethylene (High molecular weight polyethylene), high density polyethylene (High density polyethylene), Low density polyethylene, Linear low density polyethylene, Polypropylene, High crystalline polypropylene, Polyethylene-proopylene Co and at least one of the polymers, and mixtures thereof, is used alone or in combination to be subjected to dry uniaxial stretching. Scanning electron micrographs of the base surfaces 212 and 214 made of the material are shown in FIG. 3, as shown in the drawing. Ultra-high molecular weight polyethylene powder, high density polyethylene wax, low density polyethylene wax, linear low density polyethylene wax, ultra low density polyethylene, etc. should be added in order to induce crystallization of the crystals and amorphous regions that make the pore size constant. Since the production method is a known fact, it will be obvious to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

기저부 양측면(212,214)에 접합되는 제1, 제2코팅막(202,204)에 사용되는 물질로는 폴리플루오르계가 사용되는데, 상기 폴리플루오르계는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF;polyvinylidene fluoride), 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사 플루오르프로필렌 공중합체(polyvinylidene fluoride hexafluoride propylene co-polymer), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 폴리부틸렌 옥사이드(polybuthylene oxide), 폴리우렌탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리비닐리덴클루오라이드(polyvinylidene chloride) 및 이들의 유도체로 이루어지는 것으로부터 선택되는 1종 이상의 물질이 바람직하다.Polyfluoride is used as a material for the first and second coating layers 202 and 204 bonded to both sides 212 and 214 of the base, and the polyfluoride is polyvinylidene fluoride (PVDF) or polyvinylidene fluoride. Polyvinylidene fluoride hexafluoride propylene co-polymer, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybuthylene oxide, polyurethane, polyacrylo Preference is given to at least one material selected from nitriles, polyacrylates, polyvinylidene chlorides and derivatives thereof.

또한, 상기 제1, 제2 코팅막(202,204)에 사용되는 고분자 물질에 대한 용매로서 각 물질에 따라 선택될 수 있으나, 일반적으로 아세톤(acetone), 에탄올(ethanol), 1메틸-2피콜리돈(1methyl-2pyrrolidone), n-부탄올(n-butanol), n-프로판올(n-propanol), n-헥산(n-hexane), 아세틱산(acetic acid), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 디메틸에테르(dimethyl ether), 디메틸아세트아미드(dimethyl Acetamide:DMAc), 다이옥산(dioxane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran:THF), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 크실렌(xelene), 물(water) 및 이들의 혼합물로 이루어진 것으로부터 선택되는 1종 이상의 것이 바람직하다. In addition, as a solvent for the polymer material used in the first and second coating films 202 and 204, it may be selected according to each material, but generally acetone, ethanol, 1methyl-2 picolidon ( 1methyl-2pyrrolidone, n-butanol, n-propanol, n-propanol, n-hexane, n-hexane, acetic acid, ethyl acetate, dimethyl ether ether, dimethyl acetamide (DMAc), dioxane, tetrahydrofuran (THF), benzene, toluene, xylene, water, and mixtures thereof It is preferable that at least one selected from the group consisting of

한편, 도 1에 도시한 종래 미세다공성 복합막과 도 2에 도시한 본 발명에 따른 다성분계 미세다공성 복합막을 비교할 때 두 번째 특징으로는, 기저부(200)와 코팅(202,204)막 사이(212,214)에 향상된 계면접착력을 가지고 있다는 점이다. 종래의 미세다공성 복합막의 경우 기저부와 코팅막이 물리적인 흡착 등에 의해 접착되기 때문에 전지 조립 어려움, 성능 저하 등의 여러 문제가 있었다. 따라서, 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막은 기저부(200)와 코팅막(202,204)의 접착을 물리적 흡착이 아닌 화학적인 표면개질을 수행함으로써, 기저부와 코팅막의 접착력을 높여 전지 조립 용이, 성능 향상 등을 도모할 수 있는 것이다. 상기의 표면개질 처리는 상기 기저부(200)의 표면(212,214)에 코로나 방전 처리하여 친수성을 향상시킴으로써 이루어지는데, 이러한 표면개질 처리 과정은 도 4의 S408 단계에서 상세히 후술한다. On the other hand, when comparing the conventional microporous composite membrane shown in Figure 1 and the multi-component microporous composite membrane according to the present invention shown in Figure 2, the second feature, between the base portion 200 and the coating (202, 204) film (212,214) Has an improved interfacial adhesion. In the conventional microporous composite membrane, since the base and the coating membrane are adhered to each other by physical adsorption, there are various problems such as battery assembly difficulty and performance degradation. Accordingly, the multi-component microporous composite membrane of the present invention performs chemical surface modification of the base 200 and the coating films 202 and 204 instead of physical adsorption, thereby increasing the adhesion between the base and the coating film, thereby facilitating battery assembly and improving performance. It can be planned. The surface modification treatment is performed by corona discharge treatment on the surfaces 212 and 214 of the base portion 200 to improve hydrophilicity. This surface modification treatment process will be described later in detail at step S408 of FIG. 4.

도 4는 상기 다성분계 미세다공성 복합막을 제조하는 과정을 도시한 플로차트이다.4 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the multicomponent microporous composite membrane.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따라 다성분계 미세다공성 복합막을 생성하기 위해서는 우선, 기저부(200)와 코팅막(202,204)에 사용될 고분자 물질을 배합하는 과정(S402)을 가져야 한다. 즉, 분자량이 적은 물질들을 배합하여 기저부와 코팅막에 사용될 수 있도록 보다 분자량이 큰 고분자 물질로 배합하는 과정을 가지는 것이다.Referring to Figure 2, in order to produce a multi-component microporous composite film according to the present invention, first, a step (S402) of mixing the polymer material to be used in the base portion 200 and the coating film (202, 204). In other words, a compound having a lower molecular weight has a process of compounding a higher molecular weight material so that it can be used in the base and the coating film.

기저부(200)는 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 폴리올레핀계 수지로서, 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular Weight polyethylene), 고분자량폴리에틸렌(High molecular weight polyethylene), 고밀도폴리에틸렌(High density polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low density polyethylene), 선형저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 고결정성폴리프로필렌(High crystalline polypropylene), 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체(Polyethylene-proopylene Co-polymer) 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 상기 고분자 물질 중에서 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular Weight polyethylene)과 고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene)을 배합하여 기저부에 사용될 고분자 물질을 생성하는 과정을 예로 들어 설명하기로 한다. 즉, 기저부에 사용되는 고분자 물질은 헨셀믹서, 밤바리믹서, 프렌터리 믹서 등을 이용하여 초고분자량폴리에틸렌(분자량 250만) 5% 중량부, 고밀도 폴리에틸렌(분자량 40만) 90% 중량부, 이가녹스1010 3% 중량부, 폴리에틸렌 왁스 2% 중량부를 계량하여 실온에서 1시간 배합하여 생성된다. 상기에서 폴리에틸렌 왁스 2% 중량부는 기저부의 기공생성을 위하여 첨가됨은 도 1에서 이미 설명하였다. 이러한 기저부에 사용될 고분자 물질 배합과정 및 배합비율은 상기 방법이외에도 공지된 다양한 방법으로 이루어질 수 있음은 자명한 사실일 것이다.Base portion 200 is a polyolefin-based resin as described above in Figure 2, ultra high molecular weight polyethylene (Ultra high molecular weight polyethylene), high molecular weight polyethylene (High molecular weight polyethylene), high density polyethylene (Low density polyethylene), low density polyethylene (Low) density polyethylene, linear low density polyethylene, polypropylene, high crystalline polypropylene, polyethylene-proopylene co-polymer and mixtures thereof may be used. However, in the embodiment of the present invention, a process of generating a polymer material to be used at the bottom by blending ultra high molecular weight polyethylene (Ultra high molecular weight polyethylene) and high density polyethylene (high density polyethylene) will be described as an example. In other words, the polymer material used for the base part is 5% by weight of ultra high molecular weight polyethylene (2.5 million molecular weight), 90% by weight of high density polyethylene (molecular weight 400,000) using Henschel mixer, Bambari mixer, and French mixer. 1010 3% by weight, polyethylene wax 2% by weight is produced by mixing for 1 hour at room temperature. 2% by weight of polyethylene wax in the above was added to the pore generation of the base has already been described in FIG. It will be apparent that the polymer material blending process and blending ratio to be used in such a base can be made by various methods known in addition to the above method.

한편, 기저부(200)의 양측면(212,214)에 접합되는 코팅막(202,204)에 사용될 고분자 물질은 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 폴리플루오르계 수지로서, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF;polyvinylidene fluoride), 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사 플루오르프로필렌 공중합체(polyvinylidene fluoride hexafluoride propylene co-polymer), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 폴리부틸렌 옥사이드(polybuthylene oxide), 폴리우렌탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리비닐리덴클루오라이드(polyvinylidene chloride) 및 이들의 유도체가 사용될 수 있는데, 본 발명의 실시 예로서 상기 다양한 고분자 물질 중에서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 이용하여 코팅막을 배합하는 과정을 설명한다. Meanwhile, the polymer material to be used for the coating films 202 and 204 bonded to both sides 212 and 214 of the base 200 is a polyfluoric resin, as described above with reference to FIG. 2, and includes polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl resin. Polyvinylidene fluoride hexafluoride propylene co-polymer, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybuthylene oxide, polyurethane, poly Acrylonitrile (polyacrylonitrile), polyacrylate (polyacrylate), polyvinylidene chloride (polyvinylidene chloride) and derivatives thereof may be used, as an embodiment of the present invention polyvinylidene fluoride ( The process of compounding the coating film using PVDF) will be described.

예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 이용한 코팅막에 사용할 배합물을 제조하는 것은 프렌터리 믹서를 이용하여 분자량 10만 내지 17만의 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 중량부 10 내지 27WT% 계량하여 용매용도로서 중량부 90~73WT%의 1메틸-2피롤리돈(NMP)를 첨가하여 60도의 배합온도로 3시간 배합한 후 진공 하에서 1시간 기포를 제거하여 제1배합물을 생성한다. 또한, 마찬가지로 분자량 10만 내지 17만의 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리버(PVDF homo polymer)를 중량부 8 내지 16WT% 계량하여 중량부 92~84WT%의 1메틸-2피놀리돈(NMP)에 첨가하여 60도의 배합온도로 3시간 배합 후 진공 하에서 1시간 기포를 제거하여 제2배합물을 생성한다. 그 후, 상기 생성된 제1배합물의 20~40WT% 중량부와 상기 생성된 제2배합물의 60~80WT% 중량부를 혼합하여 상기와 동일한 배합조건으로 2시간 혼련, 기포를 제거함으로써 최종 배합물인 코팅막에 사용될 고분자 물질을 생성한다. For example, preparing a compound to be used for a coating film using polyvinylidene fluoride is to use a solvent mixer by weighing 10 to 27 WT% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) of 100,000 to 170,000 molecular weight As a weight part 90-73WT% of 1 methyl-2pyrrolidone (NMP) is added and blended for 3 hours at a 60 ° mixing temperature, and then the air bubbles are removed for 1 hour under vacuum to produce a first blend. Likewise, polyvinylidene fluoride homopolymer (PVDF homopolymer) having a molecular weight of 100,000 to 170,000 was weighed by 8 to 16 WT%, and added to 1 part by weight of 92 to 84 WT% of 1methyl-2pinolidon (NMP). After mixing for 3 hours at a blending temperature of 60 degrees, bubbles are removed under vacuum for 1 hour to produce a second blend. Thereafter, 20 to 40 WT% by weight of the produced first mixture and 60 to 80 WT% by weight of the produced second mixture are mixed and kneaded under the same compounding conditions as above for 2 hours to remove bubbles, thereby coating the final formulation. To produce a polymeric material to be used.

한편, 상기 배합과정(S402)을 거쳐 기저부에 사용될 고분자 물질(이하, 기저부용 고분자 배합물이라 함)과 코팅막에 사용될 고분자 물질(코팅막용 고분자 배합물이라 함)이 생성되면, 상기 기저부용 고분자 배합물이 분리막 역할을 수행할 수 있도록 배합된 기저부용 고분자 배합물을 두께 100um 필름으로 압출, 성형하여 기저부 필름을 생성하는 과정(S404)을 갖는다. 상기 압출, 성형은 L/D(Length/diameter) 38:1 이상의 이축압출기에 코우트행거(coat hanger) 형의 T-dies를 이용, 두께 100um의 precursor film으로 압출한다. 이때 다이스의 온도는 210도이며, 토출량의 균일성을 위하여 melt-pump를 장착하고 연속적으로 열풍순환조를 통과시켜 배향 및 결정화를 유도한다.On the other hand, when the polymer material to be used in the base (hereinafter referred to as the base polymer blend) and the polymer material to be used in the coating film (called the polymer blend for coating film) is produced through the blending process (S402), the base polymer blend is separated The base polymer blended to perform a role is extruded and molded into a 100 um thick film to produce a base film (S404). The extrusion and molding are extruded into a precursor film having a thickness of 100 um using a coat hanger type T-dies in a L / D (Length / diameter) 38: 1 or more twin screw extruder. At this time, the temperature of the die is 210 degrees, and the melt-pump is installed for uniformity of the discharge amount, and the hot air circulation tank is continuously passed to induce orientation and crystallization.

상기와 같이 기저부용 고분자 배합물을 100um 두께의 기저부 필름 형태로 압출, 성형하는 과정(S404)이 있은 후에는, 상기 성형된 100um 두께의 기저부 필름을 연신함으로써 25um 두께의 필름으로 하여 1축 방향의 인장강도를 높이는 1축연신 과정(S406)을 갖는다. 본 발명 기저부에 사용되는 고분자 물질은 건식1축연신법에 의해 연신되는데, 상기 연신(stretching) 과정(S406)은 기계 방향(MD)으로 1축연신 수행된다. 따라서, 1차로 롤 연신기를 이용하여 실온에서 lamella 층의 개열을 위한 냉연신을 실시하고 열고정하고 연속하여 열풍 가열조에서 고분자의 융점 이하의 온도에서 열신 한 후 보다 낮은 온도에서 열고정하여 두께 25um의 기저부 필름을 생성한다. 상기 건식1축연신 과정을 가짐으로써, 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막은 1성분계를 기계방향(MD)으로 1축 연신하여 가공함으로써 경제적이고 친환경적인 방법을 취할 수 있게 된다. 한편, 상기의 압출, 성형 과정 및 1축 연신 과정은 종래 공지된 기술로서 상기 방법이외에도 다양한 방법으로 압출,성형/연신이 이루어질 수 있음은 자명할 것이다.After the step (S404) of extruding and molding the base polymer compound in the form of a 100 μm thick base film as described above (S404), the base 100 μm thick film is stretched to form a 25 μm thick film in a uniaxial direction. It has a uniaxial stretching process (S406) to increase the strength. The polymer material used in the base of the present invention is stretched by a dry uniaxial stretching method, the stretching process (S406) is carried out uniaxial stretching in the machine direction (MD). Therefore, cold drawing for cleavage of the lamella layer at room temperature is carried out using a roll drawing machine at first, heat-setting, and continuously hot-heating at a temperature below the melting point of the polymer in a hot-air heating bath, and then heat-setting at a lower temperature to a base film having a thickness of 25 um. Create By having the dry uniaxial stretching process, the multicomponent microporous composite membrane of the present invention can be economically and environmentally friendly by uniaxially stretching the monocomponent system in the machine direction (MD). On the other hand, the extrusion, molding process and uniaxial stretching process is known in the art it will be apparent that the extrusion, molding / stretching can be made in a variety of methods in addition to the above method.

상기 압출, 성형 과정(S404) 및 연신 과정(S406)을 거쳐 기저부 필름이 생성된 후에는, 상기 기저부 필름의 표면을 개질 처리하는 과정(S408)을 갖는다. 상기 개질처리란 기저부 필름과 코팅막의 접착력을 향상시키기 위하여 기저부 필름의 계면접착력을 향상시키는 화학적인 표면개질 과정을 말한다. 종래의 미세다공성 복합막의 경우 기저부 필름의 표면과 코팅막이 물리적인 흡착 등에 의해 접착하기 때문에 전지 조립 어려움, 전지성능 저하 등의 여러 문제가 있었다. 따라서, 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막은 기저부 필름과 코팅막의 접착을 물리적 흡착이 아닌 화학적인 표면개질을 수행함으로써, 기저부 필름과 코팅막의 접착력을 높여 전지 조립 용이, 전지성능 향상 등을 도모할 수 있는 것이다. After the base film is formed through the extrusion, molding (S404) and stretching (S406), the surface of the base film is modified (S408). The modification treatment refers to a chemical surface modification process for improving the interfacial adhesion of the base film in order to improve the adhesion between the base film and the coating film. In the conventional microporous composite membrane, since the surface of the base film and the coating membrane are adhered to each other by physical adsorption, there are various problems such as battery assembly difficulty and battery performance deterioration. Accordingly, the multi-component microporous composite membrane of the present invention performs chemical surface modification of the base film and the coating film instead of physical adsorption, thereby increasing the adhesive strength of the base film and the coating film, thereby facilitating battery assembly and improving battery performance. It is.

상기의 표면개질 처리 과정(S408)은 상기 기저부 필름의 표면에 코로나 방전 처리함으로써 이루어진다. 상기의 코로나 방전은 기저부 필름에 높은 전압을 인가하게 되면 전기장의 강한 부분이 발광하여 전도성을 갖는 과정으로서, 전기장이 강해진 부분에서 부분적인 방전이 빛이나 소리로 나타나는 현상을 말한다. 일반적으로 폴리올레핀 고분자 필름의 표면은 불활성과 강한 소수성을 나타내므로, 플루오르계 단량체인 코팅막과 기저부 필름과의 접착력 향상시키기 위해서는 기저부 필름의 양측면을 친수화 처리하는 것이 필요하다. 이러한 친수화 처리를 위해 코로나 방전이 플루오르계 코팅막의 접착에 앞서 전처리(pre-process)로서 수행되는 것이다. The surface modification process S408 is performed by corona discharge treatment on the surface of the base film. The corona discharge is a process in which a strong portion of the electric field emits light and has conductivity when a high voltage is applied to the base film, and a partial discharge is generated as light or sound in a portion where the electric field is strengthened. In general, since the surface of the polyolefin polymer film exhibits inertness and strong hydrophobicity, it is necessary to hydrophilize both sides of the base film in order to improve adhesion between the coating film and the base film, which are fluorinated monomers. Corona discharge is performed as a pre-process prior to the adhesion of the fluorine-based coating film for this hydrophilization treatment.

상기 기저부 필름의 코로나 방전이라는 표면개질 과정(S408)이 있은 후에는, 코팅막을 코로나 방전된 기저부 필름에 접착시키는 과정(S410)을 갖는다. 즉, 기저부 필름의 양측면에 플루오르계 고분자 용액 즉, 코팅막에 사용하기 위하여 상기 배합과정에서의 제1배합물과 제2배합물을 융합하여 생성한 최종 배합물을 Slot dies를 사용하여 제1코팅막과 제2코팅막의 도포 두께로 각각 2um로 접착하고 초순수를 첨가하여 상분리(phase separation)한 후 65도의 열풍건조로에서 건조, 휘발 처리한다. 상기에서 제1코팅막과 제2코팅막과 기저부 필름 양측면의 상호 접착력은 종래보다 향상되어 접착되는데, 이는 불활성과 강한 소수성을 갖는 기저부 필름이 표면개질 처리 과정을 거침으로써 친수성이 높아져 상호간에 높은 접착력을 가질 수 있는 것이다. After the surface modification process S408 called corona discharge of the base film, the coating film is adhered to the corona discharged base film (S410). That is, the final compound produced by fusing the first compound and the second compound in the blending process for use in the fluorine-based polymer solution, that is, the coating film on both sides of the base film using slot dies, the first coating film and the second coating film After 2μm of each coating thickness, ultrapure water was added and phase separation was carried out, followed by drying and volatilization in a hot air drying furnace at 65 degrees. In the above, the mutual adhesion of both sides of the first coating film, the second coating film, and the base film is improved and adhered to the prior art. This is because the base film having inertness and strong hydrophobicity is subjected to a surface modification process and thus has high hydrophilicity, thereby having high adhesive strength between them. It can be.

한편, 상기의 상분리(phase separation)는 종래 미세다공성 복합막 제조 방법 중에서 polymer+solvent+non solvent로 이루어진 3성분계 Phase invesion(3상분리:3Phase) 방법에서 적용되는 상분리와 동일한 방법으로 이루어지는데, 상기에서 상분리(phase separation)란 polymer(폴리머)와 solvent(용매)로 된 균일한 폴리머 용액(polymer solution)에 초순수인 증류수(non solvent)를 첨가함으로써 불안정한 상태로 전이시켜 결과적으로 코팅막에 기공을 형성할 수 있게 하는 것이다. On the other hand, the phase separation (phase separation) is made of the same method as the phase separation applied in the three-component phase invesion (three phase separation: 3 Phase) method consisting of polymer + solvent + non solvent in the conventional microporous composite membrane manufacturing method, Phase separation is the addition of ultrapure distilled water (non-solvent) to a homogeneous polymer solution consisting of polymer and solvent, resulting in unstable conditions, resulting in the formation of pores in the coating film. It is to be.

상기 코팅막 접착 과정(S410)이 완료된 후에는 기저부 필름과 코팅막의 접착을 좀더 확실히 하기 위하여 롤프레싱 하는 과정(S412)을 가진다. 이러한 롤프레싱 과정은 종래 미세다공성 복합막 생성 시에 코팅막을 접착시키는 방법과 마찬가지로, 기저부 필름에 접착된 코팅막의 표면 평활도, 두께, 접착력을 확보하기 위하여 롤표면 온도 90도, 롤과 롤 사이의 갭(gap)을 24um로 하여 롤프레싱 처리(S412)한다. 상기 각 과정을 거쳐 생성된 다성분계 미세다공성 복합막의 코팅막 표면(PVDF 코팅막 표면)을 도 5에 도시하였다. After completion of the coating film adhesion process (S410) has a process of roll pressing (S412) to more secure the adhesion of the base film and the coating film. This roll-pressing process is similar to the method of adhering the coating film when the conventional microporous composite film is produced. In order to secure the surface smoothness, thickness, and adhesion of the coating film adhered to the base film, the roll surface temperature is 90 degrees, and the gap between the roll and the roll. Roll pressing is performed at a gap of 24 um (S412). The coating film surface (PVDF coating film surface) of the multi-component microporous composite film produced through each process is shown in FIG. 5.

결국, 상기 각 과정을 거쳐 최종 완성되는 다성분계 미세다공성 복합막은, 기계방향(MD), 제품폭 방향(TD) 인장강도에 있어서 각각 1700kg/㎠, 300kg/㎠을 나타내며, 기저부의 기공 크기는 0.05~0.1um, 기저부 양측면의 코팅막의 기공 크기는 0.2~0.5um를 나타내고 기공도는 기저부 45%, 양측면의 코팅막 51%를 나타낸다. 따라서, 기계방향(MD), 제품폭 방향(TD) 인장강도가 종래 미세다공성 복합막에 비해 향상되었음을 알 수 있다.As a result, the multicomponent microporous composite membrane, which is finally finished through the above processes, exhibits 1700 kg / cm 2 and 300 kg / cm 2 in machine direction (MD) and product width direction (TD) tensile strength, respectively, and the pore size of the base is 0.05. ~ 0.1um, the pore size of the coating film on both sides of the base is 0.2 ~ 0.5um, the porosity is 45% of the base, 51% of the coating film on both sides. Therefore, it can be seen that the mechanical strength (MD) and product width (TD) tensile strengths are improved compared to the conventional microporous composite membrane.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, the above-described embodiment is for the purpose of description, and various ordinary embodiments of the present invention may be made by those skilled in the art. I can understand.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 건식1축연신에 의해 미세다공성 복합막의 기저부를 제조한 후 코팅막을 접착시킴으로써 인장강도를 확보함과 동시에 생산성 향상, 친환경성을 구현할 수 있게 되었다. 또한, 기저부 양측 표면을 화학적 개질 처리하여 코팅막이 기저부 표면에 보다 잘 접착하도록 계면접착력을 향상시킴으로써, 리튬 2차 전지 등에 미세다공성 복합막이 사용될 시에 전지제조 용이, 전지 성능 향상 등을 가져올 수 있다. As described above, the present invention, by preparing the base portion of the microporous composite membrane by dry uniaxial stretching, and by adhering the coating film it is possible to secure the tensile strength and to improve the productivity, environmentally friendly. In addition, by improving the interfacial adhesion of the coating film to the base surface by chemically modifying the surface on both sides of the base part, it is possible to produce a battery easily and improve battery performance when the microporous composite membrane is used in a lithium secondary battery or the like.

도 1은 종래의 미세다공성 복합막의 내부 구성을 도시한 그림.1 is a view showing the internal configuration of a conventional microporous composite membrane.

도 2는 본 발며에 따른 다성분계 미세다공성 복합막의 내부 구성을 도시한 그림.Figure 2 is a diagram showing the internal configuration of the multi-component microporous composite membrane according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 건식1축연신에 의해 가공된 기저부 표면의 전자 현미경 사진.3 is an electron micrograph of the base surface processed by dry uniaxial stretching according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 다성분계 미세다공성 복합막을 생성하는 과정을 도시한 플로차트.4 is a flowchart illustrating a process of generating a multicomponent microporous composite membrane according to the present invention.

도 5는 본 발명의 다성분계 미세다공성 복합막의 외관 코팅막 표면의 전자 현미경 사진.Figure 5 is an electron micrograph of the surface of the outer coating film of the multi-component microporous composite membrane of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

S402: 기저부용 고분자 배합물 및 코팅막용 고분자 배합물 생성S402: Generation of polymer formulation for base and coating membrane

S404: 기저부용 고분자 배합물 압출, 성형S404: Extrusion, molding of polymer compound for base

S406: 기저부 필름 1축연신S406: Base film uniaxially stretched

S408: 기저부 필름의 표면개질S408: Surface Modification of Base Film

S410: 기저부 필름에 코팅막 접착S410: Bonding the coating film to the base film

S412: 롤프레싱 처리S412: roll pressing treatment

Claims (7)

분리막 및 전해질로서의 역할을 수행하는 기저부와 상기 기저부 양 측면에 부착된 코팅막으로 된 미세다공성 복합막에 있어서,In the microporous composite membrane consisting of a base and a coating film attached to both sides of the base to serve as a separator and an electrolyte, 폴리올레핀계 고분자 물질로서 기계방향(MD) 인장강도를 향상시키는 건식1축연신법에 의해 가공되어 제조되는 기저부와,A base made of a polyolefin-based polymer material which is processed and manufactured by a dry uniaxial stretching method for improving the mechanical strength (MD) tensile strength; 플루오르계 고분자 물질로서 상기 기저부의 양 측면에 접착되는 코팅막Coating film adhered to both sides of the base as a fluoropolymer material 을 포함하는 건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막.Dry uniaxial stretching / surface modified multi-component microporous composite membrane comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기저부는 계면접찹력을 향상시키기 위하여 기저부의 친수성을 높이는 표면개질 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 다성분계 미세다공성 복합막. The base portion is a multi-component microporous composite membrane, characterized in that the surface modification treatment to increase the hydrophilicity of the base portion in order to improve the interfacial adhesion. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 기저부의 친수성을 높이는 것은 코로나 방전을 통하여 표면개질 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 다성분계 미세다공성 복합막. The hydrophilicity of the base portion is a multi-component microporous composite membrane, characterized in that the surface modification treatment through a corona discharge. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 기저부의 폴리올리핀계 고분자 물질은 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular Weight polyethylene), 고분자량폴리에틸렌(High molecular weight polyethylene), 고밀도폴리에틸렌(High density polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low density polyethylene), 선형저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 고결정성폴리프로필렌(High crystalline polypropylene), 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체(Polyethylene-proopylene Co-polymer), 및 이들의 혼합물로 이루어진 1종 이상의 단독/복합(brend) 물질인 것을 특징으로 하는 다성분계 미세다공성 복합막. The base polyolefin-based polymer material is ultra high molecular weight polyethylene (Ultra high molecular weight polyethylene), high molecular weight polyethylene (High molecular weight polyethylene), high density polyethylene (Low density polyethylene), low density polyethylene (Linear low density polyethylene) Linear low density polyethylene, polypropylene, high crystalline polypropylene, polyethylene-proopylene co-polymer, and mixtures thereof Multi-component microporous composite membrane, characterized in that the material. 분리막 및 전해질로서의 역할을 수행하는 기저부와 상기 기저부 양 측면에 부착된 코팅막으로 된 미세다공성 복합막을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a microporous composite membrane consisting of a base and a coating film attached to both sides of the base to serve as a separator and an electrolyte, 상기 기저부에 사용될 폴리올리핀계 고분자 물질을 배합하여 기저부용 고분자 배합물을 제조하고, 상기 코팅막에 사용될 플루오르계 고분자 물질을 배합하여 코팅막용 고분자 배합물을 제조하는 과정과,Preparing a polymer blend for the base by blending a polyolefin-based polymer material to be used in the base, and preparing a polymer blend for the coating by blending a fluorine-based polymer to be used in the coating film; 상기 제조된 기저부용 고분자 배합물을 소정의 크기로 압출, 성형한 기저부 필름을 생성하는 과정과,A process of producing a base film extruded and molded to a predetermined size for the prepared base polymer blend, 상기 기저부 필름의 기계방향(MD) 인장강도를 향상시키는 1축연신을 수행하는 과정과,Performing uniaxial stretching to improve the machine direction (MD) tensile strength of the base film; 상기 1축연신된 불활성, 소수성 성분의 기저부 필름의 양측면을 친수성을 갖도록 표면개질 처리하는 과정과,Surface modification treatment of both sides of the uniaxially-stretched inert, hydrophobic base film with hydrophilicity, 상기 기저부 필름의 양측면에 상기 제조된 코팅막용 고분자 배합물을 접착하여 미세다공성 복합막을 생성하는 과정A process for producing a microporous composite membrane by adhering the prepared polymer blend for coating film on both sides of the base film 을 포함하는 건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막을 제조하는 방법.Method for producing a dry uniaxial stretching / surface modified multi-component microporous composite membrane comprising a. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 표면개질 처리하는 과정은 코로나 방전을 통해 친수성을 갖도록 처리되는 것을 특징으로 하는 건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막을 제조하는 방법.The surface modification process is a method for producing a dry uniaxially stretched / surface modified multi-component microporous composite membrane, characterized in that the treatment to be hydrophilic through the corona discharge. 제5항 또는 제6항에 있어서, The method according to claim 5 or 6, 상기 미세다공성 복합막을 생성하는 과정을 마친 후에는 상기 미세다공성 복합막의 평활도 및 두께, 접착력을 보장하기 위하여 소정 두께로 롤프레싱 처리하는 과정을 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막을 제조하는 방법.After finishing the process of producing the microporous composite membrane dry uniaxial stretching / surface modification further comprising the step of a roll pressing process to a predetermined thickness in order to ensure the smoothness, thickness, adhesion of the microporous composite membrane To prepare a multicomponent microporous composite membrane.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100897104B1 (en) * 2006-11-02 2009-05-14 현대자동차주식회사 Manufacturing method of electrolyte reinforcing film having a multilayer structure
KR100928898B1 (en) 2009-04-17 2009-11-30 (주)씨에스텍 Preparation method of microporous polymer membrane and microporous polymer membrane prepared by the above method
KR101161315B1 (en) 2009-11-19 2012-07-09 (주)인터포어 Structure for production of nano micro bubble and apparatus for production of nano micro bubble with that
KR101361675B1 (en) 2011-03-31 2014-02-12 주식회사 엘지화학 Method for Manufacturing Electrode Assembly and Electrode Assembly Manufactured Thereby
CN119101281A (en) * 2024-10-10 2024-12-10 天津氟膜新材料有限公司 A preparation method and application of PEO-modified PTFE film

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100897104B1 (en) * 2006-11-02 2009-05-14 현대자동차주식회사 Manufacturing method of electrolyte reinforcing film having a multilayer structure
KR100928898B1 (en) 2009-04-17 2009-11-30 (주)씨에스텍 Preparation method of microporous polymer membrane and microporous polymer membrane prepared by the above method
WO2010120056A2 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Cs Tech Co., Ltd Method of producing microporous polymer membrane and microporous polymer membrane produced by the method
WO2010120056A3 (en) * 2009-04-17 2011-01-06 Cs Tech Co., Ltd Method of producing microporous polymer membrane and microporous polymer membrane produced by the method
CN102271791A (en) * 2009-04-17 2011-12-07 Cs特科有限公司 Method of producing microporous polymer membrane and microporous polymer membrane produced by the method
KR101161315B1 (en) 2009-11-19 2012-07-09 (주)인터포어 Structure for production of nano micro bubble and apparatus for production of nano micro bubble with that
KR101361675B1 (en) 2011-03-31 2014-02-12 주식회사 엘지화학 Method for Manufacturing Electrode Assembly and Electrode Assembly Manufactured Thereby
CN119101281A (en) * 2024-10-10 2024-12-10 天津氟膜新材料有限公司 A preparation method and application of PEO-modified PTFE film

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