KR20060058346A - Ultrathin, porous and mechanically stable nonwoven fabric, method for producing thereof and it's use - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 화학적 및/또는 열적으로 결합되고, 적어도 한 가지 방향으로의 최고 인장력이 적어도 15 N/5 cm이며, 상기 방향으로의 최고 인장력 팽창율이 최고 35%이고, 기공성이 적어도 25 %이며, 두께가 30 ㎛ 이하인 부직포 재료가 기술된다.In the present invention, chemically and / or thermally bonded, the highest tensile force in at least one direction is at least 15 N / 5 cm, the highest tensile expansion in this direction is at most 35%, the porosity is at least 25%, , A nonwoven material having a thickness of 30 μm or less is described.
상기 부직포 재료는 분리기-재료로서 사용되거나 또는 박막용 캐리어 재료로서 사용될 수 있다.The nonwoven material can be used as a separator-material or as a carrier material for thin films.
Description
본 발명은 기계적으로 안정적인 동시에 기공성인 초박 부직포, 상기 부직포의 제조, 및 축전지, 배터리 또는 연료 전지와 같은 전기 화학적 셀을 위한 그리고 슈퍼 콘덴서와 같은 전기 에너지용 저장기를 위한 분리기로서 사용하기 위한 상기 부직포의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanically stable, porous, ultra-thin nonwoven fabric, the preparation of the nonwoven fabric, and the nonwoven fabric for use as a separator for electrochemical cells such as accumulators, batteries or fuel cells and for reservoirs for electrical energy such as super capacitors. It is about a use.
전기 화학적 셀은, 상기 셀 내에서 상이하게 충전된 2개의 전극을 분리시킴으로써 내부 단락을 방지하는 분리기를 구비해야만 한다. 분리기 재료에 대해서는 하기와 같이 요약될 수 있는 일련의 요구 조건들이 제기된다:The electrochemical cell must have a separator that prevents internal short circuits by separating two differently charged electrodes within the cell. For the separator material a set of requirements arises which can be summarized as follows:
1. 전해질에 대한 내구성,1.durability to electrolyte,
2. 산화에 대한 내구성,2. durable against oxidation;
3. 높은 기계적 안정성,3. high mechanical stability,
4. 적은 중량 허용 오차 및 두께 허용 오차,4. less weight tolerance and thickness tolerance;
5. 적은 이온 통과 저항, 5. less ion pass resistance,
6. 높은 전자 통과 저항,6. high electron pass resistance,
7. 전극으로부터 분리된 고체 입자에 대한 저지 능력,7. ability to resist solid particles separated from the electrode,
8. 전해질에 의한 즉각적이고 자발적인 습윤 가능성,8. Possibility of immediate and spontaneous wetting by electrolyte,
9. 전해질에 의한 영구적인 습윤 가능성, 및9. possibility of permanent wetting by the electrolyte, and
10. 전해질 용액에 대한 높은 저장 능력.10. High storage capacity for electrolyte solution.
직물 표면 형성체, 특히 합성 섬유로 이루어진 부직포는 전해질 용액에 대한 우수한 내구성 및 그와 동시에 높은 유연성 때문에 분리기 재료로서 매우 적합하다.Fabric surface formers, especially nonwovens made of synthetic fibers, are well suited as separator materials because of their good durability against electrolyte solutions and at the same time high flexibility.
현재의 대안적인 재료로서는, 자체의 높은 밀도로 인해 약간의 기공성만을 갖지만, 그 때문에 특히 개방된 재료를 필요로 하는 적용예를 위한 종이가 있다. 추가의 대안적인 재료로서는, 사용될 중합체에 있어서 제한되어 있지만 일반적으로는 다만 25% 미만의 낮은 기공성 및 0.5 ㎛ 미만의 작은 기공 직경만을 갖는 박막이 있다. 공지된 부직포-제품에 의해서는 지금까지 20 ㎛ 미만의 두께가 얻어질 수 없었다. 훨씬 더 감소된 두께 및 그와 동시에 뛰어난 기계적 특성 그리고 높은 기공성을 갖는 부직포-제품들은 새로운 다수의 적용예들을 위해 바람직하다.Current alternative materials have only some porosity due to their high density, but there are papers especially for applications requiring an open material. Further alternative materials are thin films, which are limited in the polymer to be used but generally have only low porosity of less than 25% and small pore diameters of less than 0.5 μm. With known nonwoven-products a thickness of less than 20 μm has not been achieved to date. Nonwoven-products with even reduced thickness and at the same time excellent mechanical properties and high porosity are desirable for many new applications.
상기와 같은 유형의 부직포는 예를 들어 리튬 배터리, 알칼리 배터리, 슈퍼 콘덴서 또는 연료 전지에서 분리기-지지 재료로서, 그리고 필터-박막용 캐리어 재료로서 사용될 수 있다.Nonwovens of this type can be used, for example, as separator-supporting materials in lithium batteries, alkaline batteries, supercondensers or fuel cells and as carrier materials for filter-thin films.
박막을 위한 캐리어 재료 혹은 지지 재료로서 부직포를 사용하는 것은 공지되어 있다. 상기 적용예에서, 기계적 압력이 높을 때에는 상기와 같이 보강된 박 막을 통과하는 액체가 압착 및 여과된다.It is known to use nonwovens as carrier materials or support materials for thin films. In this application, when the mechanical pressure is high, the liquid passing through the reinforced film as described above is compressed and filtered.
상기와 같은 사용예에서는 지지 재료에 대해 하기와 같은 요구 조건들이 제기된다:In such use cases, the following requirements arise for the support material:
여과될 용액에 대한 화학적 내구성 Chemical durability against the solution to be filtered
충분한 기계적 강성 Sufficient mechanical rigidity
"상화성", 즉 대부분 압출 성형-방법으로 제공되는 박막 중합체와 기본 재료의 우수한 접착 특성 Good adhesion properties of the base material with thin film polymers which are provided by " compatibility "
극도로 매끄러운 표면, 그 결과 돌출하는 섬유가 박막을 관통할 수 없다. An extremely smooth surface, as a result of which the protruding fibers cannot penetrate the membrane.
상기 적용예에서 각 특성들의 비중은:The specific gravity of each property in the above application is:
강도 >> 동질성 = 두께 > 구조Strength >> Homogeneity = Thickness> Structure
가장 큰 중요성은 지지 재료의 기계적인 안정성이 갖는다. 최고 인장력의 통상적인 값은 >> 200 N/5 cm이다. 종래의 재료를 사용하는 경우에는 200 ㎛의 두께 및 > 60 g/m2의 단위 면적당 중량이 얻어진다.Of great importance is the mechanical stability of the support material. Typical values of the highest tensile force are >> 200 N / 5 cm. When using conventional materials, a thickness of 200 μm and a weight per unit area of> 60 g / m 2 are obtained.
상기와 같은 체계에서는 사용된 박막이 매우 적은 기공 직경(일반적으로 << 1 ㎛) 및 낮은 기공성을 갖기 때문에, 높은 기공성의 존재 및 지지 재료의 균일한 기공 크기 분배의 존재가 제 2의 중요성을 갖는다. 그렇기 때문에 상기와 같은 재료에 대해서는 일반적으로 거친 섬유(섬도 > 1.5 dtex)가 사용된다. 래버린스와 같은 구조의 존재 및 상기 재료의 적은 두께의 존재는 상기와 같은 적용예를 위해 반드시 필요하지는 않다.In such a scheme, since the thin films used have very low pore diameters (typically << 1 μm) and low porosity, the presence of high porosity and uniform pore size distribution of the support material is of secondary importance. Have Therefore, coarse fibers (fineness> 1.5 dtex) are generally used for such materials. The presence of labyrinth-like structures and the presence of small thicknesses of the material are not necessary for such applications.
부직포가 예를 들어 리튬 배터리, 알칼리 배터리 및 연료 전지에서 분리기용 지지 재료로서 사용되어야 한다면, 상기 부직포는 또한 전술한 기준들도 충족시켜야 한다.If a nonwoven is to be used as a support material for the separator, for example in lithium batteries, alkaline batteries and fuel cells, the nonwoven must also meet the above criteria.
상기와 같은 경우에 화학적 특성들은,In these cases the chemical properties are
a) 통상적으로 70℃까지의 지속-온도에서 전해질(Li-셀에서의 유기 매체, 연료 전지에서 강산성의 수용액, 알칼리 배터리에서 강알칼리성 용액)에 대한 화학적 내구성 및 산화에 대한 내구성이 제공되고,a) chemical resistance and oxidation resistance to electrolytes (organic medium in Li-cells, strongly acidic aqueous solutions in fuel cells, strongly alkaline solutions in alkaline batteries) are typically provided at sustained-temperatures up to 70 ° C,
b) 전해질과의 접촉시에는 분리기의 기계적인 한계가 설정되지 않거나 적어도 단지 약간만 설정되도록 선택되어야 한다.b) The contact should be chosen so that the mechanical limits of the separator are not set or at least only slightly set.
또한 재료의 형태/구조에 의해 결정되는 특성들은,In addition, properties determined by the form / structure of the material,
a) 두께가 30 ㎛ 미만, 바람직하게는 20 ㎛ 미만으로 작고(상기 두께는 분리기의 이온 통과 저항에 선형으로 관여함),a) the thickness is less than 30 μm, preferably less than 20 μm (the thickness is linearly involved in the ion passage resistance of the separator),
b) 기공 분배가 균일한 동시에 기공성이 높으며(상기 기공성은 이온 통과 저항에 직접적인 영향을 미침; 그렇기 때문에 상기 재료의 기공성은 25%, 바람직하게는 45%를 초과하고, 균일한 기공 분배를 보증하기 위해서는 최대 기공 크기가 가능한 기공 크기의 최대 2.5배이어야 한다),b) uniform pore distribution and high porosity (the porosity directly affects the ionic passage resistance; thus the porosity of the material exceeds 25%, preferably 45%, ensuring uniform pore distribution In order to achieve a maximum pore size of up to 2.5 times the pore size possible),
c) 기공 크기가 작음으로써, 배터리 내에서 수상(樹狀) 돌기의 성장이 이루어질 수 없고(이와 같은 점은 부직포를 지지 재료로서 사용하는 경우에는 당연히 하위의 역할을 하는데, 그 이유는 그 경우에는 일반적으로 삽입된 겔/페이스트가 상기 과제를 담당하기 때문이다; 그러나 2가지 적용예를 위해서는 통상적으로 500 ㎛의 최대 기공 크기가 유지되어야 한다),c) The small pore size prevents the growth of dendritic protrusions in the battery (this is of course a subordinate role when nonwoven fabric is used as a support material, in which case In general, the inserted gel / paste is responsible for this task; however, for two applications, a maximum pore size of 500 μm should typically be maintained),
d) 기공 크기가 페이스트 또는 겔의 삽입을 가능하게 할 정도로 충분히 크며(이 경우 최소 평균 입자 크기는 0.5 ㎛를 초과해서는 안된다),d) the pore size is large enough to allow insertion of a paste or gel (in this case the minimum average particle size should not exceed 0.5 μm),
e) 셀의 조립을 위해 충분한 레벨의 기계적 안정성(실제로 산업적인 처리를 위해서는 적어도 15 N/5 cm의 최고 인장력값이 적합한 것으로 증명되었다),e) a sufficient level of mechanical stability for the assembly of the cell (actually the highest tensile force value of at least 15 N / 5 cm proved to be suitable for industrial processing),
f) 기계적인 응력이 인가될 때 재료의 팽창이 적으며(지나치게 높은 팽창값은 재료의 변형을 야기할 수 있음; 실제로는 팽창값이 최고 인장력의 35%를 초과하지 않는 것이 바람직한 것으로 나타났다), 및f) the expansion of the material is small when mechanical stress is applied (excessively high expansion value can lead to deformation of the material; in practice it has been shown that the expansion value does not exceed 35% of the maximum tensile force), And
g) 분리기의 간단한 제조가 가능하도록 선택되어야 한다.g) should be chosen to enable simple manufacture of separators.
박막용 캐리어- 또는 지지 재료로서의 전술한 적용예와 달리 각 특성들의 비중은 하기와 같다:In contrast to the above application as a carrier- or support material for thin films, the specific gravity of each property is as follows:
두께 >> 기공성 = 동질성 = 구조 = 기계적 강도Thickness >> Porosity = Homogeneity = Structure = Mechanical Strength
일반적으로는 다양한 유형의 제작 재료를 캘린더링 함으로써 < 30 ㎛의 두께를 갖는 부직포를 얻는 것이 가능하다. 물론 유의해야 할 것은, 예를 들어 적용예에서 분리기 재료로서 표준적으로 사용되는 2 dtex의 섬유 섬도를 갖는 폴리올레핀 섬유가 이미 약 17 ㎛의 섬유 직경을 갖는다는 것, 다시 말해 50 ㎛ 두께의 재료가 단지 상기와 같은 섬유의 최대 3개 층으로만 구성될 수 있다는 것이다. 단위 면적당 중량으로부터 비교적 무거운 재료를 캘린더링 하는 것은 얇은 재료를 야기할 수 있지만, 이 경우에는 결과적으로 얻어지는 재료가 조밀해서 높은 이온 통과 저항을 초래할 수 있다.It is generally possible to obtain nonwovens having a thickness of <30 μm by calendering various types of fabrication materials. Of course it should be noted that polyolefin fibers with a fiber fineness of 2 dtex, which are used as standard for separator materials in applications, for example, already have a fiber diameter of about 17 μm, ie 50 μm thick material It can only consist of up to three layers of such fibers. Calendering relatively heavy materials from weight per unit area can result in thin materials, but in this case the resulting material can be dense and result in high ion passage resistance.
따라서, 낮은 두께 이외에 충분히 높은 기계적 강도 및 높은 동질성 그리고 좁은 기공 분배가 필수적이라면, 네트(재료는 지나치게 거친 섬유이고, 그렇기 때문에 기공은 지나치게 큼)의 사용 및 종이(재료는 지나치게 조밀함)의 사용은 덜 바람직하다.Thus, if sufficiently high mechanical strength and high homogeneity and narrow pore distribution other than low thickness are essential, the use of nets (materials are overly coarse fibers and therefore pores are too large) and paper (materials are too dense) are less desirable.
Li-이온 축전지의 분리기는 일반적으로 미세 기공성 박막으로, 대부분은 폴리올레핀으로 이루어진다. 기공성은 비교적 낮아 25% 미만의 크기이다. 따라서, 결과적으로 나타나는 전기 저항은 높다. 상기 기공성은 명백한 이온 전도성을 갖지 않는다. 적어도 하나의 표면이 폴리올레핀 섬유로 이루어진 부직포로 적층된 미세 기공성 폴리올레핀-박막 및 분리기로서의 상기 박막의 사용은 EP-A-811,479호에서 기술된다. 상기 기술 내용에 따르면, 폴리올레핀-부직포는 적층 전에 30 내지 500 ㎛의 두께를 갖는다.Separators in Li-ion batteries are generally microporous thin films, most of which consist of polyolefins. Porosity is relatively low and is less than 25% in size. Therefore, the resulting electrical resistance is high. The porosity does not have apparent ionic conductivity. The use of such thin films as microporous polyolefin-thin films and separators in which at least one surface is laminated with a nonwoven made of polyolefin fibers is described in EP-A-811,479. According to the above description, the polyolefin-nonwoven has a thickness of 30 to 500 μm before lamination.
US-A-5,500,167호는 여과 작용을 위해 지지된 미세 기공성 박막을 기술한다. 캐리어로서는 기공성 부직포가 사용된다. 사용된 부직포의 두께에 대해서는 지시가 전혀 없다: 하지만 상기 부직포의 제조를 위해서는 20-25 ㎛의 직경을 갖는 섬유가 사용된다. 따라서, 결과적으로 얻어지는 부직포는 50 ㎛보다 훨씬 높은 두께를 갖는다.US-A-5,500,167 describes microporous thin films supported for filtration. A porous nonwoven fabric is used as the carrier. There is no indication as to the thickness of the nonwoven used: however, fibers with a diameter of 20-25 μm are used for the production of the nonwoven. Thus, the resulting nonwoven fabric has a thickness much higher than 50 μm.
US-B-6,277,282호에는 가역적 삼투를 위해 다수의 층으로 이루어진 박막 소자가 공지되어 있다. 상기 층들 중에 하나의 층은 부직포로 구성될 수 있다. 상기 기술 내용에 따르면, 상기 층의 두께는 50 내지 200 ㎛이다.US Pat. No. 6,277,282 discloses a thin film device composed of multiple layers for reversible osmosis. One of the layers may be composed of a nonwoven fabric. According to the above description, the thickness of the layer is 50 to 200 μm.
현재 Li-중합체-축전지를 위해서는 (예를 들어 DE-A-199 16 109호; DE-A-199 16 043호; DE-A-198 55 889호 및 EP-A-662,250호에서와 같이) 이온 전도성 중합체로 이루어진 박막이 사용된다. 상기 박막을 제조하는 경우에는 유기 용매 속에 용해된 또는 분산된 성분들이 박막 상에 제공되고, 용매는 규정된 대로 증발된다. 그 다음에 대부분 열적인 또는 UV-유도된 교차 결합 공정이 이루어진다. 이와 같은 방식으로 제조된 이온 전도성 박막은 전술한 미세 기공 박막보다 훨씬 더 적은 통과-저항을 갖는다. 일반적으로 이온 전도성 중합체로 이루어진 상기 박막들은 하나의 연속적인 단계에서 전극 상에 적층된다. 문제점은 특히 상기와 같이 얇은 박막들의 낮은 기계적 강도이다. 제조시에는 상기 균열들이 얻어지거나 또는 완전히 파열될 수 있다. 제 1의 경우에는 나중의 셀에서 복구 불가능한 손상이 나타나며, 제 2의 경우에는 제조 공정이 정지된다. 상기와 같은 박막이 우선 나중에 재차 제거되는 박편 상에 올려짐으로써 실제적인 해결 방법이 만들어진다. 상기 박편은 일반적으로 2회 이상 사용되지 않는다. 생성되는 폐기물 및 그와 연관된 비용 상승은 상기 박편으로부터 박막을 분리시킬 때 나타날 수 있다; 이 경우에도 박막의 파열은 예외일 수 없다.Current ions for Li-polymer-storage batteries (such as in DE-A-199 16 109; DE-A-199 16 043; DE-A-198 55 889 and EP-A-662,250) Thin films made of conductive polymers are used. In preparing the thin film, components dissolved or dispersed in an organic solvent are provided on the thin film, and the solvent is evaporated as defined. This is followed by mostly thermal or UV-induced crosslinking processes. Ion conductive thin films produced in this manner have much less pass-resistance than the aforementioned microporous thin films. The thin films, which are generally made of ion conductive polymers, are deposited on the electrode in one continuous step. The problem is in particular the low mechanical strength of such thin films. In manufacture, the cracks can be obtained or completely ruptured. In the first case, irreparable damage appears in later cells, and in the second case the manufacturing process is stopped. Such a thin film is first placed on the flakes which are later removed again, thereby creating a practical solution. The flakes are generally not used more than two times. The waste produced and the associated cost increase may appear when separating the thin film from the flakes; Even in this case, the tearing of the thin film is not an exception.
JP-A-2000-195,494호에는, 다른 무엇보다도 부직포-분리기도 사용될 수 있는 버튼 셀-배터리가 공지되어 있다. 상기 부직포는 온도에 안정적인 구조-재료 외에 전해질과의 접촉시 팽창되어 상기 전해질을 수용하는 중합체로 이루어진다. 상기 부직포의 두께에 대해서는 아무런 지시도 없다.In JP-A-2000-195,494, a button cell battery is known, among other things, in which a nonwoven-separator can also be used. The nonwoven fabric consists of a polymer that, in addition to a temperature-stable structure-material, expands upon contact with the electrolyte to accommodate the electrolyte. There is no indication as to the thickness of the nonwoven fabric.
JP-A-11/176,419호는 다층 전극-분리기-배열로 구성된 2차 리튬 셀을 기술한다. 상기 20-200 ㎛ 두께의 분리기는 온도에 안정적인 구조-재료로 이루어지고, 본 경우에는 PVDF 또는 PVDF-HFP-혼합물로 이루어진다. 상기 문서는 부직포의 두께가 50 내지 100 ㎛일 때의 우수한 특성을 기술한다. 20 ㎛ 미만의 두께는 부직포의 적은 파열 강도로 인해 달성될 수 없었다.JP-A-11 / 176,419 describes secondary lithium cells consisting of multilayer electrode-separator-arrays. The 20-200 μm thick separator consists of a temperature-stable structure-material, in this case a PVDF or PVDF-HFP-mixture. The document describes the excellent properties when the thickness of the nonwoven is 50 to 100 μm. Thicknesses less than 20 μm could not be achieved due to the low burst strength of the nonwovens.
WO-A-00/177,875호에서는 다층 전극-분리기-배열로 구성된 2차 리튬-중합체-셀의 제조-공정의 단순화가 기술된다. 상기 문서에 따라 얇은 전극-재료가 제조되고, 유기 용액으로 이루어진 상기 재료는 종이 또는 매우 강하게 캘린더링된 조밀한 폴리아미드-부직포 상의 폴리올레핀 또는 폴리에스테르로 이루어진 (비기공성) 박편 상에 내려진다. 이 경우 상기 "예비층"은 결합제를 이용한 전극의 후속적인 적층("스트립 캐스팅(strip casting)")을 위한 처리 조치로서 이용된다. 상기 예비층의 구조적인 치수에 대한 언급을 상기 문서에서는 얻어낼 수 없다.WO-A-00 / 177,875 describes a simplification of the production-process of a secondary lithium-polymer-cell consisting of a multilayer electrode-separator-array. According to the document a thin electrode-material is prepared and the material consisting of an organic solution is laid down on (non-porous) flakes of polyolefin or polyester on paper or very strongly calendered dense polyamide-nonwoven. The "preliminary layer" in this case is used as a treatment measure for the subsequent lamination of the electrode ("strip casting") with the binder. Reference to the structural dimensions of the preliminary layer cannot be obtained from this document.
WO-A-99/31,743호는 분리기 표면 상에 분산된 전극층을 증착시키는 것을 기술한다. 예비층의 구조적인 치수에 대한 언급을 상기 문서에서도 얻어낼 수 없다.WO-A-99 / 31,743 describes the deposition of dispersed electrode layers on separator surfaces. Reference to the structural dimensions of the preliminary layer cannot be obtained from this document.
DE-A-25 47 958호에서는 얇은 섬유 부직포, 및 부피가 매우 크고 경화된 부직포를 얇은 층들로 쪼개서 상기 부직포를 제조하기 위한 방법이 기술된다. 단위 면적당 중량이 20 g/m2 미만까지인 부직포가 기술된다. 상기 부직포의 두께 및 기계적인 특성에 대한 진술을 상기 문서에서는 얻어낼 수 없지만, 부피가 크고 개방된 출발 재료가 다루어진다. 따라서, 상기 출발 재료로부터 제조되는 부직포는 특히 우수한 기계적 특성을 갖지 않는다.DE-A-25 47 958 describes a thin fibrous nonwoven and a method for producing such a nonwoven by breaking the very bulky and cured nonwoven into thin layers. Nonwovens having a weight per unit area of up to 20 g / m 2 are described. Statements about the thickness and mechanical properties of the nonwovens are not available in this document, but bulky and open starting materials are dealt with. Thus, nonwovens made from such starting materials do not have particularly good mechanical properties.
본 발명의 목적은, 기공성이 높은 동시에 기계적으로 안정적인 초박 부직포를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an ultrathin nonwoven fabric having high porosity and mechanical stability.
본 발명의 추가의 목적은, 전술한 특성 및 규정된 기공 구조를 갖는 부직포를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a nonwoven fabric having the above characteristics and defined pore structure.
본 발명의 다른 목적은, 지지체 박편과 같은 보조 수단을 사용하지 않고서도 처리될 수 있을 정도로 충분히 기계적으로 안정적일 뿐만 아니라 분리기 재료로서 전기 화학적인 셀에 사용될 수도 있는 초박 부직포 재료를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an ultra-thin nonwoven material that is not only mechanically stable enough to be processed without the use of auxiliary means such as support flakes, but may also be used in an electrochemical cell as separator material.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기와 같은 새로운 부직포 재료를 위한 제조 방법을 제시하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method for such a new nonwoven material.
본 발명은 30 ㎛ 이하, 바람직하는 20 ㎛ 미만의 두께를 갖고, 화학적으로 및/또는 열적으로 결합된 부직포 재료에 관한 것으로, 적어도 한가지 방향으로의 상기 부직포의 최고 인장력은 적어도 15 N/5 cm, 바람직하게는 적어도 20 N/5 cm이고, 상기 방향으로의 상기 부직포의 최고 인장력 팽창율은 최고 35%, 바람직하게는 최고 25%이며, 적어도 25%, 바람직하게는 적어도 40%의 기공성을 갖는다.The present invention relates to a nonwoven material which has a thickness of 30 μm or less, preferably less than 20 μm, and which is chemically and / or thermally bonded, wherein the maximum tensile force of the nonwoven in at least one direction is at least 15 N / 5 cm, Preferably at least 20 N / 5 cm, the maximum tensile expansion of the nonwoven in the direction is at most 35%, preferably at most 25%, and has a porosity of at least 25%, preferably at least 40%.
본 발명에 따른 부직포 재료는 극도로 얇다. 선별된 습식 부직포-재료 또는 건식 부직포-재료를 사용함으로써, 두께가 적은 경우에도 부직포 재료의 요구되는 균일성뿐만 아니라 충분한 기계적 안정성이 성취될 수 있다. 이와 같이 제조된 부직포 재료는 다수의 적용예, 특히 전자 방식의 적용예에 사용될 수 있다.The nonwoven material according to the invention is extremely thin. By using the selected wet nonwoven material or dry nonwoven material, sufficient mechanical stability as well as the required uniformity of the nonwoven material can be achieved even at low thicknesses. The nonwoven material thus prepared can be used in many applications, in particular in electronic applications.
본 발명에 따른 부직포 재료를 구성하는 섬유는 상이한 섬유 형성 재료, 특 히 섬유 형성 중합체로부터 구성될 수 있다. 상기 섬유 재료는 계획된 적용예에서 안정적이어야 한다.The fibers constituting the nonwoven material according to the invention may be constructed from different fiber forming materials, in particular fiber forming polymers. The fiber material should be stable in the intended application.
모든 섬유 형성 재료들이 사용될 수 있다. 그에 대한 예로서는 폴리아크릴니트릴, 탄소, 유리, 폴리아미드, 특히 폴리아미드 6 및 폴리아미드 6.6, 바람직하게는 폴리올레핀 및 매우 특별히 바람직하게는 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트가 있다.All fiber forming materials can be used. Examples thereof are polyacrylonitrile, carbon, glass, polyamides, in particular polyamide 6 and polyamide 6.6, preferably polyolefins and very particularly preferably polyesters, in particular polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
통상적으로 폴리올레핀으로서는 폴리-알파-올레핀이 다루어진다. 상기 폴리-알파-올레핀은 폴리에틸렌 또는 특히 폴리프로필렌과 같은 동종 중합체로서, 또는 프로필렌 및 부틸렌으로부터 유도된 공중합체와 같은 공중합체로서 존재할 수 있다.Usually poly-alpha-olefins are dealt with as polyolefins. The poly-alpha-olefins may be present as homopolymers such as polyethylene or in particular polypropylene or as copolymers such as copolymers derived from propylene and butylene.
폴리올레핀에 대한 예로서는, 예를 들어 치글러(Zigler)-나타(Natta)-촉매제에 의해서 또는 메탈로센-촉매제에 의해서 제조된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 올레핀 공중합체가 있다.Examples of polyolefins are, for example, polypropylene, polyethylene and olefin copolymers produced by Zigler-Natta-catalysts or by metallocene-catalysts.
본 발명에 따른 부직포 재료를 구성하는 섬유는 절단된 스택 섬유로서, 짧게 절단된-섬유로서 또는 무한 필라멘트사(絲)로서 존재할 수 있다. 상기 섬유는 경우에 따라 주름진 부분을 가질 수 있다. 매우 다양한 타입의 섬유의 조합도 가능하다.The fibers constituting the nonwoven material according to the invention can be present as cut stack fibers, as short cut-fibers or as endless filament yarns. The fiber may optionally have a pleated portion. Combinations of a wide variety of types of fibers are also possible.
본 발명에 따른 부직포 재료는 임의의 타입의 섬유로 이루어질 수 있다. 상기 부직포 재료의 직경은 통상적으로 20 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.5 내지 18 ㎛, 그리고 매우 특별히 바람직하게는 1 내지 15 ㎛이다. 특히 열가소성 중합체로 이 루어진 동종 필라멘트 섬유 외에 이동 필라멘트 섬유, 바람직하게는 예를 들어 2성분 섬유와 같이 적어도 하나의 폴리올레핀 성분을 함유하는 이종 필라멘트 섬유도 사용될 수 있다.The nonwoven material according to the present invention may consist of any type of fiber. The diameter of the nonwoven material is usually less than 20 μm, preferably 0.5 to 18 μm, and very particularly preferably 1 to 15 μm. In addition to homogeneous filament fibers, in particular composed of thermoplastic polymers, heterofilament fibers containing at least one polyolefin component, such as mobile filament fibers, preferably bicomponent fibers, may also be used.
동종 필라멘트 섬유가 존재하는지 아니면 이종 필라멘트 섬유가 존재하는지와 무관하게, 섬유의 횡단면은 원형으로, 타원형으로, 표면에 주름이 형성된 형태로, 작은 스트립 형태로, 3각형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.Regardless of whether homogeneous filament fibers are present or heterogeneous filament fibers are present, the cross sections of the fibers can be formed circular, oval, corrugated on the surface, in the form of small strips, triangular or polygonal.
본 발명에 따른 부직포 재료는 상이한 증착 방법으로 형성될 수 있다. 층으로서는 습식 부직포 재료, 카아딩 처리된 스택 섬유 부직포 재료, 멜트블로운-부직포 재료, 및 스펀 본디드 부직포 재료가 다성분 섬유의 사용시에 사용될 수 있다.The nonwoven material according to the invention can be formed by different deposition methods. As the layer, wet nonwoven materials, carded stacked fiber nonwoven materials, meltblown-nonwoven materials, and spunbonded nonwoven materials can be used in the use of multicomponent fibers.
본 발명에 따른 부직포 재료는 통상적으로 3 내지 25 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는다.Nonwoven materials according to the invention typically have a weight per unit area of from 3 to 25 g / m 2 .
습식 부직포 재료 또는 스택 섬유 부직포 재료가 특히 바람직하다.Particular preference is given to wet nonwoven materials or stacked fiber nonwoven materials.
본 발명에 따른 부직포 재료를 구성하는 섬유들은 기계적으로 또는 공기 역학적으로 연신 또는 드래프팅 되었다. 그러나, 다만 부분적으로만 드래프팅 되었거나 또는 완전히 드래프팅 되지 않은 동일한 또는 상이한 중합체 구성의 섬유를 상기 드래프팅 된 섬유에 혼합하는 것도 생각할 수 있다.The fibers constituting the nonwoven material according to the invention were drawn or drafted mechanically or aerodynamically. However, it is also conceivable to mix fibers of the same or different polymer configurations that are only partially drafted or not fully drafted into the drafted fibers.
스펀 본디드 부직포 기술을 이용하여 제조되고 적어도 하나의, 바람직하게는 전적으로 2성분 또는 다성분-섬유만을 함유하는 부직포 재료가 특히 바람직하다.Particular preference is given to nonwoven materials made using spunbonded nonwoven technology and containing at least one, preferably entirely bicomponent or multicomponent-fiber.
멜트블로운-기술을 이용하여 제조된 부직포 재료도 마찬가지로 바람직하다.Likewise preferred are nonwoven materials produced using meltblown-technology.
또한 부직포 재료가 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴니트릴, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 탄소, 유리 및 그들의 혼합물로 구성된 부류로부터 선택되는 섬유를 함유하는 것도 바람직하다.It is also preferred that the nonwoven material contains fibers selected from the class consisting of polyolefins, polyesters, polyacrylonitriles, polyamides, polyimides, polycarbonates, polysulfones, carbon, glass and mixtures thereof.
상기와 같은 재료로 이루어진 섬유, 특히 폴리올레핀 섬유 또는 폴리에스테르 섬유를 사용하는 경우에는, 전해질과의 접촉시 분리기의 팽창이 전혀 이루어지지 않는다. 기계적인 압력 하에 있지 않은 셀 또는 유연한 하우징을 구비한 셀의 경우, 상기와 같은 팽창은 분리기-두께의 원치 않는 증가와 관련이 있다.In the case of using fibers made of such materials, in particular polyolefin fibers or polyester fibers, no expansion of the separator occurs at all in contact with the electrolyte. For cells that are not under mechanical pressure or with flexible housings, such expansion is associated with an undesired increase in separator-thickness.
본 발명에 따른 부직포 재료는 열적 및/또는 화학적 결합에 의해 경화된다. 다시 말해, 상기 부직포 재료는 결합 섬유, 용융 접착제 및/또는 화학 결합제에 의해 결합되고/결합되거나, 섬유는 부직포 제조 방법 또는 부직포 처리 방법에 의해 부분적으로 용융됨으로써 상호 결합을 형성한다.The nonwoven material according to the invention is cured by thermal and / or chemical bonding. In other words, the nonwoven material is bound by bond fibers, melt adhesives and / or chemical binders, and / or the fibers are partially melted by a nonwoven manufacturing method or a nonwoven processing method to form mutual bonds.
본 발명에 따른 부직포 재료는 높은 기공성(P)을 갖는다. 본 명세서의 틀 안에서는 하기의 식이 얻어진다:The nonwoven material according to the invention has a high porosity (P). Within the framework of the present specification, the following equation is obtained:
P = (1-FG/(d·ρ))·100P = (1-FG / (d · ρ)) 100
상기 식에서 FG는 kg/m2로 나타낸 단위 면적당 중량이고, d는 m로 나타낸 두께이며, ρ는 kg/m3로 나타낸 밀도이다.Where FG is the weight per unit area in kg / m 2 , d is the thickness in m, and ρ is the density in kg / m 3 .
본 발명에 따른 부직포 재료의 최대 기공 직경은 통상적으로 500 ㎛, 특히 최대 300 ㎛이다.The maximum pore diameter of the nonwoven material according to the invention is usually 500 μm, in particular up to 300 μm.
최대 기공 직경이 평균 기공 직경의 최고 2.5배인 부직포 재료가 바람직하 다.Preferred are nonwoven materials having a maximum pore diameter of up to 2.5 times the average pore diameter.
최소 평균 기공 직경이 0.5 ㎛보다 큰, 특히 1.0 ㎛보다 큰 부직포 재료가 특히 바람직하다.Particular preference is given to nonwoven materials having a minimum average pore diameter of greater than 0.5 μm, in particular greater than 1.0 μm.
본 발명에 따른 부직포 재료는 통상적으로 최고 인장력에서 적어도 한가지 방향으로 최고 35%의 팽창율을 갖는다.Nonwoven materials according to the present invention typically have an expansion rate of up to 35% in at least one direction at the highest tensile force.
본 발명은 또한 전술한 부직포 재료를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은The present invention also relates to a method for producing the aforementioned nonwoven material, wherein the method
i) 공지된 습식- 또는 건식 부직포 형성 방법에 의해 25 g/m2까지의, 바람직하게는 3 내지 25 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 부직포 재료를 제조하는 단계, 및i) a known wet method comprising the steps of producing a nonwoven material having a weight per unit area, preferably from units of 3 to 25 g / m 2 to 25 g / m 2 by a dry nonwoven fabric or forming method, and
ii) 부직포 재료를 경화시키고 두께를 감소시키기 위해, 상기 부직포 재료를 캘린더링 하는 단계를 포함한다.ii) calendering the nonwoven material to cure the nonwoven material and reduce the thickness.
상기 단계 i)에서 얻어진 섬유층은 캘린더링 전에 열 및 압력에 의해, 이미 공지된 부직포 재료 경화 방법에 의해서 예비 결합되며, 이 경우 상기 결합은 부분적인 표면에 걸쳐서 이루어지거나 또는 전 표면에 걸쳐서 이루어질 수 있다.The fibrous layer obtained in step i) is prebonded by heat and pressure, prior to calendering, by known nonwoven material curing methods, in which case the bonding can be over a partial surface or over the entire surface. .
본 발명에 따른 방법은 부직포 재료의 캘린더링을 기초로 한다. 극도로 얇은 부직포 재료를 만들기 위한 캘린더링은 선행-부직포 재료의 압축 및 경우에 따라서는 경화 조건하에서 용융 활성화되는 섬유 또는 섬유 구성 성분의 산소 용접을 야기한다.The method according to the invention is based on calendaring of nonwoven materials. Calendering to make extremely thin nonwoven materials results in compression of the pre-nonwoven material and, in some cases, oxygen welding of fibers or fiber components that are melt activated under curing conditions.
캘린더링은 열 및 압력에 의해서 이루어진다.Calendering is accomplished by heat and pressure.
폴리올레핀 섬유를 사용하는 경우에는 각각 사용된 올레핀 섬유 또는 섬유 성분들에 따라 통상적으로 100 내지 160℃의 캘린더링 온도가 사용된다. 캘린더링 조건들은 개별적인 경우에 사용된 중합체의 용융 특성 및 연화 특성에 매우 특별하게 매칭될 수 있다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트에서와 같이 폴리에스테르를 사용하는 경우에는 캘린더링 온도가 통상적으로 170 내지 230℃이다.When using polyolefin fibers, calendaring temperatures of 100 to 160 ° C. are typically used depending on the olefin fibers or fiber components used respectively. The calendaring conditions can be very particularly matched to the melting and softening properties of the polymer used in the individual case. In the case of using polyester, for example in polyethylene terephthalate, the calendaring temperature is typically 170 to 230 ° C.
캘린더는 기본적으로 2개의 매끄러운 롤러로 이루어진다. 구조화된 표면이 요구되는 개별 경우에는 하나의 롤러가 엠보싱 패턴을 가질 수도 있다.The calendar basically consists of two smooth rollers. In individual cases where a structured surface is desired, one roller may have an embossing pattern.
산소 용접이란, 관련 섬유 또는 상기 섬유의 일부분의 용접이 부직포 재료 내에서, 즉 추가 접착제의 첨가 없이 이루어지는 것이다.Oxygen welding is the welding of the associated fiber or a portion of the fiber in a nonwoven material, ie without the addition of additional adhesive.
열적 경화 및 보정이 부직포 결합 장치 내에서 (인-라인) 이루어지거나 또는 별도의 한 단계에서 동일한 재료, 바람직하게는 강 또는 그에 필적할만한 고합금 제작 재료로 이루어진 2개 롤러의 조합으로 구성된 캘린더에 의해 이루어지는 방법이 바람직하다.Thermal curing and correction is effected (in-line) in a nonwoven bonding device or by a calendar consisting of a combination of two rollers of the same material, preferably steel or a comparable high-alloy fabrication material in a separate step. The method which is made is preferable.
추가의 한 바람직한 방법에서는, 열적 경화 및 보정이 부직포 형성 장치 내에서 (인-라인) 이루어지거나 또는 별도의 한 단계에서 상이한 경도의 재료, 바람직하게는 강 또는 그에 필적할만한 고합금 제작 재료 및 열적으로 안정적인 플라스틱으로 이루어진 2개 롤러의 조합으로 구성된 캘린더에 의해 이루어진다.In a further preferred method, the thermal curing and correction is carried out (in-line) in the nonwoven forming apparatus or in a separate step with different hardness materials, preferably steel or comparable high alloy fabrication materials and thermally. It is made by a calendar consisting of a combination of two rollers made of stable plastic.
본 발명에 따른 방법의 추가의 한 바람직한 변형예에서는, 바람직하게 기상-불화, 플라즈마 처리에 의해서, 술폰화에 극성 유기 그룹을 접목함으로써 또는 중 합체 용융물에 친수성 용융 첨가물을 첨가함으로써 부직포 재료의 표면이 영구-친수성으로 제공된다.In a further preferred variant of the process according to the invention, the surface of the nonwoven material is preferably prepared by gas phase fluorination, plasma treatment, by grafting polar organic groups to sulfonation or by adding hydrophilic melt additives to the polymer melt. It is provided as permanent-hydrophilic.
본 발명에 따른 부직포 재료는 분리기-재료로서 또는 분리기-지지체-재료로서 전기 화학적 셀 또는 에너지 저장기, 특히 배터리, 축전지, 콘덴서 및/또는 연료 전지에 사용될 수 있다.The nonwoven material according to the invention can be used as an separator-material or as a separator-support-material in electrochemical cells or energy storage, in particular batteries, accumulators, capacitors and / or fuel cells.
추가의 사용예는 본 발명에 따른 부직포 재료를 필터에 적용하기 위한 박막용 캐리어-재료로서 사용하는 것과 관련이 있다.A further use example relates to the use of the nonwoven material according to the invention as a carrier-material for thin films for application to filters.
상기 사용예도 또한 본 발명의 대상이다.Such use examples are also subject of the present invention.
하기의 실시예들은 본 발명을 제한하지 않으면서 본 발명을 설명한다.The following examples illustrate the invention without limiting it.
적용예:Application example:
하기의 부직포 재료/네트가 제조 또는 사용되었다(표 1 참조):The following nonwoven materials / nets were prepared or used (see Table 1):
실시예 1: 단위 면적당 중량이 15 g/m2이고 두께가 20 ㎛이며, 열적으로 경화된 다음에 120℃ 및 50 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 된 폴리올레핀-습식 부직포 재료(PP-섬유 및 PP/PE - 코어-재킷-섬유; 2개 섬유의 섬도 < 1.0 dtex)). Example 1: A polyolefin-wet nonwoven material (PP-fibers) weighing 15 g / m 2 per unit area, 20 μm thick, thermally cured and then calendered at a linear pressure of 120 ° C. and 50 N / mm PP / PE-core-jacket-fiber; fineness of 2 fibers <1.0 dtex)).
실시예 2-4: 다양한 단위 면적당 중량 및 두께를 갖는 열적으로 경화된 다양한 폴리에스테르-습식 부직포 재료(드래프팅 된 및 드래프팅 되지 않은 폴리에스테르-섬유; (섬유-섬도 각각 < 1.0 dtex 또는 < 1.5 dtex) (표 2 참조). 이 경우 두께-보정은 부직포 배치 후에 인-라인으로 또는 하나의 별도 작업 단계에서 이루어진다. 이 경우 인-라인 경화는 강-강, 강-Scappa 또는 강-실리콘과 같이 롤러 조 합된 캘린더에 의해 170-225℃의 온도에서 이루어졌다. 재료들은 표 2에 열거되어 있다. 상기 재료들의 일부분은 인-라인으로 캘린더링 되지 않았다. 다시 말해, "개방된" 상태로 진행되었고, 그 후에 비로소 추가의 제조 단계에서 170-220℃의 온도에서 열적으로 재고정되었다. 상기 재료들은 표 3에 열거되어 있다. 모든 재료들의 선형 압력은 60-70 N/mm의 범위에 있었다. Examples 2-4 Thermally Cured Various Polyester-Wet Nonwoven Materials (Drafted and Undrafted Polyester-Fibers with Various Weights and Thicknesses per Unit Area; (Fiber-Fineness <1.0 dtex or <1.5, respectively) dtex) (see Table 2), in which case the thickness-correction takes place either in-line after the nonwoven arrangement or in a separate work step, in which case the in-line hardening takes place like steel-steel, steel-Scappa or steel-silicon. The rollers were calendered at a temperature of 170-225 ° C. The materials are listed in Table 2. Some of the materials were not calendered in-line, that is, they were run “open”. And then thermally re-established at a further manufacturing step at a temperature of 170-220 ° C. The materials are listed in Table 3. The linear pressures of all materials were in the range of 60-70 N / mm.
실시예 5-6: 아크릴레이트-결합제에 의해 열적으로 고정된 다음에 180℃의 온도 및 80 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 된, 폴리아크릴니트릴-섬유(섬유-섬도 < 1.0 dtex)로 이루어진 습식 부직포 재료. 단위 면적당 중량 및 두께는 표 1을 참조. Examples 5-6: consisting of polyacrylonitrile-fibers (fiber- fineness <1.0 dtex), thermally fixed by acrylate-binder and then calendered at a temperature of 180 ° C. and a linear pressure of 80 N / mm Wet nonwoven material. See Table 1 for weight and thickness per unit area.
실시예 7: 단위 면적당 중량이 15 g/m2이고 두께가 19 ㎛인, 열적으로 경화된 다음에 캘린더링 된 폴리에스테르-건식 부직포 재료(드래프팅 된 및 드래프팅 되지 않은 폴리에스테르-섬유(섬유 섬도는 각각 < 1.5 dtex); 225℃의 온도 및 80 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 됨) Example 7: Thermally cured, then calendered polyester-dry nonwoven material (drafted and non-drafted polyester-fibers (fibers) having a weight per unit area of 15 g / m 2 and a thickness of 19 μm Fineness <1.5 dtex respectively); calendered at a temperature of 225 ° C and a linear pressure of 80 N / mm)
실시예 8: 단위 면적당 중량이 15 g/m2이고 두께가 18 ㎛인, 열적으로 경화된 다음에 캘린더링 된 폴리아미드-건식 부직포 재료(PA66- 및 PA66/PA6-2성분-섬유; 섬유 섬도는 1.0 또는 1.7 dtex); 230℃의 온도 및 80 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 됨) Example 8: Thermally cured, then calendered polyamide-dry nonwoven material (PA66- and PA66 / PA6-2 component-fibers; fiber fineness, weighing 15 g / m 2 per unit area and 18 μm thick) Is 1.0 or 1.7 dtex); Calendered at a temperature of 230 ° C and a linear pressure of 80 N / mm)
비교 실시예 1: 그 다음에 215℃의 온도 및 80 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 된(단위 면적당 중량은 14 g/m2이고 두께는 20 ㎛임), 폴리에스테르로 이루어진 스펀 본디드 부직포 재료(섬유 직경은 대략 8 ㎛) Comparative Example 1: Spunbonded nonwoven made of polyester, then calendered at a temperature of 215 ° C. and a linear pressure of 80 N / mm (weight per unit area is 14 g / m 2 and thickness is 20 μm) Material (fiber diameter is approximately 8 μm)
실시예 9: 그 다음에 135℃의 온도 및 70 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 된(단위 면적당 중량은 8 g/m2이고 두께는 18 ㎛임), 2성분-폴리올레핀-섬유로 이루어진 스펀 본디드 부직포 재료(PP 및 Co-PP; 섬유 직경은 대략 10 ㎛; 그에 상응하게 섬도는 대략 1.0) Example 9: Spun consisting of bicomponent-polyolefin-fiber, then calendered at a temperature of 135 ° C. and a linear pressure of 70 N / mm (weight per unit area is 8 g / m 2 and thickness is 18 μm) Bonded nonwoven materials (PP and Co-PP; fiber diameters approximately 10 μm; correspondingly fineness approximately 1.0)
실시예 10: 그 다음에 20 N/mm의 선형 압력 및 130℃의 온도에서 캘린더링 되고(단위 면적당 중량: 12 g/m2; 두께: 20 ㎛), 섬유 직경이 2 내지 3 ㎛이며, 멜트블로운-기술로 제조된, PP로 이루어진 스펀 본디드 부직포 재료 Example 10: Then calendared at a linear pressure of 20 N / mm and a temperature of 130 ° C. (weight per unit area: 12 g / m 2 ; thickness: 20 μm), with a fiber diameter of 2 to 3 μm, Spun-bonded nonwoven material made of PP, made with tumble-technology
비교 실시예 2: 그 다음에 235℃의 온도 및 80 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 된(단위 면적당 중량은 14 g/m2이고 두께는 28 ㎛임), 150 ㎛ 두께의 폴리에스테르-네트 Comparative Example 2: 150-μm thick polyester-net, calendered at a temperature of 235 ° C. and a linear pressure of 80 N / mm (weight per unit area is 14 g / m 2 and thickness of 28 μm)
비교 실시예 3: 그 다음에 135℃의 온도 및 50 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 되고(단위 면적당 중량은 16 g/m2이고 두께는 30 ㎛임), 약 50 ㎛의 실 두께를 갖는 180 ㎛ 두께의 폴리프로필렌-네트 Comparative Example 3: Then calendered at a temperature of 135 ° C. and a linear pressure of 50 N / mm (weight per unit area is 16 g / m 2 and thickness is 30 μm) and has a thread thickness of about 50 μm 180 μm thick polypropylene-net
비교 실시예 4: 그 다음에 138℃의 온도 및 50 N/mm의 선형 압력에서 캘린더링 되고(단위 면적당 중량은 10 g/m2이고 두께는 20 ㎛임), 약 20 ㎛의 실 두께를 갖는, 120 ㎛ 두께의 그물코(mesh)가 미세한 폴리프로필렌-네트 Comparative Example 4: Then calendered at a temperature of 138 ° C. and a linear pressure of 50 N / mm (weight per unit area is 10 g / m 2 and thickness is 20 μm) and has a seal thickness of about 20 μm , Polypropylene-net with fine mesh of 120 μm thickness
단위 면적당 중량의 결정: Determination of weight per unit area:
재료들의 단위 면적당 중량은 EN 29073 T1에 따라 결정되었다.The weight per unit area of materials was determined according to EN 29073 T1.
두께의 결정:Determination of Thickness:
재료들의 두께는 EN 20534를 모범으로 하여 결정되었다(테스트 스탬프의 측정 압력은 10 kPa이고, 2 cm2의 테스트 면 상에 제공됨).The thickness of the materials was determined by model EN 20534 (measurement pressure of the test stamp is 10 kPa, provided on the test face of 2 cm 2 ).
기계적인 강도의 결정:Determination of Mechanical Strength:
제작 재료들의 최고 인장력(HZK)은 EN 29073 T3에 따라 결정되었다.The highest tensile force (HZK) of the fabricated materials was determined according to EN 29073 T3.
기공 직경의 결정:Determination of Pore Diameter:
평균 기공 직경 및 최대 기공 직경("버블 포인트(bubble point"))은 규정 ASTM E 1294(Coulter Porometer)에 따라 결정되었다.Average pore diameter and maximum pore diameter ("bubble point") were determined according to the regulations ASTM E 1294 (Coulter Porometer).
표 1: 다양한 제조 기술의 초박 부직포 재료의 데이터 비교Table 1: Data comparison of ultrathin nonwoven materials of various manufacturing techniques
앞의 실시예들은 하기의 제조 공정들이 한 가지 재료의 제조를 위해 우수하게 적합하다는 것을 보여주며, 이와 같은 내용은 전술한 요구 조건들에 상응한다:The previous examples show that the following manufacturing processes are well suited for the production of one material, which corresponds to the above requirements:
인-라인 또는 추후 캘린더링 된 습식 부직포 In-line or later calendared wet nonwovens
인-라인 또는 추후 캘린더링 된 건식 부직포 Dry non-woven with in-line or later calendared
2성분-섬유로 제조된 다음에 열적으로 경화되는 스펀 본디드 부직포 Spunbonded Nonwoven Fabrics Made of Bicomponent Fibers and then Thermally Cured
그 다음에 캘린더링 되는 멜트블로운 부직포 재료 Meltblown nonwoven material then calendered
본 발명에 의해서는, 지지체 박편과 같은 보조 수단을 사용하지 않고서도 처리될 수 있을 정도로 충분히 기계적으로 안정적일 뿐만 아니라 분리기 재료로서 전기 화학적인 셀에 사용될 수도 있는 초박 부직포 재료를 제공할 수 있는 제조 방법이 제시되었다.According to the present invention, a manufacturing method capable of providing an ultra-thin nonwoven material that is not only mechanically stable enough to be processed without the use of auxiliary means such as support flakes, but may also be used in an electrochemical cell as a separator material. This has been presented.
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