(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년12월13일
(11) 등록번호 10-1341322
(24) 등록일자 2013년12월07일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01M 2/14 (2006.01) H01M 2/16 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0096224
(22) 출원일자 2013년08월13일
심사청구일자 2013년08월13일
(56) 선행기술조사문헌
KR1019990076031 A
KR100175432 B1
KR1020030009786 A
KR1020060130193 A
(73) 특허권자
성안합섬주식회사
경상북도 구미시 남구미로 29 (공단동)
(72) 발명자
김동건
대구광역시 달서구 용산2동 성서청구타운
101-1601
김재호
경상북도 구미시 옥계동 현진에버빌 엠파이어
108-2201
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
조희원
전체 청구항 수 : 총 11 항 심사관 : 민인규
(54) 발명의 명칭 2차 전지용 파이버 및 이를 포함하는 2차 전지용 분리막
(57) 요 약
본 발명은 2차 전지용 파이버 및 이를 포함하는 2차 전지용 분리막에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이용해성
(易容解性) 폴리머 내에 공중합 폴리에스테르가 분산 배열되어 있는 바인더 파이버로서, 상기 공중합 폴리에스테
르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%가
공중합 된 것이며, 상기 이용해성 폴리머 용출 후 공중합 폴리에스테르의 단사섬도가 0.001~0.3 데니어인 것을
특징으로 하는 2차 전지용 파이버 및 이를 포함하는 2차 전지 분리막에 관한 것이다.
등록특허 10-1341322
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(72) 발명자
이성진
경상북도 구미시 부곡동 1529 부곡화성타원
106-606
한상택
경상북도 구미시 옥계동 삼구드리니엔 105-903
등록특허 10-1341322
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특허청구의 범위
청구항 1
이용해성(易容解性) 폴리머 내에 공중합 폴리에스테르가 분산 배열되어 있는 2차전지용 파이버(fiber)에
있어서,
상기 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트
(DMIS) 0.5~40.0 중량%가 공중합된 것이며,
상기 이용해성 폴리머 용출 후 공중합 폴리에스테르의 단사섬도가 0.001~0.3 데니어인 것을 특징으로 하는 2차
전지용 파이버.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~99.0 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레
이트(DMIS) 0.5~28.0 중량%와 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 0중량% 초과, 12중량% 이하가
공중합 되어있는 것임을 특징으로 하는 2차전지용 파이버.
청구항 3
제1항에 있어서,
초산나트륨을 0ppm 초과, 3000ppm 이하로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지용 파이버.
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 이용해성 폴리머는 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 및 폴리스타이렌 중 선택되는 것임을 특징으로 하는
2차 전지용 파이버.
청구항 5
제4항에 있어서,
상기 이용해성 폴리머는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~90중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트
(DMIS) 0.5~15 중량% 및 수평균 분자량이 8000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4 ~25중량%가 공중합 되어 있는 공중합
폴리에스테르 것을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버.
청구항 6
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 주 파이버(subject fiber) 또는 바인더 파이버(binder fiber)인 것임을
특징으로 하는 2차 전지용 파이버.
청구항 7
등록특허 10-1341322
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제1항의 2차 전지용 파이버를 포함하는 2차 전지용 분리막.
청구항 8
(S1) 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 및 폴리스타이렌으로 구성된 군에서 선택되는 이용해성 폴리머를 제조
하는 단계;
(S2) 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%
가 공중합된 공중합 폴리에스테르를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 이용해성 폴리머와 공중합 폴리에스테르를 방사시키는 단계를 포함하는 2차 전지용 파이버의 제조방
법.
청구항 9
제8항에 있어서,
상기 (S1) 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~90중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS)
0.5~15 중량% 및 수평균 분자량이 8000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4 ~25중량%가 공중합된 공중합폴리에스테르인
이용해성 폴리머를 제조하는 단계인 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버의 제조방법.
청구항 10
제8항에 있어서,
상기 (S2) 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~99.0 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS)
0.5~28.0 중량%와 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 0중량% 초과, 12중량% 이하가 공중합 되
어있는 공중합 폴리에스테르를 제조하는 단계인 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버의 제조방법.
청구항 11
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 주 파이버(subject fiber) 또는 2차 전지용 바인더 파이버(subject
fiber)인 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버의 제조방법.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 2차 전지용 분리막의 주 파이버 또는 바인더 파이버로 적용할 수 있는 2차 전지용 파이버 및 이를 포[0001]
함하는 2차 전지용 분리막에 관한 것이다.
배 경 기 술
전지는 크게 화학전지, 물리전지, 그리고 생물전지 등 3가지로 구분되고 있고, 화학전지는 1차 전지, 2차 전지,[0002]
연료전지로 구분되며, 1차 전지(Primary Battery)는 화학적으로 저장된 전기를 사용만 하는 것으로 아연망간전
지, 알칼리전지, 리튬1차전지, 공기-아연전지 등이 있으며, 2차 전지는 한번 사용하고 버리는 1차 전지와는 달
리 재충전(Rechargeable) 가능한 전지를 말함 전지는 산화제인 양극 활물질과 환원제인 음극 활물질을 갖고 있
다. 이들 사이에 이온전도에 의해 산화반응과 환원반응을 가능케 하는 전해질이 담겨있고 또한 양극과 음극이
직접 접촉하는 것을 막는 분리막이 있다.
분리막이란 서로 다른 두 물질 사이에 존재하는 선택적 장애물로 어떤 물질을 선택적으로 통과시키거나 배제시[0003]
키는 역할을 하는 소재를 의미한다. 다시 말하면 전지의 기전물질인 산화제와 환원제가 직접 접촉하면 자가방전
등록특허 10-1341322
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을 일으켜 급격한 반응이 진행되므로 위험하기 때문에 분리막은 양극과 음극 사이에 있으면서 양자의 접촉을 막
아주는 역할을 한다.
2차 전지의 분리막 재료는 2차 전지의 종류에 따라 조금씩 다르게 사용되고 있고, 납축전지는 폴리에틸렌 부직[0004]
포와 글래스매트 등이 사용되고 있고 소형밀폐 납축전지는 글래스매트를 사용함. 니켈카드뮴전지와 니켈수소전
지는 폴리아미드 부식포와 폴리프로필렌 부식포를 사용하며 리튬이온전지는 폴리프로필렌 미세 다공막을 바나듐
리튬전지, 망간리튬전지, 바나듐니오브리튬전지는 폴리프로필렌 미세 다공막과 폴리프로필렌 부직포를 사용하고
있다.
한편, 종래에는 직방 방사 방법의 장섬유 생산공정으로는 단사섬도(DPF:Denier Per Filament)가 0.3데니어 이하[0005]
는 제조가 불가능하여 2차 전지용 분리막의 바인더 파이버용으로는 사용이 어려웠다. 이로 인해서 단섬유인
Staple Fiber를 사용하였다. Staple Fiber는 단사섬도가 0.3데니어 이하도 생산이 가능하나 Staple Fiber의 특
성상 단사섬도의 최소와 최대편차가 10배이상이 된다. 이러한 문제로 인해서 2차 전지 분리막의 바인더 파이버
로 사용시 성능의 편차가 발생이 되고 강도도 저하가 된다.
이에, 2차 전지의 분리막에 적용하기에 적합한 물성을 가지는 주 파이버 및 바인더 파이버에 대한 기술 개발이[0006]
지속되고 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 2차 전지 분리막의 주 파이버 또는 바인더 파이버로 사용될 수 있도록, 강도가 우수한 2차 전지용 파[0007]
이버 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 강도가 우수한 주 파이버 또는 바인더 파이버를 포함하는 2차 전지용 분리막을 제공하고자 한[0008]
다.
과제의 해결 수단
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 이용해성(易容解性) 폴리머 내에 공중합 폴리에스테르가 분산 배열되[0009]
어 있는 2차전지용 파이버(fiber)에 있어서, 상기 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5
중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%가 공중합된 것이며, 상기 이용해성 폴리머
용출 후 공중합 폴리에스테르의 단사섬도가 0.001~0.3 데니어인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버를 제공
한다.
상기 구현예에 의한 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~99.0 중량%에 대하여 5-소디움디[0010]
메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~28.0 중량%와 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 0중량% 초과,
12중량% 이하가 공중합 되어있는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 2차 전지용 파이버는 초산나트륨을 0ppm 초과, 3000ppm 이하로 더 포함하는 것일 수 있다.[0011]
상기 구현예에 의한 이용해성 폴리머는 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 및 폴리스타이렌 중 선택되는 것일[0012]
수 있다.
상기 구현예에 의한 이용해성 폴리머는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~90중량%에 대하여 5-소디움디메틸이[0013]
소프탈레이트 (DMIS) 0.5~15 중량% 및 수평균 분자량이 8000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4 ~25중량%가 공중합 되
어 있는 공중합폴리에스테르 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 주 파이버(subject fiber) 또는 바인[0014]
더 파이버(binder fiber)인 것일 수 있다.
본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 파이버를 포함하는 2차 전지용 분리막을 제공한다.[0015]
본 발명은 또한 바람직한 제3 구현예로서, (S1) 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 및 폴리스타이렌으로 구성된[0016]
등록특허 10-1341322
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군에서 선택되는 이용해성 폴리머를 제조하는 단계; (S2) 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하
여 5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%가 공중합된 공중합 폴리에스테르를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 이용해성 폴리머와 공중합 폴리에스테르를 방사시키는 단계를 포함하는 2차 전지용 파이버의 제조방
법을 제공한다.
상기 구현예에 의한 (S1) 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~90중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈[0017]
레이트 (DMIS) 0.5~15 중량% 및 수평균 분자량이 8000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4 ~25중량%가 공중합된 공중합
폴리에스테르인 이용해성 폴리머를 제조하는 단계인 것일 수 있다.
상기 구현예예 의한 (S2) 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~99.0 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프[0018]
탈레이트(DMIS) 0.5~28.0 중량%와 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 0중량% 초과, 12중량% 이
하가 공중합 되어있는 공중합 폴리에스테르를 제조하는 단계인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 주 파이버(subject fiber) 또는 바인더 파이버(subject[0019]
fiber)인 것일 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 파이버와 강도가 우수한 특성을 가져, 2차 전지용 분리막의 주 파이버와 바인더 파이버로서[0020]
유용하다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.[0021]
본 발명은 이용해성(易容解性) 폴리머 내에 공중합 폴리에스테르가 분산 배열되어 있는 2차전지용 주 파이버로[0022]
서, 상기 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레
이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%가 공중합된 것이며, 상기 이용해성 폴리머 용출 후 공중합 폴리에스테르의 단사섬도
가 0.001~0.3 데니어인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 파이버에 관한 것이다.
본 발명에 따른 2차 전지용 파이버는 2차 전지용 분리막의 주 파이버 또는 바이더 파이버인 것일 수 있으며, 이[0023]
때, 상기 주 파이버는 2차 전지용 분리막을 이루는 골격 역할을 하고, 상기 바인더 파이버는 주 파이버 사이에
채워져 주 파이버를 연결하는 역할을 하여, 최종적으로 2차 전지용 분리막을 형성하게 된다.
이때, 상기 주 파이버 및 바인더 파이버는 동일한 조성으로 이루어지나, 제조된 후, 후공정에 2차 전지용 분리[0024]
막을 형성하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~99.0 중량%에 대하여 5-소디움디메[0025]
틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~28.0 중량%와 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(PEG) 0중량% 초과,
12.0중량% 이하가 공중합 된 것일 수 있다.
상기 2차 전지용 파이버의 제조방법은 (S1) 공중합폴리에스테르, 폴리비닐알콜 및 폴리스타이렌으로 구성된 군[0026]
에서 선택되는 이용해성 폴리머를 제조하는 단계; (S2) 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.5 중량%에 대하여
5-소디움디메틸이소프탈레이트(DMIS) 0.5~40.0 중량%가 공중합된 공중합 폴리에스테르를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 이용해성 폴리머와 공중합 폴리에스테르를 방사시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 2차 전지용 파이버는 이용해성 폴리머를 해성분으로 사용하고 공중합 폴리에스테르를 도성분으로 사[0027]
용하여 이들을 해도형으로 복합 방사한 해도형 복합섬유 형태일 수 있다.
본 발명의 2차 전지용 파이버는 각각 2가지 성분을 포함하며, 제1 성분으로서 이용해성 폴리머와, 제2 성분으로[0028]
서 공중합 폴리에스테르를 포함한다.
본 발명의 제1 성분으로서 이용해성 폴리머는 응집방지제로서 초산나트륨을 0ppm 초과, 3000ppm 이하로 더 포함[0029]
할 수도 있으며, 초산나트륨을 3000ppm 초과로 포함할 경우 폴리머에서 초산나트륨이 불순물로 남아서 방사 조
등록특허 10-1341322
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업성 불량 및 원사 강도가 저하되어 섬유로서 사용하기가 어려워 진다.
제2 성분으로서 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트에 5-소디움디메틸이소프탈레이트(이하 "DMI[0030]
S"라고 한다)를 공중합하여 제조하며 공중합 시 수평균 분자량이 500~1000인 폴리에틸렌글리콜(이하 "PEG"라고
한다) 를 첨가하기도 한다.
다시 말해, 본 발명에서 제2 성분으로 사용하는 공중합 폴리에스테르는 주성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트에[0031]
DMIS가 공중합된 폴리머이다. 또한, 추가적으로 PEG가 함께 공중합된 것일 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 60~99.0 중량%에 대하여 상기 DMIS 공중합량은 0.5~28.0 중량%가 바람직하며 폴리머[0032]
의 적정 유동성을 위해 PEG의 공중합량은 0초과~12.0 중량% 첨가 하는 것도 바람직하다. DMIS 및 PEG의 공중합
량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 방사 조업성이 불량하고 원사의 물성이 저하되거나, 제1 성분인 이용해성
폴리머 용출 공정시 제2 성분인 공중합 폴리에스테르 성분 용출 우려가 있다. 한편, DMIS의 공중합량이 상기 범
위보다 낮을 경우에는 2차 전지용 분리막 형성시 주 파이버와 바인더 파이버 각각의 역할 또는 작용 정도가 저
하될 수 있다.
또한, 상기 제2 성분인 공중합 폴리에스테르는 그 고유점도(I.V., intrinsic viscosity)가 0.35~0.60인 것일[0033]
수 있으며, 고유점도가 0.35미만이면 고유점도가 낮아서 구금하부에서 폴리머가 끊어져서 장섬유를 생산이 어렵
고, 0.60이상이면 초지 제작 과정에서 녹지 않아서 주 파이버 또는 바인더 파이버의 역할을 할 수가 없어서 초
지를 제작하지 못하게 된다.
또한, 제1 성분인 이용해성 폴리머 용출 후 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 강도가 2.0 ~ 6.0(g/de)인 것일[0034]
수 있으며, 강도가 2.0g/de 미만인 경우는 분리막이 외부 충격 또는 제조과정에서 찢어지는 경우가 발생하여 수
율이 낮았다.
한편, 제1 성분인 이용해성 폴리머 용출후의 제2 성분인 공중합 폴리에스테르 단사섬도는 0.001~0.3데니어인 것[0035]
이 바람직하다. 제1 성분인 이용해성 폴리머 용출후의 제2 성분인 공중합 폴리에스테르 단사섬도가 0.3데니어
를 초과하는 경우에는 해도형 복합섬유 방식이 아닌 직접 방사방법으로도 생산이 가능하므로 직접방사방법으로
생산하는 것이 경제성이 좋다. 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 단사섬도가 0.001데니어 미만인 경우에는 용
출 후 초지제작 과정에서 사끼리 엉켜 붙어서 Subject Fiber와의 혼합 불량으로 강도가 약하고 물성편차가 많아
서 2차전지 분리막용으로는 적합하지 못하다.
한편, 제1 성분인 이용해성 폴리머는 방사시, 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 형태를 안정화시키고 제1 성분[0036]
인 이용해성 폴리머 용출후의 원사(도성분) 강도유지율을 높여 원사(도성분)손상을 최소화 시키기 위해서 해성
분으로 알칼리 용출속도가 매우 우수한 공중합 폴리에스테르를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 제1 성분인 이
용해성 폴리머의 용출속도가 빠르면 용출온도, 체류시간, 알칼리 농도를 감소시켜서 비용 절감과 생산성 향상이
된다. 구체적인 예로서 주성분인 에틸렌테레프탈산의 에스테르 단위에 금속 술포네이트를 함유하는 에스테르 단
위가 공중합된 공중합 폴리에스테르와, 수평균 분자량이 8,000 이상인 폴리에틸렌글리콜이 블랜딩된 조성의 이
용해성 폴리머을 사용할 수 있다.
이때 상기 이용해성 폴리머 내의 주원료인 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 60~90중량%에 대하여 5-소디움디메틸[0037]
이소프탈레이트 (DMIS) 0.5~15 중량% 및 수평균 분자량이 8000 이상인 폴리에틸렌글리콜 4 ~25중량%가 공중합
되어 있는 공중합폴리에스테르인 것이 바람직하다. 폴리에틸렌글리콜 함량이 4중량% 미만일 경우에는 이용해성
폴리머의 용출속도, 특히 초기 용출속도가 느려지는 문제가 발생될 수 있고, 25중량%를 초과하는 경우에는 폴리
머 중합시 돌비문제가 발생하여 중합이 곤란하게 될 수 있다.
또한 상기 이용해성 폴리머로서의 공중합 폴리에스테르 내의 금속 술포네이트를 함유하는 에스테르 단위 함량은[0038]
3~15중량%인 것이 좋다. 만약 상기 함량이 3중량% 미만인 경우에는 이용해성 폴리머의 용출속도가 저하되어 제2
성분이 공중합 폴리에스테르가 침해되는 문제가 발생될 수 있고, 15중량%를 초과하는 경우에는 과량의 공중합
화합물에 의해 무정형 폴리머가 되어 제사가 곤란하고 제조원가가 상승하는 문제가 발생될 수 있다. 더욱 바람
직하기로는 상기 이용해성 폴리머 내에 공중합된 화합물과 블랜딩된 화합물의 총량이 전체 이용해성 폴리머 중
량대비 20중량% 이하인 것이 좋다.
또한 이용해성 폴리머으로 수용성인 폴리비닐알콜 또는 폴리스타이렌 등을 사용 할 수도 있다. 폴리스타이렌을[0039]
등록특허 10-1341322
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사용하는 경우에는 이용해성 폴리머 용출을 위해 용매를 사용해야 하므로 환경오염 문제가 발생된다.
본 발명의 2차 전지용 파이버 제2 성분으로서 캐티온 가염성 공중합 폴리에스테르와 제1 성분으로서 이용해성[0040]
폴리머를 통상의 복합방사 장치로 복합방사하여 제조할 수 있다. 이때 방사속도를 고속으로 하여 방사직접연신
방식으로 바인더 파이버를 제조 할 수도 있고, 방사속도를 1,500~8,000m/분 수준으로 하여 미연신 또는 반연신
상태의 주 파이버 및 바인더 파이버를 제조할 수도 있다.
이용해성 폴리머 용출전인 바인더 파이버의 단사섬도를 1~7데니어로 조절하는 것이 초지제작시 바인더 역할 향[0041]
상에 바람직하다. 방사, 연신된 주 파이버 및 바인더 파이버를 통상의 가연 가공 방법으로 가연처리 할 수도 있
다.
본 발명의 바인더 파이버 또는 바인더 파이버 가연사를 알칼리 수용액 또는 수중에서 감량 처리 및 절단하여 주[0042]
파이버와 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용한다.
한편, 본 발명의 바인더 파이버 또는 바인더 파이버 가연사를 고수축성 폴리에스테르 원사와 인터레이싱 하여[0043]
복합사를 제조한 후, 이를 제직, 제편용 원사 또는 2차 전지용 분리막의 바인더 파이버로 사용 될 수도 있다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴 보기로 한다. 그러나 본 발명이 아래 실[0044]
시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1[0045]
제1 성분인 이용해성 폴리머로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 83중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소프탈레[0046]
이트 (DMIS) 5중량%가 공중합되고, 수평균 분자량이 9000인 폴리에틸렌글리콜 12중량%가 블랜딩된 I.V 0.60 이
용해성 폴리머를 사용하였다.
제2 성분인 공중합 폴리에스테르로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 성분 96.5중량%에 대하여 5-소디움디메틸이소[0047]
프탈레이트(DMIS) 2.9 중량%와 수평균 분자량이 700인 폴리에틸렌글리콜 0.6 중량%가 공중합 되어있는 I.V 0.38
공중합 폴리에스테르을 사용하였다. 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 고유점도와 제1 성분인 이용해성 폴리머
용출후 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 단사섬도는 표 1에 나타난 바와 같다.
통상의 복합방사 장치에 상기 제1 성분인 이용해성 폴리머와 제2 성분인 공중합 폴리에스테르를 공급하여, 제1[0048]
성분:제2 성분의 무게비는 3:7이며, 80데니어/25필라멘트의 바인더 파이버를 제조하였다.
제1 성분의 Spin Beam 온도는 270, 제2 성분의 Spin Beam 온도는 290, 구금은 F130/0.2D*0.6L, 원형 25Hole,[0049]
1Hole당 35개의 Pipe이며, 권취속도(Winding Speed) 3,700mpm, 제1Godet Roller 1,500mpm, 90에서 5.5턴, 제
2Godet Roller 3,760mpm, 130에서 4.5턴 조건으로 하였다.
또한, 상기 바인더 파이버의 제조방법과 동일한 방법으로 2차 전지용 주 파이버를 제조하였다.[0050]
실시예 2 내지 실시예 12[0051]
표 1에 나타난 바와 같이 성분 및 함량을 달리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 바인더 파이버 및[0052]
주 파이버를 제조하였다.
비교예 1 및 비교예 5[0053]
표 1에 나타난 바와 같이 성분 및 함량을 달리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 바인더 파이버 및[0054]
주 파이버를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 바인더 파이버와 주 파이버를 통상의 후공정을 통하여 2차 전지 분리막을 제조한[0055]
다. 통상의 후 공정은 커팅공정, 이용해성 폴리머 용출 공정, 혼합공정, 드럼 드라이어에서 건조 공정 및 권취
공정을 의미한다.
등록특허 10-1341322
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상기 후공정은 제조된 주 파이버와 바인더 파이버를 각각 커팅 공정(cutting)을 통하여 적절한 길이로 커팅 한[0056]
후, 이용해성 폴리머를 용출한다. 그 후 상기 바인더 파이버와 주 파이버를 분산제와 함께 혼합하는 공정
(mixing)을 거쳐 분리막을 제조한 후 드럼 드라이어(Drum Dryer)에서 상기 분리막을 건조하는 건조공정을 실시
한 후 롤러에서 상기 분리막을 권취공정을 통하여 2차 전지 분리막을 제조하였다.
상술한 바와 같이, 실시예 및 비교예에서 제조된 바인더 파이버 및 주 파이버를 이용하여 통상의 방법에 의해 2[0057]
차 전지용 분리막을 제조하여, 아래와 같은 방법으로 섬도, 강도, 용출 후 데니어/강도, 방사조업성 및 초지(분
리막)인장강도를 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 섬도(데니어)[0058]
KS K 0415 방법으로 측정하였다.[0059]
(2) 강도[0060]
KS K 0412법으로 측정하였다.[0061]
(3) 용출후 데니어/강도[0062]
70 항온조 NaOH 5% 수용액에 15분 동안 담근 후 순수에 10회 수세, 20조건의 밀폐된 건조기에서 24시간 건조 시[0063]
킨 섬유의 데니어, 강도를 측정하였다.
이 과정에서 제1 성분인 이용해성 폴리머는 전량 용출이 되고 제2 성분인 공중합 폴리에스테르의 섬유가 남게[0064]
하였다.
(4) 방사조업성(%)은 5kg 권취 시 만권수/(만권수 절사수)*100임.[0065]
(5) 초지(분리막)인장강도[0066]
KS K ISO 1924-2 : 2009, C.R.E 법으로 측정하였다.[0067]
표 1
구 분[0068] 제2 성분인 공중합 폴리에스테르 단사
섬도
섬유 데니어 섬유
강도(g/de)
방사조
업성
(%)
초지인
장강도
(kN/m)I.V
(-)
DMIS
(중량%)
PEG
(wt%)
초산나
트륨(pp
m)
단
사
섬
도
용출
전
용출
후
용출전 용출
후
실시예1 0.38 2.9 0.6 1,000 0.0
64
3.2 80.0 55.3 4.80 3.74 95.3 0.21
실시예2 0.38 2.6 0.8 1,000 0.0
64
3.2 80.0 55.6 4.87 3.68 96.3 0.23
실시예3 0.43 2.6 1.0 1,000 0.0
64
3.2 80.0 54.9 4.85 3.81 94.5 0.31
실시예4 0.43 2.4 1.3 1,000 0.0
64
3.2 80.0 54.7 4.82 3.83 96.7 0.28
실시예5 0.48 2.0 1.5 1,000 0.0
64
3.2 80.0 53.2 4.79 3.91 96.9 0.32
실시예6 0.48 1.7 1.8 1,000 0.0
64
3.2 80.0 53.9 4.88 3.92 98.5 0.36
실시예7 0.48 1.7 1.8 1,000 0.0
40
2.0 80.0 53.7 4.91 3.96 99.2 0.38
실시예8 0.48 1.7 1.8 1,000 0.0
37
3.2 80.0 53.1 4.96 4.01 97.5 0.29
실시예9 0.48 1.7 1.8 1,000 0.0
40
2.1 50.0 53.0 4.56 2.91 96.5 0.28
실시예10 0.48 1.7 1.8 1,000 0.0
88
4.4 110.0 53.6 5.31 4.12 96.9 0.24
실시예11 0.53 1.4 2.0 1,000 0.0
64
3.2 80.0 53.0 4.72 4.02 98.9 0.29
등록특허 10-1341322
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실시예12 0.53 1.1 2.3 1,000 0.0
64
3.2 80.0 52.9 4.79 4.09 97.3 0.30
비교예1 0.28 5.5 0.2 1,000 0.0
64
3.2 폴리머 토출시 구금하부에서 끊어짐
비교예2 0.33 5.5 0.5 1,000 0.0
64
3.2 폴리머 토출시 구금하부에서 끊어짐
비교예3 0.60 0.2 3.1 1,000 0.0
64
3.2 80.0 52.3 4.51 1.85 85.4 0.10
비교예4 0.65 0.2 3.5 1,000 0.0
64
3.2 80.0 51.2 4.98 1.74 86.9 0.12
비교예5 0.48 2.0 1.5 4,000 0.0
64
3.2 80.0 53.6 4.85 1.78 62.3 0.15
등록특허 10-1341322
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