[發明專利]雙軸取向的多孔膜、復合材料以及制造和使用方法

在審

• 申請號: 201710665948.2
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN107362693A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: X·張;G·P·魯米雷斯;K·F·惠姆斯頓;C·E·海爾;T·S·費爾茲;M·A·布拉斯韋爾;R·A·普羅克托
• 申請（專利權）人: 賽爾加德公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B29C55/14;B29C55/16;H01M2/14;H01M2/16;H01M2/34;H01M10/0565
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 張全信,趙蓉民

本申請為分案申請，原申請的申請日是2011年3月11日、申請號是201180023187.1(PCT/US2011/028019)、發明名稱為“雙軸取向的多孔膜、復合材料以及制造和使用方法”。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年3月10日提交的待決美國專利申請序號13/044,708的權益和優先權，和于2010年3月12日提交的美國臨時專利申請序號61/313,152的權益和優先權。

技術領域

本發明涉及雙軸取向的多孔膜、包括雙軸取向的多孔膜的復合材料、雙軸取向的微孔膜、雙軸取向的大孔膜、電池隔板、過濾介質、濕度控制介質、平片膜、液體保留介質等、相關方法、制造方法、使用方法等。

背景技術

微孔聚合物膜是已知的，可由多種工藝制成，并且制作膜的工藝可對膜的物理屬性具有實質性影響。見例如Kesting,Robert E.,Synthetic Polymeric Membranes,A Structural Perspective,第二版,John Wiley&Sons,New York,NY,(1985)。制造微孔聚合物膜的三種不同的已知工藝包括：干拉伸工藝(也稱為CELGARD工藝)、濕工藝和顆粒拉伸工藝。

干拉伸工藝(CELGARD工藝)指的是一種工藝，其中孔形成是由在縱向拉伸無孔、半結晶、擠出的聚合物前體(MD拉伸)引起的。見例如上述Kesting，290-297頁，在此通過引用并入。這種干拉伸工藝不同于濕工藝和顆粒拉伸工藝。通常，在濕工藝——也稱為相轉化工藝、提取工藝或TIPS工藝中，聚合原材料與加工油(有時稱為增塑劑)混合，擠出該混合物，然后當去除加工油時形成孔(可在去除油前后拉伸這些膜)。見例如上述Kesting，237-286頁，在此通過引用并入。

通常，在顆粒拉伸工藝中，聚合原材料與微?；旌?，擠出該混合物，并且在拉伸期間當聚合物和微粒之間的界面由于拉伸力斷裂時形成孔。見例如，美國專利號6,057,061和6,080,507，在此通過引用并入。

此外，由這些不同的形成工藝產生的膜通常在物理上是不同的，并且制造每種膜的工藝通常將膜彼此區分。例如，由于在縱向(MD)上拉伸前體，干拉伸工藝膜可具有狹縫形狀的孔(例如見圖1-3)。由于油或增塑劑和在縱向(MD)和橫向機器方向或橫向(TD)上拉伸前體，濕工藝膜趨向于具有更圓的孔和花邊狀外觀(例如見圖4)。在另一方面，顆粒拉伸工藝膜具有橢圓形孔，因為微粒和縱向拉伸(MD拉伸)趨向于形成該孔(例如見圖5A)。因此，每種膜都可通過它的制造方法彼此區分。

盡管由干拉伸工藝制成的膜已經滿足了優異的商業成功，諸如由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC銷售的多種干拉伸多孔膜，包括平片膜、電池隔板、中空纖維等，但需要改善、改進或提高其至少選擇的物理屬性，以便它們可用于更廣泛的應用，對于具體目的可以表現得更好等。

使用空氣過濾器去除或減少空氣污染物諸如灰塵、塵螨、霉菌、細菌、狗皮屑、氣味和氣體通常是已知的。常規地，空氣過濾器包括過濾介質，其由一塊、一簇或一片多孔材料形成，所述多孔材料被打褶并放置在長方形框架或支撐物中或折疊成起皺的橢圓或圓筒，以便以相對小的體積提供大的過濾面積。

盡管至少一些空氣過濾器已經滿足了商業成功，但仍需要改進的過濾介質或過濾器，以便它們可用于更廣泛的過濾或分離應用，對于具體目的可以表現得更好等。

使用多孔材料選擇性通過氣體且阻擋液體是已知的。例如，中空纖維膜接觸器，其由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC的分公司Membrana-Charlotte銷售，用于排氣或去除液體氣泡。更具體地，膜接觸器在世界范圍的微電子、制藥、能源、食品、飲料、工業、攝影、油墨和分析市場廣泛用于液體除氣。

多孔材料用于過濾或分離工藝是已知的。例如，由德國Wuppertal的Membrana GmbH或由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC和Daramic,LLC兩公司推銷或銷售的各種平片膜用于過濾或分離工藝。更具體地，這種平片膜已經用于分離固體顆粒和液體、從液體中分離氣體、從氣體中分離顆粒等。

盡管某些用于過濾或分離工藝的這種多孔材料已經滿足了商業成功，但仍需要改進的多孔材料，以便它們可用于更廣泛的應用，對于具體目的可以表現得更好等。