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1、(10)申请公布号 CN 102892534 A(43)申请公布日 2013.01.23CN102892534A*CN102892534A*(21)申请号 201180023187.1(22)申请日 2011.03.1161/313,152 2010.03.12 US13/044,708 2011.03.10 USB23B 3/26(2006.01)(71)申请人赛尔加德公司地址美国北卡罗来纳州(72)发明人 X张 GP鲁米雷斯KF惠姆斯顿 CE海尔TS费尔兹 MA布拉斯韦尔RA普罗克托(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司 11245代理人赵蓉民 张全信(54) 发明名称双轴取向的。
2、多孔膜、复合材料以及制造和使用方法(57) 摘要至少一种选择的微孔膜由干拉伸工艺制成和具有基本上圆形的孔和范围在0.5至6.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比。制造前述微孔膜的方法可包括以下步骤:将聚合物挤出入无孔前体,和双轴拉伸无孔前体,所述双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸,横向包括同时受控的纵向松弛。至少本发明选择的实施方式可涉及双轴取向的多孔膜,复合材料包括双轴取向的多孔膜、双轴取向的微孔膜、双轴取向的打孔膜、电池隔板、过滤介质、湿度控制介质、平片膜、液体保留介质等、相关方法、制造方法、使用方法等。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.11.08(86)PCT申请的申。
3、请数据PCT/US2011/028019 2011.03.11(87)PCT申请的公布数据WO2011/112885 EN 2011.09.15(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书31页 附图19页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 31 页 附图 19 页1/2页21.多孔膜,包括:至少一层多孔聚合物薄膜,其通过包括以下步骤的干拉伸工艺制成:将聚合物挤出成为至少单层无孔前体,和双轴拉伸所述无孔前体,所述双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸,所述横向拉伸包括同时受控纵向松弛,并且具有基本上圆形的孔,大约40%至90%的孔隙率,范围在大约0.5至。
4、5.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比,小于大约100的Gurley,至少大约0.04微米的平均流量孔径,至少大约0.07微米的Aquapore孔径大小,和大于大约140psi的水头压力。2.权利要求1所述的膜,其中所述双轴拉伸的纵向拉伸包括与纵向拉伸同时的横向拉伸的步骤,且其中所述双轴拉伸进一步包括横向松弛的步骤。3.权利要求2所述的膜,其中所述无孔前体的所述双轴拉伸进一步包括纵向拉伸的附加步骤。4.权利要求1所述的膜,其中所述干拉伸工艺进一步包括以下步骤:在所述双轴拉伸之前纵向拉伸以形成多孔中间体。5.权利要求1所述的膜,其中所述无孔前体的所述双轴拉伸包括所述纵向拉伸、与纵向拉伸同时的附加。
5、横向拉伸和横向松弛。6.权利要求1所述的膜,其中所述干拉伸工艺包括以下步骤:纵向拉伸,随后是包括与受控纵向松弛同时的所述横向拉伸的所述双轴拉伸,与纵向拉伸同时的第二横向拉伸,随后是横向松弛。7.权利要求1所述的膜,其中所述多孔聚合物薄膜进一步具有至少大约8微米的厚度,至少大约300kgf/cm2的横向抗张强度,小于大约0.025的平均流量孔径标准偏差,至少大约80psi的水侵压,和至少大约8,000g/m2-天的WVTR。8.权利要求1所述的膜,其中所述多孔聚合物薄膜进一步具有以下至少一种的横向收缩:在90下小于大约1.0%,在105下小于大约1.5%,和在120下小于大约3.0%。9.权利要。
6、求1所述的膜,其中所述多孔聚合物薄膜进一步具有大约8微米至80微米范围的厚度。10.权利要求1所述的膜,其中所述无孔前体为以下的至少一种:吹塑薄膜和狭缝模具薄膜的一种,由单层挤塑和多层挤塑的至少一种形成的单层前体,和由共挤塑和层压的至少一种形成的多层前体。11.权利要求1所述的膜,其中所述膜进一步包括结合至所述多孔聚合物薄膜的至少一侧的至少一个非织造、织造或编织层。12.权利要求1所述的膜,其中所述聚合物选自聚烯烃、碳氟化合物、聚酰胺、聚酯、聚缩醛(或聚甲醛)、多硫化物、聚苯硫醚、聚乙烯醇、其共聚物、其混合物、和其组合。13.权利要求1所述的膜,其中所述多孔聚合物薄膜进一步具有大约65%至90。
7、%的孔隙率,范围在大约1.0至5.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比,小于大约20的Gurley,至少大约0.05微米的平均流量孔径,至少大约0.08微米的Aquapore孔径大小,和大于大约145psi的水头压力。14.权利要求1所述的膜,其中所述基本上圆形的孔具有范围在大约0.75至1.25的纵横比和范围在大约0.25至8.0的球形度系数中的至少一种。权 利 要 求 书CN 102892534 A2/2页315.包括权利要求1所述膜的过滤膜、湿度控制膜、气体和/或液体分离膜、选择性通过湿气和阻挡液体水的膜和多层膜结构的至少一种。16.权利要求1所述的膜,其中所述干拉伸工艺的所述双轴拉伸步骤。
8、包括同时双轴拉伸无孔前体的多个单独的叠加的层或层片,其中以下的至少一个:在所述拉伸工艺期间没有所述层片结合在一起,和在所述拉伸工艺期间所有的所述层片都结合在一起。17.电池隔板,包括:至少一层多孔聚合物薄膜,其通过包括以下步骤的干拉伸工艺制成:将聚合物挤出成为至少单层无孔前体,和双轴拉伸所述无孔前体,所述双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸,所述横向拉伸包括同时受控纵向松弛,并且具有基本上圆形的孔,大约40%至70%的孔隙率,范围在大约0.5至5.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比,小于大约300的Gurley,至少大约0.01微米的平均流量孔径,和至少大约0.04微米的Aquapore孔径大小。1。
9、8.权利要求17所述的电池隔板,其中所述基本上圆形的孔具有范围在大约0.75至1.25的纵横比和范围在大约0.25至8.0的球形度系数中的至少一种。权 利 要 求 书CN 102892534 A1/31页4双轴取向的多孔膜、 复合材料以及制造和使用方法0001 相关申请的交叉引用0002 本申请要求于2011年3月10日提交的待决美国专利申请序号13/044,708的权益和优先权,和于2010年3月12日提交的美国临时专利申请序号61/313,152的权益和优先权。技术领域0003 本发明涉及双轴取向的多孔膜、包括双轴取向的多孔膜的复合材料、双轴取向的微孔膜、双轴取向的大孔膜、电池隔板、过滤介。
10、质、湿度控制介质、平片膜、液体保留介质等、相关方法、制造方法、使用方法等。背景技术0004 微孔聚合物膜是已知的,可由多种工艺制成,并且制作膜的工艺可对膜的物理属性具有实质性影响。见例如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种不同的已知工艺包括:干拉伸工艺(也称为CELGARD工艺)、湿工艺和颗粒拉伸工艺。0005 干拉伸工艺(CELGARD工艺)指的是一种工艺,其中孔形成是由在纵向拉伸无孔。
11、、半结晶、挤出的聚合物前体(MD拉伸)引起的。见例如上述Kesting,290-297页,在此通过引用并入。这种干拉伸工艺不同于湿工艺和颗粒拉伸工艺。通常,在湿工艺也称为相转化工艺、提取工艺或TIPS工艺中,聚合原材料与加工油(有时称为增塑剂)混合,挤出该混合物,然后当去除加工油时形成孔(可在去除油前后拉伸这些膜)。见例如上述Kesting,237-286页,在此通过引用并入。0006 通常,在颗粒拉伸工艺中,聚合原材料与微粒混合,挤出该混合物,并且在拉伸期间当聚合物和微粒之间的界面由于拉伸力断裂时形成孔。见例如,美国专利号6,057,061和6,080,507,在此通过引用并入。0007 此。
12、外,由这些不同的形成工艺产生的膜通常在物理上是不同的,并且制造每种膜的工艺通常将膜彼此区分。例如,由于在纵向(MD)上拉伸前体,干拉伸工艺膜可具有狭缝形状的孔(例如见图1-3)。由于油或增塑剂和在纵向(MD)和横向机器方向或横向(TD)上拉伸前体,湿工艺膜趋向于具有更圆的孔和花边状外观(例如见图4)。在另一方面,颗粒拉伸工艺膜具有椭圆形孔,因为微粒和纵向拉伸(MD拉伸)趋向于形成该孔(例如见图5A)。因此,每种膜都可通过它的制造方法彼此区分。0008 尽管由干拉伸工艺制成的膜已经满足了优异的商业成功,诸如由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC销售的多种干拉伸。
13、多孔膜,包括平片膜、电池隔板、中空纤维等,但需要改善、改进或提高其至少选择的物理属性,以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可以表现得更好等。0009 使用空气过滤器去除或减少空气污染物诸如灰尘、尘螨、霉菌、细菌、狗皮屑、气味说 明 书CN 102892534 A2/31页5和气体通常是已知的。常规地,空气过滤器包括过滤介质,其由一块、一簇或一片多孔材料形成,所述多孔材料被打褶并放置在长方形框架或支撑物中或折叠成起皱的椭圆或圆筒,以便以相对小的体积提供大的过滤面积。0010 尽管至少一些空气过滤器已经满足了商业成功,但仍需要改进的过滤介质或过滤器,以便它们可用于更广泛的过滤或分离应用,对于具。
14、体目的可以表现得更好等。0011 使用多孔材料选择性通过气体且阻挡液体是已知的。例如,中空纤维膜接触器,其由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC的分公司Membrana-Charlotte销售,用于排气或去除液体气泡。更具体地,膜接触器在世界范围的微电子、制药、能源、食品、饮料、工业、摄影、油墨和分析市场广泛用于液体除气。0012 多孔材料用于过滤或分离工艺是已知的。例如,由德国Wuppertal的Membrana GmbH或由North Carolina,Charlotte的Celgard,LLC和Daramic,LLC两公司推销或销售的各种平片膜用于过滤。
15、或分离工艺。更具体地,这种平片膜已经用于分离固体颗粒和液体、从液体中分离气体、从气体中分离颗粒等。0013 尽管某些用于过滤或分离工艺的这种多孔材料已经满足了商业成功,但仍需要改进的多孔材料,以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可以表现得更好等。0014 使用多孔材料选择性通过湿气(水蒸气)且阻挡液体水、液体干燥剂或其他水溶液可能是已知的。在这种液体-干燥剂系统中,温度和湿度可由吸收或放出水蒸气的盐溶液(或干燥剂)控制。0015 对于能量回收通风系统(ERV),使用多孔材料选择性通过水蒸气(热和水气)且阻挡气体(排出和吸入的气体)是已知的,其中热和湿度在通风系统中的补充和排出空气之间进行交。
16、换。0016 对于反渗透法脱盐,使用多孔材料选择性通过纯水或淡水且阻挡盐或盐水同样是已知的,其中多孔材料诸如反渗透过滤器(RO过滤器)允许纯水(淡水)通过其中,但其阻止盐。对于高压下的盐水,迫使淡水通过多孔材料并形成淡水流。0017 对于蒸汽脱盐,使用多孔材料选择性通过水蒸气或湿气(水蒸气)且阻挡液体盐水同样可能是已知的,其中多孔材料诸如高电荷密度膜可阻碍盐水但使无盐水蒸气通过,以分离盐水和淡水。对于高温下的盐水,淡水蒸气从盐水中释放,可迁移通过多孔材料并浓缩以形成淡水流。0018 对于具有必须持续湿润的质子交换膜(PEM)的燃料电池诸如氢燃料电池,使用多孔材料选择性通过气体或湿气(水蒸气)且。
17、阻挡液体诸如水可能是已知的。湿气形式的废水可通过多孔材料并且可收集在废水保存室中或排放。0019 尽管可能地选择性通过气体或湿气(水蒸气)且阻挡液体水或盐水的一些这种多孔材料可能已经满足有限的商业成功,诸如由DowChemical销售的RO膜,或由W.L.Gore,BHA销售的扩张聚四氟乙烯(ePTFE)膜等,但仍需要改进的多孔材料,以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可以表现得更好等。发明内容0020 根据本发明的至少选择的多孔材料、薄膜、层、膜、层压材料、共挤塑或复合材料实说 明 书CN 102892534 A3/31页6施方式,一些改进的部分(area)可包括不是狭缝的孔形状,圆形孔。
18、,增加的横向抗张强度,MD和TD物理性质的平衡,与例如水气运送和水头压(hydrohead pressure)相关的高性能,减小的Gurley,具有平衡的物理性质的高孔隙率,包括孔径大小和孔径分布的孔结构均匀性,提高的耐久性,这种膜与其他多孔材料的复合材料,这种膜、薄膜或层与多孔非织造物的复合材料或层压材料,涂布膜,共挤出膜,层压膜,具有期望的水气运送(或湿气运送)、水头性能和物理强度性质的膜,在更多物理上不良环境中的有用性而不损失期望的膜特征,与宏观物理性质结合的膜水气运送性能的组合、是疏水的、高度可渗透性的、化学和机械上稳定的,具有高抗张强度,其组合和/或类似性能。0021 尽管由干拉伸工。
19、艺制成的一些膜已经满足了极好的商业成功,但仍需要改善、改进或提高至少选择的其物理属性,以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的表现得更好,等等。根据本发明的干拉伸工艺膜的至少选择的实施方式,一些改进的部分可包括不是狭缝、圆形孔以外的孔形状,增加的横向抗张强度,MD和TD物理性质的平衡,与例如水气运送和水头压相关的高性能,减小的Gurley,具有平衡的物理性质的高孔隙率,包括孔径大小和孔径分布的孔结构均匀性,提高的耐久性,这种膜与其他多孔材料的复合材料,这种膜、薄膜或层与多孔非织造物的复合材料或层压材料,涂布膜,共挤出膜,层压膜,具有期望的水气运送(或湿气运送)、水头性能和物理强度性质的膜,在更。
20、多物理上不良环境中有用而不损失期望的膜特征,与宏观物理性质结合的膜水气运送性能的组合、是疏水的、高度可渗透性的、化学和机械上稳定的,具有高抗张强度,其组合和/或类似性能。0022 根据至少选择的可能优选的实施方式,本发明的多孔膜可能优选为干拉伸工艺多孔膜、薄膜、层,或者是疏水的、高度可渗透性的、化学和机械上稳定的、具有高抗张强度的复合材料,和其组合。这些性质看起来使它成为用于以下应用的理想的膜(membrane)或薄膜(film),其中每一种应用(空气过滤除外)都可涉及选择性通过湿气(或其他气体)且阻挡液体水(或其他液体):0023 1、HVAC:0024 a液体-干燥剂(LD)空气调节(温度。
21、和湿度控制),0025 b水基空气调节(温度和湿度控制),0026 c能量回收通风系统(ERV)0027 2、脱盐:蒸汽脱盐应用0028 3、燃料电池:增湿单元0029 4、液体和/或空气过滤:过滤器0030 特别是在液体和空气过滤的情况下,本发明至少选择的实施方式的独特孔结构可提供具有一些具体益处诸如耐久性、高效率、窄的孔径分布和均匀流速的益处的实施方式、材料或膜。0031 根据本发明至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,至少一种选择的多孔单层或多层聚合物膜具有极好的MD和TD物理性质平衡,同时也是高性能膜,如由水气运送和水头性能所测量的。该选择的膜也可具有高孔隙率(60%),但当与更常规的膜。
22、相比时仍然保持平衡的物理性质。同时,该选择的膜或薄膜可与多孔支撑材料或层一体生产或层压至多孔支撑材料或层,诸如在其一侧或两侧上的非织造材料。所得复合材料、膜或产品可优选地保持极好的水气运送并且甚至更加改善的水头性能。同时,该所得复合材料产品可具有远超说 明 书CN 102892534 A4/31页7过比较膜的物理强度性质。因此,该新的所得复合材料产品可具有在更多物理上不良环境中有用而不损失高度期望的膜特征的附加优点。相信这些选择的膜和复合材料产品在与它们的宏观物理性质结合的它们膜水气运送性能的组合方面是独特的。例如,现有膜可能已经具有孔隙率,但不具有足够的水头压力或性能,其他膜太易碎,其他膜结。
23、实但缺少其他性质,等等,而本发明的至少选择的实施方式可具有例如期望的孔隙率、水气运送、水头压力、强度等。0032 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,至少一种选择的多孔单层聚烯烃(PO)诸如聚丙烯或聚乙烯(单层PP或PE)膜具有极好的MD和TD物理性质平衡,同时也为高性能膜,如由水气运送和水头性能所测量的。该选择的单层PO膜也可具有高孔隙率(60%),但当与更常规的膜相比时仍然保持平衡的物理性质。同时,该选择的单层PO膜或薄膜可与多孔支撑物或材料一体生产或被层压至多孔支撑物或材料,诸如在其一侧或两侧上的聚丙烯(PP)非织造材料(非织造PP)。所得复合材料、膜或产品可优选地保持极好的。
24、水气运送并且甚至更加改善的水头性能。同时,该所得复合材料产品可具有远超过比较膜的物理强度性质。因此,该新的所得复合材料产品可具有在更多物理上不良环境中有用而不损失高地期望的膜特征的附加优点。相信这些选择的单层PP膜和复合材料产品在与它们的宏观物理性质结合的它们膜水气运送性能的组合方面是独特的。例如,现有膜可能已经具有孔隙率,但不具有足够的水头压或性能,其他膜太易碎,其他膜结实但缺少其他性质,等等,但本发明的至少选择的实施方式可具有例如期望的孔隙率、水气运送、水头压力、强度等。0033 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,至少一种选择的多孔多层聚烯烃(PO)诸如聚丙烯和/或聚乙烯(多。
25、层PP和/或PE)膜具有极好的MD和TD物理性质平衡,同时也为高性能膜,如由水气运送和水头性能所测量的。该选择的多层PO膜也可具有高孔隙率(60%),但当与更常规的膜相比时仍然保持平衡的物理性质。同时,该选择的多层PO膜或薄膜可与多孔支撑物或材料一体生产或被层压至多孔支撑物或材料,诸如在其一侧或两侧上的聚丙烯(PP)非织造材料(非织造PP)。所得复合材料、膜或产品可优选保持极好的水气运送并且甚至更加改善的水头性能,可具有远超过比较膜的物理强度性质,可具有在更多物理上不良环境中有用而不损失高度期望的膜特征的附加优点,可具有与宏观物理性质结合的膜水气运送性能的独特组合,和可具有例如期望的孔隙率、水。
26、气运送、水头压力、强度等。0034 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,至少一种选择的多孔单层聚合物膜,例如,单层(可具有一个或多个层片)聚烯烃(PO)膜,诸如聚丙烯(PP)和/或聚乙烯(PE)(包括PE、PP、或PE+PP混合物)单层膜,具有极好的MD和TD物理性质平衡,同时也为高性能膜,如由水气运送(或湿气运送)和水头性能所测量的。该选择的单层聚合物膜也可具有高孔隙率(60%),但当与更常规的膜相比时仍然保持平衡的物理性质。同时,该选择的单层聚合物膜或薄膜可与多孔非织造材料一体生产或被层压至多孔非织造材料,诸如非织造聚合物材料,例如,在其一侧或两侧上的PO非织造材料(诸如多孔聚。
27、乙烯(PE)非织造材料(非织造PE)和/或多孔聚丙烯(PP)非织造材料(非织造PP)(包括PE、PP或PE+PP混合物)。所得复合材料、膜或产品可优选保持极好的水气运送(或湿气运送)和甚至更加改善的水头性能。同时,该所得复合材料产品可具有远超过比较膜的物理强度性说 明 书CN 102892534 A5/31页8质。因此,该新的所得复合材料产品可具有在更多在物理上不良环境中有用而不损失高度期望的膜特征的附加优点。相信这些选择的单层聚合物膜和复合材料产品在与它们的宏观物理性质结合的它们膜水气运送性能的组合方面是独特的。本发明的至少选择的实施方式可具有例如期望的孔隙率、水气运送、湿气运送、水头压力、。
28、强度等。0035 根据本发明至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,至少一种选择的多孔多层聚合物膜,例如,多层(两层或多层)聚烯烃(PO)膜,诸如聚丙烯(PP)和/或聚乙烯(PE)(包括PE、PP或PE+PP混合物)多层膜,具有极好的MD和TD物理性质平衡,同时也为高性能膜,如由水气运送(或湿气运送)和水头性能所测量的。该选择的多层聚合物膜也可具有高孔隙率(60%),但当与更常规的膜相比时仍然保持平衡的物理性质。同时,该选择的多层聚合物膜或薄膜可与多孔支撑物或材料共同生产或被层压至多孔支撑物或材料,诸如在其一侧或两侧上的PO非织造材料(诸如多孔聚乙烯(PE)非织造材料(非织造PE)和/或多孔聚丙烯。
29、(PP)非织造材料(非织造PP)。所得复合材料、膜或产品可优选保持极好的水气运送并且甚至更加改善的水头性能。同时,该所得复合材料产品可具有远超过比较膜的物理强度性质。因此,该新的所得复合材料产品可具有在更多在物理上不良环境中有用而不损失高期望的膜特征的附加优点。相信这些选择的多层聚合物膜和复合材料产品在与它们的宏观物理性质结合的膜水气运送性能的它们的组合中是独特的。本发明至少选择的实施方式可具有例如期望的孔隙率、水气运送、水头压、强度等。0036 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,孔(开口)具有以下孔纵横比(基于在纵向(MD)(长度)和横向(TD)(宽度)上的孔开口的物理尺寸,通。
30、过测量例如选择的膜或复合材料例如单层、双层或三层膜的表面、顶部或前面(A侧)的SEM中的一个或多个孔(优选一些孔以确定平均值):0037 典型的:0038 范围在0.75至1.50的MD/TD纵横比0039 优选的:0040 范围在0.75至1.25的MD/TD纵横比0041 更优选的:0042 范围在0.85至1.25的MD/TD纵横比0043 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,如果MD/TD孔纵横比为1.0,则三维或3D孔球形度系数或比率(MD/TD/ND)范围可为:1.0至8.0或更多;可能优选1.0至2.5;并且最可能优选1.0至2.0或更少(基于在纵向(MD)(长度)、。
31、横向(TD)(宽度)和厚度方向或横截面(ND)(厚度)上的孔开口的物理尺寸;例如,测量在表面、顶部或前面(A侧),或表面、底部或背面(B侧)的SEM中的一个或多个孔(优选一些孔以确定平均值)的MD和TD,并测量在横截面、深度或高度(C侧)(长度或宽度横截面或两者)的SEM中的一个或更多个孔(优选一些孔以确定平均值)的ND(与MD和TD尺寸相比,ND尺寸可具有不同的孔,因为可能难于测量同一孔的ND、MD和TD尺寸)。0044 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,孔(开口)具有以下孔纵横比(基于在纵向(MD)(长度)和横向(TD)(宽度)上的孔开口的物理尺寸,其基于测量在选择的单层和三。
32、层膜的顶部或前面(A侧)的SEM中的孔:0045 纵向MD(长度)和横向TD(宽度)的纵横比范围的典型数为:说 明 书CN 102892534 A6/31页90046 范围在0.75至1.50的MD/TD纵横比0047 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,孔(开口)具有以下三维或3D孔球形度系数或比率(基于在纵向(MD)(长度)、横纵向(TD)(宽度)和厚度方向或横截面(ND)(厚度)上的孔开口的物理尺寸;例如,测量在选择的膜、层或复合材料例如选择的单层和三层膜的表面、顶部或前面(A侧),表面、底部或背面(B侧),和横截面、深度或高度(C侧)(长度或宽度横截面或两者)的SEM中的一。
33、个或更多个孔(优选一些孔以确定平均值)(与MD和TD尺寸相比,ND尺寸可具有不同的孔,因为可能难于测量同一孔的ND、MD和TD尺寸):0048 例如:0049 典型的:0050 范围在0.75至1.50的MD/TD纵横比0051 范围在0.50至7.50的MD/ND尺寸比0052 范围在0.50至5.00的TD/ND尺寸比0053 优选的:0054 范围在0.75至1.25的MD/TD纵横比0055 范围在1.0to 2.5的MD/ND尺寸比0056 范围在1.0to 2.5的TD/ND尺寸比0057 更优选的:0058 范围在0.85至1.25的MD/TD纵横比0059 范围在1.0至2.0。
34、的MD/ND尺寸比0060 范围在1.0至2.0的TD/ND尺寸比0061 根据本发明的至少选择的多孔材料或多孔膜实施方式,孔(开口)具有以下孔球形度系数或比率(基于在纵向(MD)(长度)、横向(TD)(宽度)和厚度方向或横截面(ND)(厚度)上的孔开口的物理尺寸,其基于测量在选择的单层和三层膜的顶部或前面(A侧)和长度和横截面(C侧)的SEM中的孔:0062 纵向MD(长度)、横向TD(宽度)和厚度方向ND(垂直高度)的球形度系数或比率范围的典型数为:0063 范围在0.75至1.50的MD/TD纵横比0064 范围在0.50至7.50的MD/ND尺寸比0065 范围在0.50至5.00的T。
35、D/ND尺寸比0066 根据本发明的至少选择的实施方式,微孔膜由干拉伸工艺制成并具有基本上圆形的孔和范围在0.5至6.0、优选0.5至5.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比。制造前述微孔膜的方法包括以下步骤:将聚合物挤出为无孔前体,和双轴拉伸无孔前体,所述双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸,横向拉伸包括同时受控的纵向松弛。0067 根据本发明的至少选择的实施方式,多孔膜由改进的干拉伸工艺制成并具有基本上圆形的孔,范围在0.5至6.0的纵向抗张强度与横向抗张强度的比,并且与现有干拉伸膜相比具有低Gurley,与现有干拉伸膜相比具有更大和更均匀的平均流量孔径(mean flow pore diamet。
36、er),或低Gurley和更大和更均匀的平均流量孔径两者。0068 尽管由常规干拉伸工艺制成的一些膜已经满足了极好的商业成功,但根据本发明说 明 书CN 102892534 A7/31页10的至少选择的实施方式,提供改善、改进或提高的其至少选择的物理属性,以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可表现得更好,等等。0069 尽管至少一些空气过滤器已经满足了商业成功,但根据本发明的至少选择的实施方式,提供了改善、改进或提高的过滤介质,以便它们可用于更广泛的过滤或分离应用,对于具体目的可表现得更好,等等。0070 尽管用于过滤或分离工艺的至少一些平片多孔材料已经满足了商业成功,但根据本发明的至少选。
37、择的实施方式,提供了改善、改进或提高的多孔材料以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可表现地得好,等等。0071 尽管用于选择性通过气体或湿气(水蒸气)且阻挡液体水或盐水的一些多孔材料可能已经满足了商业成功,诸如由Dow Chemical销售的RO膜,由W.L.Gore,BHA销售的ePTFE膜等,但根据本发明的至少选择的实施方式,提供了改善、改进或提高的多孔材料以便它们可用于更广泛的应用,对于具体目的可表现得更好,等等。0072 根据本发明的至少选择的实施方式,空气过滤器盒(cartridge)包括至少一个打褶的多孔膜诸如微孔膜。附图说明0073 为了图解说明本发明多个方面或实施方式的目的。
38、,在附图中显示目前是示例性的形式;然而,应理解本发明不限于示出的实施方式、精确的布置或手段。0074 图1为单层、常规干拉伸、聚丙烯、电池隔板的照片(SEM表面显微镜照片)。0075 图2为现有技术干拉伸膜(单层片膜)的照片。0076 图3为现有技术干拉伸膜(多层片膜,层片层压随后拉伸)的照片。0077 图4为单层、湿工艺、聚乙烯电池隔板的照片(SEM表面显微镜照片)。0078 图5A为颗粒拉伸膜的照片(SEM表面显微镜照片)。图5B为颗粒拉伸膜的照片(SEM横截面显微镜照片)。0079 图6为根据本发明一个实施方式的膜(单层片膜,双轴取向工艺)的照片(SEM表面显微镜照片)。0080 图7为。
39、根据本发明另一个实施方式的膜(多层片膜,层片层压在一起随后拉伸,双轴取向工艺)的照片(SEM表面显微镜照片)。0081 图8为根据本发明又一个实施方式的膜(多层片膜,层片共挤出随后拉伸,双轴取向工艺)的照片(SEM表面显微镜照片)。0082 图9为根据本发明双轴取向膜制造方法的至少一种实施方式的示例性TD拉伸工艺的示意图。0083 图10为在20,000X放大率下的常规2500膜(PP单层,干拉伸工艺)的照片(SEM表面显微镜照片)。0084 图11为在5,000X放大率下的图10膜的照片(SEM表面显微镜照片)。0085 图12为在20,000X放大率下的图10和11膜的照片(SEM横截面显微镜照片)。0086 图13和14为根据本发明另一个膜实施方式的膜样品B(PP单层,泡沫已破,双轴说 明 书CN 102892534 A10。