BRPI0707988A2 - membrana microporosa orientada biaxialmente - Google Patents
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Abstract
MEMBRANA MICROPOROSA ORIENTADA BIAXIALMENTE. Uma membrana microporosa é produzida por um processo de estiramento e seco e possui poros de forma substancialmente redonda e uma razão entre resistência à tração na direção da máquina e resistência à tração na direção transversal na faixa de 0,5 a 5,0. O método para produzir a membrana microporosa supracitada inclui as etapas de: extrusar um polímero em um precursor não poroso, e estirar biaxialmente o precursor não poroso, o estiramento biaxial incluindo um estiramento na direção da máquina e um estiramento na direção transversal, a direção transversal incluindo um relaxamento na direção da máquina controlado simultâneo.
Description
MEMBRANA MICROPOROSA ORIENTADA BIAXIALMENTE
Pedidos Relacionados
O pedido atual reivindica o benefício do Pedido dePatente U.S. Provisório de Número de Série 60/775.112,depositado em 21 de fevereiro de 2006, pendente.
Campo Da Invenção
A invenção está direcionada a uma membrana microporosaorientada biaxialmente e o método para sua fabricação.
Fundamento da Invenção
Membranas microporosas são conhecidas, podem serproduzidas por vários processos e o processo através doqual a membrana é produzida possui um impacto materialsobre os atributos físicos da membrana. Ver, Resting, R.,"Synthetic Polymeric Membranes, a structural perspective",Segunda Edição, John Wiley & Sons, New York, NY, (1985).Três processos comercialmente viáveis para produção demembranas microporosas incluem: o processo de estiramento aseco (também conhecido como o processo CELGARD), o processoa úmido e o processo de estiramento de partícula.
O processo de estiramento a seco refere-se a umprocesso onde a formação de poros resulta do estiramento doprecursor não poroso. Ver, Resting, ibidem, páginas 290 a297, aqui incorporada por referência. O processo deestiramento a seco é diferente do processo a úmido e doprocesso de estiramento de partícula. Geralmente, noprocesso úmido, também conhecido como processo de inversãode fase, ou o processo de extração ou o processo TIPS (parafornecer alguns nomes), a matéria-prima polimérica émisturada a um óleo de processamento (algumas vezes chamadode plastificante), esta mistura é extrusada e os poros sãoentão formados quando o óleo de processamento é removido(estes filmes podem ser estirados antes ou depois daremoção do óleo) . Ver, Resting, ibidem, páginas 237 a 286,aqui incorporadas por referência. Geralmente, no processode estiramento de partículas, a matéria-prima polimérica émisturada a um particulado, esta mistura é extrusada e osporos são formados durante o estiramento quando a interfaceentre o polímero e o particulado fratura devido às forçasde estiramento. Ver, as Patentes U. S. de número 6.057.061e 6.080.507, aqui incorporadas por referência.
Além do mais, as membranas que surgem destes processossão fisicamente diferentes e o processo pelo qual cada umadelas é produzida distingue uma membrana da outra.Membranas estiradas a seco possuem poros em forma de fendadevido à incapacidade de se estirar o precursor na direçãotransversal à máquina. Membranas do processo úmido possuemporos mais arredondados devido à capacidade de se estirar oprecursor na direção transversal à máquina. Membranasestiradas de partícula, por outro lado, são preenchidas comparticulado necessário para a formação de poros. Destaforma, cada membrana pode ser diferenciada da outra por seumétodo de fabricação.
Embora as membranas produzidas pelo processo deestiramento a seco tenham conseguido excelente sucessocomercial, há uma necessidade de se melhorar seus atributosfísicos, de forma que as mesmas possam ser utilizadas em umespectro mais amplo de aplicações. Algumas áreas demelhoramento incluem formas de poro que não sejam fendas eaumentar a resistência à tração na direção transversal.
A Patente U. S. de número 6.602.593 está direcionada auma membrana microporosa, produzida por um processo deestiramento a seco, onde a membrana resultante possui umarazão entre resistência à tração na direção transversal eresistência à tração na direção da máquina de 0,12 a 1,2.
Aqui, a razão de tração DT/DM é obtida por uma razão desopro de pelo menos 1,5 à medida que o precursor éextrusado.
Sumário da Invenção
Uma membrana microporosa é produzida por um processode estiramento e seco e possui poros de formasubstancialmente redonda e uma razão entre resistência àtração na direção da máquina e resistência à tração nadireção transversal na faixa de 0,5 a 5,0. O método paraproduzir a membrana microporosa supracitada inclui asetapas de: extrusar um polímero em um precursor não poroso,e estirar biaxialmente o precursor não poroso, oestiramento biaxial incluindo um estiramento na direção damáquina e um estiramento na direção transversal, a direçãotransversal incluindo um relaxamento na direção da máquinacontrolado simultâneo.
Descrição Detalhada dos Desenhos
Com a finalidade de ilustrar a invenção, é mostradanos desenhos uma forma que é atualmente preferida;compreendendo-se, entretanto, que esta invenção não estálimitada às disposições e instrumentalidades precisasmostradas.
A Figura 1 é uma fotografia de uma modalidade dapresente invenção (membrana de camada única).
A Figura 2 é uma fotografia de outra modalidade dapresente invenção (membrana de multicamadas, camadaslaminadas uma à outra e então estiradas).
A Figura 3 é uma fotografia de outra modalidade dapresente invenção (membrana de multicamadas, camadas co-extrusadas e então estiradas).
A Figura 4 é uma fotografia de uma membrana estirada aseco do estado da técnica (membrana de camada única).
A Figura 5 é uma fotografia de uma membrana estirada aseco do estado da técnica (membrana de multicamadas,camadas laminadas e então estiradas).
Descrição da Invenção
Uma membrana microporosa é produzida por um processode estiramento e seco e possui poros de formasubstancialmente redonda e uma razão entre resistência àtração na direção da máquina e resistência à tração nadireção transversal na faixa de 0,5 a 4,0. Uma membranamicroporosa é uma folha, lâmina ou filme poliméricos finos,flexíveis, possuindo uma pluralidade de poros através damesma. Tais membranas podem ser utilizadas em uma amplavariedade de aplicações, incluindo, mas não limitadas a,membranas de transferência de massa, reguladores depressão, membranas de filtração, dispositivos médicos,separadores para dispositivos de armazenamentoeletroquímico, membranas para uso em células de combustívele similares.
A presente membrana é produzida pelo processo deestiramento a seco (também conhecido como processoCELGARD) . O processo de estiramento a seco refere-se a umprocesso onde a formação de poros resulta do estiramento doprecursor não poroso. Ver, Resting, R., "SyntheticPolymeric Membranes, a structural perspective", SegundaEdição, John Wiley & Sons, New York, NYi (1985) , páginas290 a 297, aqui incorporada por referência. 0 processo deestiramento a seco é diferenciado do processo a úmido e doprocesso de estiramento de partícula, conforme discutidoanteriormente.
A presente membrana pode ser diferenciada dasmembranas estiradas a seco anteriores por pelo menos doismodos: 1) poros de forma substancialmente redonda, e 2) umarazão entre resistência ã tração na direção da máquina eresistência à tração na direção transversal na faixa de 0,5a 4,0.
Com relação à forma do poro, os poros sãocaracterizados como de forma substancialmente redonda. Ver,Figuras 1 a 3. Esta forma de poro está em contraste com osporos em forma de fenda das membranas estiradas a seco doestado da técnica. Ver Figuras 4 e 5 e Resting, ibidem.Ainda, a forma do poro da presente membrana pode sercaracterizada por uma razão de aspecto, a razão entre ocomprimento e a largura do poro. Em uma modalidade dapresente membrana, a razão de aspecto varia de 0,75 a 1,25.Isto é contrastante com a razão de aspecto das membranasanterior que são de mais de 5,0. Ver Tabela abaixo.
Com relação à razão entre resistência à tração nadireção da máquina e a resistência à tração na direçãotransversal, em uma modalidade esta razão está entre 0,5 e5,0. Esta razão está em contraste com a razãocorrespondente das membranas do estado da técnica, que ésuperior a 10,0. Ver Tabela abaixo.
A presente membrana pode ser ainda caracterizada comosegue: um tamanho de poro médio na faixa de 0,03 a 0,30mícron (μ); uma porosidade na faixa de 20% a 80%; e/ou umaresistência à tração na direção transversal superior a 250kg/cm2. Os valores supracitados são valores exemplares quenão pretendem ser limitantes e, de acordo, devem ser vistoscomo meramente representativos da presente membrana.
Os polímeros utilizados na presente membrana podem sercaracterizados como polímeros termoplásticos. Estespolímeros podem ser ainda caracterizados como polímerossemicristalinos. Em uma modalidade, o polímerosemicristalino pode ser um polímero possuindo umacristalinidade na faixa de 20% a 80%. Tais polímeros podemser selecionados a partir do seguinte grupo: poliolefinas,fluorocarbonetos, poliamidas, poliésteres, poliacetatos (oupolioximetilenos), polissulfetos, álcoois polivinílicos,copolímeros destes e combinações destes. As poliolefinaspodem incluir polietilenos (LDPE, LLDPE, HDPE, UHMWPE) ,polipropileno, polibuteno, pelimetilpenteno, copolímerosdestes e misturas destes. Fluorocarbonetos podem incluirpolitetrafluoroetileno (PTFE), policlorotrifluoroetileno(PCTFE), etileno propileno fluoretado (FEP) , etilenoclorotrifluoroetileno (ECTFE), etileno tetrafluroetileno(ETFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF), fluoreto depolivinil (PVF), resina perfluoroalcóxido (PFA),copolímeros destes e misturas destes. Poliamidas podemincluir, mas não estão limitadas a: poliamida 6, poliamida6/6, Nylon 10/10, poliftalamida (PPA), copolímeros destas emisturas destas. Poliésteres podem incluir tereftalato depoliéster (PET), tereftalato de polibutileno (PBT),tereftalato de poli-1-4-ciclohexilenodimetileno (PCT),naftalato de polietileno (PEN) e polímeros cristalinoslíquidos (LCP). Polissulfetos incluem, mas não estãolimitados a, polifenilsulfeto, sulfeto de polietileno,copolímeros destes e misturas destes. Álcoois polivinílicosincluem, mas não estão limitados a, álcool etilenovinílico,copolímeros deste e misturas destes.
A presente membrana pode incluir outros ingredientes,como é bem conhecido. Por exemplo, estes ingredientes podemincluir: cargas (partículas inertes utilizadas para reduziro custo da membrana, mas de outro modo não possuindoimpacto significativo na fabricação da membrana ou em suaspropriedades físicas), agentes antiestáticos, agentesantibloqueio, antioxidantes, lubrificantes (para facilitara fabricação) e similares.
Vários materiais podem ser adicionados aos polímerospara modificar ou melhorar as propriedades da membrana.
Tais materiais incluem, mas não estão limitadas a: (1)poliolefinas ou oligômeros de poliolefina com umatemperatura de fusão inferior a 130°C; (2) cargas mineraisincluem, mas não estão limitadas a: carbonato de cálcio,oxido de zinco, terra diatomácea, talco, caulim, sílicasintética, mica, argila, nitreto de boro, dióxido desilício, dióxido de titânio, sulfato de bário, hidróxido dealumínio, hidróxido de magnésio e similares e misturasdestes; (3) Elastômeros incluem, mas não estão limitados a:etileno-propileno (EPR), etileno-propileno-dieno (EPDM),estireno-butadieno (SBR), estireno isopreno (SIR),etilideno norborneno (ENB), epóxi, e poliuretano e misturasdestes; (4) Agentes umectantes incluem, mas não estãolimitados a, álcoois etoxilados, ácidos carboxílicospoliméricos primários, glicóis (por exemplo,polipropilenoglicol e polietilenoglicol), poliolefinasfuncionalizadas, etc.; (5) Lubrificantes, por exemplo,silicone, fluoropolímeros, Kemamide®, oleamida,estearamida, erucamida, estearato de cálcio ou outroestearato metálico; (6) retardantes de chama, por exemplo,retardantes de chama brominados, fosfato de amônia,trihidrato de alumina, e éster fosfato; (7) agentes deentrecruzamento ou de acoplamento; (8) auxílio deprocessamento de polímero; e (9) qualquer tipo de agentesde nucleação, incluindo agente de nucleação beta parapolipropileno. (A presente membrana, entretanto,especificamente exclui qualquer polipropileno de nucleaçãobeta conforme divulgado na Patente U. S. de número6.602.593, aqui incorporada por referência. Umpolipropileno de nucleação beta é uma substância que causaa criação de cristais beta no polipropileno).
A presente membrana pode ser uma membrana de camadaúnica ou de multicamadas. Com relação à membrana demulticamadas, a presente membrana pode ser uma camada damembrana de multicamadas ou a presente membrana pode sertodas as camadas na membrana de multicamadas. Se a presentemembrana for menos que todas as camadas da camadas damembrana de multicamadas, a membrana de multicamadas podeser produzida através de um processo de laminação. Se apresente membrana for todas as camadas da membrana demulticamadas, a membrana de multicamadas pode ser produzidaatravés de um processo de extrusão. Além disso, membranasde multicamadas podem ser produzidas de camadas do mesmomaterial ou de materiais diferentes.
A presente membrana é produzida por um processo deestiramento a seco, onde a membrana precursora é estiradabiaxialmente (isto é, não apenas estirada na direção damáquina, mas também na direção transversal à da máquina).Este processo será discutido em maiores detalhes abaixo.
Geralmente, o processo para produção da membranasupracitada inclui as etapas de extrusar um precursor nãoporoso e então estirar biaxialmente o precursor não poroso.Opcionalmente, o precursor não poroso pode ser recozidoantes do estiramento. Em uma modalidade, o estiramentobiaxial inclui um estiramento na direção da máquina e um nadireção transversal com um relaxamento na direção damáquina controlado simultâneo. 0 estiramento na direção damáquina e o estiramento na direção transversal podem sersimultâneos ou seqüenciais. Em uma modalidade, oestiramento na direção da máquina é seguido peloestiramento na direção transversal com o relaxamentosimultâneo na direção da máquina. Este processo é discutidoem maiores detalhes abaixo.
A extrusão é geralmente convencional ("convencional"refere-se a convencional para um processo de estiramento aseco). A extrusora pode possuir uma "fieira em fenda" (paraprecursor chato) ou uma fieira anular (para precursor emparison). No caso deste último, uma técnica de parisoninflado pode ser empregada (por exemplo, uma razão desopragem (BUR)). Entretanto, birrefringência do precursornão poroso não precisa ser tão alta quanto no processo deestiramento a seco convencional. Por exemplo, no processode estiramento a seco convencional, para produzir umamembrana com uma porosidade > 35% a partir de uma resinapolimérica, a birrefringência do precursor seria > 0,0130;enquanto que com o presente processo, a birrefringência doprecursor PP pode ser de apenas 0,0100. Em outro exemplo,para uma membrana com uma porosidade > 35% a partir de umaresina de polietileno, a birrefringência do precursor seria> 0,0280; enquanto que com o presente processo, abirrefringência do precursor PE poderia ser de apenas0,0240.
O recozimento (opcional) pode ser executado, em umamodalidade, a temperaturas entre Tm-80°C e Tm-10°C (onde Tmé a temperatura de fusão do polímero) ; e em outramodalidade, a temperaturas entre Tm-50°C e Tm-15°C. Algunsmateriais, por exemplo, aqueles com alta cristalinidadeapós a extrusão, como polibutileno, podem exigir que nãohaja recozimento.
O estiramento na direção da máquina pode ser conduzidocomo um estiramento a frio ou um estiramento a quente ouambos, e como uma única etapa ou múltiplas etapas. Em umamodalidade, o estiramento a frio pode ser executado a <Tra-50 °C, e em outra modalidade, a < Tm-80 °C. Em umamodalidade, o estiramento a quente pode ser executado a <Tm-10°C. Em uma modalidade, o estiramento na direção damáquina total pode estar na faixa de 50% a 500% e em outramodalidade, pode variar de 100% a 300%. Durante estiramentona direção da máquina, o precursor pode escolher na direçãotransversal (convencional).
O estiramento na direção transversal inclui umrelaxamento simultâneo controlado na direção da máquina.Isto significa que à medida que o precursor é estirado nadireção transversal permite-se que, simultaneamente, oprecursor se contraia (isto é, relaxe) de maneiracontrolada na direção da máquina. 0 estiramento na direçãotransversal pode ser conduzido como uma etapa a frio ou umaetapa a quente, ou uma combinação de ambas. Em umamodalidade, o estiramento na direção transversal total podeestar na faixa de 100% a 1200%, e em outra modalidade, nafaixa de 200% a 900%. Em uma modalidade, o relaxamentocontrolado na direção da máquina pode variar de 5% a 80%, eem outra modalidade, na faixa de 15% a 65%. Em umamodalidade, o estiramento transversal pode ser executado emmúltiplas etapas. Durante o estiramento na direçãotransversal pode-se ou não deixar que o precursor encolhana direção da máquina. Em uma modalidade de um estiramentona direção transversal de múltiplas etapas, a primeiraetapa de estiramento na direção transversal pode incluir umestiramento transversal com o relaxamento controlado damáquina, seguido por estiramento transversal e na direçãoda máquina simultâneos e seguido por relaxamento na direçãotransversal e nenhum estiramento ou relaxamento na direçãoda máquina.
Opcionalmente, o precursor, após estiramento nadireção da máquina e direção transversal, pode sersubmetido a uma termofixação, como é bem sabido.
A membrana supracitada e o processo são adicionalmenteilustrados nos seguintes exemplos não limitantes.
Exemplos
Os valores de teste aqui relatados, espessura,porosidade, resistência à tração, e razão de aspecto, foramdeterminado como segue: espessura - ASTM-D374 utilizando-seum micrômetro Emveco Microgage 210-A; porosidade - ASTM D-2873; resistência à tração - ASTM D-882, utilizando-se umInstron Modelo 42 01; e razão de aspecto - medidas tomadas apartir das micrografias SEM.
Os exemplos a seguir foram produzidos por técnicas deestiramento a seco convencionais, exceto quando observado.
Exemplo 1. Resina de polipropileno (PP) é extrusadautilizando-se uma extrusora de 6,35 cm. A temperatura defusão da extrusora é de 221°C. Polímero fundido éalimentado a uma fieira circular. A temperatura de fiação éajustada a 220°C, o polímero fundido é resfriado porsopragem de ar. 0 precursor extrusado possui uma espessurade 27 μ e uma birrefringência de 0,0120. 0 filme extrusadofoi então recozido a 150°C por 2 minutos. 0 filme recozidoé então estirado a frio a 20% à temperatura ambiente eentão estirado a quente a 228% e relaxado a 32% a 140°C. 0filme estirado na direção da máquina (DM) possui umaespessura de 16,4 micra (μ), e uma porosidade de 25%. 0filme estirado na DM é então estirado na direçãotransversal (DT) em 300% a 140°C com relaxamento na DM de50%. 0 filme finalizado possui uma espessura de 14,1 micrae uma porosidade de 37%. A resistência à tração do filmefinalizado é de 550 kg/cm2. Ver Figura 1.
Exemplo 2. Resina de polipropileno (PP) é extrusadautilizando-se uma extrusora de 6,35 cm. A temperatura defusão da extrusora é de 220°C. Polímero fundido éalimentado a uma fieira circular. A temperatura de fiação éajustada a 200°C, o polímero fundido é resfriado porsopragem de ar. 0 precursor extrusado possui uma espessurade 9,5 μ e uma birrefringência de 0,0160. Uma resina HDPE éextrusada utilizando-se uma extrusora de 6,35 cm. Atemperatura de fusão da extrusora é de 210°C. Polímerofundido é alimentado a uma fieira circular. A temperaturade fiação é ajustada a 205°C, o polímero fundido éresfriado por ar. 0 precursor extrusado possui umaespessura de 9,5 με uma birref ringência de 0,0330. Duascamadas de PP e uma camada de PE são laminadas paraformarem um filme de três camadas PP/EP/PP. A temperaturado cilindro de laminação é de 150°C. O filme de trêscamadas laminado é então recozido a 125°C por 2 minutos. 0filme recozido é então estirado a frio a 20% à temperaturaambiente e então estirado a quente a 160% e relaxado a 35%a 113°C. O filme estirado na DM possui uma espessura de25,4 micra e uma porosidade de 3 9%. O filme estirado na DMé então estirado na DT em 400% a 115°C com relaxamento naDM de 30%. O filme finalizado possui uma espessura de 19,4micra e uma porosidade de 63%. A resistência à tração dofilme finalizado é de 350 kg/cm2. Ver Figura 2.
Exemplo 3. Resina PP e resina HDPE são extrusadautilizando-se uma fieira de co-extrusão para formar umfilme de três camadas PP/PE/PP. A temperatura de fusão daextrusora para o PP é de 243°C, e a temperatura de fusão daextrusora para o PE é de 214°C. O polímero fundido é entãoalimentado em uma fieira de co-extrusão que está ajustada a198°C. O polímero fundido é resfriado por sopragem de ar. 0filme extrusado possui uma espessura de 35,6 micra. 0precursor extrusado é então recozido a 125°C por 2 minutos.O filme recozido é então estirado a frio a 45% àtemperatura ambiente e estirado a quente a 24 7% e relaxadoa 42% a 113°C. O filme estirado na DM possui uma espessurade 21,5 micra e uma porosidade de 29%. O filme estirado naDM é então estirado na DT em 450% a 115°C com relaxamentona DM de 50%. O filme finalizado possui uma espessura de16,3 micra e uma porosidade de 59%. A resistência ã traçãona TD do filme finalizado é de 570 kg/cm2.
Exemplo 4. Resina PP e resina HDPE são co-extrusadas eestiradas na DM da mesma forma que no exemplo 3. 0 filmeestirado na DM é então estirado na DT em 800% a 115°C comrelaxamento na DM de 65%. O filme finalizado possui umaespessura de 17,2 micra e uma porosidade de 49%. Aresistência à tração na DT do filme finalizado é de 730kg/cm2. Ver Figura 3.
Exemplo 5. Resina PP e resina PB são extrusadasutilizando-se uma fieira de co-extrusão. A temperatura defusão da extrusora para o PP é de 230°C, ea temperatura defusão da extrusora para o PB é de 206°C. O polímero fundidoé então alimentado em uma fieira de co-extrusão que estáajustada a 210°C. O polímero fundido é resfriado porsopragem de ar. O filme extrusado possui uma espessura de36,0 micra. O precursor extrusado é então recozido a 105°Cpor 2 minutos. O filme recozido é então estirado a frio até20% e então estirado a quente a 105°C a 155% e entãorelaxado a 35%. O filme estirado na DM é então estirado naDT em 140% a IlO0C com relaxamento na DM de 20%. O filmefinalizado possui uma espessura de 14,8 micra e umaporosidade de 42%. A resistência à tração do filmefinalizado é de 286 kg/cm2.
Exemplo 6. Resina PP e resina PE são extrusadautilizando-se uma fieira de co-extrusão para formar umfilme de três camadas PP/PE/PP. A temperatura de fusão daextrusora para o PP é de 245°C, e a temperatura de fusão daextrusora para o PE é de 230°C. O polímero fundido é entãoalimentado em uma fieira de co-extrusão que está ajustada a225°C. O polímero fundido é resfriado por sopragem de ar. 0filme extrusado possui uma espessura de 27 micra e umabirrefringência de 0,0120. O precursor extrusado é entãorecozido a 115°C por 2 minutos. O filme recozido é entãoestirado a frio a 22% à temperatura ambiente e estirado aquente a 254% e relaxado a 25% a 120°C (estiramento nadireção da máquina total = 251%). 0 filme estirado na DMpossui uma espessura de 15 micra e uma porosidade de 16%. Ofilme estirado na DM é então estirado na DT em 260% a 130°Ccom 50% de relaxamento na DM, seguido por um estiramentosimultâneo na DM e na DT de 50% e 216% em cada direção a130°C, e finalmente o filme é mantido estirado na DM (100%)e deixado relaxar a 57,6% na DT a uma temperatura de 130°C.
O filme finalizado possui uma espessura de 7,6 micra eporosidade de 52%. A resistência à tração na DT do filmefinalizado é de 513 kg/cm2.
Exemplo 7. Resina PP e resina PE são extrusadautilizando-se uma fieira de co-extrusão para formar umfilme de três camadas PP/PE/PP. A temperatura de fusão daextrusora para oPPéde222°C, ea temperatura de fusão daextrusora para o PE é de 225°C. O polímero fundido é entãoalimentado em uma fieira de co-extrusão que está ajustada a215°C. O polímero fundido é resfriado por sopragem de ar. Ofilme extrusado possui uma espessura de 4 0 micra e umabirrefringência de 0,0110. 0 precursor extrusado é entãorecozido a 1050C por 2 minutos. O filme recozido é entãoestirado a frio a 3 6% à temperatura ambiente e estirado aquente a 264% e relaxado a 29% a 109°C (estiramento nadireção da máquina total = 271%). O filme estirado na DMpossui uma espessura de 23,8 micra e uma porosidade de29,6%. 0 filme estirado na DM é então estirado na DT em1.034% a 100°C com relaxamento na DM de 75%. O filmefinalizado possui uma espessura de 16,8 micra e uma5 porosidade de 46%. A resistência à tração na DT do filmefinalizado é de 1.037 kg/cm2.
Na tabela que segue os resultados dos experimentossupracitados são resumidos e comparados a duas membranasestiradas a seco comercialmente disponibilizadas. A)CELGARD® 2400 (membrana de polipropileno de camada única) ,ver Figura 4; e B) CELGARD® 2300 (três camadas depolipropileno/polietileno/polipropileno), ver Figura 5.
Tabela
<table>table see original document page 17</column></row><table>
A presente invenção pode possuir modalidades em outrasformas sem se afastar do espírito e dos atributosessenciais da mesma e, desta forma, deve-se fazerreferência às reivindicações em anexo, ao invés daespecificação acima, conforme indicado no escopo dainvenção. Ainda, todas as faixas numéricas expostas aquidevem ser consideradas como faixas aproximadas e nãonecessariamente como faixas absolutas.
Claims (23)
1. Método de produção de membrana microporosa,caracterizada por compreender as etapas de:extrusar um polímero em um precursor não poroso, eestirar biaxialmente o precursor não poroso, oestiramento biaxial incluindo um estiramento na direção damáquina e um estiramento na direção transversal, a direçãotransversal incluindo um relaxamento na direção da máquinacontrolado simultâneo.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo polímero excluir quaisquer óleos pararemoção subseqüente para a formação de poros ou quaisquermateriais de formação de poros para facilitar a formação deporos.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo polímero ser um polímero semicristalino.
4. Método, de acordo coma reivindicação 1,caracterizado pelo polímero ser selecionado a partir de umgrupo consistindo de poliolefinas, fluorocarbonetos,poliamidas, poliésteres, poliacetais (ou polioximetilenos) ,polissulfetos, álcoois polivinílicos, copolímeros destes ecombinações destes.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por ainda compreender a etapa de: recozir oprecursor não poroso após extrusão e antes do estiramentobiaxial.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo recozimento ser conduzido a umatemperatura na faixa de Tm-8O0C a Tm-IO0C.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo estiramento biaxial compreender asetapas de:estiramento na direção da máquina, eposterior estiramento na direção transversal incluindoum relaxamento simultâneo controlado na direção da máquina.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo estiramento na direção da máquina serconduzido a quente, a frio ou ambos.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo estiramento na direção da máquina serconduzido a uma temperatura < Tm-50°C.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo estiramento a quente na direção damáquina ser conduzido a uma temperatura < Tm-IO0C.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo estiramento na direção da máquina totalestar na faixa de 50% a 500%.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo estiramento na direção transversal totalestar na faixa de 100% a 1.200%.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo relaxamento na direção da máquina estarna faixa de 5% a 8 0%.
14. Membrana, caracterizada por compreender:um filme polimérico microporoso produzido por umprocesso de estiramento e seco e possuindo poro de formasubstancialmente redonda e uma razão entre resistência àtração na direção da máquina e resistência à tração nadireção transversal na faixa de 0,5 a 5,0.
15. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo referido polímero ser um polímerosemicristalino.
16. Membrana, de acordo coma reivindicação 14,caracterizada pelo referido polímero ser selecionado apartir de um grupo consistindo de poliolefinas,fluorocarbonetos, poliamidas, poliésteres, poliacetais (oupolioximetilenos), polissulfetos, álcoois polivinílicos,copolímeros destes e combinações destes.
17. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo tamanho de poro médio do referido filmepolimérico microporoso estar na faixa de 0,03 a 0,3 0 micra.
18. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo referido filme polimérico microporosopossuir uma porosidade na faixa de 20% a 80%.
19. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelos referidos poros de formasubstancialmente redonda possuírem uma razão de aspecto nafaixa de 0,75 a 1,25.
20. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pela referida resistência à traçãotransversal ser > 250 kg/cm2.
21. Separador de bateria, caracterizado porcompreender a membrana da reivindicação 14.
22. Estrutura de membrana de multicamadas,caracterizada por compreender a membrana da reivindicação 14.
23. Membrana, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo referido processo de estiramento a secoexcluir o uso de óleos para subseqüente remoção para formarporos ou materiais formadores de poros para facilitar aformação de poro .
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