Membrana de poliimida porosa y procedimiento para la producción de la misma.

Película (1) de poliimida porosa que tiene una estructura de tres capas que comprende dos capas

(a) (2) y (b) (4) de superficie y una capa (3) de macrohuecos intercalada entre las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, en la que:

la capa (3) de macrohuecos tiene una pared (32) de división que se une a las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, y múltiples macrohuecos (31) rodeados cada uno por la pared (32) de división y las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie y que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 μm, y

la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos tiene un grosor de desde 0,1 hasta 50 μm y tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0,01 hasta 50 μm, las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie tienen cada una un grosor de desde 0,1 hasta 50 μm, al menos una de las capas (2) y (4) de superficie tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde más de 5 μm hasta 200 μm, y la otra capa (2) o (4) de superficie, respectivamente, tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0,01 hasta 200 μm, y los poros (35) en la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos así como en las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie se comunican entre sí y se comunican además con los macrohuecos (31);

teniendo la película (1) de poliimida porosa un grosor total de desde 5 hasta 500 μm y una porosidad de desde el 60 hasta el 95%.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2011/058559.

Solicitante: UBE INDUSTRIES, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1978-96, Oaza Kogushi Ube-shi, Yamaguchi 780-8633 JAPON.

Inventor/es: WATANABE, YOSHIAKI, MATSUO, MAKOTO, OHYA,SHYUSEI, SHIMAZAKI,HIROSHI, BABAZONO,MAKOTO, YOKOYAMA,DAI, FUJII,YUUICHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/26 (por eliminación de una fase sólida de una composición o artículo macromolecular, p. ej. lixiviación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por revestimiento de un molde, núcleo... > B29C41/12 (Extendido del material a moldear sobre un soporte)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación por revestimiento de un molde, núcleo... > B29C41/24 (para fabricar objetos de longitud indefinida)

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Membrana de poliimida porosa y procedimiento para la producción de la misma.

Fragmento de la descripción:

Membrana de poliimida porosa y procedimiento para la producción de la misma

Campo técnico 5

La presente invención se refiere a una película de poliimida porosa y a un procedimiento para producir la película.

Técnica anterior

Una película de poliimida porosa se usa para separadores para células y diafragmas para condensadores electrolíticos, y también para la recogida de polvo, filtración de precisión, separación, etc. Por ejemplo, el documento de patente 1 da a conocer una poliimida para película porosa que tiene un gran número de poros pasantes que se comunican entre sí y que tienen cada uno un diámetro de desde aproximadamente 0, 1 hasta 5 m.

El documento US-A-2003/018094 da a conocer una película porosa de poliimida que tiene poros a ambos lados en la que todos los poros satisfacen las condiciones 1) la diferencia en el tamaño medio de poro de ambos lados es inferior al 20% basándose en el valor promedio más pequeño del tamaño medio de poro, 2) el coeficiente de variación para el tamaño de poro en cada lado es inferior al 70%, 3) el coeficiente de variación para la distancia entre centroides de poros en cada lado es inferior al 50%, y 4) el tamaño medio de poro en cada lado es de 0, 05 - 20 5 m.

El documento EP 2 354 180 A1 (solicitud anterior del presente solicitante, documento según el art. 54 (3) del CPE) da a conocer una membrana de poliimida porosa con una estructura de tres capas que es estructuralmente muy similar a la película de la presente invención. Sin embargo, los poros de las tres capas tienen un diámetro promedio de poro 25 de 0, 01 a 5 m.

Lista de citas

Bibliografía de patentes 30

[Documento de patente 1]: Documento JP-A 11-310658

Sumario de invención

Problema técnico

El problema que va a resolverse mediante la presente invención es proporcionar una película de poliimida porosa que tiene un número mayor de macrohuecos, que es más excelente en cuanto a la permeabilidad a sustancias para vapor o similares que películas de poliimida porosas convencionales, tiene una alta porosidad, es excelente en 40 cuanto a la suavidad de ambas superficies de la misma, tiene una resistencia relativamente alta y es excelente en cuanto a la resistencia al esfuerzo de compresión en la dirección del grosor de la misma aunque tiene una alta porosidad, y proporcionar un procedimiento para producir la película.

Solución al problema 45

La presente invención proporciona una película de poliimida porosa y un procedimiento para producir la película mencionada anteriormente.

[1] Una película (1) de poliimida porosa que tiene una estructura de tres capas que comprende dos capas (a) (2) y 50 (b) (4) de superficie y una capa (3) de macrohuecos intercalada entre las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, en la que:

la capa (3) de macrohuecos tiene una pared (32) de división que se une a las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, y múltiples macrohuecos (31) rodeados cada uno por la pared (32) de división y las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie 55 y que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m, y

la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos tiene un grosor de desde 0, 1 hasta 50 m y tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0, 01 hasta 50 m, las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie tienen cada una un grosor de desde 0, 1 hasta 50 m, al menos una de las capas (2) y (4) de superficie tiene 60 múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde más de 5 m hasta 200 m, y la otra capa (2) o (4) de superficie, respectivamente, tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0, 01 hasta 200 m, y los poros (35) en la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos así como en las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie se comunican entre sí y se comunican además con los macrohuecos (31) ;

teniendo la película (1) de poliimida porosa un grosor total de desde 5 hasta 500 m y una porosidad de desde el 60 hasta el 95%.

[2] La película (1) de poliimida porosa según [1], en la que las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie tienen ambas múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde más de 5 m hasta 200 m. 5

[3] La película (1) de poliimida porosa según [1] o [2], en la que la capa (3) de macrohuecos tiene múltiples macrohuecos (31) que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m, cuando se observa desde el lado de la capa (a) (2) de superficie y/o el lado de la capa (b) (4) de superficie.

[4] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [3], en la que el grosor de la capa (3) de macrohuecos y el de las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie son casi iguales.

[5] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [4], en la que el valor de Gurley es como máximo de 10 segundos. 15

[6] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [5], en la que el cambio del grosor de película tras aplicar una carga de esfuerzo de compresión de 0, 5 MPa a 250ºC durante 15 minutos es como máximo del 5%.

[7] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [6], en cuya sección transversal cortada en vertical a 20 la dirección de plano de la película, la sección transversal de los macrohuecos (31) que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m representa al menos el 50% de la sección transversal de la película.

[8] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [7], en cuya sección transversal cortada en vertical a 25 la dirección de plano de la película, al menos el 60% de los macrohuecos (31) son tales que la razón de la longitud de los mismos en la dirección de plano de la película (L) con respecto a la longitud de los mismos en la dirección del grosor de película (d) , L/d se encuentra dentro de un intervalo de desde 0, 5 hasta 3.

[9] La película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [8], que tiene una temperatura de transición vítrea 30 de 240ºC o más, o que no tiene un punto de transición definido a 300ºC o más.

[10] Un procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según cualquiera de [1] a [9], que comprende:

una etapa de colar a modo de película una composición de disolución de ácido poliámico que contiene una disolución de ácido poliámico (A) que comprende desde el 0, 3 hasta el 60% en masa de un ácido poliámico que comprende una unidad de ácido tetracarboxílico y una unidad de diamina y desde el 40 hasta el 99, 7% en masa de un disolvente polar orgánico, y un compuesto orgánico (B) que tiene un grupo polar o un compuesto polimérico (C) que tiene un grupo polar en la cadena lateral del mismo, en una cantidad de desde 0, 1 hasta 200 partes en masa 40 con respecto a 100 partes en masa del ácido poliámico, y después sumergir la película resultante en un disolvente de solidificación que comprende agua como componente indispensable del mismo o ponerla en contacto con el disolvente para así formar una película porosa del ácido poliámico, y

una etapa de imidar la película porosa del ácido poliámico obtenida en la etapa anterior, mediante tratamiento 45 térmico, en la que:

el compuesto orgánico (B) y el compuesto polimérico (C) son cada uno un compuesto orgánico que puede fomentar la penetración de agua en el producto colado a modo de película de la composición de disolución de ácido poliámico, y en el tratamiento térmico, la velocidad de calentamiento dentro de un intervalo de temperatura 50 de 200ºC... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Película (1) de poliimida porosa que tiene una estructura de tres capas que comprende dos capas (a) (2) y (b) (4) de superficie y una capa (3) de macrohuecos intercalada entre las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, en la que: 5

la capa (3) de macrohuecos tiene una pared (32) de división que se une a las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie, y múltiples macrohuecos (31) rodeados cada uno por la pared (32) de división y las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie y que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m, y 10

la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos tiene un grosor de desde 0, 1 hasta 50 m y tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0, 01 hasta 50 m, las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie tienen cada una un grosor de desde 0, 1 hasta 50 m, al menos una de las capas (2) y (4) de superficie tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde más de 5 m hasta 15 200 m, y la otra capa (2) o (4) de superficie, respectivamente, tiene múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde 0, 01 hasta 200 m, y los poros (35) en la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos así como en las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie se comunican entre sí y se comunican además con los macrohuecos (31) ;

teniendo la película (1) de poliimida porosa un grosor total de desde 5 hasta 500 m y una porosidad de desde el 60 hasta el 95%.

2. Película (1) de poliimida porosa según la reivindicación 1, en la que las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie tienen ambas múltiples poros (35) que tienen un tamaño medio de poro de desde más de 5 m hasta 25 200 m.

3. Película (1) de poliimida porosa según la reivindicación 1 ó 2, en la que la capa (3) de macrohuecos tiene múltiples macrohuecos (31) que tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m, cuando se observa desde el lado de la capa (a) (2) de superficie y/o el lado de la 30 capa (b) (4) de superficie.

4. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el grosor de la pared (32) de división de la capa (3) de macrohuecos y el de las capas (a) (2) y (b) (4) de superficie son casi iguales. 35

5. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, cuyo valor de Gurley es cómo máximo de 10 segundos.

6. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, cuyo cambio del grosor de 40 película tras aplicar una carga de esfuerzo de compresión de 0, 5 MPa a 250ºC durante 15 minutos es cómo máximo del 5%.

7. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en cuya sección transversal cortada en vertical a la dirección de plano de la película, la sección transversal de los macrohuecos (31) que 45 tienen un tamaño medio de poro en la dirección de plano de la película de desde 10 hasta 500 m representa al menos el 50% de la sección transversal de la película.

8. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en cuya sección transversal cortada en vertical a la dirección de plano de la película, al menos el 60% de los macrohuecos (31) son tal 50 que la razón de la longitud de los mismos en la dirección de plano de la película (L) con respecto a la longitud de los mismos en la dirección del grosor de película (d) , L/d se encuentra dentro de un intervalo de desde 0, 5 hasta 3.

9. Película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que tiene una temperatura 55 de transición vítrea de 240ºC o más, o que no tiene un punto de transición definido a 300ºC o más.

10. Procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende:

una etapa de colar a modo de película una composición de disolución de ácido poliámico que contiene una disolución de ácido poliámico (A) que comprende desde el 0, 3 hasta el 60% en masa de un ácido poliámico que comprende una unidad de ácido tetracarboxílico y una unidad de diamina y desde el 40 hasta el 99, 7% en masa de un disolvente polar orgánico, y un compuesto orgánico (B) que tiene un grupo polar o un compuesto polimérico (C) que tiene un grupo polar en la cadena lateral del mismo, en una cantidad de 65

desde 0, 1 hasta 200 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del ácido poliámico, y después sumergir la película resultante en un disolvente de solidificación que comprende agua como componente indispensable del mismo o ponerla en contacto con el disolvente para así formar una película porosa del ácido poliámico, y

una etapa de imidar la película porosa del ácido poliámico obtenida en la etapa anterior, mediante tratamiento térmico, en el que:

el compuesto orgánico (B) y el compuesto polimérico (C) son cada uno un compuesto orgánico que puede fomentar la penetración de agua en el producto colado a modo de película de la composición de disolución 10 de ácido poliámico, y en el tratamiento térmico, la velocidad de calentamiento dentro de un intervalo de temperatura de 200ºC o más es de al menos 25ºC/min.

11. Procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según la reivindicación 10, en el que el ácido poliámico se obtiene a partir de al menos un dianhídrido de ácido tetracarboxílico seleccionado de un 15 grupo que consiste en dianhídrido de ácido bifeniltetracarboxílico y dianhídrido de ácido piromelítico, y al menos una diamina seleccionada de un grupo que consiste en bencenodiamina, diaminodifenil éter y bis (aminofenoxi) fenilo.

12. Procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según la reivindicación 10 u 11, en el que 20 el compuesto orgánico (B) es ácido benzoico.

13. Procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según la reivindicación 10 u 11, en el que el compuesto polimérico (C) es poliacrilonitrilo.

14. Procedimiento para producir una película (1) de poliimida porosa según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el disolvente de solidificación que comprende agua como componente indispensable del mismo es agua o un líquido mixto con desde el 5% en masa hasta menos del 100% en masa de agua y desde más del 0% en masa hasta el 95% en masa de un disolvente polar orgánico.