CN106795672B - 熔喷非织造织物及其制造方法 - Google Patents
熔喷非织造织物及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106795672B CN106795672B CN201580045639.4A CN201580045639A CN106795672B CN 106795672 B CN106795672 B CN 106795672B CN 201580045639 A CN201580045639 A CN 201580045639A CN 106795672 B CN106795672 B CN 106795672B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nonwoven fabric
- meltblown nonwoven
- nonwoven web
- fabric
- supatex fabric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
- D04H3/147—Composite yarns or filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
- H01M50/406—Moulding; Embossing; Cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/494—Tensile strength
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
本发明提供不发生由热处理带来的透气量的极端降低,品质良好且没有起伏、表面凹凸,热尺寸稳定性优异的熔喷非织造织物。本发明的熔喷非织造织物是由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造织物,是表观密度为0.1~0.4g/cm3,并且片至少一面的KES表面粗糙度为1.2μm以下,200℃的温度时的干热收缩率为2%以下的熔喷非织造织物。本发明的熔喷非织造织物的制造方法具有下述工序:将由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造网,夹入包含表面平滑且由具有挠性的原材料形成的带的两组带式输送机之间并输送,在输送路的至少一部分,具有上述两组带式输送机的一方或两方的表面温度被加热至上述热塑性树脂的冷结晶温度以上并且熔点‑3℃以下的热处理区,在上述热处理区带式输送机与上述非织造网的两面接触而将上述非织造网进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及品质良好且没有起伏、表面凹凸,热尺寸稳定性优异的熔喷非织造织物及其制造方法。
背景技术
熔喷非织造织物是对由喷丝头纺出的丝条喷射加热后的压缩空气,使纤维细化并自熔合,使这样操作而排出的纤维堆积在捕集装置上进行制布。构成熔喷非织造织物的纤维通过喷射压缩空气而被细化,因此纤维的取向结晶化不易进行,如果将制布后的非织造网直接在高温下进行加工或使用,则有可能发生变形、断裂等问题。为了防止这样的问题,预先对制布后的非织造网赋予热尺寸稳定性是重要的,作为用于赋予热尺寸稳定性的手段,通常使用了利用加热的结晶化处理。
以往,作为这样的非织造织物的热结晶化处理的方法,可举出例如,利用加热了的压延辊、压纹辊的热压接法;利用热风、蒸汽等高温加热流体的热处理方法;以及利用红外线加热器的热处理方法等。在这些热处理方法中,热压接法具有由于非织造网的缩宽、褶皱的产生而加工性差这样的问题。此外,具有热处理后片被弄瘪而高密度化,透气量极端地降低这样的问题。
此外,对于熔喷非织造织物,一般采用在将非织造网的两端部用针、夹具等拉幅装置把持的状态下,通过高温加热流体、红外线加热器进行加热的拉紧热处理的方法。
例如,提出了在用拉幅装置把持了非织造网的两端部的状态下,通过温度传感器的温度控制可以均匀地进行非织造网的宽度方向的加热的热处理装置(参照专利文献1。)。然而,在利用该提案的热处理装置进行的热处理时,非织造网的被把持的部分仅是非织造网的两端部,因此由于纤维的熔合的程度、目付的不均等引起的部分性收缩,而具有品质的恶化、片(非织造网)的起伏易于发生这样的问题。
此外,提出了在通过开孔的环形带和纤维输送用环形带来夹入非织造网的状态下,从开孔的环形带的内面侧朝向外侧吹送热风,将热风贯通部位的纤维进行加热的非织造网的加工装置和加工方法(参照专利文献2。)。然而,对于该提案的加工装置,为了使热风贯通而使用开孔的带,由于在非开孔的部分热风未贯通,因此具有易于产生纤维的热处理不均,此外开孔的部分的图案转印至非织造网这样的问题。此外,由于使用了对非织造网的追随性低的金属带,因此非织造网的把持松的部分易于产生,在这样的部分,还有由于纤维的收缩而品质恶化这样的问题。
这样,迄今为止也未提出在热处理工序中不发生非织造网的品质的恶化、起伏的发生和由带图案的转印导致的凹凸形成这样的问题,可以充分地赋予热尺寸稳定性的熔喷非织造织物的制造方法。
现在,非织造织物正用于过滤器、研磨布和电池隔板等各种工业用途。其中,对于电池隔板用所使用的非织造织物,作为其性能,一般而言,要求电极间的分离、防止短路以及电解液的保液性,此外,对于二次电池,要求由电极反应产生的气体的通过性等。
近年来,随着各种便携式设备、安装型的传感器和计测设备类的开发而电池的使用环境多样化,在一部分用途中,要求即使在高温且承受冲击负荷的苛刻的环境下也可以充分发挥上述性能的电池隔板。
提出了在这样的环境下,使用实施了退火处理的聚苯硫醚树脂的熔喷非织造织物的硬币型电池隔板(参照专利文献3。),如果是该方法,则能够提高非织造织物的耐热性、耐收缩性,即使在高温下也能够获得没有熔融、变形的电池隔板。然而,在该提案中,具有下述问题:在承受冲击负荷的用途中,有可能隔板断裂,或损伤电极,此外对于退火处理品,非织造织物的厚度的变动大,电极与隔板之间形成间隙而保液性易于降低。
与此相对,另行提出了将聚苯硫醚的熔喷非织造织物叠层而成的电池隔板(参照专利文献4。)。事实上在该方法中,可以在将隔板薄膜化的同时降低厚度的变动,提高电极与隔板之间的密合性,但在该提案中,具有作为非织造织物的特征的保液量多这样的优势受损这样的问题。此外,具有由于纤维的相互粘接而纤维表面积减少,如果在高温下长时间使用,则保液性易于降低这样的问题。
这样,对于以往的电池隔板,还未实现即使在高温且承受冲击负荷的环境下长时间使用也不产生问题,可以充分维持放电特性的电池隔板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-18970号公报
专利文献2:日本特开2011-219873号公报
专利文献3:日本特开2004-047280号公报
专利文献4:日本特开2002-343329号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此,本发明的目的在于提供不产生由热处理引起的透气量的极端降低,品质良好且没有起伏、表面凹凸,热尺寸稳定性优异的熔喷非织造织物以及制造该熔喷非织造织物的方法。
此外,本发明的其它目的在于提供不通过加压处理而使非织造织物高密度化,与电极的密合性优异,适于高温且承受冲击负荷的环境下的使用的非织造织物电池隔板。
用于解决课题的方法
本发明可解决上述课题,本发明的熔喷非织造织物是由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造织物,是表观密度为0.1~0.4g/cm3,并且至少一面的KES表面粗糙度为1.2μm以下的熔喷非织造织物。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,上述非织造织物的200℃的温度时的干热收缩率为2%以下。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,上述非织造织物的长度方向和宽度方向的抗拉强度都是10N/15mm以上。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,上述非织造织物的片两面的KES表面粗糙度为1.6μm以下。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,上述非织造织物的厚度为0.12~0.35mm。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,构成上述非织造织物的纤维的主成分热塑性树脂为聚苯硫醚树脂或聚酯树脂。
根据本发明的熔喷非织造织物的优选方式,涉及一种非织造织物电池隔板,其使用了上述非织造织物。
本发明的熔喷非织造织物的制造方法具有下述工序:将由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造网,夹入包含表面平滑且由具有挠性的原材料形成的带的两组带式输送机之间并输送,在输送路的至少一部分,具有上述两组带式输送机的一方或两方的表面温度被加热至上述热塑性树脂的冷结晶温度以上并且熔点-3℃以下的热处理区,在上述热处理区带式输送机与上述非织造网的两面接触而将上述非织造网进行加热。
根据本发明的熔喷非织造织物的制造方法的优选方式,上述带的别克平滑度为0.5秒以上。
根据本发明的熔喷非织造织物的制造方法的优选方式,上述非织造网的输送速度为0.1~10m/分钟。
根据本发明的熔喷非织造织物的制造方法的优选方式,上述热处理区中的非织造网与带式输送机的接触时间为3秒以上。
根据本发明的熔喷非织造织物的制造方法的优选方式,构成上述熔喷非织造织物的纤维的主成分为聚苯硫醚树脂或聚酯树脂。
发明的效果
根据本发明,可以获得不产生由热处理带来的透气量的极端降低,即使在高温下的使用也没有热收缩,品质良好且没有起伏、表面凹凸的熔喷非织造织物,此外,本发明的熔喷非织造织物的表面的耐摩耗性、除尘性和反洗性优异,能够用于电池隔板、过滤器等产业用途。
具体实施方式
本发明的熔喷非织造织物是由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造织物,是其表观密度为0.1~0.4g/cm3,并且至少一面的KES表面粗糙度为1.2μm以下的熔喷非织造织物。
使本发明的熔喷非织造织物的表观密度为0.1~0.4g/cm3是重要的。通过使表观密度为0.4g/cm3以下,优选为0.38g/cm3以下,更优选为0.35g/cm3以下,从而可以制成抑制透气量的降低,压力损失小的过滤器,可以提高过滤器寿命。此外,使非织造织物的保液量增加,在用作电池隔板的情况下可以获得高容量的电池。另一方面,通过使表观密度为0.1g/cm3以上,优选为0.12g/cm3以上,更优选为0.14g/cm3以上,从而可以制成抑制由纤维彼此的粘接点的减少而导致的强度的降低,具有可以经得起实用的强度、操作性的非织造织物。
本发明的熔喷非织造织物的至少一面的KES表面粗糙度为1.2μm以下是重要的。通过使KES表面粗糙度为1.2μm以下,从而可以提高表面的耐摩耗性,并且在用作过滤器的情况下可以提高除尘性、反洗性,可以提高过滤器寿命。此外,在将本发明的熔喷非织造织物与PTFE膜等膜、其它非织造织物贴合使用的情况下,可以制成贴合性良好,耐摩耗性也优异的非织造织物。此外,在用作电池隔板的情况下,可以防止电池承受冲击负荷时隔板损伤电极表面,此外可以使隔板与电极的接触良好,提高电极与非织造织物的界面处的电解液的保液性。
KES表面粗糙度的下限没有特别规定,为了防止由于制造时的加热、加压的强化而非织造织物产生歪斜,KES表面粗糙度的下限为0.1μm以上是优选方式。
此外,本发明的熔喷非织造织物优选使片两面的KES表面粗糙度为1.6μm以下。通过使片两面的KES表面粗糙度为1.6μm以下,优选为1.4μm以下,进一步优选为1.2μm以下,从而在用作电池隔板的情况下,可以防止电池承受冲击负荷时隔板损伤电极表面,此外可以使隔板与电极的接触良好,提高电极与非织造织物的界面处的电解液的保液性。
此外,本发明的熔喷非织造织物优选在200℃的温度时的干热收缩率为2%以下,更优选为1%以下。通过设为这样,从而可以制成即使在高温环境下也没有使用中的尺寸变化、非织造织物内部的结构变化的非织造织物。此外,由于加热引起的张力缓和等,非织造织物有时伸长,与上述同样,为了防止高温环境下的使用中的尺寸变化、非织造织物内部的结构变化,干热收缩率优选为-2%以上,更优选为-1%以上,干热收缩率接近0%是优选方式。
本发明的熔喷非织造织物优选非织造织物的长度方向和宽度方向的抗拉强度都是10N/15mm以上,更优选为12N/15mm以上,进一步优选为14N/15mm以上,从而即使电池承受冲击负荷也可以防止发生隔板的断裂、损伤。此外抗拉强度大是优选方式,但为了防止过度地强化粘接而进行纤维间的熔合,手感***,抗拉强度优选为300N/15mm以下,更优选为200N/15mm以下。
本发明的熔喷非织造织物优选构成非织造织物的纤维的平均单纤维直径为0.1~10μm。通过使平均单纤维直径优选为10μm以下,更优选为8μm以下,进一步优选为6μm以下,从而可以制成使非织造织物的目付的均匀性提高,捕集效率优异的过滤器。此外,用作电池隔板时可以防止针孔的产生,并且可以防止电阻部分增加。
另一方面,通过使平均单纤维直径优选为0.1μm以上,更优选为0.5μm以上,进一步优选为1μm以上,从而可以抑制在制造过程中将聚合物拉伸而细化时,纤维被切开而产生散粒(shot)(聚合物块状物),此外在用作过滤器时可以防止压降的上升。
本发明的熔喷非织造织物优选非织造织物的厚度为0.12~0.35mm。通过使非织造织物的厚度优选为0.35mm以下,更优选为0.32mm以下,进一步优选为0.30mm以下,从而可以抑制电池的内阻增加,并且抑制在电池内部隔板强烈地压迫电极,防止电池承受冲击负荷时损伤电极。此外,通过使厚度优选为0.12mm以上,更优选为0.14mm以上,进一步优选为0.18mm以上,从而可以提高隔板与电极的密合性,即使在高温下长时间使用也维持保液性。
作为熔喷非织造织物以外的非织造织物形态,可举出例如,纺粘非织造织物、闪蒸纺丝非织造织物、湿式非织造织物、梳理非织造织物和气流成网非织造织物等,纺粘非织造织物、梳理非织造织物和气流成网非织造织物的纤维直径粗且目付均匀性差,因此表面粗糙度易于变大。此外,闪蒸纺丝非织造织物为高密度,因此具有透气量降低这样的倾向。
本发明的熔喷非织造织物的制造方法具有下述工序:将由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造网,夹入包含表面平滑且由具有挠性的原材料形成的带的两组带式输送机之间并输送,在输送路的至少一部分,具有上述两组带式输送机的一方或两方的表面温度被加热至上述热塑性树脂的冷结晶温度以上并且熔点-3℃以下的热处理区,在上述热处理区带式输送机与非织造网的两面接触而将上述非织造网进行加热。
本发明的熔喷非织造织物的制造方法中,将热塑性树脂进行熔融,将其由喷丝头挤出后,对由挤出的熔融树脂形成的丝状吹送加热高速气体流体等以细化成纤维状,将细化后的纤维在移动的输送机上捕集以制成片状(以下,有时将上述工序记载为“制布”。),将由此获得的非织造网通过两组带式输送机夹入,在非织造网的整面被充分地把持了的状态下,通过与加热后的带表面的接触加热来热处理非织造网是重要的。通过这样,与以往的在把持非织造网的一部分的状态下进行的拉紧热处理相比,可以抑制由纤维的熔合的程度、目付不均引起的部分片(非织造网)的收缩,可以不发生品质的恶化、起伏而将非织造网进行热处理。
所谓“一组带式输送机”,是指具有环形带和使带旋转的驱动部的一套带式输送机设备。
如果制布后的非织造网被热处理,则纤维彼此的熔合进行而厚度变薄,因此为了在热处理期间总是维持把持非织造网整体的状态,夹入非织造网的两组带式输送机的带间的间隙(clearance)优选为2mm以下,并且比热处理后的熔喷非织造织物的厚度小。
本发明的熔喷非织造织物的制造方法中,夹入非织造网的两组带式输送机的带表面平滑是重要的,输送机带的与非织造网接触的面的别克平滑度优选为0.5秒以上,更优选为1秒以上,进一步优选为2秒以上。通过这样,可以制成非织造网。此外,可以防止对通过加热而软化的非织造网转印带表面的凹凸。此外,通过使别克平滑度优选为1000秒以下,更优选为500秒以下,进一步优选为300秒以下,从而可以防止热处理后的熔喷非织造织物粘贴于带表面,加工性恶化。
此外,本发明的熔喷非织造织物的制造方法中,夹入非织造网的输送机带为由具有挠性的原材料形成的带是重要的。所谓“具有挠性”,是指1块就能够作为带式输送机的带使用的程度的挠性。作为优选的带原材料的一例,可举出玻璃纤维等纤维原材料作为芯材被编入的“Teflon”(注册商标)树脂(聚四氟乙烯树脂)带等。具有挠性的带还可以柔软地追随非织造网的厚度不均,因此可以在将非织造网用带式输送机夹入时充分地把持非织造网整体。与此相对,例如在接合多张金属片或排列金属板而得的带那样的、不具有挠性的带的情况下,带的柔软性低,因此不能追随非织造网的细小的厚度不均,易于部分性产生非织造网的把持松的地方。
此外,夹入非织造网的输送机带的厚度优选为0.1~3mm,更优选为0.1~2mm,进一步优选为0.1~1mm。通过使输送机带的厚度为这样,从而可以使输送机带具有柔软性,还柔软地追随非织造网的厚度不均,充分地把持非织造网整体。
此外,只要在不损害本发明的效果的范围内,还可以通过在热处理前的非织造网、输送机带的表面涂布脱模剂,或重叠“Teflon”(注册商标)(聚四氟乙烯)片等脱模片并加工,来提高脱模性。
在本发明的熔喷非织造织物的制造方法中,在非织造网的热处理区,两组带式输送机的一方或两方的表面温度被加热至作为非织造网的主成分的热塑性树脂的冷结晶温度以上是重要的。通过使表面温度为这样,从而可以使构成非织造网的纤维热结晶化,赋予热尺寸稳定性。
另一方面,使带式输送机的表面温度为上述热塑性树脂的熔点-3℃以下是重要的,通过更优选为熔点-30℃以下,进一步优选为熔点-60℃以下,从而可以防止在纤维的热结晶化进行之前非织造织物软化,纤维彼此熔合而成为膜状(film like),或纤维的结晶化过度地进行而片的手感变得易碎。
此外,可以在热处理区使带式输送机表面的温度分阶段地变化,将非织造网缓慢地加热或冷却。此外,可以在热处理区之前设置带式输送机表面的温度为上述热塑性树脂的冷结晶温度以下的预热区。
热处理区中的带式输送机与非织造网的接触时间根据构成非织造网的纤维的热塑性树脂的种类、非织造织物的目付和厚度来适当调整,其接触时间优选为3秒以上,更优选为5秒以上,进一步优选为10秒以上。通过将接触时间这样地设定,从而可以将非织造网整体进行充分热处理,赋予优异的热尺寸稳定性。此外,通过使接触时间优选为600秒以下,更优选为300秒以下,进一步优选为100秒以下,从而可以防止生产性的降低。
带式输送机的非织造网的输送速度优选为0.1m/分钟以上,更优选为0.5m/分钟以上,进一步优选为1m/分钟以上。通过将输送速度这样地设定,从而可以抑制生产能力的降低。另一方面,通过使非织造网的输送速度优选为10m/分钟以下,更优选为8m/分钟以下,进一步优选为6m/分钟以下,从而可以防止纤维的热结晶化进行之前由于急剧的加热而非织造网软化,厚度被弄瘪,或纤维彼此熔合而成为膜状。
作为构成通过本发明制造的熔喷非织造织物的纤维的主成分,可举出例如,聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚苯醚、聚酯、聚芳酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯烃和聚醚醚酮等热塑性树脂、将它们进行了共聚的热塑性树脂。
其中,以聚苯硫醚树脂和聚酯树脂为主成分的热塑性树脂的纤维的拉丝性优异,另一方面,具有制布后的非织造网的热尺寸稳定性非常低这样的问题,但通过使用本发明的熔喷非织造织物的制造方法,从而可以赋予热尺寸稳定性,是能够在高温下使用的优选方式的一例。
在本发明中,所谓“为主成分”,是指“含有该成分85质量%以上,也包含仅由该成分构成的情况”。
此外,在构成熔喷非织造织物的纤维中,可以添加结晶成核剂、消光剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、填充剂、润滑剂和亲水剂等。
根据本发明的熔喷非织造织物的制造方法,即使非织造网的目付低也可以不恶化品质、不发生起伏地实施热处理加工,但为了获得能够供于实用的机械强度的熔喷非织造织物,目付优选为10g/m2以上,更优选为20g/m2以上。另一方面,如果非织造网的目付高,则有厚度方向发生加热不均而不能使其充分地热结晶化直至内部的可能性,因此目付更优选为400g/m2以下,进一步优选为200g/m2以下。
制布的非织造网的厚度优选为2mm以下,更优选为1.5mm以下。通过将厚度这样地设定,从而可以防止非织造网的厚度方向中央部的加热变得不充分,使其热结晶化直至内部,向非织造网整体赋予充分的热尺寸稳定性。
此外,在通过两组带式输送机来输送非织造网时,通过调整从两组带式输送机的两面受到的压力的方法;或在带式输送机出口附近设置夹持辊,将热处理后的熔喷非织造织物进行加压的方法;或并用这两种方法,从而可以使热处理后的熔喷非织造织物的表观密度处于0.1~0.4g/cm3的范围,将厚度根据目标的用途进行适当调整。
接下来,对制布本发明的熔喷非织造织物的方法,说明优选方式。
熔喷法是需要下述工序的非织造织物的制造方法,所述工序是:将树脂熔融,从喷丝头挤出后,对该熔融树脂吹送加热高速气体流体等并进行拉伸,从而细化成纤维状,在移动的输送机上捕集并制成片状。
作为构成本发明的熔喷非织造织物的纤维的主成分的热塑性树脂在熔点+34.5℃的温度,按照ASTM D1238-70(测定荷重5kg重)测定的MFR为100~2000g/10分钟是优选方式。通过使MFR为100g/10分钟以上,更优选为150g/10分钟以上,从而可以得到良好的流动性,容易细化成纤维状。另一方面,通过使MFR为2000g/10分钟以下,更优选为1500g/10分钟以下,从而适度地具有喷丝头的背压,纺丝稳定性优异。
将树脂熔融的挤出机和喷丝头的温度优选为比所使用的树脂的熔点高10~50℃的温度。如果将树脂熔融的挤出机的温度过低,则树脂固化或低流动化,此外如果温度过高,则促进树脂的劣化。
通过使加热高速气体的温度比纺丝温度高0℃以上,从而可以将纤维效率良好地细化,并且通过纤维彼此的自熔合可以获得可以经得起实用的强度的熔喷非织造织物。此外,通过将加热高速气体的温度设定为比纺丝温度优选为30℃以下,更优选为25℃以下,进一步优选为20℃以下,从而可以抑制散粒(聚合物块状物)的产生,稳定地制造非织造织物。
本发明的熔喷非织造织物的透气量高,耐摩耗性优异,表面的平滑性高,除尘性、反洗性优异,因此可以适合用于过滤器等产业用途。此外,关于本发明的熔喷非织造织物,在用作电池隔板时即使在高温且承受冲击负荷的环境下使用也不产生隔板的熔融、断裂和电极的损伤这样的问题,放电特性优异,可以适合用于轮胎气压监测***等用途。
实施例
接下来,基于实施例,对本发明的熔喷非织造织物的制造方法进行具体地说明。本发明不仅仅限定于这些实施例。
[测定方法]
(1)熔体流动速率(MFR)(g/10分钟):
聚苯硫醚树脂的MFR是按照ASTM D1238-70,在测定温度为315.5℃,且测定荷重为5kg的条件下测定3次,将其平均值作为MFR。
(2)特性粘度(IV):
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度IV是采用以下方法测定3次,取其平均值。在邻氯苯酚100ml中溶解试样8g,在温度25℃使用奥斯特瓦尔德粘度计,通过下述式求出相对粘度ηr。
·ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
这里,η表示聚合物溶液的粘度,η0表示邻氯苯酚的粘度,t表示溶液的下落时间(秒),d表示溶液的密度(g/cm3),t0表示邻氯苯酚的下落时间(秒),d0表示邻氯苯酚的密度(g/cm3)。
接着,由上述相对粘度ηr,通过下述式,算出特性粘度IV。
·IV=0.0242ηr+0.2634。
(3)熔点(℃):
使用的热塑性树脂的熔点使用差示扫描量热计(TA Instruments社制Q100),在以下条件下测定3次,算出吸热峰顶点温度的平均值,作为测定对象的熔点。在纤维形成前的热塑性树脂中存在多个吸热峰的情况下,设为最高温侧的峰顶点温度。此外,在将纤维作为测定对象的情况下,可以同样地测定,由多个吸热峰推定各成分的熔点。
·测定气氛:氮气气流(150ml/分钟)
·温度范围:30~350℃
·升温速度:20℃/分钟
·试样量:5mg。
(4)平均单纤维直径(μm):
从输送机带上所捕集的非织造网随机采集小片样品10个,利用显微镜以1000~2000倍拍摄表面照片,由各样品各测定10根共计100根纤维的宽度,算出其平均值。由单纤维的宽度平均值,将小数点以后第二位四舍五入而作为纤维直径。
(5)非织造织物的目付(g/m2):
基于JIS L1913(2010年版)6.2“每单位面积的质量”,每1m试样宽度采集3张20cm×25cm的试验片,测量标准状态下各自的质量(g),将其平均值以每1m2的质量(g/m2)表示。
(6)非织造织物和输送机带的厚度(mm):
按照JIS L1906(2000年版)5.1,使用直径10mm的加压头,以荷重10kPa在非织造织物和输送机带的宽度方向等间隔地以0.01mm单位测定10点的厚度,将其平均值的小数点以后第三位四舍五入。
(7)非织造织物的表观密度(g/cm3):
将非织造织物的目付除以厚度,求出表观密度。
(8)非织造织物的干热收缩率(%):
按照JIS L1913(2010年版)6.10.3进行了测定。将恒温干燥机内的温度设为200℃,热处理10分钟。
(9)带表面的别克平滑度(秒):
使用别克平滑度试验机,按照JIS P8119(1998年版),对输送机带的非织造网接触面,在宽度方向等间隔地实施10点测定,将其平均值的小数点以后第二位四舍五入而得的值作为别克平滑度。
(10)非织造织物的外观评价:
对于热处理前的非织造网和热处理后的熔喷非织造织物,目视比较了片的起伏、表面的品质和表面凹凸。在表1中,关于各个项目,将热处理前后观察不到变化的情况以“○”记载,将略微恶化了的情况以“△”记载,将恶化了的情况以“×”记载。在热处理时充分把持了非织造网整体的情况下,热处理前后外观观察不到变化。另一方面,如果非织造网的把持不充分,则观察到起伏的发生、品质的恶化。
(11)KES表面粗糙度(μm):
将非织造织物切取出20cm见方,使用カトーテック社制KES-FB4-AUTO-A自动化表面试验机,测定片两面的表面粗糙度。试样施加400g的荷重并放置,使施加了10g加重的表面粗糙度检测用接触件与试样接触,将经向和纬向各测定3次,将其平均设为表面粗糙度(μm)。
(12)非织造织物的透气量(cc/cm2/秒):
按照JIS L1913(2010年)弗雷泽型法,对于切割成15cm见方的纤维片10张,使用テクステスト社制的透气性试验机FX3300,以试验压力125Pa进行了测定。由所得的值的平均值,将小数点以后第二位四舍五入而作为透气量。
(13)非织造织物的耐摩耗性:
按照JIS L0849(2013年版)9.2,进行了学振形摩擦试验。利用安装有摩擦用白棉布的摩擦头将非织造织物表面往复摩擦500次,目视和使用扫描型电子显微镜(SEM)观察试验前后的试验片的表面状态。表1中,将即使是SEM观察在试验前后表面状态也观察不到变化的情况以“5”记载,将目视时不清楚但SEM观察时可以确认到略微起毛的情况以“4”记载,将目视时不清楚但SEM观察时可以确认到明显地起毛的情况以“3”记载,将目视可以确认到起毛的情况以“2”记载,将不能保持片形态的情况以“1”记载。
(14)非织造织物的抗拉强度(N/15mm)
非织造织物的抗拉强度按照JIS P8113(2006年版)9.1,在样品尺寸15mm×28cm、夹具间隔18cm、拉伸速度20mm/分钟的条件下,沿经向(长度方向)和纬向(宽度方向)分别进行3点拉伸试验,将样品断裂时的强度的平均值设为抗拉强度(N/15mm)。
(15)电池特性评价:
对于由下述实施例6~10和比较例3~6制作的硬币型锂电池,在-10℃的温度条件下,测定以负荷电阻100Ω流过30mA的电流5秒时的闭路电压,将10个电池的平均值记载于表1。此外,为了评价高温储存后的电流特性,将制作的电池在120℃的环境下放置10天,然后采用与上述同样的步骤测定闭路电压,将结果作为高温储存试验后的闭路电压,记载于表1中。
(16)耐冲击试验:
将由下述实施例6~10和比较例3~6制作的硬币型锂电池粘贴于外径77cm的轮胎的内侧,将轮胎安放于以速度100km/hr旋转的滚筒并使其旋转,进行了14天的耐冲击试验。对于试验后的电池,以上述电池特性评价所记载的步骤测定闭路电压,示于表3中。
[实施例1]
(纺丝和片化)
将MFR为600g/10分钟且熔点为281℃的聚苯硫醚(PPS)树脂在氮气气氛中,在150℃的温度干燥24小时来使用。将该聚苯硫醚树脂用挤出机进行熔融,由纺丝温度为310℃且孔径(直径)为0.40mm的喷丝头以单孔排出量0.23g/分钟纺出,对其以压力0.15MPa吹送用空气加热器进行了加热的325℃的温度的压缩空气,捕集于处于距上述喷丝头的距离100mm的位置的移动的带式输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.40mm的非织造网。构成所得的非织造网的纤维的平均纤维直径为4.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将由将玻璃纤维作为芯材而被编入的“Teflon”(注册商标)树脂带形成的、带的厚度为0.31mm且带表面的别克平滑度为2.6秒的两组带式输送机,以带间的间隙成为0的方式上下地配置。将采集的非织造网通过该带式输送机间,在整面把持了的状态下以速度2m/分钟输送,使其通过将上下的带表面的温度加热至140℃的长度1m的热处理区,实施了30秒热处理。干热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.27mm且热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化和表面凹凸的产生。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.30g/cm3,抗拉强度在经向上为25.5N/15mm,在纬向上为18.7N/15mm,透气量为14.1cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为1.08μm,捕集网面为1.26μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
[实施例2]
(纺丝和片化)
在与实施例1相同条件下,制布出非织造网。
(非织造织物的热处理)
使用与实施例1相同的带式输送机,使输送速度为10m/分钟,使热处理区中的上下的带的表面的温度为200℃,热处理6秒。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.22mm,干热收缩率为0%,与由实施例1获得的熔喷非织造织物相比厚度减少了,或与由实施例1获得的熔喷非织造织物相比品质稍差,但是未观察到起伏、表面凹凸的产生。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.36g/cm3,抗拉强度在经向上为27.3N/15mm,在纬向上为20.2N/15mm,透气量为13.2cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为0.95μm,捕集网面为1.10μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
[实施例3]
(纺丝和片化)
使用与实施例1相同的聚苯硫醚树脂作为原料。使单孔排出量为0.38g/分钟,使热风压力为0.15MPa,除此以外,在与实施例1相同条件下进行纺丝,捕集于处于距喷丝头的距离130mm的位置的移动的输送机上,获得了目付为200g/m2、且厚度为1.20mm的非织造网。所得的非织造网的平均纤维直径为8.0μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造织物在与实施例1相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.85mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化,表面凹凸的产生。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.24g/cm3,抗拉强度在经向上为60.2N/15mm,在纬向上为44.3N/15mm,透气量为3.8cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为1.17μm,捕集网面为1.36μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
[实施例4]
(纺丝和片化)
在与实施例1相同条件下,制布出非织造网。
(非织造织物的热处理)
使用由将玻璃纤维作为芯材而被编入的“Teflon”(注册商标)树脂带形成的、带表面的别克平滑度为1.0秒的两组带式输送机,在与实施例1相同条件下进行了热处理。干热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.27mm,热收缩率为0%,与由实施例1获得的熔喷非织造织物相比,品质稍差,但未观察到起伏、表面凹凸的产生。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.30g/cm3,抗拉强度在经向上为24.5N/15mm,在纬向上为18.3N/15mm,透气量为15.5cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为1.10μm,捕集网面为1.32μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
[实施例5]
(纺丝和片化)
将特性粘度IV为0.51且熔点为260℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂在氮气气氛中,在150℃的温度干燥24小时来使用。将该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂用挤出机进行熔融,由纺丝温度为300℃且孔径(直径)为0.40mm的喷丝头以单孔排出量0.21g/分钟纺出,对其以压力0.13MPa吹送用空气加热器进行了加热的320℃的温度的压缩空气,捕集于处于距上述喷丝头的距离150mm的位置的移动的带式输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.42mm的非织造网。所得的非织造网的平均纤维直径为2.8μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造网在与实施例1相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.36mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化和表面凹凸的产生。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.22g/cm3,抗拉强度在经向上为19.8N/15mm,在纬向上为14.5N/15mm,透气量为11.0cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为0.95μm,捕集网面为1.08μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
[比较例1]
(纺丝和片化)
在与实施例1相同条件下,制布出非织造网。
(非织造织物的热处理)
使输送非织造网的带间的间隙为1.0mm,除此以外,在与实施例1相同条件下进行了热处理。由于带间的间隙比制布成的非织造网的厚度0.40mm大,因此在热处理中仅下带与非织造网接触,是非织造网未被把持的状态。热处理后的熔喷非织造织物与热处理前相比,在宽度方向上热收缩30%,厚度为0.37mm。此外,干热收缩率为0%,观察不到表面凹凸的产生,但品质恶化,片整体产生了起伏。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.22g/cm3,抗拉强度在经向上为14.6N/15mm,在纬向上为9.8N/15mm,透气量为18.4cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为3.30μm,捕集网面为3.92μm。此外,学振型摩擦试验的前后实施了试验片的SEM观察,结果是表面发生了起毛。
[比较例2]
(纺丝和片化)
在与实施例1相同条件下,制布出非织造网。
(非织造织物的热处理)
在通过针板拉幅机装置仅将非织造网两端用针把持了的状态下,以速度1m/分钟进行输送,将温度140℃的热风喷射60秒,进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.26mm,干热收缩率为0%。此外,观察不到表面凹凸的产生,但片整体产生起伏,品质恶化了。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.31g/cm3,抗拉强度在经向上为25.3N/15mm,在纬向上为18.8N/15mm,透气量为16.8cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为1.35μm,捕集网面为1.62μm。此外,如果在学振型摩擦试验的前后将试验片的表面进行比较,则即使目视也可以确认到发生了起毛。
[比较例3]
(纺丝和片化)
在与实施例1相同条件下,制布出非织造网。
(非织造织物的热处理)
使用由网眼数为50、线径为0.22mm、开口率为32%的SUS制平织网带形成的、带表面的别克平滑度为0秒(测定限度以下)的两组带式输送机,在与实施例1相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.26mm,干热收缩率为0%,但片略微发生起伏,热处理中的把持性不充分,因此观察到品质的恶化、起褶皱。此外,带的网眼图案转印至片表面,产生了凹凸。将结果示于表1中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.31g/cm3,抗拉强度在经向上为26.1N/15mm,在纬向上为17.2N/15mm,透气量为17.3cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为2.11μm,捕集网面为2.29μm。此外,学振型摩擦试验的前后实施了试验片的SEM观察,结果是表面发生了起毛。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.64V,高温储存试验后的闭路电压为2.36V。此外耐冲击试验后的闭路电压为1.33V。将结果示于表3中。
[比较例4]
(纺丝和片化)
使用与实施例1相同的聚苯硫醚树脂作为原料。使热风压力为0.18MPa,除此以外,在与实施例1相同条件下进行纺丝,捕集于处于距喷丝头的距离100mm的位置的移动的输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.39mm的非织造网。所得的非织造网的平均纤维直径为3.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将所得的非织造网在与比较例2相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.26mm,干热收缩率为0%。此外,观察不到表面凹凸的产生,但片整体发生起伏,品质略微恶化了。接着,将热处理后的熔喷非织造织物用加热至温度130℃的金属压延辊在线压50kg/cm、速度2m/分钟的条件下实施了压延加工。压延加工后的非织造织物的厚度为0.10mm,干热收缩率为0%。此外,通过压延加工的实施,消除了热处理后所观察到的片整体的起伏,品质、表面凹凸的状态也没有变化。表1的非织造织物的外观评价表明了压延加工后的结果。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.80g/cm3,抗拉强度在经向上为25.9N/15mm,在纬向上为19.4N/15mm,透气量为3.1cc/cm2/秒,表面粗糙度是非捕集网面为0.57μm,捕集网面为0.62μm。此外,学振型摩擦试验的前后试验片的表面状态观察不到变化。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.61V,高温储存试验后的闭路电压为2.39V。此外,耐冲击试验后的闭路电压为2.26V。将结果示于表3中。
[表1]
(注)“Teflon”(注册商标)树脂:聚四氟乙烯树脂。
<总结>
如表1所示那样,在用包含具有挠性的带的带式输送机将非织造网整面充分地把持了的状态下,在热塑性树脂的冷结晶温度以上且熔点-3℃以下的温度进行接触热处理,由此获得的熔喷非织造织物是没有片的起伏、表面凹凸,品质良好且热尺寸稳定性优异的非织造织物。
此外,本发明的熔喷非织造织物与比较例1~3的非织造织物相比,表面粗糙度小,耐摩耗性优异,此外,与比较例4的实施了压延加工的非织造织物相比,透气量高。
[实施例6]
(纺丝和片化)
将MFR为600g/10分钟且熔点为281℃的聚苯硫醚(PPS)树脂在氮气气氛中在150℃的温度干燥24小时来使用。将该聚苯硫醚树脂用挤出机进行熔融,由纺丝温度为310℃且孔径(直径)为0.40mm的喷丝头以单孔排出量0.23g/分钟纺出,对其以压力0.20MPa吹送用空气加热器进行了加热的325℃的温度的压缩空气,捕集于处于距上述喷丝头的距离100mm的位置的移动的带式输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.38mm的非织造织物。构成所得的非织造网(非织造织物)的纤维的平均单纤维直径为2.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将由将玻璃纤维作为芯材而被编入的“Teflon”(注册商标)树脂带形成的、带的厚度为0.34mm且带表面的别克平滑度为2.6秒的两台带式输送机,以带间的间隙成为0的方式上下地配置。将采集的非织造织物通过该带式输送机间,在整面把持了的状态下以速度2m/分钟输送,使其通过将上下的带表面的温度加热至140℃的长度1m的热处理区,实施了30秒热处理。干热处理后的非织造织物的厚度为0.27mm且干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化、表面凹凸的产生。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.30g/cm3,抗拉强度在经向上为28.0N/15mm,在纬向上为20.6N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为0.93μm,捕集网面为1.06μm。
(电池特性评价)
将所得的非织造织物冲裁加工成直径16mm,将其用作隔板,制作出直径为20mm且高度为3.2mm的硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好。电池的负极端子板中,使用实施了镀镍加工的不锈钢板,在该负极端子板的内侧压接直径为16mm、且厚度为0.6mm的锂板,制成负极。另一方面,调制氧化锰92质量%中混合有作为导电剂的石墨7质量%、作为结着剂的聚四氟乙烯1质量%的正极合剂,将该正极合剂加压成型为直径16mm且厚度1.9mm以制作出正极。在这些负极与正极之间,配置冲裁加工后的非织造织物隔板,将碳酸亚丙酯与1,2-二甲氧基乙烷以体积比1:1进行混合,在注入有溶解了0.5mol/l LiClO4的电解液的状态下,从正极上覆盖不锈钢制的正极罐,使用聚苯硫醚制的环状密封圈进行压接封口,制成电池。制作的电池的闭路电压为2.70V,高温储存试验后的闭路电压为2.49V。此外,耐冲击试验后的闭路电压为2.38V。将结果示于表3中。
[实施例7]
(纺丝和片化)
使用与实施例6相同的聚苯硫醚树脂作为原料。使热风压力为0.18MPa,除此以外,在与实施例6相同条件下进行纺丝,捕集于处于距喷丝头的距离100mm的位置的移动的输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.39mm的非织造网(非织造织物)。所得的非织造网(非织造织物)的平均纤维直径为3.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造网(非织造织物)在与实施例6相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.28mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化、表面凹凸的产生。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.29g/cm3,抗拉强度在经向上为27.1N/15mm,在纬向上为19.7N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为1.03μm,捕集网面为1.15μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.68V,高温储存试验后的闭路电压为2.47V。此外耐冲击试验后的闭路电压为2.36V。将结果示于表3中。
[实施例8]
(纺丝和片化)
在与实施例7相同条件下,制布出非织造网(非织造织物)。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造网(非织造织物)在与实施例6相同条件下进行了热处理,然后通过带式输送机出口所配置的夹持辊,在常温下,以线压20kgf/cm进行了夹持。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.21mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化、表面凹凸的产生。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.38g/cm3,抗拉强度在经向上为20.3N/15mm,在纬向上为16.6N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为0.85μm,捕集网面为1.01μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.69V,高温储存试验后的闭路电压为2.49V。此外耐冲击试验后的闭路电压为2.37V。将结果示于表3中。
[实施例9]
(纺丝和片化)
使用与实施例6相同的聚苯硫醚树脂作为原料。使单孔排出量为0.30g/分钟,使热风压力为0.15MPa,除此以外,在与实施例6相同条件下进行纺丝,捕集于处于距喷丝头的距离130mm的位置的移动的输送机上,获得了目付为80g/m2、且厚度为0.46mm的非织造网(非织造织物)。所得的非织造网(非织造织物)的平均纤维直径为6.0μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造织物在与实施例6相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.32mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化、表面凹凸的产生。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.25g/cm3,抗拉强度在经向上为19.6N/15mm,在纬向上为17.9N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为1.15μm,捕集网面为1.27μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.68V,高温储存试验后的闭路电压为2.45V。此外,耐冲击试验后的闭路电压为2.33V。将结果示于表3中。
[实施例10]
(纺丝和片化)
使用与实施例6相同的聚苯硫醚树脂作为原料。在与实施例7相同条件下进行纺丝,获得了目付为50g/m2、且厚度为0.32mm的非织造网(非织造织物)。所得的非织造网(非织造织物)的平均纤维直径为3.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
将采集的非织造织物在与实施例6相同条件下进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.18mm,干热收缩率为0%,观察不到起伏发生、品质的恶化、表面凹凸的产生。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.28g/cm3,抗拉强度在经向上为16.3N/15mm,在纬向上为11.1N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为0.96μm,捕集网面为1.12μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物的冲裁加工性良好,制作的电池的闭路电压为2.64V,高温储存试验后的闭路电压为2.43V。此外,耐冲击试验后的闭路电压为2.33V。将结果示于表3中。
[比较例5]
(纺丝和片化)
在与实施例7相同条件下,制布出非织造网(非织造织物)。
(非织造织物的热处理)
未实施热处理。非织造织物的厚度为0.39mm,干热收缩率为80%。
(非织造织物的物性)
非织造织物的表观密度为0.21g/cm3,抗拉强度在经向上为6.0N/15mm,在纬向上为3.4N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为2.22μm,捕集网面为2.73μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物使用冲裁加工时易于起毛,发生了加工性不良,但可以没有问题地加工的非织造织物来制作电池。制作的电池的闭路电压为2.69V,高温储存试验后的闭路电压为1.99V。此外,耐冲击试验后的闭路电压为0.62V。将结果示于表3中。
[比较例6]
(纺丝和片化)
使用与实施例6相同的聚苯硫醚树脂作为原料。在与实施例7相同条件下进行纺丝,捕集于处于距喷丝头的距离150mm的位置的移动的输送机上,获得了目付为50g/m2、且厚度为0.39mm的非织造网(非织造织物)。所得的非织造网(非织造织物)的平均纤维直径为3.6μm,1小时的纺丝时没有产生散粒(聚合物块状物),纺丝性良好。
(非织造织物的热处理)
在通过针板拉幅机装置仅将非织造网(非织造织物)的两端用针把持了的状态下,以速度1m/分钟进行输送,将温度140℃的热风喷射60秒,进行了热处理。热处理后的熔喷非织造织物的厚度为0.21mm,干热收缩率为0%。此外,观察不到表面凹凸的产生,但片整体产生起伏,品质恶化了。将结果示于表2中。
(非织造织物的物性)
热处理后的非织造织物的表观密度为0.24g/cm3,抗拉强度在经向上为11.9N/15mm,在纬向上为7.6N/15mm,表面粗糙度是非捕集网面为1.59μm,捕集网面为1.72μm。
(电池特性评价)
在与实施例6相同条件下制作硬币型锂电池,进行了电池特性评价。非织造织物使用冲裁加工时一部分发生起毛,发生了加工性不良,但可以没有问题地加工的非织造织物来制作电池。制作的电池的闭路电压为2.65V,高温储存试验后的闭路电压为2.43V。此外耐冲击试验后的闭路电压为0.87V。将结果示于表3中。
[表2]
(注)“Teflon”(注册商标)树脂:聚四氟乙烯树脂。
<总结>
如表2所示,在用包含具有挠性的带的带式输送机充分地把持了非织造网整面的状态下,在热塑性树脂的冷结晶温度以上且熔点-3℃以下的温度进行接触热处理而得的熔喷非织造织物是没有片的起伏、表面凹凸而品质良好且热尺寸稳定性优异的非织造织物。
此外,本发明的熔喷非织造织物与比较例5的未实施热处理的非织造织物相比,热尺寸稳定性优异,与比较例6的实施了针板拉幅机热处理的非织造织物相比,表面粗糙度小。
[表3]
<总结>
如表3所示,使用本发明的熔喷非织造织物而成的非织造织物电池隔板与比较例4的实施了压延加工的高密度的隔板相比,闭路电压大,电流特性优异,此外与比较例5的干热收缩率大的隔板、比较例6的抗拉强度小的隔板以及比较例3的表面粗糙度大的隔板相比,高温储存试验后和耐冲击试验后的闭路电压优异。
Claims (12)
1.一种熔喷非织造织物,其特征在于,是由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造织物,表观密度为0.1~0.4g/cm3,并且片至少一面的KES表面粗糙度为1.2μm以下。
2.根据权利要求1所述的熔喷非织造织物,200℃的温度时的干热收缩率为2%以下。
3.根据权利要求1或2所述的熔喷非织造织物,长度方向和宽度方向的抗拉强度都是10N/15mm以上。
4.根据权利要求1或2所述的熔喷非织造织物,片两面的KES表面粗糙度为1.6μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的熔喷非织造织物,非织造织物的厚度为0.12~0.35mm。
6.根据权利要求1或2所述的熔喷非织造织物,构成非织造织物的纤维的主成分热塑性树脂为聚苯硫醚树脂或聚酯树脂。
7.一种非织造织物电池隔板,其使用了权利要求1~6的任一项所述的熔喷非织造织物。
8.一种熔喷非织造织物的制造方法,其特征在于,具有下述工序:将由以热塑性树脂为主成分的纤维形成的非织造网,夹入包含表面平滑且由具有挠性的原材料形成的带的两组带式输送机之间并输送,在输送路的至少一部分,具有所述两组带式输送机的一方或两方的表面温度被加热至所述热塑性树脂的冷结晶温度以上并且熔点-3℃以下的热处理区,在所述热处理区带式输送机与所述非织造网的两面接触而将所述非织造网进行加热。
9.根据权利要求8所述的熔喷非织造织物的制造方法,带的别克平滑度为0.5秒以上。
10.根据权利要求8或9所述的熔喷非织造织物的制造方法,非织造网的输送速度为0.1~10m/分钟。
11.根据权利要求8或9所述的熔喷非织造织物的制造方法,热处理区中的非织造网与带式输送机的接触时间为3秒以上。
12.根据权利要求8或9所述的熔喷非织造织物的制造方法,构成非织造织物的纤维的主成分为聚苯硫醚树脂或聚酯树脂。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014-172483 | 2014-08-27 | ||
JP2014172483 | 2014-08-27 | ||
JP2015042490 | 2015-03-04 | ||
JP2015-042490 | 2015-03-04 | ||
JP2015107322 | 2015-05-27 | ||
JP2015-107322 | 2015-05-27 | ||
PCT/JP2015/073473 WO2016031693A1 (ja) | 2014-08-27 | 2015-08-21 | メルトブロー不織布およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106795672A CN106795672A (zh) | 2017-05-31 |
CN106795672B true CN106795672B (zh) | 2019-07-26 |
Family
ID=55399586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580045639.4A Active CN106795672B (zh) | 2014-08-27 | 2015-08-21 | 熔喷非织造织物及其制造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10501875B2 (zh) |
EP (1) | EP3187637B1 (zh) |
JP (1) | JP6575523B2 (zh) |
KR (1) | KR102302375B1 (zh) |
CN (1) | CN106795672B (zh) |
ES (1) | ES2757304T3 (zh) |
WO (1) | WO2016031693A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3272922A1 (en) * | 2015-03-16 | 2018-01-24 | Toray Fine Chemicals Co., Ltd. | Nonwoven fabric and method for manufacturing same |
JP6623821B2 (ja) * | 2016-02-23 | 2019-12-25 | 東レ株式会社 | メルトブロー不織布積層体の製造方法 |
JP6715082B2 (ja) * | 2016-05-23 | 2020-07-01 | 旭化成株式会社 | 耐熱性、耐久性に優れ、かつ、高強力な不織布 |
JP2018067458A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 三菱製紙株式会社 | リチウムイオン二次電池用セパレータ用基材、リチウムイオン二次電池用セパレータ、リチウムイオン二次電池用セパレータ用基材の製造方法、及びリチウムイオン二次電池用セパレータの製造方法 |
JP7147329B2 (ja) * | 2018-02-28 | 2022-10-05 | 東レ株式会社 | 積層不織布およびフィルター材 |
US20210016213A1 (en) * | 2018-03-30 | 2021-01-21 | Toyobo Co., Ltd. | Wet non-woven fabric for filter, filter medium for filter, and filter |
EP3804578B1 (en) * | 2018-05-31 | 2024-06-12 | Toray Industries, Inc. | Nonwoven fabric for curtain and method for manufacture thereof |
JP7160094B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2022-10-25 | 東レ株式会社 | 壁装材用不織布およびその製造方法 |
WO2020116569A1 (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 東洋紡株式会社 | 長繊維不織布およびそれを用いたフィルター補強材 |
US20220219104A1 (en) * | 2019-05-13 | 2022-07-14 | Toyobo Co., Ltd. | Filter medium for filter and filter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0834936A1 (en) * | 1995-03-31 | 1998-04-08 | Mitsubishi Paper Mills, Ltd. | Non-woven fabric for separator of non-aqueous electrolyte cell, and non-aqueous electrolyte cell using the same |
CN101501892A (zh) * | 2006-08-10 | 2009-08-05 | 三井化学株式会社 | 能源设备用隔板及包含其的能源设备 |
CN103210133A (zh) * | 2010-08-12 | 2013-07-17 | 波玛工程有限公司 | 用于对纤维进行纺织且特别是用于生产含有纤维的非纺织品的方法和设备 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002018970A (ja) | 2000-07-07 | 2002-01-22 | Hirano Tecseed Co Ltd | 熱処理装置 |
JP2002343329A (ja) | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Tonen Tapyrus Co Ltd | セパレータ |
JP4686105B2 (ja) * | 2002-07-12 | 2011-05-18 | タピルス株式会社 | 耐熱性セパレータ及びその製造方法 |
AU2008330940B2 (en) * | 2007-11-28 | 2014-02-27 | Uni-Charm Corporation | Absorbent wearing article |
US20090286147A1 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Atsushi Nakajima | Composite porous membrane, method of producing composite porous membrane, and battery separator, battery and capacitor using the same |
JP5672009B2 (ja) * | 2009-12-09 | 2015-02-18 | 東レ株式会社 | 長繊維不織布の製造方法 |
JP5477123B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2014-04-23 | Jnc株式会社 | 熱風処理不織布加工装置および加工方法 |
US20140187115A1 (en) * | 2011-06-02 | 2014-07-03 | Toray Industries, Inc. | Polyphenylene sulfide fiber and nonwoven fabric |
-
2015
- 2015-08-21 ES ES15836602T patent/ES2757304T3/es active Active
- 2015-08-21 JP JP2016545482A patent/JP6575523B2/ja active Active
- 2015-08-21 EP EP15836602.1A patent/EP3187637B1/en active Active
- 2015-08-21 CN CN201580045639.4A patent/CN106795672B/zh active Active
- 2015-08-21 US US15/504,378 patent/US10501875B2/en active Active
- 2015-08-21 KR KR1020177001057A patent/KR102302375B1/ko active IP Right Grant
- 2015-08-21 WO PCT/JP2015/073473 patent/WO2016031693A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0834936A1 (en) * | 1995-03-31 | 1998-04-08 | Mitsubishi Paper Mills, Ltd. | Non-woven fabric for separator of non-aqueous electrolyte cell, and non-aqueous electrolyte cell using the same |
CN101501892A (zh) * | 2006-08-10 | 2009-08-05 | 三井化学株式会社 | 能源设备用隔板及包含其的能源设备 |
CN103210133A (zh) * | 2010-08-12 | 2013-07-17 | 波玛工程有限公司 | 用于对纤维进行纺织且特别是用于生产含有纤维的非纺织品的方法和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2757304T3 (es) | 2020-04-28 |
KR20170044637A (ko) | 2017-04-25 |
EP3187637A4 (en) | 2018-02-07 |
US20170233913A1 (en) | 2017-08-17 |
CN106795672A (zh) | 2017-05-31 |
JPWO2016031693A1 (ja) | 2017-06-08 |
WO2016031693A1 (ja) | 2016-03-03 |
EP3187637B1 (en) | 2019-09-25 |
KR102302375B1 (ko) | 2021-09-15 |
JP6575523B2 (ja) | 2019-09-18 |
US10501875B2 (en) | 2019-12-10 |
EP3187637A1 (en) | 2017-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106795672B (zh) | 熔喷非织造织物及其制造方法 | |
KR101529348B1 (ko) | 적층체, 캐패시터용 세퍼레이터 및 캐패시터 | |
KR101164947B1 (ko) | 자가융착형 나노섬유 웹 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 나노섬유 웹 복합재 및 그 제조방법 | |
TWI653142B (zh) | Sterilization packaging materials | |
JP6714973B2 (ja) | 水系電解液蓄電池用セパレータ、及びこれを用いた水系電解液蓄電池 | |
US8623268B2 (en) | Production method for filament non-woven fabric | |
US20130224557A1 (en) | Separator for non-aqueous batteries and non-aqueous battery equipped with same, and process for manufacturing separator for non-aqueous batteries | |
KR101689754B1 (ko) | 이차전지의 분리막용 고강도 극세섬유 웹, 이를 포함하는 분리막 및 이의 제조 방법 | |
KR20130081640A (ko) | 폴리올레핀 나노 필라멘트 다공질 시트로 이루어지는 전지용 세퍼래이터 | |
JP6550655B2 (ja) | ポリフタルアミド系メルトブロー不織布、その製造方法および耐熱性電池用セパレータ | |
JPWO2011027870A1 (ja) | セパレータ、電気二重層キャパシタ、電池、及び積層体 | |
TWI780248B (zh) | 不織布及過濾器 | |
JP5049092B2 (ja) | キャパシタ用セパレータおよびキャパシタ | |
JP2017127832A (ja) | フィルター用不織布 | |
JP2004115980A (ja) | 不織布及びリチウムイオン二次電池用セパレータ | |
KR102565495B1 (ko) | 스펀본드 부직포의 제조 방법 및 스펀본드 부직포 | |
JP2018144379A (ja) | 炭素繊維不織布積層体 | |
KR20100078811A (ko) | 전기방사 장치 | |
JPH01201567A (ja) | 嵩高スパンボンド不織布の製造方法 | |
JP2019119946A (ja) | 耐熱性不織布薄膜、その製造方法およびその用途 | |
JP2019192484A (ja) | アルカリ電池用セパレータ | |
US20240194944A1 (en) | Solid Electrolyte Support and Solid Electrolyte Sheet Including Same | |
KR20110037035A (ko) | 전기방사법에 의해 제조된 다공성 웹의 절곡 방법 | |
KR20110076204A (ko) | 다방향 고신축성 웹 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |