CN1689177A - 碱性电池隔板和使用该隔板的电池 - Google Patents

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Abstract

碱性电池隔板显示了优异的保持碱性电解质的性能，即使当该隔板用于使用含有具有用于增强在高负荷下的放电性能的巨大氧化能力的添加剂的正极混合物的碱性电池，也不被降解，即使当该隔板长时间接触高温，也保持了作为隔板的功能，并且能够有效地用于可供要求在高负荷下的优异放电性能的便携式信息仪器比如数字摄像机使用的碱性电池。该碱性电池隔板具有非织造纤维结构材料，它包括作为主组分纤维的用由60－100mol％的二羧酸单元和40－99mol％的1，9－壬二胺单元构成的聚酰胺形成的聚酰胺纤维和溶剂纺丝纤维素纤维，以及聚酰胺纤维与纤维素纤维的质量比是20∶80到80∶20。优选地，形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括2－甲基－1，8－辛二胺单元与1，9－壬二胺单元，以及1，9－壬二胺单元与2－甲基－1，8－辛二胺单元的摩尔比是99∶1到40∶60。

Description

碱性电池隔板和使用该隔板的电池
发明领域
本发明涉及碱性电池隔板和使用该隔板的电池。更具体地说，本发明涉及显示了改进的放电性能(尤其改进的在高温下的放电性能)和改进的在高负荷下的放电性能的碱性电池隔板和安装了该隔板的碱性电池。
背景技术
最近，要求在高负荷下的优异放电性能的便携式信息仪器比如数字摄像机被广泛使用。当普通电池用于要求在高负荷下的放电性能的便携式信息仪器时，电池的电容在短时间内降低，因为普通电池具有短的寿命。每当电池的电容降低时，该电池必须用新电池替换，并且该仪器难以平稳地使用。而且，因为电池的应用和使用方式多样化，所以电池常常在储存过程中，在没有放电的期间和在具有放电的期间(在仪器使用过程中)接触高温。当电池接触高温时，普通电池显示了放电性能的快速降低。
作为改进在高负荷下的碱性电池的放电性能的方式，有人提出了用于通过将羟基氧化镍(nickel oxyhydroxide)加入到二氧化锰中所制备的正电极的活性物质在具有正电极混合物的碱性电池中使用，由锌和碱性电解质(碱性水溶液)组成的负电极和所提出的方式已经用于实际的应用(例如，日本专利申请公开No.Showa 57(1982)-49468)。
为了改进在高负荷下的放电性能，耐储存性和耐液体渗漏性，有人提出了使用通过将聚乙烯粉末加入到二氧化锰和羟基氧化镍的结合物中所制备的材料作为正电极混合物(例如，日本专利申请公开Nos.2001-32250和2001-332249)。
在普通碱性电池中，通过使用合成纤维比如聚乙烯醇型纤维，聚烯烃型纤维和聚酰胺纤维或通过将纤维素纤维加入到作为主纤维的合成纤维中获得的混合纤维所形成的非织造织物用作隔板。
在以上非织造织物中，通过使用脂族聚酰胺纤维比如尼龙6和尼龙66形成的非织造织物具有优点，在于保持电解质的性能是优异的和放电的容量是大的，由于优异的耐碱性和亲水性能。然而，以上非织造织物具有缺陷，因为当该织物用作碱性电池的隔板时，由于低劣的耐高温下的氧化降解性，织物往往由于被在充电过程中产生的氧气氧化而降解。尤其，当该织物用于反复充电的二次电池和在高温下放电时，该织物往往更容易被氧化降解。
为了改进聚酰胺纤维的耐氧化降解性，有人提出了用聚酰胺纤维和聚烯烃纤维的混合物或复合材料形成电池隔板(例如日本专利申请公开Nos.Showa 55(1980)-25921和Showa 55(1980)-66864)。由于聚酰胺纤维的含量的减少，氧化降解可以降低到一定程度。然而，该改进是不充分的，该问题基本上没有被克服。
有人提出了使用用芳族聚酰胺纤维或完全的芳族聚酰胺纤维代替脂族聚酰胺形成的非织造织物用于电池的隔板(例如，日本专利申请公开Nos.Showa 58(1983)-147956和Heisei 5(1993)-289054)。然而，构成该电池隔板的非织造织物具有低劣强度，因为构成隔板的纤维具有高熔点和显示了与热塑性粘结剂纤维的低劣粘合力，虽然该隔板显示了优异的亲水性能，耐碱性和耐氧化降解性。
从以上观点出发，本发明人已经进行了研究，以便开发显示了优异的亲水性，耐碱性，保持碱性电解质的性能，耐氧化降解性和对粘结剂纤维的粘合力的电池隔板。已经发现，当电池隔板使用作为主纤维组分的由含有≥60mol％的芳族二羧酸的二羧酸组分和含有≥60mol％的具有6-12个碳原子的脂族亚烷基二胺比如1，9-壬二胺和2-甲基-1，8-辛二胺的二胺组分合成的聚酰胺形成的纤维来制备时，可以获得显示优异的亲水性、耐碱性、保持碱性电解质的性能、耐氧化降解性和与粘结剂纤维的粘合力的电池隔板。基于以上发现，已经申请了专利(日本专利申请公开Nos.Heisei 9(1997)-259856和2002-151041)。
基于在上述日本专利申请公开Nos.Heisei 9(1997)-259856和2002-151041中公开的发明，本发明人进行了进一步研究，并且认识到，对于使用添加了具有用于增强在高负荷下的放电性能的巨大氧化能力的添加剂比如羟基氧化镍的二氧化锰作为正极混合物的碱性电池，迫切需要的是开发比上述电池显示了更优异的在高温下的耐氧化降解性，即使当该隔板长时间接触高温，例如，即使当隔板在高温下储存时，也不被加入到正极混合物中的羟基氧化镍的氧化所降解，能够长期保持高的正极容量(电池的电容)，因此，能够保持在高负荷下的优异放电性能的碱性电池隔板。
本发明的目的是提供电池隔板，当该隔板用于使用添加了具有用于增强在高负荷下的放电性能的巨大氧化能力的添加剂比如羟基氧化镍的二氧化锰作为正极混合物的碱性电池时，它不被加入到正极混合物中的羟基氧化镍的氧化所降解，即使当该隔板长时间接触高温，例如，即使当隔板在高温下储存时，能够长期保持高正极容量(电池的电容)，因此，能够保持在高负荷下的优异放电性能。
本发明的另一个目的是提供安装了上述碱性电池隔板的碱性电池。
本发明的公开
作为本发明人为了达到上述目的而进行的深入研究的结果，已经发现，当特定纤维素纤维，即使用通过将纤维素溶解到非反应性溶剂中所制备的的纺丝溶液形成的溶剂纺丝纤维素纤维与包括用主要含有对苯二甲酸单元的二羧酸单元和主要含有1，9-壬二胺单元或1，9-壬二胺和2-甲基-1，8-辛二胺单元的二胺单元构成的聚酰胺的纤维，比如上述在日本专利申请公开Nos.Heisei 9(1997)-259856和2002-151041中所述的纤维结合使用，以及碱性电池的隔板通过使用以上纤维作为主组分作为主组分纤维来形成时，与在普通电池隔板中相比，在具有正极混合物的隔板中，所得电池隔板显示了较少的聚酰胺纤维的降解，即使当隔板长期接触高温时，例如即使当隔板在高温下储存时，并且由于该效应，当通过使用该碱性电池隔板来制备碱性电池时，电池的容量的下降进一步被压低，以及在高负荷下的碱性电池的放电性能被进一步改进。
本发明人还发现，当在以上碱性电池隔板中构成隔板的聚酰胺纤维用具有封闭链端的聚酰胺形成时，该聚酰胺纤维显示了进一步改进的耐氧化性，耐水解性，耐水性和耐热性，以及该碱性电池隔板显示了进一步改进的耐氧化性，耐水解性，耐水性和耐热性。
本发明人还发现，当在使用以上特定聚酰胺纤维和纤维素纤维作为主组分纤维的碱性电池隔板中，主组分纤维使用纤维形粘结剂粘附在一起时，可以获得具有优异的强度和分隔性能的隔板。基于以上知识，已经完成了本发明。
本发明提供了：
(1)碱性电池隔板，(i)它包括含有聚酰胺纤维和纤维素纤维作为主组分纤维的非织造纤维结构材料，其中
(ii)该聚酰胺纤维是用由二羧酸单元和二胺单元组成的聚酰胺形成的纤维，二羧酸单元包括≥60mol％和≤100mol％的对苯二甲酸单元和二胺单元包括≥40mol％和≤99mol％的1，9-壬二胺单元；
(iii)该纤维素纤维是使用通过将纤维素溶解到非反应性溶剂中所制备的纺丝溶液形成的溶剂纺丝纤维素纤维；和
(iv)在非织造纤维结构材料中的聚酰胺纤维与纤维素纤维的质量比是20∶80到80∶20。
本发明进一步提供了：
(2)在(1)中所述的碱性电池隔板，其中形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括2-甲基-1，8-辛二胺单元与1，9-壬二胺单元，以及1，9-壬二胺单元与2-甲基-1，8-辛二胺单元的摩尔比是99∶1到40∶60。
本发明进一步提供了：
(3)在(1)和(2)的任一项中所述的碱性电池隔板，其中形成聚酰胺纤维的聚酰胺具有≥10％的封闭链端百分率。
本发明进一步提供了：
(4)在(1)-(3)的任一项中所述碱性电池隔板，其中在聚酰胺纤维中的单纤维的尺寸是0.01-1.0分特。
本发明进一步提供了：
(5)在(1)-(4)的任一项中所述的碱性电池隔板，其中纤维素纤维是通过将纤维素溶解到氧化胺中制备的纺丝溶液在水中的干湿纺丝法获得的溶剂纺丝纤维素纤维。
本发明进一步提供了：
(6)在(1)-(5)的任一项中所述的碱性电池隔板，其中主组分纤维用纤维形粘结剂粘合在一起。
本发明进一步提供了：
(7)在(6)中所述的碱性电池隔板，其中以主组分纤维和纤维形粘结剂的总质量为基准计，纤维形粘结剂的量是3-30质量％。
本发明进一步提供了：
(8)安装了在(1)-(7)的任一项中所述的碱性电池隔板的碱性电池。
实施本发明的最优选的实施方案
在下文中详细描述本发明。
本发明的碱性电池隔板包括含有聚酰胺纤维和纤维素纤维作为主组分纤维的非织造纤维结构材料。
“非织造纤维结构材料”是指不是通过机织或针织以上主组分纤维，而是通过相互粘合和/或缠结以上主组分纤维所形成的纤维结构材料，包括具有平片形状的非织造织物，具有纸的形状的材料，具有圆柱体形状的材料，具有带底的圆柱体的形状的材料和具有其它形状的非织造纤维结构材料。
属于构成碱性电池隔板的主组分纤维之一的聚酰胺纤维用二羧酸单元和二胺单元形成。
必要的是，聚酰胺包括≥60mol％，优选≥75mol％和更优选≥90mol％，但≤100mol％的对苯二甲酸单元，以构成聚酰胺的二羧酸单元的总量为基准计。当在聚酰胺中的对苯二甲酸单元的量低于60mol％时，聚酰胺纤维的性能比如耐氧化性，耐化学品性和耐热性降低，这种量是不优选的。
形成聚酰胺纤维的聚酰胺可以包括与对苯二甲酸单元结合的其它二羧酸单元，只要其它二羧酸单元的量是≤40mol％。其它二羧酸单元的实例包括由脂族二羧酸比如丙二酸，二甲基丙二酸，丁二酸，3，3-二乙基丁二酸，戊二酸，2，2-二甲基戊二酸，己二酸，2-甲基己二酸，三甲基己二酸，庚二酸，壬二酸，癸二酸和辛二酸衍生的结构单元；由脂环族二羧酸比如1，3-环戊烷二羧酸和1，4-环己烷二羧酸衍生的结构单元；和由芳族二羧酸比如间苯二甲酸，2，6-萘二甲酸，1，4-亚苯基二噁烷二乙酸，1，3-亚苯基二噁烷二乙酸，联苯酸，4，4’-氧联二苯甲酸，二苯基甲烷-4，4’-二羧酸，二苯基砜-4，4’-二羧酸和4，4’-联苯基二羧酸衍生的结构单元。聚酰胺可以包括单独或以两种或多种结合的上述二羧酸单元。
当形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括作为二羧酸单元的与对苯二甲酸单元结合的其它二羧酸单元时，从耐氧化性、耐化学品性和耐热性的观点来看，优选的是，该聚酰胺包括除了对苯二甲酸单元以外的芳族二羧酸单元。
如果必要，该聚酰胺可以进一步包括由具有≥3的官能度的多元羧酸比如1，2，4-苯三酸，1，3，5-苯三酸和1，2，4，5-苯四酸衍生的结构单元，只要量是少的和能够进行熔体纺丝。
必要的是，属于构成本发明的碱性电池隔板的主组分之一的聚酰胺纤维包括≥40mol％的1，9-壬二胺单元，以构成聚酰胺的二胺单元的总量为基准计，这样聚酰胺纤维的耐氧化性、耐热性、耐水解性和尺寸稳定性被改进，结果，使用该聚酰胺的碱性电池隔板的这些性能被改进。优选的是，聚酰胺纤维包括≥50mol％和≤99mol％的1，9-壬二胺单元。
尤其，优选的是，形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括与1，9-壬二胺单元结合的作为二胺单元的2-甲基-1，8-辛二胺单元，因为这样的话，聚酰胺纤维的耐氧化性、耐化学品性、耐热性和耐水解性被进一步改进。
当形成聚酰胺纤维的聚酰胺同时包括1，9-壬二胺单元和2-甲基-1，8-辛二胺单元时，优选的是，两种单元的总量是60-100mol％和优选80-100mol％，以构成聚酰胺的二胺单元的总量为基准计。在该情况下，从耐氧化性、耐化学品性、耐热性、耐水解性和熔体纺丝性能的观点来看，优选的是，[1，9-壬二胺单元的摩尔量]与[2-甲基-1，8-辛二胺单元的摩尔量]的比率是99∶1到40∶60，更优选99∶1到50∶50和最优选95∶5到70∶30。
当形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括1，9-壬二胺单元和不包括2-甲基-1，8-辛二胺单元时，从耐氧化性、耐化学品性、耐热性、耐水解性和熔体纺丝性能的观点来看，优选的是，1，9-壬二胺单元的量是60-100mol％，以构成聚酰胺的全部二胺单元的量为基准计。
视需要而定，形成聚酰胺纤维的聚酰胺可以进一步包括除了1，9-壬二胺单元和2-甲基-1，8-辛二胺单元以外的二胺单元，只要不有害地影响本发明的目的。可以包括在聚酰胺中的其它二胺单元的实例包括由脂族二胺比如乙二胺，丙二胺，1，4-丁二胺，1，6-己二胺，1，8-辛二胺，1，10-癸二胺，1，12-十二烷二胺，2-甲基-1，5-戊二胺，3-甲基-1，5-戊二胺，2，2，4-三甲基-1，6-己二胺，2，4，4-三甲基-1，6-己二胺，2-甲基-1，8-辛二胺和5-甲基-1，9-壬二胺衍生的二胺单元。形成聚酰胺纤维的聚酰胺可以包括单独或以两种或多种结合使用的上述二胺单元。
优选的是，形成聚酰胺纤维的聚酰胺具有如在浓硫酸中在30℃下测定的0.6-2.0dl/g，更优选0.6-1.9dl/g和最优选0.8-1.6dl/g的特性粘度[η]，因为所得聚酰胺纤维的熔体纺丝的性能和机械性能是优异的。
从在纤维制造中的熔纺性能以及所得聚酰胺纤维的耐氧化性、耐化学品性、耐热性和耐水解性来看，优选的是，≥10％，更优选≥35％和最优选≥70％的形成聚酰胺纤维的聚酰胺中的链端被封闭。
为了在聚酰胺中获得该百分率的封闭链端，测定存在于聚酰胺中的羧基和氨基链端的数目以及用链端封闭剂封闭的链端，根据在实施例中描述的数学等式(2)，可以由所得数目获得密封链端的百分率。从精确性和容易性来看，优选的是，通过根据1H-NMR获取指定给链端基的的特性信号的积分值，随后通过计算由所得值获取链端基的数目来获得链端基的数目。
聚酰胺的链端封闭剂不是特别限制的，只要该作用剂是与存在于聚酰胺分子的链端的氨基或羧基反应的单官能化合物。从密封链端的反应性和稳定性来看，单羧酸和单胺优选作为链端封闭剂。在这些化合物当中，从处理的容易性来看，单羧酸是优选的。
可以用作链端封闭剂的单羧酸不是特别限制的，只要该作用剂能够与氨基反应。单羧酸的实例包括脂族单羧酸比如乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，己酸，辛酸，月桂酸，十三烷酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，新戊酸和异丁酸；脂环族单羧酸比如环己烷羧酸；和芳族单羧酸比如苯甲酸，甲苯甲酸，α-萘甲酸，甲基萘甲酸和苯基乙酸。以上羧酸可以单独或结合两种或多种来使用。在以上羧酸当中，从反应性，封闭链端的稳定性和价格来看，乙酸，丙酸，己酸，辛酸，月桂酸，十三烷酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸和苯甲酸是优选的。
为了用单羧酸封闭聚酰胺的链端，在聚酰胺的制备中，设定二胺组分的摩尔量稍高于二羧酸组分的摩尔量，使得聚酰胺的两个链端具有氨基，以及将单羧酸加入到这样获得的聚酰胺中，以便封闭链端的氨基。
当聚酰胺的链端用单胺封闭时，单胺不是特别限制的，只要单胺能够与羧基反应。单胺的实例包括脂族单胺比如甲胺，乙胺，丙胺，丁胺，己基胺，辛胺，癸胺，硬脂基胺，二甲胺，二乙胺，二丙胺和二丁胺；以及芳族单胺，比如苯胺，甲苯胺，二苯基胺和萘胺。上述单胺能够单独或结合两种或多种来使用。在以上单胺中，从与羧基的反应性，沸点和封闭链端的稳定性和价格来看，丁胺，己基胺，辛胺，癸胺，硬脂基胺，环己基胺和苯胺是优选的。
为了用单胺封闭聚酰胺的链端，在聚酰胺的制备中，设定二胺组分的摩尔量稍高于二羧酸组分的摩尔量，使得聚酰胺的两个链端具有羧基，以及将单胺加入到这样获得的聚酰胺中，以便封闭链端的羧基。
优选的是，根据在该方法的结束时获得的聚酰胺的特性粘度[η](分子量)封闭链端的百分率，链端封闭剂的反应性和沸点以及反应的条件调节在聚酰胺的制备中使用的链端封闭剂的量。一般，优选的是，链端封闭剂以大约0.5-10mol％的量使用，以二羧酸的摩尔量和二胺的摩尔量的总和为基准计。
从在使用造纸机制备用于碱性电池隔板的非织造纤维结构材料的方法中的处理性能以及所得碱性电池隔板的保持碱性电解质的性能，分隔性能和内电阻来看，优选的是，在构成本发明的碱性电池的隔板的聚酰胺纤维中的单纤维的尺寸是0.01-1.0分特和更优选是0.1-0.8分特。
从在使用造纸机制造用于碱性电池隔板的非织造纤维结构材料的方法中聚酰胺纤维在水中的分散性能和形成织构的性能来看，优选的是，构成本发明的碱性电池的隔板的聚酰胺纤维的长度是大约0.5到5mm和更优选1-4mm。
生产在本发明中使用的聚酰胺和包含聚酰胺的纤维的方法不是特别限制的，可以使用任何方法，只要可以生产出具有上述结构单元组成的聚酰胺和聚酰胺纤维。例如，聚酰胺可以根据溶液聚合方法或界面聚合方法使用酰氯和二胺作为原料来制备，或者根据熔体聚合方法，固相聚合方法或熔体挤出聚合方法使用二羧酸和二胺作为原料来制备。所得聚酰胺按照普通方法进行熔体纺丝和拉伸，切割成规定长度，可以获得用于碱性电池隔板的聚酰胺纤维。
在本发明中使用的聚酰胺和包括该聚酰胺的纤维可以有利地例如按照在下面所述的方法来制备。然而，生产在本发明中使用的聚酰胺的方法和包括该聚酰胺的纤维不限于作为例子描述的该方法。
[聚酰胺和聚酰胺纤维的制备实例]
(1)聚酰胺的制备
在反应的开始，将链端封闭剂和催化剂一起加入到二胺和二羧酸中，形成了尼龙盐。所形成的尼龙盐在≤280℃的温度下聚合，制备了具有0.15-0.25dl/g(在浓硫酸中，在30℃)的特性粘度[η]的预聚物。所得预聚物根据固相聚合方法或使用熔体挤出机的方法聚合，直到特性粘度具有0.6-2.0dl/g的值为止。用于聚酰胺纤维的聚酰胺可以根据以上方法容易地制备。
在以上方法中，当链端封闭剂和催化剂不是在生产预聚物的开始而是在形成尼龙盐之后的阶段中添加时，往往出现了问题，因为在聚合过程中失去了在羧基的摩尔量和氨基的摩尔量之间的适当平衡，并形成了交联结构。因此，优选的是，在开始添加链端封闭剂和催化剂。
通过将预聚物的特性粘度[η]调节在上述0.15-0.25dl/g的范围内，能够防止在羧基的摩尔量和氨基的摩尔量之间的适当平衡的失去，以及在增加分子量的后聚合步骤中聚合速率的降低被抑制。因此，可以获得具有窄分子量分布和表现优异的物理性能和熔体纺丝性能的聚酰胺。
在以上方法中，当用于提高分子量的后聚合步骤根据固相聚合来进行时，优选的是，聚合在减压下或在惰性气体流下进行。当在后聚合步骤中的聚合温度调节在200-250℃的范围内时，可以以优异的生产率生产出具有无色且不含凝胶的聚酰胺，同时聚合速率保持在较大的值下。
当聚合的最终步骤使用熔体挤出机进行时，几乎没有发生聚酰胺的分解，并且可以通过将聚合温度调节在≤370℃来获得聚酰胺，不会降解。
上述用于生产聚酰胺的催化剂的实例包括磷酸，亚磷酸，次磷酸，这些酸的铵盐，这些酸与金属比如钾、钠、镁、钒、钙、锌、钴、锰、锡、钨、锗、钛和锑的盐，以及这些酸的酯，比如乙酯，异丙酯，丁酯，己酯，十一烷基酯，十八烷基酯，癸酯，硬脂酯和苯酯。在这些化合物中，从可获得性和处理性能的观点来看，次磷酸钠是优选的。
在聚酰胺的制备中，如果必要，可以在聚合过程中或在聚合之后添加稳定剂和抗氧化剂。
(2)聚酰胺纤维的制备
聚酰胺纤维通过熔体纺丝以上获得的聚酰胺来制备。优选的是，熔体纺丝使用熔体挤出机和更优选使用螺杆型的熔体挤出机来进行。以上获得的聚酰胺优选在熔点到360℃的温度下熔融，以纤维形状从模头的喷嘴挤出，其中熔体停留时间为30分钟或更短。抑制在纺丝过程中的热分解，当熔体温度和熔体停留时间满足以上条件时，可以获得具有优异质量的聚酰胺纤维。
在上文中纺丝的聚酰胺纤维(丝条)通过卷绕辊或类似物拉伸。视需要而定，可以直接在喷嘴下方设置用于加热或保持温度的区，或者可以设置使用鼓风室或类似物的冷却区。可以将油施加于通过纺丝形成的丝条。优选的是，熔体纺丝以使得拉伸纤维具有20×10-3或更小的双折射的方式进行。通过将双折射调至20×10-3或更小，聚酰胺纤维可以在拉伸步骤中充分地拉伸，从而可以获得具有高强度的聚酰胺纤维。
拉伸以上获得的聚酰胺纤维。拉伸可以通过使用普通拉伸装置比如加热油浴，鼓入热蒸汽的装置，滚筒加热器，接触型的板式加热器和非接触型的板式加热器来进行。优选的是，拉伸的温度是≤270℃和更优选在120到250℃的范围内，以及拉伸比是≥2和更优选≥3。当拉伸的温度高于270℃时，发生了聚酰胺的降解和晶体的结构重组，以及纤维的强度往往降低。如果需要，在拉伸之后，可以在120-270℃的温度下进行在固定长度下的热处理，在张力状态下的热处理或在松弛状态下的热处理。
作为另一种方法，可以在单一步骤中通过在纺丝之后的直接拉伸来制备目标聚酰胺纤维，不使用以上方法。
通过在上述用于获取聚酰胺纤维的系列步骤中调节在熔体纺丝中的喷嘴的孔直径，聚酰胺纺丝量和拉伸比，可以获得具有0.01-1.0旦的单纤维尺寸的聚酰胺纤维，后者可以有利地用于碱性电池的隔板。
将如上所述获得的聚酰胺纤维切割成0.5-5mm的长度，从而可以生产出用于形成本发明的碱性电池隔板的聚酰胺的短纤维。
在本发明中，必要的是，通过使用将纤维素溶解到非反应性溶剂中制备的纺丝溶液生产的所谓“溶剂纺丝纤维素纤维”用作构成碱性电池隔板的其它主组分纤维。
“溶剂纺丝纤维素纤维”不同于所谓的再生纤维素纤维，后者通过将(改性)纤维素化学转化为纤维素衍生物，随后由该纤维素衍生物，比如普通粘胶人造丝和普通铜氨人造丝再生纤维素来制备。该纤维是通过将纤维素简单溶解到溶剂中，不用化学转化(改性)，随后凝固所得溶液，获得纤维形状的纤维素来获得的纤维。从该观点来看，在本发明中使用的溶剂纺丝纤维素纤维大大不同于用碱改性(碱化处理)的纤维和浆粕，后者通过用浓碱处理来获得，比如碱化纤维素纤维和碱化浆粕。
在本发明中使用的溶剂纺丝纤维素纤维的物理性能大大不同于通过经由粘胶由纤维素(II)(水合纤维素)的再生获得的普通再生纤维素纤维，比如粘胶人造丝，高强度粘胶人造丝，高强力人造丝和铜氨人造丝的那些，以及在纤维内部的原纤维被充分发展到纤维的最内部分。
在本发明中使用的溶剂纺丝纤维素纤维不是特别限制的，只要该纤维是根据溶剂纺丝方法制备的纤维素纤维，其中纺丝溶液通过将纤维素溶解到“非反应性溶剂”，即溶解纤维素，但不引起与纤维素反应(没有引起纤维素的化学改性)的溶剂中来制备以及纤维素纤维通过使用所制备的纺丝溶液来获得。
作为用于获得溶剂纺丝纤维素纤维的纤维素材料，可以使用单独的纤维素I(没有任何改性的天然纤维素)，单独的纤维素II(水合纤维素)以及纤维素I和纤维素II的混合物。从资源再生的观点来看，通过使用单独的纤维素I作为纤维素材料将纤维素材料的溶液凝固成纤维形状所获得的纤维素纤维是优选的。
作为用于制备溶剂纺丝纤维素纤维的非反应性溶剂，可以使用任何溶剂，只要该溶剂能够溶解纤维素，不与纤维素反应。非反应性溶剂的实例包括无机溶剂比如氯化锌的水溶液，有机溶剂，比如作为典型实例的氧化N-甲基吗啉以及有机溶剂和水的混合溶剂。在这些溶剂中，从成本和环境的观点来看，氧化胺比如氧化N-甲基吗啉优选作为非反应性溶剂。
优选在本发明中使用的溶剂纺丝纤维素纤维的实例包括以使得纺丝溶液通过将纤维素溶解在氧化胺中来制备的方式的溶剂纺丝纤维素纤维，所制备的纺丝溶液在水中进行干湿纺丝，以及所得纤维进一步拉伸。上述溶剂纺丝纤维素纤维的典型实例包括由英格兰的ACORDISCompany生产的“TENCEL”(注册商品名)和由奥地利的RENZING Company生产的“SOLUTION”(注册商品名)。
干湿纺丝是其中纺丝溶液由模头挤出到气体(一般是空气)中，再将挤出的流体立即引入到凝固流体用于凝固的方法。一般，该模头布置在气体中凝固流体表面以上5-200mm的位置。在将由模头挤出的纺丝溶液通入气体中之后，将纺丝溶液引入到包括水或类似物的凝固浴中，再凝固。
在本发明中，即使当隔板长期接触高温，例如，即使在隔板在高温下储存的时候氧化也被显著抑制，以及当使用上述特定聚酰胺纤维与溶剂纺丝纤维素作为主组分纤维的结合物形成碱性电池的隔板时，能够长期保持大的正极容量(电池的电容)的原因没有完全被阐明，但可以如下考虑。
溶剂纺丝纤维素纤维具有在湿条件下的高杨氏模量，以及在水中的消光是小的。结晶和取向度是大的，以及耐碱性是优异的。因此，当通过使用打浆机或精磨机在水中湿打浆来处理溶剂纺丝纤维素纤维时，形成了具有原纤维的薄而长的材料，以及所形成的具有原纤维的材料具有高结晶和取向度。当碱性电池的隔板通过使用溶剂纺丝纤维素纤维(尤其，在打浆处理之后获得的产物)与上述聚酰胺纤维的结合物来制备时，形成了孔。因此，据认为，可以获得显示了改进的分隔性能，优异的耐碱性和压低的氧化降解性并长期保持大的正极容量(电池的电容)的碱性电池隔板。
在本发明中，从防止内短路的观点来看，具有100-700ml的加拿大标准游离度(CSF)的纤维素纤维。
从在碱性电池隔板的制备中的加工性能和吸收碱性电解质的性能，分隔性能和碱性电池隔板用造纸机加工的性能来看，优选的是，纤维素纤维的直径是5-20μm和更优选6-15μm和纤维素纤维的长度是0.5-5μm和更优选1.5-4μm。
在本发明的碱性电池隔板(非织造纤维结构材料)中，必要的是，在以上描述的聚酰胺纤维与纤维素纤维的质量比是20∶80到80∶20，优选20∶80到70∶30和更优选25∶75到50∶50。以聚酰胺纤维和纤维素纤维的总量为基准计，当聚酰胺纤维的量少于20质量％时，即当纤维素纤维的量超过80质量％时，碱性电池隔板的耐氧化性降低，以及在接触高温时电池的容量的降低和放电性能的降低难以被抑制。当聚酰胺纤维的量超过80质量％时，即当纤维素纤维的量低于20质量％时，碱性电池隔板吸收碱性电解质的能力降低和孔尺寸增加。因此，获取大量的电流变得困难和防止内短路的性能降低。
在本发明的碱性电池隔板中，从制备碱性电池隔板的容易性以及所得碱性电池隔板的强度和形状保持性能来看，优选的是，用粘结剂将包括聚酰胺纤维和纤维素纤维的主组分纤维粘合在一起。
作为粘结剂，可以使用任何纤维形粘结剂，粉末形粘结剂和液体粘结剂。纤维形粘结剂是优选的，因为主组分纤维极好地彼此粘附和碱性电池隔板中的孔可以做得更小。
可以使用任何纤维形粘结剂，只要在构成碱性电池的非织造纤维结构材料的制备过程中在加热温度下全部或一部分的粘结剂熔融、软化或溶解，以及可以获得在主组分纤维之间的粘合力和在主组分纤维和纤维形粘结剂之间的粘合力。纤维形粘结剂的实例包括聚乙烯醇型纤维，乙烯-乙烯醇型共聚物纤维，聚乙烯纤维，聚酰胺纤维和氯乙烯-乙酸乙烯酯型共聚物纤维。纤维形粘结剂可以单独或以两种或多种的结合物使用。在以上纤维形粘结剂中，由于与碱性电解质的高亲合力，聚乙烯醇型纤维和乙烯-乙烯醇型共聚物纤维是优选的。
作为优选作为纤维形粘结剂的聚乙烯醇型粘结剂，具有50-90℃和更优选60-80℃的在水中的溶解温度的聚乙烯醇型粘结剂是优选的。作为乙烯-乙烯醇共聚物型粘结剂，具有50-130℃的熔点和更优选60-110℃的乙烯-乙烯醇共聚物型粘结剂是优选的。
优选的是，纤维形粘结剂的尺寸是0.01-1.5分特和更优选0.04-1.2分特。当纤维形粘结剂的尺寸超过1.5分特时，纤维的表面积降低和粘合效率降低。而且，碱性电池隔板中的细孔被屏蔽，电池的内电阻增高。
优选的是，从粘合效率和所得碱性电池隔板的物理性能和内电阻来看，以包括聚酰胺纤维和纤维素纤维的主组分纤维的质量以及纤维形粘结剂的质量的总和为基准计，纤维形粘结剂的量是3-30质量％和更优选5-20质量％。
如果需要，本发明的碱性电池隔板可以进一步包括其它纤维，比如在水中的溶解温度高于纤维形粘结剂的合成纤维，它们的实例包括与以上聚酰胺纤维，纤维素纤维和纤维形粘结剂结合的聚乙烯醇型纤维，聚丙烯腈纤维，聚烯烃纤维，聚偏二氯乙烯纤维和聚氨酯纤维，人造丝类比如粘胶人造丝和化学纤维比如人造丝，铜氨纤维和醋酸纤维，只要本发明的目的不被有害地影响。
当本发明的碱性电池隔板用表面活性剂处理时，在电池的组装过程中碱性电解质的吸收速率能够增高。
用于制备本发明的碱性电池的隔板的方法、装置和条件不是特别限制的。可以使用能够由上述主纤维组分(和优选使用上述纤维形粘结剂与主纤维组分的结合物)制备非织造纤维结构材料的任何普通方法。尤其，使用造纸机的湿法是优选的。例如，具有所需形状、尺寸、厚度和单位重量的碱性电池隔板或用于碱性电池隔板的非织造纤维结构材料(片材)可以如下获得：由上述聚酰胺纤维、纤维素纤维和纤维形粘结剂制备水性淤浆，使用圆网造纸机或允许液体通过的模具由该水性淤浆制备片材；从所得片材中除去液体；和干燥所得片材。优选的是，由该水性淤浆制备的片材在100-140℃的温度下干燥。
本发明的碱性电池隔板的形状不是特别限制的，根据在应用中的形状，可以使用各种形状。例如，可以使用平板纸和非织造织物的形状，圆柱体形状，具有底的圆柱体形状和其它规定形状的任何一种。
本发明的碱性电池隔板的单位重量可以根据连接该隔板的电池的类型来调节。一般，从轻重量，保持碱性电解质的性能，分隔性能和内电阻的观点出发，优选的是，单位重量是20-60g/m2和更优选23-45g/m2。
本发明的碱性电池的隔板显示了优异的吸收电解质(保持电解质的性能)的性能，因为使用上述具有优异的抗氧化性的特定聚酰胺纤维作为与纤维素纤维结合的主纤维组分之一。而且，即使在隔板用于使用含有具有高氧化能力的化合物比如羟基氧化镍的正极混合物的碱性电池的情况下，该隔板也不会被在高温储存中的氧化所降解，以及即使当该隔板长期接触高温时，例如即使当该隔板在高温下储存时，也能够抑制电池容量的降低。
因此，利用上述性能，本发明的碱性电池的隔板尤其能够有效地用于使用添加了显示高氧化能力的化合物比如羟基氧化镍的二氧化锰作为正极混合物的碱性锰电池。该隔板还能够有效地用于除了碱性锰电池以外的电池，比如氧化银电池和双电层电容器电池。
实施例
以下参考实施例来更详细地描述本发明。然而，本发明不限于这些
实施例。
在下文中所述的在制备实施例1-9中获得的聚酰胺的封闭链端的特性粘度[η]和百分率按照下列方法来测定。
《聚酰胺的特性粘度[η]》
将聚酰胺溶解到浓硫酸中，制备具有0.05，0.1，0.2和0.4dl/g的浓度的样品溶液。比浓对数粘度ηinh在30℃下根据下列数学等式(1)来获得，以及通过将所得值外推到浓度0所获得的值用作[η]。
ηinh＝[ln(t1/t0)]/C    (1)
[在以上等式中，t0表示溶剂的流动时间(秒)，t1表示样品溶液的流动时间(秒)和C表示样品溶液的浓度。]
《封闭链端的百分率》
测定在链端的羧基和氨基的数目以及用链端封闭剂封闭的链端的数目，以及根据以下数学等式(2)可以获得封闭链端的百分率。从精确性和方便的观点来看，优选的是，各链端基团的数目根据1H-NMR由指定给各链端基团的特性信号来获得。
封闭链端的百分率(％)＝[(X-Y)/X]×100    (2)
[在以上等式中，X表示在分子链中的全部端基的数目，它一般等于聚酰胺分子数目的两倍，以及Y表示在链端保持没有被封闭的羧基的数目和在链端保持没有被封闭的氨基的数目的总和。]
为了评价碱性电池的隔板的性能，使用在以下实施例和对比实施例中获得的碱性电池隔板按照在以下电池制备实施例1中所述的工序来制备型号AA的碱性干电池。所得碱性干电池的放电性能根据在下文中所述的方法来评价，以及根据所得结果来评价碱性电池隔板的性能。
《电池制备实施例1》[碱性干电池的制备]
(1)用混合器混合50质量份的量的羟基氧化镍(粒径：5-15μm)，50质量份的二氧化锰(粒径20-50μm)，5质量份的石墨粉末(粒径：10-25μm)，聚乙烯粉末(粒径：5-15μm)和1质量份的具有40质量％的浓度的氢氧化钾水溶液(电解质)。在将所得混合物的粒径调至规定值后，将所得颗粒混合物模制成短圆柱体形状，制备了正极混合物。
(2)在压力下，向还用作正端子的正极罐投入在上述(1)中制备的具有短圆柱体形状的正极混合物。然后，由在各实施例或对比实施例中用造纸机制备的片材形成的具有带底圆柱体形状的隔板插入到具有短圆柱体形状的正极混合物的内部。具有带底圆柱体形状的隔板的内部填充凝胶形式的负极混合物，它通过将1质量份的丙烯酸钠，33质量份的具有40％的浓度的氢氧化钾水溶液和66质量份锌粉来制备。在具有带底圆柱体形状的隔板的中心部分设置负极集电极。正极的开口端能够用由树脂制备的密封对(连接于上述负极集电极的头部的负极末端(底板)焊接于其上)和由金属制备的垫圈密封。这样，制备了型号AA的碱性干电池。
《碱性干电池的放电性能的评价》
为了评价碱性干电池的放电性能，在制备之后，在制备后在25℃下保持1周之后和在制备后在80℃下保持3天之后立即使用按照在电池制备实施例1中所述工序制备的型号AA的碱性干电池。干电池各自通过在20℃的环境温度下在1,500mA的电流下的连续放电来处理，并且测定直到电压达到0.9V所经过的时间。放电性能作为基于通过使用对比实施例1的隔板制备并在制备之后立即评价的碱性干电池的放电时间(它设定在100)的相对值来评价。
《制备实施例1》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a1)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜中投入2,825g(17.2mol)的对苯二甲酸，1,521g(9.2mmol)的间苯二甲酸，2,391g(15.1mol)的1，9壬二胺，1,956g(12.4mol)的2-甲基-1，8-辛二胺，268.5g(2.20mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)然后，将高压釜的内容物在100℃下搅拌30分钟，以及经2小时将高压釜内部的温度升高到210℃(在该温度下的高压釜内部的压力是22kg/cm2)。在使反应在该条件下进行1小时之后，将温度升高到230℃。让反应继续进行2小时，同时通过缓慢释放所产生的蒸汽将压力保持在22kg/cm2和将温度保持在230℃。
(3)经30分钟将压力降低到10kg/cm2。让反应在该压力下继续进行1小时，制备了预聚物。所得预聚物在减压和100℃下干燥12小时，以及将干燥的预聚物粉碎为具有≤2mm的尺寸的颗粒。
(4)在上述(3)中获得的粉碎预聚物在230℃和132.9Pa(0.1mmHg)的减压下进行固相聚合10小时，制备了聚酰胺。根据上述方法测定所制备的聚酰胺的特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是0.65和88％。
(5)将在上述(4)中获得的聚酰胺供给螺杆挤出型的熔体纺丝装置。在300℃的挤出纺丝温度下，通过喷丝板(具有100个孔，各自具有直径0.1mm的圆喷嘴)纺丝纤维，并缠绕。由纤维获得的丝条拉伸至初始长度3.2倍的长度，并使之通过拉伸浴(第一浴；温度：85℃)和加热浴(第二浴；温度：95℃)来加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.1分特的尺寸。
(6)将在上述(5)中获得的丝束切割成具有2mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a1)。
《制备实施例2》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a2)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜内投入2,989g(18.0mol)的对苯二甲酸，1,609g(9.7mmol)的间苯二甲酸，2,402g(15.2mol)的1，9壬二胺，1,975g(12.5mol)的2-甲基-1，8-辛二胺，67.6g(0.55mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)然后，将高压釜的内容物在100℃下搅拌30分钟，以及经2小时将高压釜内部的温度升高到210℃(在该温度下的高压釜内部的压力是22kg/cm2)。在使反应在该条件下进行1小时之后，将温度升高到230℃。让反应继续进行2小时，同时通过缓慢释放所产生的蒸汽将压力保持在22kg/cm2和将温度保持在230℃。
(3)经30分钟将压力降低到10kg/cm2。让反应在该压力下继续进行1小时，制备了预聚物。所得预聚物在减压和100℃下干燥12小时，以及将干燥的预聚物粉碎为具有≤2mm的尺寸的颗粒。
(4)在上述(3)中获得的粉碎预聚物在230℃和132.9Pa(0.1mmHg)的减压下进行固相聚合10小时，制备了聚酰胺。根据上述方法测定所制备的聚酰胺的特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是1.40和65％。
(5)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(4)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.8分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(6)将在上述(5)中获得的丝束切割成具有3mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a2)。
《制备实施例3》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a3)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜内投入4,497g(27.1mol)的对苯二甲酸，3,495g(22.1mol)的1，9壬二胺，874g(5.5mol)的2-甲基-1，8-辛二胺，134.8g(1.11mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)然后，将高压釜的内容物在100℃下搅拌30分钟，以及经2小时将高压釜内部的温度升高到210℃(在该温度下的高压釜内部的压力是22kg/cm2)。在使反应在该条件下进行1小时之后，将温度升高到230℃。让反应继续进行2小时，同时通过缓慢释放所产生的蒸汽将压力保持在22kg/cm2和将温度保持在230℃。
(3)经30分钟将压力降低到10kg/cm2。让反应在该压力下继续进行1小时，制备了预聚物。所得预聚物在减压和100℃下干燥12小时，以及将干燥的预聚物粉碎为具有≤2mm的尺寸的颗粒。
(4)在上述(3)中获得的粉碎预聚物在230℃和132.9Pa(0.1mmHg)的减压下进行固相聚合10小时，制备了聚酰胺。根据上述方法测定所制备的聚酰胺的特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是1.00和74％。
(5)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(4)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.3分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(6)将在上述(5)中获得的丝束切割成具有2mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a3)。
《制备实施例4》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a4)的制备]
(1)按照与在制备实施例3中进行的那些相同的工序，制备具有1.00的特性粘度[η]和76％的封闭链端百分率的聚酰胺。
(2)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(1)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有1.0分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(3)将在上述(2)中获得的丝束切割成具有5mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a4)。
《制备实施例5》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a5)的制备]
(1)按照与在制备实施例3中进行的那些相同的工序，制备具有1.00的特性粘度[η]和75％的封闭链端百分率的聚酰胺。
(2)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(1)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.5分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(3)将在上述(2)中获得的丝束切割成具有2mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a5)。
《制备实施例6》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a6)的制备]
(1)按照与在制备实施例3中进行的那些相同的工序，制备具有1.00的特性粘度[η]和74％的封闭链端百分率的聚酰胺。
(2)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(1)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.8分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(3)将在上述(2)中获得的丝束切割成具有3mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a6)。
《制备实施例7》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a7)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜内投入1,798g(10.8mol)的对苯二甲酸，2,698g(16.3mmol)的间苯二甲酸，3,495g(22.1mol)的1，9壬二胺，874g(5.5mol)的2-甲基-1，8-辛二胺，134.8g(1.11mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)按照与在制备实施例1(2)-(4)中进行的那些相同的工序制备聚酰胺。根据上述方法测定特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是1.00和77％。
(3)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(2)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.8分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(4)将在上述(3)中获得的丝束切割成具有3mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a7)。
《制备实施例8》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a8)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜内投入4,497g(27.1mol)的对苯二甲酸，874g(5.5mol)的1，9壬二胺，3,495g(22.1mol)的2-甲基-1，8-辛二胺，134.8g(1.11mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)按照与在制备实施例1(2)-(4)中进行的那些相同的工序制备聚酰胺。根据上述方法测定特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是1.00和75％。
(3)按照与在制备实施例1(5)中进行的那些相同的工序，将在上述(2)中获得的聚酰胺进行熔体纺丝，拉伸和加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.8分特的尺寸。在聚酰胺纤维的制备中，调节纺丝速度和缠绕速度，使得可以获得其中单纤维具有规定尺寸的聚酰胺纤维。
(4)将在上述(3)中获得的丝束切割成具有3mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a8)。
《制备实施例9》[聚酰胺和聚酰胺纤维(a9)的制备]
(1)在具有20dm3的内部体积的高压釜内投入4,876g(33.4mol)的己二酸，3,954g(34.1mol)的六亚甲基二胺，166.4g(1.36mol)的苯甲酸(链端封闭剂)，9.0g(0.1质量％，基于形成聚酰胺的原料的量)的次磷酸钠水合物和2.2dm3的蒸馏水，再用氮气吹扫高压釜。
(2)按照与在制备实施例1(2)-(4)中进行的那些相同的工序制备聚酰胺。根据上述方法测定特性粘度[η]和封闭链端的百分率，结果分别是1.00和80％。
(3)将在上述(2)中获得的聚酰胺供给螺杆挤出型的熔体纺丝装置。在300℃的挤出纺丝温度下，通过喷丝板(具有100个孔，各自具有直径0.1mm的圆喷嘴)纺丝纤维，并缠绕。由纤维获得的丝条拉伸至初始长度3.2倍的长度，并使之通过拉伸浴(第一浴；温度：85℃)和加热浴(第二浴；温度：95℃)来加热，获得了由聚酰胺纤维组成的丝束，其中单纤维具有0.8分特的尺寸。
(4)将在上述(3)中获得的丝束切割成具有3mm长度的纤维，制备了具有短纤维形状的聚酰胺纤维(a9)。
在以下表1和2中一起示出了制备实施例1-9的条件和结果。
表1
 制备实施例   1   2   3   4   5
 [聚酰胺的原料]
 酸组分(mol％)
 对苯二甲酸   65   65   100   100   100
 间苯二甲酸   35   35   -   -   -
 己二酸   -   -   -   -   -
 二胺组分(mol％)
 1，9-壬二胺   55   55   80   80   80
 2-甲基-1，8-辛二胺   45   45   20   20   20
 六亚甲基二胺   -   -   -   -   -
 酸组分与二胺组分的摩尔比   96∶100   99∶100   98∶100   98∶100   98∶100
 链端封闭剂(苯甲酸)(mol％)1)   8.0   2.0   4.0   4.0   4.0
 [聚酰胺的物理性能]
 特性粘度[η]   0.65   1.40   1.00   1.00   1.00
 封闭链端的百分率(％)   88   65   74   76   75
 [聚酰胺纤维]
 类型   a1   a2   a3   a4   a5
 单纤维的尺寸(分特)   0.1   0.8   0.3   1.0   0.5
 纤维长度(mm)   2   3   2   5   2
1)：mol％以二羧酸单元的摩尔量和二胺单元的摩尔量的总和为基准计。
表2
  制备实施例   6   7   8   9
  [聚酰胺的原料]
  酸组分(mol％)
  对苯二甲酸   100   40   100   -
  间苯二甲酸   -   60   -   -
  己二酸   -   -   -   100
  二胺组分(mol％)
  1，9-壬二胺   80   80   20   -
  2-甲基-1，8-辛二胺   20   20   80   -
  六亚甲基二胺   -   -   -   100
  酸组分与二胺组分的摩尔比   98∶100   98∶100   98∶100   98∶100
  链端封闭剂(苯甲酸)(mol％)1)   4.0   4.0   4.0   4.0
  [聚酰胺的物理性能]
  特性粘度[η]   1.00   1.00   1.00   1.00
  封闭链端的百分率(％)   74   77   75   80
  [聚酰胺纤维]
  类型   a6   a7   a8   a9
  单纤维的尺寸(分特)   0.8   0.8   0.8   0.8
  纤维长度(mm)   3   3   3   3
1)：mol％以二羧酸单元的摩尔量和二胺单元的摩尔量的总和为基准计。
在以下描述了在实施例和对比实施例中使用的纤维素纤维和纤维形粘结剂，并且如在以下所示那样缩写：
纤维素纤维
(1)纤维素纤维b1：
由ACORDIS Company生产的“TENCEL”(注册商品名)；(CSF＝400ml)
(2)纤维素纤维b2：
由ACORDIS Company生产的“TENCEL”(注册商品名)；(CSF＝300ml)
(3)纤维素纤维b3：
碱化木浆；(CSF＝400ml)
(4)纤维素纤维b4：
棉绒(由TAIHEI SEISHI Co.，Ltd.生产；CSF＝400ml)
纤维形粘结剂
(1)纤维形粘结剂c1：
聚乙烯醇纤维(VINYLON)(由KURARAY Co.，Ltd.生产；“VPB 105-1×3”)(单纤维的尺寸＝1.0分特；纤维的长度：3mm；在水中的溶解温度：70℃)
(2)纤维形粘结剂c2：
聚乙烯醇纤维(VINYLON)(由KURARAY Co.，Ltd.生产)(单纤维的尺寸＝0.08分特；纤维的长度：2mm；在水中的溶解温度：70℃)
(3)纤维形粘结剂c3：
乙烯-乙烯醇共聚物纤维(由KURARAY Co.，Ltd.生产)(单纤维的尺寸＝0.05分特；纤维的长度：2mm；软化点：95℃)
《实施例1》
(1)向18℃的温度下的99,000质量份的水添加20质量份的在制备实施例1中获得的聚酰胺纤维a1，70质量份的纤维素纤维b1和10质量份的纤维形粘结剂c1，在搅拌下均匀混合，制备了具有0.1质量％的固体物质含量的淤浆形式的造纸用材料。通过Tappi型造纸机制备片材，用筒式干燥机在110℃下干燥，制备了具有31g/m2的单位重量的电池用隔板纸。
(2)使用在上述(1)中获得的电池用隔板纸，制备尺寸相当于型号AA的碱性干电池的尺寸的杯形隔板(具有底的圆柱形)。使用所制备的隔板制备型号AA的碱性干电池，以及评价所制备的碱性干电池的放电性能。结果在以下表3中示出。
《实施例2-5》
(1)分别使用在制备实施例2-5中获得的聚酰胺a2-a5(各自以在表3中所示的相对量)代替聚酰胺纤维a1，在表3中所示的纤维素纤维和纤维形粘结剂(相对量也在表3中示出)来制备具有0.1质量％的固体物质浓度的淤浆形式的造纸用材料，以及按照与在实施例1(1)中进行的那些相同的工序，制备在表3中所示的用于电池的隔板纸。
(2)使用在上述(1)中获得的电池用隔板纸，制备尺寸相当于型号AA的碱性干电池的尺寸的杯形隔板。使用所制备的隔板制备型号AA的碱性干电池，以及评价所制备的碱性干电池的放电性能。结果在以下表3中示出。
《对比实施例1》
(1)使用在制备实施例6中获得的聚酰胺a6(以在表3中所示的相对量)代替聚酰胺纤维a1以及在表4中所示的纤维素纤维和纤维形粘结剂(相对量也在表4中示出)来制备具有0.1质量％的固体物质浓度的淤浆形式的造纸用材料，以及按照与在实施例1(1)中进行的那些相同的工序，制备在表3中所示的用于电池的隔板纸。
(2)使用在上述(1)中获得的电池用隔板纸，制备尺寸相当于型号AA的碱性干电池的尺寸的杯形隔板。使用所制备的隔板制备型号AA的碱性干电池，以及评价所制备的碱性干电池的放电性能。结果在以下表4中示出。
《对比实施例2》
(1)向18℃的温度下的99,000质量份的水添加25质量份的聚乙烯醇纤维(VINYLON)(由KURARAY Co.生产；“VPB 083×3”；单纤维的尺寸＝0.8分特；纤维长度：3mm；在水中的溶解温度：≥100℃)和60质量份的作为主纤维组分的纤维素纤维b4以及15质量份的纤维形粘结剂c1，在搅拌下均匀混合，制备了具有0.1质量％的固体物质含量的淤浆形式的造纸用材料。通过Tappi型造纸机制备片材，用筒式干燥机在110℃下干燥，制备了具有31g/m2的单位重量的电池用隔板纸。
(2)使用在上述(1)中获得的电池用隔板纸，制备尺寸相当于型号AA的碱性干电池的尺寸的杯形隔板。使用所制备的隔板制备型号AA的碱性干电池，以及评价所制备的碱性干电池的放电性能。结果在以下表4中示出。
《对比实施例3-5》
(1)使用在制备实施例7-9中获得的聚酰胺a7-a9(各自以在表4中所示的相对量)代替聚酰胺纤维a1以及在表4中所示的纤维素纤维和纤维形粘结剂(相对量也在表4中示出)来制备具有0.1质量％的固体物质浓度的淤浆形式的造纸用材料，以及按照与在实施例1(1)中进行的那些相同的工序，制备在表4中所示的用于电池的隔板纸。
(2)使用在上述(1)中获得的电池用隔板纸，制备尺寸相当于型号AA的碱性干电池的尺寸的杯形隔板。使用所制备的隔板制备型号AA的碱性干电池，以及评价所制备的碱性干电池的放电性能。结果在以下表4中示出。
表3
  实施例   1   2   3   4   5
  [隔板的组成]
  主组分纤维
  聚酰胺纤维
  类型   a1   a2   a3   a4   a5
  量(质量％)   20   30   40   65   50
  纤维素纤维
  类型   b1   b1   b1   b2   b1
  量(质量％)   70   60   50   28   35
  聚乙烯醇纤维
  类型   -   -   -   -   -
  量(质量％)   -   -   -   -   -
  纤维形粘结剂
  类型   c1   c1   c1   c2   c3
  量(质量％)   10   10   10   7   15
  [碱性电池的放电性能]
  在制备之后立即   98   98   99   103   100
  在25℃下保持1周后   97   97   97   101   98
  在80℃下保持3天后   92   92   93   95   94
表4
  对比实施例   1   2   3   4   5
  [隔板的组成]
  主组分纤维
  聚酰胺纤维
  类型   a6   -   a9   a7   a8
  量(质量％)   30   -   30   30   30
  纤维素纤维
  类型   b3   b4   b3   b3   b3
  量(质量％)   60   60   60   60   60
  聚乙烯醇纤维
  类型   -   vinylon1)   -   -   -
  量(质量％)   -   25   -   -   -
  纤维形粘结剂
  类型   c1   C1   c1   c1   c1
  量(质量％)   10   15   10   10   10
  [碱性电池的放电性能]
  在制备之后立即   99   100   98   97   99
  在25℃下保持1周后   97   98   99   96   96
  在80℃下保持3天后   72   56   64   69   68
1)：聚乙烯醇纤维(由KURARAY Co.生产；“VINYLON”)(单纤维的尺寸＝0.8分特；纤维长度：3mm；在水中的溶解温度：70℃)
如在表3和4中所示，实施例1-5的碱性电池显示了在80℃的高温下保持之后的显著改进的放电性能，因为在碱性电池中使用的隔板用作为主组分纤维的聚酰胺纤维和溶剂纺丝纤维素纤维(TENCEL)形成，其中聚酰胺纤维用由二羧酸单元的≥60mol％的量的对苯二甲酸单元和二胺单元的≥40mol％的量的1，9-壬二胺单元组成的聚酰胺形成，尤其，聚酰胺由二羧酸单元的≥60mol％的量的对苯二甲酸单元和二胺单元的≥40mol％的量的1，9-壬二胺单元和与1，9-壬二胺单元结合使用的2-甲基-1，8-辛二胺单元组成，以及这些主组分纤维以20∶80到80∶20(质量比)的相对量使用。以上结果显示，在实施例1-5中制备的本发明的碱性电池的隔板显示了在高温储存中的显著优异的分隔性能。
相反，在对比实施例1中的碱性电池显示了低于实施例1-5的碱性电池的在80℃的高温保持之后的放电性能，因为纤维素纤维不是溶剂纺丝纤维素纤维，而是碱化木浆，虽然碱性电池的隔板用聚酰胺纤维和纤维素纤维形成，其中聚酰胺纤维用由二羧酸单元的≥60mol％的量的对苯二甲酸单元，二胺单元的≥40mol％的量的1，9-壬二胺单元和与1，9-壬二胺单元结合使用的2-甲基-1，8-辛二胺单元组成的聚酰胺形成。
对比实施例2的碱性电池显示了显著低于实施例1-5的碱性电池的在80℃的高温保持之后的放电性能，因为隔板用聚乙烯醇纤维和纤维素纤维作为主组分纤维来形成。
对比实施例3的碱性电池显示了显著低于实施例1-5的碱性电池的在80℃的高温保持之后的放电性能，因为形成碱性电池的隔板中的聚酰胺纤维的聚酰胺由己二酸单元，即脂族二羧酸单元和六亚甲基二胺单元组成，以及纤维素纤维是不属于溶剂纺丝纤维素纤维的纤维素纤维。
对比实施例4的碱性电池显示了低于实施例1-5的碱性电池的在80℃的高温保持之后的放电性能，因为在形成碱性电池的隔板中的聚酰胺纤维的聚酰胺中，对苯二甲酸单元的相对量是40mol％，低于60mol％，以及纤维素纤维是不属于溶剂纺丝纤维素纤维的纤维素纤维。
对比实施例5的碱性电池显示了低于实施例1-5的碱性电池的在80℃的高温保持之后的放电性能，因为在形成碱性电池的隔板中的聚酰胺纤维的聚酰胺中，1，9-壬二胺单元的相对量是20mol％，低于40mol％，以及纤维素纤维是不属于溶剂纺丝纤维素纤维的纤维素纤维。
工业应用性
因为本发明的碱性电池的隔板通过使用上述特定聚酰胺纤维和特定纤维素纤维(溶剂纺丝纤维素纤维)作为主组分纤维来形成，所以本发明的碱性电池的隔板不仅显示了优异的吸收碱性电解质的性能(优异的保持液体的性能)，而且即使当该隔板用于使用添加了具有用于增强在高负荷下的放电性能的巨大氧化能力的添加剂比如羟基氧化镍的二氧化锰作为正极混合物的碱性电池，也显示了压低的氧化降解，并且即使当该隔板长时间接触高温，例如，即使当隔板在高温下储存时，也优异地保持了作为隔板的功能。因此，使用本发明的碱性电池隔板的碱性电池能够长期保持高的正极容量(电池的电容)，能够用于各种类型的要求在高负荷下的优异放电性能的便携式信息仪器比如数字摄像机。

Claims (8)

1、碱性电池隔板，(i)它包括含有聚酰胺纤维和纤维素纤维作为主组分纤维的非织造纤维结构材料，其中
(ii)该聚酰胺纤维是用由二羧酸单元和二胺单元组成的聚酰胺形成的纤维，二羧酸单元包括≥60mol％和≤100mol％的对苯二甲酸单元和二胺单元包括≥40mol％和≤99mol％的1，9-壬二胺单元；
(iii)该纤维素纤维是使用通过将纤维素溶解到非反应性溶剂中所制备的纺丝溶液形成的溶剂纺丝纤维素纤维；和
(iv)在非织造纤维结构材料中的聚酰胺纤维与纤维素纤维的质量比是20∶80到80∶20。
2、根据权利要求1的碱性电池隔板，其中形成聚酰胺纤维的聚酰胺包括2-甲基-1，8-辛二胺单元与1，9-壬二胺单元，以及1，9-壬二胺单元与2-甲基-1，8-辛二胺单元的摩尔比是99∶1到40∶60。
3、根据权利要求1和2的任一项的碱性电池隔板，其中形成聚酰胺纤维的聚酰胺具有≥10％的封闭链端百分率。
4、根据权利要求1-3的任一项的碱性电池隔板，其中在聚酰胺纤维中的单纤维的尺寸是0.01-1.0分特。
5、根据权利要求1-4的任一项的碱性电池隔板，其中纤维素纤维是通过将纤维素溶解到氧化胺中制备的纺丝溶液在水中的干湿纺丝法获得的溶剂纺丝纤维素纤维。
6、根据权利要求1-5的任一项的碱性电池隔板，其中主组分纤维用纤维形粘结剂粘合在一起。
7、根据权利要求6的碱性电池隔板，其中以主组分纤维和纤维形粘结剂的总质量为基准计，纤维形粘结剂的量是3-30质量％。
8、安装了在权利要求1-7的任一项中所述的碱性电池隔板的碱性电池。
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