JP2002105834A - Polyphenylene sulfide nonwoven fabric and method for producing the same - Google Patents
Polyphenylene sulfide nonwoven fabric and method for producing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度、細繊維
径、低目付、良好な均一性等の特徴を有し、特に電池用
セパレーター用途に適するポリフェニレンスルフィド不
織布およびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyphenylene sulfide nonwoven fabric having characteristics such as high strength, fine fiber diameter, low basis weight, and good uniformity, and particularly suitable for use as a battery separator, and a method for producing the same. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年エレクトロニクス技術の発展ととも
に、自動車や各種産業機器等の幅広い分野に電池やコン
デンサーが使用されるようになり、その使用環境が高温
・高湿度である場合が増加してきている。そこでこのよ
うな厳しい使用環境に耐え得るような電池構成材料の性
能向上がはかられている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronics technology, batteries and capacitors have been used in a wide range of fields such as automobiles and various industrial equipment, and the use environment of high temperature and high humidity is increasing. Therefore, the performance of battery constituent materials that can withstand such a severe use environment is being improved.
【０００３】中でも、セパレーターは電池の小型化に大
いに貢献するので、強度のみならず耐熱性及び耐薬品性
にも優れていることが要求されている。従来からかかる
要求を満たす樹脂としてポリプロピレンが広く使用され
ているが、さらに耐熱性等の向上を目的としてポリアリ
ーレンスイルフィド樹脂を使用することが提案されてい
る。[0003] Above all, the separator greatly contributes to the miniaturization of the battery. Therefore, it is required that the separator not only has strength but also has excellent heat resistance and chemical resistance. Conventionally, polypropylene has been widely used as a resin satisfying such requirements, but it has been proposed to use a polyarylene sulfide resin for the purpose of further improving heat resistance and the like.
【０００４】例えば特開平７−２６２９８０号公報で
は、セパレーターとして、ポリフェニレンスルフィドか
らなる不織布を使用することが提案されている。しかし
ながら、電池の小型に対応して不織布の繊維径を細くし
たり、目付を低下させると強度が不十分である欠点があ
った。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-262980 proposes to use a nonwoven fabric made of polyphenylene sulfide as a separator. However, there is a disadvantage that the strength is insufficient if the fiber diameter of the nonwoven fabric is reduced or the weight per unit area is reduced according to the size of the battery.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点を解消し、高強度、細繊維径、低目付、良好
な均一性等の特徴を有し、特に電池用セパレーター用途
に適するポリフェニレンスルフィド不織布およびその製
造方法を提供せんとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the disadvantages of the prior art and has features such as high strength, fine fiber diameter, low basis weight, and good uniformity, and is particularly suitable for use as a battery separator. An object of the present invention is to provide a polyphenylene sulfide nonwoven fabric and a method for producing the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のポリフェニレンスルフィド不織
布は、繰り返し単位の少なくとも８０モル％以上がｐ−
フェニレンスルフィドであるポリフェニレンスルフィド
からなる繊維から構成された不織布であり、該不織布は
繊維同士が融着した融着点を有する網状体を形成してお
り、かつ、該網状体中の融着点のうち一部の融着点にお
いて、繊維間にまたがる膜が形成されていることを特徴
とするものであり、かかるポリフェニレンスルフィド不
織布の製造方法は、繰り返し単位の少なくとも８０モル
％以上がｐ−フェニレンスルフィドであるポリフェニレ
ンスルフィドを用いて、メルトブローにより、未延伸ポ
リフェニレンスルフィド不織布を得た後、次いで該不織
布を二軸延伸することを特徴とするものである。The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, in the polyphenylene sulfide nonwoven fabric of the present invention, at least 80 mol% or more of the repeating units are p-type.
A nonwoven fabric composed of fibers made of polyphenylene sulfide, which is phenylene sulfide, wherein the nonwoven fabric forms a network having a fusion point where the fibers are fused with each other, and the fusion point in the network. At some of the fusion points, a film extending between fibers is formed. The method for producing such a polyphenylene sulfide nonwoven fabric is characterized in that at least 80 mol% or more of the repeating units are p-phenylene sulfide. After obtaining an unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric by melt blowing using polyphenylene sulfide as described above, the nonwoven fabric is then biaxially stretched.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり、高
強度、細繊維径、低目付、良好な均一性等の特徴を有
し、特に電池用セパレーター用途に適するポリフェニレ
ンスルフィド不織布について、鋭意検討し、繊維同士が
特定の融着状態にある網状体にしたところ、また、特定
の不織布を２軸延伸してみたところ、かかる課題を一挙
に解決することを究明したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is directed to a polyphenylene sulfide nonwoven fabric having the above-mentioned problems, that is, features such as high strength, fine fiber diameter, low basis weight, and good uniformity, and particularly suitable for use as a battery separator. Investigations have shown that when the fibers are formed into a reticulated body in a specific fused state, and when a specific nonwoven fabric is biaxially stretched, it is possible to solve these problems at once.
【０００８】本発明におけるポリフェニレンスルフィド
としては、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィドを主たる対
象としたものであって、すなわち、ｐ−フェニレンスル
フィド単位が８０モル％以上、好ましくは９０モル％以
上、特に好ましくは９５モル％以上存在するものであ
る。１０モル％未満であれば、例えば、下記モノマー単
位などを共重合成分として含有することは差し支えない
が、これら共重合成分は１０モル％以下であることがよ
り好ましい。The polyphenylene sulfide in the present invention is mainly intended for poly-p-phenylene sulfide, that is, the content of p-phenylene sulfide unit is at least 80 mol%, preferably at least 90 mol%, particularly preferably at least 90 mol%. 95 mol% or more is present. If it is less than 10 mol%, for example, the following monomer unit may be contained as a copolymer component, but it is more preferable that the content of these copolymer components is 10 mol% or less.
【０００９】[0009]
【化１】 Embedded image
【００１０】[0010]
【化２】 Embedded image
【００１１】[0011]
【化３】 Embedded image
【００１２】[0012]
【化４】 Embedded image
【００１３】[0013]
【化５】 Embedded image
【００１４】[0014]
【化６】 Embedded image
【００１５】特に、下記一般式で示されるモノマー単位
等の３官能以上の多官能共重合成分は２モル％以下に制
御するのが好ましい。In particular, it is preferable to control the content of trifunctional or higher polyfunctional copolymer components such as monomer units represented by the following general formula to 2 mol% or less.
【００１６】[0016]
【化７】 Embedded image
【００１７】本発明のポリフェニレンスルフィドは、溶
融粘度としては、温度３００℃、みかけの剪断速度２０
０ｓｅｃ-1 の条件下で１０〜５万ポイズであるものが
好ましく、さらに５０〜２万ポイズであるものがより好
ましい。The polyphenylene sulfide of the present invention has a melt viscosity of a temperature of 300 ° C. and an apparent shear rate of 20.
Those having a viscosity of 100,000 to 50,000 poise under the condition of 0 sec -1 are preferable, and those having a viscosity of 50,000 to 20,000 poise are more preferable.
【００１８】本発明のポリフェニレンスルフィドには、
ポリフェニレンスルフィド以外のポリマーや、無機また
は有機の滑剤、酸化防止剤、熱安定剤、結晶核剤などの
添加物を含むことも、本発明の目的を阻害しない範囲で
あれば差し支えない。The polyphenylene sulfide of the present invention includes:
Polymers other than polyphenylene sulfide and additives such as inorganic or organic lubricants, antioxidants, heat stabilizers, and crystal nucleating agents may be included as long as the object of the present invention is not hindered.
【００１９】本発明の不織布は、繊維同士が融着した融
着点を有する網状体を形成していることが重要である。
特徴的には、網状体中の融着点のうち一部の融着点にお
いて、繊維間にまたがる膜が形成されていることが重要
である。つまり、不織布の繊維同士が、薄い膜を形成し
てなる融着点を持った網状体とすることにより、不織布
の強度が増大するとともに、均一な繊維の分散を形成す
ることができるので、強度に優れ、細繊維径、低目付の
バランスのとれた不織布とすることができるものであ
る。これに対して、このような繊維同士が融着した融着
点を有する網状体を形成し、かつ、該網状体中の融着点
のうち一部の融着点において、繊維間にまたがる膜が形
成されていない場合には、十分な強度が得られないため
好ましくない。It is important that the nonwoven fabric of the present invention forms a network having a fusion point where the fibers are fused.
Characteristically, it is important that a film extending between fibers is formed at some of the fusion points in the network. In other words, the fibers of the nonwoven fabric are formed into a mesh having a fusion point formed by forming a thin film, thereby increasing the strength of the nonwoven fabric and forming a uniform fiber dispersion. And a non-woven fabric having a good balance of fine fiber diameter and low basis weight can be obtained. On the other hand, a film which forms a mesh having a fusion point where such fibers are fused with each other, and which extends between the fibers at some of the fusion points among the fusion points in the mesh. Is not formed because sufficient strength cannot be obtained.
【００２０】本発明でいう融着点の薄い膜とは、いわゆ
る「あひるの足の水掻き」状、あるいは「蛙の足の水掻
き」状のものを言い、通常２本以上の繊維間の繊維間に
またがって形成される。該膜の大きさは、特に限定され
ないが、通常、面積で１μｍ 2以上、さらに好ましくは
５μｍ2以上である。該膜の大きさの上限に特に制限は
ないが、１００００μｍ2以下であるのが好ましい。In the present invention, the film having a thin fusion point is a so-called
"Duck's Foot Web" or "Frog Foot Web"
"Like", usually between two or more fibers
It is formed straddling. The size of the film is particularly limited.
No, but usually 1 μm in area TwoAbove, more preferably
5 μmTwoThat is all. There is no particular limitation on the upper limit of the size of the film.
No, but 10,000 μmTwoIt is preferred that:
【００２１】本発明では、繊維同士の融着点の全てにお
いてこのような「あひるの足の水掻き」状、あるいは
「蛙の足の水掻き」状の膜が形成されている必要はな
く、不織布平面において、前記のような繊維間にまたが
る膜を有する融着点が、好ましくは１ｍｍ2当たり１個
以上、より好ましくは５個以上、特に好ましくは１０個
以上で形成されてなるものがよい。In the present invention, it is not necessary to form such a "duck foot web" or "frog foot web" film at all the fusion points of the fibers. In the above, it is preferable that the number of fusion points having a film extending between the fibers is preferably 1 or more, more preferably 5 or more, particularly preferably 10 or more per 1 mm 2 .
【００２２】本発明における不織布を構成する繊維の平
均繊維径は、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは
２〜１５μｍの範囲であるものがよい。平均径が２０μ
ｍを越えると、繊維間の接着点を十分存在させにくく、
強度の低下をきたすこととなり、また、平均繊維径が１
μｍ未満では、繊維の切断による強度の低下が惹起する
こととなる。The average fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric in the present invention is preferably in the range of 1 to 20 μm, more preferably 2 to 15 μm. Average diameter is 20μ
If it exceeds m, it is difficult to make the bonding points between the fibers sufficiently exist,
This results in a decrease in strength, and an average fiber diameter of 1
If it is less than μm, a decrease in strength due to cutting of the fiber will be caused.
【００２３】本発明における不織布部分の目付量は、好
ましくは１〜１００ｇ／ｍ2、より好ましくは２〜８０
ｇ／ｍ2、特に好ましくは３〜５０ｇ／ｍ2であるのがよ
い。目付量が１ｇ／ｍ2以上であれば繊維同士の融着点
が格段に増加し一層機械的強度が増加するため好まし
い。また、１００ｇ／ｍ2以下であれば柔軟性も高く好
ましい。The basis weight of the nonwoven fabric portion in the present invention is preferably 1 to 100 g / m 2 , more preferably 2 to 80 g / m 2 .
g / m 2, particularly preferably it may be between 3 to 50 g / m 2. When the basis weight is 1 g / m 2 or more, the fusion point between the fibers is remarkably increased, and the mechanical strength is further increased. Further, if it is 100 g / m 2 or less, the flexibility is high and it is preferable.
【００２４】本発明のポリフェニレンスルフィド不織布
の厚さは、強度、柔軟性等、所望とする性能の設計にも
よるが、好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは
１０〜３００μｍである。厚さが１０μｍ以上であれ
ば、腰が強くなって取扱やすいため好ましい。また、５
００μｍ以下であれば柔軟性も高く好ましい。The thickness of the polyphenylene sulfide nonwoven fabric of the present invention is preferably from 10 to 500 μm, more preferably from 10 to 300 μm, although it depends on the design of desired performance such as strength and flexibility. When the thickness is 10 μm or more, the stiffness becomes strong and it is easy to handle, so that it is preferable. Also, 5
If it is not more than 00 μm, the flexibility is high and it is preferable.
【００２５】次に、本発明のポリフェニレンスルフィド
不織布の製造方法について説明する。Next, a method for producing the polyphenylene sulfide nonwoven fabric of the present invention will be described.
【００２６】本発明のポリフェニレンスルフィド不織布
は、前記ポリフェニレンスルフィドポリマーを用いて、
メルトブロー法により未延伸ポリフェニレンスルフィド
不織布を得、次いで、該不織布を２軸延伸することによ
り、最も好ましく得られる。The polyphenylene sulfide nonwoven fabric of the present invention is obtained by using the above-mentioned polyphenylene sulfide polymer.
It is most preferably obtained by obtaining an unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric by melt blow method, and then biaxially stretching the nonwoven fabric.
【００２７】ポリフェニレンスルフィドポリマー自体の
製造方法は、この分野において周知であり、いずれの方
法をも採用することができる。The method for producing the polyphenylene sulfide polymer itself is well known in the art, and any method can be adopted.
【００２８】本発明におけるポリフェニレンスルフィド
ポリマーには必要に応じて、ポリフェニレンスルフィド
以外のポリマー、無機または有機の滑剤、酸化防止剤、
熱安定剤、結晶核剤などの添加物を配合することができ
る。In the polyphenylene sulfide polymer of the present invention, if necessary, a polymer other than polyphenylene sulfide, an inorganic or organic lubricant, an antioxidant,
Additives such as a heat stabilizer and a crystal nucleating agent can be blended.
【００２９】本発明における未延伸ポリフェニレンスル
フィド不織布は、メルトブロー法によって製造すること
ができる。The unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric of the present invention can be produced by a melt blow method.
【００３０】メルトブロー法では、溶融した前記のポリ
フェニレンスルフィドポリマーを口金から吐出するに際
して、口金周辺部から熱風を吹き付け、該熱風によって
吐出したポリマを細繊維径化せしめ、ついで、しかるべ
き位置に配置したネットコンベア上に吹き付けて捕集
し、ウエブを形成して製造される。該ウエブはネットコ
ンベアに設けた吸引装置によって熱風と一緒に吸引され
るので、個々の繊維が完全に固化する前に捕集される。
つまりウエブの繊維同士は互いに融着に近い状態で捕集
される。口金とネットコンベア間の捕集距離を適宜設定
することによって、繊維の融着度合を調整することがで
きる。また、ポリマ吐出量、熱風温度、熱風流量、コン
ベア移動速度等を適宜調整することにより、繊維の配向
や繊維径、未延伸のポリフェニレンスルフィド不織布の
目付を任意に設定することができる。熱風の圧力で細繊
維径化され、無配向または低配向の状態で固化されたも
のが特に好ましく用いられる。未延伸のポリフェニレン
スルフィド不織布を構成する繊維は実質的に連続したも
のが好ましい。また、該繊維は、溶融状態から室温雰囲
気下に急冷することにより、非晶質に近い、低結晶の状
態で固化させたものが好ましい。In the melt blow method, when the molten polyphenylene sulfide polymer is discharged from a die, hot air is blown from the periphery of the die, the polymer discharged by the hot air is made to have a fine fiber diameter, and then placed at an appropriate position. It is manufactured by spraying and collecting on a net conveyor to form a web. Since the web is sucked together with the hot air by the suction device provided on the net conveyor, the individual fibers are collected before they are completely solidified.
In other words, the fibers of the web are collected in a state close to fusion with each other. By appropriately setting the collection distance between the base and the net conveyor, the degree of fusion of the fibers can be adjusted. Also, by appropriately adjusting the amount of polymer discharged, the temperature of hot air, the flow rate of hot air, the moving speed of the conveyor, and the like, it is possible to arbitrarily set the fiber orientation and fiber diameter, and the basis weight of the undrawn polyphenylene sulfide nonwoven fabric. It is particularly preferable to use a fiber whose diameter is reduced by hot air and which is solidified in a non-oriented or low-oriented state. The fibers constituting the undrawn polyphenylene sulfide nonwoven fabric are preferably substantially continuous. Further, it is preferable that the fiber is solidified in a near-amorphous, low-crystal state by rapidly cooling from a molten state to an atmosphere at room temperature.
【００３１】本発明に用いる未延伸のポリフェニレンス
ルフィド不織布を構成する繊維の結晶化度は、好ましく
は２０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好まし
くは５％以下である。The crystallinity of the fibers constituting the undrawn polyphenylene sulfide nonwoven fabric used in the present invention is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.
【００３２】本発明に用いる未延伸のポリフェニレンス
ルフィド不織布を構成する繊維は、無配向であるのが最
も好ましいが、多少延伸されているとしても低倍で、配
向度は低いことがより好ましい。複屈折（△ｎ）は好ま
しくは０．０００５以上０．０３以下、より好ましくは
０．０００５以上０．０２以下、特に好ましくは０．０
００５以上０．０１以下である。複屈折が０．０００５
以上０．０３以下であれば延伸性が良好であり、延伸後
の機械特性が優れることから好ましい。The fibers constituting the unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric used in the present invention are most preferably non-oriented, but even if slightly stretched, it is more preferably low in the magnification and low in the degree of orientation. The birefringence (Δn) is preferably 0.0005 or more and 0.03 or less, more preferably 0.0005 or more and 0.02 or less, and particularly preferably 0.02 or less.
005 or more and 0.01 or less. Birefringence 0.0005
If it is 0.03 or less, the stretchability is good and the mechanical properties after stretching are excellent, so that it is preferable.
【００３３】メルトブロー法で得られた未延伸のポリフ
ェニレンスルフィド不織布を一旦巻き取った後あるいは
連続して二軸延伸を行う。After the unstretched polyphenylene sulfide non-woven fabric obtained by the melt blow method is once wound up or continuously stretched biaxially.
【００３４】二軸延伸の方法としては、上記不織布を用
いること以外は通常の二軸延伸フィルムで採用されてい
る逐次二軸延伸、同時二軸延伸、さらには二軸延伸後、
追加延伸を行う方法など二方向に延伸される方法であれ
ばどのような方法であってもよいが、縦延伸後に横延伸
を行う逐次二軸延伸法が特に好ましい。As the method of biaxial stretching, sequential biaxial stretching, simultaneous biaxial stretching, and further after biaxial stretching, which are employed in ordinary biaxially stretched films except for using the above nonwoven fabric,
Any method may be used as long as the film is stretched in two directions, such as a method of performing additional stretching, but a sequential biaxial stretching method in which transverse stretching is performed after longitudinal stretching is particularly preferable.
【００３５】また、二軸延伸の前に、繊維間の接着を高
めるために未延伸のポリフェニレンスルフィド不織布を
熱接着することもできる。不織布を熱接着するには、加
熱しつつ加圧したり、伸長し張力をかけ加圧されるよう
にする等の方法があり、特に限定されないが、加熱ロー
ルによる熱接着が特に好ましい。用いる加熱ロールの材
質としては、金属や“テフロン（登録商標）”、シリコ
ンゴム、セラミックなどが好ましい。熱接着温度はフィ
ルムのガラス転移点（Ｔｇ）付近が好ましく、５０℃〜
１５０℃の範囲が特に好ましい。また、熱接着時の圧力
はロール線圧で１〜５００Ｎ／ｃｍの範囲で行うのが好
ましい。Before the biaxial stretching, an undrawn polyphenylene sulfide nonwoven fabric can be thermally bonded to enhance the adhesion between fibers. Methods for heat bonding the nonwoven fabric include a method in which pressure is applied while heating and a method in which the nonwoven fabric is stretched and applied with tension, and the method is not particularly limited. However, heat bonding using a heating roll is particularly preferable. As the material of the heating roll to be used, metal, "Teflon (registered trademark)", silicon rubber, ceramic, or the like is preferable. The heat bonding temperature is preferably around the glass transition point (Tg) of the film,
A range of 150 ° C. is particularly preferred. Further, the pressure at the time of heat bonding is preferably in the range of 1 to 500 N / cm in roll linear pressure.
【００３６】逐次二軸延伸の場合は、通常加熱ロール群
による縦延伸の後、テンターにより横延伸を行うのが一
般的である。上記の熱接着をこの加熱ロール群による加
熱の際に同時に行うこともできる。加熱ロールの材質と
しては金属、“テフロン”、セラミック、シリコンゴム
などが好ましく用いられる。ニップ・ロールの材質はシ
リコンゴムが特に好ましい。延伸時のニップ圧力は、ロ
ール線圧で１〜５００Ｎ／ｃｍの範囲で行うのが好まし
い。延伸温度は５０℃〜１５０℃の間が好ましく、より
好ましくは６０℃〜ｌ３０℃の範囲で行うのが好まし
い。また、延伸時の加熱を均一に行うため、赤外線ヒー
ターなどで加熱してもよい。In the case of sequential biaxial stretching, it is general that, after longitudinal stretching by a group of heated rolls, transverse stretching is generally performed by a tenter. The above-mentioned thermal bonding can be performed simultaneously with the heating by the heating roll group. As the material of the heating roll, metal, "Teflon", ceramic, silicon rubber and the like are preferably used. The material of the nip roll is preferably silicone rubber. The nip pressure during stretching is preferably in the range of 1 to 500 N / cm as a roll linear pressure. The stretching temperature is preferably between 50 ° C and 150 ° C, more preferably between 60 ° C and 130 ° C. In addition, in order to uniformly perform heating during stretching, heating may be performed using an infrared heater or the like.
【００３７】延伸倍率は特に限定されないが、通常好ま
しくは縦、横それぞれ２〜８倍、より好ましくは２．５
〜８倍が適当である。また、この縦延伸においては、そ
の延伸を２段階以上の多段延伸であってもよい。また、
二軸延伸後、縦または横、あるいは縦横に再延伸しても
かまわない。Although the stretching ratio is not particularly limited, it is usually preferably 2 to 8 times each in the vertical and horizontal directions, more preferably 2.5 times.
~ 8 times is appropriate. In this longitudinal stretching, the stretching may be multi-stage stretching of two or more stages. Also,
After biaxial stretching, the film may be re-stretched vertically or horizontally or vertically and horizontally.
【００３８】さらに、二軸延伸後の不織布を熱処理する
ことが好ましい。熱処理温度は特に限定されないが、ガ
ラス転移温度と融点との間が好ましく、９０℃〜２７０
℃が特に好ましい。処理時間は通常０．５〜６０秒程度
が適当である。Further, it is preferable to heat-treat the nonwoven fabric after the biaxial stretching. The heat treatment temperature is not particularly limited, but is preferably between the glass transition temperature and the melting point, and is 90 ° C to 270 ° C.
C is particularly preferred. The appropriate processing time is usually about 0.5 to 60 seconds.
【００３９】また、熱処理して得られた不織布を一旦室
温程度まで冷却した後、さらに４０〜９０℃の比較的低
温で、５分から１週間程度エージングすることもでき
る。このようなエージングを採用すると、経時での安定
性が増し、特に好ましい。After the nonwoven fabric obtained by the heat treatment is once cooled to about room temperature, it can be further aged at a relatively low temperature of 40 to 90 ° C. for about 5 minutes to 1 week. When such aging is employed, stability over time is increased, which is particularly preferable.
【００４０】未延伸のポリフェニレンスルフィド不織布
を二軸延伸するため、未延伸のポリフェニレンスルフィ
ド不織布の目付は、二軸延伸によって縦横の延伸倍率の
積で表わされる面積倍率に反比例して減少するので、最
終的に必要とする目付となるよう二軸延伸の面積倍率に
応じて高めておく必要がある。例えば、縦方向３．５
倍、横方向３．６倍の２軸延伸して最終的に不織布部分
の目付を１０ｇ／ｍ2にするのであれば、未延伸のポリ
フェニレンスルフィド不織布の目付を１２６ｇ／ｍ2程
度とすることにより調整することができる。同様に、未
延伸のポリフェニレンスルフィド不織布を構成する繊維
の平均径は、二軸延伸の面積倍率の４乗根に反比例して
減少するので、例えば、縦方向３．５倍、横方向３．６
倍の二軸延伸して最終的に不織布を構成する繊維の平均
繊維径を５μｍにするのであれば、二軸延伸前の繊維の
平均繊維径を９．４μｍ程度とすればよい。Since the unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric is biaxially stretched, the basis weight of the unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric is reduced by biaxial stretching in inverse proportion to the area magnification expressed by the product of the longitudinal and transverse stretching magnifications. It is necessary to increase according to the area magnification of the biaxial stretching so as to obtain the required basis weight. For example, 3.5 in the vertical direction
If the basis weight of the nonwoven fabric part is finally set to 10 g / m 2 by biaxial stretching by 3.6 times and the transverse direction by 3.6 times, the basis weight of the unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric is set to about 126 g / m 2. Can be adjusted. Similarly, since the average diameter of the fibers constituting the undrawn polyphenylene sulfide nonwoven fabric decreases in inverse proportion to the fourth root of the area magnification of biaxial drawing, for example, 3.5 times in the vertical direction and 3.6 times in the horizontal direction.
If the average fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric is finally made 5 μm by biaxial stretching twice, the average fiber diameter of the fibers before biaxial stretching may be about 9.4 μm.
【００４１】本発明の不織布には、ぬれ性を向上させる
などの目的で、紫外光やレーザー光等の照射や、硫酸等
の薬品やガスを用いた化学的処理等の各種の親水化技術
を適用することもできる。 [特性の測定方法] （１）繊維径（μｍ） 不織布を走査電子顕微鏡で倍率２０００倍で観察し、繊
維の平均径を測定した。 （２）目付（ｇ／ｍ2） 不織布を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさに切り出し、その
重さを測定して１ｍ2当たりの重量に換算して算出し
た。 （３）繊維同士の融着部の膜の大きさおよび個数 不織布を（株）トプコン走査型電子顕微鏡ＤＳ１３０を
用いて倍率１００倍で観察し、膜の大きさ、個数を求め
た。For the purpose of improving the wettability, the nonwoven fabric of the present invention is subjected to various hydrophilic techniques such as irradiation with ultraviolet light or laser light, or chemical treatment using a chemical or gas such as sulfuric acid. It can also be applied. [Method of Measuring Characteristics] (1) Fiber Diameter (μm) The nonwoven fabric was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 2000 times, and the average fiber diameter was measured. (2) Basis weight (g / m 2 ) The nonwoven fabric was cut into a size of 20 cm × 20 cm, its weight was measured and calculated by converting it to the weight per 1 m 2 . (3) Size and Number of Films at Fused Part of Fibers The nonwoven fabric was observed at a magnification of 100 using a Topcon scanning electron microscope DS130, and the size and number of films were determined.
【００４２】内接する円の直径が１０μｍ以上である膜
の個数をカウントし、面積１ｍｍ2当たりの個数に換算
して表した。 （４）強度、伸度 東洋ボールドウィン（株）製テンシロンＵＴＭ−ＩＩＩ
を用い、幅５ｃｍ、長さ１０ｃｍのサンプルの強度、伸
度曲線を測定し、破断時の強度を幅１ｃｍ、目付１ｇ／
ｍ2当たりに換算して表した。The number of films in which the diameter of the inscribed circle was 10 μm or more was counted and converted into the number per 1 mm 2 of area. (4) Strength and elongation Tensilon UTM-III manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd.
Was used to measure the strength and elongation curve of a sample having a width of 5 cm and a length of 10 cm.
It was expressed in terms of m 2 .
【００４３】長手方向、幅方向とも０．１５Ｎ／ｃｍ・
（ｇ／ｍ2）以上が実用レベルである。0.15 N / cm in both the longitudinal and width directions
(G / m 2 ) or more is a practical level.
【００４４】[0044]
【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるもので
はない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
【００４５】実施例１ （１）ポリフェニレンスルフィドの重合 ステンレス製オートクレーブに硫化ナトリウム３２．６
ｋｇ（２５０モル、結晶水４０ｗｔ％を含む）、水酸化
ナトリウム１００ｇ、安息香酸ナトリウム３６．１ｋｇ
（２５０モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン（以下
ＮＭＰと略称する）７９．２ｋｇを仕込み２０８℃で脱
水したのち、１，４−ジクロルベンゼン３７．５ｋｇ
（２５５モル）及びＮＭＰ２０．０ｋｇを加え、２６２
℃で４時間反応させた。その後、２６５℃から１２０℃
まで６時間かけて冷却した。反応生成物を水洗、乾燥し
て溶融粘度２８００ポイズのポリフェニレンスルフィド
粉末２１ｋｇを得た。 （２）ポリフェニレンスルフィドペレットの調整 上記で得られたポリフェニレンスルフィド粉末をボール
ミル粉砕機で１２０分間粉砕し微粉末を得、異方向回転
二軸押出機に供給し、３００℃に保持した押出機に取り
付けられた口金から押し出して、ペレットとした。 （３）未延伸ポリフェニレンスルフィド不織布の作成 口金幅１ｃｍあたり７本のオリフィスと０．３ｍｍ幅の
ガス噴射スリット間隙を有するメルトブロー噴射装置を
備える装置を用い、上記で得られたポリフェニレンスル
フィドペレットを回転型乾燥器で１８０℃２時間乾燥し
３１５℃で溶融してオリフィスより押し出しガス噴射ス
リットに３３０℃の加熱空気を噴射し牽引することで平
均繊維径９．６μｍの繊維をメルトブロー噴射装置から
４０ｃｍ離して配した多孔性ベルト上に捕集して目付１
２６ｇ／ｍ2の未延伸ポリフェニレンスルフィド不織布
を得た。 （４）二軸延伸 上記で得られた未延伸ポリフェニレンスルフィド不織布
をロール群からなる縦延伸機に供給し、予熱ロールを通
過させて熱接着した。予熱ロールの温度は９５℃とし
た。次いで温度９５℃の延伸ロールで長さ方向に３．５
倍に延伸し、室温まで冷却した。延伸ロールのニップ線
圧は５Ｎ／ｃｍとした。Example 1 (1) Polymerization of polyphenylene sulfide 32.6% sodium sulfide was placed in a stainless steel autoclave.
kg (250 mol, including 40 wt% of water of crystallization), 100 g of sodium hydroxide, 36.1 kg of sodium benzoate
(250 mol) and 79.2 kg of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), and after dehydration at 208 ° C., 37.5 kg of 1,4-dichlorobenzene
(255 mol) and 20.0 kg of NMP, and 262
The reaction was performed at 4 ° C. for 4 hours. Then, from 265 ° C to 120 ° C
Until cooled to 6 hours. The reaction product was washed with water and dried to obtain 21 kg of polyphenylene sulfide powder having a melt viscosity of 2800 poise. (2) Preparation of polyphenylene sulfide pellets The polyphenylene sulfide powder obtained above was pulverized by a ball mill pulverizer for 120 minutes to obtain a fine powder, supplied to a bidirectional twin-screw extruder and attached to an extruder maintained at 300 ° C. The mixture was extruded from the die and pelletized. (3) Preparation of unstretched polyphenylene sulfide non-woven fabric The polyphenylene sulfide pellet obtained above was rotated using an apparatus equipped with a melt blow injection device having seven orifices per 1 cm of die width and a gas injection slit gap of 0.3 mm width. Dry at 180 ° C for 2 hours in a drier, melt at 315 ° C, extrude from the orifice and inject 330 ° C heated air into the gas injection slit to pull the fiber with an average fiber diameter of 9.6 µm 40 cm away from the melt blow injection device. Collected on the porous belt arranged and the basis weight 1
An unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric of 26 g / m 2 was obtained. (4) Biaxial stretching The unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric obtained above was supplied to a longitudinal stretching machine composed of rolls, and passed through a preheating roll to be thermally bonded. The temperature of the preheating roll was 95 ° C. Next, 3.5 mm in the length direction with a stretching roll at a temperature of 95 ° C.
It was stretched twice and cooled to room temperature. The nip linear pressure of the stretching roll was 5 N / cm.
【００４６】次いで、テンター式横延伸機に送り込み、
予熱温度９５℃、延伸温度９５℃で幅方向に３．６倍延
伸し、さらにテンター内で２４０℃で熱処理して構成す
る繊維の平均径が５μｍ、目付１０ｇ／ｍ2のポリフェ
ニレンスルフィド不織布を得た。 （５）評価 得られたポリフェニレンスルフィド不織布は、繊維同士
が融着した融着点を有する網状体を形成しており、かつ
該網状体中の融着点のうち一部の融着点において、繊維
間にまたがる膜が形成されており、長手方向および幅方
向の強度が０．３５Ｎ／（ｃｍ）・（ｇ／ｍ2）および
０．３６Ｎ／（ｃｍ）・（ｇ／ｍ2）と十分な強度を有
するものであった。Then, it is sent to a tenter type horizontal stretching machine,
Stretched 3.6 times in the width direction at a preheating temperature of 95 ° C. and a stretching temperature of 95 ° C., and further heat-treated at 240 ° C. in a tenter to obtain a polyphenylene sulfide nonwoven fabric having an average fiber diameter of 5 μm and a basis weight of 10 g / m 2. Was. (5) Evaluation The obtained polyphenylene sulfide nonwoven fabric forms a network having a fusion point where fibers are fused, and at some fusion points among the fusion points in the network, A film extending between the fibers is formed, and the strength in the longitudinal direction and the width direction is 0.35 N / (cm) · (g / m 2 ) and 0.36 N / (cm) · (g / m 2 ). It had high strength.
【００４７】比較例１ 捕集する際の多孔性ベルトの速度を変更し、二軸延伸し
ないこと以外は実施例１と同様にして、（１）ポリフェ
ニレンスルフィドの重合、（２）ポリフェニレンスルフ
ィドペレットの調整、（３）未延伸ポリフェニレンスル
フィド不織布の作成を行い、未延伸ポリフェニレンスル
フィド不織布を得た。Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1 except that the speed of the porous belt at the time of collection was changed and biaxial stretching was not performed, (1) polymerization of polyphenylene sulfide and (2) formation of polyphenylene sulfide pellets Adjustment and (3) preparation of an unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric were performed to obtain an unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric.
【００４８】得られた未延伸ポリフェニレンスルフィド
不織布には、融着点において繊維間にまたがる膜が全く
形成されておらず、表１に示したとおり強度が不十分で
あった。The resulting unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric had no film formed between the fibers at the fusion point and had insufficient strength as shown in Table 1.
【００４９】比較例２ ３３０℃の加熱空気を噴射量を変更すること、捕集する
際の多孔性ベルトの速度を変更することおよび二軸延伸
しないこと以外は、実施例１と同様にして、（１）ポリ
フェニレンスルフィドの重合、（２）ポリフェニレンス
ルフィドペレットの調整、（３）未延伸ポリフェニレン
スルフィド不織布の作成を行い、未延伸ポリフェニレン
スルフィド不織布を得た。Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the injection amount of the heated air at 330 ° C. was changed, the speed of the porous belt at the time of collection was changed, and biaxial stretching was not performed. (1) Polymerization of polyphenylene sulfide, (2) preparation of polyphenylene sulfide pellets, and (3) preparation of unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric, to obtain unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric.
【００５０】得られた未延伸ポリフェニレンスルフィド
不織布は融着点において繊維間にまたがる膜が全く形成
されておらず、評価結果を表１に示したが強度が不十分
であった。The unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric obtained did not have any film formed between the fibers at the fusion point, and the evaluation results are shown in Table 1, but the strength was insufficient.
【００５１】実施例２〜５ ３３０℃の加熱空気を噴射量および捕集する際の多孔性
ベルトの速度を変更する以外は実施例１と同様にして、
（１）ポリフェニレンスルフィドの重合、（２）ポリフ
ェニレンスルフィドペレットの調整、（３）未延伸ポリ
フェニレンスルフィド不織布の作成、（４）二軸延伸を
行い、表１に示したポリフェニレンスルフィド不織布を
得た。Examples 2 to 5 In the same manner as in Example 1 except that the injection amount of the heated air at 330 ° C. and the speed of the porous belt at the time of collection were changed,
(1) Polymerization of polyphenylene sulfide, (2) preparation of polyphenylene sulfide pellets, (3) preparation of unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric, and (4) biaxial stretching were performed to obtain a polyphenylene sulfide nonwoven fabric shown in Table 1.
【００５２】得られた不織布の評価結果を表１に併せて
示したが、十分な強度を有するものであった。The evaluation results of the obtained nonwoven fabric are shown in Table 1, and it was found that the nonwoven fabric had sufficient strength.
【００５３】[0053]
【表１】 [Table 1]
【００５４】表１から明らかなように、実施例１〜５の
ものは、比較例１〜３のものに比して、強度に優れるこ
とがわかる。As is evident from Table 1, it is understood that those of Examples 1 to 5 are superior in strength to those of Comparative Examples 1 to 3.
【００５５】[0055]
【発明の効果】本発明によれば、高強度、細繊維径、低
目付、良好な均一性等の特徴を有する、特に電池用セパ
レーター用途に適するポリフェニレンスルフィド不織布
およびその製造方法を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a polyphenylene sulfide nonwoven fabric having characteristics such as high strength, fine fiber diameter, low basis weight, and good uniformity, and particularly suitable for use as a battery separator, and a method for producing the same. it can.
Claims (5)
上がｐ−フェニレンスルフィドであるポリフェニレンス
ルフィドからなる繊維から構成された不織布であり、該
不織布は繊維同士が融着した融着点を有する網状体を形
成しており、かつ、該網状体中の融着点のうち一部の融
着点において、繊維間にまたがる膜が形成されているこ
とを特徴とするポリフェニレンスルフィド不織布。1. A non-woven fabric composed of fibers of polyphenylene sulfide in which at least 80 mol% or more of the repeating units are p-phenylene sulfide. The non-woven fabric is a reticulated body having a fusion point where fibers are fused to each other. A polyphenylene sulfide nonwoven fabric formed and having a film extending between fibers at some of the fusion points in the network.
が、１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記
載のポリフェニレンスルフィド不織布。2. The polyphenylene sulfide nonwoven fabric according to claim 1, wherein the fibers constituting the nonwoven fabric have an average fiber diameter of 1 to 20 μm.
であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリ
フェニレンスルフィド不織布。3. The nonwoven fabric has a basis weight of 1 to 100 g / m 2.
The polyphenylene sulfide nonwoven fabric according to claim 1 or 2, wherein
上がｐ−フェニレンスルフィドであるポリフェニレンス
ルフィドを用いて、メルトブローにより、未延伸ポリフ
ェニレンスルフィド不織布を得た後、次いで該不織布を
二軸延伸することを特徴とするポリフェニレンスルフィ
ド不織布の製造方法。4. An unstretched polyphenylene sulfide nonwoven fabric is obtained by meltblowing using polyphenylene sulfide in which at least 80 mol% or more of the repeating unit is p-phenylene sulfide, and then the nonwoven fabric is biaxially stretched. A method for producing a polyphenylene sulfide nonwoven fabric.
を特徴とする請求項４に記載のポリフェニレンスルフィ
ド不織布の製造方法。5. The method for producing a polyphenylene sulfide nonwoven fabric according to claim 4, wherein the biaxial stretching is performed after thermocompression bonding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304589A JP2002105834A (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Polyphenylene sulfide nonwoven fabric and method for producing the same |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002105834A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015067903A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | 東レ株式会社 | Polyphenylene sulfide fiber nonwoven fabric |
| US20220020509A1 (en) * | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Conductive polymer microfiber mesh structure, manufacturing method thereof and electrode for flexible electronic device using the same |
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- 2000-10-04 JP JP2000304589A patent/JP2002105834A/en active Pending
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