JPS6048861B2 - 不織マツト電池隔離板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直径約１乃至１０μのポリプロピレン繊維の不
織マット電池隔離板に関する。

本発明において、直径約１乃至１０ｐのポリプロピレン
繊維の不織マット電池隔離板のストリップ引張強さは、
その同着温度にさらされる間繊維の収縮を妨げるに十分
な圧力をマット上に加えながら２５０゜Ｆ（１２１℃）
乃至３２５゜Ｆ（１６３℃）の温度範囲でマットの繊維
の少なくとも一部を点接着あるいはカレンダー掛けによ
つて同着することによつて増大する。

そのように処理した不織マットはその厚さにわたつて同
着し、４０００７−ｒＬ、以上、好ましくは５０００あ
るいは６０００ｍ以上のストリップ引張張さを有する。
電池隔離板は電池中の陽陰極板間に組立てられている。
添付図面の第１図を参照すると、ポリプロピレン樹脂が
押出機２のペレットホッパー１内へ入れられる。

樹脂は駆動装置４によつて押出機２をとおつてダイヘッ
ド３に押入れられる。ダイヘッド３はダイヘッド３内の
温度を制御する加熱板５を含有する。ついでポリプロピ
レン樹脂はダイヘッド３中の一列のダイ開口６からガス
流中へ押出され、ガス流によつて樹脂は細化されて繊維
７となりこれがドラム９のような動いている収集装置８
上に集められ連続マット１０を形成する。ポリプロピレ
ンを細化するガス流は夫々ガス噴出口１１及び１２から
供給される。これらのガス噴出口は第２図にさらに明ら
かに示されている。ガススロット１１及び１２は夫々ガ
スライン１３及び１４より加熱ガス、好ましくは空気を
供給される。メルトブロー法は第２図にさらに十分に示
されるダイヘッド３の詳細を考慮することにより更によ
く理解できる。ダイヘッド３は上部ダイプレート１５及
び下部ダイプレート１６からできている。ポリプロピレ
ン樹脂は押出機２をとおりダイヘッド３の背面に押入れ
られるに従つて入口１７フをとおりダイプレート１５及
び１６の後部に入れられる。ついでポリプロピレンは上
部及び下部ダイプレート１５と１６の間の室１８に入る
。ダイプレート１６の表面にダイ開口６に至るフライス
削りした溝１９がある。フライス削りした溝は下部ダイ
プレート１６又は上部ダイプレート１５に設けられ、又
は両方のプレート１５と１６に設け得ることは勿論であ
る。更に上部及び下部ダイプレートのかわりに単一のプ
レートが用いられる場合は溝はダイ開口６を製造するよ
うに穿孔されうる。上部ガスカバープレート２０と下部
ガスカバープレート２１は夫々上部ダイプレート及び下
部ダイプレート１５と１６に結合され、夫々ガススロッ
ト１１及び１２に至る上部空気室２２及び下部空気室２
３を供給する。加熱ガスは上部ガスカバープレート２０
中の入口２４及び下部ガスカバープレート２１中の入口
２５から供給される。適当な反らせ装置（図示せず）を
上部空気室２２及び下部空気室２３に装置して夫々ガス
スロット１１及び１２に均一流の空気を供給することが
できる。ダイヘッド３はダイヘッド３中のポリプロピレ
ンと空気の両方を加熱する加熱手段５を含有することが
できる。メルトブロー法により製造される不織マットの
特徴は用いられる工程条件に依存してかなり変化する。

不織ポリプロピレンマットの特徴は主にメルトブ上−法
における樹脂押出速度に対する。空気流速及びダイヘッ
ド中のダイ開口から巻取装置への距離に影響される。メ
ルトブロー法においては、高空気流速かつグイヘツドを
通過して押出さ．れるポリプロピレンの重量に対する空
気の重量が大きい（好ましくは約１４０以上、望ましく
は１５０）最も好ましくはポリプロピレン１ボンドに対
して空気２００ボンド）ときには不織マット中のポリプ
ロピレン繊維は一般にそのマットのゼロ・スパン；引張
強さを大きくする。高空気流速の繊維は延押されている
ように見え、１乃至１０μの小さな直径のずつと微細な
繊維である。不織ポリプロピレンマットの特徴に著しく
影響を及ぼすメルトブロー法の他の工程条件の一は、３
ダイ開口及びダイヘッドから巻取装置への距離である。

収集装置がダイ開口から１乃至６インチ（２．５朽至１
５．２４ｃｍ）はなれていると、繊維が不織マットにな
るときかなりの自己接着性を示す。グイ開口及び収集装
置間距離が６インチ（１５．２４４ｃ７ｎ）以上でもい
くらか自己接着性はあるがその量は距離が長くなるにし
たがつて減少する。本明細書において用語（自己接着性
」とは不織熱可塑性ポリマーマットが形成されるに従い
メルトブロー法において繊維が相互に熱的に接着するこ
とを意味する。メルトブロー法によつて製造されたポリ
プロピレンマットのストリップ引張強さは高度の自己接
着性を有するマットにおいて最も大きい。自己接着性が
減少していくに従つてマットは実質的にもつれた繊維か
ら成りストリップ引張強さは著しく減少する。メルトブ
ロー法によるマットのストリップ引張強さの別の因子は
繊維そのものの引張強さであフる。

メルトブロー法による不織マット中の繊維の引張強さは
マットのゼロ・スパン引張強さを測定することにより判
明する。その測定はマットのストリップ引張強さを得る
のに用いるのと同様な一般的な手順を用いる。ストリッ
プ引張強さ及びゼ・口・スパン引張強さを得る手順はＡ
ＳＴＭ手順Ｄ−８２８−６０中にあり、ストリップ引張
強さの測定にはクランプを２インチ（５．０８ｃ７ｎ）
の距離に設定して、２５０％／分の伸張速度を用いるが
ゼロ・スパン引張強さの測定にはクランプ間の距離はな
い。双方の場合、結果はｍ単位で報告されるが、その単
位はダで測定されたマットの破壊に必要なりをｍで測定
された試験片の幅て割り、その全体をｇ／ゴで表わされ
る試験片の坪量で割つた結果得られる。メルトブロー法
においてゼロ・スパン引張強さの大きいマットを得る工
程条件てはＡＳＴＭ手順Ｄ−６８９−６２による標準エ
ルメンドルフ引裂強さ試験機により測定するとマットの
引裂抵抗は小さい。ポリプロピレン繊維のメルトブロー
法による不織マットのストリップ引張強さは、たとえマ
ットのゼロ・スパン引張強さが非常に大きくても耐荷重
の用途について所望される程度よソー般に小さい。

本発明の主な目的は不織マットのストリップ引張強さを
そのマットのゼロ・スパン引張強さに近づけ、更に好ま
しくは同じあるいはそれ以上にすることにある。本発明
によれば、直径約１乃至１０μのポリプロピレン繊維の
不織電池隔離板マットのストリップ引張強さはマット中
の繊維の収縮を十分妨けて押しつめつつ約２５０’Ｆ（
１２１℃）乃至約３２５゜Ｆ（１６３℃）、好ましくは
約２８０゜Ｆ（１３８℃）乃至約３１５゜Ｆ（１５ＴＣ
）の温度範囲で不織マットを融着することによつて増加
する。

融着法はマットに離隔した熱型を適用してマントの不連
続部分を融解してマット中の繊維部分を融合することに
よつて成される。

本明細書中ではこれを゜点接着（ＰＯｉｎｔ−１ｘ）Ｎ
ｄｉｎｇ）」という。マットに連続した熱型を適用して
、たとえばカレンダー掛けによつて、繊維の一般的な接
着をおこな・つても融着が得られる。融着法において、
マット中の繊維の収縮を妨げるのに十分な圧力を不織マ
ットに加えると融着前後のマットの大きさに差異がなく
不織マットのゼロ・スパン引張強さが減少しない。第３
図を参照すると、メルトブロー法による不織マットのス
トリップ引張強さを増加させるのに融着法において加熱
ブレス３０が用いられ得る。

ブレス３０は板３１及び板３２から成る。板３１は複数
個の離隔した突出部３３を有し、その突出部は模様を形
成するように離隔しその端部は平らなランド３４になつ
ている。突出部３３の間隔、平らなランド３４の全表面
積及び板３１の突出部３３の模様が不織マットの繊維が
点接着される程度を一部決定する。適当な模様は直線あ
るいは斜線の格子であるけれども突出部３３の間隔及び
模様は非常に変化し得る。突出部３３の適当な間隔は約
１／１６インチ（１．６−）乃至１／４インチ（６．４
ｗｇｆ１）てある。突出部３３が不織シートを貫通する
深さは板３１及ひ板３２の間にスペーサあるいはシムを
置くことによつて制御され得る。板３２は板３１の突出
部のランド３４と接触する平らな表面を有するか、板３
２の突出部のランドが板３１の突出部のランド３４と接
触するように板３１の突出部と整合する突出部を有して
もよい。不織マットのストリップ引張強さの増加をより
大きくするためには突出部３３が不織マットへより深く
貫通するのが望ましい。板３１及び３２の各々は必ずし
もその温度が同一である必要はなく、独立して加熱され
てもよい。不織マットの融着法において、融着操作中あ
るいはその後に不織マットが板に固着することを妨げる
ために不織マットとブレスの板３１及び３２との間にス
ペーサシートを用いるのが便利である。

用い得る適当なスペーサシート材料にはテイ つツシユ
ペーパ、通常の紙及びその他同様なもののような絶縁材
料あるいはアルミホイル及びその他同様なもののような
熱導体材料が含まれる。融着法において熱を加えると繊
維の融合が増加するので熱導体スペーサシートが好まし
い。改良されたストリップ引張強さが増大した不織マッ
トを連続して製造するには、不織マットの繊維の収縮を
妨げるのに十分な圧力下で繊維と繊維の融合に効果的な
加熱条件下で不織マットを力Ｌ・ンダー掛けすることに
より融着法を実施するのが有利である。

第３Ａ図を参照すると、ブレス３０のかわりに用いられ
得るカレングー・ロール４０及び４１が示されている。
カレンダー・ロール４０はたとえば斜線の格子のような
種々の形の模様でその端部が平らなランドになつている
突出部を有してもよい（図示せず）。融着を実施するた
めのカレングー掛け操作中にもまた、不織マットがカレ
ンダー・ロールに固着するのを妨げるためにスペーサシ
ートを用いてもよい。ポリプロピレン繊維の融着不織マ
ットの適当な厚さは約１乃至２５ミル（０．０２５乃至
０．６４ＴｆＵｎ）、好ましくは約１０ミル（０．２５
ｍｍ）以下である。

坪量は約１０ｙ／ｄ乃至３００ダ／イあるいはそれ以上
でもよい。融着が施される程度及び方法に依存して、不
織マットの厚みにわたつておこる融着がその長さ及び幅
にそつて実質的に離隔した模様を描いて不連続な点とな
るか、またはその長さおよび幅にそつて実質的に完全に
連続した模様を描く。融着マットのストリップ引張強さ
は大きく、約４０００ｍ以上であり、望ましくは５００
０ｍ以上、及ひ好ましくは６０００７７１，以上である
。融着マットの引裂抵抗は小さく、一般に２００ｄｒｆ
１以下であり３００ｄｒｒ１程度のことは稀である。未
処理マットのゼロ・スパン引張強さを越し得る強さを有
する融着マットは、たとえばテープ、補強ライナー、カ
ーペット基材及びその他同様なもののような耐荷重の用
途の繊維として非常に有用である。

特殊な用途としては大きなストリップ７引張強さに寄与
する積層品の成分としての使用等がある。融着マットの
別の特殊な用途の例としては電池隔離板がある。マット
は電池中の陽陰極の間に位置しかつ陽陰極を分離する。
本発明の融着不織マット及び融着法について以フ下特定
な例を用いて更に説明する。

これらの例は第１図及び第２図に示されるメルトブロー
法により第１表に示されるような特定の作業条件下で製
造されたポリプロピレン繊維の不織マットを用いる。不
織マットの特徴も坪量、ゼロ・スパン引張強さ及びゼロ
・スパン引張強さのクロス方向のマシン方向に対する比
によるマットの均一度（ＣＤ／ＭＤ）に関して第１表に
示されている。

マ＊ツトの繊維の直径は約１乃至１０μであり、通常約
１乃至５μである。参考例 この例ではマットを融着することによつて不織マットの
ストリップ引張強さがいかに増加するかを示す。

直径約１乃至１０μ（第１表参照）の繊維を製造するメ
ルトブロー条件下でつくられた不織マット．峯Ａの試験
片を２００下Ｆ（９３゜Ｃ）乃至３２００Ｆ（１６０゜
Ｃ）の温度範囲、ロール圧７００ボンド／インチ（１２
５ｋ９／Ｃｍ）、及び線速度２０フィート／分（６．１
７７１，／分）でΞ本ロールカレンダーを用い加熱カレ
ンダーロールを通すことによつて一度カレングー掛けし
た結果を第■表に示す。

第■表より判明するように、不織マットＡのストリップ
引張強さを増加させるには２５０゜Ｆ（１２１℃）以上
のカレングー・ロール温度が効果的である。

実際中間の温度と同様に最高のカレンダー・ロール温度
でもゼロ・スパン引張強さの減少のみならず増加もない
ということはマットの繊維の収縮を妨けるのに十分な圧
力が適用されていることを示している。参考例の不織マ
ットＡと同様な方法で製造された他の不織マットのスト
リップ引張強さを増加させるのに点接着技術が効果的て
あるということを実施例１乃至７て示す。

実施例１−７ 直径約１乃至１０μ（第１表参照）の繊維を製造するメ
ルトブロー条件下でつくられた不織マットＢ−Ｈはマッ
トの繊維を融着するために高温で点接着される。

融着はブレス板の温度が別々に制御，：トされるブレス
を用いてなされる。板の温度は第■表に示され、上部板
はなめらかな表面の板であり、下部板は離隔した模様に
配列された突出部を有する。融着はｍ秒間行われ、マッ
トはなめらかな表面の上部板と下部板の突出部のランド
との間の間隔が０．００５インチ（０．１３因）になる
ように閉じられる。実施例５以下は不織マットと下部板
の間に２枚のテイシユペーパーが用いられ、不織マット
と上部板の間に１板のホイルが用いられた。実施例５は
不織マットと下部板の間に２枚のホイルが用いられ、不
織マットと上部板との間に２枚のホイルが用いられた。
第■表に示すように点接着不織マットはストリップ引張
強さが大きいことを示している。そのストリップ引張強
さは未処理・マットのストリップ引張強さより非常に増
大している。本発明の実施態様と関連事項は次のとおり
である。

１ 特許請求の範囲記載の不織マットにおいて、前記マ
ットに実質的に離隔した模様を描くように前記融着がお
こる不織マット。

２ 第１項記載の不織マットにおいて、前記マットに実
質的に完全な模様を描くように連続的に前記融着がおこ
る不織マット。

３ 第２項記載の不織マットにおいて、その厚さが約１
乃至２５ミル（０．０２５乃至０．６４７７Ｚｍ）の範
男内にある不織マット。

４ 陽極板、陰極板及びポリプロピレン繊維の，−１’
織マットを含有する電池に用いられる不織マットにして
、前記不織マットが前記陽陰極板の間に位置してこれら
を分離し、直径約１乃至１０μのポリプロピレン繊維を
有し、その厚さにわた″５ つて融着し、マットのスト
リップ引張強さが約４０００７７１，以上で引裂抵抗が
約３００ｄイ以下である不織マット。

５ 第４項記載の不織マットにおいて、前記マットに実
質的に離隔した模様を描くように前記融ＲＯ着がおこる
不織マット。

６ 第５項記載の不織マットにおいて、前記マットに実
質的に完全に連続的な模様を描くように連続的に前記融
着がおこる不織マット。

７ 第６項記載の不織マットにおいて、その厚さが約１
乃至２５ミル（．０２５乃至０．６４Ｔｍ）の範囲内に
ある不織マット。

さらに、本発明にかかる不織マットは次のような方法に
よつて作られることを特徴とする。

８ 直径１乃至１０μのポリプロピレン繊維の不織マッ
ト電池隔離板のストリップ引張強さを増加させる方法に
おいて、繊維の収縮を妨げるのに十分な圧力下、約２５
０゜Ｆ（１２１℃）乃至３２５゜Ｆ（１６３℃）の温度
における少なくとも一部の融着によつて前記マットのス
トリップ引張強さを増加させる方法。

９ 第８項記載の方法において点接着により前記融着が
おこる方法。

１０第８項記載の方法においてカレンダー掛けにより前
記融着がおこる方法。

【図面の簡単な説明】

第１図はメルトブロー法全工程の略透視図、第２図はメ
ルトブロー法に用いられるグイの縦断面図の詳細図、第
３図は直径約１乃至１０μのポリプロピレン繊維の不織
マットのストリップ引張強さを増加させるのに用いられ
るブレスの略図、及び第３Ａ図は第３図のブレスのかわ
りに用いられるカレンダーロールの略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メルトブローにより形成された、直径約１乃至１０
   μのポリプロピレン繊維を含む不織マット電池隔離板で
   あつて、前記マットがその厚さにわたつて隔着し、前記
   マットのストリップ引張強さが約４０００ｍより大きく
   、かつ前記マットの引裂抵抗が約３００ｄｍ＾２以下で
   ある不織マット電池隔離板。