JPWO2016031693A1 - メルトブロー不織布およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱処理による通気量の極端な低下を発生させることなく、地合が良好で波打ちや表面凹凸がなく、熱寸法安定性に優れたメルトブロー不織布を提供する。本発明のメルトブロー不織布は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織布であって、見掛け密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３で、かつ少なくともシート片面のＫＥＳ表面粗さが１．２μｍ以下で、２００℃の温度における乾熱収縮率が２％以下のメルトブロー不織布である。本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織ウェブを、表面が平滑で可とう性を有する素材からなるベルトからなる２組のベルトコンベアの間に挟み込んで搬送し、搬送路の少なくとも一部に、前記の２組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が前記の熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上でかつ融点−３℃以下に加熱された熱処理ゾーンを有し、前記の熱処理ゾーンで前記の不織ウェブの両面にベルトコンベアが接触して前記の不織ウェブを加熱する工程を有するメルトブロー不織布の製造方法である。

Description

本発明は、地合が良好で波打ちや表面凹凸がなく、熱寸法安定性に優れたメルトブロー不織布およびその製造方法に関するものである。

メルトブロー不織布は、紡糸口金から紡出された糸条に加熱した圧空を吹き付け、繊維を細化し自己融着させ、このようにして吐出された繊維を捕集装置上に堆積させて製布されるものである。メルトブロー不織布を構成する繊維は、圧空を吹き付けられることにより細化されるため、繊維の配向結晶化が進行しにくく、製布後の不織ウェブをそのまま高温下で加工したり使用したりすると、変形や破断等のトラブルが発生する恐れがある。このようなトラブルを防ぐためには、製布後の不織ウェブに熱寸法安定性を付与しておくことが重要であり、そのための手段として一般に加熱による結晶化処理が用いられている。

従来、このような不織布の熱結晶化処理の方法としては、例えば、加熱したカレンダーロールやエンボスロールによる熱圧着法、熱風やスチーム等の高温加熱流体による熱処理方法、および赤外線ヒーターによる熱処理方法等が挙げられる。これらの熱処理方法のうちで、熱圧着法は不織ウェブの幅入りやシワの発生により加工性が悪いという課題がある。また、熱処理後にシートがつぶされて高密度化し、通気量が極端に低下するという課題があった。

また、メルトブロー不織布では、一般に不織ウェブの両端部をピンやクリップなどのテンター装置によって把持した状態で、高温加熱流体や赤外線ヒーターにより加熱する緊張熱処理の方法が取られている。

例えば、テンター装置で不織ウェブの両端部を把持した状態で、温度センサによる温度制御によって不織ウェブの幅方向の加熱を均一に行うことができる熱処理装置が提案されている（特許文献１参照。）。しかしながら、この提案の熱処理装置による熱処理では、不織ウェブの把持されている部分が不織ウェブの両端部のみであるため、繊維の融着の度合いや目付のムラなどに起因する部分的な収縮によって、地合の悪化やシート（不織ウェブ）の波打ちが発生しやすいという課題があった。

また別に、穴あき無端ベルトと繊維搬送用無端ベルトによって不織ウェブを挟み込んだ状態で、穴あき無端ベルトの内面側から外側に向かって熱風を吹き出し、熱風貫通部位の繊維を加熱する不織ウェブの加工装置および加工方法が提案されている（特許文献２参照。）。しかしながら、この提案の加工装置では、熱風を貫通させるために穴あきベルトを使用しており、非穴あき部分では熱風が貫通しないため、繊維の熱処理ムラが生じやすい他、穴あき部分の柄が不織ウェブに転写するという課題があった。また、不織ウェブへの追従性が低い金属ベルトを使用しているため、不織ウェブの把持が甘い部分が生じやすく、このような部分では繊維の収縮により地合が悪化するという課題もあった。

このように、熱処理工程において不織ウェブの地合の悪化、波打ちの発生およびベルト柄の転写による凹凸形成という課題を発生させることなく、十分に熱寸法安定性を付与することができるメルトブロー不織布の製造方法は、これまで提案されていない。

現在、不織布はフィルター、研磨布および電池セパレータ等、さまざまな工業用途で使用されている。これらのうち、電池セパレータ用に使用される不織布では、その性能としては、一般には、電極間の分離と短絡防止と電解液の保液性が求められており、また、二次電池においては、電極反応により生じるガスの通過性などが求められる。

近年は、さまざまなポータブル機器、取り付け型のセンサおよび計測機器類の開発によって電池の使用環境が多様化しており、一部の用途では、高温で衝撃負荷のかかる過酷な環境でも上記の性能を十分発揮できる電池セパレータが求められている。

このような環境下において、アニール処理を施したポリフェニレンスルフィド樹脂のメルトブロー不織布を用いたコイン型電池セパレータが提案されており（特許文献３参照。）、この手法であれば、不織布の耐熱性や耐収縮性を向上させ、高温下でも溶融や変形のない電池セパレータを得ることが可能である。しかしながら、この提案では、衝撃負荷のかかる用途ではセパレータが破断したり、電極を損傷したりする恐れがある他、アニール処理品では不織布の厚みの変動が大きく、電極とセパレータ間に隙間ができて保液性が低下しやすいという課題があった。

これに対して、別に、ポリフェニレンスルフィドのメルトブロー不織布を積層してなる電池セパレータが提案されている（特許文献４参照。）。確かにこの手法では、セパレータを薄膜化しつつ厚みの変動を低減し、電極とセパレータ間の密着性を向上させることができるが、この提案では、不織布の特徴である保液量が多いという長所が損なわれるという課題があった。また、繊維の相互接着により繊維表面積が減少し、高温下で長時間使用すると保液性が低下しやすいという課題があった。

このように、従来の電池セパレータでは、高温で衝撃負荷のかかる環境下で長時間使用してもトラブルの発生なく、十分放電特性を維持できる電池セパレータは達成されていなかった。

特開２００２−１８９７０号公報 特開２０１１−２１９８７３号公報 特開２００４−０４７２８０号公報 特開２００２−３４３３２９号公報

そこで本発明の目的は、熱処理による通気量の極端な低下を発生させることなく、地合が良好で波打ちや表面凹凸がなく、熱寸法安定性に優れたメルトブロー不織布および当該メルトブロー不織布を製造する方法を提供することにある。

また本発明の別の目的は、加圧処理によって不織布を高密度化させることなく、電極との密着性に優れ、高温で衝撃負荷のかかる環境下での使用に適した不織布電池セパレータを提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明のメルトブロー不織布は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織布であって、見掛け密度が０．１〜０．４ｇ／cｍ^３であり、かつ少なくとも片面のＫＥＳ表面粗さが１．２μｍ以下のメルトブロー不織布である。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布の２００℃の温度における乾熱収縮率は２％以下である。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布の長手方向および幅方向の引張強力はともに１０Ｎ／１５ｍｍ以上である。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布のシート両面のＫＥＳ表面粗さは１．６μｍ以下である。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布の厚さは０．１２〜０．３５ｍｍである。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布を構成する繊維の主成分である熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンスルフィド樹脂またはポリエステル樹脂である。

本発明のメルトブロー不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布を用いてなる不織布電池セパレータである。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織ウェブを、表面が平滑で可とう性を有する素材からなるベルトからなる２組のベルトコンベアの間に挟み込んで搬送し、搬送路の少なくとも一部に、前記の２組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が前記の熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上でかつ融点−３℃以下に加熱された熱処理ゾーンを有し、前記の熱処理ゾーンで前記の不織ウェブの両面にベルトコンベアが接触して前記の不織ウェブを加熱する工程を有するメルトブロー不織布の製造方法である。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法の好ましい態様によれば、前記のベルトのベック平滑度は、０．５秒以上である。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法の好ましい態様によれば、前記の不織ウェブの搬送速度は、０．１〜１０ｍ／分である。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法の好ましい態様によれば、前記の熱処理ゾーンにおける不織ウェブとベルトコンベアの接触時間は、３秒以上である。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法の好ましい態様によれば、前記のメルトブロー不織布を構成する繊維の主成分は、ポリフェニレンスルフィド樹脂またはポリエステル樹脂である。

本発明によれば、熱処理による通気量の極端な低下を発生させることなく、高温下での使用においても熱収縮がなく、地合が良好で波打ちや表面凹凸のないメルトブロー不織布を得ることができ、また、本発明のメルトブロー不織布は、表面の耐摩耗性やダスト払い落し性および逆洗性に優れており、電池セパレータやフィルター等の産業用途への利用が可能となる。

本発明のメルトブロー不織布は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織布であって、その見掛け密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ^３であり、かつ少なくとも片面のＫＥＳ表面粗さが１．２μｍ以下のメルトブロー不織布である。

本発明のメルトブロー不織布は、その見掛け密度を０．１〜０．４ｇ／ｃｍ^３とすることが重要である。見掛け密度を０．４ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは０．３８ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは０．３５ｇ／ｃｍ^３以下とすることにより、通気量の低下を抑え、圧力損失の小さいフィルターとすることができ、フィルターライフを向上させることができる。また、不織布の保液量を増加させ、電池セパレータとして使用する場合には高容量の電池を得ることができる。一方、見掛け密度を０．１ｇ／cｍ^３以上、好ましくは０．１２ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは０．１４ｇ／ｃｍ^３以上とすることにより、繊維同士の接着点の減少による強力の低下を抑え、実用に耐え得る強力やハンドリング性を有する不織布とすることができる。

本発明のメルトブロー不織布は、少なくとも片面のＫＥＳ表面粗さが１．２μｍ以下であることが重要である。ＫＥＳ表面粗さを１．２μｍ以下とすることにより、表面の耐摩耗性を向上させるとともに、フィルターとして使用した場合にダスト払い落し性や逆洗性を向上させることができ、フィルターライフを向上させることができる。また、本発明のメルトブロー不織布を、ＰＴＦＥ膜等の膜や他の不織布と貼り合わせて使用する場合には、貼り合わせ性が良く、耐摩耗性にも優れた不織布とすることができる。また、電池セパレータとして使用した場合には、電池に衝撃負荷がかかった際にセパレータが電極表面を損傷することを防ぐことができる他、セパレータと電極との接触を良好なものとし、電極と不織布の界面における電解液の保液性を高めることができる。

ＫＥＳ表面粗さの下限は特に定めるものではないが、製造時の加熱や加圧の強化によって不織布に歪みが発生することを防ぐため、０．１μｍ以上であることが好ましい態様である。

また本発明のメルトブロー不織布は、シート両面のＫＥＳ表面粗さを１．６μｍ以下とすることが好ましい。シート両面のＫＥＳ表面粗さを１．６μｍ以下、好ましくは１．４μｍ以下、さらに好ましくは１．２μｍ以下とすることにより、電池セパレータとして使用した場合には、電池に衝撃負荷がかかった際にセパレータが電極表面を損傷することを防ぐことができる他、セパレータと電極との接触を良好なものとし、電極と不織布の界面における電解液の保液性を高めることができる。

また、本発明のメルトブロー不織布は、２００℃の温度における乾熱収縮率は、２％以下であることが好ましく、より好ましくは１％以下である。このようにすることにより、高温環境下でも使用中の寸法変化や不織布内部の構造変化がない不織布とすることができる。また、加熱による張力緩和等で不織布が伸長する場合があり、上記同様、高温環境下での使用中の寸法変化や不織布内部の構造変化を防ぐため、乾熱収縮率は好ましくは−２％以上、より好ましくは−１％以上であり、乾熱収縮率は０％に近いことが好ましい態様である。

本発明のメルトブロー不織布は、不織布の長手方向および幅方向の引張強力がともに１０Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１２Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは１４Ｎ／１５ｍｍ以上とすることにより、電池に衝撃負荷がかかってもセパレータの破断や損傷が発生することを防ぐことができる。また引張強力は大きいことが好ましい態様であるが、過度に接着を強化して繊維間の融着が進行し、風合いが硬いものになることを防ぐため、引張強力は好ましくは３００Ｎ／１５ｍｍ以下、より好ましくは２００Ｎ／１５ｍｍ以下である。

本発明のメルトブロー不織布は、不織布を構成する繊維の平均単繊維径が０．１〜１０μｍであることが好ましい。平均単繊維径を好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下とすることにより、不織布の目付の均一性を向上させ、捕集効率に優れるフィルターとすることができる。また、電池セパレータとして使用する際にはピンホールの発生を防ぎ、かつ部分的に電気抵抗が増加することを防ぐことができる。

一方、平均単繊維径を好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上とすることにより、製造過程においてポリマーを引き伸ばして細化する際に、繊維が切れてショット（ポリマー塊状物）が発生することを抑制することができ、またフィルターとして使用する際には圧損の上昇を防ぐことができる。

本発明のメルトブロー不織布は、不織布の厚さが０．１２〜０．３５ｍｍであることが好ましい。不織布の厚さを好ましくは０．３５ｍｍ以下、より好ましくは０．３２ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３０ｍｍ以下とすることにより、電池の内部抵抗の増加を抑えるとともに、電池内部でセパレータが電極を強く圧迫することを抑制し、電池に衝撃負荷がかかった際に電極を損傷することを防ぐことができる。また、厚さを好ましくは０．１２ｍｍ以上、より好ましくは０．１４ｍｍ以上、さらに好ましくは０．１８ｍｍ以上とすることにより、セパレータと電極の密着性を向上させ、高温下で長時間使用しても保液性を維持することができる。

メルトブロー不織布以外の不織布形態として、例えば、スパンボンド不織布、フラッシュ紡糸不織布、湿式不織布、カード不織布およびエアレイド不織布等を挙げることができるが、スパンボンド不織布、カード不織布およびエアレイド不織布は、繊維径が太く目付均一性に劣るため、表面粗さが大きくなりやすい。また、フラッシュ紡糸不織布は、高密度であるため通気量が低下するという傾向がある。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織ウェブを、表面が平滑で可とう性を有する素材からなるベルトからなる２組のベルトコンベアの間に挟み込んで搬送し、搬送路の少なくとも一部に、前記の２組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が前記の熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上でかつ融点−３℃以下に加熱された熱処理ゾーンを有し、前記の熱処理ゾーンで不織ウェブの両面にベルトコンベアが接触して、前記の不織ウェブを加熱する工程を有するメルトブロー不織布の製造方法である。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融し、それを紡糸口金から押し出した後、押し出された溶融樹脂からなる糸状に加熱高速ガス流体等を吹き当てて繊維状に細化し、細化された繊維を移動するコンベア上に捕集してシート状にする（以下、前記工程を“製布する”と記載することがある。）ことで得られた不織ウェブを、２組のベルトコンベアによって挟み込み、不織ウェブの全面が十分に把持された状態で、加熱したベルト表面との接触加熱によって、不織ウェブが熱処理されることが重要である。このようにすることにより、従来の不織ウェブの一部が把持された状態で行われる緊張熱処理と比較して、繊維の融着の度合いや目付ムラによる部分的なシート（不織ウェブ）の収縮を抑制し、地合の悪化や波打ちを発生させることなく、不織ウェブを熱処理することができる。

「１組のベルトコンベア」とは、無端ベルトとベルトを回転させる駆動部とを備えた一式のベルトコンベア設備を意味する。

製布された後の不織ウェブが熱処理されると、繊維同士の融着が進行して厚さが薄くなることから、熱処理している間常に不織ウェブ全体が把持された状態を維持するため、不織ウェブを挟み込む２組のベルトコンベアのベルト間の隙間（クリアランス）は、２ｍｍ以下で、かつ熱処理後のメルトブロー不織布の厚さよりも小さいことが好ましい。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、不織ウェブを挟み込む２組のベルトコンベアのベルト表面が平滑であることが重要であり、コンベアベルトの不織ウェブと接触する面のベック平滑度が０．５秒以上であることが好ましく、より好ましくは１秒以上であり、さらに好ましくは２秒以上である。このようにすることにより、不織ウェブとすることができる。また、加熱によって軟化した不織ウェブに、ベルト表面の凹凸を転写することを防ぐことができる。また、ベック平滑度を好ましくは１０００秒以下、より好ましくは５００秒以下、さらに好ましくは３００秒以下とすることにより、熱処理後のメルトブロー不織布がベルト表面に貼り付き、加工性が悪化することを防ぐことができる。

また、本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、不織ウェブを挟み込むコンベアベルトが可とう性を有する素材からなるベルトであることが重要である。「可とう性を有する」とは、１枚ものでベルトコンベアのベルトとして使用可能な程度の可とう性を意味する。好ましいベルトの素材の一例として、ガラス繊維などの繊維素材が芯材として編み込まれた“テフロン”（登録商標）樹脂（ポリ四フッ化エチレン樹脂）ベルトなどが挙げられる。可とう性を有するベルトは、不織ウェブの厚さムラにも柔軟に追従できるため、不織ウェブをベルトコンベアで挟み込んだ際に不織ウェブ全体を十分に把持することができる。これに対し、例えば複数の金属片をつなぎ合わせたり金属板を並べたりしたもののような、可とう性を有していないベルトの場合は、ベルトの柔軟性が低いため、不織ウェブの細かい厚さムラに追従することができず、部分的に不織ウェブの把持が甘い箇所が発生しやすくなる。

また、不織ウェブが挟み込まれるコンベアベルトの厚さは、０．１〜３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜２ｍｍであり、さらに好ましくは０．１〜１ｍｍである。コンベアベルトの厚さをこのようにすることにより、コンベアベルトに柔軟性を持たせ、不織ウェブの厚さムラにも柔軟に追従し、不織ウェブ全体を十分に把持させることができる。

また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、熱処理前の不織ウェブやコンベアベルトの表面に離型剤を塗布したり、“テフロン”（登録商標）（ポリ四フッ化エチレン）シート等の離型シートを重ねて加工したりすることにより、離型性を向上させることもできる。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法において、不織ウェブの熱処理ゾーンでは、２組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が、不織ウェブの主成分である熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上に加熱されていることが重要である。表面温度をこのようにすることにより、不織ウェブを構成する繊維を熱結晶化させ、熱寸法安定性を付与することができる。

一方、ベルトコンベアの表面温度を、前記の熱可塑性樹脂の融点−３℃以下とすることが重要であり、より好ましくは融点−３０℃以下、さらに好ましくは融点−６０℃以下とすることにより、繊維の熱結晶化が進行する前に不織布が軟化し、繊維同士が融着してフィルムライクとなったり、繊維の結晶化が過度に進行してシートの風合いがパリパリとしたものになったりすることを防ぐことができる。

また、熱処理ゾーンでベルトコンベア表面の温度を段階的に変化させ、徐々に不織ウェブを加熱あるいは冷却することができる。また、熱処理ゾーンの前に、ベルトコンベア表面の温度が前記の熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以下である予熱ゾーンを設けることができる。

熱処理ゾーンにおけるベルトコンベアと不織ウェブの接触時間は、不織ウェブを構成する繊維の熱可塑性樹脂の種類や、不織布の目付と厚さに応じて適宜調整されるものであるが、この接触時間は３秒以上であることが好ましく、より好ましくは５秒以上であり、さらに好ましくは１０秒以上である。接触時間をこのように設定することにより、不織ウェブ全体を十分熱処理し、優れた熱寸法安定性を付与することができる。また、接触時間を好ましくは６００秒以下、より好ましくは３００秒以下、さらに好ましくは１００秒以下とすることにより、生産性の低下を防ぐことができる。

ベルトコンベアによる不織ウェブの搬送速度は、０．１ｍ／分以上とすることが好ましく、より好ましくは０．５ｍ／分以上であり、さらに好ましくは１ｍ／分以上である。搬送速度をこのように設定することにより、生産能力の低下を抑えることができる。一方、不織ウェブの搬送速度を、好ましくは１０ｍ／分以下、より好ましくは８ｍ／分以下、さらに好ましくは６ｍ／分以下とすることにより、繊維の熱結晶化が進行する前に急激な加熱によって不織ウェブが軟化し、厚みがつぶされたり、繊維同士が融着してフィルムライクになったりすることを防ぐことができる。

本発明により製造されるメルトブロー不織布を構成する繊維の主成分としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、およびポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂や、これらを共重合した熱可塑性樹脂が挙げられる。

これらの中でも、ポリフェニレンスルフィド樹脂およびポリエステル樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂は、繊維の曳糸性に優れている一方、製布後の不織ウェブは熱寸法安定性が非常に低いという課題があるが、本発明のメルトブロー不織布の製造方法を用いることにより熱寸法安定性を付与することでき、高温下での使用が可能となる好ましい態様の一例である。

本発明において、「主成分とする」とは、「当該成分を８５質量％以上含有し、当該成分のみからなる場合も含まれること」を意味する。

また、メルトブロー不織布を構成する繊維には、結晶核剤、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、滑剤および親水剤等を添加することができる。

本発明のメルトブロー不織布の製造方法によれば、不織ウェブの目付が低くても地合を悪化や波打ちを発生させることなく熱処理加工を施すことができるが、実用に供し得る機械的強度のメルトブロー不織布を得るため、目付は１０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、より好ましくは２０ｇ／ｍ^２以上である。一方、不織ウェブの目付が高いと、厚み方向に加熱ムラが生じて内部まで十分に熱結晶化させることができなくなる可能性があることから、目付はより好ましくは４００ｇ／ｍ^２以下であり、さらに好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下である。

製布された不織ウェブの厚さは、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。厚さをこのように設定することにより、不織ウェブの厚さ方向中央部の加熱が不十分となることを防ぎ、内部まで熱結晶化させ、不織ウェブ全体に十分な熱寸法安定性を付与することができる。

また、２組のベルトコンベアによって不織ウェブを搬送する際に、２組のベルトコンベアの両面からかかる圧力を調整する方法、またはベルトコンベア出口付近にニップロールを設置し、熱処理後のメルトブロー不織布を加圧する方法、あるいはこれら２とおりの方法を併用することにより、熱処理後のメルトブロー不織布の見掛け密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ^３となる範囲で、厚みを目的の用途に応じて適宜調整することができる。

次に、本発明のメルトブロー不織布を製布する方法について、好ましい態様を説明する。

メルトブロー法は、樹脂を溶融し、紡糸口金から押し出した後、この溶融樹脂に加熱高速ガス流体等を吹き当てて引き伸ばすことにより繊維状に細化し、移動するコンベア上に捕集してシート状にする工程を要する不織布の製造方法である。

本発明のメルトブロー不織布を構成する繊維の主成分である熱可塑性樹脂は、融点＋３４．５℃の温度において、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−７０（測定荷重５ｋｇ重）に準じて測定されるＭＦＲが１００〜２０００ｇ／１０分であることが好ましい態様である。ＭＦＲを１００ｇ／１０分以上、より好ましくは１５０ｇ／１０分以上とすることにより、良好な流動性をとり、容易に繊維状に細化することができる。一方、ＭＦＲを２０００ｇ／１０分以下、より好ましくは１５００ｇ／１０分以下とすることにより、口金の背面圧を適度に有し、紡糸安定性に優れるものとなる。

樹脂を溶融する押出機および紡糸口金の温度は、使用する樹脂の融点よりも１０〜５０℃高い温度であることが好ましい。樹脂を溶融する押出機の温度が低すぎると、樹脂が固化または低流動化し、また温度が高すぎると樹脂の劣化が促進される。

加熱高速ガスの温度は、紡糸温度よりも０℃以上高くすることにより、繊維を効率よく細化できるとともに、繊維同士の自己融着により実用に耐えうる強度のメルトブロー不織布を得ることができる。また、加熱高速ガスの温度を紡糸温度よりも好ましくは３０℃以下、より好ましくは２５℃以下、さらに好ましくは２０℃以下に設定することにより、ショット（ポリマー塊状物）の発生を抑制し、不織布を安定して製造することができる。

本発明のメルトブロー不織布は、通気量が高く、耐摩耗性に優れ、表面の平滑性が高くダスト払い落し性や逆洗性に優れることから、フィルター等の産業用途に好適に使用することができる。また、本発明のメルトブロー不織布は、電池セパレータとして使用した際に高温で衝撃負荷のかかる環境下で使用してもセパレータの溶融や破断および電極の損傷というトラブルの発生がなく、放電特性に優れており、タイヤ空気圧監視システム等の用途に好適に用いることができる。

次に、実施例に基づき本発明のメルトブロー不織布の製造方法について、具体的に説明する。本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

［測定方法］
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ）（ｇ／１０分）：
ポリフェニレンスルフィド樹脂のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−７０に準じて、測定温度が３１５．５℃で、測定荷重が５ｋｇの条件で３回測定し、その平均値をＭＦＲとした。

（２）固有粘度（ＩＶ）：
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度ＩＶは、次の方法で３回測定し、その平均値をとった。オルソクロロフェノール１００ｍｌに対し試料８ｇを溶解し、温度２５℃においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度η_ｒを、下記式により求めた。
・η_ｒ＝η／η_０＝（ｔ×ｄ）／（ｔ_０×ｄ_０）
ここで、ηはポリマー溶液の粘度、η_０はオルソクロロフェノールの粘度、ｔは溶液の落下時間（秒）、ｄは溶液の密度（ｇ／ｃｍ^３）、 ｔ_０はオルソクロロフェノールの落下時間（秒）、ｄ_０はオルソクロロフェノールの密度（ｇ／ｃｍ^３）を、それぞれ表す。次いで、上記の相対粘度η_ｒから下記式により、固有粘度ＩＶを算出した。
・ＩＶ＝０．０２４２η_ｒ＋０．２６３４。

（３）融点（℃）：
使用した熱可塑性樹脂の融点は、示差走査熱量計（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｑ１００）を用いて、次の条件で３回測定し、吸熱ピーク頂点温度の平均値を算出して、測定対象の融点とした。繊維形成前の熱可塑性樹脂において吸熱ピークが複数存在する場合は、最も高温側のピーク頂点温度とする。また、繊維を測定対象とする場合には、同様に測定し、複数の吸熱ピークから各成分の融点を推定することができる。
・測定雰囲気：窒素流（１５０ｍｌ／分）
・温度範囲 ：３０〜３５０℃
・昇温速度 ：２０℃／分
・試料量 ：５ｍｇ。

（４）平均単繊維径（μｍ）：
コンベアベルト上に捕集した不織ウェブからランダムに小片サンプル１０個を採取し、マイクロスコープで１０００〜２０００倍で表面写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維の幅を測定し、その平均値を算出した。単繊維の幅平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して繊維径とした。

（５）不織布の目付（ｇ／ｍ^２）：
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年版）６．２「単位面積当たりの質量」に基づき、２０ｃｍ×２５ｃｍの試験片を、試料の幅１ｍ当たり３枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ^２当たりの質量（ｇ／ｍ^２）で表した。

（６）不織布およびコンベアベルトの厚さ（ｍｍ）：
ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００年版）５．１に準じて、直径１０ｍｍの加圧子を使用し、荷重１０ｋＰａで不織布およびコンベアベルトの幅方向等間隔に１０点の厚さを０．０１ｍｍ単位で測定し、その平均値の小数点以下第三位を四捨五入した。

（７）不織布の見掛け密度（ｇ／ｃｍ^３）：
不織布の目付を厚さで除して、見掛け密度を求めた。

（８）不織布の乾熱収縮率（％）：
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年版）６．１０．３に準じて測定した。恒温乾燥機内の温度を２００℃とし、１０分間熱処理した。

（９）ベルト表面のベック平滑度（秒）：
ベック平滑度試験機を用い、ＪＩＳ Ｐ８１１９（１９９８年版）に準じて、コンベアベルトの不織ウェブ接触面について、幅方向等間隔に１０点の測定を実施し、その平均値の小数点以下第二位を四捨五入した値をベック平滑度とした。

（１０）不織布の外観評価：
熱処理前の不織ウェブと熱処理後のメルトブロー不織布について、シートの波打ちと表面の地合と表面凹凸を目視で比較した。表１では、それぞれの項目について、熱処理前後で変化が見られない場合は「○」、わずかに悪化している場合は「△」、悪化している場合は「×」で表記した。熱処理する際に不織ウェブ全体が十分把持されている場合は、熱処理前後で外観に変化は見られなかった。一方、不織ウェブの把持が不十分であると、波打ちの発生や地合の悪化が見られた。

（１１）ＫＥＳ表面粗さ（μｍ）：
不織布を２０ｃｍ角に切り取り、カトーテック社製ＫＥＳ−ＦＢ４−ＡＵＴＯ−Ａ自動化表面試験機を用いて、シート両面の表面粗さを測定した。試料は４００ｇの荷重をかけてセットし、１０ｇ加重をかけた表面粗さ検出用接触子を試料に接触させて、タテ方向とヨコ方向を３回ずつ測定し、その平均を表面粗さ（μｍ）とした。

（１２）不織布の通気量（ｃｃ／ｃｍ^２／秒）：
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年）フラジール形法に準じて、１５ｃｍ角にカットした繊維シート１０枚を、テクステスト社製の通気性試験機ＦＸ３３００を用いて、試験圧力１２５Ｐａで測定した。得られた値の平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して通気量とした。

（１３）不織布の耐摩耗性：
ＪＩＳ Ｌ０８４９（２０１３年版）９．２に準じて、学振形摩擦試験を行った。不織布表面を、摩擦用白綿布を取り付けた摩擦子で５００回往復摩擦し、試験前後の試験片の表面状態を、目視と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。表１では、ＳＥＭ観察でも試験前後で表面状態に変化が見られない場合は「５」、目視では不明瞭であるがＳＥＭ観察ではわずかに毛羽立ちが確認できる場合は「４」、目視では不明瞭であるがＳＥＭ観察では明らかに毛羽立ちが確認できる場合は「３」、目視で毛羽立ちが確認できる場合は「２」、シート形態を保持できていない場合は「１」で表記した。

（１４）不織布の引張強力（Ｎ／１５ｍｍ）
不織布の引張強力は、ＪＩＳ Ｐ８１１３（２００６年版）９．１に準じ、サンプルサイズ１５ｍｍ×２８ｃｍ、つかみ間隔１８ｃｍ、引張速度２０ｍｍ／分の条件で、タテ方向（長手方向）とヨコ方向（幅方向）にそれぞれ３点の引張試験を行い、サンプルが破断した時の強力の平均値を引張強力（Ｎ／１５ｍｍ）とした。

（１５）電池特性評価：
下記の実施例６〜１０および比較例３〜６で作製したコイン型リチウム電池について、−１０℃の温度条件下で、負荷抵抗１００Ωで３０ｍＡの電流を５秒間流したときの閉路電圧を測定し、１０個の電池の平均値を表１に記載した。また、高温貯蔵後の電流特性を評価するため、作製した電池を１２０℃の環境下で１０日間放置した後、上記と同様の手順で閉路電圧を測定し、結果を高温貯蔵試験後の閉路電圧として、表１に記載した。

（１６）耐衝撃試験：
下記の実実施例６〜１０および比較例３〜６で作製したコイン型リチウム電池を外径７７ｃｍのタイヤの内側に貼り付け、タイヤを速さ１００ｋｍ／ｈｒで回転するドラムに押し当てて回転させ、１４日間の耐衝撃試験を行った。試験後の電池について上記電池特性評価に記載の手順で閉路電圧を測定し、表３に示した。

［実施例１］
（紡糸とシート化）
ＭＦＲが６００ｇ／１０分で、融点が２８１℃のポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を、窒素雰囲気中で１５０℃の温度で２４時間乾燥して用いた。このポリフェニレンスルフィド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が３１０℃で、孔径（直径）φが０．４０ｍｍの紡糸口金から単孔吐出量０．２３ｇ／分で紡出し、これに空気加熱器で加熱した３２５℃の温度の圧縮空気を圧力０．１５ＭＰａで吹き当てて、上記の紡糸口金からの距離１００ｍｍの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．４０ｍｍの不織ウェブ得た。得られた不織ウェブを構成する繊維の平均繊維径は４．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
ガラス繊維を芯材として編み込んだ“テフロン”（登録商標）樹脂ベルトからなり、ベルトの厚さが０．３１ｍｍで、ベルト表面のベック平滑度が２．６秒の２組のベルトコンベアを、ベルト間のクリアランスが０となるように上下に配置した。採取した不織ウェブをこのベルトコンベア間に通し、全面把持した状態で速度２ｍ／分で搬送し、上下のベルト表面の温度を１４０℃に加熱した長さ１ｍの熱処理ゾーンを通過させて３０秒間熱処理を施した。乾熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２７ｍｍで熱収縮率は０％であり、波打ち発生、地合の悪化および表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２５．５Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１８．７Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１４．１ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が１．０８μｍで、捕集ネット面が１．２６μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

［実施例２］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じ条件で、不織ウェブを製布した。

（不織布の熱処理）
実施例１と同じベルトコンベアを使用し、搬送速度を１０ｍ／分とし、熱処理ゾーンにおける上下のベルトの表面の温度を２００℃として、６秒間熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２２ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であり、実施例１で得られたメルトブロー不織布よりも厚みが減少しており、実施例１で得られたメルトブロー不織布と比較して地合がわずかに劣るものの、波打ちや表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３６ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２７．３Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が２０．２Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１３．２ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が０．９５μｍで、捕集ネット面が１．１０μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

［実施例３］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。単孔吐出量を０．３８ｇ／分とし、熱風圧力を０．１５ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同じ条件で紡糸し、紡糸口金からの距離１３０ｍｍの位置にある移動するコンベア上に捕集して、目付が２００ｇ／ｍ^２で、厚さが１．２０ｍｍの不織ウェブを得た。得られた不織ウェブの平均繊維径は８．０μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
採取した不織布を、実施例１と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布は厚さは０．８５ｍｍ、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２４ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が６０．２Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が４４．３Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は３．８ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が１．１７μｍで、捕集ネット面が１．３６μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

［実施例４］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じ条件で、不織ウェブを製布した。

（不織布の熱処理）
ガラス繊維を芯材として編み込んだ“テフロン”（登録商標）樹脂ベルトからなり、ベルト表面のベック平滑度が１．０秒の２組のベルトコンベアを使用し、実施例１と同じ条件で熱処理を行った。乾熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２７ｍｍであり、熱収縮率は０％であり、実施例１で得られたメルトブロー不織布と比較して地合がわずかに劣るものの、波打ちや表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２４．５Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１８．３Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１５．５ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が１．１０μｍで、捕集ネット面が１．３２μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

［実施例５］
（紡糸とシート化）
固有粘度がＩＶ０．５１で、融点が２６０℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を、窒素雰囲気中で１５０℃の温度で２４時間乾燥して用いた。このポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が３００℃で、孔径（直径）φが０．４０ｍｍの紡糸口金から単孔吐出量０．２１ｇ／分で紡出し、空気加熱器で加熱した３２０℃の温度の圧縮空気を圧力０．１３ＭＰａで吹き当てて、上記の紡糸口金からの距離１５０ｍｍの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．４２ｍｍの不織ウェブを得た。得られた不織ウェブの平均繊維径は２．８μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
採取した不織ウェブを、実施例１と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．３６ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生、地合の悪化および表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２２ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が１９．８Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１４．５Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１１．０ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が０．９５μｍで、捕集ネット面が１．０８μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

［比較例１］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じ条件で、不織ウェブを製布した。

（不織布の熱処理）
不織ウェブを搬送するベルト間のクリアランスを１．０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件で熱処理した。ベルト間のクリアランスの方が製布した不織ウェブの厚さ０．４０ｍｍよりも大きいため、熱処理中に下ベルトのみが不織ウェブと接触しており、不織ウェブは把持されていない状態であった。熱処理後のメルトブロー不織布は熱処理前と比較して幅方向に３０％熱収縮しており、厚さは０．３７ｍｍであった。また乾熱収縮率は０％であり、表面凹凸の発生は見られなかったが、地合が悪化し、シート全体に波打ちが発生していた。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２２ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が１４．６Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が９．８Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１８．４ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が３．３０μｍで、捕集ネット面が３．９２μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片のＳＥＭ観察を実施した結果、表面に毛羽立ちが発生していた。

［比較例２］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じ条件で、不織ウェブを製布した。

（不織布の熱処理）
ピンテンター装置により不織ウェブ両端のみをピンで把持した状態で、速度１ｍ／分で搬送し、温度１４０℃の熱風を６０秒間吹き付け、熱処理を行った。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２６ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であった。また、表面凹凸の発生は見られなかったが、シート全体に波打ちが発生し、地合が悪化していた。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３１ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２５．３Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１８．８Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１６．８ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が１．３５μｍで、捕集ネット面が１．６２μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面を比較すると、目視でも毛羽立ちが発生していることが確認できた。

［比較例３］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じ条件で、不織ウェブを製布した。

（不織布の熱処理）
メッシュ数が５０で、線径が０．２２ｍｍで、開口率が３２％のＳＵＳ製平織りメッシュベルトからなり、ベルト表面のベック平滑度が０秒（測定限界以下）である２組のベルトコンベアを使用し、実施例１と同じ条件で熱処理を行った。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２６ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であったが、わずかにシートに波打ちが発生し、熱処理中の把持性が不十分であったため、地合の悪化やシワ入りが見られた。また、シート表面にベルトのメッシュ柄が転写し、凹凸が発生した。結果を表１に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３１ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２６．１Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１７．２Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は１７．３ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が２．１１μｍで、捕集ネット面が２．２９μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片のＳＥＭ観察を実施した結果、表面に毛羽立ちが発生していた。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６４Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．３６Ｖであった。また耐衝撃試験後の閉路電圧は１．３３Ｖであった。結果を、表３に示す。

［比較例４］
（紡糸とシート化）
実施例１と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。熱風圧力を０．１８ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同じ条件で紡糸し、紡糸口金からの距離１００ｍｍの位置にある移動するコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．３９ｍｍの不織ウェブを得た。得られた不織ウェブの平均繊維径は３．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
得られた不織ウェブを、比較例２と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２６ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であった。また、表面凹凸の発生は見られなかったが、シート全体に波打ちが発生し、地合がわずかに悪化していた。続いて熱処理後のメルトブロー不織布を、温度１３０℃に加熱した金属カレンダーロールで線圧５０ｋｇ／ｃｍ、速度２ｍ／分の条件でカレンダー加工を施した。カレンダー加工後の不織布の厚さは０．１０ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であった。また、カレンダー加工の実施により、熱処理後に見られたシート全体の波打ちが解消し、地合や表面凹凸の状態には変化はなかった。表１の不織布の外観評価は、カレンダー加工後の結果を表記した。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．８０ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２５．９Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１９．４Ｎ／１５ｍｍであり、通気量は３．１ｃｃ／ｃｍ^２／秒であり、表面粗さは非捕集ネット面が０．５７μｍで、捕集ネット面が０．６２μｍであった。また、学振型摩擦試験の前後で試験片の表面状態に変化は見られなかった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６１Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．３９Ｖであった。また、耐衝撃試験後の閉路電圧は２．２６Ｖであった。結果を、表３に示す。

（注）“テフロン”（登録商標）樹脂：ポリ四フッ化エチレン樹脂。

＜まとめ＞
表１に示されるように、可とう性を有するベルトからなるベルトコンベアで十分に不織ウェブ全面を把持した状態で、熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上、融点−３℃以下の温度で接触熱処理することで得られたメルトブロー不織布は、シートの波打ちや表面凹凸がなく地合が良好で熱寸法安定性に優れた不織布であった。

また、本発明のメルトブロー不織布は、比較例１〜３の不織布と比較して、表面粗さが小さく、耐摩耗性に優れており、また、比較例４のカレンダー加工を施した不織布と比較して通気量が高かった。

［実施例６］
（紡糸とシート化）
ＭＦＲが６００ｇ／１０分で、融点が２８１℃のポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を、窒素雰囲気中で１５０℃の温度で２４時間乾燥して用いた。このポリフェニレンスルフィド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が３１０℃で、孔径（直径）φが０．４０ｍｍの紡糸口金から単孔吐出量０．２３ｇ／分で紡出し、これに空気加熱器で加熱した３２５℃の温度の圧縮空気を圧力０．２０ＭＰａで吹き当てて、上記の紡糸口金からの距離１００ｍｍの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．３８ｍｍの不織布を得た。得られた不織ウェブ（不織布）を構成する繊維の平均単繊維径は２．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
ガラス繊維を芯材として編み込んだ“テフロン”（登録商標）樹脂ベルトからなり、ベルトの厚さが０．３４ｍｍで、ベルト表面のベック平滑度が２．６秒の２台のベルトコンベアを、ベルト間のクリアランスが０となるように上下に配置した。採取した不織布をこのベルトコンベア間に通し、全面把持した状態で速度２ｍ／分で搬送し、上下のベルト表面の温度を１４０℃に加熱した長さ１ｍの熱処理ゾーンを通過させて、３０秒間熱処理を施した。乾熱処理後の不織布の厚さは０．２７ｍｍで、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２８．０Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が２０．６Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が０．９３μｍで、捕集ネット面が１．０６μｍであった。

（電池特性評価）
得られた不織布を、直径１６ｍｍに打ち抜き加工し、これをセパレータとして使用して、直径が２０ｍｍで、高さが３．２ｍｍのコイン型チリウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であった。電池の負極端子板には、ニッケルメッキ加工を施したステンレス鋼板を使用し、この負極端子板の内側に直径が１６ｍｍで、厚さが０．６ｍｍのリチウム板を圧着して、負極とした。一方、酸化マンガン９２質量％に、導電剤として黒鉛７質量％と、結着剤としてポリテトラフルオロエチレン１質量％とを混合した正極合剤を調製し、この正極合剤を直径１６ｍｍで、厚さ１．９ｍｍに加圧成形して正極を作製した。これら負極と正極に間には、打ち抜き加工された不織布セパレータを配置し、プロピレンカーボネートと１，２−ジメトキシエタンを体積比１：１で混合し、ＬｉＣｌＯ_４を０．５ｍｏｌ／ｌ溶解させた電解液を注入した状態で、正極の上からステンレス鋼製の正極缶を被せ、ポリフェニレンスルフィド製の環状ガスケットを用いて圧接封口し、電池とした。作製された電池の閉路電圧は２．７０Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４９Ｖであった。また、耐衝撃試験後の閉路電圧は２．３８Ｖであった。結果を、表３に示す。

［実施例７］
（紡糸とシート化）
実施例６と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。熱風圧力を０．１８ＭＰａとしたこと以外は、実施例６と同じ条件で紡糸し、紡糸口金からの距離１００ｍｍの位置にある移動するコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．３９ｍｍの不織ウェブ（不織布）を得た。得られた不織ウェブ（不織布）の平均繊維径は３．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
採取した不織ウェブ（不織布）を、実施例６と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２８ｍｍ、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２９ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２７．１Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１９．７Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が１．０３μｍで、捕集ネット面が１．１５μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６８Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４７Ｖであった。また耐衝撃試験後の閉路電圧は２．３６Ｖであった。結果を、表３に示す。

［実施例８］
（紡糸とシート化）
実施例７と同じ条件で、不織ウェブ（不織布）を製布した。

（不織布の熱処理）
採取した不織ウェブ（不織布）を、実施例６と同じ条件で熱処理した後、ベルトコンベア出口に配置したニップロールにより、常温で、線圧２０ｋｇｆ／ｃｍでニップした。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２１ｍｍであり、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．３８ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が２０．３Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１６．６Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が０．８５μｍで、捕集ネット面が１．０１μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６９Ｖ、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４９Ｖであった。また耐衝撃試験後の閉路電圧は２．３７Ｖであった。結果を、表３に示す。

［実施例９］
（紡糸とシート化）
実施例６と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。単孔吐出量を０．３０ｇ／分、熱風圧力を０．１５ＭＰａとしたこと以外は、実施例６と同じ条件で紡糸し、紡糸口金からの距離１３０ｍｍの位置にある移動するコンベア上に捕集して、目付が８０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．４６ｍｍの不織ウェブ（不織布）を得た。得られた不織ウェブ（不織布）の平均繊維径は６．０μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
採取した不織布を、実施例６と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．３２ｍｍで、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２５ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が１９．６Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１７．９Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が１．１５μｍで、捕集ネット面が１．２７μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６８Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４５Ｖであった。また、耐衝撃試験後の閉路電圧は２．３３Ｖであった。結果を、表３に示す。

［実施例１０］
（紡糸とシート化）
実施例６と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。実施例７と同じ条件で紡糸し、目付が５０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．３２ｍｍの不織ウェブ（不織布）を得た。得られた不織ウェブ（不織布）の平均繊維径は３．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
採取した不織布を、実施例６と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．１８ｍｍで、乾熱収縮率は０％であり、波打ち発生や地合の悪化、表面凹凸の発生は見られなかった。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２８ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が１６．３Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が１１．１Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が０．９６μｍで、捕集ネット面が１．１２μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布の打ち抜き加工性は良好であり、作製した電池の閉路電圧は２．６４Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４３Ｖであった。また、耐衝撃試験後の閉路電圧は２．３３Ｖであった。結果を、表３に示す。

［比較例５］
（紡糸とシート化）
実施例７と同じ条件で、不織ウェブ（不織布）を製布した。

（不織布の熱処理）
熱処理は実施しなかった。不織布の厚さは０．３９ｍｍで、乾熱収縮率は８０％であった。

（不織布の物性）
不織布の見掛け密度は０．２１ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が６．０Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が３．４Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が２．２２μｍで、捕集ネット面が２．７３μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布は打ち抜き加工時に毛羽立ちやすく、加工性不良で発生したが、問題なく加工できたものを使用して電池を作製した。作製した電池の閉路電圧は２．６９Ｖで、高温貯蔵試験後の閉路電圧は１．９９Ｖであった。また、耐衝撃試験後の閉路電圧は０．６２Ｖであった。結果を、表３に示す。

［比較例６］
（紡糸とシート化）
実施例６と同じポリフェニレンスルフィド樹脂を、原料として用いた。実施例７と同じ条件で紡糸し、紡糸口金からの距離１５０ｍｍの位置にある移動するコンベア上に捕集して、目付が５０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．３９ｍｍの不織ウェブ（不織布）を得た。得られた不織ウェブ（不織布）の平均繊維径は３．６μｍであり、１時間の紡糸においてショット（ポリマー塊状物）の発生はなく、紡糸性は良好であった。

（不織布の熱処理）
ピンテンター装置により不織ウェブ（不織布）の両端のみをピンで把持した状態で、速度１ｍ／分で搬送し、温度１４０℃の熱風を６０秒間吹き付け、熱処理を行った。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは０．２１ｍｍで、乾熱収縮率は０％であった。また、表面凹凸の発生は見られなかったが、シート全体に波打ちが発生し、地合が悪化していた。結果を表２に示す。

（不織布の物性）
熱処理後の不織布の見掛け密度は０．２４ｇ／ｃｍ^３であり、引張強力はタテ方向が１１．９Ｎ／１５ｍｍで、ヨコ方向が７．６Ｎ／１５ｍｍであり、表面粗さは非捕集ネット面が１．５９μｍで、捕集ネット面が１．７２μｍであった。

（電池特性評価）
実施例６と同じ条件でコイン型リチウム電池を作製し、電池特性評価を行った。不織布は打ち抜き加工時に一部で毛羽立ちが発生し、加工性不良で発生したが、問題なく加工できたものを使用して電池を作製した。作製した電池の閉路電圧は２．６５Ｖ、高温貯蔵試験後の閉路電圧は２．４３Ｖであった。また耐衝撃試験後の閉路電圧は０．８７Ｖであった。結果を、表３に示す。

（注）“テフロン”（登録商標）樹脂：ポリ四フッ化エチレン樹脂。

＜まとめ＞
表２に示されるように、可とう性を有するベルトからなるベルトコンベアで十分に不織ウェブ全面を把持した状態で、熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上、融点−３℃以下の温度で接触熱処理することで得られたメルトブロー不織布は、シートの波打ちや表面凹凸がなく地合が良好で熱寸法安定性に優れた不織布であった。

また、本発明のメルトブロー不織布は、比較例５の熱処理を施していない不織布と比較して熱寸法安定性に優れており、比較例６のピンテンター熱処理を施した不織布と比較して表面粗さが小さかった。

＜まとめ＞
表３に示されるように、本発明のメルトブロー不織布を用いてなる不織布電池セパレータは、比較例４のカレンダー加工を施した高密度のセパレータと比較して閉路電圧が大きく、電流特性に優れており、また比較例５の乾熱収縮率の大きいセパレータ、比較例６の引張強力の小さいセパレータおよび比較例３の表面粗さの大きいセパレータと比較して、高温貯蔵試験後および耐衝撃試験後の閉路電圧に優れていた。

Claims (12)

1. 熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織布であって、見掛け密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ^３であり、かつ少なくともシート片面のＫＥＳ表面粗さが１．２μｍ以下であることを特徴とするメルトブロー不織布。
2. ２００℃の温度における乾熱収縮率が２％以下である請求項１記載のメルトブロー不織布。
3. 長手方向および幅方向の引張強力がともに１０Ｎ／１５ｍｍ以上である請求項１または２記載のメルトブロー不織布。
4. シート両面のＫＥＳ表面粗さが１．６μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のメルトブロー不織布。
5. 不織布の厚さが０．１２〜０．３５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載のメルトブロー不織布。
6. 不織布を構成する繊維の主成分である熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンスルフィド樹脂またはポリエステル樹脂である請求項１〜５のいずれかに記載のメルトブロー不織布。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のメルトブロー不織布を用いてなる不織布電池セパレータ。
8. 熱可塑性樹脂を主成分とする繊維からなる不織ウェブを、表面が平滑で可とう性を有する素材からなるベルトからなる２組のベルトコンベアの間に挟み込んで搬送し、搬送路の少なくとも一部に、前記２組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が前記熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上でかつ融点−３℃以下に加熱された熱処理ゾーンを有し、前記熱処理ゾーンで前記不織ウェブの両面にベルトコンベアが接触して前記不織ウェブを加熱する工程を有することを特徴とするメルトブロー不織布の製造方法。
9. ベルトのベック平滑度が０．５秒以上である請求項８記載のメルトブロー不織布の製造方法。
10. 不織ウェブの搬送速度が０．１〜１０ｍ／分である請求項８または９記載のメルトブロー不織布の製造方法。
11. 熱処理ゾーンにおける不織ウェブとベルトコンベアの接触時間が３秒以上である請求項８〜１０のいずれかに記載のメルトブロー不織布の製造方法。
12. 不織布を構成する繊維の主成分がポリフェニレンスルフィド樹脂またはポリエステル樹脂である請求項８〜１１のいずれかに記載のメルトブロー不織布の製造方法。