TW201831744A - 原纖化聚乙烯醇纖維及其製造方法 - Google Patents

原纖化聚乙烯醇纖維及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於提供一種原纖化聚乙烯醇纖維,(fibrillated polyvinyl alcohol fiber)其係造紙性(papermaking property)良好,藉由造紙所得之薄片的機械強度高。本發明關於平均纖維直徑為0.1μm以上14μm以下,且縱橫比為500以上10000以下之原纖化聚乙烯醇纖維。

Description

原纖化聚乙烯醇纖維及其製造方法
本發明專利申請案係對於日本專利申請案第2016-256259號(申請日:2016年12月28日)主張巴黎公約上的優先權,於此藉由參照而將其全體併入本說明書中。
本發明關於原纖化聚乙烯醇纖維及其製造方法。
於隔離物(separator)或過濾器中,一般認為使用由細小的微細化纖維即原纖化纖維所得之薄片者係有效。作為如此的原纖化纖維,例如已知由纖維素或特定的聚乙烯醇均聚物交聯纖維所得之原纖化纖維(例如專利文獻1)。
包含原纖化纖維素纖維的隔離物係被視為具有抑制正極活性物質與負極活性物質的內部短路之效果。又,期待藉由使用原纖化纖維素纖維作為過濾器的材料,而提高微細粒子的捕捉性能。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2016-30862號公報
另一方面,亦嘗試從聚乙烯醇(PVA)纖維得到原纖化纖維,但是因PVA分子間的氫鍵所造成的強之相互作用,而難以將PVA纖維原纖化。具體而言,有在將PVA纖維原纖化之前發生挫曲(bucking),或纖維彼此纏結而分散不良,或在原纖化時纖維細碎而溶於溶劑中之情況。
專利文獻1中記載的原纖化纖維係在使短纖維的水分散液以高壓碰撞之原纖化方法的性質上,為使經切割成1mm左右的PVA纖維之分散水彼此碰撞而原纖化,故所製造的原纖化纖維之縱橫比低。如此縱橫比低的原纖化纖維雖然具有許多的性能上優異之點,但是由於具有粉末狀的形狀,有在造紙步驟中難以得到高良率之情況,還有藉由造紙所得之紙的強度低之情況。
因此,本發明之課題在於提供一種原纖化聚乙烯醇纖維,其係造紙性良好,藉由造紙所得之薄片的機械強度高。
本發明者為了解決上述課題,對於原纖化聚乙烯醇纖維,重複詳細地檢討,結果達成本發明。
即,本發明包含以下的合適態樣。
[1]一種原纖化聚乙烯醇纖維,其係平均纖維直徑為0.1μm以上14μm以下,且縱橫比為500以上10000以下。
[2]如前述[1]記載之原纖化聚乙烯醇纖維,其具有棉狀的形狀。
[3]如前述[1]或[2]記載之原纖化聚乙烯醇纖維,其中原纖化聚乙烯醇纖維中所包含的聚乙烯醇之縮醛化度為3~40莫耳%。
[4]如前述[1]~[3]中任一項記載之原纖化聚乙烯醇纖維,其CSF為5~500ml。
[5]一種如前述[1]~[4]中任一項記載之原纖化聚乙烯醇纖維之製造方法,其包含將包含聚乙烯醇及聚氧化烯(polyalkylene oxide)的易原纖化聚乙烯醇纖維予以原纖化之步驟。
[6]如前述[5]記載之原纖化聚乙烯醇纖維之製造方法,其中相對於前述易原纖化聚乙烯醇纖維中的聚乙烯醇及聚氧化烯之總量,聚氧化烯之重量比率為3~40重量%。
[7]一種電容器用隔離物,其包含如前述[1]~[4]中任一項記載之原纖化聚乙烯醇纖維。
[8]如前述[7]記載之電容器用隔離物,其中以前述隔離物之總重量為基準,包含30重量%以上90重量%以下的前述原纖化聚乙烯醇纖維。
[9]一種電容器,其係以前述隔離物之總重量為基準,包含30重量%以上90重量%以下的如[1]~[4]中任一項記載之原纖化聚乙烯醇纖維而成。
[10]一種橡膠製品,其包含如前述[1]~[4]中任一項記載之原纖化聚乙烯醇纖維作為補強材。
依照本發明,可提供一種原纖化聚乙烯醇纖維,其係造紙性良好,藉由造紙所得之薄片的機械強度高。
圖1係顯示實施例1所得之棉狀的原纖化PVA纖維(1)之外觀的照片。
圖2係實施例1所得之棉狀的原纖化PVA纖維(1)之以電子顯微鏡所觀察的照片。
圖3係比較例1所得之原纖化PVA纖維(2)之以電子顯微鏡所觀察的照片。
圖4係以電子顯微鏡觀察實施例2中的5%模數測定後之斷裂面中露出之纖維的照片。
圖5係以電子顯微鏡觀察比較例2中的5%模數測定後之斷裂面中露出之纖維的照片。
實施發明的形態
本發明之一實施態樣的原纖化聚乙烯醇纖維(以下,亦稱為「原纖化PVA纖維(A)」)係平均纖維直徑為0.1μm以上14μm以下,且縱橫比為500以上10000以下。
於本發明中,原纖化PVA纖維(A)係平均纖維直徑為0.1μm以上,較佳為0.3μm以上,更佳為0.5μm以上,尤佳為0.8μm以上,特佳為0.85μm以上, 極佳為0.9μm以上。又,原纖化PVA纖維(A)係平均纖維直徑為14μm以下,較佳為12μm以下,更佳為10μm以下,尤佳為8μm以下,特佳為6μm以下,極佳為4μm以下,特別佳為2μm以下,非常佳為1μm以下。再者,原纖化PVA纖維(A)係縱橫比為500以上,較佳為600以上,更佳為700以上,尤佳為800以上,特佳為900以上,極佳為1000以上。另外,原纖化PVA纖維(A)係縱橫比為10000以下,較佳為5000以下,更佳為4000以下,尤佳為3000以下,特佳為2500以下。若原纖化PVA纖維(A)之平均纖維直徑及縱橫比各自為上述下限值以上,則於將原纖化PVA纖維(A)予以造紙時(製片(sheetmaking)隔離物),原纖化PVA纖維(A)不易脫落,還可進一步提高藉由造紙所得之薄片(例如隔離物)的機械強度,可伴隨其而降低黏結劑的含量。因此,使用此薄片作為隔離物時,可降低電容器的內部電阻,再者原纖化PVA纖維(A)的操作性亦良好。若原纖化PVA纖維(A)之平均纖維直徑及縱橫比各自為上述上限值以下,則可抑制纖維彼此之過度纏結,將原纖化PVA纖維(A)造紙所得之薄片(例如隔離物)的質地係變良好。於本發明中,原纖化PVA纖維(A)之平均纖維直徑及縱橫比,係例如於包含PVA纖維以外的纖維時,藉由依據纖維的識別方法之溶解法而去除PVA纖維以外的纖維後,任意地選擇20根的原纖化PVA纖維,藉由光學顯微鏡測定各纖維的寬度與長度,以其數值的平均值為基礎,可算出平均纖維直徑及縱橫比。原纖化PVA纖維(A)係可具有 分岔。再者,當原纖化PVA纖維(A)具有分岔時,於本發明中,可將各枝當作1根纖維,將各枝所具有的平均纖維直徑及縱橫比當作原纖化纖維之平均纖維直徑及縱橫比。
本發明中原纖化PVA纖維(A)之形狀係沒有特別的限定,例如為纖維狀(尤其棉狀)及粉狀。從提高藉由造紙所得之薄片的機械強度之觀點,尤其進一步提高機械強度,同時得到內部電阻更低的電容器用隔離物之觀點及操作性的提高之觀點來看,原纖化PVA纖維(A)之形狀較佳為纖維狀,更佳為棉狀。
於本發明中,原纖化PVA纖維(A)中所包含的聚乙烯醇,從配向結晶化之觀點來看,通常具有70莫耳%以上的乙烯醇構成單元,較佳具有90莫耳%以上,更佳具有95莫耳%以上,尤佳具有98莫耳%以上,特佳具有99莫耳%以上,非常佳具有99.8莫耳%以上。再者,聚乙烯醇係可為除了乙烯醇構成單元,還相對於聚乙烯醇,以30莫耳%以下之比例含有從乙烯、伊康酸、乙烯胺、丙烯醯胺、戊酸乙烯酯、馬來酸酐及含磺酸的乙烯基化合物等之其它單體而來的構成單元之共聚物。皂化度較佳為80莫耳%以上,通常為100莫耳%以下。聚乙烯醇之黏度平均聚合度係沒有特別的限定,但從得到高強度的原纖化PVA纖維之觀點來看,較佳為500以上,更佳為1500以上。聚乙烯醇之黏度平均聚合度的上限值係沒有特別的限定,例如為4000以下。又,為了耐熱水性的提高,於纖維化後,亦可藉由後反應而將聚乙 烯醇予以縮醛化。再者,聚乙烯醇之黏度平均聚合度係可依照JIS K 6726測定。
於本發明中,原纖化PVA纖維(A)中所包含的聚乙烯醇之縮醛化度較佳為3莫耳%以上,更佳為6莫耳%以上,尤佳為10莫耳%以上。又,原纖化PVA纖維(A)中所包含的聚乙烯醇之縮醛化度較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,尤佳為30莫耳%以下,極佳為25莫耳%以下,特佳為20莫耳%以下,例如15莫耳%以下。若聚乙烯醇之縮醛化度為上述下限值以上,則可得到耐水性優異之原纖化PVA纖維(A)。若聚乙烯醇之縮醛化度為上述上限值以下,則原纖化PVA纖維(A)容易具有微細構造,因力學處理所致的纖維之微細化變容易。再者,所謂的縮醛化度,就是縮醛化合物與聚乙烯醇的羥基反應而生成的縮醛鍵相對於乙烯醇構成單元之比例,表示聚乙烯醇纖維中的縮醛鍵之存在比例。聚乙烯醇之縮醛化度係可使用1H-NMR或13C-NMR求出。
於本發明中,原纖化PVA纖維(A)的CSF(加拿大標準排水度,Canadian Standard Freeness)較佳為5~500ml,更佳為10~400ml,尤佳為50~350ml。CSF表示纖維的攪打程度。若原纖化PVA纖維(A)的CSF為上述下限值以上,則將原纖化PVA纖維(A)造紙所得之薄片(例如隔離物)本身的質地良好,可得到緻密且均質的薄片(例如隔離物)。若原纖化PVA纖維(A)的CSF為上述上限值以下,則可得到機械強度更高的薄片(例如隔離物)。於本發明中,CSF係可依照JIS P 8121「紙漿的排水度試驗方法」測定。
於本發明中,原纖化PVA纖維(A)係在PVA以外實質上不含樹脂,但只要是不損害本發明效果之範圍,則亦可含有無機顏料、有機顏料、抗熱降解劑、pH調整劑、交聯劑及油劑等之添加劑。又,原纖化PVA纖維(A)雖然樹脂僅實質上由聚乙烯醇所構成,但以往將聚乙烯醇纖維予以原纖化時,通常使用纖維素系原纖化助劑或丙烯腈系原纖化助劑等,如此的助劑等係含於纖維中。由於纖維素系原纖化助劑或丙烯腈系原纖化助劑之存在,而原纖化性大幅降低。再者,於將原纖化PVA纖維(A)造紙而製造薄片時,作為所使用的黏結劑,PVA系的黏結劑係適合薄片的機械強度之提高,但使用PVA以外的其它聚合物時,薄片(例如隔離物)的機械強度會降低。另一方面,依照本發明,由於構成原構纖化PVA纖維(A)的樹脂係實質上由聚乙烯醇所構成,可抑制水分的保持率,再者可得到機械強度高且內部電阻低的電容器用隔離物。另外,使用有機系電解液作為電容器中的電解液時,水變成雜質而使電容器性能降低。水分的保持率愈低,愈可以低能量進行乾燥。本發明之一實施態樣的使用原纖化PVA纖維(A)所得之電容器用隔離物,由於可實質上僅由聚乙烯醇所製造,故水分的保持率低,再者由於具有能充分耐得住乾燥的高耐熱性,故低能量的乾燥為可能。因此,如此所得之隔離物係適合作為採用有機系電解液的電容器用隔離物。再者,原纖化PVA纖維(A)之製造中所使用的原纖化助劑(例如後述的聚氧化烯)係其一部分亦可含於原纖化PVA纖維(A)中,但例 如使用於後述的電容器用隔離物等時,較佳為實質上不含。
本發明之一實施態樣的原纖化PVA纖維(A)之製造方法係沒有特別的限定。例如,藉由將分散有聚乙烯醇纖維的漿料予以高壓噴射而進行原纖化,可製造原纖化PVA纖維(A),或於聚乙烯醇中摻合適當的原纖化助劑,進行紡絲,然後使經紡絲的纖維分散於水中,藉由以打漿機、圓盤精煉機或高速攪打機等之製紙用攪打機,攪打到指定的排水度為止,可製造原纖化PVA纖維(A)。於本發明之一實施態樣中,較佳為如下述,藉由打漿機、圓盤精煉機或高速攪打機等之製紙用攪打機等,攪打包含聚乙烯醇及聚氧化烯的易原纖化聚乙烯醇纖維,而製造原纖化PVA纖維(A)。此時,由於可製造比較長纖維尤其棉狀的原纖化PVA纖維(A),故可進一步提高將該原纖化PVA纖維(A)造紙所得的薄片(例如隔離物)之機械強度。
於本發明之合適的實施態樣中,上述原纖化PVA纖維(A)係可藉由包括將包含聚乙烯醇及聚氧化烯的易原纖化聚乙烯醇纖維予以原纖化之步驟的方法而製造。
於本發明之合適的實施態樣中,上述易原纖化聚乙烯醇纖維包含聚乙烯醇及聚氧化烯。上述易原纖化聚乙烯醇纖維中所包含的聚氧化烯係以氧化烯(alkylene oxide)作為構成單元之聚合物。於本發明中,聚氧化烯係可為以單一的氧化烯作為構成單元之聚合 物,也可為以複數的氧化烯作為構成單元之共聚物。作為聚氧化烯,例如可舉出以具有2~6個碳原子的氧化烯作為構成單元之聚合物,具體而地可舉出聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚氧化異丁烯及此等之共聚物以及混合物等。本發明中的聚氧化烯,只要在不損害本發明的效果之範圍內,則亦可為與其它單體的共聚物,或也可經改質。再者,當聚氧化烯為共聚物時,共聚物之聚合形態係沒有特別的限定,可為雜亂狀、嵌段狀、接枝狀或錐狀之任一者。於本發明中,從易原纖化性提高之觀點來看,聚氧化烯更佳為選自由聚氧化乙烯、聚氧化丙烯及環氧乙烷/環氧丙烷共聚物所組成之群組的至少1種。再者,當聚氧化烯為環氧乙烷/環氧丙烷共聚物時,構成環氧乙烷/環氧丙烷共聚物的環氧乙烷單體單元與環氧丙烷單體單元之莫耳比率(環氧乙烷單體單元[莫耳]/環氧丙烷單體單元[莫耳]),從易原纖化性向上之觀點來看,較佳為80/20~99/1,更佳為85/15~95/5,尤佳為88/12~92/8。再者,若易原纖化性升高,則容易得到具有比較長的纖維長度之原纖化纖維,故可提高包含此原纖化纖維的薄片(例如隔離物)之機械強度。
聚氧化烯之重量平均分子量Mw較佳為50000以上,更佳為60000以上,尤佳為70000以上,且較佳為3000000以下,更佳為200000以下,尤佳為150000以下。若聚氧化烯之重量平均分子量Mw為上述下限值以上,則易原纖化聚乙烯醇纖維中的聚氧化烯之分散狀態良好,且易原纖化性亦升高,可提高包含此原 纖化纖維的薄片(例如隔離物)之機械強度,再者於紡絲步驟中由於紡絲原液的黏度調整變容易,從工業的觀點來看亦較宜。若聚氧化烯之重量平均分子量Mw為上述上限值以下,則易原纖化聚乙烯醇纖維中的聚氧化烯之分散狀態良好,且易原纖化性亦升高,再者於紡絲步驟中可抑制聚氧化烯之脫落,故可得到絨毛(單紗斷裂)少的纖維,可進一步提高包含此原纖化纖維的薄片(例如隔離物)之機械強度。另外,於本發明中,重量平均分子量Mw係可使用聚苯乙烯標準,藉由凝膠滲透層析術測定。
於本發明中,聚乙烯醇纖維中所包含的聚氧化烯係被認為具有原纖化助劑之機能。於包含聚乙烯醇及聚氧化烯的上述聚乙烯醇纖維中,聚乙烯醇及聚氧化烯的至少一部分係互不相溶,發生相分離。相分離之構造係沒有特別的限定,例如可舉出海島構造、相互連結構造或層狀構造。於上述聚乙烯醇纖維中,由於聚乙烯醇及聚氧化烯的至少一部分發生相分離,而在其界面中容易發生剝離,結果該纖維被認為容易發生原纖化者。
於上述易原纖化聚乙烯醇纖維中,相對於聚乙烯醇及聚氧化烯之總量,聚氧化烯之重量比率較佳為3重量%以上,更佳為5重量%以上,尤佳為7重量%以上,且較佳為40重量%以下,更佳為35重量%以下,尤佳為30重量%以下,特佳為25重量%以下,極佳為20重量%以下,非常佳為15重量%以下,例如10重量%以下。若聚氧化烯之重量比率為上述下限值以上,則聚乙烯醇纖維的易原纖化性進一步升高。若聚氧化烯之重 量比率為上述上限值以下,則可將聚乙烯醇纖維內的聚氧化烯之比例抑制在低值,結果容易發揮與紙漿的高接著性、耐鹼性及適度的吸水性等之來自聚乙烯醇的性質,可得到機械強度高的薄片(例如隔離物),再者亦可提高易原纖化聚乙烯醇纖維的紡絲性。還有,使用澱粉或纖維素等的原纖化助劑時,為了使原纖化發生,相對於聚乙烯醇纖維,必須大量地添加原纖化助劑。此時,由於所得之纖維中的聚乙烯醇之含量降低,聚乙烯醇本來具有的性質降低,例如與聚乙烯醇系黏結劑的親和性之降低係可能發生,包含此原纖化纖維的薄片(例如隔離物)之機械強度會降低。
上述易原纖化聚乙烯醇纖維之纖維真圓換算直徑較佳為5μm以上,更佳為7μm以上,尤佳為10μm以上,且較佳為50μm以下,更佳為30μm以下,尤佳為20μm以下。若易原纖化聚乙烯醇纖維之纖維真圓換算直徑為上述下限值以上,則在紡絲時單紗膠黏係不易發生,工業上有利。若易原纖化聚乙烯醇纖維之纖維真圓換算直徑為上述上限值以下,則纖維攪打時的原纖化效率變高,故可得到機械強度高的薄片(例如隔離物)。再者,於本發明中,所謂的纖維真圓換算直徑,就是意指具有與纖維剖面的面積相同面積的真圓之直徑。
上述易原纖化聚乙烯醇纖維之原纖化方法係沒有特別的限定。通常,易原纖化纖維係可藉由化學的膨潤力及機械應力之各自單獨利用或兩者之併用而原纖化。所謂化學的膨潤力,就是表示使聚乙烯醇或聚氧 化烯等的纖維之構成成分膨潤之能力。使此等構成成分膨潤的膨潤劑係沒有特別的限定,例如可舉出水。機械應力係可藉由能將剪切力給予聚乙烯醇纖維的混合機、打漿機、精煉機及/或螺桿等而賦予。
作為上述易原纖化聚乙烯醇纖維之原纖化方法,例如可舉出切斷纖維,以短纖維之狀態進行原纖化之方法等。於切斷纖維而以短纖維的狀態進行原纖化之方法中,例如藉由將纖維切斷成1~30mm,在水中浸漬‧分散,使用混合機等施加機械應力,而進行原纖化,可得到原纖化PVA纖維(A)。
上述易原纖化聚乙烯醇纖維例如可藉由包含以下步驟的方法而製造;調製包含聚乙烯醇、聚氧化烯及水的紡絲原液之調製步驟,藉由使用紡絲原液進行紡絲,得到纖維之紡絲步驟,將纖維延伸之延伸步驟,及將纖維中所包含的聚乙烯醇予以縮醛化之縮醛化步驟。
於上述調製步驟中,視需要一邊加熱,一邊使聚乙烯醇及聚氧化烯溶解於水中,調製紡絲原液。視需要亦可在紡絲原液中摻合硼酸、鹼成分(例如氫氧化鈉)、消泡劑等。紡絲原液中的聚乙烯醇之濃度通常為10~20重量%。又,相對於聚乙烯醇及聚氧化烯之總量而言的聚氧化烯之重量比率,係與上述的易原纖化聚乙烯醇纖維中之相對於聚乙烯醇及聚氧化烯之總量而言的聚氧化烯之重量比率同樣。
於紡絲步驟中,藉由使用上述調製步驟所得之紡絲原液進行紡絲,而得到纖維。具體而言,從紡絲噴嘴,在凝固浴中紡出紡絲原液,使其脫水凝固。紡絲噴嘴係可為圓形,也可為圓形以外的異形,例如扁平狀、十字型、T字型、Y字型、L字型、三角型、四角型或星型等。作為凝固浴,可使用聚乙烯醇纖維之濕式紡絲中以往所使用之具有脫水能力的無機鹽類之水溶液。其中,作為凝固浴,較宜使用芒硝(硫酸鈉十水合物)水溶液。從提高所得之原纖的機械強度,得到機械強度高的薄片(例如隔離物)之觀點來看,可使硼酸溶解於紡絲原液中,可更含有鹼。凝固浴之溫度係沒有特別的限制,但由於低溫者係不易發生纖維的膠黏,故通常較佳為30~50℃左右之溫度。
於此紡絲步驟中,在紡絲原液中添加硼酸,在由含有鹼的芒硝水溶液所構成的凝固浴中紡出,進行凝膠紡絲時,紡絲原液中的硼酸之添加量,以聚乙烯醇及聚氧化烯之總量為基準,較佳為1重量%以下。若紡絲原液中的硼酸之添加量為上述範圍內,則在以後進行的乾熱延伸時,不易發生因硼酸所致的交聯,可順利地進行延伸。又,使用由含有鹼的芒硝水溶液所構成的凝固浴,不是藉由凝膠紡絲而是藉由通常的濕式凝固法進行此紡絲步驟時,由於若對於紡絲所得之纖維進行硼酸的洗淨處理,則因聚乙烯醇中所含有的羧基之強親水性而容易引起纖維的溶解或膠黏,故較佳為不進行硼酸的洗淨。特別地,若聚乙烯醇中的羧基之比例超過10莫耳%,則容易發生膠黏。
接著,於延伸步驟中,將在上述紡絲步驟所得之纖維予以延伸。具體而言,使用輥,從凝固浴中將纖維拉出至空氣中,進行延伸。此延伸步驟係可以使用導件的方法、使用輥的方法等任一者進行。再者,延伸係可在空氣中進行,也可在高溫的鹽類水溶液中進行(濕熱延伸),或也可併用兩者。一般而言,於空氣中使用輥而將纖維延伸後,較佳為採用濕熱延伸之方法,於濕熱延伸中,更佳為使用飽和芒硝水溶液浴,在約40~90℃左右之溫度進行。當時,若預先將濕熱延伸浴維持在酸性側,則可防止纖維的膠黏而較宜。以延伸倍率通常成為2~5倍,較佳成為3~4倍左右的方式進行。再者,所謂的延伸倍率,就是延伸後的纖維長度相對於指延伸前的纖維長度之倍數。
然後,將如此所得之纖維乾燥而去除水分,接著以其延伸倍率成為約2~3倍左右之方式進行乾熱延伸。此處,乾熱延伸係以總延伸倍率成為6倍以上,較佳成為7倍以上,更佳成為7~13倍左右之方式進行。乾燥通常係不緩和紡絲延伸時的張力,以80~140℃左右之溫度進行直到充分去除水分為止,然後的乾熱延伸較佳為在空氣中加熱至200~240℃左右而進行。再者,此處所言的乾熱延伸之延伸倍率,就是指乾熱延伸後的纖維長度相對於延伸後且在進行乾熱延伸前的纖維長度之倍數,還有所謂的總延伸倍率,就是指乾熱延伸後相對於進行纖維長度延伸前的纖維長度之倍數。
接著,於縮醛化步驟中,使用縮醛化合物,將在上述延伸步驟所得之纖維予以縮醛化。作為縮醛化合物,例如可舉出甲醛及甲醛等之單醛;戊二醛、己二醛及壬二醛等之二醛,及此等的二醛之醛基經甲醇、乙醇或乙二醇所縮醛化而遮蔽的縮醛類等。特別地,由於對於既有的製造設備之挪用容易,工業上的觀點上有利,縮醛化合物較佳為甲醛。再者,使用甲醛的縮醛化係特別稱為縮甲醛化。
縮醛化係可使用包含硫酸等的礦酸及縮醛化合物及視需要少量的礦酸鹽之組成液而進行。作為礦酸,例如可舉出硫酸、磷酸、硝酸及鉻酸等之無機酸,以及羧酸及磺酸等之有機酸。組成液中的礦酸之濃度為通常0.3~3莫耳/升,縮醛化合物的濃度通常為0.6~7莫耳/升。又,縮醛化步驟中的組成液之溫度通常為50~90℃,較佳為60~80℃。
縮醛化步驟中的纖維之縮醛化度較佳為3莫耳%以上,更佳為6莫耳%以上,尤佳為8莫耳%以上,尤更佳為10莫耳%以上,且較佳為40莫耳%以下,更佳為30莫耳%以下,尤佳為20莫耳%以下,尤更佳為15莫耳%以下。若聚乙烯醇之縮醛化度為上述下限值以上,則可得到耐水性優異的易原纖化聚乙烯醇纖維。若聚乙烯醇之縮醛化度為上述上限值以下,則所得之聚乙烯醇纖維的易原纖化性進一步升高。
如上述,可製造上述易原纖化聚乙烯醇纖維。上述易原纖化聚乙烯醇纖維由於不使用纖維素系聚 合物等,而使用水溶性的聚氧化烯,故可不使用有機溶劑,使用水性溶液進行紡絲。於使用有機溶劑的紡絲之情況中,包含溶劑回收等的總共之製造成本變高,但於本發明之一實施態樣中,如上述可進行使用水性溶液的水系紡絲,可不需回收有機溶劑而進行紡絲,故可將製造成本抑制在低。再者,於本發明之一實施態樣中,由於不使用纖維素系聚合物,故在縮醛化處理所造成的聚乙烯醇/聚氧化烯之界面中不進行交聯,即使縮醛化度高時,也易原纖化性不大地降低,可賦予耐水性。
於本發明之另一實施態樣中,提供一種包含上述原纖化PVA纖維(A)之電容器用隔離物。此電容器用隔離物係以該隔離物之總重量為基準,較佳包含30重量%以上,更佳包含35重量%以上,尤佳包含40重量%以上,極佳包含50重量%以上的原纖化PVA纖維(A),且較佳包含90重量%以下,更佳包含80重量%以下,尤佳包含70重量%以下的原纖化PVA纖維(A)。若上述電容器用隔離物中的原纖化PVA纖維(A)之含量為上述下限值以上,則可提高隔離物的機械強度,可抑制製造上的不良狀況。若上述電容器用隔離物中的原纖化PVA纖維(A)之含量為上述上限值以下,則隔離物中的各成分之均勻性良好,故可抑制隔離物中的強度不均。
本發明之一實施態樣的電容器用隔離物係除了上述原纖化PVA纖維(A),還可含有黏結劑(B)。於本發明中,黏結劑(B)較佳為聚乙烯醇系黏結劑,此時,由於構成原纖化PVA纖維(A)的樹脂之種類為共通,可 得到與原纖化PVA纖維(A)之接著性優異,機械強度更優異之隔離物。再者,若黏結劑(B)為聚乙烯醇系黏結劑,則耐電解液性及吸液性優異。再者,作為聚乙烯醇系黏結劑,較佳為由上述聚乙烯醇所構成之黏結劑。
作為黏結劑(B)之形狀,例如可舉出纖維狀、粉末狀及溶液狀,但較佳為纖維狀。藉由濕式抄造來抄造隔離物時,若黏結劑(B)為纖維狀,則藉由降低乾燥前所帶入的水分等之手段,可使黏結劑(B)不完全地溶解,僅使殘留著纖維形態的黏結劑纖維與主體纖維之交點進行點接著,不招致電解液吸液性的降低、內部電阻的上升,可提高隔離物的機械強度而特佳。當黏結劑(B)為纖維狀時,從隔離物的機械強度之升高、電解液吸液性的降低之抑制及內部電阻之降低的觀點來看,其纖度較佳為0.4~3dtex,更佳為0.7~2dtex,尤佳為0.8~1.5dtex,纖維長度較佳為0.5~7mm,更佳為1~5mm,尤佳為2~4mm。
於本發明中,聚乙烯醇系黏結劑之水中溶解溫度較佳為60~90℃,更佳為70~90℃。又,聚乙烯醇系黏結劑較佳為由平均聚合度是500~3000左右、皂化度是97~99莫耳%的聚乙烯醇所構成之纖維。聚乙烯醇系黏結劑亦可為與其它的聚合物之複合紡絲纖維、混合紡絲纖維(海島纖維)。構成聚乙烯醇系黏結劑的聚乙烯醇亦可為包含來自上述其它單體的構成單元之共聚物。從電解液吸液性、機械性能等之點來看,聚乙烯醇系黏結劑較佳包含30重量%以上的乙烯醇構成單元,更佳包含 50重量%以上,尤佳包含80重量%以上,且通常包含100重量%以下。
上述電容器用隔離物係以該隔離物之總重量為基準,較佳包含1重量%以上,更佳包含3重量%以上,尤佳包含4重量%以上,特佳包含5重量%以上的黏結劑(B),且較佳包含15重量%以下,更佳包含13重量%以下,尤佳包含10重量%以下的黏結劑(B)。若上述電容器用隔離物中的黏結劑(B)之含量為上述下限值以上,則可進一步提高隔離物的機械強度,可抑制製造上的不良狀況。若上述電容器用隔離物中的黏結劑(B)之含量為上述上限值以下,則吸液性優異,再者由於能抑制黏結劑的被膜化,故可降低隔離物的電容器之內部電阻,可進一步抑制電解液吸液性之降低。再者,本發明之一實施態樣的原纖化PVA纖維(A)由於機械強度高,於包含此原纖化PVA纖維(A)的隔離物中,可減低黏結劑量。因此,於此隔離物中,可降低電容器的內部電阻。
本發明之一實施態樣的電容器用隔離物亦可含有上述原纖化PVA纖維(A)以外的其它原纖化纖維(C)。所謂的其它原纖化纖維,例如可舉出原纖化纖維素纖維、原纖化聚烯烴纖維(例如,聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯/聚乙烯複合纖維)、原纖化聚醯胺纖維及原纖化聚酯纖維等。其中,從電容器用隔離物的構成成分之原纖化PVA纖維(A)的分散性變良好,結果可得到質地良好、緻密且均質之隔離物的觀點來看,電容器用隔離物較佳為包含原纖化纖維素纖維。
原纖化纖維素纖維係可藉由將纖維素纖維予以原纖化處理而得。作為纖維素纖維,例如可舉出縲縈纖維(包含多元腦縲縈(polynosic rayon)纖維、有機溶劑系纖維素纖維)、乙酸酯系纖維及天然紙漿(木材紙漿、棉絨紙漿、麻、紙漿等)等之天然纖維素系纖維。此等之纖維素纖維係可被絲光化。使1種或2種以上的此等之纖維素纖維分散於水中,藉由用打漿機、圓盤精煉機或高速攪打機等之製紙用攪打機,攪打到指定的排水度為止,可得到原纖化纖維素纖維。
關於其它原纖化纖維(C)的攪打程度,雖然取決於原纖化纖維(C)之種類,但是其它原纖化纖維(C)的CSF例如為0~700ml,較佳為0~600ml,更佳為5~500ml,尤佳為10~400ml。特別地,當其它原纖化纖維(C)為原纖化纖維素纖維時,原纖化纖維素纖維的CSF較佳為0~700ml,更佳為0~550ml。若原纖化纖維(C)的CSF為上述範圍內,則隔離物本身之質地良好,可得到緻密且均質的隔離物。
上述電容器用隔離物係以該隔離物之總重量基準,較佳包含10重量%以上,更佳包含20重量%以上,尤佳包含30重量%以上的原纖化纖維素纖維,且較佳包含70重量%以下,更佳包含65重量%以下,尤佳包含60重量%以下的原纖化纖維素纖維。若上述電容器用隔離物中的原纖化纖維素纖維之含量為上述下限值以上,則不僅原纖化纖維素纖維,而且原纖化PVA纖維(A)的分散性變良好,故可得到均勻且緻密的隔離物。若上 述電容器用隔離物中的原纖化纖維素纖維之含量為上述上限值以下,則成為機械強度更優異之隔離物,還可降低電容器的內部電阻。
本發明之一實施態樣的電容器用隔離物係除了上述原纖化PVA纖維(A),還可含有纖維素纖維(D)。若電容器用隔離物包含纖維素纖維(D),則由於纖維素纖維具有在隔離物中作為骨架之機能,而可保持機械強度。纖維素纖維係可被絲光化。作為絲光化紙漿中使用的紙漿,可舉出闊葉樹紙漿、針葉樹紙漿、桉樹紙漿、蘆葦紙漿、棉絨紙漿、鳳梨紙漿、馬尼拉麻紙漿及劍麻紙漿等。可使用由此等之紙漿中選出的一種或複數種者,還有亦可進行絲光化處理。
上述電容器用隔離物係以該隔離物之總重量為基準,較佳包含3重量%以上,更佳包含5重量%以上,尤佳包含10重量%以上的纖維素纖維(D),且較佳包含70重量%以下,更佳包含60重量%以下,尤佳包含50重量%以下,特佳包含40重量%以下,極佳包含30重量%以下,非常較佳包含20重量%以下的纖維素纖維(D)。若上述電容器用隔離物中的纖維素纖維(D)之含量為上述下限值以上,則可在隔離物中保持適度的空間,隔離物係可維持一定以上的厚度。若上述電容器用隔離物中的纖維素纖維(D)之含量為上述上限值以下,則可將電解液中的收縮率及膨潤度分別抑制在低。
纖維素纖維(D)的CSF通常450ml以上,較佳為500ml以上,更佳為600ml以上。若纖維素纖維(D) 的CSF為上述下限值以上,則可將隔離物的遮蔽性維持在一定水準以上,還可將隔離物的厚度維持在指定的範圍內。纖維素纖維(D)的CSF通常為800ml以下。
上述電容器用隔離物之厚度較佳為20~80μm,更佳為24~70μm,尤佳為28~60μm。若電容器用隔離物之厚度為上述下限值以上,則可進一步提高隔離物的機械強度。若電容器用隔離物之厚度為上述上限值以下,則可縮短電極間之通路,故可降低電容器的內部電阻。
上述電容器用隔離物之基重較佳為12~30g/m2,更佳為14~26g/m2,尤佳為16~24g/m2。若電容器用隔離物之基重為上述下限值以上,則可進一步提高隔離物的機械強度。若電容器用隔離物之基重為上述上限值以下,則可降低電容器的內部電阻。
上述電容器用隔離物之比拉伸強度較佳為30N‧m/g以上,更佳為30.5N‧m/g以上,尤佳為31N‧m/g以上。若上述電容器用隔離物之比拉伸強度為上述上限值以下,則在製程中不易發生不良狀況。又,電容器用隔離物之比拉伸強度通常為50N‧m/g以下,尤其40N‧m/g以下,例如38N‧m/g以下。另外,於本發明中,所謂的比拉伸強度,就是依照JIS P 8113所測定,將隔離物的縱向(MD方向)及橫向(TD方向)之比拉伸強度的合計值除以2而得之數值。
本發明之一實施態樣的電容器用隔離物之製造方法係沒有特別的限定。例如,可藉由使用上述原 纖化PVA纖維(A)以及視需要的黏結劑(B)、其它原纖化纖維(C)及纖維素纖維(D),成為濕式不織布,而得到上述隔離物。例如藉由使用一般的濕式造紙機,可有效率地製造所欲的濕式不織布。如此地,可得到由上述原纖化PVA纖維(A)以及視需要的黏結劑(B)、其它原纖化纖維(C)及纖維素纖維(D)所構成之電容器用隔離物。
於本發明之合適的實施態樣中,上述電容器用隔離物係可藉由包含以下步驟的方法而製造。將易原纖化聚乙烯醇纖維予以原纖化而得的原纖化纖維(即,原纖化PVA纖維(A))以及視需要的黏結劑(B)、其它原纖化纖維(C)及纖維素纖維(D),於濕式造紙機中,分散於水中,進行抄造之步驟。
此時,由於上述經原纖化的易原纖化聚乙烯醇纖維中所包含的聚氧化烯係在攪打步驟及/或抄造步驟中溶出至水中,故可藉由經過攪打步驟及/或抄造步驟,容易地調製實質上僅由聚乙烯醇所構成的原纖化PVA纖維(A)。
作為上述易原纖化聚乙烯醇纖維中所包含的聚乙烯醇,可舉出與構成上述原纖化PVA纖維(A)的聚乙烯醇同樣者。
亦可使如上述所得之原纖化PVA纖維以及視需要的黏結劑(B)、其它原纖化纖維(C)及纖維素纖維(D),在濕式造紙機中,分散於水,進行抄造。於濕式造紙機中使用抄網,可舉出圓網、短網、長網等作為抄網,可單獨使用此等之抄網而成為單層,也可藉由抄網之組 合而成為複數層的複合。從得到無質地不均的均質且電特性優異的紙(薄片)之點來看,較佳為複數層的複合,其中較佳為以短網-圓網造紙機而成為2層複合紙(薄片)。藉由濕式造紙機抄上後,以洋基型(Yankee type)乾燥機等進行乾燥而得到電容器用隔離物。當然,視需要亦可更進行熱壓加工等。再者,藉由進行界面活性劑處理等之親水化處理,亦可提高電解液吸液性。又,為了提高電解液對於隔離物的浸透性,亦可對於隔離物施加凹版加工及/或壓花加工。
於本發明之另一實施態樣中,亦可提供一種包含上述隔離物之電容器,尤其電雙層電容器。電容器係可藉由將上述隔離物配置於正極與負極之間而形成元件,於電解液中含浸該元件而製造。上述電容器中的正極及負極之種類以及電解液之種類等係沒有特別的限定,可使用電容器尤其電雙層電容器中之以往採用者。例如,作為電解液,可使用水系電解液(例如硝酸水溶液)或有機系電解液(非水系電解液)。特別地,本發明之另一實施態樣的隔離物係適合作為電雙層電容器用的隔離物,該電雙層電容器具備碳質的正極及負極,使用有機系電解液(非水系電解液)作為電解液。作為有機系電解液,例如可舉出在碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙酯、環丁碸、甲基環丁碸等之有機溶劑中溶解有四烷基銨陽離子與BF4 -、PF6 -、SO3CF3 -、AsF6 -、N(SO2CF3)2 -、ClO4 -等的陰離子之鹽的電解液。
於本發明之另一實施態樣中,亦可提供電容器中的上述隔離物之使用及使用方法。
本發明之一實施態樣的上述原纖化PVA纖維(A)係可使用於電池隔離物、電容器隔離物、過濾器類、黏結劑纖維、製紙用切斷纖維、乾式不織布用短纖、紡紗用短纖、織物用複絲、針織物用複絲、水泥補強材、包裝材、衛生材料、醫療用拋棄式製品、農業用被覆材、抹布類、絕緣紙、人工皮革或奇異墨水的芯等之用途。又,上述原纖化PVA纖維(A)亦可適合使用作為橡膠製品的補強材,尤其有用作為輪胎、皮帶、軟管等之橡膠製品的補強材。
[實施例]
以下,舉出實施例及比較例來詳細地說明本發明,惟本發明不受此等的實施例所限定。還有,本實施例中的各物性值係用下述之方法測定。
[纖度]
試料纖維之纖度(dtex)係依據JIS L 1013(「化學纖維絲紗試驗方法」8.3.1修正重量纖度b)B法)測定。
[平均纖維直徑及縱橫比]
原纖化PVA纖維之平均纖維直徑及縱橫比係任意地選擇20根的原纖化PVA纖維,藉由光學顯微鏡測定各纖維的寬度與長度,以其數值之平均值為基礎而算出。包含PVA纖維以外的纖維時,藉由依據纖維的識別方法 之溶解法而去除經原纖化的PVA纖維以外之纖維後,任意地選擇20根的經原纖化之PVA纖維,藉由光學顯微鏡測定各纖維的寬度與長度,以其數值的平均值為基礎而算出平均纖維直徑及縱橫比。
[纖維真圓換算直徑]
藉由從易原纖化聚乙烯醇纖維的纖度(dtex)來換算,求出纖維真圓換算直徑。具體而言,依據JIS L 1013(「化學纖維絲紗試驗方法」8.3.1修正重量纖度b)B法)測定纖度,從其纖度,依照以下的計算式,算出纖維真圓換算直徑。
直徑(μm)=10√纖度(dtex)
[縮醛化度]
使用固體13C-NMR,從來自甲醛(縮醛化合物)與聚乙烯醇的縮醛鍵之波峰面積與聚乙烯醇之次甲基碳波峰面積之比,求出試料的縮醛化度(莫耳%)。
[水中溶解溫度]
於400cc的水(20℃)中投入2.6g的試料纖維,於升溫速度1℃/分鐘、攪拌速度280rpm之條件下邊攪拌邊升溫,測定纖維完全溶解時的溫度,當作水中溶解溫度(℃)。
[攪打度(排水度)CSF]
依據JIS P 8121「紙漿的排水度試驗方法」,測定的試料的加拿大標準排水度(ml)。
[厚度]
依據JIS P 8118「紙及板紙的厚度與密度之試驗方法」,測定試料的厚度(mm)。
[基重]
依據JIS P 8124「紙的公尺基重測定方法」,測定試料的基重(g/m2)。
[拉伸強度、比拉伸強度]
依據JIS P 8113「紙及板紙的拉伸強度試驗方法」,測定試料(隔離物)的縱向及橫向之拉伸強度(kN/m)。於本發明中,將隔離物的縱向及橫向之拉伸強度的合計值除以2而得之數值當作拉伸強度。又,以經測定的拉伸強度及基重為基礎,依據JIS P 8113「紙及板紙的拉伸強度試驗方法」,算出試料的比拉伸強度(N‧m/g)。比拉伸強度較佳為30N‧m/g以上。
[內部電阻值]
以20mA的充電電流將以下之實施例及比較例所製作的電雙層電容器充電直到2.7V為止後,於2.7V之定電壓條件下進行2小時充電,以20mA的放電電流進行 放電直到0V為止。內部電阻值(Ω)係從前述循環之放電後剛剛的電壓降低而求出。內部電阻值較佳為1.4Ω以下。
[實施例1] [原纖化PVA纖維(1)之調製]
使聚乙烯醇(黏度平均聚合度:1700,皂化度:99.9莫耳%)溶解於水中,調製15重量%的聚乙烯醇水溶液。接著,相對於聚乙烯醇及聚氧化乙烯之總量,添加10重量%的聚氧化乙烯(重量平均分子量Mw:80000),調製紡絲原液。於紡絲原液中,以紡絲性提高為目的,添加0.003重量%的界面活性劑(MIYOSHI油化製,VL-22)及0.002重量%的消泡劑(新日化成製,Jourshin LB-D)。使用此紡絲原液,在90℃,藉由孔數1000、孔徑80μmΦ(圓形)的紡絲噴嘴,將其吐出至由45℃的飽和硫酸鈉水溶液所構成的凝固浴中,以第1輥牽引後,經過第2輥而到乾燥輥為止,階段地進行4倍的濕熱延伸,然後在130℃進行乾燥。接著,進行2倍的延伸。然後,使用包含2莫耳/升的硫酸(礦酸)及1莫耳/升的甲醛之組成液,在70℃進行縮醛化處理,將聚乙烯醇之縮醛化度(縮甲醛化度)設為10莫耳%,得到易原纖化聚乙烯醇纖維。所得之易原纖化聚乙烯醇纖維的纖維真圓換算直徑為14μm(攪打前之尺寸)。
接著,將所得之易原纖化聚乙烯醇纖維切斷成2mm,使5g的此纖維分散於1000ml的20℃之水 中,使用混合機(松下電器產業製,MX-152S,旋轉數:9700rpm),攪打5分鐘。過濾所得之攪打液,得到棉狀的原纖化PVA纖維(1)。此原纖化PVA纖維(1)的CSF為10ml,平均纖維直徑為0.91μm,縱橫比為1100。圖1中顯示棉狀的原纖化PVA纖維之外觀照片,圖2中顯示電子顯微鏡照片。
[電容器用隔離物之製作]
使40重量%的上述之原纖化PVA纖維(1)、15重量%的絲光化紙漿(絲光化LBKP(未攪打))及5重量%聚乙烯醇系黏結劑纖維(KURARAY公司製,維尼綸黏結劑:VPB105-1×3,纖度:1.1dtex,纖維長度:3mm,水中溶解溫度:74℃)分散於水中,調製漿料。使用此漿料,以短網-圓網造紙機複合2層,進行造紙,以洋基型乾燥機進行乾燥,得到基重18.8g/m2、厚度0.030mm的隔離物。目視評價所得之隔離物的質地,結果非常良好。對於所得之隔離物,測定原纖化PVA纖維(1)、絲光化紙漿及聚乙烯醇系黏結劑纖維之含有比率,結果原纖化PVA纖維(1):絲光化紙漿:聚乙烯醇系黏結劑纖維=12.5:4.7:1.6,造紙步驟中的漿料之摻合比率為大致一致,造紙性良好。再者,隔離物中的原纖化PVA纖維(1)、絲光化紙漿及聚乙烯醇系黏結劑纖維之含有比率,係藉由在水中煮沸隔離物20分鐘而溶解聚乙烯醇系黏結劑纖維,進行定量,更在20%鹽酸溶液中溶解原纖化PVA纖維(1),進行定量而求出。對於此隔離物,進行各種評價。表1中顯示結果。
[比較例1] [原纖化PVA纖維(2)之調製]
藉由使在水中溶解有皂化度99.9莫耳%、黏度平均聚合度1750的PVA均聚物之紡絲原液於芒硝凝固浴中凝固,進行熱延伸(於濕熱延伸後進行乾熱延伸)、熱定型、縮甲醛化(縮甲醛化度:27莫耳%),而得到纖度0.3丹尼(平均纖維直徑5μm)、纖維長度1mm、水中溶解溫度100℃以上的PVA纖維。然後,藉由使用星爆處理裝置(SUGINO公司製,Starburst 70),對於此PVA纖維施予原纖化處理,而得到原纖化PVA纖維(2)。圖3中顯示此原纖化PVA纖維(2)之電子顯微鏡照片。原纖化PVA纖維(2)之形態為粉碎狀,CSF為950ml,平均纖維直徑為1.4μm,縱橫比為100。
[電容器用隔離物之製作]
除了使用上述的原纖化PVA纖維(2)代替原纖化PVA纖維(1)以外,與實施例1同樣地得到隔離物。所得之隔離物的基重為12.5g/m2,為比實施例1所得之隔離物的基重更低之值。對於所得之隔離物,測定原纖化PVA纖維(2)、絲光化紙漿及聚乙烯醇系黏結劑纖維之含有比率,結果原纖化PVA纖維(2):絲光化紙漿:聚乙烯醇系黏結劑纖維=6.2:4.7:1.6,與造紙步驟中的漿料之摻合比率比較下,原纖化PVA纖維(2)之比率較低。此係因為原纖化PVA纖維(2)通過造紙機的網而缺漏,原纖化PVA 纖維(2)係造紙性比原纖化PVA纖維(1)更差。又,所得之隔離物的質地不均而不良。對於此隔離物,進行各種評價。表1中顯示結果。
由表1之結果可知,於本發明之實施例1中,造紙性優異,所得之隔離物具有高的比拉伸強度,再者內部電阻值係被抑制在低。另一方面,可知於比較例1中,造紙性不充分,所得之隔離物係比拉伸強度低,無法達成本發明之課題。又,比較例1中所得之隔離物係內部電阻高。
[實施例2] [纖維橡膠複合體之製作]
將實施例1所製作之易原纖化聚乙烯醇纖維切斷成2mm,將20g的此纖維添加及混合至未硫化橡膠(100g的天然橡膠「RSS#3」、100g的SBR橡膠「Nipol 1500」、90g的碳黑「Diablack H」)中,使用MS式加壓型捏合機(MORIYAMA股份有限公司製,DS1-5MHB-S,旋轉數F/R=57/42rpm),混煉20分鐘。以壓延輥調整所得之纖維複合橡膠的形狀,製作厚度約1.1mm的纖維複合橡膠薄片。於厚度1mm的模具中置入纖維複合橡膠薄片,於加熱加壓下(溫度150℃、壓力50kg/cm2之條件下30分 鐘)進行纖維複合橡膠薄片之硫化。以JIS K6251「硫化橡膠及熱塑性橡膠-拉伸特性之求法」記載之啞鈴狀1號形,切出經硫化的纖維複合橡膠薄片,得到纖維橡膠複合體。
[特定伸長率拉伸應力(模數)之測定]
依據JIS K6251「硫化橡膠及熱塑性橡膠-拉伸特性之求法」,對於纖維橡膠複合體,測定給予特定的伸長率(5%)時之拉伸力,將除以試驗片的初期剖面積而得之值當作5%模數。表2中顯示結果。
[比較例2]
除了代替易原纖化聚乙烯醇纖維,使用KURARAY股份有限公司製維尼綸長絲(2000dtex/1000f,單纖維之平均纖維直徑:14μm)作為聚乙烯醇纖維紗以外,與實施例2同樣地製作纖維橡膠複合體,與實施例2同樣地測定5%模數。表2中顯示結果。
[比較例3]
除了不添加纖維以外,與實施例2同樣地製作橡膠體,與實施例2同樣地測定5%模數。表2中顯示結果。
於實施例2及比較例2中,以電子顯微鏡觀察5%模數測定後的斷裂面中露出的纖維,圖4及圖5中分別顯示其結果。於圖4(實施例2)中觀察到直徑0.5μm左右的纖維,可確認因橡膠添加後的混煉而原纖化。於圖5(比較例2)中只有觀察到直徑14μm左右的纖維,未看到原纖化。由表2之結果可知,實施例2中因纖維原纖化而比表面積增加,纖維橡膠複合體具有高的模數。另一方面,比較例2中由於不發生原纖化,故相對於未添加纖維的實施例3之橡膠體而言,5%模數的提高效果亦未達實施例2之情況的一半。

Claims (10)

  1. 一種原纖化聚乙烯醇纖維,其係平均纖維直徑為0.1μm以上14μm以下,且縱橫比為500以上10000以下。
  2. 如請求項1之原纖化聚乙烯醇纖維,其具有棉狀的形狀。
  3. 如請求項1或2之原纖化聚乙烯醇纖維,其中原纖化聚乙烯醇纖維中所包含的聚乙烯醇之縮醛化度為3~40莫耳%。
  4. 如請求項1至3中任一項之原纖化聚乙烯醇纖維,其CSF為5~500ml。
  5. 一種如請求項1至4中任一項之原纖化聚乙烯醇纖維之製造方法,其包含將包含聚乙烯醇及聚氧化烯的易原纖化聚乙烯醇纖維予以原纖化之步驟。
  6. 如請求項5之原纖化聚乙烯醇纖維之製造方法,其中相對於該易原纖化聚乙烯醇纖維中的聚乙烯醇及聚氧化烯之總量,聚氧化烯之重量比率為3~40重量%。
  7. 一種電容器用隔離物,其包含如請求項1至4中任一項之原纖化聚乙烯醇纖維。
  8. 如請求項7之電容器用隔離物,其中以該隔離物之總重量為基準,包含30重量%以上90重量%以下的該原纖化聚乙烯醇纖維。
  9. 一種電容器,其係以該隔離物之總重量為基準,包含30重量%以上90重量%以下的如請求項1至4中任一項之原纖化聚乙烯醇纖維而成。
  10. 一種橡膠製品,其包含如請求項1至4中任一項之原纖化聚乙烯醇纖維作為補強材。
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