TW444419B - Alkaline battery separator and manufacturing method thereof - Google Patents

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TW444419B
TW444419B TW089101456A TW89101456A TW444419B TW 444419 B TW444419 B TW 444419B TW 089101456 A TW089101456 A TW 089101456A TW 89101456 A TW89101456 A TW 89101456A TW 444419 B TW444419 B TW 444419B
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Masanao Tanaka
Kazuya Sato
Koichi Kato
Yasuhiro Ito
Hiroaki Yamazaki
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Japan Vilene Co Ltd
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Description

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五、發明說明(1) [發明之所屬技術領域] 本發明涉及鹼性電·池用間隔片(以下有時簡稱為”間 ")及其製法。本發明的驗性電池用間隔片,例如可以用片 鹼性一次電池(例如鹼性錳電池、水銀電池、氧化银電於 或空氣電池)或鹼性二次電池(例如鎳鎘電池、銀鋅電池、 銀鎘電池、鎳鋅電池、鎳氫電池或充電鹼性錳電池), 別是能極妤地用於鎮錫電池和鎳氫電池等中。 、 [先前之技術] 過去使用間隔片的目的在於隔離鹼性電池正極和負 止短路,同時保持電解液,以便能使放電反應順利地進防 行。由於這種間隔片必須保持氫氧化鉀等組成的電解液, 所以優選使用耐鹼性優良的聚烯烴纖維製成的纖維片 然而,聚烯烴纖維與電解液之間的親和性差,電解液保 持性極低,所以用各種方法對聚烯烴纖維製成的纖維片材 進行親水處理’賦予電解液的保持性。 親水處理方法之一是使乙烯基單體接枝聚合。例如,在 特表平6:5 0 9208號公報中,公開了使乙烯基單體接枝聚合 在聚烯烴類纖維布帛上製成的間隔片。此外上公報還公開 了以下工序組成的這種間隔片的製造方法:使聚烯烴類纖 維布帛含浸乙烯基單體溶液的工序和不曝露在氧氣中的條 件下用青、外線照射布_的工序。 但疋知將這種間隔片用在錄錢電池和鎳氫電池等電池 上’則,電過度時產生的氧使間隔片劣化,造成短路,或 者因氧氣弓丨起的劣化物對極板產生不利影響,縮短電池壽
^44 4 ] 9 五、發明說明(2) 命,且自放電抑制作用 [發明之概要] 本^明人為獲得能夠 而進行了深入研究,發 維外側面上存在能顯示 可以得到—種難被電池 放電抑制作用均優良的 若使用結合在構成纖維 量,,結合在構成纖維 存在量多的纖維片材, 氧劣化,而且耐氧化性 池用間隔片。此外還發 枝聚合處理,和在用不 下進彳亍第二步接枝聚合 材。 本發明人為了獲得自 用間隔片而進行深入研 可以得到自放電抑制作 而且還發現,例如通過 進行上述第一步和第二 獲量纖維片材。使用這 間隔片時還發現,不僅 優良的濕潤性和容量保 是基於這些發現而完成 也差。 消除這些缺點的驗性電池用間隔 現:若使用構成纖維片材表面的纖 特定範圍鍵能物質的纖維月材時 内部產生的氧劣彳b ’耐氧化性和自 驗性電池用間隔片。而且還發現, 片材内部的纖維表面上的幾基存在 片材外侧表面的纖維表面上的叛基 可以付到一種難被電池内部產生的 和自放電抑制作用均優良的驗性電 現’例如在氧存在下進行第一步接 透氣性膜纏繞纖維片材周圍的狀離 處理,可以得到上述的優良纖維片 放電抑制作用更加優良的鹼性電池 究’發現使用南氨撲獲量纖維片材 用極為優良的鹼性電池用間隔片。 使用含有表面活性劑的接枝聚合液 步接枝聚合處理,可以獲得高氨撲 樣得到的纖維片材作為驗性電池用 自放電抑制作用優良,而且還具有 持率波動性小等優良特性。本^明 的。
89101456.ptd 第6頁 4 44 4 1 g 五、發明說明(3) '---------- ^ 2此j發明課題在於提供—種難被電池内部產生的氧 :::氧化性和自放電抑制作用均優鹼性電池 隔片及其製造方法。 ,本發明課題還特別在於提供—種自放電抑制作用 =δ、奴|t電池用間隔片,以及提供—種除自放電抑制作 田^門丨生也優良,而且容量保持率波動小的鹼性電池 用間隔片及其製造方法。 楚本I明的其它目的和效果’通過以下說明將會更加清 本發明涉及一種鹼性電池用間隔片,其中 一 纖維片材,當發射光電子的逸出角約等於30。條件下,用 X-射線光電分光計對構成此間隔片表面 敎的場合下,其中存在顯示53G.5〜531.5ev(Y/伏表面 鍵育匕的物質(以下有時稱為"表面氧化型纖維片村"卜、 八:ΐ掸本發明也涉及這樣-種鹼性電池用間隔片,其中 纖維片材,其中結合在構成纖維片材内部的 而沾她的羧基存在量,比結合在構成纖維片材外側异 :::維表面上的羧基存在量多(以下有 j 基化纖維片材”)。 巧門口丨肉羧 本發明還涉及一種鹼性電池用間隔片,立 平均氨撲獲量在0.4毫摩爾/克以上的纖維片以、宁3有 稱為”高氨撲獲性纖維片材")。 W以下有時 本說明書中所說的”平均氨撲獲量", 定氨撲獲量數值的平均值,而且按照後述的方法地就目=
89101456.ptd 第7頁 4 44 4] 9
算出這些數值的平 五、發明說明(4) 纖維片材任意十處以上測定氨撲獲量 均值後可以得到。 在,本忒明書中,將具有上述"表面氧化型纖維片材"性 i" μ 2高缓基化纖維片材”性質和"高氣撲獲性纖維月 種性質的,或者同時具有這些性質的纖維片 材’有時統稱為”高性能纖維材"。 本發明還涉及鹼性電池用間隔片的製造方法,宜中包 ,氧存在下,對附著有能夠接枝聚合的單體、低聚物 或聚合物的纖維片材(即至少附著能夠接枝聚合的單 〇 f、低聚物和/或聚合物中一種物質的纖維片材)進行接枝 聚合處理後’在用不透氣性薄膜纏繞纖維片材四周的狀態 下再進行接枝聚合處理,製備鹼性電池間隔片用接枝聚人 化的纖維片材。 "口 此外’本發明也涉及鹼性電池用間隔片的製造方法,其 中包括:在氧存在下對附著了含有能夠接枝聚合的單體、 低聚物和/或聚合物以及0. 01〜3質量%表面活性劑的接枝 聚t液的纖維片材進行接枝聚合處理後,用不透氣性薄膜 覆蓋纖維片材上面和下面全部區域的狀態下再次進行接枝 聚合處理,製備鹼性電池間隔片用接枝聚合化的纖維 材。 [發明之較佳態樣] 能夠用於本發明鹼性電池間隔片的表面氧化型纖維片 材’用X-射線光電分光計測定構成這種間隔片表面纖維 的外側表面時(在光電子逸出角度為約30。條件下),可以
第8頁 4 44 4 I 9 五、發明說明(5) 檢出具有5 3 0. 5〜531. 5eV(電子伏特)鍵能的物質。這種具 有5 30‘ 5〜531. 5eV(電子伏特)鍵能的物質,據認為是氧原 子和/或氧分子,即使在過度充電時等產生氧,由於已經 存在氧原子和/或氧分子,幾乎不能進一步氧化,所以間 隔片難被氧劣化。 其t,當氧以C = 〇或〇-〇0結合狀態存在情況下,可以檢 出5 3 2〜533eV的峰;當氧以c_〇結合狀態存在情況下,可 以檢出533. 5〜534.5eV的峰,所以據檢出具有530.5〜 531.5eV峰的物質,可以推定是上述的c = q或= 〇結合狀 態和C-0結合狀態以外某種特定結合狀態存在的物質。此 外,由於X-射線光電分光計測定是真空狀態下進行,所以 僅以物理吸附狀態存在於表面上的物質,因測定時逃逸而 不能撿出。總之,按照已有方法使乙烯基單體、低聚物和 /或聚合物接枝聚合時,不能檢出具有53〇 5〜53i 5eV 能的物質。 在能夠 化纖維片 的羧基存 表面上的 測定構成 構成纖維 部纖維的 其附近容 而且由於 用於本發明的鹼性電池間隔片上的"内部高羧基 中,結合在構成纖維片材内部的纖維表面^ ,多於.结么A Adi U ,,丄 材 ,,…w wq邱的纖維录面上 在量,多於結合在構成纖維片材表面纖維的 羧基存在量。也就是說’利用[射線微觀分 "内部尚羧基化纖維片材"表面的纖維外侧 Π=表面的情況下’在構成纖維 。 表面上結合有更多鲮基。因此,在 易被氧化的羧基存在量少’ ~以耐氧化性優及 在構成間隔片内部的纖維表面上結合有更多^。
89101456.ptd 第9頁 4 44 4 f 9 五、發明說明(β) 基’所以電解液的保持性也優良▽ 包含本發明上述"表面氧化型纖 化纖維片材1,間隔片的製造方法,例2或敌基 行第-步接枯、低聚物和/或聚合物的纖維片材進 薄膜έ廛纟A | 〇處理後,在纖維片材的四周用不透氣性 緣廛繞,在這種狀態下進 r生 為按照這種方④,首先在氧存在下;認 或氧分子?ί:維的外側表面1’還會吸附氧原子和/ 周,自接’ 一旦用不透氣性薄膜缠繞纖維片材四 不容易ίΐί用溶液蒸發的單體、低聚物和/或聚合物 -、為態下再進行第二步接枝聚合處理,據 表面上將進構成纖維片材内部纖維的 性。因此,> π ίσ反應,從而能賦予纖維片材以親水 子和/句气八欠π發明方法,能夠方便地製造據認為氧原 的門卩/ Η羊刀子結_合在構成間隔片表面的纖維外侧表面上、 铋二同=,即耐氧化性優良的間隔片。而且,若使用具 構点=f體、低聚物和/或聚合物’則能方便地製造出與 =隔片内部的纖維表面相比存在更多羧基的間隔片、, 7 f化性優良,且電解液保持性也優良的間隔片。 爐占ί明書中所說的,'構成纖維片材表面的纖維",是指在 J Ϊ義維片材(或間隔片)的纖維中,其中-部分或在整個 長X上能夠與假設平面(即與纖維片材表面連接的假設的
戽 44 4 1 9
五、發明說明(?) ίί面)實際上外接的纖維。而所謂"外側表面"是指, 面。;、上述間隔片表面纖維構成的假設平面外接側的表 ==發明中,用χ—射線光電分光計測定構成上述”表面 逸出^ Ϊ維片材"。纖維的外侧表面時,應當在產生光電子 3 〇。二大約3 0條件下測定。其中所謂大約3 0。是指 ° 。用Χ-射線光電分光計測定時’為僅僅得到表 低:Ϊί據必須減小逸出角度。但是,逸出角度減小會降 宽敏度。所以本發明中,為保持一定程度測定靈敏 二和;得表面區域數據,應當在產生光電子逸出角度為約 dU 條件下測定。 =表面和表面附近區域内氧原子和/或氧分子含量多 _ ^化性優良,而且要使内部區域(距離表面深的區域) =持電解液,應當減少氧原子和/或氧分子。例如,在) ^逸出角度為30。和光電子逸出角度為9〇。條件下測 的知況時,在光電子逸出角度30。條件下檢出具有53〇.5 〜531. 5eV鍵能物質的檢出量,比在光電子逸出角度㈣^ 條件下檢出有53 0· 5〜531. 5eV鍵能物質的檢出量多的物 優選。 J冥 使用本發明的”内部高羧基化纖維月材”間隔片時,用 射線微量分析儀測定的場合下,與結合在構成纖維片材~ C間隔片)表面纖維的表面上的羧基存在量相比,結合 成纖維片材(間隔片)内部纖維表面上的觀基存在量多。在 迠這樣用X-射線微量分析儀測定的構成纖維片材(間隔片)
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表面的纖維的外偷丨# % ^ ,, 因容易被氧化的雜ί : 域(以下叫作"表面區域·,)中, m v _ _λ, ^ • 土夕,所以耐氧化性優良;而且,在能 的巴域“:量分析儀測定的構成間隔片内部的纖維的表面 電解液保持性。由於虛2 j中因羧基多而具有優良的 :也優良。為使对氧化性優I,優選表面區域不存在幾ί 3的驗性電池用間隔片中的„高性能纖維片材”,可 化ΐ [ ΐ i述’'表面氧化型纖維片材”性質、μ内部高緩基 ’、砘 ' 性寊和/或1_高氨撲獲性纖維片材"性質的無紡) ^ t 、編織物或其複合物等,但是優選分別被接枝聚 &…、纺布、織物、編織物或其複合物。在這些物質中, 可以使纖維三維配置,從電解液保持性 =選含有接枝聚合無紡布的,最好是用接丄;無纺 布衣成的。而且,若這種"高性能的纖維片材"具有防止短 路所需的適當致密性或對產生的氣體有優良透氣性,優選 用〇. 01〜4分特纖維製成。 以下’以本發明的”高性能纖維片材"是接枝聚合化纖維 片材為例,說明本發明。 構成本發明11高性能纖維片材"的纖維,例如可以舉出聚| J 烯烴類纖維c例如聚丙烯纖維或聚乙烯纖維)、聚醯胺纖 · 維、維尼綸纖維、亞乙烯纖維、聚氣乙烯纖維、聚酯纖 維、丙婦酸纖維或聚氨酯纖維等。在這些纖維中,從耐驗 性k良的觀點來看優選聚稀煙類纖維。 ‘
a ㈣
89101456.ptd 第12頁 4 4441 9 五、發明說明(9) 上述聚烯烴類纖維中,例如可以含有丙烯、乙烯、丁烯 戈甲基戊細等單體聚合物,這些早體中兩種以上早體共聚 物’或者這些單體與乙稀醇、丙稀酸或甲基丙婦酸的共眾 物(例如乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯、 甲基丙烯酸共聚物等)等樹脂成分。其中’聚烯烴類纖維 既可以是僅由上述一種樹脂成分構成的單一成分纖維,也 可以是由上述兩種以上樹脂成分構成的複合纖維。對後者 複合型纖維而言,可以舉出斷面形狀呈芯殼型、並列型、 偏1型、海島型、橙子型或多重雙金屬型的複合纖維。 聚乙婦類樹脂容易接枝聚合,所以將其接枝聚合之前, ^,成,維片材的總纖維表面中,優選高於60%數量的樹 由承^婦類樹脂組成。而且,若構成纖維表面的樹脂 w =由^歸-乙締醇聚合物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯- 甲基两細酸 地士 έ L β ” 、物所組成,則接枝反應速度加快,同時纖 維本身也是親水杻沾 m & 了厲 (^ 生的,因而適用。 此外,本發明& t y ,s, , %性電池用間隔片中的上述”高性能纖維 月材,例如可以人丄 纖維的至少一種3有上述極細纖維、高強度纖維或熱粘 上述的極細纖雄 Υ δ X10-7〜〇 = t,可以舉出纖度小於0.55分特’優選 高電解液的保持i特的纖維。含有這種極細纖維’可以提 能提高容量和延具你獲得防止樹晶組織形成的優良特性, 々、長電池壽命。 為了獲得優良耐鹼料 μ,+、4 合物,例如由聚?性,上述極細纖錐優選由聚烯烴類聚 歸(例如低密度聚乙烯、線型低密度聚
4 44 4 彳 9 五、發明說明α〇) 乙稀、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯等)、聚芮烯、 聚曱基戊烯、乙埽-丙稀共聚物或乙烯—丁婦—丙稀共聚物 等所組成。更具體講’更優選由聚乙烯(低密度聚乙烯、 線型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯)、聚丙烯或聚甲基戊 烯等組成。 這種極細纖維’例如用機械處理(用水流等流體處理或 1 壓光機處理)或化學處理(例如除去聚合物處理或至少使一 種聚合物膨潤處理)’使能夠分割的分割性纖維分割,或 者用溶體流動法成形。上述方法中,優選將分割性纖維分 割’形成纖維強度優良的極細纖維的方法。所用分割性纖() 維的斷面形狀,例如可以舉出海島型、橙子型或多重雙金 屬型等.。這種分割性纖維,可以用常規複合紡絲法紡絲。 II構成本發明鹼性電池用間隔片的上述”高性能纖維片材 ’可以含有抗拉強度處於4 , 5 c Ν /分特以上的高強度纖 維。上述的高強度纖維,優選抗拉強度處於6. 2cN/分特以 上,更優選處於8cN/分特以上,最好分特以上 的纖維。本說明書中所說的"抗拉強度",是指按JIS L· 1 〇 ί 5i化學纖維原材料試驗法)規定的方法測定的數值。上 述向j生能纖維片材"含有這種高強度纖維的情況下,製造 電池時能防止當基板變化超過間隔片或被基板邊緣切 :) 2 Λρ. Ah 4s oi? 1 ^ _ ., 述1^強度纖維獲得優良财驗性,優選聚烯烴類 聚合物,例如肀r榼r v, ^ ^ ^ 7 ^ 一〜 κ乙烯(例如低密度聚乙烯、線型低密度聚 乙細、南费度聚乙烯或老 4超同分子1聚乙烯等)、聚呙烯、
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144419 五、發明說明(π) 聚甲基戊婦、乙歸-丙烯共聚物或乙烯-丁烯-丙烯共聚物 等。其中’由聚丙烯或超高分子量聚乙烯(平均分子量為 100萬〜500萬左右)組成的更好。 構成本發明鹼性電池用間隔片的上述"高性能纖維片材 還可以含有熱點纖維。所說的熱點纖維,可以舉出公 知無紡布中使用的熱粘纖維。當”高性能纖維片材,,中含有 熱枯纖維時,能提高間隔片的抗拉強度和抗弯性,所以能 狗製造合格率優良的電池。 。上述熱粘纖維,優選至少在纖維表面上含有熔點比熱粘 纖f以外全部構成纖維的熔點更低的樹脂成分(有時叫作 I低熔點成分),這樣能夠不降低構成上述,,高性能纖維片材 的成~分中除熱粘纖維之外全部纖維成分的纖維強度。這 炫點成分,優遥炼點比上述"高性能纖維片材"中熱钻 艰L之外的任何構成纖維的樹腊成分’低10。〇以上,更優 選低15 °c以上的。 列^,得優良耐鹼性,上述熱粘纖維也可以由一種以上下 取^巧製成:例如聚烯烴類樹脂,例如聚乙烯(例如低密 、線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子 乙嫌_ 等)、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-丙烯共聚物或 超言八婦—丙烯共聚物等。當上述"高性能纖維月材"含有 子I I里聚乙烯纖維作為高強度纖維時,為不使超高分 烯纖2 =烯纖維強度降低,應當優選在至超高分子量聚乙 熱粘。阳軟化溫度(例如125 °c)更低的溫度下使熱粘纖維 此作為低熔點成分,這種熱粘纖維優選含有低密
U44 1 y 五、發明說明(12) 度聚乙婦的。 上述熱粘纖維既可以只由單一樹脂成分構成,也可以由 兩種以上樹脂成分構成。優選後者熱粘纖維,因為它能進 一步提高間隔片的抗拉強度。在由兩種以上樹脂成分組成 -的情況下,纖維斷面形狀可以呈芯殼型、並列型、偏芯 型、海島型、多重雙金屬型或橙子型。 ' 對於構成本發明鹼性電池用間隔片的上述"高性能纖維 片材M中所包含極細纖維、高強度纖維和/或熱粘纖維的比 例,並沒有特別限制。高性能纖維片材中,通常可以含有 0〜70質量%(優選1 0〜70質量?〇極細纖維、0〜70質量%(優 〇 選5〜40質量?〇高強度纖維和0〜95%(優選10〜85質量%)熱 粘纖維。上述"高性能纖維片材",優選由高強度纖維和熱 粘纖維,或者由高強度纖維、熱粘纖維和極細纖維組成 的。 此外,構成本發明鹼性電池用間隔片的上述”高性能纖 維片材N ,除了極細纖維、高強度纖維和/或熱粘纖維之 外,還可以含有纖度超過0. 5 5分特的非極細纖維、高強度 纖維或熱粘纖維的聚烯烴類纖維。若使用這種聚烯烴類纖 維,由於形成適當孔隙而能製成具有優良的氣體(例如氧 氣)透過性間隔片。 本發明的上述11高性能纖維片材”或含有這種片材的間隔 . 片,其化學耗氧量(以下記作"COD")優選小於250毫克*氧 /米2。若COD超過2 5 0毫克·氧/米2,則氧導致顯著劣化, ' 使用這種高性能纖維片材作為間隔片的電池壽命短。所說
S9101456.ptd 第16頁 444419 五、發明說明(13) 的COD值更優選小於230毫克.氧/米2,最好小於22〇毫 克·氧/采2。其中本說明書中的COD值,是按後述實施例 中記载方法測定的數值。 構成本發明電池用間隔片的高氨撲獲性纖維片材。與單 位質量相當的平均氨撲獲量應當大於〇_4毫摩爾/克,優選 〇· 45亳摩爾/克以上,更優選〇. 5毫摩爾/克以上。若平均 矶撲獲量低於0. 4毫摩爾/克,則自放電抑制作用降低。 在本說明書中所說的"平均氨撲獲量",如上所述,是指 在十處以上測得的氨撲獲量數值的平均值,利用由工序 (A)〜(D)組成的測定方法,對目標纖維片材上任意十處以 上之處測定氨撲獲量,算出這些數值的平均值後即可得 到。 (A)試驗片的預處理 (1) 從試樣中取大約2克試驗片,測定試驗片的質量(w, 單位:克)(測定精度達0. 克)。 (2) 用量筒量取120毫升8摩爾/升氫氧化鉀水溶液,注入 250毫升三角瓶(帶玻璃塞)中。 ' (3) 用純水將試驗片完全潤濕後充分擰乾,切成約!厘 米2的小片,放入上述(2)的三角瓶中。 、 (4) 用移液管再向上述三角瓶中準確添加5毫升 摩爾/升氨和8摩爾/升氫氧化鉀的水溶液(向8 濟 化鉀水溶液中添加氯化銨,製成氨濃度為0.3摩; 液)後:迅速蓋玻璃塞振盪,充分浸潰試驗片摩爾’升的溶 (5 )將置有試驗片的三角瓶放入4 〇。〇恒溫槽中靜置二 4 444 1 9 五、發明說明(14) -- 天。 (6)在上述(2)中另外準備兩個三角瓶,除了不在三角瓶 中放置試驗片之外,重複上述(2)〜(5)中操作。 (Β )殘氨的瘵餾[使用巴納斯—維格奈蒸餾裝置(參見附圖 1 )按基耶達微量氮測定法蒸餾] (1)從恒溫槽中取出三角瓶,置於自來水中冷卻。 另外,從附圖1所示的巴納斯-維格奈蒸餾裝置1的加 ^ 向水蒸/气叙生用圓底燒瓶1 1内加入純水,將立煮
沸。其中,若不使用管21,例如也可以向圓底燒瓶 入純水後’裝好蒸餾裴置。 (3) 使用與上述(1)中二角燒瓶不同的新的毫升三角 燒瓶作為撲獲氨用燒瓶,向其中注入2〇〇毫升純水,然後 用滴定管加入2. 5毫升0. 1摩爾/升鹽酸,再加入十滴左右 的曱基紅後,將此500毫升三角燒瓶作為撲獲氨用燒瓶16 安裝在巴納斯-維格奈蒸餾裝置1上。此時,自蒸餾裝置的 冷部器15中伸出的導管26的下端,恰好處於上述5〇〇毫升 三角燒舰1 6的液體之中。
(4) 用移液管自上述(1)的三角燒瓶中取25毫升含氨的溶 液’從巴納斯-維格奈蒸餾裝置1的注液口丨3注入。注入的 含氨溶液經導管2 4流入真空瓶14中。用純水流動洗滌上述 注液口 1 3後,由旋塞1 7關閉注液口 1 3。 (5 )利用使上述(2 )的圓底燒瓶11内的純水沸騰的方法產 生水蒸汽。產生的水蒸汽依次通過導管2 2、排水器1 2、導 管23和導管24後,被引入上述真空瓶14中。此水蒸汽使真
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第19頁 4-4441] 9 五、赘明說明(1幻 Γ - , CP=Cn〇-np)/w L式中’η。是用下式(1:)| C) 摩爾氨),而η是用下出的空白試驗令殘存的氨量(毫 η〆毫摩爾氨)Ρ,或者/田b)算出的未被試驗片撲獲的氣量 的氨量n2(毫摩爾氨)]。下式(1。)算出的未被試驗片撲獲 其中’ nD是兩個空白的平 計算式(la): 5 + V0 )χ 0. 1 (la) 5-Vl )χ 0. 1 Ob) 5 + V2 )X0. 1 do) n〇 =( 計算式(lb): Πι =( 計算式(υ: η2 =( 構成本發明鹼性電池用間隔月的高氨撲獲性纖維片材, 其單位質量的鉀離子交換容量優選為〇 3〜2meq/*,更優 選0.4〜1.71^〇_/克,最優選0.5〜1.511]叫/克。若鉀離子交 換容量低於0. 3meq/克,則有濕潤性惡化的傾向;反之若 鉀離子交換容量超過2meg /克’則電解液中的鉀離子被撲 獲’鉀離子濃度降低,有電池壽命縮短的傾向。 、 在本說明書中記載的"鉀離子交換容量_',是指用以下操 作過程(A )〜(E)組成的測定方法算出的數值。 (A)試驗片的準備 (1)沿試樣的寬度方向取5 0mm X 2 00mm的試驗片3片作為 試驗片。 (2 )測定取樣的各試驗片的質量(W,單位:克)(測定精度
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4444 1 9 五、發明說明(17) 為0. G01 克)。 (B)試驗片的預處理 中⑴趟在的塑料容器中加入1摩爾/升鹽酸水溶液。其 料-:中i 液的* ’是指在下步驟(2)中能夠將放入塑 "谷益中的试驗片充分淹沒的量。 中(2)密用門純水將試驗片充分濕潤後,放入帶蓋的塑料容器 (3) 將上述帶蓋的塑料容器置於60 t恒溫槽中1小時。 # γ 1小時後,從帶蓋的塑料容器中取出試驗片,用純水 充分洗滌。 不 (C) 加驗 放(1)將上述(B )項預處理過的試驗片一個個捲成圓形後, 用^ f的帶蓋塑料容器(1〇〇毫升)中,加入純水9〇毫升。 .…滴定管向其中準確滴加1 〇毫升〇 1摩爾/升氫氧化鉀標 夂’蓋好蓋子後輕輕搖動。 ^(2)作為空白,在與上述(1)不同的兩個帶蓋塑料容器 Q 〇笔升)中,各加入90毫升純水,用滴定管向其中準確 1加10毫升〇. 1摩爾/升氫氧化鉀標準溶液,蓋好蓋子後輕 輕搖動。
、(3 )將上述(1)和(2)中各帶蓋塑料容器全部放入6 0 °c恒 温槽中2小時。 (4) 2小時後,取出塑料容器,放入水中冷卻至常溫(2〇 分鐘左右)。 (D) 滴定
第21頁 五、發明說明(18) (1)從容有試驗片的帶蓋塑料容器中僅僅 移犬燒杯中(試驗片仍然在容器中處於含浸狀態下體’轉 ⑺用純水充分洗淨帶蓋容器内和試驗片,將:)。 加入上述(1)的燒杯中β 町洗滌液也 (3) —邊攪拌燒杯t的溶液,一邊加入幾滴 酚酞溶液(大約2滴)(溶液變成紅色)。 疋私示劑 ^4)用滴定f加入〇. 1摩爾/升鹽酸標準液,進 (5) 記錄溶液顏色由紅色變成無丁滴疋。 酸滴定量:b毫升)。 巴于数俚〔忒驗片的鹽 (6) 就準備的兩個帶蓋塑料容器作為空白,重 〜(5)中的操作,滴定(空白的鹽酸消耗量:c毫升)t述(1) (E)鉀離子交換容量的確定 ° 二(j)鉀離子交換容量(χ ;單位:meq/克)按照以下 計算,用三個試驗片的測定計算平均值表示( 1 點後1位): 月雒至小數 [X(meq / 克)]:={(c_b) χ〇. (2) [式中,X是相當於單位重量的離子交換容量,b是試驗 的鹽酸滴定量,c是空白的鹽酸滴定量,w是試 (克)]。 θ的篁重 構成本發明鹼性電池用間隔片的上述"高性能纖維片材 ) ",接枝率優選為5〜20%,更優選6〜16%,最好為7〜 1 5% ,。當接枝率低於5%時’濕潤性具有惡化的傾向,而接 枝率一旦高於2〇% ’具有或者内壓增高,或者電極乾枯(乾 、 無)或钟離子濃度降低的傾向。
4 44 4 19 五、發明說明(19) 本說明書中所說的"接枝率",是八 [接枝率(%)] = U/U + BM χ1〇() S A 1(3)定義的數值: (式中,A是因接枝聚合處理而導入聚人3) 行接枝聚合處理前纖維片材的乾燥質^)的質量,B是進 在本發明驗性電池用間隔片之中, ° g 化型纖維片材,·和"内部高羥基片二疋上述"表面氧 此,例如可以用包含以下步驟: 月材,但並不限於 (1 )在氧存在下,對附著有能夠 物和/或聚合物的纖維片材進行第 J二的卓體、低聚 稱為第la接枝聚合處理工序),和 接枝聚合工序(以下 τ(2)^Λ^ ^ ^ ^ ^ ^ 進仃弟一步接技聚合處理工序(以 理工序)的本發明製造方法人加以製備。稱為第2a接枝處 而且,在本發明鹼性電池用間隔 纖維“”,但並不限於此:例:可= 聚= = 合的單體、低 ^ m ^ ,, . 貝量4表面活性劑的接 技聚。用冷液的纖維片材進行第一步 稱為第lb接枝聚合處理工序), 要技聚口工序(以下 部(區2)域進:Λ用非透氣性薄膜覆 為^ /b &二下,進彳丁第二步接枝聚合處理卫序(以不稱 為m枝處理工序)的本發明製造方法b加以製備。 各月的各種製造方法A和3中,能夠用作原料使用的
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第23頁 五 、發明說明(20) --- '纖雄片;J;才广A θ 以下猶发1也就是附著接枝聚合用溶液之前的纖維片材, 織物、紙城處理前的纖維片材,'),例如可以舉出無紡布、 液保样、Μ: Ϊ物或其複合物等。纖維可以三維配置,從電解 無結:=的觀點4,優選含有無訪布的,更優選由 維(=上述的纖維片#,例如可以舉出聚烯烴類纖 纖維、❹乙烯纖維)、㈣胺纖維、維尼輪 ^^ 鄉纖·准、聚氣乙烯纖維、聚酯纖維、丙烯酸_ 看•或纖維等。這些纖維中,從耐驗 看優選使用聚烯烴類纖維。 的觀點來 上述處理前的纖維片妯,处 Α 六 的無紡布,可以如下製=。㈣用吊法““。例如所用 ^ ΐ ί m m) , ^ ^ 形成纖維網。其’中/纖乳/成網法、炼喷法或㈣法)等 異,例如利用渴法形度一般因纖維網的形成方法而 〜25毫米左右的短纖^纖維網的情況下’使用纖維長度1 法等)形成纖維網的情兄而利用乾法(梳棉法和氣流成網 米左右的長纖維。這般使用/維長度m 〇毫 將濕法纖維網和乾;既可以由-層組成,也可以 同的纖維網層疊在一起’。胜、f維配合不同的纖維網或不 網層疊在一起製成㈤右是將乾法纖維網和濕法纖維 乾法纖維網的強度。 濕法纖維網的均一性,又具有 罔拈合在一起製成無紡布。作為
89101456.ptd 第24頁 然後’可以將這種纖維 444 丨 9 五、發明說明(21) _ 方流體流(例如水流)交織 雄,再將這猶// 鐵 作為構成纖維網的纖 Μ Λ ^ …粘纖維一部分或全部熱粘的方法,f w 法的方法接的方法’以及⑷同時並用這些方 維網層疊在—起:产ί上所;’在將漏法纖維網和乾法纖 ’這樣能夠使濕法纖維網和乾法纖維網之間 。別,實際上製成一層無紡布。而且, ί :: ί害!成極細纖維的分割性纖維的情況下,利;流^ 能夠同時分割分割性纖維的效果。此外,若θ埶 點’則能约提高間隔片的抗拉強 疋'因 而是適用的。 接it法'使用的接枝聚合液中,至少含有能夠 接枝聚δ的早組、低聚物和/或聚合物。 j明製造方法Β使用的接枝聚合液中,至少含有能夠 ,枝來合的單體、低聚物和/或聚合物以及0. 01〜3質量% 表面活丨生劑。 、 作為可用於本發明製造方法Α 中的能夠接枝聚合的單 月旦’例如可以舉出乙烯基單體(即具有C = C雙鍵的單體)。 作為·^述的乙烯基單體的具體化合物,例如可以舉出不飽 和元羧酸(例如丙烯酸、α ~乙基丙烯酸、丁烯酸、異丁 烯酸、乙烯基醋酸、甲基丙烯酸、當歸酸、惕各酸、烯丙 基s0 i欠、α -乙基丁烯酸、肉桂酸、】卜十一碳稀酸、油 十碳烯酸、山梨酸、亞 酸 ,’丨-又 ㈧书 反油酸、芥酸、巴西歸酸
第25頁 1444 1 9 五、發明說明(22) 油酸、桐酸、亞麻酸、花生四烯酸、乙炔基羧酸、丁炔 酸、硬脂炔酸、山齑炔酸或西門木炔酸)或上述不飽和_ 元羧酸的衍生物(例如酯化物)、不飽和二元羧酸(例如馬 來酸、富馬酸、甲基馬來酸、甲基富馬酸、戊婦二酸、衣 康酸、烯丙基丙二酸、芸康酸、粘康酸或丁烯二酸)或上 述不飽和二元羧酸的衍生物(例如酯化物),不飽和三元叛 酸(例如烏頭酸)或上述不飽和三元羧酸的衍生物(例如酿 化物)’雜環乙烯基單體(例如乙烯基吡啶或乙烯基咣略曰烧 酮)或芳族乙烯基單體(例如苯乙烯)。使用苯乙烯作 凡 夠接枝聚合單體的情況下,優選在實施了第2a、託接枯" 合處理工序後’再進行磺化^ ^ 爽if句Ϊ枝聚合的單體中’從容易接枝聚合的觀點 …或不飽和二元緩酸。而且,從=飽和〜 = :產生良好親水性的觀點來看,更優iS; 的能夠接枝聚合Ϊ ; At ί Ϊ :或:::维::是上面例示 ί Ϊ Ϊ聚合的聚合物,從反應活性考ί,可以使用的 基丙烯酸的低聚物戋聚人物 ’、優選丙烯酸或甲 低聚物和/或蝥人札,R思裡舱夠接枝聚合的單 用:例如⑴將含有物單,處理前纖維 塗布咬分希單脂、低聚物和 〜布在處理前纖維片材上 ,戈溶液 ___ 和(2)將處理前 體在=⑽接枝聚合的單 444419 五、發明說明(23) 的纖維片材浸潰在含有單體、低平 中的方法。 屬早奴低聚物和/或聚合物的溶液 2發明製造方法⑽中使用的接枝聚合 f含有可接枝聚合的單體、低聚物或聚合物,也可:二 含有兩種以上單體、低聚物和/或聚合物β 同守 對於上述接枝聚合用液中所含能接°枝聚°合的單體、低 物和/或聚合物濃度,雖然沒有特別限制,但是優 ― 60%質量%,更優選10〜40質量%,再優選15〜35質量%, 好為20〜35質量%。當能约接枝聚合的單體、低聚物和/ 聚合物濃度低於5質量%時’有電解液保持性或抑制自放 作用降低的傾向。當能夠接枝聚合的單體、低聚物和/或 聚合物濃度在1 0質量%以上時’則更容易得到接枝率在5兄 以上的間隔片;而當能夠接枝聚合的單體、低聚物和/或° 聚合物?農度超過6 0質ΐ %時’对氧化性有降低的傾向.去 能夠接枝聚合的單體、低聚物和/或聚合物濃度在4 〇質量% 以下時,則更容易得到接枝率在2 0 %以下的間隔片。、 能用於本發明製造方法Β的接枝聚合液中所含的表面活 性劑,可以舉出例如非離子表面活性劑(例如聚氧乙燦烧 基醚或聚氧乙烯烷基酚醚、高級醇或烷基乙氧化物)或陰 離子表面活性劑(例如高級脂肪酸的驗金屬鹽、院基確酸 鹽或磺基琥珀酸酯鹽)^考慮到賦予濕潤性或電池性能優 選非離子表面活性劑’更優選高級醇或烷基乙氧化物。 本發明製造方法Β使用的接枝聚合液中所含的表面活性 劑濃度,只要在0. 0 1〜3質量%範圍内就沒有特別限制,但
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4444 1 9 五、發明說明(24) 二3質量%,更優選0_05〜1質量%。表面活性劑 闊=量%時,得到的接枝聚合纖維片材在驗溶 很難制i: L ?、化當表面活性劑濃度高於3質量%時’ ^ ^ 句虱撲獲量大於0.4毫摩爾/克的間隔片,而且 也谷易產生粘著性,給製造帶來麻煩。 f發明製造方法A和8中使用接枝聚合液,必要時還可以 3有例如鍵轉移劑和/或反應引發劑。 鉍例ΐ旦ΐ認為向接枝聚合液中添加鏈轉移劑能縮短接枝 鏈,谷易洗除未反應的均聚物,所以有利於製造。 ^用含有鏈轉移劑的接枝聚合液實施第几接枝聚人工’ ΓΛ 在下田進行接枝聚合處理)時,®自放電抑制作 % M t k。因此,自放電抑制作用優良的情況下可以 降低接枝率,結果還有耐氧化性提高的二次效果。下7 乂 上述鏈轉移劑,可以使用低級醇(如異丙醇)、多官 醇(如聚乙二醇)或二元缓酸(^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 能影響,優選聚乙二醇,G偻馬考慮到對電池性 卿特別優選聚合度小於2000的聚乙 分;Ϊ 聚合度超過2_時變成固體,難於 反應,例如會導致氨撲獲性不均句。上述聚乙二醇聚:度 的下限值為100左右’更優選聚合度為200〜1〇〇〇的聚乙二 醇。 對於本發明製造方法Α和8用接枝聚合液中可包含鍵轉移 劑(例如聚乙二醇)的濃度,雖然沒有特別限制,但 3〜50質量%,更優選優選3〜3〇質量%,最好為5〜25質量、 89101456.ptd 第28頁 玉、發明說明(25) ~ %。鏈轉移劑濃度低於3質量%時,很難製成平均氨撲獲量 六於0. 4毫摩爾/克的間隔片,而且容易產生粘著性',給製 造帶來麻煩。若鏈轉移劑濃度超過50重量%,則接枝率~°降 你,而且氣撲獲量也降低。 本發明製造方法A和B中接枝聚合液可以包含的反應引發 劑,例如可以是二苯甲酮、過氧化物(如過氧化苯甲u酿)或 偶氮化合物,考慮到對電池性能的影響,優選二苯甲明二 對於本發明製造方法A和B所用接枝聚合液中可以含有的 反應引發劑(特別是二苯曱酮)濃度,雖然沒有特別限制, 但是優選0. 05〜1質量%,更優選〇· 05〜〇. 5質量%,^好是 0.05〜〇·3質量%。反應引發劑濃度不足0.05質量%時,接& 枝聚合反應不能充分進行,而反應引發劑濃度超過1質量% 的情況下,很難製成平均氨撲量高於〇. 4毫摩爾/克的間隔 對於本發明製造方法A和β中所用接枝聚合液的溶劑(分 散劑)沒有特別限制’可以使用例如水、醇或酮。 上述的接枝聚合液,必要時還可以含有均聚物生成抑 劑(例如硫酸鐵)。 使接枝聚合液附著在處理前纖維片材上之際,若含有多 餘接枝聚合液,則在重力作用下接枝聚合液產生偏置,結y 果在偏置狀態下接枝聚合,所以應當除去多餘的接枝聚合 f °也就是說,當使接枝聚合液附著在處理前纖維片材上 、 時,相對於處理前纖維片材面密度丨〇 〇克/米2,接枝聚合 , 用液的數量優選處於40〜250克/求2之間,更優選處於50
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五、發明說明(26) 〜2 00之間。除去這種多餘的接枝聚合液的手⑨,可以舉 出例如在一對軋輥之間通過或在平板壓機之間通過等方 為使接枝聚合液與處理前纖維片材間具有良妤親合性, 使接枝聚合液附著在處理前纖維片材之前,例如最好用紫 外線射、電暈放電和/或等離子放電等手段對處理前纖 維片材作表面處理。 在本發明製造方法A,β的第〗a,丨b接枝聚合處理工序 中’在氧存在下’對附著有接枝聚合液的纖維片材進行第 la,lb接枝聚合處理。這種在氧存在下進行第ia,ib接枝聚p 〇處理/、要存在氧即可’例如可以在空氣中進行,或者 邊供氧邊進行,從製造工序簡單(容易使氧濃度一定)的角 度出發’優選在空氣中進行。 第1 a,1 b接枝聚合處理工序中採用的接枝聚合方法,可 以舉出例如紫外線照射、遠紅外線照射或放射線(χ_射 線、α -射線、点-射線或^ -射線)照射聚合或者熱聚合等 方法。這些方法中’雖然都能僅在纖維表面產生接枝聚 合’但疋考慮到反應引發劑產生游離基的時間短,並能夠 在紐時間内進行接枝聚合,因而優選紫外線照射聚合法。 在本發明製造方法A的第1 a接枝聚合處理工序中,單 f 體、低聚物和/或聚合物接枝聚合時’在構成處理前纖維 片材表面的纖維外側表面上’對具有53〇. 5〜531, 5eV(電 子伏特)鍵能的物質(據認為是氧原子和/或氧分子)也同時 進行吸附反應’所以能夠提高間隔片的耐氧化性。而且,
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4 444 1 9 五、發明說明¢27) 二吏用具有羧基的物質作為能進行接枝聚合的單體、低聚 物=或聚合物,由於構成處理前纖維片材表面的纖維外 側2 ^ ΐ成乎不存在羧基,或者即使存在數量也很少,所 以龅提尚纖維片材的耐氧化性。 f第;U,lb接枝聚合處理工序中,可以使第ia, ib接枝聚 合處理進行到接枝聚合液完全不蒸發揮散的程度。第 la,lb接枝聚合處理工序中的接枝聚合處理時間,例如可 以根據所肖接枝聚合方法的種類、接 射強度)、接枝率或氨撲獲率適當確定。 介千〈例如… 在本發,製造方法A、B的第2a,2b接枝聚合處理工序 中,將經第1 a,1 b接枝聚合處理工序得到的第一步接枝 合:纖維片产,用不透氣性薄膜纏繞(第2&接枝聚合處理 下’或者用不透氣性薄膜將第1接枝聚合處理 上面和下面全部區域覆蓋的狀態(第礼接枝 水性。^下#進订第—步接枝聚合處理’賦予親 通過用不透氣性薄膜纏繞,能夠防止載帶在第一 ^後纖維片材上的單體、低聚物和/或聚合物進一牛^ 發揮散。在此第二步接枝聚合處理工序中’ /絡 下接枝聚合,可以認為已經接枝聚合的單體、 $在 或聚合物因進-步接枝聚合能延長接枝鏈。因此Λ 口/ 理的纖維片材内部的纖維表面上因容易進/ 弟2接枝忒合,所以在使用單體、低聚物和/或進仃 具有幾基物質的情況下,在構成第!接枝聚。物形的 4444 1 9 五、發明說明(28) ------- 片材内部的纖維表面上能結合許多羧基。另外可以想見_ 原子和/或氧分子在第1接枝聚合處理的纖維片材表面$ $ 維上的吸附過程也進一步進行。 纖 而且在第2b接枝聚合處理工序中,通過用不透氣性薄 覆蓋纖維片材上面和下面全部區域,能防止自第1接枝 、 - 合處理的纖維片材中蒸發的單體、低聚物和/或聚合物$ 散。 在第2a和2b接枝聚合處理工序中,上述不透氣性薄膜只 ,是不能透過氣體(尤其是接枝聚合用液體蒸汽)的薄膜& ^有特別限制’但是從反應引發劑在吸收波長下光透過率 尚(例如80%以上)的觀點來看,例如優選聚烯烴類薄膜(如丫 聚乙烯膜或聚丙烯膜)。這是因為一旦反應引發劑在吸收 波長下光透過率低,就會妨礙聚合反應進行。 在第2b接枝聚合處理工序中,用不透氣性薄膜覆蓋第工 接枝聚合處理的纖維片材上面和下面全部區域的情況下, 用不透氣性薄臈夾住第1接枝聚合處理的纖維片材時,為 了允許第1接枝聚合處理的纖維片材內部空間及其外側表 面附近的空間存在空氣,不要從兩侧加壓。也就是說,在 存在氧的條件下進行第2 b的接枝聚合處理工序。 a而且’在第2 b接枝聚合處理工序中,既可以用不透氣性sj) f膜覆盖第1接枝聚合處理的纖維片材的端部及其周邊部 二(/列如覆蓋第1接枝聚合處理的纖維片材上面的不透氣性 ^膜與覆蓋第1接枝聚合處理的纖維片材下面的不透氣性 ' 薄膜連接在一起),也可以不用透氣性薄膜覆蓋其端部及
89101456.ptd 第32頁 444419 五、發明說明(29) 周邊4二(例如覆盘第1接枝聚合處理的纖維片材上面的不 透氣性薄膜與覆蓋第1接枝聚合處理的纖維片材下面的不 透氣性薄膜互相分離)。 。第2a和2b接枝聚合處理工序’優選在1〇〇它(更優選 C )以上溫度條件下進行。這樣,通過高溫能容易製造出 耐氧化性優良而且平均氨撲獲量達〇. 4毫摩爾/克以上的高 性能纖維片材(間隔片)。 第2a和2b接枝聚合處理工序中採用的揍枝聚合方法,可 以舉出例如紫外線照射、遠紅外線照射或放射線(X-射 線、β -射線、召-射線或^ _射線)照射聚合或者熱聚合等 方法。關於第1 a和1 b接枝聚合處理工序中的接枝聚合方 法,可以採用前面例示的方法。其中,第〗a和〗b接枝聚合 處理工序中的第I a和;[b接枝聚合(即在氧存在下接枝聚合) 與第2a和2b接枝聚合處理工序中的第2a和礼接枝聚合(即 用不透氣性薄膜纏繞或用不透氣性薄膜覆蓋狀態下接枝聚 合)’除了纏繞或覆蓋第1接枝聚合處理的纖維片材的薄膜 有無之外,其它聚合條件可以相同或不同。 、 例如,在第2b接枝聚合處理工序中,可以將第2b接枝聚 合處理進行到氨撲獲量達到0.4毫摩爾/克以上(優選〇.4^ 毫摩關/克以上,更優選0.5毫摩爾/克以上)為止。第2&和 2b的接枝聚合處理工序的接枝聚合處理時間,可以根據接 枝聚合方法的種類、接枝聚合條件(例如照射強度)、 率或氨撲獲率適當確定。 對於第1 a和1 b接枝聚合的處理時間(A)與第2a和^接枝
;444419 五、發明說明(30) 聚合的處理時間(B)之比(即A : B)雖然沒有特別限制,但是 優選8〜5:4,更優選2:7〜5:4。第-步接枝聚合處理時 間與第二步接枝聚合處理時間之比小於丨:8時,構成間隔 片表面纖維外侧表面上具有53〇·5〜531. 5eV鍵能 量減少,會使耐氧化性變劣,或者使氨撲獲量降低。反 J二f第一步接枝聚合處理時間與第二步接枝聚合處理時 二比大於5 : 4,則接枝聚合反應難於進行,使電解、.夜# 生玍降低傾向。 只施第一步和第二步接枝聚合處理工序得到的纖 兔:丨如最好用水、溫水 '㉟水或乙醇等充分洗滌乾 會^ Ϊ 一步和第二步接枝聚合處理工序得到的纖維片枯。 物)或夕或少含有未反應物(例如單體、低聚物和/或聚^, 而且,第一步和第二步接枝聚合處理工序得到的 可以用公知的親水方法,例如表面活性劑處理、准片 自法㈣氣體是用t氣等情性氣體稀釋的氟氣礙氣 人=氧、—氧化碳氣和二氧化硫氣體_至少丨種氣^選 ^體)或放電處理法等方法作進一步親水處理,加^ J夜的注液速度’提高電池的生產效率。 與電 之Ϊ ίη'活?處理工序中’相對於間隔片質量,襲、淫 =者0」〜3(更優選0K5 ’尤其是〇. ,選使 表面活性劑。 ~虡量% 池用間
第34頁 包含本發明表面氧化型纖維片材的本發明鹼性電 ^4441 9 ---~
五'發明說明(3D 劣化,而且耐氧化性和自 本發明的内部高羧基化纖 片’不易被電池内部產生 電抑制作用優良。此外, 明驗性電池用間隔片,不 有濕潤性和容量保持率波 用間隔片,能夠適用於鎳 產生氧的電池中。當然’ 間隔片,例如鹼性一次電 氧化銀電池或空氣電池) 、銀-鎘電池、鎳-鋅電池
隔片,不易被電池内部 放電抑制作用優 生的氧 維片材的本發明心;:,包含 的氧劣化,而且时&池用間隔 包含高 < 撲維β耐礼化性和自放 匕δ间虱撲後性纖 僅自放電抑制作用優:材的本發 動小的優良特性。、而且具 因此’本發明的這*上 -鎘電池或鎳~氫電池^ 電池 a a /«L等過充哲味 也適於作為其它一些鹼性電池中 池(例如鹼性鐘電、池、水銀電電A池中 或鹼性二次電池(例如銀-鋅電池 或充電式鎳一錳電池)的間隔片。 [實施例] 以下通過實施例具體說明本發明,但是本發明的範圍益 不受這些實施例的限制。其中’用χ_射線微量分析儀對構 成間隔片表面的纖維外侧表面和構成纖維間隔片内部的纖 維表面的測定,按照以下操作進行。
(1 )將間隔片浸潰在1當量的鹽酸水溶液中2小時。 (2) 充分水洗後,浸潰在}當量的氫氧化鉀水溶液中2小 時,用钟置換氫。 (3) 充分水洗後乾燥。 (4) 用能量分散麼X -射線微量分析儀測定鉀。 實施例1
89101456. p tel 第35頁 1444 1 9 五、發明說明(32) 將芯材成分由聚丙烯 '組成且殼材成分由南雄'度聚乙稀 (熔點1 32。(:)組成的芯殻塑熱枯纖維(纖度=1. 2分特;纖維 長=10毫米,高密度聚乙稀彳占纖維表面的1〇〇%)丨〇〇質量%分 散成漿,用常規濕式抄造法使這種漿形成纖維網。接著在 1 3 6。(:熱處理這種纖維網’使之在1 0牛頓/厘米線壓力的親 間通過,使作為怒殼塑熱粘纖維殼材成分的高密度聚乙婦 粘結,形成處理前無紡布(面密度=55· 4克/米2)。 另外,用如下組成製備了接枝聚合液。 (1) 丙烯酸單體 25 質量% (2) 二笨甲酿I 0. 3質量% (3) 琉酸鐵 0.4 質量% (4 )非離子表面活性劑 3 質量% (5)水 71 . 3質量% 然後’將上述處理前無紡布浸潰在上述接枝聚合用混合 液中(相對於面密度為100克/米2的無紡布,含有8〇克/米2 比例的混合液),進而在空氣中,在無紡布兩面各設置一 個金屬ii化物水銀燈,在i 8 〇毫瓦/厘米2照度下,對無紡 布兩侧表面照射中心波長為365nm紫外線丨5秒鐘,使丙烯
酸接枝聚合。接著,用兩片不透氣性薄膜夾住此第1接枝 聚合處理後的無紡布成三明治狀,以便不排除在第丨接枝 聚合處理後的無紡布内部空間和外側表面附近空間的空 用各設置一個的金屬化物水銀燈,在18。毫瓦/ ^ T 對第1接枝聚合處理後的無紡布兩側表面照 ' 。; 為36 5nm的紫外線15秒鐘,使丙烯酸進一步聚
89101456.ptd 第36頁 4 4441 9 五、發明說明(33) 聚合處理i的I =枝聚合物上°此時,第1接枝
於從兩片不透氣性薄’上述接枝聚合用液處 洗條此經接枝聚合的無以後用水T y1成面密度60 8克/求2、 米、接枝率9. 8 %的間隔片。 逸出角等於3。。.的條件下,用χ—射線光電分 光计測疋構成此間隔片表面纖維的外侧表面後,檢出了具 有5 3 0,5〜531.5eV鍵能的物質(參見附圖2)。在附圖2中, 曲線a是源於〇或I的波形分離光譜,曲線b是源子c = 〇、 〇-〇0的波形分離光譜,曲線c是源於c_〇的波形分離光 譜,曲線d是01S光譜。其中,曲線a〜c是為了分析曲線(1的 01S光譜中存在的官能團’利用Ganss/Lorentzian函數進行 波形分離處理得到的光譜。 而且,在發射光電逸出角等於9 0。的條件下,用X 一射線 光電分光計測定構成此間隔片表面纖維的外側表面後,根 本未檢出具有530.5〜531.5 eV鍵能的物質。 此外,用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外側表面和構成間隔片内部纖維的表面後,在表面區域 完全不存在羧基,而僅在内部區域存在羧基。 對照例1 將與實施例1同樣形成的處理前無紡布浸潰在與實施例1 同樣的接枝聚合用潙合液中後(相對於面密度為1 〇 〇克/ 米2,含有80克/米2比例的混合液),用不透氣性薄膜夾住
S910M56.ptd 第37頁 4 444 1 9 五、發明說明(34) 無紡布,在此無紡布兩侧各設置一個金屬齒化物水銀燈’ 在180亳瓦/厘米照度下照射中心波長為365nm紫外線3〇秒 鐘’使丙烯酸接枝聚合。然後,用水充分洗滌此接枝聚合 後的無紡布。乾燥後經線壓力丨〇牛頓/厘米礫光處理,製 成面密度59.8克/米2、厚度〇.15毫米和接枝率1〇 5%的間 隔片。 ▲在發射光電逸出角等於30。條件下,用射線光電分光 計測定構成此間隔片表面纖維的外側表面後,根本未檢出 具有53 0. 5〜531· eV(電子伏特)鍵能的物質(參見附圖3)。 即未得到源於0或〇2的波形分離光譜。在附圖3中,各曲線 b、c和d分別與附圖2中的相同。 =外’用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外側表面和構成間隔片内部纖維的表面 區域和内部區域都存在同等數量的羧基。 兄社衣曲 實施例2 土 由聚丙烯成分(斷面形狀為扇形’熔點, 聚乙烯(斷面形狀為扇m13(rc)組成的 形狀斷面的、纖度2,2分特和纖維長度1〇 有:子 水:分割的分割:隱維(能夠分割成8根纖度。,138分= 質,以及奸姑ώ八士取工特聚乙烯極細纖維)佔讪 質量%以及心材成刀由汆丙烯組成且殼 聚乙婦(㈣11〇 C )組成的纖度U分特和^二 芯殼型熱粘纖維佔30質量%的混入敏 毛+的 按常規濕式抄造法使之形成纖維網。 刀瑕表水後,
89101456.ptd 第38胃 4444 1 g 五、發明說明(35) 接著通過在11 5 C熱處理這種纖維網,僅使芯殼型熱粘 纖維申的低密度聚乙烯成分粘結。進而,將此被熱粘後的 纖維網置於100目的網上’用喷嘴直徑〇, 13毫米間距〇, 6毫 米的喷嘴板向兩面交替噴射兩次壓力12.7,3的水流,使 分割性纖維分割。然後’在丨丨5 C下熱處理此分割的纖維 網’再次僅使芯殼熱招纖維中低密度聚乙烯成分粘結形成 處理前無紡布。此後’與實施例1同樣接枝聚合’充分水 洗,乾燥後在1 〇牛頓/厘米線壓力下礫光處理,製成面密 度6 0. 5克/米2、厚度〇. 15毫米、接枝率1〇%的間隔片。 、在發射光電逸出角等於3〇。的條件下,用X一射線光電分 光计測定構成此間隔片表面纖維的外側表面後,檢出了具 有530。. 5〜531· 5eV鍵能的物質。而且在發射光電逸出角等 於90。的條件下,用χ_射線光電分光計測定構成間隔片表 面纖維的外側表面後’根本未檢出具有5 3 〇 5〜5 3 1 . 5 e V鍵 能的物質》 此外’用X -射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外侧表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,表面區 域完全不存在羧基,僅内部區域存在緩基。 實施例.Ί 土 與實施例2同樣方式形成面密度35克〆米2的濕式纖雉 網。另外,除了實施例2的分割性纖維和纖維長度為38毫 米之外,將與實施例2完全相同的分割性纖維佔7〇質量% , 與除了實施例2的芯殼型纖維和纖維長度為3 8毫米之外, 將與實施例2完全相同的芯殼型纖維佔3〇質量%共同混合,
444419 五、發明說明(36) 用梳棉機開纖,形成面密度為20克/米2的同向性纖維網。 然後,將濕式纖維網和同向性纖維網層疊在一起’形成層 疊纖維網。 接著,與實施例2完全相同地處理此層疊纖維網,即按 照使芯殼型熱粘纖維中低密度聚乙烯成分熱粘、用水流使 分割性纖維分割、使芯殼型熱粘纖維中低密度聚乙烯成分 再熱粘的順序操作,製成實際上是一層的由長纖維和短纖 維交織在均勻交織在.一起的處理前無紡布。進而,與實施 例1完全相同地進行接枝聚合,充分水洗,乾燥後在〗〇牛 頓/厘米線壓力下礫光處理,製成面密度59. 2克/米2、厚 度0.15毫米、接枝率2%的間隔片。 在發射光電逸出角等於30。的條件下,用X_射線光電分 光計測定構成此間隔片表面纖維的外侧表面後,檢出了具 有530.5〜531.5eV鍵能的物質。而且在發射光電逸出角等 於90 °的條件下,用X_射線光電分光計測定構成間隔片表 面纖維的外侧表面後,根本未檢出具有53〇· 5〜531 , 5eV鍵 能的物質。 此外,用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外侧表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,表面區 域完全不存在羧基,僅内部區域存在羧基。 質量% 質量% 接枝聚合液是用以下成分製備的 (1)丙烯酸單體 2 5 (2 )二苯曱酮
4 4441 8 五、發明說明(37) (3) 硫酸鐵 0. 4質量% (4) 非離子表面活性劑 3 質量% (5) 水 61. 3質量% (6) 聚乙二醇(聚合度4〇〇) 10 質量% 然後,除了將與實施例1同樣形成的處理前無紡布浸潰 在上述接枝聚合用混合液中之外,與實施例1同樣使之接 枝聚合’充分水洗’乾燥後在1 0牛頓/厘米線壓力下礫光 處理’製成面密度60.3克/米2、厚度0.15毫米、接枝率 9. 9%的間隔片。 在發射光電逸出角等於3〇。的條件下,用X-射線光電分 ) 光計測定構成此間隔片表面纖維的外侧表面後,檢出了具 有530.5〜531. 5eV鍵能的物質。而且在發射光電逸出角等 於9 0。的條件下,用X-射線光電分光計測定構成間隔月表 面纖維的外侧表面後,雖然檢出了具有5 30. 5〜531 . 5eV鍵 能的物質,但是與發射光電的逸出角為3 〇。測定時相比, 檢出該物質的數量少。 此外,用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外側表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,表面區 域完全不存在羧基,僅内部區域存在羧基。 對照例2 γ) 將與實施例1同樣形成的處理前無紡布浸潰在與實施例4 同樣的接枝聚合混合液中後(相對於無紡布面密度丨克/ 米2,含有80克/求2的混合液),用不透氣性薄膜^住無紡 」 布,在此無紡布兩側各設置一個金屬鹵化物水銀燈,'以''
89101456.ptd 第41頁 4 44 4 Ί 9 五、發明說明(38) " '—--- 180毫瓦/厘米2的照度照射中心波長365韻紫外線3〇秒鐘, 使丙烯酸接枝聚合。接著,將此接枝聚合的無紡布充分水 洗,乾燥後在10牛頓/厘米線壓力下礫光處理,製成面密 度6 0克/米2、厚度〇 i 5毫米、接枝率^ 的間隔片。 一在發射光電逸出角等於30。的條件下,用χ—射線光電分 光什測定構成此間隔片表面纖維的外側表面後’完全未檢 出具有530.5〜531.56八電子伏特)鍵能的物質。 =外,用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 =卜侧表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,在表面 區域和内部區域都存在同等程度的羧基。 實施例5 接枝聚合液是用以下成分製備的 25 0.3 〇. 4 3 51. 20 質量% 質量% 質量% 質量% 質量% 質量% (1) 丙烯酸單體 (2) 二苯曱_ (3 )硫酸鐵 (4) 非離子表面活性劑 (5) 水 (6 )異丙醇 彳灸除了將與實施例1同樣形成的處理前無紡布浸潰 & ί ί接枝聚合用混合液中之外,與實施例1同樣使之接 13 ,充分水洗,乾燥後在1 〇牛頓/厘米線壓力下礫光 處=,製成面密度60 4克/米2、 15 9. 8%的間隔片。 供枚牛 在發射光電逸出角等於30。的條件下,用χ〜射線光電分
S9101456,ptd 第42頁 4444 1 9 五、發明說明(39) '~ ------- =5定〜 …面纖維的外側表…^ 於90。㈤條件下6,鍵此的物質。而且在發射光電逸出角等 面纖维m ^ 射線光電分光計測定構成間隔片表 :=:”後,雖然檢出了具有咖.5〜531.^鍵 ==父ί射光電的逸出肖為3G。測定時相比, 檢出邊物質的數量少β u 的= 微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 構成間隔片内部纖維 ,完全不存在綠基,僅内部區域存在幾基。 貫施例❷ 接枝聚合液是用以下成分製備的。 25 質 量% 0.3 質 量% 0.4 質 量% 3 質 量% 61.3 質 量% 20 質 量% (1) 丙烯酸單體 (2) 二苯曱酮 (3 )硫酸鐵 (4) 非離子表面活性劑 (5) 水 (6 )馬來酸 然後,除了將與實施例丨同樣形成的處理前無紡布浸潰 在j述接枝聚合用混合液中之外,與實施例丨同樣使之接 枝聚合’充分水洗’乾燥後在1〇牛頓/厘米線壓力下礫光 處理’製成面密度59·2克/米2、厚度0,15毫米、接枝率 9. 2%的間隔片。 、,在發射光電逸出角等於3 〇 °的條件下,用χ _射線光電分 光計測定構成此間隔片表面纖維的外侧表面後,檢出了具
89101456.ptd 第43頁 4444 1 9 發明說明(40) ^ = 〜5315#鍵能的物質。而且在發射光電逸出角等 二 的條件下’用X-射線光電分光計測定構成間隔片表 ,,,戡維的外侧表面後,雖然檢出了具有53〇·5〜53i5ev鍵 ::物質,但是與發射光電的逸出角為3〇D測定時相比, 檢出該物質的數量少。 =外,用X-射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 a夕側表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,表面區 域完全不存在羧基,僅内部區域存在羧基。 實施例7 、將聚丙烯芯成分和高密度聚乙烯(熔點132殼成分製 ,的纖度0 7 7分特、長度5毫米的芯殼型熱粘纖維佔8 〇重 量%和纖度2, 2分特和長度1〇毫米、抗拉強度8cN/*特的高 強ί聚丙烯纖維佔2 〇重量%的混合纖維分散成漿,用濕法 抄造法將其製成纖維網。然後,在1 3 6 t對此纖雉網熱處 理^ ’使之通過線壓力! 〇牛頓/厘米(常溫)的輥間,使作 為芯殼型熱點纖維殼成分的高密度聚乙烯熱粘形成處理前 無紡布。 此外’用以下成分製備了接枝聚合 (1)丙婦酸單體 (2 )二苯甲鲷 (3)硫酸鐵 (4 )非離子表面活性劑 (5) 聚乙二醇(聚合度4 00' (6) 水
30 質 量% 0.1 質 量0i 0.4 質 量% 1 質 量% 10 質 量% 58. E _>質 量%
4444 1 9 五、發明說明(41) 然後,使上述處理前盔紉古、* 1 , L , ,,_ ^ ^ ^ , η Λ 钉…、訪布次潰上述接枝聚合用混合液 (相對於面岔度100克/来2,人女 ..y . ,, 3有8 ο克/米2比例的混合液), 在無纺布兩側各設置的一個么鹿上 J 1固金屬鹵化物水銀燈,以1 8 0毫 瓦/厘米2的照度照射中心浊怎& 〇 ^ r 夜長為3 6 5 nm的紫外線1 5秒鐘, 使丙烯酸接枝聚口。存在於無紡布表面層纖維上丙烯酸幾 乎不聚合’而處於無紡布表面層以内纖維上的丙烯酸則產 生接枝聚合。
然後,用不透氣性薄膜夾住此第】接枝聚合處理後的無 紡布,使第1接枝聚合處理後的無紡布兩側不加壓,以便 允許第1接枝聚合處理後的無紡布内存在空氣。用第1接枝 聚合處理後的無紡布兩側各設置的一個金屬_化物水銀 燈,以180毫瓦/厘求2的照度照射中心波長為““爪的紫外 線1 6秒鐘’使在上述工序中能夠接枝聚合的共聚物與丙烯 酸進一步聚合。進而充分水洗經接枝聚合的無紡布,乾燥 後在10牛頓/厘米線壓力下礫光處理’製成面密度60.8克/ 米2、厚度0. 1 5毫米、接枝率9 , 8 %的間隔片。 在發射光電逸出角等於30。的條件下,用X-射線光電分 光計測定構成此間隔片表面纖維的外侧表面後,檢出了具 有530.5〜531.5eV鍵能的物質。而且在發射光電逸出角等 於9 0 °的條件下’用X-射線光電分光計測定構成間隔片表 面纖維的外側表面後,完全沒有檢出具有530· 5〜531. 5eV 結合鍵能的物質。 此外,用X -射線微量分析儀測定構成此間隔片表面纖維 的外侧表面和構成間隔片内部纖維的表面後發現,表面區
89101456.ptd 第45頁 444419 五、發明說明(42) 域完全不存在羧基,僅内部區域存在羧基。 實施例8 將佔80重量%的聚丙烯芯成分和高密度聚乙烯(培點i32 °C )殼成分製成的芯殼型熱粘纖維(纖度=0· 8分特,纖維長 度=5毫米)和佔20重量%的高強度聚丙烯纖維(纖度=2 2分 特,纖維長度=1 0毫米’抗拉強度= 8cN/分特的混合纖維77分 散成漿,用濕法抄造法將其製成纖維網。然後,在丨3 6 對此纖維網熱處理後,使之通過線壓力1 0牛頓/厘米(常 溫)的輥間,使作為芯殼型熱粘纖維中殼成分的高密度聚 乙烯熱粘形成處理前無紡布。 此外,用以下成分(1)〜(6 )製備了接枝聚合液。其中, 硫酸鐵是作為均聚物形成抑制劑而加入的。 (1) 丙烯酸單體 30 質量% (2) 二苯甲酮 0.1質量% (3) 硫酸鐵 0.4質量% (4) 非離子表面活性劑 0.5質量% (5) 聚乙二醇(聚合度4 00) 1 0 質量% (6) 水 59 質量% 然後,使上述處理前無紡布浸潰上述接枝聚人m、β人+ κ也合用混合液 (相對於面密度為100克/米2,含有80克/米2比彳 〜例的混合 液),在無紡布兩侧各設置的一個金屬_化物+如w ^ μ %銀燈,在 空氣_以1 80毫瓦/厘米2的照度照射中心波長盔9 p r ^ ^ κ馬365nm的紫 外線1 5秒鐘,使丙烯酸接枝聚合。接耆,用雨 薄膜夾住此第1接枝聚合處理後的無紡布成 „ 叩兩片不透氣性
89101456,ptd 明治狀,操
第46頁 444419 五、發明說明(43) 作時應當允許在第1接枝聚合處珥你& ^ ^ t ± 岭理後的無紡布内部空間及 其外側表面附近空間的空氣存在。 ^ ^ ,A „ 用無紡布兩侧各設置的 一個金屬鹵化物水銀燈,以18 〇亳F Λ ,,, ^ Λ onr 宅瓦/厘米2的照度照射中 心鐘’使上述工序中枯合的接 枝共聚物與丙婦酸進-步聚合。此時,無纺布溫度為11〇 C ’上述接枝聚合液處於從兩片不透氣性薄膜四周 狀態下。 接著,充分水洗經接枝聚合的無紡布,乾燥後在10牛 /厘米線壓力下礫光處理,製成本發明的間隔片(面密度 = 6 0. 8克/米2,厚度=0. 15毫米,接枝率=9. 8%) ^ 實施例9 除了使用由以下成分製備的接枝聚合液之外,重複上述 實施例8的操作手續’製成本發明的間隔片(面密度=60 克/米2 ’厚度= 0.15毫米,接枝率=9.8%)。 (1) 丙烯酸單體 30 質量% (2) —本曱嗣 〇,1質量% (3) 硫酸鐵 0*4質量?ό (4) 非離子表面活性劑 0. 1質量% (5) 聚乙二醇(聚合度4〇〇) 1〇 質量% (6) 水 59· 4質量% 會施例1 0 除了使用由以下成分製備的接枝聚合液之外’重複上述 實施例8的操作手續,製成本發明的間隔片(面密度n 8 克/米2,厚度=〇_ 15毫米,接枝率=9. 8%)。
89101456.ptd 第47頁 444 4 1 五、發明說明(44) (1) 丙烯酸單體 30 質量% (2) 二苯甲酮 0.1 質量% (3) 硫酸鐵 0.4 質量% (4) 非離子表面活性劑 0_05 質量% (5) 聚乙二醇(聚合度4 00) 1 0 質量% (6) 水 59· 45質量% 實施例1 1 除了使用由以下成分製備的接枝聚合液之外,重複上述 實施例8的操作手續,製成本發明的間隔片(面密度=60 . 8 克/米2,厚度=0. 15毫米,接枝率=9. 8°/〇。 (1) 丙 烯 酸 單體 30 質 量% (2) 二 苯 曱 酉同 0.3 質 量% (3) 硫 酸 鐵 0. 4 質 量% (4) 非 離 子 表面活性劑 3 質 量% (5) 聚 乙 二 醇(聚合度4 00 ) 10 質 量% (6) 水 61.3 質 量%
物質性質評價 (A)COD COD值用以下方法測得。 (1 )根據作為氧化劑使用的20〜40%高錳酸鉀消耗量的大 小,將間隔片剪切(面積A厘米2)。例如切成5厘米的正方 形(面積0. 002 5米2)。 (2 )再將上述間隔片切成1〜2厘米2的正方形後,置於 3 0 0毫升燒瓶中。
89101456.ptd 第48頁 444419 五、發明說明(45) C 3 )用量筒向燒瓶中注入1 〇 〇毫升純水。 (4) 一邊將硫酸水溶液(按容積計硫酸:蒸餾水=丨:2 )振盪 混合’一邊注入燒瓶中1 〇亳升。 (5) —邊用滴定管向燒瓶中滴加5毫摩爾/升(N/4〇 )高錳 : 酸鉀洛液1 〇亳升,一邊振盪混合,立即置於8 〇艺熱水浴中 (帶振盪器)使之反應3 0分鐘。此時,使熱水浴水面高於燒 、 瓶内水面’以便使之充分反應。經3 0分鐘反應後,確認是 — 否殘留有高錳酸_的紅色。由於顏色消失意味著間隔片量 -過多,所以應當減少間隔片數量後重複上述(1)〜(5)中的 操作。 ) (6) 從熱水浴中取出燒瓶,用滴定管向燒瓶中滴加1 2 . 5 毫摩爾/升(N/40)碘酸鈉溶液1〇毫升,振盪使之充分反 應。此時,應當確認高猛酸卸的紅色消失變成無色。 (7) —邊使燒瓶内溶液保持在60〜80 °C,一邊用5毫摩_ /升(N / 4 0 )高猛酸鉀溶液滴定》當淡紅色保持3 〇秒以上時 為滴定終點。讀取此時所需的高猛酸鉀溶液的量a (毫 升)。 (8 )另取1 0 0亳升純水置於燒瓶中,進行(4 )〜(7)中操作 (空白試驗)〇讀取此時所需高錳酸鉀溶液的量b(毫升)。 (9 )用以上試驗結果,按照下式(4 )算出C0D。 1) C0D(毫克· 0/ 米2)=(a-b) X f X 0. 2 X 1/A (4) . 上式中,a為滴定所需的高猛酸鉀量(毫升),b為空白滴定 所需的高錳酸鉀量(毫升),f為5毫摩爾/升高錳酸鉀溶液 〜: 的校正因子,而且A是間隔片的面積(米2)。 _
89101456.ptd 第49頁 4444 彳;3 五、發明說明(46) ' 實施例1〜7和對照例1〜2間隔片的⑶!)值,如表】所示。 (B) 使用X -射線光電分光計的測定方法 X-射線光電分光計的測定’是按照以下條件用χ_射線光 電分光计(JPS-9010ΜΧ’日本電子社製)測定的。 間隔月用純水洗滌乾淨後乾燥,固定在樣品架上。然 後,在真空度達到10-6Pa(帕斯卡)的真空下,用Mg_k α作 為激發源(X-射線源),於10KV加速電壓和10mA電子束電流 條件下測定對象表面。結果示於表1之中。 μ (C) 容量保持率的測定 製成了以發泡鎳為原料的糊狀鎳正極(3 3毫米寬,i 8 2毫 米長)和糊狀儲氫合金負極(網狀金屬類合金,寬33毫米, 長247亳米)作為電極的集電體。然後,將按照上述實施例 I〜11和上述對照例i〜2製成的各種間隔片切成寬35和長 4 1 0毫米大小後,分別夾在正極和負極之間,捲成捲筒 製成與SC型對應的電極組。將此電極組置於外裝罐内 後’向此外裝罐内注入5摩爾/升氫氧化鉀和丨N氫氧化鋰作 為電解液,封罐後製成圓筒形鎳氫電池。 ,著’對各圓筒形鎳氫電池在〇lc下相對於容量充電 1 5 (U後’再於〇 _丨c下放電’測定終止電壓為1. 〇 v的初期容 。量進而’再於0.1C下相對於容量充電150%後’於65 ^丨旦咖至内放置5日。然後再於〇 . 1 C下放電,測定終止電 壓為1· 0V的初期容量(B) ^按照下式(5),由這些結果算出 容量保持率(C)。 C(°/〇) = (B/A) X100 (5)
89101456.ptd -- 第50頁 4 444 1 9 五 發明說明(47) 其中’就各種間隔片各使用1 〇個樣品進行了測定。 結果示於表1和2之中。在表2中,括弧内的數據表示ι〇 個數值中的最大值和最小值,其外的數據表示1〇個 平均值。單位是” %"。 爆白勺 (D )循環壽命試驗 按照以下方法測定了實施例i〜7以及對照例i〜〗 命。首先’作為電極的集電冑,製成了以: 糊狀鎳正極⑶毫来寬’ i 82毫来長)矛口糊狀儲氮、合金負斗極勺 (網狀金屬類合金,寬33毫米,县247吝本、 、 切成33毫米寬、4H毫米;:實= '气)。然後,將剪 各間隔片分別爽在正極和負例1 ^和對照例1〜2的 裝罐内注爾氧化: = = ==罐⑽,向此外 製成圓筒形鎳氫電池。里次 ,乍為電解液,封罐後 2C、15G%充電和1C、終;j;電壓各=形錄氫電池重複〇. 量達到初期容量sn時的猶&數 電’測定直到放電容 (E)氨撲獲量的測定 畏数/果不於表^之中。 按上述方法測定了在上 _ 間隔片以及上述對照例!中"制\施=〜11中製造的本發明 量。其中,就各個間隔片的Ί的對照用間隔片的氨撲獲 的。 片的測定都是使用Η個樣品進行 結果示於表2之中。表2中, 據中的最小值和最大值,括7弧内的數值,表示10個數 的平均值。單位是毫摩爾/克11。上面達到數據表示1 0個數攄
五、發明說明 (48) 表1 ---- A B C COD (mg · 0/m2) 容量保 率(%) 施例1 有 無 無 -- 205 60 ^照例1 無 無 有 282 45 j施例2 有 無 無 198 * —〜 60 實施例3 — 有 無 無 201 卜60 _實施例4 有 有少許 無 220 60 j照例2 無 無 有 260 45 ^施例5 有 有少許 無 150 60 __J^施例6 有 有少許 無 210 ----- 60 實施例7 有 有少許 無 220 60 久:在發射光電子逸出角等於30°條件下,用χ-光計測定構成此間隔片表面纖維的外側表面時 檢出具有530. 5〜531.5eV鍵能的物質。 射線光電 ,是否能 纖維的外 出了表面 在發射光電子逸出角等於9〇 °條件下,用 光計測定構成此間隔片表面纖維的外侧表面時 檢出具有530. 5〜531.5eV鍵能的物質。 C :用X -射線微量分析儀測定構成此間隔片表面 表面和構成間隔片内部纖維的表面時,是 區域的叛基。 表1說明’使用本發明的表面氧化型纖維 羧基化纖維片材作為間隔片製成的鎳氫電池^,材3或内部高 化性和自放電抑制作用均優良,能夠長眛’是—種耐氧 守間使用的電池。
44441s 五、發明說明(49) 表 2 氨撲獲量 容量保持率 實施例8 0_ 55(0.53 〜0.58) 61(58 〜62) 實施例9 0.5 8 ( 0.5 6 -0.60) 62(60 〜63) 實施例1 0 0. 63 ( 0. 6 2 〜0. 64) 63(62 〜64) 實施例7 0.48(0.40 〜0·52) 60(50 〜62) 實施例11 0. 43(0· 38 〜0· 48) 58(48 ~6 1) 對照例1 0. 35 ( 0. 3 2 〜0. 38) 45 (42 〜48) 表2說明,用本發明高氨撲獲性纖維片材製成的間隔 片,由於容量保持率高,而且容量保持率波動小,所以是 質量穩定的間隔片。 [產業上之利用領域] 含有本發明的表面氧化型纖維片材的本發明鹼性電池用 間隔 >;,難於被電池内部產生的氧所劣化,而且耐氧化性 和自放電抑制作用均優良。含有本發明的内部高羧基化纖 維片材的本發明鹼性電池用間隔片,也難於被電池内部產 生的氧所劣化,而且耐氧化性、和自放電抑制作用均優良。 此外,含有本發明的高氨撲獲'性纖維片材的本發明鹼性電 池用間隔片,不僅自放電抑制作用優良,而且還具有在濕 潤性和容量保持率波動性優良的特性。 以上雖然是按照特定實施方式說明本發明的,但是本領 域普通技術人員自知的各種變化也包括在本發明的範圍 内0 [元件編號之說明]
89101456.ptd 第53頁 4 444 1 9
89101456.ptd 苐54頁 444419 圖式簡單說明 [圖式之簡早說明] 附圖1是氨撲獲量測定用裝置的示意說明圖。 附圖2是在發射光電子逸出角度3 0 °條件下,用X-射線 光電分光計測定構成實施例1間隔片表面纖維的外側表面 的記錄圖。 附圖3是在發射光電子逸出角度為30°條件下,用X-射 線光電分光計測定構成對照例1間隔片表面纖維的外侧表 面的記錄圖。
89101456.ptd 第55頁

Claims (1)

  1. 4444 i 9 六 中請專利範圍 1 · ~~種驗性電池用問隐 # ’當發射光f j 0 ,其中含有這樣一種纖維片 光電分if角約等於30。條件下,用[射線 場合下’其中. 、.,隹片材表面纖維的外側表面測定的 .物質了其中存在顯示53q.5〜531.5ev(電子伏特)鍵能的 村用間隔片,其…這樣-種纖維片 在量,& %I在ϋ纖維片#内部的纖*表面上的绩基存 基存在量ί Γ構成纖維片材表面的纖維外侧表面上的羧 4毫3摩—爾種隔片,其中含有平均氛撲獲量抓 乎卿/开以上的纖維片材。 4. 一種驗性電池用間隔 材,當發射光電子的逸出自“中3有&樣—種纖維片 光電分光計對於30條件下,用χ-射線 物質τ而=t=5:r.5ev(電子伏特)鍵能的 存在量,&結合η部的纖維表面上的叛基 叛基存在量多。m 表面的纖維外側表面上的 好,备# ^ ^電池用間1^片’其中含有這樣—種纖維片 材,吾叙射光電子的逸出角約等於3〇β條件下, 3:;光ί:3成此纖維片材表面纖維的外侧表面測定的 =了而1 =在顯示·5Γ531·56ν(電子伏特)鍵能的 #认、中的平均氨撲獲置在0.4毫摩爾/升以上。 種鹼性電池用間隔片,其中含有這樣一種纖維片
    89101456.ptd 第56頁 4444 1 9 六、申請專利範圍 ^-- -------- 在量’,、社二在構成纖維片材的内部戚維表面上的幾·基存 其ί ΐ結合在構成纖維片村表面的.殲雉外倒表面上的幾 土7子一罝多;而且平均氨撲獲量在0.4毫摩爾/升以上。〆 材,·:;2電池用間隔月,其中含有這樣-種纖雉片 光電二^钭二電子的逸出角约等於30。條件下,用Ρ射線 場人;^ =構成此纖維片材表面纖維的外側表面測定的 物^ .社ΐΓ存在顯示530.5〜531.5eV(電子伏特)鍵能的 量,比ί1ϊ ί成纖維片材内部的纖維表面上的觀基存在 存在量;:而H f纖維片材表面的纖維外侧表面上的羧基 在=,而且平均氨撲獲量在〇_4毫摩爾/升以上。^ 中鉀dr」範圍第1項記載之驗性電池用間隔片, 中鉀離子交換容量為Q.3〜2me心。 中鉀1:ί利轭圍第2項記載之鹼性電池用間隔片, 中鉀離子交換容量為0.3〜2meq/g。 中:離如:二气利範圍第3項記載之鹼性電池用間隔片 中鉀離子父換容量為〇.3〜2meq/g。 中1^十如=1專口利範圍第1項記載之驗性電池用間隔片 中則述的纖維片材是接枝聚合的纖維片材。 =·、如申請專利範圍第2項記載之驗性電池用間隔片 中前述的纖維片材是接枝聚合的纖維片材。 1 3.如申請專利範圍第3項記載之鹼性電池用間隔片 中前述的^維月材是接枝聚合的纖維片材。 JL 其 其 其 其 1 4.、如申請專利範圍第丨丨項記載之鹼性電池用間隔片 其中釗述的接枝率為5〜2 〇 %。
    89101456.ptd 第57頁 ί 9 ^444 y、申清專利範圍 15·如申請專利範圍第丨2項記載之鹼 其中输述的接枝率為5〜20%。 肖間隔片, 1 6·如申請專利範圍第丨3項記載之鹼 其中前— 述的接枝率為5〜2〇%。 肖間隔片’ 17.—種鹼性電池用間隔片的製法,其中包 :仏對附著有含有能夠接枝在乳,在 圍繞纖維片材四周的狀態T,i行; 序。 冤池間隔片用接枝聚合化的纖維片枒的工 —種鹼性電池用間隔片的製法, :,對附著含有能夠接枝聚合 括在J存在 村進行接枝處Λ量 低聚物和/或聚 ,其中在前述的 低聚物和/或聚 其中在前述的接 和下面全部表面的狀態τ,進;亍進二J J :維片材上面 性T也間隔片用接枝聚合化的纖維片㈣3理’製成驗 9.如申凊專利範圍第丨7項記载之豆 接枝聚合液令所含能夠接枝聚合的單體,,'、在前述的 合物的濃度為5〜6〇質量宄。 2 0.如申請專利範圍第丨8項記载之 接枝聚合液中所含能夠接枝聚合的單、體、 合物的濃度為5〜6〇質量%。 21如申請專利範圍第17項記載之製法, 枝聚合液中還含有3〜5G f量%鏈轉移劑。
    89101456.ptd 第58頁 4444 1 9 六、申請專利範圍 22‘如申請專利範圍第i 8項記载之製法,其中在前述的 接枝聚合液中還含有3〜50質量。/tt鏈鎖移劑。 2 3.如申請專利範圍第2丨項記載之製法,其中前述的Μ 轉移劑是聚乙二醇。 2 4.如申請專利範圍第2 2項記載之製法,其中前述的鍵 鎖移劑是聚乙二醇。 2 5 ·如申請專利範圍第丨7項記載之製法,其中在前述的 接枝聚合液中’還含有0.05〜1質量%反應引發劑。 2 6.如申請專利範圍第丨8項記載之製法,其中在前述的 接枝聚合液中,還含有0.05〜1質量%反應引發劑。 ^27.如申請專利範圍第17項記載之製法,其中在用不透 氣性缚膜圍繞纖維片材四周的狀態下進行所說的接枝聚合 處理是在1 0 〇 X:以上溫度條件下實施的。 2 8.如申請專利範圍第18項記載之製法,其中在用非透 氣性薄膜覆蓋纖維片材上面和下面全部區域的狀態下進行 所說的接枝聚合處理是在i 〇 (PC以上溫度條件下實施的。
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