TWI269475B - Binder fiber and separator for alkaline cell using said binder fiber - Google Patents
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Description
1269475 , 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 •本發明係關於黏合纖維及使用該黏合纖維之電池用隔 詳。之’關於驗猛乾電池、銀電池、空氣電池、鎳— ,蓄兒池、鎳—氫蓄電池、氧化銀—鋅蓄電池、鎳-鋅蓄電池、 t 载蓄電池等鹼電池用隔板(特別係依高倍率使用的鹼2 -人電池用隔板)、及頗適宜使用此的黏合纖維。 【先前技術】 鎳-鎘蓄電池、鎳-氫蓄電池等鹼二次電池因為高倍率 方:4寸性優越,因而廣泛的做為如無線電動工具之電力工 2源使用。適合此種電池使用的隔板,通常具有紙或不 :之形狀,且構成此紙或不織布的纖維已提案出各種纖 例如在曰本專利特開平9_259856號公報(專利文獻ι ’便有揭示由不織布所形成的電池用隔板,且該不織布 =半芳㈣《胺為主成分’該半芳香族聚醯胺係由含 、方香族羧酸(對苯二甲酸等)60莫耳%以上的二羧酸成 二及含有1數6至12之燒二胺(1,9-壬二胺或2-甲基 ’辛—胺等)60莫耳%以上的二胺成分所獲得。另外, 二本專利特開2_-聰59號公報(專利文獻2)中,則 昌^此種半芳香族聚醯胺系纖維、及㈣纖維素纖維 維的驗電池用隔板,而該特定纖維素纖維係使用 、哉、准素洛解於非反應性溶劑的纺紗原液所製得。 其中,隔板所使用的紙或不織布,通常係由主體纖維 317446 5 1269475 —構成,等文獻中所記載的發明,充i 維。況且,二:緘!的改良而已’並無關於黏合纖 結晶性與融獻等所具體揭示的如^ 、二峨2偏巧,完全未具有黏結能力。 通常做為電池用隔板的紙或不織布,如 ― 黏合纖維進行炫融、軟化或溶解,經固化由將 於田A 要….、,έ專注於主體纖維性能提升的研宑門 技術幾乎屬於主體纖維的改良,俾企圖提升:a 用隔板的性能。妒品 0 a ΰ美升電池 維,⑽:用=丄:便主體纖維係使用極高性能的纖 维所二 纖維屬於較差劣的情況時,主體镞 •維所支配,在用隔板的性能將由黏合纖 m纖維的優越性能發揮之前,便將參类+ 池用隔板的作用與機能。自J^起 二=电 維#古佔田丄· 电/也用&板的黏合纖 性纖唯.戈^融點較構成主體纖維之聚合物低的熱可塑 if、准,或者在濕潤狀態下施行加熱而溶融形成聚合物, 勒型複合纖=義維’或者以該等聚合物鞠成分做成芯 例如在上述專利文獻2中,黏合纖維亦例示如:聚乙 唯-子三糸纖維、乙稀-乙烯醇系纖維、聚乙稀纖維、聚酿胺纖 、隹、風乙細-醋酸乙烯共聚纖維等,其中, 广 融性聚乙烯醇系纖維、式7 ρ 為·…、水熔 、、准或乙烯—乙烯醇共聚纖維。此外,一 係泛用聚乙烯纖維或聚酿胺纖維,且構細 m纖維的聚合物則有聚酸胺6或聚酿胺612等脂肪
317446 6 1269475 族聚酿胺。另外,例如在日太直 A 社㈡本專利特開2001-1 10390號公 Η專利文獻3)中,便有揭示心成分(cQre)(其係聚丙稀 ㈣脂)、與輞成分(she⑴(其係聚乙稀系樹脂)所形成的 烯烴系黏合纖維。 但是,使用聚醯胺6等脂肪族聚酿胺的黏合纖維,將 因充放電時所產生的熱、與充放電時的重複氧化還原而導 致乳化劣化,造絲結效果急遽降低且將產生自己放電 =卜化咖吻)現象。此外,使用聚乙烯的黏合纖維亦 有耐熱性偏低,因急遽充放電時賴而㈣之情 , 即便聚乙烯醇糸纖維的情況時,亦將因充放電時的埶而熔 融,且將氧化劣化而產生自己放電β 此外,當利用濕式抄造法製造隔板的情況時,黏 ;最=之事’係在!?隔板紙的步驟中,當由濕潤狀態 仃l、木之際,可獲得藉由黏合纖維的暫時接著,而充八 :顯出接著力的製紙步驟性’且可依後續的加 二 出_結力。但是’習知的黏合纖維並無法兼顧此種心 妾著力等黏結力、與上述耐熱劣化性(以下簡稱 及耐氧化劣化性(以下簡稱「耐氧化性」)。’、、、r」) 專利文獻1 :日本專利特開平9_259856號公報(申請專利 範圍第1至3項,實施例) 專利文獻2:日本專利特開2〇〇4-1〇3459號公報 範圍第1至2項,實施例) ' 專利文獻3:日本專利特開2001-1 10390號公報(申請專利 範圍第1至2項) 317446 7 1269475 . 【發明内容】 (發明所欲解決之課題) _有鑒於斯,本發明之目的在於提供一種在高溫下具有 问耐氧化劣化性的黏合纖維、及使用此黏合纖維之電池用 隔板。 本毛明之另一目的在於提供一種在高溫下的耐電解液 f生(或ί I双丨生)、耐熱性均優越之黏合纖維、及使用其之 池用隔板。 、、本&月再另一目的在於提供一種當組合主體纖維並依 濕式抄造法製造不織布的情況時,作業性優越的黏合纖 維、及使用其之電池用隔板。 -(供解決問題之手段) 、一本發明人等為能達成上述課題經深入鑽研結果發現, 若、戴卓表面至 > 存—部分,係由含半芳香族聚醯胺(其至少 含有·芳香環單位、與可以具有分枝院基鍵的C”燒單位) 籲的聚賴成分所構成時,便可使高溫下的高耐氧化劣化 性耐电解液性(耐鹼性熱性及接著性變優越,遂 成本發明。 ^換δ之,本發明的黏合纖維係纖維表面至少有一部分 k由含半方香族㈣胺的聚軸成分所構成,而該半芳香 方矢聚酿胺至少具有··芳香擇置 T7 — ^ 方日%早位、及可以具有C"烷基分 枝鏈的c3 7烷單位。 上述聚酿胺成分亦可為半芳香族共聚酿胺⑷,其係具 有·方香&早位、可以具有C1道基分枝鏈的k烧單位、 317446 8 1269475 以及可以具有Cl_3燒基分枝鍵的^ 醯胺成分亦可為具有下述二鲮 /、中此承 族共聚醯胺,其中,二幾 —月女早位的半芳香 莫耳%以上之芳香族二^有㈣二羧酸單位之⑼ Ψ r - ,孩—胺皁位含有可以具有 r暴刀技鏈的C[7燒二胺單仿 Γ P 一 B… 早位及可以具有甲基分枝鏈的 草耳f以hi丨n 早位合計佔總二胺單位的6〇 莫以上,:如由下述二竣酸單位⑴與下述二胺單位⑵ 所構成的半芳香族共聚醯胺。 (1) 一竣酸单位,含右谐白拟# _ 酸單位中之至少本二甲酸單位與間苯二甲 , 種一羧酸早位,且該等二羧酸單位合計 佔總二羧酸單位之60莫耳%以上; 7二胺單位,含有選自2,2士三甲基己二胺單位、 中,一-三甲基己二胺單位及U-己二胺單位所構成組群 中之-種或多於一種之二胺單位,以及選自u_壬二胺單 位與2-甲基-1,8一辛二胺單位所構成組群中之一種或多於 種之一胺單位,_等:胺單位合計佔總二胺單位之 莫耳%以上。 ^上述聚醯胺成分亦可為半芳香族聚醯胺(b)與半芳香 #聚ϋ胺(c)組合而成的⑷;該半芳香族聚酸胺⑻係呈有 ,香,單位、與可以具有烧基分枝鏈的G道單位、; 5亥半芳香族聚醯胺(c)係具有:芳香環單位、與可以具有 垸基分枝鏈的(^心燒單位。其中,此聚醯胺成分係由 半芳香奴聚醯胺(具有:二羧酸單位,其含有佔總二羧酸單 4之6 0莫耳%以上之芳香族二羧酸單位;以及二胺單位, 317446 9 1269475 r .其含有伯總二胺單位之60莫耳%以上之可以且有甲基八枝 ,的C4禮二胺單位)、與半芳香族聚酿胺(具有:二土㈣ 早位,其含有佔總二羧酸單位之6〇莫耳%以上之 羧酸單位;以及二胺單位’其含有佔總二胺單…曰〇莫; %以上之可以具有甲基分枝鏈的C8—1Q烷二胺單位)之組合; 例如:為由上述二叛酸單位⑴與下述二胺單位⑶所^ =半方香族聚酿胺’以及由下述二叛酸單位⑷與下述二胺 單位(5)所構成的半芳香族聚酿胺的組合。 (3) 一二胺單位,含有選自2,2,4_三甲基己二胺單位、 2由4’^-二甲基己二胺單位及u—己二胺單位所構成組群 时之種或多於-種的二胺單位,該等二胺單位佔總二胺 早位之60莫耳%以上; (4) 二羧酸單位’含有佔總二羧酸單位之6〇莫耳%以 之對苯二甲酸單位; (5)二胺單位,含有選自1>9一壬二胺單位與2_甲基 -U-辛二胺單位所構成組群中之一種或多於一種的二土胺 單位,該等二胺單位佔總二胺單位之6〇%以上。 再者,本發明的黏合纖維亦可為芯鞘型複合纖維 (core she 11 type composite fiber),且鞘部係由含半芳 香族聚醯胺(其係含有:芳香環單位,以及可以具有Cl_3 、—刀枝鏈的C3-7院單位)的聚醯胺成分所構成。此芯鞘型 複合纖維中亦可勒部係由半芳香族聚醯胺⑷所構成,或由 半芳香族聚醯胺(b)與半芳香族聚醯胺(c)的組合(d)所構 成,且芯部係由半芳香族聚醯胺(c)所構成。 317446 10 1269475 本發明亦包括有:由主體纖維與上述黏合纖維所構成 的电池用隔板。此隔板亦可將構成黏合纖維的半 =安ί:接著劑將主體纖維固定成片狀。上述主體二: =對苯二甲酸所合成的半芳香族⑽胺等)所構成。t 1!,例t黏合纖維之至少表面可由半芳香族聚醯胺⑷ 構成,或由半芳香族聚醯胺⑻與半芳香族聚酸胺 ^合⑷所構成’ ^主體纖維係由半芳香族聚醯胺⑷ :。此隔板亦可復含有抗拉強度歸〜以 纖維(聚對伸祕苯并雙㈣纖維、聚對伸苯基對苯二甲二 :纖維及/或咼強力聚乙烯醇系纖維等,特別是聚對伸笨基 Ί开雙,唑纖維)或其漿狀物’以做為補強纖維。本發明二 屯池用IW反亦可為濕式不織布。此電池用隔板 述要件(1)至(3): 疋卜 (1)隔板的裂斷長廑^ · ,μ . 长度(breaklng factor length)係 3km ίΛ Jl , 能ri在重1 旦m中浸潰30分鐘後,仍保持著隔板的形 …八 %以上、強力保持率達_上; _⑶在^氧化劑的呢驗中浸潰i小時後,仍保持著 隔板的形愍,且其重量保持率達 ,、、 60%以上。 羊達90/«以上、強力保持率達 再者,本發明亦包括古 發明之效i 有.使用上述隔板的電池。 本發明的黏合纖維係高溫(高熱條件下)的高耐氧化劣 317446 1269475 '化性、耐鹼性(耐電解液性)、及耐熱性均優越。此外,本 發明的黏合纖維的接著力較高,即便與主體纖維組合,當 利用漏式抄造法製造不織布的情況時,僅依賴暫時接著便 可务揮充分兩的黏結力’因而作業性(例如當做隔板組裝於 電池%的作業性或步驟順暢性等)優越。然後,例如將本發 明的黏錢維做為紙的黏合纖維使用時,將可獲得紙的抗 拉強度㈤且衣紙步驟順暢性優越的紙,所以藉由熱壓處 可大巾田提升強度。另外,本發明的黏合纖維因為具有如 上述特I·生,因而頗適宜作為暴露於高溫或強化學藥品中的 纖維製品之黏合纖維使用。本發明的黏合纖維將可充分承 受充放電時所發生的熱,為在充放電時所發生的高熱 ir、件下,具有南耐氧化劣化性及耐電解液性,因而頗適用 為電池用隔板_合纖維。特別是使用本發明黏合纖維的 鹼電池用隔板,因為耐漏電性與高倍率放電特性均優越, 因而頗適用為要求大電流放電與高容量化的驗電池用隔板 之黏合纖維。 【實施方式】 本發明的黏合纖維係纖維表面至少有一部分,由接著 成分所構成。此聚醯胺成分(接著成分)係由 3半方日知聚醯胺[其至少具有芳香環單位、與亦可 烷基鏈(C,-3烧基)的C”烧單位]的聚醯胺成分所構成;特 別是從黏合纖維的接著力與耐久性之均衡觀點而言,最好 =有=胺成分[其係可以具有(或未具有)分枝燒基鍵 的一道早位]所構成。上述具有“烧單位的態樣包括 317446 12 / 1269475 :二上述半芳香族聚醯胺更與上述Cs i2烷單位 酿胺具有。8诚單位的態樣);以及上述 二枵广“Μ女與具有上述C8_12烷單位之其他聚醯胺的組 I = ^合^有道單位的態樣)。本發明中,藉由 八所㈣方日^早位與複數(例如2種)烧單位的聚酿胺成 刀…曰成之纖維,當做為電池用隔板使用的情況時 板製造條件所必要的充分步驟順暢性,接著藉由献 :夺可顯現出更良好的黏結力,且可獲得在高溫下的耐 欢性(耐電解液性)、耐熱性及耐氧化性均優越的電池。 [黏合纖維(A )] 具體而言,具有C8_I2院單位的聚酿胺成分 .胺,有如半芳香族共聚_(a),其係具有:芳香環單:, 可以具有分枝燒基鏈(例如G"烧基)的C3道單位,以及 可以具有分㈣基鏈(例如Gi_道基)的G8i道單位。以下 將聚醯胺成分以此種共聚酸胺所構成的黏合纖維,稱為 合纖維(A)」。此種半芳香族共聚醯胺例如有下述'夭二 共聚醯胺等,該半芳㈣共㈣胺係具有:二竣酸單^ 其含有佔總二羧酸單位之6G莫耳%以上之芳香族二幾 位,,胺單位,其含有可以具有C"燒基(特別係甲基)的 Ch(杈佳為C4-7,更佳為Cw)烷二胺單位、及可以具 炫基(特別係甲基)的(:8—12(特別是C8,)垸二胺單位、,該算3 烧二胺單位合計佔總二胺單位之6 〇莫耳%以上。 、 芳香族二羧酸單位所對應的芳香族二緩酸可舉例如. 芳香烴二幾酸[例如:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對笨二甲 317446 13 1269475 r 酸、2-曱基對苯二曱酸、4_甲基間苯二甲酸、丨,4_萘二鲮 酸、2, 5-萘二羧酸、2, 6_萘二羧酸、2,7_萘二羧酸、丨,私 伸苯二氧基二醋酸(1,4_二(羧基甲氧基)苯)、—伸苯二 氧基二醋酸(1,3-二(羧基甲氧基)苯)等Ο υ芳香烴二羧酸 等];雙酚型二羧酸[例如:二苯甲酸(聯苯酸、4,4,_聯苯 二2酸等);4,4,-氧基二苯甲酸、二苯甲烷_4,4,_二羧酸、 ,苯楓-4, 4’-二羧酸、2, 2_雙(4_羧笨基)丙烷等]等。該等 芳香族羧酸係可單獨使用,或組合使用2種以上。該等芳 =族羧酸中’ C"。芳香烴二緩酸,特別以對苯二甲酸、間 本一甲酸等苯二㈣為佳。黏合纖維就從非晶性提升接著 性的觀點而言’最好使用對苯二甲酸與間苯二甲酸的組合。 其他二竣酸單位所對應的二敌酸,可舉例如:丙二酸、 二甲基丙二酸、琥珀酸、3, 3_二乙基琥珀酸、戊二酸、2 2— 二甲基戊二酸、己二酸、2_甲基己二酸、三甲基己二酸、 庚-酸、壬二酸、啓-祕、立— 六一酉夂、辛二酸、十一烷二酸、十二 W:5—甲基-癸,酸等月旨肪族二㈣;U-環戊二動二 ^ %己-旨環式二羧酸等。該等其他二缓 =不損及本發明效果的範圍内含有。其他的二羧酸尚可 在“仃熔融成形的範圍内(例如總二 60莫耳%,特別在1至 早至 均„ 莫耳%左右),含有從偏苯三酸、 :本二甲1均本四甲酸等多元敌酸所衍 其他Ϊ:幾酸可單獨使用1種,或混合使用2種以上。 方香杈—羧酸單位的比率係佔總 耳%以上⑽65請袖,㈣莫^:上t 317446 14 1269475 85^ 100^ 4 A 9〇莫耳%以上(例如95至100莫耳%)左右 的接:芳=:羧:^ 電池隔板使用時Fi 等諸物性均將降低,當做為 低。 w板的強度、耐鹼性、耐氧化性均將降 八中’就從黏合纖維的垃装4 性、耐氧化性、耐埶性等觀點而丄、η隔板的強度、耐鹼 1的職實質為對/ tt滅點而έ ’最好總二緩酸單位中 二 w 位,,苯二甲酸 1 苯二甲酸單:與 單位/間苯二 至 25 ·· 75 n π · ! c 。 取好為 90 · 1〇 耳比i if — 〇 · 70左右最佳。若二者的莫 要求的’黏合纖維的接著力將能高度滿足隔板所 之二燒基鏈的^二胺單位所對應 妝T舉例如:丨,3_丙二胺 基己二胺(特別是2, 2, 5, 5 —四甲基— ; ::;2, 5-二甲 二脸、9 —田, 丁 —月女)、1,5一戍 :胺、” 4 2二胺' 3〜戊二胺、己 女Λ么4〜二曱基己二胺(特別 二胺)、2,4,4-二曱 A己-脸“士 ,,,—二曱基一 U-己 己1、〗7 寸別是2,4,4-三甲基-1 6- 己一胺)、1,7-庚二胺等。該等二 , 合使用2種以上。該等二胺中,早獨使用1種,或組 基)的c5禮二胺(例如u_己二胺^ 基(特別係甲 女么2, 4-三甲基己二 317446 15 1269475 、-胺、2, 4, 4-三曱基己二胺等,可具有甲基的 怂拉#丄 一月女)’特別 要耆力、耐鹼性及耐氧化性的觀點而言,最好 一 m ^ 上,0 一 ί 1 亦可具有分枝烷基鏈的Cm烷二胺單位所對應之一 月女,可舉例如:-辛二胺、2一甲基一^8一辛二胺、1 9一 ::胺、5—甲基—h9-壬二胺、二胺、U卜十—炫 土一胺、1,12-十二烷基二胺等。該等二胺可單獨使用ί 種’或混合使用2種以上。該等二胺中,最好為亦 烷基(特別係甲基)的Cs_1D烷二胺(例如丨,9一壬二胺、甲, 基-1,8-辛二胺等)。 該等2種二胺單位可具有分枝院基鏈白勺C3 7燒二胺單 位、及可具有分枝烧基鏈的C812烧二胺單位)比率( 比),係前者:後者=3 : 97至80 : 20,最好5 : 95至75 : 00尤以1 〇 . 9〇至70 . 30左右的範圍為佳。若2種二胺 單位的比率在此範圍内’則半芳香族聚醯胺將呈非晶性, 兩度滿;i接著力,若逾越此範圍,接著性、耐驗性 化性等均將降低。 ^ 依此由二胺單位存在有:可具有分枝炫基鍵(c"院基) 的c”烧—胺早位(特別係從2,2,4_三甲基己二胺單位、 2, 4, 4:三甲基己二胺單位、u_己二胺單位所構成組群 中’㈣1種以上的單位)’以及可具有分枝烧基鍵(C" 烧基)的C8-12烧二胺單位(U-壬二胺單位及/或2一甲基 1’8辛一 &早位)等二單位’便可獲得兼顧接著性與各種 财性的優越絲。換言之,當下存在村具有分枝炫基鏈 317446 16 ^09475 / 的C3、7垸二胺單位 低;反之,當不存有^兄時’黏結能力與暫時接著力將降 之情況時,黏合纖㈣=分独基鏈的k垸二胺單位 合纖維的製造步====氧化性將降低,且在黏 在抄㈣中的纖維分:::::現相互㈣^ 斗寸別是當1,6-己-脸Ί 二胺i隹〜4 Λ 月1,9—壬二胺及2-甲基-;[8 ! 胺進仃组合情況時,u—壬二 了基u-辛 ,:11 糸u —壬二胺/2-甲基-u-辛二胺 1至40.60,較佳為qn.〗n P 1土马 90 · 10 至 45 ·· 55 左右。且,j 己一胺、與1>9—壬二胺及2_ ,6_ (莫耳fc卜、、,i T 土 I 8辛一胺合計的比率 二比,W者翁3:97至8〇:2〇,較佳為5:95 尤以10:90至70:30左右最佳。若二胺單位 • μ寺莫耳比範圍内時,黏合纖維的接著性(暫時接著性愈 黏結力)、與分散性(換言之,當依濕式抄紙法製造隔板之、 際,黏合纖維在水中的分散性)的均衡優越。 ► 其他二胺單位所對應之二胺可舉例如··丨,3-環己二 胺、1,4-環己二胺、L 3一環己二甲胺、ι4 —環己二甲胺、 雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4 —胺基環己基)丙烷、雙(3一 甲基-4-胺基環己基)甲烷、雙(3一甲基胺基環己基)丙 烧、5-胺基-2, 2, 4 -三甲基-1_環戊基甲胺、5_胺基一1,3 三甲基環己基甲胺、雙(胺基丙基)哌嗪、雙(胺基乙基)哌 嗪、降冰片烷二甲胺、三環癸二甲胺等脂環式二胺;對苯 二胺、間苯二胺、對二甲苯二胺、間二甲苯二胺、4, 4, _ 二胺基二苯甲烧、4,4’-二胺基二苯楓、4,4’-二胺基二苯 317446 17 1269475 醚等芳香族二胺等;該等其他4 果的料(例如佔總二胺單位;;^可至在6=員^發明效 1至10莫耳以六)入右J 至60吴耳%,特別係 或、、曰人二等其他二胺可單獨使用1種, 忒此合使用2種以上。 可以2具有分枝烧基鏈(C"燒基)的C”院二胺單位、及 = 枝絲鏈瓜道基)的^道二胺單位之合計 係佔總二胺單位中的60莫耳%以上(例如65至100 莫耳/0,較佳為70莫耳%以上(例如75至1〇〇 =〇莫彻上(例如85至刚莫耳%)更佳,特 f耳1以上(例如95纟_莫獨左右最佳心種二胺單 2的σ &t比率偏低’所獲得黏合纖維的接著性(暫時接著 力)、耐鹼性、耐氧化性等諸物性將降低。 其"中,當做為電池隔板使用時,從隔板的強度、对驗 f生、对氧化性、耐献性箄_ 丄 了」生寺减點而吕,最好二胺單位實質上 1 一00=由:從2,2’ 4_三甲基己二胺單位、2, 4,4_三T基己 二胺單,與1,6-己二胺單位所構成組群中,選擇—種以上 勺月女單位以及從1,9-壬二胺單位與2-甲基_ι,8 —辛二 胺單位所構成組群巾,藝—㈣上的二胺單位之組合y Μ最好半芳香族共聚酸胺⑷’具體而言係由下述二缓酸 早位⑴與下述二胺單位⑵所構成的半芳香族共聚醒胺。 m⑴二羧酸單位,含有選㈣苯二甲酸單位與間苯二甲 ^單位,至少一種二缓酸單位’該等二幾酸單位合計佔總 二羧酸單位之60莫耳%以上; ⑵二胺單位,含有選自2, 2,4-三甲基己二胺單位、
317446 18 1269475 -2, 4,4-三曱基己二胺單位及丨,6—己二胺單位所構成組群 中之一種或多於—種之二胺單位,以及選自1,9-壬二胺單 位與2-甲基-i’8_辛二胺單位所構成組群中之—種或多於 種之一胺單位,該等二胺單位合計佔總二胺單位 莫耳%以上。 、製造此種半芳香族聚醯胺的方法,並無特別的限制, 製造聚酿胺的方法可採用已知慣用的製造方法(例如: 酸與二胺為原料的溶液聚合法、界面聚合法,以二緩酸與 ==二的溶融聚合法、固相聚合法、溶融押出機聚: 本發明所使用的半芳香族聚酿胺,就從提升所獲得黏 合纖維、以及使用此纖維之電池用隔板的強度、耐驗性: -=化性等觀點’最好利用末端封止劑將其分子鏈的末端 基〜止。末端終止率可含有1〇莫耳%以上(例如1〇至ι〇〇 莫耳%),較好為4〇莫耳%以上(例如4〇至99莫耳%),尤以 籲5〇莫耳%以上(例如50至95莫耳«為佳,以7〇莫耳%以上 =如山70至9G莫耳左右更佳。末端終止劑又要在與聚酿 /末Μ的胺基或羧基間,具有反應性之單功能性化合物的 ίΐΊ餘並無特別的限制’就從反應性與終止末端之 安=等觀點而言,最好為單羧酸(各種脂肪族單㈣或芳 酸等)、單胺(各種脂肪族單胺或芳香族單胺等)。 父恰當的具體末端終止劑係以苯甲酸為代表例。 [黏合纖維(B)] 具版而吕,混合物之具有Cs_j2^單位的聚酿胺成分, 317446 19 1269475 *氧 -係半芳香族$醯胺(b)與半芳香族聚酿胺(c)的組合⑷ I,半芳香族聚醯胺(b)係具有:芳香環單位、以及可具有 ^枝院基鏈(例如Cl—道基)的C3禮單位;半芳香族聚酿 / )係具有:芳香環單位、以及亦可有分枝燒基鏈(例如 :道基)的“烧單位。以下,將此種做為聚醯胺成分組 二所構成的黏合纖維’稱為「黏合纖維⑻」。此種組合列 ;如.半芳香族聚醯胺(bl)與半芳香族聚醯胺(cl)的組合 等;其沖’半芳香族聚醯胺⑽係具有:二m酸單位, 其各有佔總二㈣單位之6G莫耳%以上的芳香族二幾酸單 立’以及一胺早位,其含有佔總二胺單位之60莫耳%以上 之可具有C】-3烧基(特別係甲基)的&(最好& 胺單位;半芳錢《胺⑻係具有:二幾酸單7 一、,、:有佔總-竣酸單位中6〇莫耳%以上比率的芳香族 —竣酸早位,以及-脸显办 计人丄 、 莖且。/ 及一月女早位,其含有佔總二胺單位之6〇 Γ上之可具有。禮基(特別係甲基)的“(特別俜
Cs-io)烷二胺單位。 、付⑴知 半芳香族聚醯胺(b)中,婪夫# _ , 壬 > 方9無—羧酸單位所對應的关 =二羧酸’可使用在上述黏合纖維⑴項目中^ = ,二㈣。該等又香族二羧酸可單獨使用(種,或^ 用2種以上。,玄等芳香族二幾酸中,c" / 特別以對苯二甲酸或間笨二甲酸等苯二敌酸為佳。夂’ 維就從非晶性提升接著性的^ ·" σ纖 酸與間苯二甲酸的組合。換最好使用對笨二甲 屬於非晶性。 …之+方香族聚酿胺⑻最好 317446 20 1269475 •一 — 其他二羧酸單位所對應的二羧酸,可使用在上述黏合 纖維(A)項目中所例示的其他二羧酸。 … —芳香族二_單位相對於總二㈣單位的比率,以及
Li二甲酸與間苯二甲酸間之比率’亦係如同上述黏合纖 、、隹(A)中的半芳香族聚醯胺(a)。 、可具有分枝烧基鏈的C3_7炫二胺,可使用在上述黏合 、截、、隹(A)項目中所例示的二胺。該等二胺可單獨使用1種, 合使用2種以上。該等二胺中,最好為可具有。"烧 二寸別係甲基)的Ch烷二胺(例如込^己二胺、 甲基^一胺、2, 4, 4-三甲基己二胺等具有(或未具有)甲 二的^二胺),特別從接著力、耐驗性及耐氧化性的觀點而 口’农好為1,6 -己二胺。 胺單位所對應的二胺,可使用例如在黏合纖維 U項目中所例示之可具有分枝烧基鏈⑹道基)的仏2烧 一版及其他二胺等。 >可具有分枝烷基鏈(Cl_3烷基)的CH烷二胺單位比 65J. 100 莫耳/〇,較好為70莫耳%以上(例如75至100莫耳%),尤
以80莫耳%以卜广加丄0c 、 ) L 莖且。/ 上(例如85至100莫獨更佳,4寺別以90 的比率偏如95幻〇〇莫耳%)左右最佳。若此二胺單位 性的降^ 將造成接著力、耐驗性、财氧化性等諸物 ㈣胺(b)’具體的有上述黏合纖維 、 所例不的二羧酸單位(丨)、與下述二胺單位ο) 317446 21 1269475 疒 -所構成的半芳香族聚醯胺。 」3)二胺單位,含有選自2,2,4_三甲基己二胺單位、 η甲ί己二胺單位及丨,6—己二胺單位所構成組群 種或夕於一種之二胺單位,該等 單位之60莫耳%以上。 佔w—月女 夭族半聚Γ安(C)中,芳香族二竣酸單位所對應的芳 二==,可使用在上述黏合纖維(Α)項目中所例示的芳 曰矢-竣酸。該等芳香族二幾酸可單獨使用i種 使用2種以上。嗜箄芸夭A 一, ^ ° 一、%故 ^ 4方曰知一羧酸中,最好為C8 2g芳香炉 一羧S夂,特別以對苯二甲酸算 " 黏合纖維呈結晶性,俾提升而尤其是從將 日日f生俾耠升耐熱性、耐電解液性、 1化性的觀點,最好使用對苯二甲酸。換言之 聚醯胺(C)最好為結晶性。 千方曰無 構成二%酸單位的其他二羧酸, 維⑴項目中所例示的其他二幾酸。 U 口纖 魏!香族二竣酸單位(特別是對苯二甲酸單位)的比率, 〇 Γ 一竣酸單位中# 60莫耳%以上(例如65幻00莫耳 /〇’較好為70莫耳%以"^;丨147「 、耳 莫耳m ml 5至100莫耳%),尤以8〇 吴斗%以上(例如8 5至1 〇 〇苴且〇/、s 乂土 _ ^ , r.. , _ 0莫耳%)更么,特別以90莫耳% (例如95幻00莫耳%)左右最佳。若芳香族二幾 :(特•別f對苯二甲酸單位)的比率偏低時,結晶性將降 低。耐熱性、耐電解液性、耐氧化劣化性等諸物性降 她-in方中香族聚酿胺(c)從結晶性的觀點而言,最好 〜、一羧酉欠早位中的1〇〇%實質上為對苯二甲酸。 317446 22 1269475 可具有分枝烷基鏈(Cm烷基)的烷二胺單位所對 應,二胺,可使用在上述黏合纖維(A)項目中例示的二胺。 該等二胺可單獨使用1種,或混合使用2種以上1等二 胺卜最好為具有(或未具有)甲基的Cs "烧二胺(例 、2_甲基―1’8—辛二胺等),特別從紡紗性等觀點, 取好為1,9-壬二胺與2一甲基―丨,8一辛二胺的組合。丨,9一壬 =胺舆2-甲基-u —辛二胺的比率(莫耳比),係」,9 —壬二 胺:2-甲基-u一辛二胺,:j至4〇: 6〇,較佳為u ,45. 55左右。若此2種胺的比率在此範圍内時,將可声 付紡紗性提升,且可形成均f電池用隔板的黏合纖维。 其他的二胺單位所對叙二胺,例如可制在黏合纖 目中所例示之可具有分枝烧基鏈(C"炫基)的C3_7 燒一胺及其他二胺等。 可具有分枝烷基鏈(Ch烷基)的C8 is烷二胺單位比 =,制占總二胺單位中的6〇莫耳%以上比率(例如仍至⑽ 、耳%) ’較好為70莫耳%以上(例如75至1〇〇莫耳%)。尤 2莫物上(例如85至⑽莫耳%)更佳,特別以⑽ 莫耳纽上(例如95幻〇〇莫耳%)左右最佳。其中,半芳香 Μ «⑹從結晶性的觀點而言’最好 100%實質上為1,9-壬二脸月“、0 “ 女早位〒的 θ —月女及/或2-甲基-1,8-辛二胺(特別 疋l9 —壬二胺及2-甲基-1,8-辛二胺)。 ”。較佳的半方香族共聚酸胺⑷,具體而言係由下述二羧 酉文早位⑷與下,二胺單位⑸所構成的半芳香族聚酸胺。 一羧I單位,含有佔總二羧酸單位之60莫耳%以上 23 317446 ⑧ 1269475 〜比率的對苯二甲酸單位; 匕)二胺單位,含有選自壬二胺單位與2—甲基 /辛—胺早位所構成組群中之—種或多於-種之二胺 早位’该等二胺單位佔總二胺單位之6〇%以上。 黏合纖維⑻係藉由半芳香族聚 择=香W胺(〇等2種半芳香族聚酿胺的組合,便习 又行貞接著性與各種耐性的優越效果。換言之, 香族聚醯胺(b)的情況時,所獲得黏合纖維將;:: == 力;^時接著力/反之,#無存在半料族= ^ h冑無趣得黏合纖維的耐鹼性與耐氧化 ,甚至在黏合纖維的製造步驟中,纖唯門Μ P 4 如將導致在抄紙步驟中的纖維分散性降低。半 族聚醯胺⑻與半芳香族聚酿胺(C)的组合通^ 糟由將2種聚醯胺利用擠出機 、吊係 混合物。 η出钺寺,施行熔融混練所獲得的 ^芳香—族聚醯胺⑻與半芳香族聚酿胺(C)的比率(重 Γ8〇 '^^^^ = 1〇:9〇^9〇:1〇^»^2〇^〇 圍因炎α · Μ至I 30左右更佳。若逾越此範 崩潰’因而最好避免。另V卜接分散性間之均衡將 胺⑻與半芳香族聚醯胺n,在半芳香族聚酿 酸胺鍵結的交換反應,二:因混練狀“產生 的情況較能增加黏合纖維的為* 產生此種父換反應 為能產生交換反應,最好例二 女將+方香族聚醯胺(b)與半芳 317446 1269475 -香族聚醯胺(c),在280至35 度範_,施行U30分鐘(特別是另疋280至訓。〇溫 炼融混練。 至2 5分鐘)左右的 相關半芳香族聚醯胺(…與 方法、及末端的終止,均如同上述本曰^聚醒胺(c)的製造 /發明的黏合纖維⑴與黏合纖二:聚:鲁 喊點而言,最好為組合2種半 ’仗接者性的 ⑻。此外,本發明的黏合纖維亦可的黏合纖維 分’係由半芳香族聚軸 芳義:表面至少其中-部 香族聚酸胺(c)所組 2族聚酿胺⑻及半芳 [黏合纖維及其製造方成分所構成。 本發明的黏合纖維中,豆 可塑性樹脂或熱硬化性等、卜♦ 5物成分(其他的熱 劑、充填劑、各種外,尚可含有慣用的添加 等)、著色劑、可塑劑、分子=別、熱安定劑、光安定劑 種,或混合使用2種以上。 X 〇钻合纖維係纖維表面至少JL中-邻八錐 此種聚醯胺成分所^ 夕八中刀雖為由 尤以7m Γ 較佳為纖維表面的50%以上, 所B \ (特別是咖以上)係由上述《胺成分 所構成,特別以纖維的全 r妝凤刀 醯胺成分所構成的#王°卩表面(貫質上1〇〇«均由上述聚 醉胺成八%播^兄為佳。纖維之全部表面為由上述聚 分所構成的纖維之除含有由上繼胺成 複合纖維,或全部夺^ 其他聚合物成分組合的 ’ &面均由上述聚醯胺成分所構成的纖 317446 25 1269475 維。複合纖維的 複合纖維等。、^心可牛例如··芯鞘型複合纖維、海島型 亦占合纖维係 般性炫融纺紗::用自已往便為眾所週知 的聚醯胺之一 接做為I占合纖丁纺紗。例如可將未延伸的紡紗原絲直 延伸所#得6、 ,亦可使用將紡紗原絲以濕熱或乾熱 且可提二=r,、:另外,雖藉由延伸將可縮小纖維徑 用途倣適當的選擇為接著性會降低,因而最好配合 行纖=τ如上述’僅將接著成分的聚酿胺成分施 性樹㈣複但是亦可將經组合其他熱可塑 而::、義維當作黏合纖維用。特別從耐熱性的觀點 教Ιμ為將與結晶性樹脂等所組合成的複合纖维當作 .纖。複合纖維的複合形態可舉例如:芯刪合 著性成複合纖維、貼合型複合纖維等,只要屬於接 刀胺成分能露出在纖維表面之結構的話便 二特職纖維的全部表面均能夠露出聚酿胺成分的觀點 =二:好為芯勒型複合纖維、海島型複合纖維(特別係芯 勒型稷合纖維)。 其他的熱可塑性樹脂可舉例如:聚酿胺系樹脂、聚醋 糸樹脂、聚胺_(脂、聚碳酸酯系樹脂、烯烴系樹脂、 丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂等。該等熱可塑性樹脂可單 獨使用1種’或混合使用2種以上。該等熱可塑性樹脂中, 從與聚酿胺成分間的密接性等觀點而言,最好為聚酿胺樹 脂(聚酿胺6等脂肪族聚醒胺、半芳香族聚醯胺、Μχΐ)6等 3】7446 26 1269475 、芳香族聚醯胺等),牯別以主4 & 聚醯胺為佳。 乂 +方香族聚酿胺(C)等半芳香族 使用纖維的炀況時’其他的熱可塑性樹脂最好 使用具有融點或軟化點,高於 (例如5。「,、" π 门於做為接者成分之聚醯胺成分 使= 芳ΓΛ 呢以上)的樹月旨。例如最好《成分 (a)、武鞘成分使用半芳香族聚醯胺 (d)的;^齙荆$人泌 /、牛方曰私聚醯胺(c)之組合 況,且处古::口 ’維,因可減少芯部與鞘部間的剝離狀 '々二Ί 池用隔板所要求的性能。複合纖維中, 部的比率(重量比)係芯部/顆部,:】〇u。: 90,取好為 80 ·· 20 至 25 : 75 Hi π α 右最佳。 尤以75:25至40:6〇左 解尖比型複^纖維中’鞠成分的聚酿胺成分之融 ^ 聚合物低(例如低10至50J/g, 取好低15至45J/g左右)。特別係 g 胺u)或組合⑷的融解尖蜂2的+方香知聚醯 =;=,尖峰焓低的情形,此情況下,因 為僅有勒成刀會㈣,而芯成分則仍維持著纖 =可獲得提高接著強度(即隔板強度)的優點。更好的是 方香知聚醯胺(a)或組合⑷的融解尖峰之焓為3至利 g,士且較半芳香族聚酿胺⑹的融解尖峰之給小10至5〇 J/g(特別是15至45J/g)的情況為佳。 本發明的黏合纖維中,接著成分(特別係半芳香族 胺⑷或組合⑷)的結晶化尖峰溫度(因結晶化所衍生的^ 317446 27 1269475 熱峰值)’例如為160至20(TC,較好為165至19〇t,尤 以165幻85t;左右更佳。若結晶化尖峰的溫度逾越此^ 圍,將有接著性、对驗性、财氧化劣化性降低的傾向。此 結晶化尖峰溫度係由上述的酿胺反應之交換反應程度來決 定,隨交換反應的進行,結晶化尖峰將朝高溫側位移,且 ίι曰Γ大峰值面積將縮小。此外,隨聚醒胺的種類,亦有 口延伸而使結晶化尖㈣消失的情況,最好為未延伸吵。 _好為:=Γ均纖度係例如°.01至5dtex(丹尼),較 ^ 至4.5如,以G.4至他ex左右更佳。若纖細 二化製造將非常困難’尚且例如當利用濕 時,將““-4 情況。反之,若纖度過大 ' 將^致隔板的細孔徑呈大孔徑化,而六且恭4· 士 況,且隔板的強度亦將降低。 *易U短路狀 延伸Γ纖維的纖維長度並無特別的限制,可將所獲得未 >延伸紗、延伸紗,分別 川又传未 度。例如當做為電池用隔板等所㈣纖維長 造法製造不織布的情況時,赛 ^^,糟由濕式抄 1 ^ 2〇mm,:''3 t 纖維長度過短,不僅工業生吝1至15_左右。理由是若 抗拉強力將降低,在電池制、告+將降低’且所獲得隔板的 困擾的顧慮。反之,若纖^二驟中將會有發生隔板斷裂 分散性不良狀況,而有益法=過長% ’將容易導致纖維 的情形。此外,當屬於乾式不:…質地隔板 飞,的f月況時,從梳棉操作 317446 28 1269475 -性、所獲得隔板強度的觀點 左右。 取好切畊長度為5至75_ 在黏合纖維中’在藉由渴 升單纖維分散性、或為赤、°&仃不織布化而提 性之目的下,最好在纖維化階二而提升梳棉操作 …特別為了能使用伴隨予=性劑。本發 好使用未含全屬雜孚& t 子反應之电池的隔板,最 用木3孟屬硪子的非離子系界面活性劑—乂 脂肪酸酯等_非離子系界面活性劑 醚型非離子系界面活性劑等)。 /、承虱乙烯基的 [電池用隔板] 本么明的電池用隔板係由隔板骨架的主 •述黏合纖維戶斤福士 , ^ 篮、截、、、隹、與上 、 冓成。本务明的隔板中,因應 •:能補強隔板強度的纖維(補強纖維::柘:、:$ 寸俾提高耐短路性用的纖料密封纖維/板細孔尺 主=維係只要㈣或軟化點較黏合纖維高的話 ^ T 亚無特別的限制,可僅用僧爾沾入a 更 體纖唯可兴㈣1 使用’貝用的合成或天然纖维。主 ”#稀烴系纖維(聚丙婦、聚f基戊烯#维 寺)、聚乙烯醇纖維、乙烯改 戍烯義、准 維、聚醋系纖維、聚對伸苯基笨并雔隹、承3&胺系纖 纖維、纖唯辛纖维〇 、土 ”坐纖維、聚苯硫醚 用1種,或混合1 D亥寺械維可早獨使 目的之下* 、 種上另外,主體纖維在配合其 r取 、可為後述補強纖維所例示的纖維(例如全芳未 “_纖維、聚對伸苯基苯并雙㈣纖維等)。h 該等纖維中’主體纖維就從與由聚酿胺成分所構成黏 3]7446 29 1269475 合纖維間的接著性等觀點,最好 ::物胺纖維(由聚醯胺46、聚酿胺 :胺㈣,胺612、聚咖〗、聚 纖維等)、全芳香娜胺纖維(由聚 ::構成的 胺、平从Μ # κ打1甲本基對笨二甲醯 … 丨本二甲酿胺等所構成的纖維等)、半芳夭 …安纖維[聚酿胺6 —ΙΤ(二胺單位為 :方:知 ;二位為間本二甲酸與對苯二甲酸之、组合所構成瞻 :)、,醯胺6-6IT(二胺單位為己二胺所構成,且 早位為己二酸、間苯二甲酸及對- 夂-夂 聚醉脸、^本一甲酉欠之組合所構成的 二=二_安9M_T(二胺單位為!,9_壬二胺與2_甲基 ’ 一胺之組合所構成’且二竣酸單位為對苯二甲酸所 =聚ϋ胺)等]。其中,從提高與黏合纖維間之密接力, 、體纖維的機械特性亦優越之觀點,以由聚酿胺 等所構成的半芳香族聚醯胺纖維為特佳。 主體纖維的粗細度(平均纖度 Ϊ:為"3至一尤以“5至4二^^^ 二纖;:度非在此範圍,將發生與黏合纖維相同之問題。且 二寺纖維亦可如通常製造紙時所進行的製程,在 先將所使用的纖維打裝,而將纖維原纖維化1得 ,細小纖維平均粗細度與纖維長度的纖維。構成電、、也用 隔板的所有纖維中,主體纖維所佔的比率—般至 較佳…δ5重量%,尤以45至8。重量% 補強纖維係使用抗拉強度12eN/dtex以上(例如^至 30 317446 1269475 4〇CN/dtex,最好15至偏/dtex左右)的高 攸,、主肢纖維、黏合纖維間之接著性 常係使用有機纖維。有機纖唯 」喊^而έ,通 維、高強力(交南強力聚乙埽纖 〇 5虫刀Λ又%型)聚乙嫦g享纖 (芳香族胺纖維)、全芳…二i方香無聚酿胺纖維 對伸笨基笨并雙㈣芳香醋纖維)、聚 1種,或混合使用2種以上 ^強力纖維可單獨使用 該等高強力纖”,從高強力且 最好為聚對伸苯基對苯二甲醯胺纖维 點, 惡唾纖維、高強力聚乙物維,特別二苯并雙 1嗓唾纖維為佳。特別t ς ά =基苯并 ,藉㈣當調配補強= =本二甲醯胺纖維、聚對伸苯基苯并雙 讀伸本 強力聚乙烯醇纖維中 、.、准、及向 抵抗捲繞時之抗拉強度、:;=中f ’便可對隔板騎予能 強度等機械特性。 ’电極材科毛邊具有耐到傷 該等高強力纖維亦可為纖維本身的 的形狀),亦可為紙漿狀。本發財 「(保持者纺紗 =:::製造—採行 般係=。=所=:,所心率,一 1269475 r蠍 好"又亦疋如同上述黏合纖維,例如〇. 01至5dtex,較 ΓΛ4·—Χ,尤以G.G5至4細左右更佳。 广纖維(堵塞纖維)在為了能控制電池用隔板的細孔 較通常使用1dtex以下(例如〇至腕, 極細纖唯t0.8dtex ’尤以〇.03至〇·5如X左右更佳)的 唯=隹。密封纖維例如可使用在主體纖維中所例示的纖 纖维=體纖維間之密接性的觀點,通常係使用與主體 同系統(特別係相同)的纖維。該等密封纖維 早獨使用1種’或混合使用2種以上。 構成電池用隔板的所有纖維中密封纖維所佔 重量%,較好3至2。重最%,尤以咖重量% =另外,密封纖維的比率,配合必要,亦可調配 -超越此範圍的比率,例如主髀 體纖維本身則賦予有密封纖維的作=用極細纖維,且主 ⑽纖維的方法,可採取諸如:利用精鍊機、打 :¾寺,將纖維施行機械式原纖維化的方法,或從海島_ δ紡紗纖維中去除海成分的方 — Λ夂 施行分割的方法等。 4將刀告'】複5纺紗纖維 構成電池用隔板的所有纖維中黏合纖維所佔比率,例 如Υ至60重量%,較好為12至50重量%,尤以15至45 广左右.更佳。若黏合纖維的比率偏少,接㈣ 足,:易¥致隔板的抗拉強度降低,反之若偏多 熱接著時的收縮變大,且隔板的耐熱性亦容易降低。 本發明的隔板中,主體纖維、補強纖維及密封纖維分 317446 32 1269475 別必須具有融點或軟化點,比組合使用且構成黏合纖維的 聚醯胺成分[特別係半芳香族聚醯胺高。最好為 融點或軟化點較上述聚醯胺成分高出1(rc以上(例如1〇至 l〇〇°C)的情況。另外,如縲縈或紙漿等未有融點與軟化點 的纖維,亦涵蓋在此種具有高融點或軟化點的纖維中。 主體纖維、補強纖維及密封纖維的纖維長度(切斷長 度),係依纖維之粗細度而異,當屬於濕式不織布的情^ 時,分別例如有〇· 1至2〇_,最好〇· 5至15_左右。 本發明的電池用隔板可為織布,但是通常係使用藉由 上述黏合纖維之接著力而薄片化的不織布。不織布可^例 ^:乾式不織布、濕式不織布、溶喷不織布、纺點不織布 等。該等不織布中,從兼顧隔板強度、與隔板特性的觀點, 最好為濕式不織布。另外’本發明的隔板亦可 不、’ 布的積層體。 電池製造時使用自動繞組構造機(自動組裝電池的機 械,捲取隔板或將所捲繞的隔板收藏於殼體中的機械)施行 處理’有可能出現隔板無法斜抗I張六而鼢列仏β
含斤 m 士、 ’ μ >入:^ 乾嚀内仍可使用。 為電池性能尚不致明顯降低, 。乙烯改質聚乙烯醇纖維例 中發生分解的情況,但是因 因而在不損及本發明效果的 本發明中,特別是聚醯胺9Μ-Τ纖維(由1 一… ’ y 士 —月女 33 1269475 _、土_,〇一中―妝、及對笨一 所筏得的聚醯胺输 維)、及聚對伸苯基苯并雙D惡唾纖維,因為均 午 液、耐氧化、耐熱性優越,因而最好以聚醯胺9M:T纖: = :與密封纖維’且以聚對伸苯基苯并雙㈣纖: 為補強纖維。 u王、硪維 本發明電池用隔板的表觀重量並無特 為提升驗電池的高容量化,例如如 8〇g/m2),較好為75g/m2以下(例如15至 7—(例如…州左右更佳。】二 低’將導致耐漏電性降低。 率的別的限制’但是為了能更有效 :的施仃電池反應,最好儘可能的縮小正極與負極的間 隔。具體而言,^|板的厚度例如為2〇至_“,較好抑 至250 ^ ’尤以50至200 "m(特別係50至150" m)左右 更佳。若隔板厚度過大,内部電阻將降低、活性物質質量 亦將增加’或者頗難藉由拉長電極板達到電池的高容量 化。反之,若厚度過小,耐漏電性將降低。 電池用隔板的抗拉強度在為了能對抗高速自動繞組構 造機的張力而獲得高生產性的情況下,例如必須有則/m 以上’較好3至觀/m,尤以3. i至删/ra左右更佳。 雖依自動繞組構造機的種類與製造條件而異,但是若抗拉 強度過小’將有隔板無法對抗電池製造時的自動繞組構造 機張力而發生斷裂之情況,或者無法施行將寬度變窄等情 况且無法安定形成繞組構造的情況。另一方面,相關上限 317446 1269475 有的:但是頗難製造出超過猶的隔板。 纖維你田! 上之高抗拉強度的隔板,藉由勒合 、 發明的聚醯胺成分,而主體纖維使用高強戶纖 維,復使用補強纖維,可達成提高面密度。门強度纖 電池用隔板的裂斷長度將如同抗拉強度,是與捲繞時 /驟順暢性、對電池使料所發生的電極隸強有 關。隔板的裂斷長度例如是3km以上,較好3至伽,: 丨=4.5至30km左右更佳。若裂斷長度4㈣以上,即便面 3度較低的隔板,仍可使用低速自動繞組構造機等來㈣士 电池’且即使電池使用時發生電極膨服狀況,仍可在不致 形成短路的情況下使用。此外’藉由形成低面密度,仍可 增加電極材料的間隔,可將電池高容量化。另一方面,相 關上限值並無特別的限制,但是頗難製造超過伽的隔 板。本發明中的高裂斷長度係可藉由使用本發明的黏合纖 維而達成。 :電池用隔板的細孔徑(細孔尺寸)與耐漏電性有關 '。耐 漏電性亦與上述表觀重量與厚度有關,但是只要能形成隔 板(隔板用不織布)的話便可j,其餘並無特別的限制,、可從 平均細孔徑50 // m以下’最大細孔徑8〇# m以下的範圍中 選擇,惟就可實現高容量且大電流放電的觀點,以及可實 現低表觀重量、低厚度的觀點,平均細孔徑為3〇_以下 (例如1至3(^ra)’較好25㈣以下(例如3至25_,最 大細孔徑係5〇"以下(例如1至50_),最好45//m以 下(例如10至45")、)。另外,若最大細孔徑超過5〇㈣, 317446
35 1269475 I今 ::耐路性嫌不足而無法使用的情況。此外,當平 :小:”㈣的情況時,將有正極、負極間 加 = 隔板的表觀重量、所使用的纖維二 加献壓停件等而2、黏合纖維使用量、不織布製造時的 件等ί法:Γ物线黏合纖維的使用量、提高嶋 ’ 便可縮小細孔捏。 上Π歹Γ/也7用^反的耐刮傷強度例如只要在70 mN· m2/g以 古、亲白° 0至1 000mN.m2/g)的話便可,特別為了能對抗 1動繞組構造機的張力,最好為12GmN. .至5_N · mVg),右】/ Γ /g以上(例如140 .時,冬工右為佺。右耐到傷強度低於7〇mNiVg 邊而組裝電池時,隔板在電極板毛 艮制’但是頗難製造出超過__.mvg的隔 為了此提咼耐刮傷抵抗(強度),將 纖維並增加其使用量的方法、提高不織布面==度 增加黏合纖維量的方法等。 $面*度的方法、 於性本^的迅池用隔板因為具有優越的耐電解液性、耐 耐氧化劣化性等性質,因而可廣泛的使用 池::=^孟乾電池、驗二次電池等)、銀電池、錯蓄電 氧化種電池中。該等之中,正極係使用金屬 卜$至屬虱化物’而負極係使用錦、鋅、鐵、或該等 之風乳化物或使用氫吸附合金的泛用驗電池等,特別是頗 317446 36 1269475 "適用於高倍率重複充放電的鹼二次電池(氧化銀-鋅蓄電 池、鎳-鎘蓄電池、鎳-氫蓄電池、鎳-鋅蓄電池、鎳—鐵蓄 電池等)。 田 鹼二次電池用隔板的耐熱性、耐氧化性、耐電解液性 财^驗性)是與電池的週期壽命有關。在尋求鹼二次電池的 同奋里化、南輸出化方面,將有因充放電週期而使電池内 P到達概度呈現更南溫度的傾向,此時所引發的在高溫鹼 _水溶液中,因隔板分解而造成的劣化現象,將形成隔板保 夜f生及树枝狀成長的保護膜功能降低,成為加速週期壽 命劣化的主因。 當電池做為如電動工具之類的電力工具使用時,大多 -是高倍率進行放電,且電池内部溫度將超過17〇t。所以, -對隔板所要求的耐熱性亦將相形的提高,將要求即便超越 170 c,仍可保持隔板形態且能發揮其功能。例如以聚丙烯 、、截維為主體的烯烴系隔板,在到達聚丙烯融點的1 t以 #上時,將無法保持隔板的形態。 本發明係將在30重量%濃度的氫氧化鉀(K〇H)水溶液 中方;140 C或180 C中浸潰30分鐘後的隔板之形態保持 性、保持形態時的重量保持率、及強力保持率,視為耐熱 性指標。 η 本發明隔板的耐熱性最好在14〇。(:中具有形態保持 性,尤以在180t中具有形態保持性者為佳。構成隔板的 纖維中,因為耐熱性最低的纖維通常是黏合纖維,因而使 用本發明的黏合纖維,將可提高隔板的耐熱性。本發明黏 317446 37 1269475 ·— ί纖維的接著機構因係利用接著成分之非晶成分的熱接 考’所以接著性越高,非晶成分將越多,將導致耐熱性降 低。所以’如能獲得必要最低極限的接著性,將非晶成分 控制於最低極限,藉此便可維持接著成丨的耐熱性(即隔板 的耐熱性)。非晶成分量的控制係可利用接者性成分的樹脂 組成、造粒條件、紡紗條件等而實施。 了肢而σ,本發明的電池用隔板中,14 〇它時的重量保 _持率取好為90%以上(例如90至1〇〇%),以95%以上(例如 95至99· 9%)更好。14(rc中的強力保持率較佳為_以上 (例如60至1〇0%),以70%以上(例如7〇至99·9%)更佳, 特別以80%以上(例如80至99· 5%)最佳。 、 180°C中的隔板重量保持率較佳為80%以上(例如8〇至 _ 1〇〇%),以90%以上(例如90至99%)更佳。18〇。〇中的強力 保持率較好為10%以上(例如10至7〇%),以15%以上(例如 15至65%)更佳,特別以20%以上(例如2〇至6〇%)為佳。最 鲁好180°C中的重量保持率與強力保持率均高,但是在現有 技術下,強力保持率的上限值為左右。雖依電池種類 的不同而有所不同,若一般強力保持率達1〇%以上時,隔 板將可保持形態且能充分發揮其功能。 再者’若電池内部變成南溫時,充放電時將因電極的 氧化還原反應,而衍生隔板容易發生氧化劣化狀況。本發 明便使用5重量%濃度之KMn〇4水溶液(25〇ml)、與30重量 %)辰度之Κ Ο Η水溶液(5 0 in 1)的混合水溶液,且將在5 0 °C戍 8〇°C中浸潰1小時後的隔板形態保持性、保持形態時的重 317446 38 1269475 量保持率、強力保持率,視為耐氧化性指標。 本發明隔板的耐氧化性最好在5〇〇c中具有形態保持 性,尤以在80 C中仍具有形態保持性者為佳。 具體而言,本發明的電池用隔板在5(rc中的重量保持 率最好為90%以上(例如90至1〇〇%),尤以95%以上(例如 95至99.99%)為佳,特別以97%以上(例如97至999%)更 佳。50C中的強力保持率最好為6〇%以上(例如6〇至 1〇〇%),尤以7_上(例如至99.99«為佳,特別以8〇% 以上(例如80至99· 9%)更佳。 丁干乂 Ί 土為d u /G U上(例如3 0 3 100%),以50%以上(例如5〇至9 上(例…99.5%)最佳。 夕取彳土 80C中的強力保持率例 以上,較好2%以上(例如2至_), = 5:°更佳,特別以•上(例如5至3^^ 中的重量保持率與強力保持率 力保持率的上限值為m左右。^現有技術中,: [電池用隔板之製造方法]
其次,有關本發明隔板之製造方 隔板之製造方法並無特別的 進^明。本發E A, . $ §隔板係由不墙;#Γ Μ 4 成的情況時,可採取慣用的不織布製 不、我布所4 先調製纖維的方法(乾式 '例如使用] 7 Ρ Α不織布法、濕式不織右沬榮、 笪、 衣成,專片的方法(炼喻、、表从决 寺)。且亦可以該等方法所製得之爾:’法、紡黏; 係在該等製造方法中,通常 ’a $仃積層。本發【 通“木用乾式或濕式不織布法。 39 1269475 .Λ , 庫乞式不織布法係利用梳棉、紙纖等方法形成經紗 一)再利用熱黏、脂黏、針刺、水流交織等方法而保持 :紗=:=可:用纖維徑較大,且纖維長度較長的纖 利於強度,但是當低面密度的情況時質地將變】兄因: 短路性將嫌不足,導致無法使用為隔板。 口而耐 另方面,濕式不織布法(濕式抄造法)的生產速声 :員:Γ去:用同一裝置將纖維徑互異的纖維或複數種 紙裝狀的膚範圍曰中選:;=的形態亦可從短纖維狀至 較粗纖維:、二=广_維徑亦可使用極細纖維至
〇· 〇ldteX 規纖維進行組合,便維及2dtex左右的常 黏合纖維的混合亦孔尺寸’且藉由高強力纖維、 特別是為了達到電池的高效率化、高容量化 隔板厚度變為較薄狀態取子將 越低。特㈣至丨性將 ^ t e χ左右的雜細纖维,麟行 法,將可形成質地優越且耐短 =布錢的方 發明特別以濕式不織布法為佳。Κ越的^板。所以,本 具體而言,濕式抄造法(抄紙 經切絲後分散於水二二先;:^ “勻的抄紙用聚料’再將此抄紙用敗料利糊網 317446 40 1269475 I本傾Λ式短Γ㈣巾至少1㈣抄紙彳_抄紙。缺 ==明所㈣”紙藉由例如在8G至咖。c(最好⑽ ^ oc,尤以11〇至15吖左右更佳)的溫度中進行乾炉, /員現出黏合纖維的接著力而暫時接著。另外,+施4 二::里亦可將經切絲的纖維利用打裝機或精鍊 心=形成抄紙刪,亦可在抄紙之際便添加 斤&知u式不織布為了能提升隔板的電解液親生, 取好騎親水化處理。親水化處理可採取如··電晕放電處 :等電衆處理、氣化處理、發煙硫酸處理、界面活性劑處 “者以、式不、,哉布在為了施行隔板的厚度調整或熱接 :一可使用如.橡膠-橡膠、鋼_鋼、鋼_橡膠、棉,、棉_ ^寻組合滾筒進㈣當的熱軋相。熱減理亦可在施行 =二=理雨實施’亦可在親水化處理後才實施。熱乳處 。滾同溫度例如為15〇S30(TC,較好為180至25〇 尤乂 200至240 C左右更佳。另外’依用途當濕式不 、、我布僅施行乾燥便可顯現出足夠接著力的情況時,亦可不 需要施行此種熱軋處理(正式接著)。 羞業上之可刺用性: 本發明之黏合纖維係如上述,因為接著力較高,各種 财性亦優越,因而除適用為電池用隔板_合纖維之外, =頗適用為各種電化學元件的隔板、各種化學液體用過濾 s''m搬送帶所使用纖維片的黏結劑成分。此外, 317446 41 1269475 •亦頗有效使用為保持硬綿形式的黏合纖維。 另外,本發明之黏合纖維亦可使用於未要求暫時接著 力的用迷方面。此種用途有如將本發明黏合纖維做為乾式 不織布等的黏結劑成分等使用。 貫施例 乂下針對本餐明利用貫施例進行更詳細的說明,惟 本發明並不侷限於本實施例。另外,實施例中,「份」、「0/〇」 鲁在飛特別限定的前提下均依重量論計。相關鹼電池用隔 板,利用下述測量方法測量各特性值及性能。 [聚醯胺樹脂之極限黏度] 在濃硫酸中溶解聚醯胺,調製出濃度〇· 〇5、〇·丨、〇· 2 ,及0· 4dl/g的試料溶液,並測量30°c中的固有黏度77 inh, .將其外插至0的數值視為極限黏度[”]。 [聚酿胺樹脂之末端終止率] 末鳊終止率可依下式(1)求得。此時,分子鏈末端基總 _數A可依下式(2)計算出。另外,利用滴定測量聚醯胺的羧 基末端數(eq/g)[利用〇· 1N氫氧化鈉對聚醯胺的节醇溶液 進行滴疋]、及胺基末端數(eq/g)[利用〇 · 1N鹽酸對聚酿胺 的酚溶液進行滴定],並將羧基末端與胺基末端總數設為 B 〇 末端終止率BH A]x 1〇〇 (1) [式中’ A係指分子鏈末端基總數(通常係等於聚醯胺分子 數的2倍),β係指羧基末端與胺基末端的合計數] (分子鏈末端基總數Α之計算方法) 42 317446 (2) 1269475 A(eq/g)=2/Mn [Mn = 21 900χ [ 77 ]〜7g〇〇 ([??]:聚醯胺的極限黏度,Mn:數平均分子量) [聚醯胺樹脂融點、融解熱量(融解尖峰值7之擔 使用微分掃瞄熱量計DSC(Mettler公司^、 ta_3_ ’將經完全呈炫融狀態之後再急速ς卻至常溫的 聚醯胺纖維(試料量10mg),在氮迫淨下依1〇口分的昇溫 _速度從30°C起測量至350t,將在25〇至3〇〇t:B近所出 現融解吸熱的尖峰值視為「融點」,並將尖峰面積視為「融 解熱量」,並進行讀取。 [聚醯胺纖維之結晶化溫度] 使用微分掃瞄熱量計(Mettier公司製、丁A-3000),將 -聚醯胺纖維(試料量l〇mg)在氮迫淨下依1〇°c/分的昇溫速 度從30°C起測量至350°C,在100至200°C附近所出現的 發熱尖峰值視為「結晶化尖峰溫度(Tch)」,並進行讀取。 _ [面密度(g/m2)] 根據JIS P 8124進行測量。 [厚度(// m)] 根據JIS P 8118進行測量。 [抗拉強度(kN/m)] 根據JIS P 8113進行測量。 [裂斷長度(km)] 根據JIS P 8113進行測量。 [暫時接著力] 317446 43 1269475
V 在濕式^ k去中,利用美式乾燥機(yankee dryer), 在130C中乾燥後,根據Jlsp8113測量薄片的裂斷長度。 [細孑L徑(//m)] 細孔徑係利用P〇r〇us Materials Inc·公司製「perm Porometer CFP-1100AE XL」,測量最大細孔徑與平均細孔 徑。 [耐熱性(%)] 在鹼溶液中的耐熱性評估方法,係當將隔板在30%濃 度的K〇H水溶液中浸潰30分鐘,然後在140°C或180°C中 次潰日守,觀祭此時的隔板形態保持性、浸潰前後的重量保 持率(%)及強力保持率⑻,並視為指標。形態保持性係依 •下,行判定,並針對判定為「〇」及「△」的部分求取 重里保持率及強力保持率。另外,強力保持率係根據JI s p 8113進行測量。 〇··隔板外觀無變化 • △•雖保持著隔板的形態,但是部分將解開崩散 X :構成隔板的纖維將溶解、分解或熔融,並未保 形態。 [耐氧化性(%)] 在鹼溶液中的耐氧化性評估係經KMn〇4及K〇H的混合 水溶液處理後的隔板形態之保持性、重量保持率、強力 保持率«)當作指標。處理液係使用5%濃度的KMn〇4水溶液 (250mi)、與30%濃度的K〇H水溶液(5()1111)之混合水溶液, 在5〇1與8{rc中浸潰j小時後,取出試料並水洗至中和 317446 44 1269475 .--=,經乾燥後,再計算出根據JISP8113所測量出的隔板 抗拉強力(強度)。形態保持性係根據耐熱性基準。 [耐刮傷強度(mN · m2/g)] 、耐到傷強度評估係使用KATO TECH公司製「小型壓縮 測試機KES-G5」,並安裝不銹鋼製夾具(寬8_平面刀), 依〇.2mm/秒的速度,垂直突刺隔板樣本,並測量到被切斷 為止所需要的力,經除以面密度之後便計算出強度。 [保液性(g/g)] 將50職>< 50mm隔板樣本在35%濃度的K〇H水溶液中, 依浴比WOO祕件浸潰3〇分鐘,經自然瀝乾3〇秒鐘之 後,測量隔板樣本重量,將所保液的35%濃度之K〇H水溶 液重量’除以原本的隔板樣本重量,而計算出保液量。 •[吸液速度(秒)] 將隔板樣本端部浸潰於35%濃度的K〇H水溶液中,測 量35%濃度水溶液被吸取達25_高度為止所需要的 _時間。 、下貝施例比車父例、或參考例中所使用的聚醯胺 纖維内容與代號,如下述。 [聚醯胺纖維A1] 二羧酸成分為對笨二曱酸100莫耳%,二胺成分為 壬Γ月女5〇、吳耳心2—甲基―1,8-辛二胺50莫耳%,合成出利 用苯甲酸進行末端終止鍵的半芳香族聚酿胺ρ.τ(極限 黏度0.73dl/g,末端終止率91%),再利用溶融纺紗法獲得 纖度〇.7dtex的聚酿胺纖維延伸紗。將其切成10_長^, 317446 45 1269475 ·_便形成濕式不織布原料。 [I Si&胺纖維a 2 ] 胺纖維A1中所使用的半芳香族聚_pa9m_t 二:島:分’將5_亞硫酸納間笨二甲酸與聚乙二醇經共聚 :斤形成的易鹼減量性聚酉旨當作海成分,而形成海島纖 、准’經炫融纺紗’再利用驗減量而完全去除海成分,便於 :3:叫的聚酿胺纖維延伸紗。將其切成3_長度 做為濕式不織布原料。 ® [聚酸胺纖維A3] 如同聚醯胺纖維A1,合成主& # ^ g 飒伞1 口成丰方香族聚醯胺ΡΑ9Μ-Τ(極 纖二:5d丨/g,末端終止率89%) ’利用炫融紡紗法獲得 ㈣軸纖維㈣紗。對其騎捲縮處理並 -切成38mm長度,當做乾式不織布原料。
[黏合纖維Bl、B2J 甲二=單Γ係由對苯二甲酸單位⑽莫働間苯二 •甲I早位(2〇莫耳%)所構成,二胺單位係由】,6-己二胺單 位(20莫耳%)、!,9一壬二胺單位(4〇莫耳%)及2_甲基_"— 辛二胺早位(4〇莫耳幻所構成,使用末端終止劑的苯甲 酸,合成半芳香族聚醯Ι$ΡΑ69Μ_ίτ(極限黏度〇 7如化, 末端終止率80%),利用炼融、θ ^ 胺末延伸炒(黏合纖㈣,Tchr^^ ,„ L Jch· 168C)、及 〇.5dtex 的延 當作濕式不織布原料。 [黏合纖維B3、B4] 317446 46 1269475 二羧酸單位係由對苯二甲酸單位(4〇莫耳幻及間苯二 甲酸單位(60莫耳%)所構成,二胺單位係由〗,6-己二胺單 ,斤構成之非a0性聚酸胺p A 6 — I τ (三井杜邦聚合化學(股) 製’Selar PA3426),將此非晶性聚醯胺PA6 —IT(4〇重量%)、 與使用聚醯胺纖維A1的半芳香族聚醯胺ΡΑ9Μ-Τ(60重量%) 之比率進行乾式摻合,在3〇〇艺中施行熔融混練1〇分鐘 凌再利用熔融紡紗法獲得纖度2· gdtex的未延伸紗(黏合 ^維B3,Teh ·· 17(rc )、及纖度〇· 的延伸紗(黏合二 =B4 Tch •未發現)。將該等切成10_長當作濕式不織 ♦原料。料,在此纖維中,於PA6-IT與刪—τ之間是 =有引♦父換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與峰值面 進行確認。 s [黏合纖維Β5、Β6] 將黏合纖維Β3中將經溶融混練的半芳香族聚酿胺摻 晶融!熱量25J/g)做為勒成分,並將使用聚醯胺 做為芯Γ八半Λ香族聚酿胺mM—T(結晶融解熱量53J/g) 妝能,1 :亚依芯成分與鞘成分的重量比率呈50 : 50 延^f紗法獲得纖度2 · 2 d丨e X的芯鞘複合纖維未 / D、哉維B5,鞘成分的Tch:169t)、及纖度i 7 dtex的延伸紗(黏合纖維β6,鞘 該等切成丨0_長#作Μ 刀/⑽.未%現)。將 ^ , yν , 織布原料。在此纖維中,於構 成鞘成分的ΡΑ6-ΙΤ與ΡΑ9μ_τ 稱 係利用測量…峰…,:間疋否有引發父換反應, 「秈人 日日大峰皿度與尖峰面積進行確認。
[黏合纖維B7] 疋订隹I 317446 47 1269475 將黏合纖維B6延伸紗施行捲縮處理之後,切成38mm 長做為乾式不織布原料。 [黏合纖維B8] 除在黏合纖維B5中,鞘成分係使用黏合纖維 用的PA69M-IT之外,其餘均依相同方法,製得2· 9dtex 的芯鞘型未延伸黏合纖維,經切成i 〇mm長便獲得構成濕式 不織布用原料的黏合纖維(Tch : 165°C )。 [黏合纖維B9] 除在黏合纖維B5中’鞘成分改用二羧酸單位的由對苯 一曱酸單位(80莫耳%)與間苯二甲酸單位(2〇莫耳所構 成,而二胺單位由2, 2, 4-三曱基己二胺單位(2〇莫耳' 壬二胺單位(40莫耳%)及2_甲基」,8一辛二胺單位⑷ 莫耳%)所構成,且末端終止劑係使用苯甲酸,而獲得半芳 香族聚醯胺(極限黏度0.73dl/g,末端終止率_之外, :餘==方法,製得2. 的芯稍型未延伸黏合纖 「准切成H)_長便獲得構成濕式不織布 維 B9(Tch : 168。〇。 π 口、截 [黏合纖維Β10] 除在黏合纖維Β 5中,脾辦乂、八^ ^ ^ ,οη 將勒成分改用二羧酸單位的由對 本一甲@夂早位(8〇莫耳%)盥 槿成,而—胗时a〆 "1本—甲酉夂早位(20莫耳%)所 構烕,而一月女早位係由2 4 4 一 (40莫耳%)所構成,末端蚊 辛一胺早位 芳香族聚醯胺(極限黏度^ T '义而獲侍+ g,末端終止率8⑽)之 317446 48 1269475 .外’其餘均依相同方*,製得2.9dtex的芯鞍型未延伸黏 合纖維,經切成1〇_長便獲得構成濕式不織布用原料的黏 合纖維 B10(Tch : 169°C )。 ' [黏合纖維B11] 除在黏合纖維B5中,將部分的鞘成分所使用ρΑ6_ιτ 的1,6-己二胺,改為2, 2, 4-三甲基己二胺之外,並餘均依 相同方法,製得2. 9dtex的芯稍型未延伸黏合纖維,μ 成10·長便獲得構成濕式不織布用原料的黏合纖维叫 (TCh: 166尸。在此纖維中’於構成勒成分的聚酿胺間是 否有引發父換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與 進行確認。 ^ -[黏合纖維B12] -除在黏合纖維β5中,將部分㈣成分所使用p 的U-己二胺,改為u,4—三甲基己二胺之外, 才目同方法,製得,tex的㈣型未 _成10mm長,便後得構成濕式不織_ rT , . 1R7cr . . 飞布用原枓的黏合纖維Β12 換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與峰值面積 [黏合纖維Β13 ] 除在黏t纖維B5中,將部分㈣成分所使用ΡΑ6-ΙΤ 的一羧酸成分,改為間苯二甲酸 相ΡΠ沾女土 制彡曰Ο η 1 吴耳/°之外,其餘均依 相同的方法,衣传2.9dtex的芯 切成H)·長,獲得構成濕式不 ==維,經 ,用原枓的黏合纖維B13 317446 49 1269475 -(Tch : i77c)。在此纖維中,於構成鞘成分的聚醯胺間是 否有引發父換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與峰值面積 進行確認。 、 [黏合纖維β14] 除在黏合纖維Β5中,將鞘成分的ρΑ6-ΙΤ與ρΑ9Μτ之 摻合比率,改為依重量比3〇: 7〇之外,其餘均依相同的方 法,製得2.9dtex的芯鞘型未延伸黏合纖維,經切成1〇_ 長便獲付構成濕式不織布用原料的黏合纖維β 14 (Tch : 166 C )。在此纖維中,於構成鞘成分的聚醯胺間是否有引 發父換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與峰值面積進 認。 、 -[黏合纖維B15、B16] _ 除在黏合纖維B5中,將鞘成分的PA6 —17與pA9MT之 摻合:ί,改為依重量比5〇: 50之外,其餘均依相同的方 法,製得2.9dtex與1.5dtex的芯鞘型未延伸黏合纖維等 # 2種纖維,經切成1〇咖長,便獲得構成濕式不織布用原料 的黏合纖維B15(2.9dtex,Tch : 180。〇、及黏合纖維Β1β (1.5dtex,Teh: 183。〇。在此纖維中,於構成鞘成分的聚 酿胺間是否有引發交換反應,係利用測量結晶尖峰溫度與 夸值面積進行確認。 實施例1至6 將聚醯胺纖維Al(60份)、黏合纖維β】至β6各為 份)一起進行混合,並在打漿機的水中施行離解,然後在槽 (chest)的緩和攪拌下調製得均勻抄造用漿料。將此抄造用 1269475 _漿料採用傾斜式短網抄紙機所施行的濕式抄造法進行抄造 後,再利用美式乾燥機於丨4〇。〇中施行乾燥便製得濕式不 織布。其次,在滾筒溫度2〇(rc中施行熱軋處理,最後對 此不織布雙面以放電量2600(W · min/m2)施行電暈處採, 便獲得驗電池用隔板。 軍處里 實施例7 依聚醯胺纖維A3(70份)、黏合纖維B7(30份)的比率 進行混綿,再利用滾筒梳棉施行經紗化,接著再利用 的水流施行交織處理。其次,如同實施例丨,依滾筒溫度 200 C施行熱軋處理,最後再對此不織布雙面以放電量 2600(W · min/m2)施行電暈處理,便獲得鹼電池用隔板。 •比較例1 - 將由聚醯胺6(表1中稱「PA6」)、與聚醯胺66(表工 中稱「PA66」)所構成的聚醯胺乾式不織布(Japan (股)製,梳棉式,基重63.5g/m2,厚度15〇//ra),做為鹼 肇電池用隔板。 比較例2 將主體纖維的結晶性聚丙烯纖維(大和紡績(股)製, PZ,纖度〇· 8dtex,纖維長度1〇_,表J中稱「pp」)7〇 份、及黏合纖維的聚乙烯/聚丙烯鞘芯型複合纖維(大和紡 績(股)製,NBF-H’纖度l.7dtex,纖維長度5_,表2中 %「PE/PP」)30份’一起進行混合,並在打漿機的水中進 行離解,再於槽的緩和攪拌下,調製得均勻抄造用漿料。 除使用此抄造用漿料之外,其餘完全如同實施例}般,獲 317446 1269475 _ 得鹼電池用隔板。 比較例3 除在貝%例1中取代黏合纖維β1,改用聚醯胺纖維 的未L伸々(1 · 7丹尼,纖維長度J 〇_,表工中稱「仙丫」) 之外,其餘完全如同實施例.1般,獲得驗電池用隔板。 實施例8 將聚胺纖維Α1(57· 5份)、黏合纖維B5(4〇份)、及 聚對伸苯基苯并雙噁唑纖維(東洋紡績(股)製,Zyi〇n,拉 張強度37cN/dtex,纖度!· 7dtex,纖維長度6_)(2· 5份) "起此合,並在打漿機的水中進行離解,再於槽的緩和攪 拌下,调製得均勻抄造用漿料。除使用此抄造用漿料之外, •其餘完全如同實施例1般,可獲得鹼電池用隔板。 -實施例9 將聚醯胺纖維A 1(47· 5份)、聚醯胺纖維A2(10份)、 黏合纖維B5(40份)、及聚對伸苯基苯并雙噁唑纖維(2.5 _份)一起混合,並在打漿機的水中離解,再於槽的緩和攪拌 下’调製付均勻抄造用漿料。除使用此抄造用漿料之外, 其餘完全如同實施例1般,可獲得鹼電池用隔板。 實施例10 將聚醯胺纖維A2 (70份)、黏合纖維B5 (30份)一起混 合’並在打聚機的水中離解,再於槽的緩和攪拌下,調製 得均勻抄造用漿料。除使用此抄造用漿料之外,其餘完全 如同實施例1般,可獲得鹼電池用隔板。 貫施例11 317446 52 1269475 - 將聚醯胺纖維Α1(α. 5份)、聚醯胺纖維A2(1〇份)、 黏合纖維B5(30份)、乙烯-乙烯醇共聚合體超極細纖維(乙 缚含量44莫耳%,纖維徑〇. 08dtex,纖維長度3丽,表3 中稱「ev〇h」)(10份)、及聚對伸苯基苯并雙鳴唑纖維(2 5 份)一起混合,並在打漿機的水中離解,再於槽的緩和攪拌 下,調製得均勻抄造用漿料。除使用此抄造用漿料之外, 其餘完全如同實施例1般,可獲得鹼電池用隔板。 比較例4 將主體纖維的聚醯胺66纖維(纖度〇· 5dtex,纖維長 度1〇_,表3中稱「PA66」)57.5份、黏合纖維的聚醯胺 6/聚醯胺66鞘芯型複合纖維(纖度2· 2dtex,纖維長度 l〇mm,表3中稱「PA6/PA66」)40份、及做為補強纖維的 聚對伸苯基苯并雙噁唑纖維(東洋紡績(股)製,Zyl〇n,抗 拉強度37cN/dtex,纖度l.7dtex,纖維長度6_)2·5份: 起混合,並在打漿機的水中離解,再於槽的緩和攪拌下, _調製得均勻抄造用漿料。除使用此抄造用漿料之外,其餘 凡全如同實施例1般,可獲得鹼電池用隔板。 實施例12至13 在實施例9中,除了將黏合纖維分別改用黏合纖維βΐ5 與Β16之外,其餘完全如同實施例9般的方法製造隔板。 實施例、比較例中所獲得鹼電池用隔板的特性值,如 表1與表3所示。 另外,該等實施例與比較例中,黏合纖維至少表面部 分會熔融,而接著固定構成薄片的纖維情況,係利用顯微 3 】7446 53 1269475 鏡觀察。此外,在實施例!至13 t,僅從水中進行抄造並 利用吴式乾燥機乾燥,任-者的裂斷長度均達q,心以 上’其中亦有超過lkm者,在乾燥後的製紙步驟中將不會 任何問題,步驟順暢性優越,可輕易製得隔板紙。相 時接、比車又,:的不織布經美式乾燥機施行乾燥後的暫 烊牛與^例的不織布相比,顯得極低,且當從乾 步驟移往下—步驟時,紙會發生斷裂等問題。
317446 1269475 I-1 比較例3 f i 64.5 CD LO t-H 1.55 2.45 27.6 45.3 i ·Η 卜· CTi 2. 25 & 比較例2 cu a. ΡΕ/ΡΡ 66.9 1 1 i CO 3. 53 5. 38 28.9 CO CO ,LO 48.5 f—Η LO 寸 CO 比較例1 PA66 CD 63.5 o LO r _ 1 4 CO CO 5.89 42.8 LO LO 卜 CD CO 2.32 CSX oo 實施例7 μ τ»Η LO CT5 CO LO ,_< 5.25 CSI Od oo 39.8 __H 90. 1 1 i LO oi LO oo 實施例6 r—( CO ω 64.9 __j CD LO 1 1 i 1 i LO cd oa csi 寸 LO 〇6 oo 2.41. 實施例5 τ—Η L〇 CQ 68.9 CO CO i 1 3. 98 5· 89 26.1 48.2 <N1 OO 2.36 LO CO 實施例4 τ·Η 寸 PQ ! 64.3 LO LO 1_丨— 4. 06 6.44 22.0 LO uri CO CO 1 — oo 2.35 · CO 實施例3 CO CQ 67.7 〇) CO r—H 3.82 5.75 25.9 CO ! H 卜· 卜 2.16 oo CD 實施例2 CN1 OQ 65.2 oo LO ,丨< 卜 co CO 5.26 _i 20.3 CO oi CO 03 oi 實施例1 ν·丨< Ξ 68. 1 (XI CO r—H 3. 43 CO i.....H LO 1 — uri 03 oo CO LO 2. 29 s v H 主體纖維 黏合纖維 ,, bO 1 厚度(//m) 拉張強力(kN/m) 裂斷長度(km) 平均總孔徑(//Π1) 最大細孔徑(//m) 而ΐ到傷強度(mN · m2/g) 保液量(g/g) 吸液速度(秒) 55 317446 1269475
比較例3 〇 〇 〇 ◦ 1 Η CO oo oo CN1 〇 〇 CJD OD CD CJ5 ① ◦ 比較例2 〇 X ο ◦ r_H 1 oo oo 1 _〇 〇 05 Oi CNI cx> CD ⑦ LO 比較例1 〇 1 oo ro LO OO CO 1 <1 X 00 01 1 o 1 i實施例7 〇 〇 CD (Nl 〇 <1 OT C7D CD oo C7D CT5 卜 實施例6 〇 〇 CD 05 CD oo CD 〇 < oo 05 LO oo CD CD CO 實施例5 〇 〇 OO C75 LO CD 05 〇 < OT 05 s 05 CO 實施例4 〇 〇 CD CJ^ Cvl CD CO CO 〇 < ro CH) s oo CH) CO 實施例3 〇 〇 CD C<l C75 OO 05 CO CO 〇 < a^> cn> <NI OO oo CT) CO 實施例2 〇 〇 cn> 05 CN1 CT5 CO CT» 茺 〇 < oo ⑦ as Csl 實施例1 〇 〇 oo CD oa CO 〇 <3 05 CD oo CT5 05 CNI 140°C 180°C 140°C 180°C 140。。1 180°C P 〇> L〇 P oo P o LO P o oo P o LO 0。 ◦ oo 形態保持性 重量保持率(%) 強力保持率(%) i 形態保持性 重量保持率(%) 強力保持率(%) 56 317446 1269475 實施例13 T CO Τ—< CQ 〇〇 c^i oo LO Ί 4 5.48 t- CO 卜· 13.4 30.3 05 LO r··1 \ 2. 39 LO cd <NI 實施例12 1 < LO 产丨― CQ CO r Η 卜 CO CD r—H 5.22 7.46 i t-H > i ς〇 CO CO oo LO > H 2.43 CM CO CO 比較例4 PA66 ΡΑ6/ΡΑ66 1 . 4^ 68.4 呀 CO r-H 1.86 2. 77 卜 LO CO 卜 cn5 oo CH) LO r-H i- '2.12 ① CO CO 實施例11 贅 身 B5+EVOH CO cd CO ◦ CO r—H 5· 08 7.81 18.3 ___ 30· 3 oo i—H 2. 39 LO cd CO 實施例10 1 LO OQ 1 寸 cd CO LO OO 1.64 4. 35 16.1 CD 卜· CM 寸 CNI t—H 卜 LO CNI oo CNI 實施例9 LO CQ OQ αί CD QO r—H 4. 92 7. 25 L〇 LO r-H CZ5 CD 寸 呀 LO ί < 2.51 一 實施例8 r—Η LO DQ 1 ① CD 卜 LO LO t—H 6.71 _1 LO 寸· Οί 46.6 卜 CO r—H 2.44 oo cri LO 主體纖維 黏合纖維 ! 密封纖維 i 補強纖維 cQ 厚度(//m) 抗拉強力(kN/m) 裂斷長度(km) _1 平均細孔徑(//m) 最大細孔徑(/im) 耐刮傷強度(mN · m2/g) 保液量(g/g) 吸液速度(秒) 57 317446 1269475
實施例13 〇 〇 CD 05 CO CD CO CH) oo CNl 〇 <] oo cr> ⑦ CO 實施例12 〇 〇 oo CD i1'11 H CD 寸 CD CT) OO 〇 < cn 05 CO oo cn> οα 比較例4 I_._ 〇 < oo CNl OO in OO .<0 X 1 o 1 實施例11 〇 〇 cn CD in cn oo OO CO 〇 <] CD 05 5S 05 CD CO 實施例10 〇 〇 CD cn> 呀 cn> 05 〇 < CD CD CNl OO oo CD CO 1實施例9 〇 〇 CH) CHi CO cn> CD cn> OO 〇 < OO 05 LO OO CD ro 卜 實施例8 〇 〇 OO CD oo 05 s 〇 <] CD 05 oo Oi cn> oo ! 140°C 1 一— 180°C 140°C 180°C 140°C 180°C 1 50°C .I 80°C _1 50°C 80°C ! 5〇r 1 8〇r 1 形態保持性 I 重量保持率(%) 強力保持率(%) _ 形態保持性 重量保持率(%) 強力保持率(%) 58 317446 1269475
评估結果如表2與表4所示。實施例1至13中,含有 本發明黏合纖維(A)或黏合纖維的電池隔板,耐熱性、 耐氧化性、耐鹼性均優越。相對於此,比較例的隔板不管 耐熱性、财氧化性、财驗性均降低。 詳言之,實施例1至7的隔板係耐熱性、耐氧化性、 耐驗性均優越。特別係實施例8與9的隔板,因為使用耐 瞻刮傷強度優越的聚對伸苯基苯并雙嗔唾纖#,因而以耐熱 =、耐氧化性及耐刮傷強度為代表的機械物性均優越。且, 實施例9與1〇的隔板因為配合聚酸胺纖維的超極細纖維, 口而、、、田孔彳工亦較小,且樹枝狀耐久性亦優越。實施例U 的h板乃因為亦調配黏合纖維的乙稀一乙婦醇共聚合物超 極細纖維,因此抗拉強力較高,即便電池製造時提高自動 ΐ組構造機的張力,但是仍具有可载的充分抗拉強力。 κ施例12與13的隔板係本發明的極佳例子,由結果中明 馨顯得知將可獲得極優越的隔板。 t匕敉例 ,-的隔板係由脂肪族聚醯胺纖維所構 的隔板,雖耐熱性優越,但是耐氧化性卻偏低。此外, 為_方、乾式不織布’因而細孔徑較大,耐短路性較差劣 例2的隔板係屬於由聚烯烴系纖維所構成的隔板,; 1;卜^^越’但是耐熱性、保液性、吸液速度均偏低 較例3的隔板雖各自纖維的耐熱性、耐氧化劣化性均彳 m因為黏合纖維的接著性較低,因而隔板的強心 _4的隔板因為含有聚對伸笨基苯并雙。惡唾纖 317446 59 1269475 U田㈣而雖耐刮傷強度也優越,但是構錢板的纖維係 由聚醯胺6、聚醯胺66所構成的纖維,因此耐埶性、 呵氣化性較差劣。 、 貫施例14至22 將聚醯胺纖維A1(60份)、及黏合纖維B8至βΐ6八別 =40份)-起混合,在打漿機的水中離解,再於槽的刀緩和 祕下,調製得均句抄造用襞料。將此抄造用聚料藉由傾 斜式短網抄紙機進行濕式抄造法抄造後,再利用美^乾燥 ==中乾燥,而製成濕式不織布。其次,在滾筒溫 度200 C中進仃熱軋處理,最後再於此不織布雙面上以放 電量2_(W · min/m2)進行電暈處理,便獲得鹼電池用隔 板。所獲得電池用分隔板的性能,如表5至6所示
317446 60 1269475
61 317446 1269475
62 317446 1269475 A · 表5與表6的結果得知,使用本發明黏合纖維的雷 池用隔板,均屬太人 度、保液性、! 氣化性、耐驗性優越,且強 合纖維至小矣/夜性亦均優越。此外,該等實施例中,黏 面部分會熔融,而接著固定構成薄片的纖维 情況,係利用顯微鏡觀察。然後,二=的纖維 分散液中將纖維成分, :寻Λ⑪例中,自水 便可產生# ^ ^ ^亚利用美式乾燥機進行乾焊 便T產生充分的暫時接 U 木 致發生任何問題,步驟在 後的製紙步驟中將不 •該等實施例的隔板屬於 越,頗適用為需要大電流 二4率放電特性均優 放電與而容量化的驗電池用隔板。
317446 63
Claims (1)
1269475
第94132400號專利申請案 申請專利範圍修正本 1 (95年3月28曰) .一種黏合纖維,其特徵係纖維表面之至少一部分由含半 芳香族聚醒胺的聚醯胺成分所構成,該半芳香族聚酸胺 /至少具有:芳香環單位、及可以具有C"烷基分枝鏈的 C3-7烧單位。 • 2.如申請專利範圍第丨項之黏合纖維,其中,㈣胺成分 係+芳香族共聚酸胺⑷,該半芳香族共聚酿胺⑷具 有:芳香環單位、可以具冑C"燒基分枝鏈的C3 7烧單須 位、以及可以具有Cl_3烧基分枝鏈的“院單位。| .如申請專利範圍第2項之黏合纖維,其中,半芳香族共尋 聚酿胺(a)係含有二魏酸單位與二胺單位的半芳香族二^ 聚醯胺;該二羧酸單位含有芳香族二緩酸單位,該芳香審 族二羧酸單位佔總二⑽單位之6〇莫耳%以上;該二胺| 鲁早位含有可以具有甲基分枝鏈之一燒二胺單位及可| 以具有甲基分枝鏈之C8,烧二胺單位,該等烧二胺單支: 位合計佔總二胺單位之6〇莫耳%以上。 驾 4.如申請專利範圍第2項之黏合纖維,其中,半芳香族共 聚酿胺(a)係由下述二叛酸單位⑴與下述二胺單位 所構成的半芳香族共聚酸胺: (1)二缓酸單位’含有選自對笨二甲酸單位與間苯 二甲酸單位之至少一種二羧酸單位,該等二羧酸單位合 计佔總二羧酸單位之60莫耳%以上; (修正本)317446
1 1269475 (2)二胺單位,含有選自2, 2,4-三曱基己二胺單 位、2, 4, 4-二甲基己二胺單位及丨,6—己二胺單位所構 成組群中之一種或多於一種之二胺單位,以及選自 1’ 9-壬二胺單位與2_甲基_丨,8_辛二胺單位所構成組 群中之-種或多力一種之二胺單位,該等二胺單位合 佔總二胺單位之6〇莫耳%以上。 5.如申=專利範圍帛1項之黏合纖維,其中,㈣胺成分 係半芳香私聚醯胺(b)與半芳香族聚醯胺(c)組合而成 的(d);該半芳香族聚醯胺(b)係具有:芳香環單位及可 =具有烷基分枝鏈的Ch烷單位;該半芳香族聚醯 胺(c)係具有:芳香環單位及可以具有c"烧基分枝鍵 的C8-!2烷單位。 6.
如申請專利範圍第5項之黏合纖維,其中,半芳香族驾 醯胺⑻係具有二羧酸單位與二胺單位之半芳香族聚酸 胺,該二羧酸單位含有佔總二羧酸單位之60莫耳%以2 之芳香族二羧酸單位;該二胺單位含有佔總二胺單位戈 60莫耳%以上之可以具有甲基分枝鏈的C5-7烷二胺單 位,且半芳香族聚醯胺(c)係具有二鲮酸單位與二胺單 位的半芳香族聚醯胺,該二羧酸單位含有佔總二羧酸專 位之60莫耳%以上之芳香族二羧酸單位,該二胺單位含 有佔總二胺單位之6G莫耳%以上之可以具有甲基分枝 鏈的Cs-1。燒二胺單位。 如申請專利範圍第5項之黏合纖維,其中,半芳香族 酿胺⑹係由上述二羧酸單位⑴與下述二胺單位⑶; (修正本> 317446 2 1269475 方曰矢λ長醯胺(c )係由下述 與下述二胺單位(5)所構成; 位、;3:?單位,含有選自2, 2, 4-三甲基己二胺單 二且=三甲基己二胺單位及丨,6-己二胺單位所構 種或多於—種之二胺單位,該等二胺單位 佔總二胺單位之60莫耳%以上;
8·
(4)一竣酸單位,含有佔總二羧酸單 以上之對苯二甲酸單位; 旲斗/〇 _ (5)二胺單位,含有選自1,9-壬二胺單位與2一曱基 :1二8-辛二胺單位所構成組群中之一種或多於一種之二 耻早位,該等二胺單⑽總二胺單位之6{)%以上。 如申請專利範圍第i項之黏合纖維,係芯鞘型複合纖 維’且勒部係由含半芳香族聚醯胺的聚醯胺成分所構 成;該半芳香族《胺係含有:芳香環單位,以及可以 具有Cl-3烷基分枝鏈的c3_7烷單位。 ^申請專利範圍第8項之黏合纖維,其中,鞘部係由半 :香族聚醯胺(a)所構成,或由半芳香族聚醯胺(b)與半 芳香私聚醯胺(c)的組合(d)所構成,且芯部係由半芳香 無聚酿胺(c )所構成。 10· 一種電池用隔板,係由主體纖維、與申請專利範圍第 項之黏合纖維所構成。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之電池用隔板,其中,構成黏 合纖維的半芳香族聚醯胺係做為接著劑,將主纖維固1 成薄片狀。
(修正本)317446 3 1269475 1 12·如申請專利範圍第i 〇項之電池用隔板,其中,主體纖 維係由聚醯胺系樹脂所構成。 13·如申請專利範圍第1〇項之電池用隔板,其中,黏合纖 維至少表面係由半芳香族聚醯胺(a)所構成,或由半芳 香族聚醯胺(b)與半芳香族聚醯胺(c)的組合(d>所構 、 成,且主體纖維係由半芳香族聚醯胺(c)所構成。 14·如申請專利範圍第1〇項之電池用隔板,復含有抗拉強 _ 度在12cN/dtex以上的高強力纖維或其漿狀物,以做為 補強纖維。 15·如申請專利範圍第14項之電池用隔板,其中,高強力 纖維係選自聚對伸苯基苯并雙噁唑纖維、聚對伸苯基對 苯二甲醯胺纖維及高強力聚乙烯醇系纖維所構成組群 中之一種或多於一種。 16·如申請專利範圍第14項之電池用隔板,其中,主體纖 維係由1,9-壬二胺、2-曱基—;1,8一辛二胺及對苯二曱酸 鲁 斤s成的半方香無聚醯胺構成;補強纖維係由聚對伸苯 基苯并雙噁唑纖維所構成,且黏合纖維係申請專利範圍 第6項之黏合纖維。 17·如申請專利範圍第1 〇項之電池用隔板,係濕式不織布。 18·如申請專利範圍第1〇項之電池用隔板,係滿足下述要 件(1)至(3); (1) 隔板的裂斷長度係3km以上; (2) 在140°C鹼中浸潰30分鐘後,仍保持著隔板的 幵^悲’且其重量保持率達9〇%以上、強力保持率達6〇% 4 (修正本)317446 1269475 、 以上; (3)在含氧化劑的5 0 °C驗中浸潰1小時後,仍保持 著隔板的形態,且其重量保持率達90°/。以上、強力保持 率達6 0 %以上。 19. 一種電池,其特徵係使用申請專利範圍第10項之隔板。
5 (修正本)317446
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