熔喷非织造布的制造方法及熔喷非织造布的制造装置的制造方法_3

文档序号:9285399阅读:来源:国知局
合物,可以制造具有以下特征的熔喷非织造布。
[0081]S卩,一种熔喷非织造布,其由丙烯系聚合物纤维形成,
[0082] (i)平均纤维直径在2. 0 ym以下的范围内,
[0083] (ii)纤维直径分布CV值在60%以下、优选在50%以下的范围内,
[0084] (iv) a晶比率小于〇?9。
[0085] 在不满足上述a)、ai)和aii)的情况下,或者不满足a)、ai)和av)的情 况下,牵引细化而成的纤维的冷却没有充分起作用,多根纤维熔接或缠绕而生成的束状纤 维大量产生。因此,有可能在非织造布内产生大的空隙而使过滤器性能、耐水性能等功能降 低。
[0086] 作为本发明的熔喷非织造布,最优选由上述丙烯系聚合物纤维形成、同时满足上 述⑴、(ii)、(iii)和(iv)。
[0087] (i)平均纤维直径
[0088]平均纤维直径通常在2. 0ym以下的范围内,在卫生材料用途中2ym以下、优选为I. 8ym以下是适合的。另外,在过滤器用途中0? 8ym以下、优选在0? 3~0? 6ym的范围内 是适合的。
[0089]通过熔喷而得的丙烯系聚合物纤维中的a晶比率小于0.9,优选小于0.7,进一步 优选小于〇. 6。如果超过0. 9,则牵引细化而成的纤维的冷却没有充分地起作用,多根纤维 熔接或缠绕而生成的束状纤维大量产生。因此,有可能在非织造布内产生大的空隙而使过 滤器性能、耐水性能等功能降低。另外,本发明的由丙烯系聚合物纤维形成的熔喷非织造布 最优选除了a晶比率在上述范围内以外,结晶度小于40%。
[0090] 以下对丙烯系聚合物纤维中的a晶比率、即结晶性进行详细描述。以前在大量 公知文献中介绍了通过X射线进行的结晶性和取向特性的评价,现在为作为高分子的结构 解析而确立的评价方法。记载于例如高分子学会编"高分子实验学讲座第2卷",共立出 版(1958);仁田勇监修"X射线结晶学,上",丸善(1959);角户、河合、斋藤编"高分子的构 造与物性",吴祐吉、久保辉一郎,工化,39, 929(1939)等。本发明中的结晶性的评价以这些 公知文献的评价方法为基准,具体而言,对于结晶性,将广角X射线衍射图的X射线的总散 射强度曲线分离为结晶区域的散射贡献和非晶区域的散射贡献,将各自面积相对于总面积 的比作为结晶性指标值而评价。例如,已知丙烯系聚合物(聚丙烯)在2 0 :14°、17°、 18°、21°、22°附近有结晶性的衍射峰;另外例如,已知聚乙烯在2 0 :21°、24°、30°附 近有结晶性的衍射峰;另外例如,已知聚乳酸在2 0 :16°和18°附近有结晶性的衍射峰; 另外例如,已知聚对苯二甲酸乙二醇酯在2 0 :17°、18°和26°附近有结晶性的衍射峰; 另外例如,已知聚对苯二甲酸丙二醇酯在2 0 :9°、15°、17°、19°、23°、25°、28°附 近、29°附近有结晶性的衍射峰;另外例如,已知聚对苯二甲酸丁二醇酯在2 0 :9°、16°、 17°、20°、23°、25°、29°附近有结晶性的衍射峰;将这些结晶性的衍射峰作出贡献的区 域作为结晶区域,通过与非晶区域进行分离来评价。
[0091] 对于丙稀系聚合物,有时a晶与近晶型晶(smecticcrystal)两种晶体混合存 在,通过从各自特征性的峰强度的关系来确定a晶和近晶型晶,来评价a晶比率。本发明 的非织造布可以如上述那样通过供给30°C以下、优选5~25°C的冷却流体、优选冷却空气, 使纺出的恪融树脂冷却,从而使a晶比率在上述范围内。
[0092] 本发明的熔喷非织造布根据各种用途也可层叠其他的层。
[0093] 具体而言,可以列举例如编布、织布、非织造布、膜等。在将本发明的熔喷非织造布 与其他的层层叠(贴合)的情况下,可以采用以热乳纹加工、超声波熔接等热熔接法,针刺、 水喷射等机械交织法,使用热熔粘接剂、氨基甲酸酯系粘接剂等粘接剂的方法,挤出层压等 为代表的各种公知的方法。
[0094] 作为与本发明的熔喷非织造布层叠的非织造布,可以列举纺粘非织造布、湿式非 织造布、干式非织造布、干式浆柏非织造布、闪蒸纺丝非织造布、开纤非织造布等各种公知 的非织造布。
[0095]〈过滤器〉
[0096] 本发明的过滤器是含有由上述熔喷非织造布形成的层的过滤器,目付90g/cm2时 的0. 5mm直径的微粒的捕集效率为99%以上。
[0097] 本发明的过滤器可以是上述熔喷非织造布的单层,也可以是两层以上的层叠体。 另外,本发明的过滤器根据用途还可以与例如干式非织造布、多孔膜等其他过滤器材料层 叠而使用。
[0098]〈非织造布层叠体〉
[0099] 本发明的非织造布层叠体是在上述熔喷非织造布的至少一面层叠有纺粘非织造 布的非织造布层叠体,熔喷非织造布层的目付(g/m2)与层叠体整体的目付(g/m2)之比[熔 喷非织造布层的目付/层叠体整体的目付]为0. 050以下,优选为0. 040以下。
[0100] 目付比超过〇. 050的非织造布层叠体,由于熔喷非织造布的目付高,因此有可能 柔软性和透气性差。
[0101] 〈隔膜〉
[0102] 本发明的电池用隔膜是含有由上述熔喷非织造布形成的层的隔膜,期望平均纤维 直径为〇? 1~2.OIim,优选为0? 2~I. 5Iim,更优选为0? 3~I.OIim;另外,期望目付量为 3~30g/m2,优选为4~25g/m2,更优选为5~15g/m2。平均纤维直径在这样的范围内的情 况下,可以制造具有微细的细孔的非织造布,并且可以使通过熔喷法的纺丝和非织造布的 制造生产率良好地顺利地进行,因而优选。如果目付量在该范围内,则在作为电池使用的情 况下,不会短路,内阻小,因而优选。
[0103] 本发明的锂离子电池用隔膜还包含将这样的熔喷非织造布挤压成型而成的隔膜。 为了制造本发明的锂离子电池用隔膜而使用的挤压成型手段没有特殊限制,可以使用任何 可以朝着熔喷非织造布的厚度方向施加压力的挤压成型手段,但优选使用挤压时与熔喷非 织造布的至少一面接触的部位由具有弹性且摩擦系数高的材质构成的挤压成型手段。该挤 压成型手段的具有弹性的接触部位的弹性模量优选为20~600kg/cm2,进一步优选为20~ 300kg/cm2。作为具有弹性且摩擦系数高的材质,可以列举纸、棉、木材、橡胶、塑料发泡体 等;其中,作为橡胶可以列举氨基甲酸酯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、烯烃系弹性体、热塑性 弹性体、硅橡胶等。
[0104] 作为挤压成型的方法,具体而言可以列举例如,使用具备橡胶制等具有弹性的挤 压面与不锈钢等金属制的挤压面的压制机,对熔喷非织造布进行压制的方法;通过具备橡 胶制等具有弹性的辊与金属制等硬质的辊、或者一对弹性辊的压延辊使熔喷非织造布压延 成型的方法;将熔喷非织造布以橡胶片等夹持,对其进行压制或辊成型的方法等。
[0105] 在与熔喷非织造布的一面接触的挤压部由具有弹性且摩擦系数高的材质构成、另 一面由硬质的材质构成的情况下,优选由具有弹性的材质形成的挤压部的热导率低、由硬 质的材质形成的挤压部的热导率高。作为这样的硬质的材质,可以列举不锈钢等金属。特 别地,如果使用具备由具有弹性的材质形成的辊与由硬质的材质形成的辊的压延辊来进行 制造本发明的电池用隔膜时进行的挤压成型,则由于工序简便且容易得到长片的电池用隔 膜,因而在工业上是有利的。另外为了提高从辊的剥离性,优选对硬质辊的表面进行特氟隆 (注册商标)加工。
[0106] 挤压成型优选伴随加热,可以选择构成熔喷非织造布的纤维彼此至少一部分熔接 从而得到具有期望的孔径的非织造布片的温度条件和压力条件来进行。挤压成型时的加压 /温度条件只要根据辊等挤压手段的表面材料、通过本领域技术人员的认识来适当选定即 可,例如,可以选择与熔喷非织造布的至少一面接触的挤压部为80~230°C、优选为150~ 200°C左右的条件。另外,例如在使用与熔喷非织造布的一面接触的挤压部由金属、与另一 面接触的挤压部由橡胶形成的挤压手段的情况下,可以为使金属制挤压部的温度为120~ 200°C左右、橡胶制挤压部的温度为90~170°C左右的温度条件。在采用辊进行挤压的情况 下,辊的表面温度只要在该范围内即可。
[0107] 在挤压成型时的温度和压力过高的情况下,纤维互相过度熔接、成为孔堵塞的状 态,因而不优选,有时得到的电池用隔膜内阻极端增大而不能使用。另外在温度和压力过低 的情况下,不能充分形成微细的孔径,伸长阻力低、强度差,因而不优选。
[0108] 在上述挤压成型的前后,平均纤维直径和目付量大致相同。本发明的锂离子电池 用隔膜的空隙率为30%以上,优选为40%以上;厚度没有特殊限制
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