聚苯硫醚纤维无纺布及包含其的隔膜的制作方法

本发明涉及聚苯硫醚纤维无纺布及包含其的隔膜。

背景技术：

1、聚苯硫醚除了具有高的耐热性、耐化学药品性、电绝缘性、阻燃性之外，还具有优异的力学物性、成型加工性，因此作为金属替代材料、能在极限环境下耐受的材料而被广泛使用。对于聚苯硫醚纤维，也活用该特性而被使用于袋滤器、抄纸帆布、电绝缘纸、电池隔膜以及各种隔膜等用途。特别是针对作为清洁能源而受到关注的氢制造装置隔膜、燃料电池隔膜以及这些隔膜的增强材料，对聚苯硫醚所具有的耐热性、对高浓度碱溶液等的耐化学药品性等特征和无纺布材料所具有的离子透过性、气体分离性的组合进行了研究。

2、近年来的课题为以装置的小型轻质化、高性能化为目的的隔膜的薄质化、低单位面积重量化。薄质、低单位面积重量的无纺布的情况下，由于制造工序中微小的张力变动而容易发生断裂，并且还存在因在模块化工序中与其他部件的边缘、毛刺接触而容易撕裂等问题。因此，需要即使薄质、低单位面积重量，机械强度也优异、也不易破损的无纺布。

3、针对该课题，例如提出了由经拉伸的聚苯硫醚纤维、和作为基于热压接的粘合纤维(binder fiber)的未拉伸聚苯硫醚纤维构成的聚苯硫醚湿式无纺布(例如，参见专利文献1)。未拉伸聚苯硫醚纤维通过热压接而塑性变形，通过将经拉伸的聚苯硫醚纤维间粘接，成为拉伸强度优异的无纺布。

4、另外，也提出了包含将未拉伸聚苯硫醚纤维在110℃的乙二醇浴中拉伸而成的、粘接性优异的细纤度的粘合纤维的湿式无纺布(例如，参见专利文献2)。通过包含不伴随取向度上升的拉伸聚苯硫醚纤维，成为即使薄质也具有优异的拉伸强度的无纺布。

5、另一方面，未拉伸纤维存在容易热收缩的课题。因此，还提出了将结晶性低的共聚聚苯硫醚纤维用作抄纸粘合剂的湿式无纺布(例如，参见专利文献3)。通过包含由共聚聚苯硫醚纤维和聚苯硫醚纤维构成、细径且低热收缩率的共聚聚苯硫醚纤维作为粘合剂，从而成为薄质且具有优异的热尺寸稳定性的无纺布。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2003-77494号公报

9、专利文献2：日本特开2005-146428号公报

10、专利文献3：国际公开第2020/066815号。

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、但是，在专利文献1公开的技术中，存在因与模块化工序中的其他部件的边缘、毛刺接触而容易发生破损等问题。根据本申请的发明人等的研究，作为粘合纤维的未拉伸聚苯硫醚纤维在热轧光时熔接、纤维形状难以保留。探明了由此无纺布的撕裂强度下降、发生上述破损。

3、另外，在专利文献2公开的技术中，由于是由在110℃的乙二醇浴中拉伸而成的细径的粘合纤维单独构成的，因此，对无纺布的薄质化有利。但是，与未拉伸聚苯硫醚纤维同样地，热轧光时熔接、纤维形状难以保留，因此与上述同样地，撕裂强度不充分。另外，该方法还存在抄纸干燥工序中无纺布收缩，产生干燥褶皱、膨胀等课题。

4、另一方面，专利文献3中，由于是包含低熔点的共聚聚苯硫醚的纤维，因此纤维彼此的粘接力不充分，有无纺布的拉伸强度下降的倾向。

5、本发明的课题在于提供适合薄质化、低单位面积重量化的、同时实现高撕裂强度和拉伸强度的聚苯硫醚纤维无纺布及包含其的隔膜。

6、用于解决课题的手段

7、本发明为了解决上述课题，具有以下构成。

8、(1)聚苯硫醚纤维无纺布，其具有聚苯硫醚纤维(a)、共聚聚苯硫醚纤维(b)和聚苯硫醚熔接部(c)，所述聚苯硫醚纤维无纺布的熔点(tm-l)为240～270℃，其中，所述熔点(tm-l)被定义为在通过使用差示扫描型量热仪(dsc)在氮气氛下从50℃起以16℃/分钟进行升温而得的熔融吸热峰之中在最低温侧被观测到的峰的峰顶。

9、(2)根据(1)所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述共聚聚苯硫醚纤维(b)为包含对亚苯基硫醚单元和间亚苯基硫醚单元的重复单元的共聚聚苯硫醚纤维。

10、(3)根据(1)或(2)所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述聚苯硫醚熔接部(c)的面积比例为5～50％。

11、(4)根据(1)～(3)中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其撕裂强度为0.200～10.0n。

12、(5)根据(1)～(4)中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述共聚聚苯硫醚纤维(b)包含4.0～40.0摩尔％的针对对亚苯基硫醚的共聚单元。

13、(6)根据(1)～(5)中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述聚苯硫醚熔接部(c)的对亚苯基硫醚单元的摩尔％为97.0摩尔％以上。

14、(7)隔膜，其包含(1)～(6)中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布。

15、发明的效果

16、根据本发明，能够提供适合薄质化、低单位面积重量化的聚苯硫醚纤维无纺布。另外，根据本发明，能够提供撕裂强度和拉伸强度优异的聚苯硫醚纤维无纺布。进而，能够提供不易发生制造工序中的断裂、后工序中的破损等的聚苯硫醚纤维无纺布。由此，能够提供薄质化、低单位面积重量化的隔膜。

技术特征：

1.聚苯硫醚纤维无纺布，其具有聚苯硫醚纤维(a)、共聚聚苯硫醚纤维(b)和聚苯硫醚熔接部(c)，所述聚苯硫醚纤维无纺布的熔点(tm-l)为240～270℃，其中，所述熔点(tm-l)被定义为在通过使用差示扫描型量热仪(dsc)在氮气氛下从50℃起以16℃/分钟进行升温而得的熔融吸热峰之中在最低温侧被观测到的峰的峰顶。

2.根据权利要求1所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述共聚聚苯硫醚纤维(b)为包含对亚苯基硫醚单元和间亚苯基硫醚单元的重复单元的共聚聚苯硫醚纤维。

3.根据权利要求1或2所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述聚苯硫醚熔接部(c)的面积比例为5～50％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其撕裂强度为0.200～10.0n。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述共聚聚苯硫醚纤维(b)包含4.0～40.0摩尔％的针对对亚苯基硫醚的共聚单元。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布，其中，所述聚苯硫醚熔接部(c)的对亚苯基硫醚单元的摩尔％为97.0摩尔％以上。

7.隔膜，其包含权利要求1～6中任一项所述的聚苯硫醚纤维无纺布。

技术总结
聚苯硫醚纤维无纺布，其具有聚苯硫醚纤维(A)、共聚聚苯硫醚纤维(B)和聚苯硫醚熔接部(C)，聚苯硫醚纤维无纺布的熔点(Tm‑L)为240～270℃，熔点(Tm‑L)被定义为在通过使用差示扫描型量热仪(DSC)在氮气氛下从50℃起以16℃/分钟进行升温而得的熔融吸热峰之中在最低温侧被观测到的峰的峰顶。提供即使为低单位面积重量也兼具高撕裂强度和拉伸强度的聚苯硫醚纤维无纺布。

技术研发人员：土屋匠平,胜田大士,船津义嗣,原田大,三宅雅也
受保护的技术使用者：东丽株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14