專(zhuān)利名稱(chēng)：電池用隔板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠適用于鎳-鎘電池、鎳-鋅電池、鎳-氫電池等堿性電池的電池用隔板及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，電池用隔板采用由尼龍、聚丙烯纖維構(gòu)成的干式法制造的無(wú)紡布(以下稱(chēng)為「干式無(wú)紡布」)、濕式造紙法制造的無(wú)紡布(以下稱(chēng)為「濕式無(wú)紡布」)、合成樹(shù)脂制多孔薄膜等。
一般，濕式無(wú)紡布致密，具有優(yōu)良的均勻性，所以，采用濕式無(wú)紡布時(shí)，能夠得到耐短路性能優(yōu)良的電池用隔板，但是，另一方面，生產(chǎn)性差、還有構(gòu)成纖維的纖維長(zhǎng)度短，所以，拉伸強(qiáng)力方面不如干式無(wú)紡布，如圓筒型堿性蓄電池等，在電極和隔板堅(jiān)固地卷繞時(shí)，存在著容易被破壞的問(wèn)題，其結(jié)果，耐短路性能下降。
另外，干式無(wú)紡布比同程度單位面積重量的濕式無(wú)紡布拉伸強(qiáng)力要大，將該干式無(wú)紡布作為電池用隔板的情況下，卷繞性能優(yōu)良，但是存在著無(wú)紡布的品質(zhì)差、纖維密度的疏密大、同時(shí)頂破強(qiáng)力弱、耐短路性能差等問(wèn)題。
因此，作為兼?zhèn)淅鞆?qiáng)力和耐短路性能的電池用隔板，特許文獻(xiàn)1中，提出將單位面積重量10g/m2以上的熔融吹制無(wú)紡布和由短纖維纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布通過(guò)熱壓接層疊為一體而形成的電池用隔板。
但是，構(gòu)成上述電池用隔板的構(gòu)成熔融吹制無(wú)紡布的纖維，是將熔融紡絲后的纖維用熱風(fēng)吹散，直接送到傳送帶，聚集而成的，所以沒(méi)有經(jīng)過(guò)拉伸處理，拉伸度低，非結(jié)晶部分多。因此，電池用隔板的頂破強(qiáng)力不充分，不具有滿(mǎn)意的耐短路性能。而且，如上所述，構(gòu)成熔融吹制無(wú)紡布的纖維非結(jié)晶部分多，所以，將熔融吹制無(wú)紡布和水流交織無(wú)紡布通過(guò)熱壓接法層疊形成為一體時(shí)的加工溫度范圍窄。其結(jié)果，容易出現(xiàn)熔融吹制無(wú)紡布和水流交織無(wú)紡布間發(fā)生層間剝離的現(xiàn)象，或者，熔融吹制無(wú)紡布過(guò)度熔融后，會(huì)有薄膜化的可能性，電池用隔板的生產(chǎn)性不好。
另外，在特許文獻(xiàn)2中，提出了以下的電池用隔板，即，用平均纖維長(zhǎng)度為20～60mm的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維、平均纖維長(zhǎng)度為30～60mm、纖維強(qiáng)度為5g/旦尼爾以上的高強(qiáng)度纖維、和平均纖維長(zhǎng)度為30～60mm的聚烯烴類(lèi)熱粘合纖維，經(jīng)過(guò)熱融處理和水流交織處理得到無(wú)紡布后，再經(jīng)過(guò)親水化處理得到電池用隔板。
不過(guò)，由纖維長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的纖維構(gòu)成的梳理纖維網(wǎng)(carded web)，特別是同一方向的梳理纖維網(wǎng)(平行的梳理纖維網(wǎng))，有品質(zhì)差、纖維密度的疏密變大的傾向，所以只含有高強(qiáng)度纖維時(shí)，難以改善電池用隔板的耐短路性能。
特許文獻(xiàn)1特開(kāi)平5-182654號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求的范圍)特許文獻(xiàn)2特開(kāi)平10-154502號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種電池用隔板及其制造方法，該電池用隔板生產(chǎn)性?xún)?yōu)良、拉伸強(qiáng)力及耐短路性能優(yōu)良、能夠發(fā)揮穩(wěn)定的電池特性。
本發(fā)明的電池用隔板是，將多片由含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)(carded web)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布，利用熱壓接層疊為一體而形成的。
本發(fā)明的電池用隔板的特征在于，將多片含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布，利用熱壓接層疊為一體而形成；在熱粘合性纖維被壓扁變形的狀態(tài)下纖維之間相互粘合，有適度大小的空隙，同時(shí)形成適度大小且直徑比較均勻的孔，具備優(yōu)良的電解液保持性及耐短路性能。
而且，上述電池用隔板是將由梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的多片水流交織無(wú)紡布利用熱壓接層疊為一體而形成的，所以，在生產(chǎn)性?xún)?yōu)良的同時(shí)，整體具有大致均勻的纖維密度、優(yōu)良的拉伸強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力，組裝到電池內(nèi)時(shí)和在電池內(nèi)使用時(shí)，幾乎不存在由破損或者短路而損傷電池性能的可能性。
另外，上述電池用隔板中，熱粘合性纖維是芯鞘型復(fù)合纖維的情況下，芯成分能夠保持纖維形狀，所以，得到的電池用隔板的拉伸強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力能夠得到進(jìn)一步的提高，同時(shí)容易確保纖維間的空隙，電解液保持性?xún)?yōu)良。
進(jìn)一步，上述電池用隔板中，在梳理纖維網(wǎng)含有纖度0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維及比該熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上的聚烯烴類(lèi)纖維的情況下，聚烯烴類(lèi)纖維作為骨架通過(guò)熱粘合性纖維形成一體化，所以，在電池用隔板內(nèi)會(huì)形成比較適度大小的空隙，電解液保持性特別優(yōu)良。
另外，上述電池用隔板中，在梳理纖維網(wǎng)含有纖度0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，通過(guò)聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維分割后形成的超細(xì)纖維可以在電池用隔板內(nèi)形成適度大小的空隙，電解液保持性?xún)?yōu)良。
進(jìn)一步，上述電池用隔板中，聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的分割后的纖維纖度比熱粘合性纖維的纖度及聚烯烴類(lèi)纖維的纖度更小的情況下，可以在電池用隔板內(nèi)形成微細(xì)的空隙，提高電解液保持性。
還有，上述電池用隔板中，在梳理纖維網(wǎng)含有纖度0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維、比該熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上的聚烯烴類(lèi)纖維及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，在電池用隔板內(nèi)會(huì)形成適度大小的空隙，電解液保持性特別優(yōu)良。
還有，電池用隔板的制造方法中，包括以下工序即，將多片包括纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)層疊，對(duì)梳理纖維網(wǎng)進(jìn)行水流交織處理而得到水流交織無(wú)紡布的工序；將多片該水流交織無(wú)紡布層疊，制造層疊無(wú)紡布的工序；在比上述熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)低25℃的溫度以上且小于熱粘合成分的熔點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)，將該層疊無(wú)紡布向厚度方向上用15～10000N/cm的壓力進(jìn)行壓縮，由此使水流交織無(wú)紡布相互之間形成為一體的工序，所以，可以簡(jiǎn)單地制造出拉伸強(qiáng)度、電解液保持性及耐短路性能優(yōu)良的電池用隔板。
還有，上述的電池用隔板的制造方法是，將多片由所定的纖維構(gòu)成形成的梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布，利用熱壓接層疊為一體，以?xún)?yōu)良的制造效率、低成本，來(lái)簡(jiǎn)單地制造出具有如上所述的優(yōu)良的拉伸強(qiáng)力、電解液保持性及耐短路性能的電池用隔板。


圖1是表示了實(shí)施例2的電池用隔板的表面的放大照片。
圖2是表示實(shí)施例2的電池用隔板的斷面的放大照片。
圖3是表示實(shí)施例4的電池用隔板的表面的放大照片。
圖4是表示實(shí)施例4的電池用隔板的斷面的放大照片。
具體實(shí)施例方式
構(gòu)成上述梳理纖維網(wǎng)的熱粘合性纖維是指，構(gòu)成電池用隔板的纖維相互之間具有粘合作用的纖維。作為這樣的熱粘合性纖維如果纖度為0.3～5.5dtex，則沒(méi)有特殊的限制。作為熱粘合性纖維，理想的是采用以往開(kāi)始用作電池用隔板的構(gòu)成纖維的、使用熔融紡絲后進(jìn)行拉伸處理的化纖短纖維。作為熱粘合性纖維可以列舉的有聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯-1-丙烯共聚物、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇的共聚物、乙烯-丙烯酸的共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物等聚烯烴類(lèi)纖維等的單一纖維；芯鞘型、偏心芯鞘型、并列型、海島型等的復(fù)合纖維。理想的是熱粘合性纖維不分割。
作為熱粘合性纖維理想的是采用芯鞘型復(fù)合纖維。這是因?yàn)橛捎谛境煞帜軌蚓S持纖維形態(tài)，所以，在熱粘合時(shí)能夠維持隔板的高拉伸強(qiáng)力和高頂破強(qiáng)力，同時(shí)容易確保纖維間的空隙。還有，熱粘合性纖維的截面形狀可以是，例如圓形狀、異形狀、中空狀等任何形狀。
另外，作為上述芯鞘型復(fù)合纖維，可以列舉的有鞘成分是乙烯-丙烯的共聚物且芯成分是聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維；鞘成分是高密度乙烯且芯成分是聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維；鞘成分是低密度乙烯且芯成分是聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維。作為上述的芯鞘型復(fù)合纖維理想的是，從由鞘成分是高密度乙烯且芯成分是聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維以及鞘成分是乙烯-丙烯共聚物且芯成分是聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維構(gòu)成的一組中選擇的至少一種芯鞘型復(fù)合纖維。這是因?yàn)槟軌蛱岣唠姵赜酶舭宓睦鞆?qiáng)力和頂破強(qiáng)力。
還有，上述熱粘合性纖維的纖度，如果小，梳理纖維網(wǎng)的均勻性(carded web uniformity)降低，如果大，水流交織無(wú)紡布的品質(zhì)上會(huì)產(chǎn)生不均勻，所以限定在0.3～5.5dtex。熱粘合性纖維的理想纖度是在0.5dtex以上。熱粘合性纖維的理想纖度是在3.3dtex以下。熱粘合性纖維的更理想纖度是在2.2dtex以下。另外，上述熱粘合性纖維的纖維長(zhǎng)度，無(wú)論短還是長(zhǎng)，梳理纖維網(wǎng)的均勻性(carded web uniformity)都會(huì)下降，所以，理想長(zhǎng)度為30～70mm。更理想的熱粘合性纖維的纖維長(zhǎng)度是35mm以上。更理想的熱粘合性纖維的纖維長(zhǎng)度是65mm以下。
另外，作為熱粘合性纖維，在使用長(zhǎng)度為30～70mm的化纖短纖維的情況下，化纖短纖維與構(gòu)成熔融吹制無(wú)紡布的未拉伸的纖維相比，是高強(qiáng)力的，所以，可以使得到的電池用隔板的頂破強(qiáng)力優(yōu)良。
還有，作為熱粘合性纖維使用化纖短纖維的情況下，得到的電池用隔板與連續(xù)纖維構(gòu)成的紡粘型無(wú)紡布相比，致密且均勻，所以，頂破強(qiáng)力優(yōu)良。
另外，梳理纖維網(wǎng)中熱粘合性纖維的含有量，如果少，在水流交織無(wú)紡布之間會(huì)產(chǎn)生層間剝離或難以調(diào)整電池用隔板的孔徑，有可能電池用隔板的拉伸強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力會(huì)下降，所以，理想的是15質(zhì)量％以上。熱粘合性纖維的含有量的上限可以是100質(zhì)量％。如果過(guò)多時(shí)，會(huì)有難以確保隔板的纖維間空隙的情況，所以，更理想的熱粘合性纖維的含有量在80質(zhì)量％以下，特別理想的熱粘合性纖維的含有量在60質(zhì)量％以下。還有更理想的熱粘合性纖維的含有量在20質(zhì)量％以上。
另外，梳理纖維網(wǎng)中，可以混用聚烯烴類(lèi)纖維。構(gòu)成梳理纖維網(wǎng)的聚烯烴類(lèi)纖維沒(méi)有特別的限定，可以列舉有，聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯-1-丙烯共聚物、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇的共聚物、乙烯-丙烯酸的共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等構(gòu)成的纖維，理想的是，聚丙烯纖維、鞘成分是乙烯-乙烯醇共聚物且芯成分是聚烯烴的芯鞘型復(fù)合纖維。例如，要求提高電池用隔板的親水性的情況下，理想的是，鞘成分是乙烯-乙烯醇的共聚物且芯成分是聚烯烴類(lèi)的芯鞘型復(fù)合纖維。其中，作為芯成分的聚烯烴，可以列舉的有，例如，聚乙烯、聚丙烯等。
另外，聚烯烴類(lèi)纖維的熔點(diǎn)，如果低，在電池用隔板的制造過(guò)程中會(huì)熔融或軟化，有得到的電池用隔板的頂破強(qiáng)力下降而使耐短路性能下降的情況，所以，理想的是，比上述熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上。更理想的聚烯烴類(lèi)纖維的熔點(diǎn)的下限是，(熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)+10℃)。理想的聚烯烴類(lèi)纖維的熔點(diǎn)的上限是250℃。其中，聚烯烴類(lèi)纖維及熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)，是以JIS K7121為基準(zhǔn)、根據(jù)DSC法測(cè)定的。
另外，聚烯烴類(lèi)纖維的纖度，如果小，有電池用隔板的頂破強(qiáng)力下降而使耐短路性能下降的情況，另一方面，如果大，有電池用隔板的電解液保持性下降的情況，所以，理想的是0.3～5.5dtex。更理想的聚烯烴類(lèi)纖維的纖度是0.5dtex以上。更理想的聚烯烴類(lèi)纖維的纖度是3.3dtex以下。
還有，聚烯烴類(lèi)纖維的纖維長(zhǎng)度，如果短，有電池用隔板的頂破強(qiáng)力下降而使耐短路性能下降的情況，另一方面，如果長(zhǎng)，有電池用隔板的質(zhì)地的均勻性下降的情況，所以，理想長(zhǎng)度為30～70mm。更理想的聚烯烴類(lèi)纖維的纖維長(zhǎng)度是35mm以上。更理想的聚烯烴類(lèi)纖維的纖維長(zhǎng)度是65mm以下。
還有，梳理纖維網(wǎng)中聚烯烴類(lèi)纖維的含有量，如果多，有在水流交織無(wú)紡布之間產(chǎn)生層間剝離或難以調(diào)整電池用隔板的孔徑的可能性，所以，理想的是85質(zhì)量％以下，如果過(guò)少，會(huì)有難以確保電池用隔板的纖維間的空隙的情況，所以，聚烯烴類(lèi)纖維的含有量，更理想的是在20質(zhì)量％以上。聚烯烴類(lèi)纖維的含有量，更理想的是在80質(zhì)量％以下。
另外，上述梳理纖維網(wǎng)中可以含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維，這樣，通過(guò)含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維，能夠提高電池用隔板的電解液的保持性，組裝在電池后，即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的充放電，電池特性也不會(huì)降低，因而可以提高電池的壽命，是理想的。
這樣的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維，在電池用隔板的制造工程中最好是不熔融的。即，構(gòu)成聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的各樹(shù)脂成分的熔點(diǎn)，如果低，就會(huì)在電池用隔板的制造過(guò)程中熔融或軟化掉，得到的電池用隔板的頂破強(qiáng)力下降而有耐短路性能下降的情況，因而理想的是比上述熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上。構(gòu)成聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的各樹(shù)脂成分的更理想的熔點(diǎn)下限是(熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)+10℃)。構(gòu)成聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的各樹(shù)脂成分的更理想的熔點(diǎn)上限是250℃。另外，構(gòu)成聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的各樹(shù)脂成分的熔點(diǎn)是是以JIS K7121為基準(zhǔn)、根據(jù)DSC法測(cè)定的。作為這樣的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維，可以列舉的有，聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚物的組合、聚丙烯和聚甲基戊烯的組合、聚丙烯和聚乙烯的組合而構(gòu)成的物質(zhì)。
作為聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維，理想的是，從由聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚物組合而成的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維、及聚丙烯和聚甲基戊烯組合而成的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維構(gòu)成的一組中選擇的至少一種聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維。其中，聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的組合是根據(jù)適宜電池用隔板的性能要求、電池用隔板的親水化處理方法來(lái)適宜選擇。
上述的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的纖度，如果小，梳理纖維網(wǎng)的均勻性(carded web uniformity)變差，生產(chǎn)性降低，另一方面，如果大，則有若要得到所希望的分割后的纖度，需要使分割數(shù)目多，纖維的生產(chǎn)性下降，而且將分割型復(fù)合纖維制成無(wú)紡布時(shí)，如果作為未分割的纖維殘存，就不能夠得到充分的電解液保持性的情況，所以，理想的是0.3～5.5dtex。聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的纖度更理想的是1dtex以上。聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的纖度更理想的是4dtex以下。
還有，上述聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的分割后的纖度，如果大，有不能得到電解液保持性提高的效果的情況，所以，理想的是0.3dtex以下，更理想的是比熱粘合性纖維及聚烯烴類(lèi)纖維的纖度更小。聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的分割后的纖度，理想的是0.01dtex以上。另外，上述聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的分割數(shù)，只要分割后的纖度能滿(mǎn)足上述范圍，就沒(méi)有特別的限制，但是，在纖維的生產(chǎn)上，理想的是，例如4～24。
另外，上述聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的纖維長(zhǎng)度，如果短，會(huì)提高分割性，但是，有水流交織無(wú)紡布的生產(chǎn)性下降的情況，并且作成水流交織無(wú)紡布時(shí)有無(wú)紡布的強(qiáng)力降低的情況，另一方面，如果長(zhǎng)，則有隔板的質(zhì)地的均勻性低下的情況，所以，理想的是30～70mm。聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的更理想的長(zhǎng)度是35mm以上。聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的長(zhǎng)度更理想的是65mm以下。
還有，梳理纖維網(wǎng)中聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的含有量，如果少，則有電池用隔板的電解液保持性下降的情況，另一方面，如果多，則有隔板過(guò)于致密，難以確保纖維間的空隙的情況，所以，理想的是85質(zhì)量％以下。更理想的是聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的含有量在5質(zhì)量％以上。特別理想的是聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的含有量在10質(zhì)量％以上。更理想的是聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的含有量在80質(zhì)量％以下。
另外，作為構(gòu)成梳理纖維網(wǎng)的纖維，在同時(shí)使用熱粘合性纖維、聚烯烴類(lèi)纖維及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，理想的是，熱粘合性纖維15～80質(zhì)量％，聚烯烴類(lèi)纖維10～75質(zhì)量％及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維10～75質(zhì)量％；更理想的是熱粘合性纖維20～60質(zhì)量％，聚烯烴類(lèi)纖維20～60質(zhì)量％及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維20～60質(zhì)量％。
另外，本發(fā)明的電池用隔板是，將多片由上述熱粘合性纖維，根據(jù)需要還含有聚烯烴類(lèi)纖維、聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布，利用熱壓接層疊為一體而形成的。這樣，通過(guò)將多片水流交織無(wú)紡布層疊、熱壓接為一體，可以修正各水流交織無(wú)紡布的纖維密度的不均勻，使得到的電池用隔板的纖維密度比較均勻，賦予優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度及耐短路性能，可以發(fā)揮良好的電池特性。
還有，本發(fā)明的電池用隔板，是將多片水流交織無(wú)紡布層疊為一體而形成的，所以可以使各個(gè)水流交織無(wú)紡布有比較低的單位面積重量。因此，在水流交織處理中能夠使能量消耗低，同時(shí)能夠提高水流交織無(wú)紡布的品質(zhì)。
另外，梳理纖維網(wǎng)含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，因?yàn)橹圃斓母魉鹘豢棢o(wú)紡布的單位面積重量比較低，所以，可以使聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維在纖維網(wǎng)(web)的厚度方向上均勻地分割，可以使超細(xì)纖維在水流交織無(wú)紡布內(nèi)均勻地分散。因此，將這樣的水流交織無(wú)紡布層疊為一體得到的電池用隔板能夠維持超細(xì)纖維均勻分散的狀態(tài)，發(fā)揮良好的電池特性。
下面，說(shuō)明上述電池用隔板的制造方法。首先，在熱粘合性纖維中，根據(jù)需要，加入聚烯烴類(lèi)纖維和/或聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維后混合，供給多臺(tái)梳理機(jī)后，從各梳理機(jī)連續(xù)排出所希望的單位面積重量的梳理纖維網(wǎng)。將這種長(zhǎng)的多片梳理纖維網(wǎng)相互重疊、以層疊狀態(tài)，制造層疊纖維網(wǎng)。通過(guò)像這樣使多片梳理纖維網(wǎng)層疊，可以修正各個(gè)梳理纖維網(wǎng)所具有的纖維密度的疏密情況。并且，使混合后的各纖維在層疊纖維網(wǎng)的厚度方向上大致均勻地分散。
梳理纖維網(wǎng)的層疊片數(shù)，理想的是3片。這是因?yàn)椋?片的梳理纖維網(wǎng)層疊時(shí)，有效地發(fā)揮上述的效果，同時(shí)容易按照期望值調(diào)整電池用隔板的單位面積重量。
各個(gè)層疊纖維網(wǎng)的單位面積重量，理想的是10～45g/m2，各個(gè)層疊纖維網(wǎng)的單位面積重量，更理想的是15g/m2以上。各個(gè)層疊纖維網(wǎng)的單位面積重量，更理想值是40g/m2以下。這是因?yàn)?，將各個(gè)層疊纖維網(wǎng)的單位面積重量設(shè)定在上述范圍內(nèi)時(shí)，層疊纖維網(wǎng)的品質(zhì)穩(wěn)定。另外因?yàn)椋趯盈B纖維網(wǎng)中含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維通過(guò)后述的水流交織處理，在纖維網(wǎng)的厚度方向上均勻分割。各個(gè)梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量，理想值是5～25g/m2。在將3片的梳理纖維網(wǎng)層疊而制造層疊纖維網(wǎng)的情況下，與上述同樣的理由，各個(gè)梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量，理想值是5～15g/m2。
其后，將多片梳理纖維網(wǎng)層疊后構(gòu)成的層疊纖維網(wǎng)連續(xù)送入支持部件上，從配置為一列或多列的多個(gè)噴絲頭噴射高壓水流。作為該水流的形態(tài)，可以列舉的有柱狀、噴霧狀。用水流沖撞上述層疊纖維網(wǎng)，使層疊纖維網(wǎng)整體大致均勻地交織，得到水流交織無(wú)紡布(水流交織處理)。另外，噴絲頭噴射的水流可以只沖撞層疊纖維網(wǎng)的單面，但是理想的情況是，用水流沖撞層疊纖維網(wǎng)的一面后，再用水流沖撞層疊纖維網(wǎng)的另一面。
作為上述水流交織處理的條件，沒(méi)有特殊的限定，但是，要比通常無(wú)紡布制造中的水流交織處理的條件緩和的條件下進(jìn)行。這是因?yàn)楸３衷谑崂砝w維網(wǎng)形成的空隙的同時(shí)，使梳理纖維網(wǎng)相互之間交織成為一體，維持電池用隔板的電解液的保持性。
作為水流交織處理的具體條件，理想的相鄰噴絲頭的間隔是0.3mm以上，更理想的值是0.5mm以上，另一方面，如果間隔寬，則有水流的交織不充分的情況，所以，理想值是1.5mm以下，更理想的值是1.3mm以下。
還有，水流交織處理時(shí)的水壓，如果低，有纖維的交織不充分的情況，所以，理想值是1MPa以上，更理想的值是2MPa以上，另一方面，如果高，則水流交織無(wú)紡布的膨松性降低，所以，理想值是10MPa以下，更理想的值是6MPa以下。
另外，在梳理纖維網(wǎng)中含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，有必要調(diào)整水流交織處理的條件，使聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維分割。
將多片梳理纖維網(wǎng)水流交織后層疊為一體而得到的水流交織無(wú)紡布，由于含有水分，要用熱風(fēng)干燥機(jī)等進(jìn)行干燥。該干燥溫度理想值是，低于構(gòu)成水流交織無(wú)紡布的纖維的熔點(diǎn)中最低熔點(diǎn)T0的溫度，即，構(gòu)成無(wú)紡布的纖維都不熔融的溫度。更理想的干燥溫度是，比最低熔點(diǎn)T0低5℃的溫度以下，特別理想的干燥溫度是，比最低熔點(diǎn)T0低8℃的溫度以下。另一方面，干燥溫度如果能夠使水流交織無(wú)紡布完全干燥的話(huà)，沒(méi)有特別的限定，但是考慮到生產(chǎn)性，理想值是60℃以上。
在上述干燥溫度條件下干燥水流交織無(wú)紡布為理想的理由，如下所述。第一，因?yàn)槟軌蛉菀走M(jìn)行將水流交織無(wú)紡布相互之間層疊為一體時(shí)的熱粘合狀態(tài)的調(diào)整，能夠使水流交織無(wú)紡布之間的層間剝離強(qiáng)力高。第二，在含有聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，不會(huì)使聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維意外熔融，容易調(diào)整電池用隔板的孔徑。
在把這樣制造的水流交織無(wú)紡布多片重合形成層疊無(wú)紡布時(shí)，對(duì)這種層疊無(wú)紡布在滿(mǎn)足下式1的溫度T(℃)下，用15～10000N/cm的壓力從兩面向厚度方向上進(jìn)行壓縮，能夠使水流交織無(wú)紡布相互間形成一體，制造成電池用隔板。
熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-25℃≤T＜熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm ………式1作為將上述層疊無(wú)紡布從其兩面向厚度方向上壓縮而使水流交織無(wú)紡布相互間形成一體的方法，沒(méi)有特別的限定，可以列舉的方法，例如，供給到以一定間隔對(duì)持的一對(duì)熱羅拉的相對(duì)面間，通過(guò)這一對(duì)熱羅拉，將層疊無(wú)紡布從其兩面夾緊，利用熱粘合性纖維使水流交織無(wú)紡布相互間形成一體。
另外，把上述層疊無(wú)紡布從其兩面壓縮時(shí)的溫度T(℃)限定于滿(mǎn)足式1的T(℃)，理想的是滿(mǎn)足式2的T(℃)，更理想的是滿(mǎn)足式3的T(℃)。這是因?yàn)?，如果壓縮溫度低，水流交織無(wú)紡布相互間的一體化不充分，會(huì)存在水流交織無(wú)紡布之間發(fā)生層間剝離的情況，另一方面，如果壓縮溫度高，則熱粘合性纖維會(huì)過(guò)度熔融而形成薄膜，或者電池用隔板的孔徑變小，組裝到電池中使用時(shí)氣體透過(guò)性會(huì)降低，有電池內(nèi)壓升高的傾向。還有，在熱粘合性纖維的熱粘合成分為多個(gè)的情況下，熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm是指最低溫度。
熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-25℃≤T＜熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm ………式1熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-20℃≤T＜熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm ………式2熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-20℃≤T＜熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-5℃ ………式3進(jìn)一步，作為把上述層疊無(wú)紡布從其兩面向厚度方向壓縮時(shí)的壓力，限定在15～10000N/cm。作為壓縮層疊無(wú)紡布的壓力，理想值是100N/cm以上，更理想值是200N/cm以上。另一方面，作為壓縮層疊無(wú)紡布的壓力，理想值是700N/cm以下，更理想值是600N/cm以下。
這是因?yàn)?，如果壓縮層疊無(wú)紡布的壓力低，則水流交織無(wú)紡布相互間的一體化會(huì)不充分，會(huì)有水流交織無(wú)紡布之間發(fā)生層間剝離的現(xiàn)象或難以調(diào)整電池用隔板的孔徑的情況，另一方面，如果壓縮層疊無(wú)紡布的壓力高，則電池用隔板的孔徑變小，組裝到電池中使用時(shí)的氣體透過(guò)性會(huì)降低，有電池內(nèi)壓升高的情況。
這樣，把層疊無(wú)紡布從兩面在所定的溫度及所定的壓力范圍內(nèi)向厚度方向壓縮，使水流交織無(wú)紡布相互間形成一體，由此得到的電池用隔板，構(gòu)成其表面部分的熱粘合性纖維被壓扁變形。而且，構(gòu)成電池用隔板表面部分的熱粘合性纖維被壓扁變形的同時(shí)，纖維相互之間進(jìn)行熱粘合。還有，在構(gòu)成電池用隔板的纖維中含有作為聚烯烴類(lèi)纖維的聚丙烯纖維的情況下，聚丙烯纖維也會(huì)壓扁變形。因此得到的電池用隔板其內(nèi)部可以形成大量的孔隙，能夠充分保持電解液。理想的情況是，把圓形截面的熱粘合性纖維向其徑方向壓扁后變形成截面呈橢圓或者近似橢圓的狀態(tài)，使熱粘合性纖維相互之間粘合。
尤其是，在電池用隔板含有熱粘合性纖維、比該熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上熔點(diǎn)的聚烯烴類(lèi)纖維和聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的情況下，通過(guò)保持熱粘合性纖維的纖維形態(tài)同時(shí)以熱粘合性纖維呈壓扁的狀態(tài)由熱粘合性纖維進(jìn)行粘合，從而能夠把電池用隔板的空隙調(diào)整到適當(dāng)?shù)拇笮?，同時(shí)，能夠使水流交織無(wú)紡布之間在無(wú)紡布間形成適度的空隙的狀態(tài)下堅(jiān)固地形成一體，并能夠更充分地保持電解液。
這樣得到的電池用隔板，構(gòu)成其表面部分的熱粘合性纖維比位于內(nèi)部的熱粘合性纖維壓扁程度大。因此，能夠有效地防止，把電池用隔板夾在集電體間卷繞時(shí)，在集電體端部產(chǎn)生的毛刺貫通電池用隔板，或者在電池充放電過(guò)程中產(chǎn)生的樹(shù)枝狀晶體等異物造成電池用隔板的破損而發(fā)生的短路。還有，電池用隔板的表面部分指的是位于電池用隔板的表面和從電池用隔板的表面沿厚度方向僅進(jìn)入內(nèi)側(cè)25μm的部分間的部分。另外，電池用隔板的內(nèi)部指的是除去電池用隔板的表面部分后剩余的部分。進(jìn)一步，構(gòu)成電池用隔板的熱粘合性纖維的壓扁程度，能夠用電子顯微鏡(SEM)等，通過(guò)放大電池用隔板的截面進(jìn)行觀察，加以確認(rèn)。
這樣，對(duì)層疊無(wú)紡布從兩面在所定的溫度及所定的壓力范圍內(nèi)向厚度方向進(jìn)行壓縮，使水流交織無(wú)紡布相互之間形成一體，所以，可以使在得到的電池用隔板上形成的空隙調(diào)整到適度的大小，同時(shí)，能夠使孔徑大致均勻，其結(jié)果，電池用隔板的電解液保持性及氣體透過(guò)性能夠達(dá)到良好的狀態(tài)。還有，對(duì)層疊無(wú)紡布在所定的溫度及所定的壓力范圍內(nèi)向厚度方向壓縮時(shí)，可以同時(shí)把電池用隔板調(diào)整到所希望的厚度，能夠提高生產(chǎn)性。
而且，將多片的梳理纖維網(wǎng)重疊后制造水流交織無(wú)紡布，再將多片的該水流交織無(wú)紡布層疊后形成一體，所以，得到的電池用隔板具有整體上大致均勻的充分的纖維密度，幾乎沒(méi)有纖維密度稀疏的部分，具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)力。因此，在將電池用隔板以卷繞狀態(tài)組裝在電池內(nèi)時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)電池用隔板破損的現(xiàn)象。
另外，將多片的梳理纖維網(wǎng)重合后得到的水流交織無(wú)紡布，多片層疊后使之形成一體，所以，構(gòu)成各水流交織無(wú)紡布的纖維在電池用隔板的厚度方向上分散大致均勻，得到的電池用隔板的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，同時(shí)電池性能的穩(wěn)定性高。
尤其是，由于上述電池用隔板具有上述的優(yōu)良的拉伸強(qiáng)力，所以，能夠適用于，在把電池用隔板夾在一對(duì)電極間的狀態(tài)下把該電池用隔板堅(jiān)固地卷繞而形成的筒型堿性蓄電池中。
而且，如上所述，電池用隔板中幾乎沒(méi)有纖維密度稀疏的部分，所以具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。因此，能夠有效地防止，把電池用隔板夾在集電體間卷繞時(shí)，在集電體端部產(chǎn)生的毛刺貫通電池用隔板，或者在電池充放電過(guò)程中產(chǎn)生的樹(shù)枝狀晶體等異物造成電池用隔板的破損而發(fā)生的短路(耐短路性能)。
還有，可以對(duì)按上述方法制造的電池用隔板進(jìn)行親水化處理。這樣的親水化處理，可以列舉的有親水性表面活性劑處理、乙烯基單體的接枝共聚處理、氟氣體處理、砜化處理、電暈放電處理、等離子放電處理等。理想的是砜化處理、電暈放電處理、氟氣體處理。還有，作為砜化處理，具體可以列舉的有SO3氣體處理、濃硫酸處理、發(fā)煙硫酸處理、氯磺酸處理等。作為電暈放電處理，例如，可以在電池用隔板的單面或兩面上進(jìn)行1～20次的總放電量為0.05～5KW·分/m2的處理。作為氟氣體處理可以列舉的有，例如，在氟氣體和亞硫酸氣體和/或氧氣的混合氣體處理電池用隔板的方法。
此外，電池用隔板的單位面積重量，如果小，則電池用隔板的拉伸強(qiáng)力、耐短路性能及電解液保持性下降，另一方面，如果大，不能實(shí)現(xiàn)使用了電池用隔板的電池的小型化，所以，理想的是30～90g/m2，更理想的是30～70g/m2。
再有，電池用隔板的厚度，如果薄，則電池用隔板的拉伸強(qiáng)力、耐短路性能及電解液保持性下降，另一方面，如果厚，則采用電池用隔板的電池不能實(shí)現(xiàn)小型化，所以，理想的是50～250μm，更理想的是80～200μm。
另外，以ASTM F 316 86為基準(zhǔn)，利用泡點(diǎn)法測(cè)定的本發(fā)明的電池用隔板的最大孔徑(BUBBLE POINT PORE DIAMETER)和最小孔徑(SMALLESTDETECTED PORE DIAMETER)的差，理想值是在45μm以下。例如在以AA型、AAA型為代表的小型電池中采用的電池用隔板的情況下，最大孔徑(BUBBLE POINT PORE DIAMETER)和最小孔徑(SMALLEST DETECTED POREDIAMETER)的差，理想值是20～40μm。在以Sub-C型、Sub-D型為代表的大型電池中采用的電池用隔板的情況下，最大孔徑(BUBBLE POINTPORE DIAMETER)和最小孔徑(SMALLEST DETECTED PORE DIAMETER)的差，理想值是30～45μm。還有，在方形電池中采用的電池用隔板的情況下，最大孔徑(BUBBLE POINT PORE DIAMETER)和最小孔徑(SMALLEST DETECTEDPORE DIAMETER)的差，理想值是20～45μm，更理想值是20～40μm。
上述的最大孔徑(BUBBLE POINT PORE DIAMETER)和最小孔徑(SMALLESTDETECTED PORE DIAMETER)的差是表示電池用隔板的孔徑均勻性的指標(biāo)，該差值越小，可以稱(chēng)作是孔徑均勻的隔板。在采用單層的將梳理纖維網(wǎng)層疊為一體而構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布的、以往的電池用隔板中，梳理纖維網(wǎng)自身的不均勻通過(guò)水流交織處理，不均勻會(huì)明顯地顯露，最大孔徑和最小孔徑的差有變大的傾向。根據(jù)本發(fā)明，把多片由梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織無(wú)紡布片通過(guò)熱壓接層疊為一體，能夠修正梳理纖維網(wǎng)的不均勻，所以，即使是用梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的無(wú)紡布，也能得到孔徑均勻的隔板。
實(shí)施例實(shí)施例1按照鞘成分為高密度聚乙烯且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合熱粘合性纖維(高密度聚乙烯的熔點(diǎn)135℃、纖度1dtex、纖維長(zhǎng)度38mm)50質(zhì)量％和聚丙烯纖維(熔點(diǎn)165℃、纖度1.7dtex、纖維長(zhǎng)度45mm)50質(zhì)量％的比例將它們混合，供給三臺(tái)半隨機(jī)梳理機(jī)進(jìn)行梳理，從各個(gè)梳理機(jī)連續(xù)排出單位面積重量8g/m2的梳理纖維網(wǎng)。將這些長(zhǎng)的3片梳理纖維網(wǎng)相互重合、層疊，連續(xù)制造單位面積重量24g/m2的層疊纖維網(wǎng)。
其后，將上述層疊纖維網(wǎng)連續(xù)送入多孔支持部件上，從噴嘴直徑為0.08mm的多個(gè)噴絲頭以3MPa壓力噴射水柱。該水流在上述層疊纖維網(wǎng)的一個(gè)面上沖撞，使疊合的梳理纖維網(wǎng)的纖維相互之間交織，梳理纖維網(wǎng)相互之間層疊為一體。
接著，用同樣的方法，使從多個(gè)噴絲頭噴射的水流在層疊纖維網(wǎng)的另一個(gè)面上沖撞，使疊合的梳理纖維網(wǎng)的纖維相互之間交織為一體，制造水流交織無(wú)紡布。其后，將水流交織無(wú)紡布在125℃下，加熱干燥。還有，向?qū)盈B纖維網(wǎng)的兩面噴射水流的噴絲頭，在與層疊纖維網(wǎng)送入方向正交的方向上每隔0.6mm設(shè)置一個(gè)，并且在層疊纖維網(wǎng)的送入方向上配置3列。
接著，把2片按上述方法得到的水流交織無(wú)紡布連續(xù)地按順序疊合、層疊，制成層疊無(wú)紡布。然后，把該層疊無(wú)紡布連續(xù)供給以所定間隔對(duì)持的一對(duì)熱羅拉的相對(duì)面之間，用這一對(duì)熱羅拉，從其兩面在120℃、440N/cm的壓力下對(duì)層疊無(wú)紡布向厚度方向上壓縮，使水流交織無(wú)紡布相互之間通過(guò)熱壓接層疊為一體，得到電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為51.7g/m2厚度為128μm。另外，熱羅拉的外周面形成為平滑面。
實(shí)施例2除了將梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量調(diào)整為10g/m2以外，用與實(shí)施例1同樣的方法制成電池用隔板。然后，把該電池用隔板供給SO3氣體處理機(jī)內(nèi)，在濃度為8體積％的SO3氣體的氣氛下，在60℃下放置60秒進(jìn)行電池用隔板的磺化處理。接著，把實(shí)施了磺化處理的電池用隔板用5質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液中和后，用60℃溫水洗凈，再用70℃的滾筒式干燥機(jī)干燥，得到磺化處理后的電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為61.7g/m2、厚度155μm。
然后，將得到的電池用隔板的表面采用電子顯微鏡(SEM)200倍下攝影，而得到的放大的照片表示在圖1中。進(jìn)一步，把得到的電池用隔板在任意的地方沿厚度方向切斷，將該斷面采用電子顯微鏡(SEM)250倍下攝影，得到的放大照片表示在圖2中。
從圖1及圖2可以看出，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維，在其徑方向被壓扁后，斷面變形成為橢圓或近似橢圓的形狀。還有，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維比構(gòu)成電池用隔板的內(nèi)部的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維，在徑方向的壓扁程度更大。
另外，可以看出，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維保持著纖維形態(tài)，而且在被壓扁后斷面形成橢圓形或近似橢圓形的狀態(tài)下，纖維相互之間進(jìn)行熱粘合。進(jìn)一步，構(gòu)成電池用隔板的各種纖維，在電池用隔板的厚度方向上大致均勻地分散，電池用隔板具有大致均勻的品質(zhì)。
實(shí)施例3除了將梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量調(diào)整為12g/m2以外，用與實(shí)施例2同樣的方法得到磺化處理后的電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為72.8g/m2、厚度為154μm。
實(shí)施例4除了按照鞘成分為高密度聚乙烯且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合熱粘合性纖維(高密度聚乙烯的熔點(diǎn)135℃、纖度1dtex、纖維長(zhǎng)度38mm)25質(zhì)量％、聚丙烯纖維(熔點(diǎn)165℃、纖度1.7dtex、纖維長(zhǎng)度45mm)25質(zhì)量％、以及由聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚體組合構(gòu)成的且從中心放射形分割成16份的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維(纖度3.3dtex、分割后的纖度約O.2dtex、纖維長(zhǎng)度45mm)50質(zhì)量％的比例將它們混合，供給三臺(tái)半隨機(jī)梳理機(jī)進(jìn)行梳理，從各個(gè)梳理機(jī)連續(xù)排出單位面積重量8g/m2的梳理纖維網(wǎng)，并且將層疊無(wú)紡布向厚度方向壓縮時(shí)的溫度設(shè)為125℃以外，與實(shí)施例1同樣地得到電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為51.0g/m2、厚度123μm。接著，對(duì)上述電池用隔板的兩面分別各進(jìn)行4次總放電量0.24KW·分/m2的電暈放電處理。
然后，將得到的電池用隔板的表面采用電子顯微鏡(SEM)250倍下攝影，得到的放大照片表示在圖3中。進(jìn)一步，把得到的電池用隔板在任意的地方沿厚度方向切斷，將該斷面采用電子顯微鏡(SEM)500倍下攝影，得到的放大的照片表示在圖4中。
從圖3及圖4可以看出，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維，在其徑方向被壓扁后，斷面變形成為橢圓或近似橢圓的形狀。還有，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維比構(gòu)成電池用隔板的內(nèi)部的熱粘合性纖維及聚丙烯纖維，在徑方向的壓扁程度更大。
另外，可以看出，構(gòu)成電池用隔板的表面部分的熱粘合性纖維保持著纖維形態(tài)，而且在被壓扁后斷面形成橢圓形或近似橢圓形的狀態(tài)下，纖維相互之間進(jìn)行熱粘合。進(jìn)一步，構(gòu)成電池用隔板的各種纖維，在電池用隔板的厚度方向上大致均勻地分散，電池用隔板具有大致均勻的品質(zhì)。另外，聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維被分割，形成斷面為楔狀的超細(xì)纖維。并且，構(gòu)成電池用隔板的上述超細(xì)纖維也在與其長(zhǎng)度方向正交的方向上被壓扁。
實(shí)施例5除了按照鞘成分為高密度聚乙烯且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合熱粘合性纖維(高密度聚乙烯的熔點(diǎn)135℃、纖度1dtex、纖維長(zhǎng)度38mm)40質(zhì)量％、聚丙烯纖維(熔點(diǎn)165℃、纖度1.7dtex、纖維長(zhǎng)度45mm)40質(zhì)量％、以及由聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚體組合構(gòu)成的且從中心放射形分割成16份的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維(纖度3.3dtex、分割后的纖度約0.2dtex、纖維長(zhǎng)度45mm、聚丙烯熔點(diǎn)165℃、乙烯-乙烯醇共聚物熔點(diǎn)175℃)20質(zhì)量％的比例將它們混合，供給三臺(tái)半隨機(jī)梳理機(jī)進(jìn)行梳理，從各個(gè)梳理機(jī)連續(xù)排出單位面積重量8g/m2的梳理纖維網(wǎng)，并且將層疊無(wú)紡布向厚度方向壓縮時(shí)的溫度設(shè)為125℃以外，與實(shí)施例1同樣地得到電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為52.8g/m2、厚度119μm。接著，對(duì)上述電池用隔板的兩面分別各進(jìn)行4次總放電量0.24KW·分/m2的電暈放電處理。
實(shí)施例6與實(shí)施例5同樣的方法制成電池用隔板。然后，把該電池用隔板供給氟氣體處理機(jī)內(nèi)，在氟氣體為1體積％、亞硫酸氣體為3體積％及氮?dú)怏w為96體積％的混合氣體氣氛下，放置30分鐘，使混合氣體在電池用隔板上進(jìn)行反應(yīng)。接著，將氟氣體處理機(jī)內(nèi)的50體積％的混合氣體換成氧氣。然后將電池用隔板在氟氣體處理機(jī)內(nèi)放置30分鐘，使混合氣體在電池用隔板上進(jìn)行反應(yīng)，而對(duì)電池用隔板進(jìn)行了氟氣體處理。接著，把實(shí)施了氟氣體處理的電池用隔板用5質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液中和后，用60℃溫水洗凈，再用70℃的溫風(fēng)干燥機(jī)干燥，得到氟氣體處理后的電池用隔板。還有，電池用隔板單位面積重量53.5g/m2、厚度為122μm。
實(shí)施例7除了按照鞘成分為乙烯-丙烯共聚物且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合熱粘合性纖維(乙烯-丙烯共聚物的熔點(diǎn)145℃、纖度1.8dtex、纖維長(zhǎng)度51mm)40質(zhì)量％、及聚丙烯與甲基戊烯組合而成且從中心放射形分割成8份的聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維(纖度2.2dtex、分割后纖度約0.25dtex、纖維長(zhǎng)度45mm)60質(zhì)量％的比例混合，供給三臺(tái)半隨機(jī)梳理機(jī)進(jìn)行梳理，將梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量調(diào)整為12g/m2以外，與實(shí)施例1同樣的方法制成電池用隔板。
接著，把該電池用隔板供給SO3氣體處理機(jī)內(nèi)，在濃度為8體積％的SO3氣體氣氛下，在60℃經(jīng)過(guò)60秒在處理機(jī)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)完成磺化處理。接著，把實(shí)施了磺化處理的電池用隔板用5質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液中和后，用60℃溫水洗凈，再用70℃的滾筒式干燥機(jī)干燥，得到磺化處理后的電池用隔板。還有，電池用隔板地單位面積重量為74.3g/m2、厚度為191μm。
比較例1除了將梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量調(diào)整為13g/m2以外，按照與實(shí)施例1同樣的方法制成水流交織無(wú)紡布。只取該水流交織無(wú)紡布一片供給以一定間隔對(duì)持的一對(duì)熱羅拉的相對(duì)面之間，用這一對(duì)熱羅拉，從其兩面在120℃用440N/cm的壓力對(duì)水流交織無(wú)紡布夾緊，得到單位面積重量為39.3g/m2且厚度為120μm的電池用隔板。另外，熱羅拉的外周面形成為平滑面。
比較例2將梳理纖維網(wǎng)的單位面積重量調(diào)整為21g/m2，并且將使梳理纖維網(wǎng)的纖維之間交織而使梳理纖維網(wǎng)之間形成一體之后的干燥溫度設(shè)定為135℃、干燥的同時(shí)將熱粘合性纖維熱熔融粘著，且不把水流交織無(wú)紡布供給到一對(duì)熱羅拉之間，且用線(xiàn)壓為9.8N/cm的軋輥調(diào)整厚度，除此之外，與比較例同樣的方法得到電池用隔板。還有，電池用隔板的單位面積重量為64.2g/m2、厚度為152μm。對(duì)這樣得到的電池用隔板，按與實(shí)施例2同樣方法進(jìn)行了磺化處理。
得到的電池用隔板的厚度、透氣度、拉伸強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力及孔徑用下述的方法進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果表示在表1中。
(厚度)用175kPa的負(fù)荷(JIS-B-7502為基準(zhǔn)、用千分尺測(cè)定)，在3片試樣的分別不同的10個(gè)地方測(cè)定厚度，取30個(gè)地方的平均值作為電池用隔板的厚度。
(透氣度)采用弗雷澤試驗(yàn)機(jī)以JIS L1096為基準(zhǔn)測(cè)定電池用隔板的透氣度。
(拉伸強(qiáng)力)從電池用隔板上切出縱5cm×橫15cm的平面長(zhǎng)方形試驗(yàn)片。把該試驗(yàn)片在其MD方向上以10cm抓取間隔握持，采用等速伸長(zhǎng)型拉伸試驗(yàn)機(jī)以JISL1096為基準(zhǔn)，以30cm/分的拉伸速度伸長(zhǎng)，試驗(yàn)片斷裂時(shí)的負(fù)荷值記為拉伸強(qiáng)力。
(頂破強(qiáng)力)從電池用隔板上切出縱30mm×橫100mm的平面長(zhǎng)方形試驗(yàn)片。采用壓縮試驗(yàn)機(jī)(KES Kato tech有限公司制商品名「KES-G5便攜式壓縮試驗(yàn)機(jī)」)，在試驗(yàn)片上載置在中央部貫穿有直徑為11mm的圓形狀貫通孔的縱46mm×橫86mm×厚7mm的平面長(zhǎng)方形的鋁制壓板。
其后，使端部形成直徑1mm的球狀且軸部分形成圓錐狀(底面直徑為2.2mm的圓形、高度18.7mm)的針的前端部，經(jīng)過(guò)壓板貫通孔的中央部，以2mm/秒的速度，對(duì)著試驗(yàn)片的表面垂直頂破，頂破時(shí)的最大負(fù)荷記為頂破強(qiáng)力。
(孔徑)電池用隔板的最小孔徑(SMALLEST DETECTED PORE DIAMETER)和最大孔徑(BUBBLE POINT PORE DIAMETER)及平均孔徑(MEAN FLOW PORE DIAMETER)使用Perm-Porometer(PorousMaterials inc.制)以ASTM F 316 86為基準(zhǔn)，通過(guò)泡點(diǎn)法測(cè)定。
表1

實(shí)施例1～7的電池用隔板是將2片水流交織無(wú)紡布利用熱壓接層疊為一體的，所以，拉伸強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力優(yōu)良。另外，實(shí)施例1～7的電池用隔板與由一片水流交織無(wú)紡布構(gòu)成的比較例1及2的電池用隔板相比，平均孔徑整體小，作為均勻性指標(biāo)的最大孔徑和最小孔徑的差小，所以，均勻性?xún)?yōu)良。
還有，實(shí)施例1～3的電池用隔板的最大孔徑和最小孔徑的差比較大，適合用于電動(dòng)工具等高輸出型的二次電池。另外，實(shí)施例4～7的電池用隔板含有分割型復(fù)合纖維分割得到的超細(xì)纖維，所以，平均孔徑和最大孔徑以及最小孔徑的差比實(shí)施例1～3的電池用隔板要小，所以，適合用于小型二次電池、混合式車(chē)(HEV)、電動(dòng)汽車(chē)(PEV)等車(chē)輛用的二次電池。
權(quán)利要求
1.一種電池用隔板，其特征在于該電池用隔板，是將多片由含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織的無(wú)紡布通過(guò)熱壓接層疊為一體而形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于熱粘合性纖維是芯鞘型復(fù)合纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于熱粘合性纖維是，從由鞘成分為高密度的聚乙烯且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維、以及鞘成分為乙烯-丙烯共聚物且芯成分為聚丙烯的芯鞘型復(fù)合纖維構(gòu)成的一組中選出的至少一種芯鞘型復(fù)合纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于梳理纖維網(wǎng)含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維以及熔點(diǎn)比該熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上的聚烯烴類(lèi)纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池用隔板，其特征在于聚烯烴類(lèi)纖維是聚丙烯纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于梳理纖維網(wǎng)含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維、以及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池用隔板，其特征在于聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維是，從由聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚物的組合構(gòu)成的分割型復(fù)合纖維、以及聚丙烯和聚甲基戊烯的組合構(gòu)成的分割型復(fù)合纖維所構(gòu)成的一組中選出的至少一種分割型復(fù)合纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池用隔板，其特征在于聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維的分割后的纖度比熱粘合性纖維纖度以及聚烯烴類(lèi)纖維纖度要小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于梳理纖維網(wǎng)含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維、熔點(diǎn)比該熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)高5℃以上的聚烯烴類(lèi)纖維、以及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池用隔板，其特征在于含有熱粘合性纖維15～80質(zhì)量％、聚烯烴類(lèi)纖維10～75質(zhì)量％以及聚烯烴類(lèi)分割型復(fù)合纖維10～75質(zhì)量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于被實(shí)施親水化處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于以ASTM F 31686為基準(zhǔn)，利用泡點(diǎn)法測(cè)定的最大孔徑(BUBBLE POINT POREDIAMETER)和最小孔徑(SMALLEST DETECTED PORE DIAMETER)的差在45μm以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于構(gòu)成表面部分的熱粘合性纖維會(huì)被壓扁后變形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板，其特征在于構(gòu)成表面部分及內(nèi)部的熱粘合性纖維會(huì)被壓扁后變形，構(gòu)成表面部分的熱粘合性纖維比構(gòu)成內(nèi)部的熱粘合性纖維壓扁程度更大。
15.電池用隔板的制造方法，其特征在于包括將多片含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)層疊，得到層疊纖維網(wǎng)的工序；對(duì)該層疊纖維網(wǎng)實(shí)施水流交織處理，得到水流交織無(wú)紡布的工序；將多片該水流交織無(wú)紡布層疊，制造層疊無(wú)紡布的工序；通過(guò)將該層疊無(wú)紡布在滿(mǎn)足下式的溫度T(℃)條件下、向厚度方向上用15～10000N/cm的壓力進(jìn)行壓縮，使水流交織無(wú)紡布相互之間形成一體的工序，熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm-25℃≤T＜熱粘合性纖維的熱粘合成分的熔點(diǎn)Tm。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池用隔板的制造方法，其特征在于向厚度方向上壓縮層疊無(wú)紡布的壓力為15～700N/cm。
全文摘要
一種電池用隔板，是將多片由含有纖度為0.3～5.5dtex的熱粘合性纖維的梳理纖維網(wǎng)構(gòu)成的水流交織的無(wú)紡布通過(guò)熱壓接層疊為一體而形成的。所以，具有適度大小的空隙，同時(shí)形成適度大小且直徑大致均勻的孔，而且整體上具有大致均勻的纖維密度。本發(fā)明的電池用隔板具備優(yōu)良的拉伸強(qiáng)力、電解液保持性及耐短路性能，能夠發(fā)揮穩(wěn)定的電池特性。
文檔編號(hào)H01M2/16GK1599095SQ20041007972
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者青木延夫, 田中智文 申請(qǐng)人:大和紡織株式會(huì)社