JPH02259189A - 耐アルカリ性に優れたシート状成型物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐アルカリ性の要求されるフィルター、電池
用セパレーク−１工業用ワイパーに有用なシート状成型
物に関する。

〈従来の技術〉 近年シート状成型物の用途が拡大され、種々の工業用途
、例えば工業用フィルター１、電池用セパレーター、工
業用ワイパーなどに多く使用されている。

周知のようにフィルター、セパレーター、ワイパー等に
使用されるシー１〜状成型物は適度な通気性、通液性、
適切な強度、厚み、密度および高度な保液性等の性能が
要求され、更に近年産業の高度化に伴って、耐薬品性が
要求されている。例えば、廃酸、廃アルカリ処理フィル
ターまたは電池用セパレーター等については強酸、強ア
ルカリ液中で用いてもほとんど溶出したり、劣化したり
しない高度の耐薬品性が要求されている。

しかし、従来のスパンボンド不織布、乾式不織布、湿式
不織布等のシート状成型物においては、耐薬品性に優れ
るものの、通気性、通液性、保液性、紙強度などの面で
不十分であったり、また逆に十分な通気性、通液性、保
液性を有するものの十分な耐薬品性がないなど、いまだ
十分満足すべき耐アルカリ性を有するシート状成型物か
えられていないのが現状である。

特に電池用セパレーターについては高温時の耐アルカリ
性に優れ、しかも高い保液性を有することが要求される
などより改良が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、耐アルカリ性に優れたシート状成型物を提供
し、耐アルカリ性、特に高温時で要求される工業用フィ
ルター、工業用ワイパー等にまた、保液性を高めること
によって電池用セパレーターに有用なシート状成型物を
提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、ポリサルホンおよび／またはポリエーテルザ
ルホンを少なくとも１５重量％、ポリ塩化ビニルを少な
くとも２０重量％含有する組成物で構成された繊維５０
重量％以上からなる耐アルカリ性に優れたシート状成型
物にある。

本発明のシート状成型物の形状は、乾式または湿式の不
織布あるいは紙、編織物などであり、用途に応じ最良の
選択が可能である。たとえば工業用フィルター用途には
成型物の強度を向上するうえで織物が最適であり、また
電池用セパレーターについては均一性の面から湿式抄紙
による紙が最も望ましい。

本発明のシート状成型物はポリサルホンおよび／または
ポリエーテルサルホンを少なくとも１５重量％、ポリ塩
化ビニルを少なくとも２０重量％含有する組成物からな
る繊維が５０重量％以上含んで構成されることが必要で
ある。

ポリサルホンおよび／またはポリエーテルサルホンを少
なくとも１５重量％、ポリ塩化ビニルを少なくとも２０
重量％含有する組成物で構成された繊維（以下ＰＳｖ繊
維と称す）は、耐アルカリ性に優れしかも高い保液性を
有するものである。このためＰＳｖ繊維を主成分とする
シート状成型物は十分な耐アルカリ性および保液性を有
し、シート状成型物中におけるｐｓｖ繊維の含有率が５
０重量％以上であれば本発明の目的を達成することがで
きる。

ＰＳｖ繊維を主成分とするシート状成型物としては上述
したごとく不織布、紙、編織物等があるが、不織布、紙
とする場合には熱融着によってシート状成型物としての
強度を与えることが耐アルカリ性を保持する上で好まし
い。ＰＳｖ繊維自体を熱融着させてシート状成型物を得
ることも可能であるが、ｐｓｖ繊維自体が有する空隙の
みならず、得られたシート状成型物の空隙をなくしシー
ト状成型物の保液性を損なう結果となる。このため適切
なバインダー繊維を混合し熱融着成型を行なうことがの
ぞましい。

本発明のシート状成型物に用いられるバインダー繊維は
熱融着温度が１２５℃以下、好ましくは１２０℃以下の
繊維で、その混合比として１０〜５０重量％、好ましく
は１５〜５０重景％用重量れる。

バインダー繊維の熱融着温度が１２５℃を超えるとｐｓ
ｖ繊維の熱融着温度に近くなり、熱融着成型時にｐｓｖ
繊維も熱融着を起こし得られたシート状成型物の保液性
を損なう。バインダー繊維の混合比が１０重量％未満で
は得られるシート状成型物の強度が不十分となる。バイ
ンダー繊維の混合比が１０重量％未満でも熱融着成型温
度を高く設定することによってシート状成型物の強度を
維持することが可能であるが、反面シート状成型物の空
隙を低下し保液性を損なう結果となる。以上の如くバイ
ンダー繊維の熱融着温度と混合比は得られるシート状成
型物の強度と保液性の関係から考慮されるものである。

本発明のシート状成型物に用いられるバインダー繊維と
してはポリエチレン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維等が
あるが、これらバインダー繊維も耐アルカリ性を有する
ことが好ましく、得られたシート状成型物の耐アルカリ
性を満足できるものであれば特に限定されるものではな
い。

編織物として使用する場合は上記のようなハインダー繊
維は必ずしも必要ではない。

本発明のシート状成型物のその他の成分としては、シー
ト状成型物の耐アルカリ性、保液性を満足させるもので
あれば特に制限するものではないが、耐アルカリ性を有
するものが好ましく、たとえばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル等の繊維があげられる。

本発明のシート状成型物は耐アルカリ性を有することが
重要であるが、具体的には、３０重量％ＫＯＩ＋水溶液
に浸せきし、常圧沸騰中１時間後の繊維減量が２．０重
量％以下であり、この値は同一手法により測定されるポ
リプロピレン繊維からなる不織布の値を下回るものであ
る。

さらに本発明のシート状成型物は高い保液性を有するが
この目安としては、以下の測定法による値が２２０重量
％以上である。この保液性はシート状成型物自体の空隙
によって得られるものだけでなく、ｐｓｖ繊維自体が有
する空隙によって得られるものであり、高い保液性を必
要とする用途に優れた効果を発揮する。

シート状成型物の保液性（重量％）評価法シートの任意
の部分より５　ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍの試験片を３枚切り
出し、秤量（旧）する。この試験片を水中（２０℃）に
１時間漫せき後、十分液滴を切り重量（ｗｉ）を測定し
、以下の式より算出した。

さらにより保液性を向上させる目的で本発明のシート状
成型物に界面活性剤などによる表面処理を施すことも可
能であり、本発明シート状成型物の保液性をより向上さ
せることが出来る。

本発明のシート状成型物に使用されるｐｓｖ繊維は、ポ
リサルホンおよび／またはポリエーテルサルホンとポリ
塩化ビニルを含有する組成物をジメチルアセトアミド、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、または
アセトンに溶解分散させ、好ましくは湿式紡糸方式で繊
維賦型することによって得られる。

ＰＳｖ繊維の組成物はポリサルホンおよび／またはポリ
エーテルサルホンとポリ塩化ビニルさらに必要に応じそ
の他の重合体を混合することができるが、繊維中にポリ
サルホンおよび／またはポリエーテルサルホンを少なく
とも１５重量％含有することが必要である。

ＰＳｖ繊維の構成成分であるポリサルホン、ポリエーテ
ルサルホンは下記に示す分子構造を有するものであり、
重合度は特に限定するものではない。

ポリサルホン； Ｈ３ ポリエーテルサルホン； ポリサルホンおよび／またはポリエーテルサルホンの含
有量が１５重量％未満になると得られた繊維の耐熱寸法
安定性が低下し、熱融着成型時における工程通過性の低
下または編織物とした場合の熱寸法安定性を低下させる
要因となる。具体的には清水収縮率が２５％以下である
ことが必要であり、この数値を下回る場合は、上述した
バインダー繊維を使用し、組成比を変更することにより
目的とするシート状成型物をえることが可能である。ま
た編織物として供する場合においても実用上十分といえ
る。

ポリ塩化ビニルの含有量が２０重量％未満では得られた
繊維の強度が十分でな（シート状成型物を得る上で実用
に供しがたくなる。

ＰＳｖ繊維に用いられるポリ塩化ビニルの重合度（ＪＩ
Ｓ−６７２１による測定）は、８００〜２５００、好ま
しくは９００〜１８００である。

重合度８００未満では繊維強度が１．２ｇ／ｄ未満とな
りシート状成型物を生成する上で不十分であり、また重
合度が２５００を超えると紡糸原液のゲル化が発生しや
すくなり、安定に繊維を製造することが困難になる。

ＰＳｖ繊維のポリサルホンおよび／またはポリエーテル
サルホンおよびポリ塩化ビニル以外の組成成分としては
耐アルカリ性に優れ、しかも紡糸溶媒であるジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミ下、ジメチルスルホキ
。シトまたはアセトンに溶解可能な重合体から選択され
る。

これらの重合体としては、ポリメチルメタクリレート等
のアクリル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、スチレン
／アクリル酸エステル共重合体等があげられるが、繊維
賦型を行なう上ではポリメチルメタクリレート等のアク
リル樹脂が最も好ましい。更にこれらの重合体の含有量
は６５重量％を超えないことが好ましい。

本発明のシート状成型物の耐アルカリ性を維持するため
にはｐｓｖ繊維も耐アルカリ性を有することが必要であ
り、具体的には上述したＫＯＨ３０重景％水溶液中に浸
せきし、常圧沸騰状態で１時間放置後の繊維減量が２．
０重量％以下、好ましくは１．５重量％以下である。

更に本発明のシート状成型物の保液性を高めるためにＰ
Ｓｖ繊維の保液性として、以下に示す測定方式による保
液率が２５重量％以上であることが重要である。このＰ
Ｓｖ繊維の保液性は主に湿式紡糸方式によって得られる
繊維中の空隙によって与えられるものであり、これはシ
ート状成型物の保液性を高めるのに有効である。

繊維の保液率の測定方法 繊維を水中に２４時間浸せき後、加重ＬＯＧで１０分間
遠心脱水機で脱水し、その繊維重量（Ｗ、）を測定する
。この繊維の乾燥重量（Ｗ２）を測定し、保液率を以下
の式より算出する。

ＰＳｖ繊維の断面形状は特に限定されるものではなく、
耐アルカリ性、保液性、繊維物性を損なうものでなけれ
ば種々選択が可能である。本発明のシーＩ・状成型物の
保液性を高める目的で繊維断面を７字、十字等の異形断
面に変え繊維間の空隙を増すことは有効なことである。

またｐｓｖ繊維の繊度は、シート状成型物の厚みを薄く
する上では細デニールであることが好ましい、好ましく
は３デニール以下、更に好ましくは２デニール以下であ
るが、シート状成型物の用途に応じて適時選択される。

ｐｓｖ繊維は好ましくは湿式紡糸方式によって製造され
るが、湿式紡糸における溶剤としてはジメチルアセトア
ミド、ジメチルホルムアミドが有利に用いられるが、そ
の他ジメチルスルホキシド、アセトンも利用できる。

これらの溶媒にポリサルホンおよび／またはポリエーテ
ルサルホンとポリ塩化ビニル更に適宜他の重合体を混合
溶解分散し、紡糸原液が調製される。紡糸原液の５０℃
における粘度としては１００〜２０００ポイズ、好まし
くは１５０〜１０００ポイズとすることがよく、これら
の値になるように原液固形分濃度が調製されるが、固形
分濃度はゲル化を防止する上で５０重量％以下が好まし
い。

これらの重合体の他に耐熱安定剤等を少量添加すること
も可能である。

得られた紡糸原液は紡糸口金より凝固浴中に押し出され
繊維に賦型される。紡糸口金の大きさは目標とする繊維
の繊度に応じ適時選択される。凝固浴中の凝固剤として
は重合体の非溶媒である水、アルコール等が使用される
が工業的には水が最も好ましい。凝固浴中の凝固剤と溶
剤の比率および温度は重合体組成に応じ適宜設定が可能
である。凝固浴をでた未延伸糸は洗浄、延伸を行ない機
械的な性質を付与され乾燥または未乾燥のまま補集され
、本発明のシート状成型物の原料として使用される。

シート状成型物の製造方式としては種々選択が可能であ
るが、ＰＳｖ繊維の特徴および製造方式から湿式抄紙が
好ましい。湿式抄紙方式は繊維を乾燥することなく適切
な長さに切断し、バインダー繊維と水中で分散し、抄紙
することによってシート状成型物を得ることができ、繊
維の製造工程中に乾燥工程を必要とせずエネルギーコス
トが軽減されるとともに、均一なシート状成型物が得ら
れるためである。ＰＳｖ繊維のカット長は通常合成繊維
を湿式抄紙する場合に適用される長さのものが用いられ
る。

さらにＰＳｖ繊維を乾燥しフィラメントとじて巻き取り
、編織物としてシート状成型物を得ることも可能である
。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ 溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１１０
０のポリ塩化ビニル（以下ＰｖＣという）と重合度９８
０のポリメチルメタクリレート（以下Ｐ聞Ａという）、
ポリサルホン（以下ＰＳＦという）を３０１５０／２０
の混合比（重量％）で溶剤に溶解分散させ、紡糸原液を
えた。この時の固形分濃度は５０℃における粘度が２０
０ポイズ付近になるように調製した。この紡糸原液をジ
メチルアセトアミド６０重量％、脱イオン水４０重量％
、温度３０℃の凝固浴中へ吐出し、未延伸糸を得た。こ
の未延伸糸を沸水中で約３倍延伸を行ない、さらに沸水
中で洗浄を行い、繊度０．９３デニール、強度１．２９
ｇ／ｄ、伸度３３．１％の繊維（以下ｐｓｖ繊維Ｎｏ、
　１という）を得た。この繊維のＫＯＩ＋処理後の減量
率は０．９３重量％、保液率は４５．０％、導水収縮率
は１８．。

％であった。

この繊維を乾燥することなく補集し、湿潤状態で６ａｎ
に切断し、バインダー繊維として熱融着温度１１０℃の
塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体繊維（２デニール、カ
ット長６胴、以下ＶＡ織繊維いう）と第１表に示す混合
比（重量％）で湿式抄紙し、１１５℃で熱融着成型し目
付５０ｇ／ｒｒｒの第１表に示すシート状成型物（シー
トＮｏ、　１〜５）を得た。

第１表 実施例２ 実施例１と同様な方法で製造したｐｓｖ繊維Ｎ。

１とポリプロピレン繊維（繊度１．３デニール、カット
長６ｍｍ）およびＶＡ織繊維第２表に示す混合比（重量
％）で湿式抄紙し、１１５℃で熱融着成型し目付５（Ｉ
ｇ／ｎ？の第２表に示すシート状成型物（シー）　Ｎｏ
、　２〜９）を得た。

実施例３ 実施例１と同様な方法で製造したｐｓｖ繊維Ｎｏ。

１とＶＡ織繊維８０／２０の混合比（Ｍ量％）で湿式抄
紙し、第３表に示す熱融着温度で熱融着成型し目付５０
ｇ／ｒｒｒの第３表に示すシート状成型物（シートＮｏ
、　１０〜１３）を得た。

第３表 実施例４ 実施例１と同様な方法で製造したｐｓｖ繊維Ｎ。

１とＶＡ織繊維替わりに熱融着温度１２０℃のポリエチ
レン合成パルプを８０／２０の混合比えた。この時の固
形分濃度は５０℃における粘度が２００ポイズ付近にな
るように調製した。

この紡糸原液をジメチルアセトアミド７０重量％、脱イ
オン水３０重量％、温度３０℃の凝固浴中へ吐出し、未
延伸糸を得た。この未延伸糸を７０℃の温水中で約４倍
延伸を行ない、さらに導水中で洗浄を行い、繊維（ＰＳ
Ｖ繊維Ｎｏ、　２〜５）を得た。得られた繊維の性能を
第４表に示した。

第４表 （重量％）で湿式抄紙し、１２５℃で熱融着成型し目付
５０ｇ／ｒ４のシート状成型物（シートＮｏ、　Ｉ　４
　）を得た。このシート４Ｊｅ成型物の保液率は３２３
％で強度も実用に耐え得るものであった。

比較例１ 実施例１と同様な方法で製造したｐｓｖ繊ｗ、Ｎ。

１とＶＡ織繊維替わりに熱融着温度１３２℃のポリエチ
レン合成パルプを８０／２０の混合比で湿式抄紙し、１
３５℃で熱融着成型し目付５０ｇ／ｒｒｒのシート状成
型物を得た。このシート状成型物の強度は十分であった
が、保液率は１３０％と低水準であった。

また同様な組成で混合抄紙し、１１５℃で熱融着成型を
試みたが繊維は融着せず十分な強度を有するシート状成
型物は得られなかった。

実施例５ 溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１１０
０のｐｖｃとＰＳＦを第４表に示す組成比（重量％）で
溶剤に溶解分散させ、紡糸原液を実施例６ ＰＶＣ／ポリエーテルサルホン組成比（重量％）を７０
／３０として実施例５と同様な方法で繊度１．０１デニ
ール、強度２．１ｇ／ｄ、伸度２４％、湧水収縮率１８
．２％の繊維（ＰＳＶ繊維Ｎ０６）を得た。この繊維の
ＫＯＨ処理後の減量率および保液率を測定したところ、
それぞれ１．４重量％、６１％であった。

実施例７ 溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１１０
０（７）ＰＶＣとＰＭＭＡ、　ＰＳＩ’を第５表ニ示ス
組成比（重量％）で溶剤に溶解分散させ、紡糸原液をえ
た。この時の固形分濃度は５０℃における粘度が２００
ボイズ付近になるように調製した。

この紡糸原液をジメチルアセトアミド６０重量％、脱イ
オン水４０重量％、温度３０゛Ｃの凝固浴中へ吐出し、
未延伸糸を得た。この未延伸糸を導水中で約３倍延伸を
行ない、さらに導水中で洗浄を行い、繊維１．０デニー
ルの繊維（ＰＳＶ繊維Ｎｏ、　７〜９）を得た。得られ
た繊維の性能を第５表に示した。

実施例８ 溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、ＰｖＣ／ＰＭ
ＭＡ／ＰＳＦのポリマー組成比（重量％）を３０１５０
／２０とし、ｐｖｃの重合度を第６表に示す様に変更し
て、溶剤に溶解分散させ、紡糸原液を調製し、実施例７
における同じ方法で紡糸、繊維賦型をおこなった。

得られた繊維（ＰＳＶ繊維Ｎｏ１０〜１２）の性能を第
６表に示した。

第６表 実施例９ 溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１１０
０のｐｖｃとポリスチレンとＰＳＦを５０／３０／２０
の組成比（重量％）で溶解分散させ、紡糸原液をえた。

この時の固形分濃度は５０℃における粘度が２００ボイ
ズ付近になるように８周製した。

この紡糸原液を実施例７と同様な手法で、繊度１．０３
デニール、強度１．２２、伸度２７．８％、湧水収縮率
２１．５％の繊維（ＰＳＶ繊維Ｎｏ、　１３　）を得た
。得られた繊維のに０１１処理後の減量率および保液率
を測定したところ、それぞれ１．０９重量％、７１．２
％であった。

実施例１０ 実施例５．６．７．９で得られるｐｓｖ繊維をそれぞれ
乾燥することなく補集し、湿潤状態で６ｍｍに切断し、
ＶＡ織繊維８０／２０の混合比（重量％）で湿式抄紙し
、１１５℃で熱融着成型し目付５０　ｇ／ｒ＋（の第７
表に示すシート状成型物（シートＮｏ、１５〜２１）を
得た。

比較例２ 実施例５で得られたｐｓｖ繊維Ｎｏ、　４を使用し、実
施例１０と同様な手法でシート状成型物の製造を試みた
。湿式方式での成型はできたが熱融着時紙が収縮し製造
が困難であった。

比較例３ 実施例５および７で得られたＰＳＶ繊維Ｎｏ、　５およ
びＮｏ、　７を使用し、実施例１０と同様な手法でシー
ト状成型物の製造を試みた。得られたシート状成型物は
耐アルカリ性、保液性とも十分であったが強度が低く実
用に供しないものであった。

実施例１１ 実施例１で得られたシー１−　Ｎｏ、　２を界面活性剤
で親水化処理を行なったところ、保液率が４６５％に向
上した。

〈発明の効果〉 本発明のシート状成型物は耐アルカリ性に優れることか
ら、廃アルカリ処理用フィルター等の工業用フィルター
、および高い保液性を有することから酸化銀電池、水銀
電池、空気電池、アルカリ−マンガン電池、ニッケルー
亜鉛電池、ニッケルーカドミウム電池、アルカリ蓄電池
等の電池用セパレーターとしてきわめて有用なるもので
ある。

特許出願人　三菱レイヨン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ポリサルホンおよび／またはポリエーテルサル
   ホンを少なくとも１５重量％、ポリ塩化ビニルを少なく
   とも２０重量％含有する組成物で構成された繊維５０重
   量％以上からなる耐アルカリ性に優れたシート状成型物
   。
2. （２）　ポリサルホンおよび／またはポリエーテルサル
   ホンを少なくとも１５重量％、ポリ塩化ビニルを少なく
   とも２０重量％含有する組成物で構成された繊維５０〜
   ９０重量％および熱融着温度が１２５℃以下であるバイ
   ンダー繊維５０〜１０重量％からなる耐アルカリ性に優
   れたシート状成型物。