JPH01154457A - 電池セパレータ用不織布 - 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、エチレン酢酸ビニル共重合体けん化物の繊維
を含む不織布製電池用セパレータに関するものである。

〔従来の技術、問題点〕

従来、アルカリ−次電池のセパレータとしては、木綿、
ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ビスコース
レーヨンなどからなる不織布が用いられてきた。また、
アルカリ蓄電池（二次電池）では王にナイロン繊維から
なる不織布がセパレータとして好んで用いられている。

さらに、リチウム電池ではポリオレフィン系のポリプロ
ピレン不織布が用いられている。

−Ｃ的に電池用セパレータに用いられる不織布には吸液
性、保液性に優れていること、耐薬品性あるいはニッケ
ル　カドミラｌ、　アルカリ蓄電池などにおいてはガス
の透過性が良く、かつ耐酸化性にも優れていることが求
めらる。

しかし、吸液性、すなわち電解液の吸液性や保液性に優
れている繊維素材は耐薬品性、すなわち電解液に浸漬さ
れることによる経時的品質劣化を受は易く電池の性能保
持に悪影響を及ぼす。反対に、ポリプロピレン繊維のよ
うに耐薬品性に秀でている繊維は吸液性や保液性に劣り
、電池性能上好ましくない。これらを改良するため界面
活性剤の添加やプラズマ処理する方法が提案されている
が、未だ十分ではないというのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の如き問題点に鑑み、電解液に対して吸
液性や保液性が優れていると同時に経時的品質劣化の少
ない不織布からなるセパレータを捉供せんとするもので
ある。

〔問題点を解決するだめの手段、作用〕本発明者は上述
の目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到
ったものである。すなわぢ、エチレンの共重合比率が２
５ないし６０モル％であり、かつけん化度が９０％以下
であるエチレン酢酸ビニル共重合体けん化物（以下、し
りん化Ｆ、　Ｖ　Ａという）よりなる繊維が不織布を構
成する単繊維全表面積の少なくとも３０％以上を占める
ように不織布中に配置することによって電池の電解液に
対して吸液性、保液性に優れ、かつ経時的品質劣化の少
ない電池のセパレータ用不織布を従供するものである。

ここにおいて、エチレンの共重合比率は２５ないし６０
モル％の範囲にあることが必要であって、２５モル％未
満では共重合体の製造が困難となり易（、また６０モル
％を越える場合には本発明の目的とする吸液性、保液性
に優れた品質のセパレータが／ｌ）にくい。また、けん
化度は９０％以トが必要であって、９０％未満の場合に
は繊維形成能その他に支障を招く。

けん化ＩＥＶΔ繊維は、不織布を構成する単繊維全表面
積の少なくとも３０％以１−１好ましくは５０％以上を
占めるように構成されることが吸液性、保液性の優れた
セパレータを得るのに必要である。

けん化巳ＶＡ繊維は、これのみの不織布でもセパレータ
として使用しうるが、他の繊維と併用することも可能で
あり、これによりけん化ＥＶＡ繊維のみによる不織布の
強力や腰の強さを改善することができる。他の繊維と併
用する場合には、他の通常の形状の繊維を形成し、これ
と混綿することなどにより行うことも可能であるが、ポ
リプロピレンなどの高融点成分とポリエチレンなどの低
融点成分を有する？Ｍ合繊維を形成し、これをけん化Ｅ
■△繊維と混綿し、低融点成分が溶融する温度で熱処理
と７で低融点成分にて融着することができる。なお、複
合繊維としては、サイドバイサイド型の複合繊維のほか
、高融点成分を芯とし、低融点成分を鞘とする複合繊維
が望ましい。高融点成分による補強効果に加えて低融点
成分による優れた融着により優れた品質のセパレータが
得られるつ さらに、けん化ＥＶＡ繊維としては、複合繊維でも良く
、けん化Ｅ、　Ｖ　Ａ繊維／ポリエチレン複合繊維（け
ん化ＥＶＡとポリエチレンとより構成される複合繊維を
示す。以下同様）、けん化ＥＶＡ／ポリプロピレン複合
繊維、けん化ＥＶＡ／ポリアミド複合繊維などのけん化
ＥＶＡと他の樹脂との複合繊維が使用しうる。これらの
複合繊維はけん化ＥＶＡ繊維と併用しても良く、また複
合繊維の任意の組み合わせの併用でも良い。これらのけ
ん化ＥＶＡ複合繊維はけん化ＥＶＡのみからなる繊維に
比して紡糸延伸し易（、また不織布に形態安定性を付与
し、本発明の目的を達成するために極めて好都合である
。けん化ＥＶＡが複合繊維の成分として用いられる場合
は、該複合繊維の表面積の少なくとも３０％以上かけん
化ＥＶＡで占められているものをいう。

複合繊維を用いる場合における表面積の割合について、
例えば直径２０ミクロンを有するけん化Ｅ　Ｖ　Ａ繊維
と、同じく直径２０ミクロンを有しポリプロピレンとポ
リエチレンが丁度それぞれ半円形をなして隣り合ってい
るサイドバイサイド（バイメタル）型の断面が円形の複
合繊維とを単位体積当たり等本数ずつ混綿してウェブを
形成したのら、熱処理して不織布を得たとする。この場
合、不織布を構成する単繊維全表面積に占めるけん化Ｉ
Ｋ　Ｖ　Ａ繊維表面積の割合は５０％であり、ポリプロ
ピレンおよびポリエチレン成分の占める表面積はそれぞ
れ２５％となる。ポリエチレン成分は不繊布製造工程で
熱処理されて溶融し、不織布が完成されたときは、変形
して元の半円形を維持せず、その結果、表面積が大きく
変化することがあるが、本発明でいう表面積の割合は混
綿されたときの状態でいうものとする。

次に、けん化ＥｖＡ繊維を不織布の中に配置する方法に
ついて種々の方法が採用されるが、例えばけん化ＥＶＡ
ｗ！ｉ維１００％またはけん化ＥＶＡ繊維と他の繊維と
からカード法、クロスレイヤー法、ランダムウニバー法
、スパンボンド法、さらにはＵＳＰ３８４９２４１号明
細書などに記載されているメルトブローン法などの不繊
布製造に用いられる通常の方法でウェブを形成し、特公
昭４７−１８０６９号公報などに記載された高圧水流で
繊維を絡合するか、熱や高周波をウェブに加えて繊維の
低融点成分を融着させるか、あるいはニードルパンチに
よって繊維を絡合させるなどの方法を利用すれば良いが
、これに限らず各種の方法が採用される。

実施例１ エチレンの共重合比率が３０モル％であり、けん化度は
ほぼ１００％のけん化ＥＶＡを用いてメルトブローン法
によって繊維の平均直径が９ミクロンであるウェブを得
、熱カレンダーによって厚さ０．１６ｍｍの不織布を得
た。不織布の目付けは５５ｇ／ｒｒｒであった。この不
織布を構成する単繊維の表面積は１００％けん化ＥＶＡ
で占められており、その不織布の性質を第１表に示した
。第１表に示された如く、に記のようにしてｉ′トられ
た不織布は保液性、吸液性に優れているばかりか、経時
変化にも優れており、電池セパレータとして良好な結果
が得られた。

実施例２ エチレンの共重合比が３５モル％であり、かつけん化度
が９９％であるけん化ＩＥＶＡよりメルトブローン法に
より単繊維の平均直径が約９ミクロンからなるウェブを
金網ベルト」−に集積した。このとき、同時にエチレン
の共重合比率が４０モル％であり、けん化度が１００％
であるけん化ＥＶＡとポリエチレンとが単繊維全表面積
の５０％かけん化ＥＶＡで占められるようにザイドバイ
サイド（バイメタル）型に複合紡糸され、延伸熱処理お
よび切断されて得られた繊維直径１５ミクロンを有する
けん化ＥＶＡ／ポリエチレン複合繊維を上記金網ベルト
上に吹き付けた。

すなわち、繊維直径約９ミクロンを有するけん化ＥＶＡ
繊維と繊維直径１５ミクロンを有するけん化ＥＶＡ／ポ
リエチレン複合繊維が金網ベルト−ヒで混合されたこと
になる。得られたウェブは１５８°Ｃの熱カレンダーで
処理され、厚み０．２　ｍ　ｍ、目付け９０ｇ／ｒｒｆ
を有する不織布を得た。けん化ＩＥＶＡ繊維とけん化Ｅ
ＶＡ／ポリエチレン複合繊維は重量でそれぞれ７対３の
割合で混合された。

けん化ＥＶＡｍ維およびけん化ＥＶＡ／ポリエチレン複
合繊維の比重をそれぞれ１．１８および１．０６とする
とき本実施例におけるけん化ＥＶＡ成分の繊維全表面積
に占める表面積の割合は約８９％、ポリエチレンのそれ
は約１１％となる。

かくして、得られた不織布は機械的特性も優れて加工適
性もあり、第１表に示す性質を有し、電池セパレータ用
として優れたものであった。

実施例３ ポリプロピレンを芯とし、エチレンの共重合比率が３１
モル％でけん化度がほぼ１００％であるけん化ＥＶＡを
鞘とする直径１５ミクロンのポリプロピレン／けん化Ｅ
ＶＡ複合繊維を得た。この複合繊維は延伸、熱処理され
、切断長４０ｍｍを有する短繊維であり、表面積のほぼ
１００％がけん化ＥＶ△で謂われている。

一方、ポリプロピレンとポリエチレンとがほぼ同じ表面
積を有するようにサイドサイド型に接合され、直径１９
ミ°クロン、切断長４０ｍｍを有する短繊維であるポリ
プロピレン／ポリエチレン複合繊維も得た。かくして得
られた２種の複合繊維を重量でポリプロピレン／けん化
ＥＶＡ複合繊維（比重１．．０５）８５部に対し、ポリ
プロピレン／ポリエチレン複合繊維（比重０．９３）１
５部の割合で混綿し、ランダムウェーバ−で目付７０ｇ
／Ｍのウェブを得た。このとき、ウェブを構成する単繊
維全表面積に占めるけん化ＥＶＡの表面積の割合は８４
％である。

続いて、ウェブは高圧水流によって繊維絡合が進められ
、さらに乾燥、カレンダー処理によって０、２　ｍ　ｍ
の厚みを有する不織布とされた。この不織布は機械的強
度にも優れ、電池組立時の作業性に優れているものであ
った。また、該不織布の性能を第１表に示した。アルカ
リニ次電池用セパレータとして使用されたとき優秀な性
能を発揮した。

比較例１ 実施例３において、ポリプロピレン／けん化ＥＶΔ複合
繊維の代わりに、直径約１５ミクロンのポリプロピレン
繊維を用いて実施例３を繰り返し不織布を得たが、この
不織布は第１表に示す如く、保液性、吸液性に劣るもの
であった。

比較例２ 実施例３において、ポリプロピレン／けん化ＥＶＡ複合
繊維に代わりに直径約１４ミクロンのナイロン繊維を用
いて実施例３を繰り返し、不織布を得たが、この不織布
は第１表に示す如く、特に経時変化に劣るものであった
。

第１表 なお、本明細１１７中の試験方法は次の通りである。

保液性：試料（１０ｃｎ＋Ｘ　１０ｃｍの正方形）を標
錫状態で恒：辻に至ら一辻、秤ｊｉ−）後、３０％ＫＯ
Ｈン容液に３０分間浸漬後、試料を引きトげて金網の上
に広げて５分間静置し、再秤星して浸漬前後の重Ｖ増加
率で示す。

吸液性、　ｌ’ｌ１２．　５ｃ＋ｏ、長さ１０ｃｍの試
料を採取し、試料の下端１０ａｍを３０％Ｋ　ＯＮ溶液
に浸し、１０分後、Ｋ　Ｏ＋１溶液が試料に吸い上げら
れた高さで示す。

経時変化：試料１０ｃｍＸｌ０ｃｉの正方形を採取し、
その４隅を金網に取り付け、試料をｒ側にして３０％Ｋ
　ＯＮ溶液に浸漬し、該溶液を１時間沸紛させた後のブ
ランクに対する試料の色の変化を肉眼によって判定する
。なお、溶液を沸紛させるとき溶液の低部より空気泡を
連続的に送り込み該空気泡が試料の中央に当たるように
した。

〔発明の効果〕

本発明の電池セパレータ川不織布はセパレータに求めら
れる保液性や吸液性に優れているばかりか、電解液中に
おける品質の経時変化の上でも優れているものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エチレンの共重合比率が２５〜６０モル％であり、かつ
   けん化度が９０％以上であるエチレン酢酸ビニル共重合
   体けん化物よりなる繊維が不織布を構成する単繊維全表
   面積の少なくとも３０％以上を占めることを特徴とする
   電池セパレータ用不織布。