JPH03257755A

JPH03257755A - アルカリ電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH03257755A
Application number: JP2057238A
Authority: JP
Inventors: Kiminori Shigeta; 重田　公紀; Koji Mano; 真野　耕治; Tomomi Kaneko; 兼子　智美
Original assignee: Daiwabo Create Co Ltd
Current assignee: Daiwabo Create Co Ltd
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1991-11-18
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JP2764335B2

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）本発明はアルカリ電池用のセパレータに関するものであ
る。

（従来の技術）従来からアルカリ電池用セパレータとして耐久性に優れ
たポリアミドｍＭやポリオレフィン繊維の不織布が広く
使用されているが、近年においては電解液との親和性お
よび液保持性の向上を目的としてエチレンビニルアルコ
ール系共重合体成分を具備した繊維が用いられるに至っ
ている。その代表例として特開昭６３−３９８４９号公
報、同６４−８１１６５号公報か挙けられ、前者には耐
アルカリ性繊維、例えばポリオレフィン系繊維の表面を
、含浸による手段またはシン・サヤ複合ｍ維を用いるこ
とによってエチレンビニルアルコール共重合体樹脂で被
覆し、この被覆繊維てもって形成したアルカリ電池用セ
パレータが記載され、また後者にはエチレンビニルアル
コール系共重合体繊維よりなる電池用セパレータ不織布
が記載されている。

（発明が解決しようとする課題）ところかエチレンビニルアルコール系樹脂を含浸手段に
より被覆するには大量のエチレンビニルアルコール系樹
脂を必要とするばかりでなく被覆工程が繁雑となる。ま
た耐アルカリ性繊維を芯成分としエチレンビニルアルコ
ール共重合体を鞘成分とした複合繊維や後者のエチレン
ビニルアルコール共重合体の細繊度繊維は、エチレンビ
ニルアルコール共重合体成分のみが電解液と接触するこ
とになり、エチレンビニルアルコール共重合体中のビニ
ルアルコールは、−次、二次電池内で室温８０℃付近ま
での電解液中での激しい電池反応に対する耐熱アルカリ
性に劣ることから早期に劣化現象が現れ、ビニルアルコ
ールの長所である保液性か低下し、特に充放電を繰り返
す二次電池用セパレータとしては長期の保液性が期待で
きず、耐久性の低下が免れない。

本発明は、ポリオレフィンの耐薬品性とエチレンビニル
アルコール共重合体の親水性とを効率よく発揮させ、保
液性並びに耐久性に優れたアルカリ電池用のセパレータ
を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は不織布タイプのアルカリ電池用セパレータであ
って、ＭＦＲ１０〜１００のポリオレフィン重合体（Ａ
成分）と、Ｍ　Ｆ　Ｒ２０〜１００エチレン含有量２０
〜４５モル％ケン化度９８％以上のエチレンビニルアル
コール共重合体（Ｂ成分）とからなる繊維であり、繊維
断面においてＡ、Ｂ両成分のうちの一方の成分が他方の
成分の間に介在して少なくとも２個以上に分割されて各
々か繊維断面の構成単位となっており、隣接している各
構成単位の一部か繊維表面に露出している分割型複合繊
維が少なくとも３５％以上含有して不織布が構成されて
いる。

上記分割型複合繊維を分割することなくその修用いた場
合には保液性とともに耐久性に優れたセパレータが得ら
れ、分割して微細繊維化された繊維で形成されたセパレ
ータは殊に保液性が優れたものとなる。

上記Ａ成分として用いるポリオレフィン重合体としては
、ポリプロピレン、ポリエチレンが挙げられる。またＢ
成分として用いるエチレンビニルアルコール共重合体は
、エチレン含有量が２０〜４５モル％のものが好ましく
、エチレン含有量が２０モル％未満の場合は紡糸性が悪
くなり、４５モル％を越えると親水性が低下し保液性が
損なわれる。

エチレンビニルアルコール共重合体はエチレンと酢酸ビ
ニルの共重合体をケン化して得ることができ、そのケン
化度は紡糸性の点から９８％以上であることが望才しい
。

なおＭＦＲ（メルトフロレイト）は、ＪＩＳ−に７２１
０、温度２１０℃にて測定したものである。

分割型複合繊維はその断面においてＡ、Ｂ成分のうち一
方が少なくとも２個以上に分割され、他の成分と隣接し
て配列されてその各構成単位は長さ方向に連続し全構成
単位の一部は必ず繊維表面に現れている。ＡＢＢ両成分
複合比率は目的に応じて変えることができ、親水性（保
液性）の大きいセパレータを欲するときにはＢ成分の比
率を高め、逆に耐久性をより良くするにはＡ成分の比率
を大きくするとよい。両成分の割合には特に限定を要す
るものではないが、紡糸工程における紡糸作業性や電解
液に対する親和性を考慮すると、Ａ成分：Ｂ成分は３５
　：　６５〜６５：３５程度が好ましい。

第１〜５図は分割型複合繊維の代表的な断面形状を示し
ている。

上記分割型複合繊維単独で不織布となしても、また他の
熱可塑性繊維を混合して不織布となしてもよいが、十分
な親水性を確保するため不織布を構成するＭＩＩＭのう
ちエチレンビニルアルコール共重合体成分が占める表面
積は２０％以上であることが肝要である。

不織布はカート法、クロスレイヤー法、ランダムウェハ
ー法、スパンポンド法、湿式抄造法、乾熱Ｊたは湿熱接
着法、ニードルパンチ法など公知の方法によって製造す
ることができる。

また上記分割型複合繊維を分割する方法としては、高圧
水流法、ニードルパンチ法、超音波法、湿式叩解法など
を適用すれはよい。

（作用）分割型複合繊維におけるＡ成分は電解液のアルカリや電
解酸素にも侵されず、セパレータとじての機部を持続さ
せる。そしてＢ成分のうちのビニルアルコール部分は電
解液との親和性を良くしてセパレータに保液性を付与し
、エチレン部分は撥水性を示し耐久性向上に寄与する。

（実施例）実施例Ｉ　　ＭＰＲ（測定温度２３０℃）が４０の結晶
性ポリプロピレンをＡ成分とし、エチレン含有量が３８
モル％、ＭＦＲが４０のエチレンビニルアルコール共重
合体（ケン化度９９．６％）をＢ成分として複合紡糸機
を用い、紡糸温度２５０℃で溶融紡糸し、得られた未延
伸糸を１５０℃で４．８倍に延伸して単繊維繊度が２．
３デニールの第５図に示すごとき分割型複合繊維を得た
。図中（１）はＡ成分、（２）はＢ成分てあり、両成分
の容積比率は５０：５０である。

この分割型複合繊維に油剤処理、捲縮付与処理および熱
処理を施して５１　ｍｍの繊維長に切断した。

この切断繊維単独でクロスレイヤー法により目付７５ｇ
／ｍ２のウェブを作成し、町す該ウェブに噴霧器でもっ
て水分付与率１００％の状態に水を付与し、次いで１８
０℃の熱カレンダーロールを通して繊維中のエチレンビ
ニルアルコール共重合体をゲル化しながら圧着させて厚
さ屹２０ｍｍの不織布となし、しかるのち切断してアル
カリ電池用セパレータとなした。

実施例２　上記実施例１の手法によりえられたウェブを
高圧水流法によって繊維の１分割処理（分割後の繊度平
均０．１４デニール）および絡合処理を行い、乾燥並ひ
にカレンダーロール処理をして厚さ０．２１ｍｍの不織
布となし、切断してセパレータとなした。

実施例３　実施例１で使用した分割型複合繊維６０部に
対し、ポリプロピレンが芯成分で高密度ボッエチレンが
鞘成分の熱接着性複合繊維（芯鞘の容積比率５０　：　
５０、繊度１．５デニール、繊維長４５ｍｍ）を４０部
の割合で混合し、この混合繊維で目付７６ｇ／ｍ２のウ
ェブを作成した。そしてこのウェブを熱風加工機でもっ
て高密度ポリエチレンの融点以上ポリプロピレンおよび
エチレンビニルアルコール共重合体の融点以下の温度で
加熱して繊維間を熱接着し、ポリエチレンが未だ軟化状
態にある間にカレンダーロール処理を行って厚さ０．２
１ｍｍの不織布となし、切断してセパレータとなしな。

比較例１．実施例１のＡ成分を芯としＢ成分を鞘とした
芯鞘型複合繊維（両成分の容積比率５０：５０、単繊維
繊度２．３デニール、繊維長５１ｍｍ）を単独で使用し
てクロスレイヤー法により目付７５ｇ／ｍ２のウェブを
作成し、このウェブを実施例１と同様の方法で加工して
セパレータとなした。

比較例２　上記比較例１で使用した芯鞘型複合繊維６０
部に対し実施例２で使用した熱接着性複合繊維を４０部
の割合で混合して目付７８ｇ／ｍ２のウェブとなし、そ
の後は実施例２と同様の方法で加工してセパレータとな
した。

上記実施例１〜３と比較例１．２のそれぞれのセパレー
タの実験比較結果を次表に示す。

以下余白第１表以下余白なお前夫における試験方法は次の通りである。

電解液吸収速度（親水性）各試料の長さ方向から２．５Ｘ１８ｃｍの試験片を二枚
採取し、４０±５℃のもとに予備乾燥を行い、り市水分
率以下にしたのち試料を標準温室度状態σ試験室に放置
し、その後′＃ｊｃ料を１時間以上の開環で計量し、そ
の前後の質量差が後の質量の０．Ｉ　ＣＡ以内になった
状態（この状態を水分平衡状態と１う）とする９次に試
験片を２０±２℃における比１１．３０（２０℃）の苛
性カリ（ＫＯＨ）溶液を入れた水槽上に所定高さの水平
棒を設置し、各試料をこの水平棒にその下端を揃えてピ
ンで止めて各試料を垂れ下げ、水平棒を降下して各試験
片の下端力５ｃｍだけ液中に漬かった状態となし、３０
分間後に毛細管現象によりＫＯＨ溶液が上昇した高さを
渭定した。

電解液保持率（保液性）各試料から１０ｃｍＸ１０ｃｍの大きさの試験片を３枚
採取し、水分平衡状態となしたときの重量を（Ｗｍｇ）
測定する。次に上記ＫＯＨ溶液中に試験片を広げて浸漬
し、１時間以上放置したのち液中から取り出して試験片
の一つの角をクリップして吊り下げ、１０分後に重量（
ｗｌｍｇ）を測定し、次の式により初期の電解保液率（
％）を算出した。

電解液保液率（Ｘ）　＝　（Ｗ　　Ｗ　＋　）　／　Ｗ
　ｘ　１００耐アルカリ性試験各試料から１０（ＪＸＩＯＣＩの大きさの試験片を３枚
採取して水分平衡状態となし、そのときの重量を（ＷＩ
Ｉｌｇ）測定したのち電解液に相当する３０％濃度のＫ
ＯＨ溶液浸漬して８０±２°Ｃの雰囲気中で７日間保存
する。その後取り出した試料を中和点に達するまで水洗
乾燥し、再び水分平衡状態となした時の重量＜Ｗ＋ｍｇ
）を測定し、次の式により先ずアルカリ処理後の減量率
（％）を求めた。

アルカリ処理後の減量率（％）　−（Ｉｌｌ−Ｗ、）／
ＩＩＩＸ　１００次いでこのアルカリ処理後の試料を用
いて前記電解液保持率の測定法と同様の方法でもってア
ルカリ処理後の電解液保持率（％）を求め、しかるのち
次式によって保液性の低下率（％）を算出した。

保液性の低下率（％）　＝　（Ａ−Ｂ）／　Ａ　ｘ　１
００：Ａは初期電解液保液率（％）二Ｂはアルカリ処理後の電解液保液率（Ｘ）耐酸化性試
験各試料から１０ｃ＋＋＋　Ｘ　１０ｃｍの大きさの試験
片を３枚採取して水分平衡状態となし、そのときの重量
を（ＷＩｌｌｇ＞測定したの５％ＫＭｎ　０４溶液２５
０　ｃｃに３０％濃度のＫＯＨ溶液を５０ｃｃ加えた混
合溶液中に浸漬して５０±２℃の雰囲気中１時間放置す
る。その後取り出した試料を中和点に達するまで水洗乾
（％）を求めた。

酸化処理後の減量率（％）　＝　＜Ｗ−ｖｌｌ）／Ｗｘ
　１００の電解液保持率（％）を求め、しかるのち次式
によって保液性の低下率（％）を算出した。

保液性の低下率（％）＝（八−Ｂ）／ＡＸ１００：Ａは
初期電解液保液率（％）：Ｂｃｉ酸化処理後の電解液保液率（％）（発明の効果
）このように本発明によるアルカリ電池用セパレータ即ち
、ＭＦＲＩＯ〜１００のポリオレフィン重合体（Ａ成分
）と、Ｍ　Ｆ　Ｒ２０〜］００　工ｆ−し７含有埜２０
〜４５モル％ケン化度９８％以−Ｌのエチレンビニルア
ルコール共重合体（Ｂ成分）とからなる繊維であり、繊
維断面においてＡ、Ｂ両成分のうちの一方の成分が他方
の成分の間に介在して少なくとも２個以上に分割されて
各々が繊維断面の構成単位となっており、隣接している
各構成単位の一部が繊維表面に露出している分割型複合
繊維が少なくとも３５％以上含有した不織布からなるア
ルカリ電池用セパレータは、Ａ成分とＢ成分がともに電
解液と接触させることができ、保液性および耐久性のバ
ランスが良好となる。また殊に上記分割型複合繊維が各
構成単位に分割さｈた柘ａ繊維の不織布からなるセパレ
ータは、エチレンビニルアルコール成分中のビニルアル
コール成分による保液性とポリオレフィン重合体による
耐久性が効果的に作用し、保液性が著しく向上している
にも拘らず保液性の低下率が比較的少なく、良好な電池
セパレータとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明で適用される分割型複合繊維の
Ａ、Ｂ成分の構成単位の配置例を示したそれぞれ繊維断
面拡大図である。（１）はＡ成分　　（２）はＢ成分

Claims

【特許請求の範囲】

１）ＭＦＲ１０〜１００のポリオレフィン重合体（Ａ成
分）と、ＭＦＲ２０〜１００エチレン含有量２０〜４５
モル％ケン化度９８％以上のエチレンビニルアルコール
共重合体（Ｂ成分）とからなる繊維であり、繊維断面に
おいてＡ、Ｂ両成分のうちの一方の成分が他方の成分の
間に介在して少なくとも２個以上に分割されて各々が繊
維断面の構成単位となっており、隣接している各構成単
位のＡ、Ｂ両成分の一部が繊維表面に露出している分割
型複合繊維が少なくとも３５％以上含有した不織布から
なるアルカリ電池用セパレータ。２）上記分割型複合繊
維が各構成単位に分割された極細繊維の不織布からなる
アルカリ電池用セパレータ。