JPH06187964A - アルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法Info
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- JPH06187964A JPH06187964A JP43A JP33852492A JPH06187964A JP H06187964 A JPH06187964 A JP H06187964A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33852492 A JP33852492 A JP 33852492A JP H06187964 A JPH06187964 A JP H06187964A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期間に亘って親水性を維持できるとともに
耐アルカリ性、耐酸化性等の化学的安定性にも優れたア
ルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法を提
供する。 【構成】 繊維表面の少なくとも一部がカルボキシル基
およびスルホン酸基を有する共重合樹脂で被覆されたポ
リオレフィン系繊維を有する混合繊維で成る不織布によ
って構成する。
耐アルカリ性、耐酸化性等の化学的安定性にも優れたア
ルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法を提
供する。 【構成】 繊維表面の少なくとも一部がカルボキシル基
およびスルホン酸基を有する共重合樹脂で被覆されたポ
リオレフィン系繊維を有する混合繊維で成る不織布によ
って構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−カドミウム
蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−亜鉛電池等
の密閉型アルカリ電池に好適に用いられるアルカリ電池
用不織布セパレータおよびその製造方法に関するもので
ある。
蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−亜鉛電池等
の密閉型アルカリ電池に好適に用いられるアルカリ電池
用不織布セパレータおよびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ蓄電池に用いるセパレータは、
長時間に亘る充放電のくり返しに対しアルカリ電解液を
長時間に亘って保持し、電極間の接触による短絡を防止
することが要求される。
長時間に亘る充放電のくり返しに対しアルカリ電解液を
長時間に亘って保持し、電極間の接触による短絡を防止
することが要求される。
【０００３】現在、アルカリ電池セパレータ用不織布に
多用されているポリアミド系繊維は、長期間の充放電の
くり返しに於いて、耐アルカリ性、耐酸化性等の耐薬品
性が十分でない為に繊維劣化が進行し、電極間短絡によ
り電池寿命を低下させるという欠点があった。
多用されているポリアミド系繊維は、長期間の充放電の
くり返しに於いて、耐アルカリ性、耐酸化性等の耐薬品
性が十分でない為に繊維劣化が進行し、電極間短絡によ
り電池寿命を低下させるという欠点があった。
【０００４】これに対し、耐アルカリ性、耐酸化性等耐
薬品性に優れたポリオレフィン系繊維を用いたセパレー
タが提案されているが、親水性が乏しい為、電解液保持
性が極めて悪く、充放電のくり返しにより電解液がドラ
イアウトし易いという欠点があった。
薬品性に優れたポリオレフィン系繊維を用いたセパレー
タが提案されているが、親水性が乏しい為、電解液保持
性が極めて悪く、充放電のくり返しにより電解液がドラ
イアウトし易いという欠点があった。
【０００５】これらの欠点を解決する方法としては、界
面活性剤を付与したもの（特開昭５８−１７５２５６号
公報）、親水性の無機粉体を添加したもの（特開昭６４
−５７５６８号公報）、ポリエチレン繊維或いはポリプ
ロピレン繊維をスルホン化処理して親水基であるスルホ
ン酸基を導入したもの（特開平１−１３２０４３号公
報、特開平１−１３２０４４号公報）等が提案されてい
る。
面活性剤を付与したもの（特開昭５８−１７５２５６号
公報）、親水性の無機粉体を添加したもの（特開昭６４
−５７５６８号公報）、ポリエチレン繊維或いはポリプ
ロピレン繊維をスルホン化処理して親水基であるスルホ
ン酸基を導入したもの（特開平１−１３２０４３号公
報、特開平１−１３２０４４号公報）等が提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記界面活性剤を付与
する方法および親水性の無機粉体を添加する方法は、電
池反応により、繊維表面から界面活性剤や無機粉体が電
解液中に脱落することが多く、いずれも長期間にわたる
安定な親水性を持続する事が困難であるという問題があ
った。
する方法および親水性の無機粉体を添加する方法は、電
池反応により、繊維表面から界面活性剤や無機粉体が電
解液中に脱落することが多く、いずれも長期間にわたる
安定な親水性を持続する事が困難であるという問題があ
った。
【０００７】又、上記スルホン化処理に関するものは、
α−オレフィンを発煙硫酸等でスルホン化処理するもの
であり、スルホン酸基を所定量効率良く導入する定量コ
ントロールが困難であり、長期間にわたる安定な親水性
を持続する事が困難であった。
α−オレフィンを発煙硫酸等でスルホン化処理するもの
であり、スルホン酸基を所定量効率良く導入する定量コ
ントロールが困難であり、長期間にわたる安定な親水性
を持続する事が困難であった。
【０００８】本発明の目的は、長期間に亘って親水性を
持続できるとともに、耐アルカリ性、耐酸化性等の化学
的安定性にも優れたアルカリ電池用不織布セパレータお
よびその製造方法を提供することである。
持続できるとともに、耐アルカリ性、耐酸化性等の化学
的安定性にも優れたアルカリ電池用不織布セパレータお
よびその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維表面の一
部が、下記化２の一般式で示される化合物を含有する共
重合樹脂で被覆されたポリオレフィン系繊維を有して成
るものである。
部が、下記化２の一般式で示される化合物を含有する共
重合樹脂で被覆されたポリオレフィン系繊維を有して成
るものである。
【００１０】
【化２】
【００１１】本発明にいうポリオレフィン系繊維とは、
特に限定するものではないがポリプロピレン繊維、ポリ
プロピレン−ポリエチレン複合繊維等の耐薬品性を有す
るポリオレフィン系繊維をいう。
特に限定するものではないがポリプロピレン繊維、ポリ
プロピレン−ポリエチレン複合繊維等の耐薬品性を有す
るポリオレフィン系繊維をいう。
【００１２】また本発明は、共重合樹脂が１０〜７０重
量％のアクリロニトリルを含有して成ることを特徴とす
る。
量％のアクリロニトリルを含有して成ることを特徴とす
る。
【００１３】アクリロニトリルが１０重量％未満では、
加水分解処理を行なってカルボキシル基、スルホン酸基
を導入しても親水性の効果が少なく、７０重量％を超え
た場合には共重合樹脂表面がゲル状に膨潤してしまい、
好ましくない。
加水分解処理を行なってカルボキシル基、スルホン酸基
を導入しても親水性の効果が少なく、７０重量％を超え
た場合には共重合樹脂表面がゲル状に膨潤してしまい、
好ましくない。
【００１４】また本発明は、前記一般式中のＸが塩素
（Ｃｌ）であることを特徴とする。
（Ｃｌ）であることを特徴とする。
【００１５】また本発明は、共重合樹脂がコーティング
等の方法によってポリオレフィン系繊維表面の少なくと
も一部へ被覆されたものであることを特徴とする。
等の方法によってポリオレフィン系繊維表面の少なくと
も一部へ被覆されたものであることを特徴とする。
【００１６】また本発明は、繊維表面の少なくとも一部
に請求項２記載の共重合樹脂を被覆したポリオレフィン
系繊維を有して成る不織布を加水分解処理、スルホン化
処理するものである。
に請求項２記載の共重合樹脂を被覆したポリオレフィン
系繊維を有して成る不織布を加水分解処理、スルホン化
処理するものである。
【００１７】上記加水分解処理とは、共重合樹脂中のニ
トリル基（−ＣＮ）を、アルカリ等による加水分解処理
によって、親水基であるカルボキシル基に変成させるも
のである。この反応は、下記化３に示すように２段階で
進行する。
トリル基（−ＣＮ）を、アルカリ等による加水分解処理
によって、親水基であるカルボキシル基に変成させるも
のである。この反応は、下記化３に示すように２段階で
進行する。
【００１８】
【化３】
【００１９】また、上記スルホン化処理とは、ＳＯ3 ガ
ス発煙硫酸、高濃度の濃硫酸等による公知の方法で行な
うものであり、下記化４に示すように、加水分解処理に
よって変成したカルボキシル基が結合した３級炭素原子
に、親水基であるスルホン酸基（−ＳＯ3 Ｈ）を導入す
るものである。
ス発煙硫酸、高濃度の濃硫酸等による公知の方法で行な
うものであり、下記化４に示すように、加水分解処理に
よって変成したカルボキシル基が結合した３級炭素原子
に、親水基であるスルホン酸基（−ＳＯ3 Ｈ）を導入す
るものである。
【００２０】
【化４】
【００２１】なお、上記加水分解処理は、特に限定する
ものではないが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等
のアルカリ溶液によって行なうことが好ましい。
ものではないが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等
のアルカリ溶液によって行なうことが好ましい。
【００２２】
【作用】本発明に従えば、親水基であるカルボキシル基
およびスルホン酸基を導入した共重合樹脂によって、該
樹脂が被覆されたポリオレフィン系繊維の親水性が向上
し、これによって長期間にわたる電解液親和性、保液性
に優れるとともに長期間にわたる充放電の繰返しに対し
ても安定なアルカリ電池用セパレータを得ることができ
る。
およびスルホン酸基を導入した共重合樹脂によって、該
樹脂が被覆されたポリオレフィン系繊維の親水性が向上
し、これによって長期間にわたる電解液親和性、保液性
に優れるとともに長期間にわたる充放電の繰返しに対し
ても安定なアルカリ電池用セパレータを得ることができ
る。
【００２３】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
説明する。
【００２４】（実施例１）アクリロニトリルと塩化ビニ
ルとの共重合比率が５０：５０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合化５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維をカード機及びク
ロスラッパー等の公知のウエブ形成機によりクロスウエ
ブとし、このウエブを１３５℃に加熱した一対のカレン
ダーロールで加熱、圧着（ロール線圧１０〜５０ｋｇ／
ｍ2 ）して、目付６０ｇ／ｍ 2 、厚さ０．１９ｍｍの不
織布シートを得た。
ルとの共重合比率が５０：５０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合化５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維をカード機及びク
ロスラッパー等の公知のウエブ形成機によりクロスウエ
ブとし、このウエブを１３５℃に加熱した一対のカレン
ダーロールで加熱、圧着（ロール線圧１０〜５０ｋｇ／
ｍ2 ）して、目付６０ｇ／ｍ 2 、厚さ０．１９ｍｍの不
織布シートを得た。
【００２５】次に、この不織布シートを水酸化カリウム
溶液にて加水分解処理を行ない、その後洗浄処理を実施
した後乾燥して、引続き該不織布シートをＳＯ3 ガス濃
度が８ｖｏ１％、温度６０℃のガス雰囲気中で３０秒間
の気層接触処理を行なった後、水洗、中和処理を経てさ
らに十分に洗浄後乾燥して実施例１のアルカリ電池用不
織布セパレータを得た。
溶液にて加水分解処理を行ない、その後洗浄処理を実施
した後乾燥して、引続き該不織布シートをＳＯ3 ガス濃
度が８ｖｏ１％、温度６０℃のガス雰囲気中で３０秒間
の気層接触処理を行なった後、水洗、中和処理を経てさ
らに十分に洗浄後乾燥して実施例１のアルカリ電池用不
織布セパレータを得た。
【００２６】（実施例２）アクリロニトリルと塩化ビニ
ルとの共重合比率が３０：７０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１と同様
の方法により不織布シートとなし、その後に加水分解処
理、スルホン化処理を行ない、目付６０ｇ／ｍ2 、厚さ
０．１９ｍｍの実施例２のアルカリ電池用不織布セパレ
ータとした。
ルとの共重合比率が３０：７０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１と同様
の方法により不織布シートとなし、その後に加水分解処
理、スルホン化処理を行ない、目付６０ｇ／ｍ2 、厚さ
０．１９ｍｍの実施例２のアルカリ電池用不織布セパレ
ータとした。
【００２７】（比較例１）アクリロニトリルと塩化ビニ
ルとの共重合比率が９０：１０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１と同様
の方法により不織布シートとなし、その後同様に加水分
解処理、スルホン化処理を行ない、目付６０ｇ／ｍ2 、
厚さ０．１９ｍｍの比較例１のアルカリ電池用不織布セ
パレータとした。
ルとの共重合比率が９０：１０の共重合樹脂を、ポリプ
ロピレン繊維に被覆せしめて成る芯鞘型の複合繊維（２
ｄ×５１ｍｍ）５０重量％と、芯成分がポリプロピレン
樹脂、鞘成分がポリエチレン樹脂より構成された市販の
芯鞘型複合繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ
×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１と同様
の方法により不織布シートとなし、その後同様に加水分
解処理、スルホン化処理を行ない、目付６０ｇ／ｍ2 、
厚さ０．１９ｍｍの比較例１のアルカリ電池用不織布セ
パレータとした。
【００２８】（比較例２）芯成分がポリプロピレン樹
脂、鞘成分がポリエチレン樹脂である市販の芯鞘型複合
繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ×５１ｍ
ｍ）５０重量％とのレギュラーのポリプロピレン繊維
（２ｄ×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１
と同様の方法にて加熱圧着し、目付６０ｇ／ｍ2 、厚さ
０．１９ｍｍの比較例２のアルカリ電池用不織布セパレ
ータとした。
脂、鞘成分がポリエチレン樹脂である市販の芯鞘型複合
繊維（芯鞘重量複合比５０：５０；０．９ｄ×５１ｍ
ｍ）５０重量％とのレギュラーのポリプロピレン繊維
（２ｄ×５１ｍｍ）５０重量％との混合繊維を実施例１
と同様の方法にて加熱圧着し、目付６０ｇ／ｍ2 、厚さ
０．１９ｍｍの比較例２のアルカリ電池用不織布セパレ
ータとした。
【００２９】以下、実施例１，２及び比較例１，２で得
たアルカリ電池用不織布セパレータの諸物性の比較テス
トを行なった結果を表１に示す。
たアルカリ電池用不織布セパレータの諸物性の比較テス
トを行なった結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記表１より明らかなように、実施例１，
２によるアルカリ電池用不織布セパレータは、比較例
１，２のアルカリ電池用不織布セパレータに比し吸液
性，保液性に優れるため、電解液親和性が優れているこ
とがわかる。また、耐アルカリ性、耐酸化性に於いて
も、実施例１，２のアルカリ電池用不織布セパレータ
は、良好なる耐久性を有するため、アルカリ電池に組み
込んで充放電を繰返し行なっても長期間にわたって十分
耐えることを示す。
２によるアルカリ電池用不織布セパレータは、比較例
１，２のアルカリ電池用不織布セパレータに比し吸液
性，保液性に優れるため、電解液親和性が優れているこ
とがわかる。また、耐アルカリ性、耐酸化性に於いて
も、実施例１，２のアルカリ電池用不織布セパレータ
は、良好なる耐久性を有するため、アルカリ電池に組み
込んで充放電を繰返し行なっても長期間にわたって十分
耐えることを示す。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、長期にわ
たり電解液との親和性を維持出来るとともに良好な耐久
性を有する為、長期間にわたる充放電の繰返しに対して
も安定であり、電池寿命を大巾に改善することが可能な
アルカリ電池用不織布セパレータを得ることができる。
たり電解液との親和性を維持出来るとともに良好な耐久
性を有する為、長期間にわたる充放電の繰返しに対して
も安定であり、電池寿命を大巾に改善することが可能な
アルカリ電池用不織布セパレータを得ることができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 繊維表面の少なくとも一部が、下記化１
の一般式で示される化合物を含有する共重合樹脂で被覆
されたポリオレフィン系繊維を有して成ることを特徴と
するアルカリ電池用不織布セパレータ。 【化１】 - 【請求項２】 共重合樹脂が、１０〜７０重量％のアク
リロニトリルを含有して成る請求項１記載のアルカリ電
池用不織布セパレータ。 - 【請求項３】 前記一般式中のＸが塩素（Ｃｌ）である
請求項１記載のアルカリ電池用不織布セパレータ。 - 【請求項４】 共重合樹脂がコーティング等の方法によ
ってポリオレフィン系繊維表面の少なくとも一部に被覆
されたものである請求項１〜３記載のアルカリ電池用不
織布セパレータ。 - 【請求項５】 繊維表面の少なくとも一部に請求項１記
載の共重合樹脂を被覆したポリオレフィン系繊維を有し
て成る不織布を加水分解処理およびスルホン化処理する
ことを特徴とするアルカリ電池用不織布セパレータの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06187964A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06187964A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187964A true JPH06187964A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18318978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06187964A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルカリ電池用不織布セパレータおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06187964A (ja) |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP43A patent/JPH06187964A/ja active Pending
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