JPH10284042A

JPH10284042A - アルカリ電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH10284042A
Application number: JP9101073A
Authority: JP
Inventors: Masanao Tanaka; 政尚田中; Nobutoshi Tokutake; 信利徳武
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JP3673365B2

Abstract

(57)【要約】【課題】分割繊維を使用し、繊維ウエブを湿式法によ
り形成したものであり、安定して電池を製造できるアル
カリ電池用セパレータを提供すること。【解決手段】本発明のアルカリ電池用セパレータは、
物理的作用によりポリオレフィン系極細繊維を発生可能
な分割繊維、単繊維強度が５ｇ／ｄ以上の高強度繊維、
及び、この分割繊維構成樹脂成分及びこの高強度繊維構
成樹脂成分の融点よりも低い融点を有する樹脂成分を、
少なくとも繊維表面に有する融着繊維を含む、湿式法に
より形成した繊維ウエブを、分割繊維の分割処理、繊維
の絡合処理、及びこの融着繊維の融着処理により形成し
た不織布を、親水化処理したものであり、この不織布構
成繊維の平均繊維長が１０ｍｍ以上のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ電池用セパ
レータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アルカリ電池の正極と負極と
を分離して短絡を防止すると共に、電解液を保持して起
電反応を円滑に行なわせるために、正極と負極との間に
セパレータが使用されている。

【０００３】近年、電子機器の小型軽量化に伴って、電
池の占めるスペースも小さくなっているにもかかわら
ず、電池には従来と同程度以上の性能が必要とされるた
め、電池の高容量化が要求されている。そのためには、
電極の活物質量を増やす必要があるため、必然的に前記
セパレータの占める体積が少なくならざるを得ない。つ
まり、セパレータの厚さを薄くする必要がある。しかし
ながら、従来のセパレータを単純に薄くしたのでは電解
液の保持性が悪くなったり、繊維のバラツキが生じやす
いため、分割して線密度６０μｇ／ｍ以下程度の極細繊
維を発生可能な分割繊維を使用し、湿式法により繊維ウ
エブを形成する（例えば、特開平７−２９５６１号公報
や特開平８−１３８６４５号公報）ことにより、電解液
の保持性を向上させたり、繊維の分散性を向上させてい
た。このようなセパレータは電解液の保持性や繊維の分
散性の点においては効果があるものの、電池（極板群構
成）を製造する段階の張力によって破断したり、極板の
バリがセパレータを突き抜けて極板同士でショートする
場合があるため、歩留まりの悪いものであった。また、
これら以外にも引き裂き強度や剛軟度が低いなどの問題
があり、歩留まりのより悪いものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであり、本発明の目的は
分割繊維を使用し、繊維ウエブを湿式法により形成した
ものであり、安定して電池を製造できるアルカリ電池用
セパレータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ電池用
セパレータ（以下、単に「セパレータ」ということがあ
る）は、物理的作用によりポリオレフィン系極細繊維を
発生可能な分割繊維、単繊維強度が５ｇ／ｄ以上の高強
度繊維、及び、該分割繊維構成樹脂成分及び該高強度繊
維構成樹脂成分の融点よりも低い融点を有する樹脂成分
を、少なくとも繊維表面に有する融着繊維を含む、湿式
法により形成した繊維ウエブを、分割繊維の分割処理、
繊維の絡合処理、及び該融着繊維の融着処理により形成
した不織布を、親水化処理したものであり、該不織布構
成繊維の平均繊維長が１０ｍｍ以上のものである。

【０００６】このように、本発明のセパレータは構成繊
維の平均繊維長が１０ｍｍ以上と、従来よりも長く、分
割繊維の分割処理を効率的に行なうことができるため、
電解液の保持性に優れている。また、平均繊維長が長い
ため、絡合処理により高度に絡合でき、しかも高度に絡
合した状態で融着繊維が融着しているため、引張強さ、
引き裂き強度、及び剛軟度に優れ、安定して電池を製造
することができる。また、高強度繊維を含んでおり、こ
の高強度繊維も高度に絡合しているため、極板のバリが
セパレータを突き抜けて極板同士でショートすることも
ない。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のセパレータを構成する不
織布は電解液の保持性に優れるように、ポリオレフィン
系極細繊維を含んでいる。このポリオレフィン系極細繊
維は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメ
チルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレ
ン−ブテン−プロピレン共重合体などの樹脂成分を１種
類以上含んでいる。これらの中でも耐アルカリ性に優れ
ているポリプロピレン極細繊維を含んでいるのが好まし
い。

【０００８】なお、極細繊維の線密度は小さければ小さ
い程、電解液の保持性に優れ、しかもデンドライトの防
止性に優れているため、４５μｇ／ｍ以下であるのが好
ましく、ある程度の強度を有するように、１μｇ／ｍ以
上であるのが好ましい。より好ましい線密度は２．５μ
ｇ／ｍ〜３５μｇ／ｍである。

【０００９】このようなポリオレフィン系極細繊維は、
物理的作用により分割可能な分割繊維を分割することに
より発生させることができる。この物理的作用として
は、例えば、水流などの流体流、ニードル、カレンダ
ー、或はフラットプレスなどがある。これらの中でも、
流体流は後述の分割繊維の分割処理と絡合処理を同時に
行なうことができるため、好適な物理的作用である。

【００１０】本発明で使用することのできる分割繊維と
しては、２種類以上の樹脂成分からなり、例えば図１〜
図４に示すような、繊維断面がオレンジ状の繊維、図５
に示すような、繊維断面が多重バイメタル型の繊維を使
用できる。これらの中でも、どの方向から物理的作用を
施しても分割しやすい、繊維断面がオレンジ状の繊維を
好適に使用できる。

【００１１】この分割繊維は前述のように、２種類以上
の樹脂成分からなるが、ポリオレフィン系極細繊維を発
生する必要があることから、１種類はポリオレフィン系
樹脂成分からなる。なお、本発明のセパレータはアルカ
リ電池用のものであるため、耐アルカリ性により優れる
ように、ポリオレフィン系樹脂成分のみからなる分割繊
維を使用するのが好ましい。

【００１２】この分割繊維を構成する樹脂成分は、前述
のポリオレフィン系極細繊維の樹脂成分の適当な組み合
わせからなるのが好ましいが、特に、ポリエチレンとポ
リプロピレン（特に高密度ポリエチレンとポリプロピレ
ン）とを組み合わせた分割繊維は、容易に紡糸して製造
することができ、しかも物理的作用により容易に分割し
てポリエチレン極細繊維とポリプロピレン極細繊維とを
発生させることができ、これら極細繊維は同一条件下に
おける後述の親水化処理の程度が異なるため、電解液の
保持分布状態が多少異なることにより、密閉型二次電池
でガスが発生した場合であっても、速やかに他極に透過
させることができるため、内部圧が上昇して破裂する危
険がないので、好適な組み合わせである。

【００１３】本発明においては、不織布構成繊維の平均
繊維長を１０ｍｍ以上とすることにより、後述の分割繊
維の分割処理を効率的に行なうと共に、絡合処理による
絡合度を高くすることが可能になった。そのため、分割
繊維の繊維長が５ｍｍ以上であれば、不織布構成繊維の
平均繊維長を１０ｍｍ以上とすることも可能であるが、
分割繊維から発生する極細繊維も高度に絡合するよう
に、分割繊維の繊維長は１０ｍｍ以上であるのが好まし
く、１２ｍｍ以上であるのがより好ましく、１４ｍｍ以
上であるのが最も好ましい。なお、湿式法により均一な
繊維ウエブを形成できるように、繊維長２５ｍｍ以下で
あるのが好ましく、２０ｍｍ以下であるのがより好まし
い。

【００１４】なお、本発明における平均繊維長とは、セ
パレータ（不織布）から無作為に選んだ１００本の繊維
の繊維長の平均値をいう。また、分割繊維の線密度は、
前述のような線密度を有するポリオレフィン系極細繊維
を発生できるのであれば、特に限定するものではない。

【００１５】このような分割繊維は電解液の保持性に優
れるように、３５ｍａｓｓ％以上使用するのが好まし
い。他方、後述の高強度繊維及び融着繊維の配合量との
関係から、５０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。よ
り好ましい配合量は３５〜４５ｍａｓｓ％である。

【００１６】本発明のセパレータは電池を製造する際
に、極板のバリがセパレータを突き抜けて極板同士がシ
ョートしないように、単繊維強度が５ｇ／ｄ以上の高強
度繊維を含んでいる。単繊維強度が５ｇ／ｄ未満ではシ
ョート防止効果がないためで、より好ましくは７ｇ／ｄ
以上の高強度繊維を使用する。なお、この単繊維強度は
ＪＩＳＬ１０１５（化学繊維ステープル試験法）に
よって測定した値をいう。

【００１７】この高強度繊維も耐アルカリ性に優れるよ
うに、前述のポリオレフィン系極細繊維と同様のポリオ
レフィン系樹脂成分（特にポリプロピレン）を、少なく
とも繊維表面に含んでいるのが好ましい。この高強度繊
維の線密度は、電解液の保持性を低下させないように、
線密度４０〜６５０μｇ／ｍであるのが好ましい。

【００１８】この高強度繊維は繊維長が５ｍｍ以上であ
れば、不織布構成繊維の平均繊維長を１０ｍｍ以上とす
ることも可能であるが、高強度繊維自体も高度に絡合す
るように、高強度繊維の繊維長は１０ｍｍ以上であるの
が好ましい。なお、湿式法により均一な繊維ウエブを形
成できるように、繊維長２５ｍｍ以下であるのが好まし
く、２０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

【００１９】この高強度繊維はショート防止性に優れる
ように、３０ｍａｓｓ％以上含んでいるのが好ましい。
他方、分割繊維及び後述の融着繊維の配合量との関係か
ら、４５ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。より好ま
しい配合量は３０〜４０ｍａｓｓ％である。

【００２０】本発明のセパレータは引張強さや剛軟度が
向上するように、融着繊維も含んでいる。この融着繊維
は分割繊維から発生する極細繊維による保液性や、高強
度繊維の強度を低下させないように、分割繊維構成樹脂
成分及び高強度繊維構成樹脂成分の融点よりも低い融点
を有する樹脂成分（以下、「低融点成分」ということが
ある）を、少なくとも繊維表面に有する融着繊維を使用
する。融着繊維を構成する低融点成分は、分割繊維構成
樹脂成分及び高強度繊維構成樹脂成分のいずれの樹脂成
分よりも、１０℃以上低い、好適には１５℃以上低い融
点を有するのが好ましい。

【００２１】この融着繊維も耐アルカリ性に優れるよう
に、前述のポリオレフィン系極細繊維と同様の樹脂成分
１種類以上からなるのが好ましい。なお、分割繊維を構
成する樹脂成分として、ポリエチレンとポリプロピレン
とを含むのが好ましいため、この分割繊維を構成するポ
リエチレンとして高密度ポリエチレンを使用し、融着繊
維の低融点成分として低密度ポリエチレンを使用するの
が好ましい。なお、融着繊維は単一成分からなっていて
も良いし、２種類以上の樹脂成分からなるものであって
も良いが、後者の方が、セパレータの引張強さをより向
上させることができるため、好適に使用できる。この２
種類以上の樹脂成分からなる場合、どのように配置して
いても良いが、例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサ
イド型のものを使用できる。

【００２２】この融着繊維の繊維長が５ｍｍ以上であれ
ば、不織布構成繊維の平均繊維長を１０ｍｍ以上とする
ことも可能であるが、融着繊維自体もより高度に絡合し
て融着できるように、融着繊維の繊維長は１０ｍｍ以上
であるのが好ましい。なお、湿式法により均一な繊維ウ
エブを形成できるように、繊維長２５ｍｍ以下であるの
が好ましく、２５ｍｍ以下であるのがより好ましい。こ
の融着繊維の線密度は電解液の保持性を低下させないよ
うに、１００μｇ／ｍ〜４５０μｇ／ｍであるのが好ま
しい。

【００２３】このような融着繊維は引張強さや剛軟度が
向上するように、２０ｍａｓｓ％以上含んでいるのが好
ましい。他方、分割繊維及び高強度繊維の配合量との関
係から、３５ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。より
好ましくは２０〜３０ｍａｓｓ％である。

【００２４】本発明のセパレータは、上述のようなポリ
オレフィン系極細繊維、高強度繊維、及び融着繊維、更
に場合により未分割の分割繊維を含むものであるが、必
要であれば、これら繊維以外の繊維を含んでいても良
い。この他の繊維も耐アルカリ性に優れるように、極細
繊維を構成する樹脂成分と同様のポリオレフィン系の樹
脂成分を１つ以上含む繊維であるのが好ましい。この他
の繊維も絡合性に優れるように、また湿式法により均一
な繊維ウエブを形成できるように、繊維長は１０ｍｍ〜
２５ｍｍであるのが好ましく、１５ｍｍ〜２０ｍｍであ
るのがより好ましい。また、他の繊維の配合量は、分割
繊維、高強度繊維、及び融着繊維の配合比率との関係か
ら、１５ｍａｓｓ％以下である。

【００２５】本発明のセパレータは上述のような分割繊
維、高強度繊維、及び融着繊維を含む繊維ウエブを、繊
維が均一に分散するように、湿式法により形成する。こ
の湿式法は従来公知の方法により形成できる。

【００２６】次いで、分割繊維の分割処理、繊維の絡合
処理、及び融着繊維の融着処理により不織布を形成す
る。この分割処理、絡合処理、及び融着処理はどのよう
な順序で行なっても良く、また、何度行なっても良い。
例えば、分割処理、絡合処理、融着処理の順に行なって
も良いし、融着処理、分割処理、絡合処理の順に行なっ
ても良いし、融着処理、分割処理、絡合処理、融着処理
の順に行なっても良い。本発明においては、湿式法によ
り形成した比較的繊維長の短い繊維を使用しているた
め、個々の繊維の自由度が高く、分割処理及び絡合処理
により、分割繊維の分割及び繊維の絡合が生じにくい傾
向にあるため、融着処理を行なって繊維の自由度を低く
した後に分割処理及び絡合処理を行なうのが好ましい。
なお、分割処理と絡合処理とは別々に行なっても良い
が、後述の流体流により処理する場合のように、分割処
理と絡合処理を同時に行なうのが好ましい。

【００２７】本発明で適用できる分割処理としては、例
えば、水流などの流体流、ニードル、カレンダー、或は
フラットプレスなどがある。これらの中でも、流体流に
よる分割処理は分割繊維の分割処理と繊維の絡合処理を
同時に行なうことができるため、好適である。

【００２８】本発明で適用できる絡合処理としては、例
えば、流体流、特に水流による処理がある。この流体流
による絡合処理は繊維ウエブ全体を均一に絡合すること
ができるため、好適である。

【００２９】この好適である流体流による分割及び絡合
条件、又は絡合条件としては、例えば、ノズル径０．０
５〜０．３ｍｍ、ピッチ０．２〜３ｍｍで一列又は二列
以上にノズルを配置したノズルプレートから、圧力１Ｍ
Ｐａ〜２９ＭＰａの流体流を噴出すれば良い。このよう
な流体流は１回以上、繊維ウエブの片面又は両面に対し
て噴出する。なお、流体流で処理する際に、繊維ウエブ
を載置するネットや多孔板の非開孔部が太いと、得られ
る不織布も大きな孔を有するものとなり、短絡が生じや
すくなるので、非開孔部の太さが０．２５ｍｍ以下の支
持体を使用するのが好ましい。

【００３０】本発明における融着処理としては、無圧下
で行なっても良いし、加圧下で行なっても良いし、或は
無圧下で融着させた後に加圧しても良いが、厚さを調整
する意味で、同時又は融着後に加圧するのが好ましい。
この融着装置としては、例えば、熱カレンダー、熱風貫
通式熱処理器、シリンダ接触型熱処理器などがある。な
お、加熱温度としては、加熱と加圧を同時に行なう場合
には、融着繊維の低融点成分の軟化温度から融点までの
範囲内の温度であるのが好ましく、加熱後に加圧を行な
う場合には、融着繊維の低融点成分の軟化温度から融点
よりも２０℃以上高い温度までの範囲内で行なうのが好
ましい。また、加圧条件としては、線圧力５〜３０Ｎ／
ｃｍであるのが好ましい。

【００３１】このようにして形成した不織布は引張強
さ、ショート防止性、引き裂き強度、及び剛軟度の優れ
るものであるが、耐アルカリ性に優れるように、ポリオ
レフィン系の繊維を主体としているため、電解液の保持
性に優れるように、親水化処理を施して、本発明のセパ
レータを形成する。この親水化処理としては、例えば、
スルホン化処理、フッ素ガス処理、ビニルモノマーのグ
ラフト重合、界面活性剤処理、放電処理、或は親水性樹
脂付与処理などがある。

【００３２】スルホン化処理としては、特に限定するも
のではないが、例えば、発煙硫酸、硫酸、三酸化イオ
ウ、クロロ硫酸、又は塩化スルフリルなどによる処理が
ある。これらの中でも、発煙硫酸によるスルホン化処理
は、反応性が高く、比較的容易にスルホン化できるた
め、好適である。

【００３３】フッ素ガス処理についても、特に限定する
ものではないが、例えば、不活性ガス（例えば、窒素ガ
ス、アルゴンガスなど）で希釈したフッ素ガスと、酸素
ガス、二酸化炭素ガス、及び二酸化硫黄ガスなどの中か
ら選んだ少なくとも１種類のガスとの混合ガスによる処
理を挙げることができる。なお、不織布に二酸化硫黄ガ
スをあらかじめ付着させた後に、フッ素ガスを接触させ
る方法は、より効率的で、恒久的な親水化処理方法であ
る。

【００３４】ビニルモノマーのグラフト重合としては、
ビニルモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビ
ニルピリジン、ビニルピロリドン、或いはスチレンを使
用することができる。なお、スチレンをグラフト重合し
た場合には、電解液との親和性を付与するために、スル
ホン化するのが好ましい。これらの中でも、アクリル酸
は電解液との親和性に優れているため、好適に使用でき
る。

【００３５】これらビニルモノマーの重合方法として
は、例えば、ビニルモノマーと重合開始剤を含む溶液中
に不織布を浸漬して加熱する方法、不織布にビニルモノ
マーを塗布した後に放射線を照射する方法、不織布に放
射線を照射した後にビニルモノマーと接触させる方法、
増感剤を含むビニルモノマー溶液を不織布に含浸した後
に紫外線を照射する方法などがある。なお、ビニルモノ
マー溶液と不織布とを接触させる前に、紫外線照射、コ
ロナ放電、プラズマ放電などにより、不織布表面を改質
処理すると、ビニルモノマー溶液との親和性が高いた
め、効率的にグラフト重合できる。

【００３６】界面活性剤処理としては、例えば、アニオ
ン系界面活性剤（例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属
塩、アルキルスルホン酸塩、もしくはスルホコハク酸エ
ステル塩など）、又はノニオン系界面活性剤（例えば、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、もしくはポリオ
キシエチレンアルキルフェノールエーテルなど）の溶液
中に不織布を浸漬したり、この溶液を不織布に塗布、散
布、又はコーティングして付着させることができる。

【００３７】放電処理としては、例えば、コロナ放電処
理、プラズマ処理、グロー放電処理、沿面放電処理、又
は電子線処理などがある。

【００３８】親水性樹脂付与処理としては、例えば、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、架
橋可能なポリビニルアルコール、又はポリアクリル酸な
どの親水性樹脂を付着させることができる。これらの親
水性樹脂は適当な溶媒に溶解又は分散させた後、この溶
媒中に不織布を浸漬したり、この溶媒を不織布に塗布、
散布、又はコーティングし、乾燥して付着させることが
できる。なお、親水性樹脂の付着量は、通気性を損なわ
ないように、セパレータ全体の０．３〜１ｍａｓｓ％で
あるのが好ましい。

【００３９】この架橋可能なポリビニルアルコールとし
ては、例えば、水酸基の一部を感光性基で置換したポリ
ビニルアルコールがあり、より具体的には、感光性基と
してスチリルピリジニウム系のもの、スチリルキノリニ
ウム系のもの、スチリルベンゾチアゾリウム系のもので
置換したポリビニルアルコールがある。この架橋可能な
ポリビニルアルコールも他の親水性樹脂と同様にして不
織布に付着させた後、光照射によって架橋させることが
できる。このような水酸基の一部を感光性基で置換した
ポリビニルアルコールは、耐アルカリ性に優れ、しかも
イオンとキレート形成できる水酸基を多く含んでおり、
放電時及び／又は充電時に、極板上に樹枝状の金属が析
出する前のイオンとキレートを形成し、電極間の短絡を
生じにくいので、好適に使用できる。

【００４０】このようにして得られる本発明のセパレー
タの面密度は３０〜１００ｇ／ｍ²、より好ましくは４
０〜８０ｇ／ｍ²である。面密度が３０ｇ／ｍ²未満であ
ると、引張強さが不足する場合があり、１００ｇ／ｍ²
を越えると、厚さが厚くなり過ぎるためである。

【００４１】本発明のセパレータのたて方向（長さ方
向）における引張強さは、電池（極板群構成）を製造す
る段階の張力によって破断しないように、８０Ｎ／５０
ｍｍ以上であるのが好ましく、１００Ｎ／５０ｍｍ以上
であるのがより好ましい。この引張強さは、幅５０ｍｍ
のセパレータを引張強さ試験機（オリエンテック製、テ
ンシロンＵＴＭ−III−１００）に固定し（チャック間
の距離１００ｍｍ）、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで測
定した値をいう。

【００４２】本発明のセパレータのたて方向における引
き裂き強度は、電池（極板群構成）を製造する際に、極
板等のエッジによりセパレータが引き裂かれるのを防ぐ
ために、１０Ｎ／５０ｍｍ以上であるのが好ましく、２
０Ｎ／５０ｍｍ以上であるのがより好ましく、２５Ｎ／
５０ｍｍ以上であるのが最も好ましい。なお、この引き
裂き強度はＪＩＳＬ１０９６^-1990（一般織物試験
方法、トラペゾイド法）により得られる値をいう。

【００４３】本発明のセパレータのたて方向における剛
軟度は、電池（極板群構成）を製造する際に、セパレー
タの形状を保ち、極板とセパレータとが巻きずれを生じ
ないように、１０ｍｇ以上であるのが好ましく、１５ｍ
ｇ以上であるのがより好ましい。なお、この剛軟度はＪ
ＩＳＬ１０９６（曲げ反発性、Ａ法（ガーレー
法））により得られる値をいう。

【００４４】このように、本発明のセパレータは電解液
の保持性に優れるのはもちろんのこと、引張強さ、ショ
ート防止性、引き裂き強度、剛軟度も優れているため、
安定して電池を製造できるものである。なお、本発明の
セパレータは、例えば、アルカリマンガン電池、水銀電
池、酸化銀電池、空気電池などの一次電池、ニッケル−
カドミウム電池、銀−亜鉛電池、銀−カドミウム電池、
ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池などの二次電
池に使用できる。

【００４５】以下に、本発明のセパレータの実施例を記
載するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００４６】

【実施例】（実施例１）分割繊維として、図３に示すような、ポリ
プロピレン成分（図中記号１２、円形状で、線密度２．
２μｇ／ｍのポリプロピレン極細繊維を（融点：１６０
℃）１本発生可能、扇状で、線密度８．９μｇ／ｍのポ
リプロピレン極細繊維（融点：１６０℃）を８本発生可
能）と、高密度ポリエチレン成分（図中記号１１、線密
度８．９μｇ／ｍの高密度ポリエチレン極細繊維（融
点：１３０℃）を８本発生可能）とからなる、オレンジ
状断面を有する、線密度１４４μｇ／ｍ、繊維長１５ｍ
ｍの繊維４０ｍａｓｓ％、高強度繊維として、単繊維強
度９ｇ／ｄ、線密度２２２μｇ／ｍ、繊維長１０ｍｍの
ポリプロピレン繊維（融点：１６０℃）３５ｍａｓｓ
％、融着繊維として、芯成分がポリプロピレンからな
り、鞘成分が低密度ポリエチレン（融点：１１０℃）か
らなる、線密度２２２μｇ／ｍ、繊維長１０ｍｍの芯鞘
型繊維２５ｍａｓｓ％とを混合分散させたスラリーを、
常法の湿式抄造法により繊維ウエブを形成した。

【００４７】次いで、この繊維ウエブを１２５℃で熱処
理することにより、融着繊維の低密度ポリエチレン成分
のみを融着した。次いで、この融着した繊維ウエブを線
径０．１５ｍｍのネット上に載置し、ノズル径０．１３
ｍｍ、ピッチ０．６ｍｍのノズルプレートから圧力１
２．７ＭＰａの水流を両面交互に２回づつ噴出して、分
割繊維の分割、及び繊維を絡合した。その後、絡合した
繊維ウエブを１２５℃で熱処理して、融着繊維の低密度
ポリエチレン成分のみを再度融着し、不織布を形成し
た。更に、この不織布を線圧９．８Ｎ／ｃｍでカレンダ
ー処理した後、フッ素ガス、酸素ガス、及び二酸化硫黄
ガスの混合ガスによりフッ素ガス処理を行い、面密度５
５ｇ／ｍ²、厚さ０．１５ｍｍのセパレータを形成し
た。

【００４８】（実施例２）分割繊維として、繊維長が１
０ｍｍであること以外は実施例１と同じ分割繊維を４０
ｍａｓｓ％使用した。このこと以外は実施例１と全く同
様にして、繊維ウエブの形成、融着繊維の融着、水流に
よる分割繊維の分割及び絡合、融着繊維の再融着、カレ
ンダー処理、及びフッ素ガス処理を行い、面密度５５ｇ
／ｍ²、厚さ０．１５ｍｍのセパレータを形成した。

【００４９】（実施例３）実施例１と同じ分割繊維、高
強度繊維、融着繊維を、５０：３０：２０の質量比で混
合したこと以外は、実施例１と全く同様にして、繊維ウ
エブの形成、融着繊維の融着、水流による分割繊維の分
割及び絡合、融着繊維の再融着、カレンダー処理、及び
フッ素ガス処理を行い、面密度５５ｇ／ｍ²、厚さ０．
１５ｍｍのセパレータを形成した。

【００５０】（実施例４）実施例１と全く同様にして形
成した、面密度５０ｇ／ｍ²の不織布に、下記の配合か
らなるアクリル酸モノマー水溶液を含浸した後、脱酸素
条件下でポリプロピレン製の袋に入れて密閉し、不織布
の両面に対して、１１０ワットの高圧水銀灯を２個づつ
使用して、１５ｃｍの距離から１分間照射して、アクリ
ル酸をグラフト重合した。次いで、このグラフト処理し
た不織布を線圧力９．８Ｎ／ｃｍでカレンダー処理し
て、目付５５ｇ／ｍ²、厚さ０．１５ｍｍのセパレータ
を得た。

【００５１】記（アクリル酸モノマー水溶液の配合、重量％）アクリル酸モノマー・・・２０．０水・・・７６．７ベンゾフェノン・・・０．２ノニオン系界面活性剤・・・３．０硫酸第１鉄・・・０．１

【００５２】（比較例１）分割繊維として、繊維長が５
ｍｍであること以外は実施例１と同じ分割繊維を４０ｍ
ａｓｓ％使用した。このこと以外は実施例１と全く同様
にして、繊維ウエブの形成、融着繊維の融着、水流によ
る分割繊維の分割及び絡合、融着繊維の再融着、カレン
ダー処理、及びフッ素ガス処理を行い、面密度５５ｇ／
ｍ²、厚さ０．１５ｍｍのセパレータを形成した。

【００５３】（比較例２）高強度繊維として、単繊維強
度４ｇ／ｄ、線密度２２２μｇ／ｍ、繊維長１０ｍｍの
ポリプロピレン繊維（融点：１６０℃）を３５ｍａｓｓ
％使用したこと以外は実施例１と全く同様にして、繊維
ウエブの形成、融着繊維の融着、水流による分割繊維の
分割及び絡合、融着繊維の再融着、カレンダー処理、及
びフッ素ガス処理を行い、面密度５５ｇ／ｍ²、厚さ
０．１５ｍｍのセパレータを形成した。

【００５４】（たて方向における引張強さ）実施例１〜
４及び比較例１〜２のセパレータのたて方向における引
張強さを、引張強さ試験機（オリエンテック製、テンシ
ロンＵＴＭ−III−１００）に固定し（チャック間の距
離１００ｍｍ）、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで測定し
た。なお、セパレータの幅５０ｍｍにて測定した。この
結果は表１に示す通りであった。

【００５５】

【表１】

【００５６】（耐貫通指数）実施例１〜４及び比較例１
〜２のセパレータを各々重ねて、合計約２ｍｍの厚さと
し、その一番上のセパレータに対して、ハンディー圧縮
試験機（カトーテック製、ＫＥＳ−Ｇ５）に取り付けら
れたステンレス製ジグ（厚さ：０．５ｍｍ、先端の刃先
角度：６０°）を、０．０１ｃｍ／ｓの速度で垂直に突
き刺し、一番上のセパレータを切断するのに要する力を
測定した。この時、比較例２のセパレータを切断するた
めに要する力を基準（１００）とした時の、各セパレー
タを切断するために要する力の比率を、そのセパレータ
の耐貫通指数（％）とした。この結果は表１に示す通り
であった。

【００５７】（たて方向における引き裂き強度）実施例
１〜４及び比較例１〜２のセパレータのたて方向におけ
る引き裂き強度を、ＪＩＳＬ１０９６^-1990（一般
織物試験方法、トラペゾイド法）により測定した。この
結果は表１に示す通りであった。

【００５８】（たて方向における剛軟度）実施例１〜４
及び比較例１〜２のセパレータのたて方向における剛軟
度を、ＪＩＳＬ１０９６（曲げ反発性、Ａ法（ガー
レー法））により測定した。この結果は表１に示す通り
であった。

【００５９】（加圧保液率）直径３０ｍｍに裁断した実
施例１〜４及び比較例１〜２のセパレータをそれぞれ、
温度２０℃、相対湿度６５％の状態下で、水分平衡に至
らせた後、質量（Ｍ₀）を測定した。次に、セパレータ
中の空気を水酸化カリウム溶液で置換するように、比重
１．３（２０℃）の水酸化カリウム溶液中に１時間浸漬
し、水酸化カリウム溶液を保持させた。次に、このセパ
レータを上下３枚づつのろ紙（直径３０ｍｍ）で挟み、
加圧ポンプにより、５．７ＭＰａの圧力を３０秒間作用
させた後、セパレータの質量（Ｍ₁）を測定した。そし
て、下記の式により、加圧保液率を求めた。なお、この
測定は１つのセパレータに対して４回行ない、その平均
を加圧保液率とした。この結果は表１に示す通りであっ
た。記加圧保液率（％）＝［（Ｍ₁−Ｍ₀）／Ｍ₀］×１００

【００６０】

【発明の効果】本発明のアルカリ電池用セパレータは、
物理的作用によりポリオレフィン系極細繊維を発生可能
な分割繊維、単繊維強度が５ｇ／ｄ以上の高強度繊維、
及び、該分割繊維構成樹脂成分及び該高強度繊維構成樹
脂成分の融点よりも低い融点を有する樹脂成分を、少な
くとも繊維表面に有する融着繊維を含む、湿式法により
形成した繊維ウエブを、分割繊維の分割処理、繊維の絡
合処理、及び該融着繊維の融着処理により形成した不織
布を、親水化処理したものであり、該不織布構成繊維の
平均繊維長が１０ｍｍ以上のものである。

【００６１】このように、本発明のセパレータは構成繊
維の平均繊維長が１０ｍｍ以上と、従来よりも長く、分
割繊維の分割処理を効率的に行なうことができるため、
電解液の保持性に優れている。また、平均繊維長が長い
ため、絡合処理により高度に絡合でき、しかも高度に絡
合した状態で融着繊維が融着しているため、引張強さ、
引き裂き強度、及び剛軟度に優れ、安定して電池を製造
することができる。また、高強度繊維を含んでおり、こ
の高強度繊維も高度に絡合しているため、極板のバリが
セパレータを突き抜けて極板同士でショートすることも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分割繊維の模式的な断面図

【図２】本発明の他の分割繊維の模式的な断面図

【図３】本発明の他の分割繊維の模式的な断面図

【図４】本発明の他の分割繊維の模式的な断面図

【図５】本発明の他の分割繊維の模式的な断面図

【符号の説明】

１分割繊維１１一成分１２他成分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物理的作用によりポリオレフィン系極細
繊維を発生可能な分割繊維、単繊維強度が５ｇ／ｄ以上
の高強度繊維、及び、該分割繊維構成樹脂成分及び該高
強度繊維構成樹脂成分の融点よりも低い融点を有する樹
脂成分を、少なくとも繊維表面に有する融着繊維を含
む、湿式法により形成した繊維ウエブを、分割繊維の分
割処理、繊維の絡合処理、及び該融着繊維の融着処理に
より形成した不織布を、親水化処理したものであり、該
不織布構成繊維の平均繊維長が１０ｍｍ以上であること
を特徴とする、アルカリ電池用セパレータ。
【請求項２】不織布を構成する各繊維の繊維長が、い
ずれも１０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１
記載のアルカリ電池用セパレータ。