JPH10312787A

JPH10312787A - アルカリ電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH10312787A
Application number: JP9139356A
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: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-11-24
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JP3653375B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安定して電池を製造でき、しかも電解液の保
持性に優れ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、
単繊維強度２５ｇ／ｄ以上の高強力ポリエチレン繊維を
含む不織布を親水化処理したものからなる。

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
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
ショートしたり、或は極板等のエッジによりセパレータ
が引き裂かれることがあるため、歩留まりが悪くなると
いう問題があった。また、この問題以外に、電解液の保
持性が悪くなるという問題もあった。

【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
安定して電池を製造でき、しかも電解液の保持性に優れ
るアルカリ電池用セパレータを提供することを目的とす
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、単繊維強度２５ｇ／ｄ以上の高強力ポリエチレ
ン繊維を含む不織布を親水化処理したものからなる。こ
の高強力ポリエチレン繊維は優れた強度及び弾性率を有
するため、この高強力ポリエチレン繊維を含むセパレー
タは、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
板同士でショートしたり、或は極板等のエッジによりセ
パレータが引き裂かれることがないため、安定して電池
を製造できるものである。また、本発明のセパレータは
親水化処理されているため、電解液の保持性にも優れて
いる。

【０００６】特に本発明のセパレータが、線密度４５μ
ｇ／ｍ以下のポリオレフィン系極細繊維と、高強力ポリ
エチレン繊維と、該ポリオレフィン系極細繊維構成樹脂
成分及び高強力ポリエチレン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
繊維とを含み、これらの繊維が絡合していると共に該融
着繊維が融着した不織布を親水化処理したものからなる
と、ポリオレフィン系極細繊維を含んでいるため、電解
液の保持性により優れ、しかも融着繊維を含み、この融
着繊維が融着しているため、剛性があり、結果として、
電池（極板群構成）を製造する際に、極板とセパレータ
とが巻きずれを生じないので、より安定して電池を製造
できるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のセパレータは、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
トしたり、或は極板等のエッジによりセパレータが引き
裂かれることがないように、高強力ポリエチレン繊維を
含んでいる。なお、高強力ポリエチレンは耐薬品性に優
れているため、電解液によって侵されないので、長期に
わたって安定した性能を発揮するというメリットもあ
る。

【０００８】この高強力ポリエチレン繊維は、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
トしたり、或は極板等のエッジによりセパレータが引き
裂かれることがないように、単繊維強度が２５ｇ／ｄ以
上である必要があり、単繊維強度が３０ｇ／ｄ以上であ
るのがより好ましい。なお、この単繊維強度はＪＩＳ
Ｌ１０１５（化学繊維ステープル試験法）によって測
定した値をいう。なお、この高強力ポリエチレン繊維は
市販されているため、容易に入手できる。

【０００９】この高強力ポリエチレン繊維は電解液の保
持性に優れるように、線密度４０〜６５０μｇ／ｍであ
るのが好ましく、より好ましくは５０〜３５０μｇ／ｍ
である。また、この高強力ポリエチレン繊維の繊維長
は、繊維ウエブの製造方法によって異なり、繊維ウエブ
を湿式法により形成する場合には、１〜３０ｍｍ長程度
の高強力ポリエチレン繊維を使用することができ、カー
ド法やエアレイ法などの乾式法により形成する場合に
は、２５〜１１０ｍｍ長程度の高強力ポリエチレン繊維
を使用できる。

【００１０】この高強力ポリエチレン繊維は、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しない
ように、１ｍａｓｓ％以上含んでいるのが好ましく、多
ければ多いほどショートしにくいため、５ｍａｓｓ％以
上含んでいるのがより好ましい。なお、後述のようなポ
リオレフィン系極細繊維や融着繊維を含む場合には、こ
れら繊維の配合量との関係から、４５ｍａｓｓ％以下で
あるのが好ましく、より好ましくは４０ｍａｓｓ％以下
である。また、後述の単繊維強度が６ｇ／ｄ以上のポリ
オレフィン系繊維を含んでいる場合には、単繊維強度が
６ｇ／ｄ以上のポリオレフィン系繊維と高強力ポリエチ
レン繊維との総量が４５ｍａｓｓ％以下であるのが好ま
しく、より好ましくは４０ｍａｓｓ％以下である。

【００１１】本発明においては、電解液を均一に保持で
きるように、また耐電解液性に優れるように、線密度４
５μｇ／ｍ以下のポリオレフィン系極細繊維を含んでい
るのが好ましい。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、或はエチレン−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、エチレン−アクリル酸共
重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−
ビニルアルコール共重合体などのエチレン系共重合体な
どの樹脂成分を１種類以上含む極細繊維からなる。これ
らポリオレフィン系極細繊維の中でも、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。

【００１２】なお、極細繊維の線密度が小さければ小さ
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、３５μｇ／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く、２．５μｇ／ｍ以上であるのが
より好ましい。

【００１３】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、又は化学的作用
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。他方、化学的処理としては、
例えば、溶剤による樹脂成分の溶解除去や、溶剤による
樹脂成分の膨潤などがある。

【００１４】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。物理的作用により分割する場合、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。

【００１５】この分割繊維は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できるよう
に、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。

【００１６】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。

【００１７】この分割繊維、つまりポリオレフィン系極
細繊維の繊維長も繊維ウエブの製造方法によって異な
り、繊維ウエブを湿式法により形成する場合には、１〜
３０ｍｍ長程度であり、カード法やエアレイ法などの乾
式法により形成する場合には、２５〜１１０ｍｍ長程度
であり、メルトブロー法やスパンボンド法により形成す
る場合には、特に限定されない。

【００１８】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、高強力ポリエチレン繊維及び後述の融着繊維
などの配合量との関係から、６５ｍａｓｓ％以下である
のが好ましい。より好ましい配合量は３５〜４５ｍａｓ
ｓ％である。

【００１９】本発明においては、セパレータの引張強さ
や剛軟度が向上するように、融着繊維を含んでいるのが
好ましい。この融着繊維は分割繊維から発生するポリオ
レフィン系極細繊維による保液性や、高強力ポリエチレ
ン繊維の強度を低下させないように、ポリオレフィン系
極細繊維構成樹脂成分及び高強力ポリエチレン成分の融
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、ポリオレフィン系極細繊維構成樹脂成分及び高強力
ポリエチレン成分のいずれの樹脂成分よりも、５℃以上
低い、好適には１０℃以上低い融点を有するのが好まし
い。

【００２０】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。

【００２１】この融着繊維の繊維長も繊維ウエブの製造
方法によって異なり、繊維ウエブを湿式法により形成す
る場合には、１〜３０ｍｍ長程度であり、カード法やエ
アレイ法などの乾式法により形成する場合には、２５〜
１１０ｍｍ長程度であり、メルトブロー法やスパンボン
ド法により形成する場合には、特に限定されない。ま
た、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。

【００２２】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、分割繊維及び高強力ポリエチレン繊維の
配合量との関係から、５０ｍａｓｓ％以下であるのが好
ましい。より好ましくは２０〜３０ｍａｓｓ％である。

【００２３】本発明の好適なセパレータは、上述のよう
な高強力ポリエチレン繊維、ポリオレフィン系極細繊
維、及び融着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
上含むポリオレフィン系繊維であるのが好ましい。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、４４ｍａｓｓ％以下
である。

【００２４】この好適であるポリオレフィン系繊維とし
ては、例えば、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む繊維があり、特に好適に
は、単繊維強度が６ｇ／ｄ以上のポリオレフィン系繊維
（特にポリプロピレン繊維）を使用できる。この単繊維
強度が６ｇ／ｄ以上のポリオレフィン系繊維（特にポリ
プロピレン繊維）を使用することにより、更に安定して
電池を製造できる。

【００２５】この他の繊維の線密度は電解液の保持性を
低下させないように、４０〜６５０μｇ／ｍであるのが
好ましい。また、他の繊維の繊維長も繊維ウエブの製造
方法によって異なり、繊維ウエブを湿式法により形成す
る場合には、１〜３０ｍｍ長程度であり、カード法やエ
アレイ法などの乾式法により形成する場合には、２５〜
１１０ｍｍ長程度であり、メルトブロー法やスパンボン
ド法により形成する場合には、特に限定されない。

【００２６】本発明のセパレータは高強力ポリエチレン
繊維を含むものであり、好適には高強力ポリエチレン繊
維以外に、ポリオレフィン系極細繊維、融着繊維、及び
単繊維強度が６ｇ／ｄ以上のポリオレフィン系繊維（特
にポリプロピレン繊維）を含む不織布を親水化処理した
ものである。

【００２７】この不織布は、湿式法、カード法やエアレ
イ法などの乾式法、メルトブロー法やスパンボンド法な
どの直接法により繊維ウエブを形成した後、繊維ウエブ
単独で、又は積層した後に、絡合処理及び／又は融着処
理を施すことにより形成できる。特に絡合処理と融着処
理のいずれの処理も施した不織布は引張強さ、引き裂き
強度、剛性、及び耐ショート性に優れているため、好適
に使用できる。なお、繊維ウエブを湿式法により形成
し、絡合処理を施す場合には、繊維同士が絡合しやすい
ように、平均繊維長が１０ｍｍ以上の繊維ウエブとする
のが好ましく、繊維ウエブを構成するいずれの繊維の繊
維長も１０ｍｍ以上であるのが好ましい。また、これら
繊維ウエブは単独である必要はなく、異種の繊維ウエブ
を積層しても良い。特に、乾式法により形成した繊維ウ
エブと湿式法により形成した繊維ウエブとを積層する
と、強度と緻密さとを兼ね備えたセパレータを形成でき
るので、好適な組み合わせである。

【００２８】この絡合処理と融着処理とを併用する場
合、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、絡合処
理、融着処理の順に行なっても良いし、融着処理、絡合
処理の順に行なっても良いし、融着処理、絡合処理、融
着処理の順に行なっても良い。不織布を湿式法により形
成する場合には、個々の繊維の自由度が高く、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絡合処理を行なうのが好ましい。

【００２９】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。この流体流による絡合条件
としては、例えば、ノズル径０．０５〜０．３ｍｍ、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１ＭＰａ〜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】なお、分割繊維を使用する場合には、分割
処理が必要になるが、前述の流体流による絡合処理と同
時に分割することができるため、工程上、好適である。
なお、その他の分割処理としては、例えば、ニードル、
カレンダー、或はフラットプレスなどがある。

【００３２】このようにして形成した不織布は引張強
さ、耐ショート性、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
により優れるように、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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】

【実施例】

（実施例１）高強力ポリエチレン繊維として、単繊維強
度３３ｇ／ｄ、線密度１１１μｇ／ｍ、繊維長１０ｍｍ
の繊維（ダイニーマ、東洋紡績（株）製）５ｍａｓｓ
％、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（融点：１６０℃）を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８．９
μｇ／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１５ｍｍの繊維４
０ｍａｓｓ％、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：１
６０℃）３０ｍａｓｓ％、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。

【００４８】次いで、この繊維ウエブを１１５℃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１１５℃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
０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成し
た。

【００４９】（実施例２）実施例１と同じ高強力ポリエ
チレン繊維を１０ｍａｓｓ％、実施例１と同じ分割繊維
４０ｍａｓｓ％、実施例１と同じ単繊維強度９ｇ／ｄの
ポリプロピレン繊維２５ｍａｓｓ％、及び実施例１と同
じ融着繊維２５ｍａｓｓ％を使用したこと以外は、実施
例１と全く同様にして、繊維ウエブを形成した。次い
で、実施例１と全く同様にして、熱処理、水流による分
割と絡合処理、熱処理、カレンダー処理、及びフッ素ガ
ス処理を行い、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍ
のセパレータを形成した。

【００５０】（実施例３）実施例１と同じ高強力ポリエ
チレン繊維を３５ｍａｓｓ％、実施例１と同じ分割繊維
４０ｍａｓｓ％、及び実施例１と同じ融着繊維２５ｍａ
ｓｓ％を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にし
て、繊維ウエブを形成した。次いで、実施例１と全く同
様にして、熱処理、水流による分割と絡合処理、熱処
理、カレンダー処理、及びフッ素ガス処理を行い、面密
度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成
した。

【００５１】（実施例４）実施例１と同じ高強力ポリエ
チレン繊維を１０ｍａｓｓ％、実施例１と同じ分割繊維
２０ｍａｓｓ％、実施例１と同じ単繊維強度９ｇ／ｄの
ポリプロピレン繊維２５ｍａｓｓ％、実施例１と同じ融
着繊維２５ｍａｓｓ％、及び図１に示すような、ポリプ
ロピレン成分（図中記号１２、扇状で、線密度２０．８
μｇ／ｍのポリプロピレン極細繊維（融点：１６０℃）
を８本発生可能）と、エチレン−ビニルアルコール成分
（図中記号１１、扇状で、線密度２０．８μｇ／ｍのエ
チレン−ビニルアルコール極細繊維を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３３３μｇ
／ｍ、繊維長６ｍｍの繊維２０ｍａｓｓ％を使用したこ
と以外は、実施例１と全く同様にして、繊維ウエブを形
成した。次いで、実施例１と全く同様にして、熱処理、
水流による分割と絡合処理、熱処理、カレンダー処理、
及びフッ素ガス処理を行い、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ
０．１２ｍｍのセパレータを形成した。

【００５２】（実施例５）繊維長が３８ｍｍであること
以外は実施例１と同じ高強力ポリエチレン繊維１０ｍａ
ｓｓ％、繊維長が２５ｍｍであること以外は実施例１と
同じ分割繊維４０ｍａｓｓ％、繊維長が４５ｍｍである
こと以外は実施例１と同じ単繊維強度９ｇ／ｄのポリプ
ロピレン繊維２５ｍａｓｓ％、及び繊維長が３８ｍｍで
あること以外は実施例１と同じ融着繊維２５ｍａｓｓ％
を混綿し、カード機により開繊し、一方向性繊維ウエブ
を形成した。次いで、この一方向性繊維ウエブを実施例
１と全く同様にして、熱処理、水流による分割と絡合処
理、熱処理、カレンダー処理、及びフッ素ガス処理を行
い、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレー
タを形成した。

【００５３】（実施例６）実施例２と全く同様にして、
面密度３０ｇ／ｍ²の繊維ウエブを形成した。他方、実
施例５と全く同様にして一方向性繊維ウエブＡを形成し
た後、この一方向性繊維ウエブＡ上に、同様に形成した
一方向性繊維ウエブＢをクロスレイヤーにより、一方向
性繊維ウエブＡの長さ方向に対して交差させながら積層
して、面密度２０ｇ／ｍ²の積層繊維ウエブを形成し
た。次いで、面密度３０ｇ／ｍ²の繊維ウエブを積層繊
維ウエブの一方向性繊維ウエブＡ上に積層した後、実施
例１と全く同様にして、熱処理、水流による分割と絡合
処理、熱処理、カレンダー処理、及びフッ素ガス処理を
行い、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレ
ータを形成した。

【００５４】（比較例１）実施例１と同じ分割繊維４０
ｍａｓｓ％、実施例１と同じ融着繊維２５ｍａｓｓ％、
及び単繊維強度４ｇ／ｄ、線密度２２２μｇ／ｍ、繊維
長１０ｍｍのポリプロピレン繊維（融点：１６０℃）３
５ｍａｓｓ％を使用したこと以外は、実施例１と全く同
様にして、繊維ウエブを形成した。次いで、実施例１と
全く同様にして、熱処理、水流による分割と絡合処理、
熱処理、カレンダー処理、及びフッ素ガス処理を行い、
面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを
形成した。

【００５５】（比較例２）繊維長が２５ｍｍであること
以外は実施例１と同じ分割繊維４０ｍａｓｓ％、、繊維
長が３８ｍｍであること以外は実施例１と同じ融着繊維
２５ｍａｓｓ％、及び単繊維強度４ｇ／ｄ、線密度２２
２μｇ／ｍ、繊維長４５ｍｍのポリプロピレン繊維（融
点：１６０℃）３５ｍａｓｓ％を混綿し、カード機によ
り開繊し、一方向性繊維ウエブを形成した。次いで、こ
の一方向性繊維ウエブを実施例１と全く同様にして、熱
処理、水流による分割と絡合処理、熱処理、カレンダー
処理、及びフッ素ガス処理を行い、面密度５０ｇ／
ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成した。

【００５６】（各種物性）実施例１〜６及び比較例１〜
２のセパレータのたて方向（長さ方向）における引張強
さ、たて方向における引き裂き強度、及びたて方向にお
ける剛軟度は表１に示す通りであった。

【００５７】

【表１】

【００５８】（耐貫通指数）実施例１〜６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１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。

【００５９】（加圧保液率）直径３０ｍｍに裁断した実
施例１〜６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、
高強力ポリエチレン繊維を含む不織布を親水化処理した
ものからなる。この高強力ポリエチレン繊維は優れた強
度を有するため、この高強力ポリエチレン繊維を含むセ
パレータは、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したり、或は極板等のエッジに
よりセパレータが引き裂かれることがないため、安定し
て電池を製造できるものである。また、本発明のセパレ
ータは親水化処理されているため、電解液の保持性にも
優れている。

【００６１】特に本発明のセパレータが、線密度４５μ
ｇ／ｍ以下のポリオレフィン系極細繊維と、高強力ポリ
エチレン繊維と、該ポリオレフィン系極細繊維構成樹脂
成分及び高強力ポリエチレン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
繊維とを含み、これらの繊維が絡合していると共に該融
着繊維が融着した不織布を親水化処理したものからなる
と、ポリオレフィン系極細繊維を含んでいるため、電解
液の保持性により優れ、しかも融着繊維を含み、この融
着繊維が融着しているため、剛性があり、結果として、
電池（極板群構成）を製造する際に、極板とセパレータ
とが巻きずれを生じないので、より安定して電池を製造
できるものである。

【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】単繊維強度２５ｇ／ｄ以上の高強力ポリ
エチレン繊維（以下、単に「高強力ポリエチレン繊維」
という）を含む不織布を親水化処理したものからなるこ
とを特徴とする、アルカリ電池用セパレータ。
【請求項２】線密度４５μｇ／ｍ以下のポリオレフィ
ン系極細繊維と、高強力ポリエチレン繊維と、該ポリオ
レフィン系極細繊維構成樹脂成分及び高強力ポリエチレ
ン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とを含み、これらの繊
維が絡合していると共に該融着繊維が融着した不織布を
親水化処理したものからなることを特徴とする、アルカ
リ電池用セパレータ。
【請求項３】更に、単繊維強度６ｇ／ｄ以上のポリオ
レフィン系繊維を含んでいることを特徴とする請求項２
に記載のアルカリ電池用セパレータ。