JPH11283602A - 電池用セパレータ - Google Patents
電池用セパレータInfo
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- JPH11283602A JPH11283602A JP10082355A JP8235598A JPH11283602A JP H11283602 A JPH11283602 A JP H11283602A JP 10082355 A JP10082355 A JP 10082355A JP 8235598 A JP8235598 A JP 8235598A JP H11283602 A JPH11283602 A JP H11283602A
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- nonwoven fabric
- layer
- treatment
- battery separator
- battery
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、極細繊維からなり、比表面積
が大きく、薄膜であって、かつ容易に製造できる不織布
に親水化処理を施すことで、保液性に優れた電池用セパ
レータを提供することである。 【解決手段】ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径
５μｍ以下の微細繊維からなる不織布層を中間層とし、
ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径５〜２０μｍ
の不織布層を上下層として積層した３層構造で、かつ総
坪量が２０〜９０ｇ／ｍ2である不織布に親水化処理が
なされており、特に中間層がメルトブロー不織布層であ
るり、上下層がスパンボンド不織布である電池用セパレ
ータ。
が大きく、薄膜であって、かつ容易に製造できる不織布
に親水化処理を施すことで、保液性に優れた電池用セパ
レータを提供することである。 【解決手段】ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径
５μｍ以下の微細繊維からなる不織布層を中間層とし、
ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径５〜２０μｍ
の不織布層を上下層として積層した３層構造で、かつ総
坪量が２０〜９０ｇ／ｍ2である不織布に親水化処理が
なされており、特に中間層がメルトブロー不織布層であ
るり、上下層がスパンボンド不織布である電池用セパレ
ータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル−カドミ
ウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−亜鉛電池等
に代表されるアルカリ二次電池に用いることができる電
池用セパレータに関する。
ウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−亜鉛電池等
に代表されるアルカリ二次電池に用いることができる電
池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池は、少なくとも正極、
負極、電池用セパレータ、電解液とから構成されてい
る。アルカリ二次電池で使用されている電池用セパレー
タには、電解液（アルカリ性水溶液）との親和性が良
く、吸液速度、保液性が優れていること、長時間の充放
電の繰り返しに耐えることができる耐アルカリ性および
耐酸化性を有していること、内部抵抗が小さく、電池内
部で発生した気体、イオンの透過を妨げることがない充
分な通気性を有すること、電池の小型化に対応できるよ
うに薄膜であり、かつ厚みが均一で、機械的強度にも優
れること等の性能が要求されている。また、電池の小型
化に対応するためには、薄膜化が必要である。
負極、電池用セパレータ、電解液とから構成されてい
る。アルカリ二次電池で使用されている電池用セパレー
タには、電解液（アルカリ性水溶液）との親和性が良
く、吸液速度、保液性が優れていること、長時間の充放
電の繰り返しに耐えることができる耐アルカリ性および
耐酸化性を有していること、内部抵抗が小さく、電池内
部で発生した気体、イオンの透過を妨げることがない充
分な通気性を有すること、電池の小型化に対応できるよ
うに薄膜であり、かつ厚みが均一で、機械的強度にも優
れること等の性能が要求されている。また、電池の小型
化に対応するためには、薄膜化が必要である。
【０００３】このような性能を満たす電池用セパレータ
として、一般に不織布が用いられる。電池用セパレータ
の薄膜化のためには、坪量を小さくすることが必須であ
る。しかしながら、坪量を小さくすると、不織布の保液
性もまた低下し、電池反応に必要な電解液を保持できな
いという問題が生じる。
として、一般に不織布が用いられる。電池用セパレータ
の薄膜化のためには、坪量を小さくすることが必須であ
る。しかしながら、坪量を小さくすると、不織布の保液
性もまた低下し、電池反応に必要な電解液を保持できな
いという問題が生じる。
【０００４】不織布の保液性を上げるために、耐アルカ
リ性を有するポリオレフィン系繊維を用いた不織布に、
スルホン化処理、親水性単量体のグラフト処理、コロナ
放電処理、界面活性剤処理等の親水化処理を行う方法が
知られている。このうち、スルホン化処理およびグラフ
ト処理によって、不織布を親水化した場合、親水性が半
恒久的に持続するので、非常に有効であることが知られ
ている。
リ性を有するポリオレフィン系繊維を用いた不織布に、
スルホン化処理、親水性単量体のグラフト処理、コロナ
放電処理、界面活性剤処理等の親水化処理を行う方法が
知られている。このうち、スルホン化処理およびグラフ
ト処理によって、不織布を親水化した場合、親水性が半
恒久的に持続するので、非常に有効であることが知られ
ている。
【０００５】効率よく親水化処理を行うためには、不織
布の比表面積が大きいことが重要である。不織布の比表
面積を大きくする方法としては、極細繊維を用いて不織
布を製造することが有効である。例えば、特開平８−２
７３６５４号公報には、ポリオレフィン系分割性複合繊
維が分割した極細繊維を主体とする、ポリオレフィン系
繊維からなり、繊維の一部を熱融着させた不織布に、親
水化処理をした電池用セパレータが開示されている。分
割性複合繊維を用いた場合、コストが高くなり、また分
割性複合繊維を分割するのに、圧力をかける等、別工程
が必要となる。
布の比表面積が大きいことが重要である。不織布の比表
面積を大きくする方法としては、極細繊維を用いて不織
布を製造することが有効である。例えば、特開平８−２
７３６５４号公報には、ポリオレフィン系分割性複合繊
維が分割した極細繊維を主体とする、ポリオレフィン系
繊維からなり、繊維の一部を熱融着させた不織布に、親
水化処理をした電池用セパレータが開示されている。分
割性複合繊維を用いた場合、コストが高くなり、また分
割性複合繊維を分割するのに、圧力をかける等、別工程
が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、極細
繊維からなって、比表面積が大きく、また薄膜であり、
かつ容易かつ安価に製造できる不織布に親水化処理を施
して、保液性に優れた電池用セパレータを提供すること
にある。
繊維からなって、比表面積が大きく、また薄膜であり、
かつ容易かつ安価に製造できる不織布に親水化処理を施
して、保液性に優れた電池用セパレータを提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明を見出
した。
を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明を見出
した。
【０００８】（１）ポリオレフィン系繊維からなる平均
繊維径５μｍ以下の微細繊維からなる不織布層を中間層
とし、ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径５〜２
０μｍの不織布層を上下層として積層した３層構造で、
かつ総坪量が２０〜９０ｇ／ｍ2である不織布に親水化
処理がなされていることを特徴とする電池用セパレー
タ。 （２）中間層がメルトブロー不織布層であることを特徴
とする上記（１）記載の電池用セパレータ。 （３）上下層がスパンボンド不織布であることを特徴と
する上記（１）または（２）記載の電池用セパレータ。 （４）親水化処理が、グラフト処理またはスルホン化処
理であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれ
か記載の電池用セパレータ。
繊維径５μｍ以下の微細繊維からなる不織布層を中間層
とし、ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径５〜２
０μｍの不織布層を上下層として積層した３層構造で、
かつ総坪量が２０〜９０ｇ／ｍ2である不織布に親水化
処理がなされていることを特徴とする電池用セパレー
タ。 （２）中間層がメルトブロー不織布層であることを特徴
とする上記（１）記載の電池用セパレータ。 （３）上下層がスパンボンド不織布であることを特徴と
する上記（１）または（２）記載の電池用セパレータ。 （４）親水化処理が、グラフト処理またはスルホン化処
理であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれ
か記載の電池用セパレータ。
【０００９】本発明の電池用セパレータは、３層構造と
なっている。中間層は、平均繊維径５μｍ以下の微細繊
維からなる不織布層である。このような極細繊維からな
る不織布層は、メルトブロー不織布層が適している。メ
ルトブロー不織布は、樹脂を溶融延伸して積層した不織
布で、製造が非常に容易である。また、極細繊維からな
るので、比表面積が大きくなり、親水化処理の効果を有
効に発現することが可能であり、保液性に優れた電池用
セパレータとなる。また、高いバリアー性を有するの
で、薄膜であっても、正極と負極の隔壁として、有効に
作用する。
なっている。中間層は、平均繊維径５μｍ以下の微細繊
維からなる不織布層である。このような極細繊維からな
る不織布層は、メルトブロー不織布層が適している。メ
ルトブロー不織布は、樹脂を溶融延伸して積層した不織
布で、製造が非常に容易である。また、極細繊維からな
るので、比表面積が大きくなり、親水化処理の効果を有
効に発現することが可能であり、保液性に優れた電池用
セパレータとなる。また、高いバリアー性を有するの
で、薄膜であっても、正極と負極の隔壁として、有効に
作用する。
【００１０】メルトブロー不織布は、極細繊維からなる
ために、低坪量では、機械的強度が劣る。したがって、
中間層に、より太い繊維からなる上下層を積層すること
が必要である。
ために、低坪量では、機械的強度が劣る。したがって、
中間層に、より太い繊維からなる上下層を積層すること
が必要である。
【００１１】上下層としては、機械的強度が優れている
スパンボンド不織布が好ましい。また、中間層として好
ましいメルトブロー不織布とスパンボンド不織布は紡糸
直結不織布であるので、非常にコストが安いという利点
を有している。
スパンボンド不織布が好ましい。また、中間層として好
ましいメルトブロー不織布とスパンボンド不織布は紡糸
直結不織布であるので、非常にコストが安いという利点
を有している。
【００１２】一般に、スパンボンド不織布層は地合が良
くないが、３層構造の電池用セパレータとすること、お
よび地合が良好なメルトブロー不織布を中間層とするこ
とで、電池用セパレータとして充分な均一性を出すこと
が可能になる。
くないが、３層構造の電池用セパレータとすること、お
よび地合が良好なメルトブロー不織布を中間層とするこ
とで、電池用セパレータとして充分な均一性を出すこと
が可能になる。
【００１３】極細繊維からなる中間層は、高いバリアー
性を有しているが、通気性が低いという欠点がある。し
たがって、中間層のみで電池用セパレータを製造する
と、電池の内圧が高くなることがあるが、太い繊維を有
する上下層と組み合わせることで、通気性を向上させる
ことができる。
性を有しているが、通気性が低いという欠点がある。し
たがって、中間層のみで電池用セパレータを製造する
と、電池の内圧が高くなることがあるが、太い繊維を有
する上下層と組み合わせることで、通気性を向上させる
ことができる。
【００１４】加えて、親水化処理としてスルホン化処理
およびグラフト処理を行うことで、不織布に付与された
親水性がより長時間持続し、電池の長寿命化に寄与する
ことができる。
およびグラフト処理を行うことで、不織布に付与された
親水性がより長時間持続し、電池の長寿命化に寄与する
ことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の電池用セパレータは、３
層構造からなる。本発明の電池用セパレータの中間層お
よび上下層を構成するポリオレフィン系繊維としては、
ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊
維、ポリメチルペンテン繊維、ポリブタジエン繊維等が
挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリメチルペンテン、ポリブタジエンを２種
以上混合した繊維、エチレン、プロｐりえん、ブテン、
メチルペンテン、ブタジエン等から選ばれる２種以上の
単量体を共重合した重合体からなる繊維を用いることが
できる。
層構造からなる。本発明の電池用セパレータの中間層お
よび上下層を構成するポリオレフィン系繊維としては、
ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊
維、ポリメチルペンテン繊維、ポリブタジエン繊維等が
挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリメチルペンテン、ポリブタジエンを２種
以上混合した繊維、エチレン、プロｐりえん、ブテン、
メチルペンテン、ブタジエン等から選ばれる２種以上の
単量体を共重合した重合体からなる繊維を用いることが
できる。
【００１６】本発明の電池用セパレータの中間層は、平
均繊維径が５μｍ以下である。平均繊維径が５μｍを超
えると、保液性、親水化処理の効率等が低下する。この
ような繊維としては、分割性複合繊維を用いることがで
きるが、より均一性に優れた不織布層を得ることが可能
なメルトブロー不織布層が好適である。メルトブロー不
織布層は、ポリオレフィンをノズルから溶融して押し出
して紡糸し、その繊維を補修して堆積させて製造した不
織布層である。
均繊維径が５μｍ以下である。平均繊維径が５μｍを超
えると、保液性、親水化処理の効率等が低下する。この
ような繊維としては、分割性複合繊維を用いることがで
きるが、より均一性に優れた不織布層を得ることが可能
なメルトブロー不織布層が好適である。メルトブロー不
織布層は、ポリオレフィンをノズルから溶融して押し出
して紡糸し、その繊維を補修して堆積させて製造した不
織布層である。
【００１７】本発明の電池用セパレータの上下層は、平
均繊維径５〜２０μｍの不織布層からなる。平均繊維径
が５μｍより小さくなると、機械的強度が低くなり、中
間層の機械的強度を補うことができない。また、平均繊
維径が２０μｍより大きくなると、電解液が電池用セパ
レータの中間層に集中してしまい、電解液が関与してい
る電池反応を効率良く行うことができなくなる。
均繊維径５〜２０μｍの不織布層からなる。平均繊維径
が５μｍより小さくなると、機械的強度が低くなり、中
間層の機械的強度を補うことができない。また、平均繊
維径が２０μｍより大きくなると、電解液が電池用セパ
レータの中間層に集中してしまい、電解液が関与してい
る電池反応を効率良く行うことができなくなる。
【００１８】本発明の電池用セパレータにおいて、中間
層と上下層は、熱融着処理、熱エンボス加工、水流交絡
処理等によって積層することができる。熱融着処理、熱
エンボス加工を行う場合には、あらかじめ中間層および
／または上下層に熱融着性繊維を入れておくか、または
熱接着剤を浸漬する等の処理が必要である。水流交絡処
理は、中間層と上下層を積層して、高圧の柱状水流を噴
射して、各層を構成している繊維を３次元的の交絡させ
る方法であるので、熱融着性繊維や熱接着剤の必要がな
く、非常に有効な方法である。積層は、熱融着処理、熱
エンボス加工、水流交絡処理等から選ばれる２つ以上の
方法を組み合わせて行っても良い。
層と上下層は、熱融着処理、熱エンボス加工、水流交絡
処理等によって積層することができる。熱融着処理、熱
エンボス加工を行う場合には、あらかじめ中間層および
／または上下層に熱融着性繊維を入れておくか、または
熱接着剤を浸漬する等の処理が必要である。水流交絡処
理は、中間層と上下層を積層して、高圧の柱状水流を噴
射して、各層を構成している繊維を３次元的の交絡させ
る方法であるので、熱融着性繊維や熱接着剤の必要がな
く、非常に有効な方法である。積層は、熱融着処理、熱
エンボス加工、水流交絡処理等から選ばれる２つ以上の
方法を組み合わせて行っても良い。
【００１９】本発明の電池用セパレータにおいて、電池
用セパレータの総坪量は、２０〜９０ｇ／ｍ2である。
総坪量が２０ｇ／ｍ2より小さくなると、正極と負極と
の短絡が起こりやすい。また、総坪量が９０ｇ／ｍ2を
超えると、電池の小型化に対応することが困難になる。
用セパレータの総坪量は、２０〜９０ｇ／ｍ2である。
総坪量が２０ｇ／ｍ2より小さくなると、正極と負極と
の短絡が起こりやすい。また、総坪量が９０ｇ／ｍ2を
超えると、電池の小型化に対応することが困難になる。
【００２０】本発明の電池用セパレータに係わる親水化
処理とは、グラフト処理、スルホン化処理、界面活性剤
浸漬処理、コロナ処理、プラズマ処理、フッ素ガス処
理、樹脂コーティング処理等をいう。これらの処理のう
ち、親水性が半恒久的に持続するグラフト処理とスルホ
ン化処理が特に好ましい。
処理とは、グラフト処理、スルホン化処理、界面活性剤
浸漬処理、コロナ処理、プラズマ処理、フッ素ガス処
理、樹脂コーティング処理等をいう。これらの処理のう
ち、親水性が半恒久的に持続するグラフト処理とスルホ
ン化処理が特に好ましい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００２２】実施例１中間層の製造 ポリプロピレン（ＭＩ＝３００）を使用し、押出機のダ
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量２０ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量２０ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
【００２３】上下層の製造 ポリプロピレン（メルトインデックスＭＩ＝５０）を使
用し、押出機のダイ（２００ホール）から樹脂温度２２
０℃で樹脂を押し出し、高速エアーにより延伸、細化し
て糸（フィラメント）を作った後、前記糸をランダムに
集積して上下層となる、繊維径１０μｍ、坪量２０ｇ／
ｍ2のスパンボンド不織布層とした。
用し、押出機のダイ（２００ホール）から樹脂温度２２
０℃で樹脂を押し出し、高速エアーにより延伸、細化し
て糸（フィラメント）を作った後、前記糸をランダムに
集積して上下層となる、繊維径１０μｍ、坪量２０ｇ／
ｍ2のスパンボンド不織布層とした。
【００２４】積層 中間層であるメルトブロー不織布層と上下層となるスパ
ンボンド不織布層とを積層し、１００メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、速度２
０ｍ／分で搬送し、表１のノズルヘッドを用いて、柱状
水流で水流交絡処理を行った。同様の条件で裏面からも
水流交絡処理を行った。水流交絡後にサクションスルー
ドライヤーを用いて１３０℃で乾燥を行い、坪量６０ｇ
／ｍ2の３層構造の不織布を得た。
ンボンド不織布層とを積層し、１００メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、速度２
０ｍ／分で搬送し、表１のノズルヘッドを用いて、柱状
水流で水流交絡処理を行った。同様の条件で裏面からも
水流交絡処理を行った。水流交絡後にサクションスルー
ドライヤーを用いて１３０℃で乾燥を行い、坪量６０ｇ
／ｍ2の３層構造の不織布を得た。
【００２５】
【表１】
【００２６】親水化処理 この不織布を、ポリオキシエチレンアルキルプロペニル
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＡとした。この不織布のグラフ
ト率は、１５％であった。
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＡとした。この不織布のグラフ
ト率は、１５％であった。
【００２７】実施例２中間層の製造 ポリプロピレン（ＭＩ＝３００）を使用し、押出機のダ
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量１５ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量１５ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
【００２８】上下層の製造 芯成分であるポリプロピレンと鞘成分であるポリエチレ
ンとからなる繊度０．７デニール（繊維径１０μｍ）、
繊維長４５ｍｍの芯鞘繊維９５重量部を、ノニオン性界
面活性剤１重量％水溶液に含浸させたものと、バクテリ
アセルロース５重量部（乾燥重量）をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものとを、水中に投入
し、高速ミキサーで３分間攪拌して繊維を離解させた
後、往復回転式攪拌機（アジター、島崎製作所製）を装
着したチェスト内で緩やかに攪拌した。バクテリアセル
ロースは、特開平９−２５３０２号公報の実施例記載の
方法で得られた精製バクテリアセルロースを使用した。
次いで、速やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶
液（粘剤）を適宜添加し、引き続き緩やかに攪拌して、
均一なスラリーを調製した。該スラリーを用い、丸網抄
紙機で上下層となる、坪量１５ｇ／ｍ2の湿式抄造不織
布層を得た。
ンとからなる繊度０．７デニール（繊維径１０μｍ）、
繊維長４５ｍｍの芯鞘繊維９５重量部を、ノニオン性界
面活性剤１重量％水溶液に含浸させたものと、バクテリ
アセルロース５重量部（乾燥重量）をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものとを、水中に投入
し、高速ミキサーで３分間攪拌して繊維を離解させた
後、往復回転式攪拌機（アジター、島崎製作所製）を装
着したチェスト内で緩やかに攪拌した。バクテリアセル
ロースは、特開平９−２５３０２号公報の実施例記載の
方法で得られた精製バクテリアセルロースを使用した。
次いで、速やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶
液（粘剤）を適宜添加し、引き続き緩やかに攪拌して、
均一なスラリーを調製した。該スラリーを用い、丸網抄
紙機で上下層となる、坪量１５ｇ／ｍ2の湿式抄造不織
布層を得た。
【００２９】積層 中間層であるメルトブロー不織布層と上下層となる湿式
抄造不織布層とを積層し、熱エンボスパターンが形成さ
れたロールと、表面の平滑なロールとの間に通し、１３
５℃で熱エンボスし、坪量４５ｇ／ｍ2の３層構造の不
織布を得た。
抄造不織布層とを積層し、熱エンボスパターンが形成さ
れたロールと、表面の平滑なロールとの間に通し、１３
５℃で熱エンボスし、坪量４５ｇ／ｍ2の３層構造の不
織布を得た。
【００３０】親水化処理 この不織布を１５重量％の発煙硫酸中に２分間浸漬し
て、スルホン化処理による親水化処理を施した不織布を
得、該不織布を電池用セパレータＢとした。
て、スルホン化処理による親水化処理を施した不織布を
得、該不織布を電池用セパレータＢとした。
【００３１】比較例１
【００３２】中間層の製造 平均繊維径１０μｍ、平均繊維長３０ｍｍ、ポリプロピ
レン繊維を用いて、カード法で、坪量２０ｇ／ｍ2の不
織布を得た。
レン繊維を用いて、カード法で、坪量２０ｇ／ｍ2の不
織布を得た。
【００３３】上下層の製造 ポリプロピレン（メルトインデックスＭＩ＝５０）を使
用し、押出機のダイ（２００ホール）から樹脂温度２２
０℃で樹脂を押し出し、高速エアーにより延伸、細化し
て糸（フィラメント）を作った後、前記糸をランダムに
集積して上下層となる、繊維径１０μｍ、坪量２０ｇ／
ｍ2のスパンボンド不織布層とした。
用し、押出機のダイ（２００ホール）から樹脂温度２２
０℃で樹脂を押し出し、高速エアーにより延伸、細化し
て糸（フィラメント）を作った後、前記糸をランダムに
集積して上下層となる、繊維径１０μｍ、坪量２０ｇ／
ｍ2のスパンボンド不織布層とした。
【００３４】積層 中間層であるカード不織布層と上下層となるスパンボン
ド不織布層とを積層し、１００メッシュのステンレスワ
イヤーである多孔質支持体上に搬送して、速度２０ｍ／
分で搬送し、表１のノズルヘッドを用いて、柱状水流で
水流交絡処理を行った。同様の条件で裏面からも水流交
絡処理を行った。水流交絡後にサクションスルードライ
ヤーを用いて１３０℃で乾燥を行い、坪量６０ｇ／ｍ2
の３層構造の不織布を得た。
ド不織布層とを積層し、１００メッシュのステンレスワ
イヤーである多孔質支持体上に搬送して、速度２０ｍ／
分で搬送し、表１のノズルヘッドを用いて、柱状水流で
水流交絡処理を行った。同様の条件で裏面からも水流交
絡処理を行った。水流交絡後にサクションスルードライ
ヤーを用いて１３０℃で乾燥を行い、坪量６０ｇ／ｍ2
の３層構造の不織布を得た。
【００３５】親水化処理 この不織布を、ポリオキシエチレンアルキルプロペニル
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＹとした。この不織布のグラフ
ト率は、９％であった。
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＹとした。この不織布のグラフ
ト率は、９％であった。
【００３６】比較例２ ポリプロピレン（ＭＩ＝３００）を使用し、押出機のダ
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量６０ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
イ（１００ホール）から樹脂温度２５５℃で樹脂を押し
出し、２５５℃の高速エアーにより延伸、細化して糸を
作った後、前記糸をランダムに集積して中間層となる、
繊維径３μｍ、坪量６０ｇ／ｍ2のメルトブロー不織布
層とした。
【００３７】親水化処理 この不織布を、ポリオキシエチレンアルキルプロペニル
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＺとした。この不織布のグラフ
ト率は、２３％であった。
フェニルエーテル（ＮＥ−１０：旭電化製）１重量部、
アクリル酸５０重量部、ベンゾフェノン０．５重量部、
イオン交換水４９重量部からなる処理液に浸漬した後、
脱酸素下で低圧水銀灯を用いて低波長紫外線を１分間照
射し、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理を行い、グ
ラフト重合による親水化処理を施した不織布を得、該不
織布を電池用セパレータＺとした。この不織布のグラフ
ト率は、２３％であった。
【００３８】電池用セパレータの評価 電池用セパレータＡ、Ｂ、ＹおよびＺについて、次の特
性評価を行い、その結果を表２にまとめた。
性評価を行い、その結果を表２にまとめた。
【００３９】（ｉ）電解液吸液速度：各電池用セパレー
タから２．５×１８ｃｍの試験片を採取し、４０±５℃
の下に予備乾燥を行い、公定水分率以下にした後、試験
片を標準温湿度状態の試験室に放置し、その後試験片を
１時間以上の間隔で計量し、その前後の質量差が後の質
量の０．１％以内になった状態（水分平衡状態）とす
る。次に試験片を２０±２℃における比重１．３の水酸
化カリウム溶液を入れた水槽上に所定高さの水平棒に下
端を揃えて留めて垂れ下げ、水平棒を降下させて各試験
片の下端が５ｍｍだけ液中に浸かった状態となし、３０
分後に毛細管現象により水酸化カリウム溶液が上昇した
高さ（ｍｍ）を測定した。
タから２．５×１８ｃｍの試験片を採取し、４０±５℃
の下に予備乾燥を行い、公定水分率以下にした後、試験
片を標準温湿度状態の試験室に放置し、その後試験片を
１時間以上の間隔で計量し、その前後の質量差が後の質
量の０．１％以内になった状態（水分平衡状態）とす
る。次に試験片を２０±２℃における比重１．３の水酸
化カリウム溶液を入れた水槽上に所定高さの水平棒に下
端を揃えて留めて垂れ下げ、水平棒を降下させて各試験
片の下端が５ｍｍだけ液中に浸かった状態となし、３０
分後に毛細管現象により水酸化カリウム溶液が上昇した
高さ（ｍｍ）を測定した。
【００４０】（ii）電解液保持率：各電池用セパレータ
から１０×１０ｃｍの大きさの試験片を採取し、水分平
衡状態となしたときの重量をＷ（ｇ）とする。次に、上
記水酸化カリウム溶液中に試験片を広げて浸漬し、１時
間以上放置した後、液中から取りだして試験片の一つの
角を吊り下げ、１０分後に重量Ｗ1を測定し、次の式数
１より電解液保持率（％）を算出した。
から１０×１０ｃｍの大きさの試験片を採取し、水分平
衡状態となしたときの重量をＷ（ｇ）とする。次に、上
記水酸化カリウム溶液中に試験片を広げて浸漬し、１時
間以上放置した後、液中から取りだして試験片の一つの
角を吊り下げ、１０分後に重量Ｗ1を測定し、次の式数
１より電解液保持率（％）を算出した。
【００４１】
【数１】 電解液保持率（％）＝［（Ｗ1−Ｗ）／Ｗ］×１００
【００４２】（iii）通気度：正極側から発生する酸素
が電池用セパレータを経て負極側への透過するしやすさ
の評価として、フラジール通気度（ｃｃ／ｃｍ2／ｓｅ
ｃ）を測定した。フラジール通気度は、ＪＩＳ−Ｌ−１
０９６により、フラジール型通気度試験機を用いて、試
験片を通過する空気量を５回測定し、その平均値を示し
た。
が電池用セパレータを経て負極側への透過するしやすさ
の評価として、フラジール通気度（ｃｃ／ｃｍ2／ｓｅ
ｃ）を測定した。フラジール通気度は、ＪＩＳ−Ｌ−１
０９６により、フラジール型通気度試験機を用いて、試
験片を通過する空気量を５回測定し、その平均値を示し
た。
【００４３】（iv）引張強度：電極板に巻き付ける際
に、流れ方向に引っ張りながら巻き付けるために必要な
強度と、不織布製造時の取扱性の目安として、縦（抄造
流れ方向）の引張強度（ｋｇ／２ｃｍ幅）を測定した。
引張強度は、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３により、各電池用セ
パレータを幅２ｃｍ、長さ２０ｃｍに裁断し、テンシロ
ン測定機（オリエンテック社製；ＨＴＭ−１００）を用
いて、破断時の荷重を１０回測定し、その平均値を示し
た。
に、流れ方向に引っ張りながら巻き付けるために必要な
強度と、不織布製造時の取扱性の目安として、縦（抄造
流れ方向）の引張強度（ｋｇ／２ｃｍ幅）を測定した。
引張強度は、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３により、各電池用セ
パレータを幅２ｃｍ、長さ２０ｃｍに裁断し、テンシロ
ン測定機（オリエンテック社製；ＨＴＭ−１００）を用
いて、破断時の荷重を１０回測定し、その平均値を示し
た。
【００４４】（ｖ）電池自己放電特性：正極として発泡
式ニッケル極を、負極として水素吸蔵合金を、電解液と
して比重１．３の水酸化カリウム溶液を、セパレータと
して電池用セパレータＡ〜ＥおよびＸ〜Ｚを各々用い
て、ニッケル−水素電池を作製した。これらの電池を１
Ｃで１２０％定電流充電した後、電池電圧が１．０Ｖに
なるまで１Ｃで定電流放電し、初期放電容量Ｖ1を測定
した。次いで、１Ｃで１２０％定電流充電した状態で６
０℃の恒温槽に３日間放置した後、１Ｃで定電流放電
し、放電容量Ｖ2を測定し、次式数２より、容量保存率
（％）を求めた。
式ニッケル極を、負極として水素吸蔵合金を、電解液と
して比重１．３の水酸化カリウム溶液を、セパレータと
して電池用セパレータＡ〜ＥおよびＸ〜Ｚを各々用い
て、ニッケル−水素電池を作製した。これらの電池を１
Ｃで１２０％定電流充電した後、電池電圧が１．０Ｖに
なるまで１Ｃで定電流放電し、初期放電容量Ｖ1を測定
した。次いで、１Ｃで１２０％定電流充電した状態で６
０℃の恒温槽に３日間放置した後、１Ｃで定電流放電
し、放電容量Ｖ2を測定し、次式数２より、容量保存率
（％）を求めた。
【００４５】
【数２】容量保存率（％）＝（Ｖ2／Ｖ1）×１００
【００４６】
【表２】
【００４７】本発明の電池用セパレータＡおよびＢは、
比較例の電池用セパレータＹと比較して、比表面積が大
きいため、保液性に優れていた。また、電池用セパレー
タＡおよびＢを用いた電池は、容量保存率も良く、高い
性能を示した。比較例の電池用セパレータＺは、メルト
ブロー不織布のみでできているので、グラフト処理が効
率的に行われたが、機械的強度が小さく、電池を組むこ
とができなかった。
比較例の電池用セパレータＹと比較して、比表面積が大
きいため、保液性に優れていた。また、電池用セパレー
タＡおよびＢを用いた電池は、容量保存率も良く、高い
性能を示した。比較例の電池用セパレータＺは、メルト
ブロー不織布のみでできているので、グラフト処理が効
率的に行われたが、機械的強度が小さく、電池を組むこ
とができなかった。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の電池用セ
パレータは、極細繊維からなり、比表面積が大きく、薄
膜であって、かつ容易に製造できる不織布に親水化処理
を施してあるので、保液性に優れ、高い性能を有する。
パレータは、極細繊維からなり、比表面積が大きく、薄
膜であって、かつ容易に製造できる不織布に親水化処理
を施してあるので、保液性に優れ、高い性能を有する。
Claims (4)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維
径５μｍ以下の微細繊維からなる不織布層を中間層と
し、ポリオレフィン系繊維からなる平均繊維径５〜２０
μｍの不織布層を上下層として積層した３層構造で、か
つ総坪量が２０〜９０ｇ／ｍ2である不織布に親水化処
理がなされていることを特徴とする電池用セパレータ。 - 【請求項２】 中間層がメルトブロー不織布層であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電池用セパレータ。 - 【請求項３】 上下層がスパンボンド不織布であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電池用セパ
レータ。 - 【請求項４】 親水化処理が、グラフト処理またはスル
ホン化処理であることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか記載の電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082355A JPH11283602A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082355A JPH11283602A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283602A true JPH11283602A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13772280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10082355A Pending JPH11283602A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11283602A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050931A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Daramic, Inc. | Nonwoven separator for a nickel-metal hydride battery |
| WO2003026037A3 (en) * | 2001-09-20 | 2004-06-03 | Daramic Inc | Multilayer separator for lead-acid batteries |
| WO2007054707A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Freudenberg Nonwovens Lp | Electrode separator |
| WO2011021668A1 (ja) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | 旭化成せんい株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| WO2013151134A1 (ja) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 旭化成せんい株式会社 | セパレータ |
| CN103579558A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 东华大学 | 一种镍氢电池隔膜材料及其成型方法 |
| JP2015076416A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 旭化成せんい株式会社 | 不織布、及びそれを用いたセパレータ、並びに固体電解コンデンサ |
| JPWO2022014543A1 (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10082355A patent/JPH11283602A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050931A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Daramic, Inc. | Nonwoven separator for a nickel-metal hydride battery |
| WO2002050930A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Daramic, Inc. | Nonwoven separator for a nickel-metal hydride battery |
| US6537696B2 (en) * | 2000-12-20 | 2003-03-25 | Daramic, Inc. | Nonwoven separator for a nickel-metal hydride battery |
| EP1344264A4 (en) * | 2000-12-20 | 2009-04-22 | Daramic Llc | NONTISSE SEPARATOR FOR NICKEL-METAL-HYDRIDE BATTERY |
| WO2003026037A3 (en) * | 2001-09-20 | 2004-06-03 | Daramic Inc | Multilayer separator for lead-acid batteries |
| WO2007054707A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Freudenberg Nonwovens Lp | Electrode separator |
| JP5395906B2 (ja) * | 2009-08-19 | 2014-01-22 | 旭化成せんい株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| EP2469548A4 (en) * | 2009-08-19 | 2014-12-03 | Asahi Kasei Fibers Corp | SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR |
| US20120154985A1 (en) * | 2009-08-19 | 2012-06-21 | Kazufumi Kato | Solid electrolytic capacitor |
| US8953304B2 (en) | 2009-08-19 | 2015-02-10 | Asahi Kasei Fibers Corporation | Solid electrolytic capacitor |
| WO2011021668A1 (ja) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | 旭化成せんい株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| CN102473526A (zh) * | 2009-08-19 | 2012-05-23 | 旭化成纤维株式会社 | 固体电解电容器 |
| KR101417539B1 (ko) * | 2009-08-19 | 2014-07-08 | 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤 | 세퍼레이터 및 고체 전해 콘덴서 |
| WO2013151134A1 (ja) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 旭化成せんい株式会社 | セパレータ |
| US9461290B2 (en) | 2012-04-04 | 2016-10-04 | Asahi Kasei Fibers Corporation | Separator |
| KR20170014009A (ko) | 2012-04-04 | 2017-02-07 | 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤 | 세퍼레이터 |
| CN103579558A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 东华大学 | 一种镍氢电池隔膜材料及其成型方法 |
| JP2015076416A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 旭化成せんい株式会社 | 不織布、及びそれを用いたセパレータ、並びに固体電解コンデンサ |
| JPWO2022014543A1 (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | ||
| WO2022014543A1 (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | 旭化成株式会社 | 不織布セパレータ |
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