JPH11297293A - アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、アルカリ電池用セパレータに必要
な特性である，高い電解液保持性，高強度，均一性が高
い，一定以上のガス透過性を持つこと、および熱的に長
期に安定である，総合的な高機能を持たせることにあ
り、特に電池の容量向上に寄与する薄型セパレータにお
いて、上記機能を高いレベルで同時達成することを目的
とする。 【解決手段】 本発明は、易スルホン化繊維とポリオレ
フィン系繊維とが混合されてなる不織布からなるアルカ
リ電池用セパレータであって、前記不織布がスルホン化
されてなり、且つ、前記易スルホン化繊維が連続繊維で
あることを特徴とするアルカリ電池用セパレータを提供
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ二次電池用
セパレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルカリ電池の正極と負極の
短絡を防止すると共に、電解液を保持して、充放電反応
を円滑に進めるためにセパレータが使用されてきた。特
に近年、電池のさらなる高容量化を目指してセパレータ
の薄型化が要求されてきた。薄型セパレータにおいて
は、電解液保持性をより強めることや、ピンホールの発
生を避けるため目付むらが少ない不織布が求められてお
り、加えて、従来品に劣らない強度と、高いガス透過性
が必要とされている。

【０００３】電解液保液性等の上記の課題に対処したセ
パレータとして、電解液との親和性が高く、同時に熱的
に安定なスルホン酸基を導入したセパレータが既に知ら
れている。

【０００４】例えば、特開昭５８−１７５２５６には、
スルホン酸基を、ポリオレフィン系の組織体に導入した
セパレータが開示されている。しかし、このセパレータ
は、濃硫酸で１００〜１２０℃という高温で、２５分〜
１時間の長時間処理して得られたものであるので、繊維
内部までスルホン化が進行したセパレータであり、繊維
自体の強度低下を招き、また、繊維表面の脱離現象が生
じるため繊維表面のスルホン酸基量が上がらないという
問題を有していた。特に薄型セパレータの場合には、親
水化処理での強度低下は重大な問題であった。

【０００５】上記の解決手段として、特開平１０−７８
２９には、ポリオレフィン系不織布を、フッ素ガスと亜
硫酸ガスで処理したセパレータが開示されている。しか
し、このセパレータは、本質的に化学的反応性が低いポ
リオレフィン素材に多量の親水性基を付与しているの
で、強度低下が著しく、また、廃ガス処理を含めたフッ
素ガスの取り扱いは煩雑であり、工業的にも問題を有す
るものであった。

【０００６】別の解決手段として、特開平４−１７４９
６４には、ポリオレフィン樹脂とポリスチレン樹脂を樹
脂レベルで混合した後に繊維にし、低温で濃硫酸により
スルホン化したセパレータが開示されているが、このセ
パレータは、繊維がポリオレフィン単一成分ではなく、
混合樹脂からなるため、紡糸後の繊維の強度が不十分と
なるばかりでなく、ポリスチレン樹脂の繊維表面への露
出が十分でないためスルホン化の効率が低くなる傾向に
あった。

【０００７】特開平８−２７３６５４には、分割繊維中
にポリスチレンを混合して、スルホン化されたセパレー
タが開示されているが、ポリエチレンにポリスチレン樹
脂を予め混合した状態で使用しているため、上記特開平
４−１７４９６４と同様に、ポリスチレンが埋没し易
く、スルホン化の効率が不十分であり、また、発煙硫酸
でスルホン化処理されているため、上記特開昭５８−１
７５２５６と同様に、強度と高い電解液保持性を両立し
たセパレータではなかった。さらに、このセパレータ
は、湿式抄紙法を採用しているため、繊維長を１０ｍｍ
以下に切断した繊維を使用するため、本質的に不織布強
度は不十分なものであった。

【０００８】また、特開平５−１８２６５４には、均質
で繊維密度の高いメルトブロー法不織布と、乾式カード
法による均質性は低いが強度が高い不織布を、積層し一
体化したセパレータが開示されているが、メルトブロー
極細繊維１００％で作成された不織布においては、通気
度が低く副生する反応ガスを逃がすことが困難であり、
強度も不十分であった。

【０００９】上記で説明した通り、電解液保液性が良好
で、不織布の均質性が高く、高強度・高ガス透過性のセ
パレータは得られていないのが現状である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状
に鑑みてなされたものであって、次の４点の特性を高い
レベルで同時に達成し得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ものである。 １．高い電解液保持性を確保し、電池の寿命向上を図
る。 ２．高強度化により、電池組み立て時の作業性向上、つ
まり切断等での作業中断を避け得る。 ３．セパレータの均一性を向上（目付むらを低減）し、
ピンホールによる電池短絡による不良発生を避け得る。 ４．必要とされる一定以上のガス透過性を確保し、電池
の安全性向上を図り、同時に正，負極の内部圧力のバラ
ンス崩れを防止し電池寿命の向上を図る。

【００１１】本発明者らは、上記のアルカリ電池用セパ
レータを得るため、ポリオレフィン系繊維とポリスチレ
ンに代表される易スルホン化繊維との機能分担に着目し
検討した結果、ポリオレフィン系繊維として、強度保持
の機能を高めるための太い繊維を用い、易スルホン化繊
維として、電解液保持性、均質性、ガス透過性を高める
ための連続繊維を用いることにより、良好なセパレータ
が得られることを見い出した。

【００１２】さらに、易スルホン化繊維として極細繊維
を用い、また、オレフィン繊維として、上記の太い繊維
とは別に、連続の極細繊維を加えることにより、より均
質性やガス透過性が良好となることを見い出した。

【００１３】さらに、上記不織布をスルホン化する際
に、易スルホン化繊維の表面を選択的にスルホン化する
ことにより、強度をさらに向上させ得ることを見い出し
た。

【００１４】加えて、かようなセパレータは、メルトブ
ロー法で隣接するオリフィスから交互にオレフィン系繊
維と易スルホン化繊維を押し出し、同時に太いオレフィ
ン系の短繊維を吹き込むことにより作製可能であること
を見い出した。

【００１５】本発明は、上記知見にさらに重ねて検討し
た結果、完成したものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、易スル
ホン化繊維とポリオレフィン系繊維とが混合されてなる
不織布からなるアルカリ電池用セパレータであって、前
記不織布がスルホン化されてなり、且つ、前記易スルホ
ン化繊維が連続繊維であることを特徴とするアルカリ電
池用セパレータを提供するものである。

【００１７】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維の繊維径が、
０．３〜１０μｍである。

【００１８】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維が、ポリスチレ
ン系繊維、ポリビニルナフタレン系繊維、ポリエーテル
スルホン系繊維又はポリカーボネイト系繊維の群から選
ばれる１以上の繊維からなる。

【００１９】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維が、シンジオタ
クチック系ポリスチレンからなる。

【００２０】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記ポリオレフィン系繊維の少なくと
も２０重量％が、繊維径が８μｍ以上の熱融着性繊維で
ある。

【００２１】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記繊維径が８μｍ以上の熱融着繊維
が、ポリプロピレンとポリエチレンの複合繊維である。

【００２２】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記不織布中の易スルホン化繊維が、
選択的にスルホン化されてなる。

【００２３】また、本発明は、オレフィン系樹脂溶融物
と易スルホン化樹脂溶融物を隣接するオリフィスから押
し出しメルトブローすると同時に、該押し出し物にオレ
フィン系短繊維を吹き込み、均一に混合・一体化した不
織布を、温度１０〜４０℃の０．０１〜１５％体積％の
ＳＯ₃ ガスによりスルホン化処理するアルカリ電池用セ
パレータの製造方法を提供するものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる易スルホン化
繊維は、ポリオレフィン系繊維よりスルホン化し易い材
料を原料とした繊維であれば特に限定されるものではな
く、例えば、ベンゼン環に代表される芳香環を分子内に
有するポリマーをいう。さらに、具体的には、ポリスチ
レン、ポリメチルスチレン，ポリエチルスチレン等のポ
リスチレンポリスチレン系ポリマー、ポリビニルナフタ
レン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポ
リカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。中でも、
ポリスチレンが最も好ましく、特にシンジオタクティッ
ク系ポリスチレンは耐熱性，強度の点で良好であるため
特に好ましい。

【００２５】本発明に用いられる易スルホン化繊維の繊
維径は、０．３〜１０μｍが好ましく、１〜８μｍであ
ればより好ましい。易スルホン化繊維は、スルホン化率
を高めることが主目的であり、相対的な表面積が高い極
細繊維であることが好ましいからである。また同時に、
極細化する事は均一性を高め、ピンホール発生の可能性
を低減する事につながる。繊維径が１０μｍを越える場
合には、スルホン化薬剤との接触面積が少なくなり、高
いスルホン化率の確保が困難となり、繊維径が０．３μ
ｍ未満の場合には、後述のポリオレフィン系繊維での改
良を実施しても、セパレータの繊維間空隙が縮まり、ア
ルカリ二次電池用セパレータにおいて必要なガス透過性
の確保が困難となる。

【００２６】本発明に用いられる易スルホン化繊維は、
連続繊維であることが必要である。易スルホン化繊維
は、スルホン化率を高めることが主目的ではあるが、極
端に強度が弱い場合には、後述のポリオレフィン系繊維
での改良を実施しても、セパレータ強度を確保すること
が困難となる。易スルホン化繊維は、混繊するポリオレ
フィン系繊維の融点以下では、融解しないため、易スル
ホン化極細繊維を加熱して融着により強度保持すること
は困難である。なお、上記の連続繊維とは、原料ポリマ
ーを連続的に押し出し紡糸により得た繊維であり、繊維
長さが少なくとも２０ｃｍ以上である繊維をいう。また
さらに、上記で易スルホン化繊維は融着が困難と述べた
が、紡糸ノズルより溶融紡糸された固化する前の繊維を
交絡させることにより、交点で融着を行なうことが可能
となる。

【００２７】本発明に用いられる易スルホン化繊維の製
造方法は、メルトブロー法が好ましい。具体的には、溶
融した、易スルホン化繊維の原料樹脂を、加圧ガスで押
し出し、吸引により延伸を加えた後に、金属等のネット
上で固化すると同時に不織布化する方法である。

【００２８】本発明に用いられるポリオレフィン系繊維
は、ポリエチレン及びポリプロピレンが好ましい。耐ア
ルカリ性が良好であるからである。

【００２９】本発明に用いられるポリオレフィン系繊維
の少なくとも２０重量％が、繊維系が８μｍ以上の熱融
着性繊維であることが好ましく、８〜３０μｍであれば
より好ましい。易スルホン化繊維を極細繊維としたた
め、本ポリオレフィン系繊維を全量、極細繊維とした場
合は、均一性を高めピンホール発生の可能性を極端に低
いレベルに低減することは可能となるが、必要とされる
一定以上のガス透過性を確保することが困難となる。

【００３０】また、上記のポリオレフィン系繊維は、少
なくとも易スルホン化極細繊維の１．２倍以上の繊維径
であれば好ましく、１．５倍以上の繊維径であればより
好ましい。ガス透過性を確保する上で必要であるためで
ある。

【００３１】さらに上記のポリオレフィン系繊維は、Ｐ
Ｐ／ＰＥ複合繊維（芯／鞘型，又はサイドバイ−サイド
型）であれば好ましい。不織布の強度向上を図るためで
ある。ＰＥ部分を融着させることで強度を向上すること
が可能となる。またさらに、超高分子量ＰＥ繊維も、そ
のきわめて高い強度を生かし有効に使用可能であり、部
分的に融着させることで強度を向上させることが可能と
なる。

【００３２】またさらに、均一性を高める観点から、前
述の易スルホン化極細繊維と、繊維径が太いポリオレフ
ィン系繊維を均一に混合することは重要な点である。メ
ルトブロー紡糸の際に、コフォームと呼ばれる方法によ
り、予め紡糸しておいた上記太いポリオレフィン系繊維
を吹き込み一体化する方法が、均一性を上げる点で最も
好ましい。この際の繊維の形態としては、繊維長１〜１
０ｃｍの短繊維であることが望ましく、さらに望ましく
は繊維長２〜８ｃｍの短繊維である。繊維長が、１ｃｍ
より短い場合には補強効果が不十分となり望ましくな
く、１０ｃｍより長い場合には繊維を均一に吹き込むこ
とが困難となるため望ましくない。また上記短繊維に捲
縮を付けることも不織布の強度向上の点で好ましい。

【００３３】また、さらにポリオレフィン系繊維の中
に、ポリオレフィン系極細繊維を混合することも有効で
ある。特に、メルトブロー法で、易スルホン化極細繊維
を紡糸する際に、２種の熱可塑性樹脂が紡糸可能な複合
ノズルを用い、ポリオレフィン系極細繊維を易スルホン
化極細繊維と同時に紡糸した場合には、２種の極細繊維
に交絡，融着が効果的に起こり、強度保持の向上に役立
つと共に、不織布の均一性向上に役立つ。しかしなが
ら、前述の通り、透気度の低下を避けるため、全ポリオ
レフィン系繊維の０〜８０％の範囲でポリオレフィン系
極細繊維を混合することが望ましく、特に望ましくは０
〜６０％の範囲である。易スルホン化極細繊維量の割合
が高い，若しくは繊維径が低い場合には、必要最低限の
透気度になるように、ポリオレフィン系極細繊維の混合
割合を低減し、場合によっては、ポリオレフィン系極細
繊維を混合せず（混合率０％）とすることが必要とな
る。最低限必要な透気度は、９ｃｃ／ｃｍ² ・ｓ以上の
値である。

【００３４】ポリオレフィン系繊維と易スルホン化繊維
の混合比率（重量比率）は、１：４〜４：１の範囲にあ
ることが望ましく、さらに望ましくは１：３〜３：１の
範囲である。どちらかの繊維割合が極端に少ないと、本
発明の特徴である、機能分担のバランスを取ることが困
難となるため望ましくない。

【００３５】以上に示してきた特徴を持つ不織布を、従
来のポリオレフィン系を主成分とした不織布をスルホン
化する場合よりマイルドな条件で、スルホン化処理を実
施することにより、本発明のセパレータ製造が可能とな
る。

【００３６】マイルドなスルホン化条件とは、例えば、
硫酸によるスルホン化処理であれば９０℃以下の処理が
望ましく、さらに望ましくは７０℃以下の低温で処理す
ることである。このような、低温処理においても、本発
明で使用する易スルホン化極細繊維は、スルホン化され
た表面の脱離が無く、極めて高いスルホン酸基量を容易
に達成することが可能であり。さらに、このような、マ
イルドなスルホン化条件においてはポリオレフィン系繊
維のスルホン化は軽微であるため、ポリオレフィン系繊
維の強度の低下や、スルホン化された部分の脱離等の、
従来品が抱える問題は生じない。

【００３７】またさらに、ＳＯ₃ ガスによるスルホン化
処理も有効である。処理温度は、１０〜４０℃の範囲が
望ましく、さらに望ましくは１５〜３０℃の範囲であ
る。ＳＯ₃ ガスは、γ型無水硫酸を窒素希釈して使用す
る方法が最も簡便であるが、γ型無水硫酸は凝固点が１
６℃であるため、１０℃より低い温度では窒素ガス等で
の希釈を実施しても、濃度が安定な状態でガス化するこ
とが困難であり望ましくない。また、４０℃以上の場合
は、反応性が高まりすぎ、ポリオレフィン系繊維の強度
低下が大きくなるため望ましくない。また、全ガス中に
占めるＳＯ₃ ガスの濃度も重要な制御項目であり、ＳＯ
₃ ガス濃度は０．０１〜１５体積％の範囲にあることが
望まく、さらに望ましくは０．０５〜１０体積％の範囲
である。濃度が１０体積％を上回った場合には、ポリオ
レフィン系繊維の強度低下が大きくなるため望ましくな
い。濃度が０．０１体積％を下回った場合は、易スルホ
ン化繊維の反応性が極めて高いため、反応時間を長くす
ればセパレータの製造は可能であるが、製造コストの面
から望ましくない。

【００３８】上記マイルドなスルホン化条件の判定法と
しては、本発明のセパレータで使用する物と同等の繊維
径を持つ、ポリオレフィン系繊維１００％で作成された
セパレータを用い、その強度がスルホン化前を基準とし
て、スルホン化後に７５％以上の強度保持をする条件で
実施することが望ましく、さらに望ましくは８５％以上
である。上記値は、ポリオレフィン強度保持率（％）と
定義し、後述の実施例においてさらに詳細に説明する。
このような条件においては、易スルホン化極細繊維は十
分にスルホン化されるが、ポリオレフィン系繊維のスル
ホン化は微量であり十分な強度保持が可能となる。逆
に、ポリオレフィン強度保持率が、７５％未満に相当す
る強いスルホン化条件でセパレータの作成を実施した場
合には、ポリオレフィン系繊維のスルホン化が進み過
ぎ、強度を主に保持する当初の目的が達成できないため
望ましくない。

【００３９】また、従来のポリオレフィン系スルホン酸
基含有セパレータの製造において１００℃以上に加熱し
た発煙硫酸が使用されてきたが、本発明においては反応
性が高過ぎるため使用は困難である。しかしながら特に
１０〜４０℃の低温に温度管理し、同時に数秒以内での
処理後に、速やかに洗浄工程を導入し反応を停止等の特
殊な管理を実施すれば使用可能である。

【００４０】不織布全体でのスルホン化度は、セパレー
タの保液性の目安となる。このためスルホン化度の指標
である表面層の硫黄含有率は、０．５〜２０元素％の範
囲になるように処理時間等を制御することが望ましく、
さらに望ましくは２〜１５元素％の範囲である。繊維表
面層の硫黄含有率が０．５元素％より低い場合には、電
解液の保持性が十分でなく望ましくない。硫黄含有率が
２０元素％より高い場合には、反応時間が長過ぎ、過剰
なスルホン化が進んでいると推定され、表面層の剥離や
極端な強度低下が起こるため望ましくない。

【００４１】本発明は、厚み７０〜１４０μｍの薄型セ
パレータに最も有効に使用可能である。厚み７０μｍ以
下のセパレータでは、保液性が不足するため望ましくな
い。また本発明は、高い電解液保持性、高強度、均一性
が良い、一定以上のガス透過性を保有し、しかも耐熱性
の高いスルホン酸基を保有する総合的に優れたセパレー
タであることから、高度な信頼性が要求される「医療用
途，非常電源，電気自動車」等の用途での電池において
は、厚みが１４０〜２２０μｍの範囲のセパレータにお
いても有効に使用可能である。

【００４２】

【実施例】以下に本発明の実施例を用いて具体的に説明
する。なお実施例中に示した物性は以下の方法で測定し
た。

【００４３】イ．硫黄含有量 ＥＳＣＡあるいはＸＰＣと略称されているＸ線光電子分
光法により測定を実施した。具体的には、測定は島津製
作所ＥＳＣＡ７５０型，解析はＥＳＣＡＰＡＣ７６０型
を用いた。カーボンを含む含有元素を測定し、含まれる
硫黄の元素％で表示した。

【００４４】ロ．透気度 ＪＩＳ Ｌ １０９６に記載の通気性Ａ法に準じた、フ
ラジール型試験機での測定値を本発明における透気度と
した。

【００４５】ハ．セパレータの厚み セパレータの厚みは、３００ｋＰａの荷重下で測定し
た。具体的には、測定力１０Ｎ，測定面が６ｍｍΦであ
る、マイクロメーター（ＭｉｔｕｔｏｙｏＭ１１０２−
２５型）を用いて測定した。

【００４６】ニ．セパレータの強度 セパレータの強度は、幅５ｃｍ，長さ１５ｃｍのサンプ
ルを用いて、ＪＩＳＬ １０６８（織物の引張り試験方
法）に準じ、つかみ間隔を１０ｃｍ、引張り速度を３０
ｃｍ／分として、縦（ＭＤ）方向における引張り強度を
テンシロンＲＴＭ−１００型試験機を用いて測定した。

【００４７】実施例１ ポリプロピレンとシンジオタクティクポリスチレンを隣
接するオリフィスから交互に２９５℃の温度で押し出し
た。単孔吐出量は、ポリプロピレン＝０．３ｇ／ｍｉ
ｎ．、シンジオタクティクポリスチレン＝０．５ｇ／ｍ
ｉｎ．とした。さらに０．８ｋｇ／ｃｍ² で３００℃の
空気流で牽引細化させ、同時にポリプロピレン／ポリエ
チレンの複合繊維（チッソ株式会社，ＥＳ繊維，繊維径
１６μｍ，長さ５０ｍｍ）を吹き込み、３種の繊維が均
一混合された不織布を作成した。１００℃にて熱プレス
を実施し、厚み１２０μｍとした。不織布作成装置の概
略図を図１に示した。上記サンプルを幅１０ｃｍ×長さ
６０ｃｍのサイズに切り出し、ＳＯ₃ ガスを１０体積％
含む窒素ガスにより、室温（２５℃）で、３０秒処理す
ることにより実施した。処理後は、多量の窒素ガスによ
り反応槽を置換しスルホン化反応を停止した。使用した
ＳＯ₃ ガスは、日本曹達株式会社製の日曹サルファン
を、窒素ガスにて気化することで使用した。使用した処
理装置を図２に示した。

【００４８】作成したセパレータを用い、容量２５００
ｍＡｈのＮｉ／水素二次電池を作成し、０．４Ｃにて充
放電を繰り返し、放電容量維持率を測定した。放電容量
は、水素吸蔵合金の活性化のための１〜２回の予備的充
放電を終えた後の、初期サイクルでの放電容量を１００
％とし、充放電サイクルを繰り返した時の放電容量の維
持率を測定した。電解液には、水酸化カリウム水溶液を
用いた。放電容量維持率が５０％まで低下した時のサイ
クル数を、電池の寿命として評価した。

【００４９】セパレータの作成条件，物性、及び放電容
量維持率による寿命評価の結果を表１にまとめた。

【００５０】さらに、スルホン化条件の強さの確認のた
め、上記実施例１において、シンジオタクティクポリス
チレンを使用せずに、ポリオレフィン系繊維のみで、同
等の繊維径を持つ不織布を作成し、その引っ張り強度を
測定した（Ｔ０）。さらに、実施例１と同様のスルホン
化条件でスルホン化処理を実施した後、その引っ張り強
度を測定した（Ｔ１）。ここで、（Ｔ１／Ｔ０）＊１０
０（％）で求められる値を、ポリオレフィン強度保持率
（％）と定義し、スルホン化条件の強度測定の尺度とし
た。結果、実施例１におけるポリオレフィン強度保持率
は、９５％と高い値であり、ポリオレフィン系繊維のス
ルホン化率が小さく、ポリスチレン系極細繊維が選択的
にスルホン化されていることが確認された。以下、各々
の実施例において、対応したポリオレフィン系繊維を用
いた不織布にて、それぞれの実施例でのポリオレフィン
強度保持率を測定している。

【００５１】実施例２〜３ 使用する繊維の混合比率，繊維径及びＳＯ₃ ガスによる
スルホン化時間を、変更した以外は、実施例１と同様の
方法の方法で、セパレータ作成，評価を実施した。セパ
レータの作成条件，物性、及び放電容量維持率による寿
命評価の結果を表１にまとめた。

【００５２】実施例４〜５ スルホン化処理を、硫酸で処理した以外は、実施例１〜
２と同様の法で、セパレータ作成，評価を実施した。セ
パレータの作成条件，物性、及び放電容量維持率による
寿命評価の結果を表１にまとめた。

【００５３】比較例１ 易スルホン化繊維を含まないポリオレフィン１００％の
不織布を、ＳＯ₃ を１５重量％含有する発煙硫酸により
１１０℃で処理し、実施例１と同様の測定を実施した。
表面層硫黄含有量，強度の両面で不十分な値であった。
結果を表２にまとめた。

【００５４】比較例２ 易スルホン化繊維を含まないポリオレフィン１００％の
不織布を、実施例１と同様のマイルドなスルホン化条件
で処理を行なった。結果は、表面層のみスルホン化され
たが、表面層硫黄含有量が低い値であり保液性が十分で
なく、セパレータとしての機能が不十分であった。結果
を表２にまとめた。

【００５５】比較例３ ポリプロピレンとシンジオタクティクポリスチレンを用
い、実施例１と同様のメルトブロー法で紡糸したが、複
合繊維の吹き込みはせずに、不織布の作成を実施した
後、１２０℃での熱プレスにより厚み１２０μｍの不織
布を得た、この不織布を実施例１と同様のスルホン化条
件でスルホン化処理を行いセパレータを作成し、評価を
実施したが、透気度が低いため充放電サイクル中に内部
圧力のバランスがくずれ、寿命の極端な低下が発生し
た。結果を表２にまとめた。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明は、アルカリ電池用
セパレータに必要な次の４点の特性を高いレベルで同時
に達成するものであり、本セパレータを採用した電池に
対して以下の優れた特性をもたらす。１：高い電解液保
持性を確保し、電池の寿命を向上させる。２：高強度化
により、電池組み立て時の作業性向上、つまり切断等で
の作業中断なくす。３：セパレータの均一性を向上（目
付むらを低減）し、ピンホールによる電池短絡による不
良発生を無くす。４：必要とされる一定以上のガス透過
性を確保し、電池の安全性を向上させると同時に電池の
サイクル寿命を向上させる。また以上４点の他に、熱的
に長期安定なスルホン酸基を有する特徴があるため、過
酷な使用条件においても長期間の充放電を可能とする。
またさらに、本発明は特に厚みが薄いセパレータ作成に
おいて有効であるため、電池容量の増大に寄与するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 不織布作成装置の概略図である。

【図２】 ＳＯ₃ ガスによるスルホン化処理装置の概略
図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 易スルホン化繊維とポリオレフィン系繊
   維とが混合されてなる不織布からなるアルカリ電池用セ
   パレータであって、前記不織布がスルホン化されてな
   り、且つ、前記易スルホン化繊維が連続繊維であること
   を特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
2. 【請求項２】 前記易スルホン化繊維の繊維径が、０．
   ３〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の
   アルカリ電池用セパレータ。
3. 【請求項３】 前記易スルホン化繊維が、ポリスチレン
   系繊維、ポリビニルナフタレン系繊維、ポリエーテルス
   ルホン系繊維又はポリカーボネイト系繊維の群から選ば
   れる１以上の繊維からなることを特徴とする請求項１又
   は２に記載のアルカリ電池用セパレータ。
4. 【請求項４】 前記易スルホン化繊維が、シンジオタク
   チック系ポリスチレンからなることを特徴とする請求項
   １又は２に記載のアルカリ電池用セパレータ。
5. 【請求項５】 前記ポリオレフィン系繊維の少なくとも
   ２０重量％が、繊維径が８μｍ以上の熱融着性繊維であ
   ることを特徴とする請求項１乃至４に記載のアルカリ電
   池用セパレータ。
6. 【請求項６】 前記繊維径が８μｍ以上の熱融着繊維
   が、ポリプロピレンとポリエチレンの複合繊維であるこ
   とを特徴とする請求項５に記載のアルカリ電池用セパレ
   ータ。
7. 【請求項７】 前記不織布中の易スルホン化繊維が、選
   択的にスルホン化されてなることを特徴とする請求項１
   乃至請求項６に記載のアルカリ電池用セパレータ。
8. 【請求項８】 オレフィン系樹脂溶融物と易スルホン化
   樹脂溶融物を隣接するオリフィスから押し出しメルトブ
   ローすると同時に、該押し出し物にオレフィン系短繊維
   を吹き込み、均一に混合・一体化した不織布を、温度１
   ０〜４０℃の０．０１〜１５％体積％のＳＯ₃ ガスによ
   りスルホン化処理することを特徴とするアルカリ電池用
   セパレータの製造方法。