JPS6135663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はバツテリーセパレーターの製造に用い
られる含浸原紙に関するものであり、更に詳しく
は木材に対する収率が60〜85％で結束繊維を実質
的に含有しない木材高収率パルプと高純度セルロ
ース系繊維とが配合され、６〜18重量％の残存リ
グニンを含有し、且つ500〜750mlの水度
（csf）を有する紙料から抄造された含浸原紙であ
つて、リンター原紙を使用する場合よりも著しく
低コストで優れた品質のバツテリーセパレーター
を製造することができる含浸原紙に関するもので
ある。 従来のバツテリーセパレータはセルロース系繊
維より造られた原紙にフエノール樹脂を主体とし
た水溶性合成樹脂液を含浸させ、予備乾燥した
後、熱硬化処理を行なつて製造しているが、この
バツテリーセパレーター用原紙の繊維原料は従
来、実質的にリンターに限られており、木材を原
料とするパルプはマーセル化クラフトパルプを除
いては木材高収率パルプはもちろん、木材化学パ
ルプは殆んど使用されていない。 一方、リンターは未精製品を含めてすべて輸入
されているので入手に際しては種々の制約があ
り、その上未精製リンターを国内で精製する場合
には排水公害が発生するためもあつて、リンター
の安定確保がますます困難となりつつあるばかり
でなく、その価格が高価となつて来ているため、
木材を原料とする安価なパルプを紙基材として使
用すること、更にこの紙基材及びフエノール樹脂
の原単位引き下げを可能にする含浸原紙が強く要
望されている。 バツテリーセパレーター用の原紙は極めて低い
密度、極めて低い透気度を有し、所定の紙力及び
均一な地合などを有していることが必要であり、
バツテリーセパレーター用原紙の透気度は、ガー
レー・デンソメーターで測定した場合に、５枚重
ねの試料を300mlの空気が通過するに要する秒数
が６秒から12秒程度の測定値を要求されている。
かかる透気度については後述する実施例１におけ
る比較例１として示したリンターを用いた場合の
原紙の透気度と実施例２における比較例３として
示した溶解パルプより造られた原紙の透気度とを
比較すれば判るように、高純度木材化学パルプよ
り造られた原紙の透気度は極めて高く、バツテリ
ーセパレーター用には使用不可能であることが明
白である。高純度木材化学パルプは繊維が柔軟で
あるので、この木材化学パルプから原紙を造る場
合に、抄紙工程における脱水のための圧搾により
繊維が扁平になりやすいのでその結果、透気度が
高くなり、バツテリーセパレーター用には使用で
きないのであり、また一般の高収率パルプは微細
繊維を多量に含むため、この高収率パルプから原
紙を造ると透気度が高くなるので、バツテリーセ
パレーター用には使用できなかつた。 本発明者らはバツテリーセパレーター用の原紙
について種々研究した結果、木材高収率パルプを
含む原紙は、原紙坪量が全く同一で、しかもバツ
テリーセバレーターに加工するための条件を全く
同一にした場合に、リンターを用いた原紙に比べ
てバツテリーセパレーターの厚さを著しく増大で
きることを見出した。しかしながら、一般の高収
率パルプを配合した場合には前述のように原紙の
透気度が高くなり、そのため、この原紙から製造
したバツテリーセパレーターは透気度が高く実用
に供することができないが、本発明者らは大きな
結速繊維を実質的に含有しない収率60〜85％の木
材高収率パルプと他の高純度セルロース系繊維原
料とが配合され、６〜18重量％の残存リグニンを
含有し、且つ水度（csf）が500〜750mlの紙料
から抄造した原紙は透気度が著しく低下してバツ
テリーセパレーターの製造に使用し得ることを見
出して本発明を完成した。 すなわち、本発明は木材に対する収率が60〜85
％であり結束繊維を実質的に含有しない木材高収
率パルプと他の高純度セルロース系繊維とが配合
され、６〜18重量％の残存リグニンを含有し、且
つ500〜750mlの水度（csf）を有する紙料から
抄造されたバツテリーセパレーター用含浸原紙を
提供するものである。 本発明の含浸原紙はバツテリーセパレーター用
として最適であるがこれまで専らリンターパルプ
が主原料とされたフイルターなど各種の含浸原紙
と同じ用途に向けることもできる。 以下、本発明に係るバツテリーセパレーター用
含浸原紙について詳しく説明する。 多量の残存リグニンを含有する木材高収率パル
プを他のセルロース系繊維原料に配合した原紙は
水溶性フエノール樹脂液に浸漬後、回転するロー
ル間を通過させて過剰の液を圧搾除去する工程で
圧搾されても、繊維が扁平化して了わずシートの
厚さの増加が阻害されない。これは原紙に含まれ
ている残存リグニンが、著しく大きな圧縮弾性回
復をシートにもたらすものと考えられる。バツテ
リーセパレーターなどの厚さは後述する実施例２
及び比較例２，３の結果を示した第２表から明ら
かなように、一定の原紙坪量で比較すれば、紙料
の残存リグニン含有率が高い程大きくなり、この
点では好ましいが、反面、紙力が低下する。その
ため、所定の紙力を維持し且つ所定の厚さを得る
ためには、上記の残存リグニン含有率に適切な範
囲が存在し、その範囲を６〜18重量％に保つこと
が必要であり、特に８〜14重量％の範囲が好まし
い。残存リグニン含有率が６重量％未満になると
シートの圧縮弾性回復が減少するため、水溶性フ
エノール樹脂液に浸漬して過剰の液を圧搾除去す
る際にシートの厚さが増加せず、バツテリーセパ
レーター用などの原紙に使用することができな
い。すなわち、リグニンの残存含有率が少なく、
バツテリーセパレーター用などに使用するに際し
厚さが所定の厚さになりにくい場合には、厚さを
規格値に入れるため原紙の坪量をアツプする必要
があるが、坪量をアツプすると透気度が高くなつ
て結局バツテリーセパレーター用などに使用する
ことができないのである。一方、残存リグニンの
含有率が18重量％を超えると原紙の紙力が低下
し、バツテリーセパレーター用などには使用する
ことができない。よつて本発明においては残存リ
グニン含有率を６〜18重量％に限定するものであ
る。 パルプを得る方法は、機械的解繊処理の必要の
有無により化学的パルプ化法と機械的パルプ化法
に大別される。個々の繊維を得るために入念な機
械的解繊処理を必要とするかどうかはパルプ収率
により異なり、パルプ収率が60％以上の場合に必
要である。この値は材種と木材処理に使用する薬
品などが変わつても一定であり、繊維離解点
（Point of fiber Iiberation）と云われている。つ
まり本発明に用いられる高収率パルプについて木
材に対する収率を60％以上に限定していること
は、上記の繊維離解点より高い収率に相当すると
いう意味を持つ。すなわちこの値を境にして残存
リグニンの性質が本質的に異なることを示してい
る。また収率85％以上の機械パルプ（GPやアス
プルンド法パルプ）では常に結束繊維を含むもの
しか得られず、しかも一旦生成したパルプから結
束繊維のみを選択的に分離することは殆んど不可
能である。 紙を構成する繊維原料に多量の微細繊維が含ま
れていて水度（csf）が低い場合には、紙中の
空隙毛細管が閉鎖されやすく紙の透気度が高くな
る。一方、水度（csf）が高過ぎるとバツテリ
ーセパレーター用原紙などに必要な均一地合が得
られないので、高水度の繊維原料は不適当であ
る。従つて本発明では収率60〜85％の木材高収率
パルプが他の高純度セルロース系繊維原料に配合
されて構成された紙料の水度（csf）を500〜
750mlとするものであり、特に550〜720mlが好ま
しい。水度（csf）が500ml未満では上記の如く
紙中の空隙毛細管が閉鎖されて透気度が高くな
り、バツテリーセパレーター用原紙などに要求さ
れる透気度を得ることが困難であり、750mlを超
えるとバツテリーセパレーター用原紙などに必要
な均一地合を得ることができない。 かかる水度を維持させるために高収率パルプ
に配合する他の繊維原料としては高純度のセルロ
ース系繊維を使用し得る。再生セルロース繊維も
透気性を重視する場合に使用可能であるが、紙力
も重視される場合には、天然セルロース系繊維で
あるが溶解パルプ、晒クラフトパルプ、晒サルフ
アイトパルプ及び精製リンターが適する。粗リン
ター、未晒サルフアイトパルプ及び未晒クラフト
パルプも使用可能できないことはないがこれら未
晒化学パルプに含まれる残存リグニンは本発明の
目的に対しあまり有効とはいえない。ポリエチレ
ンなどの合成繊維は高価であり、耐熱性が小さく
紙力が出にくいので本発明には適さない。 またバツテリーセパレーター用原紙の場合には
大きな結束繊維が存在すると、バツテリーセパレ
ーター製造時にこの結束繊維が脱落してセパレー
ター原紙に大きな孔ができ、蓄電池に組み込まれ
た後に極板の鉛粉が孔に堆積して陰陽両極が短絡
する。このため大きな結束繊維が原紙に含まれな
いようにする必要がある。この大きな結束繊維は
収率60％以上の一般の高収率パルプに含まれてい
るので、バツテリーセパレーター用原紙に配合す
る高収率パルプには大きな結束繊維が含まれない
特殊な木材高収率パルプを用いる必要がある。そ
のため本発明に係る含浸原紙をバツテリーセパレ
ーター用原紙として使用する場合に配合される高
収率パルプには大きな結束繊維を実質的に含有し
ない木材高収率パルプを使用せねばならない。 かかる大きな結束繊維を実質的に含有しない木
材高収率パルプとしては、特公昭42―26121号公
報で提案されている如き、木材チツプを25℃で測
定したPHが12.7以下の薬液または水を含む状態
で、120℃以上の高温度で機械的に解繊する第一
工程と、25℃で測定したPHが12.7以上14.0以下の
アルカリ性溶液に120℃以下で浸漬し、浸漬と同
時に、または浸漬時間を設けた後、該溶液が繊維
中に含まれる状態で叩解装置あるいは磨砕装置な
どを用いて結束繊維が殆んど、あるいは完全に消
失するに必要な程度の機械的エネルギーを与えて
処理する第二工程とを組み合わせて高収率パルプ
を製造する方法によつて製造されてものが最適で
あるが、この方法に限らず化学的処理のみまたは
化学的処理を機械的処理との組合わせにより収率
60〜85％で実質的に結束繊維を含有しないもので
あればよい。 またバツテリーセパレーターなどの製造工程に
よつては原紙に高い紙力を要求する場合がある
が、その場合には繊維原料として溶解パルプ、晒
クラフトパルプ、晒サルフアイトパルプ、精製リ
ンターあるいは再生セルロース繊維が２種以上が
混合されていると、紙力を高めるのでバツテリー
セパレーターなどの製造を容易に行なうことがで
きる。 なお、本発明に係る含浸原紙にケイソウ土、湿
潤強度向上剤などが少量添加されていてもよく、
かかる添加物の存在によつて本発明の効果は何ら
阻害されない。 かかる本発明に係る含浸原紙を使用すれば、バ
ツテリーセパレーターなどの厚さを規格値に合わ
せるために必要なバツテリーセパレーター用原紙
などの坪量を従来のリンター原紙の場合よりも大
幅に引き下げることができ、しかも製造されたバ
ツテリーセパレーターなどの電気抵抗、耐酸化性
などの性能はリンター原紙を用いた場合と同程度
である。例えば坪量170ｇ／m²の本発明に係る含
浸原紙を使用しても、坪量226ｇ／m²のリンター
原紙を使用した場合と同じ厚さのバツテリーセパ
レーターなどを製造することができる。 すなわち、本発明に係る含浸原紙を使用すると
リンター原紙を使用るよりも原紙坪量を25％節約
でき、またこの場合、水溶性フエノール樹脂の対
原紙含浸量を変えなくてもよいので、水溶性フエ
ノール樹脂も25％節約でき、資源の節約に大きく
付与するものである。更に高価なリンターの代わ
りに木材パルプを使用するため安価に得られるな
どの点においても極めて有益である。 以下、実施例によつて更に本発明に係る含浸原
紙について詳細に説明するが、本発明は以下の実
施例に限られたものではなく、実施に当つては
種々の条件変更がなされ得る。 なお測定方法は特に記載しない限り総べてJIS
に基づいて実施した。 １ 器 機 １ 電 源：定電流直流電源（電流圧計内蔵） ２ 記録計：自動記録計 ３ 電極板：50mm×50mm×３mmの純鉛 （JIS Ｈ 2105に規定） ４ 電極当板：50mm×50mm×1.5mmの純鉛 （JIS Ｈ 2105に規定） ５ 恒温槽：50±２℃にセツトできるもの ６ 電解槽：ガラス製 102×132×185mm ７ ガラス板：70×70×２mm ８ 台：合成樹脂製（エボナイト） ９ 鉛ブロツク：５Kg ２ 試 薬 １ 硫 酸：比重1300（20℃）のもので JIS Ｋ 1305に適合するもの ３ 試 料：70×70mm ４ 操 作 試料を当板、極板、ガラス板という順で上下
からはさむ形に組み合わせ、鉛ブロツクで荷重
をかけて台にのせる。試料をのせた台ごと電解
槽に挿入し、硫酸（ｄ：1.3）を1000ml注入す
る。電解槽を50±２℃に調整した恒温槽に入
れ、液温が50℃に達するまで放置する。その
後、直流２・5Aを通電して電極間の電圧を記
録計にて計測し、電圧差が２時間内に０・2V
降下したときをもつて耐酸化性試験の終了とす
る。 実施例 １ 特公昭42―26121号公報の実施例に示された方
法による大きな結束繊維を実質的に含有せず残存
リグニンを22・０重量％含む木材に対する収率80
％の木材高収率パルプを70重量％、針葉樹溶解パ
ルプを30重量％配合して15.4重量％の残存リグニ
ンを含有し、且つ663mlの水度（csf）を有する
紙料を調製し、この紙料からJIS法に準じて手抄
紙の原紙を抄造した。 この原紙を水溶性フエノール樹脂液に浸漬して
過剰の液を除去してから予備乾燥した後、熱硬化
処理を施し、バツテリーセパレーターを製造し
た。 なお、水度の測定はJIS Ｐ 8121に従つた。 比較例 １ 精製リンターを原料として実施例１と同一の
水度の紙料を調製し、この紙料から手抄紙の原紙
を実施例１と同一条件で抄造した後、この原紙に
実施例１と同様に水溶性フエノール樹脂を含浸さ
せてバツテリーセパレーターを製造した。 この実施例１及び比較例１において抄造した原
紙の性質及び原紙から製造したバツテリーセパレ
ーターの性質は第１表に示す通りであつた。

【表】 第１表で明らかなように、実施例１における原
紙の透気度は従来のリンターから抄造した比較例
１の原紙の透気度に比べて低く、また実施例１に
おけるバツテリーセパレーターの厚さはリンター
の原紙から製造した比較例１に比し厚く、何れも
実施例１は比較例１に比べて優れている。 なお、バツテリーセパレーターの厚さは原料坪
量180ｇ／m²換算値であり、透気度はJIS Ｐ
8117に準じガーレー・デンソメーターを使用して
５枚重ねた試料を300mlの空気が通過するに要す
る秒数で示したものであり、以下この方法で測定
したものを表示する。坪量はJIS Ｐ 8110に準
じ、厚さはJIS Ｐ 8118に従い、また引張り強さ
はJIS Ｐ 8113に従い測定した。 実施例 ２ 実施例１で使用したものと同様の木材高収率パ
ルプと針葉樹溶解パルプとを配合して、残存リグ
ニンの含有率が17.6重量％、8.8重量％、6.6重量
％となつた３個の紙料を実施例１と同一条件でそ
れぞれ手抄して原紙を造りこの原紙に実施例１と
同様に水溶性フエノール樹脂を含浸させてバツテ
リーセパレーターにそれぞれ加工した。 比較例 ２ 実施例１で使用したものと同様の木材高収率パ
ルプだけで実施例１と同一条件で手抄して原紙を
造り、この原紙に対し実施例１と同様に水溶性フ
エノール樹脂を含浸させてバツテリーセパレータ
ーを製造した。 比較例 ３ 実施例１で使用したものと同様の針葉樹溶解パ
ルプだけで比較例２と全く同様にして原紙及びバ
ツテリーセパレーターを製造した。 この実施例２、比較例２、比較例３で調製した
紙料、この紙料から抄造した原紙の性質及び原紙
から製造したバツテリーセパレーターの性質は第
２表に示す通りであつた。

【表】 第２表で明らかなように、比較例２の如く残存
リグニン含有率が22.0重量％もあると、原紙の引
張り強さが弱く、このような紙を安定して生産す
ることは困難である。また比較例３の如く残存リ
グニンが存在しない場合にはバツテリーセパレー
ターの厚さが薄く、リンターを用いた場合と余り
差がなくなる。 実施例 ３ 大きな結束繊維を実質的に含有せず、残存リグ
ニンを20.3重量％含む木材に対する収率78％の木
材高収率パルプを30重量％、針葉樹溶解パルプを
35重量％、精製リンターを35重量％配合し、残存
リグニンを6.1重量％を含み、且つ700mlの水度
（csf）を有する紙料を調製し、この紙料を実施例
１と同様に手抄して原紙を造り、この原紙を用い
て実施例１と同様にバツテリーセパレーターを製
造した。原紙及びバツテリーセパレーターの性質
は第３表に示す通りであり、原紙の透気度、バツ
テリーセパレーターの厚さ、その他の性質は良好
であつた。

【表】 実施例 ４ 大きな結束繊維を実質的に含まず残存リグニン
を19.1重量％含有する収率75％の木材高収率パル
プを80重量％、針葉樹晒クラフトパルプを20重量
％配合し、残存リグニンを15.3重量％含み、且つ
570mlの水度（csf）を有する紙料を調製し、こ
の紙料から長網マシンにより原紙を抄造した。そ
してこの原紙を使用して実施例１と同様にしてバ
ツテリーセパレーターを製造した。原紙及びバツ
テリーセパレーターの性質は第４表に示す通りで
あり、透気度、厚さ、その他の性質は何れも良好
であつた。

【表】 実施例 ５ 大きな結束繊維を実質的に含まず、残存リグニ
ンを20.3重量％含有する収率78％の木材高収率パ
ルプを50重量％、針葉樹溶解パルプを15重量％、
針葉樹晒クラフトパルプを15重量％、広葉樹晒ク
ラフトパルプを20重量％配合して残存リグニンを
10.2重量％含有し、且つ630mlの水度（csf）を
有する紙料を調製し、この紙料から長網マシンに
より原紙を抄造した。この原紙から実施例１と同
様にしてバツテリーセパレーターを製造した。原
紙及びバツテリーセパレーターの性質は第５表に
示す通りであり、透気度、厚さ、その他の性質は
何れも良好であつた。

【表】 実施例 ６ 大きな結束繊維を実質的に含有せず残存リグニ
ンを20.1重量％含む収率76％の木材高収率パルプ
を80重量％、針葉樹晒クラフトパルプを20重量％
配合して16.1重量％の残存リグニンを含有し、且
つ580mlの水度（csf）を有する紙料を調製し、
この紙料から長網マシンにより原紙を抄造した。
この原紙から加工機を用いてフエノール樹脂を含
浸させバツテリーセパレーターを製造した。原紙
及びバツテリーセパレーターの性質は第６表に示
す通りであり、性質は何れも良好であつた。

【表】 このバツテリーセパレーターを実際にバツテリ
ーに組み込んで寿命試験を行なつたところリンタ
ー原紙を用いた場合と同程度の218〜275回の充
電・放電に耐え、低温時の大容量の急放電試験に
おいてもリンター原紙を用いた場合と同程度の電
圧を維持することができたので、本発明のバツテ
リーセパレーター原紙を用いて極めて良い電池が
得られることが判る。 以上詳述した如く、本発明に係る含浸原紙は、
その透気度がリンターから抄造した原紙に比し低
く極めて良好であり、またバツテリーセパレータ
ーなどの厚さを規格値に合わせるために必要な原
紙の坪量を従来のリンター原紙よりも大幅に引き
下げることができる。そのため、この含浸原紙を
用いてバツテリーセパレーターなどを製造すれば
リンター原紙を使用した場合に比して原紙坪量を
節減でき、従つて原紙重量に対して一定割合のフ
エノール樹脂を附与するのが普通であるので水溶
性フエノール樹脂も節減でき、従来のリンター原
紙を使用する場合に比し低コストで製造すること
ができ、しかも品質が良好であるなどの優れた利
点を有しており、また木材パルプを使用するた
め、従来のリンターを使用する場合に比して安価
に得られるなどの優れた利点を有していて、その
工業的価値は大きいものがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木材に対する収率が60〜85％であり結束繊維
   を実質的に含有しない木材高収率パルプと高純度
   セルロース系繊維とが配合され、６〜18重量％の
   残存リグニンを含有し、且つ500〜750mlの水度
   を有する紙料から抄造されたバツテリーセパレー
   ター用含浸原紙。 ２ 高純度セルロース系繊維が溶解パルプである
   特許請求の範囲第１項に記載のバツテリーセパレ
   ーター用含浸原紙。 ３ 高純度セルロース系繊維が晒クラフトパルプ
   である特許請求の範囲第１項に記載のバツテリー
   セパレーター用含浸原紙。 ４ 高純度セルロース系繊維が晒サルフアイトパ
   ルプである特許請求の範囲第１項に記載のバツテ
   リーセパレーター用含浸原紙。 ５ 高純度セルロース系繊維が精製リンターであ
   る特許請求の範囲第１項に記載のバツテリーセパ
   レーター用含浸原紙。 ６ 高純度セルロース系繊維が再生セルロース繊
   維である特許請求の範囲第１項に記載のバツテリ
   ーセパレーター用含浸原紙。 ７ 高純度セルロース系繊維が溶解パルプ、晒ク
   ラフトパルプ、晒サルフアイトパルプ、精製リン
   ター、再生セルロース繊維の２種以上の混合物で
   ある特許請求の範囲第１項に記載のバツテリーセ
   パレーター用含浸原紙。