JP2000073270A - 成形性シートおよび成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温でのエレクトレット電荷保持性が高い、
あるいはスルフォン化処理が容易であり、さらにはシー
ト強力が高くかつ成型性を有するシートの提供を課題と
する。 【解決手段】 ガラス転移点が８０℃以上の繊維を少な
くとも一部に含有し、１２０℃でのタテ及びヨコ方向の
破断伸度が100%以上のエレクトレット化された不織布か
らなる成形性シ−ト及びガラス転移点が８０℃以上の繊
維を少なくとも一部に含有し、１２０℃でのタテ及びヨ
コ方向の破断伸度が30％以上スルフォン化処理もしくは
親水化処理された不織布からなる成形性シートおよびそ
の成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池セパレータや気
液フィルター用途などに特に好適な成形シートに関し、
特にエレクトレット化して用いた際に高温でも安定した
性能を有する荷電フィルターや、スルフォン化されたケ
ミカルフィルター、あるいは親水化処理された蛋白成分
（吸着）フィルターとして好適なシートおよびその製造
に関する物である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりポリオレフィンやポリアミドな
どの繊維よりなる不織布は、優れた遮蔽性や耐薬品性，
強度特性からフィルターや電池セパレータとして利用さ
れてきた。特に、極細繊維よりなる不織布シートは高性
能フィルターや小型電池セパレータなどとして好適な特
性をしめした。特に荷電処理されたポリオレフィンより
なる繊維はエアーフィルターとしての捕集効率が高く、
優れた性能を示した。

【０００３】エアーフィルター用途ではオレフィン繊維
などをエレクトレット荷電処理を行うことで通気抵抗を
変えずに高い捕集性能を得ることが可能である。また、
液体フィルター関連ではスルフォン化されたオレフィン
繊維よりなるシート状物は優れた親水性やケミカル特性
により使用が検討されてきた。

【０００４】しかしながら、通常エレクトレット処理さ
れるポリプロピレン繊維よりなる不織布は１００℃以上
での電荷保持性が低く、トラップされた電荷が消失する
という問題があった。したがって、フィルターが１００
℃以上の温度にさらされると電気泳動により捕集できる
能力が著しく低下した。さらに、ポリアミドよりなる繊
維は親水性が良いが、耐光性が悪く保管時に変色を及ぼ
したり、また、アルカリ電池セパレータとして用いた際
に、アルカリ溶液中にポリアミドが分解されて溶出し、
該溶出成分が２次電池の自己放電を助長するためサイク
ル寿命が良くないという問題があった。また、ポリオレ
フィンよりなる繊維はこうした溶出の問題がほとんどな
いものの、素材の疎水性のために電池の電解液などに対
する濡れ性が悪いため親水成分をグラフト重合したり、
スルフォン化処理する必要がありコスト的に不利であっ
た。ポリオレフィンのスルフォン化処理では、一般に高
温の濃硫酸を扱う必要があるなど加工条件が厳しく、一
方、グラフト重合化は、経時的に親水性が低下したり耐
熱性が低いという問題があった。特に、市場の拡大が期
待される電池セパレータ用途では、昨今の電池小型化の
要求に伴うセパレータ薄型化の要求に応えるため極細繊
維を用いると、保液性などは改善されるが、高温濃硫酸
スルフォン化処理により不織布の強度が大幅に低下する
という問題を生じ、工程通過性を低下するという問題点
があった。ポリスチレン繊維からなる不織布は、スルフ
ォン化が容易で親水性を付与しやすいため種々の方法で
不織布化して電池セパレータ化することも考えられてき
たが、極細繊維は強伸度特性に劣り、製造過程でシート
が切断されやすいと言う問題や自己接着性があまり良く
ないため形態安定性が良くないという問題点を生じて、
極細繊維としては実質的にはほとんど使用されていなか
った。従って、本発明で目的とする成型性を有するシー
トをポリスチレン繊維単独で製造することはほぼ不可能
であった。セパレータにおいて親水性が重要となる理由
は、電池の長期使用時にセパレータ中にガスが残っての
濡れない部分ができないことや、高速充電性時に発生す
る酸素ガスがセパレータを透過して抜ける際に迅速に電
解液が再浸透する必要性などから電池の高寿命化や急速
充電性に非常に重要な要素であるからであると推定され
る。

【０００５】繊維化，エレクトレット化およびスルフォ
ン化が比較的容易であるシンジオタクチィク・ポリスチ
レンの極細繊維を製造するメルトブロー方法について
は、特開平４−２５７３１０号公報に開示されており、
０．１〜５０μｍの繊維を製造する方法が開示されてい
る。しかしながら、かかる方法では、得られる不織布の
強度が低く電池セパレータとして組み込むことができな
かったり、液体フィルターとして用いた際に十分な形態
保持ができないなどの問題があった。また、シートも毛
羽立ちやすくハンドリングに問題があった。その上、成
形して用いることも困難であった。また、特開平４−１
７４９６４号公報にはスルフォン化ポリスチレンとポリ
オレフィンとの溶融混合物よりなる繊維も開示されてい
るが、本発明の極細繊維を紡糸した際に糸切れや孔曲が
りにより安定生産が困難であった。また、得られた不織
布の強度も十分ではなかった。また、異種の繊維を混繊
する手段としては、メルトブロー法により混繊する方法
が特開昭６０−９９０５７号公報に、２種類の熱可塑性
樹脂を並列型に複合してメルトブロー法で紡糸する極細
繊維不織布の製造方法が開示されている。また特開昭７
−８２６４９号公報には１０℃以上の融点差がある高融
点成分と低融点成分からなる極細混合繊維製品および製
造法法が開示されている。これらの混繊型の不織布は繊
維相互の接着強度が低く、カレンダー加工などの後加工
により融着処理して不織布の寸法安定性を改善している
がその効果が十分ではなかった。また、成形性を有する
混繊メルトブローン不織布は発明者らの知る範囲では見
当たらない。ポリオレフィンのエレクトレット化に関し
ては、特開昭６２−１０４９５７号公報や特願昭６０−
２４２０６７号に開示されている。また、高温でのエレ
クトレットによる効果すなわちトラップされた電荷保持
性の改善のために添加剤を検討した結果も特開平１−２
８７９１４号公報などに開示されている。しかしながら
その効果は最高でもおおよそ１００℃前後までであっ
た。また、エレクトレット荷電処理後に成形しても性能
が低下しないシートについてはまったく知られていな
い。また、ガラス転移温度の高いペンテンなどのポリオ
レフィンの不織布化も検討されているが、繊維の極細化
や成形性に問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、高温での
電荷保持性が高い、あるいはスルフォン化が容易であ
る、あるいはコロナ処理などにより親水化が容易な成型
性を有するシートの提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく鋭意研究を重ね、工程通過性が良く、かつ、圧
力損失の小さい気液フィルター、あるいはアルカリ電池
セパレータに好適な不織布を提供するために、下記の手
段をとる。

【０００８】即ち、本発明の第１の発明は、ガラス転移
点が８０℃以上の繊維を少なくとも一部に含有し、１２
０℃でのタテ及びヨコ方向の破断伸度が１００％以上の
エレクトレット化された不織布からなることを特徴とす
る成形性シートである。

【０００９】また、第２の発明はエチルアルコール浸漬
による除電処理前後で下記式で求められるパラメータＫ
の値が３０％以上差があることを特徴とする請求項１記
載の成形性シ−トである。 Ｋ＝−ｌｎ（１−η）／ΔＰ η ：捕集効率（−） ΔＰ：圧力損失（ｍｍＡｑ）

【００１０】さらに第３の発明は、ガラス転移点が８０
℃以上の繊維を少なくとも一部に含有し、１２０℃での
タテ及びヨコ方向の破断伸度が３０％以上であって、ス
ルフォン化処理もしくはコロナ処理等による親水化処理
された不織布を有することを特徴とする成形性シートで
ある。

【００１１】また、第４の発明はガラス転移点が８０℃
以上の繊維がポリスチレン繊維であることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の成形性シ−トであ
る。

【００１２】そして第５の発明は、ガラス転移点が８０
℃以上の繊維がメルトブロー法により製造された１０μ
ｍ以下のポリスチレン繊維であることを特徴とする請求
項１から４のいずれかに記載の成形性シ−トである。

【００１３】さらに第６の発明は、不織布がポリスチレ
ン繊維とポリプロピレン繊維からなることを特徴とする
請求項１から５のいずれかに記載の成形性シートであ
る。

【００１４】また、第７の発明は請求項１から６のいず
れかに記載の成形性シ−トからなることを特徴とするフ
ィルタ−である。

【００１５】そして、ガラス転移点が８０℃以上のポリ
オレフィン繊維を含有する不織布を、エレクトレット荷
電処理した後に８０℃〜１６０℃の温度下で成形するこ
とを特徴とする成形性シートの製造方法である。

【００１６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
成形性シートにおいて好適に用いることのできる繊維と
してはエレクトレット化あるいはスルフォン化が可能で
あれば特に限定するものではないが、ポリスチレン繊
維、等の芳香族ポリオレフィン繊維やポリエチレン繊維
やポリプロピレン繊維、等の脂肪族ポリオレフィン、フ
ッ素系繊維などがあげられるが、その繊維を製造する手
段は溶融紡糸が一般的である。本発明に好適な極細繊維
の製造方法としては、海島型や分割型の複合紡糸を行っ
て後に海成分の溶出処理や割繊処理をしても良い。しか
しながら、分割型繊維は繊維を水流などで機械的な外力
を与えて割繊化する必要があり工程数が増えるので必ず
しも好ましいとはいえない。極細繊維を安価に作り出す
上ではメルトブロー法を用いることが特に好ましいと考
えられる。ポリスチレンはポリマーの結晶性の問題で得
られる繊維は破断伸度が低くなりやすいという欠点を有
するが、融点が高いことや化学修飾がしやすいなどの好
適な特性が多い。特にシンジオタクティックポリスチレ
ンは、加工性，耐熱性，耐薬品性などに優れるため機能
性材料として好適である。また、ポリマーの弾性率が高
く、外力に対する変形抵抗が大きいためフィルターなど
の用途に好ましい。また、脂肪族ポリオレフィンとして
はポリエチレンやポリプロピレン、ポリペンテンなどが
一般的であるが特に規定されるものではない。本発明の
重要点である成形性とは、主として熱成形をさしている
が、常温における打ち抜き加工性やシートを引き出して
用いる時の優れた強度特性なども広義では含めることが
できる。時に気液フィルターとして用いる際は、トムソ
ン刃などによる打ち抜き加工を行うことも多いので本発
明の不織布は特に有用である。

【００１７】不織布を成形することにより、フィルター
面に凹凸をつけて濾過面積を増やしたりあるいは襞折り
性を高めることが可能であるが、成形温度は一般に１０
０℃以上となり、その温度でも不織布がダメージを受け
たり、エレクトレット繊維の特性が変化しないために
は、ガラス転移温度が８０℃より高いことが必要であ
る。その理由は明らかではないが、ガラス転移温度が成
形加工温度に対して大きく離れていると分子運動により
トラップされた電荷が、成型時に受ける熱履歴により消
失してしまうものと推定される。本発明の成形性フィル
ターは、特に自動車用のキャビンフィルター、エアコ
ン，掃除機のフィルター，ＨＥＰＡフィルター、ＵＬＰ
Ａフィルターとして好適である。また、スルフォン化さ
れたシートを巻き回したり、襞折りして成形した気液フ
ィルターにも適している。また、本発明の不織布をメル
トブロー法により製造する際には、ガラス転移温度が低
いポリマーよりなる繊維は、シートとして繊維が引き取
られる捕集体上に落下する時に完全に固化していたない
ためか、繊維の融着が強すぎて不織布伸度が低いために
成形加工する際の深絞り性が低くなり好ましくなかっ
た。

【００１８】また、熱成形性を有するためには成形温度
での破断伸度が高い事が必要である。本発明では、１２
０℃における破断伸度１００％以上あることが必要であ
り、好ましくは２００％以上、特に好ましくは４００％
である。本発明の不織布の成形温度は８０℃〜１６０℃
で実施することが好ましい。８０℃未満では成形性が悪
く、１６０℃を超えるとシートが熱でへたったりエレク
トレット保持性が低下するからである。一方、スルフォ
ン化やコロナ処理による親水化処理を行うと不織布の伸
度が低下することが多いので深絞りの熱成形は難しくな
る。打ち抜き性などの成形性を改良する上では最低３０
％の破断伸度が必要である。

【００１９】シートのエレクトレット化を実施する際に
は不織布製造ラインとインラインで実施しても良いし、
オフラインで実施してもよい。通常は、印加電圧は５〜
３０ｋＶ／ｃｍで荷電処理される。処理雰囲気としては
相対湿度がＲＨ５０％以上が好ましく、特に好ましくは
ＲＨ８０％以上である。

【００２０】エレクトレット化の効果は以下のようにし
て確認できる。不織布は、製造工程中でも摩擦帯電など
である程度エレクトレット化されている。しかしこれら
の電荷は非常に不安定で高温では容易に消失してしま
う。これらの効果を除くため、シートをエチルアルコー
ルにて浸漬（常温、１０分間）してトラップされた電荷
を除電（条件）することにより、下記式で求められるパ
ラメータＫの値が処理の前後でどれだけ変化するかを調
べればよい。 Ｋ＝−ｌｎ（１−η）／ΔＰ η ：捕集効率（−） ΔＰ：圧力損失（ｍｍＡｑ） 本発明の特長のひとつとして、熱成形してもエレクトレ
ット化された電荷が保持されることが重要であり、発明
者の検討の範囲では、１４０℃で２４時間、高温下で熱
処理した後のこの値と除帯電の差が処理前の値に対して
３０％以下であると成形後にエレクトレットフィルター
としての優位性を見いだすことができなかった。成形時
の電荷の保持性を評価するには、成形温度下で２４時間
程度静置しておいてから評価すれば、実際の加工で受け
る熱履歴での電荷保持性の心配をする必要がないと考え
られる。また、高温での電荷保持性に優れた繊維は、室
温近傍の温度ではより長期での耐久性に優れていると考
えられる。

【００２１】シートをスルフォン化して用いる際には、
イオン交換量は０．０４〜０．３０ｍｅｑ／ｇの間にあ
ることが好ましい。本発明者の検討した範囲内では、イ
オン交換量が０．０４ｍｅｑ／ｇより小さいと親水性が
低く、アルカリ２次電池のセパレータとして用いた際に
電池の自己放電が速くなり好ましくない。一方、イオン
交換量がが０．３０ｍｅｑ／ｇより大きくすることは電
池の自己放電特性低下するという問題が現れた。また、
ポリスチレンや脂肪族ポリオレフィンなどの構成繊維の
スルフォン化が進みすぎており繊維がダメージを受けて
シート強度が極めて小さくなったため好ましくなかっ
た。スルフォン化されたフィルム状シートは不純物含有
量が少ないことが好ましく、純水あるいは電池の電解液
と同質の液でよく洗浄しておくことが特に好ましい。ま
た、イオン交換量が大きいと親水性が高くなり、セパレ
ータを電池に組み込む時に電解液に濡れ易いという利点
もあった。また、液体フィルターとして用いた際に、液
の通過抵抗が小さいという利点があった。また、コロナ
処理などを行って親水化した不織布は、蛋白を吸着する
フィルター特に、抗体や抗原を分析するフィルターとし
て非常に有用であることを見いだした。コロナ処理以外
の親水化方法としては、オゾン処理やプラズマ処理、グ
ラフト処理などがあげられ、特に限定されるものではな
い。

【００２２】本発明者は、電池セパレータや気液フィル
ターとして好適に用いる事が可能なシートのひとつの理
想的な構成として、捕集効率や圧力損失というフィルタ
ー性能バランス、あるいは強度や保液性といった種々の
異なった要求特性を満足させるために異なった繊維が２
種類以上使われてそれぞれ機能分担することが好ましい
ことを確認した。ここで、異なった繊維とは、ポリマー
の種類といった組成上の差あるいは繊維径、繊維の断面
形態などに差をいう。繊維の混合状態としては均一であ
っても良いが密度勾配など不均一性を持たすのがより好
ましい。

【００２３】フィルターとして用いる際には、濾過する
流体抵抗によりシートが圧縮されて潰れることによる形
態変形や圧力損失の増加を抑えるために太い繊維あるい
は異形の繊維を不織布中に混ぜることも好ましい。

【００２４】本発明の不織布シートをニッケル水素電池
のセパレータとして用いる際には、正極側が極細繊維よ
りなる緻密な繊維層、負極側が粗めの繊維層である方が
好ましい。太い繊維の存在は、ガス抜けを良いことおよ
び電池組み込み時に圧縮力がかかった際の抵抗力が高く
する効果があった。極細繊維は保液性や遮蔽性の改善に
有効であった。非相溶の異種のポリマーを混合して繊維
の長さ方向に斑を作って繊維化することでも同様の効果
が得られるとも推定されるが、繊維の製造過程で不安定
現象を起こし、操業性を悪化させるため細い繊維を得る
ことが困難となりあまり好ましくない。また、エチレン
グリコールなどの水に易可溶性の成分をポリマー中に練
り込むことは、電池の電解液中への溶出物が発生しやす
く電池の自己放電を誘発すると考えられ好ましくなく、
練り混みなどのポリマー状態での混合が操業安定化など
何らかの理由により不可欠の場合には混合量が多くとも
３％以下であることが好ましいと考えられる。

【００２５】また、スルフォン化あるいはエレクトレッ
ト化される繊維の破断伸度が小さい時には、伸度の高い
繊維を混ぜるのが成形性を改善する上で特に好ましかっ
た。

【００２６】本発明においてシートを構成する１つの成
分としてスポリスチレン繊維が好適に用いられるが、平
均繊維径が１〜１０μｍの間にあることが好ましく、特
に好ましくは６μｍ以下である。ポリスチレン繊維は、
平均繊維径が０．５μｍより小さいとシートの強度が特
に弱くなり問題である。一方、１０μｍより大きくなる
とシートの地合が悪くなり斑が大きくなって遮蔽性が低
下する。また、高ガラス転移温度の脂肪族ポリオレフィ
ン繊維を用いる際には平均繊維径が０．５〜１５μｍの
間にあることが好ましく、１〜１０μｍの間にあること
が特に好ましい。脂肪族ポリオレフィン繊維は、ポリス
チレンと混合して用いるとシート中で伸度の低いポリス
チレン繊維のバインダーとして働く。脂肪族ポリオレフ
ィン繊維の常温での伸度が４０％以上であることがシー
トの工程通過性の上で望ましい。それ以下の伸度では、
シートの常温での伸度を１０％以上にすることが困難な
場合が多くなった。バインダーとして混合する脂肪族ポ
リオレフィンとして、ポリプロピレン繊維を用いる際に
はその混合成分率は、シート全重量の２０％以上８５％
以下であれば好ましく、特に好ましくは５０％以上７０
％以下である。２０％より小さいとバインダーとしての
補強効果が小さくなる。８５％より大きいとスルフォン
化率を高くしていくと繊維のスルフォン化処理時のダメ
ージが大きくその機械特性が低下するためあまり好まし
くない。

【００２７】また、本発明のシートは、カレンダー加工
などの熱融着手段により繊維間の接着を強化して、シー
トの強度をより高くなるように改善することも好ましい
が、強度の改善とともにシートの伸度が低下するため、
工程通過性を考えると強伸度のバランスをうまく取るこ
とが必要となる。不織布シートを構成する繊維の伸度が
低いとカレンダーできる条件巾が極めて狭くなってしま
い目的の強伸度バランスが取れなかったり、あるいは可
能であっても条件の設定域が極めて狭くなり調整が難し
くなった。

【００２８】本発明で用いられる不織布は少なくともス
ルフォン化処理されている繊維が存在することが好まし
い形態の一つである。スルフォン化により液の濡れ性が
よくなり、液体フィルターとして用いた際には濾過抵抗
を小さくし、電池セパレータとして用いた際には保液性
や急速充電性がよくなると推定される。スルフォン化処
理の方法としては、液相で加熱濃硫酸処理したり亜硫酸
ガス化で処理する方法が考えられるが、シートの強度を
低下させる割合が少ない亜硫酸ガス雰囲気化の気相でス
ルフォン化されることも好ましい。気相にせよ液相にせ
よ、スルフォン化処理温度は、繊維の強伸度特性の低下
が少ない１００℃以下でゆっくり行うことが好ましい。
なお、スルフォン化後には、処理時に不純物が副生する
ため、純水などでよく洗浄することが必要である。ポリ
スチレンは脂肪族ポリオレフィンよりスルフォン化され
やすいため本発明の構成成分の１つとすることが特に好
ましい。スルフォン化された繊維がシート中に２０％以
上含まれていないとシートの均質性や親水性などに悪影
響を及ぼす。

【００２９】シートの厚みは５０〜１０００μｍの間に
あることが望ましい。厚みが５０μｍより小さいとフィ
ルターや電池のセパレータとして用いる際に、フィルタ
ー粒子捕集容量や電解液の保液性が小さくなったり、遮
蔽性が低下するため好ましくない。また、シート強度も
小さくなって好ましくない。（一部消去） 特にフィルター用途においても厚みが薄いことは、同一
容積内での濾過面積を増やすことができる上で好ましい
が、薄くなりすぎるとシートの剛性が不足するなどの問
題がある。

【００３０】シートの総目付は１５〜１２０ｇ／ｍ² の
間にあることが望ましい。目付が１５ｇ／ｍ² より小さ
いとフィルターや電池セパレータとしての性能が不十分
となる。これは、シート中で繊維を均一に分散させるこ
とが難しくなり遍在化による斑が性能を低下させるため
と推定される。逆に１２０ｇ／ｍ² より大きくしてもあ
まり効果が上がらなかった。電池レパレータとして用い
る際には４０〜６０ｇ／ｍ² が特に好ましく、液体フィ
ルターとして用いる際には３０〜１００ｇ／ｍ² が好ま
しかった。

【００３１】さらに、シートの引張強力は１．５〜３０
ｋｇ／５ｃｍ巾であることが好ましい。１．５ｋｇ／５
ｃｍ巾ｇより小さいと強度向上のためのカレンダー加工
工程などの後工程でのシート切断が生じやすく問題であ
る。特に電池セパレータ用途では、狭い幅のテープ上で
用いられることから５ｋｇ／５ｃｍ巾以上であることが
好ましく、より好ましくは７ｋｇ／５ｃｍ巾以上、特に
好ましくは１０ｋｇ／ｃｍ以上である。本発明のシート
は、カレンダー加工などの熱融着手段により繊維間の接
着を強化して、シートの強度をより高くなるように改善
することも好ましい。

【００３２】本発明の最も効果的な繊維構成の一つとし
ては、ポリスチレンおよび脂肪族ポリオレフィンからな
る繊維を混合あるいはそれらよりなる不織布の積層や不
織布と多孔フィルムとを積層して用いることである。こ
の際に使用可能なポリスチレン繊維はＭＦＲが２０〜５
００ｇ／１０分のポリマーより製造された繊維でありこ
とが望ましい。このＭＦＲ域は、ポリスチレンを溶融紡
糸により繊維化するうえで不安定現象が発生しない範囲
であった。また、脂肪族ポリオレフィンよりなる繊維の
ＭＦＲがポリスチレンなどの有機繊維のＭＦＲより大き
く、かつ２０〜１０００ｇ／１０分であることが望まし
い。脂肪族ポリオレフィンのＭＦＲが大きいことの意味
は、一般に脂肪族ぼりオレフィンは伸度が高くまた溶融
時の粘度が小さいためにバインダーとして機能すること
が多いが、不織布成形時や加熱接着処理時に流動性が高
く、隣接する繊維との接着面積を増やせるという事で効
果があると考えられる。また、メルトブロー法により繊
維化する際には繊維をより細くしやすいあるいは生産性
を高くできるという効果がある。

【００３３】本発明においては、シートを構成する繊維
の少なくとも一成分がメルトブロー法によりつくられた
平均繊維径が０．５μｍ〜１２μｍの間にある繊維であ
ること事が特に好ましい。その理由として、フィルター
用途に用いられるシートを構成する繊維の繊維径が細い
と濾過性能を上げられるため、１０μｍ以下の繊維径に
することはこの用途に非常に好適である。また、電池セ
パレータにおいても、薄い厚みで、保液性やカバー性を
上げるためには繊維の極細化が必要である。しかるに平
均繊維径が０．５μｍより細いと強度の改善の余地がほ
とんどなく好ましくない。

【００３４】さらに本発明のシートの強伸度特性や耐突
き刺し性を改善する手段として、強度が１０〜５０ｇ／
ｄの重量平均分子量が１００万以上の超高分子量のポリ
エチレン繊維が第３の成分として他のシートの全質量に
対して５〜１００％含まれていることが好ましい。ポリ
エチレンは安定である化学構造から繊維化、後加工工程
での劣化がすくなく耐候性もよいので各種安定剤を添加
する必要がないため電池セパレータ電解液中への世溶出
物の問題がない。超高分子量ポリエチレンはその優れた
機械的特性や化学的な安定性ゆえに、シートの薄目付化
や極細化によるシート強度の低下を補ったり、電極の凸
部がセパレータに突き刺って穴があくのを防ぐことが可
能であるため添加することが好ましい。該繊維の添加量
がシート全重量の５％より小さいと強度特性の改善など
の効果が大きくない。一方、１００％を越えると本来の
機能性繊維の量が少なく親水性などの特性を出すことが
できないうえに、シートの伸度が小さくなり好ましくな
い。超高分子量ポリエチレン繊維の混合方法としては、
メルトブロー法による紡糸の際には、コフォームとよば
れる吹き込み法が好ましい。その他のシート製造法を適
用した場合は、カード処理や抄紙加工前に原料を混綿し
ておくなどの手段をこうじることができる。ポリエチレ
ン繊維の形態としては、不織布の製造法が湿式法の場合
には３〜２０ｍｍの短繊維であることが好ましく、乾式
法の場合には２５〜８０ｍｍの短繊維が好ましい。ま
た、これらの短繊維に倦縮をつけることもシート伸度を
改善する上で好ましい。

【００３５】また、捲縮が付与されたポリオレフィン短
繊維がシートの重量合計に対して５〜８５％含まれてい
る事は、成型性を改善したり、シートの強度を高くする
上で好ましい。該ポリオレフィン繊維はカードにより開
繊される際に、捲縮の存在により繊維を一本一本ばらけ
させられ、シート中で均質に存在することが可能であ
る。該オレフィン繊維は０．５〜６ｄで捲縮数が１０〜
２５コ／インチ，捲縮率が５〜３０％の間にあることが
好ましい。該繊維の混合量が５％より小さいと強度を改
善する効果が少なく、一方８５％より大きいとシートの
均一性が損なわれて斑が大きくなり問題となる。

【００３６】

【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。

【００３７】イ．平均繊維径（μｍ） 繊維の走査型顕微鏡写真を倍率１０００倍で写し、その
写真より任意に抽出した１０００本の繊維側面の巾を測
定し、算術平均により決定した。異なる繊維の見分け方
は染色性に差がある細には染色後に調べたり、融点差が
ある場合にはホットステージなどでシートを加熱して繊
維の溶融状態を見ることでも確認は可能である。

【００３８】ロ．目付（ｇ／ｍ² ） 一定面積でシートを５枚切り出し、精密天秤で秤量す
る。測定値を算術平均して、それを１ｍ² あたりに換算
して目付とした。

【００３９】ハ．厚み（μｍ） 各シートの中央部で２０ｇ／ｃｍ² 荷重下での厚みを５
点測定し、算術平均をシートの厚みとした。

【００４０】ニ．シート強度 シートを５ｍ巾２０ｃｍ長の矩形に切り出し引張試験機
にセットし、試長１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で測
定し、破断する最大応力を求めた。

【００４１】ホ．エアーフィルタ性能 大気ガスを、線速度５ｃｍ／秒でシートを通過させ、そ
の際の圧力損失（ｍｍＡｑ）とシート通過前後の大気塵
濃度（個／ｃｍ³ ）をパーティクルカウンターにより測
定した。捕集効率は以下の式より計算した。 捕集効率（−）＝［１−（出口濃度／入口濃度）］

【００４２】ヘ．イオン交換量 約３０ｃｍ² の試料を切り出し、重量を測定した後で、
０．１Ｎ水酸化カリウムで中和滴定を行った求めた。乾
燥時の重量を基準として、単位重量あたりの値にして示
した。

【００４３】実施例１ ＭＦＲ３００ｇ／１０分のＰＰとＭＦＲ１６０ｇ／１０
分のシンジオテクテックポリスチレンを、隣接するオリ
フィスから交互に２９５℃の温度で単孔吐出量０．５ｇ
／ｍｉｎで変更して押し出し、０．８ｋｇ／ｃｍ² で３
４０℃の空気流で牽引細化させ、ポリプロピレンの平均
繊維径が２μｍ、ポリスチレンの平均繊維径が平均繊維
径が４μｍであり、目付が３０ｇ／ｍ² のメルトブロー
ン不織布シートを得た。エレクトレット処理は、シート
を９ｋＶ／ｃｍの印加電圧で行った。成形処理は、１４
０℃で３０秒加熱して行った。得られたシートの特性を
表１に示した。なお、表中のPSはシンジオタクテイック
ポリスチレン、PPはポリプロピレン、Ｍ方向はマシ−ン
方向（シ−ト長手方向）、Ｔ方向はシ−ト幅方向をい
う。

【００４４】比較例１ ＭＦＲ１６０ｇ／１０分のシンジオテクテックポリスチ
レンを、２９５℃の温度で単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎ
の範囲で変更して押し出し、０．８ｋｇ／ｃｍ ² で３０
０℃の空気流で牽引細化させ、平均繊維径が６μｍの目
付け３０ｇ／ｍ ² のメルトブローン不織布シートを得
た。シート強力が小さく、電池セパレータやフィルター
として使いづらい物であった。また、シートが毛羽立ち
やすくハンドリングに問題があった。エレクトレット処
理は、シートを９ｋＶ／ｃｍの印加電圧で行った。成形
処理は、１４０℃で３０秒加熱して行った。得られたシ
ートの特性を表１に示した。

【００４５】比較例２ ＭＦＲ３００ｇ／１０分のポリプロピレンを、２９５℃
の温度で単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎで押し出し、０．
８ｋｇ／ｃｍ² で３４０℃の空気流で牽引細化させ、平
均繊維径が平均繊維径が２μｍの３０ｇ／ｍ² のメルト
ブローン不織布シートを得た。エレクトレット処理は、
シートを９ｋＶ／ｃｍの印加電圧で行った。成形処理
は、１４０℃で３０秒加熱して行った。得られたシート
の特性を表１に示した。

【００４６】実施例２ 実施例１と同じ方法でメルトブロー紡糸を実施した。反
毛機を用いて６デニール、カット５１ｍｍ、捲縮数２０
コ／インチのポリプロピレン／ポリエチレンの芯鞘繊維
を開繊してシート中に吹き込んで均一なシートを得た。
エレクトレット処理は、シートを９ｋＶ／ｃｍの印加電
圧で行った。成形処理は、１４０℃で３０秒加熱して行
った。得られたシートの特性を表１に示した。

【００４７】実施例３ 実施例１で得られた不織布を濃硫酸によりスルフォン化
処理した。０．２０ｍｅｑ／ｇのイオン交換量が確認さ
れた。このシートを１５０℃で３０秒成型してもシート
の切断などの問題が無かった。

【００４８】比較例３ 比較例１で得られた不織布を、実施例３と全く同じ条件
かで、濃硫酸によりスルフォン化処理した。０．３３ｍ
ｅｑ／ｇのイオン交換量が確認された。このシートを１
５０℃で３０秒成型するとシートの切断を生じ、問題と
なった。スルフォン化により繊維がダメージを受けてい
るのがその原因と推定された。成形後のシートの毛羽の
問題も生じた。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明により、成形性に優れ、高温での
電荷保持性に優れるフィルターとして好適なシートを提
供することを可能とした。また、本発明のシートはスル
フォン化処理などによりイオン交換基を導入したり、親
水化処理するのが容易なため、気相および液相でのケミ
カルフィルターなどとしても有用に利用可能である。特
に、食品中の細菌などの定量にも効果的である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス転移点が８０℃以上の繊維を少なく
   とも一部に含有し、１２０℃でのタテ及びヨコ方向の破
   断伸度が１００％以上である、エレクトレット化された
   不織布からなることを特徴とする成形性シート。
2. 【請求項２】エチルアルコール浸漬による除電処理前後
   で下記式で求められるパラメータＫの値が、３０％以上
   差があることを特徴とする請求項１記載の成形性シ−
   ト。 Ｋ＝−ｌｎ（１−η）／ΔＰ η ：捕集効率（−） ΔＰ：圧力損失（ｍｍＡｑ）
3. 【請求項３】ガラス転移点が８０℃以上の繊維を少なく
   とも一部に含有し、１２０℃でのタテ及びヨコ方向の破
   断伸度が３０％以上であって、スルフォン化処理もしく
   はコロナ処理等による親水化処理された不織布を有する
   ことを特徴とする成形性シート。
4. 【請求項４】ガラス転移点が８０℃以上の繊維がポリス
   チレン繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の成形性シ−ト。
5. 【請求項５】ガラス転移点が８０℃以上の繊維がメルト
   ブロー法により製造された１０μｍ以下のポリスチレン
   繊維であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の成形性シ−ト。
6. 【請求項６】不織布がポリスチレン繊維とポリプロピレ
   ン繊維からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   かに記載の成形性シート。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の成形性シ
   −トからなることを特徴とするフィルタ−。
8. 【請求項８】ガラス転移点が８０℃以上のポリオレフィ
   ン繊維を含有する不織布を、荷電処理した後に８０℃〜
   １６０℃の温度下で成形することを特徴とする成形性シ
   ートの製造方法。