JP2000100409A - Separator for alkaline battery - Google Patents

Separator for alkaline battery

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JP2000100409A
JP2000100409A JP10268865A JP26886598A JP2000100409A JP 2000100409 A JP2000100409 A JP 2000100409A JP 10268865 A JP10268865 A JP 10268865A JP 26886598 A JP26886598 A JP 26886598A JP 2000100409 A JP2000100409 A JP 2000100409A
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fiber
separator
fibers
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aromatic polyamide
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JP10268865A
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Japanese (ja)
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Masanao Tanaka
政尚 田中
Kazuya Sato
和哉 佐藤
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Japan Vilene Co Ltd
Original Assignee
Japan Vilene Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve oxidation resistance, and to stably manufacture a battery by constituting a separator of a fiber sheet containing para type aromatic polyamide fiber having tensile strength not less than a specific value. SOLUTION: Fiber having the tensile strength not less than 20 g/d is used as para aromatic polyamide fiber to thereby prevent a separator from tearing by a short circuit caused by a burr on a plate and the edge of the plate. The fiber can exhibit stable performance over along period since it is also excellent in oxidation resistance. The fiber can be constituted of a resin component such as poly-p-phenylene terephthalic amide. The fiber is desirably contained by 3 mass % or more so as not to cause a short circuit by a burr on the plate, but while, since tensile strength of the separator lacks when nonwoven fabric is formed only of this, it is preferable to set 80 mass % as the upper limit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
The present invention relates to a separator for an alkaline battery.

【0002】[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うことができるように、正極と負極
との間にセパレータが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a positive electrode and a negative electrode of an alkaline battery are separated so as to prevent a short circuit and to maintain an electrolytic solution so that an electromotive reaction can be carried out smoothly. A separator is used.

【0003】近年、電子機器の小型軽量化に伴って、アルカ
リ電池の占めるスペースも小さくなっている。それにも
かかわらず、アルカリ電池には従来と同程度以上の性能
が必要とされるため、アルカリ電池の高容量化が要求さ
れている。この高容量化のためには、電極の活物質の量
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)を製造する際に、極板のバリがセパレータを突き抜
けて極板同士がショートしたり、極板のエッジなどによ
って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。
In recent years, as electronic devices have become smaller and lighter, the space occupied by alkaline batteries has also become smaller. Nevertheless, alkaline batteries are required to have at least the same performance as conventional batteries, and therefore, higher capacity alkaline batteries are required. In order to increase the capacity, it is necessary to increase the amount of the active material of the electrode, so that the volume occupied by the separator is inevitably reduced. That is, it is necessary to reduce the thickness of the separator. However, if a conventional separator is simply made thinner, when manufacturing a battery (electrode group configuration), the burr of the electrode plate penetrates through the separator to short-circuit each other, or the separator may be separated by the edge of the electrode plate. However, there is a problem that the yield may be deteriorated because the wafer may be torn.

【0004】また、ニッケル−カドミウム電池を主体とする
アルカリ二次電池においては、6ナイロン繊維や66ナ
イロン繊維からなる不織布がセパレータとして使用され
ていたが、これらの繊維からなる不織布は正極から発生
する酸素によって酸化されやすいため、電池の放電容量
が低下しやすく、電池寿命の短いものであった。
[0004] Further, in an alkaline secondary battery mainly composed of a nickel-cadmium battery, a nonwoven fabric made of 6 nylon fibers or 66 nylon fibers has been used as a separator, but the nonwoven fabric made of these fibers is generated from a positive electrode. Since the battery is easily oxidized by oxygen, the discharge capacity of the battery is easily reduced, and the battery life is short.

【0005】[0005]

【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、安定して電池を
製造することができ、しかも耐酸化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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a separator for an alkaline battery which can stably produce a battery and has excellent oxidation resistance. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【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)は、引
張り強さが20g/d以上のパラ系芳香族ポリアミド繊
維を含む繊維シートからなる。本発明で使用するパラ系
芳香族ポリアミド繊維は引張り強さが20g/d以上の
強度の優れたものであるため、極板のバリがセパレータ
を突き抜けて極板同士がショートしたり、極板のエッジ
など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することができる。また、この引張
り強さが20g/d以上のパラ系芳香族ポリアミド繊維
は耐酸化性に優れているため、このパラ系芳香族ポリア
ミド繊維を含む繊維シートからなるセパレータは耐酸化
性に優れている。
The separator for an alkaline battery of the present invention (hereinafter simply referred to as "separator") comprises a fiber sheet containing para-aromatic polyamide fibers having a tensile strength of 20 g / d or more. Since the para-aromatic polyamide fiber used in the present invention has an excellent tensile strength of not less than 20 g / d, the burr of the electrode plate penetrates through the separator to cause short-circuiting between the electrode plates, Since the separator is not torn by edges etc.,
A battery can be manufactured stably. Moreover, since the para-aromatic polyamide fiber having a tensile strength of 20 g / d or more has excellent oxidation resistance, a separator made of a fiber sheet containing the para-aromatic polyamide fiber has excellent oxidation resistance. .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明は、パラ系芳香族ポリアミ
ド繊維の中でも、引張り強さが20g/d以上のものを
使用することによって、極板のバリによるショート、及
び極板のエッジなどによるセパレータの引き裂きを防止
できること、更にはこのパラ系芳香族ポリアミド繊維は
耐酸化性にも優れているため、長期にわたって安定した
性能を発揮することができることを見い出したのであ
る。このパラ系芳香族ポリアミド繊維の引張り強さが2
0g/d未満であると上記のような効果を発揮するのが
困難になる傾向があり、より好ましい引張り強さは23
g/d以上である。なお、この引張り強さはJIS L
1015(化学繊維ステープル試験法)に規定された
方法によって測定した値をいう。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, by using para-aromatic polyamide fibers having a tensile strength of 20 g / d or more, short-circuiting due to burr of an electrode plate and edge of an electrode plate can be achieved. It has been found that tearing of the separator can be prevented, and furthermore, since the para-aromatic polyamide fiber is also excellent in oxidation resistance, it can exhibit stable performance for a long period of time. The tensile strength of this para aromatic polyamide fiber is 2
If it is less than 0 g / d, it tends to be difficult to exert the above effects, and more preferable tensile strength is 23
g / d or more. In addition, this tensile strength is JIS L
1015 (chemical fiber staple test method).

【0008】なお、パラ系芳香族ポリアミド繊維は、例え
ば、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド、ポリ−p
−ベンズアミド、ポリ−p−アミドヒドラジド、ポリ−
p−フェニレンテレフタルアミド−3,4−ジフェニル
エーテルテレフタルアミドなどの樹脂成分からなること
ができる。この引張り強さが20g/d以上のパラ系芳
香族ポリアミド繊維は市販されているため、容易に入手
できる。
Incidentally, para-aromatic polyamide fibers include, for example, poly-p-phenylene terephthalamide, poly-p
-Benzamide, poly-p-amide hydrazide, poly-
It can be composed of a resin component such as p-phenylene terephthalamide-3,4-diphenyl ether terephthalamide. Since the para-aromatic polyamide fiber having a tensile strength of 20 g / d or more is commercially available, it can be easily obtained.

【0009】このパラ系芳香族ポリアミド繊維は、極板のバ
リなど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、3mass%以上含まれているのが好まし
く、多いほどショートしにくくなるため、5mass%
以上含まれているのがより好ましく、10mass%以
上含まれているのが最も好ましい。他方、このパラ系芳
香族ポリアミド繊維のみから不織布を形成すると、セパ
レータの引張り強さが不足する場合があるため、接着性
繊維も含まれているのが好ましいが、この接着性繊維は
不織布中20mass%以上含まれているのが好ましい
ため、パラ系芳香族ポリアミド繊維は80mass%以
下含まれているのが好ましく、75mass%以下含ま
れているのがより好ましく、70mass%以下含まれ
ているのが最も好ましい。
The para-aromatic polyamide fiber is preferably contained in an amount of 3 mass% or more so that burrs of the electrode plate do not penetrate through the separator and short-circuit between the electrode plates. 5 mass%
More preferably, the content is more preferably 10 mass% or more. On the other hand, if the non-woven fabric is formed only from the para-based aromatic polyamide fiber, the tensile strength of the separator may be insufficient. Therefore, it is preferable that the non-woven fabric also contains an adhesive fiber. % Or more, the para-aromatic polyamide fiber is preferably contained at 80 mass% or less, more preferably at 75 mass% or less, and more preferably at 70 mass% or less. Most preferred.

【0010】上述のように、本発明のセパレータを構成する
繊維として、パラ系芳香族ポリアミド繊維以外に接着性
繊維が含まれているのが好ましい。この接着性繊維はそ
の接着温度によりパラ系芳香族ポリアミド繊維に悪影響
を及ぼさない、例えば、ポリオレフィン系樹脂(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、これらモノマーの共重合体など)、ポリアミド系樹
脂(例えば、6ナイロン、66ナイロン、12ナイロン
など)などの樹脂成分1種類以上を繊維表面に有する繊
維を混合することができる。これらの中でも、パラ系芳
香族ポリアミド繊維との接着性に優れるポリアミド系樹
脂を含む繊維が好適である。
[0010] As described above, the fibers constituting the separator of the present invention preferably include adhesive fibers in addition to the para-aromatic polyamide fibers. The adhesive fiber does not adversely affect the para-aromatic polyamide fiber depending on the bonding temperature. For example, a polyolefin resin (for example, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, a copolymer of these monomers, etc.), a polyamide resin ( For example, fibers having at least one resin component such as 6 nylon, 66 nylon, 12 nylon, etc.) on the fiber surface can be mixed. Among these, fibers containing a polyamide-based resin having excellent adhesion to para-aromatic polyamide fibers are preferable.

【0011】なお、接着性繊維が単一成分からなると、接着
した際にフィルム化してしまい、電解液の保持性を低下
させたり、酸素の通過性を低下させる傾向があるため、
2種類以上の樹脂成分からなる接着性繊維を使用するの
が好ましい。接着性繊維が2種類以上の樹脂成分からな
る場合、繊維の断面形状は、例えば、芯鞘型、サイドバ
イサイド型、海島型、多重バイメタル型、オレンジ型で
あることができる。これらの中でも、接着面積の広い芯
鞘型又は海島型であるのが好ましい。このような接着性
繊維は溶融紡糸することによって容易に製造することが
できるし、市販されているため容易に入手できる。
[0011] When the adhesive fiber is composed of a single component, the adhesive fiber is formed into a film when bonded, which tends to reduce the retention of the electrolyte and the oxygen permeability.
It is preferable to use an adhesive fiber composed of two or more resin components. When the adhesive fiber is composed of two or more resin components, the cross-sectional shape of the fiber can be, for example, a core-sheath type, a side-by-side type, a sea-island type, a multiple bimetal type, or an orange type. Among them, a core-sheath type or a sea-island type having a large bonding area is preferable. Such adhesive fibers can be easily produced by melt spinning, and are readily available because they are commercially available.

【0012】この接着性繊維はセパレータの引張り強度を高
くすることができるように、20mass%以上含まれ
ているのが好ましく、25mass%以上含まれている
のがより好ましく、30mass%以上含まれているの
が最も好ましい。他方、パラ系芳香族ポリアミド繊維に
よる極板のバリによるショート性、及び極板のエッジな
どによるセパレータの引き裂き防止性を低下させないよ
うに、97mass%以下含まれているのが好ましく、
95mass%以下含まれているのがより好ましく、9
0mass%以下含まれているのが最も好ましい。
[0012] In order to increase the tensile strength of the separator, the adhesive fiber is preferably contained in an amount of at least 20 mass%, more preferably at least 25 mass%, and more preferably at least 30 mass%. Is most preferred. On the other hand, the content is preferably 97 mass% or less so as not to decrease the short-circuit property of the electrode plate due to the burr of the para-aromatic polyamide fiber and the tear prevention property of the separator due to the edge of the electrode plate,
More preferably, it is contained in an amount of 95 mass% or less.
Most preferably, it is contained at 0 mass% or less.

【0013】本発明のセパレータは前述のようなパラ系芳香
族ポリアミド繊維及び接着性繊維以外の繊維(以下、
「その他の繊維」という)を含んでいることができる。
このその他の繊維としては、前記接着性繊維を接着する
温度で接着しない樹脂成分を繊維表面に有するものがあ
り、例えば、接着性繊維の接着成分が低密度ポリエチレ
ンからなる場合には、高密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリメチルペンテン、これらモノマーの共重合体
などのポリオレフィン系樹脂や、6ナイロン、66ナイ
ロン、12ナイロンなどのポリアミド系樹脂を繊維表面
に有する繊維を使用することができ、接着性繊維の接着
成分が6ナイロンからなる場合には、66ナイロンや1
2ナイロンなどのポリアミド系樹脂を繊維表面に有する
繊維を使用することができる。なお、その他の繊維は水
流などの外力によって分割可能な繊維であっても良い。
このその他の繊維は溶融紡糸によって容易に製造するこ
とができるし、市販されているため容易に入手できる。
[0013] The separator of the present invention is a fiber other than the above-mentioned para-aromatic polyamide fiber and adhesive fiber (hereinafter referred to as "fiber").
"Other fibers").
As the other fibers, there are those having a resin component on the fiber surface that does not adhere at the temperature at which the adhesive fiber is adhered.For example, when the adhesive component of the adhesive fiber is made of low-density polyethylene, high-density polyethylene is used. Polyolefin resins such as polypropylene, polymethylpentene, copolymers of these monomers, and polyamide resins such as 6 nylon, 66 nylon, and 12 nylon can be used. If the adhesive component consists of 6 nylon, 66 nylon or 1
A fiber having a polyamide resin such as nylon 2 on the fiber surface can be used. The other fibers may be fibers that can be split by an external force such as a water flow.
These other fibers can be easily produced by melt spinning and are readily available because they are commercially available.

【0014】このその他の繊維の量は前述のパラ系芳香族ポ
リアミド繊維と接着性繊維との兼ね合いから、77ma
ss%以下であるのが好ましく、70mass%以下で
あるのがより好ましく、60mass%以下であるのが
最も好ましい。
[0014] The amount of the other fibers is determined to be 77 ma from the balance between the para-aromatic polyamide fiber and the adhesive fiber.
It is preferably at most ss%, more preferably at most 70 mass%, most preferably at most 60 mass%.

【0015】本発明のセパレータを構成する繊維、つまり、
パラ系芳香族ポリアミド繊維、接着性繊維、及びその他
の繊維は、電解液の保持性に優れるように、又各繊維の
分散性に優れるように、繊度が0.3〜6デニールであ
るのが好ましく、より好ましい繊度は0.5〜5デニー
ルである。
[0015] The fibers constituting the separator of the present invention, that is,
Para-aromatic polyamide fibers, adhesive fibers, and other fibers should have a fineness of 0.3 to 6 denier so as to be excellent in the retention of the electrolyte and to be excellent in the dispersibility of each fiber. Preferred and more preferred fineness is 0.5 to 5 denier.

【0016】また、セパレータを構成する繊維、つまり、パ
ラ系芳香族ポリアミド繊維、接着性繊維、及びその他の
繊維がフィブリル化していると、フィブリル化している
ことによって繊維(特にパラ系芳香族ポリアミド繊維)
の引張り強さが低下したり、フィブリル化していること
によってセパレータの構造が緻密になりすぎ、密閉型ニ
ッケル−カドニウム電池のように、正極から酸素が発生
した場合に酸素が負極側へ透過して消費されることが困
難になるため、これらの繊維(特にパラ系芳香族ポリア
ミド繊維)はフィブリル化していないのが好ましい。
Further, when the fibers constituting the separator, that is, para-aromatic polyamide fibers, adhesive fibers, and other fibers are fibrillated, the fibers (particularly, para-aromatic polyamide fibers) are formed by fibrillation. )
The tensile strength of the separator is reduced or the fibrillation makes the structure of the separator too dense, and when oxygen is generated from the positive electrode, as in a sealed nickel-cadmium battery, oxygen is transmitted to the negative electrode side. These fibers (particularly, para-aromatic polyamide fibers) are preferably not fibrillated because they are difficult to consume.

【0017】本発明のセパレータは上述のような繊維を含む
繊維シートからなる。この繊維シートの態様としては、
例えば、不織布、織物、編物、或いはこれらの複合体で
あることができる。これらの中でも繊維が三次元的に配
置することができ、電解液の保持性により優れている不
織布を含んでいるのが好ましい。なお、本発明のセパレ
ータは常法により製造することができる。例えば、好適
である不織布は次のようにして製造することができる。
The separator of the present invention comprises a fiber sheet containing the above-mentioned fibers. As an embodiment of this fiber sheet,
For example, it can be a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or a composite thereof. Among these, it is preferable to include a nonwoven fabric in which fibers can be arranged three-dimensionally and which is more excellent in the retention of electrolyte. In addition, the separator of the present invention can be manufactured by an ordinary method. For example, a suitable nonwoven fabric can be manufactured as follows.

【0018】まず、上述のようなパラ系芳香族ポリアミド繊
維、好ましくは接着性繊維、場合によりその他の繊維を
用意する。これら繊維の繊維長は後述の繊維ウエブの形
成方法によって異なり、湿式法により繊維ウエブを形成
する場合には、1〜25mm長程度の繊維を使用し、カ
ード法やエアレイ法などの乾式法により繊維ウエブを形
成する場合には、25〜110mm長程度の繊維を使用
する。
First, a para-aromatic polyamide fiber as described above, preferably an adhesive fiber, and optionally other fibers are prepared. The fiber length of these fibers differs depending on the method of forming a fiber web described later. When forming a fiber web by a wet method, a fiber having a length of about 1 to 25 mm is used, and the fiber is formed by a dry method such as a card method or an air lay method. When forming a web, fibers having a length of about 25 to 110 mm are used.

【0019】次いで、これらの繊維から繊維ウエブを形成す
る。この繊維ウエブの形成方法としては、例えば、湿式
法や乾式法(例えば、カード法、エアレイ法など)など
がある。これらの単独の繊維ウエブからセパレータを製
造しても良いし、同種又は異種の繊維ウエブの2枚以上
からセパレータを製造しても良いが、繊維長が長い繊維
を含む繊維ウエブを使用した方がセパレータの強度を強
くすることができ、電池(極板群構成)を製造する際の
張力によっても破断しにくくなるため、乾式法により形
成した繊維ウエブを含んでいるのが好ましい。なお、繊
維の均一な分散も必要である場合には、乾式法で形成し
た繊維ウエブと湿式法で形成した繊維ウエブとを積層す
るのが好ましい。また、異種の繊維ウエブを2枚以上積
層する場合(例えば、乾式法で形成した繊維ウエブと湿
式法で形成した繊維ウエブとを積層する場合)には、電
池性能が低下しないように、実質的に1つの層からなる
ように、繊維同士を十分に混合させるのが好ましい。こ
の混合方法として、後述のような流体流による処理を挙
げることができる。
Next, a fiber web is formed from these fibers. Examples of a method for forming the fiber web include a wet method and a dry method (for example, a card method, an air-lay method, and the like). A separator may be manufactured from these single fiber webs, or a separator may be manufactured from two or more of the same or different types of fiber webs, but it is better to use a fiber web containing fibers having a long fiber length. The separator preferably contains a fiber web formed by a dry method, since the strength of the separator can be increased and the separator is hardly broken even by a tension at the time of manufacturing a battery (electrode plate group configuration). When uniform dispersion of fibers is also required, it is preferable to laminate a fiber web formed by a dry method and a fiber web formed by a wet method. When two or more different types of fiber webs are laminated (for example, when a fiber web formed by a dry method and a fiber web formed by a wet method) are laminated, the battery performance is substantially reduced so as not to deteriorate. It is preferable to mix the fibers sufficiently so that the fibers consist of one layer. Examples of the mixing method include a process using a fluid flow as described below.

【0020】次いで、形成した繊維ウエブを結合して不織布
を製造できる。この繊維ウエブの結合方法としては、例
えば、水流などの流体流を繊維ウエブに対して噴出する
ことにより結合する方法、繊維ウエブ中に接着性繊維が
含まれている場合には、その接着性繊維を接着させる方
法などがある。なお、これらの方法を併用しても良い。
また、接着性繊維及び/又はその他の繊維が外力によっ
て分割可能である場合、前者の水流などの流体流の作用
により分割も同時に実施することができる。
[0020] Then, the formed fiber web is bonded to produce a nonwoven fabric. Examples of the method for bonding the fiber web include, for example, a method in which a fluid flow such as a water stream is jetted to the fiber web to bond the fiber web, and when the fiber web contains an adhesive fiber, the adhesive fiber There is a method of bonding. Note that these methods may be used in combination.
When the adhesive fibers and / or other fibers can be divided by an external force, the division can be performed simultaneously by the action of a fluid flow such as a water flow.

【0021】より具体的には、前者の流体流を繊維ウエブに
対して噴出して絡合する条件としては、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〜30MPa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、流体流で絡合する際に、繊
維ウエブを支持するネットや多孔板の非開孔部が太い
と、得られる不織布は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0.25m
m以下の支持体を使用するのが好ましい。
More specifically, the condition for jetting the former fluid stream to the fiber web and for entanglement is, for example, a nozzle diameter of 0.05 to 0.3 mm, a pitch of 0.2 to 3 mm, or From the nozzle plate with nozzles arranged in two or more rows,
What is necessary is just to eject the fluid flow of pressure 1MPa-30MPa.
Such a fluid stream is ejected at least once onto one or both sides of the fiber web. When the non-opening portion of the net or the perforated plate supporting the fiber web is thick at the time of entanglement by the fluid flow, the obtained nonwoven fabric has large holes, and a short circuit easily occurs. 0.25m thick
It is preferred to use a support of m or less.

【0022】後者の接着性繊維の接着処理は無圧下で行なっ
ても良いし、加圧下で行なっても良いし、或は無圧下で
接着させた後に加圧しても良いが、厚さを調整するため
に、同時又は接着後に加圧するのが好ましい。この接着
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によって実施することができ
る。なお、加熱温度は、加熱と加圧とを同時に実施する
場合には、接着性繊維の接着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、加熱後に加圧す
る場合には、接着性繊維の接着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の温度であるの
が好ましい。また、加圧条件としては、線圧力5〜30
N/cm程度であるのが好ましい。
The latter bonding treatment of the adhesive fiber may be performed under no pressure, under pressure, or may be performed after bonding under no pressure. For this purpose, it is preferable to apply pressure simultaneously or after bonding. This bonding can be performed by, for example, a heat calender, a hot air penetration type heat treatment device, a cylinder contact type heat treatment device, or the like. The heating temperature is preferably a temperature within the range from the softening temperature of the adhesive component of the adhesive fiber to the melting point when heating and pressurizing are performed simultaneously, and when pressurizing after heating, The temperature is preferably in the range from the softening temperature of the adhesive component of the adhesive fiber to a temperature 20 ° C. or more higher than the melting point. The pressurizing condition is a linear pressure of 5 to 30.
It is preferably about N / cm.

【0023】このようにして製造した不織布は耐ショート
性、引き裂き強度などの物性に優れるものであり、しか
もパラ系芳香族ポリアミド繊維を含んでいるため、耐酸
化性及び電解液の保持性にも優れている。しかしなが
ら、更に電解液の保持性を高めるために、界面活性剤処
理又は放電処理などの親水化処理を実施することができ
る。
[0023] The nonwoven fabric thus produced is excellent in physical properties such as short resistance and tear strength, and also contains para-aromatic polyamide fibers. Are better. However, a hydrophilic treatment such as a surfactant treatment or a discharge treatment can be performed to further enhance the retention of the electrolytic solution.

【0024】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。
As the surfactant treatment, for example, an anionic surfactant (for example, an alkali metal salt of a higher fatty acid, an alkyl sulfonate, or a sulfosuccinate) or a nonionic surfactant (for example, The nonwoven fabric can be immersed in a solution of oxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene alkylphenol ether, or the solution can be applied, sprayed, or coated on the nonwoven fabric.

【0025】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。これら放電処理の中でも、空気中
の大気圧下で、それぞれが対向表面側に誘電体を担持す
る一対の電極間に、不織布を供給し、前記誘電体により
不織布を挟持した状態で、電極間に交流電圧を印加し、
不織布の内部空隙で放電を発生させるプラズマ処理であ
ると、不織布の外側表面だけでなく、不織布内部の繊維
表面も処理されて電解液の保持性に優れており、しかも
スパーク放電による不織布の損傷も生じにくいため好適
である。
As the discharge treatment, for example, corona discharge treatment,
Examples include plasma treatment, glow discharge treatment, surface discharge treatment, and electron beam treatment. Among these discharge treatments, a non-woven fabric is supplied between a pair of electrodes each carrying a dielectric on the facing surface side under atmospheric pressure in the air, and the non-woven fabric is sandwiched by the dielectric, between the electrodes. Apply AC voltage,
With plasma treatment that generates discharge in the internal voids of the nonwoven fabric, not only the outer surface of the nonwoven fabric, but also the fiber surface inside the nonwoven fabric is treated, so that the electrolyte retention is excellent, and the nonwoven fabric is not damaged by spark discharge. This is preferable because it hardly occurs.

【0026】本発明のセパレータの面密度は30〜100g
/m2であるのが好ましい。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てアルカリ電池の高容量
化が困難になるためで、より好ましくは40〜80g/
2である。
The separator of the present invention has an areal density of 30 to 100 g.
/ M 2 . If the areal density is less than 30 g / m 2 , the tensile strength may be insufficient, and 100 g / m 2
If the thickness exceeds 100 g, the thickness becomes too large and it is difficult to increase the capacity of the alkaline battery.
m 2 .

【0027】本発明のセパレータはショート防止性及び引き
裂き強度に優れているため、安定して電池を製造でき
る。また、耐酸化性及び電解液の保持性にも優れている
ため、長期間安定して起電反応を生じることのできるア
ルカリ電池を製造できるものである。そのため、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。
Since the separator of the present invention is excellent in short-circuit prevention and tear strength, a battery can be stably manufactured. Further, since it is excellent in oxidation resistance and electrolyte solution retention, an alkaline battery capable of stably generating an electromotive reaction for a long period of time can be manufactured. Therefore, the separator of the present invention is, for example, primary batteries such as alkaline manganese batteries, mercury batteries, silver oxide batteries, air batteries, nickel-cadmium batteries, silver-zinc batteries, silver-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, nickel-nickel batteries. It can be used for secondary batteries such as hydrogen batteries.

【0028】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。
Hereinafter, embodiments of the separator of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1〜3、比較例1〜5)表1に示す
ような質量比率で繊維を混合した後、カード機により開
繊して繊維ウエブを形成した。次いで、各繊維ウエブを
温度250℃で10秒間加熱したした後、線圧力10N
/cmのカレンダーロール間を通して、芯鞘型複合繊維
の鞘成分のみを融着させた。そして、ノニオン系界面活
性剤を付着させてセパレータを製造した。
EXAMPLES (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 5) After mixing fibers at the mass ratios shown in Table 1, the fibers were opened by a carding machine to form a fiber web. Next, after heating each fiber web at a temperature of 250 ° C. for 10 seconds, a linear pressure of 10 N was applied.
Only the sheath component of the core-sheath type composite fiber was fused through a calender roll of / cm. Then, a nonionic surfactant was adhered to produce a separator.

【0030】[0030]

【表1】 A:引張り強さが23g/dのポリ−p−フェニレンテ
レフタルアミド繊維(繊度1.5デニール、繊維長38
mm、フィブリル化していない) B:引張り強さが17g/dのポリ−p−フェニレンテ
レフタルアミド繊維(繊度1.5デニール、繊維長38
mm、フィブリル化していない) C:引張り強さが5.6g/dのポリ−m−フェニレン
イソフタルアミド繊維(繊度2デニール、繊維長51m
m、フィブリル化していない) D:6,6ナイロン(芯)−6ナイロン(鞘、融点:2
15℃)からなる芯鞘型複合繊維(繊度1.5デニー
ル、繊維長38mm) E:6,6ナイロン繊維(繊度1.5デニール、繊維長
38mm) F:6,6ナイロン繊維(繊度0.8デニール、繊維長
38mm)
【table 1】 A: Poly-p-phenylene terephthalamide fiber having a tensile strength of 23 g / d (denier 1.5 denier, fiber length 38)
B: Poly-p-phenylene terephthalamide fiber having a tensile strength of 17 g / d (denier 1.5 denier, fiber length 38)
mm, not fibrillated) C: Poly-m-phenylene isophthalamide fiber having a tensile strength of 5.6 g / d (fineness: 2 denier, fiber length: 51 m)
m, not fibrillated) D: 6,6 nylon (core) -6 nylon (sheath, melting point: 2
Core-sheath type composite fiber (15 denier, 1.5 denier, fiber length 38 mm) E: 6,6 nylon fiber (1.5 denier, fiber length 38 mm) F: 6,6 nylon fiber (0.1 denier) 8 denier, fiber length 38mm)

【0031】(たて方向における引張り強さ)幅50mmに
裁断した各々のセパレータを、引張り強さ試験機(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)、引張り速度30
0mm/minで各々のセパレータのたて方向における
引張り強さを測定した。この結果は表1に示す通りであ
った。このように本発明のセパレータは引張り強さに優
れているため、電池を製造する際の張力によっても破断
しないものであった。
(Tensile strength in the vertical direction) Each of the separators cut to a width of 50 mm was fixed to a tensile strength tester (manufactured by Orientec, Tensilon UTM-III-100) (distance between chucks: 100 mm). Tensile speed 30
The tensile strength in the vertical direction of each separator was measured at 0 mm / min. The results were as shown in Table 1. Thus, since the separator of the present invention is excellent in tensile strength, it does not break even by the tension at the time of manufacturing the battery.

【0032】(耐貫通指数)各々のセパレータを重ねて合計
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)に取り付けたステンレス製ジグ(厚さ:0.5m
m、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各
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。このように本発明のセパレータは
貫通しにくいものであるため、ショートすることなく、
歩留まり良く電池を製造できるものであった。
(Penetration resistance index) Each separator is overlapped to have a thickness of about 2 mm in total, and the uppermost separator is subjected to a handy compression tester (KES-tech, KES-
G5) Stainless steel jig (thickness: 0.5m)
m, the cutting edge angle of the tip: 60 °) was pierced vertically at a speed of 0.01 cm / s, and the force required to cut the uppermost separator was measured. At this time, when the force required to cut the separator of Comparative Example 1 was set as a reference (100), the ratio of the force required to cut each separator was defined as the penetration resistance index (%) of each separator. Table 1 shows the results.
As shown in FIG. As described above, since the separator of the present invention is hard to penetrate, without causing a short circuit,
The battery could be manufactured with good yield.

【0033】(厚さ保持率)マイクロメーター(心棒の直
径:6.35mm)により、各々のセパレータの500
g荷重時における厚さ(通常の厚さ)を測定した。次い
で、各々のセパレータの1100g荷重時における厚さ
を測定した。そして、1100g荷重時における厚さ
を、500g荷重における厚さの百分率で表した。この
結果は表1に示す通りであった。このように本発明のセ
パレータは圧力が加わっても厚さが変化しにくく、極板
群を構成する際の圧力によっても潰れにくいため短絡し
にくいこと、及び二次電池を充放電中における極板の膨
張及び収縮の圧力(特に、充電時の膨張)によってもセ
パレータの形状を維持できるため、ドライアウト現象が
生じにくく、しかも短絡しにくいため使用寿命の長い電
池を製造できることが予測された。
(Thickness retention rate) The thickness of each separator was measured using a micrometer (diameter of mandrel: 6.35 mm).
The thickness (normal thickness) under a g load was measured. Next, the thickness of each separator under a load of 1100 g was measured. The thickness under a load of 1100 g was expressed as a percentage of the thickness under a load of 500 g. The results were as shown in Table 1. As described above, the separator of the present invention hardly changes in thickness even when pressure is applied, and is hardly short-circuited because it is hard to be crushed even by the pressure when forming the electrode plate group. It has been predicted that since the shape of the separator can be maintained even by the pressure of expansion and contraction (particularly, expansion during charging), a dry-out phenomenon is less likely to occur and a short circuit is less likely to occur, so that a long-life battery can be manufactured.

【0034】(耐ショート性)各々のセパレータを使用し
て、実際に電池を製造する際に、電極のバリによってシ
ョートしてしまい、電池を製造できなかった割合をショ
ート率とした。この結果は表1に示す通りであった。こ
のように本発明のセパレータはショートしにくいため、
歩留まり良く電池を製造することができる。
(Short-circuit resistance) When a battery was actually manufactured using each separator, short-circuiting was caused by a short circuit due to burrs of the electrodes, and the battery could not be manufactured. The results were as shown in Table 1. As described above, since the separator of the present invention is not easily short-circuited,
Batteries can be manufactured with good yield.

【0035】(サイクル寿命試験)電極の集電体として、発
泡ニッケル基材を用いたペースト式ニッケル正極(33
mm、182mm長)と、ペースト式水素吸蔵合金負極
(メッシュメタル系合金、33mm、247mm長)と
を作成した。次いで、33mm幅、410mm長に裁断
した各々のセパレータを、それぞれ正極と負極との間に
挟み込み、渦巻き状に巻回して、SC型対応の電極群を
作成した。次いで、この電極群を外装缶に収納し、電解
液として5N−水酸化カリウム及び1N−水酸化リチウ
ムを外装缶に注液し、封缶して円筒型ニッケル−水素電
池を作成した。
(Cycle Life Test) A paste-type nickel positive electrode (33
mm, 182 mm length) and a paste-type hydrogen storage alloy negative electrode (mesh metal alloy, 33 mm, 247 mm length). Next, each separator cut into a width of 33 mm and a length of 410 mm was sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and spirally wound to form an SC-type electrode group. Next, the electrode group was housed in an outer can, and 5N-potassium hydroxide and 1N-lithium hydroxide were injected into the outer can as an electrolytic solution, and sealed to form a cylindrical nickel-hydrogen battery.

【0036】次いで、それぞれの円筒型ニッケル−水素電池
を、0.2C、150%充電と、1C放電、終止電圧
1.0V放電からなる充放電サイクルを繰り返し、放電
容量が初期容量の50%となった時点で、充放電サイク
ル寿命が尽きたと判断し、充放電サイクル寿命を測定し
た。そして、各々のセパレータのサイクル数の、比較例
1におけるサイクル数を基準(100)とした時の百分
率を算出した。この結果は表1に示す通りであった。こ
のように、本発明のセパレータは使用寿命の優れるもの
であった。
Next, each cylindrical nickel-metal hydride battery was subjected to a charge / discharge cycle consisting of 0.2 C, 150% charge, 1 C discharge and 1.0 V discharge at the end voltage, and the discharge capacity was reduced to 50% of the initial capacity. At this point, it was determined that the charge / discharge cycle life had expired, and the charge / discharge cycle life was measured. Then, the percentage of the number of cycles of each separator when the number of cycles in Comparative Example 1 was set as a reference (100) was calculated. The results were as shown in Table 1. Thus, the separator of the present invention had an excellent service life.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明のアルカリ電池用セパレータは、
極板のバリがセパレータを突き抜けて極板同士がショー
トしたり、極板のエッジなど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することが
できる。また、耐酸化性にも優れているため、使用寿命
も優れている。
As described above, the separator for an alkaline battery of the present invention comprises:
Since the burr of the electrode plate does not penetrate the separator and short-circuit between the electrode plates or the separator is not torn by the edge of the electrode plate, the battery can be stably manufactured. Further, since it has excellent oxidation resistance, it has an excellent service life.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 引張り強さが20g/d以上のパラ系芳
香族ポリアミド繊維を含む繊維シートからなることを特
徴とする、アルカリ電池用セパレータ。
1. A separator for an alkaline battery, comprising a fiber sheet containing a para-aromatic polyamide fiber having a tensile strength of 20 g / d or more.
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