JP2000106163A

JP2000106163A - アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000106163A
Application number: JP10274132A
Authority: JP
Inventors: Masanao Tanaka; 政尚田中
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】耐アルカリ及び初期における電解液の吸液性
に優れるアルカリ電池用セパレータ、及びその製造方法
を提供すること。【解決手段】本発明のアルカリ電池用セパレータは、
ポリオレフィン系繊維を主体とする流体流処理繊維シー
トからなり、前記ポリオレフィン系繊維にフッ素原子及
び界面活性剤が結合したものである。本発明のセパレー
タの製造方法は、（１）ポリオレフィン系繊維を主体と
する繊維シートに対して流体流を噴出する工程、（２）
前記流体流処理繊維シートに界面活性剤を付着させる工
程、（３）前記界面活性剤の付着した流体流処理繊維シ
ートをフッ素ガスを含むガスと接触させる工程、とを含
む方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ電池用セパ
レータ及びその製造方法に関する。

【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。

【0003】このセパレータはアルカリ性の電解液を長期間
にわたって保持する必要があり、セパレータ自体が電解
液によって侵されないことが必要であるため、耐アルカ
リ性に優れるポリオレフィン系繊維からなるセパレータ
を好適に使用できる。このポリオレフィン系繊維からな
るセパレータの製造方法の１つとして、水流などの流体
流により繊維を絡合する方法が公知である。しかしなが
ら、流体流により絡合すると、流体流により絡合する際
に、繊維表面に付着していた油剤（界面活性剤）などが
洗い流されるためか、流体流により処理したセパレータ
は初期の吸液性の悪いものであった。このように初期の
吸液性が悪いと、（１）電池製造時における電解液の注
液速度が遅いため生産性が悪い、（２）セパレータ全体
に電解液が均一に拡散しないため初期の電池特性（特に
内圧の上昇）に悪影響を与え、結果として電池寿命が短
くなる、などの問題点を有するものである。

【0004】そのため、前述のように流体流により処理した
セパレータに親水性を付与するために、フッ素ガスを含
むガスと接触させることも検討されたが、流体流により
処理したセパレータをフッ素ガスを含むガスと接触させ
ても、良好な初期の吸液性を付与することは困難であっ
た。

【0005】特に、電解液の保持性を向上させるために、ポ
リオレフィン系樹脂を２種類以上含み、流体流の衝突に
よる衝撃により、各々のポリオレフィン系樹脂からなる
極細繊維に分割可能なポリオレフィン系分割性繊維を使
用した場合に、上述のような傾向が顕著であった。これ
は、このようなポリオレフィン系分割性繊維を分割する
と、全く油剤の付着していなかったポリオレフィン系分
割性繊維内部の部分が極細繊維表面を構成することにな
るため、より親水性が悪くなると考えられた。

【0006】

【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、耐アルカリ及び
初期における電解液の吸液性に優れるアルカリ電池用セ
パレータ、及びその製造方法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」ということがあ
る）は、ポリオレフィン系繊維を主体とする流体流処理
繊維シートからなり、前記ポリオレフィン系繊維にフッ
素原子及び界面活性剤が結合したものである。このよう
に、本発明のセパレータはポリオレフィン系繊維を主体
としているため耐アルカリ性に優れ、しかも単にフッ素
原子が結合したものではなく、フッ素原子及び界面活性
剤が結合した場合に、初期における電解液の吸液性にも
優れていることを見出したものである。そのため、本発
明のセパレータを使用すれば電池を効率よく生産するこ
とができ、また、初期の電池性能（特に内圧特性）を改
善することができ、結果として長寿命の電池を製造する
ことができる。

【0008】本発明のセパレータの製造方法は、（１）ポリ
オレフィン系繊維を主体とする繊維シートに対して流体
流を噴出する工程、（２）前記流体流処理繊維シートに
界面活性剤を付着させる工程、（３）前記界面活性剤の
付着した流体流処理繊維シートをフッ素ガスを含むガス
と接触させる工程、とを含む方法である。このような製
造方法によれば、前記のようなセパレータを容易に製造
することができる。

【0009】

【発明の実施の形態】本発明のセパレータを構成する流
体流処理繊維シートは耐アルカリ性に優れるように、ポ
リオレフィン系繊維を主体（５０ｍａｓｓ％以上）とし
ており、７０ｍａｓｓ％以上がポリオレフィン系繊維か
らなるのが好ましく、１００ｍａｓｓ％がポリオレフィ
ン系繊維からなるのが最も好ましい。このポリオレフィ
ン系繊維を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリエ
チレン、エチレン系共重合体、ポリプロピレン、プロピ
レン系共重合体、ポリメチルペンテン、メチルペンテン
系共重合体、ポリビニルアルコールなどがある。

【0010】このポリオレフィン系繊維としては、例えば、
（１）繊度が０．５デニール以下のポリオレフィン系極
細繊維、（２）繊維同士を接着することのできるポリオ
レフィン系接着繊維、或いは（３）引張り強さが５ｇ／
ｄ以上のポリオレフィン系高強度繊維を含んでいること
ができる。

【0011】まず、（１）繊度が０．５デニール以下のポリ
オレフィン系極細繊維（単に「極細繊維」ということが
ある）が含まれていると、これら極細繊維により形成さ
れる微細孔によって電解液の保持性が向上し、またデン
ドライト防止性も向上する。極細繊維の繊度は０．３デ
ニール以下であるのが好ましく、繊度０．２デニール以
下であるのがより好ましい。なお、極細繊維の繊度は
０．０１デニール以上程度が適当である。

【0012】このような極細繊維は、例えば、ポリオレフィ
ン系樹脂を２種類以上含み（好適には、２種類以上のポ
リオレフィン系樹脂のみからなる）、流体流（例えば、
水流など）、ニードル、カレンダー、或はフラットプレ
ス機などの外力によって分割可能な分割性繊維を分割す
ることによって、或いはメルトブロー法により製造する
ことができる。前者の分割性繊維の断面形状としては、
例えば、多重バイメタル状、オレンジ状などがある。な
お、分割性繊維を構成するポリオレフィン系樹脂の好適
な組み合わせは、ポリエチレン（低密度ポリエチレン、
直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン）とポ
リプロピレンとの組み合わせである。また、このような
分割性繊維は複合紡糸法、混合紡糸法、或いはこれらを
併用することにより容易に紡糸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】このような極細繊維は電解液の保持性に優れる
ように、セパレータの３５〜５０ｍａｓｓ％を占めてい
るのが好ましく、３５〜４５ｍａｓｓ％を占めているの
がより好ましい。

【0014】また、（２））繊維同士を接着することのでき
るポリオレフィン系接着繊維（単に「接着繊維」という
ことがある）を含んでいると、引張強さや剛軟度を向上
させることができるため、電池製造時に破断することな
く、歩留り良く電池を製造することができる。この接着
繊維は極細繊維による電解液の保持性や後述のポリオレ
フィン系高強度繊維の強度を低下させることがないよう
に、他の繊維（例えば、極細繊維、ポリオレフィン系高
強度繊維など）の融点よりも低い融点（好ましくは１０
℃以上低い融点、より好ましくは１５℃以上低い融点）
の接着成分が、少なくとも繊維表面を構成しているのが
好ましい。

【0015】この接着成分としては、極細繊維を含んでいる
場合、極細繊維はポリエチレンからなるのが好ましいた
め、この極細繊維が高密度ポリエチレンからなり、接着
成分が低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレ
ンからなるのが好ましい。

【0016】なお、接着繊維は単一成分から構成されていて
も良いが、２種類以上の樹脂成分からなり、接着成分が
繊維表面に露出していると、接着成分以外の樹脂成分に
よって繊維形状を維持できるためより好適である。この
２種類以上の樹脂成分からなる場合、断面形状は、例え
ば、芯鞘型、偏芯型、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。この
ような接着繊維は複合紡糸法、混合紡糸法、或いはこれ
らを併用することにより容易に紡糸することができる
し、市販されているため容易に入手できる。

【0017】このような接着繊維は電解液の保持性を低下さ
せないように、繊度は０．８〜５デニール程度であるの
が好ましい。また、このような接着繊維はセパレータの
引張強さや剛軟度が向上するように、セパレータ中、２
０〜３５ｍａｓｓ％含まれているのが好ましく、２０〜
３０ｍａｓｓ％含まれているのがより好ましい。

【0018】更に、（３）引張り強さが５ｇ／ｄ以上（好ま
しくは７ｇ／ｄ以上、より好ましくは９ｇ／ｄ以上、更
に好ましくは１２ｇ／ｄ以上）のポリオレフィン系高強
度繊維（以下、単に「高強度繊維」ということがある）
が含まれているのが好ましい。このような高強度繊維が
含まれていると、電池を製造する際における、極板のバ
リがセパレータを突き抜けることによる極板同士のショ
ートを効率的に防止することができる。なお、この引張
り強さはＪＩＳＬ１０１５（化学繊維ステープル試
験法）によって測定される値をいう。

【0019】この高強度繊維も耐アルカリ性に優れる、ポリ
プロピレン又は超高分子量ポリエチレンから構成されて
いるのが好ましい。なお、超高分子量とは平均分子量が
１００万〜５００万であることをいう。これらの高強度
繊維も市販されているため容易に入手できる。

【0020】この高強度繊維は電解液の保持性を低下させな
いように、繊度０．３〜６デニールであるのが好まし
い。また、高強度繊維は電池製造時におけるショート防
止性に優れるように、セパレータ中、３０〜４５ｍａｓ
ｓ％を占めているのが好ましく、３０〜４０ｍａｓｓ％
を占めているのがより好ましく、３５〜４０ｍａｓｓ％
を占めているのが最も好ましい。

【0021】なお、ポリオレフィン系繊維として、分割性繊
維、接着繊維、及び高強度繊維を含む場合、分割性繊
維：接着繊維：高強度繊維の配合質量比率は３５〜５
０：２０〜３５：３０〜４５であるのが好ましく、３５
〜４５：２０〜３０：３０〜４０であるのがより好まし
く、３５〜４５：２０〜３０：３５〜４０であるのが最
も好ましい。

【0022】本発明のセパレータは上述のようなポリオレフ
ィン系繊維を主体とする流体流処理繊維シートからな
る。この流体流処理繊維シートは、織物、編物、不織
布、或いはこれらの複合体の繊維シートに対して、流体
流（例えば、水流）を噴出したものであり、繊維表面の
付着物（例えば、繊維油剤）が洗い流された状態にあ
る。これら流体流処理繊維シートの中でも、繊維が三次
元的に配置することができ、電解液の保持性に優れてい
る不織布構造を有するものが好適である。

【0023】なお、流体流処理繊維シートは常法により製造
することができる。例えば、好適である流体流処理不織
布は、例えば、カード法、エアレイ法、メルトブロー
法、スパンボンド法などの乾式法や湿式法により繊維ウ
エブを形成した後、適当な結合手段（例えば、ニードル
パンチ、繊維ウエブ構成繊維の接着、バインダーによる
接着など）により繊維同士を結合するか、結合しない
で、この繊維ウエブ又は結合した繊維ウエブに対して、
流体流（例えば、水流）を噴出することによって繊維を
処理して製造することができる。なお、繊維ウエブに対
して、又は結合が不十分な繊維ウエブに対して流体流を
噴出する場合には、流体流によって絡合させるのが好ま
しい。

【0024】なお、上記の場合、繊維ウエブは単層からなる
ものであっても、同種又は異種の繊維ウエブの複数層か
らなるものであっても良い。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の２層から
なる積層繊維ウエブは、引張強さと均一性とを兼ね備え
たセパレータを形成できる。

【0025】また、流体流としては製造上取り扱いやすい水
流であるのが好ましい。この流体流は、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の流体流を噴出して処理すれ
ば良い。このような流体流は１回以上、繊維ウエブ又は
繊維シートの片面又は両面に対して噴出する。なお、繊
維ウエブ又は繊維シート中に、極細繊維を発生可能な分
割性繊維が含まれている場合には、分割性繊維の分割も
生じるような条件で流体流を噴出するのが好ましい。

【0026】なお、繊維ウエブ又は繊維シート中に、ポリオ
レフィン系極細繊維のみを発生可能な分割性繊維が含ま
れている場合、この分割性繊維は分割しにくい傾向があ
るため、分割性繊維の一樹脂成分を接着して、或いは接
着繊維も含まれている場合には少なくとも接着繊維を接
着して、分割性繊維の自由度を低下させた後に流体流を
噴出して分割性繊維を分割するのが好ましい。

【0027】更に、繊維ウエブ又は繊維シート中に、接着繊
維が含まれている場合には、セパレータの引張強さや剛
軟度が向上するように、流体流により処理した後に接着
繊維を接着するのが好ましい。なお、流体流により処理
する前に接着繊維を接着した場合であっても、流体流に
よってその接着が破壊される傾向があるため、流体流に
より処理した後に接着繊維を接着するのが好ましい。こ
の場合、流体流処理前における接着処理と、流体流処理
後における接着処理とは、同じ条件であっても良いし、
違う条件で実施しても良い。

【0028】こ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。この接着処理を無圧下で実施する場合
には、接着繊維の接着成分の軟化温度から融点よりも２
０℃以上高い温度までの範囲内で実施するのが好まし
く、接着処理を加圧下で実施する場合には、接着繊維の
接着成分の軟化温度から融点までの範囲内で実施するの
が好ましい。この接着処理を実施することのできる装置
としては、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がある。なお、加圧す
る場合の線圧力は、同時に加圧する場合であっても、加
熱後に加圧する場合であっても、５〜３０Ｎ／ｃｍ程度
であるのが好ましい。

【0029】本発明のセパレータは上述のような流体流処理
繊維シートを構成するポリオレフィン系繊維にフッ素原
子及び界面活性剤が結合したものであり、フッ素原子及
び界面活性剤の両方が結合している場合に、初期におけ
る電解液の吸液性が優れていることを見出したものであ
る。このフッ素原子は繊維を構成するポリオレフィンの
主鎖中に水素と置換された状態で存在している場合（更
にフッ素原子に界面活性剤が結合している場合もある）
もあるし、界面活性剤の一部の原子と置換されたり、一
部の原子と結合して、界面活性剤を介してポリオレフィ
ンの主鎖と結合している場合もあるし、これらが混在し
ている場合もある。また、界面活性剤のみがポリオレフ
ィンの主鎖と結合している場合もあるし、製造方法によ
っては、フッ素原子以外の原子（例えば、酸素、硫黄な
ど）又は原子団（例えば、スルホン酸基など）がポリオ
レフィンの主鎖、フッ素原子、或いは界面活性剤と結合
している場合もある。

【0030】この界面活性剤としては、ノニオン系界面活性
剤、アニオン系界面活性剤、及びカチオン系界面活性剤
を使用することができるが、電解液であるアルカリ水溶
液（例えば、水酸化カリウムなど）と反応しないノニオ
ン系界面活性剤が好適である。このノニオン系界面活性
剤としては、例えば、ポリエチレングリコール型（例え
ば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキ
ルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレ
ンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエ
チレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレン
オキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付
加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレ
ングリコールエチレンオキサイド付加物など）のもの、
多価アルコール型（グリセロールの脂肪酸エステル、ペ
ンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及
びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステ
ル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノール
アミン類の脂肪酸アミドなど）のものなどを使用でき
る。これらの中でも、ポリオレフィン系繊維と結合して
親水性を発揮しやすく、また電池性能への悪影響の少な
い、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物や多
価アルコールのアルキルエーテルを好適に使用できる。

【0031】このような本発明のセパレータは、前述のよう
にして製造したポリオレフィン系繊維を主体とする流体
流処理繊維シートに界面活性剤を付着させた後、この流
体流処理繊維シートをフッ素ガスを含むガスと接触させ
ることにより容易に製造できる。

【0032】この界面活性剤の流体流処理繊維シートへの付
着方法としては、例えば、界面活性剤を含む溶液中に流
体流処理繊維シートを浸漬する方法、界面活性剤を含む
溶液を流体流処理繊維シートに塗布又は散布する方法、
などがある。この界面活性剤の付着量は流体流処理繊維
シートに対して、０．０５〜３ｍａｓｓ％であるのが好
ましい。この付着量が０．０５ｍａｓｓ％未満である
と、初期における電解液の吸液性に劣り、３ｍａｓｓ％
を越えると、電池使用時に泡が生じるなどの問題が発生
する傾向があったり、繊維表面を界面活性剤が覆ってし
まい、フッ素ガスとの反応性が低下するためで、０．１
〜１ｍａｓｓ％であるのが好ましく、０．３〜０．９ｍ
ａｓｓ％であるのがより好ましい。

【0033】次いで、界面活性剤を付着させた流体流処理繊
維シートをフッ素ガスを含むガスと接触させる。このフ
ッ素ガスの高い反応性により、フッ素原子及び界面活性
剤がポリオレフィン系繊維と結合する。

【0034】このフッ素ガスの濃度は０．１〜１０ｖｏｌ％
（より好ましくは１〜８ｖｏｌ％）であることができ、
その残りは希釈用の不活性ガス（例えば、窒素ガス、ア
ルゴンガスなど）、場合により反応性ガス（例えば、酸
素ガス、二酸化炭素ガス、二酸化硫黄ガスなど）からな
る。このように反応性ガスを含んでいる場合には、反応
性ガスに由来する原子及び／又は原子団もポリオレフィ
ン系繊維と結合する。例えば、酸素ガスや二酸化炭素ガ
スを含んでいる場合には酸素原子が、二酸化硫黄ガスを
含んでいる場合には硫黄原子やスルホン酸基も導入され
る。特に、スルホン酸基が導入されると親水性に優れて
いるため、スルホン酸基が導入されているのが好まし
い。また、この流体流処理繊維シートのフッ素含有ガス
との接触方法としては、例えば、流体流処理繊維シート
をフッ素含有ガスで満たされた容器内に導入するなどの
方法により、容易に実施することができる。

【0035】なお、本発明のセパレータを製造する場合、セ
パレータの厚さを均一にするためにカレンダーロール間
を通過させるのが好ましいが、流体流処理繊維シートに
フッ素原子及び界面活性剤を導入（特に、スルホン酸基
を導入）した後に高温のカレンダーロール間を通過させ
ると、その際の熱によって酸化劣化して吸液性能が低下
する場合があり、また、界面活性剤を付着させる前にカ
レンダーロール間を通過させると、その後の界面活性剤
の付着処理によって流体流処理繊維シートの厚さが変化
する場合があるため、界面活性剤の付着処理後であり、
しかもフッ素原子及び界面活性剤の導入前に、カレンダ
ーロール間を通過させて厚さを調製するのが好ましい。
なお、このカレンダーロール間を通過させることによっ
て接着繊維を接着すると、工程を１つ省略することがで
きる。また、流体流処理繊維シートにフッ素原子及び界
面活性剤を導入した後に厚さを調製する場合、温度７０
℃程度以下のカレンダーロール間を通過させれば、熱に
よる酸化劣化を防止することができる。

【0036】本発明のセパレータは耐アルカリ性及び初期に
おける電解液の吸液性に優れているため、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のセパレータとして好適に
使用できる。

【0037】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。

【0038】

【実施例】（実施例１）分割性短繊維として、図１に示
すように、ポリプロピレン成分１（断面円形で、繊度
０．０２デニールのポリプロピレン極細短繊維（融点：
１６０℃）を１本、及び断面花弁状で、繊度０．０８デ
ニールのポリプロピレン極細短繊維（融点：１６０℃）
を８本発生可能）と、高密度ポリエチレン成分２（断面
花弁状で、繊度０．０８デニールの高密度ポリエチレン
極細短繊維（融点：１３２℃）を８本発生可能）とから
なる、オレンジ型断面を有する、繊度１．３デニール、
繊維長１５ｍｍの短繊維４０ｍａｓｓ％、高強度短繊維
として、引張り強さ９ｇ／ｄ、繊度２デニール、繊維長
１０ｍｍのポリプロピレン短繊維（融点：１６０℃）３
５ｍａｓｓ％、融着短繊維として、芯成分がポリプロピ
レンからなり、鞘成分が低密度ポリエチレン（融点：１
１５℃）からなる、繊度２デニール、繊維長１０ｍｍの
芯鞘型融着短繊維２５ｍａｓｓ％とを混合分散させたス
ラリーを、湿式抄造法により短繊維ウエブ（面密度３０
ｇ／ｍ²）を形成した。

【0039】他方、分割長繊維として、繊維長が２５ｍｍで
あること以外は分割短繊維と全く同じ繊維４０ｍａｓｓ
％、高強度長繊維として、繊維長が４５ｍｍであること
以外は高強度短繊維と全く同じ繊維３５ｍａｓｓ％、融
着長繊維として、繊維長が３８ｍｍであること以外は融
着短繊維と全く同じ繊維２５ｍａｓｓ％とを混綿し、カ
ード機により一方向性長繊維ウエブ（面密度２０ｇ／ｍ
²）を形成した。

【0040】次いで、この一方向性長繊維ウエブと短繊維ウ
エブとを積層した後、この積層繊維ウエブを目の開きが
０．１７５ｍｍの平織ネットに載置し、ノズル径０．１
５ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍ、内圧１２ＭＰａのノズルプ
レートから、まず一方向性長繊維ウエブ側に対して２回
水流を噴出した後、同様の条件で短繊維ウエブ側に対し
て２回水流を噴出して、繊維同士を絡合すると同時に分
割性長繊維及び分割性短繊維を分割した。次いで、乾燥
して絡合不織布を形成した。

【0041】次いで、この絡合不織布をポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル（界面活性剤）溶液中に浸漬し
た後、一対のロールで余剰の界面活性剤を除去し、絡合
不織布に対して、０．３ｍａｓｓ％の界面活性剤を付着
させた。次いで、乾燥して界面活性剤付着不織布を形成
した。

【0042】次いで、この界面活性剤付着不織布を１２０℃
で１０秒間加熱した後、線圧力９．８Ｎ／ｃｍのカレン
ダーロール間を通して、融着短繊維及び融着長繊維の低
密度ポリエチレン成分のみを融着させて融着不織布を形
成した。

【0043】その後、フッ素ガス（３ｖｏｌ％）、酸素ガス
（５ｖｏｌ％）、二酸化硫黄ガス（５ｖｏｌ％）、及び
窒素ガス（８７ｖｏｌ％）からなる混合ガスで満たされ
た容器内に、前記の融着不織布を導入し、融着不織布を
前記混合ガスと１２０秒間接触させて、ポリオレフィン
系繊維にフッ素原子、界面活性剤、及びスルホン酸基な
どを結合させ、面密度５０．２ｇ／ｍ²、厚さ０．１２
ｍｍのセパレータを形成した。

【0044】（実施例２）ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル（界面活性剤）を、絡合不織布に対して、
０．６ｍａｓｓ％付着させたこと以外は、実施例１と全
く同様にして、ポリオレフィン系繊維にフッ素原子、界
面活性剤、及びスルホン酸基などを結合させた、面密度
５０．３ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形
成した。

【0045】（実施例３）ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル（界面活性剤）を、絡合不織布に対して、
０．９ｍａｓｓ％付着させたこと以外は、実施例１と全
く同様にして、ポリオレフィン系繊維にフッ素原子、界
面活性剤、及びスルホン酸基などを結合させた、面密度
５０．５ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形
成した。

【0046】（比較例１）実施例１と全く同様にして形成し
た絡合不織布にポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル（界面活性剤）を付着させることなく、実施例１と
全く同様にして融着不織布の形成、及びフッ素含有ガス
との接触を実施して、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１
２ｍｍのセパレータを形成した。

【0047】（比較例２）実施例１と全く同様にして形成し
た絡合不織布にポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル（界面活性剤）を付着させることなく、実施例１と
全く同様にして融着不織布（フッ素ガス処理なし）を形
成し、この融着不織布をセパレータ（面密度５０ｇ／ｍ
²、厚さ０．１２ｍｍ）とした。

【0048】（比較例３）実施例１と全く同様にして形成し
た融着不織布（界面活性剤は０．３ｍａｓｓ％付着して
いる）をセパレータ（面密度５０．２ｇ／ｍ²、厚さ
０．１２ｍｍ）とした。

【0049】（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。

【0050】

【表1】

【0051】（吸液高さの測定）各々のセパレータを幅２５
ｍｍ、長さ１８ｍｍの短冊状に裁断した後、水分平衡に
至らせた。次いで、各々の短冊状のセパレータの一端か
ら５ｍｍまでの領域を、温度２０℃±２℃に保たれた比
重１．３の水酸化カリウム水溶液中に直角に浸漬し、１
０分後に水酸化カリウム水溶液の上昇した高さを測定し
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吸液速度が速いため電池を効率よく
生産することができ、また、初期の電池性能（特に内圧
特性）を改善することができ、結果として長寿命の電池
を製造できると予測された。

【0052】（滴下吸収速度の測定）各々のセパレータを水
分平衡に至らせた。次いで、温度２０℃±２℃で比重
１．３の水酸化カリウム水溶液３０μｌ（マイクロリッ
トル）を、各々のセパレータの無作為に選んだ５点に滴
下し、水酸化カリウム水溶液がセパレータに完全に吸収
されるまでに要する時間を各々測定し、その平均時間を
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吸収速度が速いため、この結
果からも電池を効率よく生産することができ、また、初
期の電池性能（特に内圧特性）を改善することができ、
結果として長寿命の電池を製造できると予測された。

【0053】（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、３５ｍｍ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。

【0054】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を使用した電池は使用寿
命の優れるものであった。

【0055】（電池内圧の測定）（サイクル寿命試験）で用
いたものと同様に形成した円筒型ニッケル−水素電池を
０．５Ｃ（クーロン）、温度２０℃で充電を行い、容量
の１５０％における電池内圧を測定した。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
タは電池内圧が低く、初期の電池性能に優れるものであ
ることがわかった。

【0056】

【発明の効果】本発明のアルカリ電池用セパレータは耐
アルカリ性に優れ、しかも初期における電解液の吸液性
にも優れている。そのため、本発明のセパレータを使用
すれば電池を効率よく生産することができ、また、初期
の電池性能（特に内圧特性）を改善することができ、結
果として長寿命の電池を製造することができる。また、
本発明のセパレータの製造方法によれば、前記のような
セパレータを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分割性繊維の模式的断面図

【符号の説明】

１ポリプロピレン成分２高密度ポリエチレン成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０６Ｍ 101:22 Ｆターム(参考） 4L031 AA14 BA03 BA04 CA08 CA11 CB00 DA00 DA08 4L033 AA05 AB01 AC07 AC15 BA14 CA48 CA69 4L047 AA14 AA29 AB04 AB08 AB09 AB10 BA04 BA21 CA02 CB10 CC12 DA00 4L055 AF16 AF17 AF44 AF47 AG01 AH29 BE10 BE20 FA11 FA19 FA22 GA01 GA37 GA50 5H021 BB02 BB07 BB08 BB09 BB11 BB12 BB13 CC01 EE04 EE10 EE18 EE27 EE34 HH01 HH03 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】ポリオレフィン系繊維を主体とする流体
流処理繊維シートからなり、前記ポリオレフィン系繊維
にフッ素原子及び界面活性剤が結合していることを特徴
とするアルカリ電池用セパレータ。
【請求項2】（１）ポリオレフィン系繊維を主体とす
る繊維シートに対して流体流を噴出する工程、（２）前
記流体流処理繊維シートに界面活性剤を付着させる工
程、（３）前記界面活性剤の付着した流体流処理繊維シ
ートをフッ素ガスを含むガスと接触させる工程、とを含
む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。