JP2000268801A

JP2000268801A - 電池用セパレータおよび電池

Info

Publication number: JP2000268801A
Application number: JP11369735A
Authority: JP
Inventors: Wakana Aizawa; 和佳奈相澤; Kenji Hyodo; 建二兵頭; Isao Ebihara; 功海老原
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電池用セパレータや電池の性能を低下させるバ
インダーを使用することなく製造することなく、機械的
強度が優れた湿式抄造不織布を用いてなる電池用セパレ
ータと該電池用セパレータを用いてなる電池を提供する
ことにある。【解決手段】湿式抄造不織布を構成する繊維が抄造時に
行われる水流交絡処理によって交絡されていることを特
徴とする電池用セパレータおよび該電池用セパレータを
用いてなる電池。特に、水分率５０％以上の状態で水流
交絡処理を行うこと、不織布を構成する繊維のアスペク
ト比が２００〜３０００であること、水流交絡処理時の
圧力が５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲内であることが好
ましい。また、湿式抄造不織布に親水化処理を施しても
良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池用セパレータ
および該電池用セパレータを用いてなる電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、小型民生機器用の電源として、ニ
ッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケ
ル−水素電池等のアルカリ二次電池が普及している。ア
ルカリ二次電池は、高出力、高エネルギー密度、長寿命
といった性質を有している。さらに高容量化すること
で、大型機器、装置の駆動電源としての要望が高まって
おり、より広範囲での利用が期待されている。このよう
な状況下で、安全性が高く、保守が簡単な完全密閉型の
アルカリ二次電池が要求されている。

【０００３】アルカリ二次電池は、少なくとも正極、負
極、電池用セパレータ、電解液から構成される。上記の
ような高性能かつ完全密閉型のアルカリ二次電池内部で
使用される電池用セパレータに要求されている特性とし
ては、電解液（アルカリ性）との親和性が良く、吸液速
度、保液量が優れていること、長期間の充放電の繰り返
しに耐えることができる耐アルカリ性を有しているこ
と、耐酸化性等の化学的安定性に優れること、内部抵抗
が小さく、電池内部で発生した気体、イオンの通過を妨
げない通気性、透過性があること、電池小型化・高容量
化のために薄膜であり、かつ厚みが均一であること等が
挙げられる。このような特性を満たす電池用セパレータ
として、不織布が優位に用いられている。

【０００４】不織布からなる電池用セパレータは、乾式
法、湿式法で製造されたウェブに種々の方法を用いて強
度を持たせて不織布となし、さらに親水化処理などを経
て製造される。湿式法で製造されたウェブは、均一でか
つ薄膜であるので、電池の小型化・高容量化に対応する
ことが可能である。湿式法とは、繊維を水に均一分散し
た後に抄紙法と同様にウェブを製造していく方法である
が、繊維間の接着力を増してウェブの強度を出したり、
製造時の取扱性、作業性を向上させるために、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジ
エン樹脂、塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂
等のエマルジョンや、熱水可溶性ポリビニルアルコー
ル、セルロース等に代表されるバインダーを、繊維と共
に分散させて混合抄造するのが一般的である。このバイ
ンダーは少量であると充分な不織布の強度を得ることが
できず、また多量であると繊維間の空隙で被膜を形成し
たり、空隙を埋めたりして、不織布の通気性、保液性能
を阻害するという欠点があった。

【０００５】また、不織布に含まれるバインダーの一部
は抄造後も不織布中に留まっている場合がある。このた
め、電池用セパレータとした場合に、電解液中にバイン
ダーが遊離し、充放電の繰り返し中に酸化や分解された
りして、電池性能を悪化させる原因となる場合があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電池
用セパレータや電池の性能を低下させるバインダーを使
用することなく製造された湿式抄造不織布を用いてなる
電池用セパレータと該電池用セパレータを用いてなる電
池を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明を見出
した。

【０００８】（１）湿式抄造不織布を用いてなる電池用
セパレータにおいて、該湿式抄造不織布を構成する繊維
が抄造時に行われる水流交絡処理によって交絡されてい
ることを特徴とする電池用セパレータ。

【０００９】（２）水分率５０〜６００％以上の状態で
水流交絡処理を行うことを特徴とする上記（１）記載の
電池用セパレータ。

【００１０】（３）不織布を構成する繊維のアスペクト
比が２００〜３０００であることを特徴とする上記
（１）または（２）記載の電池用セパレータ。

【００１１】（４）水流交絡処理時の圧力が５〜６０ｋ
ｇｆ／ｃｍの範囲内であることを特徴とする上記（１）
〜（３）のいずれか記載の電池用セパレータ。

【００１２】（５）湿式抄造不織布に親水化処理を施す
ことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか記載の
電池用セパレータの製造方法。

【００１３】（６）上記（１）〜（５）のいずれか記載
の電池用セパレータを用いてなる電池。

【００１４】本発明の電池用セパレータ（１）は、湿式
抄造不織布を用いてなる電池用セパレータであり、湿式
抄造不織布が抄造時に行われる水流交絡処理によって繊
維が交絡されているので、電池用セパレータおよび電池
の性能を低下させることがあるバインダーを含有してい
ないが、機械的強度に優れている。

【００１５】水流交絡処理は交絡痕が残ったり、繊維が
飛び散ったりすることによって、電池用セパレータの地
合や均一性を悪化させたり、組み込んだ電池において正
極と負極の短絡の原因となることがある。しかし、本発
明の電池用セパレータ（２）にように水分率５０％以上
の状態で水流交絡処理を行うことで、ウェブに含まれて
いる水が壁となって交絡痕の発生を防ぎ、また水流の圧
力を分散化して、地合を良好な状態に保つことができ
る。

【００１６】また、水流交絡処理によって繊維を交絡さ
せる場合、本発明の電池用セパレータ（３）のように、
繊維のアスペクト比（繊維の長さを径で除した値）が２
００以上であると、低圧力で繊維が交絡し、交絡痕が発
生しないばかりか、製造コストが低くなるという利点が
ある。アスペクト比が２００より小さいと交絡した場合
十分な強度が発現しない。また、逆にアスペクト比が３
０００を超えた場合、繊維の分散性が低下して抄造時に
繊維が絡み合い、地合を悪化させるという問題がある。

【００１７】さらに、本発明の電池用セパレータ（４）
のように、水流交絡処理の圧力を５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ
の範囲内にすることによって交絡痕を消失させることが
できる。

【００１８】本発明の電池用セパレータ（１）〜（４）
は、そのままでも用いることができるが、本発明の電池
用セパレータ（５）のように、親水化処理を行って、電
解液への親和性を上げておくことが望ましい。

【００１９】本発明の電池用セパレータ（１）〜（５）
は、湿式法で製造された地合の良好なセパレータであ
り、かつバインダーを使用することなく製造されてい
る。したがって、これらの電池用セパレータを用いてな
る本発明の電池（６）は、バインダーが原因となって起
こる自己放電現象が抑制されており、従来より高性能の
電池特性を発現する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電池用セパレータに係わる湿式抄造不織布は、
湿式抄造法により製造された不織布である。湿式抄造法
では、まず繊維を水中で離解、分散する。この際、適宜
分散剤を添加することが可能である。続いて、緩やかに
攪拌して、均一分散を行ってスラリーを調製する。この
とき、高分子ポリエチレンオキサイド、高分子ポリアク
リルアミド水溶液等の抄紙用粘剤を添加することが好ま
しい。

【００２１】このように調製したスラリーを用いて、丸
網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型長網式等の抄紙機を用い
て湿式抄造不織布を得ることができる。抄紙機は複数台
使用して、多層構造の不織布を製造しても良い。このと
き、図１や図２のように、これら抄紙機のワイヤー上で
水流交絡処理を行って、繊維を交絡する。このとき、ワ
イヤー上のスラリーの水分率（スラリー全体の重量に占
める水分重量の割合）は５０％以上であることが好まし
いが、水分率９０％以上であると交絡痕がより目立たな
い状態となる。

【００２２】本発明の電池用セパレータ（３）に用いる
ことができる繊維のアスペクト比は、２００〜３０００
であることが好ましい。本発明の電池用セパレータに用
いることができる繊維の繊維径は１〜３０μｍ、繊維長
は１〜５０ｍｍの範囲であることが好ましい。繊維径が
１μｍより小さいと電池用セパレータが緻密になりすぎ
て、通気度が不足し、繊維径が３０μｍを超えると、比
表面積が小さくなって、保液性が低下する。また、繊維
長が１ｍｍより小さいと、水流交絡処理による繊維の交
絡が効率的に行えなくなり、繊維長が５０ｍｍを超える
と、繊維を離解・分散する際に繊維のもつれが生じて、
均一な電池用セパレータとならない。

【００２３】本発明の電池用セパレータに用いることが
できる繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィン
系、ポリ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、ポリ
アクリロニトリル系、ポリアミド系、再生繊維、半合成
繊維、天然繊維、複合繊維、分割繊維等が挙げられる。
電池用セパレータに必要な耐アルカリ性を考慮すると、
ポリオレフィン系繊維を好ましく用いることができる。
繊維の断面形状は特に制限はないが、円形、楕円形、三
角形、星形、Ｔ型、Ｕ型、Ｙ型、葉状等を用いることが
できる。また、繊維に空隙を有するもの、枝分かれ構造
を有するもの等を使用することも可能である。

【００２４】本発明の電池用セパレータ（４）のよう
に、水流交絡処理時の圧力は５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²の
範囲内であることが好ましい。圧力が５ｋｇｆ／ｃｍよ
り低いと繊維が十分に交絡せず、６０ｋｇｆ／ｃｍ²を
超えると繊維の脱落・不織布の破損などが生じる。この
圧力は、使用する繊維の種類、坪量、抄紙速度等によっ
て異なる。

【００２５】例えば、同一繊維の場合、坪量が小さけれ
ば水流交絡処理時の圧力は低く、坪量が大きければ、圧
力は高くなる。また、同一繊維で同坪量の不織布の場
合、抄紙速度が遅いほど圧力は低く、抄紙速度が速いほ
ど圧力は高くなる。また、同坪量の不織布を製造する場
合、ヤング率の高い繊維からなるときには、高水圧で処
理しなければならない。

【００２６】水流を噴射するためのノズルの径は１０〜
５００μｍの範囲が好ましいが、より均一で表面の凹凸
が小さい不織布を得るためには、３０〜３００μｍ、よ
り好ましくは７０〜２００μｍが良い。ノズルの間隔は
０．１ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは０．５〜３ｍｍ
が良い。ノズルは、プレート上に１列以上配置されえて
いる。これらのノズルは、搬送方向に対する直交方向で
は、搬送中のスラリーの幅をカバーする範囲が必要であ
る。搬送方向では、繊維の種類、坪量、抄紙速度、水圧
を考慮して、ノズルヘッドの数を変えて用いることがで
きる。

【００２７】本発明におけるノズル径は、ノズルプレー
トの厚み方向において、水導入部が広く水出部が狭い
か、水導入部と水出部が同じ大きさであることが好まし
い。水導入部が狭くて水出部が広い場合には、水流の圧
力損失が大きく、繊維の交絡が弱くなることがある。

【００２８】ノズルとスラリーを載せたワイヤーとの距
離は、３００ｍｍ以下、好ましくは２００ｍｍ以下であ
る。この距離が３００ｍｍより大きくなると、スラリー
に衝突する繊維が広がってしまい、地合斑が発生するこ
とがある。

【００２９】水流交絡処理を行うにあたって、スラリー
を載せるワイヤーの孔が大きいと、繊維が孔内に食い込
まれ、得られた不織布に穴が開くことがある。したがっ
て、ワイヤーは３０〜２００メッシュのものを使用する
ことが好ましい。また、ワイヤーは、ステンレス製、プ
ラスチックス製、金属製、ゴム製の何れでも使用でき
る。

【００３０】水流交絡処理を施す場合、繊維の交絡効率
を上げるためには、ワイヤー下部からは該処理に使用し
た水が素早く除去されることが必要なので、吸引脱水を
行う。吸引脱水の制圧は、−１０ｍｍＨｇ以上が好まし
い。

【００３１】本発明の電池用セパレータ（１）におい
て、抄紙機のワイヤー上に移送されたスラリーは、水流
交絡処理によって繊維が交絡されたあと、さらに余分な
水分を吸引あるいはウェットプレスなどの方法で取り除
かれ、エアードライヤー、エアースルードライヤー、あ
るいはサクションドラムドライヤー等を用いた乾燥処理
（場合によっては熱融着処理を含む）を経て湿式抄造不
織布となる。

【００３２】本発明の電池用セパレータ（１）〜（４）
は、そのままでも電池用セパレータとして使用できる
が、本発明の電池用セパレータ（５）のように親水化処
理が施されることによって、さらに高性能な電池用セパ
レータとなりうる。本発明の電池用セパレータ（５）に
係わる親水化処理とは、グラフト処理、スルホン化処
理、界面活性剤浸漬処理、コロナ処理、プラズマ処理、
フッ素ガス処理、樹脂コーティング処理等をいう。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳説する。実
施例で得られた湿式抄造不織布と電池用セパレータは、
下記の評価方法で性能を評価した。

【００３４】湿式抄造不織布の評価（i）引張強度：電極板に巻き付ける際に、流れ方向に
引っ張りながら巻き付けるために必要な強度と、不織布
製造時の取扱性の目安として、縦（抄造流れ方向）の引
張強度（Ｎ／ｍ）を測定した。引張強度は、ＪＩＳ−Ｐ
−８１１３により、各湿式抄造不織布を幅２ｃｍ、長さ
２０ｃｍに裁断し、テンシロン測定機（オリエンテック
社製；ＨＴＭ−１００）を用いて、破断時の荷重を１０
回測定し、その平均値を示した。

【００３５】（ii）交絡痕：各湿式抄造不織布を透過光
にかざしたものを目視により、交絡痕の有無を判断し
た。結果を◎ 大変良い、○ 良い、△ やや悪い、×
悪いに区分けした。

【００３６】電池用セパレータの評価（ｉ）電池自己放電特性：正極として発泡式ニッケル極
を、負極として水素吸蔵合金を、電解液として比重１．
３の水酸化カリウム溶液を、各電池用セパレータを用い
て、ニッケル−水素電池を作製した。これらの電池を１
Ｃで１２０％定電流充電した後、電池電圧が１．０Ｖに
なるまで１Ｃで定電流放電し、初期放電容量Ｖ₁を測定
した。次いで、１Ｃで１２０％定電流充電した状態で６
０℃の恒温槽に３日間放置した後、１Ｃで定電流放電
し、放電容量Ｖ₂を測定し、次式数２より、容量保存率
（％）を求めた。

【００３７】

【数１】容量保存率（％）＝（Ｖ₂／Ｖ₁）×１００

【００３８】実施例１芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００３９】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ａを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は１５０％、水流交絡処理の圧力は２５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍで
あった。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸
引脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００４０】上記湿式抄造不織布ａをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＡ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００４１】比較例１芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００４２】この均一なスラリーを用いて、水流交絡処
理装置が設置されていない長網抄紙機で抄造したが、ス
ラリーの繊維が交絡していないために強度が足りず、乾
燥工程に移行することができなかった。

【００４３】比較例２芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維９５重量部と熱水可溶性ポリビニ
ルアルコール繊維（ＶＰＷ１０３；クラレ製）５重量部
とをノニオン性界面活性剤１重量％水溶液に含浸させた
ものを高速ミキサーで３分間攪拌して繊維を離解させた
後、往復式回転式攪拌機を装着したチェスト内で緩やか
に攪拌した。次いで速やかにポリアクリルアミド０．１
重量％水溶液を適宜添加し、引き続き緩やかに攪拌して
均一スラリーを得た。

【００４４】この均一なスラリーを用いて、水流交絡処
理装置が設置されていない長網抄紙機で抄造し、次いで
１４０℃のヤンキードライヤーで乾燥および鞘成分であ
る高密度ポリエチレンの熱融着処理を行い、坪量５０ｇ
／ｍ²の湿式抄造不織布ｘを得た。

【００４５】上記湿式抄造不織布をポリオキシエチレン
オレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオン
交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次い
で１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、電
池用セパレータＸ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００４６】実施例２芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００４７】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ｂを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は５０％、水流交絡処理の圧力は２５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍであ
った。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸引
脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００４８】上記湿式抄造不織布ｂをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＢ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００４９】実施例３芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００５０】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ｃを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は１５０％、水流交絡処理の圧力は５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍであ
った。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸引
脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００５１】上記湿式抄造不織布ｃをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＣ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００５２】実施例４芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍ、アスペ
クト比１０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００５３】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ｄを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は１５０％、水流交絡処理の圧力は６０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍで
あった。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸
引脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００５４】上記湿式抄造不織布ｄをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＤ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００５５】実施例５芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度４デニール、
平均繊維径２５μｍ、平均繊維長５ｍｍ、アスペクト比
２００の繊維１００重量部をノニオン性界面活性剤１重
量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで３分間攪
拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌機を装着
したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速やかにポ
リアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添加し、引
き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００５６】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ｅを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は１５０％、水流交絡処理の圧力は６０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍで
あった。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸
引脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００５７】上記湿式抄造不織布ｅをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＥ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００５８】実施例６芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である高密度ポリ
エチレン（融点１２８℃）とからなる繊度０．７デニー
ル、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長３０ｍｍ、アスペ
クト比３０００の繊維１００重量部をノニオン性界面活
性剤１重量％水溶液に含浸させたものを高速ミキサーで
３分間攪拌して繊維を離解させた後、往復式回転式攪拌
機を装着したチェスト内で緩やかに攪拌した。次いで速
やかにポリアクリルアミド０．１重量％水溶液を適宜添
加し、引き続き緩やかに攪拌して均一スラリーを得た。

【００５９】この均一なスラリーを用いて、図１に示し
た長網抄紙機で抄造し、次いで１４０℃のヤンキードラ
イヤーで乾燥および鞘成分である高密度ポリエチレンの
熱融着処理を行い、坪量５０ｇ／ｍ²の湿式抄造不織布
ｆを得た。ワイヤーには４０メッシュの平織りプラスチ
ックスワイヤーを使用し、ノズル径１００μｍ、ノズル
間隔０．６ｍｍのノズルプレートを用いた。水流交絡処
理時の水分率は１５０％、水流交絡処理の圧力は２５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、ノズルとワイヤーの距離は１５０ｍｍで
あった。また、ワイヤー下部からは−５０ｍｍＨｇで吸
引脱水し、水流交絡処理で使用した水を速やかに除去し
て、繊維流れによる地合の低下を防ぐことができた。

【００６０】上記湿式抄造不織布ｆをポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イオ
ン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、次
いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させて、
電池用セパレータＦ（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μ
ｍ）とした。

【００６１】実施例７実施例１で得られた湿式抄造不織布ａを表１の処理液に
浸漬した後、脱酸素下で１１０ワットの低圧水銀灯を不
織布の両面に３ｃｍ離して設置し、紫外線を９０秒照射
した。次いで、イオン交換水で不織布を洗浄し、１２０
℃のエアースルードライヤーで乾燥させて電池用セパレ
ータＧ（坪量５３ｇ／ｍ²、厚み２２０μｍ）とした。

【００６２】

【表１】

【００６３】実施例８実施例１で得られた湿式抄造不織布ａを、１５重量％の
発煙硫酸中に２分間浸漬した。次いで、イオン交換水で
不織布を洗浄し、１２０℃のエアースルードライヤーで
乾燥させて電池用セパレータＨ（坪量５３ｇ／ｍ²、厚
み２２０μｍ）とした。

【００６４】実施例９実施例１で得られた湿式抄造不織布ａを、表２記載の水
分散液に含浸した後、高い１３５℃の熱ロールで加圧処
理し、共重合体を固定化して、電池用セパレータＩを得
た。不織布の熱ロール接触時間は３０秒であった。電池
用セパレータＩは、坪量５２ｇ／ｍ²、重合体付着量
１．７ｇ／ｍ²、厚み２２０μｍであった。

【００６５】

【表２】

【００６６】実施例１０実施例１で得られた湿式抄造不織布ａをポリオキシエチ
レンオレイルエーテル（日本油脂製）０．５重量部、イ
オン交換水９９．５重量部とからなる処理液に浸漬し、
次いで１２０℃のエアースルードライヤーで乾燥させた
後、両面にコロナ処理（片面当たりの総エネルギー１
８ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ²）を施し、電池用セパレータＪ
（坪量５０ｇ／ｍ²、厚み２２０μｍ）とした。

【００６７】実施例および比較例で得られた湿式抄造不
織布および電池用セパレータの評価結果を表３よび表４
に示した。

【００６８】

【表３】

【００６９】抄造時に水流交絡処理を施した湿式抄造不
織布ａ〜ｆは、繊維が十分に交絡しているので、バイン
ダーを用いて製造された湿式抄造不織布ｘよりも高い引
張強度を示した。

【００７０】湿式抄造不織布ａとｂを比較すると、水分
率の高い状態でＷＪ処理を行ったａの方が交絡痕が目立
たず、地合が良好であることが確認された。

【００７１】また、湿式抄造不織布ａ、ｅ、ｆを比較す
ると、繊維のアスペクト比の大きい方が水流交絡の効果
が発現しやすく、力学的強度が強くなることが確認され
た。湿式抄造不織布ｆは、繊維のアスペクト比が３００
０と非常に大きいので、繊維のよれが若干確認された。

【００７２】

【表４】

【００７３】抄造時に水流交絡処理を施した湿式抄造不
織布に界面活性剤による親水化処理を施した本発明の電
池用セパレータＡ〜Ｆを用いてなる電池は、バインダー
を用いて製造された湿式抄造不織布に界面活性剤による
親水化処理を施した比較例の電池用セパレータＸを用い
てなる電池と比較して、電池特性に悪影響を及ぼすバイ
ンダーが電池内に混入していないので、良好な自己放電
特性を示した。本発明の電池用セパレータＡと同じ湿式
抄造不織布ａに、スルホン化処理、グラフト処理、親水
性樹脂コーティング処理、界面活性剤処理とコロナ処理
を施した電池用セパレータＧ〜Ｊも良好な自己放電特性
を示した。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の電池用セ
パレータは、抄造時に行われる水流交絡処理によって繊
維が交絡されている湿式抄造不織布を用いてなるので、
バインダーを含有していないが、機械的強度に優れてお
り、電池特性を悪化させるおそれがない。したがって、
本発明の電池は優れた電池特性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる湿式抄造不織布製造装置の一例
における一部を示す概略図

【図２】本発明に係わる湿式抄造不織布製造装置の一例
における一部を示す概略図

【符号の説明】

１水流噴射処理手段２サクションボックス３長網抄紙機４丸網抄紙機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4L047 AA14 AA27 AB09 AB10 BA04 BA09 BA21 BB01 BB09 CB07 CB10 CC12 DA00 EA19 5H021 BB00 BB08 BB09 BB15 CC02 EE34 HH01 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湿式抄造不織布を用いてなる電池用セパ
レータにおいて、該湿式抄造不織布を構成する繊維が抄
造時に行われる水流交絡処理によって交絡されているこ
とを特徴とする電池用セパレータ。
【請求項２】水分率５０％以上の状態で水流交絡処理
を行うことを特徴とする請求項１記載の電池用セパレー
タ。
【請求項３】湿式抄造不織布を構成する繊維のアスペ
クト比が２００〜３０００であることを特徴とする請求
項１または２記載の電池用セパレータ。
【請求項４】水流交絡処理時の圧力が５〜６０ｋｇｆ
／ｃｍ²の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３
いずれか記載の電池用セパレータ。
【請求項５】湿式抄造不織布に親水化処理が施されて
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電
池用セパレータの製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか記載の電池用セ
パレータを用いてなる電池。