JP2001052675A

JP2001052675A - アルカリ電池用セパレータ

Info

Publication number: JP2001052675A
Application number: JP11216471A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nakano; 繁一中野; Masahito Tanaka; 雅人田中; Toshiaki Taniguchi; 敏昭谷口
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】保液率、電池特性（自己放電による容量減少、
充放電サイクルによる内部インピーダンスの上昇が少な
い、高率放電時の利用率が良い）の良好な電池セパレー
タおよび該セパレータを用いた電池を得ること。【解決手段】ポリオレフィン系繊維と多芯型複合繊維を
主構成成分とするポリオレフィン系不織布を基材として
形成されたアルカリ電池用セパレータであって、多芯型
複合繊維は海成分と島成分からなり、(A)海成分は架橋
不溶化され、且つイオン交換基を有するポリモノビニル
芳香環化合物からなり、(B)島成分は補強用ポリマーか
らなるイオン交換基含有多芯型複合繊維であるアルカリ
電池用セパレータおよび該セパレータを用いた電池。

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
パレータに関し、特にニッケルカドミウム電池、ニッケ
ル水素電池、ニッケル亜鉛電池などのアルカリ二次電池
用セパレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、携帯電話やノートパソコンなどの
ポータブル電子機器には軽量でエネルギー密度の高い一
次、二次のアルカリ電池が多用されるようになってきて
いる。これらの電池を構成要素に分けると、大部分の電
池は、正極、負極、電解質、セパレータ、容器などから
成り立っている。電池の特性を優れたものにするために
電極の果たす役割が大きいことは勿論であり、正極、負
極の改良はもちろん必要であるが、セパレータの果たす
役割も見過すことはできない。

【０００３】電池におけるセパレータの重要な役割と
は、第一に正極と負極を隔離して電気的な短絡を防止す
ることであり（電池の内部短絡防止）、第二に電解液中
のイオンの通過を妨げないこと（電池の内部抵抗抑制）
である。本発明の対象とするアルカリ電池は、電解液が
強アルカリであることから、耐アルカリ性のある素材で
なければならない。従来から耐アルカリ性と親水性を兼
備するポリアミドから成る不織布や織布がよく用いられ
てきたが、ポリアミドは、常温での耐アルカリ性はある
ものの、高温下及び長期での耐アルカリ性が劣っている
ため、特に充放電を繰り返すことで長期使用がなされる
二次電池においては、強度の低下による電池の内部短絡
が発生し易く、その対策が求められていた。

【０００４】そこで、ポリアミドより更に耐アルカリ性
のあるオレフィン系樹脂、特にポリエチレンやポリプロ
ピレンなどを主構成材料とする不織布や織布の検討がな
されている。これらのセパレータは高温度での使用や長
期にわたる使用でも強度が低下せず、電池の長寿命化の
ためのセパレータとしては好ましいといえる。ところが
これらポリエチレンやポリプロピレン製のセパレータは
アルカリ電解液との親和性及びその保持性が悪いため、
このセパレータを二次電池として使用した場合、繰り返
し使用をしていると電池の内部抵抗が上昇するという新
たな問題が発生する。このため、更に親水化処理をしな
ければ、そのままでの使用はかなり難しい。

【０００５】このような点を克服し、セパレータとして
使用できるよう特開昭５８−１９４２５４号公報、特公
平６−１０１３２３号公報などにポリオレフィン系樹脂
にスルホン基を導入する方法、特表昭６３−５０３０７
４、特表平６−５０５７５６公報にＵＶ照射にてビニル
単量体をグラフト重合させる方法などの種々の親水化処
理方法が提案されているが、これらの親水化処方は基材
の繊維強度を低下させる問題など、電池性能維持に対し
十分とは言い難い。更にシート化の後に化学処理を行う
ため、工程増になり製造コスト高の要因ともなってい
る。

【０００６】一方、最近の電池の高容量化に対応するた
めにセパレータの薄物化に対する要望が強くなってい
る。しかし、オレフィン系樹脂、特にポリエチレンやポ
リプロピレンを材料とする従来のカード法、スパンボン
ド法などの乾式不織布や織布では地合いの点で薄物化が
難しいという問題があった。そこで、繊維の細繊化が進
められるとともに薄物セパレータ基材としての利用可能
性のある湿式不織布の検討が行われてきたが、繊維径１
０μｍ以下の細デニール繊維の紡糸は非常に困難である
ことから、分割型複合繊維にて繊維ウェブを形成し、そ
の後繊維を流体流にて分割させ極細にすることが提案さ
れている。例えば、特開平８−２７３６５４では繊維長
３〜２５ｍｍの分割型複合繊維にて形成した繊維ウェブ
に流体流を作用させる湿式製造法が提案されている。し
かしながら流体流による繊維分割では高圧にて流体を噴
射させるため、繊維を分割させる行為にともない地合い
の乱れが発生することが懸念されている。薄物化にシフ
トした場合この地合いの乱れはより顕著になり、電池特
性を悪化させるので大きな問題となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決すべく鋭意検討した結果、セパレータ用不織布基材に
イオン交換基含有多芯型複合繊維を用いることにより、
シート化の後に特別な親水化処理をしなくても親水性の
優れたアルカリ電池用セパレータを得ることが出来るこ
とを見出した。さらに、上記繊維を微細化して使用する
ことにより、良好な地合を得ることで、電池特性が更に
向上したセパレータが得られることを見出した。さらに
また本発明のセパレータを用いたアルカリ二次電池が、
優れた電池性能を有することを見出した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ポリオレフィン系繊維と多芯型複合繊維を主構成成分と
するポリオレフィン系不織布を基材として形成されたア
ルカリ電池用セパレータであって、多芯型複合繊維は海
成分と島成分からなり、(A)海成分は架橋不溶化され、
且つイオン交換基を有するポリモノビニル芳香環化合物
からなり、(B)島成分は補強用ポリマーからなるイオン
交換基含有多芯型複合繊維であるアルカリ電池用セパレ
ータに関するものである。本発明の第２の発明は、上記
第１の発明においてイオン交換基含有多芯型複合繊維は
あらかじめ微細化された繊維であるアルカリ電池用セパ
レータに関するものである。本発明の第３の発明は、上
記第１又は第２の発明においてイオン交換基がカチオン
交換基であるアルカリ電池用セパレータに関するもので
ある。本発明の第４の発明は、上記第１〜第３のいずれ
かの発明のセパレータを用いたアルカリ二次電池に関す
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のイオン交換基含有多芯型
複合繊維は、繊維軸方向にいずれの繊維断面を切っても
同じ多芯構造をしている。すなわち、本発明の基材とな
る多芯型複合繊維は、成分ポリマーを溶剤に溶解して湿
式紡糸または乾式紡糸する方法、又は１成分を他の成分
溶液中にエマルジョン化してエマルジョン紡糸する方
法、あるいは両者をチップ混合して溶融紡糸する方法等
によって得られる繊維断面におけるポリマーの混合状
態、形状が不特定である多芯型混合繊維とは全く異な
る。

【００１０】本発明において多芯型複合繊維としては海
成分と島成分からなり、(A)海成分は架橋不溶化され、
且つイオン交換基を有するポリモノビニル芳香環化合物
からなり、(B)島成分は補強用ポリマーからなるイオン
交換基含有多芯型複合繊維が用いられる。このようなイ
オン交換基含有多芯型複合繊維は耐久性、親水性に優
れ、セパレータの材料としてきわめて有用である。

【００１１】本発明においてイオン交換基含有多芯型複
合繊維の島成分の働きは、該複合繊維の強度保持、ひい
てはセパレータとしての耐久性にある。島成分に用いら
れる補強用ポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリ−α−オレフィン等のホモ重合体、又はこれら
の共重合体、ブレンド体が用いられる。その中でも耐薬
品性に優れたポリ−α−オレフィンが最も好ましく用い
られる。ポリ−α−オレフィンとしてはポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリ−３−メチルブテン−１、ポリ
−４−メチルペンテン−１などが好ましく用いられる。

【００１２】本発明においてイオン交換基含有多芯型複
合繊維の海成分の働きはそこに導入されたイオン交換基
によって、セパレータに親水性を付与することにある。
海成分としては、イオン交換基を導入し得るポリモノビ
ニル芳香環族化合物が用いられる。ここに言うポリモノ
ビニル芳香環化合物とは、次の構造式ＣＨ₂＝Ｃ(Ｒ)Ａを有するモノビニル芳香族化合物の単独重合体ならびに
共重合体を意味する。ここにいうＲは水素又はアルキル
基であり、Ａは芳香核上に置換基を入れうる位置を有す
るアリール基である。ポリモノビニル芳香環化合物とし
てはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
ビニルキシレン、クロルメチルスチレンなどのホモ重合
体、これら二種以上の共重合体もしくは他の不活性モノ
マーとの共重合体およびグラフト重合体又はこれらのブ
レンド体が好ましく用いられる。さらに、海成分はこれ
らのポリモノビニル芳香環化合物以外に、前記補強用ポ
リマーとのブレンド体であってもよい。この場合、補強
用ポリマーのブレンド比が大きくなるほど繊維にしまり
ができ、耐久性、強靭性に優れた繊維が得られるが、逆
に反応速度、吸液性が低下する。

【００１３】本発明においてポリモノビニル芳香環化合
物に導入されるイオン交換基とはアニオン交換基、キレ
ート形成能を有するキレート基、カチオン交換基等を意
味し、その導入方法としては公知の方法を用いることが
できる。これらのイオン交換基は該化合物中に単独で導
入されていても良いし、組み合わせて導入されていても
良い。たとえば一つの化合物中にアニオン交換基、カチ
オン交換基が導入されていても良い。また異なるイオン
交換基が導入されている化合物をブレンドしたものでも
よい。アニオン交換基としては、ハロアルキル系をトリ
メチルアミン、ジメチルアミノエタノール等の第三級ア
ミンで処理することによって得られる強塩基性アニオン
交換基、及びイソプロピルアミン、ジエチルアミン、ピ
ペラジン、モルホリン等の二級以下のアミンで処理する
ことによって得られる弱塩基性アニオン交換基が好まし
く用いられる。キレート基としてはキレート形成官能基
であれば特に限定されないが、イミノジ酢酸基、イミノ
ジプロピオン酸基を有する官能基が好ましく用いられ
る。カチオン交換基としては、クロロスルホン酸、濃硫
酸、発煙硫酸等でスルホン化することによって得られる
強酸性基、三塩化リンと反応した後加水分解することに
よって得られるホスホン酸型の中酸性カチオン交換基、
あるいはカルボン酸型の弱酸性カチオン交換基が好まし
く用いられる。

【００１４】これらのなかでもカチオン交換基を使用す
ることが好ましい。アルカリ電池で起こる自己放電と
は、電解液中に存在する不純物に起因するイオンが移動
することで生じる電極反応が原因であるため、セパレー
タにそのイオンを保持する性質を持たせれば自己放電が
防止できるため好ましい。アルカリ電池で特に多いのが
硝酸根などのアニオン性イオンであるため、そのセパレ
ータはスルホン基のようなカチオン交換基を持つセパレ
ータが特に好ましい。特開平７−２７８９６３号公報に
は、易スルホン化繊維を含むポリオレフィン系繊維シー
ト状物に対し、濃硫酸溶液中に浸漬してスルホン化する
ことが開示されているが、架橋していないために、耐ア
ルカリ性が劣る。

【００１５】また本発明においては海成分であるイオン
交換基を導入し得るポリモノビニル芳香環化合物が架橋
不溶化していることが必要である。該イオン交換基を導
入し得るポリモノビニル芳香環化合物が架橋不溶化して
いないと、海成分が溶出して、イオン交換性能を失った
り、極度に膨潤して繊維が損傷され、加工性、耐久性が
低下するので用いることが出来ない。本発明の複合繊維
を架橋不溶化する方法は公知の方法を用いることができ
るが、ホルムアルデヒド源が含有されている硫酸−水も
しくは硫酸−飽和脂肪酸中で架橋不溶化する方法が望ま
しい。特にホルムアルデヒド源が含有されている硫酸−
飽和脂肪酸中で架橋不溶化する方法は副反応がほとんど
なく最も好ましい。

【００１６】本発明のイオン交換基含有多芯型複合繊維
において島成分および海成分の割合はそれぞれ、繊維重
量当り２０〜８０重量％および８０〜２０重量％の範囲
である。島成分の割合が２０％より少なくなる(海成分
が８０％を越える)とイオン交換繊維としての機械的強
度が小さくなり、一方島成分が８０％を越える(海成分
が２０％より小さくなる)と島成分が繊維表面に露出し
やすくなったり、イオン交換基量の大きい繊維が得られ
なくなるので親水性が低下し、いずれの場合も好ましく
ない。島の個数には特に限定はないが、耐久性の面から
多い方が望ましく、特に５個以上が好ましい。

【００１７】本発明はポリオレフィン系繊維とイオン交
換基含有多芯型複合繊維を主構成成分とするポリオレフ
ィン系不織布を基材として形成されたアルカリ電池用セ
パレータである。本発明のポリオレフィン系繊維として
は、繊維径が１〜30μmまでのポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体等
を用いることが出来、繊維の形態は特に限定されず、チ
ョップ、パルプ、あるいはサイドバイサイド型、芯鞘型
の複合繊維などを使用することができる。本発明におい
ては、これらのポリオレフィン系繊維の一部がイオン交
換基含有多芯型複合繊維の全部と共に骨格繊維として働
き、ポリオレフィン系繊維の残余の部分がバインダー成
分として機能する。したがって基本的にはポリオレフィ
ン系繊維とイオン交換基含有多芯型複合繊維のみによっ
てポリオレフィン系不織布を構成することが出来るが、
要求される性能により、さらに、あるいは別に他のバイ
ンダー成分を加えてもよい。これらのバインダー成分と
してはたとえばＰＥ／ＰＰ鞘芯繊維などのバインダー繊
維、エポキシ樹脂などの樹脂バインダーがあげられる。

【００１８】アルカリ電池用セパレータとして問題なく
使用できるためには、本発明のイオン交換基含有多芯型
複合繊維が、固形分として不織布シート中に５〜７０重
量％、好ましくは１０〜６０％含まれる必要がある。

【００１９】本発明においてアルカリ電池用セパレータ
の基材となる不織布を製造する方法は特に限定されない
が、乾式カード法、湿式抄紙法が好ましい。中でも湿式
抄紙法は、生産速度が乾式カード法に比べて速く、同一
装置で、繊維径の異なる繊維や複数の種類の繊維を任意
の割合で混合できる利点がある。また繊維の形態も、ス
テープル状、パルプ状等と選択の幅は広く、使用可能な
繊維径も７μｍ以下の極細繊維から太い繊維まで使用可
能で、他の方法に比べ極めて良好な地合のウェブが得ら
れる方法であり、特に好ましい。

【００２０】また、前記イオン交換基含有多芯型複合繊
維は特別な処理をすることなく、そのまま他の不織布基
材の成分と混合して使用することも可能であるが、本繊
維をあらかじめ微細化し、微細化されたイオン交換基含
有多芯型複合繊維を用いてシート化すると、親水性の付
与と同時に目止めとしての効果も得られるため、いっそ
う均一な地合を有する不織布基材を得ることができる。
本繊維は不織布基材を湿式抄紙する前にあらかじめ微細
化することが好ましく、その方法は特に限定されない
が、例えば分割型複合繊維を抄紙用のレファイナーで微
細化する方法や、ホモジナイザーを使用して微細化する
方法等を用いる事が出来る。分割型複合繊維を用いて繊
維ウェブを形成し、その後繊維を流体流にて分割させて
極細繊維にする方法は、繊維分割では高圧にて流体を噴
射させるため、繊維を分割させる行為にともない地合い
の乱れが発生することが懸念されるので好ましくない。

【００２１】本発明においてはあらかじめ微細化したイ
オン交換基含有多芯型複合繊維を使用することでシート
地合の向上、さらにシートに対し親水基が均一に分散す
るため電池特性を向上させることができる。多芯型複合
繊維を微細化する効果を得るためには、該繊維の重量平
均繊維長４．０〜０．２ｍｍ、平均繊維径約２５〜１μ
ｍ、カナディアンフリーネス７００〜２５０ｍｌとする
ことが好ましい。かかる微細化にて得られる効果は、重
量平均繊維長４．０ｍｍ、平均繊維径約２５μｍ、カナ
ディアンフリーネス７００ｍｌ程度から微細化が進むに
つれ、高くなる。しかしながら、微細化が過ぎるとシー
ト強度の低下、さらにはシート作製工程での歩留まり低
下を招き、コスト面での問題も発生してしまう。したが
って、かかる微細化の範囲は、重量平均繊維長４．０〜
０．２ｍｍ、平均繊維径約２５〜１μｍ、カナディアン
フリーネス７００〜２５０ｍｌであることが好ましい。

【００２２】本発明のセパレータは、特開昭６２−１１
５６５７、特開平１−１４６２７０、特開平９−２８３
１０８号などの公報に記載されているようなアルカリ二
次電池に利用できる。正極活物質としては、ＮｉＯＯＨ
（オキシ水酸化ニッケル）、ＡｇＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ₂
などがあるが、ＮｉＯＯＨが放電電圧の安定性の点から
好ましい。正極の作り方としては例えば、上記活物質を
主成分とし、結着剤、導電助剤を添加したペースト状物
を発泡式ニッケル、パンチングメタル、金属繊維シート
などからなる集電体に塗布、または焼結し、加圧するこ
とで厚さをコントロールすることが一般的である。負極
活物質としては、発熱型金属（Ａ）と吸熱型金属（Ｂ）
の組合せによって得られる水素吸蔵合金（ＡＢ型、ＡＢ
₂型、ＡＢ₅型、Ａ₂Ｂ型）、Ｃｄ（カドミウム)が好まし
い。負極の作り方としては、正極と同様、上記活物質を
主成分として、結着剤、導電助剤を添加したペースト状
物を発泡式ニッケル、パンチングメタル、金属繊維シー
トなどからなる集電体に塗布、または焼結し、加圧する
ことで厚さをコントロールすることが一般的である。こ
れらの電池としては負極に水素吸蔵合金、正極にオキシ
水酸化ニッケルを用いたニッケル−水素蓄電池、負極に
カドミウム、正極にオキシ水酸化ニッケルを用いたニッ
ケル−カドミウム電池などが挙げられる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明のセパレータの実施例を記載
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００２４】実施例１ポリスチレン５０重量％が海成分に、ポリプロピレン５
０部が島成分になるように２５０℃で溶融複合紡糸（島
の数１６）した後、５〜６倍に延伸した。延伸糸をパラ
ホルムアルデヒド５重量％、酢酸２５重量％、濃硫酸７
０重量％からなる架橋液に浸し８０℃で４時間架橋反応
を行い、海成分のポリスチレンを架橋不溶化した。架橋
糸をクロルスルホン酸の５％トリクレン溶液中に浸し
て、１５℃で２時間反応処理し、酢酸、メタノール水溶
液で洗浄した。次に２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液中に
浸して、５０℃で１時間加水分解することによってカチ
オン交換基含有多芯型複合繊維を得た。繊維径は３０μ
ｍであった。尚、カット長は任意に選ぶことができる。

【００２５】水中にSWPY-600（ポリプロピレン繊維：三
井石油化学製）を濃度１％となるよう分散し、次いでホ
モジナイザー（M8）を使用し、500kg/cm²×5パス処理
し、重量平均繊維長０．５ｍｍ、平均繊維径２μm、カ
ナディアンフリーネス４８０ml、濃度１％の分散液Aを
得た。次に水６００ｇをステンレスバットに計量し、繊
度0.7ｄ，カット長５mmのポリプロピレンチョップ（商
品名：ＰＺ，ダイワボウ社製）４ｇおよび繊度0.7ｄ，
カット長５mmのポリプロピレン／ポリエチレン芯鞘繊維
（商品名：NBFスター220，ダイワボウ社製）４ｇ、繊維
径３０μｍ、平均繊維長２ｍｍの上記イオン交換基含有
多芯型複合繊維４ｇ、分散濃度２％で分散し、ポリオレ
フィン分散液を得た（分散液Ｂ）。

【００２６】分散液Ａ：分散液Ｂ＝１：２の割合で分取
し、さらに水で１０倍に希釈する。さらに粘剤としてポ
リエチレンオキサイド（商品名：ＰＥＯ−ＰＦ，住友精
化社製）を極少量添加し、密度０．２５ｇ／ｃｍ³、目
付４０ｇ／ｍ²の湿式不織布シートを手漉きした。得ら
れたシートをドラムドライヤで乾燥し、電池セパレータ
を得た。

【００２７】実施例２水中に実施例１で得られたカチオン交換基含有多芯型複
合繊維（繊維径３０μｍ、繊維長５ｍｍ）を濃度１％と
なるように分散し、次いでホモジナイザー（M8）を使用
し、５００kg/cm²×７パス処理し、重量平均繊維長０．
５mm、平均繊維径約１０μm、カナディアンフリーネス
５２０ml、濃度１％の分散液Ｃを得た。水１０００ｇを
ステンレスバットに繊度0.7ｄ，カット長５mmのポリプ
ロピレンチョップ（商品名：ＰＺ，ダイワボウ社製）５
ｇ、繊度1.0ｄ，カット長５ｍｍのポリプロピレン／ポ
リエチレン芯鞘繊維（商品名：NBFスター220，ダイワボウ
社製）５ｇからなる濃度１％の分散液を得た（分散液
Ｄ）。分散液Ｃ：分散液Ｄ＝１：１の割合で分取し、さらに水
で１０倍に希釈する。さらに粘剤としてポリエチレンオ
キサイド（商品名：ＰＥＯ−ＰＦ，住友精化社製）を極
少量添加し、密度０．３０ｇ／ｃｍ³、目付４０ｇ／ｍ²
の湿式不織布シートを手漉きし、電池セパレータを得
た。

【００２８】実施例３実施例１で得られた架橋糸をクロルメチルエーテル８５
重量％と塩化第二スズ１５重量％からなる溶液に浸し、
３０℃で１時間反応した。反応終了後、１０％塩酸、蒸
留水、アセトンで洗浄した。クロルメチル化糸を３０％
トリメチルアミン水溶液に浸して、３０℃で１時間アミ
ノ化することによってアニオン交換基含有多芯型複合繊
維を得た。繊維径は３０μｍであった。尚、カット長は
任意に選ぶことができる。この繊維を濃度１重量％で分
散した分散液を得た。(分散液Ｅ) 分散液Ａ：分散液Ｂ：分散液Ｅを１：２：１の割合で分
取し、さらに水で１０倍に希釈する。さらに粘剤として
ポリエチレンオキサイド（商品名：ＰＥＯ−ＰＦ，住友
精化社製）を極少量添加し、密度０．３０ｇ／ｃｍ³、
目付４０ｇ／ｍ²の湿式不織布シートを手漉きした。得
られたシートをドラムドライヤで乾燥し、電池セパレー
タを得た。

【００２９】実施例４実施例２の分散液Cの代わりにカチオン交換基含有多芯
型複合繊維としてTIN-100（東レ社製；スルホン酸型）を
濃度１％で分散（分散液Ｆ）とする以外、実施例２と同
様にして、密度０．３５ｇ／ｃｍ³、目付４３ｇ／ｍ²の
湿式不織布シートを手漉きし、電池セパレータを得た。

【００３０】比較例１溶融粘度２７０ポイズのポリプロピレンと、溶融粘度６
４０ポイズ、重量平均分子量１５万で、可塑剤としてエ
チレングリコールを４重量％添加し、１００℃のガラス
転移温度を９０℃に低下させた、シンジオタクチック構
造(８５％以上)を有するポリスチレンとを１：１の重量
比率で、別々に溶融させた後、３００℃に加熱された、
芯鞘型の横断面を有する内部オリフィスの芯部分からポ
リプロピレン溶融液を、鞘成分からポリスチレン溶融液
を押し出した後、これら溶融液を複合し、円形断面の紡
糸オリフィスから紡出した後、速度６００ｍ／分で巻き
取った。次いで、３倍延伸し、１０個／インチの巻縮を
付与して、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分がポリス
チレンからなる、断面円形の易スルホン化繊維(繊維径2
0μm、繊維長10mm)を得た。

【００３１】この易スルホン化繊維２０重量％とポリプ
ロピレン(芯)−ポリエチレン（鞘）からなる同心円状の
芯鞘型複合繊維(繊維径２０μｍ、繊維長１０ｍｍ)８０
重量％とを混合し１重量％で分散し、さらに水で１０倍
に希釈する。さらに粘剤としてポリエチレンオキサイド
（商品名：ＰＥＯ−ＰＦ，住友精化社製）を極少量添加
し、密度０．３０ｇ／ｃｍ³、目付４０ｇ／ｍ²の湿式不
織布シートを手漉きした。得られたシートをドラムドラ
イヤで乾燥し、セパレータ基材を得た。得られた繊維ウ
ェブをクロルスルホン酸中の５％トリクレン溶液中に浸
して、１５℃で２時間反応処理し、酢酸、メタノールで
洗浄した。次に２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に浸し
て、５０℃で１時間加水分解、その後乾燥しスルホン化
した電池セパレータを得た。

【００３２】比較例２水１０００ｇをステンレスバットに計量し、繊度０．７
ｄ、カット長５ｍｍのポリプロピレンチョップ（商品
名：ＰＺ、ダイワボウ製）５ｇ及び繊度０．７ｄ、カッ
ト長５ｍｍのポリプロピレン／ポリエチレン芯鞘繊維
（商品名：ＮＢＦスター２２０、ダイワボウ製）５ｇを
計量し、分散濃度１％で分散し、ポリオレフィン系繊維
分散液を得た（分散液Ｆ）。

【００３３】分散液Ａ：分散液Ｆ＝１：２ので分取し、
さらに水で１０倍に希釈し、粘剤としてポリエチレンオ
キサイド（商品名：ＰＥＯ−ＰＦ3 、住友精化製）を極
少量添加し、密度０．３０ｇ／ｃｍ³ 、目付４０ｇ／ｍ
² の湿式不織布シ−トを手漉きした。得られたシートを
ドラムドライヤで乾燥し、電池セパレータ基材を得た。
次にアクリル酸６３重量％、トリアリルイソシアヌレー
ト５重量％、光重合開始剤である１−（４−イソプロピ
ルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−
１−オン（商品名：ダラカー１１１６、メルク社製）５
重量％、水２７重量％の溶液を含浸し、次に、５００Ｗ
の中圧水銀ＵＶランプ（ハノヴィア・タイプＵＶＳ５０
０）の照射下、上記溶液を含浸した基材を通過させて光
重合した。照射後、メタノール中、及び水中で洗浄し、
未反応モノマー、光重合開始剤を除去した後乾燥して、
電池セパレーターを得た。

【００３４】比較例３繊度２ｄ、カット長１５ｍｍのＥＤＣ（ポリエチレン／
ポリプロピレン１７分割繊維：チッソ製）を使用し、
湿式法により繊維ウェブを形成した。次いで、この融着
した繊維ウェブを水圧８０ｋｇ／ｃｍ²の水流により分
割型複合繊維を分割すると同時に絡合した後乾燥し、密
度０．４０ｇ／ｃｍ³ 、目付６５ｇ／ｍ²の電池セパレ
ータ基材を得た。このセパレータ基材を比較例２と同様
に親水化処理して、電池セパレータを得た。

【００３５】以上得られた７種類の電池セパレータを以
下の試験方法にて評価した結果を表１に示す。

【００３６】試験方法 (1)保液率１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを採取し小数点以下４桁
まで秤量する。(W1) 次に、３０％ＫＯＨ中に浸漬し、２分後サンプルを引き
上げ、２分間液体を切り、重量を測定する。(W2) 保液率(%)＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１得られた保液率を表１に示す。 (２)自己放電による容量保持率（％）の測定このようにして得られた湿式不織布をサブＣサイズ密閉
型ニッケル水素電池（公称容量２５００ｍＡＨ）に組込
み１０個作成し、特性が安定した後、０．２Ｃ，１２０
％充電し容量（Ｑ１）を測定、再度０．２Ｃ，１２０％
充電し、その後４５℃で２週間放置したのちの残存容量
（Ｑ２）を測定する。引き続いて再度０．２Ｃで，１２
０％充電し容量（Ｑ３）を測定する。自己放電による容量保持率（％）＝２Ｑ２／（Ｑ１＋Ｑ
３） (３)電池のインピーダンスの測定同様にして作成したサブＣサイズ密閉型ニッケル水素電
池（公称容量２５００ｍＡＨ）に組込み１０個作成し、
特性が安定した後、２５℃の条件で、０．２Ｃ、１２０
％充電、０．２Ｃ、１２０％放電で５００サイクル充放
電を繰り返した後、０．２Ｃで充電したとき電池のイン
ピーダンスを測定する。 (４)高率放電特性０．２Ｃ,１２０％充電し、０．１Ｃにて放電した時の
放電容量に対し、同条件で２．０Ｃで放電した時の放電
容量の比を測定して求め、その値を高率放電時の利用率
（％）とした。 (５)引張強度の測定同様にして作成した湿式不織布をＪＩＳＬ１０９６
（一般織物試験方法）に準じ、定速伸長形引張試験機を
用い、つかみ間隔は５０ｍｍ、引張り速度は毎分２０±
２ｃｍとして、ＭＤ（縦目）の引張強度を測定し表１に
示す。 (６)地合の測定作成した湿式不織布の地合は目視にて判定を行なった。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】上記の如く本発明に係るセパレータは、
保液率、電池特性（自己放電による容量減少、充放電サ
イクルによる内部インピーダンスの上昇が少ない、高率
放電時の利用率が良い）に良好な電池セパレータであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系繊維と多芯型複合繊維を
主構成成分とするポリオレフィン系不織布を基材として
形成されたアルカリ電池用セパレータであって、多芯型
複合繊維は海成分と島成分からなり、(A)海成分は架橋
不溶化され、且つイオン交換基を有するポリモノビニル
芳香環化合物からなり、(B)島成分は補強用ポリマーか
らなるイオン交換基含有多芯型複合繊維であるアルカリ
電池用セパレータ。
【請求項２】イオン交換基含有多芯型複合繊維はあらか
じめ微細化された繊維である請求項１に記載のアルカリ
電池用セパレータ。
【請求項３】イオン交換基がカチオン交換基である請求
項１又は２に記載のアルカリ電池用セパレータ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかのセパレータを用
いたアルカリ二次電池。