JP2001057201A - 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池 - Google Patents

電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池

Info

Publication number
JP2001057201A
JP2001057201A JP11233793A JP23379399A JP2001057201A JP 2001057201 A JP2001057201 A JP 2001057201A JP 11233793 A JP11233793 A JP 11233793A JP 23379399 A JP23379399 A JP 23379399A JP 2001057201 A JP2001057201 A JP 2001057201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyamide fiber
battery separator
battery
weight
oil agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11233793A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuhiro Yoshida
哲弘 吉田
Hideji Nakamura
秀治 中村
Naokata Komitsu
直方 好光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP11233793A priority Critical patent/JP2001057201A/ja
Publication of JP2001057201A publication Critical patent/JP2001057201A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、電解液であるアルカリ水溶液の吸液
性能に優れ、かつ、その経日維持特性に優れた電池セパ
レーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに
電池を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の電池セパレーター用ポリアミド繊
維は、高級アルコールりん酸エステルとノニオン系化合
物とからなる親水性油剤が、ポリアミド繊維に対し0.
25〜0.8重量%付与されていることを特徴とするも
のである。また、かかる電池セパレーター用ポリアミド
繊維の製造方法は、電池セパレーター用ポリアミド繊維
を製造するに際し、ポリアミドチップを、溶融紡糸し延
伸した後に、高級アルコールりん酸エステルとノニオン
系化合物とからなる親水性油剤をポリアミド繊維に対し
0.25〜0.8重量%付与することを特徴とするもの
である。また、本発明の電池は、前記電池セパレーター
用ポリアミド繊維で構成された電池セパレーターを備え
ていることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い親水性レベル
とその経日維持特性に優れた電池セパレータ用ポリアミ
ド繊維およびその製造方法ならびに電池に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ニカド電池などに用いられるセパ
レーターとしてポリアミド繊維は、耐アルカリ性能に優
れており、かつ微細な孔を有するセパレーターを比較的
容易に製造することができることから一般的に多く用い
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解液
であるアルカリ水溶液への吸液性能は、経日とともに繊
維表面に付着させた親水性油剤が繊維の内部へ拡散され
るため、繊維表面油分が低くなり、それだけ該吸液性能
が低下し、セパレーターの要求特性であるアルカリ性電
解液保持能(アルカリ性電解液の吸液性能)が得られな
くなるという問題があった。
【0004】本発明は、電解液であるアルカリ水溶液の
吸液性能に優れ、かつ、その経日維持特性に優れた電池
セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法なら
びに電池を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の電池セパレーター用ポリアミド
繊維は、高級アルコールのりん酸エステルとノニオン系
化合物とからなる親水性油剤が、ポリアミド繊維に対し
0.25〜0.8重量%付与されていることを特徴とす
るものである。
【0006】また、かかる電池セパレーター用ポリアミ
ド繊維の製造方法は、電池セパレーター用ポリアミド繊
維を製造するに際し、ポリアミドチップを、溶融紡糸
し、延伸した後に、高級アルコールのりん酸エステルと
ノニオン系化合物とからなる親水性油剤をポリアミド繊
維に対し0.25〜0.8重量%付与することを特徴と
するものである。
【0007】また、本発明の電池は、前記電池セパレー
ター用ポリアミド繊維で構成された電池セパレーターを
備えていることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり電解
液であるアルカリ水溶液の親水性(吸液性能)に優れ、
かつ、その経日維持特性に優れた電池セパレーター用ポ
リアミド繊維について、鋭意検討したところ、特定の油
剤、つまり高級アルコールのりん酸エステルとノニオン
系化合物とからなる親水性油剤が、かかる課題を一挙に
解決することを究明したものである。また、かかる特定
油剤においても、付与手段によっては、さらに経日維持
特性を改善することができることを究明したものであ
る。 また、本発明者らは、かかるポリアミド繊維を製
造する際に、まず、ポリアミドチップを溶融紡糸し、延
伸した後に、好ましくは140℃〜190℃で定長熱処
理を行うこと、さらに該定長熱処理の前後に、2回に分
割して、該親水油剤を付着させるという特殊な手段を採
用することによって、前記課題を大幅に改善することも
究明したものである。
【0009】本発明でいう親水性油剤は、高級アルコー
ルのりん酸エステルとノニオン系化合物とからなる組成
物を採用するところに特徴を有する。かかる高級アルコ
ールとしては、たとえばヘキサノール、オクチルアルコ
ール、デシルアルコール、ラウリルアルコールなどの炭
素数6〜12のものを好ましく使用することができる。
これらの高級アルコールのりん酸エステルの中でも、さ
らに好ましくは6〜10のアルキル基からなる高級アル
コールのりん酸エステルであるものが使用される。この
炭素数が6より小さいアルコールであると、繊維粘着性
が高くなり、かつ、吸湿性が大きくなる傾向があり、カ
ード通過性が悪くなる。一方、12より大きいと、電解
液であるアルカリ水溶液に対する高い親水性(吸液性)
が得られにくくなる。さらに好ましくはこれらりん酸エ
ステルの塩の中でも、たとえばカリウム、ナトリウムな
どのアルカリ金属の塩が特に好ましく使用される。
【0010】かかる高級アルコールのりん酸エステルの
該親水性油剤組成物中での配合比率は、好ましくは60
〜80重量%の範囲であるのがよい。
【0011】また、ノニオン系化合物としては、ポリオ
レフィン、高級アルコール、多価アルコール、カルボン
酸、エステル、アミンおよびアミドなど各種化合物のエ
チレンオキサイド(EO)付加物等のポリエーテル類を
使用することができる。これらの中でも下記一般式で表
されるポリオレフィンのEO付加物が耐久性の上から好
ましく使用される。
【0012】
【化1】
【0013】式中;mは4〜435の整数、nは3〜3
71の整数を示す。
【0014】かかるノニオン系化合物の中でも、分子量
が好ましくは200〜20000、さらに好ましくは4
00〜15000を有するものが、本発明の上述効果の
上から好ましく使用される。分子量が200未満のもの
は、初期の繊維親水性レベルは向上するが、繊維粘着性
が高くなり、かつ、吸湿性が大きくなり、その結果カー
ド通過性が悪くなる傾向がある。また、分子量が200
00を超えるものでは、高級アルコールりん酸エステル
との相溶性が劣る傾向を示す。このノニオン系の化合物
の該親水性油剤組成物中での配合比率は、好ましくは2
0〜40重量%の範囲であるのがよく、たとえば20重
量%未満であれば、親水レベルの向上が図りにくく、ま
た、40重量%を越えると、吸湿性が大きくなり、カー
ド通過性が悪くなる傾向を示す。
【0015】該ポリアミド繊維重量あたりの該親水性油
剤組成物の総付着量は、0.25〜0.8重量%、好ま
しくは0.3〜0.6重量%の範囲であるのが、前記効
果の上からよい。この付着量が0.25重量%未満であ
ると、セパレーターとしての吸液性能が要求レベルを満
たされず、親水レベルが未達となる恐れがある。また、
0.8重量%を超えると、ポリアミド繊維の粘着性が高
くなりすぎて、カード通過性が悪くなる傾向がでてく
る。
【0016】かかる特定な親水性油剤組成物、つまり高
級アルコールのりん酸エステルとノニオン系化合物とか
らなる親水性油剤組成物は、ニカド電池などのセパレー
ターとして要求される次の性能を、全て満足させること
ができるものである。 (1)耐アルカリ性に優れていて水酸化カリウム水溶液
などのアルカリ性電解液に侵されない。 (2)アルカリ性電解液保持能(アルカリ性電解液の吸
液量)が高くて、電池反応の持続性に寄与できる。 (3)セパレーター中に存在する孔が微細であり正極及
び負極の活物質や電池反応で生成する導電性物質の通過
を阻止し得る。
【0017】したがって、本発明のポリアミド繊維から
なる電池用セパレーターは、耐アルカリ性に優れるの
で、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性電解液での
セパレーターの変質や溶出などの問題がなく、電池反応
性やセパレート機能を完全に満足させることができ、電
池の両極間での内部短絡などを全く発生させないという
利点を有する。また、かかる電池用セパレーターは、ア
ルカリ性電解液の保持能力が高く、吸液量が大きいの
で、電池反応に必要な電解液をセパレーター中に十分に
含有保持することができ、イオンの流れをスムーズにす
ることができるので、アルカリ電池の特徴であるところ
の大電流の取り出しが容易であり、さらに、また、電池
製造時の電解液注入工程において、時間がかからず、生
産性が大幅にアップするという特徴を発揮するものであ
る。
【0018】つまり、本発明のポリアミド繊維からなる
電池用セパレーターは、セパレート機能が十分であるか
ら、正極及び負極間の活性物や電池反応で生成する導電
性の物質が、セパレーターの孔を通って対極に移動する
こともなく、したがって電池内で内部短絡を生ずるなど
のトラブルが発生しなくなるという優れた効果を奏する
ものである。
【0019】かかる本発明の電池セパレーター用ポリア
ミド繊維は、ポリアミドチップを、溶融紡糸し延伸した
後に、高級アルコールりん酸エステルとノニオン系化合
物とからなる親水性油剤組成物を、該ポリアミド繊維に
対し0.25〜0.8重量%付与するものであるが、好
ましくはかかる油剤付与工程を、140℃〜190℃で
定長熱処理を行う工程との組合わせ工程を通すことによ
って製造するのがよい。
【0020】この場合、さらに該ポリアミド繊維の親水
性レベルとその経日維持特性を改善するために、該定長
熱処理の前後に、2回に分割して、該親水油剤を付着さ
せるという特殊な手段を採用するのが、さらに好ましく
採用される。ここでいう該定長熱処理の温度条件は、好
ましくは140℃〜190℃、さらに好ましくは160
℃〜190℃の範囲を採用するものである。この定長熱
処理温度が140℃未満であると、繊維構造の緻密化
(結晶化)が進まないため、繊維内部へ油剤が拡散しや
すくなる。すなわち、経日的に繊維表面油分が低下し、
経日的な親水レベルが維持できにくくなる。また、19
0℃を越えた定長熱処理温度においては、既に繊維構造
の緻密化が進んでいるため、製造原単位の点からも好ま
しくない。
【0021】該親水性油剤組成物の総付着量は、前記し
たように0.25重量%〜0.8重量%であるが、その
場合、前記2回分割付与の場合は、該定長熱処理の後に
付与する量を、0.20重量%以上とするのが好まし
い。すなわち、かかる付与量が0.20重量%未満であ
れば、繊維構造形成後の油剤付着量が少なく、親水レベ
ルが満たされない傾向がある。
【0022】かかる電池セパレーター用ポリアミド繊維
を用いて電池セパレーターを構成する。かかるセパレー
ターとしては、布帛状、好ましくは織編物あるいは不織
布が使用されるが、好ましくは不織布が、吸液性および
電解液保持性の上から使用される。本発明のかかる電池
セパレーター用ポリアミド繊維で構成されたセパレータ
ーを備えた電池は、従来電池に比して、蓄電量も実用時
間も卓越した優れた性能を発揮する。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果を具体的に
説明する。
【0024】なお、本発明において用いた効果の測定法
は次の通りである。 (1)カード通過性 ローラーカードにおけるシリンダー巻き付き状態を肉眼
で観察して、次の基準により判定した。
【0025】ローラーカード条件 大和機工株式会社:SCM−150B 紡出速度 :3.0m/min サンプル投入量 :20g 判定基準 ○:シリンダーへの巻付きなし △:シリンダーへ若干巻付き有り ×:シリンダーへの巻付き量が多い (2)吸液性能確認方法 原綿におけるアルカリ水溶液への吸液特性(親水性)を
次の方法にしたがって確認した。
【0026】(A)測定方法 直径5mm、高さ200mmの円筒状の筒にテストサンプル
(原綿)1gを均一に投入し、20℃で、30%水酸化
カリウム溶液に対する3分後の吸い上げ高さを測定し
た。(N=5) (B)経日に対する吸液性変化(親水性)の確認 A項の測定において、製造直後の吸い上げ高さと20℃
×65%RH条件下で90日間放置した後の吸い上げ高さ
を調査し、経日に対する吸液性の変化を比較した。 (3)吸液性(親水性)レベル判定基準 <初期のレベル> ・製造直後の原綿において、上述A項の測定方法で57
mm以上の吸い上げ高さが得られているものを合格とし、
それ未満のものは不合格とした。
【0027】<経日に対するレベル> ・90日放置後の原綿において、上述A項の測定方法で
55mm以上の吸い上げ高さが得られているものを合格と
し、それ未満のものは不合格とした。 実施例1〜3,比較例1〜2 油剤組成分と吸液特性との関係ポリアミドチップを溶融
紡糸し、延伸する前に表1に示す親水性油剤組成物を
0.2%付着させ、延伸した後に、160℃で定長熱処
理を行い、延伸後に延伸前と同親水性油剤組成物を、
0.4%該ポリアミド延伸繊維に付着させた(トータル
油分量:0.6%)各種繊維について、カード通過性、
吸液特性(親水性)を確認した。その結果を表2に示
す。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】表2から明らかなように、 (1)本発明である高級アルコールのりん酸エステルの
炭素数が、6〜12とするアルキル基からなる高級アル
コールのエステルを60〜80重量%と、ノニオン系化
合物の分子量が、200〜20000からなる化合物を
20〜40重量%、とした実施例1〜3の親水性油剤
と、請求項を満たしていない比較例1〜2の親水性油剤
について確認した。 (2)実施例である1、2、3油剤は製造直後の吸い上
げ高さは57mm以上、90日放置後の吸い上げ高さ55
mm以上あり、経日に対してもその吸液性能(親水性)が
維持できている。また、カード通過性も良好である。 (3)比較例1油剤のものは、ノニオン系化合物の配合
比率が100重量%とする油剤であり、吸液性(親水
性)は得られるが繊維粘着性が大きくなり、カード通過
性が悪くなる。 (4)比較例2油剤のものは、油剤は高級アルコールり
ん酸エステル塩のアルキル基の配合比率が100重量%
とする油剤であり、カード通過性は良好であるが、初期
・経日ともに吸液性(親水性)が目標に対し未達であ
る。
【0031】実施例1〜3および比較例1、2のそれぞ
れの電池セパレーター用ポリアミド繊維を用いて、70
g/m2の目付を有する不織布を5種形成し、これらを
セパレーターとして、それぞれ装着した電池を作った。
その結果、実施例1〜3の繊維使用の電池に比して、比
較例1、2のものは、いずれも短時間に蓄電量が減少し
て使用できなくなったが、実施例の繊維使用の電池は、
比較例のものの3〜5倍も長時間の使用に耐えるもので
あった。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、高レベルの優れた吸液
性能とその経日維持特性に優れた電池セパレーター用ポ
リアミド繊維を安定して、かつ、容易に提供することが
できる。また、実用時間が長く、耐久性のよい優れた電
池を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4L033 AA08 AC07 BA14 CA12 CA48 DA04 5H021 BB01 BB05 BB07 CC01 EE01 EE07 EE34 HH01 HH06 HH07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高級アルコールのりん酸エステルとノニ
    オン系化合物とからなる親水性油剤が、ポリアミド繊維
    に対し0.25〜0.8重量%付与されていることを特
    徴とする電池セパレーター用ポリアミド繊維。
  2. 【請求項2】 該高級アルコールのりん酸エステルが、
    炭素数が、6〜12とするアルキル基からなる高級アル
    コールのエステルである請求項1記載の電池セパレータ
    ー用ポリアミド繊維。
  3. 【請求項3】 該親水性油剤が、該高級アルコールのり
    ん酸エステルを60〜80重量%含有するものである請
    求項1または2記載の電池セパレーター用ポリアミド繊
    維。
  4. 【請求項4】 該ノニオン系化合物が、200〜200
    00の分子量を有するものである請求項1〜3のいずれ
    かに記載の電池セパレーター用ポリアミド繊維。
  5. 【請求項5】 該親水性油剤が、該ノニオン系化合物を
    20〜40重量%含有するものである請求項1〜4のい
    ずれかに記載の電池セパレーター用ポリアミド繊維。
  6. 【請求項6】 電池セパレーター用ポリアミド繊維を製
    造するに際し、ポリアミドチップを、溶融紡糸し、延伸
    した後に、高級アルコールのりん酸エステルとノニオン
    系化合物とからなる親水性油剤をポリアミド繊維に対
    し、0.25〜0.8重量%付与することを特徴とする
    電池セパレーター用ポリアミド繊維の製造方法。
  7. 【請求項7】 該親水性油剤を付与する工程が、140
    ℃〜190℃で定長熱処理を行う工程との組合わせた工
    程である請求項6記載の電池セパレーター用ポリアミド
    繊維の製造方法。
  8. 【請求項8】 該親水性油剤の付与工程が、定長熱処理
    工程の前後2回に分割されているものである請求項6ま
    たは7記載の電池セパレーター用ポリアミド繊維の製造
    方法。
  9. 【請求項9】 該親水性油剤の付与工程において、該定
    長熱処理の後の付与工程での付与量が0.2重量%以上
    である請求項8記載の電池セパレーター用ポリアミド繊
    維の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項1〜5のいずれかに記載の電池
    セパレーター用ポリアミド繊維で構成された電池セパレ
    ーターを備えていることを特徴とする電池。
JP11233793A 1999-08-20 1999-08-20 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池 Withdrawn JP2001057201A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11233793A JP2001057201A (ja) 1999-08-20 1999-08-20 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11233793A JP2001057201A (ja) 1999-08-20 1999-08-20 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001057201A true JP2001057201A (ja) 2001-02-27

Family

ID=16960668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11233793A Withdrawn JP2001057201A (ja) 1999-08-20 1999-08-20 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001057201A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227231A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Teijin Ltd 電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ
WO2011089785A1 (ja) * 2010-01-25 2011-07-28 東レ株式会社 芳香族ポリアミド多孔質膜およびそれを用いたキャパシタ用ならびに電池用セパレータ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227231A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Teijin Ltd 電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ
WO2011089785A1 (ja) * 2010-01-25 2011-07-28 東レ株式会社 芳香族ポリアミド多孔質膜およびそれを用いたキャパシタ用ならびに電池用セパレータ
JPWO2011089785A1 (ja) * 2010-01-25 2013-05-20 東レ株式会社 芳香族ポリアミド多孔質膜およびそれを用いたキャパシタ用ならびに電池用セパレータ
US8815384B2 (en) 2010-01-25 2014-08-26 Toray Industries, Inc. Aromatic polyamide porous film and separator for capacitor or battery using the same
JP5644506B2 (ja) * 2010-01-25 2014-12-24 東レ株式会社 芳香族ポリアミド多孔質膜およびそれを用いたキャパシタ用ならびに電池用セパレータ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8815432B2 (en) Heat resisting ultrafine fibrous separator and secondary battery using the same
JP4290339B2 (ja) フィルター材料およびその製造法
CN109706623A (zh) 一种可重复使用的快速吸水无纺布生产工艺
US5204197A (en) Separator material for storage batteries and method for making the same
WO2015146983A1 (ja) アルカリ電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ電池
KR102259621B1 (ko) 폴리페닐렌술피드 섬유
US5965084A (en) Process for producing non-woven fabrics of ultrafine polyolefin fibers
JPH0572063B2 (ja)
JP2001057201A (ja) 電池セパレーター用ポリアミド繊維およびその製造方法ならびに電池
JP2016511511A (ja) 電池セパレータ
US4699858A (en) Separator for an alkaline battery
JP2984561B2 (ja) 電池セパレータおよびその製造方法
JP4992186B2 (ja) 電池セパレータ
JP5812607B2 (ja) 分割型複合繊維及びこれを用いた繊維集合物
JPWO2014157543A1 (ja) ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントおよびその製造方法
JP2000133237A (ja) 電池用セパレータおよびこれを用いた電池
JP2014063703A (ja) セパレータ
JP2005203305A (ja) 電池用セパレータ
JPH09119050A (ja) 混繊不織布
EP0569938B1 (en) Separator for electrolytic capacitors
JP4814392B1 (ja) 電池用セパレータ
JP2013048081A (ja) 電池用セパレータ
CN110201559A (zh) 一种大通量加强型中空纤维膜及其制备方法
JP2764335B2 (ja) アルカリ電池用セパレータ
JP3354804B2 (ja) 電池用セパレーター

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060818

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20070605