JP2002343328A - アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法並びに電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材の強度を維持しつつ、多量のスルホン基
を有するアルカリ電池用セパレータを提供する。 【解決手段】 スルホン基含有多芯型複合繊維と別途準
備したポリオレフィン系繊維を主構成成分として、ポリ
オレフィン系不織布を形成し、該ポリオレフィン系不織
布に、更にスルホン化処理を施すことにより、前記スル
ホン基含有多芯型複合繊維に含まれるスルホン基量を増
やすことによりセパレータ素材を製造する。

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、及びそれを用いたアルカリ二次電池に関
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
なければならないため、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。しかしながらポリアミドは、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、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。これらは疎水性であることから、セパレー
タとして使用できるよう、スルホン化処理、フッ素化処
理、コロナ放電処理、あるいはビニルモノマーのグラフ
ト重合処理など様々な親水処理方法が施されるが、特に
二次電池の自己放電特性の改良においてスルホン化処理
が有用であり、様々な方法が提案されている。例えば、
特開昭５８−１９４２５４号公報、特公平６−１０１３
２３号公報などが挙げられる。しかしながら、これらの
親水化処方は親水化にともなう基材の繊維強度の低下が
大きいという問題があり、電池性能維持に対し十分とは
言い難い。

【０００５】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号公報では
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。

【０００６】

【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作成したシート
に、さらにスルホン化処理を行うことにより、従来より
も低い強度劣化にて多くのスルホン基の導入が可能にな
ることから、電池特性を更に向上させることの出来るセ
パレータが得られることを見出した。すなわち本発明の
目的は、セパレータ用不織布基材の強度を維持しつつ、
該不織布基材に多量のカチオン交換基を含有させて、電
池特性を更に向上させることの出来る電池用セパレータ
を得ることである。本発明のセパレータは、特開昭６２
−１１５６５７号公報、特開平１−１４６２７０号公
報、特開平９−２８３１０８号公報などに記載されてい
るような負極に水素吸蔵合金、正極に酸化ニッケルを用
いた密閉型ニッケル−水素蓄電池などに利用できる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、ポリオ
レフィン系繊維と少なくとも一部に官能基を有するカチ
オン交換基含有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、該不織布形成後に更にスルホン基
が導入されて形成されていることを特徴とするアルカリ
電池用セパレータである。

【０００８】本発明の第２は、前記カチオン交換基含有
繊維が、海成分と島成分からなり、（Ａ）海成分は架橋
不溶化され、且つカチ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
ーからなる多芯型複合繊維であることを特徴とする第１
の発明に記載のアルカリ電池用セパレータである。

【０００９】本発明の第３は、前記カチオン交換基含有
繊維のカチオン交換基がスルホン基であることを特徴と
する第１又は第２の発明に記載のアルカリ電池用セパレ
ータである。

【００１０】本発明の第４は、前記第３の発明に記載の
セパレータを用いていることを特徴とするアルカリ二次
電池である。

【００１１】本発明の第５は、（Ａ）海成分が架橋不溶
化され、且つスルホン基を有するポリモノビニル芳香環
化合物からなり、（Ｂ）島成分が補強用ポリマーからな
る、スルホン基含有多芯型複合繊維を形成し、該スルホ
ン基含有多芯型複合繊維と別途準備したポリオレフィン
系繊維を主構成成分として、ポリオレフィン系不織布を
形成し、該ポリオレフィン系不織布に、更にスルホン化
処理を施すことにより、前記スルホン基含有多芯型複合
繊維に含まれるスルホン基量を増やして製造することを
特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法であ
る。

【００１２】

【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。

【００１３】本発明における多芯型複合繊維は、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が用いられ、このイオン交換
基はカチオン交換基が好適である。このようなイオン交
換基(本発明の場合はカチオン交換基)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。

【００１４】本発明においてカチ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。

【００１５】本発明においてカチ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カチオン交
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、カチ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 ＣＨ_２＝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。

【００１６】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負活性モノマーとの
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、吸湿性が低下する。

【００１７】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はカチオン交換基であり、
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。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。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。

【００１８】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。

【００１９】また本発明においては海成分であるカチオ
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。該カチオン交換基
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。

【００２０】本発明のカチ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
質量当り２０〜８０質量％および８０〜２０質量％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。

【００２１】本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、不織布を形成後にスルホン基が導入されてなる
ことを特徴とする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１〜３
０μｍ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。

【００２２】本発明においては、これらのポリオレフィ
ン系繊維の一部がカチ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カチオン交換基
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／Ｐ
Ｐ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。

【００２３】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、本発明のカチ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１〜５０
質量％、好ましくは３〜３０質量％含まれる必要があ
る。１質量％を下回ると電池特性が悪くなり、５０質量
％を上回ると強度劣化が大きくなるためショート発生な
どの問題を招きやすい。

【００２４】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。

【００２５】本発明においては作成したシートにスルホ
ン基を導入する。イオン交換基は公知の導入法により容
易に導入される。例えば発煙硫酸もしくは８０〜９８質
量％濃硫酸に浸漬して導入する方法などが挙げられる。

【００２６】スルホン化によりにより導入されるＳ重量
は酸素燃焼フラスコ法によりＳＯ_２を炭酸水素ナトリウ
ム水溶液に吸収させた吸収液を、イオンクロマトグラフ
ィー装置により、ＳＯ_４ ⁻イオン質量として測定算出す
る。本発明において、不織布基材のスルホン化により基
材中に導入されるＳ質量は、不織布基材１００質量部に
対し０．０１質量部以上５０質量部以下、好ましくは
０．３〜３０質量部以内、さらに好ましくは０．５〜５
質量部である。Ｓ質量が０．０１未満であれば、自己放
電特性効果がほとんどなく、５０質量部を超えるとポリ
オレフィン繊維の劣化が促進され、強度低下が大きくな
る。スルホン化後、親水性を促進させたい場合は、さら
にパルスコロナ放電照射等の親水処理処理を施しても良
い。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明の電池用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。

【００２８】実施例１ ポリスチレン５０質量％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質量％、酢酸２５質量％、濃硫酸７
０質量％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。

【００２９】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（ＡＰＶ ＧＡＵＬＩＮ，ＩＮＣ
製、１５ＭＲ−８ＴＡ型）を使用し、５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２×５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５５０ｇをステンレスバ
ットに計量し、繊度０．７ｄ(デニール)，カット長５ｍ
ｍのポリプロピレンチョップ（商品名：ＰＺ，ダイワボ
ウ社製）５ｇ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）５ｇ、繊維径３０μ
ｍ、平均繊維長２ｍｍの上記カチオン交換基含有多芯型
複合繊維１ｇを、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）。尚、本発明においては、
分散濃度を「１００×溶質の質量／溶媒(水など)の質
量」の式で計算するものとする。

【００３０】分散液Ａ：分散液Ｂ＝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０．２５ｇ／ｃｍ^３、目
付４０ｇ／ｍ^２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、電池用セパレー
タ基材を得た。

【００３１】得られた電池用セパレータ基材を発煙硫酸
中に３分間浸漬、その後ロールで絞り、次に硫酸に浸
漬、その後ロールで絞り、最後に水中に浸漬、その後ロ
ールで絞る。その後熱風乾燥を行うことでスルホン化し
た電池用セパレータを得た。その後カレンダー加圧し
て、密度０．４０ｇ／ｃｍ^３とした。

【００３２】実施例２ カチオン交換基含有多芯型複合繊維（繊維径３０μｍ、
繊維長５ｍｍ）を実施例１と同様にして製造し、このカ
チオン交換基含有多芯型複合繊維２ｇを分散濃度２％と
なるように水で分散し、分散液Ｃを得た。次にステンレ
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）４ｇ、
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）４ｇ、と水を入れ、濃度１％の分散液を得
た（分散液Ｄ）。分散液Ａ：分散液Ｃ：分散液Ｄ＝１：
２：８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：Ｐ
ＥＯ−ＰＦ，住友精化社製）を極少量添加し、密度０．
２３ｇ／ｃｍ^３、目付４０ｇ／ｍ ^２の湿式不織布シート
を手漉きし、電池用セパレータ基材を得た。得られた電
池用セパレータ基材に実施例１と同様の処理を行い電池
用セパレータを得た。

【００３３】実施例３ 上記方法で得られた分散液につき、分散液Ａ：分散液
Ｃ：分散液Ｄを２：１：１６の割合で分取する以外は、
実施例２と同様にして密度０．２５ｇ／ｃｍ^３、目付４
０ｇ／ｍ^２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、電池用セパレータ基
材を得た。得られた電池用セパレータ基材を、発煙硫酸
中に浸漬する時間を１．５分間に変更したこと以外は実
施例１と同様の処理を行い電池用セパレータを得た。

【００３４】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質量％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の質量
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
２０μｍ、繊維長１０ｍｍ)を得た。

【００３５】この易スルホン化繊維２０質量％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
質量％とを分散濃度１％となるように水で分散し、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／ｃｍ^３、目付４０ｇ
／ｍ^２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。

【００３６】比較例２ 実施例１同様にして、電池用セパレータ基材を得た。得
られた電池用セパレータ基材は、その後スルホン化処理
を行わず電池用セパレータとして使用した。

【００３７】比較例３ 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、ダイワボウ製）５ｇ及び繊度０．７
ｄ、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、水で分散濃度１％に分散し、ポリオ
レフィン系繊維分散液を得た（分散液Ｅ）。

【００３８】分散液Ａ：分散液Ｅ＝１：２の割合で分取
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／ｃｍ^３、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、電池セパレータ用基材を
得た。次に実施例１と同様の処理を行い、電池用セパレ
ーターを得た。

【００３９】比較例４ 比較例３と同様にして電池用セパレータ基材を得た。得
られた電池用セパレータ基材に対し、発煙硫酸中に浸漬
する時間を８分間に変更したこと以外は実施例１と同様
の処理を行い電池用セパレータを得た。

【００４０】以上得られた７種類の電池セパレータのサ
ンプルを夫々３点準備して、以下の試験方法にて評価し
た結果を表１に示す。尚、評価結果はサンプル数３の平
均値である。

【００４１】試験方法 (１) スルホン化度（不織布基材１００質量部に対する
Ｓ質量部） 酸素燃焼フラスコ法により吸収させた吸収液を、イオン
クロマトグラフィー装置（ＤＩＯＮＥＸ社製、２０００
ｉ／ＳＰ）により分析し、ＳＯ_４ ⁻対試料濃度を計算
し、Ｓ質量を算出した。 （２）引張強度の測定 同様にして作成した湿式不織布をＪＩＳ Ｌ１０９６
（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。

【００４２】（３）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、質
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。

【００４３】（４）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）

【００４４】（５）サイクル寿命測定 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、１００
％充電、休止時間０．５ｈｒ、０．２Ｃ放電（終止電圧
１．０Ｖ）で充放電を繰り返し、放電容量が初期の９０
％以下になったときのサイクル数を求める。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【発明の効果】上記の如く本発明に係るセパレータは、
従来のスルホン化処理では強度劣化が著しいため到達で
きなかったスルホン基量を付与することができると共
に、セパレータ基材の強度劣化を最小限に押さえること
が出来る。また、高度にスルホン化された本発明のセパ
レータをアルカリ二次電池に用いると、電池特性とし
て、自己放電による容量減少が小さく、充放電サイクル
寿命の長い、優れたアルカリ二次電池が得られる。

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） Ｄ２１Ｈ 15/10 Ｄ２１Ｈ 15/10 Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｚ Ｆターム(参考） 4L033 AA05 AB07 BA28 BA30 4L047 AA14 AA27 BA21 CB10 CC12 DA00 4L055 AF15 AF16 AF17 AF19 AF20 AF44 AF47 AF50 AG01 BE20 FA13 FA30 GA31 GA50 5H021 BB09 CC02 EE03 EE04 EE17 EE23 EE25 EE31 5H028 AA05 BB10 EE06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系繊維と少なくとも一部に
   官能基を有するカチオン交換基含有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、該不織布形成
   後に更にスルホン基が導入されて形成されていることを
   特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
2. 【請求項２】前記カチオン交換基含有繊維が、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
   カチ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多芯型
   複合繊維であることを特徴とする請求項１に記載のアル
   カリ電池用セパレータ。
3. 【請求項３】前記カチオン交換基含有繊維のカチオン交
   換基がスルホン基であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載のアルカリ電池用セパレータ。
4. 【請求項４】請求項３に記載のセパレータを用いている
   ことを特徴とするアルカリ二次電池。
5. 【請求項５】（Ａ）海成分が架橋不溶化され、且つスル
   ホン基を有するポリモノビニル芳香環化合物からなり、
   （Ｂ）島成分が補強用ポリマーからなる、スルホン基含
   有多芯型複合繊維を形成し、該スルホン基含有多芯型複
   合繊維と別途準備したポリオレフィン系繊維を主構成成
   分として、ポリオレフィン系不織布を形成し、 該ポリオレフィン系不織布に、更にスルホン化処理を施
   すことにより、前記スルホン基含有多芯型複合繊維に含
   まれるスルホン基量を増やして製造することを特徴とす
   るアルカリ電池用セパレータの製造方法。