JP2009224100A - Separator for battery - Google Patents

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秀和 鹿野
Hiroyuki Yamada
博之 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a battery, and its manufacturing method, excellent in alkali resistance, separability, and electrolyte-solution absorptivity. <P>SOLUTION: The separator for a battery contains cellulose-system extra-fine fiber with a cellulose overlay with a single-yarn fineness of 0.05 to 0.8 dtex, with the cellulose-system extra-fine fiber having fine pores on its overlay. In the manufacturing method of the separator for a battery, cellulose ester extra-fine fiber made of cellulose acetate propionate and/or cellulose acetate butyrate is put under alkali saponification to be made into nonwoven fabric containing the extra-fine fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、セルロース系極細繊維を含む電池用セパレーター、およびその製造方法に関するものである。より詳しくは、セルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化した後、該極細繊維を含む不織布とすることにより得られる電池用セパレーター、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a battery separator containing cellulosic ultrafine fibers and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a battery separator obtained by alkali saponifying cellulose ester ultrafine fibers and then forming a nonwoven fabric containing the ultrafine fibers, and a method for producing the same.

電池用セパレーターは、電池の中で正極と負極を隔離し、かつ電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する重要な役割を担っている。例えば、アルカリ電池用セパレーターに要求される特性として、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性などが挙げられる。耐アルカリ性に欠ける場合、電解液として用いられる水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液により電池用セパレーターが劣化するため、電池内で内部短絡が生じてしまう。また、セパレート性に欠ける場合、正極活物質、負極活物質や、電池反応で生成した導電性の酸化亜鉛の針状結晶が、電池用セパレーターの細孔を通過するため、電池内で内部短絡が生じてしまう。さらに、電解液吸液性に欠ける場合、電池反応に必要な電解液を十分に含むことができないため、起電反応を十分に行うことができない、電池反応の持続性が短いという問題が生じてしまう。   The battery separator plays an important role of isolating the positive electrode and the negative electrode in the battery and holding the electrolytic solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode. For example, characteristics required for an alkaline battery separator include alkali resistance, separation property, electrolyte solution absorption property, and the like. When the alkali resistance is poor, the battery separator is deteriorated by an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution used as an electrolytic solution, and thus an internal short circuit occurs in the battery. Also, when the separation property is lacking, since the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the needle-like crystals of conductive zinc oxide generated by the battery reaction pass through the pores of the battery separator, an internal short circuit occurs in the battery. It will occur. Furthermore, when the electrolyte solution lacks, the electrolyte solution necessary for the battery reaction cannot be sufficiently contained, so that the electromotive reaction cannot be sufficiently performed, and the battery reaction has a short duration. End up.

上記の特性を兼ね備えた電池用セパレーターを得るために、従来より様々な検討がなされてきた。一般に、電池用セパレーターには不織布が用いられており、不織布を構成する繊維素材としては、ポリビニルアルコール系繊維、セルロース系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン繊維などが挙げられる。なかでも、耐アルカリ性、親水性、機械的特性などに優れたポリビニルアルコール系繊維、ならびに耐アルカリ性、親水性、機械的特性に加えて、電解液吸液性に優れたセルロース系繊維が好適に採用されている。   In order to obtain a battery separator having the above characteristics, various studies have been made conventionally. In general, a nonwoven fabric is used for the battery separator, and examples of the fiber material constituting the nonwoven fabric include polyvinyl alcohol fibers, cellulose fibers, polyamide fibers, and polyolefin fibers. Among them, polyvinyl alcohol fibers excellent in alkali resistance, hydrophilicity, mechanical properties, etc., and cellulose fibers excellent in electrolyte solution absorbability in addition to alkali resistance, hydrophilicity, mechanical properties, etc. are suitably used. Has been.

ポリビニルアルコール系繊維、セルロース系繊維を、単独で用いて不織布とした電池用セパレーター、もしくは混合して不織布とした電池用セパレーターにおいて、ポアサイズの微細化により、セパレート性、電解液吸液性を高めることを目的として、繊維の極細化が検討されている。ポリビニルアルコール系繊維は、紡糸方法や紡糸条件を選択することにより、その単糸繊度を小さくすることが可能であり、単糸繊度0.1〜1dtex程度の極細繊維を得ることができる。特許文献1〜3では、ポリビニルアルコール系極細繊維とセルロース系繊維とを混合して不織布とし、セパレート性に優れる電池用セパレーターが提案されている。しかしながら、セルロース系繊維の単糸繊度が大きいため、ポアサイズを十分小さくすることはできず、セパレート性は不十分であった。また、ポリビニルアルコール系極細繊維を単独で用いた電池用セパレーターは、セパレート性に優れるものの、電解液吸液性はセルロース系繊維に劣るため、電解液吸液性は不十分であった。このように、ポリビニルアルコール系繊維を極細化するだけでは、電池用セパレーターに要求される、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を兼ね備えた電池用セパレーターを得ることができなかった。   Battery separator made of non-woven fabric by using polyvinyl alcohol fiber and cellulose fiber alone, or battery separator made of non-woven fabric by mixing them, to improve the separation property and electrolyte absorption by refining the pore size For the purpose of this, ultrafine fiber has been studied. By selecting a spinning method and spinning conditions, the polyvinyl alcohol fiber can be reduced in the single yarn fineness, and an ultrafine fiber having a single yarn fineness of about 0.1 to 1 dtex can be obtained. Patent Documents 1 to 3 propose a battery separator that is excellent in separation properties by mixing polyvinyl alcohol-based ultrafine fibers and cellulose-based fibers to form a nonwoven fabric. However, since the single fiber fineness of the cellulosic fibers is large, the pore size cannot be made sufficiently small, and the separation property is insufficient. Moreover, although the separator for batteries which used the polyvinyl alcohol type | system | group ultrafine fiber independently is excellent in a separator property, since electrolyte solution absorptivity is inferior to a cellulose fiber, electrolyte solution absorptivity was inadequate. Thus, it was not possible to obtain a battery separator that had the alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorbability required for battery separators by simply making the polyvinyl alcohol fiber very fine.

一方、レーヨンやキュプラなどのセルロース系繊維は、セルロースを溶剤に溶解させた後、凝固浴と呼ばれる溶液中で溶剤を除去させながら紡糸を行うため、曳糸性が低く、単糸繊度を極端に小さくすることは困難である。このため、セルロース系繊維を微細化することを目的として、叩解処理によりフィブリル化することが一般に行われている。特許文献4〜6では、叩解処理を行ったセルロース系繊維と、ポリビニルアルコール系極細繊維とを混合して不織布とし、セパレート性、電解液吸液性に優れる電池用セパレーターが提案されている。しかしながら、叩解処理により微細化したセルロース系繊維を用いた場合には、叩解不良部分や除去不可能な異物が、電池用セパレーターへ混入するなどの問題が発生する。さらに、フィブリル化した微細な繊維部分が、電池内で正極活物質に長時間触れることにより劣化して、電解液に溶解するため、セパレート性の低下、さらには電池内で内部短絡が生じるという問題があった。   On the other hand, cellulosic fibers such as rayon and cupra have low spinnability and extremely low single yarn fineness because cellulose is dissolved in a solvent and then spun while removing the solvent in a solution called a coagulation bath. It is difficult to make it smaller. For this reason, fibrillation by beating treatment is generally performed for the purpose of refining cellulosic fibers. Patent Documents 4 to 6 propose battery separators that are made by mixing beating-treated cellulose fibers and polyvinyl alcohol-based ultrafine fibers into a non-woven fabric and are excellent in separation properties and electrolyte solution absorption properties. However, when cellulosic fibers refined by the beating process are used, there arises a problem that a beating defect portion or a foreign material that cannot be removed is mixed into the battery separator. Furthermore, since the fibrillated fine fiber portion deteriorates by being in contact with the positive electrode active material in the battery for a long time and dissolves in the electrolytic solution, the separation property is lowered, and further, an internal short circuit occurs in the battery. was there.

このように従来技術では、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性などの特性を兼ね備えた電池用セパレーターを得ることができなかった。
特開昭49−127147号公報 特開昭62−154559号公報 特開平1−146249号公報 特開平2−119049号公報 特開平10−92411号公報 特開2006−4844号公報
Thus, in the prior art, it was not possible to obtain a battery separator having characteristics such as alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorption.
JP 49-127147 A Japanese Patent Laid-Open No. 62-154559 Japanese Patent Laid-Open No. 1-146249 Japanese Patent Laid-Open No. 2-119049 Japanese Patent Laid-Open No. 10-92411 JP 2006-4844 A

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、セルロース系極細繊維からなり、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性に優れた電池用セパレーター、およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a battery separator made of cellulosic ultrafine fibers and excellent in alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorption, and a method for producing the same. is there.

上記の本発明の課題は、繊維の表層がセルロースである、単糸繊度0.05〜0.8dtexのセルロース系極細繊維を含む電池用セパレーターによって解決することができる。   The above-mentioned problems of the present invention can be solved by a battery separator including cellulosic ultrafine fibers having a single yarn fineness of 0.05 to 0.8 dtex, in which the fiber surface layer is cellulose.

また、セルロース系極細繊維が、繊維の表層に微細孔を有することが好適に採用できる。   Moreover, it can employ | adopt suitably that a cellulose ultrafine fiber has a micropore in the surface layer of a fiber.

さらには、セルロースアセテートプロピオネートおよび/またはセルロースアセテートブチレートからなるセルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化した後、該極細繊維を含む不織布とすることを特徴とする電池用セパレーターの製造方法によって解決することができる。   Furthermore, the problem is solved by a method for producing a battery separator, characterized in that cellulose ester ultrafine fibers composed of cellulose acetate propionate and / or cellulose acetate butyrate are alkali saponified and then made into a nonwoven fabric containing the ultrafine fibers. Can do.

本発明によれば、セルロース系極細繊維を用いることにより、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を兼ね備えた電池用セパレーターを提供することができ、該電池用セパレーターはアルカリマンガン電池、酸化銀電池、水銀電池、空気亜鉛電池などのアルカリ一次電池に好適に採用できる。   According to the present invention, by using a cellulosic ultrafine fiber, it is possible to provide a battery separator having alkali resistance, separation property, and electrolyte absorption, and the battery separator can be an alkaline manganese battery, silver oxide, or the like. It can be suitably used for alkaline primary batteries such as batteries, mercury batteries, and zinc-air batteries.

以下、本発明の耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性に優れた電池用セパレーター、およびその製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the battery separator excellent in alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorbability of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.

本発明の電池用セパレーターは、繊維の表層がセルロースであるセルロース系極細繊維を主たる構成成分とするものである。セルロースは、耐アルカリ性、親水性、機械的特性、電解液吸液性に優れるためである。繊維の表層がセルロースであるとは、繊維の全てがセルロースである繊維に加え、例えば繊維の表層部分がセルロースであり内層部分がセルロースエステルであるなどの複合繊維をも含むものである。耐アルカリ性の観点から、本発明では繊維の全てがセルロースであるセルロース系極細繊維が好適に採用される。   The battery separator of the present invention is mainly composed of cellulosic ultrafine fibers whose surface layer is cellulose. This is because cellulose is excellent in alkali resistance, hydrophilicity, mechanical properties, and electrolyte solution absorption. That the surface layer of the fiber is cellulose includes not only fibers in which all the fibers are cellulose, but also composite fibers such that the surface layer portion of the fibers is cellulose and the inner layer portion is cellulose ester. From the viewpoint of alkali resistance, cellulosic ultrafine fibers in which all of the fibers are cellulose are suitably employed in the present invention.

本発明におけるセルロース系極細繊維は、繊維の表層に微細孔を有していることが好ましい。繊維の表層に微細孔を有している場合、繊維表面積が増大するため、電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。微細孔は、繊維の表層部分から繊維の中心部分まで全体に存在していることが好ましい。また、微細孔の形状は、繊維軸方向に長く引き延ばされたような柱状でも、球体に近い泡状でも構わない。   The cellulosic ultrafine fiber in the present invention preferably has fine pores in the surface layer of the fiber. When the surface layer of the fiber has micropores, the surface area of the fiber is increased, and therefore, a battery separator having excellent electrolyte solution absorbability can be obtained. It is preferable that the micropores exist entirely from the surface layer portion of the fiber to the center portion of the fiber. Further, the shape of the fine holes may be a columnar shape elongated in the fiber axis direction or a bubble shape close to a sphere.

微細孔の直径は、0.05μm以上0.4μm以下であることが好ましい。微細孔の直径が0.05μm以上0.4μm以下であれば、微細孔は潰れず、さらには極細繊維の形状を保持することができるため好ましい。微細孔の直径は、0.1μm以上0.35μm以下であることがより好ましく、0.15μm以上0.3μm以下であることが更に好ましい。また、直径が0.05μmより小さい微細孔や0.4μmより大きい微細孔があっても構わないが、微細孔の総数に対して70%以上の微細孔の直径が、0.05μm以上0.4μm以下であることが好ましい。さらに、微細孔の直径は、繊維の直径に対して3分の1以下であることが好ましい。   The diameter of the micropores is preferably 0.05 μm or more and 0.4 μm or less. If the diameter of the micropores is 0.05 μm or more and 0.4 μm or less, the micropores are not crushed, and furthermore, the shape of the ultrafine fibers can be maintained, which is preferable. The diameter of the micropores is more preferably from 0.1 μm to 0.35 μm, and still more preferably from 0.15 μm to 0.3 μm. Further, although there may be micropores having a diameter smaller than 0.05 μm or micropores larger than 0.4 μm, the diameter of 70% or more of the micropores with respect to the total number of micropores is 0.05 μm or more and 0.00. It is preferable that it is 4 micrometers or less. Furthermore, the diameter of the micropores is preferably 1/3 or less of the fiber diameter.

微細孔分布密度は、直径が0.05μm以上0.4μm以下である微細孔が、繊維表層1μm当たりに平均15個以上40個以下存在することが好ましい。微細孔分布密度とは、繊維表層1μm当たりに存在する、直径が0.05μm以上0.4μm以下である微細孔の個数の平均値である。微細孔分布密度が平均15個以上であれば、繊維表面積が大きく、電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。良好な電解液吸液性の観点から、微細孔分布密度は高ければ高いほど好ましいが、具体的には平均17個以上40個以下であることがより好ましく、平均20個以上40個以下であることが更に好ましい。微細孔分布密度が平均15個より少ない部分や平均40個より多い部分があっても構わないが、繊維表層において無作為に選んだ20箇所の微細孔分布密度が、平均15個以上40個以下であることが好ましい。 The fine pore distribution density is preferably such that fine pores having a diameter of 0.05 μm or more and 0.4 μm or less exist on average 15 to 40 pores per 1 μm 2 of the fiber surface layer. The fine pore distribution density is an average value of the number of fine pores having a diameter of 0.05 μm or more and 0.4 μm or less present per 1 μm 2 of the fiber surface layer. If the fine pore distribution density is 15 or more on average, it is preferable because a battery separator having a large fiber surface area and excellent electrolyte solution absorbability can be obtained. From the viewpoint of good electrolyte solution absorbability, the higher the fine pore distribution density is, the more preferable, but specifically, it is more preferably an average of 17 or more and 40 or less, and an average of 20 or more and 40 or less. More preferably. The average fine pore distribution density may be less than 15 or more than 40, but the average fine pore distribution density at 20 locations randomly selected on the fiber surface layer is 15 or more and 40 or less. It is preferable that

本発明のセルロース系極細繊維の平均重合度は、250〜1250であることが好ましい。平均重合度が250以上であれば、繊維強度が高く、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。良好な強度特性の観点から、平均重合度は高ければ高いほど好ましいが、具体的には300〜1250であることがより好ましく、400〜1250であることが更に好ましい。   The average degree of polymerization of the cellulosic ultrafine fibers of the present invention is preferably 250 to 1250. An average polymerization degree of 250 or more is preferable because a battery separator having high fiber strength and excellent durability can be obtained. From the viewpoint of good strength characteristics, the higher the average degree of polymerization is, the more preferable, but specifically, 300 to 1250 is more preferable, and 400 to 1250 is still more preferable.

本発明のセルロース系極細繊維の単糸繊度は、0.05dtex〜0.8dtexであることが重要である。単糸繊度が0.05dtex以上であれば、繊維強度が高く、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。単糸繊度は0.07dtex以上であることがより好ましく、0.1dtex以上であることが更に好ましい。一方、単糸繊度が0.8dtex以下であれば、微細なポアサイズとなり、セパレート性および電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。単糸繊度は0.75dtex以下であることがより好ましく、0.7dtex以下であることが更に好ましい。   It is important that the single yarn fineness of the cellulosic ultrafine fiber of the present invention is 0.05 dtex to 0.8 dtex. A single yarn fineness of 0.05 dtex or more is preferable because a battery separator having high fiber strength and excellent durability can be obtained. The single yarn fineness is more preferably 0.07 dtex or more, and further preferably 0.1 dtex or more. On the other hand, if the single yarn fineness is 0.8 dtex or less, it is preferable because a fine pore size is obtained, and a battery separator excellent in separation property and electrolyte solution absorption property can be obtained. The single yarn fineness is more preferably 0.75 dtex or less, and further preferably 0.7 dtex or less.

本発明のセルロース系極細繊維の繊維長は、0.3mm〜25mmであることが好ましい。繊維長が0.3mm以上であれば、繊維同士を十分に絡合させることができ、強度が高い電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。繊維長は0.5mm以上であることがより好ましく、1.0mm以上であることが更に好ましい。一方、繊維長が25mm以下であれば、不織布とする際の繊維の分散性が良好となり、厚み、坪量、密度が均一な電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。繊維長は23mm以下であることがより好ましく、20mm以下であることが更に好ましい。   The fiber length of the cellulosic ultrafine fiber of the present invention is preferably 0.3 mm to 25 mm. A fiber length of 0.3 mm or more is preferable because the fibers can be sufficiently entangled and a battery separator having high strength can be obtained. The fiber length is more preferably 0.5 mm or more, and further preferably 1.0 mm or more. On the other hand, if the fiber length is 25 mm or less, the dispersibility of the fibers when making the nonwoven fabric is good, and a battery separator having a uniform thickness, basis weight, and density can be obtained. The fiber length is more preferably 23 mm or less, and still more preferably 20 mm or less.

本発明のセルロース系極細繊維の繊維物性は、電池用セパレーターの耐久性の観点から、強度が1.0cN/dtex〜2.0cN/dtex、伸度が8%〜30%であることが好ましい。強度が1.0cN/dtex以上であれば、フィブリルが発生せず、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。良好な強度特性の観点から、強度は高ければ高いほど好ましいが、具体的には1.2cN/dtex〜2.0cN/dtexであることがより好ましく、1.4cN/dtex〜2.0cN/dtexであることが更に好ましい。また、伸度が8%以上であれば、耐摩耗性が良好となり、毛羽の発生が低下し、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。伸度は10%以上であることがより好ましく、15%以上であることが更に好ましい。一方、伸度が30%以下であれば、寸法安定性が良好な電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。伸度は28%以下であることがより好ましく、25%以下であることが更に好ましい。   From the viewpoint of the durability of the battery separator, the fiber properties of the cellulosic ultrafine fibers of the present invention are preferably 1.0 cN / dtex to 2.0 cN / dtex and 8 to 30% in elongation. If the strength is 1.0 cN / dtex or more, fibrils are not generated and a battery separator having excellent durability can be obtained. From the viewpoint of good strength characteristics, the higher the strength, the more preferable, but specifically 1.2 cN / dtex to 2.0 cN / dtex, more preferably 1.4 cN / dtex to 2.0 cN / dtex. More preferably. Further, if the elongation is 8% or more, the abrasion resistance is good, the generation of fluff is reduced, and a battery separator having excellent durability can be obtained. The elongation is more preferably 10% or more, and further preferably 15% or more. On the other hand, an elongation of 30% or less is preferable because a battery separator having good dimensional stability can be obtained. The elongation is more preferably 28% or less, and further preferably 25% or less.

本発明のセルロース系極細繊維は、繊維の断面形状に関して、真円状の円形断面であっても良いし、また、多葉形、扁平形、楕円形、W字形、S字形、X字形、H字形、C字形、田字形、井桁形および中空などの異形断面糸でもよい。   The cellulosic ultrafine fiber of the present invention may have a perfect circular cross section with respect to the cross-sectional shape of the fiber, and may be multilobal, flat, elliptical, W-shaped, S-shaped, X-shaped, H Different cross-section yarns such as a letter shape, a C shape, a paddle shape, a cross girder shape, and a hollow shape may be used.

次に、本発明のセルロース系極細繊維の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the cellulose ultrafine fiber of this invention is demonstrated.

本発明のセルロース系極細繊維は、セルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化し、エステル結合を加水分解することによって得ることができる。セルロースエステル極細繊維は、直接紡糸によって得られるものであってもよいし、極細繊維発生可能型繊維から、少なくとも1成分を除去するか、もしくは各成分間を剥離するなどの方法が挙げられる。なかでも、極細繊維発生可能型繊維として海島型複合繊維が、本発明では好適に採用できる。   The cellulose ultrafine fiber of the present invention can be obtained by alkali saponifying a cellulose ester ultrafine fiber and hydrolyzing an ester bond. The cellulose ester ultrafine fiber may be obtained by direct spinning, or may be a method of removing at least one component from the ultrafine fiber-generating fiber, or peeling each component. Among these, sea-island type composite fibers can be suitably employed as the ultrafine fiber-generating fiber in the present invention.

本発明におけるセルロースエステル極細繊維は、少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18のセルロースエステルであることが好ましく採用できる。アシル基炭素数が2であるアセチル基のみからなるセルロースアセテート繊維は、剛直であるため、容易にフィブリル化してしまうという問題がある。これに対し、少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18のセルロースエステルからなる繊維は、柔軟であるため、フィブリルが発生せず、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。さらには、アシル基炭素数が3〜18であるアシル基は、アシル基炭素数が2であるアセチル基よりも立体的に嵩高いため、少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18のセルロースエステルからなる繊維をアルカリ鹸化し、エステル結合を加水分解した際に、繊維表層および繊維内層へ効果的に微細孔を形成させることができるため、本発明では好適に採用できる。   The cellulose ester ultrafine fiber in the present invention is preferably a cellulose ester having at least a part of the acyl group having 3 to 18 carbon atoms. Since the cellulose acetate fiber which consists only of an acetyl group having 2 carbon atoms in the acyl group is rigid, there is a problem that it easily fibrillates. On the other hand, at least a part of the fiber made of cellulose ester having 3 to 18 acyl groups is preferable because it is flexible, so that no fibril is generated and a battery separator having excellent durability can be obtained. . Furthermore, since an acyl group having 3 to 18 carbon atoms is sterically bulkier than an acetyl group having 2 carbon atoms, at least a portion of cellulose having 3 to 18 carbon atoms is present. Since fine pores can be effectively formed in the fiber surface layer and the fiber inner layer when the ester fiber is alkali saponified and the ester bond is hydrolyzed, it can be suitably employed in the present invention.

少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18であるセルロースエステルの具体例としては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレートおよびセルロースブチレートなどが挙げられる。少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18であるセルロースエステルとして、セルロースにアシル基炭素数が2であるアセチル基とアシル基炭素数が3であるプロピオニル基が結合したセルロースアセテートプロピオネートからなる繊維、およびセルロースにアシル基炭素数が2であるアセチル基とアシル基炭素数が4であるブチリル基が結合したセルロースアセテートブチレートからなる繊維が、本発明では特に好ましく用いられる。   Specific examples of the cellulose ester having at least a portion of the acyl group having 3 to 18 carbon atoms include cellulose acetate propionate, cellulose propionate, cellulose acetate butyrate, and cellulose butyrate. From cellulose acetate propionate in which at least a part of cellulose ester having 3 to 18 acyl group carbon atoms is bonded to cellulose an acetyl group having 2 acyl group carbon atoms and a propionyl group having 3 acyl group carbon atoms. And fibers made of cellulose acetate butyrate in which an acetyl group having 2 acyl groups and a butyryl group having 4 acyl groups are bonded to cellulose are particularly preferably used in the present invention.

セルロースエステルとして、セルロースアセテートプロピオネートおよび/またはセルロースアセテートブチレートを用いる場合、セルロースエステルの全置換度(アセチル置換度+アシル置換度)は下記式(I)を満たすことが好ましい。アシル置換度とは、アシル基炭素数が2であるアセチル基以外のアシル基の置換度の合計である。セルロースエステルの全置換度(アセチル置換度+アシル置換度)が2.5以上3.0以下であれば、それを繊維にした場合、柔軟であり、フィブリルが発生しないため好ましく採用できる。セルロースエステルの全置換度は2.6以上2.9以下であることがより好ましく、2.65以上2.85以下であることが更に好ましい。
(I)2.5≦アセチル置換度+アシル置換度≦3.0
アセチル置換度とアシル置換度は、それを繊維にした場合、柔軟であり、フィブリルが発生しないセルロースエステル極細繊維を得るために、下記式(II)、(III)を満たすことが好ましい。
(II)1.5≦アセチル置換度≦2.5
(III)0.5≦アシル置換度≦1.5
本発明における極細繊維発生可能型繊維として、セルロースエステル以外の複合成分との複合繊維を用いる場合には、その複合成分は、極細繊維を発生可能であれば採用できる。具体的には、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ乳酸、スルホイソフタル酸共重合ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールおよびこれらの共重合ポリマー、変性ポリマーなどが挙げられる。なかでも、ポリ乳酸系ポリマー、スルホイソフタル酸共重合ポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマーを複合成分に用いた場合には、熱水処理あるいはアルカリ水溶液処理により複合成分が溶出し、極細繊維が発生可能であるため好ましく採用できる。
When cellulose acetate propionate and / or cellulose acetate butyrate is used as the cellulose ester, the total substitution degree (acetyl substitution degree + acyl substitution degree) of the cellulose ester preferably satisfies the following formula (I). The acyl substitution degree is the total substitution degree of acyl groups other than an acetyl group having 2 acyl group carbon atoms. If the total substitution degree (acetyl substitution degree + acyl substitution degree) of a cellulose ester is 2.5 or more and 3.0 or less, when it is used as a fiber, it is flexible and can be preferably employed because fibrils are not generated. The total substitution degree of the cellulose ester is more preferably 2.6 or more and 2.9 or less, and further preferably 2.65 or more and 2.85 or less.
(I) 2.5 ≦ acetyl substitution degree + acyl substitution degree ≦ 3.0
The degree of acetyl substitution and the degree of acyl substitution preferably satisfy the following formulas (II) and (III) in order to obtain a cellulose ester ultrafine fiber that is flexible and does not generate fibrils when it is made into a fiber.
(II) 1.5 ≦ acetyl substitution degree ≦ 2.5
(III) 0.5 ≦ acyl substitution degree ≦ 1.5
When a composite fiber with a composite component other than cellulose ester is used as the ultrafine fiber-generating fiber in the present invention, the composite component can be adopted as long as the ultrafine fiber can be generated. Specific examples include polystyrene, polyolefin, polyamide, polyester, polylactic acid, sulfoisophthalic acid copolymerized polyester, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and copolymers and modified polymers thereof. In particular, when polylactic acid polymer, sulfoisophthalic acid copolyester polymer, or polyvinyl alcohol polymer is used as the composite component, the composite component can be eluted by hot water treatment or alkaline aqueous solution treatment to generate ultrafine fibers. Therefore, it can be preferably adopted.

極細繊維発生可能型繊維として、海をセルロースエステル以外の複合成分、島をセルロースエステルとした海島型複合繊維を採用する場合の海/島複合比率(重量比)は、海島複合形態の安定性、紡糸操業性、機械的特性の観点から、5/95〜80/20であることが好ましい。海成分の複合比率が5%以上であれば、島同士の合一などの複合異常が生じず、安定した紡糸が可能となり、また、分割性不良が生じないため好ましい。一方、海成分の複合比率が80%以下であれば、安定した紡糸が可能となり、また、得られる複合繊維の機械的特性が良好となるため好ましい。海/島複合比率は10/90〜75/25であることがより好ましく、15/85〜70/30であることが更に好ましい。   The sea / island composite ratio (weight ratio) when the sea-island-type composite fiber with a composite component other than cellulose ester and the island as cellulose ester is adopted as the ultrafine fiber-generating fiber is the stability of the sea-island composite form, From the viewpoint of spinning operability and mechanical properties, 5/95 to 80/20 is preferable. A sea component composite ratio of 5% or more is preferable because composite abnormalities such as union of islands do not occur, stable spinning is possible, and no splitting failure occurs. On the other hand, if the composite ratio of the sea component is 80% or less, stable spinning is possible and the mechanical properties of the resulting composite fiber are good, which is preferable. The sea / island composite ratio is more preferably 10/90 to 75/25, and still more preferably 15/85 to 70/30.

海島型複合繊維の単繊維内の島成分数は、200個以下であることが好ましい。島成分数が200個以下であれば、口金構造が複雑になることがなく、複合異常などにより、紡糸操業性および強伸度特性が悪化することがないため好ましい。島成分数は180個以下であることがより好ましく、160個以下であることが更に好ましい。   The number of island components in the single fiber of the sea-island type composite fiber is preferably 200 or less. If the number of island components is 200 or less, the die structure is not complicated, and the spinning operability and the strength and elongation properties are not deteriorated due to complex abnormality or the like, which is preferable. The number of island components is more preferably 180 or less, and still more preferably 160 or less.

海島型複合繊維は、繊維の断面形状に関して、真円状の円形断面であっても良いし、多葉形、扁平形、中空などの異形断面糸でもよい。また、繊維表面は海成分で完全に覆われていても、島成分が一部露出していても構わない。さらには、海成分を除去した後の島成分の断面形状に関しても、真円状の円形断面であっても良いし、多葉形、扁平形、中空などの異形断面糸でもよい。   Regarding the cross-sectional shape of the fiber, the sea-island type composite fiber may be a perfect circular cross section, or may be a multi-filament, flat, hollow or other irregular cross-section yarn. Further, the fiber surface may be completely covered with the sea component, or the island component may be partially exposed. Furthermore, the cross-sectional shape of the island component after removing the sea component may be a perfect circular cross-section, or may be a multi-filament, flat, hollow or other irregular cross-section yarn.

本発明におけるセルロースエステル極細繊維および極細繊維発生可能型繊維は、各種の添加剤、例えば、可塑剤、酸化防止剤などの無機微粒子や有機化合物を必要に応じて含有していてもよく、これら添加剤を単独もしくは混合して含有していても構わない。   The cellulose ester ultrafine fibers and ultrafine fiber-generating fibers in the present invention may contain various additives, for example, inorganic fine particles such as plasticizers and antioxidants, and organic compounds as necessary. You may contain the agent individually or in mixture.

本発明のセルロースエステル極細繊維は、可塑剤として多価アルコール系化合物を含有していることが好ましい。具体的には、セルロースエステルとの相溶性が良好であり、また溶融紡糸可能な熱可塑化効果が顕著に現れるポリアルキレングリコール、グリセリン系化合物、カプロラクトン系化合物などであり、なかでもポリアルキレングリコールが好ましい。ポリアルキレングリコールの具体的な例としては、重量平均分子量が200〜4000であるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどが挙げられ、これらを単独もしくは併用して使用することができる。   The cellulose ester ultrafine fiber of the present invention preferably contains a polyhydric alcohol compound as a plasticizer. Specifically, polyalkylene glycol, glycerin compound, caprolactone compound, etc. that have good compatibility with cellulose ester and have a remarkable thermoplastic effect that can be melt-spun, are polyalkylene glycol. preferable. Specific examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol and the like having a weight average molecular weight of 200 to 4000, and these can be used alone or in combination.

本発明のセルロースエステル極細繊維は、リン系酸化防止剤を含有していることが好ましい。リン系酸化防止剤を含有している場合、セルロースエステルの熱分解を防止する効果が非常に顕著であり、繊維強度が良好となるため好ましい。リン系酸化防止剤の具体例としては、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル−4−メチル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスホナイト、ビス(2.6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2−t―ブチル−4−クミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(4−t−ブチル−2−クミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2.6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2.4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトであり、なかでもペンタエリスリトール系が好ましい。   The cellulose ester ultrafine fiber of the present invention preferably contains a phosphorus-based antioxidant. When a phosphorus-based antioxidant is contained, the effect of preventing the thermal decomposition of the cellulose ester is very remarkable, which is preferable because the fiber strength becomes good. Specific examples of phosphorus antioxidants include tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl) [1,1-biphenyl] -4,4′-diylbisphosphonite, tetrakis (2,6-di-). t-butylphenyl) [1,1-biphenyl] -4,4′-diylbisphosphonite, tetrakis (2,6-di-t-butylphenyl-4-methyl) [1,1-biphenyl] -4, 4′-diylbisphosphonite, bis (2.6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2-tert-butyl-4-cumylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (4-tert-butyl-2-cumylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2.6-di-tert-butyl-4-ethylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2.4- A -t- butyl-6-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, inter alia pentaerythritol systems are preferred.

本発明では溶融紡糸により、セルロースエステル極細繊維および極細繊維発生可能型繊維を得ることができる。湿式紡糸や乾式紡糸と異なり、溶融紡糸は溶剤を用いず、繊維表層および繊維内部から溶剤を除去する必要がないため、効率よく極細繊維を得ることができるため好適に採用できる。溶融紡糸の方法としては、例えば、エクストルーダーを用いた押出などを好適に採用できる。   In the present invention, cellulose ester ultrafine fibers and ultrafine fiber-generating fibers can be obtained by melt spinning. Unlike wet spinning and dry spinning, melt spinning does not use a solvent, and it is not necessary to remove the solvent from the fiber surface layer and the inside of the fiber, so that an ultrafine fiber can be obtained efficiently and can be preferably used. As a melt spinning method, for example, extrusion using an extruder can be suitably employed.

溶融紡糸に用いる本発明のセルロースエステル組成物としては、少なくとも一部のアシル基炭素数が3〜18であるセルロースエステル70重量%〜99重量%と、可塑剤1重量%〜30重量%とを含むセルロースエステル組成物が好適に用いられる。溶融紡糸を行う前にセルロースエステル組成物を乾燥させ、組成物の含水分率を0.3重量%以下としておくことが好ましい。含水分率が0.3重量%以下である場合、溶融紡糸時に水分により発泡することもなく、安定して紡糸を行うことができ、繊維強度などの機械的特性が良好となるため好ましい。含水分率は0.2重量%以下であることがより好ましく、0.1重量%以下であることが更に好ましく、0.08重量%以下であることが最も好ましい。   As the cellulose ester composition of the present invention used for melt spinning, at least a part of the cellulose ester having 3 to 18 acyl group carbon atoms of 70% by weight to 99% by weight and a plasticizer of 1% by weight to 30% by weight The cellulose ester composition containing is used suitably. It is preferable to dry the cellulose ester composition before melt spinning, so that the moisture content of the composition is 0.3% by weight or less. When the moisture content is 0.3% by weight or less, it is preferable that the spinning can be stably performed without foaming due to moisture during melt spinning, and mechanical properties such as fiber strength are improved. The moisture content is more preferably 0.2% by weight or less, further preferably 0.1% by weight or less, and most preferably 0.08% by weight or less.

溶融紡糸における紡糸温度は220℃〜280℃の範囲であることが好ましい。紡糸温度が220℃以上であれば、紡糸口金より吐出された繊維糸条の伸長粘度が十分に低下するため、メルトフラクチャー(紡糸口金孔通過時においてポリマーの剪断応力が高いと流線乱れが発生し、紡糸口金より吐出された糸条の形状が不規則になる現象)起因の短ピッチの周期斑が現れず、また、糸切れの発生がなく安定した紡糸を行えるため好ましい。紡糸温度は225℃以上であることがより好ましく、230℃以上であることが更に好ましい。一方、紡糸温度が280℃以下であれば、セルロースエステル組成物の熱分解による分子量低下を抑制することができ、繊維強伸度などの機械的特性が良好となるため好ましい。紡糸温度は275℃以下であることがより好ましく、270℃以下であることが更に好ましい。   The spinning temperature in melt spinning is preferably in the range of 220 ° C to 280 ° C. If the spinning temperature is 220 ° C or higher, the elongational viscosity of the fiber yarn discharged from the spinneret will be sufficiently reduced, so melt fracture (streamline turbulence will occur if the shear stress of the polymer is high when passing through the spinneret hole) In addition, the phenomenon that the irregular shape of the yarn discharged from the spinneret does not appear, and it is preferable because stable spinning can be performed without occurrence of yarn breakage. The spinning temperature is more preferably 225 ° C. or higher, and further preferably 230 ° C. or higher. On the other hand, a spinning temperature of 280 ° C. or lower is preferable because it can suppress a decrease in molecular weight due to thermal decomposition of the cellulose ester composition, and mechanical properties such as fiber strength and elongation are good. The spinning temperature is more preferably 275 ° C. or less, and further preferably 270 ° C. or less.

紡糸された繊維の引取方法は、回転するローラーを用いて引き取っても良いし、ネットなどで捕集しても構わない。ローラーを用いて引き取る場合の紡糸速度は500m/分〜3000m/分であることが好ましい。紡糸速度が500m/分以上であれば、発達した繊維構造を形成することが可能となり、繊維強度が高く、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。紡糸速度は、750m/分以上であることがより好ましく、1000m/分以上であることが更に好ましい。一方、紡糸速度が3000m/分以下であれば、糸切れの発生がなく安定した紡糸を行えるため好ましい。紡糸速度は、2500m/分以下であることがより好ましく、2000m/分以下であることが更に好ましい。また、引き取られた繊維は、必要に応じて延伸されても構わない。   The spun fiber may be picked up by using a rotating roller or collected by a net or the like. The spinning speed in the case of taking up using a roller is preferably 500 m / min to 3000 m / min. A spinning speed of 500 m / min or more is preferable because a developed fiber structure can be formed, and a battery separator having high fiber strength and excellent durability can be obtained. The spinning speed is more preferably 750 m / min or more, and further preferably 1000 m / min or more. On the other hand, a spinning speed of 3000 m / min or less is preferred because stable spinning can be performed without occurrence of yarn breakage. The spinning speed is more preferably 2500 m / min or less, and still more preferably 2000 m / min or less. Moreover, the taken-out fiber may be extended | stretched as needed.

本発明の電池用セパレーターの厚さは、10μm〜200μmであることが好ましい。厚さが10μm以上であれば、電池内において正極と負極の間を十分に隔離することができ、内部短絡を防止できるため好ましい。厚さは15μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることが更に好ましい。一方、電池の薄型化の観点から、厚さは200μm以下であることが好ましい。厚さは180μm以下であることがより好ましく、150μm以下であることが更に好ましい。   The thickness of the battery separator of the present invention is preferably 10 μm to 200 μm. A thickness of 10 μm or more is preferable because the positive electrode and the negative electrode can be sufficiently separated in the battery and an internal short circuit can be prevented. The thickness is more preferably 15 μm or more, and further preferably 20 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of thinning the battery, the thickness is preferably 200 μm or less. The thickness is more preferably 180 μm or less, and further preferably 150 μm or less.

本発明の電池用セパレーターの坪量は、5g/m〜200g/mであることが好ましい。坪量が5g/m以上であれば、引張強力が高く、耐久性に優れた電池用セパレーターが得られるため好ましい。坪量は10g/m以上であることがより好ましく、15g/m以上であることが更に好ましい。一方、坪量が200g/m以下であれば、繊維間の空隙率が低下することなく、セパレート性および電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。坪量は180g/m以下であることがより好ましく、150g/m以下であることが更に好ましい。 The basis weight of the battery separator of the present invention is preferably 5g / m 2 ~200g / m 2 . A basis weight of 5 g / m 2 or more is preferable because a battery separator having high tensile strength and excellent durability can be obtained. The basis weight is more preferably 10 g / m 2 or more, and further preferably 15 g / m 2 or more. On the other hand, if the basis weight is 200 g / m 2 or less, it is preferable because a battery separator having excellent separation property and electrolyte solution absorption property can be obtained without lowering the porosity between fibers. The basis weight is more preferably 180 g / m 2 or less, and further preferably 150 g / m 2 or less.

本発明の電池用セパレーターの密度は、0.30g/cm〜1.0g/cmであることが好ましい。密度が0.30g/cm以上であれば、機械的強度が高く、耐久性に優れた電池用セパレーターが得られるため好ましい。密度は0.35g/cm以上であることがより好ましく、0.40g/cm以上であることが更に好ましい。一方、密度が1.0g/cm以下であれば、繊維間の空隙率が低下することなく、セパレート性および電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。密度は0.95g/cm以下であることがより好ましく、0.90g/cm以下であることが更に好ましい。 Density of battery separator of the present invention is preferably 0.30g / cm 3 ~1.0g / cm 3 . A density of 0.30 g / cm 3 or more is preferable because a battery separator having high mechanical strength and excellent durability can be obtained. The density is more preferably 0.35 g / cm 3 or more, and further preferably 0.40 g / cm 3 or more. On the other hand, a density of 1.0 g / cm 3 or less is preferable because a battery separator having excellent separation properties and electrolyte solution absorption properties can be obtained without lowering the porosity between fibers. The density is more preferably 0.95 g / cm 3 or less, and still more preferably 0.90 g / cm 3 or less.

本発明の電池用セパレーターのアルカリ水溶液中における重量減少率は、3%以下であることが好ましい。重量減少率が3%以下であれば、耐アルカリ性に優れるため、電池内での内部短絡が生じにくく、耐久性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。重量減少率は2.5%以下であることがより好ましく、2%以下であることが更に好ましい。   The weight reduction rate in the alkaline aqueous solution of the battery separator of the present invention is preferably 3% or less. A weight reduction rate of 3% or less is preferable because it is excellent in alkali resistance, so that an internal short circuit is unlikely to occur in the battery, and a battery separator having excellent durability can be obtained. The weight reduction rate is more preferably 2.5% or less, and further preferably 2% or less.

本発明の電池用セパレーターの通気性は、5cm/(cm・s)〜25cm/(cm・s)であることが好ましい。通気性が5cm/(cm・s)以上であれば、繊維間の空隙率が低下することなく、セパレート性および電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。通気性は7cm/(cm・s)以上であることがより好ましく、10cm/(cm・s)以上であることが更に好ましい。一方、通気性が25cm/(cm・s)以下であれば、微細なポアサイズとなり、セパレート性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。通気性は23cm/(cm・s)以下であることがより好ましく、20cm/(cm・s)以下であることが更に好ましい。 The air permeability of the battery separator of the present invention is preferably 5 cm 3 / (cm 2 · s) to 25 cm 3 / (cm 2 · s). If the air permeability is 5 cm 3 / (cm 2 · s) or more, it is preferable because a battery separator excellent in separation property and electrolyte solution absorption property can be obtained without decreasing the porosity between fibers. The air permeability is more preferably 7 cm 3 / (cm 2 · s) or more, and further preferably 10 cm 3 / (cm 2 · s) or more. On the other hand, if the air permeability is 25 cm 3 / (cm 2 · s) or less, a fine pore size is obtained, and a battery separator having excellent separation properties can be obtained. The air permeability is more preferably 23 cm 3 / (cm 2 · s) or less, and further preferably 20 cm 3 / (cm 2 · s) or less.

本発明の電池用セパレーターの吸水速度は、30mm/10min以上であることが好ましい。吸水速度が30mm/10min以上であれば、電解液吸液性に優れた電池用セパレーターが得られるため好ましい。吸水速度は70mm/10min以上であることがより好ましく、100mm/10min以上であることが更に好ましい。   The water absorption rate of the battery separator of the present invention is preferably 30 mm / 10 min or more. A water absorption speed of 30 mm / 10 min or more is preferable because a battery separator having excellent electrolyte solution absorbability can be obtained. The water absorption rate is more preferably 70 mm / 10 min or more, and further preferably 100 mm / 10 min or more.

本発明の電池用セパレーターの保液率は、100%以上であることが好ましい。保液率が100%以上であれば、電解液の保持能力に優れ、長期の使用に耐え得る電池が得られるため好ましい。保液率は200%以上であることがより好ましく、300%以上であることが更に好ましい。   The liquid retention rate of the battery separator of the present invention is preferably 100% or more. A liquid retention rate of 100% or more is preferable because a battery having excellent electrolytic solution holding ability and capable of withstanding long-term use can be obtained. The liquid retention rate is more preferably 200% or more, and further preferably 300% or more.

次に、本発明の電池用セパレーターの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the battery separator of this invention is demonstrated.

本発明の電池用セパレーターは、セルロースアセテートプロピオネートおよび/またはセルロースアセテートブチレートからなるセルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化した後、該極細繊維を含む不織布とすることにより得られる。   The battery separator of the present invention can be obtained by alkali saponifying cellulose ester ultrafine fibers composed of cellulose acetate propionate and / or cellulose acetate butyrate and then forming a nonwoven fabric containing the ultrafine fibers.

本発明におけるセルロースエステル極細繊維のアルカリ鹸化方法は、アルカリ化合物を含有するアルカリ水溶液を用いる方法を好ましく採用できる。アルカリ鹸化により、セルロースエステルのエステル結合が加水分解され、耐アルカリ性、親水性、機械的特性、電解液吸液性に優れたセルロースへと変換されるためである。さらには、アルカリ鹸化によるセルロースエステル結合の加水分解に伴い、繊維表層および繊維内層に微細孔が形成され、繊維表面積が増大するため好適に採用できる。   As a method for alkali saponification of cellulose ester ultrafine fibers in the present invention, a method using an alkaline aqueous solution containing an alkali compound can be preferably employed. This is because the ester bond of cellulose ester is hydrolyzed by alkali saponification and converted into cellulose excellent in alkali resistance, hydrophilicity, mechanical properties, and electrolyte solution absorption. Furthermore, as the cellulose ester bond is hydrolyzed by the alkali saponification, fine pores are formed in the fiber surface layer and the fiber inner layer, and the fiber surface area is increased.

セルロースエステル極細繊維のアルカリ鹸化は繊維表層から進行するため、セルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化した場合、繊維の表層部分がセルロースであり、内層部分がセルロースエステルである芯鞘型複合繊維へと変換される。また、アルカリ鹸化が完全に進行すると、セルロース繊維へと変換される。なお、アルカリ鹸化後のセルロースエステル極細繊維の繊維断面観察により、アルカリ鹸化が進行したことを確認することが可能である。また、アルカリ鹸化前後におけるセルロースエステル極細繊維の重量減量率により、アルカリ鹸化が進行したことを確認することができる。   Since alkali saponification of cellulose ester ultrafine fibers proceeds from the fiber surface layer, when the cellulose ester ultrafine fibers are alkali saponified, they are converted into core-sheath type composite fibers in which the surface layer portion of the fiber is cellulose and the inner layer portion is cellulose ester. The Moreover, when alkali saponification advances completely, it will convert into a cellulose fiber. In addition, it is possible to confirm that the alkali saponification has progressed by observing the cross section of the cellulose ester ultrafine fiber after the alkali saponification. Moreover, it can be confirmed that the alkali saponification has progressed from the weight loss rate of the cellulose ester ultrafine fiber before and after the alkali saponification.

本発明におけるアルカリ鹸化に用いるアルカリ化合物とは、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどアルカリ金属の弱酸塩等が挙げられ、単独もしくは混合して用いても構わない。   Examples of the alkali compound used for alkali saponification in the present invention include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, weak acid salts of alkali metals such as sodium carbonate and potassium carbonate, and the like. You may use.

アルカリ化合物を含有するアルカリ水溶液の濃度は、アルカリ化合物の強さ、処理温度に応じて任意に決めることができ、例えば、アルカリ金属水酸化物を用いる場合、アルカリ水溶液の濃度は、0.5重量%以上10重量%以下であることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度が0.5重量%以上であれば、アルカリ鹸化により、繊維表層および繊維内層に微細孔が形成され、電解液吸液性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。アルカリ水溶液の濃度は1重量%以上であることがより好ましく、1.5重量%以上であることが更に好ましい。一方、アルカリ水溶液の濃度が10重量%以下であれば、セルロースの重合度の低下やセルロース系繊維の脆化を抑制することができるため好ましい。アルカリ水溶液の濃度は8重量%以下であることがより好ましく、6重量%以下であることが更に好ましい。   The concentration of the alkaline aqueous solution containing the alkaline compound can be arbitrarily determined according to the strength of the alkaline compound and the processing temperature. For example, when an alkali metal hydroxide is used, the concentration of the alkaline aqueous solution is 0.5 wt. % Or more and 10% by weight or less is preferable. It is preferable that the concentration of the alkaline aqueous solution is 0.5% by weight or more because micropores are formed in the fiber surface layer and the fiber inner layer by alkali saponification, and a battery separator having excellent electrolyte solution absorbability can be obtained. The concentration of the alkaline aqueous solution is more preferably 1% by weight or more, and further preferably 1.5% by weight or more. On the other hand, if the concentration of the alkaline aqueous solution is 10% by weight or less, it is preferable because a decrease in the degree of polymerization of cellulose and embrittlement of cellulose fibers can be suppressed. The concentration of the alkaline aqueous solution is more preferably 8% by weight or less, and further preferably 6% by weight or less.

本発明におけるアルカリ鹸化においては、加水分解を短時間で進めるために、必要に応じて、4級アンモニウム塩などの公知のアルカリ減量促進剤を併用してもよい。4級アンモニウム塩とは、窒素原子に結合したアルキル基やアルケニル基、アリル基などの疎水性官能基が、疎水性の高いポリマーに対して親和性を示し、エステル結合の加水分解を促進するカチオン性化合物である。アルカリ減量促進剤の具体例としては、オクチルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、オクチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジブチルアリルアンモニウムブロマイド、セチルジメチルシクロヘキシルアンモニウムブロマイド、ラウリルフェニルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、ステアリルエチルジハイドロオキシエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウリルトリハイドロオキシエチルアンモニウムハイドロオキサイドなどが挙げられる。   In the alkali saponification in the present invention, a known alkali weight loss accelerator such as a quaternary ammonium salt may be used in combination in order to advance hydrolysis in a short time. A quaternary ammonium salt is a cation in which a hydrophobic functional group such as an alkyl group, alkenyl group, or allyl group bonded to a nitrogen atom has an affinity for a highly hydrophobic polymer and promotes hydrolysis of an ester bond. It is a sex compound. Specific examples of the alkali weight loss accelerator include octyldimethylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, trimethylbenzylammonium chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, octyltrimethylammonium bromide, lauryldibutylallylammonium Examples thereof include bromide, cetyldimethylcyclohexylammonium bromide, laurylphenyltrimethylammonium methosulphate, stearylethyldihydroxyethylammonium ethosulphate, lauryltrihydroxyethylammonium hydroxide, and the like.

アルカリ水溶液中の4級アンモニウム塩の含有量は、アルカリ水溶液に対して0.05重量%〜3重量%であることが好ましい。含有量が0.05重量%以上であれば、アルカリ減量促進剤としての効果が十分に得られるため好ましい。含有量は0.1重量%以上であることがより好ましく、0.2重量%以上であることが更に好ましい。一方、含有量が3重量%以下であれば、処理コストの上昇が抑えられるため好ましい。含有量は2.5重量%以下であることがより好ましく、2.0重量%以下であることが更に好ましい。   The content of the quaternary ammonium salt in the alkaline aqueous solution is preferably 0.05% by weight to 3% by weight with respect to the alkaline aqueous solution. A content of 0.05% by weight or more is preferable because the effect as an alkali weight loss promoter can be sufficiently obtained. The content is more preferably 0.1% by weight or more, and further preferably 0.2% by weight or more. On the other hand, if the content is 3% by weight or less, an increase in processing cost can be suppressed, which is preferable. The content is more preferably 2.5% by weight or less, and further preferably 2.0% by weight or less.

本発明における不織布を構成するセルロース系極細繊維の繊維形状は、例えばトウ状、ステープル状、フィラメント状などいずれの繊維も好適に使用できる。また、極細繊維発生可能型繊維を用いて不織布を作製する場合、不織布とする前後いずれにおいて複合成分を溶出しても構わないが、本発明では複合成分を溶出した後に不織布とすることが好適に採用できる。複合成分を溶出した極細繊維を用いて不織布とすることで、微細なポアサイズとなり、セパレート性に優れた電池用セパレーターを得ることができるため好ましい。   As the fiber shape of the cellulosic ultrafine fiber constituting the nonwoven fabric in the present invention, any fiber such as a tow shape, a staple shape, or a filament shape can be suitably used. In addition, when a nonwoven fabric is produced using fibers capable of generating ultrafine fibers, the composite component may be eluted before or after the nonwoven fabric, but in the present invention, the nonwoven fabric is preferably used after the composite component is eluted. Can be adopted. It is preferable to use an ultrafine fiber from which a composite component is eluted to form a nonwoven fabric because a fine pore size can be obtained and a battery separator having excellent separation properties can be obtained.

本発明における不織布は、他の繊維を含有していても構わない。他の繊維として、例えば、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリアミド繊維(ナイロン6、ナイロン66など)、ポリオレフィン繊維(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、複合繊維(ポリプロピレン/ポリエチレン、ポリプロピレン/変性ポリプロピレン、ポリアミド/変性ポリアミドなど)などが挙げられる。なかでも、ポリビニルアルコール系繊維は、耐アルカリ性、親水性、機械的特性に優れるため、好適に採用できる。   The nonwoven fabric in the present invention may contain other fibers. Other fibers include, for example, polyvinyl alcohol fiber, polyacrylonitrile fiber, polyamide fiber (nylon 6, nylon 66, etc.), polyolefin fiber (polyethylene, polypropylene, etc.), polyvinylidene chloride fiber, polyurethane fiber, composite fiber (polypropylene / polyethylene) , Polypropylene / modified polypropylene, polyamide / modified polyamide, etc.). Among these, polyvinyl alcohol fibers can be suitably used because they are excellent in alkali resistance, hydrophilicity, and mechanical properties.

本発明における不織布は、機械的性能、寸法安定性などの観点から、バインダー成分を含有していてもよい。例えば、耐アルカリ性、親水性に優れたポリビニルアルコール系のバインダーが特に好適に採用できる。また、バインダー成分の形状は、樹脂状であっても、繊維状であっても構わないが、繊維間の空隙率の低下を抑制するという観点から繊維状のバインダーが好適に採用できる。   The nonwoven fabric in this invention may contain the binder component from viewpoints, such as mechanical performance and dimensional stability. For example, a polyvinyl alcohol binder excellent in alkali resistance and hydrophilicity can be particularly preferably employed. Moreover, although the shape of a binder component may be resinous or fibrous, a fibrous binder can be suitably employed from the viewpoint of suppressing a decrease in the porosity between fibers.

本発明における不織布の製造方法は、公知の方法に従い、乾式抄造法、湿式抄造法、ニードルパンチ法、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロー法などが採用可能であるが、厚みと地合いの均一性に優れた不織布を得ることができる湿式抄造法を特に好適に採用できる。   The manufacturing method of the nonwoven fabric in the present invention can adopt a dry papermaking method, a wet papermaking method, a needle punch method, a spunlace method, a spunbond method, a melt blow method, etc. according to a known method, but the thickness and the uniformity of the texture A wet papermaking method that can obtain a nonwoven fabric excellent in the thickness can be particularly suitably employed.

湿式抄造法に用いる湿式抄造装置は、公知の抄紙機などを用いればよい。具体的な抄紙機としては、円網式湿式抄紙機、短網式湿式抄紙機、短網傾斜式湿式抄紙機、長網傾斜式湿式抄紙機などが挙げられる。また、これらの湿式抄造装置には、熱風式、接触式もしくは輻射式の乾燥機が併設されていることが好ましい。   A known paper machine or the like may be used as the wet papermaking apparatus used in the wet papermaking method. Specific examples of the paper machine include a circular net type wet paper machine, a short net type wet paper machine, a short net tilt type wet paper machine, and a long net tilt type wet paper machine. Moreover, it is preferable that a hot air type, a contact type or a radiation type dryer is additionally provided in these wet papermaking apparatuses.

湿式抄造は、本発明におけるセルロース系極細繊維と、上記した他の繊維やバインダーを必要に応じて配合し、さらに水などの分散媒とを混合し、パルパーなどを用いて均一に分散させてスラリーを調製した後、スラリーを上記のような湿式抄造装置を用いて行う。湿式抄造した後、乾燥することにより不織布が得られる。また、必要に応じて熱プレス加工などを行うことも可能である。なお、電池用セパレーターの強度を増す目的で、不織布にポリイミド前駆体やエポキシ樹脂等を含むエマルジョンや溶液を含浸もしくはスプレーしてもよく、この場合には、湿式抄造装置の抄造部と乾燥部の間に含浸装置やスプレー装置等を設けて行えばよい。   In wet papermaking, the cellulose-based ultrafine fibers according to the present invention and the above-mentioned other fibers and binders are blended as necessary, and further mixed with a dispersion medium such as water, and uniformly dispersed using a pulper or the like. After preparing the slurry, the slurry is subjected to the wet papermaking apparatus as described above. After wet papermaking, the nonwoven fabric is obtained by drying. Moreover, it is also possible to perform a hot press process etc. as needed. In order to increase the strength of the battery separator, the nonwoven fabric may be impregnated or sprayed with an emulsion or solution containing a polyimide precursor, an epoxy resin, etc. In this case, the papermaking section and the drying section of the wet papermaking apparatus An impregnation device, a spray device, or the like may be provided between them.

本発明の電池用セパレーターの形状は、電池の種類や用途などに応じて調整することが可能である。例えば、電池用セパレーターの形状は、平坦な紙状、筒状、袋状、渦巻状などが挙げられ、所望の形状に加工して使用することが可能である。また、本発明の電池用セパレーターと、他の不織布やフィルムとを積層したり、継ぎ合わせることも可能である。   The shape of the battery separator of the present invention can be adjusted according to the type and application of the battery. For example, the shape of the battery separator includes a flat paper shape, a cylindrical shape, a bag shape, a spiral shape, and the like, and can be used after being processed into a desired shape. In addition, the battery separator of the present invention and other nonwoven fabrics or films can be laminated or joined together.

本発明の電池用セパレーターは、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を兼ね備えているため、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、水銀電池、空気亜鉛電池などのアルカリ一次電池の電池用セパレーターとして好適に採用できる。また、本発明の電池用セパレーターを組み込むことにより、諸性能に優れた電池を得ることが可能となる。   The battery separator of the present invention combines alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorption, and is therefore suitable as a battery separator for alkaline primary batteries such as alkaline manganese batteries, silver oxide batteries, mercury batteries, and zinc-air batteries. Can be adopted. Further, by incorporating the battery separator of the present invention, it is possible to obtain a battery excellent in various performances.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。実施例中の各特性値は、次の方法で求めたものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Each characteristic value in the examples is obtained by the following method.

A.セルロースエステルの平均置換度
80℃で8時間乾燥したセルロースエステル0.9gを秤量し、アセトン35mlとジメチルスルホキシド15mlを加えて溶解した後、さらにアセトン50mlを加えた。撹拌しながら0.5N−水酸化ナトリウム水溶液30mlを加え、2時間ケン化した。熱水50mlを加え、フラスコ側面を洗浄した後、フェノールフタレインを指示薬として0.5N−硫酸で滴定した。別に試料と同じ方法で空試験を行った。滴定が終了した溶液の上澄み液を100倍に希釈し、イオンクロマトグラフを用いて、有機酸の組成を測定した。測定結果とイオンクロマトグラフによる酸組成分析結果から、下記式により平均置換度を算出した。
A. Average substitution degree of cellulose ester 0.9 g of cellulose ester dried at 80 ° C. for 8 hours was weighed and dissolved by adding 35 ml of acetone and 15 ml of dimethyl sulfoxide, and further 50 ml of acetone was added. While stirring, 30 ml of 0.5N sodium hydroxide aqueous solution was added and saponified for 2 hours. After adding 50 ml of hot water and washing the side of the flask, it was titrated with 0.5N sulfuric acid using phenolphthalein as an indicator. Separately, a blank test was performed in the same manner as the sample. The supernatant of the solution after titration was diluted 100 times, and the composition of the organic acid was measured using an ion chromatograph. From the measurement result and the acid composition analysis result by ion chromatography, the average substitution degree was calculated by the following formula.

TA=(B−A)×F/(1000×W)
DSace=(162.14×TA)/[{1−(Mwace−(16.00+1.01))×TA}+{1−(Mwacy−(16.00+1.01))×TA}×(Acy/Ace)]
DSacy=DSace×(Acy/Ace)
TA:全有機酸量(ml)
A:試料滴定量(ml)
B:空試験滴定量(ml)
F:硫酸の力価
W:試料重量(g)
DSace:アセチル基の平均置換度
DSacy:アシル基の平均置換度
Mwace:酢酸の分子量
Mwacy:他の有機酸の分子量
Acy/Ace:酢酸(Ace)と他の有機酸(Acy)とのモル比
162.14:セルロースの繰り返し単位の分子量
16.00:酸素の原子量
1.01:水素の原子量
B.重量平均分子量
セルロースエステルの濃度が0.15重量%となるようにテトラヒドロフランに完全に溶解させ、GPC測定用試料とした。この試料を用い、以下の条件の下、Waters2690でGPC測定を行い、ポリスチレン換算により重量平均分子量(Mw)を算出した。なお、測定は1試料につき3回行い、その平均値を重量平均分子量(Mw)とした。
TA = (B−A) × F / (1000 × W)
DSace = (162.14 × TA) / [{1− (Mwase− (16.00 + 1.01)) × TA} + {1− (Mwacy− (16.00 + 1.01)) × TA} × (Acy / Ace)]
DSacy = DSace × (Acy / Ace)
TA: Total organic acid amount (ml)
A: Sample titration (ml)
B: Blank test titration (ml)
F: titer of sulfuric acid W: sample weight (g)
DSace: average substitution degree of acetyl group DSacy: average substitution degree of acyl group Mwash: molecular weight of acetic acid Mwacy: molecular weight of other organic acids Acy / Ace: molar ratio of acetic acid (Ace) to other organic acids (Acy) 162 .14: Molecular weight of cellulose repeating unit 16.00: Atomic weight of oxygen 1.01: Atomic weight of hydrogen Weight average molecular weight It was completely dissolved in tetrahydrofuran so that the concentration of the cellulose ester was 0.15% by weight, and used as a sample for GPC measurement. Using this sample, GPC measurement was performed with Waters 2690 under the following conditions, and the weight average molecular weight (Mw) was calculated in terms of polystyrene. In addition, the measurement was performed 3 times per sample, and the average value was defined as the weight average molecular weight (Mw).

カラム :東ソー製TSK gel GMHHR−Hを2本連結
検出器 :Waters2410 示差屈折計RI
移動層溶媒 :テトラヒドロフラン
流速 :1.0ml/分
注入量 :200μl
C.平均重合度
平均重合度は、JIS L1015:1999(化学繊維ステープル試験方法)8.30に基づいて算出した。
Column: Two Tosoh TSK gel GMHHR-H connected Detector: Waters2410 Differential refractometer RI
Moving bed solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 ml / min Injection volume: 200 μl
C. Average polymerization degree The average polymerization degree was calculated based on JIS L1015: 1999 (chemical fiber staple test method) 8.30.

D.微細孔分布密度
繊維に白金−パラジウム合金を蒸着して、走査型電子顕微鏡(SEM)で繊維表層を観察し、繊維表層1μm当たりに存在する、直径が0.05μm以上0.4μm以下である微細孔の個数を数えた。繊維表層において無作為に選んだ20箇所の微細孔の個数の平均値を算出し、微細孔分布密度とした。
D. Fine pore distribution density Deposit a platinum-palladium alloy on the fiber, observe the fiber surface layer with a scanning electron microscope (SEM), and have a diameter of 0.05 μm or more and 0.4 μm or less per 1 μm 2 of the fiber surface layer. The number of micropores was counted. The average value of the number of 20 micropores randomly selected in the fiber surface layer was calculated and used as the micropore distribution density.

SEM装置:日立製S−4000型
E.単糸繊度
単糸繊度は、JIS L1015:1999(化学繊維ステープル試験方法)8.5.1に基づいて算出した。
SEM apparatus: Hitachi S-4000 type Single yarn fineness The single yarn fineness was calculated based on JIS L1015: 1999 (chemical fiber staple test method) 8.5.1.

F.繊維長
繊維長は、JIS L1015:1999(化学繊維ステープル試験方法)8.4.1に基づいて算出した。
F. Fiber length The fiber length was calculated based on JIS L1015: 1999 (chemical fiber staple test method) 8.4.1.

G.厚さ、密度
不織布の厚さおよび密度は、JIS P8118:1998(紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法)に基づいて算出した。
G. Thickness and density The thickness and density of the nonwoven fabric were calculated based on JIS P8118: 1998 (paper and paperboard-thickness and density test method).

H.坪量
不織布の坪量は、JIS P8124:1998(紙及び板紙−坪量測定方法)に基づいて算出した。
H. Basis weight The basis weight of the nonwoven fabric was calculated based on JIS P8124: 1998 (paper and paperboard-basis weight measurement method).

I.重量減少率
サンプルとして不織布約5gを110℃で2時間乾燥した後の重量(W0)を測定した。このサンプルを30重量%水酸化カリウム水溶液中に70℃で8時間浸漬し、多量の水で洗浄した後、110℃で6時間乾燥して、重量(W1)を測定した。下記式を用いて、測定結果より重量減少率を算出した。なお、測定は1試料につき3回行い、その平均値を重量減少率とした。
I. Weight reduction rate The weight (W0) after drying about 5 g of nonwoven fabric as a sample at 110 ° C. for 2 hours was measured. This sample was immersed in a 30 wt% potassium hydroxide aqueous solution at 70 ° C. for 8 hours, washed with a large amount of water, dried at 110 ° C. for 6 hours, and the weight (W1) was measured. The weight reduction rate was calculated from the measurement results using the following formula. The measurement was performed three times for each sample, and the average value was defined as the weight reduction rate.

重量減少率(%)={(W0−W1)/W0}×100
J.通気性
通気性は、JIS L1096:1999(一般織物試験方法)8.27.1に基づいて算出した。
Weight reduction rate (%) = {(W0−W1) / W0} × 100
J. et al. Breathability Breathability was calculated based on JIS L1096: 1999 (General Textile Test Method) 8.27.1.

K.吸水速度
吸水速度は、JIS L1907:2004(繊維製品の吸水性試験方法)7.1.2に基づいて算出した。
K. Water absorption rate The water absorption rate was calculated based on JIS L1907: 2004 (Textile water absorption test method) 7.1.2.

L.保液率
サンプルとして50mm×50mmの不織布の重量(W0)を測定した。このサンプルを30重量%水酸化カリウム水溶液に20℃で1時間浸漬し、一つの角を下にして10分間吊り下げた後、重量(W1)を測定した。下記式を用いて、測定結果より保液率を算出した。なお、測定は1試料につき3回行い、その平均値を保液率とした。
L. Liquid retention rate The weight (W0) of a 50 mm × 50 mm non-woven fabric was measured as a sample. This sample was immersed in a 30 wt% aqueous potassium hydroxide solution at 20 ° C. for 1 hour and suspended for 10 minutes with one corner down, and the weight (W1) was measured. The liquid retention rate was calculated from the measurement results using the following formula. In addition, the measurement was performed 3 times per sample, and the average value was defined as the liquid retention rate.

保液率(%)={(W1−W0)/W0}×100
合成例1
セルロース(日本製紙(株)製溶解パルプ)100重量部に、酢酸240重量部とプロピオン酸67重量部を加え、50℃で30分間混合した。混合物を室温まで冷却した後、氷浴中で冷却した無水酢酸172重量部と無水プロピオン酸168重量部をエステル化剤として、硫酸4重量部をエステル化触媒として加えて、150分間撹拌を行い、エステル化反応を行った。エステル化反応において、40℃を越える時は、水浴で冷却した。反応後、反応停止剤として酢酸100重量部と水33重量部の混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を加水分解した。その後、酢酸333重量部と水100重量部を加えて、80℃で1時間加熱撹拌した。反応終了後、炭酸ナトリウム6重量部を含む水溶液を加えて、析出したセルロースアセテートプロピオネートを濾別し、続いて水で洗浄した後、60℃で4時間乾燥した。得られたセルロースアセテートプロピオネートのアセチル置換度は2.0、プロピオニル置換度は0.7(セルロースエステル全置換度2.7)であり、重量平均分子量(Mw)は17.8万であった。
Liquid retention rate (%) = {(W1-W0) / W0} × 100
Synthesis example 1
To 100 parts by weight of cellulose (dissolved pulp manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), 240 parts by weight of acetic acid and 67 parts by weight of propionic acid were added and mixed at 50 ° C. for 30 minutes. After the mixture was cooled to room temperature, 172 parts by weight of acetic anhydride cooled in an ice bath and 168 parts by weight of propionic anhydride were added as an esterifying agent, and 4 parts by weight of sulfuric acid was added as an esterification catalyst, followed by stirring for 150 minutes. An esterification reaction was performed. In the esterification reaction, when it exceeded 40 ° C., it was cooled in a water bath. After the reaction, a mixed solution of 100 parts by weight of acetic acid and 33 parts by weight of water was added as a reaction terminator over 20 minutes to hydrolyze excess anhydride. Thereafter, 333 parts by weight of acetic acid and 100 parts by weight of water were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, an aqueous solution containing 6 parts by weight of sodium carbonate was added, and the precipitated cellulose acetate propionate was filtered off, subsequently washed with water, and dried at 60 ° C. for 4 hours. The cellulose acetate propionate thus obtained had an acetyl substitution degree of 2.0, a propionyl substitution degree of 0.7 (total cellulose ester substitution degree of 2.7), and a weight average molecular weight (Mw) of 178,000. It was.

合成例2
合成例1において、無水酢酸を193重量部、無水プロピオン酸を111重量部に変更した以外は、同様の手法でセルロースアセテートプロピオネートを合成した。得られたセルロースアセテートプロピオネートのアセチル置換度は2.4、プロピオニル置換度は0.5(セルロースエステル全置換度2.9)であり、重量平均分子量(Mw)は17.5万であった。
Synthesis example 2
Cellulose acetate propionate was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that acetic anhydride was changed to 193 parts by weight and propionic anhydride was changed to 111 parts by weight. The obtained cellulose acetate propionate had an acetyl substitution degree of 2.4, a propionyl substitution degree of 0.5 (total cellulose ester substitution degree of 2.9), and a weight average molecular weight (Mw) of 175,000. It was.

参考例1
合成例1で製造したセルロースアセテートプロピオネート82.0重量%、平均分子量600のポリエチレングリコール(PEG600)17.9重量%およびリン系酸化防止剤としてビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト0.1重量%を二軸エクストルーダーを用いて230℃で混練し、5mm程度にカッティングしてセルロースエステル組成物ペレット(Mw16.6万)を得た。
Reference example 1
Cellulose acetate propionate prepared in Synthesis Example 1 82.0% by weight, polyethylene glycol (PEG 600) having an average molecular weight of 600 17.9% by weight, and bis (2,6-di-t-butyl- 4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite 0.1% by weight was kneaded at 230 ° C. using a biaxial extruder and cut to about 5 mm to obtain cellulose ester composition pellets (Mw 16,000).

上記製法で得たセルロースエステル組成物ペレットを80℃、8時間の真空乾燥を行い、紡糸温度260℃とした溶融紡糸パックへ導入して、吐出量12g/分の条件で、口金孔(直径0.20mm、孔長0.40mm)を144ホール有した紡糸口金より紡出した。この紡出糸条を気流遮断板を通過させた後、風温25℃、風速0.2m/秒の冷却風によって冷却し、給油装置にて油剤を付与して集束させ、1000m/分で回転する第1ゴデットローラーにて引き取り、第1ゴデットローラーと同じ速度で回転する第2ゴデットローラーを介して、巻取張力が0.09cN/dtexとなる速度で回転するワインダーにて巻き取り、セルロースエステル極細繊維(120dtex−144fil)を得た。   The cellulose ester composition pellets obtained by the above production method were vacuum-dried at 80 ° C. for 8 hours and introduced into a melt spinning pack having a spinning temperature of 260 ° C. .. 20 mm, hole length 0.40 mm) was spun from a spinneret having 144 holes. This spun yarn is passed through an airflow blocking plate, cooled by cooling air with an air temperature of 25 ° C. and an air speed of 0.2 m / sec, and then concentrated by applying an oil agent with an oil supply device and rotating at 1000 m / min. Take up with a first godet roller and take up with a winder rotating at a speed of winding tension of 0.09 cN / dtex via a second godet roller rotating at the same speed as the first godet roller. A cellulose ester ultrafine fiber (120 dtex-144 fil) was obtained.

得られた繊維を2mmにカットした後、95℃の3重量%水酸化ナトリウム水溶液で20分間アルカリ鹸化処理を行い、セルロース系極細繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。   The obtained fiber was cut into 2 mm, and then subjected to alkali saponification treatment with a 3 wt% aqueous sodium hydroxide solution at 95 ° C. for 20 minutes to obtain a cellulosic ultrafine fiber. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例2、3
セルロースエステル極細繊維を、参考例2では10mm、参考例3では22mmにカットした以外は、参考例1と同様にセルロース系極細繊維を作製した。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。
Reference examples 2 and 3
Cellulose ultrafine fibers were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the cellulose ester ultrafine fibers were cut to 10 mm in Reference Example 2 and 22 mm in Reference Example 3. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例4、5
アルカリ鹸化処理条件を、参考例4では95℃の3重量%水酸化ナトリウム水溶液で5分間、参考例5ではアルカリ減量促進剤としてトリメチルベンジルアンモニウムクロライドを0.2重量%添加した、95℃の3重量%水酸化ナトリウム水溶液で10分間とした以外は、参考例1と同様にセルロース系極細繊維を作製した。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。参考例4で得られた繊維は、繊維断面観察の結果より、繊維の表層部分がセルロースであり、内層部分がセルロースエステルである芯鞘型複合繊維であった。
Reference examples 4 and 5
The alkali saponification treatment conditions were as follows: in Reference Example 4, 5% by weight of a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 95 ° C., and in Reference Example 5, trimethylbenzylammonium chloride was added at 0.2 wt% as an alkali weight loss accelerator. Cellulose ultrafine fibers were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the weight% sodium hydroxide aqueous solution was used for 10 minutes. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1. The fiber obtained in Reference Example 4 was a core-sheath type composite fiber in which the surface layer portion of the fiber was cellulose and the inner layer portion was a cellulose ester from the results of fiber cross-sectional observation.

参考例6
合成例2で製造したセルロースアセテートプロピオネート78.0重量%、平均分子量600のポリエチレングリコール(PEG600)21.9重量%およびリン系酸化防止剤としてビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト0.1重量%を二軸エクストルーダーを用いて230℃で混練し、5mm程度にカッティングしてセルロースエステル組成物ペレット(Mw16.4万)を得た。
Reference Example 6
78.0% by weight of cellulose acetate propionate prepared in Synthesis Example 2, 21.9% by weight of polyethylene glycol (PEG 600) having an average molecular weight of 600, and bis (2,6-di-t-butyl-) as a phosphorus-based antioxidant 4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite 0.1% by weight was kneaded at 230 ° C. using a biaxial extruder, and cut to about 5 mm to obtain cellulose ester composition pellets (Mw 164,000).

上記製法で得たセルロースエステル組成物ペレットを用いる以外は、実施例1と同様にセルロース系極細繊維を作製した。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。   Cellulose ultrafine fibers were prepared in the same manner as in Example 1 except that the cellulose ester composition pellets obtained by the above-described production method were used. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例7
実施例1で作製したセルロースエステル組成物ペレットを島成分として用い、グリコール成分としてエチレングリコール、酸成分としてテレフタル酸/イソフタル酸/5−ナトリウムスルホイソフタル酸(61.5/26.0/12.5モル%)を共重合したポリエステル(軟化点155℃、IV=0.59)を海成分とし、複合紡糸機を用いて別々に溶融(海:265℃、島:260℃)し、紡糸温度270℃で、島成分数16、ホール数12の海島型複合用口金(吐出孔径0.5mmφ)より吐出させた(海/島複合比率20/80重量%)。この紡出糸条を加熱筒を通過させた後、風温20℃、風速0.5m/秒の冷却風によって冷却し、給油装置にて油剤を付与して収束させ、交絡を付与した後、2300m/分で回転する第1ゴデットローラーにて引き取り、第1ゴデットローラーと同じ速度で回転する第2ゴデットローラーを介して、ワインダーにて巻き取り、海島型セルロースエステル複合繊維(56dtex−12fil)を得た。
Reference Example 7
The cellulose ester composition pellet produced in Example 1 was used as an island component, ethylene glycol as a glycol component, and terephthalic acid / isophthalic acid / 5-sodium sulfoisophthalic acid (61.5 / 26.0 / 12.5 as an acid component). Mol%) are copolymerized polyester (softening point 155 ° C., IV = 0.59) as a sea component and melted separately using a compound spinning machine (sea: 265 ° C., island: 260 ° C.). It was discharged from a sea-island type composite base having 16 island components and 12 holes (discharge hole diameter 0.5 mmφ) at 20 ° C. (sea / island composite ratio 20/80 wt%). After passing this spun yarn through a heating cylinder, it is cooled by cooling air with an air temperature of 20 ° C. and an air speed of 0.5 m / sec. It is taken up by a first godet roller rotating at 2300 m / min, wound up by a winder through a second godet roller rotating at the same speed as the first godet roller, and sea island type cellulose ester composite fiber (56 dtex- 12 fil).

得られた繊維を7mmにカットした後、95℃の4重量%水酸化ナトリウム水溶液で20分間アルカリ鹸化を行い、海成分の溶脱とともにセルロースエステルのエステル結合を加水分解し、セルロース系極細繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。   After cutting the obtained fiber to 7 mm, alkali saponification is carried out for 20 minutes with 95 ° C. 4% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and the ester bond of cellulose ester is hydrolyzed together with leaching of sea components to obtain cellulose-based ultrafine fibers. It was. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例8
アセチル置換度が0.2、プロピオニル置換度が2.5(セルロースエステル全置換度2.7)であるイーストマンケミカル社製セルロースアセテートプロピオネート(CAP 482−20)92.0重量%、平均分子量600のポリエチレングリコール(PEG600)7.9重量%およびリン系酸化防止剤としてビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト0.1重量%を二軸エクストルーダーを用いて230℃で混練し、5mm程度にカッティングしてセルロースエステル組成物ペレット(Mw16.1万)を得た。
Reference Example 8
92.0% by weight of cellulose acetate propionate (CAP 482-20) manufactured by Eastman Chemical Co. having an acetyl substitution degree of 0.2 and a propionyl substitution degree of 2.5 (total substitution degree of cellulose ester 2.7), average Biaxially, 7.9% by weight of polyethylene glycol (PEG 600) having a molecular weight of 600 and 0.1% by weight of bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite as a phosphorus-based antioxidant It knead | mixed at 230 degreeC using the extruder, and it cut to about 5 mm, and obtained the cellulose-ester composition pellet (Mw161,000).

上記製法で得たセルロースエステル組成物ペレットを島成分として用い、ポリL−乳酸(光学純度98%L−乳酸、Mw15.2万、残留ラクチド量0.1重量%)を海成分とし、複合紡糸機を用いて別々に溶融(海:230℃、島:235℃)し、紡糸温度235℃で、島成分数16、ホール数12の海島型複合用口金(吐出孔径0.5mmφ)より吐出させた(海/島複合比率30/70重量%)。この紡出糸条を紡糸口金面下に設置した保温筒を通過させた後、風温20℃、風速0.5m/秒の冷却風によって冷却し、給油装置にて油剤を付与して収束させ、2300m/分で回転する第1ゴデットローラーにて引き取り、第1ゴデットローラーと同じ速度で回転する第2ゴデットローラーを介して、ワインダーにて巻き取り、海島型セルロースエステル複合繊維(56dtex−12fil)を得た。   Using the cellulose ester composition pellets obtained by the above process as an island component, poly L-lactic acid (optical purity 98% L-lactic acid, Mw 152,000, residual lactide amount 0.1% by weight) as a sea component, composite spinning Melted separately (sea: 230 ° C., island: 235 ° C.), and discharged from a sea-island type composite die (16 mm diameter hole diameter: 12 mm) with a spinning temperature of 235 ° C. (Sea / island composite ratio 30/70 wt%). This spun yarn is passed through a heat insulating cylinder installed below the spinneret surface, and then cooled by cooling air with an air temperature of 20 ° C. and an air speed of 0.5 m / sec. Taken by a first godet roller rotating at 2300 m / min, wound by a winder through a second godet roller rotating at the same speed as the first godet roller, and sea island type cellulose ester composite fiber (56 dtex -12 fil).

得られた繊維を3mmにカットした後、95℃の4重量%水酸化ナトリウム水溶液で20分間アルカリ鹸化を行い、海成分の溶脱とともにセルロースエステルのエステル結合を加水分解し、セルロース系極細繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。   The obtained fiber was cut to 3 mm, and then subjected to alkali saponification with a 4 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 95 ° C. for 20 minutes to hydrolyze the ester bond of the cellulose ester together with the leaching of the sea component to obtain a cellulose-based ultrafine fiber. It was. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例9
アセチル置換度が1.0、ブチリル置換度が1.7(セルロースエステル全置換度2.7)であるイーストマンケミカル社製セルロースアセテートブチレート(CAB381−20)85.0重量%、平均分子量600のポリエチレングリコール(PEG600)14.9重量%およびリン系酸化防止剤としてビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト0.1重量%を二軸エクストルーダーを用いて230℃で混練し、5mm程度にカッティングしてセルロースエステル組成物ペレット(Mw18.1万)を得た。
Reference Example 9
Cellulose acetate butyrate (CAB381-20) manufactured by Eastman Chemical Co., which has an acetyl substitution degree of 1.0 and a butyryl substitution degree of 1.7 (cellulose ester total substitution degree of 2.7), an average molecular weight of 600 A biaxial extruder containing 14.9% by weight of polyethylene glycol (PEG 600) and 0.1% by weight of bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite as a phosphorus-based antioxidant Was kneaded at 230 ° C. and cut to about 5 mm to obtain cellulose ester composition pellets (Mw 18.1 million).

上記製法で得たセルロースエステル組成物ペレットを島成分として用い、ポリL−乳酸(光学純度98%L−乳酸、Mw15.2万、残留ラクチド量0.1重量%)を海成分とし、複合紡糸機を用いて別々に溶融(海:230℃、島:235℃)し、紡糸温度235℃で、島成分数32、ホール数12の海島型複合用口金(吐出孔径0.5mmφ)を用いて吐出させた(海/島複合比率20/80重量%)。この紡出糸条を紡糸口金面下に設置した保温筒を通過させた後、風温20℃、風速0.5m/秒の冷却風によって冷却し、給油装置にて油剤を付与して収束させ、2300m/分で回転する第1ゴデットローラーにて引き取り、第1ゴデットローラーと同じ速度で回転する第2ゴデットローラーを介して、ワインダーにて巻き取り、海島型セルロースエステル複合繊維(80dtex−12fil)を得た。   Using the cellulose ester composition pellets obtained by the above process as an island component, poly L-lactic acid (optical purity 98% L-lactic acid, Mw 152,000, residual lactide amount 0.1% by weight) as a sea component, composite spinning Separately using a machine (sea: 230 ° C., island: 235 ° C.), using a sea-island composite die (discharge hole diameter: 0.5 mmφ) with a spinning temperature of 235 ° C. and 32 island components and 12 holes. Discharged (sea / island composite ratio 20/80 wt%). This spun yarn is passed through a heat insulating cylinder installed below the spinneret surface, and then cooled by cooling air with an air temperature of 20 ° C. and an air speed of 0.5 m / sec. Taken by a first godet roller rotating at 2300 m / min, wound by a winder through a second godet roller rotating at the same speed as the first godet roller, and sea island type cellulose ester composite fiber (80 dtex -12 fil).

得られた繊維を5mmにカットした後、95℃の4重量%水酸化ナトリウム水溶液で20分間アルカリ鹸化を行い、海成分の溶脱とともにセルロースエステルのエステル結合を加水分解し、セルロース系極細繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。   After cutting the obtained fiber to 5 mm, alkali saponification is carried out for 20 minutes with a 4% by weight sodium hydroxide aqueous solution at 95 ° C., and the ester bond of the cellulose ester is hydrolyzed together with the leaching of the sea component to obtain a cellulose-based ultrafine fiber. It was. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例10
吐出量を30g/分とした以外は、参考例1と同様にセルロース系極細繊維を作製した。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。
Reference Example 10
Cellulose ultrafine fibers were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the discharge rate was 30 g / min. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1.

参考例11
参考例1で得られたセルロースエステル極細繊維(120dtex−144fil)を2mmにカットした。得られた繊維の繊維特性を表1に示す。得られた繊維は、アルカリ鹸化を行っていないため、セルロースエステルからなり、繊維表層に微細孔は観測されなかった。
Reference Example 11
The cellulose ester ultrafine fiber (120 dtex-144 fil) obtained in Reference Example 1 was cut into 2 mm. The fiber characteristics of the obtained fibers are shown in Table 1. Since the obtained fiber was not subjected to alkali saponification, it was composed of cellulose ester, and no micropores were observed in the fiber surface layer.

実施例1
参考例1で得られたセルロース系極細繊維を温度20℃の水に分散させ、円網式湿抄紙機を用いて湿式抄造した後、110℃のシリンダードライヤーにより乾燥し、表2に示す厚さ、坪量、密度を有する電池用セパレーターを得た。得られた電池用セパレーターの物性値を表2に示す。
Example 1
The cellulosic ultrafine fibers obtained in Reference Example 1 are dispersed in water at a temperature of 20 ° C., wet-made using a circular mesh wet paper machine, dried with a cylinder dryer at 110 ° C., and the thickness shown in Table 2 Thus, a battery separator having a basis weight and a density was obtained. Table 2 shows physical property values of the obtained battery separator.

実施例2〜12
参考例2〜9で得られたセルロース系極細繊維を用いて、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表2に示す。
Examples 2-12
Using the cellulosic ultrafine fibers obtained in Reference Examples 2 to 9, battery separators were produced in the same manner as in Example 1. Table 2 shows physical property values of the obtained battery separator.

実施例13〜15
参考例1で得られたセルロース系極細繊維、市販のポリビニルアルコール系繊維(単糸繊度0.50dtex、繊維長2.0mm、水中溶解温度100℃以上)、市販のポリビニルアルコール系繊維状バインダー(単糸繊度1.0dtex、繊維長3.0mm、水中溶解温度70℃)を表3に示した配合比にて温度20℃の水に分散させ、均一に混合撹拌した後、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表3に示す。
Examples 13-15
Cellulose ultrafine fiber obtained in Reference Example 1, commercially available polyvinyl alcohol fiber (single yarn fineness 0.50 dtex, fiber length 2.0 mm, dissolution temperature in water of 100 ° C. or higher), commercially available polyvinyl alcohol fiber binder (single The yarn fineness of 1.0 dtex, the fiber length of 3.0 mm, and the dissolution temperature in water of 70 ° C.) were dispersed in water at a temperature of 20 ° C. at the blending ratio shown in Table 3, and uniformly mixed and stirred. A battery separator was produced. Table 3 shows the physical property values of the obtained battery separator.

比較例1〜4
参考例7、10で得られたセルロース系極細繊維、参考例11で得られたセルロースエステル極細繊維を用いて、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表3に示す。
Comparative Examples 1-4
Using the cellulose-based ultrafine fibers obtained in Reference Examples 7 and 10 and the cellulose ester ultrafine fiber obtained in Reference Example 11, a battery separator was produced in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the physical property values of the obtained battery separator.

比較例5
セルローストリアセテート(アセチル置換度2.9、重合度280)を常法により乾式紡糸し、トリアセテート繊維(100dtex−36fil)を得た。得られた繊維を2mmにカットした後、95℃の3重量%水酸化ナトリウム水溶液で20分間アルカリ鹸化を行い、セルロース系繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表3に示す。
Comparative Example 5
Cellulose triacetate (acetyl substitution degree 2.9, polymerization degree 280) was dry-spun by a conventional method to obtain triacetate fibers (100 dtex-36 fil). The obtained fiber was cut into 2 mm, and then subjected to alkali saponification with a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 95 ° C. for 20 minutes to obtain a cellulosic fiber. The fiber characteristics of the obtained fiber are shown in Table 3.

得られた繊維を用いて、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表3に示す。   Using the obtained fiber, a battery separator was prepared in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the physical property values of the obtained battery separator.

比較例6
市販のレーヨン繊維(単糸繊度1.70dtex、繊維長2.0mm、重合度520)を常法により叩解処理し、フィブリル化したセルロース系極細繊維を得た。得られた繊維の繊維特性を表3に示す。
Comparative Example 6
Commercially available rayon fiber (single yarn fineness 1.70 dtex, fiber length 2.0 mm, polymerization degree 520) was beaten by a conventional method to obtain fibrillated cellulosic ultrafine fibers. The fiber characteristics of the obtained fiber are shown in Table 3.

得られた繊維を用いて、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表3に示す。   Using the obtained fiber, a battery separator was prepared in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the physical property values of the obtained battery separator.

比較例7〜9
市販のレーヨン繊維(単糸繊度1.70dtex、繊維長2.0mm、重合度520)、市販のポリビニルアルコール系繊維(単糸繊度0.50dtex、繊維長2.0mm、水中溶解温度100℃以上)、市販のポリビニルアルコール系繊維状バインダー(単糸繊度1.0dtex、繊維長3.0mm、水中溶解温度70℃)を表3に示した配合比にて温度20℃の水に分散させ、均一に混合撹拌した後、実施例1と同様に電池用セパレーターを作製した。得られた電池用セパレーターの物性値を表3に示す。
Comparative Examples 7-9
Commercially available rayon fiber (single yarn fineness 1.70 dtex, fiber length 2.0 mm, polymerization degree 520), commercially available polyvinyl alcohol fiber (single yarn fineness 0.50 dtex, fiber length 2.0 mm, dissolution temperature in water of 100 ° C. or higher) A commercially available polyvinyl alcohol-based fibrous binder (single yarn fineness 1.0 dtex, fiber length 3.0 mm, water dissolution temperature 70 ° C.) is dispersed in water at a temperature of 20 ° C. at a mixing ratio shown in Table 3 and uniformly After mixing and stirring, a battery separator was prepared in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the physical property values of the obtained battery separator.

実施例1〜12で得られた電池用セパレーターはいずれも、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を兼ね備えていた。   The battery separators obtained in Examples 1 to 12 all had alkali resistance, separation properties, and electrolyte solution absorption properties.

実施例13〜15より、ポリビニルアルコール系繊維および/またはバインダー繊維を含有した電池用セパレーターはいずれも、耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を兼ね備えていた。   From Examples 13 to 15, all of the battery separators containing the polyvinyl alcohol fiber and / or the binder fiber had alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorption property.

比較例1の電池用セパレーターは、通気性が極めて高く、セパレート性に劣っていた。これは電池用セパレーターの厚さが薄すぎたため、繊維間の重なりが極めて少なく、繊維間の空隙が極めて多かったためである。   The battery separator of Comparative Example 1 had extremely high air permeability and poor separation properties. This is because the battery separator was too thin, so there was very little overlap between the fibers and there were very many voids between the fibers.

比較例2の電池用セパレーターは、通気性が極めて低く、セパレート性に劣っていた。これは電池用セパレーターの厚さが厚すぎたため、繊維間の重なりが極めて多く、繊維間の空隙が極めて少なかったためである。   The battery separator of Comparative Example 2 had extremely low air permeability and poor separation properties. This is because the battery separator was too thick, so that there was very much overlap between the fibers and there were very few voids between the fibers.

比較例3の電池用セパレーターは、通気性が高く、セパレート性に劣っていた。これはセルロース系繊維の単糸繊度が大きすぎたために、電池用セパレーターのポアサイズを微細化することができなかったためである。   The battery separator of Comparative Example 3 had high air permeability and poor separation properties. This is because the pore size of the battery separator could not be reduced because the single-fiber fineness of the cellulosic fiber was too large.

比較例4の電池用セパレーターは、アルカリ水溶液中での重量減少率が極めて大きく、耐アルカリ性に劣っていた。これはアルカリ水溶液中において、セルロースエステル極細繊維のエステル結合の加水分解が進行したためである。また、セルロースエステルは、セルロースよりも親水性が低いため、吸水速度、保液率ともに低く、電解液吸液性に劣っていた。   The battery separator of Comparative Example 4 had a very large weight reduction rate in an alkaline aqueous solution and was inferior in alkali resistance. This is because hydrolysis of the ester bond of the cellulose ester ultrafine fiber has progressed in the alkaline aqueous solution. In addition, since the cellulose ester has lower hydrophilicity than cellulose, both the water absorption rate and the liquid retention rate are low, and the electrolyte solution absorbability is poor.

比較例5の電池用セパレーターは、通気性が極めて高く、セパレート性に劣っていた。これはトリアセテート繊維の単糸繊度が大きすぎたため、アルカリ鹸化により得られたセルロース系繊維の単糸繊度を小さくすることができず、電池用セパレーターのポアサイズを微細化することができなかったためである。また、トリアセテート繊維の原料となるセルロースエステルは、アシル基炭素数が2であるアセチル基のみからなるために、アルカリ鹸化した後の微細孔分布密度が小さく、その結果、吸水速度、保液率ともに低く、電解液吸液性にやや劣っていた。   The battery separator of Comparative Example 5 had extremely high air permeability and poor separation properties. This is because the single yarn fineness of the triacetate fiber was too large, so that the single yarn fineness of the cellulosic fiber obtained by alkali saponification could not be reduced, and the pore size of the battery separator could not be reduced. . In addition, since the cellulose ester used as the raw material for the triacetate fiber consists only of acetyl groups having 2 acyl group carbon atoms, the fine pore distribution density after alkali saponification is small. As a result, both the water absorption rate and the liquid retention rate are low. Low and slightly inferior in electrolyte absorption.

比較例6の電池用セパレーターは、通気性が極めて低く、セパレート性に劣っていた。これはレーヨン繊維を叩解処理し、フィブリル化したセルロース系繊維が微細すぎたため、
繊維間の空隙が極端に少なかったためである。
The battery separator of Comparative Example 6 had extremely low air permeability and poor separation properties. This is because rayon fiber was beaten and the fibrillated cellulosic fiber was too fine.
This is because there are extremely few voids between the fibers.

比較例7の電池用セパレーターは、通気性が極めて高く、セパレート性に劣っていた。これはレーヨン繊維の単糸繊度が大きすぎたために、電池用セパレーターのポアサイズを微細化することができなかったためである。また、レーヨン繊維は繊維表面に微細孔を有していないため、吸水速度、保液率ともに低く、電解液吸液性にやや劣っていた。   The battery separator of Comparative Example 7 had extremely high air permeability and poor separation properties. This is because the pore size of the battery separator could not be reduced because the single yarn fineness of the rayon fiber was too large. In addition, since rayon fibers do not have fine pores on the fiber surface, both the water absorption rate and the liquid retention rate are low, and the electrolyte solution absorbability is somewhat inferior.

比較例8の電池用セパレーターは、通気性が極めて高く、セパレート性に劣っていた。これは電池用セパレーターの主たる構成成分であるレーヨン繊維の単糸繊度が大きすぎたために、電池用セパレーターのポアサイズを微細化することができなかったためである。また、電池用セパレーターを構成するポリビニルアルコール系極細繊維およびポリビニルアルコール系繊維状バインダーの電解液吸液性が低いため、吸水速度、保液率ともに低く、電解液吸液性にやや劣っていた。   The battery separator of Comparative Example 8 had extremely high air permeability and poor separation properties. This is because the pore size of the battery separator could not be reduced because the single yarn fineness of the rayon fiber, which is the main component of the battery separator, was too large. Further, the polyvinyl alcohol-based ultrafine fiber and the polyvinyl alcohol-based fibrous binder constituting the battery separator have low electrolyte solution absorbability, so both the water absorption rate and the liquid retention rate are low, and the electrolyte solution absorbability is slightly inferior.

比較例9の電池用セパレーターは、吸水速度、保液率ともに低く、電解液吸液性に劣っていた。これは電池用セパレーターを構成するポリビニルアルコール系極細繊維およびポリビニルアルコール系繊維状バインダーの電解液吸液性が低いためである。   The battery separator of Comparative Example 9 had a low water absorption rate and a low liquid retention rate, and was inferior in the electrolyte solution absorbability. This is because the electrolyte solution absorbability of the polyvinyl alcohol-based ultrafine fiber and the polyvinyl alcohol-based fibrous binder constituting the battery separator is low.

Figure 2009224100
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本発明の電池用セパレーターは、優れた耐アルカリ性、セパレート性、電解液吸液性を有している。そのため、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、水銀電池、空気亜鉛電池などのアルカリ一次電池に好適に採用できる。   The battery separator of the present invention has excellent alkali resistance, separation property, and electrolyte solution absorption. Therefore, it can be suitably employed for alkaline primary batteries such as alkaline manganese batteries, silver oxide batteries, mercury batteries, and zinc-air batteries.

Claims (3)

繊維の表層がセルロースである、単糸繊度0.05〜0.8dtexのセルロース系極細繊維を含む電池用セパレーター。   A battery separator comprising cellulosic ultrafine fibers having a single yarn fineness of 0.05 to 0.8 dtex, wherein the fiber surface layer is cellulose. セルロース系極細繊維の表層に、微細孔を有することを特徴とする請求項1記載の電池用セパレーター。   The battery separator according to claim 1, wherein the surface layer of the cellulosic ultrafine fibers has micropores. セルロースアセテートプロピオネートおよび/またはセルロースアセテートブチレートからなるセルロースエステル極細繊維をアルカリ鹸化した後、該極細繊維を含む不織布とす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ーの製造方法。   3. The method for producing a battery separator according to claim 1 or 2, wherein the cellulose ester ultrafine fiber comprising cellulose acetate propionate and / or cellulose acetate butyrate is alkali saponified, and then made into a nonwoven fabric containing the ultrafine fiber. .
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