JP2012216427A - Separator material, and battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator material having excellent fineness and a uniform texture, showing high resistance to shorts when used as a separator of an alkaline secondary battery, and achieving a long charge-discharge cycle life, and a battery comprising the same.SOLUTION: A separator material in accordance with an embodiment of the present invention is made of a nonwoven fabric containing high-strength composite fibers having a single-fiber strength of 4.0 cN/dtex or higher. In the nonwoven fabric, at least a portion of constituent fibers is thermally bonded together with the high-strength composite fibers, the extension percentage of the high-strength composite fibers is higher than 30% and equal to or lower than 60%, and the modulus of elasticity is equal to or higher than 3250 N/mmand lower than 4650 N/mm.

Description

本発明はニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池に代表されるアルカリ二次電池、リチウムイオン二次電池、あるいは電気二重層キャパシタ、コンデンサーなどの電気素子、あるいはイオン交換セパレータ(イオンキャッチャー)などに用いられるセパレータ材料及びそれを用いた電池に関するものである。   The present invention is used for alkaline secondary batteries represented by nickel-hydrogen batteries and nickel-cadmium batteries, lithium ion secondary batteries, electric double layer capacitors, electric elements such as capacitors, or ion exchange separators (ion catchers). The present invention relates to a separator material and a battery using the same.

従来、セパレータ材料として、突き刺し強力、引張強力を高めることで耐ショート性の向上を図るために、2種類の異なるポリオレフィン系樹脂を構成単位とし、非相溶性の組み合わせで、その繊維断面において2種の異なる樹脂成分を、一方の樹脂成分を繊維表面に配される鞘成分、もう一方の樹脂成分を繊維断面の中心付近に配される芯成分となるように配置した、いわゆる芯鞘型複合繊維を用意し、この芯鞘型複合繊維をより高強度の繊維としたり、より細繊度の繊維にしたりすることで前記目的を達成しようとするセパレータ材料が多数提案されている。   Conventionally, in order to improve the short-circuit resistance by increasing the piercing strength and tensile strength as separator materials, two different types of polyolefin resins are used as the structural unit, and two types in the fiber cross section are combined with each other. So-called core-sheath type composite fibers in which one resin component is disposed as a sheath component disposed on the fiber surface and the other resin component is disposed as a core component disposed near the center of the fiber cross section. A number of separator materials have been proposed in which the above-mentioned object is achieved by making the core-sheath type composite fiber into a fiber having a higher strength or a fiber having a finer fineness.

例えば、特開2004−296355号公報では、耐ショート性、生産性を高めるために単繊維強度が4.5cN/dtex以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維のみからなり、平均5%モジュラス強度が50〜120N/5cmの電池用セパレータが提案されている。また特開2002−180330号公報では、電池セパレータ材料に使用可能な、結晶性プロピレン系重合体を芯材とし、前記結晶性プロピレン系重合体以外のオレフィン系重合体を鞘材としており、破断強度が5.74cN/dtexより大きく、伸度が30%以下、かつヤング率が43.1cN/dtex以上である延伸複合繊維が提案されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-296355, in order to improve short-circuit resistance and productivity, it is composed of only a composite high-strength polypropylene fiber having a single fiber strength of 4.5 cN / dtex or more, and an average 5% modulus strength is 50 to 50%. A 120N / 5cm battery separator has been proposed. In JP 2002-180330 A, a crystalline propylene polymer that can be used as a battery separator material is used as a core material, and an olefin polymer other than the crystalline propylene polymer is used as a sheath material. It has been proposed to draw a drawn composite fiber having an A of greater than 5.74 cN / dtex, an elongation of 30% or less, and a Young's modulus of 43.1 cN / dtex or more.

特開2004−296355号公報JP 2004-296355 A 特開2002−180330号公報JP 2002-180330 A

しかしながら、前記セパレータ材料には、以下のような問題がある。例えば、特開2004−296355号公報で提案されている、単繊維強度が4.5cN/dtex以上の複合高強度ポリプロピレン系複合繊維のみからなるセパレータは、高強度複合繊維のみで構成することで、セパレータの突き刺し強力や引張強力といった機械的特性が高めている。しかし、単繊維強度のみを考慮し、それを高めた複合繊維を使用すると、複合繊維そのものの強度に由来するセパレータ材料の強度は高められるものの、複合繊維が単繊維強度の高い繊維となったことで、セパレータ材料全体のしなやかさが失われ、取り扱い性が低下するおそれがある。   However, the separator material has the following problems. For example, a separator composed only of a composite high-strength polypropylene-based composite fiber having a single fiber strength of 4.5 cN / dtex or more, which is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-296355, is constituted only by a high-strength composite fiber. Mechanical properties such as the piercing strength and tensile strength of the separator are enhanced. However, considering only the strength of the single fiber, and using a composite fiber with increased strength, the strength of the separator material derived from the strength of the composite fiber itself can be increased, but the composite fiber has become a fiber with high single fiber strength. Thus, the flexibility of the separator material as a whole is lost, and the handleability may be reduced.

また、特開2002−180330号公報で提案されている、電池セパレータ材料に使用可能な高強度、低伸度、高ヤング率の延伸複合繊維は、延伸複合繊維を規定するものであって、各種セパレータ材料への使用について検討・改良の余地がある。加えてこの文献に記載の延伸複合繊維は、極めて低伸度の複合繊維である。このような繊維をセパレータ材料に使用すると、延伸複合繊維そのものの強度は高いが、繊維が伸びにくく変形しにくいことから、それを使用したセパレータ材料も変形しにくく、しなやかさに乏しいものとなる。電池セパレータ用途であると、デンドライトなどの針状異物によって、ごく狭い範囲に集中して圧力が加えられた場合、圧力を分散しにくくなるため、異物と接触している部分に圧力が集中して加えられるようになり、前記延伸複合繊維以外の部分(例えば構成繊維間の熱接着部分)から破壊されやすくなるおそれがある。また、この特許文献に記載されている延伸複合繊維は、加熱飽和水蒸気を用いた延伸方法で製造されており、延伸工程が大がかりになるだけではなく、高温の加熱水蒸気を使用するため、繊維が急激に加熱されるため繊維間の融着が発生しやすく、得られる延伸複合繊維の水への分散性が悪くなったり、繊維同士が融着した融着繊維が製品に混入したりするおそれがある。   In addition, a high strength, low elongation, high Young's modulus drawn composite fiber proposed in JP 2002-180330 A can be used as a battery separator material. There is room for study and improvement for use in separator materials. In addition, the drawn conjugate fiber described in this document is a conjugate fiber having a very low elongation. When such a fiber is used for the separator material, the stretched composite fiber itself has high strength, but the fiber is difficult to stretch and is not easily deformed. Therefore, the separator material using the fiber is not easily deformed and is not flexible. For battery separator applications, when pressure is applied in a very narrow area due to needle-like foreign matter such as dendrites, it becomes difficult to disperse the pressure, so pressure concentrates on the part in contact with the foreign matter. It may be added and may be easily broken from a portion other than the drawn composite fiber (for example, a heat-bonded portion between constituent fibers). In addition, the drawn composite fiber described in this patent document is manufactured by a drawing method using heated saturated steam, which not only makes the drawing process large, but also uses high-temperature heated steam. Because of rapid heating, fusion between fibers is likely to occur, and the dispersibility of the obtained stretched composite fiber in water may be deteriorated, or the fusion fiber in which fibers are fused may be mixed into the product. is there.

本発明は、前記従来の問題を解決するため、不織布の緻密性および地合の均一性に優れるとともに、各種アルカリ二次電池のセパレータとして使用した際、異物と接触して圧力を受けても、突き刺し強力が高く、耐ショート性能が高いセパレータ材料、及びそれを用いた電池に関するものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention is excellent in the density and uniformity of the nonwoven fabric, and when used as a separator for various alkaline secondary batteries, The present invention relates to a separator material having high piercing strength and high short-circuit resistance, and a battery using the same.

本発明者等は、前記課題を克服するため、セパレータ材料に使用される高強度繊維に求められる特性に着目した。そして、ある程度伸度を残している、すなわち比較的高伸度であって、単繊維強度が高く、ヤング率を所定の範囲とした高強度複合繊維を使用したセパレータ材料が電池内部に装填された際、混入した異物や充放電の繰り返しによって生成されたデンドライトなどの針状異物と接触し、厚さ方向に貫通するように圧力加えられても、セパレータ材料が適度に変形することにより、異物等が貫通しにくくなり、耐ショート性が高められることを見出した。   In order to overcome the above-described problems, the present inventors have focused on characteristics required for high-strength fibers used in separator materials. A separator material using high-strength composite fibers having a certain degree of elongation, that is, relatively high elongation, high single fiber strength, and Young's modulus within a predetermined range, was loaded inside the battery. At this time, even if it is in contact with foreign matter mixed in or needle-like foreign matter such as dendrites generated by repeated charge and discharge and pressure is applied so as to penetrate in the thickness direction, the separator material will be deformed appropriately, foreign matter etc. Has been found to be difficult to penetrate and to improve short-circuit resistance.

すなわち、本発明のセパレータ材料は、少なくとも2種類の熱可塑性樹脂からなり、単繊維強度が4.0cN/dtex以上の高強度複合繊維を含み、高強度複合繊維によって構成繊維間の少なくとも一部が熱接着されている不織布であり、高強度複合繊維の伸度が30%より大きく60%以下であり、ヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満であることを特徴とする。 That is, the separator material of the present invention is composed of at least two types of thermoplastic resins, includes high-strength composite fibers having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, and at least part of the constituent fibers is formed by the high-strength composite fibers. It is a non-woven fabric that is heat-bonded, characterized in that the elongation of the high-strength composite fiber is greater than 30% and 60% or less, and the Young's modulus is 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2 .

また、本発明の電池は、前記セパレータ材料を組み込むことを特徴とする。   The battery of the present invention is characterized by incorporating the separator material.

本発明のセパレータ材料は、所定の高強度複合繊維を用いることにより、セパレータ材料として使用した際、混入した異物や充放電の繰り返しによって生成されたデンドライトなどの針状異物と接触し、厚さ方向に貫通するように圧力加えられても、セパレータ材料が適度に変形することにより異物が貫通しにくくなり、耐ショート性が高い。   When the separator material of the present invention is used as a separator material by using a predetermined high-strength composite fiber, the separator material comes into contact with foreign matters mixed in or needle-like foreign matters such as dendrites generated by repeated charge and discharge, and the thickness direction Even when pressure is applied so as to penetrate through, the separator material is appropriately deformed, so that foreign matter is difficult to penetrate and the short circuit resistance is high.

本発明の電池は、前記の特徴、即ち針状異物と接触して、厚さ方向に貫通するように圧力加えられても異物が貫通しにくいセパレータ材料が組み込まれているため、耐ショート性が高く、サイクル寿命に優れている。   Since the battery of the present invention incorporates a separator material that is difficult to penetrate even if pressure is applied so as to penetrate the thickness direction in contact with the needle-like foreign matter, the battery of the present invention has short circuit resistance. High and excellent in cycle life.

本発明のセパレータ材料に用いることができる、各種分割型複合繊維の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the various split type composite fiber which can be used for the separator material of this invention.

本発明のセパレータ材料に用いられる高強度複合繊維について説明する。本発明のセパレータ材料において、前記高強度複合繊維はセパレータ材料の構成繊維間を熱接着して、セパレータ材料の機械的強度、例えば、最大貫通力F(以下、突き刺し強力とも称す)、引張強力の向上に寄与している。高強度複合繊維は、単繊維強度が4.0cN/dtex以上であり、伸度が30%より大きく60%以下であり、ヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満であれば特に限定されない。高強度複合繊維の単繊維強度が4.0cN/dtex以上であることで、セパレータ材料の突き刺し強力、引張強力といった力学的特性が向上し、セパレータ材料の耐ショート性だけでなく、生産工程での取り扱い性も向上する傾向にある。高強度複合繊維の単繊維強度の上限は特に限定されないが、8.0cN/dtex以下であることが好ましい。高強度複合繊維の単繊維強度を8.0cN/dtex以下とすると、セパレータ材料が必要以上に剛性の高い、しなやかさが失われたものになりにくく、伸度が30%以下にもなりにくい。また、高強度複合繊維を効率よく生産することができる。前記高強度複合繊維の単繊維強度は、4.2cN/dtex以上7.5cN/dtex以下であることが好ましく、4.5cN/dtex以上7.0cN/dtex以下であることがより好ましく、4.8cN/dtex以上6.5cN/dtex以下であることがさらにより好ましく、5.0cN/dtex以上6.2cN/dtex以下であると最も好ましい。なお、本発明において、単繊維強度とはJIS L 1015に準じ、引張試験機を用い、試料のつかみ間隔を20mmとして引張試験を行い、破断したときの荷重値を測定し、単繊維強度とする。 The high-strength composite fiber used for the separator material of the present invention will be described. In the separator material according to the present invention, the high-strength composite fiber is thermally bonded between the constituent fibers of the separator material, and has a mechanical strength of the separator material, for example, maximum penetration force F (hereinafter also referred to as piercing strength), tensile strength. Contributes to improvement. High-strength composite fibers are particularly limited if the single fiber strength is 4.0 cN / dtex or more, the elongation is greater than 30% and 60% or less, and the Young's modulus is 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2. Not. The high-strength composite fiber has a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, which improves the mechanical properties of the separator material such as piercing strength and tensile strength. There is a tendency to improve the handleability. The upper limit of the single fiber strength of the high strength composite fiber is not particularly limited, but is preferably 8.0 cN / dtex or less. If the single fiber strength of the high-strength composite fiber is 8.0 cN / dtex or less, the separator material is not more rigid than necessary and the flexibility is not easily lost, and the elongation is less than 30%. Moreover, a high strength composite fiber can be produced efficiently. The single fiber strength of the high-strength conjugate fiber is preferably 4.2 cN / dtex or more and 7.5 cN / dtex or less, more preferably 4.5 cN / dtex or more and 7.0 cN / dtex or less. More preferably, it is 8 cN / dtex or more and 6.5 cN / dtex or less, and most preferably 5.0 cN / dtex or more and 6.2 cN / dtex or less. In the present invention, the single fiber strength is in accordance with JIS L 1015, a tensile tester is used, a tensile test is performed with the gripping interval of the sample being 20 mm, and the load value when broken is measured to obtain the single fiber strength. .

前記高強度複合繊維の伸度は、30%より大きく60%以下である。高強度複合繊維の伸度がこの範囲を満たすことで高強度複合繊維は圧力、特に繊維側面に対する圧力に対して適度に伸びたり変形するので、セパレータ材料としたときに、電池内に混入した異物やデンドライトなどの針状異物と接触し圧力を受けた際に、高強度複合繊維がセパレータ材料に加えられる圧力を分散または吸収するようになり、異物によって変形はするものの、異物が突き抜けにくいセパレータ材料となる。高強度複合繊維の伸度が30%以下であると、異物によって加えられた圧力では高強度複合繊維が伸びにくいため、繊維の変形によって圧力を分散できず、異物と接触している部分にのみ強い荷重が加わるようになり、その部分から割けたり異物が貫通しやすくなったりすることがある。高強度複合繊維の伸度が60%を超えると、高強度複合繊維が過剰に伸びたり変形したりするようになり、セパレータ材料の突き刺し強力や引張強力が低下するおそれがある。高強度複合繊維の伸度は32%以上60%以下であることがより好ましく、32%以上、55%以下であることが特に好ましく、35%以上、50%以下であることが最も好ましい。なお、本発明でいう伸度とは、JIS L 1015に準じ、引張試験機を用い、試料のつかみ間隔を20mmとして引張試験を行い、破断したときの伸びをその繊維の伸度とする。   The elongation of the high strength composite fiber is more than 30% and not more than 60%. When the elongation of the high-strength composite fiber satisfies this range, the high-strength composite fiber stretches or deforms appropriately with respect to pressure, particularly the pressure on the side of the fiber. Separator material that disperses or absorbs the pressure applied to the separator material when it comes into contact with needle-shaped foreign matter such as dents and dendrites, and is deformed by the foreign matter, but does not easily penetrate the foreign material It becomes. If the elongation of the high-strength composite fiber is 30% or less, the high-strength composite fiber is not easily stretched by the pressure applied by the foreign matter, so the pressure cannot be dispersed by the deformation of the fiber, and only in the part that is in contact with the foreign matter. A strong load comes to be applied, and it may break from the part or foreign matter may easily penetrate. When the elongation of the high-strength composite fiber exceeds 60%, the high-strength composite fiber becomes excessively stretched or deformed, and the piercing strength and tensile strength of the separator material may be reduced. The elongation of the high strength composite fiber is more preferably 32% or more and 60% or less, particularly preferably 32% or more and 55% or less, and most preferably 35% or more and 50% or less. The elongation referred to in the present invention is in accordance with JIS L 1015. A tensile tester is used and a tensile test is performed with the gripping interval of the sample being 20 mm. The elongation at break is the elongation of the fiber.

前記高強度複合繊維のヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満である。高強度複合繊維のヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満であることで、高強度複合繊維が繊維の長さ方向に対してひずみが比較的生じやすく、繊維断面方向に対して適度にたわむようになるため、この高強度複合繊維を含むセパレータ材料は、突き刺し強力や引張強力といった機械的特性と、特に厚さ方向の柔軟性が両立される。その結果、電池内に混入した異物や、デンドライトなどの針状異物と接触し、圧力を受けた際、高強度複合繊維が適度にたわんだり、変形したりすることで、セパレータ材料に加えられる圧力を繊維が分散または吸収するようになり、異物によって変形はするものの、異物が突き抜けにくい、耐ショート性の高いセパレータ材料となる。高強度複合繊維のヤング率が3250N/mm2未満であると、高強度複合繊維が外部からの力に対して容易に変形するため、セパレータ材料の突き刺し強力や引張強力が低下することがある。高強度複合繊維のヤング率が4650N/mm2以上となると、繊維の変形によって圧力を分散できず、異物と接触している部分にのみ強い荷重が加わるようになり、その部分から割けたり異物が貫通しやすくなったりすることがある。前記高強度複合繊維のヤング率は3530N/mm2以上4460N/mm2以下であると好ましく、3720N/mm2以上4460N/mm2以下であるとより好ましい。前記ヤング率は、JIS L 1015に規定される方法によって測定される初期引張抵抗度から算出した見かけヤング率の値を指し、前記初期引張抵抗度は、定速緊張形試験機によって測定した値をいう。 The Young's modulus of the high strength composite fiber is 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2 . When the Young's modulus of the high-strength composite fiber is 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2 , the high-strength composite fiber is relatively likely to be distorted in the fiber length direction and is moderate in the fiber cross-section direction. Therefore, the separator material including the high-strength composite fiber is compatible with mechanical properties such as piercing strength and tensile strength and flexibility in the thickness direction in particular. As a result, the pressure applied to the separator material by contact with foreign matter mixed in the battery or needle-like foreign matter such as dendrites and when the pressure is applied, the high-strength composite fiber will bend and deform appropriately. The fiber is dispersed or absorbed, and although it is deformed by a foreign substance, the foreign substance is difficult to penetrate and a separator material with high short-circuit resistance is obtained. When the Young's modulus of the high-strength composite fiber is less than 3250 N / mm 2 , the high-strength composite fiber is easily deformed by an external force, so that the piercing strength and tensile strength of the separator material may be reduced. When the Young's modulus of the high-strength composite fiber is 4650 N / mm 2 or more, the pressure cannot be dispersed due to the deformation of the fiber, and a strong load is applied only to the part in contact with the foreign substance. It may be easy to penetrate. Preferably the Young's modulus of the high-strength composite fibers are 3530N / mm 2 or more 4460N / mm 2 or less, more preferably 3720N / mm 2 or more 4460N / mm 2 or less. The Young's modulus refers to the value of the apparent Young's modulus calculated from the initial tensile resistance measured by the method defined in JIS L 1015. The initial tensile resistance is the value measured by a constant speed tension type tester. Say.

前記高強度複合繊維の繊度は特に限定されないが、繊度が0.1dtex以上4.4dtex以下であることが好ましい。高強度複合繊維の繊度が前記範囲を満たすことで、地合いが均一なセパレータ材料が得られるためである。高強度複合繊維の繊度は0.2dtex以上2.2dtex以下であることがより好ましく、0.4dtex以上1.2dtex以下が特に好ましく、0.5dtex以上0.9dtex以下が最も好ましい。   The fineness of the high-strength composite fiber is not particularly limited, but the fineness is preferably 0.1 dtex or more and 4.4 dtex or less. This is because a separator material with uniform texture can be obtained when the fineness of the high-strength conjugate fiber satisfies the above range. The fineness of the high strength composite fiber is more preferably 0.2 dtex or more and 2.2 dtex or less, particularly preferably 0.4 dtex or more and 1.2 dtex or less, and most preferably 0.5 dtex or more and 0.9 dtex or less.

前記高強度複合繊維の繊維長は特に限定されないが、湿式抄紙法を用いる場合は繊維長が0.5mm以上25mm以下であることが好ましい。繊維長が0.5mm以上であると、繊維の脱落が発生したり、得られるセパレータ材料の表面が毛羽だったりすることがない。繊維長が25mm以下であると、湿式抄紙法によって不織布を製造する際、スラリー中における繊維の分散性が低下することがなく、均一な不織布が得られやすいからである。高強度複合繊維の繊維長は1mm以上20mm以下がより好ましく、3mm以上10mm以下であることが特に好ましく、3mm以上6mm以下が最も好ましい。   The fiber length of the high-strength composite fiber is not particularly limited, but when using the wet papermaking method, the fiber length is preferably 0.5 mm or more and 25 mm or less. When the fiber length is 0.5 mm or more, the fiber does not fall off and the surface of the obtained separator material does not fluff. This is because when the fiber length is 25 mm or less, the dispersibility of the fibers in the slurry is not lowered when the nonwoven fabric is produced by the wet papermaking method, and a uniform nonwoven fabric is easily obtained. The fiber length of the high strength composite fiber is more preferably 1 mm or more and 20 mm or less, particularly preferably 3 mm or more and 10 mm or less, and most preferably 3 mm or more and 6 mm or less.

前記高強度複合繊維は、熱接着性を有するものであれば特に限定されないが、少なくとも2種類の異なる熱可塑性樹脂からなり、融点が高い熱可塑性樹脂(高融点樹脂)と、高融点樹脂よりも融点が低い熱可塑性樹脂(低融点樹脂)を含むことが好ましい。より好ましくは、異なる2種類以上の熱可塑性樹脂からなり、前記熱可塑性樹脂のうち、最も低融点の熱可塑性樹脂が繊維表面に露出し、その露出面積が、繊維表面全体の面積に対し、少なくとも20%以上を占める複合繊維である。このような複合繊維としては、異なる2つの樹脂成分が同心円状に配置された芯鞘型複合繊維、内側に配置される、いわゆる芯成分が、繊維の中心からずれている偏心芯鞘型複合繊維、異なる2つの樹脂成分を貼り合わせた並列型複合繊維(サイド バイ サイド型複合繊維とも称す)、異なる2つの樹脂成分を重ね合わせた多層バイメタル型複合繊維が挙げられる。特に、主に高強度複合繊維を構成する低融点の熱可塑性樹脂成分によって構成繊維間を熱接着させることを考慮すると、熱接着性の高い同心円状の芯鞘型複合繊維、偏心芯鞘型複合繊維、並列型複合繊維が好ましく、同心円状の芯鞘型複合繊維または偏心芯鞘型複合繊維が特に好ましい。以下、同心円状の芯鞘型複合繊維、偏心芯鞘型複合繊維を併せて単に芯鞘型複合繊維と称す。前記芯鞘型複合繊維は、芯成分を構成する熱可塑性樹脂よりも融点が10℃以上低い熱可塑性樹脂を鞘成分とすることが好ましい。より好ましくは、芯成分よりも融点が20℃以上低い樹脂を鞘成分とする。   The high-strength conjugate fiber is not particularly limited as long as it has thermal adhesiveness. However, the high-strength conjugate fiber is composed of at least two different thermoplastic resins, and has a higher melting point than a thermoplastic resin (high melting point resin) and a high melting point resin. It is preferable to include a thermoplastic resin having a low melting point (low melting point resin). More preferably, it is composed of two or more different thermoplastic resins, and among the thermoplastic resins, the thermoplastic resin having the lowest melting point is exposed on the fiber surface, and the exposed area is at least relative to the area of the entire fiber surface. It is a composite fiber occupying 20% or more. As such a composite fiber, a core-sheath type composite fiber in which two different resin components are arranged concentrically, an eccentric core-sheath type composite fiber in which a so-called core component is displaced from the center of the fiber. In addition, a parallel type composite fiber (also referred to as a side-by-side type composite fiber) in which two different resin components are bonded together, and a multilayer bimetal type composite fiber in which two different resin components are superposed. In particular, considering that the constituent fibers are thermally bonded mainly by the low melting point thermoplastic resin component constituting the high-strength composite fiber, concentric core-sheath type composite fibers and eccentric core-sheath type composites with high thermal adhesiveness are considered. A fiber and a parallel type composite fiber are preferable, and a concentric core-sheath type composite fiber or an eccentric core-sheath type composite fiber is particularly preferable. Hereinafter, the concentric core-sheath composite fiber and the eccentric core-sheath composite fiber are collectively referred to as a core-sheath composite fiber. The core-sheath type composite fiber preferably includes a thermoplastic resin having a melting point lower by 10 ° C. or more than the thermoplastic resin constituting the core component. More preferably, a resin whose melting point is 20 ° C. or more lower than that of the core component is used as the sheath component.

前記高強度複合繊維が芯鞘型複合繊維である場合、高強度複合繊維の機械的特性は高強度複合繊維の中心付近に存在する芯成分に依存する。また前記芯成分の外側に位置する、いわゆる鞘成分は芯成分を被覆し、繊維表面を覆う形で存在する。前記鞘成分は熱加工において適度に溶融し、構成繊維間を熱接着させる働きがあり、熱接着により構成繊維間の空隙が部分的に埋められてセパレータ材料はより緻密なものになるため、鞘成分は繊維間の熱接着に起因する機械的特性の向上に寄与している。従って、高強度複合繊維において、芯成分と鞘成分の体積比(複合比もしくは芯鞘比とも称す)は特に限定されないものの、高強度複合繊維そのものの機械的特性と、前記鞘成分による構成繊維間の熱接着力が最も高められるようにすることが好ましい。高強度複合繊維が芯鞘型複合繊維である場合、その複合比(芯/鞘)は、体積比で80/20〜30/70であることが好ましい。複合比が80/20〜30/70であることで、高強度複合繊維の機械的特性に起因するセパレータ材料の機械的強度と、構成繊維間の熱接着に起因するセパレータの機械的特性が両立され、突き刺し強力や引張強力の高いセパレータ材料が得られる。複合比が30/70よりも鞘成分が多いと、構成繊維間が強く熱接着されるものの、芯成分が少なくなり高強度複合繊維そのものの単繊維強度が低下するほか、セパレータ材料の空隙率が低下して保液性が低下したり、通気度が低下したりしてセパレータ材料を電池に組み込んだときの電池特性が低下するおそれがある。一方、複合比が80/20よりも芯成分が多いと、高強度複合繊維そのものの機械的特性は高くなるものの、セパレータ材料の構成繊維間が充分に熱接着されず、繊維間の熱接着に起因する機械的特性が低下するだけでなく、構成繊維間が充分に緻密にならないため空隙率が大きくなりセパレータを電池に組み込んだときの電池特性が低下するおそれがある。高強度複合繊維の複合比(芯/鞘)は、体積比で80/20〜50/50であることがより好ましく、75/25〜60/40が特に好ましく、75/25〜65/35が最も好ましい。   When the high-strength conjugate fiber is a core-sheath conjugate fiber, the mechanical properties of the high-strength conjugate fiber depend on the core component present near the center of the high-strength conjugate fiber. A so-called sheath component located outside the core component covers the core component and covers the fiber surface. The sheath component melts moderately in thermal processing and has a function of thermally bonding the constituent fibers, and the gap between the constituent fibers is partially filled by thermal bonding, so that the separator material becomes denser. The component contributes to the improvement of mechanical properties resulting from thermal bonding between fibers. Accordingly, in the high-strength composite fiber, the volume ratio of the core component to the sheath component (also referred to as composite ratio or core-sheath ratio) is not particularly limited, but the mechanical properties of the high-strength composite fiber itself and the constituent fibers of the sheath component It is preferable that the thermal adhesive force of the glass be maximized. When the high-strength conjugate fiber is a core-sheath conjugate fiber, the conjugate ratio (core / sheath) is preferably 80/20 to 30/70 by volume. Since the composite ratio is 80/20 to 30/70, both the mechanical strength of the separator material resulting from the mechanical properties of the high-strength composite fiber and the mechanical properties of the separator resulting from thermal bonding between the constituent fibers are compatible. Thus, a separator material having high piercing strength and tensile strength can be obtained. If the composite ratio is more than 30/70, the constituent fibers are strongly thermally bonded, but the core component is reduced and the single fiber strength of the high-strength composite fiber itself is reduced. If the separator material is incorporated in the battery, the battery characteristics may be deteriorated due to the decrease in liquid retention and the air permeability. On the other hand, if the composite ratio is more than 80/20, the mechanical properties of the high-strength composite fiber itself are improved, but the constituent fibers of the separator material are not sufficiently thermally bonded, and the fibers are not thermally bonded. Not only the resulting mechanical properties are degraded, but also the constituent fibers are not sufficiently dense, so that the porosity is increased and the battery properties when the separator is incorporated into the battery may be degraded. The composite ratio (core / sheath) of the high-strength composite fiber is more preferably 80/20 to 50/50 by volume ratio, particularly preferably 75/25 to 60/40, and 75/25 to 65/35. Most preferred.

前記高強度複合繊維に使用する熱可塑性樹脂は、前記の通り、異なる2種類以上の熱可塑性樹脂であれば限定されず、公知の熱可塑性樹脂を使用でき、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどのポリエステル系樹脂;低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどの各種ポリエチレン系樹脂、通常のチーグラ・ナッタ触媒やメタロセン触媒を使用して重合されるアイソタクチック、アタクチック、シンジオタクチックなどの各種ポリプロピレン系樹脂;各種ポリメチルペンテン系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂などの各種ポリオレフィン系樹脂;ナイロン6,ナイロン66,ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド系樹脂;ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチックが使用できる。前記高強度複合繊維にはこれらの樹脂が使用できるが、セパレータ材料を電池セパレータとして電池に組み込んで使用する際、水酸化カリウム水溶液といった強アルカリ性の水溶液を電解液としてセパレータ材料に含浸させるので、高強度複合繊維は耐アルカリ性の高いポリオレフィン系樹脂から2種類以上の異なる樹脂を選択して使用することが好ましい。   As described above, the thermoplastic resin used for the high-strength conjugate fiber is not limited as long as it is two or more different thermoplastic resins, and a known thermoplastic resin can be used. For example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, Polyester resins such as polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polylactic acid, and polybutylene succinate; various polyethylenes such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, and ultra high molecular weight polyethylene Resin, various polypropylene resins such as isotactic, atactic and syndiotactic polymerized using ordinary Ziegler-Natta catalysts and metallocene catalysts; various polymethylpentene resins, ethylene-vinyl alcohol copolymer resins Ethylene - various polyolefin resins such as propylene copolymer resin; nylon 6, nylon 66, nylon 11, a polyamide resin such as nylon 12; polycarbonates, polyacetals, polystyrene, engineering plastics such as cyclic polyolefins can be used. These resins can be used for the high-strength composite fiber, but when the separator material is incorporated in a battery as a battery separator and used, the separator material is impregnated with a strong alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution as an electrolyte. The strength composite fiber is preferably used by selecting two or more different resins from polyolefin resin having high alkali resistance.

前記のポリオレフィン系樹脂のほか、公知となっているポリオレフィンからなる樹脂を、前記高強度複合繊維を構成する2つの樹脂成分に使用できるが、高強度複合繊維の生産性や単繊維強度といった機械的特性を考慮すると、前記高強度複合繊維が芯鞘型複合繊維である場合、この高強度複合繊維を構成するポリオレフィン系樹脂の組み合わせとしては、芯成分/鞘成分が、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/ポリプロピレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂/ポリエチレン系樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、で表されるポリオレフィン系樹脂の組み合わせが好ましく、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/ポリプロピレン系樹脂の組み合わせが特に好ましく、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂が最も好ましい。   In addition to the polyolefin-based resin, a known polyolefin resin can be used for the two resin components constituting the high-strength conjugate fiber, but mechanical properties such as productivity and single fiber strength of the high-strength conjugate fiber can be used. Considering the characteristics, when the high-strength conjugate fiber is a core-sheath type conjugate fiber, the core component / sheath component is a polypropylene resin / polyethylene resin as a combination of polyolefin resins constituting the high-strength conjugate fiber. Polypropylene resin / ethylene-propylene copolymer resin, polypropylene resin / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polymethylpentene resin / polyethylene resin, polymethylpentene resin / polypropylene resin, polymethylpentene resin / Ethylene-propylene copolymer resin, polymethylpentene resin / ethylene A combination of polyolefin resin represented by ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, ethylene-propylene copolymer resin / polyethylene resin, ethylene-propylene copolymer resin / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and polypropylene resin / A combination of polyethylene resin, polypropylene resin / ethylene-propylene copolymer resin, polymethylpentene resin / polyethylene resin, polymethylpentene resin / polypropylene resin is particularly preferable, and polypropylene resin / polyethylene resin is most preferable. .

本発明においてポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンのホモポリマー、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィンの1種または2種との共重合体、及びプロピレンのホモポリマーと他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にプロピレンを85モル%以上含んでいるものをポリプロピレン系樹脂と称す。前記ポリプロピレン系樹脂は特に限定されないが、紡糸性、延伸性、得られる高強度複合繊維の各種物性を考慮すると、前記ポリプロピレン系樹脂は紡糸性、延伸性に悪影響を与えない範囲内において、溶融時の流動性が低いポリプロピレン系樹脂のほうが、高強度複合繊維の単繊維強度、伸度、ヤング率が前記の範囲を満たすものが得られやすい傾向があり好ましい。   In the present invention, the polypropylene-based resin is a homopolymer of propylene, a copolymer of propylene and one or two kinds of α-olefins having 2 to 20 carbon atoms, and a homopolymer of propylene and another thermoplastic resin. A mixture etc. are mentioned, The thing which contains 85 mol% or more of propylene in a resin component is called a polypropylene resin. The polypropylene resin is not particularly limited, but in consideration of spinnability, stretchability, and various physical properties of the resulting high-strength composite fiber, the polypropylene resin does not adversely affect spinnability and stretchability. Polypropylene resins having low fluidity are more preferred because the single fiber strength, elongation, and Young's modulus of high-strength conjugate fibers tend to satisfy the above ranges.

本発明においてポリエチレン系樹脂とは、エチレンのホモポリマー、エチレンと炭素数2〜20のα−オレフィンの1種または2種との共重合体、及びエチレンのホモポリマーと他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にエチレンを85モル%以上含んでいるものをポリエチレン系樹脂と称す。前記ポリエチレン系樹脂も前記ポリプロピレン系樹脂と同様、特に限定されないが紡糸性、延伸性、得られる高強度複合繊維の各種物性を考慮すると、前記ポリエチレン系樹脂も紡糸性、延伸性に悪影響を与えない範囲内において、溶融時の流動性が低いポリエチレン系樹脂のほうが、高強度複合繊維の単繊維強度、伸度、ヤング率が前記の範囲を満たすものが得られやすい傾向があり好ましい。   In the present invention, the polyethylene-based resin is an ethylene homopolymer, a copolymer of ethylene and one or two kinds of α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, and an ethylene homopolymer and another thermoplastic resin. A mixture etc. are mentioned, The thing which contains 85 mol% or more of ethylene in a resin component is called a polyethylene-type resin. Similarly to the polypropylene resin, the polyethylene resin is not particularly limited, but considering the spinnability, stretchability, and various physical properties of the resulting high strength composite fiber, the polyethylene resin does not adversely affect the spinnability and stretchability. Within the range, a polyethylene-based resin having low fluidity at the time of melting is preferable because a single fiber strength, elongation, and Young's modulus of the high-strength composite fiber tend to satisfy the above ranges.

本発明においてエチレン−プロピレン共重合樹脂とは、エチレンとプロピレンとからなる共重合体、もしくはエチレンとプロピレンとからなる共重合体と他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にエチレンとプロピレンをあわせて50モル%以上、好ましくは85モル%以上含んでいるものをエチレン−プロピレン共重合樹脂と称す。前記高強度複合繊維に使用できる前記エチレン−プロピレン共重合樹脂は特に限定されず、市販のエチレン-プロピレン共重合樹脂を使用できるが、エチレン含有量が1モル%以上20モル%以下であることが好ましい。エチレン含有量が1モル%未満であると、融点が上昇し、プロピレンのホモポリマーの物性に近くなるため、熱接着性が低下することがある。エチレン含有量が20モル%を超えると、溶融紡糸時に繊維間融着が発生しやすくなり可紡性が低下することがある。前記エチレン−プロピレン共重合体系樹脂の融点は特に限定されないが、120℃以上150℃以下であることが好ましい。また、前記エチレン−プロピレン共重合体系樹脂のJIS K 7210に準ずるメルトフローレート(MFR;測定温度230℃、荷重2.16kgf(21.2N))も特に限定されないが、1g/10分以上100g/10分以下であることが好ましい。   In the present invention, the ethylene-propylene copolymer resin includes a copolymer composed of ethylene and propylene, or a mixture of a copolymer composed of ethylene and propylene and another thermoplastic resin. A resin containing 50 mol% or more, preferably 85 mol% or more of ethylene and propylene is called an ethylene-propylene copolymer resin. The ethylene-propylene copolymer resin that can be used for the high-strength composite fiber is not particularly limited, and a commercially available ethylene-propylene copolymer resin can be used, but the ethylene content is 1 mol% or more and 20 mol% or less. preferable. When the ethylene content is less than 1 mol%, the melting point increases, and the physical properties of the homopolymer of propylene are close, so that the thermal adhesiveness may be lowered. If the ethylene content exceeds 20 mol%, interfiber fusion is likely to occur during melt spinning, and spinnability may be reduced. The melting point of the ethylene-propylene copolymer resin is not particularly limited, but is preferably 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Further, the melt flow rate (MFR; measuring temperature 230 ° C., load 2.16 kgf (21.2 N)) according to JIS K 7210 of the ethylene-propylene copolymer resin is not particularly limited, but is 1 g / 10 min or more and 100 g / It is preferable that it is 10 minutes or less.

本発明においてポリメチルペンテン系樹脂とは、4−メチルペンテン−1のホモポリマー、4−メチルペンテン−1と、例えばエチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、デカン−1、テトラデカン−1、オクタデカン−1等の炭素数2〜20のα−オレフィンの1種または2種との共重合体、および4−メチルペンテン−1のホモポリマーと他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中に4−メチルペンテン−1を85モル%以上含んでいるものをポリメチルペンテン系樹脂と称す。前記ポリメチルペンテン系樹脂は特に限定されないが、その融点が210℃以上245℃以下であることが好ましく、ASTM D 1238に準ずるメルトフローレート(MFR;測定温度260℃、荷重5.0kgf(49.0N)、以下MFR260とも記す。)が120g/10分以上280g/10分以下であることが好ましい。本発明のセパレータ材料に使用できるポリメチルペンテン系樹脂としては、例えば三井化学(株)製「TPX」(登録商標)がある。   In the present invention, the polymethylpentene resin is a homopolymer of 4-methylpentene-1, 4-methylpentene-1, for example, ethylene, propylene, butene-1, hexene-1, octene-1, decane-1, Copolymers of one or two α-olefins having 2 to 20 carbon atoms such as tetradecane-1 and octadecane-1, and mixtures of 4-methylpentene-1 homopolymers with other thermoplastic resins, etc. A resin component containing 85 mol% or more of 4-methylpentene-1 is referred to as a polymethylpentene resin. The polymethylpentene resin is not particularly limited, but preferably has a melting point of 210 ° C. or more and 245 ° C. or less, and has a melt flow rate (MFR) according to ASTM D 1238 (measurement temperature 260 ° C., load 5.0 kgf (49. 0N), hereinafter also referred to as MFR 260.) is preferably 120 g / 10 min or more and 280 g / 10 min or less. Examples of the polymethylpentene resin that can be used in the separator material of the present invention include “TPX” (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.

本発明においてエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂とは、エチレンとビニルアルコールとからなる共重合体、もしくはエチレンとビニルアルコールとからなる共重合体と他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にエチレンとビニルアルコールをあわせて50モル%以上、好ましくは85モル%以上含んでいるものをエチレン−ビニルアルコール系樹脂と称す。前記エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂は、エチレン含有量が20モル%以上70モル%以下であることが好ましい。また前記エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂は、ASTM D 1238に準ずるメルトフローレート(MFR;測定温度210℃、荷重2.16kgf(21.2N)、以下MFR210とも記す。)が1g/10分以上50g/10分以下の樹脂を用いると、紡糸性に優れるため好ましい。より好ましいMFR210の下限は10g/10分以上である。より好ましいMFR210の上限は30g/分以下である。本発明のセパレータ材料に使用できるエチレン−ビニルアルコール系樹脂としては日本合成化学工業(株)製「ソアノール」(登録商標)がある。   In the present invention, the ethylene-vinyl alcohol copolymer resin includes a copolymer composed of ethylene and vinyl alcohol, or a mixture of a copolymer composed of ethylene and vinyl alcohol and another thermoplastic resin. A resin component containing 50 mol% or more, preferably 85 mol% or more of ethylene and vinyl alcohol is called an ethylene-vinyl alcohol resin. The ethylene-vinyl alcohol copolymer resin preferably has an ethylene content of 20 mol% to 70 mol%. The ethylene-vinyl alcohol copolymer resin has a melt flow rate (MFR; measuring temperature 210 ° C., load 2.16 kgf (21.2 N), hereinafter also referred to as MFR210) according to ASTM D 1238 of 1 g / 10 min to 50 g. It is preferable to use a resin of / 10 minutes or less because of excellent spinnability. A more preferable lower limit of MFR210 is 10 g / 10 minutes or more. A more preferable upper limit of MFR210 is 30 g / min or less. As an ethylene-vinyl alcohol-based resin that can be used for the separator material of the present invention, there is “Soarnol” (registered trademark) manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.

前記高強度複合繊維は、以下の方法で製造することができる。まず複数成分の異なる熱可塑性樹脂、好ましくは2成分のポリオレフィン系樹脂を用意し、公知の溶融紡糸機で、所望の複合ノズル(好ましくは同心円状の芯鞘型複合ノズル、もしくは偏心芯鞘型の複合ノズル)を用いて溶融紡糸することができる。このとき高強度複合繊維の繊維断面形状を考慮し、それぞれの樹脂の溶融粘度を押出機のせん断力や紡糸温度などを調整して、繊維断面において鞘成分が芯成分を均一に覆うようにセクションを調整することが好ましい。溶融させた熱可塑性樹脂から紡糸フィラメント(未延伸糸)を得るが、紡糸フィラメントの繊度は2dtex以上10dtex以下が好ましい。   The high-strength conjugate fiber can be produced by the following method. First, a thermoplastic resin having a plurality of different components, preferably a two-component polyolefin-based resin, is prepared, and a desired composite nozzle (preferably a concentric core-sheath type composite nozzle or an eccentric core-sheath type is used) by a known melt spinning machine. Compound spinning) can be used for melt spinning. At this time, considering the fiber cross-sectional shape of the high-strength composite fiber, adjust the melt viscosity of each resin by adjusting the shearing force and spinning temperature of the extruder so that the sheath component uniformly covers the core component in the fiber cross-section. Is preferably adjusted. A spun filament (undrawn yarn) is obtained from the melted thermoplastic resin, and the fineness of the spun filament is preferably 2 dtex or more and 10 dtex or less.

次いで、紡糸フィラメントは、必要に応じて延伸されるが、延伸温度80℃以上160℃以下、延伸倍率1.5倍以上8倍以下の条件で延伸される。延伸方法は特に限定されず、高温の熱水などの高温の液体で加熱しながら延伸を行う湿式延伸、高温の気体中又は高温の金属ロールなどで加熱しながら延伸を行う乾式延伸、100℃以上の水蒸気を常圧若しくは加圧状態にして繊維を加熱しながら延伸を行う水蒸気延伸などの公知の延伸処理を行うこともできる。従来の延伸装置を使用でき、また延伸工程が複雑にならず、紡糸フィラメント間に融着が生じにくいことから、湿式延伸、もしくは乾式延伸が好ましく、伸度を残しつつ(比較的伸度が大きく)、単繊維強度やヤング率の高い高強度複合繊維を得やすいことから、乾式延伸がより好ましい。延伸工程は1段階で延伸処理を行うこともできるし、公知の延伸方法による延伸処理を複数回に分けて行ういわゆる多段延伸処理を行うこともできる。この中でも生産性、経済性、また、未延伸繊維束全体を容易にかつ均一に加熱できることから、1段あるいは2段延伸することが好ましい。得られた延伸フィラメントは、必要に応じて繊維処理剤が付与され、必要があれば捲縮付与処理が施され、所定の繊維長に切断して高強度複合繊維として用いられる。   Next, the spinning filament is drawn as necessary, but is drawn under the conditions of a drawing temperature of 80 ° C. or more and 160 ° C. or less and a draw ratio of 1.5 times or more and 8 times or less. The stretching method is not particularly limited, and wet stretching is performed while being heated with a high-temperature liquid such as high-temperature hot water, dry stretching is performed while being heated in a high-temperature gas or a high-temperature metal roll, and 100 ° C. or higher. It is also possible to perform a known stretching process such as steam stretching in which stretching is performed while heating the fiber under normal pressure or pressurized condition. Conventional stretching equipment can be used, the stretching process is not complicated, and fusion between the spinning filaments is less likely to occur. Therefore, wet stretching or dry stretching is preferable, while leaving the elongation (relatively large elongation). ), And easy to obtain high strength composite fibers having high single fiber strength and high Young's modulus, dry stretching is more preferable. The stretching process can be performed in one stage, or a so-called multistage stretching process in which a stretching process by a known stretching method is performed in a plurality of times. Among these, it is preferable to perform one-stage or two-stage drawing because productivity, economy, and the whole unstretched fiber bundle can be easily and uniformly heated. The obtained drawn filament is provided with a fiber treatment agent as necessary, and is subjected to crimping treatment if necessary, and is cut into a predetermined fiber length and used as a high-strength composite fiber.

本発明のセパレータ材料は、前記高強度複合繊維を含むものであれば特に限定されないが、繊度が0.5dtex以下の極細繊維を含んでいると好ましい。本発明のセパレータ材料が、前記高強度複合繊維の他に前記極細繊維を含むことで、より微細な繊維間空隙を形成することができる。その結果、得られるセパレータ材料は、緻密で地合の良好なものとなり、電池に組み込んだときの耐ショート性を向上させることができる。また、セパレータ材料の比表面積が増加するので、スルホン化処理やフッ素ガス処理あるいはコロナ放電処理などの親水化処理において、比較的弱い条件で処理しても十分な親水性を得ることができ、電池のサイクル寿命を向上させ、内圧、内部抵抗の上昇を抑制することができるほか、親水化処理による不織布の強力劣化を抑制することができる。前記極細繊維は、繊度が0.005dtex以上0.4dtexであることが好ましく、0.01dtex以上0.3dtex以下であるとより好ましく、0.05dtex以上0.15dtex以下であると特に好ましい。   The separator material of the present invention is not particularly limited as long as it contains the high-strength conjugate fiber, but it is preferable that the separator material contains an ultrafine fiber having a fineness of 0.5 dtex or less. When the separator material of the present invention contains the ultrafine fiber in addition to the high-strength composite fiber, a finer inter-fiber gap can be formed. As a result, the separator material obtained is dense and has a good texture, and can improve short-circuit resistance when incorporated in a battery. In addition, since the specific surface area of the separator material is increased, sufficient hydrophilicity can be obtained even in a relatively weak condition in a hydrophilic treatment such as a sulfonation treatment, a fluorine gas treatment or a corona discharge treatment. In addition to improving the cycle life, it is possible to suppress an increase in internal pressure and internal resistance, and it is possible to suppress strong deterioration of the nonwoven fabric due to the hydrophilization treatment. The ultrafine fiber preferably has a fineness of 0.005 dtex or more and 0.4 dtex, more preferably 0.01 dtex or more and 0.3 dtex or less, and particularly preferably 0.05 dtex or more and 0.15 dtex or less.

前記極細繊維の繊維長は特に限定されないものの、湿式抄紙法を用いる場合は繊維長が0.5mm以上25mm以下であることが好ましい。繊維長を0.5mm以上とすると、繊維の脱落が発生したり、得られるセパレータ材料表面が毛羽だったりすることがない。繊維長が25mm以下とすると、湿式抄紙法によって不織布を製造する際、スラリー中における繊維の分散性が低下することがなく、均一な不織布が得られやすいからである。本発明のセパレータ材料に使用する極細繊維の繊維長は1mm以上20mm以下がより好ましく、3mm以上10mm以下が特に好ましく、3mm以上6mm以下が最も好ましい。   The fiber length of the ultrafine fiber is not particularly limited, but when the wet papermaking method is used, the fiber length is preferably 0.5 mm or more and 25 mm or less. When the fiber length is 0.5 mm or more, the fiber does not fall off and the surface of the separator material obtained is not fuzzy. When the fiber length is 25 mm or less, when a nonwoven fabric is produced by a wet papermaking method, the dispersibility of the fibers in the slurry is not lowered, and a uniform nonwoven fabric is easily obtained. The fiber length of the ultrafine fibers used in the separator material of the present invention is more preferably 1 mm or more and 20 mm or less, particularly preferably 3 mm or more and 10 mm or less, and most preferably 3 mm or more and 6 mm or less.

前記極細繊維は、前記繊度の範囲を満たせば、その製造方法は限定されない。極細繊維は、いわゆる海島構造の断面を有する複合繊維から海成分を溶脱して得られる極細繊維が使用できるほか、メルトブローン法、或いはエレクトロスピニング法で比較的長い繊維長の極細繊維を製造した後、適度な繊維長、例えば前記の繊維長となるように切断、選別したものを使用してもよい。しかし、比較的容易に製造できる点や所望の性質を有する極細繊維が製造しやすい点から極細繊維は、2種類の樹脂成分からなる分割型複合繊維を分割して得られる極細繊維を使用することが好ましい。分割型複合繊維の分割前の繊度は、分割処理によって発生する極細繊維が前記極細繊維の繊度の範囲を満たせば特に限定されないが、好ましくは0.1dtex以上4dtex以下であり、より好ましくは0.5dtex以上3.3dtex以下であり、0.8dtex以上2.2dtex以下が特に好ましい。   The manufacturing method of the ultrafine fiber is not limited as long as it satisfies the fineness range. The ultrafine fiber can be used as an ultrafine fiber obtained by leaching sea components from a composite fiber having a so-called sea-island cross section, and after producing an ultrafine fiber having a relatively long fiber length by a melt blown method or an electrospinning method, You may use what was cut | disconnected and selected so that it might become moderate fiber length, for example, the said fiber length. However, the ultrafine fiber is obtained by dividing a split type composite fiber composed of two kinds of resin components from the viewpoint that it can be produced relatively easily and an ultrafine fiber having a desired property is easy to produce. Is preferred. The fineness before splitting of the split-type composite fiber is not particularly limited as long as the ultrafine fiber generated by the splitting process satisfies the range of the fineness of the ultrafine fiber, but is preferably 0.1 dtex or more and 4 dtex or less, more preferably 0. It is 5 dtex or more and 3.3 dtex or less, and 0.8 dtex or more and 2.2 dtex or less is particularly preferable.

前記分割型複合繊維は、分割処理によって異なる樹脂成分で構成される極細繊維を複数発生させるものであれば特に限定されず、2成分の分割型複合繊維であってもよく、3成分以上の樹脂成分に分割可能な分割型複合繊維であってもよいが、分割型複合繊維の生産性、分割性を考慮すると、異なる2種類の樹脂成分からなる分割型複合繊維が好ましい。極細繊維に使用する樹脂成分には、熱可塑性樹脂であれば特に限定することなく使用でき、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどのポリエステル系樹脂;低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどの各種ポリエチレン系樹脂、通常のチーグラ・ナッタ触媒やメタロセン触媒を使用して重合されるアイソタクチック、アタクチック、シンジオタクチックなどの各種ポリプロピレン系樹脂、各種ポリメチルペンテン系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂などの各種ポリオレフィン系樹脂;ナイロン6,ナイロン66,ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド系樹脂;ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチックが使用できる。前記極細繊維には、これらの熱可塑性樹脂が使用できるが、セパレータ材料を電池に組み込んで使用する際、水酸化カリウム水溶液といった強アルカリ性の水溶液を電解液としてセパレータ材料に含浸させるので、耐アルカリ性の高いポリオレフィン系樹脂を使用した極細繊維が好ましい。   The split-type composite fiber is not particularly limited as long as it generates a plurality of ultrafine fibers composed of different resin components by split processing, and may be a two-component split-type composite fiber, or a resin having three or more components A split type composite fiber that can be divided into components may be used. However, in consideration of the productivity and splitability of the split type composite fiber, split type composite fibers composed of two different types of resin components are preferable. The resin component used for the ultrafine fibers can be used without particular limitation as long as it is a thermoplastic resin, such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polylactic acid, polybutylene succinate, etc. Polyester resins: Low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, and other polyethylene resins, polymerized using ordinary Ziegler-Natta catalysts and metallocene catalysts Polyolefins such as various isotactic, atactic and syndiotactic polypropylene resins, various polymethylpentene resins, ethylene-vinyl alcohol copolymer resins, ethylene-propylene copolymer resins, etc. System resin; nylon 6, nylon 66, nylon 11, a polyamide resin such as nylon 12; polycarbonates, polyacetals, polystyrene, engineering plastics such as cyclic polyolefins can be used. Although these thermoplastic resins can be used for the ultrafine fibers, when the separator material is incorporated in a battery, the separator material is impregnated with a strong alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution as an electrolytic solution. Ultrafine fibers using a high polyolefin resin are preferred.

前記極細繊維として、分割型複合繊維を分割処理して得られる極細繊維を使用する場合、前記分割型複合繊維は、その断面形状が限定されず、図1(a)に示す中空部分のあるオレンジ状断面(以下、単に中空オレンジ状断面とも称す)や、図1(b)に示す中空部分のない、いわゆる中実のオレンジ状断面(以下、単に中実オレンジ状断面とも称す)、特開2000−328348号公報、及び特開2002−88580号公報で開示されているC型のオレンジ状断面(以下、単にC型オレンジ状断面とも称す)のほか、オレンジ状断面において、図1(c)に示す一成分が芯鞘型複合繊維になっている中空複合分割型(以下、単に中空複合分割型オレンジ状断面とも称す)や、図1(d)に示す中実複合分割型のオレンジ状断面(以下、単に中実複合分割型オレンジ状断面)、また多層バイメタル状の断面形状など、分割処理によって2種類以上の極細繊維を発生しうる公知の分割型複合繊維の断面形状であれば、いずれの断面形状であってもよい。この中でも分割型複合繊維の生産性、分割性を考慮すると、中空オレンジ状断面、中実オレンジ状断面、C型オレンジ状断面、中空複合分割型オレンジ状断面、中実複合分割型オレンジ状断面が好ましく、中空オレンジ状断面、C型オレンジ状断面、中空複合分割型オレンジ状断面がより好ましい。分割数は特に限定されず公知となっている分割数であればよいが、4〜32分割が好ましく、4〜24分割が好ましく、8〜16分割が特に好ましい。   In the case of using an ultrafine fiber obtained by dividing a split-type composite fiber as the ultrafine fiber, the cross-sectional shape of the split-type composite fiber is not limited, and an orange with a hollow portion shown in FIG. Section (hereinafter also referred to simply as a hollow orange section), a so-called solid orange section (hereinafter also referred to simply as a solid orange section) having no hollow portion as shown in FIG. In addition to the C-shaped orange cross section (hereinafter also simply referred to as C-type orange cross section) disclosed in JP-A-328348 and JP-A-2002-88580, FIG. A hollow composite split type in which one component shown is a core-sheath type composite fiber (hereinafter also simply referred to as a hollow composite split type orange cross section), or an orange cross section of a solid composite split type shown in FIG. Less than, Any cross-sectional shape of a known split-type composite fiber that can generate two or more types of ultrafine fibers by splitting, such as a solid composite split-type orange cross-section) or a multi-layer bimetal cross-sectional shape. It may be. Among these, taking into account the productivity and splitability of the split composite fiber, the hollow orange cross section, solid orange cross section, C type orange cross section, hollow composite split orange section, solid composite split orange section A hollow orange cross section, a C-type orange cross section, and a hollow composite split orange cross section are more preferable. The number of divisions is not particularly limited as long as it is a known number of divisions. However, 4-32 divisions are preferable, 4-24 divisions are preferable, and 8-16 divisions are particularly preferable.

前記分割型複合繊維は前記の通り、複数成分の異なるポリオレフィン系樹脂で構成させると得られるセパレータ材料が電解質やアルカリに対して耐性の高いものとなるため、好ましい。分割型複合繊維に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、各種α−オレフィンの単独重合体や共重合体、三元共重合体(ターポリマーとも称す)を挙げることができる。具体的なポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリ(4−メチルペンテン−1)、および4−メチルペンテン−1と他のオレフィンとの共重合体等のポリメチルペンテン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂(チーグラ・ナッタ触媒で重合したポリプロピレンのほか、メタロセン触媒で重合したポリプロピレンも含む)、ポリエチレン系樹脂(高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含み、チーグラ・ナッタ触媒で重合したポリエチレンのほか、メタロセン触媒で重合したポリエチレンも含む)、ポリブテン−1、エチレン−プロピレン共重合樹脂、エチレン−プロピレン−ブテン共重合樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂が挙げられる。   As described above, the split composite fiber is preferable because it is made of a polyolefin resin having a plurality of components different from each other, because a separator material obtained is highly resistant to electrolytes and alkalis. Examples of the polyolefin resin used for the split composite fiber include homopolymers and copolymers of various α-olefins and terpolymers (also referred to as terpolymers). Specific examples of polyolefin resins include poly (4-methylpentene-1), polymethylpentene resins such as 4-methylpentene-1 and other olefin copolymers, and polypropylene resins (Ziegler).・ In addition to polypropylene polymerized with Natta catalyst, also includes polypropylene polymerized with metallocene catalyst, polyethylene resin (high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density Polyethylene (LLDPE), including polyethylene polymerized with Ziegler-Natta catalyst, polyethylene polymerized with metallocene catalyst), polybutene-1, ethylene-propylene copolymer resin, ethylene-propylene-butene copolymer resin, ethylene- Vinyl alcohol copolymer resin It is below.

前記ポリオレフィン系樹脂のほか、公知のポリオレフィンからなる樹脂を前記分割型複合繊維の各樹脂成分に使用できるが、分割型複合繊維の生産性や分割性を考慮すると、前記分割型複合繊維を構成するポリオレフィン系樹脂の組み合わせとしては、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/ポリメチルペンテン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂/ポリエチレン系樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、といった樹脂の組み合わせが好ましく、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/ポリメチルペンテン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂の組み合わせがより好ましい。   In addition to the polyolefin-based resin, a known polyolefin resin can be used for each resin component of the split-type composite fiber. However, considering the productivity and splitability of the split-type composite fiber, the split-type composite fiber is configured. Polyolefin resin combinations include polypropylene resin / polyethylene resin, polypropylene resin / polymethylpentene resin, polypropylene resin / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polypropylene resin / ethylene-propylene copolymer resin, poly Methylpentene resin / polyethylene resin, polymethylpentene resin / ethylene-propylene copolymer resin, polymethylpentene resin / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, ethylene-propylene copolymer resin / polyethylene resin, ethylene-propylene Copolymerization A combination of resin such as fat / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin is preferable, and a combination of polypropylene resin / polyethylene resin, polypropylene resin / polymethylpentene resin, and polypropylene resin / ethylene-vinyl alcohol copolymer resin is more preferable. preferable.

本発明においてポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンのホモポリマー、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィンの1種または2種との共重合樹脂、及びプロピレンのホモポリマーと他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にプロピレンを85モル%以上含んでいるものをポリプロピレン系樹脂と称す。前記ポリプロピレン系樹脂は特に限定されないが、紡糸性、延伸性、得られる分割型複合繊維の分割性を考慮すると、前記ポリプロピレン系樹脂は紡糸性、延伸性に悪影響を与えない範囲内において、溶融時の流動性が低いポリプロピレン系樹脂のほうが、得られる分割型複合繊維の分割性が高くなる傾向があり好ましい。   In the present invention, the polypropylene-based resin is a homopolymer of propylene, a copolymer resin of propylene and one or two kinds of α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, and a homopolymer of propylene and another thermoplastic resin. A mixture etc. are mentioned, The thing which contains 85 mol% or more of propylene in a resin component is called a polypropylene resin. The polypropylene resin is not particularly limited, but considering the spinnability, stretchability, and splitability of the resulting split-type composite fiber, the polypropylene resin is within a range that does not adversely affect spinnability and stretchability. Polypropylene resin having a low fluidity is preferred because the splitability of the resulting split composite fiber tends to be high.

本発明においてポリエチレン系樹脂とは、エチレンのホモポリマー、エチレンと炭素数2〜20のα−オレフィンの1種または2種との共重合体、及びエチレンのホモポリマーと他の熱可塑性樹脂との混合物などが挙げられ、樹脂成分中にエチレンを85モル%以上含んでいるものをポリエチレン系樹脂と称す。前記ポリエチレン系樹脂も前記ポリプロピレン系樹脂と同様、特に限定されないが紡糸性、延伸性、得られる分割型複合繊維の分割性を考慮すると、前記ポリエチレン系樹脂も紡糸性、延伸性に悪影響を与えない範囲内において、溶融時の流動性が低いポリエチレン系樹脂のほうが、得られる分割型複合繊維の分割性が高くなる傾向があり好ましい。また、前記ポリエチレン系樹脂としては前述のとおり、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどの各種ポリエチレンを用いることができるが、分割型複合繊維を構成する各樹脂成分において、含まれるポリマーの結晶性が高いポリマーであるほど分割性が向上する傾向があるので使用するポリエチレンの密度は0.94g/cm3以上であることが好ましい。 In the present invention, the polyethylene-based resin is an ethylene homopolymer, a copolymer of ethylene and one or two kinds of α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, and an ethylene homopolymer and another thermoplastic resin. A mixture etc. are mentioned, The thing which contains 85 mol% or more of ethylene in a resin component is called a polyethylene-type resin. Similarly to the polypropylene resin, the polyethylene resin is not particularly limited, but considering the spinnability, stretchability, and splitability of the resulting split-type composite fiber, the polyethylene resin does not adversely affect spinnability and stretchability. Within the range, a polyethylene resin having a low fluidity at the time of melting is preferable because the splitability of the resulting split composite fiber tends to be high. As the polyethylene resin, as described above, various polyethylenes such as high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, and linear low density polyethylene can be used. Among the components, the higher the crystallinity of the polymer contained, the better the resolution, so the density of the polyethylene used is preferably 0.94 g / cm 3 or more.

前記分割型複合繊維に使用する前記ポリメチルペンテン系樹脂は特に限定されないが、その融点が210℃以上245℃以下であることが好ましく、ASTM D 1238に準ずるメルトフローレート(MFR;測定温度260℃、荷重5.0kgf(49.0N)、以下MFR260とも記す。)が120g/10分以上280g/10分以下であることが好ましい。ポリメチルペンテン系樹脂の融点が210℃以上245℃以下であると、紡糸が容易になり、また、延伸性にも優れるためである。また、ポリメチルペンテン系樹脂のMFR260が120g/10分以上280g/10分以下であることにより、紡糸が容易となり、得られる分割型複合繊維の分割性も向上しやすいためである。このような性質を満たし、前記分割型複合繊維に使用できる好ましいポリメチルペンテン系樹脂としては、例えば三井化学(株)製「TPX」(登録商標)がある。   The polymethylpentene resin used for the split composite fiber is not particularly limited, but the melting point thereof is preferably 210 ° C. or higher and 245 ° C. or lower, and the melt flow rate (MFR) according to ASTM D 1238 (measurement temperature 260 ° C.). And a load of 5.0 kgf (49.0 N), hereinafter also referred to as MFR260) is preferably 120 g / 10 min or more and 280 g / 10 min or less. This is because when the melting point of the polymethylpentene resin is 210 ° C. or higher and 245 ° C. or lower, spinning becomes easy and the drawability is excellent. Further, when the MFR260 of the polymethylpentene resin is 120 g / 10 min or more and 280 g / 10 min or less, spinning becomes easy and the splitting property of the resulting split composite fiber is easily improved. As a preferable polymethylpentene resin that satisfies such properties and can be used for the split type composite fiber, for example, “TPX” (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. is available.

前記分割型複合繊維に使用する前記エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂は、エチレン含有量が20モル%以上70モル%以下であることが好ましい。より好ましいエチレン含有量は、25モル%以上60%以下であり、特に好ましいエチレン含有量は、35モル%以上50%以下である。エチレン含有量が30モル%未満であると、繊維製造時の延伸性に劣り、エチレン含有量が70モル%を超えると、繊維自体の親水性に劣るからである。また前記エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂は、ASTM D 1238に準ずるメルトフローレート(MFR;測定温度210℃、荷重2.16kgf(21.2N)、以下MFR210とも記す。)が1g/10分以上、50g/10分以下の樹脂を用いると、紡糸性に優れ都合がよい。このような性質を満たし、前記分割型複合繊維に使用できる好ましいエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂としては日本合成化学工業(株)製「ソアノール」(登録商標)がある。   The ethylene-vinyl alcohol copolymer resin used for the split type composite fiber preferably has an ethylene content of 20 mol% or more and 70 mol% or less. More preferable ethylene content is 25 mol% or more and 60% or less, and particularly preferable ethylene content is 35 mol% or more and 50% or less. This is because if the ethylene content is less than 30 mol%, the stretchability at the time of fiber production is poor, and if the ethylene content exceeds 70 mol%, the hydrophilicity of the fiber itself is poor. The ethylene-vinyl alcohol copolymer resin has a melt flow rate (MFR; measurement temperature 210 ° C., load 2.16 kgf (21.2 N), hereinafter also referred to as MFR210) according to ASTM D 1238 of 1 g / 10 min or more. Use of a resin of 50 g / 10 min or less is advantageous because of excellent spinnability. A preferred ethylene-vinyl alcohol copolymer resin that satisfies such properties and can be used for the split type composite fiber is “Soarnol” (registered trademark) manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.

前記の各種熱可塑性樹脂、好ましくは前記の各種ポリオレフィン系樹脂から異なる熱可塑性樹脂を2種類組み合わせて本発明のセパレータ材料に使用する分割型複合繊維とすることができる。その断面形状は前記の通り、特に限定されていないが、中空、中実、C型のオレンジ状断面の分割型複合繊維とする場合、異なる熱可塑性樹脂からなる樹脂成分が体積比で30:70〜70:30になる分割型複合繊維が好ましい。樹脂成分の体積比が30:70〜70:30になることで、分割型複合繊維を溶融紡糸する際、繊維断面形状がいびつな形状になったり断面形状が崩れたりすることなく溶融紡糸が行えるだけでなく、分割後の極細繊維が、一方の樹脂成分からなる極細繊維の繊度が極端に大きくなることもない。前記樹脂成分の体積比は40:60〜60:40が好ましく、50:50すなわち樹脂成分が同容積になるように溶融紡糸を行うことが最も好ましい。   Two types of thermoplastic resins different from the above-mentioned various thermoplastic resins, preferably from the above-mentioned various polyolefin-based resins, can be combined to form a split type composite fiber used for the separator material of the present invention. As described above, the cross-sectional shape is not particularly limited. However, in the case of a split type composite fiber having a hollow, solid, or C-shaped orange cross section, the resin component composed of different thermoplastic resins is 30:70 by volume. A split type composite fiber having a weight ratio of ˜70: 30 is preferable. When the volume ratio of the resin components is 30:70 to 70:30, melt spinning can be performed when the split composite fiber is melt-spun without causing the fiber cross-sectional shape to become distorted or the cross-sectional shape to collapse. In addition, the fineness of the ultrafine fiber formed from one resin component of the divided ultrafine fiber is not extremely increased. The volume ratio of the resin component is preferably 40:60 to 60:40, most preferably 50:50, that is, melt spinning so that the resin component has the same volume.

前記分割型複合繊維において、断面形状が中空複合分割型オレンジ状断面や中実複合分割型オレンジ状断面の複合分割型複合繊維とする場合、図1(c)、図1(d)のB成分で示される芯鞘型複合繊維となっている樹脂成分の芯部分(22,32)、および分割処理後に極細単一繊維となるA成分として、2種類の熱可塑性樹脂のうち融点がより高い熱可塑性樹脂が配され、図1(c)、図1(d)のB成分で示される芯鞘型複合繊維となっている樹脂成分の鞘部分(24,34)として、2種類の熱可塑性樹脂のうち、融点がより低い熱可塑性樹脂が配されるように溶融紡糸を行うことが紡糸性、及び得られる分割型複合繊維の熱接着性の面から好ましい。この場合、融点が高い熱可塑性樹脂と、融点が低い熱可塑性樹脂を、高融点熱可塑性樹脂:低融点熱可塑性樹脂=80:20〜40:60(体積比)となるように溶融紡糸をすることで、繊維断面形状がいびつな形状になったり断面形状が崩れたりすることなく溶融紡糸が行えるだけでなく、分割処理によって得られる極細繊維が、一方の樹脂成分からなる極細繊維の繊度が極端に大きくなることがないため好ましい。分割型複合繊維の断面形状が中空複合分割型オレンジ状断面や中実複合分割型オレンジ状断面といった複合分割型の場合、各熱可塑性樹脂成分の体積比は、高融点熱可塑性樹脂:低融点熱可塑性樹脂=75:25〜45:55が好ましく、70:30〜50:50となるように溶融紡糸を行うことが特に好ましい。   In the split type composite fiber, when the cross-sectional shape is a composite split type composite fiber having a hollow composite split type orange cross section or a solid composite split type orange cross section, the component B in FIGS. 1 (c) and 1 (d) As the core component (22, 32) of the resin component which is a core-sheath type composite fiber shown by the above, and the A component which becomes an ultrafine single fiber after splitting treatment, heat having a higher melting point among the two types of thermoplastic resins Two types of thermoplastic resins are used as the sheath portions (24, 34) of the resin component, which is a core-sheath type composite fiber shown in FIG. 1 (c) and FIG. Of these, melt spinning is preferably performed so that a thermoplastic resin having a lower melting point is disposed from the viewpoints of spinnability and thermal adhesiveness of the resulting split-type composite fiber. In this case, a thermoplastic resin having a high melting point and a thermoplastic resin having a low melting point are melt-spun so that the high melting point thermoplastic resin: the low melting point thermoplastic resin = 80: 20 to 40:60 (volume ratio). As a result, not only can the fiber cross-sectional shape become distorted or the cross-sectional shape does not collapse, but melt spinning can be performed, and the fineness of the ultrafine fiber made from one resin component is extremely fine. It is preferable because it does not increase. When the sectional shape of the split composite fiber is a composite split type such as a hollow composite split orange section or a solid composite split orange section, the volume ratio of each thermoplastic resin component is high melting point thermoplastic resin: low melting point heat. Plastic resin = 75: 25 to 45:55 is preferable, and it is particularly preferable to perform melt spinning so as to be 70:30 to 50:50.

前記分割型複合繊維は繊維断面において、繊維長さ方向に連続する空洞部分を有さない、いわゆる中実断面であってもよいだけでなく、連続する空洞部分を有する中空断面やC字断面であってもよいことは前記の通りであるが、紡糸性や分割型複合繊維の分割性等を考慮すると、本発明のセパレータ材料に使用する分割型複合繊維は、繊維断面において、繊維長さ方向に連続する空洞部分を有する中空断面の繊維であることが好ましい。前記中空部分は空洞になっていれば中心(同心)に位置しなくても偏心していてもよいが、分割型複合繊維の生産性から考慮すると、同心に位置することが好ましい。また、中空部分の形状も円形、楕円形、異形のいずれであってもよい。また中空部分の中空率は、繊維断面積の5%以上40%以下の範囲であることが好ましい。中空率のより好ましい範囲は、8%以上30%以下であり、特に好ましくは10%以上25%以下である。中空率が5%未満であると、各構成成分を中空部分に露出させることが困難となり、中空部分が40%を超えると、生産性の点から困難となる傾向にあるからである。   The split composite fiber may have a so-called solid cross section that does not have a continuous cavity portion in the fiber length direction in the fiber cross section, and may have a hollow cross section or a C-shaped cross section that has a continuous cavity portion. As described above, the split composite fiber used for the separator material of the present invention may have a fiber length direction in the fiber cross-section in consideration of spinnability, splitability of the split composite fiber, and the like. It is preferable that the fiber has a hollow cross-section having a continuous cavity portion. If the hollow part is hollow, the hollow part may not be located in the center (concentric) or may be eccentric. However, considering the productivity of the split-type conjugate fiber, the hollow part is preferably located concentrically. Further, the shape of the hollow portion may be circular, elliptical, or irregular. The hollow ratio of the hollow portion is preferably in the range of 5% to 40% of the fiber cross-sectional area. A more preferable range of the hollow ratio is 8% or more and 30% or less, and particularly preferably 10% or more and 25% or less. This is because it is difficult to expose each constituent component to the hollow portion when the hollow ratio is less than 5%, and when the hollow portion exceeds 40%, it tends to be difficult in terms of productivity.

前記分割型複合繊維は、以下の方法で製造することができる。まず複数成分の異なる熱可塑性樹脂、好ましくは2成分のポリオレフィン系樹脂を用意し、公知の溶融紡糸機で、所望の分割型複合ノズル(例えば中空分割型複合ノズル)を用いて溶融紡糸することができる。このとき分割型複合繊維の断面構造、分割後の極細繊維の繊維断面形状、及び分割性を考慮し、それぞれの樹脂の溶融粘度を押出機のせん断力や紡糸温度などを調整して、繊維断面において1方の成分が他成分を巻き込んだりしないようにセクションを調整することが好ましい。溶融させた熱可塑性樹脂から紡糸フィラメント(未延伸糸)を得るが、紡糸フィラメントの繊度は2dtex以上12dtex以下が好ましい。   The split type composite fiber can be produced by the following method. First, a thermoplastic resin having a plurality of different components, preferably a two-component polyolefin resin, is prepared, and melt spinning using a desired split type composite nozzle (for example, a hollow split type composite nozzle) with a known melt spinning machine. it can. At this time, considering the cross-sectional structure of the split-type conjugate fiber, the fiber cross-sectional shape of the ultrafine fiber after splitting, and the splitting property, the melt viscosity of each resin is adjusted by adjusting the shearing force, spinning temperature, etc. of the extruder, and the fiber cross-section. It is preferable to adjust the section so that one component does not involve another component. A spun filament (undrawn yarn) is obtained from the molten thermoplastic resin, and the fineness of the spun filament is preferably 2 dtex or more and 12 dtex or less.

次いで、紡糸フィラメントは、必要に応じて延伸されるが、熱媒中にて80℃以上160℃以下、延伸倍率1.5倍以上8倍以下の条件で延伸される。延伸方法は特に限定されず、高温の熱水などの高温の液体で加熱しながら延伸を行う湿式延伸、高温の気体中又は高温の金属ロールなどで加熱しながら延伸を行う乾式延伸、100℃以上の水蒸気を常圧若しくは加圧状態にして繊維を加熱しながら延伸を行う水蒸気延伸などの公知の延伸処理を、1段階で延伸処理を行うこともできるし、公知の延伸方法による延伸処理を複数回に分けて行ういわゆる多段延伸処理を行うこともできる。この中でも生産性、経済性、また、未延伸繊維束全体を容易にかつ均一に加熱できることから、乾式延伸や湿式延伸を1段延伸もしくは2段延伸することが好ましい。得られた延伸フィラメントは、必要に応じて繊維処理剤が付与され、必要があれば捲縮付与処理が施され、所定の繊維長に切断されて得られる。   Next, the spinning filament is drawn as necessary, but is drawn in a heating medium under conditions of 80 ° C. or higher and 160 ° C. or lower and a draw ratio of 1.5 times or higher and 8 times or lower. The stretching method is not particularly limited, and wet stretching is performed while being heated with a high-temperature liquid such as high-temperature hot water, dry stretching is performed while being heated in a high-temperature gas or a high-temperature metal roll, and 100 ° C. or higher. A known stretching process such as steam stretching, in which the steam is stretched while heating the fiber under normal pressure or a pressurized state, can be performed in one step, and a plurality of stretching processes by a known stretching method can be performed. A so-called multi-stage stretching process can be performed separately. Among these, it is preferable to perform dry stretching or wet stretching in one or two stages because productivity, economy, and the whole unstretched fiber bundle can be easily and uniformly heated. The obtained drawn filament is obtained by applying a fiber treatment agent as necessary, and applying a crimping treatment if necessary, and cutting it into a predetermined fiber length.

前記分割型複合繊維から極細繊維を形成することは、後述するが繊維ウェブ及び不織布製造の過程において、繊維に外部から力を加えて、分割型複合繊維を分割することにより行う。繊維の分割は、例えば、高圧水流を噴射したり、ニードルパンチをしたりすることにより実施することができ、あるいは、湿式抄紙法により不織布を製造する場合には、抄紙の際の離解処理時に受ける衝撃を利用して実施することができる。   As will be described later, the ultrafine fibers are formed from the split composite fibers by splitting the split composite fibers by applying an external force to the fibers in the process of manufacturing the fiber web and the nonwoven fabric. The fiber can be divided by, for example, jetting a high-pressure water stream or performing needle punching, or when producing a nonwoven fabric by a wet papermaking method, the fiber is subjected to a disaggregation process during papermaking. It can be implemented using impact.

本発明のセパレータ材料における前記高強度複合繊維の含有量は、30質量%以上であることが好ましい。具体的には、高強度複合繊維のみ、すなわち100質量%であるか、または他の繊維を混合する場合は30質量%以上95質量%以下であると好ましい。前記高強度複合繊維の含有量が30質量%未満であると、セパレータ材料の構成繊維間が充分に熱接着されないことで充分な突き刺し強力や引張強力を得られないおそれがあるだけでなく、構成繊維間の空隙が多く残り、セパレータの性能が低下するおそれがある。他の繊維、具体的には前記極細繊維を含有する場合は、高強度複合繊維の含有量が95質量%を超えると、極細繊維と混綿しても極細繊維を混綿した効果が得られにくく、地合が均一で、緻密なセパレータ材料を得られなくなるおそれがある。本発明のセパレータ材料内部において、前記高強度複合繊維の含有量は50質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、65質量%以上85質量%以下であることが特に好ましく、68質量%以上78質量%以下が最も好ましい。   The content of the high-strength composite fiber in the separator material of the present invention is preferably 30% by mass or more. Specifically, only high-strength conjugate fibers, that is, 100% by mass, or 30% by mass to 95% by mass when other fibers are mixed is preferable. If the content of the high-strength composite fiber is less than 30% by mass, not only there is a possibility that sufficient piercing strength and tensile strength may not be obtained due to insufficient thermal bonding between the constituent fibers of the separator material. There are many voids between the fibers, and the performance of the separator may be reduced. When other fibers, specifically containing the ultrafine fibers, if the content of the high-strength composite fibers exceeds 95% by mass, it is difficult to obtain the effect of blending the ultrafine fibers even if blended with the ultrafine fibers, There is a possibility that a uniform separator material and a dense separator material cannot be obtained. In the separator material of the present invention, the content of the high-strength conjugate fiber is more preferably 50% by mass to 90% by mass, particularly preferably 65% by mass to 85% by mass, and 68% by mass. It is most preferably 78% by mass or less.

本発明のセパレータ材料における前記極細繊維の含有量は、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。極細繊維の含有量が5質量%以上とすると、セパレータ材料内部において、繊維間空隙により形成される不織布の平均孔径が小さく不織布の緻密性が維持されるので、セパレータ材料の耐ショート性が低下することもない。極細繊維の含有量が50質量%以下とすると、極細繊維同士および極細繊維と他の繊維とが絡みついたファイバーボール現象を引き起こすことがないので、地合いが均一な不織布が得られる。また、高強度複合繊維と併用することにより、セパレータとしての耐突き刺し性と緻密性を両立することができる。本発明のセパレータ材料において、前記極細繊維の含有量は10質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上35質量%以下であることが特に好ましく、22質量%以上32質量%以下が最も好ましい。   The content of the ultrafine fiber in the separator material of the present invention is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less. When the content of the ultrafine fiber is 5% by mass or more, the average pore diameter of the nonwoven fabric formed by the inter-fiber voids is small inside the separator material, and the denseness of the nonwoven fabric is maintained, so that the short-circuit resistance of the separator material is reduced. There is nothing. When the content of the ultrafine fibers is 50% by mass or less, a fiber ball phenomenon in which the ultrafine fibers and the ultrafine fibers and other fibers are entangled with each other is not caused, so that a nonwoven fabric having a uniform texture can be obtained. Moreover, by using together with a high-strength composite fiber, both puncture resistance and denseness as a separator can be achieved. In the separator material of the present invention, the content of the ultrafine fibers is more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, particularly preferably 15% by mass or more and 35% by mass or less, and more preferably 22% by mass or more and 32% by mass. % Or less is most preferable.

本発明のセパレータ材料は、本発明の効果が失われない範囲内において、前記極細繊維及び前記高強度複合繊維以外の他の繊維(以下、他の繊維とも称す)を含んでいてもよい。前記他の繊維はその種類が特に限定されず、ラミー(苧麻)、リネン(亜麻)、ケナフ(洋麻)、アバカ(マニラ麻)、ヘネケン(サイザル麻)、ジュート(黄麻)、ヘンプ(大麻)、ヤシ、パーム、コウゾ、ミツマタ、バガス等の天然繊維やビスコースレーヨン、テンセル(登録商標)、リヨセル(登録商標)、キュプラなどの半合成繊維(再生繊維ともいう)であってもよいが合成樹脂からなる繊維が好ましい。前記他の繊維に使用できる合成樹脂からなる繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどの公知のポリエステル系樹脂からなる単一繊維、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどの公知のポリエチレン系樹脂からなる単一繊維、通常のチーグラ・ナッタ触媒やメタロセン触媒を使用して重合されるアイソタクチック、アタクチック、シンジオタクチックなど公知のポリプロピレン系樹脂からなる単一繊維、若しくはこれらのポリオレフィンのモノマー同士の共重合樹脂、又はこれらのポリオレフィンを重合する際にメタロセン触媒(カミンスキー触媒ともいう)を使用したポリオレフィンなど公知のポリオレフィン系樹脂からなる単一繊維、ナイロン6、ナイロン66,ナイロン11、ナイロン12などの公知のポリアミドからなる単一繊維、アクリルニトリルからなる(ポリ)アクリルの単一繊維、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチックの単一繊維、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エンジニアリング・プラスチックの異なる種類の樹脂、又は同一の種類の異なるポリマー成分からなる樹脂(例えばポリエチレンテレフタレートとポリトリメチレンテレフタレート)同士を複合した複合繊維が挙げられる。前記他の繊維が複合繊維であった場合、その複合状態は特に限定されず、繊維断面において断面形状が芯鞘型複合繊維、偏心芯鞘型複合繊維、並列型複合繊維、柑橘類の房状の樹脂成分が交互に配置されている分割型複合繊維や海島型複合繊維であってもよい。本発明のセパレータ材料にはアルカリ性の水溶液に対する耐久性が求められるので、前記他の繊維としてはポリオレフィン系樹脂からなる単一繊維や、ポリオレフィン系樹脂からなる複合繊維が好ましく、一例として、単繊維強度が高い(例えば6.0cN/dtex以上)のポリプロピレン単一繊維や、低熱収縮性の複合繊維などが挙げられる。   The separator material of the present invention may contain fibers other than the ultrafine fibers and the high-strength composite fibers (hereinafter also referred to as other fibers) as long as the effects of the present invention are not lost. The type of the other fibers is not particularly limited. Ramie (linen), linen (flax), kenaf (marine), abaca (Manila hemp), Heneken (sisal hemp), jute (burlap), hemp (cannabis), Synthetic resins, which may be natural fibers such as palm, palm, mulberry, mitsumata, bagasse, and semi-synthetic fibers (also called regenerated fibers) such as viscose rayon, tencel (registered trademark), lyocell (registered trademark), and cupra. The fiber consisting of is preferred. Examples of the fibers made of a synthetic resin that can be used for the other fibers include, for example, a simple polyester resin such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polylactic acid, and polybutylene succinate. Single fiber, low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, single-fiber made of known polyethylene resin such as ultra-high molecular weight polyethylene, ordinary Ziegler-Natta catalyst or metallocene catalyst A single fiber made of a known polypropylene resin such as isotactic, atactic, syndiotactic, or a copolymer resin of these polyolefin monomers, or a polymer of these polyolefins. A single fiber made of a known polyolefin resin such as polyolefin using a metallocene catalyst (also called Kaminsky catalyst), a single fiber made of a known polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 11 or nylon 12, acrylic Nitrile (poly) acrylic single fibers, polycarbonate, polyacetal, polystyrene, single fibers of engineering plastics such as cyclic polyolefins, polyesters, polyolefins, polyamides, different types of resins of engineering plastics, or the same type of A composite fiber in which resins made of different polymer components (for example, polyethylene terephthalate and polytrimethylene terephthalate) are combined is exemplified. When the other fiber is a composite fiber, the composite state is not particularly limited, and the cross-sectional shape in the fiber cross section is a core-sheath type composite fiber, an eccentric core-sheath type composite fiber, a parallel type composite fiber, or a citrus tufted shape. It may be a split type composite fiber or a sea-island type composite fiber in which resin components are alternately arranged. Since the separator material of the present invention is required to have durability against an alkaline aqueous solution, the other fiber is preferably a single fiber made of a polyolefin-based resin or a composite fiber made of a polyolefin-based resin. Polypropylene single fiber with a high (for example, 6.0 cN / dtex or more), low heat shrinkable composite fiber, and the like.

前記他の繊維は、その断面形状、合成樹脂の種類、数、あるいは複数の樹脂成分からなる複合繊維であった場合は、合成樹脂の組み合わせや構成樹脂の複合形態が特に限定されないことは前述の通りだが、他の繊維の繊度、繊維長、断面形状、他の繊維が複合繊維であった場合は複合比も特に限定されるものではない。しかし、前記他の繊維が、高強度複合繊維の好ましい繊度の範囲や好ましい繊維長の範囲と大きく異なると抄紙法によって湿式繊維ウェブおよび湿式不織布を生産する際に生産性が低下するおそれがあるだけでなく、本発明の効果が損なわれるおそれがあることから、前記他の繊維の繊度も0.2dtex以上5.6dtex以下であることが好ましく、0.5dtex以上3.3dtex以下であることがより好ましい。また、湿式抄紙法により不織布を作製する場合、前記他の繊維の繊維長は1mm以上20mm以下であることが好ましく、3mm以上10mm以下であることがより好ましい。   When the other fiber is a composite fiber composed of a cross-sectional shape, a type of synthetic resin, a number, or a plurality of resin components, the combination of the synthetic resins and the composite form of the constituent resins are not particularly limited. However, the fineness of other fibers, fiber length, cross-sectional shape, and the composite ratio is not particularly limited when the other fibers are composite fibers. However, if the other fibers are significantly different from the preferred fineness range and preferred fiber length range of the high-strength composite fibers, the productivity may be reduced when producing wet fiber webs and wet nonwoven fabrics by the papermaking method. In addition, since the effects of the present invention may be impaired, the fineness of the other fibers is preferably 0.2 dtex or more and 5.6 dtex or less, more preferably 0.5 dtex or more and 3.3 dtex or less. preferable. Moreover, when producing a nonwoven fabric by a wet papermaking method, the fiber length of the other fibers is preferably 1 mm or more and 20 mm or less, and more preferably 3 mm or more and 10 mm or less.

前記他の繊維は、セパレータ材料中に50質量%未満の割合で含まれていてもよい。すなわち前記極細繊維と高強度複合繊維を合わせたものがセパレータ材料中に50質量%以上含まれていることが好ましい。極細繊維と高強度複合繊維を合わせた含有量が50質量%未満となると、セパレータ材料の機械的特性が低下したり、通気度、保液性が低下したりして、電池特性が低下するおそれがある。本発明のセパレータ材料には、前記極細繊維と前記高強度複合繊維が合わせて70質量%以上含まれていることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、前記極細繊維または極細繊維を発生し得る繊維と、前記高強度複合繊維の2つの繊維のみで構成されることが最も好ましい。   The said other fiber may be contained in the separator material in the ratio of less than 50 mass%. That is, it is preferable that 50 mass% or more of the ultrafine fiber and the high strength composite fiber are contained in the separator material. If the total content of ultrafine fibers and high-strength composite fibers is less than 50% by mass, the mechanical properties of the separator material may be deteriorated, or the air permeability and liquid retention may be reduced, leading to deterioration of battery properties. There is. The separator material of the present invention preferably contains 70% by mass or more of the ultrafine fiber and the high-strength composite fiber, more preferably 80% by mass or more, and the ultrafine fiber or ultrafine fiber. It is most preferable that it is composed of only two fibers, i.e., a fiber capable of generating a high-strength composite fiber.

本発明のセパレータ材料について、不織布の製造方法に従って説明する。本発明のセパレータ材料は、単繊維強度が4.0cN/dtex以上であり、伸度が30%より大きく60%以下、かつヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満の高強度複合繊維、必要があれば繊度が0.5dtex以下の極細繊維及び/または前記極細繊維を発生しうる繊維(海島型複合繊維や分割型複合繊維が含まれ、以下、単に極細繊維発生繊維とも称す)、さらに必要であれば前記混合繊維を用意し、これらの繊維が均一に混合した繊維ウェブを作製する。繊維ウェブは、公知の方法で作製することができ、例えば、カード法、エアレイド法、湿式抄紙法、スパンボンド法、メルトブローン法などが挙げられる。なかでも、湿式抄紙法は、均一な繊維ウェブが得られる点で好ましい。前記繊維ウェブは、例えば、公知の湿式抄紙法に従って製造し、前記繊維ウェブを、前記高強度複合繊維に含まれる低融点樹脂の融点をTm(℃)としたときTm−10℃以上、Tm+60℃以下の温度で熱処理することで、少なくとも前記高強度複合繊維に含まれる樹脂の一部によって構成する繊維同士が熱接着されて不織布を作製することができる。前記繊維ウェブや熱処理を行った後の不織布には、必要に応じて、繊維交絡処理に付してよいし、極細繊維発生繊維からの極細繊維の発生が少なければ、繊維ウェブや湿式不織布に対し分割処理(例えば高圧水流による分割処理)を行ってもよい。 The separator material of this invention is demonstrated according to the manufacturing method of a nonwoven fabric. The separator material of the present invention has a high-strength composite fiber having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, an elongation of 30% to 60% and a Young's modulus of 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2. If necessary, fine fibers having a fineness of 0.5 dtex or less and / or fibers capable of generating the ultrafine fibers (including sea-island type composite fibers and split type composite fibers, hereinafter also referred to simply as ultrafine fiber generating fibers), Further, if necessary, the mixed fiber is prepared, and a fiber web in which these fibers are uniformly mixed is prepared. The fiber web can be produced by a known method, and examples thereof include a card method, an airlaid method, a wet papermaking method, a spunbond method, and a meltblown method. Among these, the wet papermaking method is preferable in that a uniform fiber web can be obtained. The fiber web is produced, for example, according to a known wet papermaking method, and the fiber web is Tm-10 ° C. or higher and Tm + 60 ° C. when the melting point of the low melting point resin contained in the high-strength composite fiber is Tm (° C.). By performing heat treatment at the following temperature, at least a part of the fibers constituted by a part of the resin contained in the high-strength composite fiber is thermally bonded to produce a nonwoven fabric. The nonwoven fabric after performing the fiber web or heat treatment may be subjected to fiber entanglement treatment if necessary, and if the generation of ultrafine fibers from the ultrafine fiber generating fibers is small, A dividing process (for example, a dividing process using a high-pressure water flow) may be performed.

本発明のセパレータ材料は、緻密性や均一性の点から湿式抄紙法による不織布(以下、「湿式不織布」という)であることが好ましい。湿式不織布は、以下の方法で製造することができる。まず、前記高強度複合繊維、必要があれば繊度が0.5dtex以下の極細繊維及び/または前記極細繊維発生繊維を混合し、さらに必要であれば前記他の繊維を混合し、これらの繊維が0.005〜0.6質量%の濃度になるよう水に均一に分散した水分散スラリーを調整する。このとき離解機を用いて極細繊維発生繊維の少なくとも一部を分割させて、極細繊維を発生させることができる。前記離解機としては、パルパー、チェスト、リファイナー等が挙げられる。なかでも、パルパーが撹拌時間、回転数で制御することによって前記極細繊維発生繊維からの極細繊維の発生状況を調整することができるため好ましい。湿式抄紙段階における極細繊維が発生している割合(前記極細繊維発生繊維が分割型複合繊維であれば、分割型複合繊維の分割率)は、50%以上、95%以下であることが好ましい。極細繊維が発生している割合が50%未満であると、得られる湿式不織布全体の緻密性が損なわれるおそれがあるだけでなく、後述する親水化処理において均一な処理が困難となるおそれがある。極細繊維が発生している割合が湿式抄紙段階にて95%を超えると、ファイバーボールが発生しやすくなり、均一な湿式不織布が得られないおそれがある。次に、前記水分散スラリーを湿式抄紙して繊維ウェブを得る。この湿式抄紙法としては、従来公知の方法、例えば短網方式、円網方式、長網方式、又は長網・円網コンビネーション方式、短網・円網コンビネーション方式といった公知の抄紙方法のうちいずれかを組み合わせた湿式抄紙方式により繊維ウェブを形成できる。   The separator material of the present invention is preferably a non-woven fabric obtained by a wet papermaking method (hereinafter referred to as “wet non-woven fabric”) in terms of denseness and uniformity. The wet nonwoven fabric can be produced by the following method. First, the high-strength composite fiber, if necessary, the ultrafine fiber having a fineness of 0.5 dtex or less and / or the ultrafine fiber generating fiber are mixed, and if necessary, the other fibers are mixed. A water-dispersed slurry that is uniformly dispersed in water so as to have a concentration of 0.005 to 0.6% by mass is prepared. At this time, an ultrafine fiber can be generated by dividing at least a part of the ultrafine fiber generating fiber using a disaggregator. Examples of the disaggregator include a pulper, a chest, and a refiner. Especially, since the generation condition of the ultrafine fiber from the said ultrafine fiber generation fiber can be adjusted by a pulper controlling with stirring time and rotation speed, it is preferable. The ratio of the generation of ultrafine fibers in the wet papermaking stage (if the ultrafine fiber-generating fiber is a split type composite fiber) is preferably 50% or more and 95% or less. If the ratio of the occurrence of ultrafine fibers is less than 50%, not only the denseness of the entire wet nonwoven fabric obtained may be impaired, but also uniform treatment may be difficult in the hydrophilization treatment described later. . If the proportion of ultrafine fibers generated exceeds 95% at the wet papermaking stage, fiber balls are likely to be generated, and a uniform wet nonwoven fabric may not be obtained. Next, wet papermaking is performed on the water-dispersed slurry to obtain a fiber web. As this wet papermaking method, any of the conventionally known methods such as a short net method, a circular net method, a long net method, or a known paper making method such as a long net / circular net combination method, a short net / circular net combination method, etc. A fiber web can be formed by a wet papermaking method in combination.

次に、上述した各湿式抄紙法で得られた繊維ウェブは、熱処理が施されて、繊維ウェブの構成繊維間が熱接着される。このとき、少なくとも前記高強度複合繊維に含まれる樹脂の一部によって構成する繊維同士が熱接着されて、熱接着不織布を得る。熱処理の条件は、繊維ウェブの目付、繊維ウェブの厚み、及び湿式不織布に含まれる繊維を構成する樹脂の種類等に応じて適宜選択される。熱処理に用いる熱処理機としては、公知の熱処理機を用いることができるが、前記繊維ウェブの構成繊維間を熱接着しながら乾燥させることができる熱処理機が好ましく、例えば、シリンダードライヤー(ヤンキードライヤー)、熱風吹き付け加工機、熱ロール加工機、または熱エンボス加工機等を用いることができる。特にシリンダードライヤー(ヤンキードライヤー)は、繊維ウェブを加熱ロールに接触させることにより熱接着処理を行うことができるので、構成する繊維同士の交絡点において単なる点接着にならず面接着となり、不織布の厚みを調整しながら、効果的に繊維同士を熱接着させることができ、好ましい。熱処理の温度は、前記高強度複合繊維に含まれる低融点成分の融点をTm(℃)としたときTm−10℃以上Tm+60℃以下の温度で熱処理される。例えば前記高強度複合繊維の鞘成分がポリエチレン系樹脂であれば120℃以上160℃以下であることが好ましく、特に、高密度ポリエチレンである場合は、130℃以上150℃以下であることが好ましい。芯鞘型複合繊維の場合、熱処理温度の上限は、芯成分(高融点成分)の融点よりも10℃以上低い温度であることが好ましい。前記高強度複合繊維の鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂であれば、熱処理の温度は130℃以上160℃以下、好ましくは140℃以上150℃以下である。また、前記高強度複合繊維の鞘成分がポリプロピレン系樹脂であれば熱処理の温度は150℃以上200℃以下、好ましくは160℃以上180℃以下である。   Next, the fiber web obtained by each wet papermaking method described above is subjected to heat treatment, and the constituent fibers of the fiber web are thermally bonded. At this time, fibers composed of at least a part of the resin contained in the high-strength conjugate fiber are thermally bonded to obtain a thermally bonded nonwoven fabric. The conditions for the heat treatment are appropriately selected according to the basis weight of the fiber web, the thickness of the fiber web, and the type of resin constituting the fiber contained in the wet nonwoven fabric. As the heat treatment machine used for the heat treatment, a known heat treatment machine can be used, but a heat treatment machine capable of drying while thermally bonding the constituent fibers of the fiber web is preferable. For example, a cylinder dryer (Yankee dryer), A hot air spraying machine, a hot roll processing machine, a hot embossing machine, or the like can be used. In particular, the cylinder dryer (Yankee dryer) can perform thermal bonding treatment by bringing the fiber web into contact with a heating roll, so that it becomes surface bonding instead of mere point bonding at the entanglement point between the constituent fibers, and the thickness of the nonwoven fabric. The fibers can be effectively thermally bonded to each other while adjusting the thickness. The heat treatment is performed at a temperature of Tm-10 ° C. or higher and Tm + 60 ° C. or lower, where Tm (° C.) is the melting point of the low melting point component contained in the high strength composite fiber. For example, when the sheath component of the high-strength composite fiber is a polyethylene resin, the temperature is preferably 120 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. In particular, when it is high-density polyethylene, the temperature is preferably 130 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. In the case of the core-sheath type composite fiber, the upper limit of the heat treatment temperature is preferably 10 ° C. or lower than the melting point of the core component (high melting point component). If the sheath component of the high-strength composite fiber is an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, the temperature of the heat treatment is 130 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Further, when the sheath component of the high-strength composite fiber is a polypropylene resin, the heat treatment temperature is 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, preferably 160 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.

前記熱処理された熱接着不織布は、少なくとも前記高強度複合繊維に含まれる低融点の樹脂成分によって構成繊維間の少なくとも一部が熱接着していれば特に限定されず、目付、厚み、平均孔径、引張強力などは特に限定されない。しかし、熱接着不織布の目付は、10g/m2以上100g/m2以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい目付は、20g/m2以上90g/m2以下の範囲であり、特に好ましくは25g/m2以上80g/m2以下の範囲であり、最も好ましくは30g/m2以上80g/m2以下の範囲である。熱接着不織布の目付が10g/m2未満であると、不織布に粗密が生じて、セパレータとして使用したときに短絡が生じることがある。熱接着不織布の目付が100g/m2を越えると、セパレータの厚みも大きくなり、その分、電池内の正極および負極の量が少なくなるおそれがある。 The heat-bonded non-woven fabric subjected to the heat treatment is not particularly limited as long as at least part of the constituent fibers is thermally bonded by at least a low melting point resin component contained in the high-strength composite fiber, and the basis weight, thickness, average pore diameter, The tensile strength is not particularly limited. However, the basis weight of the heat-bonding nonwoven fabric is preferably in the range of 10 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less. A more preferable basis weight is in a range of 20 g / m 2 or more and 90 g / m 2 or less, particularly preferably in a range of 25 g / m 2 or more and 80 g / m 2 or less, and most preferably 30 g / m 2 or more and 80 g / m 2. The range is as follows. If the basis weight of the heat-bonding nonwoven fabric is less than 10 g / m 2 , the nonwoven fabric may become dense and short-circuited when used as a separator. When the basis weight of the heat-bonding nonwoven fabric exceeds 100 g / m 2 , the thickness of the separator increases, and the amount of the positive electrode and the negative electrode in the battery may be reduced accordingly.

前記熱接着不織布の厚みは、150μm以上350μm以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、200μm以上300μm以下の範囲内にあり、特に好ましくは230μm以上270μm以下の範囲内にある。熱接着不織布の厚みが上記範囲内にあると、繊維同士の熱接着が強固にされつつ、電池内で圧縮・解放が繰り返されるときに厚み方向に生じる圧力に対して、吸収・回復する厚みを確保することができるからである。熱接着不織布の厚みが150μm未満であると、地合いムラが生じるおそれや、セパレータ材料の突き刺し強力が低下するおそれがある。熱接着不織布の厚みが350μmより大きくなると、セパレータ厚みが大きくなるので電池内の正極および負極の量が少なくなる。   The thickness of the heat-bonding nonwoven fabric is preferably in the range of 150 μm or more and 350 μm or less. More preferably, it exists in the range of 200 micrometers or more and 300 micrometers or less, Most preferably, it exists in the range of 230 micrometers or more and 270 micrometers or less. When the thickness of the heat-bonding nonwoven fabric is within the above range, the thickness that absorbs / recovers against the pressure generated in the thickness direction when compression / release is repeated in the battery while the heat-bonding of fibers is strengthened. This is because it can be secured. If the thickness of the heat-bonding nonwoven fabric is less than 150 μm, uneven formation may occur or the piercing strength of the separator material may be reduced. When the thickness of the heat-bonding nonwoven fabric is larger than 350 μm, the separator thickness is increased, so that the amount of the positive electrode and the negative electrode in the battery decreases.

前記熱接着不織布は、比容積が3.5cm3/g以上、6.0cm3/gの範囲内にあることが好ましい。熱接着不織布の比容積が3.5cm3/g未満であると、熱接着不織布が緻密になりすぎるため、得られるセパレータ材料も緻密なものになり、電解液の保持性が低下し、電池の内部抵抗が上昇することがあるほか、セパレータ材料の柔軟性が失われ、セパレータ材料としての工程性が低下するおそれがある。一方、セパレータ材料の比容積が6.0cm3/gを超えると、セパレータ材料の嵩が大きくなりすぎ、セパレータ材料の孔径を小さくすることが困難となり、その結果、微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。本発明のセパレータ材料におけるより好ましい比容積は、3.7cm3/g以上、5.8cm3/g以下であり、4.0cm3/g以上5.5cm3/g以下であることが特に好ましく、4.2cm3/g以上5.2cm3/g以下であることが最も好ましい。 The heat bonding nonwoven fabric preferably has a specific volume of 3.5 cm 3 / g or more and 6.0 cm 3 / g. If the specific volume of the heat-bonding nonwoven fabric is less than 3.5 cm 3 / g, the heat-bonding nonwoven fabric will be too dense, and the resulting separator material will also be dense, reducing the electrolyte retention, In addition to an increase in internal resistance, the flexibility of the separator material is lost, and the processability as the separator material may be reduced. On the other hand, when the specific volume of the separator material exceeds 6.0 cm 3 / g, the bulk of the separator material becomes too large and it becomes difficult to reduce the pore diameter of the separator material, and as a result, a fine powder short circuit is likely to occur. There is a tendency. Preferred specific volume than in the separator material of the present invention, 3.7 cm 3 / g or more, or less 5.8 cm 3 / g, particularly preferably 4.0 cm 3 / g or more 5.5cm is 3 / g or less Most preferably, it is 4.2 cm 3 / g or more and 5.2 cm 3 / g or less.

次に、得られた熱接着不織布に対して、必要に応じて親水化処理を施すことができる。本発明のセパレータ材料は、ポリオレフィン系樹脂からなる極細繊維や高強度複合繊維を70質量%以上含んでいることが好ましいが、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂以外のポリオレフィン系樹脂は一般的に疎水性が強いため、セパレータ材料に求められる親水性を示さないことが多いため、親水化処理を行うことが好ましい。親水化処理は、セパレータ材料の製造において常套的に用いられている任意の方法を用いて実施してよい。親水化処理は、具体的には、フッ素雰囲気に晒す処理(以下、単にフッ素処理という。)、ビニルモノマーのグラフト重合処理、スルホン化処理、オゾンガス処理、コロナ放電処理やプラズマ放電処理といった、各種放電処理、界面活性剤処理または親水性樹脂付与処理、或いはこれらの親水化処理を繰り返す処理や、組み合わせて行う親水化処理等が挙げられる。   Next, the obtained heat-bonding nonwoven fabric can be subjected to a hydrophilic treatment as necessary. The separator material of the present invention preferably contains 70% by mass or more of ultrafine fibers and high-strength composite fibers made of polyolefin resin, but polyolefin resins other than ethylene-vinyl alcohol copolymer resins are generally hydrophobic. Therefore, the hydrophilicity required for the separator material is often not exhibited. Therefore, it is preferable to perform a hydrophilic treatment. The hydrophilization treatment may be performed using any method conventionally used in the production of separator materials. Specifically, the hydrophilization treatment includes various discharges such as treatment exposed to a fluorine atmosphere (hereinafter simply referred to as fluorine treatment), vinyl monomer graft polymerization treatment, sulfonation treatment, ozone gas treatment, corona discharge treatment and plasma discharge treatment. Examples thereof include a treatment, a surfactant treatment, a hydrophilic resin application treatment, a treatment for repeating these hydrophilic treatments, and a hydrophilic treatment performed in combination.

例えばコロナ放電処理であれば、熱接着不織布の両面にそれぞれ1〜20回処理するとよく、処理した総放電量が0.05〜10kW・分/m2の範囲で処理するとよい。フッ素処理であれば、熱接着不織布を窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスで希釈したフッ素ガスと、酸素ガスや亜硫酸ガス(二酸化硫黄ガスとも称す)、二酸化炭素ガス等との混合ガスにさらすことによって、熱接着不織布表面に親水基を導入する方法が挙げられる。なお、熱接着不織布表面に対して亜硫酸ガスを接触、反応させた後、フッ素ガスを接触、反応させると、より効率的に恒久的な親水性を付与することができる。フッ素処理を行った場合には、処理後の熱接着不織布を水酸化カリウム水溶液などのアルカリ溶液中で中和処理し、温水洗浄、乾燥させて処理してもよい。 For example, in the case of corona discharge treatment, it may be treated 1 to 20 times on both sides of the heat-bonded nonwoven fabric, and the treated total discharge amount may be treated in the range of 0.05 to 10 kW · min / m 2 . In the case of fluorine treatment, the thermal bonding nonwoven fabric is exposed to a mixed gas of fluorine gas diluted with an inert gas such as nitrogen, argon or helium, oxygen gas, sulfurous acid gas (also called sulfur dioxide gas), carbon dioxide gas, etc. By this, the method of introduce | transducing a hydrophilic group into the heat bonding nonwoven fabric surface is mentioned. In addition, after making sulfurous acid gas contact and react with the thermobonding nonwoven fabric surface, when making fluorine gas contact and react, permanent hydrophilicity can be provided more efficiently. When the fluorine treatment is performed, the heat-bonded nonwoven fabric after the treatment may be neutralized in an alkaline solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, washed with warm water, and dried.

グラフト重合処理であれば、ビニルモノマーと重合開始剤とを含む溶液中に熱接着不織布を浸漬して加熱する方法、熱接着不織布にビニルモノマーを塗布した後に放射線を照射する方法等を用いるとよく、さらに、ビニルモノマー溶液と熱接着不織布とを接触させる前に、紫外線照射、コロナ放電、プラズマ放電などにより、熱接着不織布表面を改質処理すれば、効率的にグラフト重合でき好ましい。   If it is a graft polymerization treatment, a method of immersing a heat-bonded nonwoven fabric in a solution containing a vinyl monomer and a polymerization initiator and heating, a method of irradiating radiation after applying a vinyl monomer to the heat-bonded nonwoven fabric, etc. may be used. Furthermore, it is preferable that the surface of the heat-bonded nonwoven fabric is modified by ultraviolet irradiation, corona discharge, plasma discharge, or the like before the vinyl monomer solution and the heat-bonded nonwoven fabric are brought into contact with each other because efficient graft polymerization can be achieved.

スルホン化処理としては、濃硫酸を用いた処理、発煙硫酸を用いた処理、クロロスルホン酸を用いた処理、無水硫酸を用いた処理などが挙げられ、濃硫酸、発煙硫酸、三酸化イオウ、クロロ硫酸、又は塩化スルフリルからなる溶液中に、熱接着不織布を浸漬して熱接着不織布表面にスルホン酸基を導入する方法や、一酸化硫黄ガス、二酸化硫黄ガス或いは三酸化硫黄ガスなど各種硫黄酸化物ガス含有雰囲気中で放電処理を熱接着不織布表面に作用させて、熱接着不織布表面にスルホン酸基を導入する方法などが挙げられる。スルホン化処理を行った場合には処理後の湿式不織布をアルカリ溶液中で中和処理し、温水洗浄、乾燥させて処理してもよい。   Examples of the sulfonation treatment include treatment with concentrated sulfuric acid, treatment with fuming sulfuric acid, treatment with chlorosulfonic acid, treatment with anhydrous sulfuric acid, and the like. Concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, sulfur trioxide, chloro Various sulfur oxides such as sulfur monoxide gas, sulfur dioxide gas or sulfur trioxide gas, or a method of introducing a sulfonic acid group into the surface of the heat-bonded nonwoven fabric by dipping the heat-bonded nonwoven fabric in a solution of sulfuric acid or sulfuryl chloride Examples thereof include a method of introducing a sulfonic acid group into the surface of the heat-bonded nonwoven fabric by applying a discharge treatment to the surface of the heat-bonded nonwoven fabric in a gas-containing atmosphere. When the sulfonation treatment is performed, the treated wet nonwoven fabric may be neutralized in an alkaline solution, washed with warm water and dried.

界面活性剤処理であれば、親水性能を有するアニオン系界面活性剤又はノニオン系界面活性剤の溶液中に熱接着不織布を浸漬し、あるいは塗布して付着させる方法等がある。なお、前記親水化処理方法は、上述したいかなる方法であっても、また、二種以上組み合わせても構わない。また後述する厚み調整工程の前に行ってもよく、厚み調整工程の後に行ってもよいが、厚み調整工程後に親水化処理を実施すると、熱接着不織布内部に付着させる成分や、熱接着不織布表面の炭素原子と反応させる成分(例えばフッ素ガスや亜硫酸ガス、発煙硫酸、硫黄酸化物ガスなど)が浸透しにくくなるおそれがあるので、厚み調整工程の前に実施することが好ましい。   In the case of a surfactant treatment, there is a method of immersing or applying a thermal bonding nonwoven fabric in a solution of an anionic surfactant or a nonionic surfactant having hydrophilic performance. The hydrophilic treatment method may be any method described above, or a combination of two or more. Moreover, it may be performed before the thickness adjusting step described later, or after the thickness adjusting step. However, when a hydrophilic treatment is performed after the thickness adjusting step, the components adhered to the inside of the heat-bonding nonwoven fabric or the surface of the heat-bonding nonwoven fabric Since it may be difficult for a component (for example, fluorine gas, sulfurous acid gas, fuming sulfuric acid, sulfur oxide gas, and the like) to react with the carbon atom of the gas, it is preferable to carry out before the thickness adjusting step.

本発明のセパレータ材料の製造方法において、得られた前記熱接着不織布に対して熱カレンダー加工を施して、少なくとも1回の厚み調整工程を実施してセパレータ材料に適する厚みに調整する。厚み調整工程を熱接着不織布に対して行う際は、40℃より高く、熱接着不織布の構成繊維が溶融する温度より10℃以上低い温度の1対のプレス機(熱カレンダーロール)を用いて、前記不織布を厚みが50μm以上300μm以下となるようにプレスされることが好ましい。かかる処理を施すことにより、熱接着不織布を所望の厚みに調整するとともに、熱接着不織布中に極細繊維が充分に発生していない極細繊維を発生し得る繊維が存在する場合、極細繊維の発生する割合をさらに高めることができる。1対のプレス機としては、ロール型、平板型などが挙げられるが、生産性を考慮すると平ロール型のカレンダー加工機を用いることが好ましい。より好ましい加工温度の下限は、45℃より高い温度である。より好ましい加工温度の上限は、不織布を構成する繊維の溶融する温度より30℃以上低い温度であり、さらにより好ましい加工温度の下限は、50℃より高い温度である。さらにより好ましい加工温度の上限は、不織布を構成する繊維の溶融する温度より40℃以上低い温度である。加工温度が低すぎると、不織布の幅方向で厚み斑が生じたり、加工後不織布の厚みが復元する(厚み回復)現象を引き起こしたりするおそれがある。加工温度が構成繊維の溶融する温度より10℃低い温度を超えると、不織布表面の繊維間空隙が閉塞され、電解液及びガス通過性を低下させるおそれがあるだけでなく、前述したスルホン化処理などの親水化処理を行った後に厚み調整工程を実施する場合において、厚み調整工程の温度により、親水化処理で付与された親水基が劣化して、熱接着不織布の親水性が減衰するおそれがある。   In the method for producing a separator material of the present invention, the obtained heat-bonding nonwoven fabric is subjected to a heat calendering process, and at least one thickness adjustment step is performed to adjust the thickness to be suitable for the separator material. When performing the thickness adjustment step on the thermobonding nonwoven fabric, using a pair of press machines (thermal calender rolls) having a temperature higher than 40 ° C. and 10 ° C. lower than the temperature at which the constituent fibers of the thermobonding nonwoven fabric are melted, It is preferable that the non-woven fabric is pressed so as to have a thickness of 50 μm to 300 μm. By performing such treatment, the thermobonding nonwoven fabric is adjusted to a desired thickness, and when there are fibers that can generate ultrafine fibers in which the ultrafine fibers are not sufficiently generated, the ultrafine fibers are generated. The ratio can be further increased. Examples of the pair of press machines include a roll type and a flat plate type, but it is preferable to use a flat roll type calendering machine in consideration of productivity. A more preferable lower limit of the processing temperature is a temperature higher than 45 ° C. A more preferable upper limit of the processing temperature is a temperature lower by 30 ° C. or more than a temperature at which the fibers constituting the nonwoven fabric melt, and an even more preferable lower limit of the processing temperature is a temperature higher than 50 ° C. An even more preferable upper limit of the processing temperature is a temperature that is 40 ° C. or more lower than the melting temperature of the fibers constituting the nonwoven fabric. If the processing temperature is too low, thickness unevenness may occur in the width direction of the nonwoven fabric, or the thickness of the nonwoven fabric may be restored (thickness recovery) after processing. When the processing temperature exceeds a temperature 10 ° C. lower than the melting temperature of the constituent fibers, not only the gap between the fibers on the nonwoven fabric surface is blocked, but the electrolyte and gas permeability may be lowered. In the case where the thickness adjustment step is performed after the hydrophilization treatment is performed, the hydrophilic group imparted by the hydrophilization treatment may deteriorate due to the temperature of the thickness adjustment step, and the hydrophilicity of the heat-bonded nonwoven fabric may be attenuated. .

前記厚み調整工程において、プレス処理における線圧は、150N/cm以上1500N/cm以下であることが好ましい。より好ましい線圧の下限は、200N/cmである。さらに好ましい線圧の下限は、300N/cmである。より好ましい線圧の上限は、1000N/cmである。さらに好ましい線圧の上限は、800N/cmである。線圧が150N/cm未満であると、厚み調整工程が不安定になるおそれがあり、線圧が1500N/cmを超えると、不織布表面がフィルム化し易い傾向となり、ガス及び電解液通過性に支障をきたすおそれがある。   In the thickness adjusting step, the linear pressure in the press treatment is preferably 150 N / cm or more and 1500 N / cm or less. A more preferable lower limit of the linear pressure is 200 N / cm. A more preferable lower limit of the linear pressure is 300 N / cm. A more preferable upper limit of the linear pressure is 1000 N / cm. A more preferable upper limit of the linear pressure is 800 N / cm. If the linear pressure is less than 150 N / cm, the thickness adjustment process may become unstable. If the linear pressure exceeds 1500 N / cm, the nonwoven fabric surface tends to be easily formed into a film, which hinders gas and electrolyte permeability. There is a risk of causing.

本発明のセパレータ材料の製造方法は、下記に示す方法でも特定できる。繊維強度が4.0cN/dtex以上、伸度が30%より大きく60%以下である高強度複合繊維を含むスラリーを湿式抄紙して繊維ウェブを得る工程、前記繊維ウェブに熱処理を施し、少なくとも前記高強度複合繊維に含まれる樹脂の一部によって繊維ウェブを構成する繊維同士を熱接着させた熱接着不織布を得る工程、前記熱接着不織布に熱カレンダー加工を施して、少なくとも1回の厚み調整を行う工程を含み、前記熱接着不織布の不織布厚みをT1、前記厚み調整後の不織布厚みをT2としたとき、厚み比(T2/T1)が0.65以下になるように厚み調整することを特徴とする。上記製造方法によれば、高強度複合繊維が繊維の長さ方向への圧力に対して適度に伸びたり変形するのに加えて、高強度複合繊維の熱接着によって得られる繊維交絡点が面接着されるので、繊維交絡点間で繊維のひずみが比較的生じやすく、繊維断面方向に適度にたわむようになるため、この高強度複合繊維を含むセパレータ材料は、突き刺し強力や引張強力といった機械的特性と、特に厚さ方向の柔軟性が両立される。その結果、電池内に混入した異物や、デンドライトなどの針状異物と接触し、圧力を受けた際、高強度複合繊維が適度にたわんだり、変形したりすることで、セパレータ材料に加えられる圧力を繊維が分散または吸収するようになり、異物によって変形はするものの、異物が突き抜けにくい、耐ショート性の高いセパレータ材料となる。 The manufacturing method of the separator material of this invention can also be specified by the method shown below. A step of wet-making a slurry containing a high-strength composite fiber having a fiber strength of 4.0 cN / dtex or more and an elongation of greater than 30% but not more than 60% to obtain a fiber web, heat-treating the fiber web, A step of obtaining a heat-bonded nonwoven fabric in which fibers constituting the fiber web are thermally bonded to each other by a part of the resin contained in the high-strength composite fiber, and heat calendering the heat-bonded nonwoven fabric, and at least one thickness adjustment is performed. comprise conducting, T 1 the non-woven fabric thickness of said thermal bonding nonwoven fabric, when the nonwoven fabric thickness after the thickness adjustment was T 2, the thickness adjusted to the thickness ratio (T 2 / T 1) is 0.65 or less It is characterized by doing. According to the above manufacturing method, in addition to the high-strength conjugate fiber appropriately extending or deforming with respect to the pressure in the length direction of the fiber, the fiber entanglement point obtained by thermal bonding of the high-strength conjugate fiber is surface bonded. Therefore, the strain of the fiber is relatively likely to occur between the fiber entanglement points, and the separator material containing this high-strength composite fiber has mechanical characteristics such as piercing strength and tensile strength. And particularly flexibility in the thickness direction. As a result, the pressure applied to the separator material by contact with foreign matter mixed in the battery or needle-like foreign matter such as dendrites and when the pressure is applied, the high-strength composite fiber will bend and deform appropriately. The fiber is dispersed or absorbed, and although it is deformed by a foreign substance, the foreign substance is difficult to penetrate and a separator material with high short-circuit resistance is obtained.

前記厚み比が0.65以下となるためには、厚み調整工程前の熱接着不織布が比較的嵩高であることが好ましい。このような嵩高な熱接着不織布に対して厚み調整工程を行うことで、セパレータ材料に適した厚さを有しつつ内部に空隙が残存する、柔軟で、かつ嵩回復性の高いセパレータ材料となる。前記厚み比が0.65を超えていると、厚み調整工程前の熱接着不織布が、既に緻密で内部に空隙の少ない熱接着不織布となっているため、厚み調整工程によって、さらに内部の空隙が少なくなるため、得られるセパレータ材料が剛性の高いものとなりやすく電池内部に装填した際、内圧の低減効果が少なくなることがある。   In order for the thickness ratio to be 0.65 or less, it is preferable that the heat-bonded nonwoven fabric before the thickness adjustment step is relatively bulky. By performing the thickness adjustment step on such a bulky heat-bonded nonwoven fabric, it becomes a flexible separator material having a thickness suitable for the separator material while leaving voids therein and having a high bulk recovery property. . If the thickness ratio exceeds 0.65, the heat-bonded nonwoven fabric before the thickness adjustment step is already dense and the heat-bonded nonwoven fabric with few voids inside. Therefore, the resulting separator material tends to be highly rigid, and when it is loaded inside the battery, the effect of reducing the internal pressure may be reduced.

前記厚み比は、厚み調整工程を1回行う場合は厚み調整工程の前後の厚みから求めることができる。厚み調整工程を複数回行う場合は、1回目の厚み調整工程を行う前の厚みをT1とし、最後の厚み調整工程後の厚みをT2とする。なお、厚み調整工程前の厚みは、厚みが大きく変動していなければ、厚み調整工程を行う直前の厚みでなくてもよく、厚み調整工程前の厚みとして、湿式抄紙後の熱処理が終了した後の熱接着不織布の厚みを厚み調整工程前の厚み(T1)とし、厚み調整工程後の厚みが大きく変動していなければ、得られたセパレータ材料の厚みを厚み調整工程後の厚み(T2)としてもよい。より好ましい厚み比(T2/T1)が0.6以下であり、さらにより好ましくは0.55以下である。厚み比の下限は特に限定されないが、厚み比が0.15未満であると厚み調整工程で過度に圧縮されるため、熱接着不織布が緻密になりすぎる、あるいはフィルム状になるおそれがあり好ましくない。より好ましい厚み比の下限は0.3以上であり、さらによりこのましくは0.4以上である。 The said thickness ratio can be calculated | required from the thickness before and behind a thickness adjustment process, when performing a thickness adjustment process once. If a plurality of times the thickness adjusting process, the thickness prior to the first thickness adjusting step and T 1, the thickness after the final thickness adjustment step and T 2. In addition, the thickness before the thickness adjustment step may not be the thickness immediately before the thickness adjustment step if the thickness has not greatly changed, and after the heat treatment after wet papermaking is completed as the thickness before the thickness adjustment step. If the thickness of the heat-bonded nonwoven fabric is the thickness before the thickness adjustment step (T 1 ) and the thickness after the thickness adjustment step does not vary greatly, the thickness of the separator material obtained is the thickness after the thickness adjustment step (T 2). ). A more preferred thickness ratio (T 2 / T 1 ) is 0.6 or less, and even more preferably 0.55 or less. The lower limit of the thickness ratio is not particularly limited, but if the thickness ratio is less than 0.15, it is excessively compressed in the thickness adjusting step, so the heat-bonded nonwoven fabric may become too dense or filmy, which is not preferable. . The lower limit of the thickness ratio is more preferably 0.3 or more, and even more preferably 0.4 or more.

本発明のセパレータ材料は、下記の物性値を満たすことが好ましい。下記の物性値がそれぞれの範囲を満たすことでセパレータ材料は緻密性および地合の均一性に優れるとともに、各種アルカリ二次電池のセパレータとして使用した際、異物と接触して圧力を受けても、突き刺し強力が高く、加えてセパレータが適度に変形することで異物が貫通しにくくなった、耐ショート性能が高いセパレータ材料となりやすいためである。   The separator material of the present invention preferably satisfies the following physical property values. When the following physical property values satisfy the respective ranges, the separator material is excellent in denseness and formation uniformity, and when used as a separator for various alkaline secondary batteries, even when subjected to pressure in contact with foreign matter, This is because the piercing strength is high, and in addition, since the separator is appropriately deformed, it is difficult for foreign matter to penetrate, and it is easy to become a separator material with high short-circuit resistance.

本発明のセパレータ材料のニードル貫通力測定における貫通点での応力(最大貫通力F)は、12N以上であることが好ましい。セパレータ材料の突き刺し強力は、金属バリ等の混入した金属異物や、二次電池を繰り返し使用した際に発生するデンドライトに起因する短絡防止性(耐ショート性)の程度を表す代用特性であり、この値が大きいほど金属異物やデンドライトに起因する短絡が発生しにくいことを示す。セパレータ材料の突き刺し強力が12N未満であるとセパレータとして使用した際、金属異物やデンドライトに起因する短絡が発生しやすくなる。本発明のセパレータ材料のより好ましい突き刺し強力の下限は、12.5N以上であり、特に好ましい下限は、13N以上である。突き刺し強力の上限は、特に限定されないが、セパレータ材料の生産性、取り扱い性を考慮すると30N以下であることが好ましく、より好ましくは27N以下であり、25N以下であることが特に好ましい。   The stress (maximum penetration force F) at the penetration point in the needle penetration force measurement of the separator material of the present invention is preferably 12 N or more. The piercing strength of the separator material is a substitute characteristic that represents the degree of short-circuit prevention (short-circuit resistance) caused by metallic foreign matter such as metal burrs and dendrites that are generated when secondary batteries are used repeatedly. A larger value indicates that a short circuit caused by a metal foreign object or a dendrite is less likely to occur. When the separator material has a piercing strength of less than 12N, a short circuit due to a metal foreign object or a dendrite is likely to occur when the separator material is used as a separator. A more preferable lower limit of the piercing strength of the separator material of the present invention is 12.5 N or more, and a particularly preferable lower limit is 13 N or more. The upper limit of the piercing strength is not particularly limited, but is preferably 30N or less, more preferably 27N or less, and particularly preferably 25N or less in consideration of the productivity and handling properties of the separator material.

ニードル貫通力測定による突き刺し強力及び最大変位量は、下記の方法で測定された値を指す。まず、測定するセパレータ材料、あるいは熱接着不織布について、縦30mm、幅100mmの大きさに裁断したもの試料として用意する。この試料を、ハンディー圧縮試験機(カトーテック(株)製 KES−G5)の円筒状貫通孔(直径11mm)を有する支持体の上に置き、更にその上に縦46mm、横86mm、厚み7mmのアルミ板の中央部に直径11mmの孔を有する押さえ板を、当該孔が支持体の円筒状貫通孔と一致するように載置した。次いで、高さ18.7mm、底面直径2.2mm、先端部形状が直径1mmの球形である円錐形状の針を、2mm/秒の速度で押さえ板の中央に垂直に突き刺した時の荷重と、前記円錐状の針によって試料が押され、変形した長さを測定し、測定した荷重のうち、前記円錐状の針が試料を貫通する貫通点での応力を最大貫通力F(突き刺し強力(N))とし、貫通点での変位量を最大変位S(mm)とした。突き刺し強力の測定は、1枚のセパレータ材料、もしくは熱接着不織布から4枚試料を採取し、それぞれの試料について異なる15箇所で測定し、計60箇所で測定した値の平均値をその試料における突き刺し強力及び最大変位とする。   The piercing strength and the maximum displacement amount by the needle penetration force measurement are values measured by the following method. First, a separator material to be measured or a thermally bonded nonwoven fabric is prepared as a sample cut into a size of 30 mm in length and 100 mm in width. This sample was placed on a support having a cylindrical through-hole (diameter 11 mm) of a handy compression tester (KES-G5, manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), and further, 46 mm long, 86 mm wide and 7 mm thick. A pressing plate having a hole with a diameter of 11 mm at the center of the aluminum plate was placed so that the hole coincided with the cylindrical through hole of the support. Next, a load when a needle of a cone shape having a height of 18.7 mm, a bottom surface diameter of 2.2 mm, and a tip shape of 1 mm in diameter is pierced vertically at the center of the holding plate at a speed of 2 mm / second, The sample is pushed by the conical needle and the length of the deformation is measured. Of the measured load, the stress at the penetration point where the conical needle penetrates the sample is the maximum penetration force F (piercing strength (N )), And the amount of displacement at the penetration point was defined as the maximum displacement S (mm). The piercing strength is measured by taking four samples from one separator material or a heat-bonding nonwoven fabric, measuring each sample at 15 different points, and averaging the values measured at a total of 60 points in the sample. Strength and maximum displacement.

本発明のセパレータ材料は、前記突き刺し強力を測定した際の前記最大荷重F(すなわち突き刺し強力(N))を最大変位S(mm)で除したF/S(N/mm)が4.5N/mm以上10N/mm以下であると好ましい。前記F/Sは、セパレータ材料に対して針が貫通するように圧力を加えた際、セパレータ材料を1mm変形させるのに必要な貫通力を示す指標であり、貫通力(Force)−変位量(Strain)曲線の傾きを示す。この傾き(F/S)が所定の範囲内にあると、異物に対してセパレータ材料が厚み方向に変形して異物の応力を吸収することができる。前記F/Sが4.5N/mm未満であると、セパレータ材料を貫通するように圧力を加えた際、セパレータ材料が過剰に変形することで突き刺し強力が低下し、異物が貫通しやすくなり、耐ショート性が低下するおそれがある。一方、前記F/Sが10N/mmより大きくなると、圧力に対してセパレータ材料が変形しにくくなり、セパレータ材料を貫通するように圧力を加えた際、セパレータ材料がほとんど変形しないため、圧力が分散しにくくなり、異物等から加えられる圧力がセパレータ材料と異物とが接触している一点に集中して異物が貫通しやすくなり、耐ショート性が低下するおそれがあるだけでなく、セパレータ材料が硬く、曲げにくいものとなり、生産性、取り扱い性が低下することがある。前記F/S(N/mm)は4.5N/mm以上8.0N/mm以下であることがより好ましく、4.75N/mm以上7.8N/mm以下であることが特に好ましく、5.0N/mm以上7.5N/mm以下であることが最も好ましい。   The separator material of the present invention has an F / S (N / mm) obtained by dividing the maximum load F (that is, the piercing strength (N)) when the piercing strength is measured by a maximum displacement S (mm) is 4.5 N / mm. It is preferable that it is not less than mm and not more than 10 N / mm. The F / S is an index indicating a penetration force required to deform the separator material by 1 mm when a pressure is applied so that the needle penetrates the separator material, and the penetration force (Force) -displacement amount ( Strain) Indicates the slope of the curve. When this inclination (F / S) is within a predetermined range, the separator material is deformed in the thickness direction with respect to the foreign matter, and the stress of the foreign matter can be absorbed. When the F / S is less than 4.5 N / mm, when pressure is applied so as to penetrate the separator material, the separator material is excessively deformed so that the piercing strength is reduced, and foreign matter is likely to penetrate. Short circuit resistance may be reduced. On the other hand, when the F / S is larger than 10 N / mm, the separator material is not easily deformed with respect to the pressure, and when the pressure is applied so as to penetrate the separator material, the separator material hardly deforms. The pressure applied from the foreign material or the like is concentrated at one point where the separator material and the foreign material are in contact with each other, and the foreign material is likely to pass through. It becomes difficult to bend, and productivity and handleability may decrease. The F / S (N / mm) is more preferably 4.5 N / mm or more and 8.0 N / mm or less, particularly preferably 4.75 N / mm or more and 7.8 N / mm or less. Most preferably, it is 0 N / mm or more and 7.5 N / mm or less.

本発明のセパレータ材料は、厚みが50μm以上300μm以下であると好ましい。セパレータ材料の厚みが50μm未満であると、セパレータ材料の孔径、特に最大孔径が大きくなる傾向にあり、微粉末短絡防止性及びデンドライト短絡防止性が低下することがある。一方、セパレータ材料の厚みが300μmを超えると、電解液通過性が悪くなり、電池の内部抵抗が上昇することがある。また、電池容積当たりの電極板数が減少することになるため、電池性能も劣る傾向にある。本発明のセパレータ材料におけるより好ましい厚みは70μm以上200μm以下であり、100μm以上150μm以下が特に好ましく、105μm以上140μm以下が最も好ましい。   The separator material of the present invention preferably has a thickness of 50 μm or more and 300 μm or less. When the thickness of the separator material is less than 50 μm, the pore diameter of the separator material, particularly the maximum pore diameter, tends to increase, and the fine powder short-circuit prevention property and the dendrite short-circuit prevention property may deteriorate. On the other hand, when the thickness of the separator material exceeds 300 μm, the electrolyte permeability may deteriorate and the internal resistance of the battery may increase. In addition, since the number of electrode plates per battery volume is reduced, the battery performance tends to be inferior. The thickness of the separator material of the present invention is more preferably 70 μm or more and 200 μm or less, particularly preferably 100 μm or more and 150 μm or less, and most preferably 105 μm or more and 140 μm or less.

本発明のセパレータ材料は、目付が10g/m2以上100g/m2以下の範囲内にあることが好ましい。セパレータ材料の目付が前記範囲を外れると、本発明のセパレータ材料の厚みや孔径が所定の範囲を満たさなくなることがある。本発明のセパレータ材料におけるより好ましい目付は、20g/m2以上90g/m2以下であり、25g/m2以上80g/m2以下であると特に好ましく、30g/m2以上80g/m2以下であると最も好ましい。 The separator material of the present invention preferably has a basis weight in the range of 10 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less. If the basis weight of the separator material is out of the above range, the thickness and pore diameter of the separator material of the present invention may not satisfy a predetermined range. Preferred mass per unit area than in the separator material of the present invention, 20 g / m 2 or more 90 g / m 2 or less, particularly preferable to be 25 g / m 2 or more 80 g / m 2 or less, 30 g / m 2 or more 80 g / m 2 or less Is most preferable.

本発明のセパレータ材料は、比容積が1.5cm3/g以上3.5cm3/gの範囲内にあると好ましい。セパレータ材料の比容積が1.5cm3/g未満であると、セパレータ材料が緻密になりすぎて電解液の保持性(保液率)が低下し、その結果電池の内部抵抗が上昇することがある。一方、セパレータ材料の比容積が3.5cm3/gを超えると、セパレータ材料の嵩が大きくなりすぎ、セパレータの孔径を小さくすることが困難となり、その結果、微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。本発明のセパレータ材料における比容積は、2.0cm3/g以上3.0cm3/g以下であることがより好ましく、2.2cm3/g以上2.7cm3/g以下であることが特に好ましく、2.3cm3/g以上2.5cm3/g以下であることが最も好ましい。 The separator material of the present invention preferably has a specific volume in the range of 1.5 cm 3 / g or more and 3.5 cm 3 / g. If the specific volume of the separator material is less than 1.5 cm 3 / g, the separator material becomes too dense and the electrolyte retention (retention rate) decreases, resulting in an increase in the internal resistance of the battery. is there. On the other hand, when the specific volume of the separator material exceeds 3.5 cm 3 / g, the bulk of the separator material becomes too large, and it becomes difficult to reduce the pore diameter of the separator, and as a result, a tendency to easily generate a fine powder short circuit. It is in. Specific volume of the separator material of the present invention is more preferably 2.0 cm 3 / g or more 3.0cm is 3 / g or less, in particular be 2.2 cm 3 / g or more 2.7cm is 3 / g or less Preferably, it is 2.3 cm 3 / g or more and 2.5 cm 3 / g or less.

本発明のセパレータ材料は、平均孔径が4μm以上15μm以下の範囲内であることが好ましい。平均孔径が4μm以上15μm以下の範囲内にあると、微粉末短絡防止性及びデンドライト短絡防止性に優れたセパレータ材料を得ることができる。平均孔径が4μm未満であると、電解液保持性が低下し、電池の内部抵抗が大きくなる傾向にある。一方、平均孔径が15μmを超えると、微粉末短絡、及びデンドライト短絡が発生する傾向にある。前記平均孔径は、4.5μm以上14μm以下であることが好ましく、4.8μm以上12μmであることが特に好ましく、5.0μm以上10μm以下であると最も好ましい。   The separator material of the present invention preferably has an average pore diameter in the range of 4 μm to 15 μm. When the average pore diameter is in the range of 4 μm or more and 15 μm or less, it is possible to obtain a separator material having excellent fine powder short circuit prevention and dendrite short circuit prevention. When the average pore diameter is less than 4 μm, the electrolyte solution retention tends to decrease and the internal resistance of the battery tends to increase. On the other hand, when the average pore diameter exceeds 15 μm, a fine powder short circuit and a dendrite short circuit tend to occur. The average pore diameter is preferably 4.5 μm or more and 14 μm or less, particularly preferably 4.8 μm or more and 12 μm, and most preferably 5.0 μm or more and 10 μm or less.

本発明のセパレータ材料の引張強力は、特に限定されないが、少なくとも1方向(例えばMD方向(機械方向、縦方向とも称す)、CD方向(幅方向、横方向とも称す))の引張強力が50N/5cm以上であればよく、80N/5cm以上であってもよく、100N/5cm以上であってもよい。引張強力の上限は特に限定されず350N/5cm以下であればよい。セパレータ材料の引張強力が50N/5cm未満であると、他の機械的特性である突き刺し強力も低下する場合がある。また、セパレータ材料の生産時や電池の製造時にセパレータ材料の取り扱い性、生産性が低下する場合がある。   The tensile strength of the separator material of the present invention is not particularly limited, but the tensile strength in at least one direction (for example, MD direction (also referred to as machine direction or longitudinal direction), CD direction (also referred to as width direction or lateral direction)) is 50 N / It may be 5 cm or more, may be 80 N / 5 cm or more, and may be 100 N / 5 cm or more. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited and may be 350 N / 5 cm or less. When the tensile strength of the separator material is less than 50 N / 5 cm, the puncture strength, which is another mechanical property, may be lowered. In addition, when the separator material is produced or when the battery is manufactured, the handling and productivity of the separator material may be reduced.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、用いる繊維の各種物性、得られた熱接着不織布やセパレータ材料の各種物性は以下の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. Various physical properties of the fibers used and various physical properties of the obtained heat-bonding nonwoven fabric and separator material were measured by the following methods.

[単繊維繊度]
JIS L 1013に準じて測定した。
[Single fiber fineness]
It measured according to JIS L1013.

[単繊維強度・単繊維伸度]
JIS L 1015に準じ、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとし、繊維が切断したときの荷重値を単繊維強度とし、切断したときの伸びを単繊維伸度とした。
[Single fiber strength / Single fiber elongation]
According to JIS L 1015, using a tensile tester, the holding interval of the sample was 20 mm, the load value when the fiber was cut was the single fiber strength, and the elongation when cut was the single fiber elongation.

[単繊維ヤング率]
JIS L 1015に準じて、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとして引張試験を行い、荷重−伸長曲線から初期引張抵抗度P(N/tex)を求め、次式により算出した値を単繊維ヤング率とした。ただし、ρは繊維密度(g/cm3)である。
単繊維ヤング率(N/mm2)=1000×P×ρ
[Single fiber Young's modulus]
In accordance with JIS L 1015, using a tensile tester, a tensile test was performed with the gripping interval of the sample being 20 mm, the initial tensile resistance P (N / tex) was obtained from the load-elongation curve, and the value calculated by the following equation Was defined as the single fiber Young's modulus. Where ρ is the fiber density (g / cm 3 ).
Single fiber Young's modulus (N / mm 2 ) = 1000 × P × ρ

[厚み]
熱接着不織布及びセパレータ材料の厚みを、マイクロメータ((株)ミツトヨ 製 マイクロメータ MDC−25MJ)を用い、JIS B 7502に準じ、3枚の試料のそれぞれ異なる10箇所で、荷重が175kPaになるようにして厚みを測定し、計30箇所の平均値を求め、試料の厚みとした。
[Thickness]
Using a micrometer (Micrometer MDC-25MJ manufactured by Mitutoyo Corporation), the thickness of the heat-bonding nonwoven fabric and the separator material is 175 kPa at 10 different locations of the three samples according to JIS B 7502. Then, the thickness was measured, and the average value of a total of 30 locations was determined and used as the thickness of the sample.

[引張試験]
JIS L 1096 6.12.1 A法(ストリップ法)に準じ、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅5cm、つかみ間隔10cm、引張速度30±2cm/分の条件で引張試験に付し、切断時の荷重を引張強力(N/5cm)とし、切断時の伸びを伸度(%)とした。
[Tensile test]
According to JIS L 1096 6.12.1 A method (strip method), using a constant speed tension type tensile tester, tensile test under the conditions of 5 cm width of specimen, 10 cm of gripping distance and 30 ± 2 cm / min. The tensile strength (N / 5cm) was the load at the time of cutting, and the elongation (%) was the elongation at the time of cutting.

[孔径分布(平均孔径)]
パームポロメータ(Porous Materials INC.製)を使用し、ASTM F 316 86に準じ、バブルポイント法によって測定した。
[Pore size distribution (average pore size)]
A palm porometer (manufactured by Porous Materials INC.) Was used, and measurement was performed by the bubble point method according to ASTM F31686.

[繊維ウェブの構成繊維]
実施例、及び比較例のセパレータ材料を製造するのに際し、下記に示す繊維を用いた。
[Constituent fibers of fiber web]
When manufacturing the separator material of an Example and a comparative example, the fiber shown below was used.

[分割型複合繊維]
分割型複合繊維1:一方の樹脂成分がエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂からなり、もう一方の樹脂成分がポリプロピレンからなり、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂とポリプロピレンを複合比が5/5(体積比)、中空率が12%となるよう溶融紡糸を行って得られた、断面形状が図1(a)に示す中空16分割型であり、繊度が1.1dtex、繊維長が3mmの中空分割型複合繊維。
分割型複合繊維2:繊度が2.2dtex、繊維長が4mmである以外は、前記分割型複合繊維1と同様にして得られた中空16分割型複合繊維。
分割型複合繊維3:一方の樹脂成分がポリメチルペンテン、もう一方の樹脂成分がポリプロピレンからなり、ポリメチルペンテンとポリプロピレンを複合比(体積比)が5/5、中空率が12%となるよう溶融紡糸を行って得られた、繊度が1.8dtex、繊維長が3mmの中空8分割型複合繊維。
[Split type composite fiber]
Split type composite fiber 1: One resin component is made of ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, the other resin component is made of polypropylene, and the composite ratio of ethylene-vinyl alcohol copolymer resin and polypropylene is 5/5 (volume ratio). ), Which is obtained by melt spinning so that the hollow ratio is 12%, and is a hollow 16-divided mold having a cross-sectional shape shown in FIG. 1A, having a fineness of 1.1 dtex and a fiber length of 3 mm. Composite fiber.
Split type composite fiber 2: A hollow 16 split type composite fiber obtained in the same manner as the split type composite fiber 1 except that the fineness is 2.2 dtex and the fiber length is 4 mm.
Split type composite fiber 3: one resin component is made of polymethylpentene and the other resin component is made of polypropylene, so that the composite ratio (volume ratio) of polymethylpentene and polypropylene is 5/5, and the hollow ratio is 12%. A hollow 8-split type composite fiber having a fineness of 1.8 dtex and a fiber length of 3 mm obtained by melt spinning.

[高強度複合繊維]
高強度複合繊維1:芯成分がポリプロピレン、鞘成分が高密度ポリエチレンからなり、前記芯成分と鞘成分の複合比(体積比)が(芯/鞘)=7/3となり、芯成分が露出しないよう、芯成分と鞘成分を同心円状になるように溶融紡糸を行って、未延伸繊維束を製造し、前記未延伸繊維束に対し、乾式2段延伸を行うことで得られた、各物性値が下記の値である繊度が0.8dtex、繊維長が5mmの同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:5.25cN/dtex
・ヤング率:4325.8N/mm2
・伸度:41.0%
高強度複合繊維2:延伸倍率を変更して繊度を1.1dtexとしたこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:4.87cN/dtex
・伸度:45.0%
高強度複合繊維3:延伸倍率を変更して繊度を1.4dtexとしたこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:5.24cN/dtex
・伸度:58.9%
高強度複合繊維4:延伸倍率を変更して繊度を1.7dtexとしたこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:5.38cN/dtex
・伸度:49.4%
高強度複合繊維5:複合比を(芯/鞘)=(8/2)に変更したこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:6.9cN/dtex
・伸度:28.4%
高強度複合繊維6:複合比を(芯/鞘)=(6/4)に変更したこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:5.69cN/dtex
・伸度:32.8%
・ヤング率:4331.8N/mm2
高強度複合繊維7:複合比を(芯/鞘)=(5/5)に変更したこと以外は前記高強度複合繊維1と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:5.26cN/dtex
・伸度:30.2%
・ヤング率:4018.8N/mm2
[High strength composite fiber]
High-strength conjugate fiber 1: The core component is made of polypropylene and the sheath component is made of high-density polyethylene. The composite ratio (volume ratio) of the core component and the sheath component is (core / sheath) = 7/3, and the core component is not exposed. Each of the physical properties obtained by melt spinning so that the core component and the sheath component are concentric, producing an unstretched fiber bundle, and subjecting the unstretched fiber bundle to dry two-stage stretching A concentric core-sheath composite fiber having a fineness of 0.8 dtex and a fiber length of 5 mm with the following values.
・ Single fiber strength: 5.25 cN / dtex
Young's modulus: 4325.8 N / mm 2
・ Elongation: 41.0%
High-strength conjugate fiber 2: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the draw ratio was changed to 1.1 dtex.
・ Single fiber strength: 4.87 cN / dtex
・ Elongation: 45.0%
High-strength conjugate fiber 3: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the draw ratio was changed to 1.4 dtex.
・ Single fiber strength: 5.24 cN / dtex
・ Elongation: 58.9%
High-strength conjugate fiber 4: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the draw ratio was changed to 1.7 dtex.
Single fiber strength: 5.38 cN / dtex
・ Elongation: 49.4%
High-strength conjugate fiber 5: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the composite ratio was changed to (core / sheath) = (8/2).
・ Single fiber strength: 6.9 cN / dtex
・ Elongation: 28.4%
High-strength conjugate fiber 6: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the composite ratio was changed to (core / sheath) = (6/4).
・ Single fiber strength: 5.69 cN / dtex
・ Elongation: 32.8%
Young's modulus: 4331.8 N / mm 2
High-strength conjugate fiber 7: A concentric core-sheath conjugate fiber obtained in the same manner as the high-strength conjugate fiber 1 except that the composite ratio was changed to (core / sheath) = (5/5).
・ Single fiber strength: 5.26 cN / dtex
・ Elongation: 30.2%
Young's modulus: 4018.8 N / mm 2

[芯鞘型複合繊維]
芯鞘型複合繊維1:芯成分のポリプロピレン、鞘成分の高密度ポリエチレンを変更した以外は、前記高強度複合繊維7と同様にして得られた同心円状の芯鞘型複合繊維。
・単繊維強度:3.94cN/dtex
・伸度:61.4%
・ヤング率:3137.1N/mm2
[Core-sheath type composite fiber]
Core-sheath type composite fiber 1: A concentric core-sheath type composite fiber obtained in the same manner as the high-strength composite fiber 7 except that the core component polypropylene and the sheath component high-density polyethylene were changed.
・ Single fiber strength: 3.94 cN / dtex
・ Elongation: 61.4%
Young's modulus: 3137.1 N / mm 2

[実施例1〜11、比較例1〜3]
まず、セパレータ材料に最適な湿式不織布の条件を検討するため、極細繊維を発生し得る分割型複合繊維、高強度複合繊維の物性や混合率を変更した湿式不織布を実施例1〜11、比較例1〜3として作製した。表1、2に示す混合率になるように分割型複合繊維及び高強度複合繊維、他の繊維を計量し、用いた原綿が0.01質量%の濃度になるように水分散スラリーを調製した。調整したスラリーに対し、家庭用ミキサーを用いて毎分2000回転で1分間攪拌し、前記分割型複合繊維を各樹脂成分に分割させて極細繊維を発生させると同時に各構成繊維が均一に分散したスラリーとした。得られたスラリーを湿式抄紙し、目付が約53g/m2の繊維ウェブを作製した。繊維ウェブを、搬送用支持体で搬送し、140℃に加熱したシリンダードライヤー(ヤンキードライヤー)を用いて、45秒間、ウェブに加熱処理を施して、繊維ウェブを乾燥させると同時に、含まれている高強度複合繊維および/または芯鞘型複合繊維で繊維同士を接着させて、熱接着不織布を得た。
[Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3]
First, in order to examine the conditions of the wet nonwoven fabric optimal for the separator material, the split type composite fiber capable of generating ultrafine fibers, and the wet nonwoven fabric in which the physical properties and mixing ratio of the high-strength composite fiber are changed are Examples 1 to 11 and Comparative Examples. 1 to 3 were produced. A split type composite fiber, a high strength composite fiber, and other fibers were weighed so that the mixing ratios shown in Tables 1 and 2 were obtained, and an aqueous dispersion slurry was prepared so that the raw cotton used had a concentration of 0.01% by mass. . The prepared slurry is stirred for 1 minute at 2,000 revolutions per minute using a home mixer to divide the split composite fiber into resin components to generate ultrafine fibers and at the same time, each constituent fiber is uniformly dispersed. A slurry was obtained. The obtained slurry was subjected to wet paper making to prepare a fiber web having a basis weight of about 53 g / m 2 . Contained at the same time that the fiber web is dried by transporting the fiber web with a carrier for transportation and heating the web for 45 seconds using a cylinder dryer (yankee dryer) heated to 140 ° C. The fibers were bonded to each other with a high-strength conjugate fiber and / or a core-sheath conjugate fiber to obtain a heat-bonded nonwoven fabric.

次に、前記熱接着不織布に、温度60℃、線圧320N/cmの条件で熱ロールを用いた厚み加工を行い、実施例10、比較例3、4は約160μm、それ以外は約120μmに厚みを調整し、セパレータ材料を作製した。この実施例1〜11、比較例1〜3の熱接着不織布に対し、セパレータ材料への適応性を評価するため、目付、厚み、突き刺し強力、引張強力の各項目を測定した。各項目を測定した結果を表1、表2に示す。   Next, the thermobonding nonwoven fabric is subjected to thickness processing using a heat roll under the conditions of a temperature of 60 ° C. and a linear pressure of 320 N / cm. In Example 10, Comparative Examples 3 and 4, the thickness is about 160 μm, and the others are about 120 μm. The thickness was adjusted to produce a separator material. In order to evaluate the adaptability to the separator material for the heat-bonded nonwoven fabrics of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3, each item of basis weight, thickness, piercing strength, and tensile strength was measured. The results of measuring each item are shown in Tables 1 and 2.

実施例1〜11のセパレータ材料は突き刺し強力が12N以上の高い突き刺し強力を有するセパレータ材料が得られたのに対し、比較例1、3のセパレータ材料はいずれも突き刺し強力が12N未満となり、突き刺し強力、すなわち耐ショート性の充分に高いセパレータ材料が得られなかった。これは比較例1、3のセパレータ材料には単繊維強度が4.0cN/dtex以上であってヤング率が3250N/mm2以上である高強度複合繊維が含まれないためと推測される。また、実施例1〜11のセパレータ材料と比較例2のセパレータ材料を比較すると、比較例2に含まれる高強度繊維のほうが実施例1〜11で使用した高強度複合繊維よりも単繊維強度が高いが、セパレータ材料の突き刺し強力は、実施例1〜11のセパレータ材料よりも低くなっている。これは比較例2で使用した高強度複合繊維の伸度が30%よりも小さいため、セパレータ材料に対しごく狭い範囲で圧力が加えたれた際、繊維の変形による圧力の吸収がされなかったために突き刺し強力が低下したと推測される。 The separator materials of Examples 1 to 11 obtained a separator material having a high piercing strength of 12 N or more, whereas the separator materials of Comparative Examples 1 and 3 both had a piercing strength of less than 12 N, and the piercing strength. That is, a separator material with sufficiently high short-circuit resistance could not be obtained. This is presumably because the separator materials of Comparative Examples 1 and 3 do not contain high-strength composite fibers having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or higher and a Young's modulus of 3250 N / mm 2 or higher. Moreover, when the separator material of Examples 1-11 and the separator material of Comparative Example 2 are compared, the single fiber strength of the high strength fiber included in Comparative Example 2 is higher than that of the high strength composite fiber used in Examples 1-11. Although high, the piercing strength of the separator material is lower than that of the separator materials of Examples 1 to 11. This is because the elongation of the high-strength composite fiber used in Comparative Example 2 is less than 30%, and therefore pressure was not absorbed due to deformation of the fiber when pressure was applied to the separator material in a very narrow range. It is presumed that the piercing strength has decreased.

実施例1、3、4を比較すると、突き刺し強力が高く、耐ショート性が高められたセパレータ材料を得るためには、芯鞘比が(芯/鞘)が5/5よりも芯成分が多い6/4や、7/3の高強度複合繊維のほうが好ましく、7/3前後の高強度複合繊維を使用することが特に好ましいと考えられる。   Comparing Examples 1, 3, and 4, in order to obtain a separator material with high piercing strength and improved short-circuit resistance, the core-sheath ratio (core / sheath) has more core components than 5/5. 6/4 and 7/3 high-strength composite fibers are more preferable, and it is considered particularly preferable to use high-strength composite fibers of around 7/3.

実施例1、5、6、7を比較すると、突き刺し強力が高く、耐ショート性が高められたセパレータ材料を得るためには、高強度複合繊維の繊度がより小さいことが好ましいと考えられ、特に1.2dtex以下が好ましいと考えられる。   When Examples 1, 5, 6, and 7 are compared, it is considered that the fineness of the high-strength composite fiber is preferably smaller in order to obtain a separator material having high piercing strength and improved short-circuit resistance. It is considered that 1.2 dtex or less is preferable.

また実施例1と実施例8、及び実施例5と実施例9を比較すると、より細繊度の分割型複合繊維を使用したセパレータ材料である実施例1、5のほうが突き刺し強力の高いセパレータ材料となっている。従って高強度複合繊維と分割型複合繊維を混綿したセパレータ材料において、より突き刺し強力が高く、耐ショート性が高められたセパレータ材料を得るためには、繊度がより小さい分割型複合繊維を使用することが好ましいと考えられる。   Moreover, when Example 1 and Example 8, and Example 5 and Example 9 are compared, the separator material of Example 1 and 5 which is a separator material which uses the split type composite fiber of a finer fineness is pierced, and is a separator material with high strength. It has become. Therefore, in order to obtain a separator material with high piercing strength and short-circuit resistance in a separator material in which high-strength composite fiber and split-type composite fiber are mixed, use split-type composite fibers with smaller fineness. Is considered preferable.

[実施例12〜15、比較例4]
実施例1〜11、比較例1〜3の結果から、最適な高強度複合繊維、極細繊維もしくは極細繊維を発生しうる繊維の傾向を把握したため、前記分割型複合繊維1と前記芯鞘複合繊維1、必要に応じて芯鞘複合繊維8を用いてセパレータ材料を作製した。まず、表3に示す混合率になるように各繊維を計量し、用いた原綿が0.5質量%の濃度になるように水分散スラリーを調製した。調整したスラリーに対し、パルパーを用いて前記水分散スラリーに含まれる分割型複合繊維に対し、分割処理を施した。得られた水分散スラリーを短網式湿式抄紙機及び円網湿式抄紙機を用いて抄き合わせることで湿式抄紙ウェブを作製し、得られた湿式抄紙ウェブをヤンキードライヤー(シリンダードライヤーとも称す)を用いて140℃で加熱することで前記湿式抄紙ウェブを乾燥させるとともに、高強度複合繊維及び/または芯鞘型複合繊維の熱接着成分を融解させて湿式抄紙ウェブの構成繊維同士の少なくとも一部を熱接着させて熱接着不織布を得た。得られた熱接着不織布を採取し、目付、厚み(T1)、孔径分布の測定を行った。
[Examples 12 to 15, Comparative Example 4]
From the results of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3, the optimum high-strength conjugate fiber, ultrafine fiber, or the tendency of fibers capable of generating ultrafine fibers was grasped, so the split conjugate fiber 1 and the core-sheath conjugate fiber 1. The separator material was produced using the core-sheath composite fiber 8 as needed. First, each fiber was weighed so as to have a mixing ratio shown in Table 3, and an aqueous dispersion slurry was prepared so that the raw cotton used had a concentration of 0.5% by mass. With respect to the prepared slurry, the split type composite fiber contained in the water-dispersed slurry was subjected to split processing using a pulper. The resulting water-dispersed slurry is combined with a short net-type wet paper machine and a circular net paper machine to produce a wet paper-making web. The wet papermaking web is dried by heating at 140 ° C., and at least a part of the constituent fibers of the wet papermaking web is melted by melting the heat-bonding component of the high strength composite fiber and / or the core-sheath composite fiber. A heat bonded nonwoven fabric was obtained by heat bonding. The obtained heat-bonded nonwoven fabric was collected, and the basis weight, thickness (T 1 ), and pore size distribution were measured.

次に得られた熱接着不織布に対し、フッ素ガスなどの反応性の気体を用いた親水化処理を行い、官能基を熱接着不織布表面に導入することで熱接着不織布に親水性を付与させた。   Next, the resulting heat-bonded nonwoven fabric was subjected to a hydrophilic treatment using a reactive gas such as fluorine gas, and hydrophilicity was imparted to the heat-bonded nonwoven fabric by introducing functional groups onto the surface of the heat-bonded nonwoven fabric. .

フッ素処理した熱接着不織布に対し、本発明のセパレータ材料に最適な厚みにするため、一対のプレーンロールからなる熱ロールを用いた厚み加工(カレンダー処理)を行った。前記厚み加工(カレンダー処理)は、熱ロールを60℃に加熱し、線圧500N/cmの圧力を熱接着不織布に加え、加工速度15m/分の条件で実施した。   In order to obtain the optimum thickness for the separator material of the present invention, the thickness processing (calendar processing) using a heat roll comprising a pair of plain rolls was performed on the fluorine-bonded heat-bonded nonwoven fabric. The thickness processing (calendar treatment) was carried out under the conditions of a processing speed of 15 m / min by heating a hot roll to 60 ° C. and applying a linear pressure of 500 N / cm to the thermobonded nonwoven fabric.

前記厚み加工後の熱接着不織布に対し、親水性を更に高めるためにコロナ放電処理を熱接着不織布の両面に対し実施し、本発明のセパレータ材料を得た。コロナ放電処理は熱接着不織布の両面に対し、それぞれ4回ずつ、放電量1.0kW・分/m2でコロナ放電処理を施した(総放電量8kW・分/m2)。コロナ放電処理が終了し、得られた実施例11〜14、比較例1、2のセパレータ材料に対し、前記の測定方法で目付、厚み(T2)、突き刺し試験、孔径分布の測定を行った。その結果を実施例12〜15、比較例4の繊維構成、熱接着不織布の各種測定結果と共に表3に示す。 In order to further enhance the hydrophilicity of the heat-bonded nonwoven fabric after the thickness processing, corona discharge treatment was performed on both surfaces of the heat-bonded nonwoven fabric to obtain the separator material of the present invention. Corona discharge treatment was performed four times on each side of the heat-bonded nonwoven fabric with a discharge amount of 1.0 kW · min / m 2 (total discharge amount of 8 kW · min / m 2 ). After the corona discharge treatment was completed, the basis weight, thickness (T 2 ), piercing test, and pore size distribution were measured by the measurement methods described above for the separator materials of Examples 11 to 14 and Comparative Examples 1 and 2 . . The results are shown in Table 3 together with the fiber configurations of Examples 12 to 15 and Comparative Example 4, and various measurement results of the heat-bonded nonwoven fabric.

実施例12〜15のセパレータ材料は、セパレータ材料は単繊維強度が4.0cN/dtex以上の高強度複合繊維を含んでいるため突き刺し強力が12N以上の高い値となっている。また、前記高強度複合繊維は単繊維強度が高いだけでなく、伸度が30%を超える高強度複合繊維であるため、それを使用したセパレータ材料も、強度と、圧力に対する伸びのバランスがとれ、突き刺し試験におけるF/Sがセパレータ材料として最適な4.5N/mm以上10N/mm以下の範囲になる。これにより、本発明のセパレータ材料は、例えば電池筐体内部に装填して使用した際、針状異物などによって圧力を受けた際、セパレータ材料が高い強度を示し、かつ適度にたわみ、変形することで、加えられる圧力に耐えつつ、適度に変形することで圧力を分散するため、異物が貫通しにくい、耐ショート性の優れたセパレータ材料となる。   The separator materials of Examples 12 to 15 have a high puncture strength of 12 N or higher because the separator material contains high-strength composite fibers having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or higher. In addition, the high-strength composite fiber not only has high single fiber strength but also a high-strength composite fiber with an elongation exceeding 30%. Therefore, a separator material using the high-strength composite fiber can balance strength and elongation against pressure. The F / S in the piercing test is in the range of 4.5 N / mm or more and 10 N / mm or less which is optimum as a separator material. Thereby, when the separator material of the present invention is used by being loaded inside a battery housing, for example, when subjected to pressure by a needle-like foreign material, the separator material exhibits high strength, and is appropriately bent and deformed. Thus, since the pressure is dispersed by being appropriately deformed while withstanding the applied pressure, the separator material is less likely to penetrate foreign matter and has excellent short-circuit resistance.

一方、比較例4のセパレータ材料は、単繊維強度が4.0cN/dtex以上の高強度複合繊維を含んでおらず、単繊維強度の低い複合繊維で構成繊維間が熱接着されている。この複合繊維は伸度が大きいため、突き刺し試験の際、複合繊維が大きく伸びるため、貫通するまでの変位量は大きくなるものの、繊維そのものの強度が不足しているため突き刺し強力が12N未満と不十分であり、本発明のセパレータ材料よりも耐ショート性が劣るものとなる。   On the other hand, the separator material of Comparative Example 4 does not include a high-strength composite fiber having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, and the constituent fibers are thermally bonded with a composite fiber having a low single fiber strength. Since this composite fiber has a high degree of elongation, the composite fiber stretches greatly during the piercing test, so the amount of displacement until it penetrates increases, but the strength of the fiber itself is insufficient, so the piercing strength is less than 12N. It is sufficient and the short circuit resistance is inferior to that of the separator material of the present invention.

本発明のセパレータ材料は、アルカリ二次電池、リチウムイオン二次電池、あるいは電気二重層キャパシタ、コンデンサーなどの電気素子、あるいはイオン交換セパレータ(イオンキャッチャー)に用いられるセパレータとして好適であり、特にニッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等のアルカリ二次電池用途に好適である。   The separator material of the present invention is suitable as a separator used for an alkaline secondary battery, a lithium ion secondary battery, an electric element such as an electric double layer capacitor or a capacitor, or an ion exchange separator (ion catcher), and particularly nickel- It is suitable for alkaline secondary battery applications such as a cadmium battery, a nickel-zinc battery, and a nickel-hydrogen battery.

A 成分A
B 成分B
6 中空部分
10 中空分割型複合繊維
20 中実分割型複合繊維
22 芯成分
24 鞘成分
30 中空複合分割型複合繊維
32 芯成分
34 鞘成分
40 中実複合分割型複合繊維
A component A
B component B
6 Hollow part 10 Hollow split type composite fiber 20 Solid split type composite fiber 22 Core component 24 Sheath component 30 Hollow composite split type composite fiber 32 Core component 34 Sheath component 40 Solid composite split type composite fiber

Claims (8)

少なくとも2種類の熱可塑性樹脂からなり、単繊維強度が4.0cN/dtex以上の高強度複合繊維を含み、高強度複合繊維によって構成繊維間の少なくとも一部が熱接着されている不織布であり、
高強度複合繊維の伸度が30%より大きく60%以下であり、ヤング率が3250N/mm2以上4650N/mm2未満である、セパレータ材料。
A non-woven fabric comprising at least two types of thermoplastic resins, including a high-strength composite fiber having a single fiber strength of 4.0 cN / dtex or more, and at least a part of the constituent fibers being thermally bonded by the high-strength composite fiber;
A separator material in which the elongation of the high-strength composite fiber is greater than 30% and 60% or less, and the Young's modulus is 3250 N / mm 2 or more and less than 4650 N / mm 2 .
前記不織布は、ニードル貫通力測定における貫通点での応力(最大貫通力 F)が12N以上であり、且つ最大貫通力Fを貫通点の変位量(最大変位量 S)で除した値(F/S)が4.5N/mm以上である、請求項1に記載のセパレータ材料。   The nonwoven fabric has a stress (maximum penetration force F) at a penetration point in needle penetration force measurement of 12 N or more, and a value obtained by dividing the maximum penetration force F by the displacement amount (maximum displacement amount S) of the penetration point (F / The separator material according to claim 1, wherein S) is 4.5 N / mm or more. 前記高強度複合繊維は、2種類の異なる熱可塑性樹脂からなり、融点が高い熱可塑性樹脂を芯成分とし、芯成分より融点が10℃以上低い熱可塑性樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合繊維であり、
芯成分/鞘成分が、ポリプロピレン系樹脂/ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂/エチレン−プロピレン共重合樹脂である、請求項1または2に記載のセパレータ材料。
The high-strength conjugate fiber is a core-sheath type conjugate fiber comprising two different thermoplastic resins, a thermoplastic resin having a high melting point as a core component, and a thermoplastic resin having a melting point lower than the core component by 10 ° C. or more as a sheath component. And
The separator material according to claim 1 or 2, wherein the core component / sheath component is polypropylene resin / polyethylene resin or polypropylene resin / ethylene-propylene copolymer resin.
前記高強度複合繊維は、芯成分と鞘成分の体積比(芯/鞘)が60/40〜75/25である、請求項3に記載のセパレータ材料。   The separator material according to claim 3, wherein the high-strength conjugate fiber has a volume ratio (core / sheath) of a core component and a sheath component of 60/40 to 75/25. 前記不織布は、前記高強度複合繊維を30〜95質量%含み、0.5dtex以下の極細繊維を5〜50質量%含む、請求項1〜4のいずれかに記載のセパレータ材料。   The separator material according to any one of claims 1 to 4, wherein the nonwoven fabric contains 30 to 95% by mass of the high-strength conjugate fiber and 5 to 50% by mass of ultrafine fibers of 0.5 dtex or less. 前記極細繊維は、少なくとも2種類の熱可塑性樹脂からなる分割型複合繊維を分割して得られる極細繊維であり、
前記分割型複合繊維は、一方の熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂であり、他方の熱可塑性樹脂がポリメチルペンテン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂、及びエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂である、請求項5に記載のセパレータ材料。
The ultrafine fiber is an ultrafine fiber obtained by dividing a split type composite fiber composed of at least two types of thermoplastic resins,
In the split type composite fiber, one thermoplastic resin is a polypropylene resin, and the other thermoplastic resin is a polymethylpentene resin, a polyethylene resin, an ethylene-propylene copolymer resin, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin. The separator material according to claim 5, which is at least one resin selected from the group consisting of:
繊維強度が4.0cN/dtex以上、伸度が30%より大きく60%以下である高強度複合繊維を含むスラリーを湿式抄紙して繊維ウェブを得る工程、
前記繊維ウェブに熱処理を施し、少なくとも前記高強度複合繊維に含まれる樹脂の一部によって繊維ウェブを構成する繊維同士を熱接着させた熱接着不織布を得る工程、
前記熱接着不織布に熱カレンダー加工を施して、少なくとも1回の厚み調整を行う工程を含み、
前記熱接着不織布の不織布厚みをT1、前記厚み調整後の不織布厚みをT2としたとき、厚み比(T2/T1)が0.65以下になるように厚み調整する、セパレータ材料の製造方法。
A step of wet-making paper containing a high strength composite fiber having a fiber strength of 4.0 cN / dtex or more and an elongation of greater than 30% and less than 60% to obtain a fiber web;
Heat-treating the fiber web, and obtaining a heat-bonded nonwoven fabric in which fibers constituting the fiber web are thermally bonded to each other by at least a part of the resin contained in the high-strength composite fiber;
Applying a heat calendering process to the heat-bonding nonwoven fabric and performing at least one thickness adjustment;
T 1 The nonwoven fabric thickness of said thermal bonding nonwoven fabric, when the nonwoven fabric thickness after the thickness adjustment was T 2, to a thickness adjusted such that the thickness ratio (T 2 / T 1) is 0.65 or less, the separator material Production method.
請求項1〜6のいずれかに記載のセパレータ材料を組み込んだ電池。   A battery incorporating the separator material according to claim 1.
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