JP2625785B2 - 電池セパレーター用不織布およびその製造方法 - Google Patents
電池セパレーター用不織布およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として、ボタン型や円筒型電池に用いら
れる保液性および粒子透過阻止性に優れた電池セパレー
ター用不織布およびその製造方法に関するものである。
れる保液性および粒子透過阻止性に優れた電池セパレー
ター用不織布およびその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕 不織布を、電池用セパレーターに利用することは以前
から行われているが一様な構造体としての扱いが主で構
造的な検討は少ない。特開昭56−138863号公報では、直
径の異なる１〜20μの３種類の繊維からなる不織布を用
い、この繊維の直径および各繊維間の直径比を特定の範
囲に選定することにより保液性能と機械的強度の向上を
図ろうとしている。また特公昭57−33828号公報では、
ポリオレフインの極細繊維で直径が１〜３μ、目付が30
〜80g/m2の不織布を加熱ロール等によつて加熱加圧して
シートを形成し、これを界面活性剤とポバール等の高分
子物質の水溶液に浸漬処理して電解液親和性と機械強度
の改善を図つている。更に直径20μ以上の太い繊維の布
帛を結合させた強度の向上方法も提案されている。
から行われているが一様な構造体としての扱いが主で構
造的な検討は少ない。特開昭56−138863号公報では、直
径の異なる１〜20μの３種類の繊維からなる不織布を用
い、この繊維の直径および各繊維間の直径比を特定の範
囲に選定することにより保液性能と機械的強度の向上を
図ろうとしている。また特公昭57−33828号公報では、
ポリオレフインの極細繊維で直径が１〜３μ、目付が30
〜80g/m2の不織布を加熱ロール等によつて加熱加圧して
シートを形成し、これを界面活性剤とポバール等の高分
子物質の水溶液に浸漬処理して電解液親和性と機械強度
の改善を図つている。更に直径20μ以上の太い繊維の布
帛を結合させた強度の向上方法も提案されている。
特開昭56−138863号公報に示された如く、機械的強度
の向上を図るために、径の太い繊維を混合した不織布で
は、正極活物質や、微小な粉炭が透過し、電池性能の低
下を招くおそれがある。特公昭57−33828号公報に示さ
れた極細繊維を用いる方法は、粒子状物の透過阻止には
幾分かは有効である。しかし繊維径を細くしても繊維と
繊維の間隔が広いとやはり微細粒子の透過が問題とな
る。ここでは加熱加圧してシート化しているが、空隙率
が減少し、保液性の点で好ましくない。
の向上を図るために、径の太い繊維を混合した不織布で
は、正極活物質や、微小な粉炭が透過し、電池性能の低
下を招くおそれがある。特公昭57−33828号公報に示さ
れた極細繊維を用いる方法は、粒子状物の透過阻止には
幾分かは有効である。しかし繊維径を細くしても繊維と
繊維の間隔が広いとやはり微細粒子の透過が問題とな
る。ここでは加熱加圧してシート化しているが、空隙率
が減少し、保液性の点で好ましくない。
上記の問題点を解決するための本発明は、平均径が５
μ以下の極細繊維からなる不織布において見かけの空隙
率が70〜91％で、かつ、表層部が空隙率70％未満の緻密
層となつていることを特徴とする電池セパレーター用不
織布を提供するものである。
μ以下の極細繊維からなる不織布において見かけの空隙
率が70〜91％で、かつ、表層部が空隙率70％未満の緻密
層となつていることを特徴とする電池セパレーター用不
織布を提供するものである。
本発明の電池セパレーター用不織布の製造方法は、メ
ルトプローン法によつて得られる。平均径が５μ以下の
極細繊維不織布を加熱されたロールに接触させ、表層部
のみを局所的に緻密構造とするものである。
ルトプローン法によつて得られる。平均径が５μ以下の
極細繊維不織布を加熱されたロールに接触させ、表層部
のみを局所的に緻密構造とするものである。
上記極細繊維素材は熱可塑性材料で、ポリエチレン、
ポリプロピレンなどのポリオレフイン、ポリエチレンテ
レフタレートなどのポリエステル、ナイロン６などのポ
リアミドなど、絶縁性を有し、用いる電解液に耐性のあ
るものを選ぶことができる。
ポリプロピレンなどのポリオレフイン、ポリエチレンテ
レフタレートなどのポリエステル、ナイロン６などのポ
リアミドなど、絶縁性を有し、用いる電解液に耐性のあ
るものを選ぶことができる。
極細繊維の繊維径は、平均径が５μ以下であることが
必要であり特に２μ以下0.5μ以上が好ましい。５μを
超えると、表層部を緻密構造にしても、微細粒子の透過
を完全に押えることはできない。一方２μ以下では、緻
密層は、外観上も美しく仕上り、毛羽立ちもなく、また
微細粒子の透過は完全に押えられる。
必要であり特に２μ以下0.5μ以上が好ましい。５μを
超えると、表層部を緻密構造にしても、微細粒子の透過
を完全に押えることはできない。一方２μ以下では、緻
密層は、外観上も美しく仕上り、毛羽立ちもなく、また
微細粒子の透過は完全に押えられる。
空隙率は保液性を表示するメジヤーになり得るもの
で、これが高い程保液性は良好と見なし得る。不織布の
層全体で見た見かけの空隙率が70％以下のものは、セパ
レーターとしての使用は不可能ではないが、層全体が本
発明にいう緻密構造となるもので、保液性の向上をはか
ることにはならない。
で、これが高い程保液性は良好と見なし得る。不織布の
層全体で見た見かけの空隙率が70％以下のものは、セパ
レーターとしての使用は不可能ではないが、層全体が本
発明にいう緻密構造となるもので、保液性の向上をはか
ることにはならない。
本発明の主眼は、見かけの空隙率を高く保つてかつ、
微粒子の透過性を防止する点にある。これを第１図を参
照して説明すると、極細繊維不織布の表層部１、即ち、
表面から不織布全体の厚さの約10％までの部分の空隙率
を70％未満に、更に好ましくは、20％以上50％以下に緻
密化する。緻密化の手段としては不織布表面を加熱ロー
ラーに接触させる方法をとることができる。同時に不織
布の中央部分２、即ち不織布全体の厚さの約80％に相当
する中心部の空隙率を70以上に、更に好ましくは85％以
上にする。これは、表層の緻密化を施す前の不織布の空
隙率にほぼ等しい。
微粒子の透過性を防止する点にある。これを第１図を参
照して説明すると、極細繊維不織布の表層部１、即ち、
表面から不織布全体の厚さの約10％までの部分の空隙率
を70％未満に、更に好ましくは、20％以上50％以下に緻
密化する。緻密化の手段としては不織布表面を加熱ロー
ラーに接触させる方法をとることができる。同時に不織
布の中央部分２、即ち不織布全体の厚さの約80％に相当
する中心部の空隙率を70以上に、更に好ましくは85％以
上にする。これは、表層の緻密化を施す前の不織布の空
隙率にほぼ等しい。
表層の緻密化を施す前の極細繊維不織布の引張強さは
一般に低い値を示す。しかし、電池セパレーター用途で
は、その製造工程においても、一定の引張強さが要求さ
れる。表層の緻密化は引張強さの向上に有効に働く。
一般に低い値を示す。しかし、電池セパレーター用途で
は、その製造工程においても、一定の引張強さが要求さ
れる。表層の緻密化は引張強さの向上に有効に働く。
極細繊維不織布を得るにはさまざまな手段がとられて
いるがメルトプローン法が、本発明には適している。メ
ルトプローン法によつて得られる繊維は熱処理により収
縮の発現しやすいものにすることができる。適当な収縮
の発現が本発明の局所的な緻密構造の形成に重要であ
る。
いるがメルトプローン法が、本発明には適している。メ
ルトプローン法によつて得られる繊維は熱処理により収
縮の発現しやすいものにすることができる。適当な収縮
の発現が本発明の局所的な緻密構造の形成に重要であ
る。
本発明の製造法を実施する装置の概略を第２図に示
す。メルトプローンノズル３から吹き出された極細繊維
は、ネツトコンベア４上に集積され不織布５になる。こ
れをコンベア４に続く加熱ローラー６に導き、熱処理を
施す。表面緻密化された不織布８は図示の如く巻き取ら
れる。加熱ローラー６のローラー表面間隙は調整装置７
によつて調整できる。
す。メルトプローンノズル３から吹き出された極細繊維
は、ネツトコンベア４上に集積され不織布５になる。こ
れをコンベア４に続く加熱ローラー６に導き、熱処理を
施す。表面緻密化された不織布８は図示の如く巻き取ら
れる。加熱ローラー６のローラー表面間隙は調整装置７
によつて調整できる。
以下に各特性の測定方法を示す。
（繊維径） 不織布を走査型電子顕微鏡で3000倍に撮つた30枚の写
真から測定点を100にとつて平均値を求めた。
真から測定点を100にとつて平均値を求めた。
（見かけ空隙） 不織布を2.5cm×10cmに切り取り、60g/cm2荷重のダイ
ヤルゲージで、厚さtA（cm）を測定し、不織布の重量ω
（ｇ）を秤量する。繊維の比重ρ別途密度勾配管法で求
めておく。見かけの空隙率εＡを次式で求めた。
ヤルゲージで、厚さtA（cm）を測定し、不織布の重量ω
（ｇ）を秤量する。繊維の比重ρ別途密度勾配管法で求
めておく。見かけの空隙率εＡを次式で求めた。
（表層部の空隙率） 熱処理を施した不織布を2.5cm×10cmに切り取つて、
これの表層部を鋭利なナイフで剥ぎとり厚さtS（cm）、
重量ωＳ（ｇ）を測定し、別途測定した繊維の比重ρと
から、表層の空隙率εＳを求めた。
これの表層部を鋭利なナイフで剥ぎとり厚さtS（cm）、
重量ωＳ（ｇ）を測定し、別途測定した繊維の比重ρと
から、表層の空隙率εＳを求めた。
（引張強さ） 不織布を2.5cm、長さ約15cmに切り取り、テンシロン
引張試験機により、サンプル長10cmとなるよう把持して
ヘツトスピード10cm/minにてＳ−Ｓ曲線を測定、引張強
度を求めた。
引張試験機により、サンプル長10cmとなるよう把持して
ヘツトスピード10cm/minにてＳ−Ｓ曲線を測定、引張強
度を求めた。
（保液率） 直径3cmに切り取つた不織布に有機溶剤のプロピレン
カーボネートを充分含浸させる。これを、瀘紙にはさ
み、試料と同径同面積の425gの重りを乗せて、余剰のプ
ロピレンカーボネートを除去する。
カーボネートを充分含浸させる。これを、瀘紙にはさ
み、試料と同径同面積の425gの重りを乗せて、余剰のプ
ロピレンカーボネートを除去する。
（粒子透過阻止性） 粉末炭（平均径２μ、幾何標準偏差2.2）を電池に組
み立て、振動幅3.6mm、振動数1000回/minで60分処理し
た後、試料を取り出して目視により粒子の透過を判定す
る。
み立て、振動幅3.6mm、振動数1000回/minで60分処理し
た後、試料を取り出して目視により粒子の透過を判定す
る。
実施例 １ ポリプロピレンをメルトプローン法で紡出し、平均繊
維径1.5μ、目付80g/m2、厚さ0.6mmの不織布を作成し
た。ネツトコンベア上に受けとつたときの不織布の空隙
率は85％であつた。これを２本の対をなしたローラーで
表面間隔を0.35mmに設定して、かつ135℃に加熱した状
態で、0.5m/minで通過させた。得られたシートは厚みが
0.4mm、見かけの空隙率は78％であつた。表層部の空隙
率は50％であつた。このものを、平均径２μの粉末炭を
用いた粒子透過阻止性の確認を行つたところ、粒子の通
り抜けは認められなかつた。また、保液率は310％、引
張強さは1.7Kg/2.5cmであり電池セパレーターに適した
不織布となつた。
維径1.5μ、目付80g/m2、厚さ0.6mmの不織布を作成し
た。ネツトコンベア上に受けとつたときの不織布の空隙
率は85％であつた。これを２本の対をなしたローラーで
表面間隔を0.35mmに設定して、かつ135℃に加熱した状
態で、0.5m/minで通過させた。得られたシートは厚みが
0.4mm、見かけの空隙率は78％であつた。表層部の空隙
率は50％であつた。このものを、平均径２μの粉末炭を
用いた粒子透過阻止性の確認を行つたところ、粒子の通
り抜けは認められなかつた。また、保液率は310％、引
張強さは1.7Kg/2.5cmであり電池セパレーターに適した
不織布となつた。
実施例 ２ ナイロン６を用い、メルトプローン法で平均繊維径1.
8μ、目付100g/m2、厚さ0.9mmの不織布を作成した。作
成直後の空隙率は90％であつた。これを、表面間隙0.45
mm、表面温度180℃に調整した加熱ロールに通して電池
セパレーター用不織布を見た。このものの厚みは0.45mm
見かけの空隙率は80％で、表層部の空隙率は40％であつ
た。粒子透過阻止性テストでの粒子透過は認められず、
保液率は、300％となり、引張強さは2.4Kg/2.5cmであつ
た。
8μ、目付100g/m2、厚さ0.9mmの不織布を作成した。作
成直後の空隙率は90％であつた。これを、表面間隙0.45
mm、表面温度180℃に調整した加熱ロールに通して電池
セパレーター用不織布を見た。このものの厚みは0.45mm
見かけの空隙率は80％で、表層部の空隙率は40％であつ
た。粒子透過阻止性テストでの粒子透過は認められず、
保液率は、300％となり、引張強さは2.4Kg/2.5cmであつ
た。
比較例 メルトプローン法による平均繊維径1.5μ、目付80g/m
2、厚さ0.6mmの不織布を作成し、これを室温状態、表面
間隔0.35mmの２本対ローラーに通した。得られたシート
の厚さは処理前と比して、変化が認められなかつた。粒
子透過阻止性テストでは、わずかの洩れが認められた。
保液率は280％で、引張強さは1.0Kg/2.5cmであり電池セ
パレーターとして不適当であつた。
2、厚さ0.6mmの不織布を作成し、これを室温状態、表面
間隔0.35mmの２本対ローラーに通した。得られたシート
の厚さは処理前と比して、変化が認められなかつた。粒
子透過阻止性テストでは、わずかの洩れが認められた。
保液率は280％で、引張強さは1.0Kg/2.5cmであり電池セ
パレーターとして不適当であつた。
極細繊維不織布を電池用セパレーターに応用するにあ
たつて、不織布の繊維充填組織を、表層部にあつては緻
密になし、内層部では粗とすることにより、粒子透過を
阻止しかつ、高い保液性と引張強さを確保できる。高性
能な電池用セパレーターとして、有効な不織布を提供で
きる。
たつて、不織布の繊維充填組織を、表層部にあつては緻
密になし、内層部では粗とすることにより、粒子透過を
阻止しかつ、高い保液性と引張強さを確保できる。高性
能な電池用セパレーターとして、有効な不織布を提供で
きる。
第１図は、本発明の不織布の断面の模式図を示し、第２
図は、本発明の不織布の製造法を実施する装置の一例の
模式図である。図中１は不織布の表層部、２は内層部、
３はメルトプローンノズル、４はコンベアベルト、５は
処理前の不織布、６は加熱ローラー、７は間隔調整器、
８は処理後の不織布である。
図は、本発明の不織布の製造法を実施する装置の一例の
模式図である。図中１は不織布の表層部、２は内層部、
３はメルトプローンノズル、４はコンベアベルト、５は
処理前の不織布、６は加熱ローラー、７は間隔調整器、
８は処理後の不織布である。
Claims (6)
- 【請求項１】平均径が５μ以下の極細繊維からなる不織
布において見かけの空隙率が70〜91％で、かつ、表層部
が空隙率70％未満の緻密層となつていることを特徴とす
る電池セパレーター用不織布。 - 【請求項２】表層部の空隙率が20％以上50％以下である
特許請求の範囲第１項記載の電池セパレーター用不織
布。 - 【請求項３】引張強さが、1.5kg/2.5cm以上である特許
請求の範囲第１項または第２項記載の電池セパレーター
用不織布。 - 【請求項４】メルトプローン法によつて得られる平均径
５μ以下の極細繊維不織布を、加熱されたロールに接触
させ、表層部のみを緻密層にすることを特徴とする見か
けの空隙率が70〜91％で表層部が空隙率70％未満である
電池セパレーター用不織布の製造方法。 - 【請求項５】加熱ロールの温度を、繊維の収縮が発現す
る温度以上とする特許請求の範囲第４項記載の製造方
法。 - 【請求項６】加熱ローラーが対をなした構成で、ローラ
ー表面間隔を、不織布の仕上り厚みより０乃至30％だけ
狭めた状態で、接触処理を行う特許請求の範囲第４項ま
たは第５項記載の電池セパレーター用不織布の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313747A JP2625785B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 電池セパレーター用不織布およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313747A JP2625785B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 電池セパレーター用不織布およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157055A JPH01157055A (ja) | 1989-06-20 |
| JP2625785B2 true JP2625785B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18045043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62313747A Expired - Fee Related JP2625785B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 電池セパレーター用不織布およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625785B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0795916B1 (en) * | 1994-12-28 | 2010-02-24 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Wet type nonwoven fabric for cell separator, its production method and enclosed secondary cell |
| JP4054920B2 (ja) * | 1997-02-13 | 2008-03-05 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 固体電解質電池 |
| CN114039165A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-02-11 | 李鑫 | 具有耐高温热收缩和压缩弹性的复合隔膜 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4848927A (ja) * | 1971-10-21 | 1973-07-11 | ||
| JPS5659471A (en) * | 1979-10-20 | 1981-05-22 | Hitachi Maxell Ltd | Nonaqueous electrolyte battery |
| JPS5733828A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | Timer circuit |
| JPS56140150A (en) * | 1980-11-13 | 1981-11-02 | Asahi Chemical Ind | Nowoven fabric |
| DE3302535C2 (de) * | 1982-02-02 | 1996-10-31 | Emhart Ind | Batterieseparator, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung in einer Batterie |
| JP2572964B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1997-01-16 | 日本無機 株式会社 | 密閉形蓄電池用セパレ−タ−、その製造装置並に密閉形蓄電池 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62313747A patent/JP2625785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01157055A (ja) | 1989-06-20 |
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