JP3034110B2 - 撥水膜 - Google Patents
撥水膜Info
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- JP3034110B2 JP3034110B2 JP3353274A JP35327491A JP3034110B2 JP 3034110 B2 JP3034110 B2 JP 3034110B2 JP 3353274 A JP3353274 A JP 3353274A JP 35327491 A JP35327491 A JP 35327491A JP 3034110 B2 JP3034110 B2 JP 3034110B2
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- Japan
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- water
- repellent film
- film
- ptfe
- porous film
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気電池用として好適な
撥水膜に関する。
撥水膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気電池は空気中の酸素を活物質として
利用するもので、経済的であり且つ長期無保守で使用で
きる電源として、例えば、航路標識用、各種通信用、電
話機用等として実用に供されてきたが、近年、それを
「ボタン型化」するための研究がか盛んに行われるよう
になった。
利用するもので、経済的であり且つ長期無保守で使用で
きる電源として、例えば、航路標識用、各種通信用、電
話機用等として実用に供されてきたが、近年、それを
「ボタン型化」するための研究がか盛んに行われるよう
になった。
【０００３】そして、ボタン型電池として、負極ケース
（金属製）と空気孔を有する正極ケース（金属製）をガ
スケットを介して嵌合せしめ、このケース嵌合体の内部
空間をセパレータにより分割し、一方の空間に亜鉛を充
填して負極とし、他方の空間を空気極（正極）とし、更
に該空気極側にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）多孔質フィルムから成る撥水膜を配置せしめた構造
のものが提案された（高性能電池の最新マニュアル」の
９９〜１０６頁、株式会社総合技術センター、平成１年
６月３０日発行）。なお、撥水膜には、通常、拡散紙が
密着される。
（金属製）と空気孔を有する正極ケース（金属製）をガ
スケットを介して嵌合せしめ、このケース嵌合体の内部
空間をセパレータにより分割し、一方の空間に亜鉛を充
填して負極とし、他方の空間を空気極（正極）とし、更
に該空気極側にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）多孔質フィルムから成る撥水膜を配置せしめた構造
のものが提案された（高性能電池の最新マニュアル」の
９９〜１０６頁、株式会社総合技術センター、平成１年
６月３０日発行）。なお、撥水膜には、通常、拡散紙が
密着される。
【０００４】この空気電池においては、正極活物質とし
ての空気中の酸素が正極ケース底面に設けられた貫通孔
から電池内に取り入れられ、拡散紙および撥水膜を通し
て空気極に供給される。拡散紙は空気極全面に酸素を均
一に供給するものであり、撥水膜は電解液（ＫＯＨ水溶
液が多用され、負極を構成する亜鉛に含浸保持される）
の電池外への不用意な洩れを防止する。
ての空気中の酸素が正極ケース底面に設けられた貫通孔
から電池内に取り入れられ、拡散紙および撥水膜を通し
て空気極に供給される。拡散紙は空気極全面に酸素を均
一に供給するものであり、撥水膜は電解液（ＫＯＨ水溶
液が多用され、負極を構成する亜鉛に含浸保持される）
の電池外への不用意な洩れを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、或る物品を
実用化するに際しては、「長寿命化」要求が不可避的
で、ボタン型電池も例外ではなく、電池を構成する部材
毎に長寿命化の検討が続けられている。
実用化するに際しては、「長寿命化」要求が不可避的
で、ボタン型電池も例外ではなく、電池を構成する部材
毎に長寿命化の検討が続けられている。
【０００６】電池構成部材の一つである撥水膜には正極
活物質としての酸素供給に際し、空気中の水分を除去す
ることが期待され、上記ＰＴＦＥ多孔質フィルムは「撥
水性」の故にその機能を有するが、電池の長寿命化のた
め、水分除去機能の一層の向上が望まれている。
活物質としての酸素供給に際し、空気中の水分を除去す
ることが期待され、上記ＰＴＦＥ多孔質フィルムは「撥
水性」の故にその機能を有するが、電池の長寿命化のた
め、水分除去機能の一層の向上が望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記要求を満
たすため鋭意研究の結果、ＰＴＦＥ多孔質フィルムに特
定の処理を施すことにより、該多孔質フィルムをより撥
水性の優れたものとすることができることを見い出し、
本発明を完成するに至った。
たすため鋭意研究の結果、ＰＴＦＥ多孔質フィルムに特
定の処理を施すことにより、該多孔質フィルムをより撥
水性の優れたものとすることができることを見い出し、
本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明に係る撥水膜はＰＴＦＥ多孔
質フィルムの少なくとも片面を放電処理量５０Ｗａｔｔ
・ｓｅｃ／ｃｍ 2 以上でスパッタエッチング処理して成
るものである。
質フィルムの少なくとも片面を放電処理量５０Ｗａｔｔ
・ｓｅｃ／ｃｍ 2 以上でスパッタエッチング処理して成
るものである。
【０００９】本発明に用いるＰＴＦＥ多孔質フィルムと
しては、通常、その厚さが約３０〜２００μｍ、気孔率
約１〜８０％、気孔径約０．１〜１０μｍのものが用い
られる。このＰＴＦＥフィルムは通気性を有し、約５０
０〜５０００００ｓｅｃ／１００ｃｃ（ＪＩＳ Ｐ ８
１１７に規定されるガーレー法による測定値）程度の通
気量を示す。かようなＰＴＦＥ多孔質フィルムは、例え
ば、特公昭４２−１３５６０号公報、特公昭５８−２５
３３２号公報等に記載されている方法により得ることが
でき、焼成品あるいは未焼成品のいずれであってもよ
い。
しては、通常、その厚さが約３０〜２００μｍ、気孔率
約１〜８０％、気孔径約０．１〜１０μｍのものが用い
られる。このＰＴＦＥフィルムは通気性を有し、約５０
０〜５０００００ｓｅｃ／１００ｃｃ（ＪＩＳ Ｐ ８
１１７に規定されるガーレー法による測定値）程度の通
気量を示す。かようなＰＴＦＥ多孔質フィルムは、例え
ば、特公昭４２−１３５６０号公報、特公昭５８−２５
３３２号公報等に記載されている方法により得ることが
でき、焼成品あるいは未焼成品のいずれであってもよ
い。
【００１０】本発明においては、ＰＴＦＥ多孔質フィル
ムの少なくとも片面がスパッタエッチング処理される。
ＰＴＦＥ製物品に対するスパッタエッチング処理は特公
昭５３−２２１０８号公報に記載され既に知られてお
り、本発明における多孔質フィルムに対する処理もこれ
と同じであってよい。
ムの少なくとも片面がスパッタエッチング処理される。
ＰＴＦＥ製物品に対するスパッタエッチング処理は特公
昭５３−２２１０８号公報に記載され既に知られてお
り、本発明における多孔質フィルムに対する処理もこれ
と同じであってよい。
【００１１】このスパッタエッチング処理とは、上記公
報に詳細に説明されているように耐圧容器内で減圧雰囲
気下において陰陽両電極間に高周波電圧を印加し、放電
域のイオンエネルギーの大きな陰極暗部において、放電
によって生じた陽イオンを加速して、陰極上の処理対象
物表面に衝突させて行なうものである。
報に詳細に説明されているように耐圧容器内で減圧雰囲
気下において陰陽両電極間に高周波電圧を印加し、放電
域のイオンエネルギーの大きな陰極暗部において、放電
によって生じた陽イオンを加速して、陰極上の処理対象
物表面に衝突させて行なうものである。
【００１２】そして、このための装置は耐圧容器内に陰
極と陽極が対向して配置され、陰極はインピーダンス整
合器を介して高周波電源に接続されている。陰極の外側
にはシールド用電極が配置され、アース電位に保たれ
る。かような装置の具体例としては、特公昭５６−１３
３７号公報、特公昭５６−１３４０号公報等に記載され
た装置を挙げることができる。
極と陽極が対向して配置され、陰極はインピーダンス整
合器を介して高周波電源に接続されている。陰極の外側
にはシールド用電極が配置され、アース電位に保たれ
る。かような装置の具体例としては、特公昭５６−１３
３７号公報、特公昭５６−１３４０号公報等に記載され
た装置を挙げることができる。
【００１３】本発明においては、ＰＴＦＥ多孔質フィル
ムに対するスパッタエッチング処理を安定して行なうた
め、雰囲気圧を通常約０．００３〜０．５Ｔｏｒｒに設
定する。また、放電電力は実用上約１〜４Ｗａｔｔ／ｃ
ｍ2 が好ましい。そして、放電処理量、即ち、放電電力
（Ｗａｔｔ／ｃｍ2 ）と処理時間（ｓｅｃ）の積は該多
孔質フィルムの撥水性向上のため、５０Ｗａｔｔ・ｓｅ
ｃ／ｃｍ2 以上とする必要がある。この放電処理量が少
ないとＰＴＦＥ多孔質フィルム表面が親水性となり、所
期の目的が達成されない。
ムに対するスパッタエッチング処理を安定して行なうた
め、雰囲気圧を通常約０．００３〜０．５Ｔｏｒｒに設
定する。また、放電電力は実用上約１〜４Ｗａｔｔ／ｃ
ｍ2 が好ましい。そして、放電処理量、即ち、放電電力
（Ｗａｔｔ／ｃｍ2 ）と処理時間（ｓｅｃ）の積は該多
孔質フィルムの撥水性向上のため、５０Ｗａｔｔ・ｓｅ
ｃ／ｃｍ2 以上とする必要がある。この放電処理量が少
ないとＰＴＦＥ多孔質フィルム表面が親水性となり、所
期の目的が達成されない。
【００１４】スパッタエッチング処理に用いる高周波電
源としては、通常、数百ＫＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数の
ものを用い得るが、実用上は工業割当周波数の１３．５
６ＭＨｚの電源を用いるのが好ましい。雰囲気ガスとし
てはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いる。
源としては、通常、数百ＫＨｚ〜数十ＭＨｚの周波数の
ものを用い得るが、実用上は工業割当周波数の１３．５
６ＭＨｚの電源を用いるのが好ましい。雰囲気ガスとし
てはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いる。
【００１５】かようなスパッタエッチング処理により、
ＰＴＦＥ多孔質フィルムの処理面には微細な針状凹凸が
無数に形成される。従来はＰＴＦＥ製物品に対するスパ
ッタエッチング処理により、該処理面が親水化されると
認識されていたが、ＰＴＦＥ多孔質フィルムに対し、放
電処理量を上記したように５０Ｗａｔｔ・ｓｅｃ／ｃｍ
2 以上とした場合には、撥水性をより向上できることを
本発明者は知った。ＰＴＦＥ多孔質フィルムのスパッタ
エッチチング処理面が撥水化されたかどうかは、処理面
の水に対する接触角の測定により知ることができ、放電
処理量を上記のように設定して処理を施した面の接触角
は、処理前の値よりも大きくなることが判明した。そし
て、この針状凹凸として、その高さを０．１〜１μｍ、
存在密度を１０００００個／ｍｍ2 以上とするのが好適
であることも判明した。
ＰＴＦＥ多孔質フィルムの処理面には微細な針状凹凸が
無数に形成される。従来はＰＴＦＥ製物品に対するスパ
ッタエッチング処理により、該処理面が親水化されると
認識されていたが、ＰＴＦＥ多孔質フィルムに対し、放
電処理量を上記したように５０Ｗａｔｔ・ｓｅｃ／ｃｍ
2 以上とした場合には、撥水性をより向上できることを
本発明者は知った。ＰＴＦＥ多孔質フィルムのスパッタ
エッチチング処理面が撥水化されたかどうかは、処理面
の水に対する接触角の測定により知ることができ、放電
処理量を上記のように設定して処理を施した面の接触角
は、処理前の値よりも大きくなることが判明した。そし
て、この針状凹凸として、その高さを０．１〜１μｍ、
存在密度を１０００００個／ｍｍ2 以上とするのが好適
であることも判明した。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１７】実施例１ 厚さ１００μｍ、気孔率１２％、平均孔径０．５μｍ、
通気量２００００ｓｅｃ／１００ｃｃのＰＴＦＥ多孔質
フィルムの片面を、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを用
い、雰囲気圧０．００５Ｔｏｒｒ、放電電力２Ｗａｔｔ
／ｃｍ2 の条件で３５秒間スパッタエッチング処理する
ことにより撥水膜を得た。この撥水膜の水に対する接触
角は１３５°であり、未処理時の値１１６°に比べ向上
していた。
通気量２００００ｓｅｃ／１００ｃｃのＰＴＦＥ多孔質
フィルムの片面を、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを用
い、雰囲気圧０．００５Ｔｏｒｒ、放電電力２Ｗａｔｔ
／ｃｍ2 の条件で３５秒間スパッタエッチング処理する
ことにより撥水膜を得た。この撥水膜の水に対する接触
角は１３５°であり、未処理時の値１１６°に比べ向上
していた。
【００１８】実施例２ 処理時間を２７秒間とすること以外は実施例１と同様に
作業して撥水膜を得た。この撥水膜の水に対する接触角
は１３２°であった。
作業して撥水膜を得た。この撥水膜の水に対する接触角
は１３２°であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され、ＰＴＦ
Ｅ多孔質フィルムの表面をスパッタエッチング処理した
ので、撥水性の改善された撥水膜を提供できる。
Ｅ多孔質フィルムの表面をスパッタエッチング処理した
ので、撥水性の改善された撥水膜を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 12/06 - 12/08
Claims (2)
- 【請求項１】ポリテトラフルオロエチレン多孔質フィル
ムの少なくとも片面を放電処理量５０Ｗａｔｔ・ｓｅｃ
／ｃｍ 2 以上でスパッタエッチング処理して成る撥水
膜。 - 【請求項２】 少なくとも片面に高さ０．１〜１μｍの
針状凹凸が多数形成されて成る請求項１記載の撥水膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353274A JP3034110B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 撥水膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353274A JP3034110B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 撥水膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166546A JPH05166546A (ja) | 1993-07-02 |
| JP3034110B2 true JP3034110B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=18429725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3353274A Expired - Lifetime JP3034110B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 撥水膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034110B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140071422A (ko) | 2011-09-15 | 2014-06-11 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 공기 전지 및 그것을 사용한 조전지 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6816938B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2021-01-20 | 日東電工株式会社 | 撥油性が付与された通気フィルタ |
| JP7112268B2 (ja) * | 2018-07-03 | 2022-08-03 | シャープ株式会社 | 空気極の製造方法、及び金属空気電池の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-16 JP JP3353274A patent/JP3034110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140071422A (ko) | 2011-09-15 | 2014-06-11 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 공기 전지 및 그것을 사용한 조전지 |
| US9350058B2 (en) | 2011-09-15 | 2016-05-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air cell and assembled battery using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05166546A (ja) | 1993-07-02 |
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