JP3372317B2 - アルカリ電池セパレ−タ用不織布の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ電池の正負両
極間に介在させて両者の短絡を防止すると共に、電解液
を十分に保持し、起電反応を円滑に進行させるために使
用するアルカリ電池セパレ−タ用不織布において、低坪
量でありながら、特に、強度と電解液の吸液性及び保液
性に優れ、その他の諸性質も併せ持つアルカリ電池セパ
レ−タ用不織布の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ電池は、充放電特性、過充電過
放電特性に優れ、長寿命で繰り返し使用できるため、小
型軽量化の著しいエレクトロニクス機器に広く使用され
ている。このようなアルカリ電池の特性は、そのアルカ
リ電池セパレ−タ用不織布の特性にも大きく依存してい
る。

【０００３】アルカリ電池セパレ−タ用不織布は、一般
に、次の性能が必要とされている。 （１）正極と負極を物理的に分離できること。 （２）短絡を防ぐための電気的絶縁性を持つこと。 （３）耐電解液性を持つこと。 （４）耐電気化学的酸化性を持つこと。 （５）電解液を含んだ状態で低い電気抵抗を示すこと。 （６）電解液に対して濡れやすく、電解液保持量が大き
いこと。 （７）電池組立工程で耐え得る強度、剛性を持つこと。 （８）電池にとっての有害物質を出さないこと。 （９）充電時に陽極より発生する酸素ガス透過性に優れ
ること。

【０００４】そのため、従来から、電解液に濡れやすく
て、その保液量が大きく、しかも電解液を含んだ状態で
電気抵抗が低い、ポリアミド繊維不織布がアルカリ電池
セパレ−タ用不織布として使用されている。また、比較
的高温における耐久性の必要なアルカリ電池には、ポリ
オレフィン繊維不織布がアルカリ電池セパレ−タ用不織
布として使用されている。

【０００５】ところが、前記のポリアミド繊維不織布か
らなるアルカリ電池セパレ−タ用不織布は、繰り返し使
用により、ポリアミド繊維から窒素酸化物が溶出し、ア
ルカリ電池の寿命を縮めるという欠点がある。更に、ポ
リアミド繊維不織布からなるアルカリ電池セパレ−タ用
不織布は、ポリアミド中に含まれている窒素の為に、酸
化されたときに硝酸根を生じ、このため、自己放電がし
やすい上、電極の腐食を招くという問題があった。 一
方、ポリオレフィン繊維不織布からなるアルカリ電池セ
パレ−タ用不織布は疎水性であるため、電解液に対して
濡れにくく、その保液量が少ないという欠点がある。
そこで、このアルカリ電池セパレ−タ用不織布に対し界
面活性剤処理等が施されることがあるが、界面活性剤は
耐電解液性に問題があり、電解液の吸液性や保液性を十
分に改善するに至っていない。

【０００６】そこで、最近、耐電解液性及び耐電気化学
的酸化性と、電解液の濡れやすさ及びその保液量とを共
に向上させるため、例えば、特開平３−２５７７５５号
公報のアルカリ電池用セパレ−タが提案されている。こ
のアルカリ電池用セパレ−タは、ポリオレフィンとエチ
レンビニルアルコ−ル共重合体との分割型複合繊維を３
５％以上含有する。しかしながら、前記の分割型複合繊
維を３５％以上含有し、水流交絡処理を施さないアルカ
リ電池用セパレ−タは、分割型複合繊維の含有量が多く
なるほど、通気性が非常に悪くなり、正極で発生する酸
素が負極側に透過しにくくなるため、電池内部圧力が上
昇しやすくなる。その他、分割型複合繊維の含有量が増
加するに連れて、強度が次第に弱くなるといった欠点が
ある。また、そのアルカリ電池用セパレ−タの電解液の
吸液速度及びその保液量等も不十分である。

【０００７】また、特開平３−２３０４７３号公報に
は、織物等よりなる基布の少なくとも片面に、短繊維よ
りなる湿式抄造したウェブを積層し、基布の繊維格子間
に湿式抄造したウェブの繊維を三次元的に水流絡合させ
ることにより、基布と湿式抄造したウェブとを一体化す
るようにしたアルカリ二次電池用セパレ−タが開示され
ている。しかしながら、このアルカリ二次電池用セパレ
−タは、製造時に加わる引張力、巻回圧及び使用時にお
けるへたり等に起因する厚みの変化の防止には効果があ
るものの、基布を一体化しているため、電解液を吸液
し、保液する繊維量が減少し、その結果、電解液の吸液
性や保液量が不十分になり、電解液の吸液性及び保液量
を十分にするためには、ウェブの坪量を増加しなければ
ならないという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そのため、前記諸性能
を併せ持たせつつ、アルカリ電池セパレ−タ用不織布を
薄型にすることができず、このようなアルカリ電池セパ
レ−タ用不織布を使用したアルカリ電池では、最近のコ
−ドレス機器用に必要な、高容量、長寿命、高信頼性等
の高度の特性を達成することができないという問題があ
る。

【０００９】本発明の目的は、低坪量でありながら、特
に、強度と電解液の吸液性及び保液性に優れ、その他の
諸性質も併せ持つアルカリ電池セパレ−タ用不織布の製
造方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために鋭意研究した結果、アルカリ電池セパ
レ−タ用不織布の製造方法を発明するに至った。即ち、
本発明のアルカリ電池セパレ−タ用不織布は、主成分が
ポリオレフィン重合体とエチレンビニルアルコ−ル共重
合体を接合した分割型複合繊維、及びポリオレフィン系
繊維である各有機繊維から成り、該分割型複合繊維と該
ポリオレフィン系繊維の配合比率が、それぞれ７５〜１
００重量％と２５〜０重量％であり、該各有機繊維を水
に分散してスラリ−とし、該スラリ−を湿式抄造法によ
り抄紙してウェブを形成し、該ウェブを水流交絡処理に
より交絡不織布を形成して後、該交絡不織布の片面又
は両面にコロナ放電処理を施し、カレンダ−処理する、
或は該交絡不織布をカレンダ−処理して後、片面又は
両面にコロナ放電処理を施すことを特徴とする。

【００１１】また、コロナ放電処理条件が、片面当りの
総エネルギ−として８．０〜２６．０ＫＷ分／ｍ² であ
ることを特徴とする。

【００１２】以下、本発明のアルカリ電池セパレ−タ用
不織布の製造方法について、詳細な説明を行う。まず、
本発明で用いる有機繊維の説明を行う。

【００１３】本発明における分割型複合繊維とは、ポリ
オレフィン重合体とエチレンビニルアルコ−ル共重合体
とが接合された複合繊維である。

【００１４】分割型複合繊維を形成するエチレンビニル
アルコ−ル共重合体は、エチレンと酢酸ビニルとの共重
合体をケン化して得ることができる。保液性の点から
は、ＭＦＲ（メルトフロレイト）２０〜１００のエチレ
ンを２０〜４５モル％含有するものが好ましく、紡糸性
の点からは、ケン化度９８％以上であることが好まし
い。

【００１５】分割型複合繊維を形成するポリオレフィン
重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィンが好ましく、特にＭＦＲ１０〜１００のポ
リオレフィンが好ましい。

【００１６】また、分割型複合繊維は、その断面におい
て、エチレンビニルアルコ−ル共重合体とポリオレフィ
ン重合体のうちの一方の成分が、他方の成分の間に介在
して少なくとも２個以上に分割されて、各々が繊維断面
の構成単位となっており、隣接している各構成単位の一
部が繊維表面に露出している。エチレンビニルアルコ−
ル共重合体とポリオレフィン重合体の両成分の混合比率
は、目的に応じて変えることができ、保液性の大きい不
織布を欲するときにはエチレンビニルアルコ−ル共重合
体成分の比率を高め、逆に耐久性をより良くするにはポ
リオレフィン重合体成分の比率を大きくすると良い。

【００１７】本発明のアルカリ電池セパレータ用不織布
を製造した際の通気性と空隙径と電解液の保液性等の点
から、分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維の配合比
率はそれぞれ７５〜１００重量％と２５〜０重量％にし
て製造することが好ましい。

【００１８】ここで、分割型複合繊維単独でアルカリ電
池セパレータ用不織布を製造しても、他にポリオレフィ
ン系繊維を混合してアルカリ電池セパレータ用不織布を
製造しても良いが、十分な吸液性と保液性を確保するた
めには、アルカリ電池セパレータ用不織布を構成する有
機繊維のうち、エチレンビニルアルコール共重合体成分
が占める表面積は２０％以上とすることが好ましい。

【００１９】本発明のポリオレフィン系繊維としては、
ポリプロピレン、或はポリエチレン等の有機繊維を使用
できる。ポリプロピレン系繊維を混合することにより、
耐電解液性、強度等の特性を向上させることができる。

【００２０】但し、ポリプロピレン或いはポリエチレン
等のポリオレフィン系繊維を２５重量％を超えて混合す
ると、坪量一定で、厚さ一定の場合、空隙径の制御が難
しくなる。また、コロナ放電処理をする際、アルカリ電
池セパレ−タ用不織布に十分な電解液の吸液性と保液性
を与えるには、より多くのエネルギ−を必要とする。

【００２１】本発明で用いる有機繊維の繊維径は、交絡
不織布を形成した際の坪量と厚さと空隙径の関係から、
分割型複合繊維の分割後の繊維径が３〜１０μｍ、ポリ
オレフィン系繊維の繊維径が５〜１２μｍのものを使用
するのが好ましい。

【００２２】さらに、本発明で用いる有機繊維の繊維長
は、有機繊維の分散性及び交絡不織布の強度の点から、
分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維の両方とも５〜
１５ｍｍのものが好ましい。繊維長が１５ｍｍより長い
と、水中での分散工程が難しく、分散剤を選択し、適量
使用する必要があるばかりか、１度分散した後、再度凝
集して、よれ、もつれ、だま等が発生し易くなるという
問題が生じてくる。また、分散濃度を低くしなければな
らず生産性が劣る。

【００２３】一方、繊維長が５ｍｍより短いと、分散工
程は容易であるが、水流交絡時において、高圧柱状水流
により繊維が動き易いため、繊維を曲げ、絡み合わせる
ことが困難で、強度の大きいシ−トを得ることが困難で
ある。また、繊維全体が動くために、繊維間のずれが生
じ、シ−ト内部で歪が生じ、高圧柱状水を噴射した後、
シ−トに多くのしわが発生するという問題が生じる。

【００２４】本発明のアルカリ電池セパレータ用不織布
において、充分な通気性を確保すると共に短絡を防止す
るためには、空隙径について、最大空隙径が６０μｍ以
下、平均空隙径が２５μｍ以下、最大空隙径／平均空隙
径が３以下であることが好ましい。

【００２５】次に、本発明のアルカリ電池セパレ−タ用
不織布の製造方法について述べる。本発明のアルカリ電
池セパレ−タ用不織布の製造方法は、前記の分割型複合
繊維とポリオレフィン系繊維を主成分とした有機繊維を
用いて、湿式抄造法によりウェブを製造し、そのウェブ
に水流交絡処理を施して交絡不織布とし、その水流交
絡不織布にコロナ放電処理してからカレンダ−加工す
る、或はその水流交絡不織布にカレンダ−加工してか
らコロナ放電処理する４つの工程で製造することを必須
条件とする。

【００２６】アルカリ電池セパレ−タ用不織布のウェブ
は、前記有機繊維を使用して、湿式抄造法、カード法、
クロスレイヤー法、ランダムウェバー法などの公知の方
法によって製造することができる。

【００２７】しかし、カ−ド法やエアレイ法は、繊維長
の長い繊維を用いることができるが、均一なウェブ化が
困難で、高圧柱状水流で加工され得られた交絡不織布
も、地合が悪く、透過光で観察すると、斑点模様が見ら
れる。このため、短絡を防ぐために必要な空隙径を得る
には、高坪量にしなければならないという問題がある。

【００２８】一方、湿式抄造法は、生産速度が上記方法
に比べて速く、同一装置で、繊維径の異なる繊維や複数
の種類の繊維を任意の割合で混合できる利点がある。即
ち、繊維の形態も、ステ−プル状、パルプ状等と選択の
幅は広く、使用可能な繊維径も、７μｍ以下の極細繊維
から太い繊維まで使用可能で、他の方法に比べ、極めて
良好な地合のウェブが得られる方法である。この様なこ
とから、極めて応用範囲が広く、空隙径を制御しやすい
ウェブ形成法である。

【００２９】そこで、湿式抄造法を用い、ポリオレフィ
ン重合体とエチレンビニルアルコ−ル共重合体を接合し
た分割型複合繊維を７５〜１００重量％と、ポリオレフ
ィン系繊維を２５〜０重量％とをパルパ−で界面活性剤
を添加して離解し、アジテ−タ−等の緩やかな攪拌のも
と、水中に分散して、均一なスラリーを形成する。この
スラリーを丸網、長網、傾斜式等のワイヤ−の少なくと
も１つを有する抄紙機を用いて抄紙し、例えば、厚み２
００μｍ以下となるように地合の良好なウェブを製造す
る。今回、湿式抄造法を用いる他の利点としては、分割
型複合繊維の離解、分散工程の中で、分割型複合繊維を
ほぼ完全に分割させ得ることで、このことは、乾式法で
ウェブを製造した場合よりも、次工程での水流交絡処理
の水圧を下げることができ、また、水流交絡処理により
完全に極細繊維に分割できる。

【００３０】次に、このように製造されたウェブを開孔
率４０％以下、１つの開孔の大きさが０．０４ｍｍ² 以
下の多孔質の支持体上に積載し、ウェブ上方から高圧柱
状水流を噴射し、高圧柱状水流とウェブを相対的に移動
させ、有機繊維を３次元的に交絡させる。ウェブと高圧
柱状水流を相対的に移動させる方法としては、コンベア
−式の支持体或はドラム式の支持体を回転運動させる方
法が簡便である。このとき支持体の搬送速度は、ウェブ
に与える印加エネルギ−により決定されるが、１〜１０
０ｍ／ｍｉｎ以下の速度で用いることができる。

【００３１】支持体の開孔率が４０％より大きいと、得
られる交絡不織布に開孔が生じ、空隙径の調整が困難に
なる。逆に、開孔率が小さいほど、得られた交絡不織布
の面質が良くなるが、余りに開孔率が小さいと、交絡に
要した水が支持体から下に抜けず、支持体に当たった
後、再びウェブに跳ね返り、跳ね返り水がウェブを突き
上げ、ウェブが破損する現象が生じ好ましくない。この
様な多孔質の支持体としては、平織り、綾織り等の織り
方で、ステンレス、ブロンズ等の金属ワイヤ−、或は強
化ポリエステル、ポリアミド等のプラスチックワイヤ−
が挙げられる。

【００３２】アルカリ電池セパレータ用不織布を製造す
るために、繊維同士をバインダ−繊維だけで結合させ
る、或は、芯鞘型の熱融着性繊維を用いて、繊維同士を
熱融着させる湿式抄造法だけ用いるよりも、湿式抄造法
で製造したウェブに水流交絡処理を施し、ウェブを構成
する有機繊維を３次元的に交絡させる方が、アルカリ電
池セパレータ用不織布の引張強度や破断伸度が格段と大
きくなることから、製造時に加わる引張力、巻回圧及び
使用時におけるへたり等に起因する厚み変化が防止で
き、さらには、短絡防止に非常に効果がある。また、水
流交絡処理は、バインダ−繊維や熱融着性繊維を完全に
熱融着させる必要が無いため、有機繊維の持つ電解液へ
の吸液性や保液性には、悪影響を及ぼさない。

【００３３】次に、この様にして得られた交絡不織布
に、コロナ放電処理を施してからカレンダ−加工を行
う、或はカレンダ−加工してからコロナ放電処理を行
う。ここで、前記の有機繊維を用いた場合、コロナ放電
処理をしなくても、交絡不織布自体は吸液性や保液性を
ある程度有するが、アルカリ電池セパレ−タ用不織布と
して使用するには、まだまだ不十分なため、さらなる電
解液への濡れ性を付与することを目的にコロナ放電処理
を行う。

【００３４】このコロナ放電処理は、高電圧発生機に接
続した電極と、ポリエステルフィルム、ハイバロン、Ｅ
Ｐラバ−などでカバ−した金属ロ−ル間に適度の間隔を
設け、高周波で数千〜数万Ｖの電圧をかけ、高圧コロナ
を発生させ、この間隔に前記の方法で得られた交絡不織
布を適度な速度で走らせ、交絡不織布面にコロナを生成
したオゾン、或は、酸化窒素を反応させて、カルボニル
基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ペルオキシド基
を生成させるものであり、この親水性基が交絡不織布に
対する親水性の持続性に寄与していると考えられる。

【００３５】また、このコロナ放電処理条件が、片面当
りの総エネルギ−として８．０ＫＷ分／ｍ²〜２６．０
ＫＷ分／ｍ²であることが好ましく、更に好ましくは、
１５．０ＫＷ分／ｍ²〜２０．０ＫＷ分／ｍ²であること
が好ましい。

【００３６】片面当りの総エネルギ−が８．０ＫＷ分／
ｍ² より小さい場合は、親水性の持続性が悪く、また、
その交絡不織布をアルカリ電池セパレ−タ用不織布とし
て使用するには、吸液性が不十分である。一方、片面当
りの総エネルギ−が２６．０ＫＷ分／ｍ² を超えた場合
は、親水性向上の効果に関して、片面当りの総エネルギ
−が２６．０ＫＷ分／ｍ² の場合とほとんど変化がない
ばかりか、有機繊維の一部が分解するためか、交絡不織
布は焦げ臭い異臭を放つようになる。

【００３７】カレンダ−加工は、コロナ放電処理をする
前に行っても、また、コロナ放電処理をした後に行って
も、どちらでも良い。カレンダ−加工をする理由は、ア
ルカリ電池セパレ−タ用不織布として使用する際に厚
さを調整するため、空隙径を調整するため、交絡不
織布の表面を平滑にするため、硬さを出すためであ
る。カレンダ−加工を行わない交絡不織布は、布の様に
柔らかい為、電池組立の作業性が著しく悪くなる。な
お、交絡不織布をカレンダ−加工する前に、界面活性剤
等の濡れ剤で処理することが好ましい。また、コードレ
ス機器用のアルカリ電池セパレータ用不織布として好適
に使用しうるためには、アルカリ電池セパレータ用不織
布の厚みは、マイクロメ−タで測定して１３０μｍ以下
とすることが望ましい。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中における、部、％はすべて重量によるも
のである。

【００３９】実施例１ ＭＦＲが４０の結晶性ポリプロピレンとエチレン含有量
が３８モル％、ＭＦＲが４０で、ケン化度９９．６％の
エチレンビニルアルコ−ル共重合体とから成る繊度３デ
ニ−ル、繊維分割後０．２デニ−ル（３．９μｍ）、繊
維長１０ｍｍの分割型複合繊維を９９部と繊度１デニ−
ル、繊維長３ｍｍの熱水可溶性ポリビニルアルコ−ル繊
維（ＶＰＷ１０３クラレ社製）１部を湿式抄造法により
丸網抄紙機で、坪量４０ｇ／ｍ² 、幅５０ｃｍのウェブ
を作成した。次に、このウェブを１００メッシュのステ
ンレスワイヤ−である多孔質支持体上に搬送し、高圧柱
状水流により水流交絡処理を行い、交絡不織布を得た。
水流交絡処理は、ノズルヘッドを２ヘッド用いて行い、
第１及び第２ヘッドの水圧は、それぞれ１００ｋｇ／ｃ
ｍ² で、搬送速度は１０ｍ／分である。水流交絡処理
は、まず片面に行い、次に同じ条件で裏面を行った。次
に、この様にして得られた交絡不織布の両面に、電極２
０ｍｍ×６００ｍｍ、誘電体ハイパロン３．２ｍｍを用
い、片面当りの総エネルギ−が１７．５ＫＷ分／ｍ
²で、コロナ放電処理を行った。最後に、常温でカレン
ダ−処理を行って、直径６．３ｍｍのマイクロメ−タで
測定した厚さが１２２μｍとなし、切断してアルカリ電
池セパレータ用不織布を得た。

【００４０】実施例２ 各有機繊維の配合比率について、実施例１で使用した分
割型複合繊維を８５部、繊維径０．５（８．８μｍ）デ
ニ−ル、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を１４
部、実施例１で使用した熱水可溶性ポリビニルアルコ−
ル繊維（ＶＰＷ１０３クラレ社製）を１部にした以外
は、実施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用
不織布を得た。

【００４１】実施例３ 各有機繊維の配合比率について、実施例１で使用した分
割型複合繊維を７５部、繊維径０．５（８．８μｍ）デ
ニ−ル、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を２４
部、実施例１で使用した熱水可溶性ポリビニルアルコ−
ル繊維（ＶＰＷ１０３クラレ社製）を１部にした以外
は、実施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用
不織布を得た。

【００４２】実施例４ 各有機繊維の配合比率について、実施例１で使用した分
割型複合繊維を８５部、繊維径０．５（８．７μｍ）デ
ニ−ル、繊維長１０ｍｍのポリエチレン繊維を１４部、
実施例１で使用した熱水可溶性ポリビニルアルコ−ル繊
維（ＶＰＷ１０３クラレ社製）を１部にした以外は、実
施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布
を得た。

【００４３】実施例５ コロナ放電処理の片面当りの総エネルギ−を７．５ＫＷ
分／ｍ² にした以外は、実施例１と同様の方法でアルカ
リ電池セパレータ用不織布を得た。

【００４４】実施例６ コロナ放電処理の片面当りの総エネルギ−を８．０ＫＷ
分／ｍ² にした以外は、実施例１と同様の方法でアルカ
リ電池セパレータ用不織布を得た。

【００４５】実施例７ コロナ放電処理の片面当りの総エネルギ−を２６．０Ｋ
Ｗ分／ｍ² にした以外は、実施例１と同様の方法でアル
カリ電池セパレータ用不織布を得た。

【００４６】比較例８ コロナ放電処理の片面当りの総エネルギ−を２７．０Ｋ
Ｗ分／ｍ² にした以外は、実施例１と同様の方法でアル
カリ電池セパレータ用不織布を得た。

【００４７】実施例９ カレンダ−処理により交絡不織布の厚さ調整をする前
に、サイズプレスでノニオン系の界面活性剤を０．１５
ｇ／ｍ² 含浸させ、熱風乾燥機で乾燥させた以外は、実
施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布
を得た。

【００４８】比較例１ 有機繊維の配合比率について、実施例１で使用した分割
型複合繊維を７０部、繊維径０．５（８．８μｍ）デニ
−ル、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を２９部、
実施例１で使用した熱水可溶性ポリビニルアルコ−ル繊
維（ＶＰＷ１０３クラレ社製）を１部にした以外は、実
施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布
を得た。

【００４９】比較例２ 実施例１で水流交絡処理とコロナ放電処理を行わなかっ
た以外は、実施例１と同様の方法でアルカリ電池セパレ
ータ用不織布を得た。

【００５０】比較例３ 実施例１でコロナ放電処理を行わなかった以外は、実施
例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布を
得た。

【００５１】比較例４ 実施例１で水流交絡処理を行わなかった以外は、実施例
１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布を得
た。

【００５２】比較例５ 実施例１でカレンダ−処理を行わなかった以外は、実施
例１と同様の方法でアルカリ電池セパレータ用不織布を
得た。

【００５３】比較例６ 現行品の東燃化学社製ナイロン乾式不織布（溶融紡糸タ
イプ）をアルカリ電池セパレータ用不織布とした。

【００５４】実施例１〜９及び比較例１〜６で作製した
アルカリ電池セパレ−タ用不織布について、下記の評価
方法によって評価し、その性能評価結果を実施例につい
ては表１に、比較例については表２に示した。

【００５５】［縦引張強度］電極板に巻き付ける際に、
流れ方向に引っ張りながら巻き付けるので、アルカリ電
池セパレ−タ用不織布の強度の評価としては、縦（流れ
方向）の引張強度（ｋｇ／２ｃｍ幅）を測定した。引張
強度は、ＪＩＳ−８１１３により、セパレータを幅２ｃ
ｍ、長さ２０ｃｍに裁断し、テンシロン測定機（オリエ
ンテック社製、ＨＴＭ−１００）を用いて、フルスケー
ル１０ｋｇで破断時の荷重を１０回測定し、その平均値
を示した。なお、アルカリ電池セパレ−タ用不織布にお
ける縦引張強度の実用レベルは、２．３０ｋｇ／２ｃｍ
幅以上とした。

【００５６】［縦破断伸度］電極板に巻き付ける際に、
アルカリ電池セパレ−タ用不織布は流れ方向に引っ張ら
れると共に、電極板に圧縮された状態になるが、アルカ
リ電池セパレ−タ用不織布にある程度の伸びがなけれ
ば、穴が開き易くなり、短絡の原因となる。そこで、短
絡が起きない程度の伸びがあるかどうかの評価をするた
めに、流れ方向の破断伸度を測定した。破断伸度は、Ｊ
ＩＳ−Ｐ８１３２に従い、上述した引張強度試験で、試
験片が破断するまでに示した最大引張歪率を各々１０回
測定し、その平均値を百分率で表し、破断伸度とした。
なお、アルカリ電池セパレ−タ用不織布における縦破断
伸度の実用レベルは８．７％以上とした。

【００５７】［フラジール通気度］正極側から発生する
酸素がアルカリ電池セパレ−タ用不織布を経て負極側へ
の透過するしやすさの評価としては、フラジール通気度
（ｃｃ／ｃｍ² ／ｓｅｃ）を測定した。フラジ−ル通気
度は、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６により、フラジール形通気
度試験機を用いて、試験片を通過する空気量を５回測定
し、その平均値を示した。なお、アルカリ電池セパレ−
タ用不織布におけるフラジール通気度の実用レベルは、
６．０ｃｃ／ｃｍ² ／ｓｅｃ以上とした。

【００５８】［空隙径］また、正極側から発生する酸素
の負極側への透過性とアルカリ電池用不織布の空隙径が
大きいために短絡するかどうかの評価としては、空隙径
（μｍ）を測定した。空隙径は、ＡＳＴＭ−Ｆ−３１６
記載のバブルポイント法及びミーンフロー法により、最
大空隙径、及び平均空隙径を求めた。なお、アルカリ電
池セパレ−タ用不織布における空隙径の実用レベルは、
最大空隙径について６０μｍ以下である。

【００５９】［吸液性］アルカリ電池セパレ−タ用不織
布への電解液の染み込み易さ（初期の濡れ性）の評価と
しては、電解液の吸液速度（１分当りの吸い上げ高さｍ
ｍ）を測定した。電解液吸液速度は、各試料の流れ方向
から１．５ｃｍ×１８ｃｍの試験片を３枚採取し、４０
±５℃のもとに予備乾燥を行い、公定水分率以下にした
後、試料を標準温室度状態の試験室に放置し、その後試
料を１時間以上の間隔で計量し、その前後の質量差が後
の質量の０．１％以内になった状態（この状態を水分平
衡状態という）とする。次に、試験片を２０±２℃にお
ける比重１．３（２０℃）の苛性カリ（ＫＯＨ）溶液を
入れた水槽上に所定高さの水平棒を設置し、各試料をこ
の水平棒にその下端を揃えてピンで止めて各試料を垂れ
下げ、水平棒を降下して各試験片の下端が５ｍｍだけ液
中に漬かった状態となし、１分後に毛細管現象によりＫ
ＯＨ溶液が上昇した高さを測定した。なお、アルカリ電
池セパレ−タ用不織布における吸液速度の実用レベル
は、８ｍｍ以上である。

【００６０】［保液性］アルカリ電池セパレ−タ用不織
布の電解液の保液性の評価としては、電解液保液率
（％）を測定した。電解液保液率は、各試料から１０ｃ
ｍ×１０ｃｍの大きさの試験片を３枚採取し、水分平衡
状態となしたときの重量Ｗ（ｍｇ）を測定する。次に、
上記ＫＯＨ溶液中に試験片を広げて浸漬し、１時間以上
放置したのち液中から取り出して試験片の一つの角をク
リップして吊り下げ、１０分後に重量Ｗ₁ （ｍｇ）を測
定し、次の数１により、電解液保液率（％）を算出し
た。

【００６１】

【数１】 電解液保液率（％）＝［（Ｗ₁ −Ｗ）／Ｗ］×１００

【００６２】［耐アルカリ性］アルカリ電池セパレ−タ
用不織布の耐アルカリ性の評価としては、アルカリ処理
後の減量率（％）を測定した。アルカリ処理後の減量率
は、各試料から１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの試験片を
３枚採取し、水分平衡状態となしたときの重量Ｗ（ｍ
ｇ）を測定したのち、電解液に相当する３０％濃度のＫ
ＯＨ溶液に浸漬して、８０±２℃の雰囲気中で７日間保
存する。その後取り出した試料を中和点に達するまで水
洗乾燥し、再び水分平衡状態となした時の重量Ｗ₂ （ｍ
ｇ）を測定し、次の数２によりアルカリ処理後の減量率
（％）を求めた。

【００６３】

【数２】アルカリ処理後の減量率（％）＝［（Ｗ−Ｗ
₂ ）／Ｗ］×１００

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】表１に示した各実施例のアルカリ電池セパ
レ−タ用不織布は、表２の比較例６に示した現行品であ
るナイロン製乾式不織布と比較して、水流交絡処理を施
している為に、坪量が約２０ｇ／ｍ² 少ないにも関わら
ず、引張強度と破断伸度に優れている。また、超極細繊
維を発生する分割型複合繊維を多く配合し、コロナ放電
処理を両面に、片面当りの総エネルギ−が８．０〜２
６．０ＫＷ分／ｍ² で施した場合、アルカリ電池セパレ
−タ用不織布の電解液の吸液速度と保液率は非常に優れ
ている。さらに、湿式抄造法で抄紙している為、地合が
均一であり、低坪量にしても空隙径が安定している。さ
らに、ポリオレフィン系繊維主体の有機繊維を使用して
いるため、耐アルカリ性にも優れている。

【００６７】実施例１〜３のアルカリ電池セパレ−タ用
不織布は、ポリオレフィン系繊維の配合比率を０〜２５
重量％の範囲で変えた場合であるが、分割型複合繊維の
分割後繊維径より太いポリオレフィン系繊維の配合比率
を多くするに連れて、縦の引張強度と破断伸度は増加し
た。また、空隙径が増加するために、通気性が向上し
た。また、ポリオレフィン系繊維は、耐アルカリ性が大
きいため、アルカリ処理後の減量率が低下した。しか
し、ポリオレフィン系繊維はエチレンビニルアルコ−ル
共重合体に比べ、コロナ放電処理により親水化しにくい
ため、ポリオレフィン系繊維の配合比率を多くするに連
れて、電解液の吸液速度及び保液率は低下した。

【００６８】実施例２と実施例４のアルカリ電池セパレ
−タ用不織布は、ポリオレフィン系繊維として、それぞ
れポリプロピレン繊維とポリエチレン繊維を使用した場
合であるが、性能はほとんど同じであった。

【００６９】実施例１と実施例５〜８のアルカリ電池セ
パレ−タ用不織布は、交絡不織布に施すコロナ処理条件
を変えた場合であるが、片面当りの総エネルギ−が８．
０〜２６．０ＫＷ分／ｍ² で変えた場合、片面当りの総
エネルギ−が増加するにつれて、電解液の吸液速度が上
昇し、電解液の保液率も向上した。一方、片面当りの総
エネルギ−が８．０ＫＷ分／ｍ² より小さい場合、電解
液の吸液速度及び保液率は著しく低下した。また、片面
当りの総エネルギ−が２６．０ＫＷ分／ｍ² を超えた場
合、電解液の吸液速度及び保液率は、片面当りの総エネ
ルギ−が２６．０ＫＷ分／ｍ² の場合と殆ど変化がな
く、むしろ、コロナ放電の熱により有機繊維自身が傷つ
くためか、電解液の吸液速度及び保液率はわずかに減少
しており、また、焦げ臭い異臭を発生するようになっ
た。

【００７０】実施例９のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、実施例１のアルカリ電池セパレ−タ用不織布に界
面活性剤を含浸させたものであるが、界面活性剤を少量
含浸することにより、電解液の吸液速度を向上させるこ
とができる。

【００７１】比較例１のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、ポリオレフィン系繊維の配合比率が２５重量％を
超えた場合であるが、配合比率が２５重量％を超える
と、最大空隙径が６０μｍを超えるようになり、短絡を
防ぐために必要な空隙径にコントロ−ルすることが難し
くなった。

【００７２】比較例２のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、実施例１の製造方法に比較して、水流交絡処理と
コロナ放電処理の両方を施していない場合であるが、ア
ルカリ処理後の減量率を除き、全ての物性について現行
品であるナイロン製乾式不織布よりも非常に劣ってお
り、分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維を主成分と
する有機繊維を湿式抄造しただけではアルカリ電池セパ
レ−タ用不織布として使用できないことが判った。

【００７３】比較例３のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、実施例１の製造方法に比較して、コロナ放電処理
だけを施していない場合であるが、水流交絡処理を行っ
ているため、現行品であるナイロン製乾式不織布に比較
して、引張強度や破断伸度に優れているものの、アルカ
リ電池セパレ−タ用不織布として重要な特性である電解
液の吸液速度と保液率に劣ったものになった。

【００７４】比較例４のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、実施例１の製造方法に比較して、水流交絡処理だ
けを施していない場合であるが、コロナ放電処理を行っ
ているため、現行品であるナイロン製乾式不織布に比較
して、セパレ−タとして重要な特性である電解液の吸液
速度と保液率には、非常に優れているものの、引張強度
や破断伸度が不足しており、製造時に加わる引張力、巻
回圧及び使用時におけるへたり等に起因する厚さ変化に
耐えられず、さらに、伸びがないため短絡しやすくな
る。

【００７５】比較例５のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、実施例１の製造方法に比較して、カレンダ−処理
だけを施していない場合であるが、厚さを調整していな
いために、電解液の吸液速度及び保液率には、非常に優
れているものの、布のように柔らかく、アルカリ電池セ
パレ−タ用不織布として使用する場合、作業性に劣り、
また、厚さの規格外になるため使用できない。

【００７６】比較例１〜５の結果より、アルカリ電池セ
パレ−タ用不織布の製造方法は、前記の各有機繊維を用
いて湿式抄造法によりウェブを製造し、このウェブに水
流交絡処理を施して交絡不織布とし、この交絡不織布
の片面または両面にコロナ放電処理を施して後、カレン
ダ−処理する、或はこの交絡不織布にカレンダ−処理
を施して後、片面または両面にコロナ放電処理を施すど
の工程が抜けてもアルカリ電池セパレ−タ用不織布とし
て使用することができないことが判った。

【００７７】

【発明の効果】本発明のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、主成分がポリオレフィン重合体とエチレンビニル
アルコ−ル共重合体を接合した分割型複合繊維、及びポ
リオレフィン系繊維である各有機繊維から成り、分割型
複合繊維とポリオレフィン系繊維の配合比率が、それぞ
れ７５〜１００重量％と２５〜０重量％であり、さら
に、コロナ放電処理を施しているので、耐アルカリ性が
高く、また電解液への吸液性も優れている。そのため、
耐電解液性及び耐電気化学的酸化性が高く、電解液に濡
れやすく、その保液率が大きい。

【００７８】さらに、これらの各有機繊維を用い、本発
明の製造方法により製造したアルカリ電池セパレ−タ用
不織布は、低坪量で、且つ空隙径が均一であり、さら
に、強度に優れるため、従来よりさらに薄型にし、軽量
化することができる。

【００７９】その結果、本発明により、アルカリ電池セ
パレータ用不織布に必要な諸性能を併せ持ち、特に、強
度と電解液の吸液性と保液性に優れたアルカリ電池セパ
レータ用不織布の製造方法を提供することが可能にな
り、本発明の製造方法で製造したアルカリ電池セパレー
タ用不織布は、高容量、長寿命、高信頼性等の高度な特
性が必要なコードレス機器用として好適に使用すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 10/02 Ｄ０６Ｍ 10/02 Ｄ // Ｄ０６Ｍ 101:20 101:20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主成分がポリオレフィン重合体及びエチ
   レンビニルアルコ−ル共重合体を接合した分割型複合繊
   維、及びポリオレフィン系繊維である各有機繊維から成
   り、該分割型複合繊維と該ポリオレフィン系繊維の配合
   比率が、それぞれ７５〜１００重量％と２５〜０重量％
   であり、該各有機繊維を水に分散してスラリ−とし、該
   スラリ−を湿式抄造法により抄紙してウェブを形成し、
   該ウェブを水流交絡処理により交絡不織布を形成して
   後、該交絡不織布の片面又は両面にコロナ放電処理を
   施し、カレンダ−処理する、或は該交絡不織布をカレ
   ンダ−処理し、片面又は両面にコロナ放電処理を施すこ
   とを特徴とするアルカリ電池セパレ−タ用不織布の製造
   方法。
2. 【請求項２】 コロナ放電処理条件が、片面当りの総エ
   ネルギ−として８．０〜２６．０ＫＷ分／ｍ² であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池セパレ−タ
   用不織布の製造方法。