JP3372321B2

JP3372321B2 - アルカリ電池セパレ−タ用不織布の製造方法

Info

Publication number: JP3372321B2
Application number: JP30073293A
Authority: JP
Inventors: 俊広重松; 貴裕佃
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH07153441A

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、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、また、サイクル使用している
と、ある期間を過ぎたところでその界面活性剤が遊離し
て来て、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
に向上させることを目的として、エチレンビニルアルコ
−ル系共重合体成分を具備した有機繊維が用いられるに
至っている。その代表例として、特開昭６３−３９８４
９号公報、特開昭６４−８１１６５号公報のアルカリ電
池用セパレ−タが提案されている。前者には、耐アルカ
リ性繊維、例えばポリオレフィン系繊維の表面を含浸に
よる手段、または、芯鞘型複合繊維によって、エチレン
ビニルアルコ−ル共重合体樹脂で被覆し、この被覆繊維
でもって形成したアルカリ電池用セパレ−タが記載さ
れ、また、後者にはエチレンビニルアルコ−ル系共重合
体繊維よりなるアルカリ電池用セパレ−タが記載されて
いる。

【０００７】ところが、エチレンビニルアルコ−ル系樹
脂を含浸手段により被覆するには大量のエチレンビニル
アルコ−ル系樹脂を必要とするばかりでなく、被覆工程
が非常に煩雑となる。また、耐アルカリ性繊維を芯成分
としエチレンビニルアルコ−ル共重合体を鞘成分とした
芯鞘型複合繊維や後者のエチレンビニルアルコ−ル共重
合体の細繊度繊維は、エチレンビニルアルコ−ル共重合
体成分のみが電解液と接触することになり、エチレンビ
ニルアルコ−ル共重合体中のビニルアルコ−ルは、一
次、二次電池内で室温から８０℃付近までの電解液中で
の激しい電池反応に対する耐熱アルカリ性に劣ることか
ら早期に劣化現象が現れ、ビニルアルコ−ルの長所であ
る保液性が低下し、特に充放電を繰り返す二次電池用セ
パレ−タとしては長期の保液性が期待できず、耐久性の
低下が免れない。また、ポリオレフィン系繊維の表面を
エチレンビニルアルコ−ル共重合体樹脂で被覆した被覆
繊維、または、耐アルカリ性繊維を芯成分としエチレン
ビニルアルコ−ル共重合体を鞘成分とした芯鞘型複合繊
維は、繊維径が太くなり、ウェブの比表面積が小さいた
めに、充放電に伴い電極板の膨潤が起きた場合、これら
の芯鞘型複合繊維から成るアルカリ電池用セパレ−タで
は、電解液を十分に保液することができず、そのため、
アルカリ電池用セパレ−タ内の電解液が正極板、或いは
負極板側に次第に移行して漸次枯渇し、アルカリ電池の
内部抵抗が増大し、これがアルカリ電池の充電性の低下
を招く大きな原因となる。さらに、これらの被覆繊維、
または芯鞘型複合繊維のみを使用した場合、製造時に、
具体的には、湿式抄造法では湿紙乾燥時に、また、乾式
法では熱カレンダ−等の熱融着時に、エチレンビニルア
ルコ−ル共重合体が融けて膜を作るため、電解液の吸液
性が大きく損なわれ、これらの被覆繊維、または芯鞘型
複合繊維からなるアルカリ電池用セパレ−タでは、界面
活性剤の含浸等を施さなければ、親水性がなく、アルカ
リ電池に使用できないという大きな問題がある。

【０００８】また、特開平３−２５７７５５号公報に
は、ポリオレフィン重合体とエチレンビニルアルコ−ル
共重合体との分割型複合繊維を３５％以上含有するアル
カリ電池用セパレ−タが提案されている。この分割型複
合繊維は、分割後に極細繊維を発生し、ウェブの比表面
積が増大するために、この分割型複合繊維を使用したア
ルカリ電池用セパレ−タは、電解液の保液性が向上する
可能性があるものの、前記したように、製造時にエチレ
ンビニルアルコ−ル共重合体が融けて膜を作るためと分
割後にポリオレフィン系極細繊維も発生するために、電
解液の吸液性が大きく損なわれ、その結果、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が不
十分になる欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そのため、ポリオレフ
ィン系繊維の表面をエチレンビニルアルコ−ル共重合体
樹脂で被覆した被覆繊維、または、耐アルカリ性繊維を
芯成分としエチレンビニルアルコ−ル共重合体を鞘成分
とした芯鞘型複合繊維やポリオレフィン重合体とエチレ
ンビニルアルコ−ル共重合体との分割型複合繊維だけか
らなるアルカリ電池セパレ−タ用不織布は、前記諸性能
を併せ持たせつつ、十分な電解液の吸液性と保液性を持
たせることができず、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。

【００１０】本発明の目的は、前記の問題点を解決し、
低坪量でありながら、特に、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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、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
セパレー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ータ用不織布の製造方
法は、主成分がポリオレフィン重合体とエチレンビニル
アルコール共重合体を接合した分割型複合繊維、或は、
該分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維である有機繊
維から成り、該有機繊維の内、該分割型複合繊維を水中
で離解機を用いて分割し、繊維径が１〜８μｍの極細繊
維を発生させ、分散してスラリーとし（以下、分散液Ａ
と言う）、或は、該分散液Ａと該ポリオレフィン系繊維
の水分散液を一緒に混合してスラリーとし、該スラリー
を湿式抄造法により抄紙してウェブを形成し、該ウェ
ブの片面又は両面にコロナ放電処理を施して後、カレン
ダー処理する、或は該ウェブをカレンダー処理して
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。

【００１２】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。

【００１３】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、
本発明で用いる各有機繊維の説明を行う。

【００１４】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。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）２
０〜１００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。また、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ＭＦＲ１
０〜１００のポリオレフィンが好ましい。

【００１５】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。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。

【００１６】本発明のポリオレフィン系繊維としては、
ポリオレフィン系重合体を芯成分とし、エチレンビニル
アルコ−ル共重合体を鞘成分とした芯鞘型複合繊維、或
いはポリオレフィン系重合体とエチレンビニルアルコ−
ル共重合体を並列に並べた並列型複合繊維、ポリオレフ
ィン系重合体を島成分としエチレンビニルアルコ−ル共
重合体を海成分とした海島型複合繊維、ポリプロピレン
繊維やポリエチレン繊維である。

【００１７】ここで、芯鞘型複合繊維、並列型複合繊
維、海島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、分割型複合繊維と同様の物であることが
好ましい。また、芯鞘型複合繊維、並列型複合繊維、海
島型複合繊維を形成するポリオレフィン重合体も同様
に、分割型複合繊維と同様の物であることが好ましい。

【００１８】本発明のアルカリ電池セパレータ用不織布
を製造した際の電解液の吸液性や保液性の点から、分割
型複合繊維と前記のポリオレフィン系繊維の配合比率
は、それぞれ８０〜１００重量％と２０〜０重量％にし
て製造することが好ましい。

【００１９】また、十分な電解液の吸液性と保液性を
確保するため、コロナ放電処理後の親水効果を長期間
持続させるため、カレンダ−処理をした際のアルカリ
電池セパレ−タ用不織布の剛さを出すためには、アルカ
リ電池セパレ−タ用不織布を構成する各有機繊維の内、
エチレンビニルアルコ−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。構成する各有機繊
維の内、エチレンビニルアルコ−ル共重合体成分が占め
る表面積が２０％より小さい場合、アルカリ電池セパレ
−タ用不織布の持つ電解液の吸液性と保液性が不十分と
なり、コロナ放電処理後の親水効果が減衰しやすく、カ
レンダ−処理した場合、剛さが出なくなる。

【００２０】本発明で用いる有機繊維の繊維径は、ウェ
ブを形成した際の坪量と厚さと保液性の関係から、分割
型複合繊維の分割後の繊維径が１〜８μｍ、その他の複
合繊維、或いはポリプロピレンやポリエチレン等のポリ
オレフィン系繊維の繊維径が２０μｍ以下のものを使用
することが好ましい。

【００２１】さらに、本発明で用いる有機繊維の繊維長
は、分散性及びアルカリ電池セパレ−タ用不織布の強度
の点から、５〜２０ｍｍのものが好ましい。繊維長が２
０ｍｍ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。一方、繊維長が５ｍ
ｍより短いと、分散工程は容易であるが、強度が大き
く、剛度の強いシ−トを得ることは困難である。

【００２２】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、有機繊維の内、分
割型複合繊維を水中で離解機を用いて分割し極細繊維を
発生させ、分散してスラリ−とし（分散液Ａ）、或は、
該分散液Ａとポリオレフィン系繊維の水分散液を一緒に
混合してスラリ−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、そのウェブにコロナ放電処
理を施してからカレンダ−処理する、或はそのウェブ
にカレンダ−処理をしてからコロナ放電処理を施す。

【００２３】アルカリ電池セパレ−タ用不織布のウェブ
は、前記の各有機繊維を使用して、湿式抄造法、カ−ド
法、クロスレイヤ−法、ランダムウェバ−法などの公知
の方法によって製造することができる。

【００２４】しかし、カ−ド法、クロスレイヤ−法、そ
して、ランダムウェバ−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、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。さらに、分割
型複合繊維を分割するには、ニ−ドルパンチ法、水流交
絡法等の手段を用いて分割する必要があるが、ニ−ドル
パンチ法は、低坪量では使用できず、水流交絡法におい
ても、乾式法の場合、繊維長が長いために、分割しにく
いといった問題がある。

【００２５】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。さらに、分
割型複合繊維を分割するに当たり、パルパ−や高速ミキ
サ−やビ−タ−等の離解機での離解工程、及び分散工程
で分割型複合繊維をほぼ完全に分割させることができ
る。この様なことから、極めて応用範囲が広いウェブ形
成法である。

【００２６】そこで、本発明では湿式抄造法を用いて、
ウェブを製造した。具体的には、ポリオレフィン重合体
とエチレンビニルアルコ−ル共重合体を接合した分割型
複合繊維を水中で界面活性剤と消泡剤を添加して高速ミ
キサ−を用いて分割し、極細繊維を発生させてからアジ
テ−タ−等の緩やかな攪拌のもと、均一なスラリーを形
成し（分散液Ａ）、或は、分散液Ａとポリオレフィン系
繊維の水分散液を一緒に混合して、アジテ−タ−等の緩
やかな攪拌のもと、均一なスラリーを形成し、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２００
μｍ以下となるように地合の良好なウェブを製造する。

【００２７】次に、この様にして得られたウェブに、
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施す。こ
こで、前記の各有機繊維を用いた場合、コロナ放電処理
をしなくても、ウェブ自体は吸液性や保液性をわずかに
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施す。

【００２８】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ウェブを
適度な速度で走らせ、ウェブ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、この親水性基がウェブに対する親水効
果の持続性に寄与していると考えられる。また、コロナ
放電処理を施すことにより、ポリオレフィン系有機繊維
の表面が部分的に侵されて細く枝分かれした状態となる
ため、アルカリ電池セパレ−タ用不織布の表面積が増大
し、ウェブに対する保液性の向上に寄与している。

【００２９】また、このコロナ放電処理条件は、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。

【００３０】片面当りの総エネルギ−が８．０ＫＷ分／
ｍ² より小さい場合は、親水効果の持続性が悪く、ま
た、そのウェブ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、各有機繊維の一部が分解するためか、ウェブ
は焦げ臭い異臭を放つようになる。

【００３１】カレンダ−処理は、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−処理をする理由は、ウ
ェブを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、ウェブ表面を平滑にする
ため、剛さを出すためである。カレンダ−処理を行な
っていないウェブは、アルカリ電池セパレ−タ用不織布
として使用するには、厚さが厚く、柔らかく、ふかふか
しているため為、電池組立の作業性が著しく悪くなる。
なお、ウェブをカレンダ−処理する前に、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。

【００３２】さらなる改良方法としては、湿式抄造法に
よりウェブを製造後、水流交絡処理を施しても良い。水
流交絡処理を施した場合、アルカリ電池セパレータ用不
織布の強度及び伸びを非常に大きくできる利点がある。
水流交絡処理を施す方法としては、ウェブを多孔質の支
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、ポリオ
レフィン系有機繊維を３次元的に交絡させる方法があ
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、１〜１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で用いるこ
とができる。

【００３３】

【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。

【００３４】実施例１ＭＦＲ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ール共重合体とから成る繊度３デ
ニール、繊維分割後０．２デニール（５．５μｍ）、繊
維長１０ｍｍの分割型複合繊維１００部を水中で高速ミ
キサーを用いて分割し、極細繊維を発生させ分散してか
ら湿式抄造法により丸網抄紙機で、坪量４１．９ｇ／ｍ
²、幅５０ｃｍのウェブを作成した。次に、この様にし
て得られたウェブの両面に、電極２０ｍｍ×６００ｍ
ｍ、誘電体ハイパロン３．２ｍｍを用い、片面当りの総
エネルギーが１７．５ＫＷ分／ｍ²で、コロナ放電処理
を施した。最後に、常温でカレンダー処理を行って、直
径６．３ｍｍのマイクロメータで測定して厚さを１２２
μｍ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。

【００３５】実施例２実施例１で使用した分割型複合繊維１００部を水中で高
速ミキサ−を用いて分割し、極細繊維を発生させ分散し
てから湿式抄造法により丸網抄紙機で、坪量４１．９ｇ
／ｍ² 、幅５０ｃｍのウェブを作成した。次に、この様
にして得られたウェブを常温でカレンダ−処理を行っ
て、直径６．３ｍｍのマイクロメ−タで測定して厚さを
１２２μｍとなし、このウェブの両面に、電極２０ｍｍ
×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／ｍ² で、コロ
ナ放電処理を施し、切断してアルカリ電池セパレータ用
不織布を得た。

【００３６】実施例３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９０部、ポリプロピレン重合体を芯成分と
し、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
を鞘成分とした繊維径２デニ−ル（１７．５μｍ）、繊
維長１０ｍｍの芯鞘型複合繊維を１０部にし、分割型複
合繊維を水中で高速ミキサ−を用いて分割し極細繊維を
発生させてから分散した分散液と芯鞘型複合繊維の分散
液を混合してスラリ−とした以外は、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。

【００３７】実施例４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８０部、繊維径０．５デニ−ル（８．８μ
ｍ）、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を２０部に
した以外は、実施例３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。

【００３８】実施例５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２５部に
した以外は、実施例３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。

【００３９】実施例６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。

【００４０】実施例７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。

【００４１】実施例８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。

【００４２】実施例９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。

【００４３】実施例１０カレンダ−処理をする前に、サイズプレスでノニオン系
の界面活性剤を０．１５ｇ／ｍ² 含浸させて、熱風乾燥
機で乾燥させる界面活性剤処理を行った以外は、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。

【００４４】比較例１実施例１の分割型複合繊維を用い、高速ミキサーの代わ
りにアジテーターを用い、分割型複合繊維を分割させな
いように緩やかな攪拌のもとで分散させ、ウェブを作成
した以外は、実施例１と同様の方法でアルカリ電池セパ
レーター用不織布を得た。

【００４５】比較例２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。

【００４６】比較例３実施例１でコロナ放電処理を行わず、カレンダ−処理を
する前に、サイズプレスでノニオン系の界面活性剤を
０．１５ｇ／ｍ² 含浸させて、熱風乾燥機で乾燥させる
界面活性剤処理を行った以外は、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。

【００４７】比較例４実施例１で分割型複合繊維の代わりに、ポリプロピレン
重合体を芯成分とし、エチレン含有量が３８モル％、Ｍ
ＦＲが４０で、ケン化度９９．６％のエチレンビニルア
ルコ−ル共重合体を鞘成分とした繊維径２デニ−ル（１
７．５μｍ）、繊維長１０ｍｍの芯鞘型複合繊維を１０
０部にし、コロナ放電処理を行わずに、カレンダ−処理
をする前に、サイズプレスでノニオン系の界面活性剤を
０．１５ｇ／ｍ² 含浸させて、熱風乾燥機で乾燥させる
界面活性剤処理を行った以外は、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。

【００４８】比較例５実施例１で繊維径０．５デニ−ル（８．８μｍ）、繊維
長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を９５部、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）を５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。

【００５０】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。

【００５１】［厚さ］厚さの評価としては、マイクロメ
−タ−を用いて、１０枚の試料のそれぞれ異なる６箇所
で厚さ（μｍ）を測定し、その平均値を示した。

【００５２】［吸液性］電解液の初期吸液性の評価とし
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。電解液の吸液速度は、各試料の流れ方
向から１．５ｃｍ×１８ｃｍの試験片を３枚採取し、４
０±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）にし、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。

【００５３】［初期保液性］電解液の保液性の評価とし
ては、水の保持量（ｇ／ｍ² ）を測定した。水の保持量
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（ｇ）
を測定し、次に、２０±１℃の蒸留水中に試験片を広げ
て浸漬し、１分間放置したのち蒸留水中から取り出し、
直ちに濾紙（アドバンテックＮｏ．２６）で挟み、軽く
押さえて表面の水を吸い取り、次に、その試験片の重量
Ｗ₁ （ｇ）を測定して、次の数１により算出した。な
お、アルカリ電池セパレ−タ用不織布における初期保液
性の実用レベルは、９５ｇ／ｍ² 以上である。

【００５４】

【数１】水の保持量（ｇ／ｍ² ）＝［（Ｗ₁ −Ｗ）／（０．１×０．１）］

【００５５】［末期保液性］充放電に伴う電極の膨潤に
より、アルカリ電池セパレ−タ用不織布には大きな圧力
が掛かるため、アルカリ電池セパレ−タ用不織布中の電
解液は正極、或は負極側に次第に移行して行く。この場
合のアルカリ電池セパレ−タ用不織布の持つ電解液の保
液性の評価として、加圧後の水の保持量（ｇ／ｍ² ）を
測定した。加圧後の水の保持量は、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（ｇ）を測定し、次に、２０±
１℃の蒸留水中に試験片を広げて浸漬し、１分間放置し
たのち蒸留水中から取り出し、直ちに濾紙（アドバンテ
ックＮｏ．２６）で挟み、線圧５０ｋｇ／ｃｍのロ−ル
プレスに通し、その試験片の重量Ｗ₁ （ｇ）を測定し
て、次の数２により算出した。なお、アルカリ電池セパ
レ−タ用不織布における末期保液性の実用レベルは、１
７ｇ／ｍ² 以上である。アルカリ電池セパレ−タ用不織
布における末期保液性が１７ｇ／ｍ² より低い場合、充
放電による電極の膨潤により、アルカリ電池セパレ−タ
用不織布内から電解液が、電極側に次第に移行して漸次
枯渇するため、電池の内部抵抗が増大し、また、内部圧
力が上昇するために、電池の放電特性が低下する。

【００５６】

【数２】加圧後の水の保持量（ｇ／ｍ² ）＝［（Ｗ₁ −Ｗ）／（０．１×０．１）］

【００５７】［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３によりアルカリ処理後の減量率
（％）を求めた。

【００５８】

【数３】アルカリ処理後の減量率（％）＝［（Ｗ−Ｗ₂ ）／Ｗ］×１００

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】表１と表２に示した各実施例の内、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８．０ＫＷ分
／ｍ² 〜２６．０ＫＷ分／ｍ² で施したアルカリ電池セ
パレ−タ用不織布は、表３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、坪量が約２０ｇ
／ｍ² 少ないにも関わらず、アルカリ電池セパレ−タ用
不織布の電解液の吸液性と保液性に優れ、特に吸液性が
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、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。

【００６３】実施例１と実施例２を比較した場合、ウェ
ブの片面または両面にコロナ放電処理を施した後、カレ
ンダ−処理しても、ウェブをカレンダ−処理した後、片
面または両面にコロナ放電処理を施しても、電解液の吸
液性及び保液性の効果には影響しないことが判る。

【００６４】実施例１と実施例４〜５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、アルカリ処理後の減量
率が低下するものの、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、電解液の吸液性及び保液性は低
下する。

【００６５】実施例１と実施例６〜９のアルカリ電池セ
パレ−タ用不織布は、ウェブに施すコロナ放電処理条件
を変えた場合であるが、片面当りの総エネルギ−が８．
０ＫＷ分／ｍ² 〜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
吸液性が上昇し、電解液の保液性も向上した。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ポリオレフ
ィン系有機繊維自身が傷つくため、電解液の吸液性及び
保液性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。

【００６６】実施例１０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、電解液の吸液性をさらに向上さ
せることができる。

【００６７】比較例１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、分割型複合繊維
をあまり分割させなかった場合であるが、分割させた実
施例１に比較すると、電解液の吸液性及び保液性が非常
に劣る。この場合と同様に、クロスレイヤ−法により分
割型複合繊維のウェブを作成し、水流交絡法により分割
処理及び絡合処理した場合を想定すると、繊維長が長い
ため、分割型複合繊維が完全には分割せず、電解液の吸
液性及び保液性が非常に劣ると考えられる。また、分割
型複合繊維を分割させるためには、ウェブ上方から非常
に強い高圧柱状水流を噴射しなければならず、その場
合、ウェブの破損が起きたり、低坪量の場合には、空隙
径の制御ができない程度に穴が開くようになると考えら
れる。そのため、乾式法では、低坪量で、しかも、電解
液の吸液性及び保液性が非常に優れたアルカリ電池セパ
レ−タ用不織布は製造できない。

【００６８】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、コロナ放電処理
を施していない場合であるが、湿式抄造時にウェブを乾
燥する際にエチレンビニルアルコ−ル共重合体が融け膜
を作るために、エチレンビニルアルコ−ル共重合体の持
つ電解液の吸液性と保液性が損なわれて、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る。

【００６９】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
を行う代わりに、界面活性剤を含浸して、親水性を付与
した場合であるが、界面活性剤を含浸した場合、初期で
の電解液の吸液性は良いものの、ある期間経過すると、
界面活性剤が遊離してくる問題があることや実施例１に
比較すると電解液の保液性に劣り、やはりアルカリ電池
セパレ−タ用不織布として使用できないことが判る。

【００７０】比較例４のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、ポリプロピレンを芯成分とし、エチレンビニルア
ルコ−ル共重合体を鞘成分とした芯鞘型複合繊維だけを
使用し、比較例２と同様にコロナ放電処理を行う代わり
に、界面活性剤を含浸して、親水性を付与した場合であ
るが、繊維径が太く、ウェブの比表面積が少ないため
に、電解液を保持することができず、電解液の保液性、
特に、加圧下での電解液の保液性が著しく悪化してお
り、このことは、充放電に伴う電極の膨潤により、アル
カリ電池セパレ−タ用不織布内の電解液が電極側に移行
し、枯渇して放電性能の低下を招く原因になることが判
る。また、エチレンビニルアルコ−ル共重合体でアルカ
リ電池セパレ−タ用不織布の表面を全て覆っているため
耐アルカリ性にも劣る。

【００７１】比較例５のアルカリ電池セパレ−タ用不織
布は、ポリプロピレン単繊維にコロナ放電処理を施した
場合であるが、ポリプロピレン単独であるため、耐アル
カリ性には優れるものの、コロナ放電処理により親水化
され難く、電解液の吸液性及び保液性が非常に悪い結果
となった。従って、アルカリ電池セパレ−タ用不織布と
して使用できない。

【００７２】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、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、或は、分割型複合繊維とポリオレフ
ィン系繊維である有機繊維から成り、該有機繊維の内、
該分割型複合繊維を水中で離解機を用いて分割し極細繊
維を発生させ、分散してスラリ−とし（以下、分散液Ａ
と言う）、或は、該分散液Ａと該ポリオレフィン系繊維
の水分散液を一緒に混合してスラリ−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、このウ
ェブ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、或はこのウェブをカレンダ−処理
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。

【００７３】

【発明の効果】本発明の製造方法で製造したアルカリ電
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、或いは分割型複合繊維とポリオレフィン系
繊維である有機繊維から成り、該有機繊維の内、該分割
型複合繊維を水中で離解機を用いて分割し極細繊維を発
生させ、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、低坪量でありながら、地合が
良く、電解液の吸液性と保液性も優れている。そのた
め、アルカリ電池セパレ−タ用不織布は、耐電解液性及
び耐電気化学的酸化性が高く、従来よりさらに薄型に
し、軽量化することができる。

【００７４】その結果、本発明により、低坪量でありな
がら、アルカリ電池セパレ−タ用不織布に必要な諸性能
を併せ持ち、特に、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ＦＩＤ２１Ｈ 15/10 Ｄ２１Ｈ 15/10 // Ｄ０６Ｍ 101:18 Ｄ０６Ｍ 101:18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主成分がポリオレフィン重合体とエチレ
ンビニルアルコール共重合体を接合した分割型複合繊
維、或は該分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維であ
る有機繊維から成り、該有機繊維の内、該分割型複合繊
維を水中で離解機を用いて分割し、繊維径が１〜８μｍ
の極細繊維を発生させ、分散してスラリーとし（以下、
分散液Ａと言う）、或は、該分散液Ａと該ポリオレフィ
ン系繊維の水分散液を一緒に混合してスラリーとし、該
スラリーを湿式抄造法により抄紙してウェブを形成し、
該ウェブの片面又は両面にコロナ放電処理を施して
後、カレンダー処理する、或は該ウェブをカレンダー
処理して後、片面又は両面にコロナ放電処理を施すこと
を特徴とするアルカリ電池セパレータ用不織布の製造方
法。
【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。