JP3372346B2 - アルカリ電池セパレータ用不織布及びその製造方法 - 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ータ用不織布及びその製造方
法に関するものであり、特に電解液の保液性の改良に関
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
リ電池セパレータ用不織布の特性にも大きく依存してい
る。

【０００３】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
セパレータ用不織布として使用されている。又、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ータ用不織布
として使用されている。

【０００４】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ータ用不織布は、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ータ用
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。

【０００５】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ータ用不織布は、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。このアルカリ電池セパレータ用不織布に対
しては、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、又、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
が遊離するために、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】最近では、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性とを共に向
上させることを目的として、エチレンビニルアルコール
系共重合体成分を具備した有機繊維が用いられてきてい
る。

【０００７】その代表例として、特開平３−２５７７５
５号公報には、ポリオレフィン重合体とエチレンビニル
アルコー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ー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て、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ータは、電解液の保液
性が向上する可能性があるものの、製造時に、具体的に
は、湿式抄造法では湿紙乾燥時に、又は乾式法では熱カ
レンダー等の熱融着時に、分割後発生するエチレンビニ
ルアルコール共重合体繊維が融けて皮膜を作るため、或
は、分割後にポリオレフィン重合体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る。その結果、こ
れらの分割型複合繊維のみからなるアルカリ電池用セパ
レータでは、界面活性剤の含浸等を施さなければ、電解
液への親和性がなく、電解液の吸液性及びその保液量が
不十分になる欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、従来技
術の上記欠点を改善した特願平５−３００７３２号を提
案した。この発明では、有機繊維の主成分が、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、又は分割型複合繊維とポリオレ
フィン系繊維であり、有機繊維の内、分割型複合繊維を
離解機により水中で分割して極細繊維とした分散液、或
はこれとポリオレフィン系繊維の水分散液との混合液を
抄紙用スラリーとし、この抄紙用スラリーを湿式抄造法
により抄紙しウェブを形成して、ウェブの両面に非常に
高エネルギー量のコロナ放電処理を施すことにより、ア
ルカリ電池セパレータ用不織布と電解液との親和性を高
め、極めて優れた電解液の吸液性及び保液性を達成でき
るようになった。しかしながら、特願平５−３００７３
２号により電解液への親和性を付与しても、分割型複合
繊維の分割後の繊維径が決まっているために、ある一定
以上には保液性を向上させることはできず、最近のコー
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為には更なる保液性の改良が必要で
ある。

【０００９】本発明の目的は、特願平５−３００７３２
号のアルカリ電池セパレータ用不織布の製造方法から得
られるアルカリ電池セパレータ用不織布よりも、更に優
れた保液性を有するアルカリ電池セパレータ用不織布及
びそ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】本発明者らは、前記の目
的を達成するために鋭意研究した結果、アルカリ電池セ
パレータ用不織布及びその製造方法を発明するに至っ
た。

【００１１】即ち、本発明のアルカリ電池セパレータ用
不織布は、有機繊維の主成分が、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構成単位として
接合した分割型複合繊維を各構成単位に分割した極細繊
維と濾水値が２０秒以上であるフィブリル化ポリオレフ
ィン系繊維から構成されたものであることを特徴とす
る。

【００１２】又、フィブリル化ポリオレフィン系繊維
は、高圧均質化装置を用いて処理されたものであること
を特徴とする。

【００１３】又、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、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構成単位として接合した分割
型複合繊維と濾水値が２０秒以上であるフィブリル化ポ
リオレフィン系繊維から構成され、該分割型複合繊維を
離解機により水中で各構成単位に分割して極細繊維とし
た後、フィブリル化ポリオレフィン系繊維と一緒に分散
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、次いで該ウェブの両面にコロナ放
電処理を施すことを特徴とする。

【００１４】以下、本発明のアルカリ電池セパレータ用
不織布及びそ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。

【００１５】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ール共重合体
とが接合された複合繊維である。

【００１６】分割型複合繊維を形成するエチレンビニル
アルコール共重合体は、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、ＪＩＳ−Ｋ７２１０、
温度２１０℃にて測定）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。

【００１７】又、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。

【００１８】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ー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
ンビニルアルコー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ール共重合体成
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。両成
分の割合には特に限定を要するものではないが、紡糸工
程における紡糸作業性や電解液に対する親和性を考慮す
ると、ポリオレフィン重合体：エチレンビニルアルコー
ル共重合体の両成分の混合比率は、３５：６５〜６５：
３５程度が好ましい。

【００１９】本発明でのフィブリル化ポリオレフィン系
繊維とは、ポリプロピレン繊維、又はポリエチレン繊
維、或いは芯鞘型、並列型、海島型、分割型のポリオレ
フィン系繊維を高度にフィブリル化させた繊維であり、
その形態は、顕微鏡観察による繊維径が０．１〜１μｍ
であり、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３２ｈｍ−８５に従って測定
された繊維長が０．２〜１ｍｍである。

【００２０】有機繊維をフィブリル化させる一般的な方
法としては、下記の方法が挙げられる。 １）合成高分子溶液を該高分子の貧溶媒中に剪断力をか
けながら流下させ、繊維状フィブリルを沈澱させる方法
（フィブリッド法、特公昭３５−１１８５１号公報）。 ２）合成モノマーを重合させながら剪断をかけフィブリ
ルを析出させる方法（重合剪断法、特公昭４７−２１８
９８号公報） ３）二種以上の非相溶性高分子を混合し、溶融押し出
し、又は紡糸し、切断後機械的な手段で繊維状にフィブ
リル化する方法（スプリット法、特公昭３５−９６５１
号公報）。 ４）二種以上の非相溶性高分子を混合し、溶融押し出
し、又は紡糸し、切断後溶剤に浸漬して一方の高分子を
溶解し、繊維状にフィブリル化する方法（ポリマ−ブレ
ンド溶解法、米国特許３、３８２、３０５号）。 ５）合成高分子をその溶媒の沸点以上で、且つ高圧側か
ら低圧側へ爆発的に噴出させた後、繊維状にフィブリル
化する方法（フラッシュ紡糸法、特公昭３６−１６４６
０号公報）。 ６）ポリエステル系高分子に該ポリエステルに非相溶の
アルカリ可溶性成分をブレンドし、成形後アルカリによ
り減量後叩解し、繊維状にフィブリル化する方法（アル
カリ減量叩解法、特開昭５６−３１５号公報） ７）ケブラー繊維等の高結晶性、高配向性繊維を適当な
繊維長に切断後、水中に分散させ、ホモジナイザー、叩
解機等を用いてフィブリル化する方法（特開昭５６−１
００８０１号公報、特開昭５９−９２０１１号公報）。

【００２１】有機繊維をフィブリル化させるには上記の
方法で作製することが可能であるが、本発明に用いるフ
ィブリル化ポリオレフィン系繊維の作製方法としては、
７）の方法で作製したものが特に好ましい。例えば、ポ
リオレフィン系繊維を最長５ｍｍ以下、更に好ましくは
３ｍｍ以下に粉砕したものを原料とし、これを水に分散
させて懸濁液とする。懸濁液の濃度は重量百分率で最大
２５％、好ましくは１〜１０％であり、更に好ましくは
１〜２％である。この懸濁液をエマルジョンや分散体製
造用の高圧均質化装置に導入し、少なくとも１００Kg/c
m²、好ましくは２００〜５００Kg/cm²、更に好ましくは
４００〜５００kg/cm²の圧力を加え、繰り返し均質化装
置に通過させる。この間に高速で器壁に衝突させ、急速
に減速させることにより生じる剪断力がポリオレフィン
系繊維に加えられるが、その効果は主として繊維軸と平
行な方向に引き裂き、ほぐすような力として与えられ、
次第に繊維はフィブリル化する。

【００２２】上記の方法によりフィブリル化されたフィ
ブリル化ポリオレフィン系繊維の濾水値は、２０秒以上
であることが好ましい。特に好ましくは、フィブリル化
ポリオレフィン系繊維の濾水値が３５秒〜６０秒であ
る。

【００２３】尚、本発明で言う濾水値とは、下記の試験
法により得られるパルプの濾水性を評価する値である。
即ち、フィブリル化ポリオレフィン系繊維を０．３％の
水分散液（２０℃）に調整し、これを１リットル採取す
る。このスラリーを内径１０２ｍｍφの円筒容器（底に
８０メッシュの金網が張ってある）に移した時に濾液が
５００ｍｌ得られるのに要する時間を秒で表示したもの
を濾水値という。

【００２４】フィブリル化ポリオレフィン系繊維の濾水
値が２０秒より低い場合、アルカリ電池セパレータ用不
織布の保液性を向上させるためには、フィブリル化ポリ
オレフィン系繊維の配合量を多くすれば良いが、アルカ
リ電池セパレータ用不織布の通気性が損なわれ、又、強
度が弱くなる問題点がある。

【００２５】ポリオレフィン系繊維のフィブリル化処理
方法の内で、２０秒以上の濾水値得られる方法として
は、上記７）が最良の方法であり、ポリオレフィン系繊
維でフィブリル化を最大限進めて得られる濾水値は６０
秒である。フィブリル化ポリオレフィン系繊維の濾水値
が３５〜６０秒のものを使用した場合、フィブリル化ポ
リオレフィン系繊維の配合量が少なくても、アルカリ電
池セパレータ用不織布に必要な保液性以外のその他の物
性をあまり損なわずに、アルカリ電池セパレータ用不織
布の保液性を向上させることができる。

【００２６】本発明のアルカリ電池セパレータ用不織布
を製造した際に、電解液の吸液性や保液性及び強度の点
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８０〜９５重量％と２０〜５重量
％にして製造することが好ましい。

【００２７】本発明で用いる分割型複合繊維の繊維径
は、ウェブを形成した際の坪量と保液性の関係から、分
割後の繊維径が１〜５μｍのものを使用することが好ま
しい。

【００２８】更に、本発明で用いる分割型複合繊維の繊
維長は、分散性及びアルカリ電池セパレータ用不織布の
強度の点から、３〜１５ｍｍ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。又、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３
ｍｍより短いと、分散工程は容易であるが、強度が大き
く、剛度の強いアルカリ電池セパレータ用不織布を得る
ことは困難である。

【００２９】次に、本発明のアルカリ電池セパレータ用
不織布の製造方法について述べる。本発明のアルカリ電
池セパレータ用不織布の製造方法は、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
割型複合繊維と濾水値が２０秒以上であるフィブリル化
ポリオレフィン系繊維から構成し、該分割型複合繊維を
離解機により水中で分割して極細繊維とした後、フィブ
リル化ポリオレフィン系繊維と一緒に分散してスラリー
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、次いで該ウェブの両面にコロナ放電処理を施す
ことことからなるものである。

【００３０】アルカリ電池セパレータ用不織布のウェブ
の製造方法は、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があるが、分
割型複合繊維にフィブリル化ポリオレフィン系繊維を配
合するには、それらの製造方法の中でも湿式抄造法で製
造することが最も好ましい。

【００３１】なぜなら、カード法、クロスレイヤー法、
ランダムウェバー法は、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
絡を防ぐためには、高坪量にしなければならないという
問題がある。又、上記のフィブリル化ポリオレフィン系
繊維は非常に細かい繊維であり、前記乾式法でのウェブ
化は不可能である。

【００３２】更に、湿式抄造法では抄紙工程の中で分割
型複合繊維を分割することができるが、カード法、クロ
スレイヤー法、ランダムウェバー法では、ニードルパン
チ法、水流交絡法等の手段を用いて分割する必要があ
る。しかも、ニードルパンチ法では、低坪量では使用で
きず、水流交絡法においても、前記乾式法の場合、繊維
長が長いために分割しにくく、高圧で処理した場合、フ
ィブリル化ポリオレフィン系繊維を配合することができ
たとしても、全て脱落してしまうといった問題がある。

【００３３】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、湿式抄造法は、繊維の形態も、ステープル状、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あり、又、
分割型複合繊維を分割する場合でも、パルパーや高速ミ
キサーやビーター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、極めて応用範囲が広く、地合の良好なウェブが得ら
れる方法である。

【００３４】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。例えば、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
繊維を高速ミキサーにより水中で分割して極細繊維を発
生させた後、フィブリル化ポリオレフィン系繊維の水分
散液と一緒に混合して、アジテーター等の緩やかな攪拌
のもと、均一な抄紙用スラリーとし、この抄紙用スラリ
ーを丸網、長網、傾斜式等のワイヤーの少なくとも１つ
を有する抄紙機を用いて抄紙し、例えば、厚み２００μ
ｍ以下となるように地合の良好なウェブを製造する。分
割型複合繊維を離解機により水中で分割させる場合、適
当量の界面活性剤と消泡剤を添加しても良い。

【００３５】次に、この様にして得られたウェブの両面
に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
パレータ用不織布として使用するには不十分なため、更
なる電解液の吸液性及び保液性を付与することを目的に
コロナ放電処理を施す。

【００３６】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ラバーなどでカバーした金属ロール間に適度の間隙を
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、この間隔に上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、或いは、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
させることにより、この親水性基がウェブに対する電解
液の親和性向上に寄与していると考えられる。

【００３７】又、このコロナ放電処理条件は、片面当た
りの総エネルギーとして８．０〜２６．０KW分／m²であ
ることが好ましく、更に好ましくは、１５．０〜２０．
０KW分／m²であることが好ましい。片面当たりの総エネ
ルギーが８．０KW分／m²より小さい場合は、電解液との
親和性の向上効果が悪く、そのウェブをアルカリ電池セ
パレー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、片面当たりの総エネルギーが２６．０KW
BR>分／m²を超えた場合は、電解液との親和性向上の効
果に関して、片面当たりの総エネルギーが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。

【００３８】次に、コロナ放電処理を施したアルカリ電
池セパレータ用不織布は、一般的にカレンダー処理が施
される。カレンダー処理をする理由は、ウェブをアルカ
リ電池セパレータ用不織布として使用する際、厚さ調
整、ウェブ表面の平滑化、剛さの発現、という３つ
の点を持たせるためである。

【００３９】カレンダー処理を行なっていないウェブ
は、アルカリ電池セパレー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
レンダー処理する前に、ノニオン系の界面活性剤等の濡
れ剤を塗布する、或いは、含浸処理することが好まし
い。又、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、マイクロメータで測定し
て１４０μｍ以下とすることが望ましい。

【００４０】

【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。

【００４１】［フィブリル化ポリオレフィン系繊維の調
整］繊維径８．７μｍ、繊維長３ｍｍのポリエチレン繊
維、又は繊維径８．８μｍ、繊維長３ｍｍのポリプロピ
レン繊維をそれぞれ２重量％の濃度で分散させ、得られ
たそれぞれの分散液を均質化装置（Ｇａｕｌｉｎ社製
１５Ｍ−８ＴＡ）に常温で仕込み、４５０kg/cm²の圧力
をかけて２５〜４０回通過させて、フィブリル化ポリエ
チレン繊維又はフィブリル化ポリプロピレン繊維の懸濁
液を得た。濾水値は、分散液を均質化装置に通過させる
回数を変えることにより変化させ、途中サンプリングを
行い、表１に示す試料を得た。フィブリル化ポリオレフ
ィン系繊維の平均繊維径は、顕微鏡観察により、また、
平均繊維長はＴＡＰＰＩ Ｔ２３２ｈｍ−８５に従って
測定した。

【００４２】

【表１】

【００４３】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ール共重合体とから成り、結晶性
ポリプロピレン成分とエチレンビニルアルコール共重合
体成分の容積比率が５０：５０である繊度３デニール、
繊維分割後０．２デニール（３．９μｍ）、繊維長５ｍ
ｍの分割型複合繊維を高速ミキサーを用いて水中で分割
し極細繊維を発生させたスラリー８０部と、試料１のフ
ィブリル化ポリエチレン繊維を別に分散させたスラリー
２０部を一緒に混合し分散させた抄紙用スラリーを、湿
式抄造法により丸網抄紙機で、坪量４１．７g/m²、幅５
０ｃｍのウェブを作製した。

【００４４】次に、この様にして得られたウェブの両面
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１２２μｍとなし、アルカリ電池セパ
レータ用不織布を得た。

【００４５】実施例２ 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、試料２のフィブリル化ポリエチレ
ン繊維を１０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。

【００４６】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９３部、試料３のフィブリル化ポリエチレ
ン繊維を７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。

【００４７】実施例４ 実施例１で使用した有機繊維の配合比率について、分割
型複合繊維を８０部、フィブリル化ポリエチレン繊維を
２０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。

【００４８】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９０部、試料４のフィブリル化ポリプロピ
レン繊維を１０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】実施例６ 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９６部、試料３のフィブリル化ポリエチレ
ン繊維を４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。

【００５０】実施例７ 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７８部、試料２のフィブリル化ポリプロピ
レン繊維を２２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。

【００５１】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１００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。

【００５２】比較例２ 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、試料５のフィブリル化ポリエチレ
ン繊維を２０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。

【００５３】比較例３ 実施例２でコロナ放電処理を行わなかった以外は、実施
例２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。

【００５４】比較例４ 実施例２でコロナ放電処理を行わず、カレンダー処理を
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２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。

【００５５】比較例５ 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。

【００５６】実施例１〜７及び比較例１〜５で作製した
アルカリ電池セパレー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表２に示し
た。 評価方法： ［厚さ］厚さの評価としては、マイクロメーターを用い
て、１０枚の試料のそれぞれ異なる６箇所で厚さ（μ
ｍ）を測定し、その平均値を示した。

【００５７】［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
池セパレー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、アルカリ電池セパレー
タ用不織布を幅２ｃｍ、長さ２０ｃｍに断裁し、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５ｋｇ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
ータ用不織布における縦引張強度の実用レベルは、２．
３０ｋｇ／２ｃｍ幅以上である。

【００５８】［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
池セパレータ用不織布における吸液速度の実用レベル
は、２ｍｍ／ｍｉｎ以上である。

【００５９】［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ー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ータ用不織布中の電
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ー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×１
０ｃｍ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のロールプレスに
通し 、その試験片の重量Ｗ₁（ｇ）を測定して、次の数
１により算出した。なお、アルカリ電池セパレータ用不
織布における末期保液性の実用レベルは、１７g/m²以上
である。アルカリ電池セパレー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ー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、又、内部圧力が上昇するために、
電池の放電特性が低下する。

【００６０】

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

【００６１】［耐アルカリ性］アルカリ電池セパレータ
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。なお、アルカリ電池セパレータ用不織
布におけるアルカリ処理後の減量率の実用レベルは、
１．５％以下である。

【００６２】

【数２】アルカリ処理後の減量率（％）＝［（Ｗ−
Ｗ₂）／Ｗ］×１００

【００６３】

【表２】

【００６４】各実施例に示したように極細繊維を発生す
る分割型複合繊維と高度にフィブリル化したポリオレフ
ィン系繊維から構成されたアルカリ電池セパレータ用不
織布は、比較例１に示した分割型複合繊維だけから構成
されたものに比較して、電解液の保液性に非常に優れて
いる。又、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ー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。更
に、湿式抄造法で抄紙している為、地合が均一であり、
耐アルカリ性にも優れている。

【００６５】実施例１〜３のアルカリ電池セパレータ用
不織布は、フィブリル化ポリオレフィン系繊維系繊維の
濾水値を２０秒から５５秒まで変えた場合であるが、濾
水値が大きいほど、配合比率を下げても電解液の保液性
を非常に向上させることができる。

【００６６】実施例６のアルカリ電池セパレータ用不織
布は、フィブリル化ポリオレフィン系繊維の配合比率が
５％より少ない場合であるが、濾水値の大きいものを使
用しても、電解液の保液性が殆ど向上しない。

【００６７】又、実施例７のアルカリ電池セパレータ用
不織布は、フィブリル化ポリオレフィン系繊維の配合比
率を２０％より多くした場合であるが、縦引張強度が実
用レベルよりも小さくなり、フィブリル化ポリオレフィ
ン系繊維の配合比率は２０％より多くすることができな
いことが判る。

【００６８】比較例２のアルカリ電池セパレータ用不織
布は、フィブリル化ポリオレフィン系繊維の濾水値が２
０秒より小さい場合であるが、フィブリル化ポリオレフ
ィン系繊維の配合比率を２０％にしても、電解液の保液
性はあまり向上しない。

【００６９】比較例３のアルカリ電池セパレータ用不織
布は、実施例２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の乾
燥で、エチレンビニルアルコール共重合体繊維が融け膜
を作るために、エチレンビニルアルコール共重合体成分
の持つ電解液の吸液性と保液性が損なわれて、その結
果、前記の評価方法では保液性が評価できないほど、電
解液の吸液性と保液性が非常に劣っており、湿式抄造し
ただけではアルカリ電池セパレー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ータ用不織
布は、実施例２の製造方法に比較して、コロナ放電処理
を行う代わりに、ノニオン系の界面活性剤を含浸して、
電解液への親和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２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ータ用不織布として使
用できないことが判る。

【００７１】

【発明の効果】本発明の製造方法で製造したアルカリ電
池セパレータ用不織布は、有機繊維の主成分がポリオレ
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と濾水値が２０秒以上であるフィ
ブリル化ポリオレフィン系繊維から構成されているた
め、耐アルカリ性が高く、低坪量でありながら電解液の
吸液性と保液性に優れている。

【００７２】その結果、本発明により低坪量でありなが
ら、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及びそ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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/16 D21H 13/14 D21H 15/10 D06M 101:20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機繊維の主成分が、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構成単位と
   して接合した分割型複合繊維を各構成単位に分割した極
   細繊維と濾水値が２０秒以上であるフィブリル化ポリオ
   レフィン系繊維から構成されたアルカリ電池セパレータ
   用不織布。
2. 【請求項２】 フィブリル化ポリオレフィン系繊維が、
   高圧均質化装置を用いて処理されたものである請求項１
   記載のアルカリ電池セパレータ用不織布。
3. 【請求項３】 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構成単位として接合した分割型複
   合繊維と濾水値が２０秒以上であるフィブリル化ポリオ
   レフィン系繊維から構成され、該分割型複合繊維を離解
   機により水中で各構成単位に分割して極細繊維とした
   後、フィブリル化ポリオレフィン系繊維と一緒に分散し
   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、次いで該ウェブの両面にコロナ放電
   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。