JP4585791B2 - Separator for organic electrolyte battery - Google Patents

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Description

本発明は、有機電解液電池、特にリチウムイオン二次電池に好適に用いることができる不織布で構成される有機電解液電池用セパレータに関する。   The present invention relates to a separator for an organic electrolyte battery composed of a nonwoven fabric that can be suitably used for an organic electrolyte battery, particularly a lithium ion secondary battery.

近年のIT(インフォメーション・テクノロジー)化、及び資源、環境に対する問題からアルカリ二次電池及び有機電解液二次電池に代表される二次電池の開発が盛んに行われている。特に、有機電解液を用いるリチウムイオン二次電池は、高電圧、高容量、高出力でありながら質量が軽いため、製品の小型軽量化等の要求に伴い大きな市場を築いている。さらに、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(PEV)のバッテリーとしても開発が進められている。リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な複合金属酸化物からなる正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な炭素材料等からなる負極と、セパレータと、有機電解液とからなる。特に、リチウムイオン二次電池において、電池性能を向上させるためにリチウムと他の金属とを電解液の存在下で電気化学的に合金化させた電極を用いることがある。しかし、この合金化させた電極は、合金化の際にリチウム合金が微粉末化し、この微粉末化した合金がセパレータを通り抜け、もう一方の電極に達し短絡を引き起こす(以下、微粉末短絡という)という問題がある。このため、微粉末短絡を防止するために、特に孔径の小さいセパレータが要求されている。一方、電池の充放電を繰り返すうちに前記微粉末が電極上に針状に成長し、ついにはセパレータを突き破り短絡を生じさせる(以下、デンドライト短絡という)という問題もある。したがって、セパレータには、突き破りに対する耐強力(以下、突き刺し強力という)の大きいシートが要求されている。   Secondary batteries represented by alkaline secondary batteries and organic electrolyte secondary batteries have been actively developed because of recent IT (information technology) and problems with resources and the environment. In particular, lithium ion secondary batteries that use organic electrolytes have a large market in response to demands such as reduction in size and weight of products because they have high voltage, high capacity, and high output but are light in mass. Furthermore, the development of batteries for hybrid vehicles (HEV) and electric vehicles (PEV) is also in progress. The lithium ion secondary battery includes a positive electrode made of a composite metal oxide capable of occluding and releasing lithium ions, a negative electrode made of a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, a separator, an organic material It consists of electrolyte solution. In particular, in a lithium ion secondary battery, an electrode obtained by electrochemically alloying lithium and another metal in the presence of an electrolytic solution may be used in order to improve battery performance. However, in this alloyed electrode, the lithium alloy is pulverized during alloying, and the pulverized alloy passes through the separator and reaches the other electrode to cause a short circuit (hereinafter referred to as a fine powder short circuit). There is a problem. For this reason, in order to prevent a fine powder short circuit, the separator with especially small hole diameter is requested | required. On the other hand, as the battery is repeatedly charged and discharged, the fine powder grows in a needle shape on the electrode, and finally breaks through the separator to cause a short circuit (hereinafter referred to as a dendrite short circuit). Therefore, the separator is required to have a sheet having a high strength against piercing (hereinafter referred to as piercing strength).

さらに、二次電池の電池寿命を決定する要因の1つとして、電池体積当たりの電極枚数又は電極総面積があり、電極の厚みを薄くするとともにセパレータの厚みも薄くして電極枚数又は電極総面積を増やして電池寿命の向上が図られている。そのため、セパレータは厚みの薄いものも要求されている。   Further, as one of the factors determining the battery life of the secondary battery, there is the number of electrodes or the total area of the electrodes per battery volume, and the number of electrodes or the total area of the electrodes is reduced by reducing the thickness of the electrode and the separator. To increase the battery life. Therefore, a thin separator is also required.

そして、これらを同時に満たすものとして現在は微多孔膜が使用されている。しかし、微多孔膜は、製造工程が複雑であり高価である。そのため、微多孔膜に代わる安価で、且つ突き刺し強力と厚みを同時に満たす不織布の検討がなされている。   A microporous membrane is currently used to satisfy these requirements simultaneously. However, the microporous membrane is complicated in manufacturing process and expensive. For this reason, an inexpensive non-woven fabric that can replace the microporous membrane and simultaneously satisfies the piercing strength and thickness has been studied.

有機電解液電池用のセパレータに用いられる不織布として種々の検討がなされてきた。例えば、分割型複合繊維を含有する湿式不織布を用いた有機電解液電池用のセパレータとして、下記特許文献1には、エチレン−ビニルアルコール共重合体を少なくとも1成分とした分割型複合繊維と、熱融着繊維を混合し、分割型複合繊維を分割した湿式不織布に、ポリアルキレン変性ポリシロキサンを化学結合によって担持させた非水電解液電池用セパレータが提案されている。下記特許文献2には、分割型複合繊維を分割させた板状極細繊維を主体として構成される湿式不織布からなる非水電解液電池用セパレータが提案されている。   Various studies have been made on nonwoven fabrics used in separators for organic electrolyte batteries. For example, as a separator for an organic electrolyte battery using a wet nonwoven fabric containing split-type composite fibers, Patent Document 1 listed below discloses split-type composite fibers containing at least one component of ethylene-vinyl alcohol copolymer, and heat. A non-aqueous electrolyte battery separator has been proposed in which a polyalkylene-modified polysiloxane is supported by a chemical bond on a wet nonwoven fabric obtained by mixing fused fibers and dividing divided composite fibers. Patent Document 2 below proposes a separator for a non-aqueous electrolyte battery made of a wet nonwoven fabric mainly composed of plate-like ultrafine fibers obtained by dividing a split type composite fiber.

一方下記特許文献3〜6には、エチレン−ビニルアルコール共重合体を湿熱接着した不織布からなるセパレータが提案されている。
特開2000-285895号公報 特開2001-283821号公報 特開平3-257755号公報 特開昭63-235558号公報 特開平5-109397号公報 特開平8-138645号公報
On the other hand, the following patent documents 3 to 6 propose a separator made of a nonwoven fabric obtained by wet-heat bonding an ethylene-vinyl alcohol copolymer.
JP 2000-285895 A JP 2001-283821 A JP-A-3-257755 JP 63-235558 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-109397 Japanese Patent Laid-Open No. 8-138645

前記特許文献1のセパレータは、分割型複合繊維を含有する12〜14g/m2という低目付で一定の厚みを有する湿式不織布を一旦作製した後、ポリアルキレン変性ポリシロキサン水溶液に含浸して不織布の細孔径を小さくしようと試みている。しかし、このような低目付の不織布は、不織布の平均孔径及び最大孔径を均一にすることは困難であり、孔径のばらつきが大きい不織布となり、ひいては安定した突き刺し強力が得られなかった。さらに、エチレン−ビニルアルコール共重合体を少なくとも1成分とした分割型複合繊維と、熱融着繊維を混合した湿式不織布を用い、熱融着繊維が接着力を発現する温度まで加工温度を上げて乾式で熱カレンダー処理を施すため、熱融着繊維のみの接着力に依存しており、突き刺し強力が不十分であった。特許文献2のセパレータは、ポリプロピレン/ポリエステル、ナイロン66/ポリエステル、及びポリプロピレン/ポリエチレンの2成分からなる分割型複合繊維を分割させて板状極細繊維を発現させた後、低融点成分の融点よりも低い温度で乾式にて熱カレンダー処理を施したのみである。そのため、不織布の平均孔径及び最大孔径を均一にすることは困難であり、孔径のばらつきが大きい不織布となるため、安定した突き刺し強力が得られなかった。また、層状断面構造を有する分割型複合繊維を分割させて2つの長辺が平行な板状極細繊維を用いているが、層状断面は放射状断面に比べて分割後の繊維断面が扁平ではあるが、分割前の繊維断面の中央付近と表面付近で板状部分の表面積が異なるので、平均孔径、最大孔径にバラツキが生じる。層状断面構造を有する分割型複合繊維からより細い極細繊維を得ようとすると、層数(分割数)を多くすればよいが、各層の厚みが薄くなるため紡糸が困難となり、8分割、あるいは11分割程度のものしか得られず、細繊度化に限界がある。加えて、最大細孔径は、14〜18μm程度であり、有機電解液電池用セパレータとしては、十分とは言えない。 The separator of Patent Document 1 is prepared by once preparing a wet nonwoven fabric having a constant basis weight of 12 to 14 g / m 2 containing split composite fibers, and then impregnating it with an aqueous polyalkylene-modified polysiloxane solution. An attempt is made to reduce the pore size. However, it is difficult to make the average pore diameter and the maximum pore diameter of the nonwoven fabric uniform, and the nonwoven fabric has a large variation in the pore diameter, and thus a stable piercing strength cannot be obtained. Furthermore, using a split type composite fiber containing at least one component of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a wet nonwoven fabric mixed with a heat fusion fiber, the processing temperature is raised to a temperature at which the heat fusion fiber exhibits adhesive force. Since the heat calender treatment is performed in a dry manner, it depends on the adhesive strength of only the heat-sealing fibers, and the piercing strength is insufficient. In the separator of Patent Document 2, after splitting a split type composite fiber composed of two components of polypropylene / polyester, nylon 66 / polyester, and polypropylene / polyethylene to express a plate-like ultrafine fiber, the melting point of the low melting point component is exceeded. Only a heat calender treatment was applied dry at a low temperature. Therefore, it is difficult to make the average pore diameter and the maximum pore diameter of the nonwoven fabric uniform, and since the nonwoven fabric has a large variation in pore diameter, a stable piercing strength cannot be obtained. In addition, a split-type composite fiber having a layered cross-sectional structure is divided into two plate-like ultrafine fibers having parallel long sides, but the layered cross-section is flatter than the radial cross-section. Since the surface area of the plate-like portion is different between the vicinity of the center and the surface of the fiber cross section before the division, the average pore diameter and the maximum pore diameter vary. In order to obtain finer ultrafine fibers from a split type composite fiber having a layered cross-sectional structure, the number of layers (number of splits) may be increased. However, since the thickness of each layer becomes thin, spinning becomes difficult, and eight splits or 11 Only a divisional degree can be obtained, and there is a limit to fineness. In addition, the maximum pore diameter is about 14 to 18 μm, which is not sufficient as an organic electrolyte battery separator.

特許文献3〜6では湿熱接着繊維を使用したセパレータが開示されているが、いずれもアルカリ電池用のセパレータを目的としたものであり、有機電解液電池に要求されるような孔径の小さいセパレータを得ることは困難である。   Patent Documents 3 to 6 disclose separators using wet-heat adhesive fibers, but all are intended for alkaline battery separators and have a small pore size as required for organic electrolyte batteries. It is difficult to get.

本発明はかかる実情に鑑みなされたものであって、不織布の平均孔径、最大孔径を小さく、且つ均一であり、歩留まり、電池の不良品率を低減することができる有機電解液電池用セパレータを提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a separator for an organic electrolyte battery that can reduce the average pore diameter and the maximum pore diameter of the nonwoven fabric, and is uniform, yield, and battery defect rate. To do.

本発明の有機電解液電池用セパレータは、水分存在下で加熱することによってゲル化し得る湿熱ゲル化樹脂成分と、他の樹脂成分の2成分以上からなり、各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維が割繊された湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維を含む不織布からなる有機電解液電池用セパレータであって、前記湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維は、前記複合繊維1本あたり合計で20以上に放射状に割繊されており、前記湿熱ゲル化極細繊維は湿熱ゲル化して押し拡げられた膜状のゲル化物に形成され、かつ前記不織布の構成繊維を固定していることを特徴とする。 The separator for an organic electrolyte battery of the present invention is composed of two or more components of a wet heat gelled resin component that can be gelled by heating in the presence of moisture and another resin component, and each component is radially divided into a plurality of components. A separator for an organic electrolyte battery comprising a nonwoven fabric containing a wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers into which the split composite fiber is split, wherein the wet heat gelled ultrafine fiber and the other ultrafine fibers are are Wari繊radially 20 or more composite fiber total per one, the wet heat gelling ultrafine fibers are formed into a film-like gel products which are pushed open by wet heat gelling, and fix the fibers constituting the nonwoven fabric It is characterized by that.

本発明は、水分存在下で加熱することによってゲル化し得る性質を有する樹脂が湿熱ゲル化して形成される膜状のゲル化物で不織布の構成繊維を固定することにより、所望の平均孔径及び最大孔径を得ることができ、安全性に優れ、短絡が少なく、電池特性に優れた有機電解液電池が得ることができる。さらに本発明は、20以上に放射状に区分される分割型複合繊維を出発原料とし、割繊した不織布と用いることにより、略楔形形状の極細繊維をゲル化したとき、膜状に押し拡がり易く、平均孔径、最大孔径を適正化することができる。また、湿式抄紙段階から略楔形形状の極細繊維が、不織布の面方向に沿って平行に集積され、平均孔径、最大孔径を均一化し易い。また、割繊後の略楔形形状の極細繊維の表面積が均一なので、平均孔径、最大孔径を均一化し易い。   In the present invention, a desired average pore diameter and maximum pore diameter are obtained by fixing the constituent fibers of a nonwoven fabric with a film-like gelation product formed by wet-heat gelation of a resin having a property that can be gelled by heating in the presence of moisture. It is possible to obtain an organic electrolyte battery that is excellent in safety, has few short circuits, and has excellent battery characteristics. Furthermore, the present invention uses a split type composite fiber that is radially divided into 20 or more as a starting material, and when used with a split nonwoven fabric, when a substantially wedge-shaped ultrafine fiber is gelled, it easily spreads into a film, The average pore size and the maximum pore size can be optimized. In addition, from the wet papermaking stage, substantially wedge-shaped ultrafine fibers are accumulated in parallel along the surface direction of the nonwoven fabric, and the average pore diameter and the maximum pore diameter are easily uniformized. Further, since the surface area of the substantially wedge-shaped ultrafine fiber after splitting is uniform, the average pore diameter and the maximum pore diameter can be easily uniformized.

本発明者らは、鋭意研究を進めた結果、微粉末短絡しにくい不織布からなるセパレータを得るには、孔径を単に小さくするだけではなく、平均孔径と最大孔径のそれぞれの範囲を適正化すればよいことを着想した。そのためには、不織布を熱加工して細孔径化する時の収縮を小さく、バインダー樹脂を不織布の厚み方向へも略均一に固定させるとよいことが判明した。このような不織布を得るのに、特定の熱加工方法を用いて、湿熱ゲル化樹脂をゲル化させて他の繊維を固定することによって、目付及び厚みムラが小さくなり、さらに突き刺し強力が大きく、突き刺し強力のバラツキが抑制されるため、セパレータの生産における歩留まりに優れ、且つ電池の不良品率の低い、特にデンドライト短絡防止性にも優れたセパレータが得られることが判明し、さらに従来の微多孔膜に比べ安価なセパレータが得られることを見出した。以下、本発明の有機電解液電池用セパレータについて詳細に説明する。   As a result of diligent research, the present inventors have obtained a separator made of a non-woven fabric that is difficult to short-powder fine powder, not only by simply reducing the pore diameter, but also by optimizing the respective ranges of the average pore diameter and the maximum pore diameter. Inspired by good things. For this purpose, it has been found that the shrinkage when the non-woven fabric is heat-processed to reduce the pore size is small, and the binder resin is fixed substantially uniformly in the thickness direction of the non-woven fabric. In order to obtain such a nonwoven fabric, by using a specific heat processing method, gelling the wet heat gelled resin and fixing other fibers, the basis weight and thickness unevenness are reduced, and the piercing strength is increased, It has been clarified that a separator with excellent yield in separator production, a low defective product rate of battery, and particularly excellent dendrite short-circuit prevention property can be obtained because the variation in piercing strength is suppressed, and further, conventional microporous It has been found that an inexpensive separator can be obtained compared to a membrane. Hereinafter, the separator for an organic electrolyte battery of the present invention will be described in detail.

孔径の小さい不織布を得ようとする場合、熱を加えて軟化又は溶融した樹脂を熱ロール等の熱圧着手段により一定の圧力以上で押し拡げて繊維間空隙を埋める方法が用いられる。しかし、従来の熱溶融性樹脂は、該熱溶融性樹脂の融点以上に加熱する必要があり、前記熱溶融性樹脂の溶融に伴う熱収縮によって不織布の寸法変化が大きくなってしまう。その結果、歩留まりが悪くなる、あるいは目付、厚み、孔径、突き刺し強力等のバラツキが大きくなるため、電池の不良品率、特に短絡防止性が悪かった。また、熱ロール等を使用した場合、不織布の表面は融着の多い密な状態となり、内部は融着の少ない粗な状態となり易く、電解液保持性が均一になりにくいため、電池の不良品率を悪くする一因となり易かった。   In order to obtain a non-woven fabric having a small pore diameter, a method is used in which a resin softened or melted by applying heat is expanded by a thermocompression bonding means such as a hot roll at a certain pressure or more to fill the interfiber spaces. However, the conventional heat-meltable resin needs to be heated to a temperature higher than the melting point of the heat-meltable resin, and the dimensional change of the nonwoven fabric becomes large due to heat shrinkage accompanying the melting of the heat-meltable resin. As a result, the yield deteriorates, or the variation in the basis weight, thickness, hole diameter, piercing strength, etc. increases, so the defective product rate of the battery, in particular, the short-circuit prevention property is poor. In addition, when a hot roll is used, the surface of the nonwoven fabric is in a dense state with many fusions, the inside tends to be in a rough state with little fusion, and the electrolyte retention is difficult to be uniform. It was easy to contribute to worsening the rate.

そこで、本発明においては、従来の熱溶融性樹脂の代わりに、水分存在下でゲル化膨潤する湿熱ゲル化樹脂を用い、湿熱ゲル化樹脂成分を1成分とし、各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維を20以上に放射状に割繊して得られる略楔形断面形状を有する湿熱ゲル化極細繊維とすることにより、湿熱ゲル化したときに押し拡げられた膜状のゲル化物を形成し易い。そして、押し拡げられた膜状のゲル化物により、不織布の構成繊維を固定して、平均孔径と最大孔径の範囲を適正化した。不織布の構成繊維をゲル化物で固定することによって、セパレータの突き刺し強力が大きくなり、電池組み立て時にセパレータが破れにくく、デンドライト短絡防止性に優れたものとなる。さらに、平均孔径と最大孔径の範囲を適正化することで微粉末短絡防止性に優れたものとなる。本発明でいうゲル化物とは、湿熱ゲル化樹脂が湿熱によってゲル化したのち固化した樹脂(固化物)のことを示し、本発明の有機電解液電池用セパレータは、セパレータを構成する繊維がこのゲル化物で固定されている。本発明において、「略楔形断面形状」とは、各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維を20以上に放射状に割繊して得られる断面形状であれば、変形も許容されることを意味する。   Therefore, in the present invention, instead of the conventional heat-meltable resin, a wet heat gelled resin that gels and swells in the presence of moisture is used, and the wet heat gelled resin component is one component, and each component is radially divided into a plurality of components. A membrane-like gel that is spread when wet-heat gelled by forming a wet-heat gelled ultrafine fiber having a substantially wedge-shaped cross-sectional shape obtained by radially dividing a segmented composite fiber into 20 or more. It is easy to form a compound. And the constituent fiber of the nonwoven fabric was fixed with the expanded gel-like gel, and the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter was optimized. By fixing the constituent fibers of the nonwoven fabric with a gelled product, the piercing strength of the separator is increased, the separator is not easily broken during battery assembly, and the dendrite short-circuit prevention property is excellent. Furthermore, by optimizing the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter, the fine powder short circuit prevention property is excellent. The gelled product in the present invention refers to a resin (solidified product) that has been solidified after the wet heat gelled resin is gelled by wet heat, and the separator of the organic electrolyte battery of the present invention is composed of the fibers constituting the separator. It is fixed with gelled material. In the present invention, the “substantially wedge-shaped cross-sectional shape” refers to a cross-sectional shape obtained by radially dividing a split type composite fiber in which each component is radially divided into a plurality of pieces into 20 or more, and deformation is also allowed. Means that

本発明の有機電解液電池用セパレータに使用する、水分存在下で加熱することによってゲル化し得る樹脂(湿熱ゲル化樹脂)とは、水分存在下で、60℃以上の温度でゲル化膨潤しゲル化物となって不織布の構成繊維を固定可能な樹脂のことを示す。電池は様々な環境下で使用されるため、60℃未満でゲル化してしまうと、電池での安定性が悪くなる。このような性質を持つ樹脂であればどのようなものでも良いが、中でも特定の組成をもつエチレン−ビニルアルコール共重合体が、湿熱ゲル加工性、耐水性及び不織布加工時の寸法安定性の点で特に好ましい。   The resin that can be gelled by heating in the presence of moisture (wet heat gelling resin) used in the separator for an organic electrolyte battery of the present invention is a gel that swells and gels at a temperature of 60 ° C. or higher in the presence of moisture. A resin capable of fixing a constituent fiber of a non-woven fabric as a compound. Since the battery is used in various environments, if it is gelled at less than 60 ° C., the stability of the battery is deteriorated. Any resin may be used as long as it has such properties. Among them, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a specific composition is suitable for wet heat gel processability, water resistance, and dimensional stability during nonwoven fabric processing. Is particularly preferable.

エチレン−ビニルアルコール共重合体とは、エチレン−酢酸ビニル共重合体を鹸化することによって得られる共重合体である。その鹸化度は、95%以上であることが好ましい。より好ましい鹸化度の下限は、98%である。鹸化度が95%未満であると、繊維化の際、曳糸性が悪くなる傾向にある。また、低温でもゲル化しやすくなるため、繊維製造及び不織布加工工程でトラブルが発生し易くなる。さらに、電池に組み込んだとき、電解液中での化学的安定性が悪く、あるいは高温下での安定性が悪くなる。   An ethylene-vinyl alcohol copolymer is a copolymer obtained by saponifying an ethylene-vinyl acetate copolymer. The saponification degree is preferably 95% or more. A more preferable lower limit of the degree of saponification is 98%. If the degree of saponification is less than 95%, the spinnability tends to deteriorate during fiber formation. Moreover, since it becomes easy to gelatinize also at low temperature, it becomes easy to generate | occur | produce a trouble in a fiber manufacture and a nonwoven fabric processing process. Furthermore, when incorporated in a battery, the chemical stability in the electrolyte is poor, or the stability at high temperatures is poor.

前記エチレン−ビニルアルコール共重合体におけるエチレン含有量は、20モル%以上50モル%以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましいエチレン含有量の下限は、25モル%である。より好ましいエチレン含有量の上限は、45モル%である。エチレン含有量が20モル%未満であると、曳糸性が悪く、また軟化しやすくなるため、繊維製造及び不織布加工工程でトラブルが発生し易くなる。さらに、電池に組み込んだとき、電解液中での化学的安定性が悪く、あるいは高温下での安定性が悪くなる。一方、エチレン含有量が50モル%を超えると、湿熱ゲル化温度が高くなり、所望の平均孔径及び最大孔径を得るには、加工温度を融点近傍まで上げざるを得なくなり、その結果不織布の寸法安定性に悪影響を及す可能性がある。   The ethylene content in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably in the range of 20 mol% to 50 mol%. A more preferable lower limit of the ethylene content is 25 mol%. The upper limit of more preferable ethylene content is 45 mol%. If the ethylene content is less than 20 mol%, the spinnability is poor and softening tends to occur, and troubles are likely to occur in the fiber production and nonwoven fabric processing steps. Furthermore, when incorporated in a battery, the chemical stability in the electrolyte is poor, or the stability at high temperatures is poor. On the other hand, if the ethylene content exceeds 50 mol%, the wet heat gelation temperature becomes high, and in order to obtain the desired average pore diameter and maximum pore diameter, the processing temperature must be increased to the vicinity of the melting point, resulting in the dimensions of the nonwoven fabric. May have a negative impact on stability.

そして、本発明に使用する湿熱ゲル化樹脂は、湿熱ゲル化樹脂成分と、湿熱ゲル化樹脂以外の他の樹脂成分の2成分以上からなり、各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維の形態を採る。各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維は、割繊されて略楔形形状の断面形状を有する湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維を得ることができる。得られる極細繊維が略楔形形状であるので、表面積が均一であるとともに、不織布の面方向に沿って平行に集積された略楔形形状の極細繊維を湿熱ゲル化するので、押し拡げられた膜状のゲル化物を形成し易く、不織布の平均孔径、最大孔径を適正化し易いという利点を有する。   The wet heat gelled resin used in the present invention is composed of two or more components of the wet heat gelled resin component and other resin components other than the wet heat gelled resin, and each component is divided into a plurality of pieces in a radial manner. Takes the form of mold composite fiber. A split type composite fiber in which each component is radially divided into a plurality of fibers can be split to obtain wet heat gelled ultrafine fibers and other ultrafine fibers having a substantially wedge-shaped cross-sectional shape. Since the obtained ultrafine fibers are substantially wedge-shaped, the surface area is uniform and the wedge-shaped ultrafine fibers accumulated in parallel along the surface direction of the non-woven fabric are gelled by heat and moisture, so that the expanded film shape The gelled product can be easily formed, and the average pore size and the maximum pore size of the nonwoven fabric can be easily optimized.

前記分割型複合繊維は、複合繊維1本あたり合計で20以上に放射状に割繊される。好ましい割繊数は、22以上である。複合繊維の割繊数が多くなると、略楔形形状がより扁平化するとともに、細繊度化することができ、膜状のゲル化物を形成し易くなる傾向にある。複合繊維の割繊数の上限は、繊維製造性を考慮すると、40以下である。   The split type composite fiber is radially divided into 20 or more in total per one composite fiber. A preferable split fiber number is 22 or more. When the number of split fibers of the composite fiber is increased, the substantially wedge-shaped shape is further flattened, the fineness can be reduced, and a film-like gelled product tends to be easily formed. The upper limit of the number of split fibers of the composite fiber is 40 or less in consideration of fiber productivity.

前記分割型複合繊維が割繊された湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の繊度は、0.01dtex以上0.08dtex以下の範囲であることが好ましい。より好ましい極細繊維は、0.02dtex以上である。より好ましい極細繊維は、0.06dtex以下である。極細繊維の繊度を上記範囲とすることにより、湿熱ゲル化極細繊維がゲル化物となしたときに、必要以上に繊維間の空隙を閉塞することなく膜状に押し拡げて他の繊維を固定することができる。さらに、他の極細繊維は、湿熱ゲル化することなく残存するので、不織布内に空隙を維持することができる。例えば、20〜30分割、好ましくは22〜26分割程度の分割型紡糸ノズルを使用して0.5〜1.5dtexの分割型複合繊維を得て、これを割繊し発現させるとよい。   It is preferable that the fineness of the wet heat gelled ultrafine fiber and the other ultrafine fiber into which the split composite fiber is split is in a range of 0.01 dtex or more and 0.08 dtex or less. A more preferable ultrafine fiber is 0.02 dtex or more. A more preferable ultrafine fiber is 0.06 dtex or less. By setting the fineness of the ultrafine fiber within the above range, when the wet heat gelled ultrafine fiber becomes a gelled product, the other fiber is fixed by expanding it into a film without closing the gap between the fibers more than necessary. be able to. Furthermore, since the other ultrafine fibers remain without being subjected to wet heat gelation, voids can be maintained in the nonwoven fabric. For example, a split type composite fiber of 0.5 to 1.5 dtex is obtained using a split type spinning nozzle of about 20 to 30 splits, preferably about 22 to 26 splits, and this is split and expressed.

また湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の短軸厚み(楔形断面の最大厚み)は、0.7μm以上2.2μm以下の範囲であることが好ましい。不織布に形成したときに前記繊維の扁平方向が不織布の面方向に配向するからである。同様な理由から、楔形断面の長さは、楔形断面の最大厚みの2倍以上であるのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the short axis thickness (maximum thickness of a wedge-shaped cross section) of the wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers is in a range of 0.7 μm or more and 2.2 μm or less. This is because the flat direction of the fibers is oriented in the surface direction of the nonwoven fabric when formed on the nonwoven fabric. For the same reason, the length of the wedge-shaped section is preferably at least twice the maximum thickness of the wedge-shaped section.

前記湿熱ゲル化樹脂は、セパレータ全体に対して10mass%以上50mass%以下の範囲内で含まれていることが好ましい。ここで湿熱ゲル化樹脂の含有量としたのは、前記分割型複合繊維が完全に割繊した湿熱ゲル化極細繊維以外に、分割型複合繊維が完全に割繊せず残存した場合、全く割繊しなかった場合であっても湿熱ゲル化してゲル化物を得ることが可能だからである。より好ましい湿熱ゲル化樹脂の含有量は、15mass%以上であり、さらにより好ましくは、20mass%以上である。より好ましい湿熱ゲル化樹脂の含有量は、45mass%以下であり、さらにより好ましくは、40mass%以下である。湿熱ゲル化樹脂の含有量が10mass%未満であると、湿熱ゲル化してもゲル化物が不織布内に均一に拡がり、構成する繊維間に十分に浸透することが困難となる。その結果、平均孔径と最大孔径の範囲が適正化しにくくなり、突き刺し強力にバラツキが生じ易くなる傾向にある。特に、最大孔径を小さくすることが困難となる。さらに、不織布を構成する繊維の固定箇所が少なくなるため、突き刺し強力も小さくなる可能性がある。一方、湿熱ゲル化樹脂の含有量が50mass%を超えると、不織布表面がフィルム化し易くなり、電解液保持性が低下し、電池の内部抵抗が上昇する可能性がある。さらに、ゲル加工の際、湿熱ゲル化樹脂がロール等へ粘着し易くなり、不織布製造工程性が悪くなる傾向にある。   The wet heat gelled resin is preferably contained within a range of 10 mass% to 50 mass% with respect to the entire separator. Here, the content of the wet heat gelled resin is not limited to the case where the split type composite fiber remains completely unbroken except the wet heat gelled ultrafine fiber that is completely split. This is because even if it is not fine, it is possible to obtain a gelled product by wet heat gelation. The content of the wet heat gelling resin is more preferably 15 mass% or more, and still more preferably 20 mass% or more. The content of the wet heat gelling resin is more preferably 45 mass% or less, and still more preferably 40 mass% or less. If the content of the wet heat gelled resin is less than 10 mass%, even if the wet heat gelation is performed, the gelled product spreads uniformly in the nonwoven fabric, and it becomes difficult to sufficiently penetrate between the constituent fibers. As a result, it becomes difficult to optimize the range of the average hole diameter and the maximum hole diameter, and the piercing strength tends to vary easily. In particular, it is difficult to reduce the maximum hole diameter. Furthermore, since the fixed part of the fiber which comprises a nonwoven fabric decreases, a piercing strength may also become small. On the other hand, when the content of the wet heat gelled resin exceeds 50 mass%, the surface of the nonwoven fabric is easily formed into a film, the electrolytic solution holding ability is lowered, and the internal resistance of the battery may be increased. Furthermore, during the gel processing, the wet heat gelled resin tends to adhere to a roll or the like, and the nonwoven fabric production process tends to deteriorate.

前記分割型複合繊維におけるその他の樹脂は、湿熱ゲル化樹脂と相溶性の良いものであっても構わないが、割繊性を考慮すると非相溶性の樹脂が好ましい。湿熱ゲル化樹脂と非相溶性の樹脂としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、また、それらの共重合体等が好ましく、特にポリプロピレンが繊維製造及び電池電解液に対する安定性の点から好ましい。   The other resin in the split type composite fiber may be compatible with the wet heat gelled resin, but incompatible resin is preferred in consideration of splitting property. As the resin incompatible with the wet heat gelled resin, for example, polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, and copolymers thereof are preferable, and polypropylene is particularly preferable from the viewpoint of fiber production and stability to the battery electrolyte.

前記他の極細繊維は、セパレータ全体に対して10mass%以上50mass%以下の範囲内で含まれていることが好ましい。より好ましい他の極細繊維の含有量は、15mass%以上であり、さらにより好ましくは、20mass%以上である。より好ましい他の極細繊維の含有量は、45mass%以下であり、さらにより好ましくは、40mass%以下である。他の極細繊維の含有量が10mass%未満であると、湿熱ゲル化極細繊維以外で構成される不織布の繊度が大きくなり、適正な平均孔径及び最大孔径が得られない場合がある。他の極細繊維の含有量が50mass%を超えると、湿熱ゲル化樹脂の含有量が少なくなり、適正な平均孔径及び最大孔径が得られない場合がある。   The other ultrafine fibers are preferably contained within a range of 10 mass% to 50 mass% with respect to the entire separator. More preferably, the content of other ultrafine fibers is 15 mass% or more, and even more preferably, 20 mass% or more. More preferably, the content of other ultrafine fibers is 45 mass% or less, and even more preferably, 40 mass% or less. If the content of the other ultrafine fibers is less than 10 mass%, the fineness of the nonwoven fabric other than the wet heat gelled ultrafine fibers is increased, and an appropriate average pore size and maximum pore size may not be obtained. When the content of other ultrafine fibers exceeds 50 mass%, the content of the wet heat gelled resin decreases, and an appropriate average pore size and maximum pore size may not be obtained.

前記分割型複合繊維は、セパレータ全体に対して30mass%以上100mass%以下の範囲内で含まれていることが好ましい。より好ましい分割型複合繊維の含有量は、40mass%以上である。分割型複合繊維の含有量を上記範囲とすることにより、湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の含有量を所望の範囲とすることができる。   The split type composite fiber is preferably contained within a range of 30 mass% to 100 mass% with respect to the entire separator. The content of the more preferable split type composite fiber is 40 mass% or more. By setting the content of the split-type conjugate fiber in the above range, the contents of the wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers can be set in a desired range.

また、前記分割型複合繊維における湿熱ゲル化樹脂成分及び他の樹脂成分の複合比(容積比)は、30:70〜70:30であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the composite ratio (volume ratio) of the wet heat gelling resin component and the other resin components in the split type composite fiber is 30:70 to 70:30.

本発明に使用する不織布を構成する前記分割型複合繊維以外の他の繊維は、繊度が0.1dtex以上1.1dtex以下であることが好ましい。より好ましい他の繊維の繊度は、1dtex以下である。他の繊維の繊度が0.1dtex未満であると、不織布の突き刺し強力が低下して、微粉末短絡及びデンドライト短絡を抑制することができない場合がある。他の繊維の繊度が1.1dtexを超えると、湿熱ゲル化樹脂でゲル化しても不織布の平均孔径及び最大孔径を適正化するのが困難となり、その結果、微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。   The fibers other than the split-type composite fibers constituting the nonwoven fabric used in the present invention preferably have a fineness of 0.1 dtex or more and 1.1 dtex or less. More preferable fineness of other fibers is 1 dtex or less. If the fineness of the other fibers is less than 0.1 dtex, the piercing strength of the nonwoven fabric may be reduced, and the fine powder short circuit and the dendrite short circuit may not be suppressed. When the fineness of other fibers exceeds 1.1 dtex, it becomes difficult to optimize the average pore size and maximum pore size of the nonwoven fabric even when gelled with a wet heat gelled resin, and as a result, a tendency to easily generate a fine powder short circuit. It is in.

前記他の繊維としては、ゲル化物によって不織布を構成する繊維を固定しているため、湿熱ではゲル化しない他の熱溶融性繊維は含まなくても構わないが、不織布製造工程の簡便化、又は不織布の引張強力、突き刺し強力向上の目的等で添加してもよい。熱溶融性繊維の含有量は、セパレータ全体に対して70mass%以下であることが好ましい。より好ましい含有量は、60mass%以下である。熱溶融性繊維の含有量が70mass%を超えると、湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の割合が少なくなるので、不織布の孔径の低減が困難となり、その結果微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。   As the other fibers, since the fibers constituting the nonwoven fabric are fixed by the gelled product, other heat-meltable fibers that do not gel by wet heat may not be included, but simplification of the nonwoven fabric manufacturing process, or It may be added for the purpose of improving the tensile strength and piercing strength of the nonwoven fabric. The content of the heat-meltable fiber is preferably 70 mass% or less with respect to the entire separator. A more preferable content is 60 mass% or less. When the content of the heat-meltable fiber exceeds 70 mass%, the ratio of the wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers decreases, so it becomes difficult to reduce the pore diameter of the nonwoven fabric, and as a result, a fine powder short circuit is likely to occur. There is a tendency.

前記熱溶融性繊維は、水分存在下でゲル化せず融点(融解ピーク温度)付近で溶融し、繊維間を結合させる働きをする繊維を指し、湿熱ゲル化樹脂と区別するものである。そして、湿熱ゲル化樹脂がゲル化してゲル化物となす温度(以下、ゲル加工温度という)では、実質的に収縮しない繊維であることが好ましい。ここで、実質的に収縮しないとは、ゲル加工の際の不織布面積収縮率が7%以下となるような繊維を示す。なお、上記のように熱溶融性繊維を定義したのは、水分を含んだ不織シートをゲル加工した場合、熱処理機の設定温度を100℃以上にしたときに実温度は設定温度よりも低くなる傾向にあり、実温度(ゲル加工温度)を正確に測定するのが困難な場合があるためであり、ゲル加工温度とは区別して表現し、ゲル加工温度では実質的に収縮しないとした。   The heat-meltable fiber refers to a fiber that does not gel in the presence of moisture and melts in the vicinity of the melting point (melting peak temperature) and serves to bond the fibers, and is distinguished from a wet heat gelled resin. And it is preferable that it is a fiber which does not shrink | contract substantially at the temperature (henceforth gel processing temperature) which wet-heat gelled resin gelatinizes and becomes a gelled material. Here, “not substantially shrinking” means a fiber having a nonwoven fabric area shrinkage rate of 7% or less during gel processing. It should be noted that the hot-melt fiber is defined as described above when the non-woven sheet containing moisture is gel processed and the actual temperature is lower than the set temperature when the set temperature of the heat treatment machine is set to 100 ° C. or higher. This is because it may be difficult to accurately measure the actual temperature (gel processing temperature), and is expressed separately from the gel processing temperature, and it is assumed that the gel processing temperature does not substantially shrink.

前記熱溶融性繊維に用いる樹脂は、特に限定されないが、電解液安定性の点からポリオレフィン系の樹脂を用いるのが好ましい。熱溶融性繊維の繊維形態は、単一繊維及び複合繊維等が挙げられるが、特に鞘成分が低融点樹脂、芯成分が鞘樹脂よりも高融点である樹脂で構成された鞘芯型複合繊維を使用することが好ましい。例えば、ポリエチレン/ポリプロピレン、プロピレン系共重合体/ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸メチル共重合体/ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体/ポリプロピレンなどが挙げられる。鞘成分と芯成分の好ましい割合は、鞘成分:芯成分=30:70〜70:30(容積比)程度が好ましい。繊維断面形状は、同心円鞘芯型、偏心鞘芯型、並列型、海島型等何れであっても構わないが、同心円鞘芯型が特に好ましい。   The resin used for the hot-melt fiber is not particularly limited, but a polyolefin-based resin is preferably used from the viewpoint of the stability of the electrolyte. Examples of the fiber form of the heat-meltable fiber include a single fiber and a composite fiber. Particularly, the sheath component is a low-melting resin whose sheath component is a low melting point resin and the core component is a resin having a higher melting point than the sheath resin. Is preferably used. Examples thereof include polyethylene / polypropylene, propylene-based copolymer / polypropylene, ethylene-methyl acrylate copolymer / polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymer / polypropylene. A preferred ratio of the sheath component to the core component is preferably about sheath component: core component = 30: 70 to 70:30 (volume ratio). The fiber cross-sectional shape may be any one of a concentric sheath core type, an eccentric sheath core type, a parallel type, a sea island type, etc., but a concentric sheath core type is particularly preferable.

前記熱溶融性繊維としては、他の極細繊維にポリプロピレン樹脂を用いた場合に、ポリプロピレン樹脂との接着性及び接着後の突き刺し強力を考慮して、繊度が1.1dtex以下のプロピレン系共重合樹脂/ポリプロピレンの組み合わせからなる同心円鞘芯型複合繊維を用いることが好ましい。上記プロピレン系共重合樹脂としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1−プロピレン共重合樹脂が挙げられる。特に、繊度が1.1dtex以下の繊維を安定して得るには、メタロセン触媒で重合されたエチレン−プロピレン共重合体を鞘成分に用いることが好ましい。メタロセン触媒で重合されたエチレン−プロピレン共重合体によれば、熱加工温度領域が広く、不織布にした時の取り扱い性が高いだけでなく、エチレン−プロピレン共重合体特有のゴム的性質が少なく、溶融紡糸した時の融着糸または密着糸の発生が少なくより細繊度化が可能だからである。   When the polypropylene resin is used for the other ultrafine fibers, the heat-meltable fiber is a propylene copolymer resin having a fineness of 1.1 dtex or less in consideration of adhesiveness with the polypropylene resin and piercing strength after adhesion. It is preferable to use a concentric sheath-core type composite fiber made of a combination of / polypropylene. Examples of the propylene-based copolymer resin include an ethylene-propylene copolymer and an ethylene-butene-1-propylene copolymer resin. In particular, in order to stably obtain a fiber having a fineness of 1.1 dtex or less, it is preferable to use an ethylene-propylene copolymer polymerized with a metallocene catalyst as a sheath component. According to the ethylene-propylene copolymer polymerized with a metallocene catalyst, the thermal processing temperature range is wide, not only is the handleability high when it is made into a non-woven fabric, but there are few rubber properties peculiar to ethylene-propylene copolymers, This is because there is little generation of fused yarns or adhesive yarns during melt spinning, and finer fineness is possible.

前記他の繊維としては、不織布の突き刺し強力を大きくしてデンドライト短絡防止性をより高める目的で、単繊維強度が4.5cN/dtex以上の高強度繊維を含むことが好ましい。前記高強度繊維の単繊維強度は、5cN/dtex以上がより好ましく、更に好ましくは5.5cN/dtex以上である。単繊維強度が4.5cN/dtex未満であると、突き刺し強力の向上に寄与しにくくなり、デンドライト短絡が発生しやすい傾向にある。また、前記高強力繊維の融点は、湿熱ゲル化樹脂の融点よりも20℃低い温度以上であることが好ましい。より好ましい高強力繊維の融点は、湿熱ゲル化樹脂の融点よりも15℃低い温度以上である。高強力繊維の融点の上限は、特に限定されるものではない。例えば、高強力繊維がポリオレフィン系繊維である場合、250℃以下であることが好ましい。高強力繊維の融点が湿熱ゲル化樹脂の融点よりも20℃低い温度未満であると、ゲル加工の際に前記高強力繊維を構成する樹脂の軟化又は溶融に伴う収縮が発生し易くなる傾向にあり、不織布の目付、厚み、孔径等のムラが発生し易い。その結果、セパレータの歩留まりが低下する、あるいは微粉末短絡、デンドライト短絡が発生する可能性がある。   The other fibers preferably include high-strength fibers having a single fiber strength of 4.5 cN / dtex or more for the purpose of increasing the puncture strength of the nonwoven fabric and further improving the dendrite short-circuit preventing property. The single fiber strength of the high-strength fiber is more preferably 5 cN / dtex or more, and still more preferably 5.5 cN / dtex or more. When the single fiber strength is less than 4.5 cN / dtex, it becomes difficult to contribute to the improvement of the piercing strength, and a dendrite short circuit tends to occur. The melting point of the high strength fiber is preferably 20 ° C. or higher than the melting point of the wet heat gelled resin. A more preferable melting point of the high-strength fiber is equal to or higher than a temperature 15 ° C. lower than the melting point of the wet heat gelled resin. The upper limit of the melting point of the high strength fiber is not particularly limited. For example, when the high strength fiber is a polyolefin fiber, the temperature is preferably 250 ° C. or lower. If the melting point of the high strength fiber is less than 20 ° C. lower than the melting point of the wet heat gelled resin, it tends to easily cause shrinkage due to softening or melting of the resin constituting the high strength fiber during gel processing. Yes, unevenness such as basis weight, thickness, and hole diameter of the nonwoven fabric is likely to occur. As a result, the yield of the separator may decrease, or a fine powder short circuit and a dendrite short circuit may occur.

前記高強度繊維を構成する樹脂は、上記の性質を有するものから選ばれ、ポリプロピレン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール、カーボン等、何れでも良い。上記樹脂のうち、ポリオレフィン系樹脂が、湿熱ゲル化樹脂としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を使用した場合に取り扱い性に優れるとともに、所望の電池特性が得られる点で、好ましい。特に、ポリプロピレンは、繊維製造、電解液安定性、コスト等の点からも好ましい。また高強度繊維の繊維形態は、単一繊維及び複合繊維等いずれであってもかまわない。その断面形状は、円形、中空、異型、楕円形、星形、偏平形等こだわらない。繊維製造の容易さからして、断面形状は円形であることが好ましい。また、高強度繊維を複合繊維形態とした場合、その断面形状は、同心円鞘芯型、偏心鞘芯型、並列型、海島型、分割型等何れであっても構わない。   The resin constituting the high-strength fiber is selected from those having the above properties, and may be any of polypropylene, polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polyester, nylon, polyparaphenylene benzbisoxazole, carbon, and the like. Of the above resins, polyolefin resins are preferable in that when an ethylene-vinyl alcohol copolymer is used as the wet heat gelling resin, the handleability is excellent and desired battery characteristics are obtained. In particular, polypropylene is preferable from the viewpoints of fiber production, electrolytic solution stability, cost, and the like. The fiber form of the high-strength fiber may be either a single fiber or a composite fiber. The cross-sectional shape is not particular about circular, hollow, atypical, elliptical, star, flat, etc. In view of ease of fiber production, the cross-sectional shape is preferably circular. When the high-strength fiber is in the form of a composite fiber, the cross-sectional shape may be any of concentric circular sheath core type, eccentric sheath core type, parallel type, sea island type, split type, and the like.

前記高強度繊維の含有量は、セパレータ全体に対して70mass%以下であることが好ましい。より好ましい含有量は、60mass%以下である。高強度繊維の含有量が70mass%を超えると、湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の割合が少なくなるので、不織布の孔径の低減が困難となり、その結果微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。   The content of the high-strength fiber is preferably 70 mass% or less with respect to the entire separator. A more preferable content is 60 mass% or less. When the content of the high-strength fiber exceeds 70 mass%, the ratio of the wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers decreases, so that it is difficult to reduce the pore diameter of the nonwoven fabric, and as a result, a fine powder short circuit tends to occur. It is in.

前記不織布は分割型複合繊維以外に他の繊維を含んでもよく、この場合、前記他の繊維としては、繊度1.1dtex以下の熱溶融性繊維及び高強度繊維から選ばれる少なくとも1つの繊維であることが好ましい。かかる構成によれば、他の繊維が不織布の骨格部分を形成するとともに、不織布を緻密化することができ、突き刺し強力が向上するからである。   The non-woven fabric may contain other fibers in addition to the split type composite fibers, and in this case, the other fibers are at least one fiber selected from a hot-melt fiber having a fineness of 1.1 dtex or less and a high-strength fiber. It is preferable. According to such a configuration, the other fibers can form the skeleton portion of the nonwoven fabric, and the nonwoven fabric can be densified, so that the piercing strength is improved.

また、本発明に用いる不織布には、上記で述べた繊維以外の繊維も含んでいてもよい。この場合の繊維形態も、特に限定されない。例えば、前記不織布を構成する分割型複合繊維及び他の繊維以外に、不織布の平均孔径及び最大孔径を小さくするために、合成パルプを含んでもよい。合成パルプとは、繊維表面が多数に分枝された、いわゆるフィブリル化された天然パルプ様の合成樹脂からなる繊維状物であり、本発明では、前記他の繊維とは区別して表現することとする。合成パルプを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。合成パルプの平均繊維長は、0.5mm以上2mm以下の範囲内にあることが好ましい。合成パルプの平均繊維長は、合成パルプの形態を表す指標として用いられるものであり、平均繊維長が0.5mm未満であると、不織シートを湿式抄紙法で作製した時、抄紙工程で脱落する合成パルプ量が多くなる可能性がある。平均繊維長が2mmを超えると、湿式抄紙時の分散性が低下する可能性がある。上記を満たす合成パルプとしては、例えば、三井化学社製、商品名「SWP」EST−8、E400等が挙げられる。   Moreover, the nonwoven fabric used for this invention may also contain fibers other than the fiber described above. The fiber form in this case is also not particularly limited. For example, synthetic pulp may be included in order to reduce the average pore size and the maximum pore size of the nonwoven fabric in addition to the split composite fibers and other fibers that constitute the nonwoven fabric. Synthetic pulp is a fibrous material made of a so-called fibrillated natural pulp-like synthetic resin with many branched fiber surfaces, and in the present invention, it is expressed separately from the other fibers. To do. Examples of the resin constituting the synthetic pulp include polyethylene and polypropylene. The average fiber length of the synthetic pulp is preferably in the range of 0.5 mm to 2 mm. The average fiber length of the synthetic pulp is used as an index representing the form of the synthetic pulp. When the average fiber length is less than 0.5 mm, when the nonwoven sheet is produced by the wet papermaking method, it is dropped in the papermaking process. There is a possibility that the amount of synthetic pulp to be increased. If the average fiber length exceeds 2 mm, the dispersibility during wet papermaking may be reduced. Examples of synthetic pulp that satisfies the above include trade names “SWP” EST-8 and E400 manufactured by Mitsui Chemicals.

また、前記不織布を構成する繊維には、必要に応じて、本発明の効果を妨げない範囲で、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、親水化剤などの添加剤を適宜添加しても良い。   In addition, for the fibers constituting the nonwoven fabric, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a neutralizer, a nucleating agent, a lubricant, and an antistatic agent, as necessary, within a range that does not interfere with the effects of the present invention. Additives such as additives, pigments, plasticizers, hydrophilizing agents may be added as appropriate.

本発明の有機電解液電池用セパレータは、その平均孔径が0.3μm以上5μm以下の範囲内であり、且つ最大孔径が3μm以上20μm以下の範囲内であることが重要である。より好ましい平均孔径は、0.4μm以上であり、さらにより好ましくは、0.5μm以上である。より好ましい平均孔径は、4μm以下であり、さらにより好ましくは、3μm以下である。一方、より好ましい最大孔径は、4μm以上である。より好ましい最大孔径は、15μm以下であり、さらにより好ましく、10μm以下である。これらを同時に満たすことによって、微粉末短絡防止性及びデンドライト短絡防止性に優れたセパレータを得ることができるのである。平均孔径が0.3μm未満、又は最大孔径が3μm未満であると、電解液保持性が悪くなり、電池の内部抵抗が大きくなる傾向にある。一方、平均孔径が5μmを超える、又は最大孔径が20μmを超えると、微粉末短絡、及びデンドライト短絡が発生する傾向にある。   It is important that the separator for an organic electrolyte battery of the present invention has an average pore diameter in the range of 0.3 to 5 μm and a maximum pore diameter in the range of 3 to 20 μm. A more preferable average pore diameter is 0.4 μm or more, and still more preferably 0.5 μm or more. A more preferable average pore diameter is 4 μm or less, and even more preferable is 3 μm or less. On the other hand, a more preferable maximum pore diameter is 4 μm or more. A more preferable maximum pore size is 15 μm or less, and even more preferable is 10 μm or less. By satisfying these simultaneously, it is possible to obtain a separator excellent in fine powder short circuit prevention and dendrite short circuit prevention. When the average pore diameter is less than 0.3 μm, or the maximum pore diameter is less than 3 μm, the electrolyte solution retainability tends to deteriorate and the internal resistance of the battery tends to increase. On the other hand, when the average pore diameter exceeds 5 μm or the maximum pore diameter exceeds 20 μm, a fine powder short circuit and a dendrite short circuit tend to occur.

本発明の有機電解液電池用セパレータにおいて、湿熱ゲル化樹脂のゲル加工による加工後の不織布の平均孔径をXBとし、ゲル加工前の不織シートの平均孔径をXとしたとき、下記式で得られる値を平均孔径低下率(%)としたとき、平均孔径低下率は、60%以上であることが好ましい。 In the separator for an organic electrolyte battery of the present invention, when the average pore diameter of the nonwoven fabric after processing by gel processing of the wet heat gelled resin is X B and the average pore diameter of the nonwoven sheet before gel processing is X, When the obtained value is defined as the average pore size reduction rate (%), the average pore size reduction rate is preferably 60% or more.

平均孔径低下率(%)={(X−XB)/X}×100
前記平均孔径低下率は、湿熱ゲル化樹脂を含む不織シート(ゲル加工前の出発材料)をゲル加工したときに、湿熱ゲル化樹脂がどの程度押し拡げられてゲル化物を形成したか、そのゲル化度合いの指標である。より好ましい平均孔径低下率の下限は、70%である。平均孔径低下率の上限は、95%であることが好ましい。平均孔径低下率が60%未満であると、湿熱ゲル化樹脂が十分に、略均一にゲル化しておらず、所望の突き刺し強力が得られない可能性がある。平均孔径低下率が95%を超えると、セパレータの空隙が小さくなり、その結果、電解液通過性が低下し、電池の内部抵抗が上昇する可能性がある。
Average pore diameter reduction rate (%) = {(X−X B ) / X} × 100
The average pore size reduction rate is the extent to which the wet heat gelled resin is expanded to form a gelled product when the non-woven sheet containing the wet heat gelled resin (starting material before gel processing) is gel processed. It is an index of the degree of gelation. A more preferable lower limit of the average pore diameter reduction rate is 70%. The upper limit of the average pore diameter reduction rate is preferably 95%. If the average pore diameter reduction rate is less than 60%, the wet heat gelled resin is not sufficiently and substantially uniformly gelled, and the desired piercing strength may not be obtained. When the average pore diameter reduction rate exceeds 95%, the gaps in the separator are reduced, and as a result, the electrolyte permeability may be reduced, and the internal resistance of the battery may be increased.

本発明の有機電解液電池用セパレータは、湿熱ゲル化極細繊維が湿熱によってゲル化しながら押し拡げられて不織布を構成する繊維間を埋めながら膜状のゲル化物となって他の繊維が固定される。その際、膜状のゲル化物は、不織布表面を部分的に被覆するとよい。この膜状のゲル化物の不織布全表面に対する割合(膜状度)は、50%以上95%以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい膜状度は、60%以上である。この膜状度は、ゲル化物の拡がり度合い、つまり、繊維間への浸透度を表す指標であり、この値が大きいほどこのゲル化物が不織布表面及び内部に略均一に拡がっていることを示す。膜状度が50%未満であると、ゲル化物の繊維間への浸透が不十分であるため平均孔径と最大孔径の範囲が適正化しにくく、特に最大孔径が大きくなる傾向にあり、その結果、微粉末短絡が生じやすくなる可能性がある。一方、膜状度が95%を超えると、不織布がフィルム化されて孔が存在しない領域が大きくなり易く、その結果、電解液通過性が悪くなり、電池の内部抵抗が上昇する可能性がある。   The separator for an organic electrolyte battery of the present invention is a film-like gelled product that is fixed while other fibers are fixed while the wet heat-gelled ultrafine fibers are spread while being gelled by wet heat to fill between the fibers constituting the nonwoven fabric. . At that time, the film-like gelled product may partially cover the surface of the nonwoven fabric. The ratio of the film-form gelled product to the entire surface of the nonwoven fabric (film form degree) is preferably in the range of 50% to 95%. A more preferable filminess is 60% or more. This filminess is an index representing the degree of spreading of the gelled product, that is, the degree of penetration between fibers, and the larger this value, the more the gelled product spreads substantially uniformly on the nonwoven fabric surface and inside. If the membrane degree is less than 50%, the average pore diameter and the maximum pore diameter range are difficult to optimize because of insufficient penetration of the gelled material between the fibers, and in particular, the maximum pore diameter tends to increase. There is a possibility that a fine powder short circuit is likely to occur. On the other hand, if the degree of filminess exceeds 95%, the non-woven fabric is filmed and the area where no pores are present is likely to be large. As a result, the electrolyte permeability is deteriorated and the internal resistance of the battery may be increased. .

本発明の有機電解液電池用セパレータの突き刺し強力は、2N以上であることが好ましい。より好ましい突き刺し強力は、4N以上であり、さらにより好ましくは、5N以上である。この突き刺し強力はデンドライト短絡防止性の程度を表す代用特性であり、この値が大きいほどデンドライト短絡が発生しにくいことを示す。そして、この突き刺し強力が2N未満であるとデンドライト短絡が発生しやすくなる。また、突き刺し強力の標準偏差は1.1N以下であることが好ましい。より好ましくは0.8N以下であり、さらに好ましくは0.5N以下である。この突き刺し強力の標準偏差は、突き刺し強力のバラツキを表す指標であり、この値が大きいほど部分的に突き刺し強力の小さい部分が存在するためデンドライト短絡が発生しやすくなる。そして、この標準偏差が1.1Nを超えると、前述したようにデンドライト短絡が発生しやすくなる傾向にある。   The puncture strength of the separator for an organic electrolyte battery of the present invention is preferably 2N or more. More preferable piercing strength is 4N or more, and even more preferable is 5N or more. This piercing strength is a substitute characteristic that represents the degree of dendrite short-circuit prevention, and a larger value indicates that a dendrite short-circuit is less likely to occur. And if this piercing strength is less than 2N, a dendrite short circuit is likely to occur. The standard deviation of the piercing strength is preferably 1.1 N or less. More preferably, it is 0.8 N or less, More preferably, it is 0.5 N or less. The standard deviation of the piercing strength is an index representing the variation in the piercing strength. The larger the value, the more the portion of the piercing strength is partially present, and the dendrite short circuit is likely to occur. And when this standard deviation exceeds 1.1 N, it exists in the tendency for a dendrite short circuit to occur easily as mentioned above.

本発明の有機電解液電池用セパレータの厚みは、15μm以上70μm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましい厚みは、60μm以下であり、さらにより好ましくは、35μm以下である。セパレータの厚みが15μm未満であると、セパレータの孔径、特に最大孔径が大きくなる傾向にあり、微粉末短絡防止性及びデンドライト短絡防止性が低下する場合がある。一方、セパレータの厚みが70μmを超えると、電解液通過性が悪くなり、電池の内部抵抗が上昇する場合がある。また、電池体積当たりの電極板数が減少することになるため、電池性能も劣る傾向にある。   The thickness of the organic electrolyte battery separator of the present invention is preferably in the range of 15 μm or more and 70 μm or less. A more preferred thickness is 60 μm or less, and even more preferred is 35 μm or less. When the thickness of the separator is less than 15 μm, the pore diameter of the separator, particularly the maximum pore diameter, tends to increase, and the fine powder short-circuit prevention property and the dendrite short-circuit prevention property may decrease. On the other hand, when the thickness of the separator exceeds 70 μm, the electrolyte solution permeability is deteriorated, and the internal resistance of the battery may be increased. In addition, since the number of electrode plates per battery volume decreases, battery performance tends to be inferior.

また本発明の有機電解液電池用セパレータにおける不織布の比容積は、1.05cm3/g以上1.5cm3/g以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい比容積は、1.1cm3/gである。より好ましい比容積は、1.3cm3/gである。比容積が1.05cm3/g未満であると、不織布が緻密になりすぎて電解液保持性が悪くなり、その結果電池の内部抵抗が上昇する可能性がある。一方、比容積が1.5cm3/gを超えると、不織布の嵩が大きくなりすぎ、セパレータの孔径を小さくすることが困難となり、その結果、微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。 The specific volume of the nonwoven fabric in the organic electrolyte battery separator of the present invention is preferably in a 1.05 cm 3 / g or more 1.5 cm 3 / g in the range. A more preferable specific volume is 1.1 cm 3 / g. A more preferable specific volume is 1.3 cm 3 / g. If the specific volume is less than 1.05 cm 3 / g, the non-woven fabric becomes too dense and the electrolyte solution retainability deteriorates. As a result, the internal resistance of the battery may increase. On the other hand, if the specific volume exceeds 1.5 cm 3 / g, the bulk of the nonwoven fabric becomes too large, and it becomes difficult to reduce the pore diameter of the separator, and as a result, a fine powder short circuit tends to occur.

本発明の有機電解液電池用セパレータにおける不織布の目付は、10g/m2以上50g/m2以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい不織布の目付は、15g/m2以上である。より好ましい不織布の目付は、35g/m2以下である。不織布の目付が上記した範囲を外れると、目的とするセパレータの厚み及び孔径を得るのが困難となるからである。 The basis weight of the nonwoven fabric in the organic electrolyte battery separator of the present invention is preferably in the range of 10 g / m 2 to 50 g / m 2 . More preferably, the nonwoven fabric has a basis weight of 15 g / m 2 or more. More preferably, the nonwoven fabric has a basis weight of 35 g / m 2 or less. This is because if the basis weight of the nonwoven fabric is out of the above range, it is difficult to obtain the desired separator thickness and pore diameter.

次に、本発明の有機電解液電池用セパレータを製造方法で示しながら説明する。   Next, the organic electrolyte battery separator of the present invention will be described with reference to a production method.

本発明の有機電解液電池用セパレータを製造する際に、前記湿熱ゲル化樹脂を不織シート内に均一に分散させることによって、平均孔径と最大孔径の範囲が適正化しやすくなる。また、ゲル加工前に、前記不織シート内に均一に水分を保持させることによって、前記不織シート内に存在する湿熱ゲル化樹脂を略均一にゲル化させることが可能となり、より均一に、構成する繊維間をゲル化物で固定させることが可能となる。そのため、平均孔径と最大孔径の範囲が適正化しやすくなる。さらに、ゲル加工を水分存在下で、湿熱ゲル化樹脂のゲル化温度以上、湿熱ゲル化樹脂の[融点−20℃]以下の範囲内にある温度で実施することによって、前記湿熱ゲル化樹脂及び構成繊維が実質的に収縮しない温度で加工することが可能になり、前記湿熱ゲル化樹脂及び構成繊維の溶融に伴う収縮現象が発現しにくくなる。そのため、不織布加工時の寸法変化が小さく、目付及び厚み等のバラツキの小さい、ひいては歩留まりに優れ、電池の不良品率の小さいセパレータを得ることができる。   When the separator for an organic electrolyte battery of the present invention is produced, the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter is easily optimized by uniformly dispersing the wet heat gelled resin in the nonwoven sheet. In addition, by maintaining moisture uniformly in the nonwoven sheet before gel processing, it becomes possible to gel the wet heat gelled resin present in the nonwoven sheet substantially uniformly, more uniformly, It becomes possible to fix between the constituent fibers with a gelled product. Therefore, it becomes easy to optimize the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter. Furthermore, by performing gel processing in the presence of moisture at a temperature not lower than the gelling temperature of the wet heat gelled resin and not higher than the [melting point−20 ° C.] of the wet heat gelled resin, the wet heat gelled resin and It becomes possible to process at a temperature at which the constituent fibers do not substantially contract, and the shrinkage phenomenon associated with the melting of the wet heat gelled resin and the constituent fibers is less likely to occur. Therefore, it is possible to obtain a separator with a small dimensional change during processing of the nonwoven fabric, small variations in basis weight and thickness, and excellent yield, and a low defective product rate of batteries.

特に、このような性質の湿熱ゲル化樹脂を使用し、熱ロール等によって高圧力下で加圧加工すると、湿熱により不織シート全体の湿熱ゲル化樹脂が瞬時にゲル化しながら押し拡げられて不織シート内に浸透させることができる。そのため、不織布を構成する繊維をゲル化物で不織布の平面方向及び厚み方向いずれにおいても略均一に固定させることが可能となる。その結果、引張強力、突き刺し強力が大きく、不織布の平均孔径と最大孔径の範囲が適正化され、突き刺し強力のバラツキの小さいセパレータを得ることができる。   In particular, when a wet heat gelled resin having such properties is used and pressed under high pressure with a hot roll or the like, the wet heat gelled resin of the entire nonwoven sheet is instantly gelled and expanded by wet heat. It can penetrate into the woven sheet. Therefore, it is possible to fix the fibers constituting the nonwoven fabric substantially uniformly in the planar direction and the thickness direction of the nonwoven fabric with a gelled product. As a result, the tensile strength and piercing strength are large, the range of the average pore size and the maximum pore size of the nonwoven fabric is optimized, and a separator with small variation in piercing strength can be obtained.

加えて、不織シートとして湿式抄紙法により形成される湿式不織布を用いることにより、前記分割型複合繊維から割繊した略楔形形状の断面形状を有する湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維は、繊維の扁平方向が不織布の面方向に配向するので、不織布の面方向に沿って平行に集積されて湿熱ゲル化極細繊維を湿熱ゲル化したときに、不織布の面方向に押し拡げられた膜状のゲル化物を形成し易く、他の極細繊維が不織布の面方向の孔径を調整して、不織布の平均孔径、最大孔径を適正化することができる。   In addition, by using a wet nonwoven fabric formed by a wet papermaking method as a non-woven sheet, wet-heat gelled ultrafine fibers and other ultrafine fibers having a substantially wedge-shaped cross-section split from the split composite fiber, Since the flat direction of the fiber is oriented in the plane direction of the nonwoven fabric, it is a film that is spread in the plane direction of the nonwoven fabric when it is accumulated in parallel along the nonwoven fabric surface direction to wet-heat gelled ultrafine fibers. It is easy to form the gelled product, and the other fine fibers can adjust the pore diameter in the surface direction of the nonwoven fabric to optimize the average pore diameter and the maximum pore diameter of the nonwoven fabric.

なお、ここでいう不織シートとは、ウェブ及び不織布のことを示し、ゲル加工するまでの形態を示す。ウェブとは、カードウェブ、エアレイウェブ、湿式抄紙ウェブ等の構成繊維同士が接合していないものを示す。また、不織布は、前記ウェブを熱接着等による接着処理や、水流交絡、ニードルパンチ等の絡合処理等を施し、構成繊維同士が接合したものを示す。以下においても同様である。   In addition, a nonwoven sheet here shows a web and a nonwoven fabric, and shows the form until it gel-processes. The web refers to a web in which constituent fibers such as a card web, an air lay web, and a wet papermaking web are not joined. The non-woven fabric refers to a fabric in which constituent fibers are bonded to each other by subjecting the web to an adhesive treatment such as thermal bonding, hydroentanglement, entanglement treatment such as needle punching, or the like. The same applies to the following.

前記不織シートは、まず、上述した分割型複合繊維及び他の繊維を準備し、公知の方法で作製する。前記不織シートの形態としては、より均一な不織布を得るという理由から、湿式抄紙法による湿式抄紙ウェブ又は湿式不織布(以下、湿式不織シートという)が好ましい。   The nonwoven sheet is prepared by preparing the above-described split type composite fiber and other fibers and using a known method. As the form of the nonwoven sheet, a wet papermaking web or a wet nonwoven fabric (hereinafter referred to as a wet nonwoven sheet) by a wet papermaking method is preferable because a more uniform nonwoven fabric is obtained.

前記湿式不織シートに用いられる繊維の繊維長は、1mm以上20mm以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい繊維長は、2mm以上であり、さらにより好ましくは、3mm以上である。より好ましい繊維長は、15mm以下であり、さらにより好ましくは、12mm以下である。繊維長が1mm未満であると、突き刺し強力に劣り、その結果、デンドライト短絡が発生しやすくなる傾向にある。また、繊維長が20mmを超えると、スラリー中における繊維の分散性が悪くなり、地合の均一な不織布を得ることが困難となる。その結果、特に最大孔径が大きくなりやすく、微粉末短絡が発生しやすくなる傾向にある。   The fiber length of the fibers used for the wet nonwoven sheet is preferably in the range of 1 mm or more and 20 mm or less. A more preferable fiber length is 2 mm or more, and still more preferably 3 mm or more. A more preferable fiber length is 15 mm or less, and even more preferable is 12 mm or less. If the fiber length is less than 1 mm, the piercing strength is inferior, and as a result, a dendrite short circuit tends to occur. On the other hand, when the fiber length exceeds 20 mm, the dispersibility of the fibers in the slurry is deteriorated, and it is difficult to obtain a nonwoven fabric with uniform formation. As a result, the maximum pore diameter tends to increase, and a fine powder short circuit tends to occur.

湿式不織シートの場合は、通常の方法で行えば良く、それぞれの繊維を所望の範囲となるように混合して、0.01〜0.6mass%の濃度になるように水に分散させ、スラリーを調整する。このとき少量の分散剤を加えても良い。前記分割型複合繊維は、スラリーの離解、叩解処理時に前記繊維を分割発現させておくと、抄紙したときに割繊した極細繊維が不織布中により均一に分散されるとともに、繊維の扁平方向が不織布の面方向に配向し、不織布の面方向に沿って平行に集積されるので、ゲル加工したときにゲル化物が略均一に押し拡げられて、より緻密で平均孔径と最大孔径が適正化された突き刺し強力のバラツキが小さいセパレータを得ることができる。特に、湿熱ゲル化樹脂を含む分割型複合繊維を使用して、スラリーの離解、叩解処理時に前記繊維を分割発現させておくと、抄紙したときに極細繊維化した湿熱ゲル化繊維を不織布中により均一に分散させることができる。これにより、湿熱ゲル化繊維がゲル化したときに、押し拡げられながら繊維間に浸透しゲル化物となって構成する繊維を略均一に固定することができ、より平均孔径と最大孔径が適正化され、突き刺し強力が大きく、突き刺し強力のバラツキが小さいセパレータが得やすくなる。その結果、微粉末短絡防止性及びデンドライト短絡防止性により優れたセパレータを得ることができる。前記スラリーは短網式、円網式、長網式あるいはそれらを組み合わせた抄紙機等を用いて所望の目付に抄紙される。   In the case of a wet non-woven sheet, it may be performed by a normal method, each fiber is mixed so as to be in a desired range, and dispersed in water so as to have a concentration of 0.01 to 0.6 mass%. Adjust the slurry. At this time, a small amount of a dispersant may be added. In the split type composite fiber, when the fiber is split and expressed at the time of slurry disaggregation and beating, the fine fibers split when paper is made are dispersed more uniformly in the nonwoven fabric, and the flat direction of the fibers is the nonwoven fabric. Since it is oriented in the plane direction and accumulated in parallel along the plane direction of the non-woven fabric, the gelled product is spread almost uniformly when gel processing is performed, and the average pore size and maximum pore size are optimized more precisely. It is possible to obtain a separator with a small variation in piercing strength. In particular, by using a split-type composite fiber containing a wet heat gelled resin and separating and expressing the fiber at the time of slurry disaggregation and beating, the wet heat gelled fiber that has become ultrafine fibers when paper is made is more concentrated in the nonwoven fabric. It can be uniformly dispersed. As a result, when the wet heat gelled fiber is gelled, the fibers that penetrate between the fibers while being spread and become a gelled product can be fixed substantially uniformly, and the average pore size and maximum pore size are optimized. Thus, it is easy to obtain a separator having a high piercing strength and a small variation in the piercing strength. As a result, it is possible to obtain a separator that is more excellent in the prevention of short-circuiting of fine powder and the prevention of dendritic short-circuiting. The slurry is made into paper with a desired basis weight using a short net type, a circular net type, a long net type, or a paper machine combining them.

また、必要に応じて、本発明の効果を妨げない範囲で、ウェブ又は不織布へ水流交絡処理を施しても構わない。水流交絡処理を施すことによって、前記分割型複合繊維の割繊を促進させる、並びに繊維同士の交絡度を高めることができる。   Moreover, you may perform a hydroentanglement process to a web or a nonwoven fabric in the range which does not prevent the effect of this invention as needed. By performing the hydroentanglement treatment, the splitting of the split composite fibers can be promoted and the degree of entanglement between the fibers can be increased.

本発明のように平均孔径と最大孔径の範囲が適正化されたセパレータを得るには、ゲル加工の際、不織シート全体に存在する湿熱ゲル化樹脂をより均一にゲル化させることが重要である。そのためには、ゲル加工前に水分を不織シート内部まで全体に均一に付与させることが重要であり、不織シートがより均一な水濡れ性を有していることが重要である。   In order to obtain a separator in which the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter is optimized as in the present invention, it is important to gel the wet heat gelled resin present in the entire nonwoven sheet more uniformly during the gel processing. is there. For that purpose, it is important to uniformly apply moisture to the entire nonwoven sheet before gel processing, and it is important that the nonwoven sheet has more uniform water wettability.

上述した水濡れ性を表す指標としては、脱塩水による接触角が挙げられる。接触角が小さいほど水に濡れやすいため、不織シートにより均一に水分を付与することができる。具体的には、ゲル加工前の脱塩水による不織シート表面の接触角が脱塩水滴下5秒後、60度以下であることが好ましい。より好ましい接触角は、55度以下である。さらにより好ましい接触角は、50度以下である。脱塩水による不織シート表面の接触角が60度を超えると、この水濡れ性が不足しやすくなるため、均一に水分を付与させることが困難となるからである。   An example of the index representing the water wettability described above is a contact angle with demineralized water. Since the smaller the contact angle, the easier it is to get wet with water, water can be uniformly applied by the nonwoven sheet. Specifically, it is preferable that the contact angle of the non-woven sheet surface with the desalted water before the gel processing is 60 degrees or less after 5 seconds from the dropping of the desalted water. A more preferable contact angle is 55 degrees or less. An even more preferable contact angle is 50 degrees or less. This is because when the contact angle of the non-woven sheet surface with demineralized water exceeds 60 degrees, this water wettability tends to be insufficient, and it becomes difficult to uniformly apply moisture.

本発明のセパレータにポリオレフィン樹脂のような疎水性を示す繊維を使用した場合は、この水濡れ性が不足しやすく均一に水分を付与させることが困難となる。そのため、不織シートに親水処理を施すことが好ましい。親水処理を施すことにより、前記接触角を満足する親水不織シートを作製するとよい。親水処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線処理、フッ素雰囲気に晒す処理(以下、フッ素処理という。)、グラフト処理、スルホン化処理及び界面活性剤処理等が挙げられる。   In the case where a hydrophobic fiber such as a polyolefin resin is used for the separator of the present invention, this water wettability tends to be insufficient, and it becomes difficult to uniformly apply moisture. Therefore, it is preferable to subject the nonwoven sheet to a hydrophilic treatment. It is good to produce the hydrophilic nonwoven sheet which satisfies the said contact angle by giving a hydrophilic treatment. Examples of the hydrophilic treatment include corona discharge treatment, plasma treatment, electron beam treatment, treatment exposed to a fluorine atmosphere (hereinafter referred to as fluorine treatment), graft treatment, sulfonation treatment, and surfactant treatment.

例えば、コロナ放電処理であれば、不織シートの両面にそれぞれ1〜20回処理するとよく、処理した総放電量が0.05〜10kW・分/m2の範囲で処理するとよい。フッ素処理であれば、不織シートに不活性ガスで希釈したフッ素ガスと、酸素ガスや亜硫酸ガス等との混合ガスに接触させ親水基を導入する方法が挙げられる。グラフト重合処理であれば、ビニルモノマーと重合開始剤とを含む溶液中に不織シートを浸漬して加熱する方法、不織シートにビニルモノマーを塗布した後に放射線を照射する方法等を用いるとよく、さらに、ビニルモノマー溶液と不織シートとを接触させる前に、紫外線照射、コロナ放電、プラズマ放電などにより、不織シート表面を改質処理すれば、効率的にグラフト重合でき好ましい。スルホン化処理としては、濃硫酸処理、発煙硫酸処理、クロロスルホン酸処理、無水硫酸処理などが挙げられる。界面活性剤処理であれば、親水性能を有するアニオン系界面活性剤又はノニオン系界面活性剤の溶液中に不織シートを浸漬し、あるいは塗布して付着させる方法等がある。なお、上述した親水処理は、ゲル加工後の不織布に施しても全く構わない。処理方法は、上述したいかなる方法であっても、また、二種以上組み合わせても構わない。 For example, in the case of corona discharge treatment, the treatment may be performed 1 to 20 times on both sides of the nonwoven sheet, and the treatment may be performed in the range of 0.05 to 10 kW · min / m 2 . In the case of fluorine treatment, a method of introducing a hydrophilic group by bringing the nonwoven sheet into contact with a mixed gas of fluorine gas diluted with an inert gas and oxygen gas, sulfurous acid gas or the like can be mentioned. If it is a graft polymerization treatment, a method of immersing a nonwoven sheet in a solution containing a vinyl monomer and a polymerization initiator and heating, a method of irradiating radiation after applying the vinyl monomer to the nonwoven sheet, etc. may be used. Furthermore, it is preferable that the surface of the nonwoven sheet is modified by ultraviolet irradiation, corona discharge, plasma discharge, or the like before the vinyl monomer solution is brought into contact with the nonwoven sheet, so that the graft polymerization can be efficiently performed. Examples of the sulfonation treatment include concentrated sulfuric acid treatment, fuming sulfuric acid treatment, chlorosulfonic acid treatment, and sulfuric anhydride treatment. In the case of the surfactant treatment, there is a method of immersing or applying a nonwoven sheet in a solution of an anionic surfactant or a nonionic surfactant having hydrophilic performance. In addition, you may give the hydrophilic process mentioned above to the nonwoven fabric after gel processing at all. The processing method may be any method described above, or a combination of two or more.

前記親水処理のうち、特にフッ素処理は、ゲル加工時に不織シート内部までより均一に水分を付与させることができ、好ましい。さらに、フッ素処理は、樹脂表面のより深くまで親水基を導入させることができるため、ゲル加工後にも親水性の低下が小さく、ゲル加工後も不織布の親水性を保つことができる。フッ素処理の具体的な条件としては、フッ素処理での混合ガス中のフッ素の濃度は、0.01〜80体積%の範囲が好ましい。より好ましいフッ素の濃度の下限は、0.1体積%である。さらにより好ましいフッ素の濃度の下限は、0.5体積%である。より好ましいフッ素の濃度の上限は、30体積%である。さらにより好ましいフッ素の濃度の上限は、10体積%である。また、反応温度は10℃以上50℃以下の範囲内にあることが好ましい。また、反応時間は特に限定されないが、1秒以上30分以下の範囲にあることが好ましい。   Among the hydrophilic treatments, the fluorine treatment is particularly preferable because moisture can be more evenly applied to the inside of the nonwoven sheet during gel processing. Furthermore, the fluorine treatment can introduce hydrophilic groups deeper into the resin surface, so that the decrease in hydrophilicity is small even after gel processing, and the hydrophilicity of the nonwoven fabric can be maintained even after gel processing. As specific conditions for the fluorine treatment, the fluorine concentration in the mixed gas in the fluorine treatment is preferably in the range of 0.01 to 80% by volume. A more preferable lower limit of the fluorine concentration is 0.1% by volume. An even more preferable lower limit of the fluorine concentration is 0.5% by volume. A more preferable upper limit of the fluorine concentration is 30% by volume. An even more preferable upper limit of the fluorine concentration is 10% by volume. Moreover, it is preferable that reaction temperature exists in the range of 10 to 50 degreeC. The reaction time is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 second to 30 minutes.

そして、本発明で得られた有機電解液電池用セパレータにおいて、脱塩水による前記不織布表面の接触角も脱塩水滴下5秒後、60度以下であることが好ましい。より好ましい接触角は55度以下である。さらに好ましい接触角は50度以下である。この接触角は、ゲル加工による濡れ性の低下度合いを表す指標となる。ゲル加工後の接触角も60度以下に維持できるような親水処理が、本発明のゲル加工前の不織シートの内部まで均一に水分を付与することができるため好ましい。このようなゲル加工後の接触角も60度以下に維持できるような親水処理は上述したように、フッ素処理が挙げられるが、同様な効果を有する処理方法であればどのような方法であっても構わない。   In the separator for an organic electrolyte battery obtained in the present invention, the contact angle of the non-woven fabric surface with desalted water is also preferably 60 degrees or less after 5 seconds of dropping of desalted water. A more preferable contact angle is 55 degrees or less. A more preferable contact angle is 50 degrees or less. This contact angle is an index representing the degree of wettability reduction due to gel processing. Hydrophilic treatment that can maintain the contact angle after gel processing at 60 degrees or less is preferable because moisture can be uniformly applied to the inside of the nonwoven sheet before gel processing of the present invention. Such a hydrophilic treatment that can maintain the contact angle after gel processing at 60 degrees or less includes fluorine treatment as described above, but any treatment method having the same effect can be used. It doesn't matter.

次いで、前記不織シート又は前記親水不織シートには、水分が付与されて、含水シートが作製される。本発明のセパレータを得るには、湿熱ゲル化樹脂の内部まで水分を吸収させる必要はなく、その周囲に水分が付着している状態であればよい。このような状態にある含水シートを下記の方法で加熱体に挟持すれば、瞬間的に発生する水蒸気は加熱体により不織シート内に封じ込められ、湿熱ゲル化樹脂を瞬時に、不織シート内部までゲル化させることができる。   Next, moisture is applied to the nonwoven sheet or the hydrophilic nonwoven sheet to produce a water-containing sheet. In order to obtain the separator of the present invention, it is not necessary to absorb moisture up to the inside of the wet heat gelled resin, as long as moisture is attached to the periphery thereof. If the water-containing sheet in such a state is sandwiched between the heated body by the following method, the instantaneously generated water vapor is enclosed in the nonwoven sheet by the heated body, and the moist heat gelled resin is instantaneously contained inside the nonwoven sheet. Can be gelled.

前記不織シート又は前記親水不織シートに付与される水分率は、20mass%以上300mass%以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい水分率の下限は、50mass%である。さらにより好ましい水分率の下限は、80mass%である。より好ましい水分率の上限は、200mass%である。さらにより好ましい水分率の上限は、150mass%である。水分率が20mass%未満であると、湿熱ゲル化極細繊維のゲル化が十分に起こらず、膜状のゲル化物を形成しにくくなる傾向にあり、平均孔径と最大孔径の範囲の適正化に寄与するのが困難となる場合がある。一方、水分率が300mass%を超えると、ゲル加工の際、不織シート表面と内部に均一に熱がかかりにくくなる傾向にあり、不織布表面のみがフィルム化する場合がある。その結果、得られるセパレータの厚み方向のゲル化度合いは、均一でなくなり、構成繊維の固定が不均一となり、厚み方向の孔径ムラが大きくなる可能性がある。この水分の付与方法としては、スプレー、水槽へのディッピング等いずれであっても構わない。   It is preferable that the moisture content given to the said nonwoven sheet or the said hydrophilic nonwoven sheet exists in the range of 20 mass% or more and 300 mass% or less. A more preferable lower limit of the moisture content is 50 mass%. An even more preferable lower limit of the moisture content is 80 mass%. A more preferable upper limit of the moisture content is 200 mass%. An even more preferable upper limit of the moisture content is 150 mass%. When the moisture content is less than 20 mass%, the gelation of the wet heat gelled ultrafine fibers does not occur sufficiently, and it tends to be difficult to form a film-like gelled product, contributing to optimization of the average pore size and the maximum pore size range. May be difficult to do. On the other hand, when the moisture content exceeds 300 mass%, it tends to be difficult to uniformly apply heat to the nonwoven sheet surface and the inside during gel processing, and only the nonwoven fabric surface may be formed into a film. As a result, the degree of gelation in the thickness direction of the obtained separator is not uniform, the constituent fibers are not fixed uniformly, and the pore diameter unevenness in the thickness direction may increase. As a method for applying moisture, any method such as spraying or dipping in a water tank may be used.

そして、前記含水シートは、前記湿熱ゲル化樹脂のゲル化する温度以上、前記湿熱ゲル化樹脂の[融点−20℃]以下の範囲内にある温度に設定された熱処理機で湿熱処理(ゲル加工)されることにより、湿熱ゲル化樹脂がゲル化するとともに、ゲル化した湿熱ゲル化樹脂によって他の繊維が固定されて、有機電解液電池用セパレータを得ることができる。ゲル加工時の設定温度は、60℃以上、湿熱ゲル化樹脂の融点−20℃以下が好ましい。より好ましい設定温度の下限は、80℃である。さらにより好ましい設定温度の下限は、85℃である。より好ましい設定温度の上限は140℃である。さらにより好ましい設定温度の上限は、135℃である。ゲル加工の設定温度が80℃未満であると、十分にゲル化させることが困難であり、構成繊維の固定が十分でなく、あるいは平均孔径と最大孔径の範囲を適正化することが難しくなる可能性がある。一方、ゲル加工の設定温度が湿熱ゲル化樹脂の融点−20℃を超えると、ゲル加工に熱ロールを使用した場合、ロールに前記湿熱ゲル化樹脂が粘着しやすい、あるいは不織布に収縮が発生し寸法安定性が悪くなる等して、歩留まりが低下しやすく、電池の不良品率が大きくなりやすくなる傾向にある。なお、ゲル加工の温度を設定温度としたのは、水分を含んだ不織シートをゲル加工した場合、熱処理機の設定温度を100℃以上にしたとき、まず不織シート内の水分が蒸発する。そのとき湿熱ゲル化樹脂のゲル化が進行するので、ゲル加工の実温度は設定温度よりも低くなる傾向にある。そのため、厳密にゲル加工温度を特定するのが困難な場合があるからである。したがって、他の繊維の融点が熱処理機の設定温度よりも低い場合でも、実質的に溶融しない、あるいは実質的に収縮しないことがあり、ゲル加工温度は他の繊維が実質的に収縮しない温度で処理することが好ましい。   And the said water-containing sheet | seat is wet-heat-treated (gel processing) with the heat processing machine set to the temperature which is in the range more than the temperature which the said heat-and-humidity gelled resin gelatinizes, and below the [melting point-20 degreeC] of the said heat-and-heat gelled resin ), The wet heat gelled resin is gelled, and other fibers are fixed by the gelled wet heat gelled resin, so that a separator for an organic electrolyte battery can be obtained. The set temperature during the gel processing is preferably 60 ° C. or higher and the melting point of the wet heat gelled resin −20 ° C. or lower. A more preferable lower limit of the set temperature is 80 ° C. An even more preferable lower limit of the set temperature is 85 ° C. A more preferable upper limit of the set temperature is 140 ° C. An even more preferable upper limit of the set temperature is 135 ° C. When the set temperature of the gel processing is less than 80 ° C., it is difficult to sufficiently gel, the constituent fibers are not sufficiently fixed, or it is difficult to optimize the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter. There is sex. On the other hand, when the set temperature of the gel processing exceeds the melting point of the wet heat gelled resin −20 ° C., when the hot roll is used for the gel processing, the wet heat gelled resin tends to adhere to the roll or the nonwoven fabric shrinks. As the dimensional stability deteriorates, the yield tends to decrease, and the defective product rate of the battery tends to increase. The gel processing temperature was set to the preset temperature when the non-woven sheet containing moisture was gel processed, and when the set temperature of the heat treatment machine was set to 100 ° C. or higher, the moisture in the nonwoven sheet first evaporates. . At that time, since the gelation of the wet heat gelled resin proceeds, the actual temperature of the gel processing tends to be lower than the set temperature. Therefore, it may be difficult to specify the gel processing temperature strictly. Therefore, even when the melting point of the other fiber is lower than the set temperature of the heat treatment machine, it may not melt or shrink substantially, and the gel processing temperature is a temperature at which the other fiber does not substantially shrink. It is preferable to process.

前記ゲル加工は、熱ロール、熱プレス等の加圧加工であることが好ましい。加圧加工によれば、湿熱ゲル化樹脂が湿熱ゲル化したときに、押し拡げられた膜状のゲル化物が繊維間に浸透し易く、平均孔径及び最大孔径を適正化することができる。特に、加圧加工が熱ロールによる加圧加工であると、生産性に優れるのでより好ましい。   The gel processing is preferably pressure processing such as a hot roll or a hot press. According to the pressure processing, when the wet heat gelled resin is turned into wet heat gel, the stretched membrane-like gelled material easily penetrates between the fibers, and the average pore size and the maximum pore size can be optimized. In particular, it is more preferable that the pressing process is a pressing process using a hot roll because the productivity is excellent.

前記熱ロールの線圧は、350N/cm以上15000N/cm以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい線圧の下限は、400N/cmである。より好ましい線圧の上限は、10000N/cmである。線圧が350N/cm未満であると、湿熱ゲル化樹脂を不織布内部まで十分に浸透させることが難しく、また、膜状のゲル化物を形成しにくくなる。その結果、平均孔径と最大孔径の範囲の適正化に寄与しにくく、微粉末短絡が生じやすくなる傾向にある。一方、線圧が15000N/cmを超えると、圧力が大きすぎるため、繊維の切断が起こりやすく、貫通孔が孔きやすくなり、その結果、微粉末短絡が生じやすくなる、あるいはセパレータの突き刺し強力が低下する可能性がある。上記熱ロールによる加圧加工は、1度でもよいし、2度以上加工してもかまわない。また、ゲル加工時熱ロールへの湿熱ゲル化樹脂による粘着が発生する場合、必要に応じて界面活性剤等の離型剤等を使用しても構わない。また、ゲル加工後の不織布に本発明の効果を損なわない範囲で、油剤、糊剤等を添加しても構わない。   The linear pressure of the hot roll is preferably in the range of 350 N / cm to 15000 N / cm. A more preferable lower limit of the linear pressure is 400 N / cm. A more preferable upper limit of the linear pressure is 10,000 N / cm. When the linear pressure is less than 350 N / cm, it is difficult to sufficiently penetrate the wet heat gelled resin into the nonwoven fabric, and it is difficult to form a film-like gelled product. As a result, it is difficult to contribute to optimizing the range of the average pore diameter and the maximum pore diameter, and a fine powder short circuit tends to occur. On the other hand, when the linear pressure exceeds 15000 N / cm, the pressure is too high, so that the fiber is likely to be cut and the through hole is easily formed. there's a possibility that. The pressurizing with the hot roll may be performed once or may be performed twice or more. Moreover, when adhesion | attachment by the wet heat gelling resin to the heat roll at the time of gel processing generate | occur | produces, you may use mold release agents, such as surfactant, as needed. Moreover, you may add an oil agent, a paste, etc. to the nonwoven fabric after gel processing in the range which does not impair the effect of this invention.

なお、本発明に用いられる不織布は、単独で使用する以外に、必要に応じて他のシート、例えば微多孔膜、他の不織布等を積層して使用することができる。   In addition, the nonwoven fabric used for this invention can be laminated | stacked and used for another sheet | seat, for example, a microporous film, another nonwoven fabric, etc. as needed other than using alone.

本発明の有機電解液電池用セパレータは、前記湿熱ゲル化樹脂と他の繊維を含む不織シートを、含水させて湿熱ゲル化樹脂がゲル化する温度以上湿熱ゲル化樹脂の[融点−20℃]以下の範囲内でゲル加工する製造方法を採ることにより、所望の平均孔径及び最大孔径を満足するセパレータを得ることができる。前記湿熱ゲル化樹脂と他の繊維を含む不織シートをゲル加工の前に親水処理することにより、不織シート全体が均一に水分を保持することができ、ひいては略均一に湿熱ゲル化樹脂をゲル化することができる。さらに、ゲル加工として加熱加圧加工を採ることによって、略均一に分散した前記湿熱ゲル化樹脂がゲル化し押し拡げられ、膜状のゲル化物となって構成繊維を不織布内部まで略均一に固定することができる。   The separator for an organic electrolyte battery according to the present invention has a non-woven sheet containing the wet heat gelled resin and other fibers so that the wet heat gelled resin has a temperature equal to or higher than a temperature at which the wet heat gelled resin gels. A separator satisfying the desired average pore size and maximum pore size can be obtained by adopting a production method in which gel processing is performed within the following range. By performing a hydrophilic treatment on the nonwoven sheet containing the wet heat gelled resin and other fibers before the gel processing, the entire nonwoven sheet can retain moisture uniformly. It can be gelled. Furthermore, by adopting heat and pressure processing as gel processing, the wet heat gelled resin dispersed substantially uniformly is gelled and expanded, and becomes a film-like gelled product, fixing the constituent fibers substantially uniformly to the inside of the nonwoven fabric. be able to.

図1は本発明の一実施例の複合繊維である。この複合繊維10は、湿熱ゲル化極細繊維11と他の極細繊維12から構成され、24区分に割繊可能な繊維である。中心点から放射状に割繊可能である。図2は湿熱ゲル化極細繊維11の断面図を示し、短軸厚み(楔形断面の最大厚み)Dは、0.7μm以上2.2μm以下が好ましく、長さLは、楔形断面の最大厚みDの2倍以上であるのが好ましい。   FIG. 1 shows a composite fiber according to an embodiment of the present invention. This composite fiber 10 is composed of a wet heat gelled ultrafine fiber 11 and another ultrafine fiber 12, and is a fiber that can be divided into 24 sections. Splitting radially from the center point is possible. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the wet heat gelled ultrafine fiber 11, wherein the short axis thickness (maximum thickness of the wedge-shaped cross section) D is preferably 0.7 μm or more and 2.2 μm or less, and the length L is the maximum thickness D of the wedge-shaped cross section. It is preferable that it is 2 times or more.

[実施例]
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。なお融点、単繊維繊度、単繊維強度、厚み、突き刺し強力、突き刺し強力の標準偏差、平均孔径、最大孔径、不織布表面の膜状度、不織布表面の接触角、及び不織布面積収縮率(以下、「加工時収縮率」という)は以下の方法により測定した。
(1)融点:JIS K 7121(DSC法)に準じ測定した。
(2)単繊維繊度:JIS L 1013に準じて測定した。
(3)単繊維強度:JIS L 1015に準じ、引張試験機を用いて、試料の掴み間隔を20mmとし、繊維が切断したときの荷重値を測定し単繊維強度とした。
(4)厚み:175kPa荷重(JIS−B−7502に準じたマイクロメーターによる測定)により、3枚の試料のそれぞれ異なる10箇所で厚みを測定し、計30箇所の平均値を求めた。
(5)突き刺し強力:カトーテック社製「KES−G5 ハンディー圧縮試験機」を用いて、縦30mm、横100mmの大きさに裁断した不織布を準備し、試料の上に縦46mm、横86mm、厚み7mmのアルミ板の中央部に直径11mmの孔を有する押さえ板を載置した後、先端部が1mmφの球状部、軸の部分が底面直径2.2mm、高さ18.7mmの円錐状になった針を、2mm/秒の速度で押さえ板の孔の中央に垂直に突き刺した時の最大荷重(N)を測定し、突き刺し強力とした。なお、この突き刺し強力は4枚の試料のそれぞれ異なる15箇所で厚みを測定し、計60箇所の平均値とした。
(6)突き刺し強力の標準偏差:上記で測定したn=60の標準偏差を求めた。
(7)平均孔径・最大孔径:パームポロメータ(Porous Materials Inc.製)を使用し、ASTM F 316 86に準じ、バブルポイント法によって測定した。
(8)不織布表面の膜状度:不織布の任意の10箇所の表面を200倍の倍率で電子顕微鏡にて撮影する。この不織布表面において、各繊維が隣接する繊維同士が連続して固定されている面積の不織布全面積に対する百分率を算出した。
(9)不織シート表面の接触角:協和界面化学社製、接触角計(洗浄度評価システム)、型式:CA−X150を用いて、図3に示すように、ガラス板1の上に、縦1cm,横5cmの試料2をのせてテープで固定する。次に、試料2の上にマイクロシリンジで正確に純水3を2マイクロリットル滴下する。5秒間放置後、図3で示す水滴の直径a及び高さhを測定する。前記直径a及び高さhから、次の算式を用いて接触角θを求める。
tan(θ/2)=h/(a/2)
(10)加工時収縮率(%):下記式の通り算出する。
[1−(ゲル加工後不織布面積/ゲル加工前不織シート面積)]×100
[Example]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. The melting point, the single fiber fineness, the single fiber strength, the thickness, the piercing strength, the standard deviation of the piercing strength, the average pore diameter, the maximum pore diameter, the film degree of the nonwoven fabric surface, the contact angle of the nonwoven fabric surface, and the nonwoven fabric area shrinkage (hereinafter referred to as “ The “shrinkage rate during processing” was measured by the following method.
(1) Melting point: Measured according to JIS K 7121 (DSC method).
(2) Single fiber fineness: Measured according to JIS L 1013.
(3) Single fiber strength: According to JIS L 1015, using a tensile tester, the gripping interval of the sample was 20 mm, and the load value when the fiber was cut was measured to obtain the single fiber strength.
(4) Thickness: 175 kPa load (measured with a micrometer according to JIS-B-7502) was used to measure the thickness at 10 different points of each of the three samples, and the average value was obtained at a total of 30 points.
(5) Puncture strength: Using a “KES-G5 Handy Compression Tester” manufactured by Kato Tech Co., Ltd., a non-woven fabric cut to a size of 30 mm in length and 100 mm in width was prepared, and 46 mm in length, 86 mm in width, and thickness on the sample. After a holding plate having a hole of 11 mm in diameter is placed in the center of a 7 mm aluminum plate, the tip is a 1 mmφ spherical part, the shaft part is a conical shape with a bottom diameter of 2.2 mm and a height of 18.7 mm. The maximum load (N) when the needle was stabbed perpendicularly into the center of the hole of the press plate at a speed of 2 mm / second was measured, and the puncture strength was obtained. In addition, this piercing strength measured thickness in 15 different places of four samples, respectively, and made it the average value of a total of 60 places.
(6) Standard deviation of piercing strength: The standard deviation of n = 60 measured above was determined.
(7) Average pore diameter / maximum pore diameter: measured by a bubble point method using a palm porometer (manufactured by Porous Materials Inc.) according to ASTM F31686.
(8) Film degree on the surface of the nonwoven fabric: The surface of any 10 locations of the nonwoven fabric is photographed with an electron microscope at a magnification of 200 times. On the surface of the nonwoven fabric, the percentage of the area where the fibers adjacent to each other are continuously fixed to the total area of the nonwoven fabric was calculated.
(9) Nonwoven sheet surface contact angle: manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., contact angle meter (cleaning degree evaluation system), model: CA-X150, as shown in FIG. A sample 2 measuring 1 cm in length and 5 cm in width is placed and fixed with tape. Next, 2 microliters of pure water 3 is accurately dropped onto the sample 2 with a microsyringe. After leaving for 5 seconds, the diameter a and height h of the water droplet shown in FIG. 3 are measured. From the diameter a and the height h, the contact angle θ is obtained using the following formula.
tan (θ / 2) = h / (a / 2)
(10) Shrinkage rate during processing (%): Calculated according to the following formula.
[1- (Nonwoven fabric area after gel processing / Nonwoven sheet area before gel processing)] × 100

実施例及び比較例に用いられる繊維原料を以下のとおり準備した。   The fiber raw material used for an Example and a comparative example was prepared as follows.

[繊維1]
第一成分を湿熱ゲル化樹脂として、エチレン含有量38モル%、鹸化度99%のエチレンービニルアルコール共重合体(EVOH、日本合成化学社製、ソアノールK3835BN、融点170℃)を使用し、第二成分をポリプロピレン(PP、日本ポリケム社製、SAO3B、融点163℃)とした、放射状に24に区分された分割断面形状を有する、第一成分/第二成分の面積比が50/50、繊度が1.2dtex、繊維長4mmの分割型複合繊維を準備した。
[繊維2]
第一成分を湿熱ゲル化樹脂として、エチレン含有量38モル%、鹸化度99%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH、日本合成化学社製、ソアノールK3835BN、融点170℃)を使用し、第二成分をポリプロピレン(PP、日本ポリプロ社製、SA03B、融点163℃)とし、公知の方法によって溶融紡糸し、150℃の空気中にて3倍に延伸した、放射状の16分割断面形状を有し、第一成分/第二成分の面積比が50/50、繊度が1.4dtex、繊維長6mmの分割型複合繊維を準備した。
[繊維3]
第一成分を高密度ポリエチレン(HDPE、日本ポリプロ社製、HE490、融点132℃)、第二成分をポリプロピレン(日本ポリプロ社製、SA03B、融点163℃)であって、公知の方法によって溶融紡糸し、90℃の温水中にて5倍に延伸した、放射状の16分割断面形状を有し、第一成分/第二成分の面積比が50/50、繊度が1.4dtex、繊維長6mmの分割型複合繊維を準備した。
[繊維4]
鞘成分(熱接着成分)をメタロセン触媒により重合されたエチレンープロピレン共重合体(EP、日本ポリプロ社製、OX1066A、融点136℃)、芯成分をポリプロピレン(日本ポリプロ社製、SAO3A、融点163℃)とした芯成分/鞘成分の面積比が50/50、繊度が0.9dtex繊維長4mmの同芯円鞘芯型複合繊維を準備した。
[繊維5]
繊維4の繊維長を10mmとした同芯円鞘芯型複合繊維を準備した。
[繊維6]
鞘成分を高密度ポリエチレン(日本ポリプロ社製、HE490、融点132℃)、芯成分をポリプロピレン(日本ポリプロ社製、SA03B、融点163℃)とし、公知の方法によって溶融紡糸し、90℃の温水中にて4倍に延伸した、芯成分/鞘成分の面積比が50/50、繊維長10mmの同芯円鞘芯型複合繊維を準備した。
[繊維7]
ポリプロピレン(日本ポリプロ社製、SA03B、融点163℃)を公知の方法によって溶融紡糸し、150℃の空気中にて3倍に延伸した、単繊維強度5.8cN/dtex、繊維長10mmの丸断面ポリプロピレン単一繊維を準備した。
[Fiber 1]
The first component is a wet heat gelling resin, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., Soarnol K3835BN, melting point 170 ° C.) having an ethylene content of 38 mol% and a saponification degree of 99% is used. The two components are polypropylene (PP, manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd., SAO3B, melting point 163 ° C.) and have a divided sectional shape radially divided into 24, the area ratio of the first component / second component is 50/50, the fineness A split type composite fiber having a fiber length of 1.2 dtex and a fiber length of 4 mm was prepared.
[Fiber 2]
The first component is a wet heat gelling resin, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., Soarnol K3835BN, melting point 170 ° C.) having an ethylene content of 38 mol% and a saponification degree of 99% is used. The two components are polypropylene (PP, manufactured by Nippon Polypro, SA03B, melting point 163 ° C.), melt-spun by a known method, and stretched three times in air at 150 ° C. A split type composite fiber having a first component / second component area ratio of 50/50, a fineness of 1.4 dtex, and a fiber length of 6 mm was prepared.
[Fiber 3]
The first component is high density polyethylene (HDPE, Nippon Polypro, HE490, melting point 132 ° C.), and the second component is polypropylene (Nihon Polypro, SA 03B, melting point 163 ° C.), which is melt-spun by a known method. , Having a radial 16-divided cross-sectional shape stretched 5 times in 90 ° C. warm water, having a first component / second component area ratio of 50/50, a fineness of 1.4 dtex, and a fiber length of 6 mm A mold composite fiber was prepared.
[Fiber 4]
An ethylene-propylene copolymer (EP, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., OX1066A, melting point 136 ° C.) obtained by polymerizing a sheath component (thermal adhesive component) with a metallocene catalyst, and a core component made of polypropylene (SAO 3A manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., melting point 163 ° C. The core / sheath component has an area ratio of 50/50 and a fineness of 0.9 dtex and a fiber length of 4 mm.
[Fiber 5]
A concentric circular sheath core type composite fiber having a fiber length of 10 mm was prepared.
[Fiber 6]
The sheath component is high-density polyethylene (manufactured by Nippon Polypro, HE490, melting point 132 ° C.), the core component is polypropylene (manufactured by Nippon Polypro, SA03B, melting point 163 ° C.), melt-spun by a known method, and warm water at 90 ° C. A core-sheath core-type composite fiber having a core component / sheath component area ratio of 50/50 and a fiber length of 10 mm was prepared.
[Fiber 7]
Polypropylene (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., SA03B, melting point 163 ° C.) is melt-spun by a known method and stretched three times in air at 150 ° C., single fiber strength 5.8 cN / dtex, round section with fiber length 10 mm Polypropylene single fiber was prepared.

[実施例1]
繊維1を50mass%、繊維4を50mass%混合して、0.5mass%の濃度になるように、離解、叩解処理して水分散スラリーを調製した。得られた水分散スラリーを、円網式湿式抄紙機及び短網式湿式抄紙機からそれぞれ目付12.5g/m2の湿式抄紙ウェブを作製して抄き合わせた。次いでシリンダードライヤー機を用いて137℃で熱処理し、乾燥させるとともに、繊維1の湿熱ゲル化樹脂及び繊維4の鞘成分により仮接着させ、目付約25g/m2の湿式不織シートをロールにて巻き取った。得られた湿式不織シートにおいて、繊維1はほぼ100%分割し、不織布中に略均一に分散していた。繊維1の割繊後の極細繊維における短軸厚みは、約1.6μmであった。なお分割率は、不織布の長手方向が断面となるように束ねて1mm径の穴のあいた金属プレートに通し、電子顕微鏡を用いて400倍に拡大して、分割された繊維の割合を算出して求めた。
[Example 1]
50 mass% of fiber 1 and 50 mass% of fiber 4 were mixed, and disperse and beaten so as to obtain a concentration of 0.5 mass% to prepare an aqueous dispersion slurry. The obtained water-dispersed slurries were each made by making wet paper webs having a basis weight of 12.5 g / m 2 from a circular mesh wet paper machine and a short mesh wet paper machine. Next, it is heat-treated at 137 ° C. using a cylinder dryer, dried and temporarily bonded with the wet heat gelled resin of the fiber 1 and the sheath component of the fiber 4, and a wet non-woven sheet having a basis weight of about 25 g / m 2 is obtained with a roll Winded up. In the obtained wet nonwoven sheet, the fiber 1 was divided almost 100% and was dispersed substantially uniformly in the nonwoven fabric. The minor axis thickness of the ultrafine fiber after the splitting of the fiber 1 was about 1.6 μm. The dividing rate is calculated by calculating the ratio of divided fibers by bundling so that the longitudinal direction of the nonwoven fabric is a cross section, passing through a metal plate with a 1 mm diameter hole, and expanding by 400 times using an electron microscope. Asked.

次いで、前記湿式不織シートを、ガス組成がフッ素1体積%、酸素73体積%、窒素26体積%からなる混合ガスを処理器に導入し、室温(25℃)において1分間処理した。その後、60℃の湯で洗浄し、熱風乾燥機で70℃にて乾燥し、親水不織シートとした。得られた親水不織シートの脱塩水による接触角は0度であった。   Next, the wet nonwoven sheet was treated at room temperature (25 ° C.) for 1 minute by introducing a mixed gas having a gas composition of 1 vol% fluorine, 73 vol% oxygen, and 26 vol% nitrogen into a processor. Then, it wash | cleaned with 60 degreeC hot water, and it dried at 70 degreeC with the hot air dryer, and was set as the hydrophilic nonwoven sheet. The contact angle of the obtained hydrophilic nonwoven sheet with demineralized water was 0 degree.

前記親水不織シートに水分を前記シートに対してスプレーにて180mass%含浸させ、120℃に加熱した一対のプレーンロールからなる熱ロールにて線圧8000N/cm、加工速度7m/分の条件下でゲル加工を施し、さらに上記と同条件で厚み調整を施して、本発明の有機電解液電池用セパレータを得た。   The hydrophilic nonwoven sheet is impregnated with 180 mass% of water by spraying the sheet and heated at 120 ° C. with a hot roll consisting of a pair of plain rolls under a linear pressure of 8000 N / cm and a processing speed of 7 m / min. The gel processing was performed, and the thickness was adjusted under the same conditions as above to obtain the separator for an organic electrolyte battery of the present invention.

図4は本実施例のゲル加工前の湿式不織シートの断面SEM写真(300倍)である。分割型複合繊維と熱溶融性繊維を含み、分割型複合繊維が割繊されて略楔状の極細繊維を形成している。ます(実施例1相当)。略楔状の極細繊維は、繊維の扁平方向が不織布の面方向に配向して集積されてシートを形成している。   FIG. 4 is a cross-sectional SEM photograph (300 times) of the wet nonwoven sheet before gel processing of this example. A split type conjugate fiber and a heat-meltable fiber are included, and the split type conjugate fiber is split to form a substantially wedge-shaped ultrafine fiber. (Equivalent to Example 1) The substantially wedge-shaped ultrafine fibers are accumulated with the flat direction of the fibers oriented in the plane direction of the nonwoven fabric to form a sheet.

図5は、本実施例のゲル加工後のセパレータの表面SEM写真(300倍)である。湿熱ゲル化極細繊維が湿熱ゲル化して押し拡げられた膜状のゲル化物を形成している。   FIG. 5 is a surface SEM photograph (300 times) of the separator after the gel processing of this example. Wet heat gelled ultrafine fibers are formed into a gelled product that is formed by wet heat gelation.

図6はゲル加工後のセパレータの断面SEM写真(1000倍)である。湿熱ゲル化極細繊維が湿熱ゲル化して押し拡げられて、膜状のゲル化物を形成して、構成繊維を固定しているのが判る。   FIG. 6 is a cross-sectional SEM photograph (1000 times) of the separator after gel processing. It can be seen that the wet heat gelled ultrafine fibers are wet heat gelled and expanded to form a film-like gelled product and fix the constituent fibers.

[実施例2]
円網式湿式抄紙機及び短網式湿式抄紙機からそれぞれ目付9g/m2の湿式抄紙ウェブを作製して抄き合わせた。次いでシリンダードライヤー機を用いて137℃で熱処理し、乾燥させるとともに、繊維1の湿熱ゲル化樹脂及び繊維4の鞘成分により仮接着させ、目付約18g/m2の湿式不織シートとした以外は、実施例1と同様の処理をし、有機電解液電池用セパレータを得た。
[Example 2]
Wet paper webs having a basis weight of 9 g / m 2 were produced from a circular net type wet paper machine and a short net type wet paper machine. Next, it was heat treated at 137 ° C. using a cylinder dryer and dried, and was temporarily bonded with a wet heat gelled resin of fiber 1 and a sheath component of fiber 4 to obtain a wet nonwoven sheet having a basis weight of about 18 g / m 2. The same treatment as in Example 1 was performed to obtain an organic electrolyte battery separator.

[実施例3]
繊維4の代わりに、繊維5を用いて、湿式抄紙後のシリンダードライヤー機の温度を141℃とした以外は、実施例1と同様の方法で、有機電解液電池用セパレータを得た。
[Example 3]
An organic electrolyte battery separator was obtained in the same manner as in Example 1, except that the fiber 5 was used instead of the fiber 4 and the temperature of the cylinder dryer after wet papermaking was set to 141 ° C.

[実施例4]
繊維1を100mass%を用いて、湿式抄紙後のシリンダードライヤー機の温度を135℃とした以外は、実施例1と同様の処理をし、有機電解液電池用セパレータを得た。
[Example 4]
A separator for an organic electrolyte battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that 100 mass% of fiber 1 was used and the temperature of the cylinder dryer machine after wet papermaking was set to 135 ° C.

図7は本実施例のゲル加工前の湿式不織シートの断面SEM写真(500倍)である。分割型複合繊維100mass%が割繊されて略楔状の極細繊維を形成している。略楔状の極細繊維は、繊維の扁平方向が不織布の面方向に配向して集積されている。   FIG. 7 is a cross-sectional SEM photograph (500 times) of the wet nonwoven sheet before gel processing of this example. 100 mass% of split-type composite fibers are split to form a substantially wedge-shaped ultrafine fiber. Substantially wedge-shaped ultrafine fibers are accumulated with the flat direction of the fibers oriented in the surface direction of the nonwoven fabric.

図8は本実施例のゲル加工後のセパレータの表面SEM写真(300倍)である。湿熱ゲル化極細繊維が湿熱ゲル化して押し拡げられた膜状のゲル化物を形成している。   FIG. 8 is a surface SEM photograph (300 times) of the separator after gel processing in this example. Wet heat gelled ultrafine fibers are formed into a gelled product that is formed by wet heat gelation.

図9は本実施例のゲル加工後のセパレータの断面SEM写真(1000倍)である。湿熱ゲル化極細繊維が湿熱ゲル化して押し拡げられて、膜状のゲル化物を形成して、構成繊維を固定しているのが判る。   FIG. 9 is a cross-sectional SEM photograph (1000 times) of the separator after the gel processing of this example. It can be seen that the wet heat gelled ultrafine fibers are wet heat gelled and expanded to form a film-like gelled product and fix the constituent fibers.

[比較例1]
繊維2を50mass%、0.8dtexの繊維6を30mass%、0.6dtexの繊維7を20mass%混合して、0.5mass%の濃度になるように水分散スラリーを調製した。得られた水分散スラリーを、円網式湿式抄紙機及び短網式湿式抄紙機からそれぞれ目付15g/m2の湿式抄紙ウェブを作製して抄き合わせた。次いでシリンダードライヤー機を用いて135℃で熱処理し、乾燥させるとともに、繊維2の湿熱ゲル化樹脂及び繊維6の鞘成分により仮接着させ、目付30g/m2の湿式不織シートをロールにて巻き取った。得られた湿式不織シートにおいて、繊維2はほぼ100%分割し、不織布中に略均一に分散していた。繊維2の割繊後の極細繊維における短軸厚みは、約2.6μmであった。
[Comparative Example 1]
50 mass% of fiber 2, 30 mass% of fiber 6 of 0.8 dtex, and 20 mass% of fiber 7 of 0.6 dtex were mixed to prepare an aqueous dispersion slurry to a concentration of 0.5 mass%. The obtained water-dispersed slurries were each made by making wet paper webs having a basis weight of 15 g / m 2 from a circular net type wet paper machine and a short net type wet paper machine. Next, it is heat-treated at 135 ° C. using a cylinder dryer, dried, and temporarily bonded with the wet heat gelled resin of the fiber 2 and the sheath component of the fiber 6 , and a wet nonwoven sheet having a basis weight of 30 g / m 2 is wound with a roll. I took it. In the obtained wet nonwoven sheet, the fibers 2 were divided almost 100% and were dispersed substantially uniformly in the nonwoven fabric. The minor axis thickness of the ultrafine fiber after the splitting of the fiber 2 was about 2.6 μm.

次いで、前記湿式不織シートを、ガス組成がフッ素1体積%、酸素73体積%、窒素26体積%からなる混合ガスを処理器に導入し、室温(25℃)において1分間処理した。その後、60℃の湯で洗浄し、熱風乾燥機で70℃にて乾燥し、親水不織シートとした。得られた親水不織シートの脱塩水による接触角は0度であった。   Next, the wet nonwoven sheet was treated at room temperature (25 ° C.) for 1 minute by introducing a mixed gas having a gas composition of 1 vol% fluorine, 73 vol% oxygen, and 26 vol% nitrogen into a processor. Then, it wash | cleaned with 60 degreeC hot water, and it dried at 70 degreeC with the hot air dryer, and was set as the hydrophilic nonwoven sheet. The contact angle of the obtained hydrophilic nonwoven sheet with demineralized water was 0 degree.

そして、水分を含浸せずに前記親水不織シートを130℃に加熱した一対のプレーンロールからなる熱ロールにて線圧500N/cm、加工速度3.3m/分の条件下で加圧加工を施しセパレータ用不織布を得たが、厚み加工時に収縮しロール巻き取りが困難であった。   Then, the hydrophilic nonwoven sheet is impregnated with water and subjected to pressure processing under conditions of a linear pressure of 500 N / cm and a processing speed of 3.3 m / min with a heat roll made of a pair of plain rolls heated to 130 ° C. Although a nonwoven fabric for application separator was obtained, it was difficult to roll up due to shrinkage during thickness processing.

[比較例2]
繊維6を2.0dtex、繊維7を2.0dtexとした以外は、比較例1と同様の方法で湿式不織シートを作製した。
[Comparative Example 2]
A wet nonwoven sheet was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the fiber 6 was 2.0 dtex and the fiber 7 was 2.0 dtex.

次いで、前記湿式不織シートを、ガス組成がフッ素1体積%、酸素73体積%、窒素26体積%からなる混合ガスを処理器に導入し、室温(25℃)において1分間処理した。その後、60℃の湯で洗浄し、熱風乾燥機で70℃にて乾燥し、親水不織シートとした。得られた親水不織シートの脱塩水による接触角は0度であった。   Next, the wet nonwoven sheet was treated at room temperature (25 ° C.) for 1 minute by introducing a mixed gas having a gas composition of 1 vol% fluorine, 73 vol% oxygen, and 26 vol% nitrogen into a processor. Then, it wash | cleaned with 60 degreeC hot water, and it dried at 70 degreeC with the hot air dryer, and was set as the hydrophilic nonwoven sheet. The contact angle of the obtained hydrophilic nonwoven sheet with demineralized water was 0 degree.

前記親水不織シートに水分を前記シートに対してスプレーにて100mass%含浸させ、130℃に加熱した一対のプレーンロールからなる熱ロールにて線圧500N/cm、加工速度3.3m/分の条件下でゲル加工を施し、セパレータ用不織布を得た。   The hydrophilic nonwoven sheet is impregnated with 100 mass% of water by spraying the sheet, and a linear roll of 500 N / cm and a processing speed of 3.3 m / min with a hot roll made of a pair of plain rolls heated to 130 ° C. Gel processing was performed under conditions to obtain a nonwoven fabric for separator.

[比較例3]
繊維2を20mass%、0.8dtexの繊維6を50mass%、0.6dtexの繊維7を30mass%とした以外は、比較例2と同様の処理をし、セパレータ用不織布を得た。
[Comparative Example 3]
A separator non-woven fabric was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the fiber 2 was 20 mass%, the 0.8 dtex fiber 6 was 50 mass%, and the 0.6 dtex fiber 7 was 30 mass%.

[比較例4]
比較例1で作製した湿式不織シートに、親水化処理を施すことなく、水分を前記シートに対してスプレーにて100mass%含浸させ、130℃に加熱した一対のプレーンロールからなる熱ロールにて線圧500N/cm、加工速度3.3m/分の条件下でゲル加工を施し、セパレータ用不織布を得たが、ゲル加工前の脱塩水による接触角が105度であったため、水分が均等に浸透せず均一にゲル化できなかった。
[Comparative Example 4]
The wet nonwoven sheet produced in Comparative Example 1 was impregnated with 100 mass% of moisture by spraying the sheet without applying a hydrophilic treatment, and heated with a pair of plain rolls heated to 130 ° C. Gel processing was performed under conditions of a linear pressure of 500 N / cm and a processing speed of 3.3 m / min to obtain a nonwoven fabric for a separator. However, since the contact angle with demineralized water before the gel processing was 105 degrees, moisture was evenly distributed. It did not permeate and could not be uniformly gelled.

[比較例5]
繊維2に代えて、繊維3を用いた以外は、比較例1と同様の処理をしたが、厚み加工時不織布の収縮が大きく、ロール巻き取りが不可能であった。
[Comparative Example 5]
The same treatment as in Comparative Example 1 was performed except that the fiber 3 was used instead of the fiber 2, but the shrinkage of the nonwoven fabric during the thickness processing was large and roll winding was impossible.

以下の表1及び表2に、実施例1−4及び比較例1−5の条件と結果をまとめる。   Tables 1 and 2 below summarize the conditions and results of Example 1-4 and Comparative Example 1-5.

表1〜2から明らかな通り、実施例1〜4のいずれにおいても、良好なゲル加工性を維持しながら、孔径が小さく、平均孔径と最大孔径の範囲が適正化され、突き刺し強力の標準偏差及びゲル化物の膜状度の割合が所望の範囲である不織布が得られることが確認できた。これを用いたセパレータは、電池の不良品率が低く、短絡が発生しなかった。特に、放射状で24に区分された分割型複合繊維を出発原料とし、割繊して略楔状形状の極細繊維を含むことにより、不織布の厚みを20〜30μmにまで低減することができた。   As is clear from Tables 1-2, in any of Examples 1-4, while maintaining good gel processability, the pore diameter is small, the average pore diameter and the maximum pore diameter range are optimized, and the standard deviation of the piercing strength In addition, it was confirmed that a nonwoven fabric in which the ratio of the film form degree of the gelled product was in a desired range was obtained. The separator using this had a low defective product rate of the battery, and no short circuit occurred. In particular, the thickness of the nonwoven fabric could be reduced to 20 to 30 μm by using split-type composite fibers that were radially divided into 24 as a starting material, and splitting to include a substantially wedge-shaped ultrafine fiber.

一方、比較例1では、水分を含浸させなかったため湿熱ゲル化樹脂がゲル化せずセパレータの孔径及び厚みが低減できなかった。また、水分を付与させていないため熱ロールの温度が直接不織布にかかり、その結果、繊維6の鞘樹脂の融点以上となったため不織布の収縮も大きかった。これをセパレータとして用いると微粉末短絡が発生した。比較例2では、繊維径が大きいため孔径が小さくならなかったため、セパレータとして用いると、微粉末短絡が発生した。比較例3では、湿熱ゲル化樹脂の含有率が少なかったため、湿熱ゲル化樹脂が十分に繊維間へ拡がらず孔径、特に最大孔径が小さくならなかった。これをセパレータとして用いると微粉末短絡が発生した。また、比較例4では、ゲル厚み加工前に親水処理を施さなかったため、不織布に水分を均一に付与することができず最大孔径が小さくならず、また突き刺し強力バラツキが大きくなった。これをセパレータとして用いると微粉末短絡が発生した。比較例5では、湿熱ゲル化樹脂を使用しなかったために、厚み加工時、不織布の収縮が大きくロールへの巻き取りが不可能であった。   On the other hand, in Comparative Example 1, the wet heat gelled resin did not gel because moisture was not impregnated, and the pore diameter and thickness of the separator could not be reduced. Moreover, since the water | moisture content was not provided, the temperature of a heat roll applied directly to the nonwoven fabric, As a result, since it became more than melting | fusing point of the sheath resin of the fiber 6, the shrinkage | contraction of the nonwoven fabric was also large. When this was used as a separator, a fine powder short circuit occurred. In Comparative Example 2, since the fiber diameter was large and the hole diameter was not reduced, a fine powder short circuit occurred when used as a separator. In Comparative Example 3, since the content of the wet heat gelled resin was small, the wet heat gelled resin did not sufficiently spread between the fibers, and the pore diameter, particularly the maximum pore diameter, did not decrease. When this was used as a separator, a fine powder short circuit occurred. Further, in Comparative Example 4, since the hydrophilic treatment was not performed before the gel thickness processing, moisture could not be uniformly applied to the nonwoven fabric, the maximum pore diameter was not reduced, and the piercing strength variation was increased. When this was used as a separator, a fine powder short circuit occurred. In Comparative Example 5, since the wet heat gelled resin was not used, the nonwoven fabric contracted greatly during the thickness processing, and it was impossible to wind it onto a roll.

本発明の有機電解液電池用セパレータは、有機電解液電池、特にリチウムイオン二次電池に好適に用いることができる。また、電気二重層キャパシタ、コンデンサー等の電気化学素子に用いられる。さらに、本発明のセパレータは、電池の自己放電性能が改良されており、一般民生用電池等に用いられ、特に電気自動車(PEV)やハイブリッド車(HEV)用に好適である。 The separator for an organic electrolyte battery of the present invention can be suitably used for an organic electrolyte battery, particularly a lithium ion secondary battery. Also, electric double layer capacitor, Ru is used in the electrochemical element such as a capacitor. Et al is, separators of the present invention is an improved self-discharge performance of the battery, commonly used consumer batteries such as is suitable in particular for electric vehicles (PEV) and hybrid vehicles (HEV).

本発明の一実施例における複合繊維の斜視図である。It is a perspective view of the composite fiber in one Example of this invention. 同、湿熱ゲル化極細繊維の断面図である。It is sectional drawing of a wet heat gelled microfiber. 同、不織シート表面の接触角を測定する説明図である。It is explanatory drawing which measures the contact angle on the surface of a nonwoven fabric similarly. 本発明の実施例1におけるゲル加工前の湿式不織シートの断面SEM写真(300倍)である。It is a cross-sectional SEM photograph (300 times) of the wet nonwoven sheet before the gel process in Example 1 of this invention. 同、ゲル加工後のセパレータの表面SEM写真(300倍)である。It is the surface SEM photograph (300 times) of the separator after gel processing same as the above. 同、ゲル加工後のセパレータの断面SEM写真(1000倍)である。It is a cross-sectional SEM photograph (1000 times) of the separator after gel processing same as the above. 本発明の実施例4におけるゲル加工前の湿式不織シートの断面SEM写真(500倍)である。It is a cross-sectional SEM photograph (500 times) of the wet nonwoven sheet before the gel process in Example 4 of this invention. 同、ゲル加工後のセパレータの表面SEM写真(300倍)である。It is the surface SEM photograph (300 times) of the separator after gel processing same as the above. 同、ゲル加工後のセパレータの断面SEM写真(1000倍)である。It is a cross-sectional SEM photograph (1000 times) of the separator after gel processing same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

10 複合繊維
11 湿熱ゲル化極細繊維
12 他の極細繊維
10 Composite fiber 11 Wet heat gelled ultrafine fiber 12 Other ultrafine fiber

Claims (4)

水分存在下で加熱することによってゲル化し得る湿熱ゲル化樹脂成分と、他の樹脂成分の2成分以上からなり、各々の成分が放射状に複数に区分されてなる分割型複合繊維が割繊された湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維を含む不織布からなる有機電解液電池用セパレータであって、
前記湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維は、前記複合繊維1本あたり合計で20以上に放射状に割繊されており、
前記湿熱ゲル化極細繊維は湿熱ゲル化して押し拡げられた膜状のゲル化物に形成され、かつ前記不織布の構成繊維を固定していることを特徴とする有機電解液電池用セパレータ。
A split type composite fiber composed of two or more components of a wet heat gelled resin component that can be gelled by heating in the presence of moisture and another resin component, each component being radially divided into a plurality of fibers, was split. A separator for an organic electrolyte battery comprising a nonwoven fabric containing wet heat gelled ultrafine fibers and other ultrafine fibers,
The wet heat gelled ultrafine fiber and other ultrafine fibers are radially split into a total of 20 or more per one of the conjugate fibers ,
The separator for an organic electrolyte battery, wherein the wet heat gelled ultrafine fiber is formed into a film-like gelled product that is formed by wet heat gelation and is expanded, and the constituent fibers of the nonwoven fabric are fixed.
前記湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の繊度が、それぞれ0.01dtex以上0.08dtex以下の範囲である請求項1に記載の有機電解液電池用セパレータ。   2. The separator for an organic electrolyte battery according to claim 1, wherein the wet heat gelled ultrafine fiber and the other ultrafine fibers have a fineness in a range of 0.01 dtex or more and 0.08 dtex or less, respectively. 前記湿熱ゲル化極細繊維及び他の極細繊維の厚さが、それぞれ0.7μm以上2.2μm以下の範囲である請求項1又は2に記載の有機電解液電池用セパレータ。 3. The separator for an organic electrolyte battery according to claim 1, wherein the wet heat gelled ultrafine fiber and the other ultrafine fibers have a thickness of 0.7 μm or more and 2.2 μm or less, respectively. 前記不織布は分割型複合繊維以外に他の繊維を含み、前記他の繊維が、繊度1.1dtex以下の熱溶融性繊維及び高強度繊維から選ばれる少なくとも1つの繊維である請求項1に記載の有機電解液電池用セパレータ。   2. The non-woven fabric includes other fibers in addition to the split-type composite fibers, and the other fibers are at least one fiber selected from a heat-melt fiber and a high-strength fiber having a fineness of 1.1 dtex or less. Separator for organic electrolyte battery.
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