JP7195763B2 - Alkaline battery separator - Google Patents

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Description

本発明は、アルカリ電池用セパレータに関する。 The present invention relates to a separator for alkaline batteries.

従来から、電池の正極と負極とを分離して短絡を防止すると共に、電解液を保持して起電反応を円滑に行うことができるように、セパレータが使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a separator has been used to separate the positive electrode and the negative electrode of a battery to prevent a short circuit, and to retain an electrolytic solution to facilitate an electromotive reaction.

また、電池の充放電によって電極が膨張・収縮し、電極の膨張・収縮によってセパレータに圧力がかかりセパレータが充分な電解液量を保持できなくなると電池が使用できなくなるため、電池の長寿命化のために電解液保持性に優れたセパレータが求められている。 In addition, the electrode expands and contracts due to charging and discharging of the battery, and the expansion and contraction of the electrode puts pressure on the separator, making it impossible for the separator to retain a sufficient amount of electrolyte, making the battery unusable. Therefore, there is a demand for a separator that is excellent in electrolyte retention.

このような電解液保持性に優れたセパレータとして、例えば、特開2002-124244号公報(特許文献1)には、「酸化カルシウム(CaO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化マンガン(MnO,Mn,Mn,MnO,Mn)、酸化マグネシウム(MnO)、酸化スズ(SnO,SnO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化コバルト(CoO,Co)、酸化イットリウム(Y)、酸化イッテルビウム(Yb,YbO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化バナジウムおよび二酸化ケイ素(SiO)からなる群より選ばれた少なくとも1種の無機酸化物が存在するアルカリ二次電池用セパレータ。」が開示されている。また、特許文献1には上記無機酸化物の含有率が0.1~50重量%であることが好ましいことが開示されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-124244 (Patent Document 1) describes separators having excellent electrolyte retention properties, such as "calcium oxide (CaO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), manganese oxide (MnO , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnO 2 , Mn 2 O 7 ), magnesium oxide (MnO), tin oxide (SnO, SnO 2 ), nickel oxide (NiO), cobalt oxide (CoO, Co 3 O 4 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), ytterbium oxide (Yb 2 O 3 , YbO), zinc oxide (ZnO), vanadium oxide and at least one inorganic oxide selected from the group consisting of silicon dioxide (SiO 2 ) A separator for an alkaline secondary battery in which a substance is present." is disclosed. Further, Patent Document 1 discloses that the content of the inorganic oxide is preferably 0.1 to 50% by weight.

特許文献1のセパレータは、確かに電解液保持性に優れたセパレータであったが、近年、電子機器の小型軽量化に伴ってセパレータの薄型化が求められており、セパレータを更に薄くすると、セパレータの電解液保持量が減り、電池の寿命が短くなる問題があった。 The separator of Patent Document 1 is indeed a separator excellent in electrolyte retention, but in recent years, as electronic devices have become smaller and lighter, there has been a demand for thinner separators. There is a problem that the amount of electrolyte retained in the battery is reduced, shortening the life of the battery.

特開2002-124244号公報JP 2002-124244 A

本発明はこのような状況下においてなされたものであり、薄型であっても電解液保持性に優れるアルカリ電池用セパレータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an alkaline battery separator that is thin but has excellent electrolyte retention.

本発明の請求項1にかかる発明は、「多孔質基材と無機酸化物粒子とバインダから構成され、かつ厚さが70μm以下のアルカリ電池用セパレータ(ポリビニルアルコールを含むものを除く)であって、
前記アルカリ電池用セパレータに対する前記無機酸化物粒子の含有率が50重量%より大きいとともに、
前記アルカリ電池用セパレータの空隙率が60%以上であることを特徴とする、アルカリ電池用セパレータ。」である。
The invention according to claim 1 of the present invention is "a separator for an alkaline battery (excluding one containing polyvinyl alcohol) comprising a porous substrate, inorganic oxide particles and a binder and having a thickness of 70 μm or less, ,
The content of the inorganic oxide particles with respect to the alkaline battery separator is greater than 50% by weight,
An alkaline battery separator, wherein the alkaline battery separator has a porosity of 60% or more. ”.

本発明の請求項2にかかる発明は、「前記多孔質基材がポリオレフィン系樹脂又はナイロン系樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアルカリ電池用セパレータ。」である。 The invention according to claim 2 of the present invention is "the alkaline battery separator according to claim 1, wherein the porous base material is composed of a polyolefin-based resin or a nylon-based resin." .

本発明の請求項3にかかる発明は、「前記バインダがアクリル系樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のアルカリ電池用セパレータ。」である。 According to claim 3 of the present invention, there is provided "the alkaline battery separator according to claim 1 or 2, wherein the binder is composed of an acrylic resin."

本発明の請求項4にかかる発明は、「前記無機酸化物が酸化イットリウムであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のアルカリ電池用セパレータ。」である。 The invention according to claim 4 of the present invention is "the alkaline battery separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic oxide is yttrium oxide."

本発明の請求項5にかかる発明は、「前記アルカリ電池用セパレータの比表面積が4m/g以上であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のアルカリ電池用セパレータ。」である。 The invention according to claim 5 of the present invention is "the alkaline battery separator according to any one of claims 1 to 4, wherein the specific surface area of the alkaline battery separator is 4 m 2 /g or more. separator."

本発明の請求項1にかかる発明は、厚さが70μm以下にもかかわらずアルカリ電池用セパレータに対する無機酸化物粒子の含有率が50重量%より大きいことによって、セパレータの比表面積が広く電解液保持性に優れる。また、アルカリ電池用セパレータの空隙率が60%以上であることによって、セパレータの電解液保持性に優れ、また電池の内部抵抗及び内圧の上昇を抑制することができる。 In the invention according to claim 1 of the present invention, although the thickness is 70 μm or less, the content of inorganic oxide particles in the separator for alkaline batteries is more than 50% by weight, so that the specific surface area of the separator is large and the electrolyte can be retained. Excellent in nature. In addition, when the porosity of the separator for alkaline batteries is 60% or more, the electrolyte solution holding property of the separator is excellent, and an increase in internal resistance and internal pressure of the battery can be suppressed.

本発明の請求項2にかかる発明は、多孔質基材が耐アルカリ性を有するポリオレフィン系樹脂又はナイロン系樹脂から構成されているため、耐電解液性に優れ、セパレータの電解液保持性を保つことができる。 In the invention according to claim 2 of the present invention, since the porous substrate is composed of a polyolefin resin or nylon resin having alkali resistance, it has excellent electrolyte resistance and maintains the electrolyte retention property of the separator. can be done.

本発明の請求項3にかかる発明は、バインダがアクリル系樹脂から構成されているため、耐電解液性に優れ無機酸化物粒子を長期間安定して固定できるため、セパレータの電解液保持性を保つことができる。 In the invention according to claim 3 of the present invention, since the binder is made of an acrylic resin, it is excellent in electrolytic solution resistance and can stably fix the inorganic oxide particles for a long period of time. can keep.

本発明の請求項4にかかる発明は、無機酸化物が酸化イットリウムであるため、耐電解液性に優れ、セパレータの電解液保持性を保つことができる。 In the invention according to claim 4 of the present invention, the inorganic oxide is yttrium oxide, so that the electrolyte solution resistance is excellent, and the electrolyte solution holding property of the separator can be maintained.

本発明の請求項5にかかる発明は、アルカリ電池用セパレータの比表面積が4m/g以上と広いため電解液保持性に優れている。 In the invention according to claim 5 of the present invention, since the alkaline battery separator has a large specific surface area of 4 m 2 /g or more, it is excellent in electrolyte retention.

本発明のアルカリ電池用セパレータにおいて、多孔質基材は主としてアルカリ電池用セパレータの骨格を成す役割を担う。 In the alkaline battery separator of the present invention, the porous substrate mainly plays a role of forming the skeleton of the alkaline battery separator.

多孔質基材の種類は適宜選択できるが、例えば、不織布や織物あるいは編物などの布帛、通気性や通液性を有する多孔性フィルムや多孔性発泡体などの素材単体や、単一種類の素材を複数積層したもの、複数種類の素材を複数積層したものを使用できる。これらの中でも、強度に優れることから布帛が好ましく、布帛の中でも高い空隙率を実現しやすい不織布がより好ましい。 The type of porous substrate can be selected as appropriate. can be used. Among these, fabrics are preferable because they are excellent in strength, and among fabrics, nonwoven fabrics, which easily realize a high porosity, are more preferable.

多孔質基材を構成する素材は、例えば、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、炭化水素の一部をシアノ基またはフッ素或いは塩素といったハロゲンで置換した構造のポリオレフィン系樹脂など)、スチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエーテル系樹脂(例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエーテルケトンなど)、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、全芳香族ポリエステル樹脂など)、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド系樹脂(例えば、芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリエーテルアミド樹脂など)、ポリアミド系樹脂の一種であるナイロン系樹脂(例えば、ナイロン6、ナイロン66など)、ニトリル基を有する樹脂(例えば、ポリアクリロニトリルなど)、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスルホン系樹脂(例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど)、フッ素系樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、セルロース系樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アクリル系樹脂(例えば、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルなどを共重合したポリアクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルと塩化ビニルまたは塩化ビニリデンを共重合したモダアクリル系樹脂など)など、公知の有機ポリマーを用いて構成できる。これらの中でも、耐アルカリ性に優れることから、前記多孔質基材はポリオレフィン系樹脂又はナイロン系樹脂から構成されていることが好ましい。 The material constituting the porous substrate is, for example, a polyolefin resin (e.g., polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polyolefin resin having a structure in which part of the hydrocarbon is substituted with a cyano group or a halogen such as fluorine or chlorine). , styrene resins, polyvinyl alcohol resins, polyether resins (e.g., polyether ether ketone, polyacetal, modified polyphenylene ether, aromatic polyether ketone, etc.), polyester resins (e.g., polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polycarbonate, polyarylate, wholly aromatic polyester resin, etc.), polyimide resin, polyamideimide resin, polyamide resin (e.g., aromatic polyamide resin, aromatic polyether amide resin, etc.), a type of polyamide resin, nylon resin (e.g., nylon 6, nylon 66, etc.), a nitrile group-containing resin (e.g., polyacrylonitrile, etc.), urethane resin, epoxy resin, polysulfone resin ( polysulfone, polyethersulfone, etc.), fluorine-based resins (e.g., polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), cellulose-based resins, polybenzimidazole resins, acrylic resins (e.g., acrylic acid esters, methacrylic acid esters, etc.) polyacrylonitrile-based resins copolymerized with, modacrylic resins copolymerized with acrylonitrile and vinyl chloride or vinylidene chloride, etc.). Among these, the porous substrate is preferably composed of polyolefin-based resin or nylon-based resin because of its excellent alkali resistance.

なお、これらの有機ポリマーは、直鎖状ポリマーまたは分岐状ポリマーのいずれからなるものでも構わず、また有機ポリマーがブロック共重合体やランダム共重合体でも構わず、また有機ポリマーの立体構造や結晶性の有無がいかなるものでもよい。更には、多成分の有機ポリマーを混ぜ合わせたものでも良い。 These organic polymers may be straight-chain polymers or branched polymers, and the organic polymers may be block copolymers or random copolymers. It can be of any gender. Furthermore, a mixture of multi-component organic polymers may be used.

多孔質基材が布帛である場合、布帛の構成繊維は、例えば、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法[例えばメルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法(例えば、特開2009-287138号公報に開示の方法)など]、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を除去することで繊維径が細い繊維を抽出する方法、繊維を叩解して分割された繊維を得る方法など、公知の方法により得ることができる。 When the porous substrate is a fabric, the constituent fibers of the fabric are, for example, dry spinning, wet spinning, direct spinning [for example, meltblowing, spunbonding, electrostatic spinning, spinning stock solution and gas flow parallel (for example, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-287138)], a method of extracting fibers with a small fiber diameter by removing one or more resin components from the composite fiber, a method of extracting a fiber It can be obtained by a known method such as a method of obtaining split fibers by beating.

布帛を構成する繊維は、一種類の有機ポリマーから構成されてなるものでも、複数種類の有機ポリマーから構成されてなるものでも構わない。複数種類の有機ポリマーから構成されてなる繊維として、一般的に複合繊維と称される、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型、オレンジ型、バイメタル型などの態様であることができる。 The fibers constituting the fabric may be composed of one type of organic polymer, or may be composed of a plurality of types of organic polymers. Fibers composed of a plurality of types of organic polymers may be generally referred to as composite fibers, for example, core-sheath type, sea-island type, side-by-side type, orange type, bimetal type, and the like.

布帛は構成繊維として接着繊維を含んでいてもよい。接着繊維を含むことで、布帛の強度を向上することができ好ましい。接着繊維の種類は適宜選択するが、例えば、芯鞘型接着繊維、サイドバイサイド型接着繊維、あるいは、全溶融型接着繊維を採用することができる。 The fabric may contain bonding fibers as constituent fibers. By including adhesive fibers, the strength of the fabric can be improved, which is preferable. The type of bonding fiber is appropriately selected, and for example, sheath-core type bonding fiber, side-by-side type bonding fiber, or all-melting type bonding fiber can be adopted.

また、布帛は構成繊維として横断面の形状が、略円形の繊維や楕円形の繊維以外にも異形断面繊維を含んでいてもよい。なお、異形断面繊維として、三角形形状などの多角形形状、Y字形状などのアルファベット文字型形状、不定形形状、多葉形状、アスタリスク形状などの記号型形状、あるいはこれらの形状が複数結合した形状などの繊維断面を有する繊維を例示できる。 In addition, the fabric may contain irregular cross-section fibers as constituent fibers in addition to fibers having substantially circular cross-sections and fibers having elliptical cross-sections. The modified cross-section fiber may be a polygonal shape such as a triangular shape, an alphabetical shape such as a Y shape, a symbolic shape such as an irregular shape, a multi-leaf shape, an asterisk shape, or a shape in which a plurality of these shapes are combined. A fiber having a fiber cross section such as can be exemplified.

なお、布帛が織物や編物である場合、上述のようにして調製した繊維を、織るあるいは編むことで調製できる。 When the fabric is woven or knitted, it can be prepared by weaving or knitting the fibers prepared as described above.

布帛が不織布である場合、不織布として、例えば、カード装置やエアレイ装置などに供することで繊維を絡み合わせて不織布の態様とする乾式不織布、繊維を液体に分散させシート状に抄き不織布の態様とする湿式不織布、直接紡糸法(例えばメルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法(例えば、特開2009-287138号公報に開示の方法)など)を用いて繊維の紡糸を行うと共にこれを捕集してなる不織布などが挙げられる。 When the fabric is a nonwoven fabric, the nonwoven fabric may be, for example, a dry nonwoven fabric in which fibers are entangled by being supplied to a carding device or an air laying device to form a nonwoven fabric, or a nonwoven fabric in which the fibers are dispersed in a liquid and made into a sheet. Wet nonwoven fabric, direct spinning method (e.g., melt blow method, spunbond method, electrostatic spinning method, method of spinning by discharging spinning stock solution and gas flow in parallel (e.g., method disclosed in JP 2009-287138) etc.) are used to spin the fibers, and a non-woven fabric and the like obtained by collecting the fibers are exemplified.

布帛を構成する繊維同士を絡合および/または一体化する方法は適宜選択できるが、例えば、ニードルや水流によって繊維同士を絡合する方法、繊維同士をバインダで一体化する方法、あるいは、熱可塑性樹脂を備える繊維を含んでいる場合には、加熱処理によって前記熱可塑性樹脂を融解して、繊維同士を一体化する方法などを挙げることができる。なお、加熱処理する方法として、例えば、カレンダーロールにより加熱加圧する方法、熱風乾燥機により加熱する方法、無圧下で赤外線を照射する方法などを用いることができる。
あるいは、直接紡糸法を用いて紡糸された繊維を捕集することで、不織布を調製してもよい。
A method for entangling and/or integrating fibers constituting a fabric can be selected as appropriate. When fibers containing resin are included, a method of melting the thermoplastic resin by heat treatment to integrate the fibers can be used. As the heat treatment method, for example, a method of applying heat and pressure using a calender roll, a method of applying heat using a hot air dryer, a method of applying infrared rays under no pressure, and the like can be used.
Alternatively, nonwoven fabrics may be prepared by collecting spun fibers using direct spinning methods.

布帛を構成する繊維の平均繊維径が細いほど、多孔質基材の強度を向上してアルカリ電池用セパレータに破断が生じるのを防止できると共に、空隙の大きさを均一かつ小さくして内部短絡の発生を防止できる傾向がある。そのため、布帛を構成する繊維の平均繊維径は、例えば、15μm以下であるのが好ましく、10μm以下であるのがより好ましく、8μm以下であるのが最も好ましい。なお、繊維の平均繊維径の下限は特に限定するものではないが、0.01μm以上であるのが現実的である。
なお、本発明でいう「平均繊維径」は、布帛や繊維を含んだアルカリ電池用セパレータなどの断面の電子顕微鏡写真を分析し、無作為に選んだ100本の繊維の繊維直径の算術平均値であり、繊維直径は繊維の断面積と同じ面積をもつ円の直径をいう。
As the average fiber diameter of the fibers constituting the fabric is smaller, the strength of the porous substrate can be improved to prevent breakage of the alkaline battery separator, and the size of the pores can be made uniform and small to prevent internal short circuits. tend to be preventable. Therefore, the average fiber diameter of the fibers constituting the fabric is, for example, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, and most preferably 8 μm or less. Although the lower limit of the average fiber diameter of the fibers is not particularly limited, it is practically 0.01 μm or more.
The "average fiber diameter" referred to in the present invention is the arithmetic mean value of the fiber diameters of 100 fibers randomly selected by analyzing cross-sectional electron micrographs of alkaline battery separators containing fabrics and fibers. , and the fiber diameter is the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the fiber.

また、繊維長も適宜選択するが、0.5~150mmであることができ、繊維の製造方法によっては連続繊維であることもできる。なお、平均繊維径および/または繊維長の点で異なる繊維を2種類以上含んでも良い。 Also, the fiber length is appropriately selected, but it can be 0.5 to 150 mm, and depending on the manufacturing method of the fiber, it can be a continuous fiber. It should be noted that two or more types of fibers having different average fiber diameters and/or fiber lengths may be included.

多孔質基材が通気性や通液性を有する多孔性フィルムや多孔性発泡体である場合、調製方法は適宜選択できるが、例えば、融解した有機ポリマーを型に流し込み成型、発泡処理するなど、公知の方法で調製できる。 When the porous substrate is a porous film or porous foam having air permeability or liquid permeability, the preparation method can be appropriately selected. It can be prepared by a known method.

また、例えば、後述する塗工液を多孔質基材に付与し易くするなどの目的のために、多孔質基材を親水化してもよい。多孔質基材を親水化する方法は適宜選択するが、例えば、プラズマ処理やスルホン化処理、フッ素処理もしくはコロナ帯電処理などへ供する方法を挙げることができる。 In addition, for example, the porous substrate may be hydrophilized for the purpose of facilitating application of the coating liquid described below to the porous substrate. A method for hydrophilizing the porous substrate is appropriately selected, and examples thereof include plasma treatment, sulfonation treatment, fluorine treatment, corona electrification treatment, and the like.

多孔質基材の、例えば、目付や厚さなどの諸構成は、放電特性などの諸特性に優れ内部短絡を発生し難いアルカリ電池を調製可能な、アルカリ電池用セパレータを得られるように適宜調整する。 Various constitutions of the porous substrate, such as basis weight and thickness, are appropriately adjusted so as to obtain an alkaline battery separator that is excellent in various characteristics such as discharge characteristics and less likely to cause an internal short circuit. do.

本発明の多孔質基材の空隙率は、多孔質基材に加えて無機酸化物粒子とバインダから構成されているアルカリ電池用セパレータの空隙率が60~90%となるように、適宜調製する。
なお、本発明でいう「空隙率(P)」(単位:%)は次の式から得られる値をいう。
The porosity of the porous substrate of the present invention is appropriately adjusted so that the porosity of the alkaline battery separator, which is composed of inorganic oxide particles and a binder in addition to the porous substrate, is 60 to 90%. .
The "porosity (P)" (unit: %) referred to in the present invention is a value obtained from the following formula.

P=100-(Fr+Fr+・・+Fr
ここで、Frはセパレータを構成するn成分の充填率(単位:%)を示し、次の式から得られる値をいう。
P=100−(Fr 1 +Fr 2 + . . . +Fr n )
Here, Fr n indicates the filling rate (unit: %) of the n component constituting the separator, and is a value obtained from the following formula.

Fr={(M×Pr)/(T×SG)}×100
ここで、Mはセパレータの目付(単位:g/cm)、Tはセパレータの厚さ(単位:cm)、Prはセパレータにおけるn成分の存在質量比率、SGは成分nの比重(単位:g/cm)をそれぞれ意味する。
Frn = {(M x Prn)/(T x SGn ) } x 100
Here, M is the basis weight of the separator (unit: g/cm 2 ), T is the thickness of the separator (unit: cm), Pr n is the mass ratio of component n in the separator, SG n is the specific gravity of component n (unit: : g/cm 3 ) respectively.

本発明のアルカリ電池用セパレータにおいて、無機酸化物粒子は主としてアルカリ電池用セパレータの比表面積の増大に寄与する役割を担う。 In the alkaline battery separator of the present invention, the inorganic oxide particles play a role of mainly contributing to increasing the specific surface area of the alkaline battery separator.

無機酸化物粒子の種類は、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、アルミナ-シリカ複合酸化物、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、スズ-インジウム酸化物などが挙げられる。これらの中でも、アルカリ電池用セパレータとして使用した際に耐電解液性に優れ、電解液保持性に優れることから、酸化イットリウムを使用することが好ましい。 Types of inorganic oxide particles include, for example, silicon oxide (silica), aluminum oxide (alumina), alumina-silica composite oxide, calcium oxide, titanium oxide, tin oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, barium titanate, tin- Indium oxide etc. are mentioned. Among these, it is preferable to use yttrium oxide because it has excellent electrolyte resistance and electrolyte retention when used as a separator for alkaline batteries.

使用する無機酸化物粒子の形状は、例えば、球状(略球状や真球状)、繊維状、針状、平板状、多角形立方体状、羽毛状などから適宜選択することができる。 The shape of the inorganic oxide particles to be used can be appropriately selected from, for example, spherical (substantially spherical or true spherical), fibrous, needle-like, flat plate-like, polygonal cube-like, feather-like, and the like.

本発明で使用できる無機酸化物粒子の平均粒子径は適宜調整するが、多孔質基材の空隙に無機酸化物粒子が均一に存在することによってセパレータにおける電解液の分布が均一になり電解液保持性が優れるように、無機酸化物粒子の平均粒子径は、10μm以下であるのが好ましく、2μm以下であるのがより好ましく、1μm以下であるのが更に好ましい。 The average particle size of the inorganic oxide particles that can be used in the present invention is adjusted as appropriate, and the uniform presence of the inorganic oxide particles in the pores of the porous substrate results in a uniform distribution of the electrolytic solution in the separator, thereby holding the electrolytic solution. The average particle size of the inorganic oxide particles is preferably 10 μm or less, more preferably 2 μm or less, and even more preferably 1 μm or less so as to have excellent properties.

なお、無機酸化物粒子の平均粒子径は、無機酸化物粒子を大塚電子(株)製FPRA1000(測定範囲3nm~5000nm)に供して、動的光散乱法で3分間の連続測定を行い、散乱強度から得られた粒子径測定データから求める。つまり、粒子径測定を5回行い、その測定して得られた粒子径測定データを粒子径分布幅が狭い順番に並べ、3番目に粒子径分布幅が狭い値を示したデータにおける無機酸化物粒子の累積値50%点の粒子径D50(以降、D50と略して称する)を、無機酸化物粒子の平均粒子径とする。なお、測定に使用する分散液は温度25℃に調整し、25℃の水を散乱強度のブランクとして用いる。 The average particle size of the inorganic oxide particles is determined by subjecting the inorganic oxide particles to FPRA1000 (measurement range 3 nm to 5000 nm) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and performing continuous measurement for 3 minutes by a dynamic light scattering method. Determined from particle size measurement data obtained from intensity. That is, the particle size measurement is performed five times, and the particle size measurement data obtained by the measurement is arranged in order of the narrowest particle size distribution width, and the inorganic oxide in the data showing the third narrowest value of the particle size distribution width The particle diameter D 50 (hereinafter abbreviated as D 50 ) at the cumulative 50% point of the particles is defined as the average particle diameter of the inorganic oxide particles. The temperature of the dispersion liquid used for measurement is adjusted to 25° C., and water at 25° C. is used as a blank for scattering intensity.

また、無機酸化物粒子の粒子径分布は適宜調整するが、粒子径の大きな無機酸化物粒子が多数存在する場合には無機酸化物粒子が脱落してピンホールが形成され易くなる恐れがあり、粒子径の小さな無機酸化物粒子が多数存在する場合には多孔質基材の空隙が閉塞する恐れがある。 In addition, the particle size distribution of the inorganic oxide particles is appropriately adjusted, but if there are many inorganic oxide particles with a large particle size, the inorganic oxide particles may drop off and pinholes may easily form. When a large number of inorganic oxide particles with a small particle size are present, there is a risk of clogging the pores of the porous substrate.

そのため、無機酸化物粒子の粒子径分布は(D50/2)以上(D50×2)以下の範囲内にあるのが好ましい。なお、無機酸化物粒子の粒子径分布は前述した動的光散乱法で測定し、測定強度から得られた粒子径測定データから求める。 Therefore, the particle size distribution of the inorganic oxide particles is preferably in the range of (D 50 /2) to (D 50 ×2). The particle size distribution of the inorganic oxide particles is measured by the dynamic light scattering method described above, and obtained from the particle size measurement data obtained from the measured intensity.

本発明のアルカリ電池用セパレータにおいて、バインダは主として多孔質基材に無機酸化物粒子を接着させる役割を担う。なお、アルカリ電池用セパレータから無機酸化物粒子が脱落し難いという効果が効率よく発揮されるように、無機酸化物粒子はバインダのみによって多孔質基材に接着固定されているのが好ましい。 In the alkaline battery separator of the present invention, the binder mainly serves to adhere the inorganic oxide particles to the porous substrate. It is preferable that the inorganic oxide particles are adhered and fixed to the porous substrate only by the binder so that the inorganic oxide particles are less likely to fall off from the alkaline battery separator.

使用できるバインダの種類は、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂(例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシルなど)、エチレン-エチルアクリレート共重合体などのエチレン-アクリレート共重合体、各種ゴムおよびその誘導体[例えば、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)など]、ポリエチレングリコール(PEG)、セルロース誘導体[例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど]、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体などを用いることができる。これらの中でも、耐電解液性に優れ無機酸化物粒子を長期間安定して固定できるため、アルカリ電池用セパレータの電解液保持性を保つことができるアクリル系樹脂を用いることが好ましい。なお、これらを1種単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。 Types of binders that can be used include, for example, polyolefin resins, acrylic resins (e.g., ethyl acrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl methacrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, methacrylic acid 2-ethylhexyl, etc.), ethylene-acrylate copolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymers, various rubbers and their derivatives [e.g., styrene-butadiene rubber (SBR), fluororubber, urethane rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), etc.], polyethylene glycol (PEG), cellulose derivatives [e.g., carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc.], polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyurethane-based resins, epoxy-based Resin, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and the like can be used. Among these, it is preferable to use an acrylic resin that is excellent in electrolyte resistance and can stably fix the inorganic oxide particles for a long period of time, and thus can maintain the electrolyte retaining property of the alkaline battery separator. In addition, these may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be used together.

本発明のアルカリ電池用セパレータは、無機酸化物粒子がバインダによって多孔質基材に接着して存在している。アルカリ電池用セパレータにおける無機酸化物粒子の存在態様は、多孔質基材の表面に存在する態様や多孔質基材の空隙中に存在する態様、多孔質基材の表面と空隙中の両方に存在する態様があるが、無機酸化物粒子が少なくとも多孔質基材の空隙中に存在すると、無機酸化物粒子がアルカリ電池用セパレータの比表面積の増大に寄与しやすく、アルカリ電池用セパレータの電解液保持性に優れることから、無機酸化物粒子が少なくとも多孔質基材の空隙中に存在している態様が好ましい。 In the alkaline battery separator of the present invention, inorganic oxide particles are adhered to a porous substrate by a binder. The mode of existence of the inorganic oxide particles in the alkaline battery separator is a mode of existing on the surface of the porous substrate, a mode of existing in the pores of the porous substrate, and a mode of existing both on the surface and in the pores of the porous substrate. However, when the inorganic oxide particles are present at least in the pores of the porous substrate, the inorganic oxide particles tend to contribute to an increase in the specific surface area of the alkaline battery separator, and the alkaline battery separator retains the electrolyte. It is preferable that the inorganic oxide particles are present at least in the voids of the porous substrate, since the properties are excellent.

バインダにより多孔質基材に無機酸化物粒子を接着固定する方法は適宜選択できるが、例えば、
1.溶媒あるいは分散媒にバインダと無機酸化物粒子を混合してなる塗工液(以降、塗工液と称することがある)を用意し、多孔質基材を塗工液に浸漬する、
2.多孔質基材に塗工液をスプレーする、
3.グラビアロールを用いたキスコータ法などの塗工方法を用いて、多孔質基材の一方の主面あるいは両主面に塗工液を塗布する、
ことを行った後、塗工液を含んだ多孔質基材を乾燥して、塗工液中の溶媒や分散媒を除去する方法を挙げることができる。なお、本発明において主面とは、面積が最も広い部分の面をいう。
A method for bonding and fixing the inorganic oxide particles to the porous substrate with a binder can be selected as appropriate.
1. A coating solution (hereinafter sometimes referred to as coating solution) is prepared by mixing a binder and inorganic oxide particles in a solvent or dispersion medium, and the porous substrate is immersed in the coating solution.
2. spraying the coating liquid on the porous substrate,
3. Using a coating method such as a kiss coater method using a gravure roll, apply a coating liquid to one main surface or both main surfaces of the porous substrate;
After performing the above steps, the porous substrate containing the coating liquid is dried to remove the solvent and dispersion medium in the coating liquid. In addition, in this invention, a main surface means the surface of a part with the largest area.

塗工液を含んだ多孔質基材を乾燥させる方法は、適宜選択するが、例えば、近赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータ、ハロゲンヒータなどの加熱手段へ供することにより溶媒あるいは分散媒を除去する方法、また、熱風あるいは送風などにより溶媒あるいは分散媒を除去する方法などを使用できる。また、塗工液を含んだ多孔質基材を、例えば、室温(25℃)に放置する方法、減圧条件下に曝す方法、溶媒あるいは分散媒が揮発可能な温度以上の雰囲気下に曝す方法など、公知の方法を用いることができる。 A method for drying the porous substrate containing the coating liquid may be selected as appropriate. Alternatively, a method of removing the solvent or dispersion medium by hot air or blowing air can be used. In addition, the porous substrate containing the coating liquid, for example, a method of leaving at room temperature (25 ° C.), a method of exposing under reduced pressure conditions, a method of exposing to an atmosphere at a temperature above which the solvent or dispersion medium can volatilize, etc. , a known method can be used.

なお、塗工液中にバインダが粒子状等の固体で存在している場合、上述の乾燥を行う際に固体のバインダを融解あるいは軟化させることで、バインダにより多孔質基材に無機酸化物粒子を接着固定するのが好ましい。このとき、塗工液中に存在するバインダ粒子の形状は適宜選択するが、例えば、球状(略球状や真球状)、繊維状、針状、平板状、多角形立方体状、羽毛状などから適宜選択することができる。 In addition, when the binder is present in the form of particles or the like in the coating liquid, the solid binder is melted or softened during the above-described drying, so that the inorganic oxide particles are attached to the porous substrate by the binder. is preferably fixed by adhesive. At this time, the shape of the binder particles present in the coating liquid is appropriately selected, for example, spherical (substantially spherical or true spherical), fibrous, needle-like, flat plate-like, polygonal cube-like, feather-like, etc. can be selected.

溶媒あるいは分散媒の種類は適宜選択するが、例えば、水、アルコール類、エーテル類などを、単独あるいは混合して使用することができる。 The type of solvent or dispersion medium is appropriately selected, and for example, water, alcohols, ethers and the like can be used singly or in combination.

なお、塗工液にはバインダや無機酸化物粒子の凝集を防止し分散性を向上するため、例えば、界面活性剤(例えば、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤など)などを添加しても良く、添加量は適宜調整する。 In addition, in order to prevent aggregation of binders and inorganic oxide particles and improve dispersibility in the coating liquid, surfactants (e.g., cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants, etc.) etc.) may be added, and the amount to be added is appropriately adjusted.

本発明のアルカリ電池用セパレータは、前記アルカリ電池用セパレータに対する無機酸化物粒子の含有率が50重量%より大きいことを特徴とする。無機酸化物粒子の含有率が高いほど、セパレータの比表面積が増大して電解液保持性に優れ、また、アルカリ電池に内部短絡が発生するのを防ぐことが出来る一方、無機酸化物粒子の含有率が高すぎると、多孔質基材の空隙が無機酸化物粒子によって閉塞して、電池の内部抵抗及び内圧が上昇するおそれがあることから、52~80質量%がより好ましく、53~75質量%が更に好ましい。 The alkaline battery separator of the present invention is characterized in that the content of inorganic oxide particles in the alkaline battery separator is greater than 50% by weight. The higher the content of the inorganic oxide particles, the greater the specific surface area of the separator and the better the retention of the electrolyte solution, and the more internal short circuits can be prevented in alkaline batteries. If the ratio is too high, the pores of the porous substrate may be clogged with the inorganic oxide particles, and the internal resistance and internal pressure of the battery may increase. % is more preferred.

また、アルカリ電池用セパレータに含まれる無機酸化物粒子に対するバインダの含有率は適宜調整するが、アルカリ電池用セパレータに含まれる無機酸化物粒子に対するバインダの含有率が高すぎると、多孔質基材の空隙がバインダによって閉塞して、電池の内部抵抗及び内圧が上昇するおそれがある。一方、アルカリ電池用セパレータに含まれる無機酸化物粒子に対するバインダの含有率が低すぎると、アルカリ用電池用セパレータに含まれる無機酸化物粒子が脱落するおそれがあり、無機酸化物粒子の脱落箇所がピンホールになって電池に内部短絡が発生するおそれがある。 In addition, the content of the binder relative to the inorganic oxide particles contained in the alkaline battery separator is adjusted as appropriate. The voids may be closed by the binder, increasing the internal resistance and internal pressure of the battery. On the other hand, if the content of the binder with respect to the inorganic oxide particles contained in the alkaline battery separator is too low, the inorganic oxide particles contained in the alkaline battery separator may fall off, and the portions where the inorganic oxide particles fall off may be large. There is a risk of pinholes and internal short circuits in the battery.

そのため、アルカリ電池用セパレータに含まれる無機酸化物粒子に対するバインダの含有率は、0.05~10重量%であるのが好ましく、1~5重量%であるのがより好ましく、2~4重量%であるのが更に好ましい。 Therefore, the content of the binder with respect to the inorganic oxide particles contained in the alkaline battery separator is preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, and 2 to 4% by weight. is more preferable.

本発明のアルカリ電池用セパレータは、空隙率が60%以上であることを特徴とする。アルカリ電池用セパレータの空隙率が高ければ高いほど、多くの電解液を保持できるようになることから電解液保持性に優れ、また、電池の内部抵抗が低くなる一方、アルカリ電池用セパレータの空隙率が高すぎると電池に内部短絡が発生するおそれがあることから空隙率は65~90%がより好ましく、68~80%が更に好ましい。 The alkaline battery separator of the present invention is characterized by having a porosity of 60% or more. The higher the porosity of the alkaline battery separator, the more electrolyte it can hold. If is too high, internal short circuit may occur in the battery.

アルカリ電池用セパレータの比表面積は、大きくなるほど電解液保持性に優れることから、4m/g以上であるのが好ましく、5m/g以上であるのがより好ましく、6m/g以上であるのが更に好ましい。 The specific surface area of the alkaline battery separator is preferably 4 m 2 /g or more, more preferably 5 m 2 /g or more, and more preferably 6 m 2 /g or more, because the larger the specific surface area, the better the electrolyte retention. is more preferred.

なお、本発明における「比表面積」とは、セパレータ(試料)を真空中、温度70℃で4時間処理した後、室温冷却して1×10-3Torrまで真空引きした後、試料約0.5gを精秤し、ガス吸着測定装置[日本ベル(株)製、BELSORP 28A]を用い、BET法により測定した値である。なお、吸着ガスとして、クリプトンを用いる。 The "specific surface area" in the present invention means that the separator (sample) is treated in vacuum at a temperature of 70° C. for 4 hours, cooled to room temperature and evacuated to 1×10 −3 Torr. It is a value measured by the BET method using a gas adsorption measurement device [BELSORP 28A manufactured by Bell Japan Co., Ltd.] after accurately weighing 5 g. Krypton is used as the adsorption gas.

本発明のアルカリ電池用セパレータは、厚さが70μm以下であることを特徴とする。厚さが薄いアルカリ電池用セパレータは電池の内部抵抗が低減する傾向があるが、厚さが薄くなりすぎると耐内部短絡性に劣る傾向がある。そのため、アルカリ電池用セパレータの厚さは、10~70μmであるのが好ましく、20~60μmであるのがより好ましく、30~50μmであることが更に好ましい。 The alkaline battery separator of the present invention is characterized by having a thickness of 70 μm or less. A thin alkaline battery separator tends to reduce the internal resistance of the battery, but if the thickness is too thin, the internal short-circuit resistance tends to be poor. Therefore, the thickness of the alkaline battery separator is preferably 10 to 70 μm, more preferably 20 to 60 μm, even more preferably 30 to 50 μm.

なお、本発明でいう「厚さ」は、JIS B 7502:1994に規定されている外側マイクロメーター(0~25mm)を用いて、JIS C 2111 5.1(1)の測定法で、無作為に選んで測定した10点の平均値をいう。 In addition, the "thickness" as used in the present invention is a measurement method of JIS C 2111 5.1 (1) using an outer micrometer (0 to 25 mm) specified in JIS B 7502: 1994, randomly The average value of 10 points selected and measured.

アルカリ電池用セパレータの目付は適宜調整するが、2~40g/mであることができ、5~30g/mであることができ、10~20g/mであることができる。 The basis weight of the alkaline battery separator is appropriately adjusted, and may be 2 to 40 g/m 2 , 5 to 30 g/m 2 , or 10 to 20 g/m 2 .

なお、本発明でいう「目付」は、主面における1mあたりの質量をいう。 The term "basis weight" as used in the present invention refers to the mass per square meter on the main surface.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

(実施例1)
1.不織布の調製方法
芯成分がホモポリプロピレン、鞘成分が高密度ポリエチレンの芯鞘型複合繊維(芯成分と鞘成分の体積比率=50:50、繊度:0.4dtex、繊維長:6mm)を用意した。
(Example 1)
1. Preparation method of non-woven fabric A core-sheath type composite fiber (volume ratio of core component to sheath component = 50:50, fineness: 0.4 dtex, fiber length: 6 mm) having a core component of homopolypropylene and a sheath component of high-density polyethylene was prepared. .

さらに、ポリエチレンテレフタレートからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が61個存在する海島型複合未延伸繊維を複合紡糸法により紡糸し、延伸して製造した海島型複合延伸繊維を、アルカリ水溶液中に120分間浸漬し、海成分であるポリエチレンテレフタレートを抽出除去した後、裁断して、長さ方向における繊維径がほぼ同じポリプロピレン極細繊維(繊維径:1.5μm、繊維長2mm、融点:168℃、横断面形状:円形)を作製した。この極細繊維は、フィブリル化しておらず、延伸されており、各繊維が同じ繊維径を有していた。 Furthermore, a sea-island composite undrawn fiber having 61 island components made of polypropylene in a sea component made of polyethylene terephthalate was spun by a composite spinning method and drawn to produce a drawn sea-island composite fiber in an alkaline aqueous solution. After immersing it in water for 120 minutes to extract and remove the polyethylene terephthalate, which is a sea component, it is cut into polypropylene ultrafine fibers with approximately the same fiber diameter in the length direction (fiber diameter: 1.5 μm, fiber length: 2 mm, melting point: 168 ° C. , cross-sectional shape: circular). The microfibers were not fibrillated, drawn, and each fiber had the same fiber diameter.

次いで、前記芯鞘型複合繊維を50mass%と、前記極細繊維50mass%を混合し、湿式抄造法により繊維ウエブを調製した。 Next, 50 mass % of the core-sheath type composite fibers and 50 mass % of the ultrafine fibers were mixed to prepare a fiber web by a wet papermaking method.

その後、前記繊維ウエブを温度140℃の熱風で10秒間処理した後、40℃のカレンダーロールに供すると共に、繊維ウエブへかけるロール圧を調整して、不織布A(目付:5.0g/m、厚さ:30μm)を調製した。 After that, the fiber web was treated with hot air at a temperature of 140°C for 10 seconds, and then subjected to a calender roll at 40° C . thickness: 30 μm) was prepared.

更に、調製した不織布をプラズマ処理に供することで、親水化処理した不織布A(目付:5.0g/m、厚さ:30μm)を調製した。
なお、不織布Aは繊維のみから構成されていた。
Further, the prepared nonwoven fabric was subjected to plasma treatment to prepare a hydrophilized nonwoven fabric A (basis weight: 5.0 g/m 2 , thickness: 30 µm).
The nonwoven fabric A was composed only of fibers.

2.塗工液の調製方法
塗工成分として酸化イットリウム粒子(Y、平均粒子径(D50):600nm)97質量部とアクリル系樹脂3質量部を水に混合して、固形分濃度25質量部の塗工液を調製した。
なお、塗工液中で酸化イットリウム粒子は、凝集することなく均一に分散した。
2. Preparation method of coating liquid As coating components, 97 parts by mass of yttrium oxide particles (Y 2 O 3 , average particle diameter (D50): 600 nm) and 3 parts by mass of acrylic resin were mixed with water to obtain a solid content concentration of 25 masses. A coating liquid was prepared.
The yttrium oxide particles were uniformly dispersed in the coating liquid without agglomeration.

3.塗工液の塗布方法
酸化イットリウムの重量が11g/mになるように、グラビアロールを用いたキスコータ法を用いて、親水化処理した不織布Aの一方の主面全体に塗工液を塗布した。
3. Application method of coating liquid The coating liquid was applied to the entire one main surface of the hydrophilized nonwoven fabric A using a kiss coater method using a gravure roll so that the weight of yttrium oxide was 11 g/m 2 . .

4.乾燥方法
塗工液が塗布された、親水化処理した不織布Aを、遠赤外線ヒータを備えた乾燥機に供することで、親水化処理した不織布Aに塗布された塗工液から水を除去して、アルカリ電池用セパレータ(目付:16.0g/m、厚さ:33μm)を調製した。なお、前記アルカリ電池用セパレータは、酸化イットリウム粒子が前記アルカリ電池用セパレータの空隙中に存在していた。
4. Drying Method The hydrophilized nonwoven fabric A coated with the coating liquid is subjected to a dryer equipped with a far-infrared heater to remove water from the coating liquid applied to the hydrophilized nonwoven fabric A. , an alkaline battery separator (basis weight: 16.0 g/m 2 , thickness: 33 μm) was prepared. In the alkaline battery separator, yttrium oxide particles were present in the pores of the alkaline battery separator.

(実施例2)
まず、実施例1の「1.不織布の調製方法」と同様の方法で、親水化処理した不織布B(目付:7.3g/m、厚さ:30μm)を調製した。その後、3.塗工液の塗布方法において酸化イットリウムの重量が8.2g/mとなるように、親水化処理した不織布Bの一方の主面全体に塗工液を塗布したこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ電池用セパレータ(目付:15.5g/m、厚さ:33μm)を調製した。なお、前記アルカリ電池用セパレータは、酸化イットリウム粒子が前記アルカリ電池用セパレータの空隙中に存在していた。
(Example 2)
First, a hydrophilized nonwoven fabric B (basis weight: 7.3 g/m 2 , thickness: 30 µm) was prepared in the same manner as in "1. Method for preparing nonwoven fabric" in Example 1. After that, 3. Example 1, except that the entire one main surface of the hydrophilized nonwoven fabric B was coated with the coating liquid so that the weight of the yttrium oxide was 8.2 g/m 2 in the method of applying the coating liquid. An alkaline battery separator (basis weight: 15.5 g/m 2 , thickness: 33 μm) was prepared in the same manner. In the alkaline battery separator, yttrium oxide particles were present in the pores of the alkaline battery separator.

(比較例1)
まず、実施例2の親水化処理した不織布Bを調製した。その後、3.塗工液の塗布方法において酸化イットリウムの重量が5.0g/mとなるように、親水化処理した不織布Bの一方の主面全体に塗工液を塗布したこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ電池用セパレータ(目付:12.3g/m、厚さ:30μm)を調製した。なお、前記アルカリ電池用セパレータは、酸化イットリウム粒子が前記アルカリ電池用セパレータの空隙中に存在していた。
(Comparative example 1)
First, nonwoven fabric B subjected to hydrophilic treatment in Example 2 was prepared. After that, 3. Example 1, except that the entire one main surface of the hydrophilized nonwoven fabric B was coated with the coating liquid so that the weight of the yttrium oxide was 5.0 g/m 2 in the method of applying the coating liquid. A separator for an alkaline battery (basis weight: 12.3 g/m 2 , thickness: 30 μm) was similarly prepared. In the alkaline battery separator, the yttrium oxide particles were present in the pores of the alkaline battery separator.

(比較例2)
まず、実施例1の「1.不織布の調製方法」と同様の方法で、親水化処理した不織布C(目付:12g/m、厚さ:30μm)を調製した。その後、3.塗工液の塗布方法において酸化イットリウムの重量が0.8g/mとなるように、親水化処理した不織布Cの一方の主面全体に塗工液を塗布したこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ電池用セパレータ(目付:12.8g/m、厚さ:30μm)を調製した。なお、前記アルカリ電池用セパレータは、酸化イットリウム粒子が前記アルカリ電池用セパレータの空隙中に存在していた。
(Comparative example 2)
First, a hydrophilized nonwoven fabric C (basis weight: 12 g/m 2 , thickness: 30 µm) was prepared in the same manner as in "1. Method for preparing nonwoven fabric" in Example 1. After that, 3. The method of applying the coating liquid was the same as in Example 1, except that the coating liquid was applied to the entire one main surface of the hydrophilized nonwoven fabric C so that the weight of yttrium oxide was 0.8 g/m 2 . An alkaline battery separator (basis weight: 12.8 g/m 2 , thickness: 30 μm) was prepared in the same manner. In the alkaline battery separator, yttrium oxide particles were present in the pores of the alkaline battery separator.

上述のようにして製造した、実施例及び比較例のアルカリ電池用セパレータの物性を表1にまとめた。なお、アルカリ電池用セパレータに対する酸化イットリウムの含有率(mass%)、およびアルカリ電池用セパレータの空隙率(%)については、小数点以下を四捨五入した。 Table 1 summarizes the physical properties of the alkaline battery separators of Examples and Comparative Examples manufactured as described above. The yttrium oxide content (mass%) in the alkaline battery separator and the porosity (%) of the alkaline battery separator were rounded off to the nearest whole number.

Figure 0007195763000001
Figure 0007195763000001

次いで、実施例及び比較例のアルカリ電池用セパレータの比表面積を上述の方法により測定し、加圧保液率及び電気抵抗を以下の(加圧保液率の測定)及び(電気抵抗の測定)により測定し、評価した。 Next, the specific surface areas of the alkaline battery separators of Examples and Comparative Examples were measured by the method described above, and the pressurized liquid retention rate and electrical resistance were determined as follows (measurement of pressurized liquid retention rate) and (measurement of electrical resistance). It was measured and evaluated by

(加圧保液率の測定)
(1)各アルカリ電池用セパレータから5cm角の試験片を採取し、それぞれ重量(A)を測定した。
(2)各試験片を電解液(1.3g/mLの水酸化カリウム水溶液)に浸漬し、試験片内の空隙を電解液で満たした。
(3)試験片の両面ともに、3枚のろ紙(型番:ADVANTEC-TYPE2)で試験片を挟み、1.23MPaの圧力で圧縮し、前記ろ紙で電解液を吸い取った。
(4)電解液を吸い取った試験片の重量(B)をそれぞれ測定し、次の式により保液率(R、単位:%)を算出した。
R=[(B-A)/A]×100
(Measurement of pressure retention rate)
(1) A 5 cm square test piece was taken from each alkaline battery separator, and the weight (A) of each was measured.
(2) Each test piece was immersed in an electrolytic solution (1.3 g/mL potassium hydroxide aqueous solution) to fill the voids in the test piece with the electrolytic solution.
(3) Both sides of the test piece were sandwiched between three pieces of filter paper (model number: ADVANTEC-TYPE2), compressed at a pressure of 1.23 MPa, and the filter papers absorbed the electrolytic solution.
(4) The weight (B) of each test piece that absorbed the electrolytic solution was measured, and the liquid retention rate (R, unit: %) was calculated by the following formula.
R = [(B - A) / A] x 100

(電気抵抗の測定)
(1)各アルカリ電池用セパレータから5cm角の試験片を採取し、それぞれ重量を測定した。
(2)1.3g/mLの水酸化カリウム水溶液を各試験片の重量に対し50重量%分吸収させた後、35mm角のニッケル板に挟み、5kgf荷重時における電気抵抗を測定した。
(3)比較例2の抵抗値を基準(100)としたときの比率で表現した。
(Measurement of electrical resistance)
(1) A 5 cm square test piece was taken from each alkaline battery separator, and the weight of each piece was measured.
(2) After absorbing 50% by weight of a 1.3 g/mL potassium hydroxide aqueous solution with respect to the weight of each test piece, the test piece was sandwiched between 35 mm square nickel plates, and the electrical resistance was measured under a load of 5 kgf.
(3) Expressed as a ratio with the resistance value of Comparative Example 2 as a reference (100).

実施例及び比較例のアルカリ電池用セパレータの評価結果を、以下の表2に示す。 The evaluation results of the alkaline battery separators of Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 below.

Figure 0007195763000002
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実施例と比較例との比較から、アルカリ電池用セパレータに対する酸化イットリウム粒子の含有率が高ければ高いほど、アルカリ電池用セパレータの比表面積が大きくなることがわかった。 From the comparison between Examples and Comparative Examples, it was found that the higher the content of yttrium oxide particles in the alkaline battery separator, the larger the specific surface area of the alkaline battery separator.

また、アルカリ電池用セパレータに対する酸化イットリウム粒子の含有率が50重量%より大きく、かつ、セパレータの空隙率が60%以上であることにより、アルカリ電池用セパレータの加圧保液率が高くなることで電解液保持性に優れ、電気抵抗が低下することがわかった。これは、酸化イットリウム粒子の含有率が高くなることで電解液をアルカリ電池用セパレータ中に均一に保持しやすくなり、また高空隙であることでアルカリ電池用セパレータがより多くの電解液を保持できるようになったためと考えられる。 In addition, when the content of yttrium oxide particles in the alkaline battery separator is greater than 50% by weight and the porosity of the separator is 60% or more, the pressurized liquid retention rate of the alkaline battery separator increases. It was found that the electrolytic solution retention was excellent and the electrical resistance was lowered. This is because the higher content of yttrium oxide particles makes it easier for the electrolyte to be held uniformly in the alkaline battery separator, and the high porosity allows the alkaline battery separator to hold more electrolyte. This is thought to be due to the fact that

本発明のアルカリ電池用セパレータはニッケル水素二次電池などのアルカリ二次電池のセパレータに好適に使用することができる。 The alkaline battery separator of the present invention can be suitably used as a separator for alkaline secondary batteries such as nickel-hydrogen secondary batteries.

Claims (4)

多孔質基材と酸化イットリウム粒子とバインダから構成され、かつ厚さが70μm以下のアルカリ電池用セパレータ(ポリビニルアルコールを含むものを除く)であって、
前記アルカリ電池用セパレータに対する前記酸化イットリウム粒子の含有率が50重量%より大きいとともに、
前記アルカリ電池用セパレータの空隙率が60%以上であることを特徴とする、アルカリ電池用セパレータ。
An alkaline battery separator (excluding polyvinyl alcohol) comprising a porous substrate, yttrium oxide particles , and a binder and having a thickness of 70 μm or less,
The content of the yttrium oxide particles in the alkaline battery separator is greater than 50% by weight,
An alkaline battery separator, wherein the alkaline battery separator has a porosity of 60% or more.
前記多孔質基材がポリオレフィン系樹脂又はナイロン系樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアルカリ電池用セパレータ。 2. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein said porous substrate is composed of a polyolefin resin or a nylon resin. 前記バインダがアクリル系樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のアルカリ電池用セパレータ。 3. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein said binder is made of an acrylic resin. 前記アルカリ電池用セパレータの比表面積が4m/g以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のアルカリ電池用セパレータ。 4. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein the alkaline battery separator has a specific surface area of 4 m 2 /g or more.
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