JPH01132820A - 耐アルカリ性に優れた親規な合成繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高温時における耐アルカリ性に優れた新規な合
成繊維に係わ〕、さらに耐アルカリ性に加えて優れた保
液性を有するバッテリーセパレーターに好適な合成１１
１１に関する。

〈従来の技術〉 アルカリ蓄電池例えばニッケルカドミウムアルカリ蓄電
池に使用されるバッテリーセパレーターへ要求される性
能としては １）陽極と陰極の短絡防止 ２）電解液の保持性 ３）耐アルカリ性 ４）機械的強度 等が上げられる。

特に最近高温時での充放電に耐え、電池寿命の長いアル
カリ蓄電池の開発を目的に、よυすぐれたバッテリーセ
パレーターの開発が進められている。かかる目的を達成
する上では高い電解液保持性を有し、かつ耐アルカリ性
に優れたバッテリーセパレーターが望まれている。従来
このようなバッテリーセパレーターとしてボリプロピレ
ン繊維やナイロン線維を主成分とした不織布が使用され
ている。ナイロン繊維を素材としたパフテリーセパレー
ターは電解液の保持性に優れるものの、高温時における
耐アルカリ性に乏しく高温状態で充放電を繰シ返される
分野においては電池寿命の劣化をおこす要因となってい
る。一方ポリプロピレン繊維を主成分とするバッテリー
セパレーターは高温時における耐アルカリ性ＫＷれるも
のの電解液の保持性に劣シ、電池寿命を劣化させる要因
となっている。

このポリプロピレン繊維の低い電解液保持性を改良する
手法が種々検討され、特開昭５８−１９４２５．５７−
１４１８６２．５６−５９７５．６２−５１１５０号公
報においてはポリプロピレン繊維を種々の方法で親水化
し、電解液の保持性を向上するととＫよシミ池寿命を延
長する手法が提案されている。

しかし、これらの手法はポリプロピレン繊維の状態又は
不織布の状態で後加工することによって親水性の向上が
達成されるものでｌ）、工業的に有利な手法とはいいが
た°く、ポリプロピレン、ナイロン繊維の両者の欠点を
解消した新規なバッテリーセパレーター用素材の開発が
望まれている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ゛本発明の目的は高温時における耐アルカリ性に優れ、
しかも高度な保液性を必要とするアルカリ蓄電池用のバ
ッテリーセパレーターに使用される編織物、不織布又は
紙に好適な素材となる新規な繊維を提供することにある
。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は繊維中にポリサルホン及び／又はポリエーテル
サルホンを１５重ｉチ以上、ポリ塩化ビニＡ／を２０重
量％以上含有することを特徴とする耐アルカリ性に優れ
た新規な合成繊維にある。

本発明の繊維はポリサルホン及び／又はポリエーテμす
μホンとポリ塩化ビニ／Ｌ／（ｐｖｃ）１含有する重合
体組成物をジメチルアセトアミド（ＤＭＡＯ）、ジメチ
μホμムアミド（ＤＭＰ）、ジメチルスルホキシト（Ｄ
Ｍ８０）又はアセトンに溶解分散させ、例えば湿式紡糸
方式等で繊維賦形するととｋよって得られる。

本発明の繊維の重合体組成物はポリサルホン及び／又は
ポリエーテルサルホン及びｐｖｃさらに必要に応じてそ
の他の重合体を混合することができるが、繊維中にポリ
サルホン及び／又はポリエーテルサルホンを１５重量−
以上含有し、さらにｐｖｃを２０重量％以上含有するこ
とが必要である。

本発明の繊維の構成４分であるポリサルホン、ポリエー
テルサルホンは下記に示す分子構造を有するものであシ
、重合度（ｎｌは特に限定するものではない。

ポリサルホン； （Ｈ。

ポリエーテルサルホン； ポリサルホン及び／又はポリ王−テルサμホンの含有量
が１５重量％未満になると得られた繊維の耐熱寸法安定
性が低下し好ましくない。

又、ｐｖｃの含有量が２０重量％未満では細い繊維の賦
形がむづかしく、又得られた繊維の強伸度特性が十分で
なく実用に供し難くなる。

本発明に用いられるｐｖａの重合度（Ｊ工５Ｋ−６７２
１による測定）は８００〜２５００゜好ましくは９００
〜１８００であることが本発明の目的を効果的に実現す
る上で必要である。

ｐｖａの重合度が８００未満では得られる線維の強伸度
が実用に供し難く、逆に２５００を超えると紡糸原液が
短時間でゲμ化し紡糸ノズルよシ紡出することが不可能
になる。

本発明のｌ１１ｍのポリサルホン及び／又はポリエーテ
ルサルホン及びｐｖｃ以外の組成物としては高温時にお
ける耐アルカリ性に優れ、しかも紡糸溶媒であるＤＭＡ
ａ、ＤＭＩＦ、Ｄ’ＭＳＯ又はアセトンに溶解可能な重
合体から選択される。これらの重合体としては、ポリメ
チルメタクリレート等のアクリ／Ｉ／樹脂、ポリスチレ
ン、ＡＢ日樹脂、スチレン／アクリμ酸エステル共重合
体等が挙げられる。これらの重合体の含有量は６５重量
％を超えないことが好ましい。

本発明の繊維は高温時における耐アルカリ性に優れたも
のであるが、具体的な耐アルカリ性の目安としては、Ｋ
ＯＥ［３０％水溶液中に浸漬し、常圧沸騰状態で１時間
放置後の線維減量が２．０重量％以下であることが必要
であシ、この値は同一手法によりポリプロピレン繊維か
らなるバッテリーセパレーターを評価した値に相当する
。

さらに優れたアルカリ蓄電池用バッテリーセパレーター
を形成する線維としてはシート材料として優れた保液性
を有することが必要であるが、その素材となる繊維自身
に高す保液性を付与することによって電解液の保持性の
高い優れたセパレーターを提供することができる。保液
性は具体的には実施例に記載する評価方式で算出される
繊維の保液率が２５％以上であることが好ましい。

本発明の繊維の断面形状は特に限定されるものでなく、
高温時における耐アルカリ性及び保液性を損なうもので
なければ種々選択が可能である。シート状成形物である
セパレーターの嵩を増し保液性の高める目的で線維断面
を円形からＹ字又は十字に変え繊維間の空隙を増すこと
も考えられるが、このような場合においても繊維そのも
のが有する保液性はシート状成形物であるセパレーター
の保液性を高める効果を有する。

又本発明の繊維の単繊維繊度は５デニ−ｙ以下、さらに
好ましくは２デニール以下である。

このような細ダニ−〜の繊維によって、よシ薄いセパレ
ーターの製造が可能となり電池の小型化に適したセパレ
ーターが提供される。セパレーターの薄化にともないセ
パレーターを構成する繊維間の空隙が減少し、保液性の
低下要因となるが、本発明のｌ１１ｍのごとく繊維その
ものに高い保液性を有する場合、セパレーター〇薄化に
ともなう保液性の低下を効果的に補うことが可能である
。

本発明の繊維は湿式紡糸方式によって好ましく製造され
る。湿式紡糸における溶剤としてはＤＭＡｃ又はＤＭＩ
Ｆが有利に用いられるが、その他ＤＭ８０アセトンも利
用できる。

これらの溶媒にポリサルホン及び／又はボリエーテ〜す
μホン及びｐｖａさらに適宜他の重合体を混合溶解分散
し、紡糸用原液が調製される。紡糸用原液の５０℃にお
ける粘度としては１００〜２０００ポイズ、好ましくは
１５０〜１０００ポイズとすることがよく、これらの値
になるように原液固形分濃度が調整されるが、固形分濃
度はゲル化を防止する上で５０重量−以下が好ましい。

これらの重合体のほかに耐光・耐熱安定剤等を少量添加
することも可能である。得られた紡糸原液は紡糸口金よ
り凝固浴中に押し出され繊維に賦形される。紡糸口金の
大きさは目標とする＠雑の太さに応じ適時選択される。

凝固浴中の凝固剤としては重合体の非溶錬である水、ア
ルコール等が使用され、凝固浴中の凝固剤と溶媒の比率
及び温度は重合体組成に応じ紡糸性を考慮し適時選択が
可能である。凝固浴を出た未延伸糸は洗浄、延伸を行な
い機械的な性質を付与され乾燥又は未乾燥のまま補集さ
れ、バッテリーセパレーター用の紙や不織布編織物の素
材として使用される。

凝固浴を出た未延伸糸の洗浄、延伸、乾燥は繊維組成に
応じて適時最適な条件が選択されるが、生成した繊維の
保液率を損うものでなければ特に制限されるものではな
い。

このようＫして得られた繊維は繊維断面にボイドを有し
、さらに側面には無数のしわを有する。この側面のしわ
は繊維中のボイドと連結している仁とから繊維に高い保
液性を与えることが可能となる。このような繊維構造は
湿式紡糸賦形法でとくに効果的に形成される。

（発明の効果〉 以上の如く、本発明による繊維は高温時における耐アル
カリ性に優れ、しかも高い保液性を有することから、ア
ルカリ蓄電池のバッテリーセパレーター用紙不織布編織
物の素材として有効に利用される。

く実施例〉 以下、本発明を実施例によシ説明する。

実施例１ 溶媒としてジメチルアセトアミドを用い重合度１１００
のｐｖｃと８産化学社製、ユーデ〃ポリサルホンｐ−５
ｓｏｏを重量比７１５の割合で固形分が２８重量％にな
るように混合溶解し紡糸原液を得た。この紡糸原液の５
０℃における粘度は２２０ボイズであった。この紡糸原
液をジメチ〃アセトアミド７０重量部、脱イオン水３０
重量部、温度３０℃の凝固浴中へ吐出し未延伸糸を得た
。

この未延伸糸を７０℃の温水中で４倍延伸後沸水中で洗
浄し、さらに温水中で１０％緩和し繊度ｔＯデニーμ、
強度２．Ｏｆ／ｄＬ、伸度２４％の繊維を得た。このＩ
Ｉ！維の沸水収縮率を測定したところ１８％であった。

Ｋ（ＩＨ５０重量％水溶液中に浸漬し、常圧沸騰状態で
１ｈｒ放置後の線維減量を測定したところ１．１重量％
であり、優れた耐アルカリ性を示した。

繊維の保液率は以下の方式で測定した。

線維を脱イオン水中に２４ｈｒ浸漬後、加重１０Ｇで１
０分間遠心脱水機で脱水し、その線維重量（Ｗｌ）を測
定する。この繊維の乾燥重量（町）を測定し、保液率を
以下の式より算出した。

実施例１で得た繊維の保液率を測定したところ、４５％
と優れ九保液性を示した。

実施例２ ｐｖｃとポリサルホンの混合比率（重量）を８７２にす
る以外は実施例１と同様な方法で繊度１．７デニール、
強度Ｚ　Ｏｔ７ｄ、伸度２５％の繊維を得た。温水中で
の収縮率も２１．０％と実用に値するものであった。

この繊維の耐アルカリ減量、保液率を測定したところ、
それぞれｔ７重量％及び５２チであった。

比較例１ ｐｖｃとポリサルホンの混合比率（Ｉｔ量）を９７１に
する以外は実施例１と同様な方法で繊度１４デニ−／ｌ
／、強度１．７　ｆ／１１．伸度２１　％（Ｄ繊維を得
た。この線維の保液率を測定したところ５０重量％で、
又耐アルカリ減量を測定したところ１．２重量％と優れ
た値を示したが、沸水収縮率が６５チと高く実用に供し
難いものであった。

比較例２ ｐｖａとポリサルホンの混合比率（重量）を１／９にす
る以外実施例１と同様な方法で繊度ｔＯデニールのＩＩ
！維を得たが、延伸後の糸はもろく、実用に供し難いも
のであった。

実施例３ ポリサルホンの代シにポリエーテルサルホンを使用し実
施例１と同様な方法で繊度ｔＯデニー〃、強度２．１ｆ
／６．伸度２４チ、沸水収縮率１８チの線維を得た。得
られた繊維の耐アルカリ減量及び保液率を測定したとこ
ろ、それぞれ１．４重：１％　トロ　１　％？、％ツタ
。

比較例３ 重合度６００のｒｖｃを用いる以外は実施例１°と同様
な方法で繊度１．０デニールの繊維を得たが、得られ九
ｍ雑の強度はαＥＭＦ／ｄと弱く、実用に供し難いもの
であった。

比較例４ 重合度２５００のｐｖａを用いる以外は実施例１と同様
な方法で紡糸を試みたが、数時間の後の紡糸原液がゲル
化し紡糸不能となった。

実施例４ 重合度１１０００ＰＶＯと日産化学ニーデルポリスμホ
ンＦ−５５００及び重合度１１００のポリメチルメタク
リレートを重量比５０／２０１５０の割合でジメチルア
セトアミドに混合溶解し紡糸原液を作成し光。紡糸原液
の固形分は３５重量％とし、５０℃における粘度は１７
０ポイズであった。得られた紡糸原液をジメチルアセト
アミドと脱イオン水からなる凝固浴中に吐出し未延伸糸
を得た。

得られた未延伸糸を温水中で３倍延伸後、さらに温水中
で洗浄し繊度２．０デニーμ、強度１．７９／ｄ、伸度
２２チ、導水収縮率２０％の繊維を得た。得られた繊維
の耐アμカリ減量、保液率を測定したところ、それぞれ
１．４重量％及び９０チであった。

また、あらかじめポリメチμメタクリレートの耐アμカ
リ減量を測定したととる、１．４重量％であった。

実施例５ 実施例１で得られた繊維８５重量部とポリ塩化と二μ繊
維１５重量部を混抄し、日付５０ｆ／ｍ”の紙を得た。

この紙の耐アルカリ性及びＫＯＨ３０％水溶液の保液率
を以下の測定方式で評価したところ、下表に示す様に市
販のバッテリーセパレーター紙と比べて優れた電解液保
液性を有することがわかった。

ＫＯ■水溶液の保液率（重量％）； −に／（レータ−の任意の部分よＪ）５ｔｙｌＩＸ５ｃ
ｍの試験片を３枚切シ出し、秤量（ｗｌ）する。この試
験片を３０−のＫＯＨ水溶液ＶＣ１時間浸漬後１０分間
液滴を切シ、重量（Ｗｌ）を測定し、以下の式よシ算出
した。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維中にポリサルホン及び／又はポリエーテルサ
   ルホンを１５重量％以上、ポリ塩化ビニルを２０重量％
   以上含有することを特徴とする耐アルカリ性に優れた新
   規な合成繊維。
2. （２）繊維が本文中に示す測定法による保液率で２５％
   以上の保液性を有する特許請求の範囲第１項記載の繊維
   。
3. （３）繊維が沸水収縮率２５％以下である特許請求の範
   囲第１項記載の繊維。
4. （４）ポリ塩化ビニルが重合度８００〜２５００である
   特許請求の範囲第１項記載の繊維。
5. （５）繊維が湿式紡糸方法で得られ、単繊維繊度３デニ
   ール以下である特許請求の範囲第１項記載の繊維。