JPH01319251A - アルカリ電池用セパレーター - 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〕 本発明は電解液の保液性、吸液性に優れ、耐久性を有す
るポリオレフィン系繊維の不織布からなるアルカリ電池
用セパレーターに関するものである。

〔従来の接衝及びその課題〕

従来、例えばニッケルーカドミウム二次蓄電池用のセパ
レーターとしてはナイロン繊維よりなる不織布が多く用
いられて来た。

コレはナイロン繊維よりなる不織布セパレーターが適度
な強度、ガス透過性及び親水性を有している為である。

しかし、ナイロンは素材そのものが耐アルカリ性、耐酸
化性が充分であるとは言い難く、特に高温時に於いては
強度劣化が大きいことが知られている。

即ち、比較的高い周囲温度のもとて連続充電を行なうト
リクル充電等の用途では、電池内で発生する酸素ガスに
より、ナイロン繊維の劣化分解が進行し、セパレーター
としての絶縁能力が低下し、電池寿命の短縮化の大きな
要因となっている。

この問題を解決する為に、ポリオレフィン系の繊維より
なるセパレーター材の開発が進められてお沙、特に高温
下で使用する電池を中心にポリプロピレン繊ｍ？、使用
し九不織布が使用されるように麿って来た。

ポリプロピレン線維を主体とする不織布は耐アルカリ性
、耐酸化性に優れ、強度等圧ついてもナイロン不織布と
同等のものが得られてはいるが、ポリプロピレン樹脂自
体が静水性である事から、電解液の保持能力に欠け、電
池容量、内部抵抗等の電池特性に於いてナイロン不織布
をセパレーターとして用いた電池より劣るという問題点
があった。

またかかるポリプロピレン不織布の問題点を改良し、親
水性を向上させ、電解液保持能力を向上させる為に、ナ
イロン繊維との混紡、親水性界面活性剤の付与、繊維表
面の発泡、極細繊維の使用等による接触面積の増大等の
多くの試みが々されているか、電解液保持能力向上の為
の優れた方法は見出されていないのが現状である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はポリオレフィン系繊維を用いる不織布セパレー
ターに於て、結晶化部が８０〜６０％の低結晶性のポリ
プロピレン繊維を８０乃至５ｏ７４１％含有せしめ、該
ポリプロピレン繊維の表面改質を行なう事により親水性
及び保液性の向上したアルカリ電池用セパレーターを提
供するものである。

即ち本発明によるアルカリな旭川セパレーターはポリオ
レフィン系線維よりなる不織布を、膨潤、溶解性を有す
る有機溶剤により表面処理して得られるものである。

特に結晶化部が８０〜１３０％、好ましくは８０〜５０
％の低結晶化度のポリプロピレン繊維を用いると、有機
溶剤処理により非結晶部を中心に繊維表面が荒れた状態
となり表面積が増大する。また、上記溶剤中ＫＨＬ８１
２以下の親油性の大きいノニオン系界面活性剤を適当ｆ
Ｉ解したものを用いれば、繊維表面を膨潤・溶解して形
成される凹凸部、特に結晶構造内部深くに界面活性剤の
親油性部分が浸入し、簡単な水洗い寺では脱落しない物
理的に強固に保持されたものとなり、耐久性を有する親
水化処理がさらに大金〈増長されるのである。

上記ポリプロピレン繊維の結晶化部が８０％以下では繊
維化が困難であ抄、８０％以上では繊維結晶内部への親
油基の浸入が少なくなり、耐久性を有する親水化処理が
出来ない。

さらにポリプロピレン繊維を膨潤溶解させるＷ　４　Ｍ
　剤ハ、ベンゼン、キシレン、トルエン等は、ポリプロ
ピレン結晶領域部を含む繊維表面を均一に、且つ強力に
溶解する為、繊維表面は比較的均一に丸味を帯びて溶解
され、凹凸の発生は少なく好ましくない、繊維表面を膨
潤させ非晶質部を選択的に溶解させる有機溶剤としては
、ケトン類、エーテルｇ、エステル類等があるが、特に
適度な膨潤・溶解性を示すのはケトン類であり、乾燥収
縮後のアンカー固着効果が大きい。また、親水性の向上
を増長させる界面活性剤は、直接有機溶剤中にｍ博添加
可能なノニオン系界面活性剤が有効であ］）ｉＬＢ値１
２以下の親油性界面活性剤即ち、有機溶剤中に溶解使用
するノニオン系界面活性剤のＨＬＢ値が１２以下の親油
性の大きなもの程、繊維表面の微小孔の深部へ浸入固着
する為、水洗等で簡単に脱落せず好ましいものとなる。

〔作　用〕

本発明によるアルカリ電池用セパレーターは図面に示す
よって有機溶剤により繊維表面部ｆ１）近傍の非晶質部
を中心に膨潤・溶解され、形成される微細孔部（りの微
細なすき間に浸入した、界面活性剤の親油基部（４）は
、乾燥処理による結晶化部（３）繊維表面の縮小により
物理的に強固に保持されると共に界面活性剤親水基部（
５）が＃ＩＬ椎表面表面置する形格となり１水洗′４に
より容異に脱落しないものとなる。従って有機溶剤処理
による繊維表面の荒れに加えて、界面活性剤が強固に保
持結合された状態となる為、繊維表面の親水性及びその
持続性が著しく向上し、吸液性、保液性にすぐれ電池寿
命が延長する。

〔実施例〕 以下１本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

結晶化度が４５％であるポリプロビレｙＪ［１，５ｄＸ
５１ｍ６０％、ポリエチレン−ポリプロピレンの複合繊
維であるバインダー繊維α９ｄＸ８８ｍ１４０％の混合
ウェブをカレンダー加工して得られたポリプロピレン不
織布（目付６Ｓ９／ｒｒ？、厚さ０．２１麿）を準備し
、この不織布をＨＬＢ値＆７のノニオン系界面活性剤で
あるノニポールナ９５（三洋化成■製）を０．１１パー
セント溶解したメチルエチルケトン中に浸漬し、６０℃
で１分間加温処理した後、１１０℃で乾燥させてポリプ
ロピレン不織布セパレーターを得た。この時のメチルエ
チルケト／刀口温処理による重量減少率は０．８憾であ
った。

比較例１ 結晶比変が６５ｑ＆であるポリプロピレン繊維１．５ｄ
ｘ５１聰６Ｇ％、ポリエチレン−ポリプロピレンの複合
繊維であるポリオレフィン系バインダー轍維α９ｄｘ８
８ａ４０幅の混合ウェブをカレンダー加工して目付６５
１に、Ｎさ０．２１閣のポリプロピレン不Ｈｔ布セパレ
ーターを得た。

比較例２ 上記比較例１で得られたポリプロピレン不織布を、ＨＬ
Ｂ値１６のノニオン系界面活性剤であるノニポール１２
００（三洋化成（慟製）を０，２ｆｉｔパーセント溶解
したキシレン中に浸漬し、６０℃で１分間加温処理した
後１１０℃で乾燥させてポリプロピレン不織布セパレー
ターを得た。この時のキシレン加温処理による！電減少
率はＬ８％であった。

以上の様にして得られた１ＥｔＡ１例と比較例１、比較
例８を電池上バレーターに用いた場合の物性を下表に示
す。

４１　：マイクロメーターによる測定 −［２：１３０％ＫＯＨ溶液にｇｏ分浸漬した後、ｌＯ
分量水切り後のサンプル重量に対する保液率・姿８　：
　９０℃に加温した４０％ＫＯＨ溶液に８０分間浸漬処
理した後、水洗乾燥後の脱落率 ・糾４　：・髄８の試験を実施後の試料を用いて、◆２
の試験法によ抄求めた保液率 上記物性表から明らかなように、本発明による実施例の
アルカリ電池用セパレーターは、従来ポリオレフィン系
繊維の欠点である電解液保持特性が大きく向上し、高温
アルカリ処理及び水洗洗浄処理に於いても充分な耐久性
を有し、長期にわたし優れた電解液保持特性を持続する
ものである。

〔発明の効果〕

本発明は上記の構成とした為、電解液の吸液性、保持性
に優れ、且つ充分な耐久性を有し、さらに耐アルカリ性
、耐酸化性に優れたポリオレフィン系アルカリ電池用セ
パレーターが得られ、高温・高率放電用の長期寿命を有
するアルカリニ次電池を形成出来る等の優れた効果を有
する発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のセパレーターを構成する低結晶性ポリプ
ロピレン繊維表面の微細凹部へ浸入固着される親油性界
面活性剤の固着状態を示す模式図である。 （１）・・・繊維表面部 （！）・・・微細孔部 （３）・・・結晶化部 （４）・・・界面活性剤親油基部 （６）・・・界面活性剤親水基部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィン系の繊維よりなるセパレーターに
   おいて、結晶化度が３０〜６０％の低結晶性のポリプロ
   ピレン繊維を３０乃至８０重量パーセント含有し、ＨＬ
   Ｂ値１２以下であるノニオン系界面活性剤を含有する有
   機溶剤により表面改質処理した事を特徴とするアルカリ
   電池用セパレーター。
2. （２）ポリオレフィン系繊維よりなるセパレーターを表
   面処理する有機溶剤がケトン類である事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池用セパレーター
   。