JPH02259107A

JPH02259107A - 耐アルカリ性及び強度に優れたバッテリーセパレーター用合成繊維の製造法

Info

Publication number: JPH02259107A
Application number: JP1074848A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hosako; 宝迫　芳彦; Yasushi Yamaguchi; 泰史山口
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-19
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JP2729656B2

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、耐アルカリ性の要求されるバッテリーセパレ
ーターに有用な合成繊維およびその製造法に関する。

く従来の技術〉従来、密閉型アルカリ電池、例えばニッケルーカドミウ
ムアルカリ蓄電池は、カーボニルニッケル粉末を焼結し
て得られたニッケル焼結基板の細孔中に活物質全含浸保
持させた極板を所定の大きさに切断した後、合成繊維の
不織布からなるセパレーターを介して渦巻き状に巻き回
して極板群全構成し、しかる後電池缶に収納して電解液
を注入し、密閉し、組み立てられる。

ここで用いられるセパレーターの材質は、ナイロン繊維
の不織布が一般的であった。しかしながら近年電池使用
温度の高温化傾向が高まるにつれて、セパレーターの材
質も高温における耐アルカリ性に優れたポリプロピレン
繊維の不織布へと変わシつつある。

しかしながら、ポリプロピレン繊維の不織布からなるセ
パレーターは、ナイロン繊維不織布からなるセパレータ
ーに比べて高温における耐アルカリ性は優れているもの
の保液性が低いために、セパレーターの電解液保持性が
劣っている。このためポリプロピレン繊維不織布からな
るセパレーターを用いた電池は充放電を繰シ返すとセパ
レーター中の電解液が減少して放電特性が低下してしま
い、最悪の場合には放電不能な状態になる。そこでナイ
ロン繊維とポリプロピレン繊維の混抄やポリプロピレン
繊維の界面活性剤処理等の表面改質が試みられているが
、前者は高温における耐アルカリ性、後者は保液性効果
の持続性の点で十分とはいえない。

この欠点を改良する目的で特開昭６２−５１）５０号公
報で、ポリプロピレン繊維を多孔質化することによって
繊維に保液性を持たせ電解液保持性に優れたセパレータ
ーが提案されている。この多孔質化ポリプロピレン１ａ
＃はシリカ微粉末をポリプロピレンと過熱混練し、射出
成型を行なった後シリカ微粉末を超音波除去することに
よって祷られるが、この手法は繊維製造方法としては工
業的でなくさらに改良が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明は、高温時における耐アルカリ性に優れ、アルカ
リ蓄電池用のセパレーター等に有用な新規な合成繊維お
よびその製造法全提供することにある。

く課題を解決するための手段〉本発明は、重合度８００〜２５００のポリ塩化ビニル（
ＰＶＣ）２０へ４０重量％、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）２０〜６５重景％重量びポリサルホン（Ｐ
ＳＦ）１５へ４０重量％の組成からなる３デニール以下
の繊維であって、ＫＯＨ３０重量％水溶液中で常圧沸騰
状態で１時間処理後の繊維減量が１．５重量％以下、沸
水収縮率が２５％以下、さらに繊維の強度が１．２Ｊ？
／ｄ以上であることを特徴とする耐アルカリ性に優れた
合成繊維、さらに重合度８００へ２５００のＰＶＣ’２
０−４０重量％、ＰＭＭＡ２０へ６５重量％およびＰＳ
Ｆ１５へ４０重量％の組成比で混合しジメチルアセトア
ミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドお
よびアセトンの群から選ばれる溶剤に溶解分散させてな
る紡糸原液を非溶媒２０〜６０重量％および紡糸原液に
使用したと同じ溶剤８０〜４０重量％とからなる凝固浴
中に紡出することを特徴とする耐アルカリ性に優れた新
規な合成繊維の製造法にある。

本発明の繊維の組成において、ＰｖＣが２０重量％未満
では、繊維強度が１．２．９／ｄ以上の繊維を製造する
ことが困難になシ、またｐｖｃ’が４０重量％を超える
と、耐アルカリ性が低下する。具体的にはＫＯＨ５０重
童％水溶液中で常圧沸騰状態で１時間処理後の繊維減量
が１．５重量％を超えるためである。

またＰＭＭＡは６５重量ＬＸ？超えると繊維強度が１．
２．ｌｉ’／ｄ以上の繊維を製造することができない。

ＰＳＦの含有量が１５重量％未満では繊維の沸水収縮率
が２５％を超え、繊維物性としては好葦しくない。また
ＰＳＦが４０′ｉ蓋％を超えると繊維強度が１．２．！
ｉ’／ｄ未満となシ繊維物性としては不十分である。

使用するＰ　’Ｉ　Ｃの重合度は８００〜２５００であ
シ、重合度８００未満では繊維強度が１．２．９／ｄ未
満となシ、また重合度が２５００ｉ超えると紡糸原液の
ゲル化が発生しゃすくなシ、安定に繊維を製造すること
が困難になる。ＰＭＡ。

ＰＳＦについては特に重合度の規定はないが、通常、フ
ィルム、成型材料に使用されるものであればよい。

また本発明に用いることのできるＰＭＭＡは、メチルメ
タクリレート単独ポリマーのみ全意味するものではなく
、少蓋の可塑成分を含有するＰＭＭＡ系ポリマー全体を
意味する。

さらに本発明の繊維の組成は、ＰＶＣＸＰＭＭＡ。

ＰＳＦに限られるものではなく、紡糸原液中に混合丑た
は分散し、繊維賦型可能であって、耐アルカリ性、低い
沸水収縮率、繊維強度を損なわない重合体であれば加え
ることが可能であるが、その添加量としては５重量％未
満であることが好ましい。

また耐光、耐熱安定剤等全少量添加することも可能であ
る。

本発明の繊維は、湿式紡糸方式によって製造されるが、
紡糸原液の溶剤としては、ＰｖＣｌＰＭＭＡ、ＰＳＦ’
ｉ溶解分散させる能力を有するものであれば、単一の溶
剤または混合溶剤が使用可能である。これらの溶剤とし
ては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、アセトンが挙げられるが、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルホルムアミドが特に有利に
使用される。これらの溶剤にｐｖｃ　。

ＰＭＭＡＸＰＳＦを混合溶解分散し紡糸用原液が調製さ
れるが、紡糸原液は予めポリマーを混合して溶剤に混合
するか、または個々に溶剤に溶解したポリマー浴液を混
合することによって調製される。紡糸原液の５０ｐにお
ける粘度は１００〜２０００ボイズ、好ましくは１５０
〜１０００ボイズであシ、これらの値になるように原液
固形分濃度が調製されるが、固形分濃度はゲル化全紡糸
する上で５０重量％以下とすることが好ましい。

紡糸原液は１．紡糸口金よシ凝固浴中に押し出され繊維
に賦型される。紡糸口金の大きさは目標とする繊維の太
さに応じ適時選択される。凝固浴中の凝固剤としては、
ポリマーの非溶剤である水、アルコール等が使用される
が工業的には水が好ましい。

凝固浴は紡糸原液に使用したと同一の溶剤と非溶剤との
混合溶液であシ、その混合比率は非溶媒２０〜６０重蓋
％、溶剤８ｏ〜４０．ｆｆｉ量％の組成で行なのが望ま
しい。非溶媒の比率が２００重量％未満なると凝固浴中
に吐出される繊維が接着を起こし、逆に非溶媒の比率が
６０重量％を超えると凝固糸の接着はなくなるが、凝固
糸中に多量の空隙が生じ繊維としての適切な強伸度を与
える上で必要な延伸性全損なう。

凝固浴の温度は特に規定はしないが、好ましくは２０〜
４０Ｃで行なうのが望ましい。

得られた凝固糸は、沸騰水中で延伸、洗浄され、更に必
要に応じ延伸、洗浄を繰夛返すことによって繊維として
の適尚な物性があたえられる。繊維は乾燥または未乾燥
のまま補集されバッテリーセパレーター用の紙、編織物
、不織布等のシートの原料として使用される。凝固浴を
出た未延伸糸の洗浄、延伸、乾燥方式は繊維中のポリマ
ー組成に応じて適時最適な条件全選定することができる
。

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
のとするためには、６０重量％ＫＯＨ水溶液に浸せきし
、常圧沸騰中１時間後の繊維減量が１．５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）測定さ
れるポリグロピレン繊維の値を下回るものである。

本発明の繊維の断面形状は特に限定されるものではなく
、高温時における耐アルカリ性および繊維物性を損なう
ものでなければ種々選択が可能である。シート状成型物
であるセパレーターの嵩を増し、保液性を高める目的で
繊維断面を円形から扁平または十字、Ｙ字断面に変形し
、繊維間の空隙を増すことも可能で、このような異型断
面化はシート状物であるセパレーターの保液性’ｌｉ＝
、ｔ：！り高める効果を有する。

また本発明の繊維の繊度は６デニール以下、さらに好ま
しくは２デニール以下とすることがよい。このような細
デニールの繊維によってよシ薄いセパレーターの製造が
可能となシ、電池の小型化に適したセパレーターが提供
される。

〈実施例〉以下、本発明全実施例によシ説明する。

実施例１溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１）０
０のＰＶＣとＰＭＭＡ、ＰＳＦｉ第１表に示す混合比率
で溶剤に溶解分散させ、紡糸原液をえた。この時の固形
分濃度は５０Ｃにおける粘度が２００ボイス付近になる
ように調製した。

この紡糸原液をジメチルアセトアミド６０重量％、脱イ
オン水４０重量％、温度６０Ｃの凝固浴中へ吐出し、未
延伸糸を得た。この未延伸糸を洲本中で約３倍延伸全行
ない、さらに洲本中で洗浄を行い、繊維１．０デニール
の繊維を得た。得られた繊維の性能を第１表に示した。

実施例２溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、ＰＶＣ／ＰＭ
ＭＡ／ＰＳＦ＝３０１５０／２０　（重量％）とし、Ｐ
ｖＣの重合度全第２表に示す様に変更して、溶剤に溶解
分散させ、紡糸原液を調製し、実施例１における同じ方
法で紡糸、繊維賦型をおこなった。

得られｆｃ織繊維性能全第２表に示した。

実施例ろ溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、第３表にＰＳ
Ｆの混合比率全変更させて、溶剤中に心房分散させ紡糸
原液全調製し、実施ｆ１）１におけると同じ方法で紡糸
、繊維賦型全おこなった。

得られた繊維の性能全第６表に示した。

第６表紡糸原液全調製した。固形分濃度は粘度２００ボイス付
近になるように調製した。

この紡糸原液全第４表に示す混合比率の凝固浴中に吐出
し未延伸糸？えた。この未延伸糸を洲本中で約６倍延伸
全行ない、さらに洲本中で洗浄を行ない、極度１．０デ
ニールの繊維を得た。

第４表に得られた繊維の性能金示した。

実施例４溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、重合度１）０
０のＰＶＣ３０重量％、ＰＭＭＡ５０重量％、ＰＳＦ２
０重量％の比率で混合し、実施例５実施例１、Ａ１で得られた繊維を６藤にカントした短繊
維８５Ｍ量％とバインダー繊維としてカット長５記のポ
リエチレン繊維１５重量％と全混合抄紙踵熱圧看によシ
目付５０，９／ｍ２の不織布を得た。更にこの不織布全
界面活性剤で親水化処理を行った。この不織布の耐アル
カリ性およびＫＯＨ３０重童％水溶液の保液率を測定し
た。保液率は下記の測定方式で示す評価方法で行なった
。この結果第５茨に示した様に市販のバッテリーセパレ
ーター不織布と比べて優れた耐アルカリ性、電解液保持
性を有していた。

ＫＯＨ水ｍ液の保液率（重量％）評価法不織布の任意の
部分よｌ）　５　ａｒｔ　Ｘ　５　ａｎの試験片を３枚
切シ出し、秤量（Ｗｌ）する。この試験片をＫＯＨ３０
％水溶液（２０Ｃ）に１時間浸せき後、１０分液滴を切
り重１ｔ（Ｗｉ）　　’ｒ測測定、以下の式より算出し
た。

〈発明の効果〉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
ることから、紙、編織物、不織布にし、さらに適度な親
水化処理を施すことによって、酸化銀電池、水銀電池、
空気電池、アルカリ−マンガン電池、ニッケルー亜鉛を
池、ニッケルーカドミウム電池、アルカリ蓄電池等の電
池用セパレーター用シートの原料としてきわめて有用な
るものであシ、また本発明の方法はかかる繊維を有第１
に製造する方法を提供するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　重合度８００〜２５００のポリ塩化ビニル２０
〜４０重量％、ポリメチルメタクリレート２０〜６５重
量％およびポリサルホン１５〜４０重量％の組成からな
る３デニール以下の繊維であつて、ＫＯＨ３０重量％水
溶液中で常圧沸騰状態で１時間処理後の繊維減量が１．
５重量％以下、沸水収縮率が２５％以下、繊維の強度が
１．２ｇ／ｄ以上であることを特徴とする耐アルカリ性
に優れた合成繊維。
（２）　重合度８００〜２５００のポリ塩化ビニル２０
〜４０重量％、ポリメチルメタクリレート２０〜６５重
量％およびポリサルホン１５〜４０重量％の組成比で混
合しジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシドおよびアセトンの群から選ばれる溶
剤に溶解分散させた紡糸原液を、非溶媒２０〜６０重量
％と紡糸原液に使用したと同じ溶剤８０〜４０重量％と
からなる凝固浴中に紡出することを特徴とする耐アルカ
リ性に優れた合成繊維の製造法。