JPH0247305A

JPH0247305A - 耐アルカリ性、保液性に優れた合成繊維及びその製造法

Info

Publication number: JPH0247305A
Application number: JP63195710A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hosako; 宝迫　芳彦; Yoshinori Furuya; 古谷　禧典; Yasushi Yamaguchi; 泰史山口
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1990-02-16

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、保液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及びその製造法に関す
る。

〈従来の技術〉従来、密閉形アルカリ電池、例えばニッケルーカドミウ
ムアルカリ蓄電池の製造法として、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
物質な含浸保持させた極板を所定の大きさに切断した後
１合成繊維の不織布からなるセパレーターを介し℃渦巻
状に捲回して極板群を構成し、しかる後電池缶に収納し
て電解液を注入し、封口し、組立てられる。

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りつつある。

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
の撥水性が高いために、セパレーターの電解液保持性が
劣りている。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り返すとセパ
レーター中の電解液が減少してしまい放電特性が低下し
℃しまい、最悪の場合には放電不能な状態になることに
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等
の対策が試みられているが、前者は高温における耐アル
カリ性、後者は効果の持続性の点で十分とはいえなかっ
た。

この欠点を改良する目的で特開昭６２−５１１５０号公
報で、ポリプロピレン繊維を多孔質化することによりて
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
ーを作成し、アルカリ蓄電池の充放電サイクルを向上せ
しめる方式が提案されている。この多孔性のポリプロピ
レン繊維はシリカ微粉末をポリプロピレンと加熱混練し
、射出成形を行なった後シリカ微粉末を超音波除却する
ことによって得られるが、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必要であった。

〈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、しかも
高度な保液性を必要とするアルカリ蓄電池用のセパレー
ターに有用な合成繊維及びその製造法を提供することに
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＃（ｐ
ｖｃ　）　２０〜４０ｎ量％、ポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）２０〜６５１ｉ量％、ボｌＪｆル＊ン（
ＰＳＦ）１５〜４０Ｘ：ｉｔ％及ヒポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）０．１〜２Ｎｌ１％の組成物からなる繊維
であって、ＫＯＨ３０重祉％水溶液中で常圧沸騰状態で
１時間処理後の繊維減量が１．５ｘ量％以下、製水収縮
率が２５％以下、さらに本文中に示す測定法による保液
率が５０重量％以上であることを特徴とする耐アルカリ
性、保液性に優れた合成繊維、及び１合度８００〜２５
００（７）ＰＶＣ２０〜４０１ｉ％、ＰＭＭＡ２０〜６
５１Ｌ量％、ＰＳＦ１５〜４０１［ｉ％及びＰ　Ｖ　Ａ
　０．１〜２１［量％ｆ）組成比で混合したポリマーを
ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド及びジメ
チルスルホキシド又はアセトンに溶解分散させた紡糸原
液を凝固剤が２０〜６０重量え含まれる紡糸原液と同じ
溶剤と凝固剤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、保液性に優れた合成繊維の製造法に
ある。

本発Ｅｌｌｌ　ノ繊維ＧＷ、ＰＶＣ２０〜４０！ｔ％、
ＰＭＭＡ２０〜６５１！量％、Ｐ８Ｆ１５〜４０重量％
及びｐ　Ｖ　Ａ　０．１〜２重量％の組成比で構成され
、ｐｖｃが２０１１１％未満では実用上十分な物性を有
する繊維を製造することが困難となり、又ＰｖＣが４０
Ｉｌ量％を超えると耐アルカリ性が低下し、具体的には
Ｋｏｕ３０ｉ１ｔ：％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％を超えてしまうからで
ある。

ＰＭＭＡが６５ｆｉ量％を超えると繊維物性の低下がお
こり実用上十分な物性をもった繊維を製造することが困
難となってしまう。ＰＳＦが１５重量％未満では繊維物
性の低下、とくに製水収縮率が２５％を超えてしまい実
用上十分な物性の繊維を製造することはできず、又ＰＳ
Ｆ４０重量％を超えると物性の低下つまり強伸度の低下
がおこる。ＰＶＡが０．１重量％未満では保液率が５０
３重量％未満になってしまい、２重量％を超えるとＫＯ
Ｈでの繊維減量が１．５１［量％を超えてしまい、十分
な耐アルカリ性を損なう。

使用するポリマーの重合度は、１合度８ｏ。

〜２５００のＰｖＣを使用する。重合度８ｏ。

未満では繊維物性、とくに強伸度の低下がおこり、また
重合度２５００を超えると紡糸原液のゲル化が発生しや
すくなり、安定に繊維を製造することが困難となる。Ｐ
ＭＭＡ、ＰＳＦについ℃は重合度の規定はないが、通常
のフィルム、成形材料に使用されるものであればよい。

ｐｖＡは紡糸原液の溶剤に可溶な範囲のものを使用する
ことが望ましい。例えば、けん化度８０以下の部分けん
化ＰＶＡを使用することが紡糸溶剤への溶解性の点で望
ましい。

又本発明で用いるＰＭＭＡは、ＭＭＡ単独ポリマーを意
味するものではなく、少量の可輩性分を含有するＰＭＭ
Ａ系ポリマー全体を意味するものである。

本発明の繊維の組成は、ＰＶＣ，ＰＭＭＡ。

ＰＳＦ及びＰＶＡに限られるものではなく、紡糸ｍ液の
溶剤中でＰＶＣ，ＰＭＭＡ、ＰＳＦ及びＰＶＡに混合又
は分散し、繊維賦形可能なポリマーを組成物として加え
ることが可能であるが、その添加量としてはｓｘｉ％未
満が好ましい。又添加されるポリマーは耐アルカリ性を
損なうものであってはならない。

又射光・耐熱安定剤等を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、紡
糸原液の溶剤としては、ｐｖｃ、ｐＭＭＡ、ＰＳＦ及び
ＰＶＡを溶解分散させる能力を有するものであれば、単
一の溶剤又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、アセトンか挙げられるが、Ｄ
　Ｍ　Ａ　ｃ％　ＤＭＦが有利に使用される。これらの
溶剤にＰＶＣ，ＰＭＭＡ、ＰＳＦ、ＰＶＡを混合溶解分
散し紡糸用原料が調製されるが紡糸原液は予め重合体を
混合し、溶剤に溶解するか、又は個々に溶解した原液を
混合することによって得られる。紡糸原液の５０℃にお
ける粘度は１００〜２０００ポイズ、好ましくは１５０
〜１０００ボイズとするのがよく、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、固形分漉度はゲル
化を防止する上で５０１良％以下とすることか好ましい
。

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繊
維の太さに応じ適時選択されろ。凝固浴中の凝固剤とし
ては、重合体の非溶媒である水、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用
いたと同様な溶剤と凝固剤との混合溶液からなり、混合
比率は凝固剤２０〜６０重１１％、溶剤８０〜４０重１
１％の組成で行うことが望ましい。

凝固剤の比率が２０重量％未満になると凝固浴中に吐出
された繊維が接着を起こす。逆に凝固剤の比率が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
多量の空隙か生じ繊維に適切な強伸度を与える上で必要
な延伸性を損なう。凝固浴温度は特に規定はしないが、
好ましくは２０〜４０℃で行うのが望ましい。

得られた凝固糸は、沸騰水で延伸、洗浄されさらに必要
に応じ延伸、洗浄を繰り返し沸騰水中で行うことにより
繊維としての適当な物性か与えられる。繊維は乾燥又は
未乾燥のまま補集されバッテリーセパレーター用の紙、
織編物、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が選定されるが、
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。

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
のであり、耐アルカリ性として具体的には３０重量％Ｋ
ＯＨ水溶液に浸漬し、常圧で沸騰中１時間後の繊維減量
が１．５：１ｌｉ１％以下であることが必要であり、こ
の値は同一手法により測定されるポリプロピレン繊維の
値を下回るものである。

さらに優れたアルカリ電池用バッテリーセパレータ−を
生成する繊維としては、優れた保液性を有することが必
要であり、具体的には繊維を脱イオン水中に２４時間浸
漬し、ＩＯＣで１０分間遠心脱水した後の繊維重量を測
定しくｗｌ）、この繊維の乾燥重量（町）を測定し、以
下の式で算出する保液率が５０ｘ量％以上であることが
必要である。

保液率（Ｘｉｔ％）＝　　”−″”Ｘ１００町本発明の繊維の断面形状は特に限定されるものでな（、
高温時における耐アルカリ性および保液性を損なうもの
でなければ種々選択か可能である。シート状成形物であ
るセパレーターの嵩を増し、保液性を高める目的で繊維
断面を円形から偏平又は十字、Ｙ半断面に変形し、繊維
間の空隙を増すことも考えられるが、このような異形断
面化はシート状物であるセパレーターの保液性をより高
める効果を有する。

又、本発明の繊維の繊度は３デニール以下、好ましくは
２デニール以下とするのがよい。このような細デニール
とした繊維によって、より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か提供さ
れる。セパレーターの薄化に伴い、セパレーターを構成
する繊維間の空隙が減少し、保液性低下の要因となるが
、本発明の繊維のごとく、繊維そのものに高い保液性を
有する場合、セパレーターの薄化を伴う保液性の低下を
効率的に補うことが可能である。

〈実施例〉以下、本発明を実施例により説明する。

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１１０
０のｐｖｃとＰＭＭＡ、ＰＳＦ、けん化度７８．５〜８
１．５のＰＶＡを第１表に示す。

混合比率で溶剤に溶解分散させ、紡糸原液を得た。この
時の固形分は粘度２００ボイズ伺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４ＯＮ：１％、温度３０℃の凝固浴中へ吐出し
、未延伸糸を得た。この未延伸糸を沸水中で約３倍延伸
を行い、さらに沸水中で洗浄を行い、繊度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。

第１表に示したＫＯＨ処理後の減量及び保液率は、本文
中に記した方法で処理し測定した値である。

第１表に示すようにｐｖｃの含有量が２０重量％未満で
は十分な延伸性が得られず、紡糸不能となり、逆に４０
］［３１％を超えると耐アルカリ性を損なう結果となる
。

実施例２溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、ポリマー組成
（′１ｊＬ量％）をＰＶＣ／ＰＭＭＡ／ＰＳＦ／ＰＶＡ
＝３０／４９／２０／１とし、ＰＶＣの重合度を第２表
の様に変更して、溶剤中に溶解分散させ、紡糸原液を調
製し、実施例１と同じ条件で紡糸し、繊維賦形な行った
。得られた繊維の性能を第２表に示した。

第　　２　　表第２表に示すようにｐｖｃの重合度が８００未満では繊
維の強度が低く、又２５００を超えると紡糸原液がゲル
化し、紡出不能となる。

実施例３溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、第３表のよう
にＰＳＦの混合比率を変更して、溶剤中に溶解分散させ
、紡糸原液を調製し、実施例１と同じ条件で紡糸し、繊
維賦形を行った。

得られた繊維の性能を第３表に示した。

第３表に示すようにＰＳＦの含有量が１５ｘ量％未満に
なると繊維の製水収縮率が増加し熱安定性を損なう。逆
に４ｏ１１１１％を超えると繊維物性特に強度が低下し
実用に供さなくなる。

実施例４溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、第４表のよう
Ｋけん化度７８．５〜８１．５７７）ＰＶＡの混合比率
を変更して、溶剤中に溶解分散させ紡糸原液を調製し、
実施例１と同じ条件で紡糸し、繊維賦形な行い、第４表
に示すような繊維を得た。

ＰＶＡを添加することによって保液性が向上するが、２
．　Ｏｎ量％以上添加すると耐アルカリ性が低下するこ
とがわかる。

実施例５溶剤としてジメチルアセトアミドを用い、１合度１１０
（１）ＰＶＣ３０１に量％、ＰＭＭＡ　４９重量％、Ｐ
　Ｓ　Ｆ　２０重量％、ＰＶＡ１．Ｏ！（Ｊａ：％の比
率で混合し、紡糸原液を調製した。固形分濃度は粘度２
００ボイズ付近になるように調製した。この紡糸原液を
第５表に示す混合比率の凝固浴中に吐出し、未延伸糸を
得た。この未延伸糸を排水中で約３倍延伸し、さらに排
水中で洗浄を行い、第５表に示すような繊維を得た。

第　　５宍第　　６　　表実施例６実施例１．隘１で得られた繊維を６鶴にカットした短繊
維８５１Ｈ１％とバインダー繊維としてカット長３ｓｍ
のポリエチレン繊維１５重量％とを混合抄紙し、熱圧着
により目付５０１／ｌｒｉ″の不織布を得た。この不織
布の耐アルカリ性およびＫＯＨ３０重量％水溶液の保液
率を測定した。保液性は以下の測定方式で示す評価方法
で行りた。この結果第６表に示すように市販のバッテリ
ーセパレーター不織布と比べて優れた電解液保持性を有
することがわかりた。

ＫＯＨ水溶液の保液率（重量％）評価法不織布の任意の
部分より５ｃｍＸ５ｃ１ｎの試験片を３枚切り出し、秤
１（ｕｔ）する。この試験片をＫＯＨ３０％水溶液（２
０℃）に１時間浸漬後、１０分間液滴を切り重量（Ｗｌ
）を測定し、以下の式より算出した。

〈発明の効果〉本発明の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、紙、織編物、不織布
等にしてアルカリ蓄電池のセハレーター用シートの原料
として極めて有用なるものであり、又本発明の方法はか
かる繊維を有利に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
％、ポリサルホン１５〜４０重量％及びポリビニルアル
コール０．１〜２重量％の組成物からなる繊維であって
、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、さらに本文中に示す測定法による保液率が５０
重量％以上であることを特徴とする耐アルカリ性、保液
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
％、ポリサルホン１５〜４０重量％及びポリビニルアル
コール０．１〜２重量％の組成比で混合したポリマーを
ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド又はアセトンに溶解分散させた紡糸原液
を凝固剤が２０〜６０重量％含まれる紡糸原液と同じ溶
剤と凝固剤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、保液性に優れた合成繊維の製造法。