JPH0434056A

JPH0434056A - 親水性ポリオレフィン系不織布

Info

Publication number: JPH0434056A
Application number: JP2132209A
Authority: JP
Inventors: Masa Sakurai; 雅桜井; Koichiro Asao; 浩一郎浅尾; Masayuki Tatsumi; 辰己　雅之
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-02-05

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、親水性を改善したポリオレフィン系不織布に
関するもので、特に２次アルカリ電池用セパレーターに
最適なポリオレフィン系不織布に関するものである。

〈従来の技術〉ポリレフイン系不織布は、熱加工性、耐薬品性、低吸湿
性、吸油性に優れており、農業用被覆材、包装、衣料、
寝具、家具、医療用衛生材料、フィルター、電池用セパ
レーター等に広く利用されている。

しかしながら、ポリオレフィン系不織布は、基材として
使用するポリオレフィン系樹脂の疎水性という特性をそ
のまま保持しているため、衛生材料やフィルター等の用
途のうち、保水性が要求される用途には十分な対応がで
きないのが現状である。

特に、従来、２次アルカリ電池用セパレーターとしては
、親水性の良好なポリアミド系不織布、特にナイロン６
系不織布を主構成材料とするポリアミド系不織布が利用
されている。しかるに、ポリアミド系不織布は、耐アル
カリ性、耐酸化性に劣り、ジャーナル・オブ・エレクト
ロケミカル・ソサエティ、第１３６巻６０５〜６１２頁
（１９８９年）　　［Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、
　Ｓｏｃ、、１３６．６０５−６１２（１９８９）　］
　に記載されているごとく、ポリアミド系不織布の加水
分解および酸化反応により住した不純物が電解液に溶解
する結果、自己放電を増加させ、電池性能を著しく低下
させる。

こうしたポリアミド系不織布の問題点を解決するため、
耐アルカリ性、耐酸化性の良好なポリオレフィン系不織
布、特にポリプロピレン系樹脂を主構成材料とするポリ
オレフィン系不織布が利用されているが、ポリオレフィ
ン系不織布は、電解液との親和性に劣り、電池用セパレ
ーターとして必要な保水性がないという問題がある。

こうしたポリアミド系不織布の問題点を解決するため、
耐アルカリ性、耐酸化性の良好なポリオレフィン系不織
布、特にポリプロピレン系樹脂を主構成材料とするポリ
オレフィン系不織布の利用が検討されているが、ポリオ
レフィン系不織布は、電解液との親和性に劣り、電池用
セパレーターとして必要な保水性がないという問題があ
る。

こうしたポリオレフィン系不織布の問題を解決するため
に、以下のような親水性を改善する方法が提案されてい
る。

（１）界面活性剤をポリオレフィン不織布の表面に付着
させる。

（１１）ポリオレフィン不織布にプラズマ照射を行ない
、親水基を吸着させる。

（ｉｊ）ポリオレフィン不織布に不飽和カルボン酸また
はその誘導体をグラフト重合させる。

（ｉｖ）ポリオレフィン不織布を発煙硫酸や濃硫酸中に
浸漬し、スルホン基を導入する。

しかるに、こうした方法では、付与される親水性が、要
求される保水性を発揮するのに十分ではなく、特に長期
使用により親水性が著しく低下するという問題がある。

また、前記の各方法により親水性を付与したポリオレフ
ィン系不織布を２次アルカリ電池用セパレーターとして
使用する場合、前記（１）の方法では、界面活性剤がポ
リオレフィン不織布から離脱し、不純物として電解液に
溶解する結果、自己放電を増加させる原因となる。

前記（１１）、（ｉｉｉ）の方法も同様に、電池内での
酸化により、それぞれカルボン酸イオンもしくはその誘
導体イオンが電解液中に溶出し、これらのイオンが自己
放電を増大させる。前記（ｉｖ）の方法では、不純物あ
るいは不純物イオンが溶出することがなく、自己放電の
低減には有効であるが、ポリオレフィン系不織布を均一
にスルホン化するための発煙硫酸や濃硫酸の温度、濃度
、浸漬時間等の条件範囲が狭く、工業的には問題がある
。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明の目的は、ポリオレフィン系不織布の持つ優れた
特性を保持しつつ、親水性、保水性の良好なポリオレフ
ィン系不織布、特に２次アルカリ電池用セパレーターに
最適なポリオレフィン系不織布を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉本発明者らは、上述のごとき課題を解決すべく鋭意検討
した結果、特定の構成成分からなるエチレン共重合体を
含有するポリオレフィン系不織布が、ポリオレフィン系
不織布のもつ優れた特性を保持しつつ、良好な親水性、
保水性を発揮することを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明は、（ａ）エチレン単位６０〜９９重
量％、（ｂ）アクリル酸または／およびメタクリル酸単
位１〜４０重量％、および（ｃ）他のエチレン性不飽和
コモノマー単位０〜２０重量％を構成成分とするエチレ
ン共重合体１０〜９０重量％と、ポリオレフィン系樹脂
９０〜１０重量％とからなることを特徴とする親水性ポ
リオレフィン系不織布である。

本発明の親水性ポリオレフィン系不織布における主要な
構成材料であるポリオレフィン系樹脂としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレンまたはエチレンとプロピレンの
共重合体等を使用する。

本発明において、ポリオレフィン系樹脂と共に使用する
エチレン共重合体は、エチレン単位６０〜９９重量％、
アクリル酸または／およびメタクリル酸単位１〜４０重
量％、および他のエチレン性不飽和コモノマー単位０〜
２０重量％を構成単位とするものである。

本発明の親水性ポリオレフィン系不織布は、エチレン共
重合体１０〜９０重量％とポリオレフィン系樹脂９０〜
１０重量％との混合物を溶融紡糸して繊維形態とし、得
られた繊維を、接着剤を用いるか熱融着するかあるいは
機械的に繊維を絡み合わせることにより製造できる。

また、本発明の親水性ポリオレフィン系不織布は、エチ
レン共重合体を溶融紡糸して得たエチレン共重合体繊維
１０〜９０重量％を、ポリオレフィン系樹脂を溶融紡糸
して得たポリオレフィン系繊維９０〜１０重量％と混合
したものを、上と同じく通常の方法で不織布に成形し製
造することもできる。尚、ここでエチレン共重合体繊維
に代えて、エチレン共重合体とポリオレフィン系樹脂の
混合物を溶融紡糸して得た繊維を使用することもできる
が、この場合、不織布中のエチレン共重合体の含有量は
１０〜９０重量％となるようにする。

さらに、本発明の親水性不織布は、ポリオレフィン系不
織布にエチレン共重合体を付着させて製造することもで
きる。エチレン共重合体を付着させる一つの方法は、エ
チレン共重合体をベンゼン、トルエン、キシレン等の溶
媒に溶かした溶液をポリオレフィン系不織布に含漬させ
た後、溶媒を乾燥、除去するものである。また、不織布
に加工する前のポリオレフィン系繊維を糸またはウェブ
状態でエチレン共重合体溶液で食潰処理した後、不織布
に仕上げても良い。いずれの場合も付着させるエチレン
共重合体の量は、不織布の１０〜９０重量％となるよう
に食潰処理する。

さらにまた、本発明の親水性ポリオレフィン系不織布は
、ポリオレフィン系樹脂１０〜９０重量％とエチレン共
重合体９０〜１０重量％を使用し、紡糸技術により芯鞘
型複合繊維あるいは並列型複合繊維としたものを常法に
より不織布に仕上げて製造することもできる。ここで、
芯鞘型複合繊維の場合は、ポリオレフィン系樹脂が芯、
エチレン共重合体が鞘となるようにして使用する。

これらのエチレン共重合体を含有した芯鞘型または並列
型複合繊維は、ポリオレフィン系樹脂繊維と混合して親
水性ポリオレフィン系不織布とすることもでき、この場
合、親水性ポリオレフィン系不織布中のエチレン共重合
体含有量を１０〜９０重量％となるように複合繊維とポ
リオレフィン樹脂繊維を混合すれば良い。

本発明の親水性不織布の主構成材料であるポリオレフィ
ン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ま
たはエチレン−プロピレン共重合体等の重合体を使用で
きるが、これらの重合体に、これらの重合体と相溶性を
有するポリアミド系やポリアクリル系の熱可塑性重合体
を適宜混合したものを使用することもできる。

本発明の親水性ポリオレフィン系不織布の他の一方の構
成材料であるエチレン共重合体は、エチレン単位６０〜
９９重量％、好ましくは７０〜９８重量％であり、アク
リル酸または／およびメタクリル酸単位１〜４０重量％
、好ましくは２〜３０重量％であり、そして他のエチレ
ン性不飽和コモノマー単位０〜２０重量％、好ましくは
０〜１５重量％である。エチレン単位が６０重量％未満
ではエチレン共重合体の熱加工性および耐薬品性が低下
し、また９９重量％を越えると親水性が十分に得られな
い。

エチレン共重合体中のアクリル酸または／およびメタク
リル酸単位が１重量％未満では、不織布に付与される親
水性が十分でなく、また、４０重量％を越えると熱加工
性および耐薬品性が著しく低下し、好ましい結果は得ら
れない。

エチレン共重合体中のエチレン性不飽和コモノマー（ｃ
）は、エチレン共重合体の熱加工性および柔軟性の改善
を目的として必要に応じて使用することができる。エチ
レン性不飽和コモノマー（ｃ）の好ましい具体例として
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル、酢酸ビニルなどが挙げられる。エチレン性不
飽和コモノマー（ｃ）が２０重量％を越えると耐薬品性
が著しく低下し好ましくない。

本発明の親水性不織布中のエチレン共重合体の含有量は
、１０〜９０重量％である。エチレン共重合体の含有量
カ月０重量％未満では、不織布に付与される親水性が十
分に得られず、また、９０重量％を越えると不織布の機
械的強度が低下し好ましい結果は得られない。

本発明のエチレン共重合体のメルトインデックス（ＪＩ
Ｓ　　Ｋ６７６０）は、０．１〜５００ｇ／１０分、好
ましくは１〜３００ｇ／１０分である。メルトインデッ
クスが０．１ｇ／１０分未満では加工性、特に繊維形態
への加工性が低下し、５００　ｇ／ｌ　０分を越えると
機械的性質が低下するので好ましくない。

〈実施例〉以下に実施例により本発明の詳細について説明するが、
本発明はこれらにより限定されるものではない。

尚、本実施例における試験方法は以下の通りである。

保水率：１０ｃｍｘ１０ｃｍの不織布を水に１０分間浸
漬した。浸漬前後の重量を測定し下式により算出した。

浸漬前型量アルカリ保水性：不織布を３０χ水酸化カリウム水溶液
に室温、２４時間浸漬した。浸漬前後の重量を測定し下
式により算出した。

アルカリ保水性（χ）耐アルカリ性：不織布を、６０℃、３０％水酸化カリウ
ム水溶液に２５０時間浸漬し、重量減少量を下式により
算出した。

耐アルカリ性（χ）浸漬前型量耐酸化性：不織布を、５％過マンガン酸カリウム水溶液
２５０ｄと、３０％水酸化カリウム水溶液５０ｄとから
なる混合液に、５０℃で１時間浸漬し、重量減少量を下
式により算出した。

耐酸化性（χ）実施例１エチレン共重合体（エチレン／アクリル＃−９０／１０
、メルトインデックス２０ｇ／１０分）を３０■φ押出
機にて溶融紡糸を行ない、繊維径１０デニールの長繊維
を得た。次いでこの長繊維を３倍延伸し、ｔ１！縮、切
断を行ない、平均繊維長４０鵬、繊維径４デニールの短
繊維を得た。

ポリプロピレン（住友化学工業■製ノーブレン・ＦＬ８
００：メルトインデックス１０ｇ／１０分）を同様に溶
融紡糸、延伸、捲縮、切断を行ない、平均繊維長４０■
、繊維径２デニールの短繊維を得た。

これらの短繊維を表１に示す割合で混合し、ウェブを形
成し、９０℃にて加熱することによりエチレン共重合体
を溶融させ不織布を得た０表１に示す通り、十分な保水
率を有していた。

実施例２エチレン共重合体とポリプロピレンの短繊維の混合割合
を表１に示すとおりとした以外は、実施例１と同様にし
て親水性不織布を得た６表１に示す通り、十分な保水率
を有していた。

比較例１実施例１のポリプロピレン短繊維を使用してウェブを形
成し、１５０°Ｃにて加熱することにより不織布を得た
。表２に示すとおり保水率は劣ったものであった。

実施例３エチレン共重合体（エチレン／アクリル酸＝９７／３、
メルトインデックス１０ｇ／１０分）とポリプロピレン
（住友化学工業■製ノープレン０ＦＬ８００：メルトイ
ンデックス１０ｇ／ｌ。

分）とを表２に示す通りの割合で混合したものを溶融紡
糸し１２デニールの長繊維を得た０次いでこの長繊維を
延伸、捲縮、切断し、平均繊維長４５閣、繊維径４デニ
ールの短繊維を得た。得られた短繊維を使用してウェブ
を形成し、１５０″Ｃにて加熱するこにより不織布を得
た。この不織布の試験結果を表２に示す。

実施例４〜５エチレン共重合体とポリプロピレンとの混合割合を表２
に示すものとした以外は、実施例３と同様にして親水性
不織布を得た。試験結果をまとめて表２に示す。

実施例６エチレン共重合体（エチレン／アクリル酸＝７０／３０
、メルトインデックス５０ｇ／ｌｏ分）とポリプロピレ
ン（住人化学工業■製ノーブレン・ＦＬ８００：メルト
インデックス１０　ｇ／ｌ　０分）とを表２に示すとお
りの割合で混合したものを溶融紡糸し１２デニールの長
繊維を得た。次いでこの長繊維を延伸、捲縮、切断し、
平均繊維長４５１、繊維径４デニールの短繊維を得た。

得られた短繊維を使用してウェブを形成し、１５０°Ｃ
にて加熱することにより不織布を得た。試験結果を表２
に示す。

実施例７エチレン共重合体とポリプロピレンの混合割合を表２に
示すものとした以外は、実施例６と同様にして親水性不
織布を得た。

比較例２ポリプロピレン（住人化学工業■製ノーブレンΦＦＬ８
００：メルトインデックスＬｏｇ／１０分）のみを使用
し、エチレン共重合体を使用しなかった以外は、実施例
３と同様にして不織布を得た。試験結果を表２に示す。

実施例８エチレン共重合体（エチレン／アクリル酸＝９１／９、
メルトインデックス１０ｇ／１０分）とポリプロピレン
（住友化学工業株製ノーブレン０ＦＬ８００：メルトイ
ンデックス１０　ｇ／ｌ　０分）とを５０：５０で混合
したものを溶融紡糸し１２デニールの長繊維を得た０次
いでこの長繊維を延伸、捲縮、切断し、平均繊維長４５
■、繊維径４デニールの混合物短繊維を得た。

ポリプロピレン（住人化学工業■製ノーブレン”ＦＬ８
００：メルトインデックス１０ｇ／１０分）のみを使用
し、同様にして平均繊維長４５閣、繊維径４デニールの
ポリプロピレン短繊維を得た。

これらの２種の短繊維を表３に示す割合で混合し、ウェ
ブを形成し、１５０℃にて加熱することにより不織布を
得た。試験結果を表３に示す。

実施例９〜１０混合物短繊維とポリプロピレン短繊維の配合量を表３に
示すものとした以外は、実施例８と同様にして不織布を
得た。結果を表３に示す。

実施例１１エチレン共重合体（エチレン／アクリル酸−９７／３、
メルトインデックス５ｇ／１０分）の５重量％キシレン
溶液に、ポリプロピレン（住人化学工業■製ノーブレン
＠ＦＬ８００：メルトインデックス１０ｇ／１０分）を
溶融紡糸、延伸、捲縮、切断を行なって得た平均繊維長
４０ｍ、繊維径２デニールの短繊維から製造した不織布
（目付５１　ｇ＃ｄ、厚み０．２−一）を浸漬し、エチ
レン共重合体が１０重量％付着した不織布を得た。この
親水性不織布の保水率は２８０％であった。

実施例１２エチレン共重合体（エチレン／アクリル酸−７０／３０
、メルトインデックス５０ｇ／１０分）を使用する以外
は、実施例１１と同様にして、エチレン共重合体が１２
重量％付着した不織布を得た。この親水性不織布の保水
率は３００％であった。

実施例１３芯にポリプロピレン（住人化学工業■製ノーブレン・Ｆ
Ｌ８００）、鞘にエチレン共重合体（エチレン／アクリ
ル酸／エチルアクリレート＝８５／１０１５、メルトイ
ンデックス３０ｇ／１０分）を使用して溶融紡糸を行な
い、芯鞘型複合繊維を得、延伸、捲縮、切断を行なって
平均繊維長４０■、繊維径４デニールの短繊維を得た。

この短繊維のウェブを形成し、７０℃に加熱することに
より不織布を得た。試験結果を表４に示す。

実施例１４〜１６鞘としてエチレン共重合体の種類および量を表４に示す
ものとした以外は、実施例１０と同様にして不織布を得
た。評価結果は表４にまとめて示す。

比較例３ポリプロピレン（住人化学工業■製ノーブレン＠ＦＬ８
００　：メルトインデックスＬｏｇ／１０分）のみを溶
融紡糸し、延伸、捲縮、切断を行なって得た平均繊維長
４０−１繊維径２デニールの短繊維を使用してウェブを
形成し、１５０°Ｃに加熱して不織布（目付５３　ｇ／
ｎ？、厚み０．２　ｖｗ）を得た。評価結果を表４に示
す。

比較例４ナイロン６（ユニチカ■製Ａ１０３０ＢＲＴ）のみを２
５０℃にて溶融紡糸し、延伸、捲縮、切断を行って得た
平均繊維長４０ｍ１、繊維径２デニールの短繊維を使用
してウェブを形成し、２２０°Ｃに加熱して不織布（目
付５０ｇ／ｒｒｆ、厚み０．２ｍ）を得た。評価結果を
表４に示す。

〈発明の効果〉本発明の親水性不織布は、ポリオレフィンの特性を保持
しつつ、良好な親水性を発揮する。特に、２次アルカリ
電池用セパレーターとして有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリオレフィン系樹脂を主構成材料とする不織布
において、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂９０〜１０重量％（Ｂ）（
ａ）エチレン単位６０〜９９重量％（ｂ）アクリル酸ま
たは／およびメタクリル酸単位１〜４０重量％（ｃ）他のエチレン性不飽和コモノマー単位０〜２０重
量％を構成成分とするエチレン共重合体１０〜９０重量％からなる組成物の繊維を含有し、かつ、不織布中のエチ
レン共重合体の含有量が１０〜９０重量％であることを
特徴とするポリオレフィン系不織布。
（２）ポリオレフィン系樹脂を主構成材料とする不織布
において、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂９０〜１０重量％（Ｂ）（
ａ）エチレン単位６０〜９９重量％（ｂ）アクリル酸ま
たは／およびメタクリル酸単位１〜４０重量％（ｃ）他のエチレン性不飽和コモノマー単位０〜２０重
量％を構成成分とするエチレン共重合体１０〜９０重量％からなる複合繊維を含有し、かつ、不織布中のエチレン
共重合体の含有量が１０〜９０重量％であることを特徴
とするポリオレフィン系不織布。
（３）ポリオレフィン系樹脂を主構成材料とする不織布
において、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂の織維９０〜１０重量％（Ｂ）（ａ）エチレン単位６０〜９９重量％（ｂ）アク
リル酸または／およびメタクリル酸単位１〜４０重量％（ｃ）他のエチレン性不飽和コモノマー単位０〜２０重
量％を構成成分とするエチレン共重合体の繊維１０〜９０重
量％からなることを特徴とするポリオレフィン系不織布。
（４）エチレン性不飽和コモノマーが、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニ
ルの中の１種または２種以上である請求項１、２または
３記載のポリオレフィン系不織布。
（５）ポリオレフィン系樹脂が、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、エチレンとプロピレンの共重合体である請求
項１、２または３記載のポリオレフィン系不織布。