JPH09190810A - Alkaline battery separator - Google Patents

Alkaline battery separator

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JPH09190810A
JPH09190810A JP8001479A JP147996A JPH09190810A JP H09190810 A JPH09190810 A JP H09190810A JP 8001479 A JP8001479 A JP 8001479A JP 147996 A JP147996 A JP 147996A JP H09190810 A JPH09190810 A JP H09190810A
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JP
Japan
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fiber
web
fibers
separator
alkaline battery
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Application number
JP8001479A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Sato
典明 佐藤
Yoshiyuki Okui
良幸 奥井
Hisao Ishibe
久雄 石部
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Glass Fiber Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a separator having high electrolyte holding capacity and a function to prevent the transfer of an active material, by aligning a continuous fiber in the plane direction, on the surface or inside a random oriented fiber web having a specific fiber diameter. SOLUTION: A nonwoven fablic sheet 6 used for an alkaline battery separator is a compound of a random printed fiber web having the fiber diameter less than 10μm, and a continuous fiber 5. That is, it is compounded by providing numerous reinforcing continuous fibers 5, on the surface or inside a nonwoven web, in the plane direction of the web, and orienting in the same direction each other. The diameter of the continuous fiber 5 is less than about 80% of the thickness of the separator, and it is preferable to have about 5 to 60μm. It is favorable to include the continuous fiber 5 about 3 to 30wt.% to the nonwoven fabric. Consequently, even through the separator is made thin, the necessary tensile strength can be secured in the manufacturing process of the battery.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルカドミウ
ム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などのア
ルカリ電池に使用される電池用セパレーターに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery separator used in alkaline batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話機のような携帯機器に用
いられる電池として、単位体積当たりもしくは単位重量
当たりのエネルギー密度の高いアルカリ電池に対する需
要が高まっている。そのため、アルカリ電池の高容量化
が益々、求められるように成ってきており、その一つの
試みとして、アルカリ電池の中で電池の正極と負極の絶
縁およびそれぞれの極から脱落した粉末状活物質の移行
防止と、電池反応にあずかる電解液の保持を受け持つセ
パレーターの厚みを薄くして全体の電池容積を減少させ
る試みが行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for alkaline batteries having a high energy density per unit volume or unit weight as batteries used in portable devices such as mobile phones. Therefore, higher capacity of alkaline batteries is being demanded more and more, and as one of the attempts, insulation of the positive electrode and the negative electrode of the battery in the alkaline battery and the powdery active material dropped from the respective electrodes are used. Attempts have been made to reduce the overall battery volume by reducing the thickness of the separator that is responsible for preventing migration and retaining the electrolytic solution that participates in the battery reaction.

【0003】従来、アルカリ二次電池用セパレーターと
してナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等からなる乾式
法の短繊維不織布が用いられてきた。前記のごとく、セ
パレーターの薄肉化が求められるようになり、従来の乾
式法による短繊維不織布では、単純にその厚みを薄くす
るのみでは、円滑な電池反応を行わせるに必要な電解液
量を保持する機能(この機能を保液性と呼ぶことがあ
る)が維持できなくなってきた。また、乾式法による短
繊維不織布は、不織布を構成する繊維の繊維直径が通常
10μm以上であり、繊維間の空孔径が大きく、電池の
正、負極を構成する粉末状の活物質の移行を防止する機
能(この機能をフィルター機能と呼ぶことがある)が、
セパレーターを薄くすることにより低下する問題があっ
た。
Conventionally, dry process short fiber nonwoven fabrics made of nylon fibers, polypropylene fibers and the like have been used as separators for alkaline secondary batteries. As mentioned above, thinning of the separator is required, and in the conventional short-fiber nonwoven fabric by the dry method, simply reducing the thickness of the non-woven fabric will maintain the amount of electrolyte necessary for a smooth battery reaction. The function to do so (this function is sometimes called liquid retention) cannot be maintained. The short fiber non-woven fabric produced by the dry method usually has a fiber diameter of 10 μm or more, and has a large pore diameter between the fibers, which prevents migration of powdered active material constituting the positive and negative electrodes of the battery. Function (this function is sometimes called a filter function)
There is a problem that the thickness is lowered by making the separator thin.

【0004】乾式法による短繊維不織布の、この問題を
解決するにはセパレーターを構成する繊維の径を細くす
れば良いが、10μm未満の繊維直径を有する短繊維
は、かさ高く、繊維同士の絡みが強いため、繊維をほぐ
して均一な厚みのウェブを形成することが難しくなり、
コストの高いセパレーターとなってしまう欠点がある。
In order to solve this problem of the short fiber non-woven fabric by the dry method, the diameter of the fibers constituting the separator may be reduced, but the short fibers having a fiber diameter of less than 10 μm are bulky and entangled with each other. Since it is strong, it becomes difficult to loosen the fibers and form a web of uniform thickness,
It has the drawback of becoming a high-cost separator.

【0005】これらの問題を解決する方法として、溶融
ポリマーを高速気流中に押し出し、溶融ポリマーを牽引
細化し、移動するスクリーン上に捕集して不織布とする
方法の中で、複数のポリマーノズルが直線上に配置さ
れ、そのポリマーノズル列の両側に高速気流を形成する
一対の気体スリットノズルが配置されているメルトブロ
ー法を用いたメルトブロー不織布によりセパレーターを
構成する方法が提案されている。メルトブロー不織布は
極細繊維から構成されているため、空隙率を高くするこ
とができるので、単位体積当たりの電解液量をより多く
保持でき、また、繊維間の空孔径を小さくできるので、
粉末状の活物質の移行を防止する機能がセパレーターを
薄くしても確保できるので前記の問題を解決するために
有効である。
As a method for solving these problems, a plurality of polymer nozzles are used in a method of extruding a molten polymer into a high-speed air stream, pulling and thinning the molten polymer and collecting it on a moving screen to form a nonwoven fabric. There has been proposed a method of forming a separator by a melt-blown nonwoven fabric using a melt-blowing method in which a pair of gas slit nozzles that form a high-speed air flow are arranged on both sides of a straight line of the polymer nozzles. Since the meltblown nonwoven fabric is composed of ultrafine fibers, it is possible to increase the porosity, so that it is possible to hold a larger amount of electrolytic solution per unit volume, and it is also possible to reduce the pore diameter between fibers,
The function of preventing the migration of the powdery active material can be ensured even if the separator is made thin, which is effective for solving the above problems.

【0006】しかし、メルトブロー不織布は繊維直径が
細く、また、製法上、繊維には延伸がかかっていないの
で繊維自体の強度が低く、また、不織布としても繊維配
向がランダムであるため機械強度が低い。アルカリ電池
の組立工程において、帯状の正極板と負極板との間に帯
状の電池セパレーターを挟んで、これらを渦巻き状に巻
き込む工程があり、強度の低いメルトブロー不織布のみ
で構成されているアルカリ電池セパレーターは、この工
程でセパレーターに対して巻き込み方向に張力が加わ
り、セパレーターが切断してしまう不都合があった。一
般に、不織布の強度を向上させるには目付量(単位面積
あたりの重量)を増やせばよいが、セパレーターの厚み
を一定にした場合、目付量の増加はセパレーター内部の
空隙率を低下させることとなり、電池セパレーターの性
能として重要な保液性、電池製造時に生産性を左右する
セパレーターが電解液を吸い込む速度(吸液速度)、電
池の充電時に正極で発生した酸素ガスを負極へ円滑に移
動させる機能(この機能を通気性と呼ぶことがある)を
損なってしまう。
However, the melt-blown non-woven fabric has a small fiber diameter, and because the fiber is not stretched due to the manufacturing method, the strength of the fiber itself is low, and the non-woven fabric also has low mechanical strength because the fiber orientation is random. . In the process of assembling an alkaline battery, there is a process in which a strip-shaped battery separator is sandwiched between a strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate, and these are wound in a spiral shape. In this process, tension is applied to the separator in the winding direction, and the separator is cut off. Generally, in order to improve the strength of the non-woven fabric, it is sufficient to increase the basis weight (weight per unit area), but when the thickness of the separator is constant, the increase in the basis weight reduces the porosity inside the separator, Liquid retention, which is important for the performance of battery separators, the speed at which the separator, which affects productivity during battery manufacturing, absorbs the electrolyte (absorption speed), and the function that smoothly transfers oxygen gas generated at the positive electrode to the negative electrode during battery charging (This function is sometimes called breathability).

【0007】このメルトブロー不織布の強度不足の欠点
を解決するため、特開昭61−281454公報には、
短繊維直径が0.1〜2μmであるメルトブローウェブ
と、直径が5μm以上の繊維の高強度の乾式不織布とを
高圧水の噴射により積層一体化した電池用セパレーター
が記載されている。この方法では、メルトブローウェブ
の細い繊維により、空隙率を高くし、そして繊維間の空
孔径を小さくする効果をねらい、高圧水の噴射により、
このメルトブローウェブの細い繊維を乾式不織布の太い
繊維に絡めて接合することにより、電池セパレーターと
して必要な強度を発現させることをねらっている。ま
た、電池セパレーターに限らず、メルトブローウェブの
強度向上を目的として、スパンボンド不織布(繊維には
延伸がかかっており、繊維直径も大きいので繊維自体の
強度が大)の様な強度の高い不織布との張り合わせが行
われている。
In order to solve the drawback of insufficient strength of this meltblown nonwoven fabric, Japanese Patent Laid-Open No. 61-281454 discloses
Described is a battery separator in which a melt blown web having a short fiber diameter of 0.1 to 2 μm and a high-strength dry non-woven fabric of fibers having a diameter of 5 μm or more are laminated and integrated by jetting high-pressure water. In this method, the fine fibers of the meltblown web increase the porosity, and aim at the effect of reducing the pore size between the fibers, by the injection of high-pressure water,
The thin fibers of the meltblown web are entwined with the thick fibers of the dry-type non-woven fabric so as to be bonded to each other, so that the strength required for the battery separator is exhibited. In addition to battery separators, high strength non-woven fabrics such as spunbonded non-woven fabrics (fibers are stretched and fiber diameters are large, so fiber itself is large) for the purpose of improving the strength of melt blown webs. Are being pasted together.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】アルカリ電池用セパレ
ーターは電池製造時の巻き込み工程で巻き込む方向の機
械強度が必要であることは前述したとおりであるが、前
記特開昭61−281454公報記載の方法や、前記の
スパンボンド不織布とメルトブローウェブを張り合わせ
る方法では、強度向上を目的として、乾式不織布やスパ
ンボンド不織布を補強繊維として用いているが、これが
セパレーターの目付重量を増加させて、メルトブローウ
ェブの高い空隙率や小さい空孔径といった特徴を損なっ
てしまう。
As described above, the alkaline battery separator requires mechanical strength in the winding direction during the winding process during battery production. However, the method described in JP-A-61-281454 has been described above. Also, in the method of laminating the spunbonded nonwoven fabric and the meltblown web, a dry nonwoven fabric or a spunbonded nonwoven fabric is used as a reinforcing fiber for the purpose of improving the strength. Features such as high porosity and small pore size are lost.

【0009】そこで、本発明は、セパレーターの薄肉化
に対応した、高い電解液保持能力と活物質の移行を防止
する機能を兼ね備え、電池の製造工程で必要な強度を維
持したアルカリ電池セパレーターを提供することを目的
とする。
Therefore, the present invention provides an alkaline battery separator which has a high electrolytic solution holding capacity and a function of preventing the migration of the active material, which corresponds to the thinning of the separator, and which maintains the strength required in the battery manufacturing process. The purpose is to do.

【0010】[0010]

【問題を解決するための手段】すなわち本発明は、10
μm以下の繊維直径を有するランダム配向繊維ウェブを
含む不織布からなるアルカリ電池セパレーターにおい
て、連続繊維を前記ウェブの表面または内部に、ウェブ
の平面方向でかつ同一方向に配向して配置させているこ
とを特徴とするアルカリ電池セパレーターである。
That is, the present invention provides 10
In an alkaline battery separator comprising a non-woven fabric containing a randomly oriented fiber web having a fiber diameter of less than or equal to μm, continuous fibers are arranged on the surface or inside of the web in a plane direction of the web and in the same direction. It is a featured alkaline battery separator.

【0011】本発明で使用するランダム配向繊維ウェブ
の繊維は、セパレーターを薄くしても電池反応に必要な
電解液量の確保ができ、電池の正、負極を構成する粉末
状の活物質の移行を防止する機能を損なわないために、
ウェブ内の空隙率を高め、繊維間の空孔径を小さくする
必要から、通常の乾式不織布を構成する繊維直径が10
μmを越える繊維より細く、直径が10μm以下の繊維
でなければならない。セパレーターが使われるアルカリ
電池の種類により、セパレーターに要求される保液性、
絶縁性能、通気度、機械強度などの特性が異なるが、ラ
ンダム配向繊維ウェブの繊維として、通常は6ナイロ
ン、 6-6ナイロンなどのポリアミドよりなる繊維や繊
維の表面層のみスルフォン基、カルボキシル基、水酸基
などの親水基を導入したポリプロピレン、ポリエチレン
などのポリオレフィン系樹脂よりなる繊維、親水性基を
含むモノマーとオレフィンモノマーの共重合体よりなる
繊維などで、直径が0.5〜10μm、さらに好ましく
1.0〜4μmで、長さが5〜50mm程度の短繊維が
用いられる。
The fibers of the randomly oriented fibrous web used in the present invention can secure the amount of the electrolytic solution necessary for the battery reaction even if the separator is made thin, and transfer of the powdery active material constituting the positive and negative electrodes of the battery. In order not to impair the function to prevent
Since it is necessary to increase the porosity in the web and reduce the pore diameter between the fibers, the diameter of the fibers constituting a normal dry nonwoven fabric is 10 or less.
It must be finer than fibers above 10 μm and less than 10 μm in diameter. Depending on the type of alkaline battery in which the separator is used, the liquid retention required for the separator,
Although the characteristics such as insulation performance, air permeability, and mechanical strength are different, the fibers of the randomly oriented fibrous web are usually made of polyamide such as 6 nylon and 6-6 nylon, or only the surface layer of the fiber is sulphone group, carboxyl group, Fibers made of a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene having a hydrophilic group such as a hydroxyl group introduced therein, fibers made of a copolymer of a monomer having a hydrophilic group and an olefin monomer, and having a diameter of 0.5 to 10 μm, more preferably 1 Short fibers having a length of about 0 to 4 μm and a length of about 5 to 50 mm are used.

【0012】本発明で用いる10μm以下の極細繊維よ
りなるランダム配向繊維ウェブは互いに相容性のない複
数のポリマーを同じノズルから同時押し出しして得られ
る分割繊維、フィブリル化繊維などの繊維を湿式にて抄
紙する方法、前述のメルトブロー法、などにより形成す
ることができる。
The randomly oriented fiber web of ultrafine fibers of 10 μm or less used in the present invention is a wet process of fibers such as split fibers and fibrillated fibers obtained by simultaneously extruding a plurality of incompatible polymers from the same nozzle. It can be formed by a method of making paper by the above method, the melt blow method described above, or the like.

【0013】本発明で使用する連続繊維とは連続状の、
すなわち長さが約10cmまたはそれ以上の長さのモノ
フィラメントであり、好ましくは延伸がかかった機械的
強度の大きい繊維である。本発明のアルカリ電池セパレ
ーターに用いる不織布は、上記ランダム配向繊維ウェブ
と連続繊維とを複合化したものである。前記ウェブの表
面または内部に多数の補強用連続繊維をウェブの平面方
向に、かつ互いに同一方向に配向して配置させることに
とより、この連続繊維をランダム配向繊維ウェブと複合
させる。多数の連続繊維をそのまま相互に平行に保って
ランダム配向繊維ウェブの表面(一方表面または両表
面)または内部に配置する形でランダム配向繊維ウェブ
と複合しても良いし、連続繊維を、モノフィラメントの
ままで、またはバインダーを用いてまたは用いずに平行
に複数本集束した状態(マルチフィラメント糸)にし
て、または平行に複数本集束したもの1本もしくは数本
によりをかけた状態(ヤーン)にして、複合してもよ
い。また、前記の方法の組合せであって、取扱が単独で
は非常に難しい繊維直径の細い、例えば直径が約十数μ
mの連続繊維にあっては、数十本〜数百本の連続繊維を
平行に集束したもの、またはこの集束したものに撚りを
かけた状態にした連続繊維の集合体の複数本を互いに平
行に間隔をへだてた状態でランダム配向繊維ウェブと複
合する直前に気流開繊等の処理により多数本の連続繊維
を相互に平行に配置してランダム配向繊維ウェブと複合
させることができる。密に近接した連続繊維同士の間隙
が狭くて、アルカリ電池の電解液がその間隙に入り難く
なることにより、連続繊維の集合体が電解液の吸液の妨
げとなることがこの開繊によって防げる。
The continuous fibers used in the present invention are continuous fibers,
That is, it is a monofilament having a length of about 10 cm or more, preferably a stretched fiber having high mechanical strength. The nonwoven fabric used for the alkaline battery separator of the present invention is a composite of the above randomly oriented fiber web and continuous fibers. The continuous fibers are compounded with the randomly oriented fiber web by arranging a large number of reinforcing continuous fibers on the surface or inside of the web so as to be oriented in the plane direction of the web and in the same direction as each other. A large number of continuous fibers may be kept parallel to each other as they are and may be compounded with the randomly oriented fiber web by arranging them on the surface (one surface or both surfaces) or inside of the randomly oriented fiber web. Or in a state where a plurality of filaments are bundled in parallel (multifilament yarn) with or without a binder, or in a state where a plurality of filaments are bundled in parallel (a yarn) , May be combined. In addition, it is a combination of the above methods, and it is very difficult to handle it alone, and the fiber diameter is small, for example, the diameter is about ten and several μ.
In the case of a continuous fiber of m, dozens to several hundreds of continuous fibers are bundled in parallel, or a plurality of aggregates of continuous fibers obtained by twisting the bundles are parallel to each other. Immediately before being composited with the randomly oriented fiber web in a state of being spaced apart from each other, a large number of continuous fibers can be arranged in parallel with each other by a treatment such as air flow opening to form a composite with the randomly oriented fiber web. This opening prevents the aggregate of continuous fibers from interfering with the absorption of the electrolyte solution because the gap between the closely-closed continuous fibers is narrow and it becomes difficult for the electrolyte solution of the alkaline battery to enter the gap. .

【0014】本発明で使用する連続繊維はその直径が大
きいほど補強効果が大であるが、あまり大きすぎると連
続繊維の配向方向と直角の方向の吸液速度を低下させる
ので、セパレーターの厚みの80%以下でなければなら
ず、5〜60μmの直径を有することが好ましい。より
好ましい直径は10〜40μmである。またその混入割
合は、あまり少なすぎると補強効果が生じず、逆に多す
ぎると、吸液速度、保液性が低下するので、不織布全体
に対して3〜30重量%含有させることが好ましく、よ
り好ましい含有量は5〜20重量%である。
The larger the diameter of the continuous fiber used in the present invention is, the greater the reinforcing effect is. However, if the continuous fiber is too large, the liquid absorption rate in the direction perpendicular to the orientation direction of the continuous fiber is decreased, and thus the thickness of the separator is reduced. It should be 80% or less and preferably has a diameter of 5-60 μm. A more preferable diameter is 10 to 40 μm. If the mixing ratio is too small, the reinforcing effect does not occur. On the contrary, if the mixing ratio is too large, the liquid absorbing speed and the liquid retaining property are deteriorated. A more preferable content is 5 to 20% by weight.

【0015】本発明で使用する連続繊維は、電池製造時
にセパレーターにとって引張強度が必要な方向に配向す
るように配置されるので、セパレーター不織布のその方
向の強度向上のみに連続繊維すべてが寄与し、強化用繊
維としての連続繊維の添加量は最小限に留めることがで
き、繊維直径が10μm以下の極細繊維より構成される
ランダム配向ウェブの高い電解液保持機能と、電池の正
極と負極とを構成する粉末状の活物質の移行を防止する
機能を損なうことがない。
Since the continuous fibers used in the present invention are arranged so as to be oriented in the direction in which tensile strength is required for the separator during battery production, all of the continuous fibers contribute only to the improvement in the strength of the separator nonwoven fabric in that direction, The amount of continuous fibers added as reinforcing fibers can be kept to a minimum, and a highly oriented electrolyte holding function of a randomly oriented web composed of ultrafine fibers having a fiber diameter of 10 μm or less and a positive electrode and a negative electrode of a battery are configured. The function of preventing the migration of the powdery active material is not impaired.

【0016】本発明で使用する連続繊維の素材として
は、前記ランダム配向繊維ウェブの繊維の素材と同様に
耐アルカリ性有機繊維が電池内部での材料劣化が少な
く、安価で加工しやすいので好適である。たとえば、6
ナイロン、 6-6ナイロンなどのポリアミドよりなる繊
維や繊維の表面層のみスルフォン基、カルボキシル基、
水酸基などの親水基を導入したポリプロピレン、ポリエ
チレンなどのポリオレフィン系樹脂よりなる繊維、親水
性基を含むモノマーとオレフィンモノマーの共重合体よ
りなる繊維などは本発明に適している。
As the material of the continuous fiber used in the present invention, the alkali-resistant organic fiber is suitable as the material of the fiber of the randomly oriented fiber web because the material deterioration in the inside of the battery is small, and it is cheap and easy to process. . For example, 6
Fibers made of polyamides such as nylon and 6-6 nylon, and only the surface layer of the fibers are sulphone groups, carboxyl groups,
Fibers made of a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene having a hydrophilic group such as a hydroxyl group introduced therein, fibers made of a copolymer of a monomer having a hydrophilic group and an olefin monomer, and the like are suitable for the present invention.

【0017】本発明で使用する連続繊維は、上記素材を
溶融したるつぼの下端のノズルから連続的に引き伸ばす
ことによって製造される。また例えば、芯がポリプロピ
レンで鞘がポリエチレンである複合繊維のモノフィラメ
ント糸やマルチフィラメント糸などは、後に述べる溶融
加熱接着の際、低融点のポリエチレンが接着材となりよ
り有効な接着が可能となる。
The continuous fiber used in the present invention is produced by continuously drawing the above material from the nozzle at the lower end of the melting crucible. Further, for example, in the case of a monofilament yarn or a multifilament yarn of a composite fiber in which the core is polypropylene and the sheath is polyethylene, the polyethylene having a low melting point serves as an adhesive material during the melt heating and bonding described later, which enables more effective bonding.

【0018】本発明のアルカリ電池セパレーターを製造
するプロセスにおいて、連続繊維とランダム配向繊維ウ
ェブが別々のラインで製造されている場合、連続繊維と
ランダム配向ウェブを一体にするための方法として、一
枚のランダム配向繊維ウェブと所定の間隔で配列された
複数本数の連続繊維をロールに挟み込みながら、バイン
ダー液に含浸させ、乾燥する方法や少なくともランダム
配向ウェブと連続繊維のどちらか一方が熱可塑性有機繊
維である場合、一枚のランダム配向ウェブと所定の間隔
で配列された複数本数の連続繊維に同時に熱ロールに挟
み込み、ランダム配向ウェブと連続繊維の部分溶融加熱
接着を行う方法が例示される。
In the process for producing the alkaline battery separator of the present invention, when the continuous fiber and the randomly oriented fiber web are produced on separate lines, one sheet is used as a method for integrating the continuous fiber and the randomly oriented web. While randomly sandwiching a plurality of continuous fibers arranged at a predetermined interval with a randomly oriented fiber web of a method of impregnating in a binder liquid and drying, or at least one of the randomly oriented web and continuous fibers is a thermoplastic organic fiber. In such a case, a method may be exemplified in which one random orientation web and a plurality of continuous fibers arranged at a predetermined interval are simultaneously sandwiched by a heat roll to carry out partial melt heating and adhesion of the random orientation web and the continuous fibers.

【0019】本発明で使用するランダム配向ウェブの製
法として、メルトブロー法に代表される溶融ポリマーを
高速気流中に押し出し、溶融ポリマーを牽引細化し、そ
の細化した繊維を移動するスクリーン上に捕集すること
によりランダム配向ウェブを得る方法を採用した場合、
繊維直径10μm以下の極細繊維を製造し、かつ、同時
にウェブを形成でき、また、前記移動するスクリーンの
牽引細化された極細繊維が堆積する部分に連続繊維を供
給することにより、ランダム配向ウェブと連続繊維の複
合をも同時に行うことができるので、安価に本発明のア
ルカリ電池用セパレーターを製造することができる。
As a method for producing a randomly oriented web used in the present invention, a molten polymer typified by a melt-blowing method is extruded into a high-speed air stream to draw and thin the molten polymer, and the thinned fibers are collected on a moving screen. When adopting a method of obtaining a randomly oriented web by
By producing ultrafine fibers having a fiber diameter of 10 μm or less and forming a web at the same time, and by supplying continuous fibers to the portion of the moving screen where the traction finely divided ultrafine fibers are deposited, a randomly oriented web is obtained. Since continuous fibers can be combined at the same time, the alkaline battery separator of the present invention can be manufactured at low cost.

【0020】本発明によれば、厚みを薄くしても、高い
電解液保持機能と電池の正極と負極とを構成する粉末状
の活物質の移行を防止する機能を維持し、さらに、電池
の製造工程中で必要な引張強度を確保したアルカリ電池
セパレーターを構成できる。特に、厚みが50μm以
上、150μm以下、(さらに好ましくは、80〜12
0μm)で、目付量が20〜50g/m2、で引張強度
が0.7kg/mm2以上のアルカリ電池セパレーター
が安価に製造でき、アルカリ電池のエネルギー密度の向
上に大きく寄与することが出来る。
According to the present invention, even if the thickness is reduced, a high electrolytic solution holding function and a function of preventing the migration of the powdery active material forming the positive electrode and the negative electrode of the battery are maintained, and further, It is possible to configure an alkaline battery separator that secures the required tensile strength during the manufacturing process. In particular, the thickness is 50 μm or more and 150 μm or less (more preferably 80 to 12).
0 μm), the weight per unit area is 20 to 50 g / m 2 , and the tensile strength is 0.7 kg / mm 2 or more, and an alkaline battery separator can be manufactured at low cost, which can greatly contribute to the improvement of the energy density of the alkaline battery.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明を説
明する。 実施例1 メルトフローインデックス(荷重2.16kg、230℃測定)1
00g/分のポリプロピレンを使用してメルトブロー法によ
り平均繊維直径3.5μm、目付量18g/m2で幅20cmの
帯状の不織布ウェブ(ランダム配向繊維ウェブ)を製造
した。図1に示すようにこの2枚のウェブ1、2を重ね
合わせて、1対カレンダーロール(表面温度125℃)
3、4の間を通過させて厚み100μmに加熱融着成形す
る際、カレンダーロールに入る手前の2枚のウェブの間
に、17μmの繊維直径を有し、延伸のかかったポリプロ
ピレン製のフィラメント(連続繊維)を30本を1束とする、ゆ
るく撚りがかかったマルチフィラメント糸5をロール成
形の流れ方向に 1mm間隔で約200本平行に配置した。
この時、予めヤーンに圧縮空気を吹き付けて、束になっ
ているフィラメントを解きほぐし(開繊し)てから配置し加熱
加圧して融着成形することにより、図2に示すようにウ
ェブ1と2とが一体となった帯状の不織布6の中央に不
織布の平面方向でかつ長さ方向にヤーンが融着されて配
列した厚みが 100μmの複合不織布シートを得た。前記
フィラメントを2mmおよび5mm間隔で配置して同様に2種
の厚み100μmの複合不織布シートを得た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to examples. Example 1 Melt flow index (load 2.16 kg, measured at 230 ° C.) 1
A band-shaped nonwoven fabric web (randomly oriented fibrous web) having an average fiber diameter of 3.5 μm and a basis weight of 18 g / m 2 and a width of 20 cm was produced by a melt-blowing method using polypropylene of 00 g / min. As shown in FIG. 1, these two webs 1 and 2 are superposed on each other, and a pair of calender rolls (surface temperature 125 ° C.)
When heat fusion molding is performed to pass a space between 3 and 4 to a thickness of 100 μm, a filament made of polypropylene having a fiber diameter of 17 μm and having a fiber diameter of 17 μm between the two webs before entering the calender roll ( About 200 loosely twisted multifilament yarns 5 each consisting of 30 continuous fibers were arranged in parallel at about 1 mm in the flow direction of roll molding.
At this time, the compressed air is blown to the yarn in advance, the bundled filaments are disentangled (opened), and the filaments are arranged and heated and pressed to form the fusion-bonded webs 1 and 2 as shown in FIG. A composite non-woven sheet having a thickness of 100 μm was obtained in which yarns were fused and arranged in the plane direction and the length direction of the non-woven fabric in the center of the band-shaped non-woven fabric 6 in which The above-mentioned filaments were arranged at intervals of 2 mm and 5 mm to obtain two kinds of composite non-woven sheet having a thickness of 100 μm in the same manner.

【0022】この配置間隔 1mm、2mmおよび5mmのシート
の平均目付量はそれぞれ42.3、39.8、38.1g/m2 であ
り、ロール成形流れ方向の引張強度は、試料幅1cm当た
り、それぞれ1.6、1.1、0.8kg/cm幅(引張強度kg/m
2に換算してそれぞれ1.6、1.1、0.8kg/mm2)であっ
た。そして繊維間の空孔径はそれぞれ6.5、7.4、
7.7μmであった。また通気性についてはほとんど差
はなく吸液速度についてもヤーンを混入しない不織布と
多少差はあるものの問題にはならなかった。
The average basis weights of the sheets with the arrangement intervals of 1 mm, 2 mm and 5 mm are 42.3, 39.8 and 38.1 g / m 2 , respectively, and the tensile strengths in the roll forming flow direction are 1.6 and 1.1 per 1 cm of the sample width, respectively. 0.8kg / cm width (tensile strength kg / m
It was 1.6, 1.1, and 0.8 kg / mm 2 ) when converted to m 2 . And the pore diameters between the fibers are 6.5, 7.4,
It was 7.7 μm. Further, there was almost no difference in breathability, and although there was a difference in the liquid absorption speed from the non-woven fabric containing no yarn, there was no problem.

【0023】実施例2 上記実施例1と同一条件で目付量のみ36g/m2 に変更し
た不織布を製造した。この際、繊維を捕集するネット上
に上記と同一のヤーンを開繊した状態でネットの移動方
向と平行に2mm 間隔に配置しておき、その上に繊維を捕
集することにより開繊ヤーンと一体化した複合不織布を
得た。これを上記と同一条件のカレンダーロールにて成
形し100μm厚みの複合不織布シートを得た。この時の
平均目付量は添加したヤーン重量により40.5g/m2 に増
加しており、流れ方向の引張強度は試料幅1cm当たりに
おいて1.1kg/cm幅(引張強度kg/mm2に換算して1.1
kg/mm2)であった。また繊維間の空孔径、通気性、吸
液速度についてもヤーンを混入しない不織布とほとんど
差はなかった。
Example 2 A nonwoven fabric was produced under the same conditions as in Example 1 except that the basis weight was changed to 36 g / m 2 . At this time, the same yarn as above is opened on the net that collects the fibers, and it is placed at intervals of 2 mm in parallel with the moving direction of the net, and the fibers are collected on it to open the yarn. To obtain a composite non-woven fabric. This was molded with a calendar roll under the same conditions as above to obtain a composite non-woven sheet having a thickness of 100 μm. The average basis weight at this time increased to 40.5 g / m 2 depending on the weight of the added yarn, and the tensile strength in the flow direction was 1.1 kg / cm width per 1 cm width of the sample (converted to tensile strength kg / mm 2 1.1
kg / mm 2 ). In addition, there was almost no difference in the pore diameter between the fibers, the air permeability, and the liquid absorption speed, as compared with the non-woven fabric containing no yarn.

【0024】実施例3 実施例2と同一条件で不織布を製造し、同一方法にて複
合不織布を得た。ただし不織布の間に入れるものはヤー
ンの代わりに50μm直径の延伸のかかったポリプロピレ
ン製のモノフィラメント(連続繊維)を使用し、2mm 間
隔で実施例2と同様の方法にて配置し、100μm厚みの
複合不織布シートを得た。
Example 3 A non-woven fabric was produced under the same conditions as in Example 2 and a composite non-woven fabric was obtained by the same method. However, what was put between the non-woven fabrics was a polypropylene monofilament (continuous fiber) having a diameter of 50 μm drawn in place of the yarn, which was placed at 2 mm intervals in the same manner as in Example 2, and a composite of 100 μm thickness was used. A non-woven sheet was obtained.

【0025】この時の平均目付量は37.8g/m2であり、
流れ方向の引張強度は試料幅1cm 当たりにおいて0.8kg
/cm幅(引張強度kg/mm2に換算して0.8kg/mm2
であった。また通気性についてはモノフィラメントを混
入しない不織布とほとんど差はなかった。また吸液速度
は若干低いが実用上差し支えなかった。
The average basis weight at this time is 37.8 g / m 2 ,
Tensile strength in the flow direction is 0.8 kg per 1 cm of sample width
/ cm width (converted to tensile strength kg / mm 2 0.8kg / mm 2 )
Met. The breathability was almost the same as that of the non-woven fabric containing no monofilament. Although the liquid absorption rate was slightly low, there was no problem in practical use.

【0026】比較例1 実施例1と同じポリマー、同じ繊維化条件にて40g/m2
の不織布をメルトブロー法のみで製作し、カレンダーロ
ールを用いて厚み100μmに成形した。この時の平均目
付量は39.7g/m2であり、流れ方向の引張強度は試料幅
1cm 当たりにおいて0.6kg/cm幅(引張強度kg/mm2
に換算して0.6kg/mm2)であり、繊維間の空孔径は
6.2μmであった。これらの結果は実施例のヤーンあ
るいはモノフィラメント混入品に比べ、繊維間の空孔径
はほぼ同じであるが、強度は明らかに低いレベルにあっ
た。
Comparative Example 1 40 g / m 2 under the same polymer and fiberizing conditions as in Example 1
The non-woven fabric of No. 1 was produced only by the melt blow method, and was formed into a thickness of 100 μm using a calendar roll. The average basis weight at this time was 39.7 g / m 2 , and the tensile strength in the flow direction was 0.6 kg / cm width (tensile strength kg / mm 2 per 1 cm sample width).
Was 0.6 kg / mm 2 ) and the pore diameter between the fibers was 6.2 μm. These results indicate that the pore diameters between the fibers are almost the same as those of the yarn or monofilament mixed product of the example, but the strength is obviously at a low level.

【0027】比較例2 実施例1と同じポリマー、同じ繊維化条件で20g/m
2 の不織布をメルトブロー法で製作し、それを20g/
2 のスパンボンド不織布(三井石油化学(株)製、
「シンテックスPS−104」)と重ね合わせて1対の
カレンダーロール3、4の間を通過させて厚み100μ
mのシートに加熱融着成形させた。このシートの引張強
度は試料幅1cm当たり1.5kg/cm幅(引張強度kg/
mm2に換算して1.5kg/mm2)で、繊維間の空孔径
は20.7μmであった。
Comparative Example 2 20 g / m under the same polymer and fiberizing conditions as in Example 1.
The non-woven fabric of No. 2 is manufactured by the melt blow method, and it is 20 g /
m 2 spunbond nonwoven fabric (Mitsui Petrochemical Co., Ltd.,
"Syntex PS-104") and passed between a pair of calender rolls 3 and 4 to have a thickness of 100 μm.
m sheets were heat fusion molded. The tensile strength of this sheet is 1.5 kg / cm width (tensile strength kg /
In in terms of mm 2 1.5kg / mm 2), pore size between fibers was 20.7Myuemu.

【0028】これらの結果は、強度については実施例1
と同程度であったが繊維間の空孔径についてはかなり大
きい値であった。
These results show that the strength is as in Example 1.
However, the pore diameter between the fibers was considerably large.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明のアルカリ電池セパレーターはセ
パレーターの厚みを薄くしても、高い電解液保持機能と
電池の正極と負極を構成する粉末状の活物質の移行を防
止する機能を維持しつつ、電池の製造工程中で必要な引
張強度を確保できるので、アルカリ電池のエネルギー密
度のアップに寄与できる。
EFFECTS OF THE INVENTION The alkaline battery separator of the present invention maintains a high electrolytic solution retaining function and a function of preventing the migration of powdery active materials constituting the positive electrode and the negative electrode of the battery even if the thickness of the separator is reduced. Since the required tensile strength can be secured during the battery manufacturing process, it can contribute to the increase of the energy density of the alkaline battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例のセパレーターの製造を説明
する斜視図。
FIG. 1 is a perspective view illustrating production of a separator according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の1実施例であるセパレーターを示す斜
視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a separator which is an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2−−ランダム配向繊維ウェブ 5−−−−連続繊維を束ねたヤーン 6−−−−不織布シート 1,2--Randomly oriented fiber web 5 ---- Yarn formed by bundling continuous fibers 6 --- Nonwoven fabric sheet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 10μm以下の繊維直径を有するランダ
ム配向繊維ウェブを含む不織布からなるアルカリ電池セ
パレーターにおいて、連続繊維を前記ウェブの表面また
は内部に、ウェブの平面方向でかつ同一方向に配向して
配置させていることを特徴とするアルカリ電池セパレー
ター。
1. An alkaline battery separator comprising a non-woven fabric containing a randomly oriented fibrous web having a fiber diameter of 10 μm or less, wherein continuous fibers are arranged on the surface or inside of the web in the planar direction of the web and in the same direction. Alkaline battery separator characterized by being made.
【請求項2】 前記連続繊維はその繊維直径が前記不織
布の厚みの80%以下である請求項1記載のアルカリ電
池セパレーター。
2. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein the continuous fiber has a fiber diameter of 80% or less of the thickness of the nonwoven fabric.
【請求項3】 前記連続繊維は5〜60μmの直径を有
する請求項2記載のアルカリ電池セパレーター。
3. The alkaline battery separator according to claim 2, wherein the continuous fibers have a diameter of 5 to 60 μm.
【請求項4】 前記連続繊維は前記不織布に対して3〜
30重量%含有されている請求項1〜3のいずれかに記
載のアルカリ電池セパレーター。
4. The continuous fibers are 3 to 3 with respect to the nonwoven fabric.
The alkaline battery separator according to claim 1, which contains 30% by weight.
【請求項5】 前記ランダム配向繊維ウェブが、溶融ポ
リマーを高速気流中に押し出してこれを牽引細化し、移
動スクリーン上に捕集することにより得られる繊維ウェ
ブである請求項1〜4のいずれかに記載のアルカリ電池
セパレーター。
5. The fibrous web obtained by extruding a molten polymer into a high-speed air stream, pulling and finely drawing the molten polymer, and collecting the molten polymer on a moving screen. Alkaline battery separator according to.
【請求項6】 前記不織布は10g/m2以上、60g
/m2以下の目付量と、50μm以上、150μm以下
の厚みと、0.7kg/mm2 以上の前記連続繊維が配
向している方向の強度を有する請求項1〜5のいずれか
に記載のアルカリ電池セパレーター。
6. The non-woven fabric is 10 g / m 2 or more, 60 g
/ M 2 or less, a thickness of 50 μm or more and 150 μm or less, and a strength of 0.7 kg / mm 2 or more in the direction in which the continuous fibers are oriented. Alkaline battery separator.
【請求項7】 前記不織布は細長い帯状であり、前記連
続繊維は前記不織布の長さ方向に配向している請求項1
〜6記載のアルカリ電池セパレーター。
7. The non-woven fabric has an elongated strip shape, and the continuous fibers are oriented in the longitudinal direction of the non-woven fabric.
~ 6 alkaline battery separator.
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