JPH11297293A - Separator for alkaline battery and manufacture therefor - Google Patents

Separator for alkaline battery and manufacture therefor

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JPH11297293A
JPH11297293A JP10091776A JP9177698A JPH11297293A JP H11297293 A JPH11297293 A JP H11297293A JP 10091776 A JP10091776 A JP 10091776A JP 9177698 A JP9177698 A JP 9177698A JP H11297293 A JPH11297293 A JP H11297293A
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JP
Japan
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fiber
separator
sulfonated
alkaline battery
nonwoven fabric
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Application number
JP10091776A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Tanaka
俊雄 田中
Satoshi Takase
敏 高瀬
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure high electrolyte retainability, improve the service life of a battery, and prevent interruption of work by cutting by realizing high strength by sulfonating nonwoven fabric, and forming easily sulfonating fiber of continuous fiber. SOLUTION: Fiber diameter of easily sulfonating fiber is desirably 0.3 to 10 μm, the easily sulfonating fiber is fiber not less than one selected from a group of polystyrene fiber, polyvinyl naphthalene fiber, polyeter sulfone fiber or polycarbonate fiber, the easily sulfonating fiber is syndiotactic polystyrene, at least 20 wt.% of polyolefine fiber is thermally fusible fiber having a fiber diameter not less than 8 μm and the thermally fusible fiber not less than 8 μm, is composite fiber of polypropylene and polyethylene. Therefore, nonuniformity of Metsuke unit (weight unit area) of a separator is reduced, and uniformity is improved to prevent the occurrence of failure by a battery short circuit by a pinhole. Gas permeability is secured, safety of a battery is improved, and the loss of balance of internal pressure between a positive electrode and a negative electrode is prevented.

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】本発明はアルカリ二次電池用
セパレータに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a separator for an alkaline secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、アルカリ電池の正極と負極の
短絡を防止すると共に、電解液を保持して、充放電反応
を円滑に進めるためにセパレータが使用されてきた。特
に近年、電池のさらなる高容量化を目指してセパレータ
の薄型化が要求されてきた。薄型セパレータにおいて
は、電解液保持性をより強めることや、ピンホールの発
生を避けるため目付むらが少ない不織布が求められてお
り、加えて、従来品に劣らない強度と、高いガス透過性
が必要とされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a separator has been used to prevent a short circuit between a positive electrode and a negative electrode of an alkaline battery, hold an electrolytic solution, and smoothly advance a charge / discharge reaction. In particular, in recent years, thinner separators have been demanded in order to further increase the capacity of batteries. For thin separators, nonwoven fabrics with less unevenness are required to further enhance electrolyte retention and to avoid pinholes.In addition, strength and gas permeability that are not inferior to conventional products are required. It has been.

【0003】電解液保液性等の上記の課題に対処したセ
パレータとして、電解液との親和性が高く、同時に熱的
に安定なスルホン酸基を導入したセパレータが既に知ら
れている。
[0003] Separators having a high affinity for an electrolytic solution and simultaneously introducing a thermally stable sulfonic acid group have already been known as a separator which has solved the above-mentioned problems such as the liquid retaining property of an electrolytic solution.

【0004】例えば、特開昭58−175256には、
スルホン酸基を、ポリオレフィン系の組織体に導入した
セパレータが開示されている。しかし、このセパレータ
は、濃硫酸で100〜120℃という高温で、25分〜
1時間の長時間処理して得られたものであるので、繊維
内部までスルホン化が進行したセパレータであり、繊維
自体の強度低下を招き、また、繊維表面の脱離現象が生
じるため繊維表面のスルホン酸基量が上がらないという
問題を有していた。特に薄型セパレータの場合には、親
水化処理での強度低下は重大な問題であった。
For example, JP-A-58-175256 discloses that
A separator in which a sulfonic acid group is introduced into a polyolefin-based structure is disclosed. However, this separator is concentrated sulfuric acid at a high temperature of 100 to 120 ° C. for 25 minutes to
Since the separator is obtained by long-term treatment of 1 hour, the sulfonation proceeds to the inside of the fiber, which causes a decrease in the strength of the fiber itself, and also causes a detachment phenomenon of the fiber surface. There was a problem that the amount of sulfonic acid groups did not increase. Particularly in the case of a thin separator, a decrease in strength due to the hydrophilic treatment was a serious problem.

【0005】上記の解決手段として、特開平10−78
29には、ポリオレフィン系不織布を、フッ素ガスと亜
硫酸ガスで処理したセパレータが開示されている。しか
し、このセパレータは、本質的に化学的反応性が低いポ
リオレフィン素材に多量の親水性基を付与しているの
で、強度低下が著しく、また、廃ガス処理を含めたフッ
素ガスの取り扱いは煩雑であり、工業的にも問題を有す
るものであった。
As means for solving the above problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-78
No. 29 discloses a separator obtained by treating a polyolefin-based nonwoven fabric with a fluorine gas and a sulfurous acid gas. However, since this separator essentially imparts a large amount of hydrophilic groups to a polyolefin material having low chemical reactivity, the strength is significantly reduced, and handling of fluorine gas including waste gas treatment is complicated. There was a problem industrially.

【0006】別の解決手段として、特開平4−1749
64には、ポリオレフィン樹脂とポリスチレン樹脂を樹
脂レベルで混合した後に繊維にし、低温で濃硫酸により
スルホン化したセパレータが開示されているが、このセ
パレータは、繊維がポリオレフィン単一成分ではなく、
混合樹脂からなるため、紡糸後の繊維の強度が不十分と
なるばかりでなく、ポリスチレン樹脂の繊維表面への露
出が十分でないためスルホン化の効率が低くなる傾向に
あった。
Another solution is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-1749.
No. 64 discloses a separator in which a polyolefin resin and a polystyrene resin are mixed at the resin level into fibers and then sulfonated with concentrated sulfuric acid at a low temperature, but this separator has fibers that are not polyolefin single components,
Due to the mixed resin, not only the strength of the fiber after spinning becomes insufficient, but also the efficiency of sulfonation tends to decrease due to insufficient exposure of the polystyrene resin to the fiber surface.

【0007】特開平8−273654には、分割繊維中
にポリスチレンを混合して、スルホン化されたセパレー
タが開示されているが、ポリエチレンにポリスチレン樹
脂を予め混合した状態で使用しているため、上記特開平
4−174964と同様に、ポリスチレンが埋没し易
く、スルホン化の効率が不十分であり、また、発煙硫酸
でスルホン化処理されているため、上記特開昭58−1
75256と同様に、強度と高い電解液保持性を両立し
たセパレータではなかった。さらに、このセパレータ
は、湿式抄紙法を採用しているため、繊維長を10mm
以下に切断した繊維を使用するため、本質的に不織布強
度は不十分なものであった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273654 discloses a sulfonated separator obtained by mixing polystyrene in a split fiber. However, since polyethylene is used in a state in which polystyrene resin is previously mixed, the above-described separator is used. As in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-174964, polystyrene is easily buried, the sulfonation efficiency is insufficient, and the polystyrene is sulfonated with fuming sulfuric acid.
Like 75256, it was not a separator that had both strength and high electrolyte retention. Further, since the separator employs a wet papermaking method, the fiber length is 10 mm.
Since the fibers cut below were used, the strength of the nonwoven fabric was essentially insufficient.

【0008】また、特開平5−182654には、均質
で繊維密度の高いメルトブロー法不織布と、乾式カード
法による均質性は低いが強度が高い不織布を、積層し一
体化したセパレータが開示されているが、メルトブロー
極細繊維100%で作成された不織布においては、通気
度が低く副生する反応ガスを逃がすことが困難であり、
強度も不十分であった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-182654 discloses a separator in which a nonwoven fabric having a uniform and high fiber density is melt-blown and a nonwoven fabric having a low homogeneity and a high strength obtained by a dry card method are laminated and integrated. However, in a nonwoven fabric made of 100% melt-blown ultrafine fibers, it is difficult to release a by-product reactive gas having low air permeability,
The strength was also insufficient.

【0009】上記で説明した通り、電解液保液性が良好
で、不織布の均質性が高く、高強度・高ガス透過性のセ
パレータは得られていないのが現状である。
As described above, at present, no separator has been obtained which has good electrolyte retention properties, high nonwoven fabric uniformity, and high strength and high gas permeability.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状
に鑑みてなされたものであって、次の4点の特性を高い
レベルで同時に達成し得るアルカリ電池用セパレータを
提供することを目的とするものである。 1.高い電解液保持性を確保し、電池の寿命向上を図
る。 2.高強度化により、電池組み立て時の作業性向上、つ
まり切断等での作業中断を避け得る。 3.セパレータの均一性を向上(目付むらを低減)し、
ピンホールによる電池短絡による不良発生を避け得る。 4.必要とされる一定以上のガス透過性を確保し、電池
の安全性向上を図り、同時に正,負極の内部圧力のバラ
ンス崩れを防止し電池寿命の向上を図る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and has as its object to provide an alkaline battery separator capable of simultaneously achieving the following four characteristics at a high level. It is assumed that. 1. Ensure high electrolyte retention and improve battery life. 2. By increasing the strength, workability during battery assembly can be improved, that is, work interruption due to cutting or the like can be avoided. 3. Improves the uniformity of the separator (reduces unevenness),
It is possible to avoid the occurrence of defects due to a battery short circuit due to a pinhole. 4. The required gas permeability of a certain level or more is ensured, and the safety of the battery is improved. At the same time, the internal pressure of the positive electrode and the negative electrode is prevented from being unbalanced, and the life of the battery is improved.

【0011】本発明者らは、上記のアルカリ電池用セパ
レータを得るため、ポリオレフィン系繊維とポリスチレ
ンに代表される易スルホン化繊維との機能分担に着目し
検討した結果、ポリオレフィン系繊維として、強度保持
の機能を高めるための太い繊維を用い、易スルホン化繊
維として、電解液保持性、均質性、ガス透過性を高める
ための連続繊維を用いることにより、良好なセパレータ
が得られることを見い出した。
The inventors of the present invention focused on the functional sharing between polyolefin fibers and easily sulfonated fibers represented by polystyrene in order to obtain the above-mentioned alkaline battery separator. As a result, the polyolefin fibers had strength retention. It has been found that a good separator can be obtained by using a thick fiber for enhancing the function of the above and using a continuous fiber for improving the electrolyte retention, homogeneity and gas permeability as the easily sulfonated fiber.

【0012】さらに、易スルホン化繊維として極細繊維
を用い、また、オレフィン繊維として、上記の太い繊維
とは別に、連続の極細繊維を加えることにより、より均
質性やガス透過性が良好となることを見い出した。
Furthermore, by using ultrafine fibers as easily sulfonated fibers and adding continuous ultrafine fibers as olefin fibers in addition to the above-mentioned thick fibers, better homogeneity and gas permeability can be obtained. I found

【0013】さらに、上記不織布をスルホン化する際
に、易スルホン化繊維の表面を選択的にスルホン化する
ことにより、強度をさらに向上させ得ることを見い出し
た。
Further, it has been found that when the non-woven fabric is sulfonated, the strength can be further improved by selectively sulfonating the surface of the easily sulfonated fiber.

【0014】加えて、かようなセパレータは、メルトブ
ロー法で隣接するオリフィスから交互にオレフィン系繊
維と易スルホン化繊維を押し出し、同時に太いオレフィ
ン系の短繊維を吹き込むことにより作製可能であること
を見い出した。
In addition, it has been found that such a separator can be produced by alternately extruding olefin-based fibers and easily sulfonated fibers from adjacent orifices by a melt blow method and simultaneously blowing thick olefin-based short fibers. Was.

【0015】本発明は、上記知見にさらに重ねて検討し
た結果、完成したものである。
The present invention has been completed as a result of further study on the above findings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、易スル
ホン化繊維とポリオレフィン系繊維とが混合されてなる
不織布からなるアルカリ電池用セパレータであって、前
記不織布がスルホン化されてなり、且つ、前記易スルホ
ン化繊維が連続繊維であることを特徴とするアルカリ電
池用セパレータを提供するものである。
That is, the present invention relates to a separator for an alkaline battery comprising a nonwoven fabric obtained by mixing an easily sulfonated fiber and a polyolefin-based fiber, wherein the nonwoven fabric is sulfonated; An object of the present invention is to provide a separator for an alkaline battery, wherein the easily sulphonated fiber is a continuous fiber.

【0017】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維の繊維径が、
0.3〜10μmである。
In a preferred embodiment of the alkaline battery separator of the present invention, the fiber diameter of the easily sulphonated fiber is:
0.3 to 10 μm.

【0018】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維が、ポリスチレ
ン系繊維、ポリビニルナフタレン系繊維、ポリエーテル
スルホン系繊維又はポリカーボネイト系繊維の群から選
ばれる1以上の繊維からなる。
In a preferred embodiment of the separator for an alkaline battery according to the present invention, the easily sulphonated fiber is at least one fiber selected from the group consisting of a polystyrene fiber, a polyvinyl naphthalene fiber, a polyethersulfone fiber and a polycarbonate fiber. Consists of

【0019】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記易スルホン化繊維が、シンジオタ
クチック系ポリスチレンからなる。
In a preferred embodiment of the separator for an alkaline battery according to the present invention, the easily sulfonated fiber is made of syndiotactic polystyrene.

【0020】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記ポリオレフィン系繊維の少なくと
も20重量%が、繊維径が8μm以上の熱融着性繊維で
ある。
In a preferred embodiment of the alkaline battery separator of the present invention, at least 20% by weight of the polyolefin-based fibers are heat-fusible fibers having a fiber diameter of 8 μm or more.

【0021】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記繊維径が8μm以上の熱融着繊維
が、ポリプロピレンとポリエチレンの複合繊維である。
In a preferred embodiment of the separator for an alkaline battery of the present invention, the heat-sealing fiber having a fiber diameter of 8 μm or more is a composite fiber of polypropylene and polyethylene.

【0022】本発明のアルカリ電池用セパレータの好ま
しい実施態様は、前記不織布中の易スルホン化繊維が、
選択的にスルホン化されてなる。
In a preferred embodiment of the separator for an alkaline battery according to the present invention, the easily sulphonated fiber in the nonwoven fabric is:
It is selectively sulfonated.

【0023】また、本発明は、オレフィン系樹脂溶融物
と易スルホン化樹脂溶融物を隣接するオリフィスから押
し出しメルトブローすると同時に、該押し出し物にオレ
フィン系短繊維を吹き込み、均一に混合・一体化した不
織布を、温度10〜40℃の0.01〜15%体積%の
SO3 ガスによりスルホン化処理するアルカリ電池用セ
パレータの製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a nonwoven fabric in which an olefin resin melt and an easily sulfonated resin melt are extruded and melt blown from an adjacent orifice, and at the same time, an olefin short fiber is blown into the extruded material to uniformly mix and integrate. Is provided with a sulfonation treatment of 0.01 to 15% by volume of SO 3 gas at a temperature of 10 to 40 ° C. to produce a separator for an alkaline battery.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる易スルホン化
繊維は、ポリオレフィン系繊維よりスルホン化し易い材
料を原料とした繊維であれば特に限定されるものではな
く、例えば、ベンゼン環に代表される芳香環を分子内に
有するポリマーをいう。さらに、具体的には、ポリスチ
レン、ポリメチルスチレン,ポリエチルスチレン等のポ
リスチレンポリスチレン系ポリマー、ポリビニルナフタ
レン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポ
リカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。中でも、
ポリスチレンが最も好ましく、特にシンジオタクティッ
ク系ポリスチレンは耐熱性,強度の点で良好であるため
特に好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The easily sulphonated fiber used in the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber made of a material which is more easily sulphonated than a polyolefin fiber, and is, for example, a benzene ring. A polymer having an aromatic ring in the molecule. Further, specifically, polystyrene polystyrene-based polymers such as polystyrene, polymethylstyrene, and polyethylstyrene, polyvinyl naphthalene-based polymers, polyethersulfone-based polymers, and polycarbonate-based polymers are exemplified. Among them,
Polystyrene is most preferred, and syndiotactic polystyrene is particularly preferred because of its good heat resistance and strength.

【0025】本発明に用いられる易スルホン化繊維の繊
維径は、0.3〜10μmが好ましく、1〜8μmであ
ればより好ましい。易スルホン化繊維は、スルホン化率
を高めることが主目的であり、相対的な表面積が高い極
細繊維であることが好ましいからである。また同時に、
極細化する事は均一性を高め、ピンホール発生の可能性
を低減する事につながる。繊維径が10μmを越える場
合には、スルホン化薬剤との接触面積が少なくなり、高
いスルホン化率の確保が困難となり、繊維径が0.3μ
m未満の場合には、後述のポリオレフィン系繊維での改
良を実施しても、セパレータの繊維間空隙が縮まり、ア
ルカリ二次電池用セパレータにおいて必要なガス透過性
の確保が困難となる。
The fiber diameter of the easily sulfonated fiber used in the present invention is preferably from 0.3 to 10 μm, more preferably from 1 to 8 μm. This is because the main purpose of the easily sulphonated fiber is to increase the sulphonation ratio, and it is preferable that the easily sulphonated fiber be an ultrafine fiber having a high relative surface area. At the same time,
Minimization increases uniformity and reduces the likelihood of pinholes. When the fiber diameter exceeds 10 μm, the contact area with the sulfonating agent decreases, and it becomes difficult to secure a high sulfonation rate.
If it is less than m, the inter-fiber voids of the separator will be reduced even if the polyolefin-based fibers described below are improved, and it will be difficult to ensure the gas permeability required for the alkaline secondary battery separator.

【0026】本発明に用いられる易スルホン化繊維は、
連続繊維であることが必要である。易スルホン化繊維
は、スルホン化率を高めることが主目的ではあるが、極
端に強度が弱い場合には、後述のポリオレフィン系繊維
での改良を実施しても、セパレータ強度を確保すること
が困難となる。易スルホン化繊維は、混繊するポリオレ
フィン系繊維の融点以下では、融解しないため、易スル
ホン化極細繊維を加熱して融着により強度保持すること
は困難である。なお、上記の連続繊維とは、原料ポリマ
ーを連続的に押し出し紡糸により得た繊維であり、繊維
長さが少なくとも20cm以上である繊維をいう。また
さらに、上記で易スルホン化繊維は融着が困難と述べた
が、紡糸ノズルより溶融紡糸された固化する前の繊維を
交絡させることにより、交点で融着を行なうことが可能
となる。
The easily sulphonated fiber used in the present invention is:
It must be a continuous fiber. The main purpose of the easily sulphonated fiber is to increase the sulfonation rate, but when the strength is extremely weak, it is difficult to secure the separator strength even if the improvement is performed with a polyolefin fiber described below. Becomes Since the easily sulphonated fiber does not melt below the melting point of the polyolefin fiber to be mixed, it is difficult to heat the easily sulphonated ultrafine fiber and maintain the strength by fusion. In addition, the continuous fiber is a fiber obtained by continuously extruding a raw material polymer by spinning, and refers to a fiber having a fiber length of at least 20 cm or more. Further, although it has been described above that the easily sulphonated fiber is difficult to be fused, it is possible to perform fusion at the intersection by entanglement of the fiber before solidification melt-spun from the spinning nozzle.

【0027】本発明に用いられる易スルホン化繊維の製
造方法は、メルトブロー法が好ましい。具体的には、溶
融した、易スルホン化繊維の原料樹脂を、加圧ガスで押
し出し、吸引により延伸を加えた後に、金属等のネット
上で固化すると同時に不織布化する方法である。
The method for producing the easily sulphonated fiber used in the present invention is preferably a melt blow method. Specifically, a method is used in which the molten raw material resin of the sulfonated fiber is extruded with a pressurized gas, stretched by suction, then solidified on a net made of metal or the like and simultaneously formed into a nonwoven fabric.

【0028】本発明に用いられるポリオレフィン系繊維
は、ポリエチレン及びポリプロピレンが好ましい。耐ア
ルカリ性が良好であるからである。
The polyolefin fibers used in the present invention are preferably polyethylene and polypropylene. This is because the alkali resistance is good.

【0029】本発明に用いられるポリオレフィン系繊維
の少なくとも20重量%が、繊維系が8μm以上の熱融
着性繊維であることが好ましく、8〜30μmであれば
より好ましい。易スルホン化繊維を極細繊維としたた
め、本ポリオレフィン系繊維を全量、極細繊維とした場
合は、均一性を高めピンホール発生の可能性を極端に低
いレベルに低減することは可能となるが、必要とされる
一定以上のガス透過性を確保することが困難となる。
It is preferable that at least 20% by weight of the polyolefin fiber used in the present invention is a heat-fusible fiber having a fiber type of 8 μm or more, more preferably 8 to 30 μm. Since ultra-sulfonated fibers are used as the easily sulphonated fibers, it is possible to increase the uniformity and reduce the possibility of pinhole generation to an extremely low level when the total amount of the polyolefin-based fibers is ultra-fine fibers. It is difficult to ensure a certain level of gas permeability.

【0030】また、上記のポリオレフィン系繊維は、少
なくとも易スルホン化極細繊維の1.2倍以上の繊維径
であれば好ましく、1.5倍以上の繊維径であればより
好ましい。ガス透過性を確保する上で必要であるためで
ある。
The above-mentioned polyolefin fiber preferably has a fiber diameter of at least 1.2 times or more the ultra-sulfonated ultrafine fiber, more preferably 1.5 times or more. This is because it is necessary to ensure gas permeability.

【0031】さらに上記のポリオレフィン系繊維は、P
P/PE複合繊維(芯/鞘型,又はサイドバイ−サイド
型)であれば好ましい。不織布の強度向上を図るためで
ある。PE部分を融着させることで強度を向上すること
が可能となる。またさらに、超高分子量PE繊維も、そ
のきわめて高い強度を生かし有効に使用可能であり、部
分的に融着させることで強度を向上させることが可能と
なる。
Further, the above-mentioned polyolefin fiber is
P / PE composite fibers (core / sheath type or side-by-side type) are preferred. This is for improving the strength of the nonwoven fabric. By fusing the PE portions, the strength can be improved. Furthermore, ultrahigh molecular weight PE fibers can also be used effectively by taking advantage of their extremely high strength, and the strength can be improved by partially fusing.

【0032】またさらに、均一性を高める観点から、前
述の易スルホン化極細繊維と、繊維径が太いポリオレフ
ィン系繊維を均一に混合することは重要な点である。メ
ルトブロー紡糸の際に、コフォームと呼ばれる方法によ
り、予め紡糸しておいた上記太いポリオレフィン系繊維
を吹き込み一体化する方法が、均一性を上げる点で最も
好ましい。この際の繊維の形態としては、繊維長1〜1
0cmの短繊維であることが望ましく、さらに望ましく
は繊維長2〜8cmの短繊維である。繊維長が、1cm
より短い場合には補強効果が不十分となり望ましくな
く、10cmより長い場合には繊維を均一に吹き込むこ
とが困難となるため望ましくない。また上記短繊維に捲
縮を付けることも不織布の強度向上の点で好ましい。
Furthermore, from the viewpoint of improving the uniformity, it is important to uniformly mix the above-mentioned ultra-sulfonated ultrafine fibers with polyolefin fibers having a large fiber diameter. At the time of melt blow spinning, a method of blowing and integrating the above-mentioned thick polyolefin-based fiber which has been spun in advance by a method called coform is most preferable from the viewpoint of improving uniformity. At this time, the form of the fiber may be fiber length 1 to 1
It is preferably a short fiber having a length of 0 cm, more preferably a short fiber having a fiber length of 2 to 8 cm. Fiber length is 1cm
When the length is shorter, the reinforcing effect is insufficient, which is not desirable. When the length is longer than 10 cm, it is difficult to blow the fibers uniformly, which is not desirable. It is also preferable to crimp the short fibers from the viewpoint of improving the strength of the nonwoven fabric.

【0033】また、さらにポリオレフィン系繊維の中
に、ポリオレフィン系極細繊維を混合することも有効で
ある。特に、メルトブロー法で、易スルホン化極細繊維
を紡糸する際に、2種の熱可塑性樹脂が紡糸可能な複合
ノズルを用い、ポリオレフィン系極細繊維を易スルホン
化極細繊維と同時に紡糸した場合には、2種の極細繊維
に交絡,融着が効果的に起こり、強度保持の向上に役立
つと共に、不織布の均一性向上に役立つ。しかしなが
ら、前述の通り、透気度の低下を避けるため、全ポリオ
レフィン系繊維の0〜80%の範囲でポリオレフィン系
極細繊維を混合することが望ましく、特に望ましくは0
〜60%の範囲である。易スルホン化極細繊維量の割合
が高い,若しくは繊維径が低い場合には、必要最低限の
透気度になるように、ポリオレフィン系極細繊維の混合
割合を低減し、場合によっては、ポリオレフィン系極細
繊維を混合せず(混合率0%)とすることが必要とな
る。最低限必要な透気度は、9cc/cm2 ・s以上の
値である。
It is also effective to mix polyolefin-based ultrafine fibers in the polyolefin-based fibers. In particular, when spinning easily sulfonated ultrafine fibers by the melt blow method, when using a composite nozzle capable of spinning two kinds of thermoplastic resins, when polyolefin-based ultrafine fibers are spun simultaneously with easily sulfonated ultrafine fibers, The entanglement and fusion occur effectively in the two kinds of ultrafine fibers, which contributes to the improvement of the strength retention and the uniformity of the nonwoven fabric. However, as described above, in order to avoid a decrease in air permeability, it is desirable to mix the polyolefin-based ultrafine fibers in the range of 0 to 80% of the total polyolefin-based fibers, and particularly desirably 0.
〜60%. When the proportion of the easily sulphonated ultrafine fibers is high or the fiber diameter is low, the mixing ratio of the polyolefin-based ultrafine fibers is reduced so that the necessary minimum air permeability is obtained. It is necessary not to mix the fibers (mixing ratio 0%). The minimum necessary air permeability is a value of 9 cc / cm 2 · s or more.

【0034】ポリオレフィン系繊維と易スルホン化繊維
の混合比率(重量比率)は、1:4〜4:1の範囲にあ
ることが望ましく、さらに望ましくは1:3〜3:1の
範囲である。どちらかの繊維割合が極端に少ないと、本
発明の特徴である、機能分担のバランスを取ることが困
難となるため望ましくない。
The mixing ratio (weight ratio) of the polyolefin fiber and the easily sulfonated fiber is preferably in the range of 1: 4 to 4: 1, and more preferably in the range of 1: 3 to 3: 1. If the proportion of either fiber is extremely small, it is difficult to balance the balance of functions, which is a feature of the present invention, which is not desirable.

【0035】以上に示してきた特徴を持つ不織布を、従
来のポリオレフィン系を主成分とした不織布をスルホン
化する場合よりマイルドな条件で、スルホン化処理を実
施することにより、本発明のセパレータ製造が可能とな
る。
By performing the sulfonation treatment on the nonwoven fabric having the characteristics described above under milder conditions than in the case of sulfonating a conventional nonwoven fabric containing a polyolefin as a main component, the separator of the present invention can be manufactured. It becomes possible.

【0036】マイルドなスルホン化条件とは、例えば、
硫酸によるスルホン化処理であれば90℃以下の処理が
望ましく、さらに望ましくは70℃以下の低温で処理す
ることである。このような、低温処理においても、本発
明で使用する易スルホン化極細繊維は、スルホン化され
た表面の脱離が無く、極めて高いスルホン酸基量を容易
に達成することが可能であり。さらに、このような、マ
イルドなスルホン化条件においてはポリオレフィン系繊
維のスルホン化は軽微であるため、ポリオレフィン系繊
維の強度の低下や、スルホン化された部分の脱離等の、
従来品が抱える問題は生じない。
The mild sulfonation conditions include, for example,
In the case of sulfonation treatment with sulfuric acid, treatment at 90 ° C. or less is desirable, and treatment at 70 ° C. or less is more desirable. Even in such a low-temperature treatment, the ultra-sulfonated ultrafine fibers used in the present invention can easily achieve an extremely high sulfonic acid group content without desorption of the sulfonated surface. Furthermore, under such mild sulfonation conditions, the sulfonation of the polyolefin fiber is insignificant, so that the strength of the polyolefin fiber decreases, and the sulfonated portion is desorbed.
There is no problem with conventional products.

【0037】またさらに、SO3 ガスによるスルホン化
処理も有効である。処理温度は、10〜40℃の範囲が
望ましく、さらに望ましくは15〜30℃の範囲であ
る。SO3 ガスは、γ型無水硫酸を窒素希釈して使用す
る方法が最も簡便であるが、γ型無水硫酸は凝固点が1
6℃であるため、10℃より低い温度では窒素ガス等で
の希釈を実施しても、濃度が安定な状態でガス化するこ
とが困難であり望ましくない。また、40℃以上の場合
は、反応性が高まりすぎ、ポリオレフィン系繊維の強度
低下が大きくなるため望ましくない。また、全ガス中に
占めるSO3 ガスの濃度も重要な制御項目であり、SO
3 ガス濃度は0.01〜15体積%の範囲にあることが
望まく、さらに望ましくは0.05〜10体積%の範囲
である。濃度が10体積%を上回った場合には、ポリオ
レフィン系繊維の強度低下が大きくなるため望ましくな
い。濃度が0.01体積%を下回った場合は、易スルホ
ン化繊維の反応性が極めて高いため、反応時間を長くす
ればセパレータの製造は可能であるが、製造コストの面
から望ましくない。
Further, sulfonation treatment with SO 3 gas is also effective. The treatment temperature is preferably in the range of 10 to 40 ° C, more preferably in the range of 15 to 30 ° C. The simplest method is to use γ-type sulfuric anhydride diluted with nitrogen for SO 3 gas. However, γ-type sulfuric anhydride has a freezing point of 1%.
Since the temperature is 6 ° C., it is difficult to gasify at a stable concentration even if dilution with nitrogen gas or the like is performed at a temperature lower than 10 ° C., which is not desirable. On the other hand, if the temperature is higher than 40 ° C., the reactivity is too high, and the strength of the polyolefin fiber is greatly reduced. In addition, the concentration of SO 3 gas in the total gas is also an important control item.
3 The gas concentration is desirably in the range of 0.01 to 15% by volume, and more desirably in the range of 0.05 to 10% by volume. If the concentration exceeds 10% by volume, the strength of the polyolefin-based fiber is greatly reduced, which is not desirable. When the concentration is less than 0.01% by volume, the reactivity of the easily sulphonated fiber is extremely high. Therefore, if the reaction time is lengthened, it is possible to produce the separator, but this is not desirable from the viewpoint of production cost.

【0038】上記マイルドなスルホン化条件の判定法と
しては、本発明のセパレータで使用する物と同等の繊維
径を持つ、ポリオレフィン系繊維100%で作成された
セパレータを用い、その強度がスルホン化前を基準とし
て、スルホン化後に75%以上の強度保持をする条件で
実施することが望ましく、さらに望ましくは85%以上
である。上記値は、ポリオレフィン強度保持率(%)と
定義し、後述の実施例においてさらに詳細に説明する。
このような条件においては、易スルホン化極細繊維は十
分にスルホン化されるが、ポリオレフィン系繊維のスル
ホン化は微量であり十分な強度保持が可能となる。逆
に、ポリオレフィン強度保持率が、75%未満に相当す
る強いスルホン化条件でセパレータの作成を実施した場
合には、ポリオレフィン系繊維のスルホン化が進み過
ぎ、強度を主に保持する当初の目的が達成できないため
望ましくない。
As a method for judging the mild sulfonation conditions, a separator made of 100% polyolefin fiber having a fiber diameter equivalent to that used in the separator of the present invention is used, and the strength of the separator before sulfonation is used. It is desirable to carry out under the condition that the strength is maintained at 75% or more after sulfonation, more preferably at least 85%. The above value is defined as a polyolefin strength retention (%), and will be described in more detail in Examples below.
Under such conditions, the easily sulphonated ultrafine fibers are sufficiently sulfonated, but the sulfonation of the polyolefin-based fibers is very small and sufficient strength can be maintained. Conversely, when the separator is prepared under strong sulfonation conditions where the polyolefin strength retention rate is less than 75%, the sulfonation of the polyolefin fiber progresses too much, and the primary purpose of maintaining the strength is mainly. It is not desirable because it cannot be achieved.

【0039】また、従来のポリオレフィン系スルホン酸
基含有セパレータの製造において100℃以上に加熱し
た発煙硫酸が使用されてきたが、本発明においては反応
性が高過ぎるため使用は困難である。しかしながら特に
10〜40℃の低温に温度管理し、同時に数秒以内での
処理後に、速やかに洗浄工程を導入し反応を停止等の特
殊な管理を実施すれば使用可能である。
Although fuming sulfuric acid heated to 100 ° C. or higher has been used in the production of a conventional polyolefin-based sulfonic acid group-containing separator, it is difficult to use it in the present invention because the reactivity is too high. However, it can be used if the temperature is controlled to a low temperature of 10 to 40 ° C., and at the same time, after a treatment within several seconds, a washing step is promptly introduced and a special control such as stopping the reaction is carried out.

【0040】不織布全体でのスルホン化度は、セパレー
タの保液性の目安となる。このためスルホン化度の指標
である表面層の硫黄含有率は、0.5〜20元素%の範
囲になるように処理時間等を制御することが望ましく、
さらに望ましくは2〜15元素%の範囲である。繊維表
面層の硫黄含有率が0.5元素%より低い場合には、電
解液の保持性が十分でなく望ましくない。硫黄含有率が
20元素%より高い場合には、反応時間が長過ぎ、過剰
なスルホン化が進んでいると推定され、表面層の剥離や
極端な強度低下が起こるため望ましくない。
The degree of sulfonation of the entire nonwoven fabric is a measure of the liquid retention of the separator. Therefore, it is desirable to control the treatment time and the like so that the sulfur content of the surface layer, which is an index of the degree of sulfonation, is in the range of 0.5 to 20 element%.
More preferably, it is in the range of 2 to 15 element%. When the sulfur content of the fiber surface layer is lower than 0.5 element%, the retention of the electrolyte is not sufficient, which is not desirable. When the sulfur content is higher than 20 element%, the reaction time is too long, and it is estimated that excessive sulfonation is progressing, and peeling of the surface layer and extreme decrease in strength occur, which is not desirable.

【0041】本発明は、厚み70〜140μmの薄型セ
パレータに最も有効に使用可能である。厚み70μm以
下のセパレータでは、保液性が不足するため望ましくな
い。また本発明は、高い電解液保持性、高強度、均一性
が良い、一定以上のガス透過性を保有し、しかも耐熱性
の高いスルホン酸基を保有する総合的に優れたセパレー
タであることから、高度な信頼性が要求される「医療用
途,非常電源,電気自動車」等の用途での電池において
は、厚みが140〜220μmの範囲のセパレータにお
いても有効に使用可能である。
The present invention can be used most effectively for a thin separator having a thickness of 70 to 140 μm. A separator having a thickness of 70 μm or less is not desirable because of insufficient liquid retention. In addition, the present invention is a highly excellent separator having high electrolyte retention, high strength, good uniformity, gas permeability of a certain level or more, and sulfonic acid groups with high heat resistance. In a battery for applications such as "medical use, emergency power supply, and electric vehicle" which require high reliability, the separator can be effectively used even in a separator having a thickness of 140 to 220 [mu] m.

【0042】[0042]

【実施例】以下に本発明の実施例を用いて具体的に説明
する。なお実施例中に示した物性は以下の方法で測定し
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to embodiments. The physical properties shown in the examples were measured by the following methods.

【0043】イ.硫黄含有量 ESCAあるいはXPCと略称されているX線光電子分
光法により測定を実施した。具体的には、測定は島津製
作所ESCA750型,解析はESCAPAC760型
を用いた。カーボンを含む含有元素を測定し、含まれる
硫黄の元素%で表示した。
A. The sulfur content was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, abbreviated as ESCA or XPC. Specifically, Shimadzu Corporation ESCA750 type was used for the measurement, and ESCAPAC760 type was used for the analysis. The content of elements including carbon was measured and expressed as elemental% of sulfur contained.

【0044】ロ.透気度 JIS L 1096に記載の通気性A法に準じた、フ
ラジール型試験機での測定値を本発明における透気度と
した。
B. Air permeability The value measured by a Frazier-type tester according to the air permeability A method described in JIS L 1096 was defined as the air permeability in the present invention.

【0045】ハ.セパレータの厚み セパレータの厚みは、300kPaの荷重下で測定し
た。具体的には、測定力10N,測定面が6mmΦであ
る、マイクロメーター(MitutoyoM1102−
25型)を用いて測定した。
C. Separator Thickness The thickness of the separator was measured under a load of 300 kPa. Specifically, a micrometer (Mitutoyo M1102-) having a measuring force of 10 N and a measuring surface of 6 mmΦ.
25 type).

【0046】ニ.セパレータの強度 セパレータの強度は、幅5cm,長さ15cmのサンプ
ルを用いて、JISL 1068(織物の引張り試験方
法)に準じ、つかみ間隔を10cm、引張り速度を30
cm/分として、縦(MD)方向における引張り強度を
テンシロンRTM−100型試験機を用いて測定した。
D. The strength of the separator was measured using a sample having a width of 5 cm and a length of 15 cm in accordance with JISL 1068 (test method for tensile strength of woven fabric) with a gripping interval of 10 cm and a pulling speed of 30.
cm / min, the tensile strength in the machine direction (MD) was measured using a Tensilon RTM-100 tester.

【0047】実施例1 ポリプロピレンとシンジオタクティクポリスチレンを隣
接するオリフィスから交互に295℃の温度で押し出し
た。単孔吐出量は、ポリプロピレン=0.3g/mi
n.、シンジオタクティクポリスチレン=0.5g/m
in.とした。さらに0.8kg/cm2 で300℃の
空気流で牽引細化させ、同時にポリプロピレン/ポリエ
チレンの複合繊維(チッソ株式会社,ES繊維,繊維径
16μm,長さ50mm)を吹き込み、3種の繊維が均
一混合された不織布を作成した。100℃にて熱プレス
を実施し、厚み120μmとした。不織布作成装置の概
略図を図1に示した。上記サンプルを幅10cm×長さ
60cmのサイズに切り出し、SO3 ガスを10体積%
含む窒素ガスにより、室温(25℃)で、30秒処理す
ることにより実施した。処理後は、多量の窒素ガスによ
り反応槽を置換しスルホン化反応を停止した。使用した
SO3 ガスは、日本曹達株式会社製の日曹サルファン
を、窒素ガスにて気化することで使用した。使用した処
理装置を図2に示した。
Example 1 Polypropylene and syndiotactic polystyrene were extruded alternately from adjacent orifices at a temperature of 295 ° C. Single hole discharge amount: polypropylene = 0.3 g / mi
n. , Syndiotactic polystyrene = 0.5 g / m
in. And Furthermore, it is made to draw and thin by a 300 ° C. air flow at 0.8 kg / cm 2 , and at the same time, a composite fiber of polypropylene / polyethylene (Chisso Corporation, ES fiber, fiber diameter 16 μm, length 50 mm) is blown, and three kinds of fibers are obtained. A uniformly mixed nonwoven fabric was prepared. Hot pressing was performed at 100 ° C. to a thickness of 120 μm. FIG. 1 shows a schematic view of the nonwoven fabric making apparatus. The above sample was cut into a size of 10 cm in width × 60 cm in length, and 10% by volume of SO 3 gas was used.
This was carried out by a treatment with a nitrogen gas at room temperature (25 ° C.) for 30 seconds. After the treatment, the reaction tank was replaced with a large amount of nitrogen gas to stop the sulfonation reaction. The SO 3 gas used was obtained by evaporating Nisso Sulfan manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. with nitrogen gas. The processing equipment used is shown in FIG.

【0048】作成したセパレータを用い、容量2500
mAhのNi/水素二次電池を作成し、0.4Cにて充
放電を繰り返し、放電容量維持率を測定した。放電容量
は、水素吸蔵合金の活性化のための1〜2回の予備的充
放電を終えた後の、初期サイクルでの放電容量を100
%とし、充放電サイクルを繰り返した時の放電容量の維
持率を測定した。電解液には、水酸化カリウム水溶液を
用いた。放電容量維持率が50%まで低下した時のサイ
クル数を、電池の寿命として評価した。
Using the prepared separator, a capacity of 2500
A Ni / hydrogen secondary battery of mAh was prepared, charge and discharge were repeated at 0.4 C, and the discharge capacity retention ratio was measured. The discharge capacity is 100 discharge capacity in the initial cycle after one or two preliminary charge / discharge cycles for activating the hydrogen storage alloy.
%, And the maintenance rate of the discharge capacity when the charge / discharge cycle was repeated was measured. An aqueous solution of potassium hydroxide was used as the electrolyte. The number of cycles when the discharge capacity retention ratio decreased to 50% was evaluated as the life of the battery.

【0049】セパレータの作成条件,物性、及び放電容
量維持率による寿命評価の結果を表1にまとめた。
Table 1 summarizes the results of the life evaluation based on the separator preparation conditions, physical properties, and the discharge capacity retention ratio.

【0050】さらに、スルホン化条件の強さの確認のた
め、上記実施例1において、シンジオタクティクポリス
チレンを使用せずに、ポリオレフィン系繊維のみで、同
等の繊維径を持つ不織布を作成し、その引っ張り強度を
測定した(T0)。さらに、実施例1と同様のスルホン
化条件でスルホン化処理を実施した後、その引っ張り強
度を測定した(T1)。ここで、(T1/T0)*10
0(%)で求められる値を、ポリオレフィン強度保持率
(%)と定義し、スルホン化条件の強度測定の尺度とし
た。結果、実施例1におけるポリオレフィン強度保持率
は、95%と高い値であり、ポリオレフィン系繊維のス
ルホン化率が小さく、ポリスチレン系極細繊維が選択的
にスルホン化されていることが確認された。以下、各々
の実施例において、対応したポリオレフィン系繊維を用
いた不織布にて、それぞれの実施例でのポリオレフィン
強度保持率を測定している。
Further, in order to confirm the strength of the sulfonation conditions, a nonwoven fabric having the same fiber diameter as that of Example 1 was prepared using only polyolefin fibers without using syndiotactic polystyrene. The tensile strength was measured (T0). Further, after performing a sulfonation treatment under the same sulfonation conditions as in Example 1, the tensile strength was measured (T1). Here, (T1 / T0) * 10
The value obtained at 0 (%) was defined as the polyolefin strength retention (%), and was used as a measure of strength measurement under sulfonation conditions. As a result, the polyolefin strength retention in Example 1 was a high value of 95%, and it was confirmed that the sulfonation rate of the polyolefin fiber was small and that the polystyrene microfine fiber was selectively sulfonated. Hereinafter, in each of the examples, the nonwoven fabric using the corresponding polyolefin-based fiber was used to measure the polyolefin strength retention in each of the examples.

【0051】実施例2〜3 使用する繊維の混合比率,繊維径及びSO3 ガスによる
スルホン化時間を、変更した以外は、実施例1と同様の
方法の方法で、セパレータ作成,評価を実施した。セパ
レータの作成条件,物性、及び放電容量維持率による寿
命評価の結果を表1にまとめた。
Examples 2 to 3 Separators were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of the fibers used, the fiber diameter, and the sulfonation time with SO 3 gas were changed. . Table 1 summarizes the results of the life evaluation based on the separator preparation conditions, physical properties, and the discharge capacity retention ratio.

【0052】実施例4〜5 スルホン化処理を、硫酸で処理した以外は、実施例1〜
2と同様の法で、セパレータ作成,評価を実施した。セ
パレータの作成条件,物性、及び放電容量維持率による
寿命評価の結果を表1にまとめた。
Examples 4-5 Examples 1-5 except that the sulfonation treatment was carried out with sulfuric acid.
A separator was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2. Table 1 summarizes the results of the life evaluation based on the separator preparation conditions, physical properties, and the discharge capacity retention ratio.

【0053】比較例1 易スルホン化繊維を含まないポリオレフィン100%の
不織布を、SO3 を15重量%含有する発煙硫酸により
110℃で処理し、実施例1と同様の測定を実施した。
表面層硫黄含有量,強度の両面で不十分な値であった。
結果を表2にまとめた。
Comparative Example 1 A nonwoven fabric of 100% polyolefin containing no sulfonated fiber was treated with fuming sulfuric acid containing 15% by weight of SO 3 at 110 ° C., and the same measurement as in Example 1 was performed.
Insufficient values were found in both the sulfur content and the strength of the surface layer.
The results are summarized in Table 2.

【0054】比較例2 易スルホン化繊維を含まないポリオレフィン100%の
不織布を、実施例1と同様のマイルドなスルホン化条件
で処理を行なった。結果は、表面層のみスルホン化され
たが、表面層硫黄含有量が低い値であり保液性が十分で
なく、セパレータとしての機能が不十分であった。結果
を表2にまとめた。
Comparative Example 2 A non-woven fabric of 100% polyolefin containing no easily sulfonated fiber was treated under the same mild sulfonation conditions as in Example 1. As a result, although only the surface layer was sulfonated, the sulfur content of the surface layer was low, the liquid retention was not sufficient, and the function as a separator was insufficient. The results are summarized in Table 2.

【0055】比較例3 ポリプロピレンとシンジオタクティクポリスチレンを用
い、実施例1と同様のメルトブロー法で紡糸したが、複
合繊維の吹き込みはせずに、不織布の作成を実施した
後、120℃での熱プレスにより厚み120μmの不織
布を得た、この不織布を実施例1と同様のスルホン化条
件でスルホン化処理を行いセパレータを作成し、評価を
実施したが、透気度が低いため充放電サイクル中に内部
圧力のバランスがくずれ、寿命の極端な低下が発生し
た。結果を表2にまとめた。
Comparative Example 3 Using a polypropylene and syndiotactic polystyrene, spinning was carried out by the same melt-blowing method as in Example 1, but without blowing composite fibers, a non-woven fabric was prepared and then heated at 120 ° C. A non-woven fabric having a thickness of 120 μm was obtained by pressing. This non-woven fabric was subjected to a sulfonation treatment under the same sulfonation conditions as in Example 1 to prepare a separator, and the separator was evaluated. The balance of the internal pressure was lost, and the life was extremely shortened. The results are summarized in Table 2.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように本発明は、アルカリ電池用
セパレータに必要な次の4点の特性を高いレベルで同時
に達成するものであり、本セパレータを採用した電池に
対して以下の優れた特性をもたらす。1:高い電解液保
持性を確保し、電池の寿命を向上させる。2:高強度化
により、電池組み立て時の作業性向上、つまり切断等で
の作業中断なくす。3:セパレータの均一性を向上(目
付むらを低減)し、ピンホールによる電池短絡による不
良発生を無くす。4:必要とされる一定以上のガス透過
性を確保し、電池の安全性を向上させると同時に電池の
サイクル寿命を向上させる。また以上4点の他に、熱的
に長期安定なスルホン酸基を有する特徴があるため、過
酷な使用条件においても長期間の充放電を可能とする。
またさらに、本発明は特に厚みが薄いセパレータ作成に
おいて有効であるため、電池容量の増大に寄与するもの
である。
As described above, the present invention simultaneously achieves the following four characteristics required for a separator for an alkaline battery at a high level at the same time. Bring properties. 1: Ensure high electrolyte retention and improve battery life. 2: Improvement of workability at the time of assembling the battery due to the high strength, that is, no work interruption due to cutting or the like. 3: Improve the uniformity of the separator (reduce unevenness) and eliminate the occurrence of defects due to battery short-circuit due to pinholes. 4: Ensuring required gas permeability of a certain level or more, improving the safety of the battery and improving the cycle life of the battery. Further, in addition to the above four points, it has a characteristic that it has a sulfonic acid group that is thermally stable for a long period of time.
Furthermore, the present invention is particularly effective in producing a separator having a small thickness, and thus contributes to an increase in battery capacity.

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

【図1】 不織布作成装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a nonwoven fabric manufacturing apparatus.

【図2】 SO3 ガスによるスルホン化処理装置の概略
図である。
FIG. 2 is a schematic view of a sulfonation treatment apparatus using SO 3 gas.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 易スルホン化繊維とポリオレフィン系繊
維とが混合されてなる不織布からなるアルカリ電池用セ
パレータであって、前記不織布がスルホン化されてな
り、且つ、前記易スルホン化繊維が連続繊維であること
を特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
1. An alkaline battery separator comprising a nonwoven fabric obtained by mixing a sulfonated fiber and a polyolefin fiber, wherein the nonwoven fabric is sulfonated, and the sulfonated fiber is a continuous fiber. A separator for an alkaline battery.
【請求項2】 前記易スルホン化繊維の繊維径が、0.
3〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載の
アルカリ電池用セパレータ。
2. The fiber of the easily sulfonated fiber having a fiber diameter of 0.1.
The alkaline battery separator according to claim 1, wherein the thickness is 3 to 10 m.
【請求項3】 前記易スルホン化繊維が、ポリスチレン
系繊維、ポリビニルナフタレン系繊維、ポリエーテルス
ルホン系繊維又はポリカーボネイト系繊維の群から選ば
れる1以上の繊維からなることを特徴とする請求項1又
は2に記載のアルカリ電池用セパレータ。
3. The fiber according to claim 1, wherein the easily sulfonated fiber is at least one fiber selected from the group consisting of a polystyrene fiber, a polyvinyl naphthalene fiber, a polyethersulfone fiber, and a polycarbonate fiber. 3. The separator for an alkaline battery according to 2.
【請求項4】 前記易スルホン化繊維が、シンジオタク
チック系ポリスチレンからなることを特徴とする請求項
1又は2に記載のアルカリ電池用セパレータ。
4. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein the easily sulphonated fiber is composed of syndiotactic polystyrene.
【請求項5】 前記ポリオレフィン系繊維の少なくとも
20重量%が、繊維径が8μm以上の熱融着性繊維であ
ることを特徴とする請求項1乃至4に記載のアルカリ電
池用セパレータ。
5. The alkaline battery separator according to claim 1, wherein at least 20% by weight of the polyolefin-based fiber is a heat-fusible fiber having a fiber diameter of 8 μm or more.
【請求項6】 前記繊維径が8μm以上の熱融着繊維
が、ポリプロピレンとポリエチレンの複合繊維であるこ
とを特徴とする請求項5に記載のアルカリ電池用セパレ
ータ。
6. The alkaline battery separator according to claim 5, wherein the heat-fused fiber having a fiber diameter of 8 μm or more is a composite fiber of polypropylene and polyethylene.
【請求項7】 前記不織布中の易スルホン化繊維が、選
択的にスルホン化されてなることを特徴とする請求項1
乃至請求項6に記載のアルカリ電池用セパレータ。
7. The fiber according to claim 1, wherein the easily sulfonated fibers in the nonwoven fabric are selectively sulfonated.
The alkaline battery separator according to claim 6.
【請求項8】 オレフィン系樹脂溶融物と易スルホン化
樹脂溶融物を隣接するオリフィスから押し出しメルトブ
ローすると同時に、該押し出し物にオレフィン系短繊維
を吹き込み、均一に混合・一体化した不織布を、温度1
0〜40℃の0.01〜15%体積%のSO3 ガスによ
りスルホン化処理することを特徴とするアルカリ電池用
セパレータの製造方法。
8. A nonwoven fabric which is extruded and melt blown from an adjacent orifice with an olefin-based resin melt and an easily sulfonated resin melt and simultaneously blows olefin-based short fibers into the extruded material to uniformly mix and integrate the nonwoven fabric at a temperature of 1 ° C.
A method for producing a separator for an alkaline battery, comprising performing sulfonation treatment with 0.01 to 15% by volume of SO 3 gas at 0 to 40 ° C.
JP10091776A 1998-04-03 1998-04-03 Separator for alkaline battery and manufacture therefor Withdrawn JPH11297293A (en)

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