JPH11297295A

JPH11297295A - 電池用セパレータとその製造方法及びこれを用いた電池

Info

Publication number: JPH11297295A
Application number: JP10092047A
Authority: JP
Inventors: Tatsunobu Kida; 達宣木田; Hiroyuki Yamamoto; 博之山本; Shuji Hori; 修二堀; Tetsuo Sakai; 哲男境
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Daiwa Boseki KK; Daiwabo Co Ltd
Current assignee: Daiwa Boseki KK; Daiwabo Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JP3383823B2

Abstract

(57)【要約】【課題】分子構造がシンジオタクチックポリ(1,2-ブタ
ジエン)構造であり、その不飽和結合の少なくとも一部
にイオン交換基が導入されてなる繊維を含む不織布等の
多孔性シートとすることにより、優れた強度と保液性を
有し、電池寿命を低下させることなく電池容量の向上に
寄与しうる電池用セパレータを提供する。【解決手段】分子構造がシンジオタクチックポリ(1,2-
ブタジエン)構造であり、その不飽和結合の少なくとも
一部にイオン交換基が導入されてなる樹脂成分を繊維表
面の少なくとも一部を占めている合成繊維（Ａ）を含有
する繊維ウェブに、高圧水流処理を施して繊維間を交絡
させ不織布とし、比較的弱い条件でスルホン化処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等
のアルカリ蓄電池用に好適な電池セパレータ、その製造
方法、およびこれを用いた電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、電池セパレータとしては、ナイロ
ンやポリプロピレン繊維からなる乾式法で製造された不
織布（以下、乾式不織布という）、湿式抄紙法で製造さ
れた不織布（以下、湿式不織布という）などが使用され
ているが、ナイロン繊維からなる不織布は耐アルカリ性
に劣ることから、ポリプロピレン等のポリオレフィン系
繊維からなる不織布が好ましく使用されている。

【０００３】しかしながら、ポリオレフィン系繊維から
なる不織布は疎水性であり、電池セパレータに用いたと
きの濡れ性に劣るため、ポリオレフィン系繊維からなる
不織布を親水化処理する様々な方法が提案されている。
親水化処理方法としては、スルホン化処理、フッ素化処
理、コロナ放電処理、あるいはビニルモノマーのグラフ
ト重合処理などが挙げられるが、特に二次電池の自己放
電性の改良において、スルホン化処理が有用であり、様
々な方法が提案されている。例えば、特開平７−２７８
９６３号公報には、易スルホン化繊維としてガラス転移
温度が５℃以上低下したシンジオタクチックスチレン系
重合成分を用い、濃硫酸溶液中に浸漬しスルホン化した
電池用セパレータが提案されている。また、特開平８−
２７３６５４号公報には、ポリオレフィン系極細繊維が
絡合し、部分的に融着部を有するとともに親水化処理さ
れた不織布強力に優れた電池用セパレータを開示してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電池用セパレータには以下の問題点がある。例えば、特
開平７−２７８９６３号公報においては、シンジオタク
チックポリスチレン系繊維は一般に紡糸性が悪く、細繊
度化することは困難であり、たとえ細繊度化が可能であ
ったとしても、生産性に劣り、コスト高となる。また、
特開平８−２７３６５４号公報においては、極細繊維自
身をスルホン化するだけでなく、一種類の極細繊維を融
着させるので、本来得られるべき緻密性が損なわれ、通
気性や保液性に劣る。

【０００５】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、優れた強度と保液性を有し、電池寿命を低下させる
ことなく電池容量の向上に寄与しうる電池用セパレータ
を提供することを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１番目の電池用セパレータは、分子構造
がシンジオタクチックポリ（１，２−ブタジエン）構造
であり、その不飽和結合の少なくとも一部にイオン交換
基が導入されてなる樹脂成分を含む多孔性シートからな
ることを特徴とする。前記セパレータにおいては、樹脂
成分が合成繊維（Ａ）であることが好ましい。また前記
セパレータにおいては、多孔性シートが、合成繊維
（Ａ）と熱接着性繊維（Ｂ）を含む不織布であることが
好ましい。

【０００７】また前記セパレータにおいては、イオン交
換基の主成分官能基が、スルホン基であることが好まし
い。また前記セパレータにおいては、合成繊維（Ａ）が
鞘芯型複合繊維であり、鞘成分にスルホン基が導入され
てなるシンジオタクチックポリ（１，２−ブタジエン）
が存在していることが好ましい。

【０００８】また前記セパレータにおいては、合成繊維
（Ａ）を構成するシンジオタクチックポリ（１，２−ブ
タジエン）構造の含有量が５重量％以上であることが好
ましい。また前記セパレータにおいては、熱接着性繊維
（Ｂ）が鞘芯型複合繊維であり、鞘部の融点が、芯部の
融点より１０℃以上低い樹脂から構成されることが好ま
しい。また前記セパレータにおいては、不織布を構成す
る繊維が、合成繊維（Ａ）と熱接着性繊維（Ｂ）とから
なり、前記合成繊維（Ａ）の含有量が１０〜９０重量
％、前記熱接着性繊維（Ｂ）の含有量が９０〜１０重量
％の範囲であることが好ましい。

【０００９】また前記セパレータにおいては、不織布を
構成する繊維が、合成繊維（Ａ）と熱接着性繊維（Ｂ）
と繊度０．５デニール以下の極細繊維（Ｃ）を含み、前
記極細繊維（Ｃ）が部分的に分割された複合繊維である
ことが好ましい。また前記セパレータにおいては、不織
布を構成する繊維の割合が、合成繊維（Ａ）の含有量が
１０〜５０重量％、熱接着性繊維（Ｂ）の含有量が１０
〜５０重量％、部分的に分割された極細繊維（Ｃ）が０
〜８０重量％であることが好ましい。

【００１０】また前記セパレータにおいては、極細繊維
（Ｃ）が−ＯＨ基を主成分とする親水基を含んでいるこ
とが好ましい。また前記セパレータにおいては、シンジ
オタクチックポリ（１，２−ブタジエン）構造の不飽和
結合の少なくとも一部にスルホン基が６０℃以下の温度
で導入されてなることが好ましい。

【００１１】次に本発明の第２番目の電池用セパレータ
は、熱接着性繊維（Ｂ）を含有する不織布に、分子構造
がシンジオタクチックポリ（１，２−ブタジエン）構造
であり、その不飽和結合の少なくとも一部にイオン交換
基が導入されてなる樹脂成分を含む多孔性シートを貼り
合わせたことを特徴とする。前記本発明の第１〜２番目
の電池用セパレータにおいては、多孔性シートが前記の
不織布であることが好ましい。また前記本発明の第１〜
２番目の電池用セパレータにおいては、多孔性シートと
して多孔性フィルムを用いることもできる。この場合、
前記本発明のイオン交換基が導入されてなる樹脂成分
が、多孔性フィルムの少なくとも表面の一部を占めてい
ればよい。フィルムは前記樹脂単独成分でもよいし、他
のポリマのフィルム、例えばポリプロピレンまたはポリ
エチレンフィルム等の合成樹脂フィルムと貼り合わされ
た多孔性多層フィルムであっても良い。

【００１２】次に本発明の電池用セパレータの製造方法
は、分子構造がシンジオタクチックポリ(1,2-ブタジエ
ン)構造であり、その不飽和結合の少なくとも一部にイ
オン交換基が導入されてなる樹脂成分を繊維表面の少な
くとも一部を占めている合成繊維（Ａ）を含有する繊維
ウェブの構成繊維間を交絡させて不織布を形成し、その
後６０℃以下の温度で前記シンジオタクチックポリ
（１，２−ブタジエン）構造の不飽和結合の少なくとも
一部にスルホン基を導入することを特徴とする。前記方
法においては、繊維ウェブの構成繊維間を交絡処理が、
高圧水噴射処理であることが好ましい。次に本発明の電
池は、前記のいずれかに記載の電池用セパレータを組み
込んだことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の電池用セパレータは、分
子構造がシンジオタクチックポリ（１，２−ブタジエ
ン）構造の樹脂成分（以下、1,2-SBD という）からな
り、その不飽和結合の少なくとも一部にイオン交換基が
導入されてなる樹脂成分を含む多孔性シートからなる。

【００１４】本発明に用いられる1,2-SBD としては、融
点（Tms ）が７５〜１５０℃、結晶化度が１５〜５０
％、1,2 結合が９０％以上、メルトインデックス（Ｍ
Ｉ；JISK 7210 に準じ測定温度190℃、2160ｇ加重）が
１０〜１５０g/10分のものが好ましく用いられる。

【００１５】1,2-SBD を含む多孔性シートは、1,2-SBD
が繊維表面の少なくとも一部を占める合成繊維（Ａ）か
らなる不織布、多孔性フィルム、あるいはこれらを１層
以上含む積層体で形成される。

【００１６】1,2-SBD の不飽和結合の少なくとも一部に
導入されるイオン交換基としては、スルホン基、カルボ
キシル基、アミノ基等が挙げられるが、なかでも、スル
ホン基は、自己放電を抑制する効果が得られるので好ま
しい。

【００１７】本発明の電池用セパレータに用いられる合
成繊維（Ａ）の形態としては、1,2-SBD が繊維表面の少
なくとも一部を占めていれば特に限定されない。例え
ば、単一繊維、鞘芯型複合繊維、偏心鞘芯型複合繊維、
並列型複合繊維、分割型複合繊維、あるいは異形断面を
有する繊維等を任意に使用することができる。なかで
も、1,2-SBD を鞘成分とした鞘芯型複合繊維は、鞘成分
の1,2-SBD が繊維表面を被覆されるので、その効果を有
効に利用できるとともに、芯成分で繊維強力を保持でき
る点で好ましい。芯成分に用いられる熱可塑性樹脂とし
ては特に限定はされないが、その融点（Tmc ）が1,2-SB
D の融点（Tms ）より１０℃以上高い樹脂が好ましい。
例えば、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン等のポリオレフィン系樹脂等のホモポリマーあるいは
共重合体、三元共重合体から任意に一あるいは二以上選
択して使用することができる。中でも、ポリオレフィン
系樹脂が加工性において好ましい。

【００１８】合成繊維（Ａ）を構成する1,2-SBD の含有
量は５重量％以上であることが好ましい。1,2-SBD の含
有量が５重量％未満であると、繊維中のイオン交換基の
数が少なくなり、電池に組み込んだ時の容量保存率が劣
るからである。

【００１９】そして合成繊維（Ａ）の不織布中における
含有率は、１０〜９０重量％含有することが、不織布強
力を向上させる点で好ましい。より好ましくは、１０〜
５０重量％である。含有率が５重量％未満であると、不
織布中のイオン交換基の数が少なくなり、その効果が得
られず、含有率が８０重量％を超えると、1,2-SBD の樹
脂自体がイオン交換基導入後劣化するため、不織布強力
が低下するからである。

【００２０】本発明において、不織布中にTmc より低い
温度で溶融する熱接着性繊維（Ｂ）が１０〜９０重量％
含有していることが好ましい。より好ましくは、１０〜
５０重量％である。熱接着性繊維（Ｂ）において、溶融
する温度がTmc 以上であると、合成繊維（Ａ）とともに
熱処理を施したとき、合成繊維（Ａ）の形態が保持でき
なくなるからである。また、熱接着性繊維（Ｂ）の含有
量が１０重量％未満であると、十分な不織布強力が得ら
れず、９０重量％を超えると、合成繊維（Ａ）が少なく
なり、その効果が十分に発揮されないからである。熱接
着性繊維（Ｂ）としては、融点がTmc より低い温度であ
れば特に限定されず、例えば共重合ポリエステルなどの
ポリエステル系樹脂、ポリエチレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸メチル共重合体などのポリオレフィン系
樹脂などが用いられるが、耐アルカリ性の点でポリオレ
フィン系樹脂が好ましい。

【００２１】本発明に用いる熱接着性繊維（Ｂ）の形態
は特に限定はされず、単一繊維、鞘芯型複合繊維、偏心
鞘芯型複合繊維、並列型複合繊維、分割型複合繊維、あ
るいは異形断面を有する繊維等を任意に使用することが
できるが、不織布の強力を向上させる場合は、熱接着性
繊維（Ｂ）として鞘部の融点が、芯部の融点より１０℃
以上低い樹脂から構成された鞘芯型複合繊維が好まし
い。鞘成分としては上記樹脂が好ましく、芯成分には、
例えばナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン等のポリオレフィン系樹脂が用いられる。また熱接着
性繊維（Ｂ）の繊度は、０．５〜５デニールが好まし
い。０．５デニール未満であると、湿式抄紙時のスラリ
ー中における繊維の分散性が悪く、繊維同士がもつれた
りして工程性、品質面に劣り、５デニールを超えると空
隙の大きさが大きくなり過ぎ、電池組立時に短絡の原因
となり好ましくない。

【００２２】本発明の不織布中には、繊度０．５デニー
ル以下の極細繊維（Ｃ）を０〜８０重量％含有してもよ
い。極細繊維（Ｃ）の繊度が０．５デニールを超える
と、空隙が大きくなり過ぎ、吸液性や保液性に劣るから
である。不織布中の含有率が、８０重量％を超えると、
通気性が低下し、密閉型電池で求められているガス透過
性が悪く好ましくない。繊度０．５デニール以下の極細
繊維（Ｃ）はいずれの形状であってもよいが、好ましく
は２種類以上の樹脂成分からなる分割型複合繊維を各々
の成分に分割した２種類以上の極細繊維（Ｃ）である。
２種類以上の樹脂成分からなる分割型複合繊維とは、例
えば図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなもので
ある。図１（ａ）〜（ｃ）において、１は第１成分、２
は第２成分を示す。

【００２３】そして上記分割型複合繊維に用いられる熱
可塑性樹脂の組合せとしては、ポリオレフィン系樹脂／
ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン／エチレンビニルア
ルコール共重合体、ポリプロピレン／ポリメチルペンテ
ン、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリメチルペンテ
ン／ポリエチレン、ポリメチルペンテン／エチレンビニ
ルアルコール共重合体等が挙げられ、三種類の樹脂を用
いる場合としては、上記樹脂をそれぞれ異なる成分で構
成すればよい。特にポリオレフィン系分割型複合繊維
は、耐アルカリ性の点で好ましく、なかでも、−ＯＨ基
を主成分とする親水基を含むエチレンビニルアルコール
共重合体を１成分としたポリオレフィン系分割型複合繊
維は、親水性が向上し、電池において優れたサイクル特
性が得られるので好ましい。得られた分割型複合繊維
は、後述する高圧水噴射処理等によって分割され、極細
繊維（Ｃ）を形成する。

【００２４】さらに本発明の電池セパレータには、上記
含有量を満たしていれば、他の繊維を混合してもよく、
例えば、繊維間で形成される空隙を確保するため、繊度
５デニール以下の合成繊維（Ｄ）を４０重量％以下で含
有してもよい。特に、繊度は分割型複合繊維が分割発現
することによって得られる極細繊維（Ｃ）の繊度よりも
大きく、熱接着性繊維（Ｂ）の繊度と同じまたは小さい
のがよく、０．５〜５デニールが好ましい。そして上記
繊維は熱接着性繊維（Ｂ）の溶融する温度では実質的に
溶融しないものから選ばれ、ポリプロピレン、ポリエス
テル、ナイロン等、汎用されている合成繊維を使用する
ことができるが、耐アルカリ性の点でポリオレフィン系
繊維が好ましい。上記繊維が４０重量％を超えると、接
着面積が少なくなり過ぎるため、不織布強力が弱くなり
好ましくない。また上記繊維が５デニールを超えると、
不織布内の緻密な空隙が確保できず好ましくない。特
に、繊度が０．５〜２デニールのやや剛性で高強力のポ
リプロピレン繊維は、セパレータに耐アルカリ性を付与
し、かつ適度な空隙を確保する上において、最も好まし
く適用される。

【００２５】次に本発明の電池用セパレータの製造方法
について説明する。上述した各々の繊維を含有してなる
繊維ウェブの形態は、カード法、エアレイ法などにより
得た乾式ウェブ、湿式法により得た湿式ウェブ、あるい
はメルトブロー法やスパンボンド法などの直接法により
得た繊維ウェブを単独、あるいはこれらを少なくとも１
層含み２層以上に積層したものが用いられる。例えば、
1,2-SBD からなる繊維ウェブを第１層とし、1,2-SBD か
らなる繊維を含有しない繊維ウェブを第２層とし、積層
させてもよいし、少なくとも１層に1,2-SBD からなる繊
維を含有していれば乾式ウェブ／湿式ウェブの組合せで
もよい。中でも、湿式ウェブが繊維ウェブの緻密性、均
一性の点で好ましい。

【００２６】次いで、繊維ウェブは合成繊維（Ａ）自身
を溶融させてもよいし、熱接着性繊維（Ｂ）を溶融させ
てもよく、繊維ウェブの処理方法に応じて適宜行えばよ
い。繊維ウェブの処理方法としては、熱カレンダー処
理、熱風加工処理、高圧水噴射処理等いずれであっても
よく、例えば分割型複合繊維を含有させる場合は、繊維
ウェブに高圧水噴射処理を施し、分割型複合繊維を分割
させて極細繊維（Ｃ）を形成させるとともに繊維間を交
絡させるとよい。高圧水噴射処理は孔径０．０５〜０．
５mmのオリフィスが０．５〜１．５mmの間隔で設けられ
たノズルから、水圧２５〜１５０kg/cm²の柱状水流を不
織布の表裏にそれぞれ１回以上噴射するとよい。また繊
維ウェブを積層させる場合においても、例えば異なる繊
維ウェブ同士を湿式抄紙時、高圧水噴射処理時、あるい
は熱カレンダー処理や熱風加工処理時に貼り合わせても
よく、あるいは繊維ウェブを上記処理方法を用いて一旦
不織布化し、得られた不織布を２層以上積層して、公知
の貼合方法、例えば、熱ロールによる熱接着、バインダ
ー接着等により貼合することも可能である。また、1,2-
SBD を含有する、あるいは含有しない多孔性フィルムと
貼合してもよい。

【００２７】一方、本発明の多孔性フィルムは、1,2-SB
D を溶融押し出しすることにより容易に得られ、1,2-SB
D の含有量が少なくとも５重量％含有すれば、他の熱可
塑性樹脂を混合してもよい。また、1,2-SBD が単独の多
孔性フィルムであってもよいし、他の１種以上フィルム
と２層以上に貼合されていてもよい。さらに、1,2-SBD
を含有する、あるいは含有しない不織布と貼合してもよ
い。

【００２８】そして、1,2-SBD を含む多孔性シートにイ
オン交換基が導入される。イオン交換基は、公知の導入
法により容易に導入される。例えば、ビニルモノマーを
紫外線照射により導入する方法、あるいはスルホン基を
１０℃に冷却した希薄発煙硫酸もしくは８０〜９８重量
％濃硫酸に浸漬して導入する方法などが挙げられるが、
特に1,2-SBD は、従来の導入法に比べ、比較的弱い条件
でイオン交換基の導入が可能であり、例えば、８０〜９
８重量％濃硫酸中において、６０℃以下の温度でスルホ
ン基を短時間で導入することができ、多孔性シートの強
力が低下することなく、高度にスルホン化することがで
きる。多孔性シートにスルホン基を導入した場合、スル
ホン化率は少なくとも３mol％が好ましい。スルホン化
率が３mol％未満であると、電池の自己放電を十分に抑
制できないからである。またスルホン化を促進させるた
めに、紫外線または放射線により不織布表面を活性化さ
せた後、スルホン化処理を施してもよい。濃硫酸を用い
た場合は、後処理にて乾燥される。

【００２９】しかるのち、熱カレンダー処理を施し、所
定の厚みに調整され、本発明の電池用セパレータが得ら
れる。このようにして得られた電池用セパレータにおい
て、多孔性シートの目付は、３０〜１００g/m²にするこ
とが好ましい。３０g/m²未満ではシートの強力が低くな
るため、正極と負極の間で短絡が生じやすくなり、１０
０g/m²を超えると通気性等が低下するからである。

【００３０】また、得られた電池用セパレータの少なく
とも一方向における引張強力は、５kgf/5cm 以上である
ことが好ましい。より好ましくは１０kgf/5cm である。
引張強力が５kgf/5cm 未満であると、電池組み込み時の
卷回性に劣るからである。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の内容を実施例を挙げて説明す
る。なお、単に％と表示してあるのは重量％を意味す
る。また、スルホン化率、引張強力、保液率、および容
量保存率は以下の方法により測定した。（１）スルホン化率：エチレン基のスルホン化率で表
し、次式によって算出した。スルホン化率（mol%）＝
{重量増加率（%）/97}／{100/56} （２）引張強力：ＪＩＳＬ１０９６に準じ、幅５c
m、長さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、
定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０cm／分で伸
長し、切断時の荷重値を引張強力とした。（３）保液率：試験片の水分平衡状態の重量（Ｗ）を１
mgまで測定する。次に比重１．３０のＫＯＨ水溶液中に
試験片を浸漬し、ＫＯＨ水溶液を１時間吸収させたのち
液中から引き上げて、その後、上下２枚の濾紙にこの試
験片を挟み５ｋｇ加重をした。その試験片の重量（Ｗ
₁ )を測定し、保液率（％）＝（（Ｗ₁ −Ｗ）／Ｗ）×
１００の式より保液率を算出した。（４）円筒形密閉ニッケル水素電池：正極は、水酸化ニ
ッケル、酸化コバルト、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、水によるペーストを発泡ニッケル基板に塗り込む
ことで作製した電極を使用し、負極は、水素吸蔵合金、
カルボニルニッケル、ＣＭＣ、ＰＴＦＥ、水によるペー
ストを発泡ニッケル基板に塗り込むことで作製した電極
を使用し、その間に各セパレーターを挟み電槽缶に挿入
し、電解液を注液することで、円筒形密閉ニッケル水素
電池を作製した。（５）自己放電性試験：初期活性条件を充電0.05C率で2
0時間、休止0.5時間、放電0.05C率で終止電圧0.8Vと
し、その後に、充電0.1C率で12時間、休止0.5時間、放
電0.1C率で終止電圧1.0Vとし、５サイクル繰り返した後
の放電容量に対し、同条件（0.1C率）で充電後、４５℃
下で１４日間放置したときの残存容量（0.1C率放電、終
止電圧1.0V）の比を自己放電後の容量維持率とした。充
放電は２５℃で行った。（６）サイクル寿命測定：初期活性を行った後、充電0.
1C率で、１０時間、休止時間0.5時間、放電0.1C率（終
止電圧1.0V）で理論容量に対する利用率が９０％以下に
なったときのサイクル数を求めた。充放電は２５℃で行
った。（７）不良化率：円筒形密閉ニッケル水素電池を１００
個組み立てたときに、短絡が起きた割合を不良化率とし
た。（８）メルトインデックス（ＭＩ）：JIS K 7210 に準
じ、測定温度190℃、荷重2160ｇで１０分当たりの流量
を測定する。

【００３２】

【実施例１〜４，比較例１〜２】［繊維の準備］本発明
の実施にあたり、以下の繊維を準備した。（１）合成繊維（Ａ）：融点９０℃、ＭＩ４５g/10分の
1,2-SBD を鞘成分とし、融点１６３℃のポリプロピレン
を芯成分とした繊度２デニール、繊維長１０mmの鞘芯型
複合繊維。（２）熱接着性繊維（Ｂ）：融点１３０℃のポリエチレ
ンを鞘成分とし、融点１６３℃のポリプロピレンを芯成
分とした繊度２デニール、繊維長１０mmの鞘芯型熱接着
性複合繊維。（３）分割型複合繊維（Ｃ）：融点１６３℃のポリプロ
ピレンを第１成分とし、融点２４０℃のポリメチルペン
テンを第２成分とした図１（ａ）に示す断面形状を有す
る繊度２デニール、繊維長１０mmの分割型複合繊維。（４）合成繊維（Ｄ）：融点１６３℃、繊度１デニー
ル、繊維長１０mmのポリプロピレン繊維。［不織布の形成］（実施例１〜３、比較例１〜２）上記繊維をそれぞれ表１の割合で混合し、水中の０．５
％の濃度になるように水スラリーを調製し、湿式抄紙し
て目付５０g/m²の湿式不織布を作製した。次に、湿式不
織布の表裏面に水圧１００kg/cm²の高圧柱状水流を噴射
することにより、上記分割型複合繊維（Ｃ）を分割させ
て繊度０．２５〜０．３デニールの極細繊維を形成させ
るとともに繊維間を交絡させ、１３５℃で乾燥と同時に
熱接着させた。［不織布の形成］（実施例４）上記繊維（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）をそれぞれ表１の割合で混
合し、０．５％の濃度になるようにスラリーを調製し、
湿式抄紙して目付３０g/m²の湿式不織布を作製した。次
に、湿式不織布の表裏面に水圧１００kg/cm²の高圧柱状
水流を噴射することにより、上記分割型複合繊維を分割
させて繊度０．２５〜０．３デニールの極細繊維を形成
させるとともに繊維間を交絡させ、１３５℃で乾燥と同
時に熱接着させ不織布（１）を作製した。それとは別に
繊維（Ａ）を０．５％の濃度になるようにスラリーを調
製し、湿式抄紙して目付２０g/m²の湿式不織布（２）を
作製した。上記作製した不織布（１）不織布（２）を１
００℃に加熱した１対の熱ロールで接着させた。［スルホン化処理］得られた不織布に、常温（約２０
℃）、濃度９３重量％の濃硫酸溶液中に表１に示す時間
処理し、スルホン化した。そして、不織布を７５℃で熱
カレンダー処理して電池用セパレータを得た。実施例１
〜４，比較例１〜２の条件と電池用セパレータの物性を
表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示した通り、実施例１〜４は合成繊
維（Ａ）を含有することにより、比較的弱いスルホン化
条件であっても高度にスルホン化し、電池に組み込んだ
時の容量保存率も高く、引張強力も低下することはなか
った。比較例１では合成繊維（Ａ）を含有していないた
め、スルホン化処理時間が不十分でスルホン化できず、
比較例２では、スルホン化処理時間を長くしスルホン化
率を向上させたが、引張強力が著しく低下した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の電池用セパレータは、比較的弱
いスルホン化条件においても高度にスルホン化し、優れ
た容量保存率を得ることが出来る。又、他の繊維物性の
劣化を低減させることができるので、優れた引張強力を
得ることができる。また他の繊維として、熱接着性繊維
を用いることにより不織布の引張強力が向上し、繊度
０．５デニール以下の極細繊維を用いることにより保液
率が向上する。

【００３６】本発明の電池用セパレータの製造方法は、
分子構造がシンジオタクチックポリ(1,2-ブタジエン)構
造であり、その不飽和結合の少なくとも一部にイオン交
換基が導入されてなる樹脂成分を繊維表面の少なくとも
一部を占めている合成繊維（Ａ）を含有する繊維ウェブ
に、高圧水流処理を施して繊維間を交絡させ、しかるの
ち不織布に比較的弱い条件でスルホン化処理できるの
で、容易に高強力で低目付のセパレータが得られるだけ
でなく、製造工程の安全性においても優れている。本発
明の電池は上記セパレータを使用しているため、自己放
電が少ない電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明に適用できる分割型複合繊維の一
例の断面拡大図である。（ｂ）本発明に適用できる分割型複合繊維の一例の断面
拡大図である。（ｃ）本発明に適用できる分割型複合繊維の一例の断面
拡大図である。

【符号の説明】

１第１成分２第２成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記２名の代理人弁理士池内寛幸（外２名） (72)発明者木田達宣兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者山本博之兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者堀修二兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者境哲男大阪府池田市緑丘１丁目８番31号工業技術院大阪工業技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子構造がシンジオタクチックポリ
（１，２−ブタジエン）構造であり、その不飽和結合の
少なくとも一部にイオン交換基が導入されてなる樹脂成
分を含む多孔性シートからなる電池用セパレータ。
【請求項２】樹脂成分が合成繊維（Ａ）である請求項
１に記載の電池用セパレータ。
【請求項３】多孔性シートが、合成繊維（Ａ）と熱接
着性繊維（Ｂ）を含む不織布である請求項１に記載の電
池用セパレータ。
【請求項４】イオン交換基の主成分官能基が、スルホ
ン基である請求項１に記載の電池用セパレータ。
【請求項５】合成繊維（Ａ）が鞘芯型複合繊維であ
り、鞘成分にスルホン基が導入されてなるシンジオタク
チックポリ（１，２−ブタジエン）が存在している請求
項２または３に記載の電池用セパレータ。
【請求項６】合成繊維（Ａ）を構成するシンジオタク
チックポリ（１，２−ブタジエン）構造の含有量が５重
量％以上である請求項２，３または５に記載の電池用セ
パレータ。
【請求項７】熱接着性繊維（Ｂ）が鞘芯型複合繊維で
あり、鞘部の融点が、芯部の融点より１０℃以上低い樹
脂から構成される請求項３に記載の電池用セパレータ。
【請求項８】不織布を構成する繊維が、合成繊維
（Ａ）と熱接着性繊維（Ｂ）とからなり、前記合成繊維
（Ａ）の含有量が１０〜９０重量％、前記熱接着性繊維
（Ｂ）の含有量が９０〜１０重量％の範囲である請求項
３に記載の電池用セパレータ。
【請求項９】不織布を構成する繊維が、合成繊維
（Ａ）と熱接着性繊維（Ｂ）と繊度０．５デニール以下
の極細繊維（Ｃ）を含み、前記極細繊維（Ｃ）が部分的
に分割された複合繊維である請求項３に記載の電池用セ
パレータ。
【請求項１０】不織布を構成する繊維の割合が、合成
繊維（Ａ）の含有量が１０〜５０重量％、熱接着性繊維
（Ｂ）の含有量が１０〜５０重量％、部分的に分割され
た極細繊維（Ｃ）が０〜８０重量％である請求項３また
は９に記載の電池用セパレータ。
【請求項１１】極細繊維（Ｃ）が−ＯＨ基を主成分と
する親水基を含んでいる請求項１０に記載の電池用セパ
レータ。
【請求項１２】シンジオタクチックポリ（１，２−ブ
タジエン）構造の不飽和結合の少なくとも一部にスルホ
ン基が６０℃以下の温度で導入されてなる請求項１に記
載の電池用セパレータ。
【請求項１３】熱接着性繊維（Ｂ）を含有する不織布
に、分子構造がシンジオタクチックポリ（１，２−ブタ
ジエン）構造であり、その不飽和結合の少なくとも一部
にイオン交換基が導入されてなる樹脂成分を含む多孔性
シートを貼り合わせた電池用セパレータ。
【請求項１４】多孔性シートが請求項３，８，９また
は１０に記載の不織布である請求項１２に記載の電池用
セパレータ。
【請求項１５】多孔性シートがフィルムである請求項
１または１３に記載の電池用セパレータ。
【請求項１６】分子構造がシンジオタクチックポリ
(1,2-ブタジエン)構造であり、その不飽和結合の少なく
とも一部にイオン交換基が導入されてなる樹脂成分を繊
維表面の少なくとも一部を占めている合成繊維（Ａ）を
含有する繊維ウェブの構成繊維間を交絡させて不織布を
形成し、その後６０℃以下の温度で前記シンジオタクチ
ックポリ（１，２−ブタジエン）構造の不飽和結合の少
なくとも一部にスルホン基を導入することを特徴とする
電池用セパレータの製造方法。
【請求項１７】繊維ウェブの構成繊維間を交絡処理
が、高圧水噴射処理である請求項１６に記載の電池用セ
パレータの製造方法。
【請求項１８】請求項１〜１５のいずれかに記載の電
池用セパレータを組み込んだ電池。