JPS6035457A - バツテリ−セパレ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバッテリーセパレーターに関し、更に詳しくは
、ポリオレフィン系繊維又はポリエステル系繊維によ多
構成された多孔性シートから成る親水性の向上したバッ
テリー七ノくレータ−に関する。

従来、バッテリーセパレーターとしては、塩化ビニール
の微粉末を焼結させたもの、クラフト紙などの紙基体に
フェノール樹脂系合成樹脂を含浸させたもの（紙セパと
称せられている）、ナイロン織布やセルフアンを材料と
したもの等が用いられている。これらのバッテリーセパ
レーターは素材自体が親水性であるため、バッテリーセ
パレーターに要求される重要な特性（以下要求特性と言
う）である液濡れ性や保液性は良好であるが、他の要求
特性である耐酸性や耐アルカリ性に問題があることはよ
く知られている。そこで耐酸性や耐アルカリ性に優れて
いるポリオレフィン系繊維やポリエステル系繊維によ多
構成された多孔性シートから成るバッテリーセパレータ
ーが有望視されて検討され、一部実用化されているが、
上記多孔性シートは親水性に乏しくて液濡れ性や保液性
が不良なため、バッテリーセパレーターとして使用する
とき起電力が弱くなると言う重大な不利を有している。

この不利を補うため、その多孔性シートに界面活性剤を
塗布したシ、コロナ放電処理により極性基を生じさせた
シする改善方法が知られているが、前者の方法によれば
使用の初期には効果は見られるものの効果の持続性に欠
け、後者の方法によればコスト高となって工業的実施が
困難である等の欠点があった。

本発明者等は、親水性に欠ける点以外はバッテリーセパ
レーターの要求特性を満たしているポリオレフィン系繊
維やポリエステル系繊維により構成される多孔性シート
から成るバッテリーセパレーターを、上記の如き欠点な
くその親水性を高めかつ持続させるように改良して提供
することを目的に鋭意検討した結果、上記多孔性シート
を構成する繊維の表面に多数の微細孔及び細溝を存在せ
Ｉ−めるときは、上記目的を達成することができること
を見出して本発明に至った。

即ち、本発明は、ポリオレフィン系繊維及びポリエステ
ル系繊維から成る群よシ選ばれる合成繊維（以下におい
てポリオレフィン系繊維とポリエステル系繊維とをバッ
テリーセパレーター用合成繊維と言うことがある）によ
シ構成された多孔性シートから成るバッテリーセパレー
ターにおいて、その構成繊維の少なくとも５０重量％が
繊維表面に多数の微細孔及び細溝を有するもの（以下に
おいてこのような繊維表面を微細孔表面と言い、微細孔
表面を有するバッテリーセパレーター用合成繊維を微細
孔繊維と言うことがある）であることを特徴とするバッ
テリーセパレーターである。

本発明において使用されるポリオレフィン系繊維の主成
分としてはプロピレン、エチレン等のオレフィンモノマ
ーの単独重合体又は共重合体の１又は２以上が用いられ
る。またポリエステル系繊維の主成分としては、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートの
テレフタル酸成分の一部または全部を他の二塩基酸で置
換した重合体、ポリエチレンテレフタレートのエチレン
グリコール成分の一部または全部を炭素数８〜１０のア
ルキレングリコールで置換した重合体等が用いられる。

これらのバッテリーセパレーター用合成繊維は上記の主
成分の他に耐酸性、耐アルカリ性を低下させない範囲内
で必要に応じ少量の異物質を含有することができる。ま
た、これらのバッテリーセパレーター用合成繊維の構造
としては単一構造、並列型や鞘芯型等の複合構造のいず
れを採るものであっても良い。

本発明において使用されるポリオレフィン未配説明と同
じバッテリーセパレーター用合成繊維であってその繊維
表面に多数の微細孔や細溝を有するものである。このよ
うな微細孔表面を有するバッテリーセパレーター用合成
繊維は、紡糸時に発泡剤を添加することＫより繊維表面
層を発泡させるか、異種ポリマーとのブレンドポリマー
を紡糸して微細な海鳥構造としへ相分離法により特定ポ
リマー成分を除去する等により得られる。

本発明における多孔性シートとは、シート状であってそ
の両面に連通ずる多数の細孔を有するものである。この
ような多孔性シートを構成する繊維はポリオレフィン系
合成繊維またはポリエステル系合成繊維であシ、これら
バッテリーセパレーター用合成繊維のそれぞれにおいて
前記説明の如く主成分の化学的構造、繊維構造等の点で
種々の繊維が存在するが、そのうちの１種単独でまたは
２種以上混合して使用される。

本発明の重要な特徴は、多孔性シートを構成するバッテ
リーセパレーター用合成繊維としてその少なくとも５０
重量％は繊維表面に多数の微細孔及び細溝を有するバッ
テリーセパレーター用合成繊維を使用することであシ、
残シには微細孔表面を有しない通常のバッテリーセパレ
ーター用合成繊維を使用する。微細孔繊維の混合割合が
全パンテリーセパレーター用合成繊維の５０Ｍ量％未満
となると多孔性シートの親水性が劣シ、本発明の効果が
得られ難くなる。なお、上記多孔性シート中には本発明
の目的達成を妨げない範囲内で上記バッテリーセパレー
ター用合成繊維以外に高吸水性樹脂等の他の物質を含有
させることは差し支えない。

このような多孔性シートとして好ましいものは不織布で
あり、例えば繊就１０デニール以下のバッテリーセパレ
ーター用合成繊維で構成された厚さＱ、ｌ　５１３１〜
Ｑ、３！！Ｊ　目付５０〜１００ｆ／７７／、空孔率５
０〜７０％の可成り圧縮された不織布は好ましく用いら
れる。このような不織布は、少なくとも５０Ｍ食％の微
細孔繊維が混合されているバッテリーセパレーター用合
成繊維を用いてスパンボンド法、ウェブの熱接着法５ウ
エブのバインダー接着法、ニードルパンチング法、湿式
抄紙法等によって得られる。上記の如く構成される多孔
性シートはバッテリーセパレーターとして適宜な寸法に
裁断されてバッテリーセパレーターとして使用される。

バッテリーセパレーターの有する親水性の程度はバッテ
リーセパレーターの保液性と密接な関連があり、保液率
が２５０％以上のときはそのバッテリーセパレーターの
親水性はほぼ満足であることが判っている。ここで保液
率とは、後に詳細に説明するが、試料を一定条件でＫＯ
Ｈ水溶液に浸漬後引き上げ、自然落水で水切りした後の
亘量増加分の浸漬前蔦量に対する百分率である。

また、バッテリーセパレーターの親水性＼持続性につい
ては、試料’（ｚＫＯＨ水溶液に上記保液率の場合より
もきびしい条件（後に説明する）で浸漬することを３回
繰り返えす親水性持続性試験で各回共上記保液率の基準
値（２５０％）以上を維持する場合は、そのバッテリー
セパレーターは充分な期間持続する親水性を有するもの
として実用的に使用可能と判断されている。

以上の如き保液率及び親水性持続性試験によれば、本発
明のバッテリーセパレーターの保液率は、微細孔繊維を
含有せず通常のバッテリーセパレーター用合成繊維のみ
から構成される多孔性シート（以下通常の多孔性シート
と言うことがある）から成るバッテリーセパレーターの
３〜４倍に至って２５０％を超えておシ、シかも親水性
持続性試験に合格しておシ、親水性及び親水性持続性は
共に良好である。

また、本発明における多孔性シートと通常の多孔性シー
トとにそれぞれ界面活性剤処理を施した後、各シートの
親水性と親水性持続性とを調べたところ、通常の多孔性
シートの場合は界面活性剤の効果は親水性持続性試験の
２回縁シ返えしで見られなくなるのに対し、本発明にお
ける多孔性シートの場合は界面活性剤の効果は３回の繰
り返えし後もなお見られた。このことから、本発明にお
ける多孔性シートに界面活性剤処理を施すときは、親水
性が更に向上しかつ持続するバッテリーセパレーターの
得られることが判るが、一般的には界面活性剤処理を施
さなくても本発明のバッテリーセパレーターは充分に高
い親水性とその持続性とを有している。

このように本発明のバッテリーセパレーターが高い親水
性とその持続性とを有している理由については、本発明
者等は、多孔性シートを構成しているバッテリーセパレ
ーター用合成繊維の５０〜１００％Ｍ量％を占める微細
孔繊維の繊維表面に存在する微細孔及び細溝にＫＯＨ溶
液や界面活性剤等が毛細管現象等の物理的作用によって
保持されるためと推測している。

以上詳述したように、本発明によれば、ポリオレフィン
系繊維またはポリエステル系繊維により構成される多孔
性シートから成る従来のバッテリーセパレーターの乏し
い親水性及び親水性持続性を、その構成繊維の少なくと
も５０重請％を繊維表面に多数の微細孔及び細溝を有す
る上記と同系の繊維で構成することにより、大幅に向上
させることができたのである。しかもこの改良は化学的
変化によらず繊維表面の物理的な構造によるものである
ため、ポリオレフィン系繊維やポリエステル系繊維の高
い耐酸性や劇アルカリ性を全く損うことはない。また製
造工程の初めにおいて微細孔繊維を混合した原料繊維全
準備することによシ、多孔性シートの工程は従来の場合
と全く変ることがなく、容易に製造することができ、コ
スト的にも有利である。

このように本発明のバッテリー士バレーターは、高い耐
酸性、耐アルカリ性を保持したまま、欠点であった親水
性及びその持続性を大幅に向上させたものであるから、
要求特性をすべて充足して優れておシ、また容易に製造
し得るものである。

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に具体的に
説明する。

各側に示す保液率及び親水性持続性の試験方法は次の通
りである。

保液率試験方法：試料を第１図に示す形状、寸法（Ｌ＋
　＝　１８　Ｃｍ、ｔ２−１５１”　％　Ａｓ　−８Ｃ
ＩＩＫ）のベース型に裁断した測定用試験片を４ＯＮ景
％のＫＯＨ水溶液に室温（２５”Ｃ）で３０分間浸漬し
た後、底点Ｐを下にしてほぼ鉛直に１０分間靜装して水
切シをした後、次式によシ算出する。

υ ここでＤは浸漬前の試料Ｍ量、 Ｗは水切シ後の試料重量を示す。

親水性持続性試験方法：上記保液率の試験に用いた測定
用試験片を４０］ｉ量％のＫＯＨ水溶液に８０℃で１０
日間浸漬した後洗液が中性となるまで水洗し、１０５°
Ｃで２時間乾燥し、その後改めて前記保液率試験を行い
保液率を測定する。これを同一の測定用試験片について
８回繰り返えし、８回共に保液率が２５０以上を示した
場合を合格（０印）、そうでない場合を不合格（×印）
とした。

実施例１〜９、比較例１〜４ 第１表の実施例１〜９の欄に示す組成の原料繊維をそれ
ぞれ湿式抄紙法にてシート状とした後、乾燥加熱して原
料繊維中の熱接着性複合繊維を熱接着させ、第１表に示
す目付、厚さ、及び空孔率の各不織布を得、各不織布か
ら成るバッテリーセパレーターをそれぞれ得た。また比
較のため、原料繊維の組成が本発明の範囲外の場合につ
いても同様にして比較のための不織布を得た。これらの
バッテリーセパレーター及び比較のための不織布の保液
率及び親水性持続性を測定した結果を第１表に示す。

実施例１０〜１１、比較例５〜６ 第１表の実施例１０〜１１の欄に示す組成の原料繊維を
それぞれカード機を通してウェブとし、次いでサクショ
ンドラムドライヤーを通して原料繊維中の熱接着性複合
繊維を熱接着させ、第１表に示す目付、厚さ、及び空孔
率の各不織布を得、各不織布から成るバッテリーセパレ
ーターをそれぞれ得た。また比較のため、原料繊維の組
成が本発明の範囲外の場合についても同様にして比較の
ための不織布を得た。これらのバッテリーセパレーター
及び比較のための不織布の保液率及び親水性持続性を測
定した結果を第１表に示す。

第１表が示すように、各実施例で得られたすべてのバッ
テリーセパレーターの保液率及び親水性持続性は優れて
いるが、各比較例で得られた不織布の保液率及び親水性
持続性はいずれも劣っていることから、バッテリーセパ
レーターを構成するポリオレフィン系繊維やポリエステ
ル系繊維の少なくとも５０重量％に微細孔繊維を用いる
ことによシ、このような合成繊維によ多構成された従来
の多孔性シートから成るバッテリーセパレーターの欠点
であった低い親水性及ヒソの持続性は、バッテリーセパ
レーターとして充分な性能にまで大幅に改良されている
ことが判る。

参考試験 実施例１及び比較例１でそれぞれ得られた不織布と、上
記２種の不織布にそれぞれオクチルフォスフェートに塩
０．１重量％を付着させたものとの計４種の試料につい
て、前記親水性持続性試験方法と同様にして但し繰シ返
し回数を６回としてそれぞれの親水性持続性試験を行っ
た。

その結果を第２図に示す。第２図から、本発明において
用いられる不織布に界面活性剤処理を施した場合は、微
細孔繊維を含有しない不織布に同じ処理を施した場合に
比べて、増加した繰り返し保液率の経時的減少の程度が
緩やかであシ、すなわち界面活性剤処理による親水性強
化の効果が長く残留することが判る。また、本発明のバ
ッテリーセパレーターは界面活性剤処理を施さない不織
布から成っていても、微細孔繊維を含有しない不織布に
界面活性剤処理を施したものに比べてもその親水性はな
お充分に高いことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は保液率及び親水性持続性の試験に使用する測定
用試験片の形状、寸法を示す図、第２図は参考試験の結
果を示す図である。第２図の中で横軸の数字は、親水性
持続性試験の繰少返え（２回数を示し、繰り返えし回数
Ｏは当初の保液率測定を意味する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ポリオレフィン系繊維及びポリエステル系繊維
   から成る群より選ばれる合成繊維によ多構成された多孔
   性シートから成るバッテリーセパレーターにおいて、そ
   の構成繊維の少なくとも５０重量％が繊維表面に多数の
   微細孔及び細溝を有するものから成ることを特徴とする
   バッテリーセパレーター。