WO2011096502A1 - 電池用セパレータ - Google Patents

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WO2011096502A1
WO2011096502A1 PCT/JP2011/052301 JP2011052301W WO2011096502A1 WO 2011096502 A1 WO2011096502 A1 WO 2011096502A1 JP 2011052301 W JP2011052301 W JP 2011052301W WO 2011096502 A1 WO2011096502 A1 WO 2011096502A1
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core
sheath
fiber
mass
nonwoven fabric
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展章 廣田
真一 江角
松岡 昌伸
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三菱製紙株式会社
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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    • HELECTRICITY
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery separator that can be suitably used for alkaline secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, and nickel-hydrogen batteries.
  • Alkaline secondary batteries such as nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries have excellent charge / discharge characteristics and overcharge / discharge characteristics, and can be used repeatedly with a long service life. Therefore, they can be used in small electronic devices such as cordless phones, laptop computers, and audio equipment. In addition, it is widely used for small power applications such as electric tools and electric bicycles, and large power applications such as hybrid cars and electric cars.
  • the role of the battery separator used in the alkaline secondary battery is to separate the positive electrode and the negative electrode, prevent short circuit, absorb and retain the electrolyte (high concentration alkaline aqueous solution), and prevent the gas generated by the electrode reaction. For example, transmission.
  • a nonwoven fabric has been generally used as a battery separator.
  • a nonwoven fabric made of a polyamide fiber that is easily wetted by an electrolyte has a large amount of liquid retention, and has a low electrical resistance in a state containing the electrolyte has been used.
  • the decomposition products of polyamide fiber hydrolysis promote self-discharge, so nonwoven fabrics mainly composed of polyolefin fibers with excellent alkali resistance and oxidation resistance are mainly used. ing.
  • nonwoven fabrics mainly composed of polyolefin fibers have low hydrophilicity, they are generally subjected to sulfonation treatment, hydrophilic monomer grafting treatment, corona discharge treatment, surfactant application treatment, and the like. .
  • the sulfonation treatment is a method of introducing sulfonic acid groups into the nonwoven fabric with fuming sulfuric acid or concentrated sulfuric acid (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the nonwoven fabric subjected to the sulfonation treatment is excellent in the ability to absorb and retain the electrolyte, and has the effect of suppressing the self-discharge reaction of the battery.
  • the reason why the self-discharge reaction of the battery is promoted is that the nitrogen-containing compound present as an impurity in the battery is decomposed, and the generated ammonia is oxidized on the positive electrode to become nitrate ion, and this nitrate ion moves,
  • a repetitive reaction that is reduced to ammonia is generated to accelerate self-discharge. It is considered that by introducing into the battery a battery separator made of a nonwoven fabric subjected to sulfonation treatment, ammonia generated by the sulfonic acid group introduced into the fiber is captured and the self-discharge reaction of the battery is suppressed.
  • non-woven fabric used for the sulfonation treatment a dry non-woven fabric or a wet non-woven fabric is used.
  • a non-woven fabric excellent in uniformity of formation is required in order to increase the battery capacity and prevent internal short circuit.
  • wet nonwoven fabrics are generally superior to dry nonwoven fabrics.
  • Polyolefin fibers are excellent in alkali resistance and oxidation resistance, and are effective in extending the life of batteries.
  • an oil agent is added to the surface of the fiber constituting the nonwoven fabric used for the sulfonation treatment in order to enhance spinnability and cutting property, to provide an antistatic effect, and to control hydrophilicity and dispersibility. ing. It is known that the oil agent added to the fiber remains almost unchanged after production in the dry nonwoven fabric, and even on the wet nonwoven fabric, it partially flows out at the time of papermaking, but remains on the fiber surface even after papermaking. When a non-woven fabric with oil remaining on the fiber surface is sulfonated, not only the fibers but also the remaining oil is sulfonated at the same time. It is thought that the amount introduced will be reduced. Since the sulfonated oil agent is decomposed by the temperature rise inside the battery during charge and discharge and is released from the fiber, there is a problem that the effect of suppressing the self-discharge reaction is lowered.
  • JP 58-175256 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-57568 JP-A-6-140018 JP 2002-134090 A
  • An object of the present invention relates to a battery separator in which a nonwoven fabric is sulfonated, the manufacturing stability of the nonwoven fabric and the uniformity of the formation of the separator are good, the strength reduction due to the sulfonation treatment is small, and the self-discharge suppressing effect
  • the object is to provide an excellent battery separator.
  • a first invention is a battery separator obtained by sulfonating a polyolefin-based nonwoven fabric containing a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component. This is based on the finding that there is a correlation between thermal behavior by analysis, formation uniformity, strength reduction by sulfonation treatment, and improvement of self-discharge suppression effect.
  • the first invention is a battery separator obtained by sulfonating a polyolefin nonwoven fabric containing a core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area (A) derived from high-density polyethylene on the low melting point side to the melting peak area (B) derived from polypropylene on the high melting point side is 1 It is a battery separator characterized by being 0.000 or more and 2.50 or less.
  • the polyolefin-based nonwoven fabric is a wet nonwoven fabric obtained by drying treatment by a hot plate pressure bonding method.
  • a polyolefin-based non-woven fabric to be sulfonated contains a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component, Based on the finding that by controlling the thermal behavior in differential scanning calorimetry, it is possible to provide a battery separator with good nonwoven fabric manufacturing stability, excellent formation uniformity and self-discharge suppression effect. is there.
  • the second invention is a battery separator obtained by sulfonating a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • Ratio of melting peak area (C) derived from high-melting polyethylene on the low melting point side to melting peak area (D) derived from polypropylene on the high melting point side in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry of the mold composite fiber (C / D) is a battery separator characterized by having 1.00 or more and 2.50 or less.
  • the heat shrinkage ratio after the heat treatment at 130 ° C. for 30 minutes of the core-sheath type composite fiber is 8.0% or less. More preferably, it is a nonwoven fabric.
  • the third invention is based on the finding that by suppressing the content of the oil remaining in the non-woven fabric before the sulfonation treatment, a battery separator having an excellent self-discharge suppression effect at high temperatures can be provided. is there.
  • the third invention is characterized in that, in a battery separator obtained by sulfonating a nonwoven fabric containing at least a polyolefin fiber, the oil content of the nonwoven fabric before sulfonation is controlled to 0.40% by mass or less. Battery separator.
  • the nonwoven fabric containing at least polyolefin fiber is a wet nonwoven fabric.
  • the battery separator of the first invention is obtained by subjecting a polyolefin-based nonwoven fabric containing a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component to a sulfonation treatment, and differential scanning calorimetry.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area (A) derived from the high melting point polyethylene on the low melting point side to the melting peak area (B) derived from the polypropylene on the high melting point side is 1.00 or more.
  • the polyolefin-based nonwoven fabric is a wet nonwoven fabric manufactured by a drying process using a hot plate pressure bonding method typified by a Yankee dryer, a battery separator having more excellent sheet strength such as tensile strength can be obtained.
  • the battery separator of the second invention has a melting peak area (C) derived from high-density polyethylene on the low melting point side and a melting peak area derived from polypropylene on the high melting point side ( D) Ratio (C / D) of 1.00 or more and 2.50 or less is subjected to sulfonation treatment on a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath type composite fiber having a core component as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • the manufacturing stability of the nonwoven fabric can be improved, the uniformity of formation as a separator can be ensured, the self-discharge of the battery can be suppressed, and the battery capacity can be maintained over a long period of time.
  • the heat shrinkage rate of the core-sheath type composite fiber by heat treatment at 130 ° C. for 30 minutes to 8.0% or less, the production stability of the nonwoven fabric and the uniformity of the formation as a separator are further improved.
  • the polyolefin-based non-woven fabric can be made into a battery separator with even more excellent sheet strength such as tensile strength by making it a wet non-woven fabric produced by a drying process using a hot plate compression method represented by a Yankee dryer. it can.
  • the battery separator of the third invention can suppress sulfonation of the oil remaining on the fiber surface by controlling the oil content of the nonwoven fabric before sulfonation to 0.40% by mass or less. Efficient sulfonation treatment is possible. Moreover, the fall of the self-discharge suppression effect at the time of high temperature can be suppressed, and battery capacity can be maintained over a long period of time. Moreover, by using a wet nonwoven fabric, the oil agent content can be reduced, and a battery separator excellent in uniformity can be obtained.
  • the battery separator in the present invention is obtained by sulfonating a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • the ratio of the melting peak area (A) derived from the high-density polyethylene on the low melting point side to the melting peak area (B) derived from the high melting point polypropylene on the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) (A / B) is 1.00 or more and 2.50 or less.
  • the melting peak derived from each of the high-density polyethylene and polypropylene may be a single peak or a series of peaks in which a plurality of peaks are overlapped. In the case of a series of a plurality of overlapping peaks, the peak area is determined as one melting peak, and the larger peak height is defined as the melting point of high-density polyethylene and polypropylene.
  • the melting peak derived from high-density polyethylene on the low melting point side in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry is an endothermic peak having the largest peak height in the range of 120 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
  • the melting peak derived from polypropylene on the high melting point side is an endothermic peak having a peak with the largest peak height in the range of 150 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
  • the melting peak area (A) derived from the high melting point polyethylene on the low melting point side and the melting peak area derived from the polypropylene on the high melting point side (A) obtained from the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry of the battery separator ( The ratio (A / B) of B) is in the range of 1.00 to 2.50, more preferably in the range of 1.20 to 2.20, and still more preferably in the range of 1.40 to 2.00. .
  • a / B is less than 1.00, the bonding strength between fibers due to the high-density polyethylene which is a heat-sealing component is not sufficient, and the strength of the separator decreases.
  • the thermal behavior in the differential scanning calorimetry can be controlled by appropriately changing the draw ratio of the sheath type composite fiber. For example, when the density of polypropylene or high-density polyethylene is increased, the heat of fusion increases, and the melting peak area in the differential scanning calorimetry analysis also increases. Also, increasing the degree of crystallinity generally increases the amount of heat of fusion and increases the melting peak area, so A / B can be changed even if the constituent ratio of the core component and the sheath component is the same. .
  • the content ratio of the core component and the sheath component constituting the core-sheath composite fiber may be any ratio that can form the core-sheath composite fiber, but the core / sheath mass ratio is 40/60 to 60/40. More preferably, it is 45/55 to 55/45.
  • the core-sheath type composite fiber having polypropylene as the core component and high-density polyethylene as the sheath component used in the battery separator of the present invention is melt-spun using a melt-spinning machine and using a core-sheath type composite spinning die.
  • the spinning temperature is carried out at a temperature at which the high-density polyethylene as the sheath component does not change, and the polymer is extruded at a spinning temperature of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower to produce a spinning filament having a predetermined fineness.
  • the spinning filament is subjected to a stretching treatment as necessary.
  • the stretching treatment is performed at a temperature at which the high-density polyethylene as the sheath component is not fused.
  • the stretching temperature is 50 ° C. or more and 100 ° C. or less and the treatment is performed at a draw ratio of 2 times or more, the fiber strength is improved.
  • the obtained filament is provided with a fiber treatment agent as necessary, and after controlling the hydrophilicity and dispersibility, it is cut into a predetermined length and used as a core-sheath type composite fiber for producing a nonwoven fabric.
  • Polypropylene is used as the core component constituting the core-sheath composite fiber, but polyolefin such as high-density polyethylene and polymethylpentene can be mixed as necessary in order to adjust fiber properties.
  • the mixing ratio of the polyolefin is preferably 10% by mass or less of the core component.
  • the resin additive used for normal polyolefin can be added as needed. Examples of the resin additive include various antioxidants, neutralizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, nucleating agents, lubricants, antistatic agents, and the like. It is used in the range of 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the sheath component constituting the core-sheath type composite fiber high-density polyethylene is used, but in order to adjust the fiber physical properties, polyolefin such as polypropylene or ethylene-propylene copolymer is mixed as necessary. be able to.
  • the mixing ratio of the polyolefin is preferably 10% by mass or less of the sheath component.
  • the resin additive used for normal polyolefin can be added as needed. Examples of the resin additive include various antioxidants, neutralizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, nucleating agents, lubricants, antistatic agents, and the like. It is used in the range of 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the polyolefin nonwoven fabric used for the battery separator of the present invention contains at least a core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • polyolefin fibers that can be used in combination with the core-sheath type composite fibers include fibers composed of a single component such as polyethylene fibers and polypropylene fibers, mixed polyolefin fibers composed of a mixture of two or more different polyolefins, 2 Examples thereof include a core-sheath type, a side-by-side type, an eccentric type, and a splittable composite fiber, which are appropriately combined with a copolymer polyolefin fiber composed of copolymers of different types of olefins, polyethylene, polypropylene, copolymer polyolefin, and the like.
  • the fiber length and fiber diameter of these polyolefin fibers are not particularly limited, but the fiber diameter is preferably 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the fiber length is preferably 1 mm or more and 20 mm or less from the strength of the nonwoven fabric and manufacturability.
  • the splittable composite fiber can be used after being subdivided by hydroentanglement or refiner. When the fiber length is less than 1 mm, sufficient mechanical strength of the nonwoven fabric may not be obtained. If the fiber length exceeds 20 mm, formation may be poor and a good nonwoven fabric may not be formed. In particular, in a wet nonwoven fabric, abnormal entanglement between fibers at the time of dispersion may occur, and a uniform dispersion state may not occur, resulting in poor formation.
  • a polyolefin-based fiber is a single resin or copolymer resin obtained by polymerizing one or more monomers having one or more double bonds in the molecule and carbon and hydrogen as constituent elements.
  • a single resin or copolymer resin obtained by polymerizing monomers containing constituent elements other than carbon and hydrogen, such as polyvinyl alcohol fiber and ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber This does not include fibers that have been melt-spun.
  • examples of the fibers that can be suitably used in combination with the polyolefin-based fibers include semi-aromatic polyamide fibers and wholly aromatic polyamide fibers, particularly semi-aromatic polyamides. Fiber is more preferred.
  • the semi-aromatic polyamide fiber is a fiber made of a semi-aromatic polyamide obtained by condensing an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine as a main component, and 60 mol% or more of the dicarboxylic acid component is an aromatic carboxylic acid, 60 mol% or more of the diamine component is an aliphatic alkylenediamine having 6 to 12 carbon atoms.
  • Aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3 -Phenylenedioxyacetic acid, 2,2'-biphenyldicarboxylic acid, 2,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic Acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid is used.
  • Examples of the aliphatic diamine include 1,6-hexanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, and 2-methyl.
  • the content of the core-sheath type composite fiber having polypropylene as the core component and high-density polyethylene as the sheath component in the battery separator of the present invention is in the range of 40% by mass to 100% by mass with respect to the total fibers. More preferably, it is 60 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, it is the range of 80 mass% or more and 100 mass% or less.
  • any general nonwoven fabric manufacturing method can be used.
  • the method for producing the fiber web include a wet papermaking method, a dry method such as a card method and an airlaid method.
  • dry methods such as the card method and the airlaid method can use fibers having a long fiber length, but it is difficult to form a uniform fiber web, and the formation is generally inferior to the wet papermaking method. There is.
  • the wet papermaking method has an advantage that the production speed is faster than that of the dry method, and fibers having different fiber diameters and a plurality of types of fibers can be uniformly mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus.
  • fibers having different fiber diameters and a plurality of types of fibers can be uniformly mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus.
  • the usable fiber diameter can be used from ultrafine fibers to thick fibers. It is done.
  • the nonwoven fabric used for the battery separator of the present invention is preferably a wet nonwoven fabric obtained by a wet papermaking method.
  • a hydroentanglement method As a method for producing a nonwoven fabric from a fibrous web, a hydroentanglement method, a needle punch method, a binder adhesion method, or the like can be used.
  • a wet papermaking method when used with an emphasis on uniformity, it is preferable to add heat-bonded fibers to the nonwoven fabric and bond them by a binder bonding method, whereby a uniform nonwoven fabric is formed.
  • a process that causes heat fusing at the same time as heat drying of the wet fiber web is used, and as a heat drying method
  • a heat drying method examples thereof include a hot plate pressure bonding method typified by a Yankee dryer, a band-type through dryer, and a hot air ventilation method typified by an air through dryer.
  • heat drying by a hot plate pressure bonding method is more preferable.
  • a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component has a high heat fusion efficiency, a high uniformity of formation, and a nonwoven fabric with improved strength can be obtained. it can.
  • a polyolefin nonwoven fabric is subjected to sulfonation treatment, and sulfonic acid groups are introduced into the inside from the fiber surface.
  • sulfonation treatment a gas phase treatment method using sulfur dioxide gas, sulfur trioxide gas, or the like, a liquid phase treatment method using hot concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfuric acid, or the like can be used.
  • sulfonation treatment by a gas phase treatment method is preferable.
  • the sulfonation treatment by the liquid phase treatment method has a problem that it is difficult to set reaction conditions, and when the reaction time is excessively long or the temperature is excessively high, the nonwoven fabric is easily carbonized, contracted, and formed into a film. There is also a problem that a large amount of strongly acidic waste liquid is produced.
  • a surfactant to the nonwoven fabric after the sulfonation treatment in order to further improve the affinity with the electrolytic solution.
  • a surfactant used alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkane sulfonate, long chain fatty acid salt, ⁇ - Sodium salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, sodium salt of special aromatic sulfonic acid formalin condensate, anionic surfactant such as special polycarboxylic acid type polymer surfactant, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene Derivatives, polyoxyalkylene alkenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan
  • surfactants can be applied to the nonwoven fabric by impregnation, coating, spraying and drying, and the amount of the surfactant applied is 0.1% by mass relative to the nonwoven fabric after the sulfonation treatment.
  • the content is preferably 1.0% by mass or less.
  • the thickness is adjusted by super calendering or thermal calendering as necessary.
  • the basis weight of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 30 g / m 2 to 100 g / m 2 , and the thickness is preferably in the range of 60 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the basis weight and thickness of the battery separator can be appropriately selected according to the characteristics of the applied battery.
  • the basis weight represents the basis weight defined in JIS P 8124
  • the thickness represents the thickness defined in JIS P 8118.
  • the maximum pore diameter of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and still more preferably 10 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • the maximum pore diameter is larger than 50 ⁇ m, short-circuiting is likely to occur, and the defect rate during battery manufacture may increase.
  • the maximum pore diameter is less than 1 ⁇ m, oxygen gas permeability and ionic conductivity may be reduced.
  • the maximum pore diameter represents the maximum pore diameter according to the bubble point method defined in JIS K3832.
  • the battery separator in the present invention is obtained by sulfonating a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component, and is a core-sheath type before sulfonation Ratio of melting peak area (C) derived from high-density polyethylene on the low melting point side to melting peak area (D) derived from polypropylene on the high melting point side in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the composite fiber ( C / D) is 1.00 or more and 2.50 or less.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the melting peak derived from each of the core component and the sheath component may be single or may be a series of a plurality of overlapping peaks. In the case of a series of a plurality of overlapping peaks, the peak area is obtained as one melting peak, and the larger peak height is defined as the melting point of the core component and the sheath component.
  • the melting peak derived from high-density polyethylene on the low melting point side in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry is an endothermic peak having the largest peak height in the range of 120 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
  • the melting peak derived from polypropylene on the high melting point side is an endothermic peak having a peak with the largest peak height in the range of 150 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
  • the area (D) ratio (C / D) is in the range of 1.00 to 2.50, more preferably 1.20 to 2.20, and even more preferably 1.40 to 2.00. .
  • C / D is less than 1.00, the bonding strength between fibers due to the high-density polyethylene which is a heat fusion component is not sufficient, and the strength of the nonwoven fabric is lowered.
  • the molecular weight, the density, the crystallinity, the component ratio of the core component and the sheath component, the draw ratio of the core-sheath conjugate fiber, the polypropylene as the core component of the core-sheath conjugate fiber and the high-density polyethylene as the sheath component By appropriately changing, the thermal behavior in the differential scanning calorimetry can be controlled. For example, when the density of polypropylene or high-density polyethylene is increased, the heat of fusion increases, and the melting peak area in the differential scanning calorimetry analysis also increases. Also, increasing the degree of crystallinity generally increases the heat of fusion and increases the melting peak area, so that the C / D can be changed even if the constituent ratio of the core component and the sheath component is the same. .
  • the content ratio of the core component and the sheath component constituting the core-sheath composite fiber may be any ratio that can form the core-sheath composite fiber, but the core / sheath mass ratio is 40/60 to 60/40. More preferably, it is 45/55 to 55/45.
  • the core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component has a heat shrinkage ratio of preferably not more than 8.0% after 130 ° C. for 30 minutes, 7.0% The following is more preferable, and 6.0% or less is still more preferable.
  • the heat shrinkage rate is calculated by the following method. That is, the core-sheath composite fiber conditioned at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 24 hours is put into a glass capillary tube, photographed with a digital microscope, and the fiber length (L 1 ) before heating is measured. Next, after heating at 130 ° C.
  • the fiber length (L 2 ) after heating is measured in the same manner as before heating.
  • the ratio of the difference in fiber length before and after heating (L 1 -L 2 ) to the fiber length before heating (L 1 ), expressed as a percentage, is defined as the thermal shrinkage rate (%).
  • the core-sheath composite fiber having polypropylene as the core component and high-density polyethylene as the sheath component used in the present invention is melt-spun using a melt-spinning machine and using a core-sheath-type composite spinning die.
  • the spinning temperature is carried out at a temperature at which the high-density polyethylene as the sheath component does not change, and the polymer is extruded at a spinning temperature of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower to produce a spinning filament having a predetermined fineness.
  • the spinning filament is subjected to a stretching treatment as necessary.
  • the stretching treatment is performed at a temperature at which the high-density polyethylene as the sheath component is not fused.
  • the fiber strength is preferably improved.
  • the obtained filament is provided with a fiber treatment agent as necessary, and after controlling the hydrophilicity and dispersibility, it is cut into a predetermined length and used as a core-sheath type composite fiber for producing a nonwoven fabric.
  • Polypropylene is used as the core component constituting the core-sheath composite fiber, but polyolefin such as high-density polyethylene and polymethylpentene can be mixed as necessary in order to adjust fiber properties.
  • the mixing ratio of the polyolefin is preferably 10% by mass or less of the core component.
  • the resin additive used for normal polyolefin can be added as needed. Examples of the resin additive include various antioxidants, neutralizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, nucleating agents, lubricants, antistatic agents, and the like. It is used in the range of 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the sheath component constituting the core-sheath type composite fiber high-density polyethylene is used, but in order to adjust the fiber physical properties, polyolefin such as polypropylene or ethylene-propylene copolymer is mixed as necessary. be able to.
  • the mixing ratio of the polyolefin is preferably 10% by mass or less of the sheath component.
  • the resin additive used for normal polyolefin can be added as needed. Examples of the resin additive include various antioxidants, neutralizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, nucleating agents, lubricants, antistatic agents, and the like. It is used in the range of 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the polyolefin-based nonwoven fabric used in the present invention contains at least a core-sheath type composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • polyolefin fibers that can be used in combination with the core-sheath type composite fibers include fibers composed of a single component such as polyethylene fibers and polypropylene fibers, mixed polyolefin fibers composed of a mixture of two or more different polyolefins, 2 Examples thereof include a core-sheath type, a side-by-side type, an eccentric type, and a splittable composite fiber, which are appropriately combined with a copolymer polyolefin fiber composed of copolymers of different types of olefins, polyethylene, polypropylene, copolymer polyolefin, and the like.
  • the fiber length and fiber diameter of these polyolefin fibers are not particularly limited, but the fiber diameter is preferably 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the fiber length is preferably 1 mm or more and 20 mm or less from the strength of the nonwoven fabric and manufacturability.
  • the splittable composite fiber can be used after being subdivided by hydroentanglement or refiner. When the fiber length is less than 1 mm, sufficient mechanical strength of the nonwoven fabric may not be obtained. If the fiber length exceeds 20 mm, formation may be poor and a good nonwoven fabric may not be formed. In particular, in a wet nonwoven fabric, abnormal entanglement between fibers at the time of dispersion may occur, and a uniform dispersion state may not occur, resulting in poor formation.
  • a polyolefin-based fiber is a single resin or copolymer resin obtained by polymerizing one or more monomers having one or more double bonds in the molecule and carbon and hydrogen as constituent elements.
  • a single resin or copolymer resin obtained by polymerizing monomers containing constituent elements other than carbon and hydrogen, such as polyvinyl alcohol fiber and ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber This does not include fibers that have been melt-spun.
  • examples of the fibers that can be suitably used in combination with the polyolefin-based fibers include semi-aromatic polyamide fibers and wholly aromatic polyamide fibers, particularly semi-aromatic polyamides. Fiber is more preferred.
  • the semi-aromatic polyamide fiber is a fiber made of a semi-aromatic polyamide obtained by condensing an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine as a main component, and 60 mol% or more of the dicarboxylic acid component is an aromatic carboxylic acid, 60 mol% or more of the diamine component is an aliphatic alkylenediamine having 6 to 12 carbon atoms.
  • Aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3 -Phenylenedioxyacetic acid, 2,2'-biphenyldicarboxylic acid, 2,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic Acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid is used.
  • Examples of the aliphatic diamine include 1,6-hexanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, and 2-methyl.
  • the content of the core-sheath type composite fiber having polypropylene as the core component and high-density polyethylene as the sheath component in the battery separator of the present invention is in the range of 40% by mass to 100% by mass with respect to the total fibers. More preferably, it is 60 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, it is the range of 80 mass% or more and 100 mass% or less.
  • any general nonwoven fabric manufacturing method can be used.
  • the method for producing the fiber web include a wet papermaking method, a dry method such as a card method and an airlaid method.
  • dry methods such as the card method and the airlaid method can use fibers having a long fiber length, but it is difficult to form a uniform fiber web, and the formation is generally inferior to the wet papermaking method. There is.
  • the wet papermaking method has an advantage that the production speed is faster than that of the dry method, and fibers having different fiber diameters and a plurality of types of fibers can be uniformly mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus.
  • fibers having different fiber diameters and a plurality of types of fibers can be uniformly mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus.
  • the usable fiber diameter can be used from ultrafine fibers to thick fibers. It is done.
  • the nonwoven fabric used for the battery separator of the present invention is preferably a wet nonwoven fabric obtained by a wet papermaking method.
  • a hydroentanglement method As a method for producing a nonwoven fabric from a fibrous web, a hydroentanglement method, a needle punch method, a binder adhesion method, or the like can be used.
  • a wet papermaking method when used with an emphasis on uniformity, it is preferable to add heat-bonded fibers to the nonwoven fabric and bond them by a binder bonding method, whereby a uniform nonwoven fabric is formed.
  • a process of causing heat fusing at the same time as heat drying of the wet fiber web is used.
  • a hot plate pressure bonding method typified by a Yankee dryer, a band-type through dryer, and a hot air ventilation method typified by an air through dryer.
  • heat drying by a hot plate pressure bonding method is more preferable.
  • a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component has a high heat fusion efficiency, a high uniformity of formation, and a nonwoven fabric with improved strength can be obtained. it can.
  • a polyolefin nonwoven fabric is subjected to sulfonation treatment, and sulfonic acid groups are introduced into the inside from the fiber surface.
  • sulfonation treatment a gas phase treatment method using sulfur dioxide gas, sulfur trioxide gas, or the like, a liquid phase treatment method using hot concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfuric acid, or the like can be used.
  • sulfonation treatment by a gas phase treatment method is preferable.
  • the sulfonation treatment by the liquid phase treatment method has a problem that it is difficult to set reaction conditions, and when the reaction time is excessively long or the temperature is excessively high, the nonwoven fabric is easily carbonized, contracted, and formed into a film. There is also a problem that a large amount of strongly acidic waste liquid is produced.
  • a surfactant to the nonwoven fabric after the sulfonation treatment in order to further improve the affinity with the electrolytic solution.
  • a surfactant used alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkane sulfonate, long chain fatty acid salt, ⁇ - Sodium salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, sodium salt of special aromatic sulfonic acid formalin condensate, anionic surfactant such as special polycarboxylic acid type polymer surfactant, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene Derivatives, polyoxyalkylene alkenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan
  • surfactants can be applied to the nonwoven fabric by impregnation, coating, spraying and drying, and the amount of the surfactant applied is 0.1% by mass relative to the nonwoven fabric after the sulfonation treatment.
  • the content is preferably 1.0% by mass or less.
  • the thickness is adjusted by super calendering or thermal calendering as necessary.
  • the basis weight of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 30 g / m 2 to 100 g / m 2 , and the thickness is preferably in the range of 60 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the basis weight and thickness of the battery separator can be appropriately selected according to the characteristics of the applied battery.
  • the basis weight represents the basis weight defined in JIS P 8124
  • the thickness represents the thickness defined in JIS P 8118.
  • the maximum pore diameter of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and still more preferably 10 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • the maximum pore diameter is larger than 50 ⁇ m, short-circuiting is likely to occur, and the defect rate during battery manufacture may increase.
  • the maximum pore diameter is less than 1 ⁇ m, oxygen gas permeability and ionic conductivity may be reduced.
  • the maximum pore diameter represents the maximum pore diameter according to the bubble point method defined in JIS K3832.
  • the battery separator in the present invention is obtained by sulfonating a nonwoven fabric containing polyolefin fibers, and the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment is controlled to 0.40% by mass or less.
  • Polyolefin fibers include single-component fibers such as polyethylene fibers and polypropylene fibers, copolymer polyolefin fibers composed of copolymers of two or more different olefins, and resins such as polyethylene, polypropylene, and copolymer polyolefins.
  • a core-sheath type, a side-by-side type, an eccentric type, or a splittable composite fiber may be used as appropriate.
  • the fiber length and fiber diameter of these polyolefin fibers are not particularly limited, the fiber diameter is preferably 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the fiber length is preferably 1 mm or more and 20 mm or less, from the strength of the nonwoven fabric and manufacturability.
  • the split fibers can be subdivided and used by hydroentanglement or refiner.
  • the fiber length is less than 1 mm, sufficient mechanical strength of the nonwoven fabric may not be obtained. If the fiber length exceeds 20 mm, formation may be poor and a good nonwoven fabric may not be formed. In particular, in a wet nonwoven fabric, abnormal entanglement between fibers at the time of dispersion may occur, and a uniform dispersion state may not occur, resulting in poor formation.
  • the fibers that can be used together with the polyolefin fibers include aliphatic polyamide fibers, aromatic polyamide fibers, semi-aromatic polyamide fibers, ethylene-vinyl alcohol copolymer fibers, polyvinyl alcohol fibers, and polyethylene.
  • Examples include terephthalate fiber, polybutylene terephthalate fiber, and polyacrylonitrile fiber.
  • the fiber length and fiber diameter of these fibers that can be used together with the polyolefin fiber are not particularly limited, but the fiber diameter is preferably 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the fiber length is preferably 1 mm or more and 20 mm or less from the nonwoven fabric strength and manufacturability. .
  • the fiber length When the fiber length is less than 1 mm, sufficient mechanical strength of the nonwoven fabric may not be obtained. If the fiber length exceeds 20 mm, formation may be poor and a good nonwoven fabric may not be formed. In particular, in a wet nonwoven fabric, abnormal entanglement between fibers at the time of dispersion may occur, and a uniform dispersion state may not occur, resulting in poor formation.
  • any general nonwoven fabric manufacturing method can be used.
  • the method for producing a fiber web include dry methods such as a wet papermaking method, a card method, and an airlaid method.
  • dry methods such as the card method and airlaid method can use fibers having a long fiber length, but it is difficult to form a uniform fiber web, the formation is poor, and a spotted pattern is observed when observed with transmitted light. . For this reason, in order to obtain the space
  • the wet papermaking method has an advantage that the production speed is faster than that of the dry method, and fibers having different fiber diameters or a plurality of types of fibers can be mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus.
  • fiber forms such as staple and pulp
  • the usable fiber diameter can be used from ultrafine fibers to thick fibers. It is done.
  • the oil agent given at the time of fiber spinning can be wash
  • the nonwoven fabric used for the battery separator of the present invention is preferably a wet nonwoven fabric obtained by a wet papermaking method.
  • a hydroentanglement method As a method for producing a nonwoven fabric from a fibrous web, a hydroentanglement method, a needle punch method, a binder adhesion method, or the like can be used.
  • a wet papermaking method when used with an emphasis on uniformity, it is preferable to add heat-bonded fibers to the nonwoven fabric and bond them by a binder bonding method, whereby a uniform nonwoven fabric is formed.
  • the oil agent content is controlled to 0.40% by mass or less, and a sulfonation treatment is performed to introduce sulfonic acid groups into the inside from the fiber surface.
  • a sulfonation treatment a gas phase treatment method using sulfur dioxide gas, sulfur trioxide gas, or the like, a liquid phase treatment method using hot concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfuric acid, or the like can be used.
  • sulfonation treatment by a gas phase treatment method is preferable.
  • the sulfonation treatment by the liquid phase treatment method has a problem that it is difficult to set reaction conditions, and when the reaction time is too long or the temperature is too high, the nonwoven fabric is easily carbonized, shrunk and formed into a film. There is also a problem that a large amount of strongly acidic waste liquid is produced.
  • an oil agent applied at the time of fiber production is intended to prevent static electricity, reduce fiber friction, and control the hydrophilicity of the nonwoven fabric, and is applied to the fiber in an amount of about 0.5 to 2.0% by mass.
  • the oil used generally contains mainly fats and oils having high lipophilicity and a surfactant having lipophilicity and hydrophilicity, and further comprises a mixture of an antistatic agent and other additives.
  • Highly lipophilic fats and oils include mineral oils, natural oils such as coconut oil, rapeseed oil, esters of monohydric alcohols and monohydric carboxylic acids such as butyl stearate, tridecyl stearate, lauryl oleate, and trimethylol.
  • Esters of polyhydric alcohols such as propane trilaurate and glycerin trioleate and monovalent carboxylic acids, esters of monohydric alcohols such as dioleyl adipate and dioctyl sebacate and polyvalent carboxylic acids, caprylic acid, capric acid and laurin
  • saturated fatty acids such as acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid
  • unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid and linolenic acid.
  • surfactants having lipophilicity and hydrophilicity include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether and the like, which are classified as nonionic surfactants.
  • Polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as alkyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene linole ether, polyoxyethylene alkylene ether such as polyoxyethylene linolenic ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, Polyethylene glycol such as polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate.
  • Examples thereof include salts, long-chain fatty acid salts, sodium salts of ⁇ -naphthalenesulfonic acid formalin condensate, sodium salts
  • the oil agent content of the fiber used in the battery separator of the present invention was obtained by subjecting 10 g of fiber to Soxhlet extraction using 500 mL of a methanol / hexane mixed solvent (volume ratio 1/1) for 3 hours to distill off the solvent. The mass of the oil agent was measured, and the mass of the remaining oil agent with respect to the mass of the absolutely dried fiber after the oil agent extraction was expressed as a percentage (%).
  • the oil agent content of the nonwoven fabric used for the battery separator of the present invention is 10% nonwoven fabric subjected to Soxhlet extraction for 3 hours using 500 mL of a methanol / hexane mixed solvent (volume ratio 1/1), and the solvent is distilled off to remain.
  • the mass of the oil agent was measured, and the mass of the remaining oil agent relative to the mass of the non-woven fabric that was absolutely dried after the oil agent extraction was expressed as a percentage (%).
  • the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment is 0.40% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less, and further preferably 0.10% by mass or less. .
  • Examples of the method for reducing the oil content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment include a method for reducing the amount of the oil agent attached to the fiber used and a method for washing the nonwoven fabric after production with an appropriate medium.
  • a method of reducing the oil agent adhesion rate of the fibers used reduce the amount of oil agent applied during fiber production, wash the fibers before use, or use an oil agent that easily migrates to water as a dispersion medium during wet papermaking. Methods and the like.
  • a method for washing the non-woven fabric with an appropriate medium after production a method for washing with water, alcohols, ketones, hydrocarbon solvents and mixtures thereof can be mentioned.
  • the oil content can be reduced by spraying, jetting, immersion in a medium, or a combination thereof.
  • a surfactant to the non-woven fabric after the sulfonation treatment.
  • the surfactant used alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkane sulfonate, long chain fatty acid salt, ⁇ - Sodium salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, sodium salt of special aromatic sulfonic acid formalin condensate, anionic surfactant such as special polycarboxylic acid type polymer surfactant, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene Derivatives, polyoxyalkylene alkenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbit
  • surfactants can be applied to the nonwoven fabric by impregnation, coating, spraying and drying, and the amount of the surfactant applied is 0.1% by mass relative to the nonwoven fabric after the sulfonation treatment.
  • the content is preferably 1.0% by mass or less.
  • the thickness is adjusted by super calendering or thermal calendering as necessary.
  • the basis weight of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 30 g / m 2 to 100 g / m 2 , and the thickness is preferably in the range of 60 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the basis weight and thickness of the battery separator can be appropriately selected according to the characteristics of the applied battery.
  • the basis weight represents the basis weight defined in JIS P 8124
  • the thickness represents the thickness defined in JIS P 8118.
  • the maximum pore diameter of the battery separator of the present invention is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and still more preferably 10 ⁇ m to 35 ⁇ m. If the maximum pore diameter is larger than 50 ⁇ m, short-circuiting tends to occur and the defect rate during battery manufacture may increase. If the maximum pore diameter is less than 1 ⁇ m, oxygen gas permeability and ionic conductivity may be reduced.
  • the maximum pore diameter represents the maximum pore diameter according to the bubble point method defined in JIS K3832.
  • Example 1 In the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.06, the core component is polypropylene, 100 parts by mass of a sheath-core composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose sheath component is high-density polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and gently with an agitator A uniform papermaking slurry was prepared by stirring.
  • a sheath-core composite fiber core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine, and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method set at 135 ° C.
  • a non-woven fabric having a width of 500 mm was produced by hot-melt bonding the sheath portion of the above. This non-woven fabric was sulfonated for 25 seconds in 75 ° C.
  • Example 2 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.27, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained. The ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 1.24.
  • Example 3 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.38, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.7 g / m 2 was obtained. In the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator, the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side to the melting peak area (B) on the high melting point side was 1.42.
  • Example 4 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.75, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.9 g / m 2 was obtained. The ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 1.70.
  • Example 5 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.95, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.5 g / m 2 was obtained. In the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator, the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side to the melting peak area (B) on the high melting point side was 1.97.
  • Example 6 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 2.24, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained. The ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 2.18.
  • Example 7 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 2.42, and the core Except for using a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, it is the same as in Example 1. A battery separator having a basis weight of 53.4 g / m 2 was obtained. The ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 2.46.
  • Example 8 In Example 4, the drying method at the time of papermaking is the same as in Example 4 except that an air-through dryer set at 135 ° C. is used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method.
  • a battery separator of 53.7 g / m 2 was obtained.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side to the melting peak area (B) on the high melting point side was 1.67.
  • Example 9 the drying method at the time of papermaking was the same as in Example 4 except that a band-type through dryer set at 135 ° C. was used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method.
  • a battery separator having a basis weight of 53.5 g / m 2 was obtained.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side was 1.64.
  • Example 10 In Example 4, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.70, and the core A core-sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) 90 parts by mass, 1,9-nonanediamine and terephthalic acid, in which the component is polypropylene and the sheath component is high-density polyethylene
  • a battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 10 parts by mass of a semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 10 mm) as a monomer was used. .
  • Example 11 In Example 4, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.70, and the core A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, 75 parts by mass, 1,9-nonanediamine and terephthalic acid
  • a battery separator having a basis weight of 53.8 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 25 parts by mass of a semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 10 mm) as a monomer was used. .
  • Example 12 In Example 4, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.40, and the core A core / sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 40/60, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) 75 parts by mass, 1,9-nonanediamine, and terephthalic acid, in which the component is polypropylene and the sheath component is high-density polyethylene
  • a battery separator having a basis weight of 53.7 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 25 parts by mass of semi-aromatic polyamide fiber (fineness: 0.7 dtex, fiber length: 10 mm) as a monomer was used. .
  • Example 13 In Example 4, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 2.08, and the core A core / sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 40/60, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) 75 parts by mass, 1,9-nonanediamine, and terephthalic acid, in which the component is polypropylene and the sheath component is high-density polyethylene A battery separator having a basis weight of 53.9 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 25 parts by mass of semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 10 mm) as a monomer was used. .
  • Example 14 In Example 4, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.70, and the core A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, 75 parts by mass, 1,9-nonanediamine and terephthalic acid Using a semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 10 mm) 25 parts by weight as a monomer, a web is produced by the airlaid method instead of the wet papermaking method, and a band-type through dryer set at 135 ° C.
  • the sheath component of the core-sheath composite fiber was heat-melted and bonded to produce a nonwoven fabric having a width of 500 mm, in the same manner as in Example 4, and a separator for a battery having a basis weight of 54.1 g / m 2. I got the lator. In the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator, the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side was 1.60.
  • Example 1 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 0.95, and the core Example 1 except that 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene is used. Similarly, a battery separator having a basis weight of 53.7 g / m 2 was obtained. In the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator, the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side to the melting peak area (B) on the high melting point side was 0.92.
  • Example 2 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 2.65, and the core Example 1 except that the component is polypropylene and the sheath component is high-density polyethylene and the core-sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) is 100 parts by mass. Thus, a battery separator having a basis weight of 54.6 g / m 2 was obtained. The ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 2.58.
  • Example 3 In Example 1, in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 1.12, and the core A core-sheath composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 5 mm) 75 parts by mass and an ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber (component: polypropylene, sheath component: high-density polyethylene)
  • a separator for a battery having a basis weight of 54.2 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the fineness was 0.8 dtex and the fiber length was 5 mm.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area (A) on the low melting point side and the melting peak area (B) on the high melting point side in the differential scanning calorimetry of the obtained battery separator was 0.88.
  • Example 14 in the DSC curve of differential scanning calorimetry, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side is 2.56, and the core A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) whose component is polypropylene and whose sheath component is high-density polyethylene, 75 parts by mass, 1,9-nonanediamine and terephthalic acid
  • a battery separator having a basis weight of 53.9 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 14 except that 25 parts by mass of semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber diameter 10 mm) as a monomer was used.
  • Peak area ratio (C / D) melting peak area (C) / melting peak area (D) (1)
  • the battery separator when evaluating the peak area ratio of the sulfonated battery separator, the battery separator is sufficiently washed with ion exchange water, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and then at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 24 hours. 10 mg of the conditioned sample was sealed in an Al sample container, subjected to differential scanning calorimetry as defined in JIS K 7121, a DSC curve was obtained, and a low density derived from high-density polyethylene was obtained by the method specified in JIS K 7122.
  • Peak area ratio (A / B) melting peak area (A) / melting peak area (B) (2)
  • Electrode current collector As the electrode current collector, a paste type nickel hydroxide positive electrode (40 mm width) using a foamed nickel base material and a hydrogen storage alloy negative electrode (40 mm width) using a nickel-plated punching metal base material are used one by one.
  • a battery separator obtained in the 43 mm-wide Example and Comparative Example was interposed between the electrodes, and wound up using a battery construction machine to produce a spiral electrode group. After the spiral electrode plate group is stored in a cylindrical metal case, a certain amount of alkaline electrolyte mainly composed of 7N potassium hydroxide aqueous solution containing 1N lithium hydroxide is injected, and then a sealing lid with a safety valve is attached. AA type sealed nickel metal hydride batteries having a nominal capacity of 1.7 Ah were produced. Thereafter, a voltage of 240 V was applied between the positive electrode and the negative electrode, and those having an electric resistance exceeding 1 k ⁇ were regarded as normal.
  • a / B and tensile strength indicate the measurement results of the battery separator whose thickness has been adjusted.
  • the battery separators of Examples 1 to 14 have the melting peak area (A) derived from the low melting point high density polyethylene and the melting peak area derived from the high melting point polypropylene.
  • the ratio (A / B) of (B) is 1.00 or more and 2.50 or less, and sulfonation treatment is performed on a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component.
  • the separator has excellent uniformity of formation, the strength reduction due to the sulfonation treatment is small, and the self-discharge suppressing effect is excellent.
  • Examples 2 to 6 have a melting peak area ratio (A / B) in the range of 1.20 to 2.20, maintaining the uniformity of the separator and maintaining the strength. Rate and capacity retention rate are better.
  • the ratio (A / B) of the melting peak area is in the range of 1.40 to 2.00, and the uniformity of the formation of the separator, the strength maintenance rate, and the capacity maintenance rate are higher. Even better.
  • Example 4 When Example 4 is compared with Example 8 and Example 9, even if Example 4 which is a wet nonwoven fabric heat-dried by a hot plate pressure bonding method is the same wet nonwoven fabric, an air-through dryer or a band-type through dryer is used. From the used Example 8 and Example 9, it is excellent in the uniformity of the separator formation, the strength maintenance rate is high, and the maximum pore diameter is small and excellent.
  • Example 11 which is a wet nonwoven fabric, is superior in uniformity of separator formation and higher tensile strength and strength maintenance ratio than Example 14 using a dry nonwoven fabric.
  • the maximum pore size is small and excellent.
  • Comparative Examples 1 to 4 do not satisfy the conditions of the present invention, the separator has low uniformity, tensile strength, and strength maintenance rate, and the battery capacity maintenance rate is also inferior.
  • Comparative Example 3 uses an ethylene-vinyl alcohol copolymer in combination, and the battery capacity retention rate is significantly reduced.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine, and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method set at 135 ° C.
  • a non-woven fabric having a width of 500 mm was produced by hot-melt bonding the sheath portion of the above. This non-woven fabric was sulfonated for 25 seconds in 75 ° C.
  • Example 16 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.23, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) in which the rate is 6.2%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 53.8 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 17 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.52, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a rate of 5.8%, a core component of polypropylene, and a sheath component of high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 54.0 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 18 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.68, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a rate of 4.7%, a core component of polypropylene, and a sheath component of high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 53.8 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 19 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.95, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) in which the rate is 6.2%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 54.2 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 20 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.17, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a rate of 7.6%, a core component of polypropylene, and a sheath component of high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 21 In Example 15, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.45, and the heat shrinkage A core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a rate of 7.9%, a core component of polypropylene, and a sheath component of high-density polyethylene was used. Except for the above, a battery separator having a basis weight of 53.4 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15.
  • Example 22 In Example 17, the basis weight is the same as in Example 17 except that an air-through dryer set at 135 ° C. is used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer that is a hot plate compression method as the drying method during paper making. A battery separator of 53.7 g / m 2 was obtained.
  • Example 23 In Example 17, the drying method at the time of papermaking was the same as in Example 17 except that a band-type through dryer set at 135 ° C. was used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method. A battery separator having a basis weight of 54.1 g / m 2 was obtained.
  • Example 24 The ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry is 1.65, and the thermal contraction rate is 5.8.
  • a core component is polypropylene
  • a sheath component is a high density polyethylene
  • a core-sheath composite fiber core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm
  • polypropylene 30 parts by mass of one fiber fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine, and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method set at 135 ° C.
  • a non-woven fabric having a width of 500 mm was produced by hot-melt bonding the sheath portion of the above.
  • This non-woven fabric is sulfonated for 25 seconds in 75 ° C. dry air containing sulfur trioxide gas, neutralized with a 2.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution, thoroughly washed with ion-exchanged water, and then interfaced.
  • polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate is spray-applied so as to be 0.3% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, and after drying, the thickness is adjusted to 120 ⁇ m with a super calender, A battery separator having a basis weight of 53.9 g / m 2 was obtained.
  • Example 25 In Example 24, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.70, and heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm
  • the core component is polypropylene
  • the sheath component is high-density polyethylene is 70 parts by mass.
  • a battery separator having a basis weight of 54.2 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 24 except that 30 parts by mass of a single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene was used.
  • Example 26 In Example 24, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.85, and the heat shrinkage
  • a battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 24 except that 30 parts by mass of a single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene was used.
  • Example 27 The ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry is 2.06, and the thermal contraction rate is 7.8.
  • a core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 52/48, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm having a core component of polypropylene and a sheath component of high-density polyethylene, and a single unit comprising polypropylene.
  • This non-woven fabric was sulfonated for 25 seconds in 75 ° C. dry air containing sulfur trioxide gas, neutralized with a 2.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution, thoroughly washed with ion-exchanged water, As a surfactant, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether is applied by spraying to 0.3% by mass with respect to the non-woven fabric after the sulfonation treatment, and after drying, the thickness is adjusted to 120 ⁇ m with a super calender, A battery separator having a basis weight of 54.1 g / m 2 was obtained.
  • Example 28 In Example 27, the basis weight is the same as in Example 27 except that an air-through dryer set at 135 ° C. is used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer, which is a hot plate compression method, as the drying method during paper making. A battery separator of 53.8 g / m 2 was obtained.
  • Example 29 In Example 27, the drying method at the time of papermaking was the same as in Example 27 except that a band-type through dryer set at 135 ° C. was used instead of the hot air hood attached to the Yankee dryer that is a hot plate pressure bonding method. A battery separator having a basis weight of 53.6 g / m 2 was obtained.
  • Example 30 In Example 27, instead of the wet papermaking method, a web was produced by the airlaid method, and a band-type through dryer set at 135 ° C. was used to heat-melt and bond the sheath component of the core-sheath type composite fiber to a width of 500 mm. A battery separator having a weight per unit area of 54.3 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 27 except that a non-woven fabric was prepared.
  • Example 31 In Example 30, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.36, and the heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 52/48, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) whose ratio is 8.3%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene 60 parts by mass 20 parts by mass of a single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene and 20 parts by mass of an ultrafine fiber (fineness 0.08 dtex, fiber length 5 mm) made of a mixture of polypropylene and ethylene-propylene copolymer
  • a battery separator having a basis weight of 54.5 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 30 except that it was used.
  • Example 32 In Example 24, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.75, and the heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) 85% by mass is 6.2%
  • the core component is polypropylene
  • the sheath component is high-density polyethylene
  • 15 weight parts of semi-aromatic polyamide fibers fineness 0.7 dtex, fiber length 5 mm
  • 1,9-nonanediamine and terephthalic acid as monomers
  • Example 33 In Example 24, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 1.35, and the heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 40/60, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) whose ratio is 7.3%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene 85 parts by mass And 15 basis weight of a semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 5 mm) using 1,9-nonanediamine and terephthalic acid as monomers, and a basis weight of 53.7 g / m. 2 battery separators were obtained.
  • Example 34 In Example 24, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.12, and the heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 60/40, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) having a rate of 6.8%, the core component being polypropylene, and the sheath component being high-density polyethylene 85 parts by mass
  • the basis weight was 53.9 g / m in the same manner as in Example 24 except that 15 parts by mass of semi-aromatic polyamide fiber (fineness 0.7 dtex, fiber length 5 mm) using 1,9-nonanediamine and terephthalic acid as monomers was used. 2 battery separators were obtained.
  • Example 15 (Comparative Example 5)
  • the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.55, and the heat shrinkage 100% by mass of a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose ratio is 8.5%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene
  • a battery separator having a basis weight of 53.7 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 15 except that was used.
  • Example 6 (Comparative Example 6)
  • the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.65, and the heat shrinkage
  • the core-sheath type composite fiber core / sheath mass ratio 50/50, fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose ratio is 9.5%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene 70 parts by mass
  • a battery separator having a basis weight of 54.6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 24 except that 30 parts by mass of a single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene was used.
  • Example 7 (Comparative Example 7)
  • the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 2.55, and the heat shrinkage
  • a battery separator having a basis weight of 54.2 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 24 except that 30 parts by mass of ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) was used.
  • Example 30 (Comparative Example 8) In Example 30, the ratio (C / D) of the melting peak area (C) on the low melting point side to the melting peak area (D) on the high melting point side in the DSC curve of differential scanning calorimetry was 0.94, and the heat shrinkage 60% by mass of a core-sheath type composite fiber (core / sheath mass ratio 52/48, fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) in which the rate is 7.2%, the core component is polypropylene, and the sheath component is high-density polyethylene And Example 30 except that 20 parts by mass of single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene and 20 parts by mass of ultrafine single fiber (fineness 0.08 dtex, fiber length 5 mm) made of polypropylene were used. Similarly, a battery separator having a basis weight of 53.9 g / m 2 was obtained.
  • Peak area ratio (C / D) melting peak area (C) / melting peak area (D) (6)
  • Electrode current collector As the electrode current collector, a paste type nickel hydroxide positive electrode (40 mm width) using a foamed nickel base material and a hydrogen storage alloy negative electrode (40 mm width) using a nickel-plated punching metal base material are used one by one.
  • a battery separator obtained in the 43 mm-wide Example and Comparative Example was interposed between the electrodes, and wound up using a battery construction machine to produce a spiral electrode group. After the spiral electrode plate group is stored in a cylindrical metal case, a certain amount of alkaline electrolyte mainly composed of 7N potassium hydroxide aqueous solution containing 1N lithium hydroxide is injected, and then a sealing lid with a safety valve is attached. AA type sealed nickel metal hydride batteries having a nominal capacity of 1.7 Ah were produced. Thereafter, a voltage of 240 V was applied between the positive electrode and the negative electrode, and those having an electric resistance exceeding 1 k ⁇ were regarded as normal.
  • the battery separators shown in Examples 15 to 34 have a melting peak area (C) derived from high-density polyethylene on the low melting point side and melting derived from polypropylene on the high melting point side.
  • the ratio of peak area (D) (C / D) is 1.00 or more and 2.50 or less, and a polyolefin-based non-woven fabric containing a core-sheath composite fiber having polypropylene as a core component and high-density polyethylene as a sheath component is sulfone.
  • the non-woven fabric has good production stability and is excellent in separator uniformity and self-discharge suppression effect.
  • Examples 16 to 20 show good characteristics with the ratio of melting peak areas (C / D) being in the range of 1.20 or more and 2.20 or less.
  • Nos. 17 to 19 have a melting peak area ratio in the range of 1.40 to 2.00, and the manufacturing stability of the nonwoven fabric, the uniformity of the separator, and the capacity retention rate are further improved.
  • the heat-shrinkage rate of the core-sheath fiber is 6.0% or less, and the maximum pore diameter is small and particularly excellent.
  • Example 17 and 27 are wet nonwoven fabrics that are heat-dried by a hot plate compression method.
  • the separator uniformity is excellent, the tensile strength is strong, and the maximum pore diameter is small and excellent.
  • Example 27-31, Example 30 and Example 31 Comparing Examples 27-31, Example 30 and Example 31 using dry nonwoven fabric compared with Examples 27-29 using wet nonwoven fabric, separator uniformity, tensile strength, maximum pore diameter, capacity maintenance. The result is somewhat inferior.
  • the heat shrinkage rate of the core-sheath type composite fiber exceeded 8.0%, and as a result, the separator uniformity, tensile strength, and maximum pore diameter were slightly inferior to those of Example 30. .
  • the battery separator obtained in the comparative example does not satisfy the conditions of the present invention.
  • Comparative Example 5 and Comparative Example 6 are significantly inferior in manufacturing stability and separator uniformity of the nonwoven fabric.
  • Comparative Example 7 an ethylene-vinyl alcohol copolymer is used in combination, and the capacity retention rate of the battery is significantly reduced.
  • Comparative Example 8 the separator uniformity was inferior compared to Example 30 and Example 31, and in particular, the tensile strength was greatly reduced.
  • ⁇ Third invention ⁇ 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and gently stirred with an agitator for 30 minutes. Prepared. The slurry was filtered, disaggregated and dispersed again with a pulper, and gently stirred with an agitator to prepare a uniform papermaking slurry.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.4 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for papermaking contained 0.82% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether-based nonionic surfactant based on the fiber. The content rate was 0.15 mass%.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 36 70 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) and 30 parts by mass of a single fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) having a core component of polypropylene and a sheath component of polyethylene.
  • the slurry was mixed, disaggregated and dispersed in water of a pulper, and gently stirred with an agitator for 30 minutes to prepare a slurry.
  • the slurry was filtered, disaggregated and dispersed again with a pulper, and gently stirred with an agitator to prepare a uniform papermaking slurry.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.6 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for the paper making contained 0.92% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant with respect to the fiber. The content rate was 0.18 mass%.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 37 60 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) and 30 parts by mass of a single fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) having polypropylene as the core component and polyethylene as the sheath component and polypropylene 10 parts by mass of ultrafine single fibers (fineness 0.08 dtex, fiber length 3 mm) were mixed, disaggregated and dispersed in water of a pulper, and gently stirred with an agitator for 30 minutes to prepare a slurry.
  • the slurry was filtered, disaggregated and dispersed again with a pulper, and gently stirred with an agitator to prepare a uniform papermaking slurry.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.2 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for the paper making contained 0.65% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether-based nonionic surfactant based on the fiber.
  • the content rate was 0.17% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 38 80 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) and a semi-aromatic polyamide fiber (trade name: A-590, Kuraray Co., Ltd.), fineness 0. (7 dtex, fiber length 10 mm) and 20 parts by mass were mixed, disaggregated and dispersed in water of a pulper, and gently stirred with an agitator for 30 minutes to prepare a slurry. The slurry was filtered, disaggregated and dispersed again with a pulper, and gently stirred with an agitator to prepare a uniform papermaking slurry.
  • a core-sheath composite fiber fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm
  • a semi-aromatic polyamide fiber trade name: A-590, Kuraray Co., Ltd.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 50.8 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for papermaking contained 0.73% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant with respect to the fiber. The content rate was 0.16% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 39 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and stirred gently for 30 minutes with an agitator for uniform papermaking A slurry was prepared.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.5 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • This nonwoven fabric was washed with ethanol and ion-exchanged water and then dried to prepare a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the fiber used for papermaking contained 0.82% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether-based nonionic surfactant based on the fiber. The content rate was 0.05 mass%.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 40 70 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) and 30 parts by mass of a single fiber (fineness: 0.8 dtex, fiber length: 5 mm) made of polypropylene and having a core component of polypropylene and a sheath component of polyethylene This was disaggregated and dispersed in water and gently stirred with an agitator for 30 minutes to prepare a uniform papermaking slurry.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.8 g / m 2 and a width of 500 mm was produced. This nonwoven fabric was washed with ethanol and ion-exchanged water and then dried to prepare a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the fiber used for papermaking contained 0.92% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant based on the fiber, but contained an oil of a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the rate was 0.06% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 41 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and stirred gently for 30 minutes with an agitator for uniform papermaking A slurry was prepared.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.5 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • This nonwoven fabric was washed with ion-exchanged water and then dried to prepare a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the core-sheath composite fiber used for papermaking contained 0.82% by mass of an oil agent based on a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant as a main component, but before the sulfonation treatment.
  • the oil agent content of the nonwoven fabric was 0.28% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 42 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and stirred gently for 30 minutes with an agitator for uniform papermaking A slurry was prepared.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.2 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for papermaking was an oil agent comprising 20% by mass of a polyoxyethylene oleyl ether-based nonionic surfactant, 20% by mass of myristic acid, 40% by mass of lauric acid, 10% by mass of lauryl alcohol, and 10% by mass of 2-propanol.
  • the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment was 0.10% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 43 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and stirred gently for 30 minutes with an agitator for uniform papermaking A slurry was prepared.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.0 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fiber used for papermaking contains 0.72% by mass of an oil agent comprising 50% by mass of a polyoxyethylene alkyl ether nonionic surfactant, 40% by mass of lauric acid, and 10% by mass of 2-propanol with respect to the fiber.
  • an oil agent comprising 50% by mass of a polyoxyethylene alkyl ether nonionic surfactant, 40% by mass of lauric acid, and 10% by mass of 2-propanol with respect to the fiber.
  • the oil content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment was 0.08% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 44 100 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) whose core component is polypropylene and sheath component is polyethylene is disaggregated and dispersed in water of a pulper, and stirred gently for 30 minutes with an agitator for uniform papermaking A slurry was prepared.
  • This slurry for paper making is made by a wet paper making method using a circular paper machine and dried by a hot air hood attached to a Yankee dryer set at 135 ° C., and the sheath portion of the core sheath fiber is melted by heat.
  • a nonwoven fabric having a basis weight of 51.4 g / m 2 and a width of 500 mm was produced.
  • the fibers used for the paper making were 30% by mass of polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate anionic surfactant, 30% by mass of polyoxyethylene alkyl ether nonionic surfactant, 30% by mass of oleic acid, 2-propanol
  • the oil agent which consists of 10 mass% was contained 0.73 mass% with respect to the fiber, the oil agent content rate of the nonwoven fabric before a sulfonation process was 0.05 mass%.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water,
  • sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0 to 4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, and after drying, the thickness is adjusted to 120 ⁇ m with a super calender and used for batteries.
  • a separator was obtained.
  • Example 45 Using 100 parts by mass of core-sheath composite fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a core component of polypropylene and a sheath component of polyethylene, a web is made by an airlaid method, and a 135 ° C through-air heat treatment machine and a heat roll are used. The sheath portion of the core-sheath fiber was melted by heating to produce a nonwoven fabric having a basis weight of 51.5 g / m 2 and a width of 500 mm. This nonwoven fabric was washed with ion-exchanged water and then dried to prepare a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the fiber used contained 0.82% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant based on the fiber, but contained an oil in the nonwoven fabric before the sulfonation treatment.
  • the rate was 0.28% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 46 70 parts by mass of a core-sheath composite fiber (fineness 1.7 dtex, fiber length 10 mm) and 30 parts by mass of a single fiber (fineness 0.8 dtex, fiber length 5 mm) having a core component of polypropylene and a sheath component of polyethylene are used.
  • the web is made by the airlaid method, passed through a 135 ° C through-air heat treatment machine and a heat roll, and the sheath portion of the core-sheath fiber is thermally melted to produce a nonwoven fabric having a basis weight of 51.7 g / m 2 and a width of 500 mm. did.
  • This nonwoven fabric was washed with ion-exchanged water and then dried to prepare a nonwoven fabric for sulfonation treatment.
  • the fiber used contained 0.92% by mass of an oil mainly composed of a polyoxyethylene nonylphenyl ether nonionic surfactant based on the fiber, but contained an oil in the nonwoven fabric before the sulfonation treatment.
  • the rate was 0.35% by mass.
  • This nonwoven fabric is sulfonated in dry air containing sulfur trioxide gas until the sulfur content becomes 1.0 mass%, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, washed with ion-exchanged water, As a surfactant, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate is spray-applied to 0.4% by mass with respect to the non-woven fabric after sulfonation treatment, dried, and adjusted to 120 ⁇ m in thickness using a super calender, for batteries. A separator was obtained.
  • Example 9 A battery separator was produced in the same manner as in Example 35 except that the slurry disaggregated and dispersed in water of the pulper was not filtered.
  • the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment was 0.45% by mass, and the basis weight of the obtained battery separator was 51.2 g / m 2 .
  • Example 10 A battery separator was produced in the same manner as in Example 38 except that the slurry disaggregated and dispersed in water of the pulper was not filtered.
  • the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment was 0.42% by mass, and the basis weight of the obtained battery separator was 51.6 g / m 2 .
  • Example 11 A battery separator was produced in the same manner as in Example 46 except that the non-woven fabric for sulfonation treatment was not washed with ion exchange water.
  • the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment was 0.70% by mass, and the basis weight of the obtained battery separator was 51.4 g / m 2 .
  • Electrode current collector As the electrode current collector, a paste type nickel hydroxide positive electrode (40 mm width) using a foamed nickel base material and a hydrogen storage alloy negative electrode (40 mm width) using a nickel-plated punching metal base material are used one by one. A battery separator obtained in the 43 mm-wide Example and Comparative Example was interposed between the electrodes, and wound up using a battery construction machine to produce a spiral electrode group. After the spiral electrode plate group is stored in a cylindrical metal case, a certain amount of alkaline electrolyte mainly composed of 7N potassium hydroxide aqueous solution containing 1N lithium hydroxide is injected, and then a sealing lid with a safety valve is attached.
  • the battery separator obtained in the examples is obtained by sulfonating a nonwoven fabric containing polyolefin fibers, and the oil agent content of the nonwoven fabric before sulfonation treatment is controlled to 0.40% by mass or less. Thus, a high self-discharge suppressing effect is maintained even at high temperatures.
  • Example 35 to 40 and 42 to 44 the oil agent content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment is 0.20% by mass or less, and the self-discharge suppressing effect at high temperatures is excellent.
  • Examples 39, 40, 42, 43, and 44 have a lower oil content of the nonwoven fabric before the sulfonation treatment, which is lower than 0.10% by mass, and the self-discharge suppressing effect at a high temperature is further excellent.
  • Example 37 ultrafine fibers are blended, the maximum pore diameter is small, and the defect rate during battery manufacture is superior to other examples.
  • Examples 45 and 46 are cases in which a dry nonwoven fabric is used, but the oil content of the nonwoven fabric is slightly high, and the self-discharge suppressing effect at high temperatures is slightly inferior to other examples. Moreover, since the maximum pore diameter is also large, the defect rate at the time of battery production tends to be inferior to the case where a wet nonwoven fabric is used.
  • the battery separator obtained in the comparative example did not satisfy the conditions of the present invention, and the self-discharge suppressing effect at high temperature was inferior to that of the example.
  • the present invention is suitable for use as a separator for an alkaline secondary battery that has good uniformity in formation as a separator, can suppress battery self-discharge, and can maintain battery capacity over a long period of time. Can do. In addition, it can be used as an ammonia trapping film.

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Abstract

ポリプロピレンを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、芯鞘型繊維及びセパレータの示差走査熱量分析により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下であることを特徴とする電池用セパレータ、並びに、少なくともポリオレフィン系繊維を含有する不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率が0.40質量%以下であることを特徴とする電池用セパレータである。

Description

電池用セパレータ
 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二次電池に好適に使用できる電池用セパレータに関する。
 ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池等のアルカリ二次電池は、充放電特性、過充放電特性に優れ、長寿命で繰り返し使用できるため、コードレス電話、ノートパソコン、オーディオ機器等の小型電子機器の他、電動工具、電動自転車等の小型動力用途、ハイブリッド自動車、電気自動車等の大型動力用途等にも広く使用されている。このアルカリ二次電池に用いられている電池用セパレータの役割としては、正極と負極の分離、短絡の防止、電解液(高濃度アルカリ性水溶液)の吸液及び保持、また、電極反応により生じるガスの透過等が挙げられる。
 従来から、電池用セパレータとしては、一般に不織布が用いられてきた。ニッケル−カドミウム電池では、電解液に濡れやすく、その保液量が大きく、しかも電解液を含んだ状態で電気抵抗の低いポリアミド系繊維からなる不織布が使用されてきた。しかし、ニッケル−水素電池では、ポリアミド系繊維の加水分解による分解生成物が自己放電を促進してしまうために、耐アルカリ性及び耐酸化性に優れたポリオレフィン系繊維を主体とする不織布が主として使用されている。
 一方、ポリオレフィン系繊維を主体とする不織布は親水性が低いため、スルホン化処理、親水性単量体のグラフト処理、コロナ放電処理、界面活性剤付与処理等が施されるのが一般的である。
 このうち、スルホン化処理は、発煙硫酸や濃硫酸によって不織布にスルホン酸基を導入する方法である(例えば、特許文献1~3参照)。スルホン化処理を施した不織布は電解液の吸液性や保液性が優れると共に、電池の自己放電反応を抑制する効果が見られる。
 ここで電池の自己放電反応が促進される原因として、電池内に不純物として存在する含窒素化合物が分解され、生成したアンモニアが正極上で酸化されて硝酸イオンとなり、この硝酸イオンが移動し、負極上で還元されてアンモニアとなる繰り返し反応(シャトル機構)が生じて自己放電を加速するという説が提唱されている。スルホン化処理を施した不織布からなる電池用セパレータをこの電池内に導入することにより、繊維に導入されたスルホン酸基が生成するアンモニアを捕捉し、電池の自己放電反応を抑制すると考えられている。
 スルホン化処理に用いられる不織布としては、乾式不織布又は湿式不織布が用いられるが、電池の高容量化や内部短絡防止のため、地合の均一性に優れる不織布が求められる。地合の均一性の良さを考慮すると、一般的に乾式不織布よりも湿式不織布が優れている。ポリオレフィン系繊維は、耐アルカリ性や耐酸化性に優れるため、電池の長寿命化に有効であるが、ポリオレフィン系繊維のみからなる不織布の製造は比較的難しく、特に湿式不織布の製造においては、加熱乾燥時の面割れ等が生じやすく、地合が不均一になる問題や製造安定性に劣るという問題があった。このため、ポリオレフィン系繊維と湿熱接着性に優れたエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維を併用し、製造安定性を改善する試みが行われてきた(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、ポリオレフィン系繊維とエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維を併用した不織布にスルホン化処理を施した場合、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維が優先してスルホン化されるため、強アルカリ電解液中でのセパレータの劣化が進みやすく、自己放電抑制効果の持続性が短くなるという問題を有していた。またスルホン化処理は非常に激しい反応であるため、セパレータの強度が低下するという問題を有していた。
 また、スルホン化処理に用いられる不織布を構成する繊維の表面には、紡糸性やカッティング性を高めたり、帯電防止効果を付与したり、親水性や分散性をコントロールするために、油剤が添加されている。繊維に添加された油剤は、乾式不織布では製造後もほとんど減少せずに残存し、湿式不織布においても、抄造時に一部流出するものの、抄造後でも繊維表面に残存することが知られている。繊維表面に油剤が残存した不織布にスルホン化処理を施した場合、繊維だけではなく、残存する油剤も同時にスルホン化されるため、見かけ上スルホン化処理が進んだとしても、実質的なスルホン酸基導入量が少なくなってしまうと考えられる。スルホン化された油剤は、充放電時の電池内部の温度上昇によって分解が進み、繊維から遊離するため、自己放電反応の抑制効果が低下するという問題を有していた。
特開昭58−175256号公報 特開昭64−57568号公報 特開平6−140018号公報 特開2002−134090号公報
 本発明の課題は、不織布にスルホン化処理を施した電池用セパレータに関し、不織布の製造安定性及びセパレータの地合の均一性が良好で、スルホン化処理による強度低下が小さく、自己放電抑制効果に優れた電池用セパレータを提供することにある。
 本発明者らはこの課題を解決するために鋭意検討を行った結果、下記の発明により、これらの課題を解決するに至った。
 第一の発明は、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施した電池用セパレータにおいて、電池用セパレータの示差走査熱量分析による熱的挙動と、地合の均一性、スルホン化処理による強度低下及び自己放電抑制効果の改善とに相関性があることを見出したことに基づくものである。
 即ち、第一の発明は、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、電池用セパレータの示差走査熱量分析(DSC)により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下であることを特徴とする電池用セパレータである。
 さらに、ポリオレフィン系不織布が熱板圧着方式で乾燥処理した湿式不織布であることがより好ましい。
 第二の発明は、スルホン化処理を施すポリオレフィン系不織布に、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有させ、スルホン化処理前の芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析における熱的挙動を制御することにより、不織布の製造安定性が良好で、地合の均一性並びに自己放電抑制効果に優れた電池用セパレータを提供できることを見出したことに基づくものである。
 即ち、第二の発明は、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、スルホン化処理前の芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.00以上2.50以下であることを特徴とする電池用セパレータである。
 更に、前記芯鞘型複合繊維の130℃、30分間の加熱処理後の熱収縮率が8.0%以下であることが好ましく、加えて、ポリオレフィン系不織布が熱板圧着方式で乾燥処理した湿式不織布であることがより好ましい。
 第三の発明は、スルホン化処理前の不織布に残存している油剤の含有量を抑制することにより、高温時の自己放電抑制効果に優れる電池用セパレータを提供できることを見出したことに基づくものである。
 即ち、第三の発明は、少なくともポリオレフィン系繊維を含有する不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率を0.40質量%以下に制御したことを特徴とする電池用セパレータである。
 さらに、少なくともポリオレフィン系繊維を含有する不織布が湿式不織布であることが好ましい。
 第一の発明の電池用セパレータは、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施したものであり、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線において、低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下である場合に、セパレータとしての均一性を確保できると共に、スルホン化処理によるセパレータの強度低下を低減し、電池の自己放電を抑制して、長期にわたって電池容量を維持することができる。また、前記ポリオレフィン系不織布がヤンキードライヤーに代表される熱板圧着方式による乾燥処理により製造した湿式不織布とすることにより、引張強度等のシート強度がより一層優れた電池用セパレータとすることができる。
 第二の発明の電池用セパレータは、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線において、低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.00以上2.50以下であるポリプロピレンを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施すことにより、不織布の製造安定性を向上させ、セパレータとしての地合の均一性を確保し、電池の自己放電を抑制して、長期にわたって電池容量を維持することができる。また、前記芯鞘型複合繊維の130℃、30分間の加熱処理による熱収縮率を8.0%以下とすることにより、不織布の製造安定性やセパレータとしての地合の均一性をより向上させることができ、前記ポリオレフィン系不織布がヤンキードライヤーに代表される熱板圧着方式による乾燥処理により製造した湿式不織布とすることにより、引張強度等のシート強度がより一層優れた電池用セパレータとすることができる。
 第三の発明の電池用セパレータは、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率を0.40質量%以下に制御することによって、繊維表面に残留する油剤のスルホン化を抑制することができ、効率的なスルホン化処理が可能となる。また、高温時の自己放電抑制効果の低下を抑制して、電池容量を長期にわたって維持することができる。また、湿式不織布を用いることにより、油剤含有率を低減させることができると共に、均一性に優れた電池用セパレータを得ることができる。
≪第一の発明≫
 本発明における電池用セパレータは、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理したものであり、スルホン化処理後の電池用セパレータの示差走査熱量分析(DSC)により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下である。
 電池用セパレータの示差走査熱量分析(DSC)は、JIS K 7121に準じて実施し、JIS K 7122に準じて融解ピークの面積を求める。示差走査熱量分析において、高密度ポリエチレン及びポリプロピレンそれぞれに由来する融解ピークは、単一であっても構わないし、複数のピークが重なった一連のものであっても構わない。複数のピークが重なった一連のものである場合、これを1つの融解ピークとしてピーク面積を求め、ピーク高さの大きい方を、高密度ポリエチレン及びポリプロピレンの融点とする。
 本発明において、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線における低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピークとは、120℃以上140℃以下の範囲に最もピーク高さの大きいピークを有する吸熱ピークであり、高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピークとは、150℃以上180℃以下の範囲に最もピーク高さの大きいピークを有する吸熱ピークである。
 本発明において、前記電池用セパレータの示差走査熱量分析により得られるDSC曲線から求められる低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.00以上2.50以下の範囲であり、1.20以上2.20以下の範囲がより好ましく、1.40以上2.00以下の範囲が更に好ましい。A/Bが1.00未満であると、熱融着成分である高密度ポリエチレンによる繊維同士の接着強度が十分でなく、セパレータの強度が低下する。また、密度や結晶性の低下により、繊維表面付近のスルホン化が進みやすくなり、繊維内部のスルホン酸基の含有量が相対的に低下するため、自己放電抑制効果が低下しやすくなると考えられる。一方、A/Bが2.50を超えると、繊維の収縮率が大きくなり、不織布製造時に割れやシワ等が発生しやすくなり、セパレータの地合の均一性が低下する。また、密度や結晶性が高くなり、スルホン酸基の含有量が低下し、自己放電抑制効果が低下すると考えられる。スルホン酸基の含有量を確保するため、スルホン化処理の条件を強くすると、スルホン化処理後のセパレータの強度低下が大きくなる。
 本発明において、前記電池用セパレータに使用される芯鞘型複合繊維の芯成分であるポリプロピレン及び鞘成分である高密度ポリエチレンの分子量、密度、結晶化度、芯成分と鞘成分の構成比率、芯鞘型複合繊維の延伸倍率を適宜変化させることにより、示差走査熱量分析における熱的挙動を制御することができる。例えば、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンの密度を高くすると、融解熱量が大きくなり、示差走査熱量分析における融解ピーク面積も大きくなる。また、結晶化度を高くすることによっても、一般的に融解熱量が大きくなり、融解ピーク面積が大きくなるため、芯成分と鞘成分の構成比率が同じでも、A/Bを変化させることができる。
 前記芯鞘型複合繊維を構成する芯成分と鞘成分の含有比は、芯鞘型複合繊維を形成できる比であれば構わないが、芯/鞘質量比が、40/60から60/40が好ましく、より好ましくは、45/55から55/45である。
 本発明の電池用セパレータに使用されるポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維は、溶融紡糸機を用い、芯鞘型複合紡糸用口金を用いて溶融紡糸される。紡糸温度は、鞘成分である高密度ポリエチレンが変質しない温度で実施され、紡糸温度200℃以上300℃以下で重合体を押し出し、所定の繊度の紡糸フィラメントを作製する。紡糸フィラメントには、必要に応じて延伸処理を実施する。延伸処理は、鞘成分である高密度ポリエチレンが融着しない温度で実施され、例えば、延伸温度50℃以上100℃以下の範囲で、延伸倍率2倍以上で処理すると、繊維強度が向上して好ましい。得られたフィラメントには、必要に応じて繊維処理剤を付与し、親水性や分散性を制御した後、所定の長さに切断して不織布製造用の芯鞘型複合繊維として使用される。
 前記芯鞘型複合繊維を構成する芯成分としては、ポリプロピレンを使用するが、繊維物性を調整するため、必要に応じて高密度ポリエチレンやポリメチルペンテン等のポリオレフィンを混合することができる。前記ポリオレフィンの混合比率としては、芯成分の10質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて、通常のポリオレフィンに用いられる樹脂添加剤を添加することができる。樹脂添加剤としては、各種酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられ、添加する場合の添加量としては、樹脂に対して0.01質量%以上1.0質量%以下の範囲で用いられる。
 次に、前記芯鞘型複合繊維を構成する鞘成分としては、高密度ポリエチレンを使用するが、繊維物性を調節するため、必要に応じてポリプロピレンやエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンを混合することができる。前記ポリオレフィンの混合比率としては、鞘成分の10質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて、通常のポリオレフィンに用いられる樹脂添加剤を添加することができる。樹脂添加剤としては、各種酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられ、添加する場合の添加量としては、樹脂に対して0.01質量%以上1.0質量%以下の範囲で用いられる。
 本発明の電池用セパレータに使用されるポリオレフィン系不織布は、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を少なくとも含有する。前記芯鞘型複合繊維と併用して使用することのできるポリオレフィン系繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の単一成分からなる繊維、2種類以上の異なるポリオレフィンの混合物からなる混合ポリオレフィン繊維、2種類以上の異なるオレフィンの共重合体からなる共重合ポリオレフィン繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリオレフィン等の樹脂を適宜組み合わせた、芯鞘型、サイドバイサイド型、偏芯型あるいは分割性複合繊維等が挙げられる。これらのポリオレフィン系繊維の繊維長、繊維径は特に限定されないが、不織布強度と製造性等から、繊維径は1μm以上20μm以下が好ましく、繊維長は1mm以上20mm以下が好ましい。また、分割性複合繊維を水流交絡やリファイナーにより細分化して使用することもできる。繊維長が1mm未満の場合には、不織布の十分な機械的強度が得られない場合がある。繊維長が20mmを超えた場合には、地合不良となり、良好な不織布が形成できなくなる場合がある。特に、湿式不織布では、分散時の繊維同士の異常な絡みが発生し、均一な分散状態にならず、地合不良となる場合がある。
 本発明においてポリオレフィン系繊維とは、1つ以上の二重結合を分子内に有し、炭素と水素を構成元素とする一種類以上の単量体を重合した単一樹脂又は共重合樹脂を溶融紡糸して繊維化したものであり、ポリビニルアルコール繊維やエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維等のように、炭素と水素以外の構成元素を含有する単量体を重合した単一樹脂又は共重合樹脂を溶融紡糸した繊維は含まない。
 本発明の電池用セパレータに使用されるポリオレフィン系不織布において、ポリオレフィン系繊維と好適に併用することのできる繊維としては、半芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリアミド繊維が挙げられ、特に半芳香族ポリアミド繊維がより好ましい。半芳香族ポリアミド繊維は、主成分として芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンを縮合して得られる半芳香族ポリアミドからなる繊維であり、ジカルボン酸成分の60モル%以上が芳香族カルボン酸であり、ジアミン成分の60モル%以上が炭素数6から12の脂肪族アルキレンジアミンである。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシ酢酸、2,2′−ビフェニルジカルボン酸、2,4′−ビフェニルジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、4,4′−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4′−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4′−ジカルボン酸が用いられる。脂肪族ジアミンとしては、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等が挙げられる。
 本発明の電池用セパレータに含有されるポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の含有量は、全繊維に対して、40質量%以上100質量%以下の範囲が好ましく、より好ましくは、60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは、80質量%以上100質量%以下の範囲である。
 本発明の電池用セパレータに用いる不織布の製造方法としては、一般的な不織布の製造方法が何れも使用でき、繊維ウェブを形成し、繊維ウェブ内の繊維を接着・融着・絡合させることにより製造することができる。繊維ウェブの製造方法としては、例えば、湿式抄造法や、カード法、エアレイド法等の乾式法等が挙げられる。しかしながら、カード法、エアレイド法等の乾式法は、繊維長の長い繊維を用いることができるが、均一な繊維ウェブの形成が困難で、湿式抄造法に比べ、一般的に地合が劣るという問題がある。
 一方、湿式抄造法は、生産速度が乾式法に比べて速く、同一装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の繊維を任意の割合で均一に混合できる利点がある。即ち、繊維の形態もステープル状、パルプ状等と選択の幅は広く、使用可能な繊維径も極細繊維から太い繊維まで使用可能で、他の方法に比べ、良好な地合の繊維ウェブが得られる。これらのことから、本発明の電池用セパレータに用いる不織布は湿式抄造法によって得られた湿式不織布が好ましい。
 繊維ウェブから不織布を製造する方法としては、水流交絡法、ニードルパンチ法、バインダー接着法等を使用することができる。特に、均一性を重視して前記湿式抄造法を用いる場合、熱融着繊維を不織布に含有させて、バインダー接着法により接着することが好ましく、これにより均一な不織布が形成される。
 また湿式抄造法において、熱融着繊維の熱融着によるバインダー接着法により不織布を形成する場合、ウェット状態の繊維ウェブの加熱乾燥と同時に熱融着を生じさせる工程が用いられ、加熱乾燥方式としては、ヤンキードライヤーに代表される熱板圧着方式、バンド式スルードライヤー、エアスルードライヤーに代表される熱風通気方式等が挙げられるが、本発明においては熱板圧着方式による加熱乾燥がより好ましい。熱板圧着方式では、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の熱融着効率が高く、地合の均一性が高く、強度が向上した不織布を得ることができる。
 本発明の電池用セパレータは、ポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施し、繊維の表面から内部にスルホン酸基を導入する。スルホン化処理としては、二酸化硫黄ガス、三酸化硫黄ガス等による気相処理法や熱濃硫酸、発煙硫酸、又はクロロ硫酸等による液相処理法等を使用することができる。本発明の電池用セパレータにおいては、気相処理法によるスルホン化処理が好ましい。液相処理法によるスルホン化処理は、反応条件の設定が難しく、反応時間を長くし過ぎた場合や温度を高くし過ぎた場合に、不織布が炭化、収縮、フィルム化しやすいという問題がある。また、多量の強酸性廃液が出るという問題がある。
 本発明の電池用セパレータにおいては、電解液との親和性を更に向上させるために、スルホン化処理後の不織布に界面活性剤を付与することが好ましい。用いられる界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、長鎖脂肪酸塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレン誘導体類、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油類等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、含浸、塗布、スプレーした後、乾燥することにより不織布に付与することができ、界面活性剤の付与量は、スルホン化処理後の不織布に対して、0.1質量%以上1.0質量%以下が好ましい。
 本発明の電池用セパレータにおいては、必要に応じて、スーパーカレンダーや熱カレンダー処理により、厚みを調整して用いられる。本発明の電池用セパレータの目付は、30g/m以上100g/m以下の範囲が好ましく、厚みは、60μm以上250μm以下の範囲が好ましい。電池用セパレータの目付及び厚みは、適用する電池の特性に応じて、適宜選択できる。ここで目付は、JIS P 8124に規定されている坪量を表し、厚みはJIS P 8118に規定される厚さを表す。また本発明の電池用セパレータの最大細孔径は1μm以上50μm以下の範囲が好ましく、より好ましくは、5μm以上40μm以下、更に好ましくは、10μm以上35μm以下の範囲である。最大細孔径が50μmを超えて大きくなると、短絡しやすくなり、電池製造時の不良率が大きくなる場合がある。また、最大細孔径が1μm未満では、酸素ガス透過性やイオン導電性が低下する場合がある。ここで、最大細孔径はJIS K 3832に規定されるバブルポイント法による最大細孔径を表す。
≪第二の発明≫
 本発明における電池用セパレータは、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理したものであり、スルホン化処理前の芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析(DSC)により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.00以上2.50以下である。
 ポリプロピレンを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析は、JIS K 7121に準じて実施し、JIS K 7122に準じて融解ピークの面積を求める。示差走査熱量分析において、芯成分及び鞘成分それぞれに由来する融解ピークは単一であっても、複数のピークが重なった一連のものであっても構わない。複数のピークが重なった一連のものである場合、これを1つの融解ピークとしてピーク面積を求め、ピーク高さの大きい方を、芯成分及び鞘成分の融点とする。
 本発明において、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線における低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピークとは、120℃以上140℃以下の範囲に最もピーク高さの大きいピークを有する吸熱ピークであり、高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピークとは、150℃以上180℃以下の範囲に最もピーク高さの大きいピークを有する吸熱ピークである。
 本発明において、前記芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析により得られるDSC曲線から求められる低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)は1.00以上2.50以下の範囲であり、1.20以上2.20以下の範囲がより好ましく、1.40以上2.00以下が更に好ましい。C/Dが1.00未満であると、熱融着成分である高密度ポリエチレンによる繊維同士の接着強度が十分でなく、不織布の強度が低下する。また、密度や結晶性の低下により、繊維表面付近のスルホン化が進みやすくなり、繊維内部のスルホン酸基の含有量が相対的に低下するため、自己放電抑制効果が低下しやすくなると考えられる。一方、C/Dが2.50を超えると、繊維の収縮率が大きくなり、不織布製造時に割れやシワ等が発生しやすくなり、地合の均一性や製造安定性が低下する。また、密度や結晶性が高くなり、スルホン化が進みにくくなると、スルホン酸基の含有量が低下し、自己放電抑制効果が低下すると考えられる。
 本発明において、前記芯鞘型複合繊維の芯成分であるポリプロピレン及び鞘成分である高密度ポリエチレンの分子量、密度、結晶化度、芯成分と鞘成分の構成比率、芯鞘型複合繊維の延伸倍率を適宜変化させることにより、示差走査熱量分析における熱的挙動を制御することができる。例えば、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンの密度を高くすると、融解熱量が大きくなり、示差走査熱量分析における融解ピーク面積も大きくなる。また、結晶化度を高くすることによっても、一般的に融解熱量が大きくなり、融解ピーク面積が大きくなるため、芯成分と鞘成分の構成比率が同じでも、C/Dを変化させることができる。
 前記芯鞘型複合繊維を構成する芯成分と鞘成分の含有比は、芯鞘型複合繊維を形成できる比であれば構わないが、芯/鞘質量比が、40/60から60/40が好ましく、より好ましくは、45/55から55/45である。
 本発明において、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の130℃、30分間の加熱処理後の熱収縮率は8.0%以下が好ましく、7.0%以下がより好ましく、6.0%以下が更に好ましい。ここで熱収縮率とは、以下の方法で算出したものである。即ち、温度23℃、湿度50%で24時間状態調節した前記芯鞘型複合繊維を、ガラス製キャピラリーチューブに入れ、デジタルマイクロスコープで撮影し、加熱前の繊維長(L)を測定する。次に、130℃で30分間加熱し、温度23℃、湿度50%で1時間放冷した後、加熱後の繊維長(L)を加熱前と同様にして測定する。加熱前の繊維長(L)に対する加熱前後の繊維長の差(L−L)の比を百分率で表したものを熱収縮率(%)とする。
 本発明に使用されるポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維は、溶融紡糸機を用い、芯鞘型複合紡糸用口金を用いて溶融紡糸される。紡糸温度は、鞘成分である高密度ポリエチレンが変質しない温度で実施され、紡糸温度200℃以上300℃以下で重合体を押し出し、所定の繊度の紡糸フィラメントを作製する。紡糸フィラメントには、必要に応じて延伸処理を実施する。延伸処理は、鞘成分である高密度ポリエチレンが融着しない温度で実施され、例えば、延伸温度50℃以上100℃以下の範囲で、延伸倍率2倍以上で処理すると、繊維強度が向上して好ましい。得られたフィラメントには、必要に応じて繊維処理剤を付与し、親水性や分散性を制御した後、所定の長さに切断して不織布製造用の芯鞘型複合繊維として使用される。
 前記芯鞘型複合繊維を構成する芯成分としては、ポリプロピレンを使用するが、繊維物性を調整するため、必要に応じて高密度ポリエチレンやポリメチルペンテン等のポリオレフィンを混合することができる。前記ポリオレフィンの混合比率としては、芯成分の10質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて、通常のポリオレフィンに用いられる樹脂添加剤を添加することができる。樹脂添加剤としては、各種酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられ、添加する場合の添加量としては、樹脂に対して0.01質量%以上1.0質量%以下の範囲で用いられる。
 次に、前記芯鞘型複合繊維を構成する鞘成分としては、高密度ポリエチレンを使用するが、繊維物性を調節するため、必要に応じてポリプロピレンやエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンを混合することができる。前記ポリオレフィンの混合比率としては、鞘成分の10質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて、通常のポリオレフィンに用いられる樹脂添加剤を添加することができる。樹脂添加剤としては、各種酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられ、添加する場合の添加量としては、樹脂に対して0.01質量%以上1.0質量%以下の範囲で用いられる。
 本発明に使用されるポリオレフィン系不織布は、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を少なくとも含有する。前記芯鞘型複合繊維と併用して使用することのできるポリオレフィン系繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の単一成分からなる繊維、2種類以上の異なるポリオレフィンの混合物からなる混合ポリオレフィン繊維、2種類以上の異なるオレフィンの共重合体からなる共重合ポリオレフィン繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリオレフィン等の樹脂を適宜組み合わせた、芯鞘型、サイドバイサイド型、偏芯型あるいは分割性複合繊維等が挙げられる。これらのポリオレフィン系繊維の繊維長、繊維径は特に限定されないが、不織布強度と製造性等から、繊維径は1μm以上20μm以下が好ましく、繊維長は1mm以上20mm以下が好ましい。また、分割性複合繊維を水流交絡やリファイナーにより細分化して使用することもできる。繊維長が1mm未満の場合には、不織布の十分な機械的強度が得られない場合がある。繊維長が20mmを超えた場合には、地合不良となり、良好な不織布が形成できなくなる場合がある。特に、湿式不織布では、分散時の繊維同士の異常な絡みが発生し、均一な分散状態にならず、地合不良となる場合がある。
 本発明においてポリオレフィン系繊維とは、1つ以上の二重結合を分子内に有し、炭素と水素を構成元素とする一種類以上の単量体を重合した単一樹脂又は共重合樹脂を溶融紡糸して繊維化したものであり、ポリビニルアルコール繊維やエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維等のように、炭素と水素以外の構成元素を含有する単量体を重合した単一樹脂又は共重合樹脂を溶融紡糸した繊維は含まない。
 本発明の電池用セパレータに使用されるポリオレフィン系不織布において、ポリオレフィン系繊維と好適に併用することのできる繊維としては、半芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリアミド繊維が挙げられ、特に半芳香族ポリアミド繊維がより好ましい。半芳香族ポリアミド繊維は、主成分として芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンを縮合して得られる半芳香族ポリアミドからなる繊維であり、ジカルボン酸成分の60モル%以上が芳香族カルボン酸であり、ジアミン成分の60モル%以上が炭素数6から12の脂肪族アルキレンジアミンである。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシ酢酸、2,2′−ビフェニルジカルボン酸、2,4′−ビフェニルジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、4,4′−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4′−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4′−ジカルボン酸が用いられる。脂肪族ジアミンとしては、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等が挙げられる。
 本発明の電池用セパレータに含有されるポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の含有量は、全繊維に対して、40質量%以上100質量%以下の範囲が好ましく、より好ましくは、60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは、80質量%以上100質量%以下の範囲である。
 本発明の電池用セパレータに用いる不織布の製造方法としては、一般的な不織布の製造方法が何れも使用でき、繊維ウェブを形成し、繊維ウェブ内の繊維を接着・融着・絡合させることにより製造することができる。繊維ウェブの製造方法としては、例えば、湿式抄造法や、カード法、エアレイド法等の乾式法等が挙げられる。しかしながら、カード法、エアレイド法等の乾式法は、繊維長の長い繊維を用いることができるが、均一な繊維ウェブの形成が困難で、湿式抄造法に比べ、一般的に地合が劣るという問題がある。
 一方、湿式抄造法は、生産速度が乾式法に比べて速く、同一装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の繊維を任意の割合で均一に混合できる利点がある。即ち、繊維の形態もステープル状、パルプ状等と選択の幅は広く、使用可能な繊維径も極細繊維から太い繊維まで使用可能で、他の方法に比べ、良好な地合の繊維ウェブが得られる。これらのことから、本発明の電池用セパレータに用いる不織布は湿式抄造法によって得られた湿式不織布が好ましい。
 繊維ウェブから不織布を製造する方法としては、水流交絡法、ニードルパンチ法、バインダー接着法等を使用することができる。特に、均一性を重視して前記湿式抄造法を用いる場合、熱融着繊維を不織布に含有させて、バインダー接着法により接着することが好ましく、これにより均一な不織布が形成される。
 また、湿式抄造法において、熱融着繊維の熱融着によるバインダー接着法により不織布を形成する場合、ウェット状態の繊維ウェブの加熱乾燥と同時に熱融着を生じさせる工程が用いられ、加熱乾燥方式としては、ヤンキードライヤーに代表される熱板圧着方式、バンド式スルードライヤー、エアスルードライヤーに代表される熱風通気方式等が挙げられるが、本発明においては熱板圧着方式による加熱乾燥がより好ましい。熱板圧着方式では、ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の熱融着効率が高く、地合の均一性が高く、強度が向上した不織布を得ることができる。
 本発明の電池用セパレータは、ポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施し、繊維の表面から内部にスルホン酸基を導入する。スルホン化処理としては、二酸化硫黄ガス、三酸化硫黄ガス等による気相処理法や熱濃硫酸、発煙硫酸、又はクロロ硫酸等による液相処理法等を使用することができる。本発明の電池用セパレータにおいては、気相処理法によるスルホン化処理が好ましい。液相処理法によるスルホン化処理は、反応条件の設定が難しく、反応時間を長くし過ぎた場合や温度を高くし過ぎた場合に、不織布が炭化、収縮、フィルム化しやすいという問題がある。また、多量の強酸性廃液が出るという問題がある。
 本発明の電池用セパレータにおいては、電解液との親和性を更に向上させるために、スルホン化処理後の不織布に界面活性剤を付与することが好ましい。用いられる界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、長鎖脂肪酸塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレン誘導体類、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油類等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、含浸、塗布、スプレーした後、乾燥することにより不織布に付与することができ、界面活性剤の付与量は、スルホン化処理後の不織布に対して、0.1質量%以上1.0質量%以下が好ましい。
 本発明の電池用セパレータにおいては、必要に応じて、スーパーカレンダーや熱カレンダー処理により、厚みを調整して用いられる。本発明の電池用セパレータの目付は、30g/m以上100g/m以下の範囲が好ましく、厚みは、60μm以上250μm以下の範囲が好ましい。電池用セパレータの目付及び厚みは、適用する電池の特性に応じて、適宜選択できる。ここで目付は、JIS P 8124に規定されている坪量を表し、厚みはJIS P 8118に規定される厚さを表す。また、本発明の電池用セパレータの最大細孔径は1μm以上50μm以下の範囲が好ましく、より好ましくは、5μm以上40μm以下、更に好ましくは、10μm以上35μm以下の範囲である。最大細孔径が50μmを超えて大きくなると、短絡しやすくなり、電池製造時の不良率が大きくなる場合がある。また、最大細孔径が1μm未満では、酸素ガス透過性やイオン導電性が低下する場合がある。ここで、最大細孔径はJIS K 3832に規定されるバブルポイント法による最大細孔径を表す。
≪第三の発明≫
 本発明における電池用セパレータは、ポリオレフィン系繊維を含有する不織布にスルホン化処理を施したものであり、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率を0.40質量%以下に制御したものである。
 ポリオレフィン系繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の単一成分からなる繊維や、2種類以上の異なるオレフィンの共重合体からなる共重合ポリオレフィン繊維や、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリオレフィン等の樹脂を適宜組み合わせた、芯鞘型、サイドバイサイド型、偏芯型あるいは分割性複合繊維が挙げられる。これらのポリオレフィン系繊維の繊維長、繊維径は特に限定されないが、不織布強度と製造性等とから、繊維径は1μm以上20μm以下が好ましく、繊維長は1mm以上20mm以下が好ましい。また、分割繊維を水流交絡やリファイナーにより細分化して使用することもできる。繊維長が1mm未満の場合には、不織布の十分な機械的強度が得られない場合がある。繊維長が20mmを超えた場合、地合不良となり、良好な不織布が形成できなくなる場合がある。特に、湿式不織布では、分散時の繊維同士の異常な絡みが発生し、均一な分散状態にならず、地合不良となる場合がある。
 本発明の電池用セパレータにおいて、ポリオレフィン系繊維と共に用いることのできる繊維としては、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、半芳香族ポリアミド繊維、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリアクリロニトリル繊維等が挙げられる。ポリオレフィン系繊維と共に用いることのできるこれらの繊維の繊維長、繊維径は特に限定されないが、不織布強度と製造性等から、繊維径は1μm以上20μm以下が好ましく、繊維長は1mm以上20mm以下が好ましい。繊維長が1mm未満の場合には、不織布の十分な機械的強度が得られない場合がある。繊維長が20mmを超えた場合、地合不良となり、良好な不織布が形成できなくなる場合がある。特に、湿式不織布では、分散時の繊維同士の異常な絡みが発生し、均一な分散状態にならず、地合不良となる場合がある。
 本発明の電池用セパレータに用いる不織布の製造方法としては、一般的な不織布の製造方法が何れも使用でき、繊維ウェブを形成し、繊維ウェブ内の繊維を接着・融着・絡合させることにより製造することができる。繊維ウェブの製造方法としては、例えば、湿式抄造法、カード法、エアレイド法等の乾式法等が挙げられる。しかしながら、カード法、エアレイド法等の乾式法は、繊維長の長い繊維を用いることができるが、均一な繊維ウェブの形成が困難で、地合が悪く、透過光で観察すると斑点模様が見られる。このため、短絡を防ぐために必要な空隙径を得るには、不織布の目付を高くしなければならないという問題がある。
 一方、湿式抄造法は、生産速度が乾式法に比べて速く、同一装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の繊維を任意の割合で混合できる利点がある。即ち、繊維の形態もステープル状、パルプ状等と選択の幅は広く、使用可能な繊維径も極細繊維から太い繊維まで使用可能で、他の方法に比べ、良好な地合の繊維ウェブが得られる。また、繊維を水中に離解、分散することにより、繊維紡糸時に付与されている油剤をある程度洗浄することができる。これらのことから、本発明の電池用セパレータに用いる不織布は湿式抄造法によって得られた湿式不織布が好ましい。
 繊維ウェブから不織布を製造する方法としては、水流交絡法、ニードルパンチ法、バインダー接着法等を使用することができる。特に、均一性を重視して前記湿式抄造法を用いる場合、熱融着繊維を不織布に含有させて、バインダー接着法により接着することが好ましく、これにより均一な不織布が形成される。
 本発明の電池用セパレータは、油剤含有率を0.40質量%以下に制御して、スルホン化処理を施し、繊維の表面から内部にスルホン酸基を導入する。スルホン化処理としては、二酸化硫黄ガス、三酸化硫黄ガス等による気相処理法や熱濃硫酸、発煙硫酸、又はクロロ硫酸等による液相処理法等を使用することができる。本発明の電池用セパレータにおいては、気相処理法によるスルホン化処理が好ましい。液相処理法によるスルホン化処理は反応条件の設定が難しく、反応時間を長くし過ぎた場合や温度を高くし過ぎた場合に、不織布が炭化、収縮、フィルム化しやすいという問題がある。また、多量の強酸性廃液が出るという問題がある。
 一般的に繊維製造時に付与される油剤は、静電気の防止、繊維摩擦の低下、不織布の親水性の制御を目的としており、繊維に対して0.5から2.0質量%程度付与されている。使用される油剤は、一般的に親油性の高い油脂類と親油性と親水性を有する界面活性剤を主として含有し、さらに、帯電防止剤やその他の添加剤の混合物からなる。親油性の高い油脂類としては、鉱物油、ヤシ油、ナタネ油等の天然油脂、ブチルステアレート、トリデシルステアレート、ラウリルオレエート等の一価アルコールと一価カルボン酸とのエステル、トリメチロールプロパントリラウレート、グリセリントリオレエート等の多価アルコールと一価カルボン酸とのエステル、ジオレイルアジペート、ジオクチルセバケート等の一価アルコールと多価カルボン酸とのエステル、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられる。親油性と親水性を有する界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤に分類されるポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンリノールエーテル、ポリオキシエチレンリノレンエーテル等のポリオキシエチレンアルキレンエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールエステルが挙げられ、さらに、陰イオン性界面活性剤に分類されるアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、長鎖脂肪酸塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等が挙げられる。
 本発明の電池用セパレータに使用される繊維の油剤含有率は、繊維10gをメタノール/ヘキサン混合溶剤(容量比1/1)500mLを用いて3時間ソックスレー抽出を行い、溶剤を留去し、残存した油剤の質量を測定し、油剤抽出後に絶乾した繊維の質量に対する残存した油剤の質量を百分率(%)で表したものである。
 本発明の電池用セパレータに使用される不織布の油剤含有率は、不織布10gをメタノール/ヘキサン混合溶剤(容量比1/1)500mLを用いて3時間ソックスレー抽出を行い、溶剤を留去し、残存した油剤の質量を測定し、油剤抽出後に絶乾した不織布の質量に対する残存した油剤の質量を百分率(%)で表したものである。本発明においては、スルホン化処理を施す前の不織布の油剤含有率が0.40質量%以下であり、より好ましくは0.20質量%以下であり、さらに好ましくは0.10質量%以下である。
 スルホン化処理前の不織布の油剤含有率を低減する方法としては、使用する繊維の油剤付着量を低減する方法、製造後の不織布を適当な媒体で洗浄する方法が挙げられる。使用する繊維の油剤付着率を低減する方法としては、繊維製造時の油剤付与量を減らしたり、使用前に繊維を洗浄したり、湿式抄造時に分散媒体である水中に移行しやすい油剤を使用する方法等が挙げられる。一方、製造後に不織布を適当な媒体で洗浄する方法としては、水、アルコール類、ケトン類、炭化水素系溶剤及びその混合物等で洗浄する方法が挙げられる。洗浄する方法としては、スプレー噴霧やジェット噴射、媒体中への浸漬、あるいはこれらの組合せにより、油剤含有量を低減することができる。
 本発明の電池用セパレータにおいては、電解液と親和性を向上させるために、スルホン化処理後の不織布に界面活性剤を付与することが好ましい。用いられる界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、長鎖脂肪酸塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレン誘導体類、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油類等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、含浸、塗布、スプレーした後、乾燥することにより不織布に付与することができ、界面活性剤の付与量は、スルホン化処理後の不織布に対して、0.1質量%以上1.0質量%以下が好ましい。
 本発明の電池用セパレータにおいては、必要に応じて、スーパーカレンダーや熱カレンダー処理により、厚みを調整して用いられる。本発明の電池用セパレータの目付は、30g/m以上100g/m以下の範囲が好ましく、厚みは、60μm以上250μm以下の範囲が好ましい。電池用セパレータの目付及び厚みは、適用する電池の特性に応じて、適宜選択できる。ここで目付は、JIS P 8124に規定されている坪量を表し、厚みはJIS P 8118に規定される厚さを表す。また、本発明の電池用セパレータの最大細孔径は1μm以上50μm以下の範囲が好ましく、より好ましくは、5μm以上40μm以下、更に好ましくは、10μm以上35μm以下の範囲である。最大細孔径が50μmを超えて大きくなると、短絡しやすくなり電池製造時の不良率が大きくなる場合がある。また、最大細孔径が1μm未満では、酸素ガス透過性やイオン導電性が低下する場合がある。ここで、最大細孔径はJIS K 3832に規定されるバブルポイント法による最大細孔径を表す。
 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
≪第一の発明≫
(実施例1)
 示差走査熱量分析のDSC曲線において、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.06であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定された熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘型複合繊維の鞘部分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した。三酸化硫黄ガスを含む75℃の乾燥空気中で、この不織布に25秒間スルホン化処理を行い、2.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で十分洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを、スルホン化処理後の不織布に対して0.3質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.04であった。
(実施例2)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.27であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.24であった。
(実施例3)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.38であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.42であった。
(実施例4)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.75であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.70であった。
(実施例5)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.95であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.5g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.97であった。
(実施例6)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.24であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は2.18であった。
(実施例7)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.42であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目付53.4g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は2.46であった。
(実施例8)
 実施例4において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のエアスルードライヤーを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.67であった。
(実施例9)
 実施例4において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のバンド式スルードライヤーを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.5g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.64であった。
(実施例10)
 実施例4において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.70であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長10mm)90質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長10mm)10質量部とを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.65であった。
(実施例11)
 実施例4において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.70であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長10mm)75質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長10mm)25質量部とを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.8g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.67であった。
(実施例12)
 実施例4において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.40であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比40/60、繊度1.7dtex、繊維長10mm)75質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長10mm)25質量部とを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.37であった。
(実施例13)
 実施例4において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.08であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比40/60、繊度1.7dtex、繊維長10mm)75質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長10mm)25質量部とを使用した以外は、実施例4と同様にして、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は2.05であった。
(実施例14)
 実施例4において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.70であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長10mm)75質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長10mm)25質量部とを使用し、湿式抄造法の代わりに、エアレイド法にてウェブを作製し、135℃設定のバンド式スルードライヤーを使用し、芯鞘型複合繊維の鞘成分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した以外は、実施例4と同様にして、目付54.1g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は1.60であった。
(比較例1)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が0.95であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は0.92であった。
(比較例2)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.65であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部とした以外は、実施例1と同様にして、目付54.6g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は2.58であった。
(比較例3)
 実施例1において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.12であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長5mm)75質量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)25質量部とした以外は、実施例1と同様にして、目付54.2g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は0.88であった。
(比較例4)
 実施例14において、示差走査熱量分析のDSC曲線における、低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.56であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長10mm)75質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維径10mm)25質量部とした以外は、実施例14と同様にして、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。得られた電池用セパレータの示差走査熱量分析における低融点側の融解ピーク面積(A)と高融点側の融解ピーク面積(B)の比(A/B)は2.64であった。
<評価>
 実施例及び比較例で得られた電池用セパレータについて、下記の評価を行い、結果を表1に示した。
[ピーク面積比(A/B)及び(C/D)の評価]
 ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維のピーク面積比を評価する場合、繊維をエタノールで洗浄し、80℃で30分間乾燥した後、温度23℃、湿度50%で24時間状態調節した試料10mgをAl製試料容器に封入し、JIS K 7121に規定される示差走査熱量分析を行い、DSC曲線を求め、JIS K 7122に規定される方法により、高密度ポリエチレンに由来する低融点側の融解ピーク面積(C)とポリプロピレンに由来する高融点側の融解ピーク面積(D)を算出し、次の式(1)からピーク面積比(C/D)を得た。
ピーク面積比(C/D)=融解ピーク面積(C)/融解ピーク面積(D) (1)
 一方、スルホン化処理された電池用セパレータのピーク面積比を評価する場合、電池用セパレータをイオン交換水で十分洗浄し、80℃で30分間乾燥した後、温度23℃、湿度50%で24時間状態調節した試料10mgをAl製試料容器に封入し、JIS K 7121に規定される示差走査熱量分析を行い、DSC曲線を求め、JIS K 7122に規定される方法により、高密度ポリエチレンに由来する低融点側の融解ピーク面積(A)とポリプロピレンに由来する高融点側の融解ピーク面積(B)を算出し、次の式(2)からピーク面積比(A/B)を得た。
ピーク面積比(A/B)=融解ピーク面積(A)/融解ピーク面積(B) (2)
[セパレータ均一性の評価]
 厚み調整済みの電池用セパレータから縦横500mm角のシートを切り取り、ここから50mm角の通気度測定用試料100枚を作製し、JIS L 1096に規定される通気性A法(フラジール形法)に準じて、通気性試験機(装置名:KES−F8−AP1、カトーテック(株)製)で通気度を測定し、試料100枚の通気度の平均値(Q)と標準偏差(Q)を算出し、次の式(3)から変動係数を求めた。変動係数が小さいほどセパレータの均一性が高いことを示す。
変動係数(%)=通気度の標準偏差(Q)/通気度の平均値(Q)×100 (3)
[引張強度の評価]
 スルホン化処理前の不織布及び厚み調整済みの電池用セパレータから、巻き取りの流れ方向250mm、幅方向50mmの試料を10枚切り取り、JIS P 8113に準じて、卓上型材料試験機(装置名:STA−1150、(株)オリエンテック製)を用いて、引張強度を測定し、10枚の平均値をセパレータの引張強度とした。
[強度維持率の評価]
 スルホン化処理前の不織布としての引張強度をP、厚み調整済みの電池用セパレータの引張強度をPとし、次の式(4)から強度維持率(%)を求めた。強度維持率が大きいほど、スルホン化処理による強度の低下が小さいことを示す。
強度維持率(%)=P/P×100 (4)
[最大細孔径の評価]
 電池用セパレータについて、JIS K 3832に規定されるバブルポイント法により最大細孔径を求めた。
[硫黄含有率の評価]
 スルホン化処理された電池用セパレータから直径35mmの試料を採取し、イオン交換水200mL中で10分間、2回洗浄し、60℃で10分間乾燥して測定用試料を作製した。この試料をホルダーにセットして、蛍光X線装置(装置名:ZSX Primus II、Rhターゲット、50kV−50mA、(株)リガク製)で全元素測定を行った。硫黄含有率は、測定値を半定量分析法であるSQX計算することで算出し、スルホン化処理量を質量%で見積もった。
[電池の作製]
 電極の集電体として、発泡ニッケル基材を用いたペースト式水酸化ニッケル正極(40mm幅)と、ニッケルメッキパンチングメタル基材を用いた水素吸蔵合金負極(40mm幅)を1枚ずつ用い、これらの電極の間に、43mm幅の実施例及び比較例で得られた電池用セパレータを介在させて、電池構成機を用いて巻き取り、渦巻状極板群を作製した。該渦巻状極板群を円筒形の金属ケースに収納した後、1N水酸化リチウムを含む7N水酸化カリウム水溶液を主体とするアルカリ電解液を一定量注入した後、安全弁付きの封印蓋を取り付けて、公称容量が1.7Ahの単3形密閉式ニッケル水素電池を作製した。その後、正極と負極との間に240Vの電圧を印加し、電気抵抗が1kΩを超えるものを正常とした。
[容量維持率の評価]
 上記のようにして製造した電池のうち、正常な電池を各電池用セパレータについて10個選別した。電池の化成のため、25℃において、170mA(0.1C)の電流で15時間充電し、1.7A(1C)の電流で端子電圧が0.8Vになるまで放電するという充放電を4回繰り返した。得られた化成済みの電池10個を用い、25℃で、1.7A(1C)の電流で充電し、満充電に達した後、電池電圧が10mV低下した時点で充電を1時間休止させ、次に340mA(0.2C)の電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させたときの放電容量を測定し、Cとする。そして、同様に1.7A(1C)の電流で充電してから、60℃の恒温槽中にて7日間保存し、その後25℃で6時間放冷し、同様に340mA(0.2C)の電流で放電させたときの放電容量を測定してCとし、次の式(5)から容量維持率を算出した。容量維持率の値が大きいほど、自己放電特性が優れることを示す。
容量維持率(%)=C/C×100 (5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1において、A/B及び引張強度は厚み調整済みの電池用セパレータの測定結果を示す。実施例1~14の電池用セパレータは、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線において、低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下であり、ポリプロピレンを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施したものであり、セパレータの地合の均一性が良好でスルホン化処理による強度低下が小さく自己放電抑制効果に優れている。
 実施例1~7を比較すると、実施例2~6は、融解ピーク面積の比(A/B)が1.20以上2.20以下の範囲であり、セパレータの地合の均一性、強度維持率並びに容量維持率がより優れている。中でも、実施例3~5は、融解ピーク面積の比(A/B)が1.40以上2.00以下の範囲であり、セパレータの地合の均一性、強度維持率並びに容量維持率がより一層優れている。
 実施例4と実施例8及び実施例9を比較すると、熱板圧着方式で加熱乾燥した湿式不織布である実施例4の方が、同じ湿式不織布であっても、エアスルードライヤーやバンド式スルードライヤーを使用した実施例8及び実施例9より、セパレータの地合の均一性に優れ、強度維持率が高く、最大細孔径も小さく優れている。
 実施例11と実施例14を比較すると、湿式不織布である実施例11の方が、乾式不織布を用いた実施例14より、セパレータの地合の均一性に優れ、引張強度及び強度維持率が高く、最大細孔径も小さく優れている。
 一方、比較例1~4で得られた電池用セパレータは、本発明の条件を満足しておらず、セパレータの均一性、引張強度、強度維持率が低く、電池の容量維持率も劣っている。特に比較例3は、エチレン−ビニルアルコール共重合体を併用しており、電池の容量維持率の低下が著しい。
≪第二の発明≫
(実施例15)
 示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.03であり、熱収縮率が6.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定された熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘型複合繊維の鞘部分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した。三酸化硫黄ガスを含む75℃の乾燥空気中で、この不織布に25秒間スルホン化処理を行い、2.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で十分洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを、スルホン化処理後の不織布に対して0.3質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例16)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.23であり、熱収縮率が6.2%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付53.8g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例17)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.52であり、熱収縮率が5.8%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付54.0g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例18)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.68であり、熱収縮率が4.7%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付53.8g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例19)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.95であり、熱収縮率が6.2%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付54.2g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例20)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.17であり、熱収縮率が7.6%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例21)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.45であり、熱収縮率が7.9%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)を使用した以外は、実施例15と同様にして、目付53.4g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例22)
 実施例17において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のエアスルードライヤーを使用した以外は、実施例17と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例23)
 実施例17において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のバンド式スルードライヤーを使用した以外は、実施例17と同様にして、目付54.1g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例24)
 示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.65であり、熱収縮率が5.8%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とを混合し、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定された熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘型複合繊維の鞘部分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した。三酸化硫黄ガスを含む75℃の乾燥空気中で、この不織布に25秒間スルホン化処理を行い、2.5質量%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で十分洗浄し、次いで、界面活性剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを、スルホン化処理後の不織布に対して0.3質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例25)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.70であり、熱収縮率が6.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付54.2g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例26)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.85であり、熱収縮率が7.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例27)
 示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.06であり、熱収縮率が7.8%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比52/48、繊度1.7dtex、繊維長10mm)60質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)20質量部とポリプロピレンとエチレン−プロピレン共重合体の混合体からなる極細繊維(繊度0.08dtex、繊維長5mm)20質量部を混合し、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定された熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘型複合繊維の鞘部分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した。三酸化硫黄ガスを含む75℃の乾燥空気中で、この不織布に25秒間スルホン化処理を行い、2.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で十分洗浄し、次いで、界面活性剤として、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルを、スルホン化処理後の不織布に対して0.3質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、目付54.1g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例28)
 実施例27において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のエアスルードライヤーを使用した以外は、実施例27と同様にして、目付53.8g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例29)
 実施例27において、抄造時の乾燥方式を熱板圧着方式であるヤンキードライヤーと併設された熱風フードの代わりに、135℃設定のバンド式スルードライヤーを使用した以外は、実施例27と同様にして、目付53.6g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例30)
 実施例27において、湿式抄造法の代わりに、エアレイド法にてウェブを作製し、135℃設定のバンド式スルードライヤーを使用し、芯鞘型複合繊維の鞘成分を熱溶融接着させて、幅500mmの不織布を作製した以外は、実施例27と同様にして、目付54.3g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例31)
 実施例30において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.36であり、熱収縮率が8.3%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比52/48、繊度1.7dtex、繊維長10mm)60質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)20質量部とポリプロピレンとエチレン−プロピレン共重合体の混合体からなる極細繊維(繊度0.08dtex、繊維長5mm)20質量部を用いた以外は、実施例30と同様にして、目付54.5g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例32)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.75であり、熱収縮率が6.2%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度1.7dtex、繊維長10mm)85質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長5mm)15質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付53.8g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例33)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.35であり、熱収縮率が7.3%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比40/60、繊度1.7dtex、繊維長10mm)85質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長5mm)15質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。
(実施例34)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.12であり、熱収縮率が6.8%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比60/40、繊度1.7dtex、繊維長10mm)85質量部と1,9−ノナンジアミンとテレフタル酸をモノマーとする半芳香族ポリアミド繊維(繊度0.7dtex、繊維長5mm)15質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。
(比較例5)
 実施例15において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.55であり、熱収縮率が8.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を用いた以外は、実施例15と同様にして、目付53.7g/mの電池用セパレータを得た。
(比較例6)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.65であり、熱収縮率が9.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付54.6g/mの電池用セパレータを得た。
(比較例7)
 実施例24において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が2.55であり、熱収縮率が8.5%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比50/50、繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とした以外は、実施例24と同様にして、目付54.2g/mの電池用セパレータを得た。
(比較例8)
 実施例30において、示差走査熱量分析のDSC曲線における低融点側の融解ピーク面積(C)と高融点側の融解ピーク面積(D)の比(C/D)が0.94であり、熱収縮率が7.2%であり、芯成分がポリプロピレンで、鞘成分が高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(芯/鞘質量比52/48、繊度1.7dtex、繊維長10mm)60質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)20質量部とポリプロピレンからなる極細単一繊維(繊度0.08dtex、繊維長5mm)20質量部とした以外は、実施例30と同様にして、目付53.9g/mの電池用セパレータを得た。
<評価>
 実施例及び比較例で得られた電池用セパレータについて、下記の評価を行い、結果を表2に示した。
[ピーク面積比(C/D)の評価]
 ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維をエタノールで洗浄し、80℃で30分間乾燥した後、温度23℃、湿度50%で24時間状態調節した試料10mgをAl製試料容器に封入し、JIS K 7121に規定される示差走査熱量分析を行い、DSC曲線を求め、JIS K 7122に規定される方法により、高密度ポリエチレンに由来する低融点側の融解ピーク面積(C)とポリプロピレンに由来する高融点側の融解ピーク面積(D)を算出し、次の式(6)からピーク面積比(C/D)を得た。
ピーク面積比(C/D)=融解ピーク面積(C)/融解ピーク面積(D) (6)
[熱収縮率の評価]
 ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を、温度23℃、湿度50%で24時間状態調節した試料をガラス製キャピラリーチューブに入れ、加熱前の繊維の長さ(L)をデジタルマイクロスコープ(製品名:VHX−900、(株)キーエンス製)で撮影し、距離計測モードで測定した。次に、130℃で30分間加熱し、温度23℃、湿度50%で1時間放冷した後、加熱後の繊維の長さ(L)を加熱前と同様にして測定した。熱収縮率は、次の式(7)で求めた。
熱収縮率(%)=(L−L)/L×100 (7)
[不織布製造安定性の評価]
 不織布製造における製造安定性を以下の基準で評価した。不織布を5000m製造する間に、シート切れ、割れ地合、シボ、濃淡ムラ、巻き皺等の不具合が全く生じずに作製できた場合を◎、濃度ムラ、巻き皺等の軽微な不具合が少し生じた場合を○、前記の軽微な不具合が頻繁に生じた場合を△、シート切れ、割れ地合等の大きな不具合が頻繁に生じた場合を×とする。
[セパレータ均一性の評価]
 厚み調整済の電池用セパレータから縦横500mm角のシートを切り取り、ここから50mm角の通気度測定用試料100枚を作製し、JIS L 1096に規定される通気性A法(フラジール形法)に準じて、通気性試験機(装置名:KES−F8−AP1、カトーテック(株)製)で通気度を測定し、試料100枚の通気度の平均値(Q)と標準偏差(Q)を算出し、次の式(8)から変動係数を求めた。変動係数が小さいほど、セパレータの地合の均一性が高いことを示す。
変動係数(%)=通気度の標準偏差(Q)/通気度の平均値(Q)×100 (8)
[引張強度の評価]
 厚み調整済の電池用セパレータから、巻き取りの流れ方向250mm、幅方向50mmの試料を10枚切り取り、JIS P 8113に準じて、卓上型材料試験機(装置名:STA−1150、(株)オリエンテック製)を用いて、引張強度を測定し、10枚の平均値をセパレータの引張強度とした。
[最大細孔径の評価]
 電池用セパレータについて、JIS K 3832に規定されるバブルポイント法により最大細孔径を求めた。
[硫黄含有率の評価]
 スルホン化処理された電池用セパレータから直径35mmの試料を採取し、イオン交換水200mL中で10分間、2回洗浄し、60℃で10分間乾燥して測定用試料を作製した。この試料をホルダーにセットして、蛍光X線装置(装置名:ZSX Primus II、Rhターゲット、50kV−50mA、(株)リガク製)で全元素測定を行った。硫黄含有率は、測定値を半定量分析法であるSQX計算することで算出し、スルホン化処理量を質量%で見積もった。
[電池の作製]
 電極の集電体として、発泡ニッケル基材を用いたペースト式水酸化ニッケル正極(40mm幅)と、ニッケルメッキパンチングメタル基材を用いた水素吸蔵合金負極(40mm幅)を1枚ずつ用い、これらの電極の間に、43mm幅の実施例及び比較例で得られた電池用セパレータを介在させて、電池構成機を用いて巻き取り、渦巻状極板群を作製した。該渦巻状極板群を円筒形の金属ケースに収納した後、1N水酸化リチウムを含む7N水酸化カリウム水溶液を主体とするアルカリ電解液を一定量注入した後、安全弁付きの封印蓋を取り付けて、公称容量が1.7Ahの単3形密閉式ニッケル水素電池を作製した。その後、正極と負極との間に240Vの電圧を印加し、電気抵抗が1kΩを超えるものを正常とした。
[容量維持率の評価]
 上記のようにして製造した電池のうち、正常な電池を各電池用セパレータについて10個選別した。電池の化成のため、25℃において、170mA(0.1C)の電流で15時間充電し、1.7A(1C)の電流で端子電圧が0.8Vになるまで放電するという充放電を4回繰り返した。得られた化成済みの電池10個を用い、25℃で、1.7A(1C)の電流で充電し、満充電に達した後、電池電圧が10mV低下した時点で充電を1時間休止させ、次に340mA(0.2C)の電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させたときの放電容量を測定し、Cとする。そして、同様に1.7A(1C)の電流で充電してから、60℃の恒温槽中にて7日間保存し、その後25℃で6時間放冷し、同様に340mA(0.2C)の電流で放電させたときの放電容量を測定してCとし、次の式(9)から容量維持率を算出した。容量維持率の値が大きいほど、自己放電特性が優れることを示す。
容量維持率(%)=C/C×100 (9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例15~34で示した電池用セパレータは、示差走査熱量分析により得られるDSC曲線において、低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.00以上2.50以下であり、ポリプロピレンを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布にスルホン化処理を施したものであり、不織布の製造安定性が良好で、セパレータ均一性並びに自己放電抑制効果に優れている。
 実施例15~21を比較すると、実施例16~20は、融解ピーク面積の比(C/D)が1.20以上2.20以下の範囲内であり、良好な特性を示し、中でも実施例17~19は、融解ピーク面積の比が1.40以上2.00以下の範囲内であり、不織布の製造安定性、セパレータ均一性、並びに容量維持率が更に優れている。また、実施例17及び実施例18は、芯鞘繊維の熱収縮率が6.0%以下であり、最大細孔径も小さく特に優れている。
 実施例17、27と実施例22、28と実施例23、29とを比較すると、実施例17及び実施例27は熱板圧着方式で加熱乾燥した湿式不織布であり、同じ湿式不織布であっても、エアスルードライヤーを使用した実施例22及び実施例28やバンド式スルードライヤーを使用した実施例23及び実施例29より、セパレータ均一性に優れ、引張強度が強く、最大細孔径も小さく優れている。
 実施例27~31を比較すると、乾式不織布を用いた実施例30及び実施例31は、湿式不織布を用いた実施例27~29に比べると、セパレータ均一性、引張強度、最大細孔径、容量維持率がやや劣る結果である。また、実施例31は芯鞘型複合繊維の熱収縮率が8.0%を超えており、実施例30と比較して、セパレータ均一性、引張強度、最大細孔径がやや劣る結果であった。
 一方、比較例で得られた電池用セパレータは、本発明の条件を満足しておらず、例えば比較例5及び比較例6は、不織布の製造安定性やセパレータ均一性が大きく劣る。比較例7は、エチレン−ビニルアルコール共重合体を併用しており、電池の容量維持率の低下が著しい。比較例8は、実施例30及び実施例31と比べて、セパレータ均一性が劣り、特に引張強度の低下が大きい結果となった。
≪第三の発明≫
(実施例35)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌してスラリーを調製した。このスラリーを濾過し、再度パルパーで離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.4g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.82質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.15質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例36)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とを混合し、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌してスラリーを調製した。このスラリーを濾過し、再度パルパーで離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.6g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.92質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.18質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例37)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)60質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部とポリプロピレンからなる極細単一繊維(繊度0.08dtex、繊維長3mm)10質量部とを混合し、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌してスラリーを調製した。このスラリーを濾過し、再度パルパーで離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.2g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.65質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.17質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例38)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)80質量部と半芳香族ポリアミド繊維(商品名:A−590、クラレ(株)、繊度0.7dtex、繊維長10mm)20質量部とを混合し、パルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌してスラリーを調製した。このスラリーを濾過し、再度パルパーで離解、分散させ、アジテーターで緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付50.8g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.73質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.16質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例39)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.5g/m、幅500mmの不織布を作製した。この不織布をエタノールとイオン交換水で洗浄後、乾燥して、スルホン化処理用不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.82質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.05質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例40)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.8g/m、幅500mmの不織布を作製した。この不織布をエタノールとイオン交換水で洗浄後、乾燥して、スルホン化処理用不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.92質量%含有されていたが、スルホン化処理用不織布の油剤含有率は、0.06質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例41)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.5g/m、幅500mmの不織布を作製した。この不織布をイオン交換水で洗浄後、乾燥して、スルホン化処理用不織布を作製した。抄造に使用した芯鞘複合繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が繊維に対して0.82質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.28質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例42)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.2g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンオレイルエーテル系非イオン性界面活性剤20質量%、ミリスチン酸20質量%、ラウリン酸40質量%、ラウリルアルコール10質量%、2−プロパノール10質量%からなる油剤が繊維に対して0.74質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.10質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例43)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.0g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン性界面活性剤50質量%、ラウリン酸40質量%、2−プロパノール10質量%からなる油剤が繊維に対して0.72質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.08質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例44)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部をパルパーの水中で離解、分散させ、アジテーターで30分間緩やかに撹拌して均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを円網抄紙機による湿式抄造法を用いて抄造し、135℃に設定されたヤンキードライヤーと併設されている熱風フードにより乾燥させると共に、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.4g/m、幅500mmの不織布を作製した。抄造に使用した繊維は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム系陰イオン性界面活性剤30質量%、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン性界面活性剤30質量%、オレイン酸30質量%、2−プロパノール10質量%からなる油剤が繊維に対して0.73質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.05質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0、4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例45)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)100質量部を用い、エアレイド法にてウェブを作り、135℃のスルーエアー熱処理機及び熱ロールを通過させて、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.5g/m、幅500mmの不織布を作製した。この不織布をイオン交換水で洗浄後、乾燥して、スルホン化処理用不織布を作製した。使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が、繊維に対して0.82質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.28質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(実施例46)
 芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンである芯鞘複合繊維(繊度1.7dtex、繊維長10mm)70質量部とポリプロピレンからなる単一繊維(繊度0.8dtex、繊維長5mm)30質量部を用い、エアレイド法にてウェブを作り、135℃のスルーエアー熱処理機及び熱ロールを通過させて、芯鞘繊維の鞘部分を熱溶融させて、目付51.7g/m、幅500mmの不織布を作製した。この不織布をイオン交換水で洗浄後、乾燥して、スルホン化処理用不織布を作製した。使用した繊維は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル系非イオン性界面活性剤を主成分とする油剤が、繊維に対して0.92質量%含有されていたが、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率は、0.35質量%であった。この不織布を硫黄含有率が1.0質量%になるまで、三酸化硫黄ガスを含む乾燥空気中でスルホン化処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、イオン交換水で洗浄し、次いで、界面活性剤として、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムをスルホン化処理後の不織布に対して0.4質量%となるようにスプレー塗布し、乾燥後、スーパーカレンダーにて、120μmに厚み調整して、電池用セパレータを得た。
(比較例9)
 実施例35において、パルパーの水中で離解、分散させたスラリーを濾過しない以外は同様にして、電池用セパレータを作製した。ここでスルホン化処理前の不織布の油剤含有率は0.45質量%であり、得られた電池用セパレータの目付は51.2g/mであった。
(比較例10)
 実施例38において、パルパーの水中で離解、分散させたスラリーを濾過しない以外は同様にして、電池用セパレータを作製した。ここでスルホン化処理前の不織布の油剤含有率は0.42質量%であり、得られた電池用セパレータの目付は51.6g/mであった。
(比較例11)
 実施例46において、スルホン化処理用不織布のイオン交換水洗浄を実施しなかった以外は同様にして、電池用セパレータを作製した。ここでスルホン化処理前の不織布の油剤含有率は0.70質量%であり、得られた電池用セパレータの目付は51.4g/mであった。
<評価>
 実施例及び比較例で得られた電池用セパレータについて、下記の評価を行い、結果を表3に示した。
[硫黄含有率]
 スルホン化処理された電池セパレータから直径35mmの試料を採取し、イオン交換水200mL中で10分間、2回洗浄し、60℃で10分間乾燥して測定用試料を作製した。この試料をホルダーにセットして、リガク製の蛍光X線装置(装置名:ZSX Primus II、Rhターゲット、50kV−50mA)で全元素測定を行った。硫黄含有率は、測定値を半定量分析法であるSQX計算することで算出し、スルホン化処理量を質量%で見積もった。
[最大細孔径の評価]
 電池用セパレータについて、JIS K 3832に規定されるバブルポイント法により最大細孔径を求めた。
[電池製造時の不良率]
 電極の集電体として、発泡ニッケル基材を用いたペースト式水酸化ニッケル正極(40mm幅)と、ニッケルメッキパンチングメタル基材を用いた水素吸蔵合金負極(40mm幅)を1枚ずつ用い、これらの電極の間に、43mm幅の実施例及び比較例で得られた電池用セパレータを介在させて、電池構成機を用いて巻き取り、渦巻状極板群を作製した。該渦巻状極板群を円筒形の金属ケースに収納した後、1N水酸化リチウムを含む7N水酸化カリウム水溶液を主体とするアルカリ電解液を一定量注入した後、安全弁付きの封印蓋を取り付けて、公称容量が1.7Ahの単3形密閉式ニッケル水素電池を10000個作製した。その後、正極と負極との間に240Vの電圧を印加し、電気抵抗が1kΩ以下のものを不良とみなし、電池製造時の不良率とした。0.05%未満を◎、0.05%以上0.1%未満を○、0.1%以上0.15%未満を△、0.15%以上を×として評価した。
 上記のようにして製造した電池のうち、正常な電池を各電池用セパレータについて30個選別した。電池の化成のため、25℃において、170mA(0.1C)の電流で15時間充電し、1.7A(1C)の電流で端子電圧が0.8Vになるまで放電するという充放電を4回繰り返した。
[自己放電特性]
 上記のようにして得られた化成済みの電池10個を用い、25℃で、1.7A(1C)の電流で充電し、満充電に達した後、電池電圧が10mV低下した時点で充電を1時間休止させ、次に340mA(0.2C)の電流で終止電圧が1.0Vになるまで放電させたときの放電容量を測定しCとする。そして、同様に1.7A(1C)の電流で充電してから、60℃の恒温槽中にて7日間保存し、その後25℃で6時間放冷し、同様に340mA(0.2C)の電流で放電させたときの放電容量を測定してCとし、次の式(10)から容量維持率を算出した。容量維持率の値が大きいほど、自己放電特性が優れることを示す。
容量維持率(%)=C/C×100 (10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例で得られた電池用セパレータは、ポリオレフィン系繊維を含有する不織布にスルホン化処理を施したものであり、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率を0.40質量%以下に制御することにより、高温時においても高い自己放電抑制効果を維持している。
 実施例35~40、42~44はスルホン化処理前の不織布の油剤含有率が0.20質量%以下であり、高温時の自己放電抑制効果が優れている。中でも、実施例39、40、42、43、44はスルホン化処理前の不織布の油剤含有率が0.10質量%以下とより低く、高温時の自己放電抑制効果がさらに優れている。また、実施例37では、極細繊維が配合されており、最大細孔径が小さく、電池製造時の不良率は、他の実施例より優れている。
 実施例45及び46は、乾式不織布を用いた場合であるが、不織布の油剤含有率がやや高く、他の実施例に比べ、高温時の自己放電抑制効果がやや劣る。また、最大細孔径も大きいために、電池製造時の不良率が、湿式不織布を用いた場合より劣る傾向にある。
 一方、比較例で得られた電池用セパレータは、本発明の条件を満足しておらず、高温時の自己放電抑制効果は、実施例に比べ劣る結果となった。
 本発明の活用例としては、セパレータとしての地合の均一性が良好で、電池の自己放電を抑制して、長期にわたって電池容量を維持することができるアルカリ二次電池用セパレータとして好適に用いることができる。また、その他には、アンモニア捕捉膜としても用いることができる。

Claims (7)

  1.  ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、該セパレータの示差走査熱量分析により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(A)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(B)の比(A/B)が1.00以上2.50以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  2.  ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布が熱板圧着方式で乾燥処理した湿式不織布である請求項1記載の電池用セパレータ。
  3.  ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、スルホン化処理前の芯鞘型複合繊維の示差走査熱量分析により得られるDSC曲線で低融点側の高密度ポリエチレンに由来する融解ピーク面積(C)と高融点側のポリプロピレンに由来する融解ピーク面積(D)の比(C/D)が1.00以上2.50以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  4.  ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維の130℃加熱処理後における熱収縮率が8.0%以下である請求項3記載の電池用セパレータ。
  5.  ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘成分とする芯鞘型複合繊維を含有するポリオレフィン系不織布が熱板圧着方式で乾燥処理した湿式不織布である請求項3又は4記載の電池用セパレータ。
  6.  少なくともポリオレフィン系繊維を含有する不織布をスルホン化処理した電池用セパレータにおいて、スルホン化処理前の不織布の油剤含有率が0.40質量%以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  7.  少なくともポリオレフィン系繊維を含有する不織布が湿式不織布である請求項6記載の電池用セパレータ。
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