JP2003105660A - 不織布、この不織布を用いた電池、及びこの不織布を用いたキャパシタ - Google Patents

不織布、この不織布を用いた電池、及びこの不織布を用いたキャパシタ

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JP2003105660A JP2001297409A JP2001297409A JP2003105660A JP 2003105660 A JP2003105660 A JP 2003105660A JP 2001297409 A JP2001297409 A JP 2001297409A JP 2001297409 A JP2001297409 A JP 2001297409A JP 2003105660 A JP2003105660 A JP 2003105660A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種用途に適合できる不織布を提供するこ
と、この不織布を用いた電池、及びこの不織布を用いた
キャパシタを提供すること。 【解決手段】 本発明の不織布は、繊維径が5μm以下
の極細繊維が集合した極細繊維集合体、及び/又はパル
プ状物を含む不織布であり、前記不織布の一方の面
(A)における前記極細繊維集合体及び/又はパルプ状
物の総個数と、前記不織布の他方の面(B)における前
記極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数とが異
なることを特徴とする不織布である。この不織布をセパ
レータとして用いた電池は内圧が上昇しにくいものであ
る。この不織布をセパレータとして用いたキャパシタは
イオン伝導性に優れ、しかも極細繊維集合体及び/又は
パルプ状物の総個数の少ない面の存在によって電気絶縁
性にも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は不織布、この不織布
を用いた電池、及びこの不織布を用いたキャパシタに関
する。
【0002】
【従来の技術】不織布は繊維がランダムに配置している
ことができ、分離性能、液体保持性能、或いは絶縁性能
などの各種特性に優れているため、各種用途に適用され
ている。
【0003】この不織布の絶縁性能及び液体保持性能を
利用した用途の1つとして、電池用のセパレータ用途が
ある。つまり、電池の正極と負極とを分離して短絡を防
止すると共に、電解液を保持して起電反応を円滑に行な
うことができるように、正極と負極との間に不織布がセ
パレータとして配置されている。
【0004】例えば、不織布をニッケル水素電池用のセ
パレータとして使用する場合、近年における電子機器の
小型軽量化に伴って、ニッケル水素電池の占めるスペー
スも狭くなっているにもかかわらず、ニッケル水素電池
には従来と同程度以上の性能が必要とされるため、ニッ
ケル水素電池の高容量化が要求されている。そのために
は、電極の活物質量を増やす必要があるため、必然的に
前記セパレータ(不織布)の占める体積が小さくならざ
るを得ない。
【0005】このようにセパレータ(不織布)の体積が
小さくなった場合であっても、絶縁性能及び電解液の保
持性能に優れているように、セパレータ(不織布)を構
成する繊維を細くして、繊維表面積を広くすることが考
えられた。
【0006】この繊維を細くする方法の1つとして、メ
ルトブロー法により形成する方法がある。しかしなが
ら、この方法により形成された不織布を密閉型ニッケル
水素電池のセパレータとして使用した場合、正極から発
生した酸素によって電池の内圧が上昇してしまい、液漏
れを生じるなどの問題があった。
【0007】また、メルトブロー法により形成された不
織布は細い繊維から構成されており、分離性能に優れて
いるため、濾過材用材料として好適に使用することがで
きる。しかしながら、繊維が細く、緻密であるが故に圧
力損失が高くなりやすいという問題があった。
【0008】更に、メルトブロー法により形成された不
織布をキャパシタ用のセパレータとして用いた場合も、
液体保持性能及び絶縁性能に優れているものの、繊維が
細く、緻密であるが故にイオン伝導性が低いという問題
があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するためになされたものであり、電池用の
セパレータとして使用しても内圧が上昇しにくかった
り、濾過材用材料として使用しても圧力損失が高くなり
にくかったり、キャパシタ用のセパレータとして使用し
てもイオン伝導性に優れているなど、各種用途に適合で
きる不織布を提供すること、この不織布を用いた電池、
及びこの不織布を用いたキャパシタを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、電池の内
圧が上昇してしまう原因を追求したところ、正極から発
生した酸素を負極において充分に消費することができな
いためであり、負極において充分に酸素を消費できない
のは、メルトブロー法により形成された不織布の表面が
緻密で、不織布表面全体わたって電解液を保持してお
り、酸素と負極との接触面積が狭いことによることを見
い出した。
【0011】また、濾過材用材料として使用した場合
に、圧力損失が高くなりやすいのも、メルトブロー法に
より形成された不織布の表面が緻密であることに起因す
ることを見い出した。同様に、キャパシタ用のセパレー
タとして使用した場合にイオンの伝導性が低いのは、メ
ルトブロー法により形成された不織布の表面が緻密であ
ることに起因することを見い出した。
【0012】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、本発明の不織布は、「繊維径が5μm以下の
極細繊維が集合した極細繊維集合体、及び/又はパルプ
状物を含む不織布であり、前記不織布の一方の面(A)
における前記極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総
個数と、前記不織布の他方の面(B)における前記極細
繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数とが異なるこ
とを特徴とする不織布」である。
【0013】このように、極細繊維集合体及び/又はパ
ルプ状物の総個数が異なる両面を有する不織布からなる
ため、電池用セパレータとして使用した場合には、極細
繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の多い面にお
いては、電解液が局在化しやすいため、この面を負極と
当接するように配置すれば、酸素と負極との接触機会が
増大して、酸素を充分に消費することができるため、電
池の内圧の上昇を抑えることができ、濾過材として使用
した場合には、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の
総個数の少ない面の存在により、圧力損失の増大を抑制
でき、キャパシタ用のセパレータとして使用した場合に
は、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の多
い面の存在によって電解液が局在化しているもののリッ
チであるため、イオン伝導性を高めることができるな
ど、各種用途に適合することのできる不織布である。
【0014】この不織布をセパレータとして用いた電池
は内圧が上昇しにくいものである。
【0015】この不織布をセパレータとして用いたキャ
パシタはイオン伝導性に優れ、しかも極細繊維集合体及
び/又はパルプ状物の総個数の少ない面の存在によって
電気絶縁性にも優れている。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の不織布は厚さを薄くする
ことができ、しかも電池用セパレータとして使用した場
合には内圧の上昇を抑えることができ、濾過材として使
用した場合には圧力損失の増大を抑制でき、キャパシタ
用のセパレータとして使用した場合にはイオン伝導性に
優れるなど、各種特性に優れているように、繊維径が5
μm以下の極細繊維が集合した極細繊維集合体、及び/
又はパルプ状物を含んでいる。
【0017】前者の「繊維径が5μm以下の極細繊維が
集合した極細繊維集合体」は、複数本の極細繊維の繊維
軸が実質的に同じ方向であるように集合した部分を有す
るものであり、別の見方をすれば、複数本の極細繊維が
束状となっている部分を有するものである(図1参
照)。
【0018】このような極細繊維集合体は、例えば、
(1)特定の溶媒に対する溶解性の異なる樹脂成分2種
類以上からなる複合繊維(例えば、海島型複合繊維)
の、少なくとも1つの樹脂成分(海成分)を除去するこ
とにより形成した極細繊維束を、全く又は十分に解さな
い方法により得ることができるし、(2)特定の溶媒に
対して膨潤の程度の異なる樹脂成分2種類以上からなる
複合繊維に対して、特定の溶媒と接触させることによ
り、各樹脂成分に分離させる方法により得ることもでき
るし、或いは(3)外力の衝撃によって分割可能な分割
性繊維に対して、分割はするものの、分割した後に解さ
れない程度の外力を作用させて、分割性繊維の分割のみ
をさせる方法により得ることができる。これらの中で
も、(1)特定の溶媒に対する溶解性の異なる樹脂成分
2種類以上からなる複合繊維(例えば、海島型複合繊
維)の、少なくとも1つの樹脂成分(海成分)を除去す
ることにより形成した極細繊維束を、全く又は十分に解
さない方法により得る方法であると、極細繊維集合体や
パルプ状物以外の繊維を含めた繊維の分散性の点で優れ
ているため、好適である。特に、海島型複合繊維の海成
分を除去することにより形成した極細繊維束を、全く又
は十分に解さない方法であると、極細繊維間に空隙を形
成でき、電解液を保持したり、分離性能に関与でき、し
かも厚さの薄い不織布を形成しやすいため、好適であ
る。
【0019】この極細繊維集合体を構成する個々の極細
繊維は細いことによって繊維表面積が広くなり、電池用
又はキャパシタ用のセパレータとして使用した場合には
電解液の保持性に優れ、濾過材として使用した場合には
塵埃の捕集性に優れるなど、各種特性を付与することが
できる。具体的には、各極細繊維の繊維径は5μm以下
であり、好ましくは4μm以下であり、より好ましくは
3μm以下であり、更に好ましくは2μm以下である。
各極細繊維の繊維径の下限は特に限定するものではない
が、0.01μm程度が適当である。
【0020】本発明における「繊維径」は、繊維の横断
面形状が円形である場合には、その直径をいい、繊維の
横断面形状が非円形である場合には、同じ断面積を有す
る円の直径を繊維径とみなす。
【0021】この極細繊維は有機系成分及び/又は無機
系成分から構成していることができるが、軽量化するこ
とのできる有機系成分から構成されているのが好まし
い。より具体的には、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂など1種類以上の樹脂か
ら構成されていることができる。特に、耐薬品性(電池
用やキャパシタ用のセパレータとして使用する場合に
は、耐電解液性)に優れており、各種用途に適合するこ
とができる、ポリオレフィン系樹脂から構成されている
のが好ましい。例えば、ポリエチレン系樹脂(例えば、
超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、エチレン共重合体など)、ポリプロピレン系
樹脂(例えば、ポリプロピレン、プロピレン共重合体な
ど)、ポリメチルペンテン系樹脂(例えば、ポリメチル
ペンテン、メチルペンテン共重合体など)から構成され
ていることができ、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレ
ン系樹脂からなるのが好ましい。
【0022】他方、パルプ状物はフィブリル化した微細
繊維を含むものであり、その構成成分は特に限定される
ものではないが、極細繊維と同様の理由で、ポリアミド
系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂な
ど1種類以上の樹脂から構成されているのが好ましく、
ポリオレフィン系樹脂から構成されているのがより好ま
しい。このポリオレフィン系樹脂も前述の極細繊維と全
く同様のものであることができ、例えば、ポリエチレン
系樹脂(例えば、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、
直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン共重合体など)、
ポリプロピレン系樹脂(例えば、ポリプロピレン、プロ
ピレン共重合体など)、ポリメチルペンテン系樹脂(例
えば、ポリメチルペンテン、メチルペンテン共重合体な
ど)から構成されていることができ、ポリプロピレン系
樹脂やポリエチレン系樹脂からなるのが好ましい。
【0023】本発明の不織布は、このような極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物を含むものであるが、実質的
にパルプ状物を含んでいないのが好ましい。つまり、極
細繊維集合体と他の繊維(個々の極細繊維を含む)を含
んでいるのが好ましい。これは、パルプ状物の微細繊維
以外の部分が太く、表面積があまり広くならない結果と
して、極細繊維集合体と比較して、各種特性(例えば、
電池用セパレータとして使用した場合の内圧上昇の抑制
作用、濾過材として使用した場合の圧力損失上昇の抑制
作用、キャパシタ用セパレータとして使用した場合のイ
オン伝導性の向上、など)の向上の程度が低いためであ
る。
【0024】本発明の不織布を構成する繊維は前述のよ
うな極細繊維集合体及び/又はパルプ状物以外に、極細
繊維や繊維径が5μmを超える太繊維などを含んでいる
ことができる。
【0025】この極細繊維は集合して極細繊維集合体の
状態にないものであり、つまり個々の極細繊維が分散し
た状態にある。このように分散した状態にあることによ
って、各種特性を付与することができる。例えば、電池
用セパレータとして使用した場合には、電気絶縁性に優
れ、しかも電解液の保持性に優れているため、スムーズ
に起電反応を生じさせることができる。また、濾過材と
して使用した場合には、濾過性能を向上させることがで
きる。更に、キャパシタ用のセパレータとして使用した
場合には、電気絶縁性に優れている。
【0026】なお、分散した極細繊維(以下、「分散極
細繊維」ということがある)は、極細繊維集合体を構成
する極細繊維(以下、「集合体極細繊維」ということが
ある)と同じであっても、異なっていても良い。
【0027】なお、分散極細繊維が均一に分散して、各
種特性が向上するように、各分散極細繊維相互の繊維径
がほぼ同じであるのが好ましい。つまり、分散極細繊維
の繊維径分布の標準偏差値(σ)を、分散極細繊維の平
均繊維径(d)で除した値(=σ/d)が0.2以下
(好ましくは0.18以下)であるのが好ましい。な
お、各分散極細繊維相互の繊維径が全く同じである場合
には標準偏差値(σ)が0になるため、前記値(σ/
d)の下限値は0である。
【0028】この「分散極細繊維の平均繊維径(d)」
は100本以上(n本)の分散極細繊維の繊維径を計測
し、その計測した繊維径を平均した値をいう。また、分
散極細繊維の「標準偏差値(σ)」は、計測した繊維径
(χ)を用いて、次の式から算出した値をいう。 標準偏差={(nΣχ2−(Σχ)2)/n(n−1)}
1/2 ここで、nは測定した分散極細繊維の本数を意味し、χ
はそれぞれの分散極細繊維の繊維径を意味する。
【0029】なお、繊維径が5μm以下の分散極細繊維
が、繊維径分布の観点で2種類以上の群からなる場合に
は、各々の分散極細繊維群について、上記関係が成立す
るのが好ましい。
【0030】また、分散極細繊維が均一に分散して、各
種特性が向上するように、各分散極細繊維は、その繊維
軸方向において、直径が実質的に変化しない(すなわ
ち、実質的に同じ直径を有している)のが好ましい。
【0031】このような各分散極細繊維相互の繊維径が
ほぼ同じである分散極細繊維、又は繊維軸方向におい
て、直径が実質的に変化しない分散極細繊維は、例え
ば、紡糸口金部で海成分中に口金規制して島成分を押し
出して複合する複合紡糸法で得た海島型複合繊維の海成
分を除去することにより得ることができる。
【0032】なお、一般的に混合紡糸法といわれる、島
成分を構成する樹脂と海成分を構成する樹脂とを混合し
た後に紡糸する方法によって得た海島型複合繊維の海成
分を除去する方法によっては、各分散極細繊維相互の繊
維径がほぼ同じである分散極細繊維、又は繊維軸方向に
おいて、直径が実質的に変化しない分散極細繊維を得る
ことは困難である。しかしながら、本発明において使用
することができる。
【0033】また、メルトブロー法によっても、各分散
極細繊維相互の繊維径がほぼ同じである分散極細繊維、
又は繊維軸方向において、直径が実質的に変化しない分
散極細繊維を得ることは困難である。しかしながら、本
発明において使用することができる。
【0034】本発明の分散極細繊維は前述のような分散
極細繊維を1種類以上、又は2種類以上含んでいれば良
い。例えば、複合紡糸法により得られた海島型複合繊維
から形成した分散極細繊維と、混合紡糸法により得られ
た海島型複合繊維から形成した分散極細繊維とを含んで
いることができる。
【0035】なお、分散極細繊維が融着に関与できる樹
脂成分(以下、「融着成分」ということがある)を含ん
でいると、この融着成分により融着することができ、分
散極細繊維が確実に固定されて、分散極細繊維が脱落し
たり、毛羽立つことがないため好適な実施態様である。
【0036】この分散極細繊維が融着成分を含む場合、
分散極細繊維は融着成分のみから構成することもできる
し、融着成分とこの融着成分の融点よりも高い融点を有
する成分(以下、「非融着成分」ということがある)の
2種類以上の成分から構成することもできる。後者のよ
うに分散極細繊維が融着成分と非融着成分とを含む2種
類以上の成分から構成されていると、融着成分により融
着しても繊維形態を維持することができ、不織布の形態
安定性に優れているため好適である。
【0037】分散極細繊維が融着成分と非融着成分とか
ら構成されている場合、融着できるように、融着成分は
分散極細繊維表面の一部又は全部を占めているのが好ま
しい。より具体的には、分散極細繊維の横断面形状が、
例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型であるのが好ましい。
なお、非融着成分は繊維形状を維持できるように、融着
成分の融点よりも10℃以上高い融点を有するのが好ま
しく、20℃以上高い融点を有するのがより好ましい。
【0038】この融着成分と非融着成分とを含む分散極
細繊維は、例えば、常法の複合紡糸法により海島型複合
繊維を紡糸する際に、島成分を押し出す口金として、前
述のような横断面形状(例えば、芯鞘型、偏芯型、海島
型)を形成できるものを使用して海島型複合繊維を紡糸
し、海成分を除去するか、常法の複合紡糸法により海島
型複合繊維を紡糸する際に、融着成分と非融着成分とを
混合した樹脂を島成分を押し出す口金に供給して海島型
複合繊維を紡糸し、海成分を除去することにより得るこ
とができる。
【0039】本発明における「融点」は示差走査熱量計
を用い、昇温温度10℃/分で、室温から昇温して得ら
れる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。なお、
極大値が2つ以上ある場合には、最も高温の極大値を融
点とする。
【0040】なお、分散極細繊維は均一に分散しやすい
ように、自由度の高い短繊維(繊維長が30mm以下)
であるのが好ましいが、分散極細繊維や海島型複合繊維
を裁断する際に、分散極細繊維同士又は島成分同士が圧
着してしまうと、極細繊維集合体となりやすいため、裁
断する際に分散極細繊維同士又は島成分同士が圧着しに
くい分散極細繊維又は海島型複合繊維を使用するのが好
ましい。
【0041】このような圧着しにくい分散極細繊維や海
島型複合繊維としては、例えば、分散極細繊維や海島型
複合繊維がポリメチルペンテンを含んでいたり、融点が
166℃以上(好ましくは168℃以上)のポリプロピ
レンを含む分散極細繊維や海島型複合繊維を挙げること
ができる。
【0042】また、分散極細繊維が均一に分散しやすい
ように、分散極細繊維の横断面形状は円形であるのが好
ましい。
【0043】本発明の不織布は集合体極細繊維に加え
て、繊維径が5μmを超える太繊維を含んでいると、機
械的強度に優れる不織布とすることができる。例えば、
電池用セパレータとして使用した場合、この太繊維によ
ってセパレータ(不織布)の破断を防止することがで
き、しかもこの太繊維が圧力に対して抗することによっ
て空隙を確保し、集合体極細繊維、好ましくは分散極細
繊維の作用と相俟って、電解液の保持性に優れており、
起電反応を円滑に生じさせることができる。また、濾過
材として使用した場合、この太繊維によって適度な空隙
を確保することができるため、圧力損失の上昇を抑える
ことができる。更に、キャパシタ用のセパレータとして
使用した場合、適度な空隙が形成されるため、イオン伝
導性を向上させることができる。
【0044】この太繊維の繊維径は太い方が、前記効果
に優れているため、繊維径が8μm以上であるのが好ま
しく、9μm以上であるのがより好ましく、10μm以
上であるのが更に好ましい。なお、太繊維の繊維径があ
まりにも大きいと、不織布の厚さが厚くなり、各種特性
(電池用セパレータやキャパシタ用セパレータとして使
用した場合には電気絶縁性能、濾過材として使用した場
合には濾過性能、など)が低下する傾向があるため、3
5μm以下であるのが好ましく、30μm以下であるの
がより好ましい。
【0045】なお、分散極細繊維も含む場合、太繊維の
平均繊維径が分散極細繊維の平均繊維径の5倍以上であ
ると、太繊維によって空隙を確保し、この空隙に分散極
細繊維が存在しやすくなる。つまり、太繊維からなる骨
格間に分散極細繊維が存在しているような状態となり、
圧力が加わったとしても、破断しにくく、空隙を確保で
きるため好適である。より好ましくは、太繊維の平均繊
維径が分散極細繊維の平均繊維径の5.5倍以上であ
る。
【0046】なお、太繊維の平均繊維径は分散極細繊維
の平均繊維径と同様にして得られる値である。つまり、
100本以上(n本)の太繊維の繊維径を計測し、その
計測した繊維径を平均した値をいう。
【0047】このような太繊維として、ヤング率が50
cn/dtex以上の高弾性太繊維を含んでいるのが好
ましい。このようなヤング率を有する高弾性太繊維を含
んでいることによって、張力によって破断しにくく、し
かも圧力に対して抗し、空隙を確保しやすくなるためで
ある。なお、ヤング率が高ければ高い程、このような効
果に優れているため、65cn/dtex以上であるの
が好ましく、80cn/dtex以上であるのがより好
ましい。
【0048】この「ヤング率」はJIS L 101
5:1999、8.11項に規定されている方法により
測定した初期引張抵抗度から算出した見掛ヤング率の値
をいう。なお、初期引張抵抗度は定速緊張形試験機によ
って測定した値をいう。
【0049】この高弾性太繊維の繊維径は5μmを超え
る繊維径である限り特に限定されるものではないが、破
断しにくく、しかも空隙を確保できるように、7μm以
上であるのが好ましく、8μm以上であるのがより好ま
しく、10μm以上であるのが更に好ましい。他方、高
弾性太繊維の繊維径が大きすぎると、不織布の厚さが厚
くなり、各種特性(電池用セパレータやキャパシタ用セ
パレータとして使用した場合には電気絶縁性能、濾過材
として使用した場合には濾過性能、など)が低下する傾
向があるため、35μm以下であるのが好ましい。高弾
性太繊維のより好ましい繊維径は13〜30μmであ
り、更に好ましい繊維径は13〜25μmである。
【0050】なお、分散極細繊維を含んでいる場合、こ
の高弾性太繊維は空隙を確保する性能に優れているよう
に、高弾性太繊維の平均繊維径が分散極細繊維の平均繊
維径の6倍以上であるのが好ましく、6.5倍以上であ
るのがより好ましい。
【0051】また、分散極細繊維を含んでいる場合、高
弾性太繊維の平均繊維長が分散極細繊維の平均繊維長の
2.5倍以上であるのが好ましい。このような関係を満
たすことによって、高弾性太繊維からなる骨格間に分散
極細繊維が存在している状態となりやすい。より好まし
くは、高弾性太繊維の平均繊維長が分散極細繊維の平均
繊維長の3倍以上であり、更に好ましくは4倍以上であ
り、最も好ましくは5倍以上である。
【0052】なお、本発明における「繊維長」は、JI
S L 1015(化学繊維ステープル試験法)B法
(補正ステープルダイヤグラム法)により得られる長さ
をいい、「平均繊維長」は無作為に選んだ100本の繊
維の繊維長の平均値をいう。
【0053】この高弾性太繊維は有機系成分及び/又は
無機系成分から構成していることができるが、軽量化す
ることのできる有機系成分から構成されているのが好ま
しい。より具体的には、ポリアミド系樹脂、ポリオレフ
ィン系樹脂、ポリエステル系樹脂など1種類以上の樹脂
成分から構成されていることができる。特に、耐薬品性
(電池用セパレータの場合には、耐電解液性)に優れて
いるように、ポリオレフィン系樹脂から構成されている
のが好ましい。例えば、ポリエチレン系樹脂(例えば、
超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、エチレン共重合体など)、ポリプロピレン系
樹脂(例えば、ポリプロピレン、プロピレン共重合体な
ど)、ポリメチルペンテン系樹脂(例えば、ポリメチル
ペンテン、メチルペンテン共重合体など)から構成する
ことができる。これらの中でも、超高分子量ポリエチレ
ンやポリプロピレンからなるのが好ましい。
【0054】なお、本発明の高弾性太繊維は前記のよう
な樹脂成分単独から構成されていても良いし、2種類以
上の樹脂成分が混合又は複合されていても良い。2種類
以上の樹脂成分からなる高弾性太繊維の横断面形状とし
ては、例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型であることがで
きる。このように2種類以上の樹脂成分から構成されて
いると、繊維表面を構成する樹脂成分によって融着する
ことができる。
【0055】また、分散極細繊維を含んでいる場合、高
弾性太繊維の繊維径が10μm以上である場合には、高
弾性太繊維の質量比率が分散極細繊維の質量比率の1〜
4倍であるのが好ましい。このような質量比率である
と、高弾性太繊維からなる骨格間に分散極細繊維が存在
した状態となりやすいためである。
【0056】更に、太繊維として融着太繊維を含んでお
り、この融着太繊維が融着しているのが好ましい。この
ような融着太繊維を含んでいることによって、更に機械
的強度を向上させることができるため好適である。
【0057】この融着太繊維の融着成分は融着太繊維以
外の構成材(例えば、極細繊維集合体、パルプ状物、分
散極細繊維、高弾性太繊維など)に悪影響を及ぼさない
融点を有するのが好ましい。例えば、融着太繊維以外の
繊維として、ポリプロピレン系樹脂単独からなる極細繊
維集合体、ポリプロピレン系樹脂単独からなる分散極細
繊維、及びポリプロピレン系樹脂単独からなる高弾性太
繊維とを含んでいる場合には、融着太繊維の融着成分と
して、ポリエチレン系樹脂(例えば、超高分子量ポリエ
チレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低
密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレ
ン共重合体など)、或いはプロピレン共重合体(例え
ば、エチレン−ブテン−プロピレン共重合体、エチレン
−ブタジエン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピ
レン共重合体など)を含んでいるのが好ましく、融着太
繊維以外の繊維として、ポリプロピレン系樹脂単独から
なる極細繊維集合体、ポリプロピレン系樹脂単独からな
る分散極細繊維、及び超高分子量ポリエチレン単独から
なる高弾性繊維とを含んでいる場合には、融着太繊維の
融着成分として、ポリエチレン(例えば、高密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレンなど)又はエチレン共重合体を
含んでいるのが好ましい。
【0058】この融着太繊維は融着成分のみから構成さ
れていても良いし、融着成分に加えて融着成分よりも融
点の高い非融着成分を含んでいても良い。後者のように
融着成分と非融着成分とから構成されていると、不織布
の機械的強度をより向上させることができる。この場合
の融着太繊維の横断面形状としては、例えば、芯鞘型、
偏芯型、海島型であることができる。また、非融着成分
は融着成分の融点よりも10℃以上高い樹脂からなるの
が好ましく、20℃以上高い樹脂からなるのがより好ま
しい。
【0059】本発明の不織布は上述のような極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物と、その他の材料(例えば、
分散極細繊維、高弾性太繊維、融着太繊維など)を含ん
でいることができるが、(1)極細繊維集合体と分散極
細繊維、(2)極細繊維集合体と高弾性太繊維、(3)
極細繊維集合体と融着太繊維、(4)極細繊維集合体、
分散極細繊維、及び高弾性太繊維、(5)極細繊維集合
体、分散極細繊維、及び融着太繊維、(6)極細繊維集
合体、融着太繊維、及び高弾性太繊維、(7)極細繊維
集合体、分散極細繊維、高弾性太繊維、及び融着太繊
維、の組み合わせからなるのが好ましい。
【0060】本発明の不織布構成材(例えば、極細繊維
集合体、分散極細繊維、高弾性太繊維、融着太繊維な
ど)は、前述のように、有機系成分及び/又は無機系成
分から構成していることができるが、不織布を軽量化す
ることができるように、いずれの構成材も有機系成分か
ら構成されているのが好ましい。より具体的には、ポリ
アミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系
樹脂など1種類以上から構成されていることができる。
特に、耐薬品性に優れているように、いずれの構成材も
実質的にポリオレフィン系樹脂から構成されているのが
好ましい。この「実質的にポリオレフィン系樹脂から構
成されている」とは、構成材が薬品によって大きく影響
を受ける部分は表面であるため、表面が実質的にポリオ
レフィン系樹脂から構成されていることをいう。例え
ば、ポリアミド樹脂とポリオレフィン系樹脂とからな
り、ポリオレフィン系樹脂のみが繊維の表面(繊維両端
部を除く)を占めている繊維は、実質的にポリオレフィ
ン系繊維である。
【0061】本発明の不織布の構成材(例えば、極細繊
維集合体、パルプ状物、分散極細繊維、太繊維など)の
表面を構成する樹脂がいずれも同系統の樹脂からなる
と、構成材同士の融着力が強く、機械的強度に優れてい
るため好適である。特に、表面がいずれもポリプロピレ
ン系樹脂からなると耐熱性に優れている。また、不織布
の構成材(例えば、極細繊維集合体、パルプ状物、分散
極細繊維、太繊維など)の融着成分がいずれも同系統の
樹脂からなる場合も、構成材同士の融着力が強く、機械
的強度に優れているため好適である。特に、構成材の融
着成分がいずれもポリエチレン系樹脂からなるのが好ま
しい。
【0062】本発明の不織布を構成する繊維(例えば、
分散極細繊維、集合体極細繊維、高弾性太繊維、融着太
繊維など)は未延伸状態にあることもできるが、機械的
強度に優れているように、延伸状態にあるのが好まし
い。
【0063】また、本発明の不織布を構成する繊維(例
えば、分散極細繊維、集合体極細繊維、高弾性太繊維、
融着太繊維など)の繊維長は、特に限定されるものでは
ないが、繊維長は0.5〜30mmであるのが好まし
い。より好ましくは1〜20mmに切断された繊維であ
る。
【0064】本発明の不織布は上述のような極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物を含むものであるが、不織布
の一方の面(A)における極細繊維集合体及び/又はパ
ルプ状物の総個数と、前記不織布の他方の面(B)にお
ける極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数とが
異なっているため、各種特性を付与することができ、各
種用途に適合できるものである。例えば、密閉型電池の
セパレータとして使用した場合には、極細繊維集合体及
び/又はパルプ状物の総個数の多い面においては、電解
液が局在化しやすいため、この面を負極と当接するよう
に配置すれば、酸素と負極との接触機会が増大して、酸
素を充分に消費することができるため、電池の内圧の上
昇を抑えることができる。また、濾過材として使用した
場合には、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個
数の少ない面の存在により、圧力損失の増大を抑制する
ことができる。更に、キャパシタ用のセパレータとして
使用した場合には、極細繊維集合体及び/又はパルプ状
物の総個数の多い面の存在によって電解液が局在化して
いるもののリッチであるため、イオン伝導性を高めるこ
とができる。
【0065】この極細繊維集合体及び/又はパルプ状物
の総個数の差の程度は、使用用途、目的性能などによっ
て適宜変化するため、特に限定するものではないが、極
細繊維集合体及び/又はパルプ状物の存在は別の見方を
すれば、不織布の地合いを悪くすることになるため、極
細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の少ない面
において、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物が実質
的に存在していないのが好ましい。つまり、極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物の総個数の少ない面において
は、分散極細繊維、高弾性太繊維、融着太繊維の中から
選ばれる少なくとも1種類の繊維から構成されているの
が好ましい。なお、極細繊維集合体及び/又はパルプ状
物の総個数の少ない面において、外力の衝撃によって分
割可能な分割性繊維(未分割)を含んでいる場合もあ
る。
【0066】この不織布の片面において、極細繊維集合
体及び/又はパルプ状物が実質的に存在しておらず、構
成材(特に繊維)が均一に分散していることを示す指標
として、「地合指数」を挙げることができる。この地合
指数の値が0.15以下であると、構成材が均一に分散
している。より好ましい地合指数は0.10以下であ
る。
【0067】この「地合指数」は特開2001−509
02号に記載されている方法により得られる値をいう。
つまり、次のようにして得られる値をいう。 (1)光源から被測定物(不織布)に対して光を照射
し、照射された光のうち、被測定物の所定領域において
反射された反射光を受光素子によって受光して、輝度情
報を取得する。 (2)被測定物の所定領域を画像サイズ3mm角、6m
m角、12mm角、24mm角に等分割して、4つの分
割パターンを取得する。 (3)得られた各分割パターン毎に等分割された各区画
の輝度値を、輝度情報に基づいて算出する。 (4)各区画の輝度値に基づいて、各分割パターン毎の
輝度平均(X)を算出する。 (5)各分割パターン毎の標準偏差(σ)を求める。 (6)各分割パターン毎の変動係数(CV)を次の式に
より算出する。 変動係数(CV)=(σ/X)×100 ここで、σは各分割パターン毎の標準偏差を示し、Xは
各分割パターン毎の輝度平均を示す。 (7)各画像サイズの対数をX座標、当該画像サイズに
対応する変動係数をY座標とした結果得られる座標群
を、最小二乗法により一次直線に回帰させ、その傾きを
算出し、この傾きの絶対値を地合指数とする。
【0068】また、不織布の片面において、極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物が実質的に存在しておらず、
構成材(特に繊維)が均一に分散していることを示す指
標として、「最大孔径」を挙げることができる。この最
大孔径が40μm以下であると、構成材が均一に分散し
ている。この最大孔径が小さい程、構成材の分散性が均
一であることを意味するため、35μm以下であるのが
より好ましく、30μm以下であるのが更に好ましい。
この「最大孔径」は、ポロメータ(コールター社製)を
用いてバブルポイント法により測定される値をいう。
【0069】更に、不織布の片面において、極細繊維集
合体及び/又はパルプ状物が実質的に存在しておらず、
構成材(特に繊維)が均一に分散していることを示す指
標として、「(最大孔径/平均流量孔径)比」を挙げる
ことができる。この(最大孔径/平均流量孔径)比(=
最大孔径/平均流量孔径)が2以下、(より好ましくは
1.9以下)であると、構成材が均一に分布している。
なお、理想的には最大孔径と平均流量孔径が同じ、つま
り、(最大孔径/平均流量孔径)比が1である。この
「平均流量孔径」は、ASTM−F316に規定されて
いる方法により得られる値をいい、例えば、ポロメータ
(Polometer、コールター(Coulter)
社製)を用いてミーンフローポイント法により測定され
る値をいう。
【0070】本発明における「不織布の面」とは、不織
布表面が平滑であるとした場合に形成される直方体の、
最も面積の広い対向する一対の面のいずれか一方に相当
する不織布表面を、倍率50倍で電子顕微鏡写真を撮
り、その電子顕微鏡写真によって認識できる領域をい
う。なお、「極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総
個数」とは、前記電子顕微鏡写真によって確認すること
のできる極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の個数を
いう。また、「不織布の両面における極細繊維集合体及
び/又はパルプ状物の総個数が異なるかどうか」は、前
記電子顕微鏡写真の2mm×2mmの範囲内における個
数を、不織布の各面の20箇所について数え、その平均
値をもとに判断する。
【0071】本発明の不織布は実質的に構成材(特に繊
維)の融着のみによって固定されているのが好ましい。
このように構成材の融着のみによって固定されているこ
とによって、地合いが優れており、各種特性に優れてい
るため好適である。例えば、融着以外に絡合しているこ
とによって構成材が固定されていると、構成材を絡合さ
せるための作用(例えば、水流などの流体流など)によ
って、構成材の分散が乱されて、各種性能(電池用セパ
レータやキャパシタ用セパレータとして使用した場合の
電気絶縁性能、濾過材として使用した場合の濾過性能)
が低下する場合があるが、融着のみによって固定されて
いれば、構成材の分散が乱れないため、各種特性に優れ
ている。
【0072】なお、不織布を製造する段階で繊維が絡む
ことがある。例えば、カード機により繊維ウエブを形成
したり、湿式法により繊維ウエブを形成した場合でも、
繊維ウエブはある程度その形態を保つことができる。こ
のことは、多かれ少なかれ繊維同士が絡合した状態にあ
ることを示している。しかしながら、この程度の絡合
は、前述の流体流絡合のように、構成材の分散を乱す絡
合ではないため、本明細書においては、実質的に絡合し
ていないものとみなす。このように、「実質的に構成材
の融着のみ」とは、繊維ウエブを形成した後における構
成材同士の固定が融着のみによってなされている状態を
いう。この状態は別の見方をすれば、不織布の構成材
(例えば、極細繊維集合体、パルプ状物、分散極細繊
維、高弾性太繊維、融着太繊維など)が、実質的に二次
元的に配置した状態にある。
【0073】本発明の不織布は、前述のような極細繊維
集合体及び/又はパルプ状物が面によって総個数が異な
るように偏在しているが、その他の構成材(分散極細繊
維、太繊維など)は偏在していても良いし、均一に分散
していても良い。例えば、電池用セパレータやキャパシ
タ用セパレータとして使用する場合、その他の構成材が
均一に分散していることによって電解液を不織布全体に
均一に保持することができるため、内部抵抗の低い電池
やキャパシタを製造することができ、濾過材として使用
する場合、その他の構成材が均一に分散していることに
よって濾過性能に優れている。
【0074】本発明の不織布の厚さは特に限定するもの
ではないが、不織布の厚さが薄ければ薄い程、各種用途
に適用した場合、小型化することができるため、100
μm以下であるのが好ましい。例えば、電池用セパレー
タとして使用した場合、従来と同じ長さだけ使用すれば
電池を小型化することができ、同量だけ使用すれば電池
を高容量化することができる。他方、不織布の厚さが薄
すぎると、不織布の機械的強度が低くなるため、10μ
m以上であるのが好ましく、20μm以上であるのがよ
り好ましく、30μm以上であるのが更に好ましく、4
0μm以上であるのが最も好ましい。
【0075】この「厚さ」は、JIS B 7502:
1994に規定されている外側マイクロメーター(0〜
25mm)を用いて、JIS C 2111 5.1
(1)の測定法により測定した、無作為に選んだ10点
の平均値をいう。
【0076】本発明の不織布は目付あたりにおける総表
面積が20m以上であるのが好ましい。特に、厚さが
100μm以下である場合には、薄いにもかかわらず、
総表面積が広いということは、それだけ各種機能に関与
できることを意味している。例えば、電池用セパレータ
又はキャパシタ用セパレータとして使用した場合、電解
液の保持性に関与することができるとともに、電気絶縁
性にも優れている。また、濾過材として使用した場合に
は、捕集に関与することができる。
【0077】このように、総表面積が広ければ広いほ
ど、前記効果に優れているため、目付あたりにおける総
表面積は22m以上であるのが好ましく、25m
上であるのがより好ましい。
【0078】ここで「目付」とは、JIS P 812
4(紙及び板紙−坪量測定法)に規定されている方法に
基づいて得られる坪量を意味し、「目付あたりにおける
総表面積」とは、BET法により得られる表面積を目付
あたりに換算した値をいう。例えば、目付がX(g/m
)で、BET法により得られる表面積がY(m
g)である場合、XY(m)が目付あたりにおける総
表面積になる。
【0079】本発明の不織布の目付は特に限定されるも
のではないが、10〜300g/m 程度が適当であ
る。前述のように、厚さが100μm以下である場合に
は、この厚さとすることができ、しかも機械的強度に優
れているように、5〜75g/m2であるのが好まし
く、10〜50g/m2であるのがより好ましい。
【0080】本発明の不織布は少なくとも一方向におけ
る引張り強さが20N/5cm幅以上であるのが好まし
い。この程度の引張り強さがあれば、各種用途に適用す
ることができる。より好ましい引張り強さは30N/5
cm幅以上であり、40N/5cm幅以上であるのが更
に好ましい。なお、不織布に対しては、主として長手方
向に張力が作用するため、前記引張り強さは不織布の長
手方向に関してであるのが好ましい。
【0081】この「引張り強さ」は、ある方向と直交す
る方向に長さ5cmで、ある方向に長さ20cmに裁断
した長方形状の不織布を、引張り強さ試験機(オリエン
テック製、テンシロンUTM−III−100)のチャッ
ク間(チャック間距離:10cm)に固定し、引張り速
度300mm/minで不織布を引張り、不織布を破断
するために要する力をいう。
【0082】本発明の不織布は各種用途に適合するよう
に、各種処理が施されていても良い。例えば、不織布を
電池用セパレータやキャパシタ用セパレータとして使用
する場合、前述のように耐電解液性に優れるようにポリ
オレフィン系樹脂から構成されているのが好ましいが、
ポリオレフィン系樹脂は電解液の保持性が乏しいため、
親水性付与処理が施されているのが好ましい。また、不
織布を濾過材として使用する場合、捕集性能を向上させ
るために、エレクトレット化処理が施されているのが好
ましい。
【0083】本発明の不織布は前述のように、極細繊維
集合体及び/又はパルプ状物の総個数が両面において異
なることによって、各種性能を有するものであるため、
各種用途に適用できるものである。例えば、電池用のセ
パレータとして、特に、不織布の極細繊維集合体及び/
又はパルプ状物の総個数の多い面が負極と当接するよう
にして用いれば、内圧が上昇しにくい電池を製造するこ
とができ、キャパシタ用のセパレータとして用いれば、
極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の多い面
の存在によってイオン伝導性を高めることができ、しか
も極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の少な
い面の存在によって電気絶縁性に優れており、濾過材と
して使用すれば、圧力損失の上昇を抑えることができ
る。これら用途以外に、例えば、清掃布、医療用覆布、
透湿防水布、芯地、衣料用表地、合成皮革用基布、人工
皮革用基布など、各種用途に適用することができる。
【0084】なお、本発明の不織布を電池用セパレータ
として、又はキャパシタ用セパレータとして使用する場
合には、不織布の空隙率は電解液の保持性やイオン透過
性に優れているように、45〜70%であるのが好まし
く、50〜65%であるのがより好ましい。
【0085】この「空隙率(P)」は次の式により得ら
れる値をいう。 空隙率(P)={1−W/(T×d)}×100 ここで、Wは目付(g/m)を意味し、Tは不織布の
厚さ(μm)を意味し、dは不織布構成材の密度(g/
cm)を意味する。なお、不織布構成材が2種類以上
の樹脂からなる場合には、不織布構成材の密度は各樹脂
の質量平均をいう。例えば、密度dの樹脂Aがa(m
ass%)と、密度dの樹脂Bがb(mass%)か
ら構成されている場合、構成材の密度は次の式により得
られる値をいう。 d=d×a/100+d×b/100
【0086】また、本発明の不織布を電池用セパレータ
又はキャパシタ用セパレータとして使用する場合、ニー
ドル式耐貫通力が500gf以上であるのが好ましい。
つまり、いずれの場合も電極を構成する活物質がセパレ
ータを突き抜けて短絡しないようにするためである。よ
り好ましいニードル式耐貫通力は600gf以上であ
り、更に好ましいニードル式耐貫通力は700gf以上
である。
【0087】このニードル式耐貫通力は次のようにして
得られる値をいう。円筒状貫通孔(内径:11mm)を
有する支持台の円筒状貫通孔を覆うように不織布を1枚
載置し、更に不織布上に、円筒状貫通孔(内径:11m
m)を有する固定材を、固定材の中心が前記支持台の円
筒状貫通孔の中心と一致するように載置して、不織布を
固定する。次いで、この不織布に対して、ハンディー圧
縮試験機(カトーテック製、KES−G5)に取り付け
られたニードル(先端部における曲率半径:0.5m
m、直径:1mm、治具からの突出長さ:2cm)を、
0.01cm/sの速度で垂直に突き刺し、ニードルが
突き抜けるのに要する力を測定し、この力をニードル式
耐貫通力とする。
【0088】本発明の不織布を電池用セパレータ又はキ
ャパシタ用セパレータとして使用する場合、単位目付あ
たりのニードル式耐貫通力が14gf以上であるのが好
ましく、15gf以上であるのがより好ましく、16g
f以上であるのが更に好ましく、18gf以上であるの
が最も好ましい。この値が高ければ高い程、活物質がセ
パレータを突き抜けにくいためである。
【0089】なお、「平均ニードル式耐貫通力」は、前
記ニードル式耐貫通力の測定を不織布の30箇所につい
て行って得た値を平均した値を意味する。また、「単位
目付あたりの平均ニードル式耐貫通力」は、前記平均ニ
ードル式耐貫通力を目付(g/m)で除した値を意味
する。
【0090】本発明の不織布を電池用セパレータ又はキ
ャパシタ用セパレータとして使用する場合、不織布構成
材の表面には、電解液との親和性が付与又は向上するよ
うに、酸素及び/又は硫黄含有官能基(例えば、スルホ
ン酸基、スルホン酸塩基、スルホフルオライド基、カル
ボキシル基、カルボニル基など)が導入されていたり、
親水性モノマーがグラフト重合されていたり、界面活性
剤が付与されていたり、或いは親水性樹脂が付与されて
いるのが好ましい。
【0091】本発明の不織布は、例えば、次のようにし
て製造することができる。まず、極細繊維集合体及び/
又はパルプ状物を用意する。好ましくは、前述のような
高弾性太繊維や融着太繊維を用意する。なお、分散極細
繊維を使用する場合、極細繊維集合体を離解機などによ
り解すことによって得ることができる。また、極細繊維
集合体は、外力の衝撃によって分割可能な分割性繊維に
対して分割のみを生じさせる外力を作用させることによ
っても得ることができるため、極細繊維集合体に替えて
又は加えて、外力の衝撃によって分割可能な分割性繊維
を用意しても良い。
【0092】次いで、用意した極細繊維集合体及び/又
はパルプ状物、好ましくは分散極細繊維、高弾性太繊
維、融着太繊維などを用いて繊維ウエブを形成するが、
この繊維ウエブを形成する際に、極細繊維の集合度合い
の異なる極細繊維集合体や、フィブリル化の程度の異な
るパルプ状物を使用する。このように集合度合いの異な
る極細繊維集合体やフィブリル化の程度の異なるパルプ
状物を使用することによって、その分散挙動に差が生じ
るため、一方の面(A)と他方の面(B)における、極
細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の異なる繊
維ウエブを形成することができる。例えば、湿式法によ
り繊維ウエブを形成する場合、集合度合いの高い極細繊
維集合体と集積度合いの低い極細繊維集合体(極端には
個々の極細繊維)とでは、スラリー中における分散位置
が異なり、つまり、集合度合いの高い極細繊維集合体は
スラリーの内部に分散しやすく、集合度合いの低い極細
繊維集合体はスラリー表面に分散しやすいため、このよ
うなスラリーから繊維を抄造網により抄き上げると、抄
造網側に集合度合いの高い極細繊維集合体が多く存在
し、抄造網側とは反対側に集合度合いの低い極細繊維集
合体が多く存在することになる。
【0093】なお、繊維ウエブを形成する方法は湿式法
に限定されず、乾式法により形成する場合にも、集合度
合いやフィブリル化の程度の違いによって分散挙動に差
が生じるため、同様の繊維ウエブを形成することができ
る。しかしながら、極細繊維集合体及び/又はパルプ状
物以外の繊維が均一に分散できるように、湿式法により
形成するのが好ましい。この湿式法としては、従来公知
の方法、例えば、水平長網方式、傾斜ワイヤー型短網方
式、円網方式、又は長網・円網コンビネーション方式に
より形成することができる。
【0094】次いで、この繊維ウエブ構成材を固定し
て、不織布を得ることができる。この固定を、繊維ウエ
ブ構成材(例えば、分散極細繊維、高弾性太繊維、融着
太繊維など)の融着成分の融着により実施すると、繊維
ウエブ構成材の分散が乱れず、地合いが優れる不織布を
形成できるため好適である。
【0095】この融着成分による融着は、無圧下で行な
っても良いし、加圧下で行なっても良いし、或は無圧下
で融着成分を溶融させた後に加圧(直ちに加圧するのが
好ましい)しても良い。なお、加熱温度は、いずれの場
合も、融着成分の軟化温度から融点よりも30℃高い温
度までの範囲内で行なうのが好ましく、加圧する場合の
圧力は、少なくとも一方向(好ましくは長手方向)にお
ける引張り強さが20N/5cm幅となるように、適宜
調節するのが好ましい。この「軟化温度」は、示差熱量
計を用い、昇温速度10℃/分で室温から昇温して得ら
れる融解吸熱曲線の開始点を与える温度をいう。
【0096】なお、繊維ウエブ中に外力の衝撃によって
分割可能な分割性繊維を含んでいる場合には、水流など
の流体流を作用させることにより、分割性繊維の分割を
行い、極細繊維集合体を発生させても良い。
【0097】また、不織布の厚さが必要以上に厚い場合
には、一対のロール間を通過させるなどして、厚さを調
節するのが好ましい。
【0098】本発明の目付あたりにおける総表面積が2
0m以上である不織布は、構成材の配合を考慮するこ
とにより製造することができる。つまり、極細繊維集合
体及び/又はパルプ状物や、分散極細繊維の配合量を多
くすることによって、製造することができる。
【0099】本発明の不織布の片面において、極細繊維
集合体及び/又はパルプ状物が実質的に存在しておら
ず、構成材が均一に分散していることを示す指標であ
る、地合指数が0.15以下の不織布、最大孔径が40
μm以下である不織布、或いは(最大孔径/平均流量孔
径)比が2以下である不織布は、分散極細繊維量を多く
したり、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物以外の構
成材としていずれもフィブリル化していない繊維を使用
したり、繊維長が1〜20mm程度の短い繊維を使用し
たり、湿式法により繊維ウエブを形成したり、融着のみ
によって繊維を固定(絡合処理を施さない)するなど、
これらを併用することによって製造することができる。
【0100】本発明の少なくとも一方向(好ましくは長
手方向)における引張り強さが20N/5cm幅以上で
ある不織布は、繊維を抄き上げる抄造網の移動速度とス
ラリー流量とを調節して繊維の配向が一方向に近い状態
としたり、融着の程度を高くしたり、繊維長を長くする
など、これらを併用することによって製造することがで
きる。
【0101】電池用セパレータ又はキャパシタ用セパレ
ータとして好適である、空隙率が45〜70%である不
織布は、分散極細繊維量を少なくしたり、使用する繊維
量を少なくしたり、融着する際の圧力を調整するなど、
これらを併用することによって製造することができる。
【0102】電池用セパレータ又はキャパシタ用セパレ
ータとして好適である、ニードル式耐貫通力が500g
f以上の不織布や、単位目付あたりのニードル式耐貫通
力が14gf以上の不織布は、ヤング率の大きい高弾性
太繊維を使用したり、高弾性太繊維量を多くしたり、高
弾性太繊維を均一に分散させたり、融着太繊維によって
強固に融着したり、融着太繊維を溶融させた後直ちに加
圧して融着するなどの諸条件を調節することによって製
造することができる。
【0103】本発明の不織布は耐薬品性に優れるよう
に、実質的にポリオレフィン系樹脂のみから構成されて
いるのが好ましいため、電池用セパレータやキャパシタ
用セパレータとして使用する場合、電解液の保持性を向
上させるために、親水化処理を実施するのが好ましい。
この親水化処理としては、例えば、スルホン化処理、フ
ッ素ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合処理、界
面活性剤処理、放電処理、或は親水性樹脂付与処理など
がある。
【0104】なお、これらの親水化処理は繊維に対して
実施した後に不織布を形成しても良いし、不織布を形成
した後に親水化処理を実施しても良いが、不織布を形成
した後に親水化処理を実施する方が、製造上好適であ
る。以下、不織布を形成した後に親水化処理する方法に
ついて説明するが、繊維に対して親水化処理を実施する
場合も全く同様にして実施することができる。
【0105】スルホン化処理としては、特に限定するも
のではないが、例えば、発煙硫酸、硫酸、三酸化イオ
ウ、クロロ硫酸、又は塩化スルフリルからなる溶液中に
前述のような不織布を浸漬してスルホン酸基を導入する
方法や、一酸化硫黄ガス、二酸化硫黄ガス或いは三酸化
硫黄ガスなどの存在下で放電を作用させて不織布にスル
ホン酸基を導入する方法等がある。
【0106】フッ素ガス処理についても、特に限定する
ものではないが、例えば、不活性ガス(例えば、窒素ガ
ス、アルゴンガスなど)で希釈したフッ素ガスと、酸素
ガス、二酸化炭素ガス、及び二酸化硫黄ガスなどの中か
ら選んだ少なくとも1種類のガスとの混合ガスに、不織
布をさらすことにより不織布構成材の表面を親水化する
ことができる。なお、不織布に二酸化硫黄ガスをあらか
じめ付着させた後に、フッ素ガスを接触させると、より
効率的に恒久的な親水性を付与することができる。
【0107】ビニルモノマーのグラフト重合としては、
ビニルモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビ
ニルピリジン、ビニルピロリドン、或いはスチレンを使
用することができる。なお、スチレンをグラフト重合し
た場合には、電解液との親和性を付与するために、スル
ホン化するのが好ましい。これらの中でも、アクリル酸
は電解液との親和性に優れているため好適に使用でき
る。
【0108】これらビニルモノマーの重合方法として
は、例えば、ビニルモノマーと重合開始剤を含む溶液中
に不織布を浸漬して加熱する方法、不織布にビニルモノ
マーを塗布した後に放射線を照射する方法、不織布に放
射線を照射した後にビニルモノマーと接触させる方法、
増感剤を含むビニルモノマー溶液を不織布に含浸した後
に紫外線を照射する方法などがある。なお、ビニルモノ
マー溶液と不織布とを接触させる前に、紫外線照射、コ
ロナ放電、プラズマ放電などにより、不織布表面を改質
処理すると、ビニルモノマー溶液との親和性が高いた
め、効率的にグラフト重合できる。
【0109】界面活性剤処理としては、例えば、アニオ
ン系界面活性剤(例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属
塩、アルキルスルホン酸塩、もしくはスルホコハク酸エ
ステル塩など)、又はノニオン系界面活性剤(例えば、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、もしくはポリオ
キシエチレンアルキルフェノールエーテルなど)の溶液
中に不織布を浸漬したり、この溶液を不織布に塗布又は
散布して付着させることができる。
【0110】放電処理としては、例えば、コロナ放電処
理、プラズマ処理、グロー放電処理、沿面放電処理又は
電子線処理などがある。これら放電処理の中でも、空気
中の大気圧下で、それぞれが誘電体を担持する一対の電
極間に、これら両方の誘電体と接触するように不織布を
配置し、これら両電極間に交流電圧を印加し、不織布内
部空隙で放電を発生させる方法であると、不織布の外側
だけではなく、不織布の内部を構成する繊維表面も処理
することができる。したがって、セパレータの内部にお
ける電解液の保持性に優れている。
【0111】親水性樹脂付与処理としては、例えば、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、架
橋可能なポリビニルアルコール、又はポリアクリル酸な
どの親水性樹脂を付着させることができる。これらの親
水性樹脂は適当な溶媒に溶解又は分散させた後、この溶
媒中に不織布を浸漬したり、この溶媒を不織布に塗布又
は散布し、乾燥して付着させることができる。なお、親
水性樹脂の付着量は、通気性を損なわないように、不織
布全体の0.3〜5mass%であるのが好ましい。
【0112】この架橋可能なポリビニルアルコールとし
ては、例えば、水酸基の一部を感光性基で置換したポリ
ビニルアルコールがあり、より具体的には、感光性基と
してスチリルピリジニウム系のもの、スチリルキノリニ
ウム系のもの、スチリルベンゾチアゾリウム系のもので
置換したポリビニルアルコールがある。この架橋可能な
ポリビニルアルコールも他の親水性樹脂と同様にして不
織布に付着させた後、光照射によって架橋させることが
できる。このような水酸基の一部を感光性基で置換した
ポリビニルアルコールは耐アルカリ性に優れ、しかもイ
オンとキレートを形成できる水酸基を多く含んでおり、
放電時及び/又は充電時に、極板上に樹枝状の金属が析
出する前のイオンとキレートを形成し、電極間の短絡を
生じにくいので好適に使用できる。
【0113】本発明の電池は前述のような不織布をセパ
レータとして使用したものであるため、内圧の上昇しに
くいものである。特に、不織布の極細繊維集合体及び/
又はパルプ状物の総個数の多い面が負極と当接するよう
に配置されていると、電解液が局在化して酸素と負極と
の接触機会が増大して、酸素を充分に消費することがで
きるため、電池の内圧の上昇を抑えることができる。
【0114】本発明の電池は前述のような不織布をセパ
レータとして使用していること以外は従来と全く同様で
あることができる。例えば、円筒型ニッケル−水素電池
は、ニッケル正極板と水素吸蔵合金負極板とを、前述の
ような不織布(セパレータ)を介して渦巻き状に巻回し
た極板群を、金属のケースに挿入した構造を有する。前
記ニッケル正極板としては、例えば、スポンジ状ニッケ
ル多孔体に水酸化ニッケル固溶体粉末からなる活物質を
充填したものを使用することができ、水素吸蔵合金負極
板としては、例えば、ニッケルメッキ穿孔鋼板、発泡ニ
ッケル、或いはニッケルネットに、AB系(希土類
系)合金、AB/AB系(Ti/Zr系)合金、或い
はAB(Laves相)系合金を充填したものを使用
することができる。なお、電解液として、例えば、水酸
化カリウム/水酸化リチウムの二成分系のもの、或いは
水酸化カリウム/水酸化ナトリウム/水酸化リチウムの
三成分系のものを使用することができる。また、前記ケ
ースは安全弁を備えた封口板により、絶縁ガスケットを
介して封口されている。更に、正極集電体や絶縁板を備
えており、必要であれば負極集電体を備えている。
【0115】なお、本発明の電池は円筒形である必要は
なく、角型、ボタン型などであっても良い。角型の場合
には、正極板と負極板との間に不織布(セパレータ)が
配置された積層構造を有する。また、ニッケル水素電池
に限定されず、アルカリマンガン電池、水銀電池、酸化
銀電池、空気電池などの一次電池、ニッケル−カドミウ
ム電池、銀−亜鉛電池、銀−カドミウム電池、ニッケル
−亜鉛電池などの二次電池であることができる。
【0116】本発明のキャパシタは前述のような不織布
をセパレータとして使用したものであるため、極細繊維
集合体及び/又はパルプ状物の総個数の多い面の存在に
よってイオン伝導性を高めることができ、しかも極細繊
維集合体及び/又はパルプ状物の総個数の少ない面の存
在によって電気絶縁性に優れている。
【0117】本発明のキャパシタは前述のような不織布
をセパレータとして使用していること以外は従来と全く
同様であることができる。例えば、シート状の集電極
(例えば、アルミニウム薄板)、電極(例えば、粒状活
性炭、カーボンブラック、及びポリテトラフルオロエチ
レンを混ぜて練り上げた電極)、不織布(セパレー
タ)、電極、及び集電極をこの順に積み重ねた最上層及
び/又は最下層に絶縁シートを重ねてから、この電極群
を捲回加工することにより、本発明のキャパシタを構成
することができる。
【0118】なお、本発明のキャパシタは電解液が硫酸
水溶液からなる水溶液系キャパシタと、プロピレンカー
ボネートやγ−ブチロラクトンなどの有機溶媒と4級ア
ンモニウム塩などの電解質からなる非水溶液系キャパシ
タの、いずれに対しても使用することができる。
【0119】以下に、本発明のセパレータの実施例を記
載するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0120】
【実施例】(実施例1)海島型複合繊維として、ポリ−
L−乳酸(以下、「PLLA」と表記する)からなる海
成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が25個存在
する、複合紡糸法により得た繊維(繊度:1.65dt
ex、切断繊維長:2mm、融点:172℃)を用意し
た。
【0121】次いで、この海島型複合繊維を、温度80
℃、10mass%水酸化ナトリウム水溶液からなる浴
中に30分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるP
LLAを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維集合体
(ポリプロピレン極細繊維の繊維径:2μm)を得た。
【0122】次いで、このポリプロピレン極細繊維集合
体の半分を、濃度が0.5%となるように水媒体に供給
した後、離解機により10分間解して、個々のポリプロ
ピレン分散極細繊維に充分に解された第1スラリーを用
意した。このポリプロピレン分散極細繊維は次のような
物性を有するものであった。繊維径:2μm、平均繊維
径:2μm、ρ/d:0.083、融点:172℃、切
断繊維長:2mm、平均繊維長:2mm、密度:0.9
1g/cm、フィブリル化していない、延伸されてい
る、繊維軸方向において直径が実質的に変化していな
い、繊維横断面形状:円形
【0123】次いで、前記ポリプロピレン極細繊維集合
体のもう半分を、濃度が0.5%となるように水媒体に
供給した後、離解機により3分間解して、個々のポリプ
ロピレン分散極細繊維と完全に解されていないポリプロ
ピレン極細繊維集合体とが混在している第2スラリーを
用意した。
【0124】また、融着太繊維として、芯成分(非融着
成分)がポリプロピレン(融点:168℃、密度:0.
91g/cm)からなり、鞘成分(融着成分)が高密
度ポリエチレン(融点:135℃、密度:0.96g/
cm)からなる芯鞘型複合太繊維(繊度:0.8dt
ex、繊維径:10.5μm、平均繊維径:10.5μ
m、切断繊維長:5mm、芯成分と鞘成分との質量比率
は1:1、フィブリル化していない、延伸されている)
を用意した。
【0125】更に、高弾性太繊維として、高結晶性ポリ
プロピレンからなる太繊維(ヤング率:90cN/dt
ex、繊度:1.3dtex、繊維径:13.5μm、
平均繊維径:13.5μm、切断繊維長:10mm、平
均繊維長:10mm、密度:0.91g/cm、フィ
ブリル化していない、延伸されている)を用意した。
【0126】次いで、第1スラリー中のポリプロピレン
分散極細繊維が10mass%と、第2スラリー中のポ
リプロピレン分散極細繊維と完全に解されていないポリ
プロピレン極細繊維集合体が10mass%と、芯鞘型
複合太繊維50mass%と、ポリプロピレン高弾性太
繊維30mass%の配合比率となるように混合し、分
散させた第3スラリーから、湿式法(水平長網方式)に
より、繊維ウエブを形成した。
【0127】次いで、この繊維ウエブを温度135℃に
設定された熱風循環式ドライヤー中に3分間放置して、
繊維ウエブの乾燥、及び前記芯鞘型複合太繊維の鞘成分
(高密度ポリエチレン)による熱融着により繊維同士を
固定した後、カレンダー処理を実施して厚さを調整し、
融着不織布(目付:40g/m2、厚さ:100μm、
(太繊維の平均繊維径)/(分散極細繊維の平均繊維
径)=5.5、目付あたりにおける総表面積:29.7
)を形成した。
【0128】この融着不織布の両面における電子顕微鏡
写真(倍率:50倍)を撮影したところ、一方の面(図
1参照)においては、ポリプロピレン極細繊維集合体が
存在していたものの、他方の面(図2参照)において
は、ポリプロピレン極細繊維集合体が実質的に存在して
おらず、ポリプロピレン分散極細繊維、芯鞘型複合太繊
維、及びポリプロピレン高弾性太繊維が均一に分散した
状態にあった。
【0129】次いで、この融着不織布を、フッ素ガス3
vol%、酸素ガス5vol%、ニ酸化硫黄ガス5vo
l%、及び窒素ガス87vol%からなる混合ガスと、
120秒間接触させることにより、繊維表面にスルホン
酸基、カルボニル基、カルボキシル基、及び水酸基を導
入して、セパレータ用の融着不織布(以下、セパレータ
という)を製造した。
【0130】(比較例1)ポリプロピレンからなるメル
トブロー不織布(平均繊維径:5μm、未延伸、繊維軸
方向において直径が実質的に変化している、繊維横断面
形状:円形、目付:40g/m、厚さ:100μm、
目付あたりにおける総表面積:35.2m )を用意し
た。
【0131】このメルトブロー不織布の両面における電
子顕微鏡写真を撮影したところ、いずれの面においても
ポリプロピレン極細繊維集合体が存在しておらず、均一
に分散した状態にあった。
【0132】次いで、このメルトブロー不織布を実施例
1と同様にして、繊維表面にスルホン酸基、カルボニル
基、カルボキシル基、及び水酸基を導入して、セパレー
タ用のメルトブロー不織布(以下、セパレータという)
を製造した。
【0133】(地合指数の測定)実施例1のセパレータ
のポリプロピレン極細繊維集合体が実質的に存在してい
ない面における地合指数、及び比較例1のセパレータの
地合指数を次のようにして測定した。 (1)光源から被測定物(セパレータ)に対して光を照
射し、照射された光のうち、被測定物の所定領域におい
て反射された反射光を受光素子によって受光して輝度情
報を取得した。 (2)被測定物の所定領域を画像サイズ3mm角、6m
m角、12mm角、24mm角に等分割して、4つの分
割パターンを取得した。 (3)得られた各分割パターン毎に等分割された各区画
の輝度値を輝度情報に基づいて算出した。 (4)各区画の輝度値に基づいて、各分割パターン毎の
輝度平均(X)を算出した。 (5)各分割パターン毎の標準偏差(σ)を求めた。 (6)各分割パターン毎の変動係数(CV)を次の式に
より算出した。 変動係数(CV)=(σ/X)×100 ここで、σは各分割パターン毎の標準偏差を示し、Xは
各分割パターン毎の輝度平均を示す。 (7)各画像サイズの対数をX座標、当該画像サイズに
対応する変動係数をY座標とした結果得られる座標群
を、最小二乗法により一次直線に回帰させ、その傾きを
算出し、この傾きの絶対値を地合指数とした。なお、地
合指数は数字が小さいほど、繊維が均一に分散している
ことを意味する。この結果は表1に示す通りであった。
【0134】
【表1】
【0135】(最大孔径の測定)実施例1のセパレータ
のポリプロピレン極細繊維集合体が実質的に存在してい
ない面における最大孔径、及び比較例1のセパレータの
最大孔径を、ポロメータ(コールター社製)を用いてバ
ブルポイント法により測定した。この値は表1に示す通
りであった。
【0136】((最大孔径/平均流量孔径)比の測定)
実施例1のセパレータのポリプロピレン極細繊維集合体
が実質的に存在していない面における平均流量孔径、及
び比較例1のセパレータの平均流量孔径を、ポロメータ
(Polometer、コールター(Coulter)
社製)を用いてミーンフローポイント法により測定し
た。
【0137】次いで、前述のようにして得られた最大孔
径値をもとに、(最大孔径/平均流量孔径)比を算出し
た。この結果は表1に示す通りであった。
【0138】(空隙率の測定)まず、各セパレータの目
付(W)及び厚さ(T)を測定した。
【0139】次いで、セパレータ構成材の樹脂の密度
(d)を、各構成材の密度及び質量比率から算出した。
【0140】次いで、次の式から「空隙率(P)」を算
出した。 空隙率(P)={1−W/(T×d)}×100 この結果は表1に示す通りであった。
【0141】(長手方向における引張り強さの測定)長
手方向と直交する方向(幅方向)に長さ5cmで、長手
方向に長さ20cmに裁断した長方形状の各セパレータ
を、引張り強さ試験機(オリエンテック製、テンシロン
UTM−III−100)のチャック間(チャック間距
離:10cm)に固定し、引張り速度300mm/mi
nで各セパレータを長手方向に引張り、各セパレータを
破断するために要する力を測定し、この力を長手方向に
おける引張り強さとした。この結果は表1に示す通りで
あった。
【0142】(ニードル式耐貫通力)円筒状貫通孔(内
径:11mm)を有する支持台の円筒状貫通孔を覆うよ
うに各セパレータを1枚載置し、更に各セパレータ上
に、円筒状貫通孔(内径:11mm)を有する固定材
を、固定材の中心が前記支持台の円筒状貫通孔の中心と
一致するように載置して各セパレータを固定した後、こ
のセパレータに対して、ハンディー圧縮試験機(カトー
テック製、KES−G5)に取り付けられたニードル
(先端部における曲率半径:0.5mm、直径:1m
m、治具からの突出長さ:2cm)を、0.01cm/
sの速度で垂直に突き刺し、ニードルが突き抜けるのに
要する力を測定し、この力をニードル式耐貫通力とし
た。この結果は表1に示す通りであった。
【0143】(単位目付あたりのニードル式耐貫通力)
前記(ニードル式耐貫通力)と目付から、単位目付あた
りのニードル式耐貫通力を算出した。この結果は表1に
示す通りであった。
【0144】(加圧保液率の測定)直径30mmに裁断
した各セパレータをそれぞれ、温度20℃、相対湿度6
5%の状態下で、水分平衡に至らせた後、質量(M
を測定した。
【0145】次に、セパレータ中の空気を水酸化カリウ
ム水溶液で置換するように、比重1.3(20℃)の水
酸化カリウム水溶液中に1時間浸漬し、水酸化カリウム
水溶液を保持させた。
【0146】次に、このセパレータを上下3枚づつのろ
紙(直径:30mm)で挟み、加圧ポンプにより、5.
7MPaの圧力を30秒間作用させた後、セパレータの
質量(M)を測定した。
【0147】次いで、次の式により加圧保液率を求め
た。なお、この測定は1つのセパレータに対して4回行
ない、その平均を加圧保液率とした。この結果は表1に
示す通りであった。 加圧保液率(%)={(M−M)/M}×100
【0148】(電池内圧試験)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ニッケル正極(33
mm幅、182mm長)と、ペースト式水素吸蔵合金負
極(メッシュメタル系合金、33mm幅、247mm
長)とを作成した。
【0149】次いで、各セパレータを33mm幅、41
0mm長に裁断した後、それぞれを正極と負極との間に
挟み込み、渦巻き状に巻回して、SC(sub−C)型
対応の電極群を作成した。この電極群を外装缶に収納
し、電解液として5N水酸化カリウム及び1N水酸化リ
チウムを外装缶に注液し、封緘して、容量が2000m
Ahの円筒型ニッケル−水素電池を作成した。なお、実
施例1のセパレータを使用した場合には、ポリプロピレ
ン極細繊維集合体が存在する面が負極と当接するように
配置した。
【0150】次いで、この円筒型ニッケル−水素電池
を、温度20℃で、0.5Cにて充電を行い、容量の1
50%充電時における電池内圧を測定した。実施例1の
セパレータを使用した電池の内圧を基準(100)とし
た時の比率を、表1に示す。
【0151】表1の結果から明らかなように、本発明の
セパレータは薄く、機械的強度に優れ、内圧の低い電池
を製造できるものであった。
【0152】
【発明の効果】本発明の不織布は、繊維径が5μm以下
の極細繊維が集合した極細繊維集合体、及び/又はパル
プ状物を含む不織布であり、前記不織布の一方の面
(A)における前記極細繊維集合体及び/又はパルプ状
物の総個数と、前記不織布の他方の面(B)における前
記極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数とが異
なるため、各種性能を有するものである。例えば、電池
用セパレータとして使用した場合には、極細繊維集合体
及び/又はパルプ状物の総個数の多い面において電解液
が局在化しやすいため、この面を負極と当接するように
配置すれば、酸素と負極との接触機会が増大して、酸素
を充分に消費することができるため、内圧が上昇しにく
い電池を製造することができる。また、濾過材として使
用した場合には、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物
の総個数の少ない面の存在により、圧力損失の増大を抑
制できる。更に、キャパシタ用のセパレータとして使用
した場合、極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個
数の多い面の存在によってイオン伝導性を高めることが
でき、しかも極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の総
個数の少ない面の存在によって電気絶縁性に優れてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の不織布の極細繊維集合体の多い面
の電子顕微鏡写真
【図2】 実施例1の不織布の極細繊維集合体の少ない
面の電子顕微鏡写真
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 2/16 H01M 10/30 Z 10/30 H01G 9/00 301C Fターム(参考) 4L047 AA08 AA14 AA21 AA27 AA28 AB08 BA09 BA21 BB02 CA14 CB10 CC12 5H021 CC01 CC02 CC05 EE02 EE11 HH03 HH04 5H028 AA05 CC10 EE06 HH05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維径が5μm以下の極細繊維が集合し
    た極細繊維集合体、及び/又はパルプ状物を含む不織布
    であり、前記不織布の一方の面(A)における前記極細
    繊維集合体及び/又はパルプ状物の総個数と、前記不織
    布の他方の面(B)における前記極細繊維集合体及び/
    又はパルプ状物の総個数とが異なることを特徴とする不
    織布。
  2. 【請求項2】 極細繊維集合体を構成する極細繊維とし
    て、海島型複合繊維の海成分を除去することにより形成
    した極細繊維を含んでいることを特徴とする、請求項1
    記載の不織布。
  3. 【請求項3】 極細繊維集合体及び/又はパルプ状物の
    総個数の少ない面において、極細繊維集合体及びパルプ
    状物が実質的に存在していないことを特徴とする、請求
    項1又は請求項2に記載の不織布。
  4. 【請求項4】 実質的にパルプ状物を含んでいないこと
    を特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    不織布。
  5. 【請求項5】 厚さが100μm以下であることを特徴
    とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の不織
    布。
  6. 【請求項6】 目付あたりにおける総表面積が20m
    以上であることを特徴とする、請求項1〜請求項5のい
    ずれかに記載の不織布。
  7. 【請求項7】 電池用のセパレータとして用いることを
    特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の不
    織布。
  8. 【請求項8】 キャパシタ用のセパレータとして用いる
    ことを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記
    載の不織布。
  9. 【請求項9】 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の
    不織布をセパレータとして用いていることを特徴とする
    電池。
  10. 【請求項10】 不織布の極細繊維集合体及び/又はパ
    ルプ状物の総個数の多い面が、負極と当接していること
    を特徴とする、請求項9記載の電池。
  11. 【請求項11】 請求項1〜請求項6のいずれかに記載
    の不織布をセパレータとして用いていることを特徴とす
    るキャパシタ。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005071978A (ja) * 2003-08-06 2005-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP2005071844A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Japan Vilene Co Ltd 電気化学素子用集電材及びこれを用いた電池並びにこれを用いた電気二重層キャパシタ
JP2005197312A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ
JP2005347177A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Sanoh Industrial Co Ltd アルカリ電池
WO2006049151A1 (ja) * 2004-11-02 2006-05-11 Japan Vilene Company, Ltd. 電気二重層キャパシタ用セパレータ及びこれを備えた電気二重層キャパシタ
JP2006244804A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Toray Ind Inc 電池セパレータ
EP1941524A2 (en) 2005-09-30 2008-07-09 E.I.Du pont de nemours and company Electrochemical double layer capacitors including improved nanofiber separators
JP2013232538A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
US8962127B2 (en) 2003-08-06 2015-02-24 Carl Freudenberg Kg Ultrathin, porous and mechanically stable nonwoven fabric and method for manufacturing
CN115516143A (zh) * 2020-03-30 2022-12-23 宇部爱科喜模株式会社 带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09302563A (ja) * 1996-05-09 1997-11-25 Japan Vilene Co Ltd 不織布、この製造方法、これを用いた電池用セパレータ、及びこれを用いたフィルタ
JP2000336568A (ja) * 1998-11-17 2000-12-05 Japan Vilene Co Ltd 不織布及びそれを用いた濾過材
JP2001155709A (ja) * 1999-09-14 2001-06-08 Japan Vilene Co Ltd 電池用セパレータ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09302563A (ja) * 1996-05-09 1997-11-25 Japan Vilene Co Ltd 不織布、この製造方法、これを用いた電池用セパレータ、及びこれを用いたフィルタ
JP2000336568A (ja) * 1998-11-17 2000-12-05 Japan Vilene Co Ltd 不織布及びそれを用いた濾過材
JP2001155709A (ja) * 1999-09-14 2001-06-08 Japan Vilene Co Ltd 電池用セパレータ

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8962127B2 (en) 2003-08-06 2015-02-24 Carl Freudenberg Kg Ultrathin, porous and mechanically stable nonwoven fabric and method for manufacturing
JP2005071978A (ja) * 2003-08-06 2005-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP4699686B2 (ja) * 2003-08-26 2011-06-15 日本バイリーン株式会社 電気化学素子用集電材及びこれを用いた電池並びにこれを用いた電気二重層キャパシタ
JP2005071844A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Japan Vilene Co Ltd 電気化学素子用集電材及びこれを用いた電池並びにこれを用いた電気二重層キャパシタ
JP2005197312A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ
JP2005347177A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Sanoh Industrial Co Ltd アルカリ電池
KR101141072B1 (ko) 2004-11-02 2012-05-04 니혼바이린 가부시기가이샤 전기 이중층 캐패시터용 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기이중층 캐패시터
US7616428B2 (en) 2004-11-02 2009-11-10 Japan Vilene Company, Ltd. Separator for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor containing same
JPWO2006049151A1 (ja) * 2004-11-02 2008-05-29 日本バイリーン株式会社 電気二重層キャパシタ用セパレータ及びこれを備えた電気二重層キャパシタ
JP4898453B2 (ja) * 2004-11-02 2012-03-14 日本バイリーン株式会社 電気二重層キャパシタ用セパレータ及びこれを備えた電気二重層キャパシタ
WO2006049151A1 (ja) * 2004-11-02 2006-05-11 Japan Vilene Company, Ltd. 電気二重層キャパシタ用セパレータ及びこれを備えた電気二重層キャパシタ
JP2006244804A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Toray Ind Inc 電池セパレータ
EP1941524A2 (en) 2005-09-30 2008-07-09 E.I.Du pont de nemours and company Electrochemical double layer capacitors including improved nanofiber separators
JP2009510788A (ja) * 2005-09-30 2009-03-12 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改善されたナノファイバーセパレータを含む電気化学二重層キャパシタ
KR101374434B1 (ko) * 2005-09-30 2014-03-17 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 개선된 나노섬유 세퍼레이터를 포함하는 전기화학 이중층커패시터
JP2013232538A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
CN115516143A (zh) * 2020-03-30 2022-12-23 宇部爱科喜模株式会社 带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法
CN115516143B (zh) * 2020-03-30 2023-08-25 宇部爱科喜模株式会社 带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法

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