JP2862358B2

JP2862358B2 - 複層撥水膜

Info

Publication number: JP2862358B2
Application number: JP2249335A
Authority: JP
Inventors: 治吉開; 章夫山口
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1999-03-03
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JPH04126353A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は空気電池用として好適な複層撥水膜に関す
る。

（従来の技術）空気電池は空気中の酸素を活物質として利用するもの
で、経済的であり且つ長期間無保守で使用できる電源と
して、例えば航路標識用、各種通信用、電話機用等とし
て実用に供されてきたが、近年、それを「ボタン型化」
するための研究が盛んに行われるようになった。

そして、ボタン型空気電池として、負極ケース（金属
製）と空気孔を有する正極ケース（金属製）をガスケッ
トを介して嵌合せしめ、このケース嵌合体の内部空間を
セパレータにより分割し、一方の空間に負極亜鉛を、他
方の空間に空気極（正極）を配置し、更に該空気極にポ
リテトラフルオロエチレン（以下、PTFEと称す）多孔質
シートから成る撥水膜を密着せしめた構造のものが提案
された（「高性能電池の最新マニュアル」のP.99〜10
6、（株）総合技術センター、平成１年６月30日発
行）。なお、電解液としては通常KOH水溶液が用いら
れ、それは負極を構成する亜鉛に含浸保持される。ま
た、撥水膜には拡散紙が密着されることもある。

（発明が解決しようとする課題）ところで、或る物品を実用化するに際しては、「長寿
命化」要求が不可避的で、ボタン型空気電池も例外では
なく、電池を構成する部材毎に長寿命化の検討が続けら
れているが、現在のところ、撥水膜としてはPTFE多孔質
シートに代わるものは見出されていない。

（課題を解決するための手段）本発明者は従来技術の有する上記問題を解決するため
種々研究の結果、下記のような事実を見出した。

ボタン型空気電池の寿命を左右する要因は多岐にわた
るが、電池内に流入する空気に含まれる水蒸気および炭
酸ガスによる電解液の濃度変化および炭酸塩の形成が主
因の一つであること。

水蒸気および炭酸ガスの電池内への侵入量は流入空気
量に対応すること。

従って、空気量は電池反応に必要な量とし、過剰量の
空気の流入を阻止するのが好ましいこと。

そして、かような事実を前提として更に研究を続け、
超高分子量ポリエチレン（以下、UHPEと称す）多孔質層
とPTFE多孔質層の組み合わせにより、所期の目的が達成
できることを知り本発明を完成するに至った。

即ち、本発明はUHPE多孔質層の両面にPTFE層が配置さ
れて成る複層撥水膜に関するものである。

本発明に係る複層撥水膜の中心層はUHPE多孔質層から
成る。この中心層を形成するUHPEは一般のポリエチレン
の分子量（粘度法による）が約30万以下であるのに対
し、約50万以上と極めて高い。かようなUHPEは、例えば
ハイゼックスミリオン（三井石油化学工業（株）製）、
Hostalen GUR（ヘキスト社製）等の商品名で市販されて
いる。

このUHPE多孔質層としては通気量（JIS P8117ガーレ
ー法による測定値）10000sec/100CC以下のものを用いる
のが好ましい。かような通気量を有するUHPE多孔質層は
厚さ約１〜50μｍ、気孔率約５〜80％、気孔径約0.1〜1
0μｍのものである。

UHPE多孔質層はシートであることができ、かような多
孔質シートは例えば、UHPEをキシレン、デカリン、ノナ
ン、デカン、ウンデカン等の良溶媒に濃度が約0.1〜20
重量％になるように溶解した溶液を得、次いでこの溶液
を用いてＴダイ押出法、インフレーション法等公知のプ
ラスチック成膜技術によりフィルム成形し、その後該フ
ィルム状物を水、アルコール（メタノール等）のような
貧溶媒（UHPEを溶解しないが、良溶媒と相溶するもの）
中に浸漬して良溶媒を除去し、次にフィルム状物を温度
約10〜130℃で延伸率約20％以上に延伸する方法により
得ることができる。

また、本発明におけるもう一方の層であるPTFE多孔質
層としては厚さ約30〜200μｍ、気孔率約５〜60％、気
孔径約0.1〜10μｍのものが好ましい。この程度の物性
値を有するPTFE多孔質層の通気量は約100〜5000sec/100
ccである。

このPTFE多孔質層もシートであることができる。そし
て、かようなPTFE多孔質シートは特公昭42−13560号公
報に記載されているように、PTFE粉末と液状潤滑剤との
混和物を押出および／または圧延の少なくとも一方を含
む方法によりシート状に成形し、これを延伸して多孔質
化する方法等により得ることができる。液状潤滑剤は延
伸に先立ち抽出、蒸発等により除去するか、延伸を加熱
条件で行いこの熱により除去する。また、機械的強度の
向上のため、延伸後にシートをPTFEの融点以上の温度に
加熱して焼成することもできる。なお、この焼成はシー
トの収縮を防止しながら行うのが、気孔率の減少抑止の
ために好ましいものである。

本発明に係る複層撥水膜はUHPE多孔質層の両面にPTFE
多孔質層が配置されて成るものであり、通常は取扱の容
易さを考慮してUHPE層とPTFE層を仮着する。

仮着はUHPE多孔質シートの両面にPTFE多孔質シートを
重ね合わせ、温度約50〜150℃、圧力約１〜100kg/cm²の
条件で行うことができる。なお、この仮着に際し延伸倍
率が１〜２倍になるように延伸することもできる。

この仮着により、UHPEシートとPTFEシートとは力を与
えないかぎり剥離し得ない程度に一体化されるが、その
接合強度はそれ程大きくない。

勿論、この仮着は必ずしも行う必要はなく、本発明の
複層撥水膜は空気電池等の物品に組み込んだ際に、上記
複層構造となるものであればよいのである。

（発明の効果）本発明は上記のように構成されており、その理由は明
らかではないが、例えば空気電池の長寿命化に貢献でき
る有用な複層撥水膜を提供できる。

（実施例）以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１厚さ８μｍ、気孔率５％、気孔の平均孔径0.5μｍ、
通気量20000sec/100ccのUHPE多孔質シートおよび厚さ50
μｍ、気孔率35％、気孔の平均孔径１μｍ、通気量1000
sec/100ccのPTFE多孔質シートを用意する。

そして、UHPE多孔質シートの両面にPTFE多孔質シート
を重ね合わせ、温度125℃、圧力2kg/cm²の条件で延伸倍
率1.2倍に熱延伸してUHPE多孔質シートとPTFE多孔質シ
ートを仮着一体化して厚さ108μｍの複層膜（試料１）
を得た。この複層膜の通気量は22000sec/100ccであっ
た。

実施例２ UHPE多孔質シートとして厚さ３μｍ、気孔率10％、気
孔の平均孔径１μｍ、通気量9000sec/100ccのものを使
用すること、および熱延伸の倍率を１倍にすること以外
は実施例１と同様に作業して、厚さ103μｍ、通気量110
00sec/100ccの複層膜（試料２）を得た。

実施例３ UHPE多孔質シートとして厚さ３μｍ、気孔率10％、気
孔の平均孔径２μｍ、通気量5000sec/100ccのものを使
用すること、および熱延伸の倍率を1.12倍にすること以
外は実施例１と同様に作業して、厚さ103μｍ、通気量7
000sec/100ccの複層膜（試料３）を得た。

上記実施例の複層膜をボタン型空気電池（PR536型）
に撥水膜として組み込み、連続放電させてその持続時間
を測定し、得られた結果を第１表に示す。なお、第１表
中の「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」は放電時の負荷抵抗を
示し、「Ａ」は「0.62KΩ」、「Ｂ」は「1.5KΩ」、
「Ｃ」は「6.2KΩ」を意味する。

また、比較のため、厚さ100μｍ、気孔率20％、気孔
の平均孔径0.5μｍ、通気量5000sec/100ccのPTFE多孔質
シート（試料４）を撥水膜として使用したときのデータ
を併記する。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超高分子量ポリエチレン多孔質層の両面に
ポリテトラフルオロエチレン多孔質層が配置されて成る
複層撥水膜。