JP3277186B2

JP3277186B2 - 繊維シート状物及びこれを用いた電池用セパレータ

Info

Publication number: JP3277186B2
Application number: JP12697894A
Authority: JP
Inventors: 自男岩崎; 登志夫相川
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH07310265A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電池用セパレータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系重合体を含有する繊維は、ス
チレン系重合体の側鎖であるベンゼン環の反応性の高さ
から、ベンゼン環にスルホン基を導入し、その親水性を
利用して、電池用セパレータなどの用途に利用すること
が提案されている。しかしながら、スチレン系重合体を
含有する繊維は脆く、伸度がないため、繊維シートに加
工するのが難しく、汎用性に乏しいものであった。

【０００３】アルカリ電池には、正極と負極を分離して
短絡を防止するために、セパレータが使用されている。
このセパレータとしては、水酸化カリウムのような電解
液に侵されず、しかも起電反応を円滑に行なえるよう
に、電解液の保持性に優れている必要があるため、スル
ホン化したポリオレフィン系繊維を使用したセパレータ
が使用されてきた。しかしながら、ポリオレフィン系繊
維はスルホン化しにくいため、電解液の保持性が不十分
であった。そのため、ポリオレフィン系繊維の１種であ
るポリスチレンを、ポリオレフィンと混合した繊維をス
ルホン化したセパレータが提案されている（特開平４−
１７４９６４号）が、この繊維はポリオレフィンによっ
て繊維強度をもたせているため、ポリオレフィンを多く
すればスルホン化しにくくなり、逆に、スルホン化しや
すくなるように、ポリスチレンを多くすると繊維強度が
低下し、繊維シートに加工することが難しいものであっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであり、特定のスチレン
系重合体を含有する繊維を含む電池用セパレータを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電池用セパレー
タは、シンジオタクチック構造を有し、ガラス転移温度
が５℃以上低下した変性スチレン系重合体成分を含有
し、６０〜２００％の伸度を有する未延伸繊維、及び／
又はシンジオタクチック構造を有し、ガラス転移温度が
５℃以上低下した変性スチレン系重合体成分を含有し、
２０〜１５０％の伸度を有する延伸繊維を含むことを特
徴とする電池用セパレータであって、少なくとも前記変
性スチレン系重合体成分がスルホン化されているもので
ある。

【０００６】本発明の電池用セパレータは、シンジオタ
クチック構造を有するスチレン系重合体成分が、ガラス
転移温度が５℃以上低下した変性スチレン系重合体成分
であり、少なくとも前記変性スチレン系重合体成分がス
ルホン化されているので、電解液の保持性に優れた電池
用セパレータである。

【０００７】また、上記未延伸繊維及び／又は延伸繊維
が分割しているので、電解液の保持性に優れた電池用セ
パレータである。

【０００８】

【作用】本発明の電池用セパレータはシンジオタクチッ
ク構造を有し、ガラス転移温度が５℃以上低下した変性
スチレン系重合体成分（以下、特に断らない限り、「ス
チレン系重合体」はシンジオタクチック構造を有するも
のとする）を含有し、６０〜２００％の伸度を有する未
延伸繊維、及び／又はシンジオタクチック構造を有し、
ガラス転移温度が５℃以上低下した変性スチレン系重合
体成分を含有し、２０〜１５０％の伸度を有する延伸繊
維を含む電池用セパレータであって、少なくとも前記変
性スチレン系重合体成分がスルホン化されているもので
ある。前記繊維は伸度があるため、繊維シート状物を得
ることができ、得られた繊維シート状物も加工性に優れ
ている。

【０００９】以下、本発明の電池用セパレータを、より
詳細に説明する。

【００１０】本発明の未延伸繊維や延伸繊維は、繊維強
度に優れ、繊維化の容易な、シンジオタクチック構造を
有するスチレン系重合体成分を含有している。このシン
ジオタクチック構造とは、主鎖に対して、側鎖であるベ
ンゼン環や置換ベンゼン環が交互に反対方向に位置す
る、立体規則性を有するものをいい、このシンジオタク
チック構造はＩＲスペクトルや13Ｃ−ＮＭＲスペクトル
により、容易に分析できる。

【００１１】本発明の未延伸繊維や延伸繊維には、高度
のシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体成
分が含有されているのが好ましく、より具体的には、13
Ｃ−ＮＭＲスペクトルで分析して、ラセミダイアッドで
７５％以上、より好ましくは８５％以上、また、ラセミ
ペンタッドで３０％以上、より好ましくは５０％以上の
シンジオタクティシティーを有するものが好ましい。

【００１２】本発明のスチレン系重合体成分としては、
例えば、ポリスチレンや、ポリメチルスチレン、ポリエ
チルスチレン、ポリイソプロピルスチレンなどのポリア
ルキルスチレンや、ポリクロロスチレン、ポリブロモス
チレン、ポリフルオロスチレンなどのポリハロゲン化ス
チレンや、ポリクロロメチルスチレンなどのポリハロゲ
ン化アルキルスチレン、ポリメトキシスチレン、ポリエ
トキシスチレンなどのポリアルコキシスチレンや、ポリ
ビニル安息香酸エステルなどがあり、これらを単独又は
混合して使用でき、水素化重合或いは共重合して使用で
きる。これらの中でも、ポリスチレン、ポリアルキルス
チレン、水素化ポリスチレン、及びこれら構造単位を含
む共重合体が好適に使用でき、これらの中でもポリスチ
レンが最も好適である。

【００１３】このスチレン系重合体成分の重量平均分子
量は、１〜４００万であるのが好ましい。１万未満では
繊維形成性に劣り、４００万を越えると、粘度が高く、
紡糸性に劣るためであり、より好ましくは５〜８０万、
最も好ましくは１０〜３０万である。

【００１４】前記スチレン系重合体成分に対して、例え
ば、可塑剤を添加する、他の分子を共重合する、或いは
他の官能基を側鎖に導入するなどの方法により、ガラス
転移温度を５℃以上低下させた、変性スチレン系重合体
成分のベンゼン環は、より化学修飾しやすい（以下、特
に断らない限り、「変性スチレン系重合体」はガラス転
移温度を５℃以上低下させた、変性スチレン系重合体と
する）。一方、ガラス転移温度が３０℃を越えて低下し
た変性スチレン系重合体成分は、物性が著しく低下する
ので、ガラス転移温度の低下は３０℃以下に抑えるのが
好ましい。より好ましくは、５〜２０℃の低下にする。
例えば、スチレン系重合体成分がガラス転移温度１００
℃程度のポリスチレンの場合には、ガラス転移温度を７
０〜９５℃に低下させた変性ポリスチレンとし、より好
ましくは、８０〜９５℃に低下させた変性ポリスチレン
とする。

【００１５】これらガラス転移温度を低下させる方法の
中でも、可塑剤を添加する方法は、スチレン系重合体成
分の物性の低下が生じにくく、操作も簡単なため、好適
な方法である。この可塑剤としては、例えば、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、１，５ペンタンジオ
ールなどのアルキレングリコール、ヒドロベンゾイン、
ベンズピコールなどの芳香族グリコール、シクロペンタ
ン１，２−ジオール、シクロヘキサン１，２−ジオール
などの炭素環状グリコール、フタル酸ジメチルやフタル
酸ジエチルなどのフタル酸エステル、アジピン酸ジ−２
−エチルヘキシルやアジピン酸ジ−ｎ−デシルなどの脂
肪族二塩基酸エステル、或いはリン酸トリブチル、リン
酸トリ−２−エチルヘキシルなどのリン酸エステルなど
を使用できる。これらの中でも、アルキレングリコール
はスチレン系重合体成分との相溶性が良く、可塑化効率
が高いため好適に使用でき、これらの中でもエチレング
リコールが最も好適に使用できる。

【００１６】この可塑剤の添加量は、特に限定するもの
ではなく、ガラス転移温度の低下が５〜３０℃となるよ
うに、適宜設定すれば良い。例えば、ポリスチレンに対
して、エチレングリコールを０.５〜１０重量％、より
好ましくは１〜６重量％添加する。

【００１７】本発明の未延伸繊維や延伸繊維は、変性ス
チレン系重合体成分のみからなるものであっても良い
が、他の重合体成分と混合する場合、変性スチレン系重
合体成分の特性を活かすために、変性スチレン系重合体
成分は２０重量％以上含まれているのが好ましく、より
好ましくは４０重量％以上である。なお、変性スチレン
系重合体成分のベンゼン環を化学修飾するので、化学修
飾しやすいように、繊維表面の４０％以上占めているの
が好ましい。

【００１８】この変性スチレン系重合体成分以外の他の
重合体成分としては、熱可塑性で、繊維形成性のもので
あれば良く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチ
レン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−プロピ
レン共重合体などのポリオレフィンや、６−ナイロン、
６６−ナイロンなどのナイロンや、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエス
テルなどを使用できる。アルカリ電池用セパレータ用の
繊維としては、耐アルカリ性に優れたポリオレフィンが
好適に使用でき、これらの中でもポリプロピレンが最も
好適に使用できる。

【００１９】この変性スチレン系重合体成分と、他の重
合体成分との配置状態は、例えば、変性スチレン系重合
体と他の重合体成分とを混合紡糸して得られる、レンコ
ン状或いは立体網目状などに変性スチレン系重合体成分
又は他の重合体成分が配置したものや、変性スチレン系
重合体と他の重合体成分とを複合紡糸して得られる、繊
維断面において、同心状又は偏心状の芯鞘型、海島型、
或いは図１（ａ）〜（ｄ）に示すような、一成分１を他
成分２の間に配した菊花型、図１（ｅ）に示すような、
一成分１と他成分２とを交互に２層以上に積層した多層
型のものがある。前者の混合紡糸したものは繊維強度に
優れると共に、変性スチレン系重合体成分のベンゼン環
を化学修飾しやすい、という特長があり、後者の複合紡
糸したものは、変性スチレン系重合体成分を繊維表面に
露出させることができるので、変性スチレン系重合体成
分のベンゼン環を化学修飾しやすい、という特長があ
る。後者の複合紡糸したものの中でも、同心状又は偏心
状の芯鞘型、海島型であると、繊維表面全部を変性スチ
レン系重合体成分とすることができるため、好適に使用
できる。

【００２０】また、菊花型や多層型の繊維断面を有する
未延伸繊維や延伸繊維が分割できる場合には、分割して
細繊維化することにより、表面積が広くなり、しかもよ
り緻密な構造の繊維シート状物とすることができるの
で、電池用セパレータとして使用すると、電解液の保持
性により優れ、しかも短絡を防止できるため、好適に使
用できる。

【００２１】本発明の未延伸繊維は変性スチレン系重合
体成分を含有する樹脂成分を、紡糸温度を３００〜４０
０℃、ドラフト比２０〜１６０で溶融紡糸して得ること
ができる。紡糸温度が３００℃未満であると、得られる
未延伸繊維の伸度が６０％未満となるため加工性が悪
く、紡糸温度が４００℃を越えると、変性スチレン系重
合体成分の分解が著しくなるためである。より好ましい
紡糸温度は、３１０〜３６０℃、最も好ましくは３１５
〜３５０℃である。

【００２２】また、上記温度で紡糸しても、ドラフト比
が２０未満、或いは１６０を越えると、伸度６０％以上
を有する未延伸繊維が得られないため、好ましいドラフ
ト比は２０〜１６０で、より好ましくは３０〜１４０で
ある。

【００２３】なお、未延伸繊維に配向性をもたせ、６０
％以上の伸度をもたせるために、冷却するのが好まし
い。但し、紡糸後、直ちに冷却したのでは、伸度６０％
以上の未延伸繊維が得にくく、また、繊維が破断しやす
く紡糸性が悪くなるので、押出ノズルの押出口末端から
３mm以上離れた地点で冷却するのが好ましい。

【００２４】これら条件以外の紡糸条件としては、特に
限定するものではないが、例えば、押出ノズル径は０.
１〜０.５mm、より好ましくは０.２〜０.４mmである。

【００２５】このようにして得られる未延伸繊維は、６
０〜２００％の伸度を有するため、加工性に優れてい
る。また、繊維断面形状は円形以外に、三角形、四角
形、六角形などの多角形状、楕円形状、長円形状などで
も良く、特に限定するものではない。

【００２６】なお、本発明における繊維の伸度は、テン
シロン（東洋ボールドウィン社製、ＵＴＭ−III−１０
０）で１kgのセルを使用し、繊維の測定長さ（チャック
間）２０mm、引張速度２０mm/minの条件下で、繊維が破
断するまで引張り、引張る前の長さと破断時の長さか
ら、次の式により求める。なお、この測定は温度２５℃
で行なう。

【００２７】本発明の延伸繊維は、上記のようにして得
られる未延伸繊維を延伸して得ることができ、２０〜１
５０％の伸度を有し、強度に優れたものである。この延
伸繊維の伸度が２０％未満であると、脆く、加工性が悪
く、１５０％を越えると、延伸しているにも関わらず、
強度がないためである。より好ましい伸度は２０〜１０
０％である。

【００２８】この延伸は延伸繊維が上記範囲となるよう
に、適宜設定すれば良いが、一般的には、１.３〜３.０
倍の延伸を行なうのが好ましい。１.３倍未満では延伸
したにも関わらず、強度があまり向上せず、３.０倍を
越えると、繊維が破断しやすく、得られる延伸繊維の伸
度もなくなるためである。より好ましくは、１.４〜２.
５倍である。なお、この延伸は常温で行なうこともでき
るが、８０〜２００℃の温度条件下で、繊維が膠着する
ことなく、安定的に行なうことができる。

【００２９】なお、延伸することにより、結晶の配向が
生じるため、複屈折率に変化が生じ、この値を測定する
ことにより、延伸繊維であるか、未延伸繊維であるかを
区別できる。

【００３０】これら未延伸繊維や延伸繊維の繊維径は、
電解液の保持性に優れ、しかも樹枝状の金属の析出や電
極活物質の移動による短絡を防げるように、１８μm以
下であるのが好ましく、より好ましくは７μm以下であ
る。なお、未延伸繊維や延伸繊維が異形断面を有する場
合には、円形断面に換算した値を繊維径とする。また、
未延伸繊維や延伸繊維が分割性を有している場合には、
分割後の繊維径が上記範囲内にあれば良い。

【００３１】また、繊維長も特に限定するものではない
が、繊維シート状物の形成方法によって、適宜設定す
る。例えば、湿式法によって不織布を形成する場合に
は、３〜３０mmであるのが好ましく、カード法やエアレ
イ法などの乾式法によって不織布を形成する場合には、
２０〜１１０mmであるのが好ましい。

【００３２】以上のような未延伸繊維及び／又は延伸繊
維を含む繊維シート状物を形成するが、未延伸繊維や延
伸繊維は優れた伸度を有しているため、破断することな
く、織物や編物、或いは不織布を形成できる。電池用セ
パレータとしては、三次元的な空間を多数有し、電解液
の保持性に優れた不織布が好適である。

【００３３】この未延伸繊維及び延伸繊維の含有量は、
これら繊維の特性を利用できるように、繊維シート状物
中、２０重量％以上含まれているのが好ましく、より好
ましくは４０重量％以上である。

【００３４】なお、未延伸繊維や延伸繊維以外の繊維と
しては、６−ナイロン、６６−ナイロンなどのナイロン
系の樹脂や、エチレン−ビニルアルコール共重合体や、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチ
ルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン
−ブテン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系
の樹脂を単独で、又は、繊維断面において、同心状又は
偏心状の芯鞘型、或いは図１（ａ）〜（ｄ）に示すよう
な、一成分１を他成分２の間に配した菊花型、図１
（ｅ）に示すような、一成分１と他成分２とを交互に２
層以上に積層した多層型に組み合わせた繊維が使用でき
る。電池用セパレータとしては、耐アルカリ性及び耐酸
化性に優れるポリオレフィン系の樹脂を含む繊維が好適
に使用でき、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチ
ルペンテンを含む繊維は繊維強度に優れているため、よ
り好適に使用できる。

【００３５】なお、未延伸繊維や延伸繊維以外の繊維と
して、熱融着性繊維を含んでいると、熱融着性繊維で融
着して、繊維シート状物の形態安定性を向上させること
ができるので、より好適に使用できる。

【００３６】繊維ウエブ（不織布の絡合又は結合前のも
の）の形成方法としては、例えば、カード法やエアレイ
法などの乾式法、湿式法などがあり、これらの中でも、
湿式法によって得られる繊維ウエブは緻密で、均一な表
面状態を有しているため、電池用セパレータとして使用
すると、樹枝状の金属の析出や電極活物質の移動を防止
でき、好適な繊維ウエブの形成方法である。

【００３７】なお、カード法により繊維ウエブを形成す
る場合、配向方向が交差した繊維を含んでいると、たて
方向とよこ方向の強度差が小さくなるので、好適な繊維
ウエブの形成方法である。

【００３８】このような繊維ウエブから不織布を形成す
る方法としては、例えば、繊維ウエブを水流やニードル
などの作用によって絡合させる方法、繊維の熱融着性成
分を融着して結合する方法、バインダーによって結合す
る方法などがあり、これらの方法を単独で、或いは組み
合わせることができる。

【００３９】本発明の電池用セパレータで、水流の作用
によって絡合させる方法は、緊密に絡合して、微細な空
隙を形成するので、電解液の保持性に優れ、しかも油剤
や界面活性剤などを除去できるので、繊維シート状物を
形成した後にスルホン化する場合には、スルホン化を効
率的に行なうことができるため、好適な不織布の形成方
法である。また、前述の分割できる繊維を含んでいる
と、水流によって分割できるため、製造上の利点も有し
ている。

【００４０】この水流による絡合方法としては、例え
ば、ノズル径０.０５〜０.３mm、より好ましくは、０.
１０〜０.１８mm、ピッチ０.２〜３mm、より好ましく
は、０.４〜１.２mmで一列に配列したノズルプレート
や、ノズルを格子状、千鳥状などの二列以上に配列した
ノズルプレートを使用し、水圧１０〜３００kg/cm2の水
流で、繊維ウエブの片面又は両面から処理する。

【００４１】また、緻密な構造を有し、樹枝状の金属の
析出や電極活物質の移動による短絡が生じないように、
水流で処理する際、支持体として、５０メッシュ以上の
細かいネットや、１個当りの孔面積が０.０６mm2以下の
多孔板を使用するのが好ましい。

【００４２】以上のようにして得られる電池用セパレー
タは、０.０５〜０.３mmであるのが好ましい。０.０５m
m未満であると、電解液の保持性が低下しやすく、０.３
mmを越えると、活物質を多く充填できなくなるためであ
る。より好ましい厚さは０.０６〜０.２５mmである。

【００４３】以上のようにして得られる電池用セパレー
タにおける、未延伸繊維や延伸繊維のベンゼン環を化学
修飾する。なお、未延伸繊維や延伸繊維の化学修飾は、
繊維シート状物を形成する前でも良いが、形成した後の
方が、製造上、取り扱いやすい。

【００４４】本発明の電池用セパレータは、発煙硫酸、
クロロ硫酸、塩化スルフリル、濃硫酸などでスルホン化
し、親水性に優れ、電解液の保持性に優れたものとす
る。

【００４５】なお、前述のガラス転移温度を低下させた
変性スチレン系重合体成分は、スルホン化を濃硫酸で容
易に行なうことができるため、繊維強度を低下させるこ
となく、効率的に、しかも十分に行なうことができ、親
水性に優れたものとすることができる。より具体的に
は、濃硫酸でスルホン化して導入される硫黄濃度が５ｐ
ｐｍまでスルホン化する場合に、ガラス転移温度が１０
０℃程度のポリスチレンからなる繊維と、ガラス転移温
度が９０℃程度の変性ポリスチレンからなる繊維とで
は、変性ポリスチレン繊維のスルホン化は、ポリスチレ
ン繊維のスルホン化の約半分の時間で行なうことができ
る。また、ガラス転移温度が９０℃程度の変性ポリスチ
レン繊維は、従来、濃硫酸によるスルホン化では得るこ
とのできなかった、硫黄濃度が２７０ｐｐｍまでスルホ
ン化することができる。

【００４６】なお、スルホン化により導入される硫黄濃
度は、易スルホン化繊維を酸素燃焼フラスコ法により吸
収させた吸収液を、イオンクロマトグラフィー装置（Ｄ
ＩＯＮＥＸ社製、２０００ｉ／ＳＰ）により分析して得
られる硫黄濃度をいう。

【００４７】また、未延伸繊維や延伸繊維の繊維表面
に、ポリオレフィン系などのスルホン化されにくい樹脂
成分と、変性スチレン系重合体成分とが露出した繊維を
主体とする繊維シート状物や、ポリオレフィン系の樹脂
を主体とする繊維と、変性スチレン系重合体成分を主体
とする繊維を混合した繊維シート状物を、スルホン化し
た繊維シート状物は、親水性に優れた部分と、親水性に
劣る部分とを形成しているため、親水性に優れた部分で
は電解液の保持性に優れ、親水性に劣る部分では気体の
透過性に優れるため、密閉型の電池用セパレータとし
て、好適に使用できる。なお、この未延伸繊維や延伸繊
維が分割性であると、気体の透過性という効果以外に、
緻密な構造を形成することができ、より電解液の保持性
に優れているので、好適に使用できる。

【００４８】このように、スルホン化した繊維シートは
親水性に優れており、一次又は二次電池用セパレータと
して使用できる。この電池は開放型でも密閉型でも良
く、形状も円筒形、扁平形、角形でも良い。より具体的
には、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、ニッケル−水素電池などの二次電池のセパレータと
して好適に使用できる。

【００４９】以上、本発明の電池用セパレータを説明し
た。

【００５０】以下に、本発明の実施例を記載するが、以
下の実施例に限定されるものではない。なお、樹脂の溶
融粘度は３２０℃、シェアレート１０^３Ｓ^−１における
もので、フローテスター（島津製作所製、フローテスタ
ーＣＦＴ−５００Ｃ）で、直径１.０ｍｍ、長さ１０.
０ｍｍのノズルを用いて測定した。

【００５１】また、加圧保液率は加圧時の電解液保持率
で、次のようにして測定した。つまり、直径３０ｍｍに
裁断したセパレータを、温度２０℃、相対湿度６５％の
状態下で、水分平衡に至らせた後、重量（Ｗ_０、ｍｇ）
を測定した。次に、セパレータ中の空気を水酸化カリウ
ム溶液で置換するように、比重１.３（２０℃）の水酸
化カリウム溶液中に１時間浸漬し、水酸化カリウム溶液
を保持させた。次に、このセパレータを上下３枚づつの
ろ紙（Ｎｏ．２、直径３０ｍｍ）で挟み、加圧ポンプに
より、２１ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を３０秒間作用させた
後、セパレータの重量（Ｗ_１、ｍｇ）を測定した。そし
て、下記の式により、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。

【００５２】

【実施例】（参考例１）溶融粘度４３０ポイズ、重量平均分子量１７万、ガラス
転移温度１００℃の、シンジオタクチック構造を有する
ポリスチレン（出光石油化学社製）のみを、直径０.２
５ｍｍ、温度３２０℃の押出ノズルから、０.１４ｇ／
分で吐出し、押出ノズルの押出口末端から５ｍｍ離れた
地点から下方１０ｃｍに亘って、エアーで冷却しながら
速度２１０ｍ／分、ドラフト比６６で巻き取り、円形断
面、繊維径１５.４μｍ、伸度１３５％の未延伸繊維を
得た。

【００５３】この未延伸繊維を１２０℃のヒーター上で
２倍延伸して、繊維径１０.９μｍ、伸度２９％の延伸
繊維を得た。この延伸繊維を１万デニールとなるように
集束し、ニップロール幅５ｍｍのクリンパーで巻縮を付
与した後、５０ｍｍ長に裁断した。

【００５４】次いで、この延伸繊維７０重量％と、ポリ
プロピレン（芯）−ポリエチレン（鞘）からなる同心円
状の芯鞘型複合繊維（繊維径２０μｍ、繊維長５１ｍ
ｍ、鞘成分の融着温度１１０℃）３０重量％とを混綿
し、カーディングし、クロスレイヤーにより繊維の配向
方向を交差させて繊維ウエブを形成した後、温度１３０
℃、線圧８０ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理して、目付６
５ｇ／ｍ^２、厚さ０.２ｍｍの不織布を得た。次いで、
この不織布を８０℃、９７％硫酸溶液中に、２０分間浸
漬した後、水洗し、６０℃で乾燥して、スルホン化によ
り導入された硫黄濃度４.０ｐｐｍ、加圧保液率８.５％
のセパレータを得た。

【００５５】（実施例１）参考例１のシンジオタクチック構造を有するポリスチレ
ン（出光石油化学社製）９６部に対して、可塑剤として
ポリエチレングリコールを４部添加して、ガラス転移温
度を９０℃に変性した以外は、参考例１と全く同様にし
て、円形断面、繊維径１５.４μｍ、伸度１１０％の未
延伸繊維を得た。

【００５６】この未延伸繊維を室温（２５℃）で１.５
倍延伸した後、裁断して、繊維径１２.５μｍ、繊維長
１０ｍｍ、伸度５０％の延伸繊維を得た。次いで、この
延伸繊維と７０重量％と、参考例１と同じ樹脂成分から
なる芯鞘型複合繊維（繊維径２０μｍ、繊維長１５ｍ
ｍ）３０重量％とを湿式法により繊維ウエブを形成した
後、この繊維ウエブを８０メッシュの平織ネット上に載
置し、ノズル径０.１３ｍｍ、ピッチ０.６ｍｍのノズル
プレートを用いて、水圧１３０ｋｇ／ｃｍ^２の水流で、
両面から２回ずつ処理して、繊維ウエブを絡合して絡合
繊維ウエブを得た後、参考例１と同じカレンダー処理及
びスルホン化処理を行ない、目付６７ｇ／ｍ^２、厚さ
０.２ｍｍ、スルホン化により導入された硫黄濃度９.３
ｐｐｍ、加圧保液率１３.１％のセパレータを得た。

【００５７】（実施例２）実施例１と同じガラス転移温度を９０℃とした変性ポリ
スチレンと、溶融粘度２７０ポイズのポリプロピレンと
を、１：１の重量比率で、別々に溶融させた後、８つの
小孔を８つの溝で分割した横断面を有する、直径０.３
ｍｍ、３２０℃に加熱された押出ノズルの、小孔からポ
リプロピレン融液を、他方、溝から変性ポリスチレン融
液を夫々０.０７ｇ／分で吐出、複合し、押出ノズルの
押出口末端から５ｍｍ離れた地点から下方１０ｃｍに亘
って、エアーで冷却しながら、速度２１０ｍ／分、ドラ
フト比８７で巻き取り、円形断面、繊維径１６.１μ
ｍ、伸度１３０％の未延伸繊維を得た。

【００５８】この未延伸繊維を１２０℃のヒーター上で
２倍延伸、裁断して、繊維径１１.４μｍ、繊維長１０
ｍｍ、伸度２５％の延伸繊維（図１（ａ）参照）を得
た。この延伸繊維は、変性ポリスチレンが延伸繊維の中
心から伸びるポリプロピレンで８分割されており、変性
ポリスチレンが繊維表面の４７.８％を占めており、ま
た、機械的に分割可能であり、分割後の繊維径はポリプ
ロピレンが２.９μｍ、変性ポリスチレンが２.８μｍで
あった。

【００５９】次いで、この延伸繊維７０重量％と実施例
１と同じ芯鞘型複合繊維３０重量％とを使用し、実施例
１と全く同様にして、繊維ウエブ形成、水流絡合、カレ
ンダー処理、及びスルホン化処理を行ない、目付６５ｇ
／ｍ^２、厚さ０.２ｍｍ、スルホン化により導入された
硫黄濃度９.６ｐｐｍ、加圧保液率１４.５％のセパレー
タを得た。

【００６０】（比較例１）溶融粘度１３０ポイズ、ガラス転移温度１００℃の、ア
タクチック構造を有するポリスチレン（旭化成工業
（株）製）のみを使用したこと、及び２００ｍ／分、ド
ラフト比６６で巻き取ったこと以外は、参考例１と全く
同様にして、断面円形、繊度１５.４μｍ、伸度６.３％
の未延伸繊維を得た。その後、この未延伸繊維を１２０
℃のヒーター上で２倍延伸しようとしたが、ヒーターに
膠着するなど、安定的に延伸することができず、延伸繊
維を得ることができなかったため、セパレータを得るこ
ともできなかった。

【００６１】

【発明の効果】本発明の電池用セパレータはシンジオタ
クチック構造を有し、ガラス転移温度が５℃以上低下し
た変性スチレン系重合体成分を含有し、６０〜２００％
の伸度を有する未延伸繊維、及び／又はシンジオタクチ
ック構造を有し、ガラス転移温度が５℃以上低下した変
性スチレン系重合体成分を含有し、２０〜１５０％の伸
度を有する延伸繊維を含む電池用セパレータであって、
少なくとも前記変性スチレン系重合体成分がスルホン化
されているものである。前記繊維は伸度があるため、繊
維シート状物を得ることができ、得られた繊維シート状
物も加工性に優れている。

【００６２】本発明の電池用セパレータは、製造中或い
は使用中に破断することなく、使用できるものである。

【００６３】そして、少なくともシンジオタクチック構
造を有しガラス転移温度が５℃以上低下した変性スチレ
ン系重合体成分がスルホン化されているため電解液の保
持性に優れた電池用セパレータである。

【００６４】また、上記未延伸繊維及び／又は延伸繊維
が分割していると、繊維径が小さく、しかも緻密な構造
を有する繊維シート状物となるので、より電解液の保持
性に優れた電池用セパレータである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）未延伸繊維の断面図の一例（ｂ）未延伸繊維の断面図の他例（ｃ）未延伸繊維の断面図の他例（ｄ）未延伸繊維の断面図の他例（ｅ）未延伸繊維の断面図の他例

【符号の説明】

１一成分２他成分

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00 D01F 8/00 - 8/18 H01M 2/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シンジオタクチック構造を有し、ガラス
転移温度が５℃以上低下した変性スチレン系重合体成分
を含有し、６０〜２００％の伸度を有する未延伸繊維、
及び／又はシンジオタクチック構造を有し、ガラス転移
温度が５℃以上低下した変性スチレン系重合体成分を含
有し、２０〜１５０％の伸度を有する延伸繊維を含む電
池用セパレータであって、少なくとも前記変性スチレン
系重合体成分がスルホン化されている電池用セパレー
タ。
【請求項２】未延伸繊維及び／又は延伸繊維が分割し
ていることを特徴とする請求項１記載の電池用セパレー
タ。