JP3217094B2 - Manufacturing method of battery separator - Google Patents

Manufacturing method of battery separator

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JP3217094B2
JP3217094B2 JP27704891A JP27704891A JP3217094B2 JP 3217094 B2 JP3217094 B2 JP 3217094B2 JP 27704891 A JP27704891 A JP 27704891A JP 27704891 A JP27704891 A JP 27704891A JP 3217094 B2 JP3217094 B2 JP 3217094B2
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melt
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】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
ルカリ蓄電池用のセパレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator for an alkaline storage battery such as a nickel-cadmium battery, a nickel-zinc battery and a nickel-hydrogen battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、アルカリ蓄電池用のセパレー
タとしては、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のポリアミ
ド繊維、あるいはポリプロピレン等のポリオレフィン繊
維からなる乾式法の不織布が汎用されてきた。この乾式
不織布からなるセパレータは機械的強度が高く加工性が
良好であるが、近年の電池の高容量化に伴う電極活物質
の増加、あるいはセパレータの薄化によって、脱落活物
質の移動、電解液の保持力不足といった問題が生じてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a separator for an alkaline storage battery, a dry nonwoven fabric made of polyamide fibers such as 6-nylon and 6,6-nylon or polyolefin fibers such as polypropylene has been widely used. Although the separator made of this dry nonwoven fabric has high mechanical strength and good workability, the increase in the electrode active material accompanying the recent increase in the capacity of the battery or the thinning of the separator causes the movement of the falling active material and the electrolyte solution. Has a problem of insufficient holding power.

【0003】これらの問題を解決するものとして、メル
トブロー不織布からなるセパレータが提案されている。
メルトブロー不織布は極細繊維からなっているため、不
織布の最大孔径を小さくすること、そして高い空隙率を
得ることができるので、脱落活物質の移動、そして薄化
による電解液の保持力不足の問題は解消できる。しかし
ながら、メルトブロー不織布には通気度が低いため、活
物質を増加させた場合には、多量に発生する反応ガスを
逃し切れず、その結果として、電池の内圧が高くなり、
急速充電が困難となるという欠点があった。更に、メル
トブロー不織布は機械的強度が低いため、電池組立て時
の巻き加工が困難であり、また使用時における電極クラ
ックエッジでの切断による穴あきといった問題点があっ
た。
In order to solve these problems, a separator made of a melt-blown nonwoven fabric has been proposed.
Since the melt-blown non-woven fabric is made of ultra-fine fibers, the maximum pore size of the non-woven fabric can be reduced, and a high porosity can be obtained. Can be resolved. However, since the air permeability of the melt blown nonwoven fabric is low, when the active material is increased, a large amount of the generated reaction gas cannot be escaped, and as a result, the internal pressure of the battery increases,
There was a drawback that quick charging became difficult. Furthermore, since the melt-blown nonwoven fabric has low mechanical strength, it is difficult to perform winding processing at the time of assembling a battery, and there is a problem that a hole is formed by cutting at an electrode crack edge during use.

【0004】これに対して、乾式不織布とメルトブロー
不織布とを積層一体化することによって、乾式不織布に
強度を、そしてメルトブロー不織布に活物質の移動防
止、電解液の保持機能を担わせる試みがなされている。
例えば、特開昭61‐281454号公報には、単繊維直径が0.
1〜2μmであるポリエステルメルトブローウェブと、単
繊維直径が5μm以上の不織布とを高圧水の噴射により積
層一体化した電池用セパレータが記載されている。
[0004] On the other hand, attempts have been made to impart strength to the dry nonwoven fabric, prevent the active material from migrating, and retain the electrolytic solution by integrating the dry nonwoven fabric and the meltblown nonwoven fabric by lamination. I have.
For example, JP-A-61-281454 discloses that the single fiber diameter is 0.
A battery separator is described in which a polyester melt blown web having a thickness of 1 to 2 μm and a nonwoven fabric having a single fiber diameter of 5 μm or more are laminated and integrated by spraying high-pressure water.

【0005】高圧水の噴射による積層一体化の方法は、
接着剤を一切使用せずに繊維の絡み合いのみによって接
合せしめるため、不純物等が溶出されたり、接着剤によ
って孔径が覆われてしまうようなことがなく、更に、高
圧水の作用によって貫通孔が形成されるため、ガス透過
性の優れたものが得られるので、電池用セパレータにお
ける積層一体化の方法としては好ましい方法といえる。
しかしながら、高圧水の噴射を施された不織布は、その
最大孔径がより大きくなるという性質があるため、活物
質の移動防止という機能が阻害されるという問題があっ
た。
[0005] The method of laminating and integrating by injection of high-pressure water is as follows.
Since bonding is performed only by entanglement of fibers without using any adhesive, impurities etc. are not eluted or the pore size is not covered by the adhesive, and through holes are formed by the action of high-pressure water Therefore, it is possible to obtain a gas separator having excellent gas permeability, and it can be said that this is a preferable method for stacking and integrating the battery separator.
However, the nonwoven fabric sprayed with high-pressure water has a property that its maximum pore size becomes larger, and thus has a problem that the function of preventing movement of the active material is hindered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消すべくなされたものであり、活物質の移
動防止機能を阻害することなく、ガス透過性を付与し、
更には、機械的強度を付与できる電池用セパレータの製
造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides gas permeability without impeding the function of preventing the movement of an active material.
Still another object is to provide a method for producing a battery separator that can impart mechanical strength.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、請求項1の発明にあっては、耐アルカリ性
の合成樹脂からなるメルトブロー不織布を高圧水によっ
て絡合処理した後、周速の異なるロール間で熱プレスす
ることを特徴とする電池用セパレータの製造方法とし、
請求項2の発明にあっては、耐アルカリ性の合成樹脂か
らなるメルトブロー不織布と耐アルカリ性の合成樹脂か
らなる短繊維ウェブとを高圧水によって絡合処理(以下
「水流絡合処理」という)した後、周速の異なるロール
間で熱プレスすることを特徴とする電池用セパレータの
製造方法とした。
According to the first aspect of the present invention, a melt-blown nonwoven fabric made of an alkali-resistant synthetic resin is entangled with high-pressure water and then subjected to a peripheral speed reduction. A method for producing a battery separator characterized by hot pressing between different rolls,
According to the invention of claim 2, after a melt-blown nonwoven fabric made of an alkali-resistant synthetic resin and a short fiber web made of an alkali-resistant synthetic resin are entangled with high-pressure water (hereinafter referred to as “water entanglement treatment”). And hot pressing between rolls having different peripheral speeds.

【0008】メルトブロー法とは、溶融紡糸しながら、
その両サイドから高速加熱気流を噴射して繊維を細化
し、それをスクリーン上に捕集し不織布とするものであ
る。メルトブロー法によれば、平均繊維直径が0.5〜十
数μmの極細繊維が得られるが、本発明に使用するもの
としては、平均繊維直径が1.5〜8μmのメルトブロー不
織布を使用することが好ましい。平均繊維直径が1.5μm
未満であると繊維単体の強度が不十分であり、平均繊維
直径が8μmを超えると最大孔径が大きくなりすぎて電極
活物質の移動を防止できない。メルトブロー不織布の目
付は40〜100g/m2で、厚さが360〜900μm、空隙率が90%
程度のものが好適に使用される。
[0008] The melt blow method is a method in which melt spinning is performed.
A high-speed heating air stream is jetted from both sides to thin the fibers, which are collected on a screen to form a nonwoven fabric. According to the melt-blowing method, ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.5 to several tens of μm can be obtained. However, it is preferable to use a melt-blown nonwoven fabric having an average fiber diameter of 1.5 to 8 μm as the material used in the present invention. 1.5 μm average fiber diameter
If the average fiber diameter is less than 8 μm, the maximum pore diameter becomes too large to prevent the movement of the electrode active material. Basis weight of the meltblown nonwoven fabric is 40 to 100 g / m 2, thickness 360~900Myuemu, porosity 90%
A degree is suitably used.

【0009】本発明のメルトブロー不織布を構成する耐
アルカリ性の合成樹脂としては、6−ナイロン、6,6−ナ
イロン等のポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエ
チレン等のポリオレフィン系樹脂、又はポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリスチレン樹脂等を用いることが
できる。
The alkali-resistant synthetic resin constituting the melt-blown nonwoven fabric of the present invention includes polyamide resins such as 6-nylon and 6,6-nylon, polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, or polyphenylene sulfide resins and polystyrene resins. Etc. can be used.

【0010】水流絡合処理としては、従来公知の方法が
採用できる。被水流絡合物をのせる支持体としては、水
流が被水流絡合物を貫通した後、支持体を貫通するよう
にした有孔のスクリーン状のもの、あるいは、水流が被
水流絡合物を貫通した後、支持体にあたり跳ね返るよう
にした無孔のものが使用できる。また、被水流絡合物の
両面から水流を噴射することもできる。
As the water entanglement treatment, a conventionally known method can be employed. As the support on which the water-entangled material is placed, a perforated screen-shaped one in which the water flow penetrates the support after the water flow penetrates the water-entangled material, or the water flow is the water-entangled material After passing through, a non-porous material can be used which rebounds against the support. In addition, a water stream can be jetted from both sides of the entangled material.

【0011】水流絡合処理の条件としては、ノズルオリ
フィス径が0.05〜0.15mm、オリフィス間隔が0.5〜1.5m
m、水圧30〜70kg/cm2、オリフィスから被水流絡合物ま
での距離が5〜30cm、貫通させる回数は2〜5回が適当で
あるが、生産速度、被水流体の目付等により適宜設定す
る。
The conditions for the water entanglement treatment are as follows: the nozzle orifice diameter is 0.05 to 0.15 mm, and the orifice interval is 0.5 to 1.5 m.
m, hydraulic 30~70kg / cm 2, the distance from the orifice to the hydroentanglement product is 5 to 30 cm, the number of times for passing is 2 to 5 times is appropriate, production rate, suitably by the basis weight, etc. of the aqueous fluid Set.

【0012】メルトブロー不織布に水流絡合処理を施す
ことによって、該メルトブロー不織布には、貫通孔が形
成されるため、ガスの透過性が向上する。また、水流絡
合処理によって、メルトブロー不織布を構成している繊
維の密度を部分的に高めることができ、その繊維密度が
高くなった部分により、該メルトブロー不織布は外力に
対しても最低の厚さを確保することができるようになる
ため、電解液の保持性が向上する。
By subjecting the meltblown nonwoven fabric to the hydroentanglement treatment, a through hole is formed in the meltblown nonwoven fabric, so that gas permeability is improved. Further, the density of the fibers constituting the melt-blown nonwoven fabric can be partially increased by the hydroentanglement treatment, and the melt-blown nonwoven fabric has a minimum thickness against external force due to the portion where the fiber density is increased. Can be secured, so that the retention of the electrolytic solution is improved.

【0013】しかしながら、それと同時に最大孔径が約
3倍にまで拡大するため、活物質の移動を完全に防止す
ることが困難となる。そこで、本発明者等は、鋭意研究
した結果、水流絡合処理されたメルトブロー不織布を、
周速の異なるロール間で処理することによって、電解液
の保持性、ガスの透過性をほとんど低下させずに、活物
質の移動を防止することができることを見出した。
However, at the same time, the maximum pore diameter is increased to about three times, so that it is difficult to completely prevent the movement of the active material. Therefore, the present inventors have conducted intensive studies and found that a melt-blown nonwoven fabric subjected to hydroentanglement treatment is
It has been found that by treating between rolls having different peripheral speeds, the movement of the active material can be prevented without substantially lowering the retention of the electrolytic solution and the gas permeability.

【0014】すなわち、周速の異なるロール間で処理
し、剪断力を与えることによって、最大孔径を50%程
度縮小することができ、更に、不織布の表面に対して垂
直に貫通している貫通孔を、不織布の表面に対して斜め
にすることができるため、より活物質の移動を防止する
ことができるのである。
That is, the maximum pore diameter can be reduced by about 50% by applying a shearing force by treating between rolls having different peripheral speeds, and furthermore, a through-hole penetrating perpendicularly to the surface of the nonwoven fabric. Can be inclined with respect to the surface of the nonwoven fabric, so that the movement of the active material can be further prevented.

【0015】ロールの周速比は1:1よりも大きく、1:
1.5以下であることが好ましい。周速比が、1:1.5を超
えると不織布に皺が発生してしまい、均一なセパレータ
が得られないため好ましくない。
The peripheral speed ratio of the roll is greater than 1: 1 and 1:
It is preferably 1.5 or less. When the peripheral speed ratio exceeds 1: 1.5, wrinkles are generated in the nonwoven fabric, and a uniform separator cannot be obtained, which is not preferable.

【0016】上記のロールによる熱プレスは、水流絡合
処理されたメルトブロー不織布を熱風乾燥機等によって
乾燥させた後に行われる。
The hot pressing by the above-mentioned roll is performed after the melt-blown nonwoven fabric subjected to the hydroentanglement treatment is dried by a hot-air dryer or the like.

【0017】熱プレスの温度は、メルトブロー不織布を
構成している繊維の結晶化温度で行うのが好ましい。こ
こで、結晶化温度とは、メルトブロー不織布を加熱した
場合に、該メルトブロー不織布を構成している繊維の非
結晶部分の結晶化が進む温度領域をいい、示差走査熱量
測定法等によって得られるメルトブロー不織布の示差熱
曲線において、ガラス転移温度より高く融点より低い温
度範囲で、かつ示差熱曲線の変曲点であって最低の温度
以上、極大値であって最高の温度以下の温度範囲をい
う。例えば、メルトブロー不織布を構成している繊維が
6−ナイロンの場合、その結晶化温度は、77〜187℃であ
り、6,6−ナイロンの場合は100〜238℃、ポリプロピレ
ンの場合は55〜140℃、ポリフェニレンサルファイドの
場合は106〜243℃である。熱プレスの線圧は、0.6〜5Kg
/cmが好ましく、線圧が0.6Kg/cm未満の場合には十分な
強度が得られず、5Kg/cmを超える場合には空隙率が低く
なる。
The hot pressing is preferably performed at the crystallization temperature of the fibers constituting the melt blown nonwoven fabric. Here, the crystallization temperature refers to a temperature range in which the crystallization of the non-crystalline portions of the fibers constituting the melt-blown nonwoven fabric proceeds when the meltblown nonwoven fabric is heated, and is a melt-blown material obtained by a differential scanning calorimetry or the like. In the differential heat curve of the nonwoven fabric, it refers to a temperature range higher than the glass transition temperature and lower than the melting point, and an inflection point of the differential heat curve between the lowest temperature and the maximum value and the highest temperature or lower. For example, the fibers that make up the meltblown nonwoven fabric
For 6-nylon, the crystallization temperature is 77-187 ° C, for 6,6-nylon 100-238 ° C, for polypropylene 55-140 ° C, for polyphenylene sulfide 106-243 ° C. It is. The linear pressure of the heat press is 0.6-5kg
/ cm is preferable. When the linear pressure is less than 0.6 kg / cm, sufficient strength cannot be obtained, and when it exceeds 5 kg / cm, the porosity is low.

【0018】メルトブロー不織布を構成している繊維
は、高速加熱気流を噴射する際に多少延伸されるが、そ
の延伸度は低く、非結晶部分を多く有している。上記の
ような、条件で熱プレスすると、その非結晶部分のみを
軟化、接着せしめるが、結晶部分は影響を受けず、元の
状態を維持するため、メルトブロー不織布表面全体がフ
ィルム化するといった問題は生じることなく強度を与え
ることができる。しかも、非結晶部分の繊維は接着する
と同時に結晶化が進むため、不織布を構成している繊維
自体の強度も大きくなるのである。
The fibers constituting the melt-blown nonwoven fabric are slightly stretched when a high-speed heating air stream is jetted, but the stretching degree is low and has many non-crystalline portions. When hot pressed under the conditions described above, only the non-crystalline part is softened and bonded, but the crystalline part is not affected and the original state is maintained. Strength can be imparted without occurring. Moreover, since the fibers in the non-crystalline portion adhere and adhere to the crystallization, the strength of the fibers constituting the non-woven fabric also increases.

【0019】熱プレスには、加熱ゾーンを有するカレン
ダーロールを用い、結晶化温度に加熱すると同時にプレ
スする方法、あるいはドライヤー等によって、メルトブ
ロー不織布を予め結晶化温度に加熱した直後に、ロール
表面を結晶化温度に加熱したカレンダーロールで該不織
布をプレスする方法が採用できる。後者の場合には、メ
ルトブロー不織布が結晶化温度に到達した直後にプレス
しないと、非結晶部分の結晶化が進んでしまい接着剤と
しての効果が得られない。熱風乾燥機による乾燥も、非
結晶部分の結晶化が促進しない温度で行うことが好まし
い。
For the hot press, a calender roll having a heating zone is used, and the roll surface is heated to the crystallization temperature and pressed at the same time, or the roll surface is crystallized immediately after the melt blown nonwoven fabric is heated to the crystallization temperature in advance by a drier or the like. A method in which the nonwoven fabric is pressed with a calender roll heated to the formation temperature can be employed. In the latter case, if the melt-blown nonwoven fabric is not pressed immediately after reaching the crystallization temperature, the crystallization of the non-crystalline portion proceeds and the effect as an adhesive cannot be obtained. Drying with a hot air dryer is also preferably performed at a temperature at which crystallization of the non-crystalline portion is not promoted.

【0020】本発明におけるロールとしては、通常のロ
ールの他に、ベルトタイプのもの、あるいはロールとベ
ルトタイプとを組合せたものも含む。通常のロールの場
合のロールの表面材質としては、ゴム‐ゴムの組合せが
最も好ましいが、スチール‐スチール、スチール‐ゴ
ム、コットン‐スチール、コットン‐コットンの組合せ
も可能である。
The roll in the present invention includes a belt type or a combination of a roll and a belt type in addition to a normal roll. As the surface material of the roll in the case of a normal roll, a combination of rubber and rubber is most preferable, but a combination of steel-steel, steel-rubber, cotton-steel, and cotton-cotton is also possible.

【0021】また、メルトブロー不織布に短繊維ウェブ
を積層させた後に、水流絡合処理を施し、短繊維ウェブ
とメルトブロー不織布とを絡合一体化することによっ
て、機械的強度を向上させることができる。
After laminating the short fiber web on the melt-blown nonwoven fabric, it is subjected to a hydroentanglement treatment so that the short fiber web and the meltblown nonwoven fabric are entangled and integrated, whereby the mechanical strength can be improved.

【0022】短繊維ウェブとは、従来公知の乾式法、エ
アレイ法、湿式法等によって、短繊維をウェブ状にした
ものであり、短繊維ウェブの目付は10〜50g/m2のものが
好適に使用される。
The staple fiber web is a staple fiber formed into a web by a conventionally known dry method, air lay method, wet method or the like. The staple fiber web preferably has a basis weight of 10 to 50 g / m 2. Used for

【0023】短繊維としては、6−ナイロン、6,6−ナイ
ロン等のポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等のポリオレフィン系繊維、ポリフェニレンサルフ
ァイド繊維、アラミド繊維等が使用できるが、メルトブ
ロー不織布を構成している合成樹脂よりも、融点の低い
接着性を有するものを使用した場合には、高い強度が得
られるため好ましい。また、6−ナイロン/6,6−ナイロ
ン、ポリエチレン/ポリプロピレン、ポリエチレン/ポ
リエチレンテレフタレート、6−ナイロン/ポリエチレ
ン、6−ナイロン/ポリプロピレンからなる芯鞘型ある
いはサイドバイサイド型の複合繊維、オレンジファイバ
ー等の分割繊維も好適に使用できる。短繊維の平均繊維
直径は特に限定されないが、細くて高強度のものほど好
ましく、短繊維の繊維長は、10〜80mmであることが好ま
しい。
As the short fibers, polyamide fibers such as 6-nylon and 6,6-nylon, polyolefin fibers such as polypropylene and polyethylene, polyphenylene sulfide fibers, aramid fibers and the like can be used. It is preferable to use a resin having an adhesiveness having a lower melting point than that of a synthetic resin, since high strength can be obtained. Also, split fibers such as 6-nylon / 6,6-nylon, polyethylene / polypropylene, polyethylene / polyethylene terephthalate, 6-nylon / polyethylene, 6-nylon / polypropylene core-sheath or side-by-side composite fibers, orange fibers, etc. Can also be suitably used. The average fiber diameter of the short fibers is not particularly limited, but the thinner and higher the strength, the more preferable. The fiber length of the short fibers is preferably 10 to 80 mm.

【0024】メルトブロー不織布と短繊維ウェブとの重
量比は80重量%:20重量%〜60重量%:40重量%であ
り、積層後の目付は40〜100g/m2であることが好まし
い。短繊維ウェブが20重量%未満であると、補強の効果
が得られず、40重量%を超えると最大孔径が大きくな
り、保液率も低下するため好ましくない。上記のよう
に、メルトブロー不織布を構成している合成樹脂より
も、融点の低い接着性を有するものを使用した場合に
は、短繊維ウェブが20重量%で十分な強度が得られるた
め、保液率、活物質の移動防止機能、通気度、そして強
度のすべてに優れたものが得られる。
The weight ratio of the melt blown nonwoven fabric to the short fiber web is preferably 80% by weight: 20% by weight to 60% by weight: 40% by weight, and the basis weight after lamination is preferably 40 to 100 g / m 2 . If the short fiber web is less than 20% by weight, the reinforcing effect cannot be obtained. If the short fiber web exceeds 40% by weight, the maximum pore size increases, and the liquid retention rate is undesirably reduced. As described above, when a material having an adhesiveness having a lower melting point than that of the synthetic resin constituting the meltblown nonwoven fabric is used, the short fiber web has sufficient strength at 20% by weight. Excellent in all of the rate, the function of preventing the movement of the active material, the air permeability, and the strength are obtained.

【0025】メルトブロー不織布と短繊維ウェブとの積
層の方法は、二層構造の他に、短繊維ウェブがメルトブ
ロー不織布の両側になるような三層構造、メルトブロー
不織布が短繊維ウェブの両側になるような三層構造とす
ることもできる。
The method of laminating the melt-blown nonwoven fabric and the short fiber web is, in addition to the two-layer structure, a three-layer structure in which the short fiber web is on both sides of the melt-blown nonwoven fabric. A three-layer structure is also possible.

【0026】水流絡合処理、およびカレンダーロールに
よる処理は、上記の場合と同じ条件で処理すれば良い。
The hydroentanglement process and the process using a calender roll may be performed under the same conditions as those described above.

【0027】また、本発明で使用される耐アルカリ性の
合成繊維は、いずれも疎水性の大きいものであり、繊維
自体の保水性が小さいため、親水処理剤によって表面処
理を行うことによって、保水性を高め電解液の含有量を
増加させることができる。親水処理剤としては、アニオ
ン系、カチオン系、ノニオン系界面活性剤を使用するこ
とができるが、特に耐アルカリ性の良好なノニオン系界
面活性剤が好適に用いられる。
Further, the alkali-resistant synthetic fibers used in the present invention are all highly hydrophobic and have low water retention of the fibers themselves. And the content of the electrolytic solution can be increased. As the hydrophilic treatment agent, an anionic, cationic or nonionic surfactant can be used, and a nonionic surfactant having particularly good alkali resistance is suitably used.

【0028】以下、本発明を実施例によって更に説明す
る。尚、本明細書中に示されている物性値の測定法また
は定義は下記の通りである。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. In addition, the measuring method or definition of the physical property value shown in this specification is as follows.

【0029】(最大孔径)バブルポイント法に基づくも
のであり、実際の測定はコールター エレクトロニクス
社(Coulter ElectronicsLimited)製の孔径分布測定
機、ポロメーター(POROMETER)で測定した。
(Maximum pore diameter) This is based on the bubble point method, and the actual measurement was carried out using a porometer (POROMETER), a pore diameter distribution measuring instrument manufactured by Coulter Electronics Limited.

【0030】(空隙率) ここで、ρは不織布の目付と厚みから算出される見掛密
度、ρ0は不織布を構成している合成繊維の密度であ
る。
(Porosity) Here, [rho the apparent density calculated from basis weight and thickness of the nonwoven fabric, [rho 0 is the density of the synthetic fibers constituting the nonwoven fabric.

【0031】(10%モジュラス)伸度が10%に達した時
点での引張強度をいう。
(10% modulus) The tensile strength when the elongation reaches 10%.

【0032】(保液率)水分平衡状態のサンプル(質量
W)を、比重1.30(20℃)の水酸化カリウム溶液中に常
温で浸漬し、充分吸収(1時間以上)させた後、液中か
ら引上げて10分後の質量(W1)を測定し、次式によっ
て算出した。
(Liquid retention ratio) A sample (mass W) in a water equilibrium state was immersed in a potassium hydroxide solution having a specific gravity of 1.30 (20 ° C.) at room temperature to be sufficiently absorbed (1 hour or more). And the mass (W 1 ) after 10 minutes was measured and calculated by the following equation.

【0033】(通気度)フラジール形試験機を用いて測
定した。(JIS L1096)
(Air permeability) Measured using a Frazier tester. (JIS L1096)

【0034】[0034]

【実施例】工程1;被水流絡合物を10m/minで移動する
ネットスクリーンにのせ、ノズルオリフィス径0.07mm
φ、オリフィス間隔0.8mm、ノズルオリフィスから被水
流絡合物までの距離8cm、水圧50kg/cm2の条件で、片面
から3回、水流絡合処理する工程。 工程2;70cm幅、表面材質フッ素ゴムの、加熱ゾーンを
有するカレンダーロールを使用し、ロールの周速比を任
意に設定し、温度180℃、線圧4kg/cmで10秒間加熱プレ
スする工程。
[Example] Step 1: The entangled material is placed on a net screen moving at 10 m / min, and the nozzle orifice diameter is 0.07 mm.
Step of performing water entanglement three times from one side under the conditions of φ, orifice spacing 0.8 mm, distance from nozzle orifice to water entangled material 8 cm, water pressure 50 kg / cm 2 . Step 2: A step of using a calender roll having a heating zone of 70 cm width and surface material of fluoro rubber and having a heating zone, arbitrarily setting the peripheral speed ratio of the roll, and heating and pressing at a temperature of 180 ° C. and a linear pressure of 4 kg / cm for 10 seconds.

【0035】(実施例1〜2、比較例1〜4)メルトブ
ロー法によって、平均繊維直径が約3μm、目付が58g/
m2、厚さが500μmとなるように製造された6−ナイロン
からなるメルトブロー不織布を原反1とし、原反1を、
工程2でロールの周速比1:1として処理したものを比較
例1とした。原反1を、工程1で処理し、熱風乾燥機で
乾燥後、工程2でロールの周速比1:1.2として処理した
ものを実施例1、1:1.5として処理したものを実施例
2、1:1として処理したものを比較例2、1:1.7として処
理したものを比較例3とした。
(Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 to 4) The average fiber diameter was about 3 μm and the basis weight was 58 g /
m 2 , a melt-blown nonwoven fabric made of 6-nylon manufactured to have a thickness of 500 μm is referred to as a raw material 1, and the raw material 1 is
Comparative Example 1 was processed in Step 2 with a peripheral speed ratio of the rolls of 1: 1. The raw material 1 was treated in Step 1, dried with a hot air dryer, and then treated in Step 2 with the roll at a peripheral speed ratio of 1: 1.2 in Example 1, and treated in a ratio of 1: 1.5 with Example 2, The sample treated as 1: 1 was designated as Comparative Example 2, and the one treated at 1: 1.7 was designated as Comparative Example 3.

【0036】メルトブロー法によって、平均繊維直径が
約4μm、目付が58g/m2、厚さが470μmとなるように製造
された6−ナイロンからなるメルトブロー不織布を原反
2とし、この原反2を、工程2でロールの周速比1:1と
して処理したものを比較例4とし、各々についての物性
値を表1に示した。
A melt-blown nonwoven fabric made of 6-nylon manufactured by the melt blow method to have an average fiber diameter of about 4 μm, a basis weight of 58 g / m 2 , and a thickness of 470 μm is referred to as a raw material 2. In addition, a roller treated in Step 2 with a peripheral speed ratio of 1: 1 was used as Comparative Example 4, and the physical property values of each were shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】(実施例3〜4、比較例5〜7)カード法
によって6−ナイロン短繊維(2d×38mm)から短繊維ウ
ェブを作製した。またメルトブロー法によって、平均繊
維直径が約3μm、空隙率が約90%の6−ナイロンからな
るメルトブロー不織布を作製した。短繊維ウェブとメル
トブロー不織布とを種々の重量比で積層し、合計目付が
60g/m2となるようにした。得られた積層物を工程1で処
理し、熱風乾燥機で乾燥後、工程2でロールの周速比1:
1として処理したものを比較例5(短繊維ウェブとメル
トブロー不織布との重量比2:8)とし、ロールの周速比
1:1.5として処理したものを実施例3(重量比2:8)、実
施例4(重量比4:6)、比較例6(重量比1:9)、比較例
7(重量比5:5)とし、各々についての物性値を表2に
示した。
(Examples 3 and 4, Comparative Examples 5 and 7) A short fiber web was prepared from 6-nylon short fibers (2d × 38 mm) by a card method. Further, a melt-blown nonwoven fabric made of 6-nylon having an average fiber diameter of about 3 μm and a porosity of about 90% was produced by a melt blow method. The short fiber web and the meltblown nonwoven fabric are laminated at various weight ratios, and the total basis weight is
It was adjusted to 60 g / m 2 . The obtained laminate is treated in step 1 and dried with a hot air drier, and then in step 2, the peripheral speed ratio of the rolls is 1:
The sample treated as 1 was used as Comparative Example 5 (weight ratio of short fiber web to melt blown nonwoven fabric 2: 8), and the peripheral speed ratio of the roll
Those treated as 1: 1.5 were treated in Example 3 (weight ratio 2: 8), Example 4 (weight ratio 4: 6), Comparative Example 6 (weight ratio 1: 9), and Comparative Example 7 (weight ratio 5: 5). ) And the physical properties of each are shown in Table 2.

【0039】(実施例5)カード法によってポリプロピ
レン短繊維(1.5d×38mm)から短繊維ウェブを形成し
た。この短繊維ウェブと平均繊維直径が約3μm、空隙率
が約90%の6−ナイロンからなるメルトブロー不織布と
を重量比2:8で積層し、合計目付が60g/m2となるように
した。得られた積層物を工程1で処理し、熱風乾燥機で
乾燥後、工程2でロールの周速比1:1.5として処理した
ものを実施例5とし、物性値を表2に示した。
Example 5 A short fiber web was formed from short polypropylene fibers (1.5 d × 38 mm) by a card method. This short fiber web and a melt-blown nonwoven fabric made of 6-nylon having an average fiber diameter of about 3 μm and a porosity of about 90% were laminated at a weight ratio of 2: 8 so that the total basis weight was 60 g / m 2 . The obtained laminate was treated in step 1, dried with a hot air drier, and then treated in step 2 with a roll peripheral speed ratio of 1: 1.5, which was designated as Example 5, and the physical properties are shown in Table 2.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】一般的に、電池用セパレータにおいて電極
活物質の移動を完全に防止するためには、最大孔径は45
μm以下であることが必要とされている。表1から明ら
かなように、水流絡合処理を施した比較例2のものは、
水流絡合処理を施していない比較例1のものよりも、保
液率および通気度において優れているが、最大孔径が64
μmにまで拡大している。周速の異なるロール間で処理
された実施例1および2のものは、最大孔径について45
μm以下を満足し、保液率、通気度についても、比較例
2のものと比較するとやや劣っているものの、比較例1
のものと比較すると十分優れている。また、比較例3の
ものは1:1.5を超える周速比で処理しているため、不織
布に皺が発生し、均一なシートとならず、実用に供せる
ものではなかった。比較例4のものは、原反として実施
例1および2の原反よりも、平均繊維直径が大きいメル
トブロー不織布を用いたため、通気度において比較例1
のものより優れているものの、水流絡合処理を施されて
いないため、保液率について劣っている。
Generally, in order to completely prevent the movement of the electrode active material in the battery separator, the maximum pore size is 45 μm.
It is required to be less than μm. As is clear from Table 1, Comparative Example 2 which was subjected to the hydroentanglement treatment was:
Compared to Comparative Example 1 not subjected to the hydroentanglement treatment, the liquid retention rate and the air permeability are superior, but the maximum pore diameter is 64.
It has expanded to μm. In Examples 1 and 2 processed between rolls having different peripheral speeds, the maximum hole diameter was 45%.
μm or less, and the liquid retention rate and air permeability were slightly inferior to those of Comparative Example 2, but Comparative Example 1
Excellent enough compared to Further, in the case of Comparative Example 3, since the treatment was carried out at a peripheral speed ratio exceeding 1: 1.5, wrinkles were generated in the nonwoven fabric, the resulting sheet was not uniform, and was not practically usable. In Comparative Example 4, since the melt-blown nonwoven fabric having a larger average fiber diameter than that of the raw materials of Examples 1 and 2 was used as the raw material, Comparative Example 1 was used in terms of air permeability.
Although it is superior to the above, it is inferior in liquid retention because it is not subjected to the water entanglement treatment.

【0042】表2から明らかなように、短繊維ウェブを
積層して水流絡合処理した場合には、10%モジュラスが
大幅に向上するが、この場合においても、周速の異なる
ロール間で処理されていない比較例5のものは、最大孔
径45μm以下を満足していない。比較例6のものは、短
繊維ウェブの重量比が20重量%に満たないため補強の効
果が得られておらず、逆に比較例7のものは、短繊維ウ
ェブの重量比が40重量%を超えているため、最大孔径45
μm以下を満足しておらず、保液率も低下している。
As is clear from Table 2, when the short fiber web is laminated and subjected to the hydroentanglement treatment, the 10% modulus is greatly improved, but even in this case, the treatment is performed between rolls having different peripheral speeds. Comparative Example 5, which was not prepared, did not satisfy the maximum pore diameter of 45 μm or less. In the case of Comparative Example 6, the reinforcing effect was not obtained because the weight ratio of the short fiber web was less than 20% by weight. Conversely, in the case of Comparative Example 7, the weight ratio of the short fiber web was 40% by weight. Maximum hole diameter of 45
μm or less is not satisfied, and the liquid retention is also low.

【0043】実施例3〜5のものは、10%モジュラス、
最大孔径、保液率、通気度について満足できる値を示し
ている。特に、実施例5のものは、短繊維として、メル
トブロー不織布を構成している合成樹脂、すなわち6−
ナイロンよりも融点の低いポリプロピレン短繊維を使用
することによって、メルトブロー不織布と短繊維ウェブ
との接着を向上せしめているので、短繊維ウェブの重量
比が少なくても、10%モジュラスが高い値を示してお
り、最大孔径、保液率、通気度についても満足できる値
を示している。
Examples 3 to 5 have a 10% modulus,
Satisfactory values are shown for the maximum pore size, liquid retention rate, and air permeability. In particular, in the case of Example 5, the synthetic resin constituting the melt-blown nonwoven fabric as the short fiber, that is, 6-
By using a polypropylene short fiber having a lower melting point than nylon, the adhesion between the meltblown nonwoven fabric and the short fiber web is improved, so even if the weight ratio of the short fiber web is small, a 10% modulus shows a high value. It shows satisfactory values for the maximum pore size, liquid retention rate, and air permeability.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1に記載した製造方法によれば、
保液率、通気度、および活物質の防止機能に優れた電池
用セパレータを得ることができる。また、請求項2に記
載した製造方法によれば、保液率、通気度、活物質の防
止機能に加えて、強度にも優れた電池用セパレータを得
ることができる。
According to the manufacturing method described in claim 1,
It is possible to obtain a battery separator having excellent liquid retention, air permeability, and a function of preventing an active material. Further, according to the manufacturing method described in claim 2, a battery separator excellent in strength in addition to a liquid retention rate, air permeability, and a function of preventing an active material can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−114055(JP,A) 特開 昭60−75659(JP,A) 特開 昭62−299557(JP,A) 特開 平1−118659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/14 - 2/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-114055 (JP, A) JP-A-60-75659 (JP, A) JP-A-62-299557 (JP, A) JP-A-1- 118659 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 2/14-2/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 耐アルカリ性の合成樹脂からなるメルト
ブロー不織布を高圧の水流によって絡合処理した後、周
速の異なるロール間で熱プレスすることを特徴とする電
池用セパレータの製造方法。
1. A method for producing a battery separator, comprising: subjecting a melt-blown non-woven fabric made of an alkali-resistant synthetic resin to an entanglement treatment with a high-pressure water stream, followed by hot pressing between rolls having different peripheral speeds.
【請求項2】 耐アルカリ性の合成樹脂からなるメルト
ブロー不織布と耐アルカリ性の合成樹脂からなる短繊維
ウェブとを高圧水によって絡合処理した後、周速の異な
るロール間で熱プレスすることを特徴とする電池用セパ
レータの製造方法。
2. A melt-blown nonwoven fabric made of an alkali-resistant synthetic resin and a short fiber web made of an alkali-resistant synthetic resin are entangled with high-pressure water, and then hot-pressed between rolls having different peripheral speeds. Of producing a battery separator.
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