JP2001011764A

JP2001011764A - 親水性不織布及びこれを用いた電池セパレータ並びに電池

Info

Publication number: JP2001011764A
Application number: JP11179992A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamamoto; 博之山本; Toyohiko Sano; 豊彦佐野; Shuji Hori; 修二堀; Tomofumi Tanaka; 智文田中; Tatsunobu Kida; 達宣木田
Original assignee: Daiwa Boseki KK; Daiwabo Co Ltd
Current assignee: Daiwa Boseki KK; Daiwabo Co Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-16
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: JP3510156B2

Abstract

(57)【要約】【課題】メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレ
ン繊維が露出している不織布をスルホン化することによ
り、優れた接着強度および親水性を有する親水性不織布
と、電池寿命を低下させることなく電池容量の向上に寄
与しうる生産性の優れた電池セパレータを提供する。【解決手段】メタロセン触媒を用いて重合されたポリエ
チレン繊維は、例えば密度：０．８７〜０．９３g/cm
³ 、融点：７０〜１２５℃、分子量分布（重量平均分子
量／数平均分子量）：１．５〜３．５の範囲であり、緩
いスルホン化処理条件においても高度にスルホン化でき
る。この親水性不織布は、繊維表面の少なくとも一部に
メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンが露出
している熱可塑性合成繊維を少なくとも５重量％含有す
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、衛生材料、ワイパ
ー、フィルター、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な
どに好適な親水性不織布に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポリオレフィン系繊維からな
る不織布は疎水性であり、例えば、電池セパレータに用
いたときの濡れ性に劣るため、ポリオレフィン系繊維か
らなる不織布を親水化処理する様々な方法が提案されて
いる。親水化処理方法としては、スルホン化処理、フッ
素化処理、コロナ放電処理、またはビニルモノマーのグ
ラフト重合処理などが挙げられるが、特に二次電池の自
己放電性の改良において、スルホン化処理が有用であ
り、様々な方法が提案されている。例えば、特開平１−
１３２０４２号公報および特開平１−１３２０４４号公
報には、ポリプロピレン繊維を開繊し分散させた後、ポ
リエチレンを分散させた有機溶媒中に均一にふりかけて
ポリプロピレン繊維同士に結着性を付与させ、さらに熱
ロール間を通過させることにより各繊維同士を熱融着さ
せて、内部がポリプロピレン、表面層付近がポリエチレ
ンである不織布とし、スルホン化処理によってポリエチ
レン部分をスルホン化した電池セパレータが開示されて
いる。また、特開平７−２７８９６３号公報には、易ス
ルホン化繊維としてガラス転移温度が５℃以上低下した
シンジオタクチックスチレン系重合成分を用い、濃硫酸
溶液中に浸漬しスルホン化した電池用セパレータが提案
されている。さらに、特開平８−３２５９３２号公報に
は、直鎖状低密度ポリエチレンを鞘成分とし、ポリプロ
ピレンを芯成分とした鞘芯型複合繊維からなる不織布を
スルホン化処理したスルホン化不織布が提案されてい
る。

【０００３】また、ヒートシール性等接着強度の優れた
ポリエチレンとして、特開平９−４１２５５号公報、特
開平１０−２９８８２７号公報にはメタロセン触媒を用
いて重合されたポリエチレンを用いた不織布が開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電池用セパレータには以下の問題点がある。例えば、特
開平１−１３２０４２号公報、特開平１−１３２０４４
号公報、および特開平８−３２５９３２号公報では、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の易スルホン化性に
ついて種々の実験が試みられるているが、高密度ポリエ
チレンは接着強力に優れているものの、スルホン化反応
速度が遅く、直鎖状低密度ポリエチレンはスルホン化反
応速度に優れているものの、接着強力が弱く、例えば、
電池セパレータに使用するには、スルホン化度と接着強
力の面で十分に両立しているとはいえない。また、特開
平７−２７８９６３号公報では、シンジオタクチックポ
リスチレン系繊維は一般に紡糸性が悪く、細繊度化する
ことは困難であり、たとえ細繊度化が可能であったとし
ても、生産性に劣り、コスト高となる。

【０００５】また、特開平９−４１２５５号公報、特開
平１０−２９８８２７号公報においては、接着強力には
優れているものの、メタロセン触媒を用いて重合された
ポリエチレン繊維について親水性付与等の検討が未だな
されていない。

【０００６】本発明はこれらの実情に鑑み、優れた接着
強度および親水性を有する親水性不織布、さらに緩いス
ルホン化処理条件においても高度にスルホン化するスル
ホン化不織布を提供し、特に、電池寿命を低下させるこ
となく電池容量の向上に寄与しうる、生産性の優れた電
池セパレータを得ることを目的としてなされたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明において、様々な
構成からなるポリエチレンの中から下記範囲を満たすポ
リエチレンを選択して採用することにより、優れた接着
強度および親水性を有する親水性不織布、特にスルホン
化処理においてスルホン化反応速度が速いスルホン化不
織布が得られることが判り、本発明に至った。すなわち
本発明の親水性不織布は、繊維表面の少なくとも一部に
メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンが露出
している熱可塑性合成繊維を少なくとも５重量％含有す
る繊維集合体であって、前記繊維集合体が親水化処理さ
れていることを特徴とする。

【０００８】メタロセン触媒を用いて重合されたポリエ
チレンが下記の範囲を満たすと、特に低温接着性に優
れ、スルホン化処理におけるスルホン化反応速度が速い
親水性不織布が得られ、好ましい。（１）密度：０．８７〜０．９３g/cm³ （２）融点：７０〜１２５℃ （３）分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）：
１．５〜３．５さらに、熱可塑性合成繊維がメタロセン触媒を用いて重
合されたポリエチレンを少なくとも３０重量％と他のポ
リオレフィン系重合体との混合体を含有すると、熱接着
時の加工温度領域が広く、接着強度に優れ、好ましい。

【０００９】熱可塑性合成繊維が、鞘成分をメタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンとし、芯成分をポ
リオレフィン系重合体とした鞘芯型複合繊維であると、
繊維表面が選択的に親水化され、不織布強力を維持でき
る点で好ましい。

【００１０】そして、親水化処理がスルホン化処理であ
ると、他のポリエチレンに比して、スルホン化反応速度
に優れ、ポリエチレン以外の素材にダメージを与えるこ
となく親水化処理を施すことができ、不織布強力や親水
性において有利である点で好ましい。

【００１１】前記親水性不織布からなる電池セパレータ
は、緩やかな親水化処理条件でも親水性に優れ、低コス
トであり、自己放電特性の改良に寄与するだけでなく、
電池に組み込む際の注液性や卷回性に優れる点で好まし
い。

【００１２】前記電池セパレータを組み込んだ電池は、
電池寿命および電池容量に優れ、好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の親水性不織布は、繊維表
面の少なくとも一部にメタロセン触媒を用いて重合され
たポリエチレンが露出してなる熱可塑性合成繊維を少な
くとも５重量％含有する繊維集合体である。メタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンとしては、密度が
０．８７〜０．９７g/cm³ であるポリエチレンまたはエ
チレンと炭素数３以上のα−オレフィンとの共重合体か
らなる構造であり、炭素数３以上のα−オレフィン成分
としては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１
−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン
などが挙げられる。特に、下記の構造を満たすポリエチ
レンは、低温接着性に優れた親水性不織布が得られる点
で好ましく、特に、親水化処理がスルホン化処理である
とき、スルホン化反応速度が速い点で好ましい。（１）密度：０．８７〜０．９３g/cm³ （２）融点：７０〜１２５℃ （３）分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）：
１．５〜３．５より好ましくは、密度が０．９１〜０．９３g/cm³ 、融
点が９５〜１２０℃、分子量分布が１．８〜３．０であ
る。

【００１４】密度が０．８７g/cm³未満であると、繊維
強力が著しく低下し、０．９３g/cm³を超えると、低温
接着性が低下するからである。融点が７０℃未満である
と、例えば電池セパレータなど耐熱性を必要とする分野
に不向きであり、１２５℃を超えると、低温接着性が有
効に利用できないからである。また、分子量分布（重量
平均分子量／数平均分子量）が１．５未満であると、繊
維加工性に劣り、３．５を超えると、低温接着性が劣る
だけでなく、スルホン化反応速度が遅くなるため、スル
ホン化処理時に処理時間を長くする、または硫酸濃度を
高くする必要があり、繊維同士の接着強力が著しく減少
するため、好ましくない。

【００１５】また、熱可塑性合成繊維中にメタロセン触
媒を用いて重合されたポリエチレン以外の他のポリオレ
フィン系重合体を混合してもよい。このときメタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンは、少なくとも３
０重量％含有することが好ましい。メタロセン触媒を用
いて重合されたポリエチレンの含有量が３０重量％未満
であると、十分なスルホン化反応速度と接着強力の両立
ができないからである。混合される他のポリオレフィン
系重合体としては、高密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリメチルペンテ
ンなどメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン
より融点の高いものが、熱接着時の加工温度領域が広い
点で好ましい。

【００１６】そして、メタロセン触媒を用いて重合され
たポリエチレンは、繊維表面の少なくとも一部に露出し
た繊維形態となす。このような繊維形態としては、例え
ば、単一繊維、鞘芯型複合繊維、偏心鞘芯型複合繊維、
並列型複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維など
円形または異形断面を有する繊維を任意に使用すること
ができる。なかでも、メタロセン触媒を用いて重合され
たポリエチレンを鞘成分とした鞘芯型複合繊維が、繊維
表面が選択的に親水化され、不織布強力を維持できる点
で好ましい。芯成分に用いられる熱可塑性重合体として
は特に限定はされないが、その融点がメタロセン触媒を
用いて重合されたポリエチレンの融点より１０℃以上高
い重合体が好ましい。例えば、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等のポリエステル系
重合体、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系重
合体、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオ
レフィン系重合体等のホモポリマーまたは共重合体、三
元共重合体から任意に一または二以上選択して使用する
ことができる。なかでも、ポリプロピレンまたはポリメ
チルペンテンからなるポリオレフィン系重合体が加工性
において好ましい。

【００１７】例えば、メタロセン触媒を用いて重合され
たポリエチレンを鞘芯型複合繊維に用いた場合、鞘成分
と芯成分との複合比（体積比）は、３０／７０〜７０／
３０であることが好ましい。鞘成分が３０％未満である
と、接着強力に劣るとともに十分な親水化がなされず、
７０％を超えると、繊維自体の強力が低下し、工程性に
劣るからである。

【００１８】また、メタロセン触媒を用いて重合された
ポリエチレンからなる熱可塑性合成繊維の繊度は、０．
０１〜５dtexが好ましい。０．０１dtex未満であると、
不織布作製時の工程性、品質面に劣り、５dtexを超える
と、不織布における空隙の大きさが大きくなり過ぎ、例
えば、電池セパレータに使用した場合、電池組立時に短
絡の原因となり好ましくない。

【００１９】そして、前記メタロセン触媒を用いて重合
されたポリエチレンからなる熱可塑性合成繊維は、公知
の溶融紡糸機を用い、単一ノズルまたは複合ノズルから
溶融紡糸される。紡糸温度は、メタロセン触媒を用いて
重合されたポリエチレンが変質しない温度で実施され、
紡糸温度２００〜３００℃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
は、必要に応じて延伸される。延伸は、繊維表面の少な
くとも一部に露出したメタロセン触媒を用いて重合され
た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５０〜１２０℃、延伸倍率２倍以上で処理する
と、繊維強力が向上するので好ましい。得られたフィラ
メントには、繊維処理剤を付着させてもよい。親水性の
繊維処理剤を付着させると、不織布製造工程性に優れる
ので好ましい。そして、必要に応じて、捲縮付与装置で
捲縮を与え、所定の長さに切断されてメタロセン触媒を
用いて重合されたポリエチレンからなる熱可塑性合成繊
維を得る。

【００２０】本発明の繊維集合体は、メタロセン触媒を
用いて重合されたポリエチレンからなる熱可塑性合成繊
維を少なくとも５重量％含有するものである。より好ま
しくは、１５〜６０重量％である。熱可塑性合成繊維が
５重量％未満であると、低温接着性に劣るだけでなく、
不織布全体の親水性が小さくなり、例えば、電池セパレ
ータとして用いた場合、目標とする電池容量が得られな
いからである。

【００２１】本発明の繊維集合体において、他に用いら
れる繊維としては、特に限定はされないが、メタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンからなる熱可塑性
合成繊維の融点より１０℃以上高い融点、または分解点
を有する繊維で構成すると、メタロセン触媒を用いて重
合されたポリエチレンの熱接着性を有効に利用できる点
で好ましい。例えば、コットン、シルク、ウールなどの
天然繊維、レーヨンなどの再生繊維、アクリル系繊維、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート等のポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６
６等のポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリメチル
ペンテン等のポリオレフィン系繊維などが用いられる。

【００２２】本発明においては、特に繊度０．５dtex以
下の極細繊維を少なくとも１０重量％含有すると、吸液
性や保液性が向上する点で好ましい。繊度０．５dtex以
下の極細繊維は、いずれの形状であってもよいが、好ま
しくは２種類以上の重合体成分からなる分割型複合繊維
を各々の成分に分割した２種類以上の極細繊維である。
２種類以上の重合体成分からなる分割型複合繊維として
は、例えば、放射状に分割したもの、層状に分割したも
のなどが挙げられ、その分割数も３以上であればよい。
そして、前記分割型複合繊維に用いられる熱可塑性重合
体の組合せとしては、ポリエステル系重合体／ポリアミ
ド系重合体、ポリオレフィン系重合体／ポリエステル系
重合体、ポリオレフィン系重合体／ポリアミド系重合
体、またはポリプロピレン／エチレンビニルアルコール
共重合体、ポリプロピレン／ポリメチルペンテン、ポリ
プロピレン／ポリエチレン、ポリメチルペンテン／ポリ
エチレン等のポリオレフィン系重合体同士などが挙げら
れ、三種類の重合体を用いる場合としては、上記重合体
をそれぞれ異なる成分で構成すればよい。得られた分割
型複合繊維は、後述する高圧水流処理等によって分割さ
れ、極細繊維を形成する。

【００２３】例えば、電池セパレータであれば、他に用
いられる繊維としては、ポリオレフィン系重合体からな
る単一繊維、鞘芯型複合繊維、偏心鞘芯型複合繊維、並
列型複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維など円
形または異形断面を有する繊維を用いると、耐アルカリ
性の点で好ましい。特に、繊度０．５dtex以下の極細繊
維として、ポリオレフィン系分割型複合繊維を用いる
と、吸液性や保液性が向上し、電池組み立て時の工程性
が上がる点で好ましい。

【００２４】次に、本発明の親水性不織布の製造方法に
ついて説明する。

【００２５】上述したメタロセン触媒を用いて重合され
たポリエチレンからなる熱可塑性合成繊維を含有してな
る繊維集合体の形態は、カード法、エアレイ法などによ
り得た乾式ウェブ、湿式法により得た湿式ウェブ、また
はメルトブロー法やスパンボンド法などの直接法により
得た繊維ウェブを単独、またはこれらを少なくとも１層
含み２層以上に積層したものが用いられる。繊維集合体
の目付は、繊維の量によって調節しうるが、通常２０〜
２００g/m²にすることが望ましい。特に電池セパレータ
においては、３０〜１００g/m²が好ましい。３０g/m²未
満では不織布の強力が低くなるため、正極と負極の間で
短絡が生じ易くなり、１００g/m²を超えると通気性等が
低下するからである。

【００２６】次いで、繊維集合体は、ニードルパンチ法
またはスパンレース法などによる機械的絡合処理、熱ロ
ール法、熱風接着法、超音波接合法などの熱接合処理、
またはそれらの組み合わせにより一体化される。本発明
においては、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエ
チレンからなる熱可塑性合成繊維を溶融させて用いる熱
接合法が最も有効である。例えば、前記分割型複合繊維
を含有させる場合は、繊維ウェブにスパンレース処理を
施し、分割型複合繊維を分割させて繊度０．５dtex以下
の極細繊維を形成させるとともに繊維間を交絡させると
よい。

【００２７】そして、上記の繊維集合体は、公知の親水
化処理方法、例えば、スルホン化処理、フッ素化処理、
コロナ放電やグロー放電等のプラズマ処理、またはビニ
ルモノマーのグラフト重合処理などで処理し、親水化不
織布とする。本発明においては特に、発煙硫酸、クロル
硫酸、濃硫酸、または無水硫酸など公知のスルホン化処
理法を用いてスルホン化処理することが好ましい。スル
ホン化度は、少なくとも０．４重量％であることが好ま
しい。より好ましくは、少なくとも０．６重量％であ
る。スルホン化度が０．４重量％未満であると、電池の
自己放電を十分に抑制できないからである。またスルホ
ン化を促進させるために、紫外線または放射線により不
織布表面を活性化させた後、スルホン化処理を施しても
よい。さらに、得られた不織布に、浸漬法、スプレー
法、ロールタッチ法等により親水性界面活性剤を均一に
付着させたり、他の親水化処理法を併用すると、初期親
水性が向上する点で好ましい。

【００２８】このようにして得られた親水性不織布にお
ける少なくとも一方向の引張強力は、３０N/5cm以上で
あることが好ましい。特に電池セパレータにおいては、
５０N/5cm以上であることが好ましい。引張強力が３０N
/5cm未満であると、電池組み込み時の卷回性に劣るから
である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の内容を実施例を挙げて説明す
る。なお、密度、融点、分子量分布、スルホン化率、引
張強力、保液率、容量保存率およびショート率は、以下
の方法により測定した。［密度］ＪＩＳＫ６７６０に準拠し、測定した。

【００３０】［融点］ＪＩＳＫ７１７２に準拠し、
ＤＳＣ法により測定した。

【００３１】［分子量分布］ゲル・パーミエーション・
クロマトグラフィー（ＧＰＣ法）により測定した。［スルホン化度］（１）試料の調整試料より５ｃｍ×５ｃｍの試験片を採取し、１３重量％
ＫＯＨ水溶液に３０分間浸漬した。その後、水道水で３
０分間洗浄し、さらに純水で３０分間洗浄した試料を６
０℃にて１時間乾燥させた。（２）スルホン化度の測定蛍光Ｘ線測定装置を用いて、不織布中の硫黄元素濃度を
測定し、全元素濃度で除して１００倍したものをスルホ
ン化度とした。［引張強力］ＪＩＳＬ１０９６に準じ、幅５cm、長
さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、定速伸
長型引張試験機を用いて引張速度３０cm／分で伸長し、
切断時の荷重値を引張強力とした。［保液率］試験片の水分平衡状態の重量（Ｗ）を１mgま
で測定する。次に比重１．３０のＫＯＨ溶液中に試験片
を浸漬し、ＫＯＨ溶液を１時間吸収させたのち液中から
引き上げて１０分間放置した後、試験片の重量（Ｗ₁)を
測定し、保液率（％）＝（（Ｗ₁−Ｗ）／Ｗ）×１００
の式より保液率（重量％）を算出した。［容量保存率］電池セパレータを、通常のニッケル極と
水素吸蔵合金負極の間に挟み込み、電解液として比重
１．３のＫＯＨ溶液を含浸させＳＡクラスのＮｉ−ＭＨ
電池を同一条件で初期の活性化を行った後充電を行い、
容量２０００ｍＡｈとした。この電池を４５℃の条件で
２週間放置した後に再度容量を測定した。この時の容量
の残存率を容量保存率とした。［ショート率］ＳＡクラスのＮｉ−ＭＨ電池を１００個
組み立てたときに、短絡が起きた割合をショート率とし
た。［繊維の準備］（繊維１）鞘成分を密度０．９１５g/cm³ 、融点１０
８℃、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）
２．９のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレ
ン（宇部興産（株）製）とし、芯成分を融点１６３℃の
ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製）とした複合比
が５０／５０、繊度１．７dtex、繊維長１０mmの同心円
鞘芯型複合繊維。（繊維２）鞘成分を密度０．９１５g/cm³ 、融点１０
８℃、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）
２．９のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレ
ン（宇部興産（株）製）５０重量％と、密度０．９５g/
cm³ 、融点１３２℃、分子量分布（重量平均分子量／数
平均分子量）５．０のチーグラー−ナッタ触媒を用いて
重合された高密度ポリエチレン（日本ポリケム（株）
製）５０重量％の混合体とし、芯成分を融点１６３℃の
ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製）とした複合比
が５０／５０、繊度１．７dtex、繊維長１０mmの同心円
鞘芯型複合繊維。（繊維３）鞘成分を密度０．９５g/cm³ 、融点１３２
℃、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）５．
０のチーグラー−ナッタ触媒を用いて重合された高密度
ポリエチレン（日本ポリケム（株）製）とし、芯成分を
融点１６３℃のポリプロピレン（日本ポリケム（株）
製）とした複合比が５０／５０、繊度１．７dtex、繊維
長１０mmの同心円鞘芯型複合繊維。（繊維４）第１成分を融点２４０℃のポリメチルペン
テン（三井化学（株）製）とし、第２成分を融点１６３
℃のポリプロピレン（日本ポリケム（株）製）とした複
合比が５０／５０、２つの成分が放射状に８分割された
繊維断面を有する繊度２．３dtex、繊維長６mmの分割型
複合繊維。（繊維５）融点１３２℃の高密度ポリエチレン（日本
ポリケム（株）製）からなる繊度２．３dtex、繊維長１
０mmのポリエチレン単一繊維。（繊維６）鞘成分を密度０．９１８g/cm³ 、融点１０
５℃、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）
５．０のチーグラー−ナッタ触媒を用いて重合された低
密度ポリエチレン（日本ポリケム（株）製）とし、芯成
分を融点１６３℃のポリプロピレン（日本ポリケム
（株）製）とした複合比が５０／５０、繊度１．７dte
x、繊維長１０mmの同心円鞘芯型複合繊維。

【００３２】［実施例１、２、比較例１］繊維１〜繊維
３をそれぞれ準備し、０．５％の濃度になるようにスラ
リーを調製し、湿式抄紙して目付６５g/m² の原紙を得
た。さらに、鞘成分の融点より１０℃低い温度に調整し
た熱板プレスを用い、５ＭＰａで３０秒間加圧し、不織
布を得た。得られた不織布を三酸化イオウガス中で３０
秒間および６０秒間反応さた後に、中和・洗浄・乾燥工
程を経てそれぞれ実施例１、実施例２、比較例１の親水
性不織布を得た。それぞれのスルホン化度を表１に示
す。

【００３３】

【表１】表１に示すとおり、鞘成分をメタロセン触媒を用いて重
合されたポリエチレンとした鞘芯型複合繊維を用いたも
のは、スルホン化反応速度が速く、スルホン化処理効率
に優れることが判明した。

【００３４】［実施例３］繊維４を８０重量％と繊維１
を２０重量％とを混合して０．５％の濃度になるように
スラリーを調製し、湿式抄紙して目付６５g/m² の原紙
を得た。そして原紙の表裏面より８Mpaの圧力で高圧柱
状水流を噴射することにより、繊維４を分割させて繊度
約０．３dtexの２種類の極細繊維を形成させるとともに
繊維間を交絡させ、１３０℃で乾燥と同時に熱融着させ
不織布を得た。

【００３５】得られた不織布を三酸化イオウのガス中で
３０秒間反応さた後に、中和・洗浄・乾燥工程を経て親
水性不織布とした後、熱カレンダー処理を施して、目付
６５g/m² 、厚み０．１７mmの親水性不織布を得た。

【００３６】［実施例４］繊維４を８０重量％と繊維２
を２０重量％とを混合して０．５％の濃度になるように
スラリーを調製し、湿式抄紙して目付６５g/m² の原紙
を得た。そして原紙の表裏面より８Mpaの圧力で高圧柱
状水流を噴射することにより、繊維４を分割させて繊度
約０．３dtexの２種類の極細繊維を形成させるとともに
繊維間を交絡させ、１３０℃で乾燥と同時に熱融着させ
不織布を得た。以下、実施例３と同様の方法で目付６５
g/m² 、厚み０．１７mmの親水性不織布を得た。

【００３７】［比較例２］繊維４を８０重量％と繊維３
を２０重量％とを混合して０．５％の濃度になるように
スラリーを調製し、湿式抄紙して目付６５g/m² の原紙
を得た。そして原紙の表裏面より８Mpaの圧力で高圧柱
状水流を噴射することにより、繊維４を分割させて繊度
約０．３dtexの２種類の極細繊維を形成させるとともに
繊維間を交絡させ、１３５℃で乾燥と同時に熱融着させ
不織布を得た。以下、実施例３と同様の方法で目付６５
g/m² 、厚み０．１７mmの親水性不織布を得た。

【００３８】［比較例３］繊維３の代わりに繊維５を用
いた以外、比較例２と同様の方法で目付６５g/m²、厚み
０．１７mmの親水性不織布を得た。

【００３９】［比較例４］比較例２の不織布を三酸化イ
オウのガス中で５分間反応さた後に、中和・洗浄・乾燥
工程を経て親水性不織布とした後、熱カレンダー処理を
施して、目付６５g/m²、厚み０．１７mmの親水性不織布
を得た。

【００４０】実施例３、４、および比較例２〜４の保液
率、および電池セパレータとして用いたときの電池性能
を表２に示す。

【００４１】

【表２】実施例３、４においては、引張強力を５０N/5cm以上に
維持しつつ、高度にスルホン化されているので、保液率
および容量保存率に優れていた。一方、比較例２、３に
おいては、引張強力は維持されているものの、スルホン
化度が不十分であり、保液性および電池特性が不十分で
あった。比較例４においては、スルホン化処理時間を長
くし、スルホン化を促進させたので、容量保存率は実施
例と同等のものとなったが、引張強力が低く、電池に組
み込む際の卷回性など取り扱い性に劣っていただけでな
く、ショート率も増加していた。

【００４２】［実施例５］実施例３において、スルホン
化処理の代わりに、不織布の両面をそれぞれ４回ずつ、
総放電量が０．４６２kW・分／m²となるようにコロナ放
電処理を施し、熱カレンダー処理して、目付６５g/m²、
厚み０．１７mmの親水性不織布を得た。

【００４３】［比較例５］繊維４を８０重量％と繊維６
を２０重量％とを混合した以外は、実施例５と同様の方
法で目付６５g/m² 、厚み０．１７mmの親水性不織布を
得た。

【００４４】実施例５および比較例５の保液率、および
電池セパレータとして用いたときの電池性能を表２に示
す。

【００４５】

【表３】実施例５においては、接着成分として、メタロセン触媒
を用いて重合されたポリエチレンを使用しているため、
比較例５と同じ加工条件ながら、より高強力となってお
り、生産性の優れたセパレータを得ることができた。

【００４６】

【発明の効果】本発明の親水性不織布は、繊維表面の少
なくとも一部にメタロセン触媒を用いて重合されたポリ
エチレンが露出してなる熱可塑性合成繊維を少なくとも
５重量％含有する繊維集合体を親水化処理することによ
り、優れた接着強度および親水性を有する親水性不織布
が得られる。特に、親水化処理がスルホン化処理である
と、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンが
他のポリエチレンに比して、スルホン化反応速度が格段
に速く、他の素材にダメージを与えることなく処理する
ことができる。さらに、メタロセン触媒を用いて重合さ
れたポリエチレンのうち、密度が０．８７〜０．９３g/
cm³ 、融点が７０〜１２５℃、および分子量分布（重量
平均分子量／数平均分子量）が１．５〜３．５の範囲を
満たすポリエチレンは、スルホン化反応速度が速く、低
温接着性に優れる点で有利である。

【００４７】そして、本発明の親水性不織布は、衛生材
料、ワイパー、フィルター、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
カリ蓄電池などに好適であり、特に、本発明の親水性不
織布からなる電池セパレータは、低コストであり、親水
性に優れ、自己放電特性の改良に寄与するだけでなく、
電池に組み込む際の注液性や卷回性に優れており、その
電池セパレータを組み込んだ電池は、電池寿命および電
池容量に優れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀修二兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者田中智文兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者木田達宣兵庫県加古郡播磨町古宮877番地ダイワボウポリテック株式会社播磨研究所内Ｆターム(参考） 4L035 DD19 EE05 FF01 FF05 GG02 LA02 4L041 BA02 BA05 BA21 BA49 BC01 BC02 BD03 BD06 BD07 BD11 BD20 CA36 CA37 CA38 CA39 CA62 DD01 DD03 DD05 DD14 4L047 AA14 AA27 AA28 AB08 BB09 CA19 CB01 CB10 CC12 DA00 5H021 BB09 CC01 CC02 EE04 EE23 HH01 HH03 HH05 HH06 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維表面の少なくとも一部にメタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンが露出してなる熱
可塑性合成繊維を少なくとも５重量％含有する繊維集合
体であって、前記繊維集合体が親水化処理されているこ
とを特徴とする親水性不織布。
【請求項２】メタロセン触媒を用いて重合されたポリ
エチレンが、下記の性質を満たすことを特徴とする請求
項１記載の親水性不織布。（１）密度：０．８７〜０．９３g/cm³ （２）融点：７０〜１２５℃ （３）分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）：
１．５〜３．５
【請求項３】熱可塑性合成繊維がメタロセン触媒を用
いて重合されたポリエチレンを少なくとも３０重量％と
他のポリオレフィン系重合体との混合体を含有すること
を特徴とする請求項１または２に記載の親水性不織布。
【請求項４】熱可塑性合成繊維が鞘成分をメタロセン
触媒を用いて重合されたポリエチレンとし、芯成分をポ
リオレフィン系重合体とした鞘芯型複合繊維であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の親水性不
織布。
【請求項５】繊維集合体が繊度０．５dtex以下の極細
繊維を少なくとも１０重量％含有することを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の親水性不織布。
【請求項６】親水化処理がスルホン化処理であること
を特徴とする請求項１記載の親水性不織布。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の親水性
不織布からなる電池セパレータ。
【請求項８】請求項７の電池セパレータを組み込んだ
電池。