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JP3246669B2 - バッテリ・セパレータ - Google Patents

バッテリ・セパレータ

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JP3246669B2
JP3246669B2 JP29619791A JP29619791A JP3246669B2 JP 3246669 B2 JP3246669 B2 JP 3246669B2 JP 29619791 A JP29619791 A JP 29619791A JP 29619791 A JP29619791 A JP 29619791A JP 3246669 B2 JP3246669 B2 JP 3246669B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概ね、多孔性で吸収性
のあるシート材に係り、一層詳細には、アルカリ性電解
液を用いた蓄電池のための新しい改良された電極セパレ
ータに係る。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ電池の陽電極と陰電極とを隔離
するためのセパレータは、典型的には、前記の如き電池
に用いられる電解液のアルカリ性の環境に耐え得る材料
から成る、多孔性で、比較的剛性があり、繊維を含むシ
ート材の型式をとっている。かかるセパレータの幾つか
は、主としてセルロース繊維、例えば、ビスコースレー
ヨン繊維等から成っており、又、他の幾つかのものは、
主として合成繊維、例えば、ポリビニルアルコール繊
維、或いはポリオレフィン繊維等から構成されている。
更に他の幾つかは、セルロース繊維と合成繊維との組合
わせたものを用いている。例えば、米国特許第３，９１
５，７５０号及び第４，７４６，５８６号を参照された
い。前記の型式のセルロース繊維及び非セルロース繊維
は、共にアルカリ性電解質溶液中では安定ではあるが、
各々、固有の利点と欠点とを有している。例えば、主と
して、再生されたセルロース繊維から作られる不織シー
ト材は、高い吸収性と廉価性という有利な特質を有す
る。しかしながら、これらにより構成されるウェブは、
高多孔性で且孔径が大きく、やや厚みのある、即ちかさ
張ったものになってしまう。かかる厚さによって、これ
らウェブを使用できる電池は、そのかさ張りを許容でき
るものに限られることとなる。更に、これらのウェブ
は、通常、ビスコース結合剤などの結合剤系を用いて成
形後処理を施さなければならず、また、アルカリ電解質
水溶液中に曝されると、シートが成す平面内について、
比較的大きく収縮してしまうという性質を有している。
一方、非セルロース繊維不織ウェブ、例えば、ポリビニ
ルアルコール繊維から成るウェブは、アルカリ電解質水
溶液中に於いて、ほとんど収縮せず、有利なことに、シ
ートを形成する過程に於いて、溶解性ポリビニルアルコ
ールを結合剤として用いているのである。しかしなが
ら、残念なことに、このポリビニルアルコールシート材
は、非常に高価であり、また、厚みが非常に大きいの
で、典型的には、カレンダ処理、湿式プレッシング、或
いは、ドライヤ・フェルトを用いて、その厚さを低減す
ることが必要となるのである。また、その吸収特性を改
善するために界面活性剤を添加する必要もある。
【０００３】上記したように、セルロース繊維と合成繊
維との双方の利点を得るために、これらの二つの繊維を
組み合わせる試みが為されてきた。しかしながら、両方
の繊維を用いている不織ウェブにも、更にいつくかの欠
点が有る。そのうちの最も顕著なことは、かかるウェブ
は、カレンダ処理などの最終的に生成されるシート材の
厚さを低減するための二次的な処理を必要とする、とい
うことである。しかしながら、不幸なことに、かかるカ
レンダ処理されたセパレータ材は、アルカリ電解質水溶
液に浸されると、その厚さが典型的には約１０％から５
０％程度まで増大し、カレンダ処理していない場合の厚
さにまで回復してしまうのである。従って、このこと
は、電池の内部に於いてセパレータに利用できる空間に
限界がある、ということに起因する問題を生ずることと
なる。
【０００４】
【発明の開示】本発明によれば、セパレータシート材の
繊維含有量を変更することにより、かかるセパレータシ
ート材に於いて、セルロース繊維の高吸収特性が保持さ
れながら、同時にそのシート材のかさ張り、即ち厚さが
低減され、そして、前記の平面内における収縮度とセパ
レータ材内の孔径とが低減される、ということが見出だ
された。このことは、カレンダ処理の如きセパレータの
厚さを低減するための二次的な処理を必要とすることな
く、実質的に同一の若しくはより小さい坪量にて達成さ
れる。カレンダ処理を行わないということは、アルカリ
電解液中でのシート材の厚さの回復若しくは増大を制限
することとなり、有利なことである。
【０００５】また、繊維組成を調整することが、再生セ
ルロース繊維の有利な特性、即ち、その吸収性、安定
性、廉価性を利用しながら、シート材の孔径を制御する
良い手段となる。そして、本発明により孔径の低減が達
成されるので、最終的に形成される電池の貯蔵寿命が増
大することとなる。
【０００６】更に、本発明に従った繊維の制御によれ
ば、孔径を制御することにより必要な障壁特性を維持
し、繊維間の接触を高めることにより必要なウェブ強度
を維持しながら、ウェブ材の坪量を容易に低減すること
ができるようになる。各電池内に於けるセパレータの体
積は、有効に低減され、電池の効率を向上することが可
能となる。
【０００７】本発明のその他の利点及び特徴は、以下に
於いてより詳細に適宜明らかになり、指摘される。
【０００８】本発明によれば、上記の如き特徴及びこれ
らに関連した特徴は、高い断面縦横比を有する繊維（高
断面縦横比繊維）を１００重量％まで含んでいてよい水
分散性繊維（水に分散し得る繊維）からなる不織繊維ウ
ェブの形式の新しい、改良されたセパレータによって達
成される。繊維は、ウェブ材全体に一様に分配されてお
り、適当な合成繊維結合剤の作用により、その中に懸架
されている。高断面縦横比繊維には、圧壊形中空繊維
と、リボン状繊維とが含まれており、これらの繊維は、
乾燥した繊維ウェブ材内に於いて厚さよりも十分に大き
な幅を有する。また、高断面縦横比繊維は、均整のとれ
た断面を有する低デニールの固い繊維と組み合わされる
と、共働して収縮度を低減するよう作用する。
【０００９】本発明の目的、利点及び関連事項は、ここ
に例示する特徴、性質及び構成要素の関係を有するセパ
レータの実施例に関する記載からよりよく理解されるで
あろう。本発明の原理を用いた幾つかの手法を示す例示
的な実施例が以下に含まれている。
【００１０】
【実施例】本発明の新しい改良されたバッテリセパレー
タは、多くのさまざまな形式のバッテリに適用できるの
であるが、説明が容易に理解され明確になるようにする
目的で、本発明をアルカリ電解質を用いている蓄電池に
関連して説明する。セパレータの製作は、該セパレータ
が薄くて軽量であり、しかも自動化された機械に於いて
処理される際に作用する応力にも耐え得る十分にしっか
りした構造を有する望ましいシート材として構成される
べく、慣用の製紙技術により行われる。従って、不織繊
維ウェブ材は、製紙工程、即ち、まず初めに繊維が多量
の水性分散媒体に於いて非常に低濃度で分散され、続い
て繊維収集ワイヤ上で薄い連続的な不織ウェブ材となる
よう沈積せしめられるよう構成された工程によく適した
水分散性繊維から構成される。
【００１１】本発明によれば、高断面縦横比繊維が、好
ましくは、不織シート材内の実質的に同一の組成を有す
る繊維と置き換えられるために用いられる。ただし、別
の組成を有する繊維と置き換えられてもよい。従って、
セパレータシート内の主要な繊維が、セルロース繊維、
例えば、ビスコースレーヨンであれば、高断面縦横比繊
維もまたセルロース繊維であることが概して望ましく、
また、最も適当である。同様に、セパレータ内の主な繊
維が合成繊維であれば、合成の高断面縦横比繊維が用い
られてよい。ただし、多くの場合に於いて、特殊の混合
繊維の利点を得るために、別の材料からなる高断面縦横
比繊維を用いることが望ましいことがある。もちろん、
理解されることであるが、主としてセルロース繊維から
なるシート材として、或いは、主として非セルロース繊
維からなるシート材として分類されるどちらのシート材
も、それらの処理工程或いは物理的性質を修正するため
に他の二次的な繊維を含むこととなる。従って、レーヨ
ンシートとして呼ばれているセパレータシートは、実際
には、少量の種々の形式の天然のセパレータ繊維を含ん
でいることがある。例えば、シート材内に、麻繊維など
の非常に長い天然繊維が、少量のフィブリル化された非
常に短い粒子、例えば、米国特許第２，４７７，０００
号に記載されているごとき形式の製紙結合フロック(pap
ermakers' binding flock)などと共に含まれていること
がある。
【００１２】ここにセパレータとして採用されている再
生セルロース繊維シート材は、しばしば、熱塑性結合剤
繊維、例えば、酢酸ビニルと塩化ビニルの共重合体から
なる所謂ビニオン(Vinyon)繊維を含んでいる。このこと
に関しては、米国特許第２，４１４，８３３号の縮絨に
関する記載を参照されたい。しかしながら、バッテリセ
パレータのシート材に於いては、かかる熱塑性結合剤繊
維は、典型的には、シート材全体に一様に分散されてお
り、独立の相若しくは層として用いられているのではな
い。
【００１３】ポリビニルアルコール繊維の如き合成繊維
から成るセパレータに関して、不溶解性ポリビニルアル
コール繊維が、溶解性若しくは融合性ポリビニルアルコ
ール結合剤繊維と混合され、ウェブを乾燥する間にこれ
らの繊維は、溶解され或いは部分的に溶解若しくは融合
される。ウェブの中で溶解されたポリビニルアルコール
は、不溶解性ポリビニルアルコール繊維の内部や周囲に
浸透し、その不溶解性ポリビニルアルコール繊維の周り
にて、乾燥中に完全にシート材を接合するマトリックス
を形成する。理解されるように、合成繊維とセルロース
繊維との混合物が、その混合された繊維組成の望ましい
特質を有するセパレータを得るために、前記の不溶解性
ポリビニルアルコール繊維の代わりに用いられてよい。
【００１４】本発明によれば、予期していなかったこと
であるが、不織ウェブ材へ高い断面縦横比を有する繊維
をかなりの割合で導入することによって、不織ウェブ材
の厚さが顕著に低減されると共に、強度が向上し、収縮
度が低減されるということが、見出だされた。このこと
に関して、セパレータの特性として意味のある効果を得
るためには、高断面縦横比繊維が、それが少なくとも５
％になるほど用いられていなければならない、というこ
とが見出だされた。かかる繊維は９５％〜１００％まで
含まれていても有効であるが、高断面縦横比繊維の好ま
しい量は、シート材の全繊維含有量の概ね半分以下であ
る。良い結果は、約５％から６０％までの範囲内で達成
され、望ましい範囲は、約１０％から４５％までの範囲
である。用いられる高断面縦横比繊維の量は、厚さの低
減及び多孔性の制御について所望される程度に依存す
る。高い断面縦横比を示す繊維は、概ね、リボン状繊維
と圧壊形中空繊維との二つに分類される。しかしなが
ら、その他の厚さよりも実質的に大きな幅を有する繊維
でも、ここに記載された改善された結果を与え得る。こ
れらの繊維の断面縦横比は、概ね、２から２０に亙る範
囲内に入り、好ましい比の値は、約５から１０までの範
囲にある。断面縦横比が２以下である繊維は、慣用の繊
維と実質的に同じの態様にて振る舞い、一方、かかる比
が２０以上であるものは、扱いにくく、湿式製紙工程に
於いて処理しにくいものとなる。
【００１５】圧壊形中空繊維が、かかる繊維が製紙工程
に於ける繊維スラリー中で中空の断面形状を維持する傾
向があり、シート材全体へ一様に容易に分散するという
ことで、好ましい繊維であることは、理解されることで
あろう。しかしながら、かかる中空の繊維は、不織ウェ
ブが乾燥される際に、押し潰されて平坦になり、所望の
高い断面縦横比特性を示す性質を持っていなければなら
ない。理解され得る事であるが、圧壊形中空繊維は、典
型的には、非圧壊形中空繊維、即ち、その材料の剛性に
よりその円筒形状を維持する傾向のある繊維よりも非常
に薄い壁構造を有している。また、圧壊形中空繊維は、
平坦になった状態で、繊維間の接触界面積を有利に大き
くし、ウェブの構造をしっかりとしたものに改善し、顕
著に多孔性及び孔径を低減すると共に、ほぼ等しい坪量
で比較して、セパレータシート材の厚さを有利に低減す
る。
【００１６】アルカリバッテリセパレータについて、中
空繊維若しくは高断面縦横比繊維が電池の高アルカリ環
境によく適していなければならない、ということは、非
常に重要である。従って、長期間安定性の欠如している
ようなポリエステルから成る繊維や、電池の汚染を引き
起こすかもしれない硝子繊維は、適さない。一方、ポリ
オレフィン繊維やポリアミド繊維は、ポリビニルアルコ
ール繊維やレーヨン繊維と同様に、はっきりと、最良の
結果を提供する。これらの中で、レーヨン繊維は、他の
合成繊維と比較すると、すぐに調達できること及び比較
的廉価であることから、好ましいといえる。用いられる
繊維は、約２０ｄｐｆまでのデニールを有し、リボン状
繊維は、典型的には、前記の範囲の最高値を取ることと
なる。好ましい中空繊維は、約０．５から１５ｄｐｆま
での範囲のデニールを有し、１〜３ｄｐｆまでの低デニ
ールは、特に優れた結果を提供する。
【００１７】繊維の長さは、約２〜３０ミリメータの範
囲内で顕著に変化してよく、好ましくは、３〜１５ミリ
メータに亙る範囲の下方端付近である。本発明の目的に
適したものとして見出だされた中空のレーヨン繊維とし
ては、ジアワ・スピニング社(Diawa Spinning Co.)によ
って製造され「ＴｙｐｅＳＢＨ」中空レーヨン繊維とし
て販売されているレーヨン繊維がある。また、リボン形
状のレーヨン繊維は、同社によって「Ｔｙｐｅ ＳＢ
Ｒ」として販売されているものから購入できる。
【００１８】既に述べた如く、セパレータに用いられる
結合剤には、溶解性ポリビニルアルコール繊維が、特に
不溶解性ポリビニルアルコール繊維が主要な繊維要素と
して用いられる際に、含まれていてよい。更に、ポリビ
ニルアルコールの水溶液が、粗づくりの繊維ウェブの成
形後処理を行う際に用いられてよい。ここで用いている
「ポリビニルアルコールの水溶液」という表現は、ポリ
ビニルアルコールの部分が水溶液中に存在するビニル重
合体のうちの約５０％〜１００％を構成しているビニル
重合体の水溶液の全てを指すものとする。ポリビニルア
ルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルなどのポリビニル・
エステルを加水分解することによって調製されるので、
置換の程度が変化することとなり、水酸基含有量は実質
的に変化し得るのである。また、本発明の目的のため
に、シート材が必要な接合強度を有していることが一般
的に望まれる。このことは、ポリビニルアルコールのレ
ベルが５０％以上であれば達成されるが、更に重合体が
主としてポリビニルアルコールにより成るといえるレベ
ル、即ち、ポリビニルアルコールのレベルが少なくとも
約８０％若しくはそれ以上であることが好ましい。さま
ざまな市販されている生成物が使用できるのであるが、
特に優れた結果が得られるのは、完全に加水分解された
（９８％〜９９％加水分解された）ポリビニルアルコー
ル水溶液、例えば、エア・プロダクツ社(Air Products
Co.)によって商標「Ａｉｒｖｏｌ１０７」として販売さ
れている材料を用いた場合である。
【００１９】水溶液中のポリビニルアルコールの濃度
は、基本的なウェブ材の繊維組成と、これに加えて、採
用される接合処理の形式とかかる処理工程中に於ける機
械の状態とに応じて実質的に変化してよい。その水性分
散媒体内のポリビニルアルコールの濃度は、通常、１５
重量％以下であり、典型的には、１重量％から１５重量
％までの範囲内に入る。この点に関して、特に優れた結
果は、用いたポリビニルアルコールの濃度が３重量％か
ら８重量％までの範囲内にあったときに得られた。不織
ウェブ材中にて測られた結合剤は、ウェブ内の乾燥した
繊維を基準にして、３０％までとなる。一般的には、結
合剤は、その含有量が３％〜２０％の範囲で用いられ、
特に優れた結果は、測られた結合剤のレベルが５％〜１
０％であるときに得られた。
【００２０】概していえば、少量の界面活性剤を、特に
合成繊維が用いられる場合に、加えることは有利なこと
である。成形後処理が行われないような場合、例えば、
ポリビニルアルコールでシートを形成するような場合、
界面活性剤が繊維材料（完成紙料）へ添加される。この
場合では、例えば、陽イオン性界面活性剤、例えば、ポ
リヒドロキシ置換されたアルキル・アンモニウム塩を用
いると、良い結果が得られる。成形後処理の際には、非
イオン性のポリグリコール若しくはアルキルアリール・
ポリエステル・アルコールが有効である。これらの例
は、ＢＡＳＦによって「Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ−６４」
として販売されているエチレンオキシドとプロピレンオ
キシドとのブロック共重合体と、ローム・アンド・ハー
スによって、「Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１１４」として販売さ
れているオクチルフェノキシ・ポリエトキシ・エタノー
ルとを含んでいる。その他の同一若しくは異なる化学的
形式の界面活性剤が効果的に用いることができる。界面
活性剤は、接合された基体内での強度の損失を避けるた
めに、薄い結合剤溶液に於いて２重量％よりも十分に低
い濃度で、実際には１．０％以下の濃度で用いられる。
典型的には、約０．１から０．８重量％の濃度で用いら
れる。ウェブ材内で測られた界面活性剤は、乾燥した繊
維の坪量に於いて概ね１％以下であり、典型的には、
０．３％〜０．５％の範囲内に入る。
【００２１】本発明を概ね述べてきた。以下に示す例
は、本発明がより容易に理解されるためのものであり、
特に指摘しない限り、本発明の概念を制限するためのも
のではない。全ての量の単位は、特に断らない限り、重
量％である。
【００２２】例１ 不織シート材が、５６％の０．５ｄｐｆのデニールを有
する不溶解性ポリビニルアルコール繊維と、１６％の
１．１ｄｐｆのデニールを有する溶解性ポリビニルアル
コール繊維と、２８％の１．５ｄｐｆのデニールと５ミ
リメータの長さとを有する中空ビスコースレーヨン繊維
とから成る繊維材料（完成紙料）を用いて、製紙機にて
形成された。その結果形成されたシート材の特性は、表
１に於いて例１−Ａとして示されている。
【００２３】第二の不織シート材が、中空繊維の量が４
２％まで増大され、不溶解性ポリビニルアルコール繊維
の量が４２％まで減少されたことを除いて同一の材料を
用いて調製された。これにより得られたシート材の特性
は、表１に於いて例１−Ｂとして示されている。
【００２４】対照用シート材が、標準的な固いビスコー
スレーヨン繊維が中空繊維の代りに用いられたことを除
いて例１−Ａと同一の構成の繊維材料を用いて、製紙機
にて調製された。前記の標準的な固いビスコースレーヨ
ン繊維のデニールを１．５ｄｐｆとし、長さを５ミリメ
ータとした。この対照用シート材に於いて、不溶解性ポ
リビニルアルコール繊維のデニールは、溶解性ポリビニ
ルアルコール繊維と同一、即ち、１．１ｄｐｆとした。
その後、対照用シート材は、熱間カレンダ処理され、該
シート材の厚さが約０．１７８ミリメータ（７ミル）に
なるまで低減された。このカレンダ処理された対照用シ
ート材の特性は、表１に示されている。
【００２５】 表１ 組成（％）： 対照用 １−Ａ １−Ｂ 1.1dpf×3mm ＰＶＯＨ 56 − − 0.5dpf×3mm ＰＶＯＨ − 56 42 1.1dpf×3mm ＰＶＯＨ結合剤 16 16 16 1.5dpf×5mm レーヨン（通常） 28 − − 1.5dpf×5mm レーヨン（中空） − 28 42 界面活性剤 0.4 0.4 0.4 但しＰＶＯＨは、ポリビニルアルコール繊維（以下同様） 特性： 坪量（ｇ／ｍ２） 55.0 52.1 54.0 厚さ(mm) 18 21 18 (mils) 6.9 8.2 6.9 多孔率(L/min-100cm2) 340 106 131 最大孔径(micron) 101 65 78 引張強さ(g/25mm) ＭＤ 11400 11925 10750 ＣＤ 5000 8050 7100 平均 8200 9988 8925 ムレン・バースト(kg/cm2 ) 4.00 5.22 4.43 (Mullen Burst)(psi) 56.9 74.3 63.0 こわさ(mg) 40 190 128 ＫＯＨウィッキング時間(sec./cm) 14 11 15 (wicking time) (sec./in.) 35 28 38 ＫＯＨ収縮度(%) ＭＤ 0.5 0 0.5 ＣＤ 0.5 0.5 0 ＫＯＨ厚さの増加率(%) 10.5 0 0 例２
【００２６】５５ｇ／ｍ２の坪量を有するシートが、表
２に示されている繊維材料を用いて、繊維材料をさまざ
まに変更した場合を比較するために調製された。特記す
べきことは、種々の繊維材料についてより意味のある比
較を行うために、いづれのシートにも、カレンダ処理な
どの二次的な処理を施さなかった、ということである。
理解されるように、中空繊維（ＳＢＨ）を用いたシート
材の厚さは、同一の材料から成る固体繊維を用いた組成
Ａと比較して、中空繊維のデニールが固体繊維よりも大
きいにもかかわらず顕著に低減された。
【００２７】 表２ 組成（％）： Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ 1.1dpf×3mm ＰＶＯＨ − − − − − − 56 − 0.5dpf×3mm ＰＶＯＨ 56 56 56 56 42 42 − − 1.1dpf×3mm ＰＶＯＨ 結合剤 16 16 16 16 16 16 16 − 1.0dpf×3/16" レーヨン 28 − − − − 7 − − 1.5dpf×5mm レーヨン （中空） − 28 20 28 42 35 28 100 ５０５ 綿 − − 8 − − − − − 界面活性剤 0.4 0.4 0.4 1.0 0.8 0.8 0.4 0 特性： 厚さ(mm) 27.0 17.8 20.8 19.1 14.7 17.3 18.5 12.2 (mils) 10.6 7.0 8.2 7.5 5.8 6.8 7.3 4.8 多孔率(L/min-100cm2 ） 307 79 132 88 44 76 112 20 最大孔径(micron) 86 67 71 62 53 66 82 − ＫＯＨウィッキング時間 (sec./cm) 22 24 24 22 39 32 24 − (sec./in.) 57 60 62 57 100 82 60 − 平均引張強さ(g/25mm) 8925 10150 8000 8375 9800 7475 6450 3820 ムレン・バースト (kg/cm2 ) 5.1 5.7 5.9 5.1 5.6 4.6 6.0 (psi) 72 81 84 73 80 65 85 − こわさ(mg) 341 193 168 153 115 110 143 − 平均ＫＯＨ収縮度(%) 0.4 0.4 0.05 − 0.4 − − −
【００２８】例３ ５５ｇ／ｍ２の坪量を有する更なるシートが、ポリビニ
ルアルコール／レーヨン混合繊維の繊維材料を変更して
調製された。通常のレーヨン繊維に代えて中空レーヨン
繊維を用いたシートについて、かかる置き換えの結果と
して、厚さ及び孔径が顕著に低減されただけでなく、強
度特性も向上した。材料と結果として得られたシートの
特性は、表３に示されている。いづれのシートについて
も、二次的な処理は行っていない。
【００２９】 表３ 組成（％）： Ａ Ｂ Ｃ 0.5dpf×3mm ＰＶＯＨ 62 62 56 1.1dpf×3mm ＰＶＯＨ 結合剤 − − 16 1.1dpf×4mm ＰＶＯＨ 結合剤 7 7 − 1.0dpf×3/16" レーヨン 31 − 14 1.5dpf×5mm レーヨン （中空） − 31 14 特性： 厚さ(mm) 28.2 20.6 21.3 (mils) 11.1 8.1 8.4 多孔率(L/min-100cm2 ） 281 88 140 最大孔径(micron) 75 60 73 平均引張強さ(g/25mm) 3166 6433 9475 平均ＫＯＨ収縮度(%) 0.2 0 0
【００３０】例４ 不織シート材が、全てのポリビニルアルコール繊維を取
り除いて主としてセルロース繊維を用いたことを除い
て、例１の過程に従って製作された。シート材は、形成
後、ポリビニルアルコール接合溶液、Ａｉｒｓｏｌ １
０７を約７％のレベルにて用いて、接合された。繊維材
料の詳細及び結果として得られたウェブ材の特性は、表
４に示されている。
【００３１】 表４ 組成(%) Ａ Ｂ ビニオン3.0dpf. ×1/4" 18 18 フロック 6 6 麻 5 4 レーヨン1.5dpf. 71 58 レーヨン1.5dpf中空 − 14 接合処理 7.4 7.4 特性： 坪量（ｇ／ｍ２） 55.4 50.6 厚さ(mm) 28.4 23.9 (mils) 11.2 9.4 ＣＤ引張強さ(g/25mm) 3000 3000 ムレン・バースト (kg/cm2 ) 1.4 1.3 (psi) 20 19 多孔率(L/min-100cm2 ） 770 510 平均ＫＯＨ収縮度(%) 5.6 5.5 ＫＯＨウィッキング時間 (sec./cm) 10 13 (sec./in.) 26 33 平均孔径(micron) 75 39
【００３２】例５ 中空繊維と低デニール・レーヨン繊維との組合わせの作
用を見るために、例４の材料と類似の組成を有する不織
材が製紙機にて形成され、３５％の水酸化カリウム溶液
に曝された時の平均収縮度を観察した。詳細の材料とそ
の他の特性は、表５に示されている。特記すべきこと
は、中空繊維と低デニール繊維とを組合わせることによ
り、これらが共働して、アルカリ環境下に曝された際の
平均収縮度（％）が、５０％以上低減される、というこ
とである。
【００３３】 表５ 組成(%) 対照用 Ａ Ｂ Ｃ ビニオン3.0dpf. ×1/4" 18 18 18 18 フロック 6 6 6 6 麻 5 5 5 5 1.5dpf×3/8"レーヨン 8 8 8 8 1.5dpf×5mm レーヨン 63 47 − − 1.5dpf×5mm レーヨン （中空） − 16 − 16 1.0dpf×3/16" レーヨン − − 63 47 特性： 坪量（ｇ／ｍ２） 58 57 57 58 厚さ(mm) 28.2 25.1 26.4 22.9 (mils) 11.1 9.9 10.4 9.0 多孔率(L/min-100cm2 ） 565 275 423 144 引張強さ(g/25mm) ＭＤ 5460 5850 5875 6175 ＣＤ 3140 3140 3365 3400 平均 4300 4495 4620 4788 ＫＯＨウィッキング時間 (sec./cm) 12 12 12 19 (sec./in.) 30 31 30 48 ３５％ＫＯＨに於ける ＫＯＨ収縮度(%) 4.6 3.4 4.0 2.1
【００３４】当業者にとって、上記の製品を種々変更及
び適用することは、本発明の要旨及び概念を逸脱するこ
となく容易に為されることは明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ピー・ジェイムズ アメリカ合衆国コネチカット州、ウイン ザー、デヴィン・ウェイ ６ (72)発明者 ボーン・アール・アニス アメリカ合衆国コネチカット州、ウイン ザー・ロックス、エルム・ストリート 225 (56)参考文献 特開 昭56−131633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−258849（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/14 - 2/18

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少量の合成結合剤により結合された水分散
    性繊維から実質的に成る不織ウェブを含むバッテリ・セ
    パレータであって、前記水分散性繊維が高断面縦横比繊
    維にして厚さに対する幅の比が２から２０に亙る範囲に
    ある高断面縦横比繊維を少なくとも５重量％含み、該高
    断面縦横比繊維が前記不織ウェブ全体に一様に分配され
    ていることを特徴とするバッテリ・セパレータ。
  2. 【請求項２】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記水分散性繊維の主要部がセルロース繊維であ
    るバッテリ・セパレータ。
  3. 【請求項３】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記水分散性繊維の主要部が合成繊維であるバッ
    テリ・セパレータ。
  4. 【請求項４】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記高断面縦横比繊維が前記水分散性繊維の１０
    ０％までを構成するバッテリ・セパレータ。
  5. 【請求項５】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記水分散性繊維がセルロース繊維と合成繊維の
    混合物であり、前記高断面縦横比繊維が不織ウェブの全
    繊維含有量の５〜６０重量％を成しているバッテリ・セ
    パレータ。
  6. 【請求項６】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、アルカリ性環境内での前記ウェブの厚さの増大が
    実質的に１０％以下であるバッテリ・セパレータ。
  7. 【請求項７】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記高断面縦横比繊維がコラプス形中空繊維であ
    り、ウェブの繊維含有量の１０％〜４５％を成している
    バッテリ・セパレータ。
  8. 【請求項８】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記高断面縦横比繊維がセルロース繊維であり、
    その厚さに対する幅の比が２よりも大きく１０よりも小
    さいバッテリ・セパレータ。
  9. 【請求項９】請求項１によるバッテリ・セパレータであ
    って、前記高断面縦横比繊維のデニールが０．５〜１５
    ｄｐｆ．の範囲内にあり、その長さが２〜３０ｍｍの範
    囲内にあるバッテリ・セパレータ。
  10. 【請求項１０】請求項１によるバッテリ・セパレータで
    あって、前記結合剤が前記不織ウェブの３０重量％以下
    を成し、結合剤繊維として該ウェブに含まれているバッ
    テリ・セパレータ。
  11. 【請求項１１】請求項１によるバッテリ・セパレータで
    あって、前記結合剤が溶解性熱塑性物質であるバッテリ
    ・セパレータ。
  12. 【請求項１２】請求項１によるバッテリ・セパレータで
    あって、前記結合剤が前記ウェブを形成した後に注入さ
    れ、該ウェブの３〜２０重量％を成しているバッテリ・
    セパレータ。
  13. 【請求項１３】請求項１によるバッテリ・セパレータで
    あって、前記ウェブの厚さが、０．２５４ｍｍ（１０ｍ
    ｉｌ）以下であり、その細孔の平均孔径が１００ミクロ
    ン以下であるバッテリ・セパレータ。
  14. 【請求項１４】請求項１によるバッテリ・セパレータで
    あって、前記水分散性繊維が同一組成のコラプス形中空
    繊維と通常の繊維を含み、該通常の繊維のデニールがよ
    り低いバッテリ・セパレータ。
  15. 【請求項１５】少量の合成結合剤により結合された水分
    散性繊維から実質的に成る不織ウェブを含むバッテリ・
    セパレータであって、前記水分散性繊維が、リボン状繊
    維とコラプス形中空繊維とから成る群から選択される高
    断面縦横比繊維を少なくとも５重量％含み、該高断面縦
    横比繊維が前記不織ウェブ全体に一様に分配されている
    ことを特徴とするバッテリ・セパレータ。
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