(57)【要約】【課題】  耐突き刺し強度、引っ張り強度および保液性に優れたアルカリ蓄電池用のセパレータ、及び該アルカリ蓄電池用セパレータを用いた、充放電サイクル寿命が改善され、且つ耐短絡性に優れたアルカリ蓄電池を提供する。【解決手段】  合成樹脂製繊維の不織布からなる矩形のアルカリ蓄電池用セパレータであって、前記不織布の目付量が６０ｇ／ｍ2  以下であり、矩形の縦と横２方向のうち少なくとも１方向の引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上であり、耐突き刺し強度が９ニュートン（Ｎ）以上であるアルカリ蓄電池用セパレータ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製繊維の不織布からなるアルカリ蓄電池用セパレータであって、
前記不織布の目付量が６０ｇ／ｍ2  以下であり、長手方向と幅方向のうち少なくとも長手方向の引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上であり、耐突き刺し強度が９ニュートン（Ｎ）以上であることを特徴とするアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
前記不織布の目付量が３０〜６０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項３】
前記不織布の目付量が３０〜５０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項４】
前記不織布の厚さが５０〜１４０μmであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項５】
前記不織布が、合成樹脂製繊維の長さが１５mmを超える長繊維、平均繊維径が１０μm以下で長さが１５mm以下の短繊維、および熱接着性繊維で構成された不織布であって、前記長繊維、短繊維、及び熱接着性繊維で構成された基布を複数枚積層し、基布同士を接着して一体化した不織布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項６】
前記請求項１〜５に記載のアルカリ蓄電池用セパレータを間に挟んで正極板と負極板を積層した積層体を、ロール状に捲回した捲回式極板群を備えるアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータの、引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上である長手方向を極板群の捲回軸に対して略垂直に配置したことを特徴とするアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ蓄電池用セパレータおよび其れを用いたアルカリ蓄電池に関するもので、さらに詳しく言えば、合成樹脂繊維製の不織布からなり、薄型で機械的強度が強く、緻密なセパレータと該セパレータを適用した捲回式極板群を備えるニッケル−水素蓄電池やニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポータブル機器用電源には、高エネルギー密度を有するニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄電池が用いられてきた。
近年はこれらのポータブル機器には携帯電話、ノートパソコン、ハンディービデオカメラといった高度で多機能なものが普及し、前述したアルカリ蓄電池の需要が急速に増加し、さらに高エネルギー密度を有する種々の蓄電池への期待が高まってきている。
このような高エネルギー密度を有する蓄電池として実用化の最先端にあるものはニッケル−水素蓄電池である。
【０００３】
一方、前述した高度で多機能なポータブル機器は、多機能であるためにその消費電力は大きく、しかも小型化されているために電源としての蓄電池は、そのセル数が極力少なくされ、蓄電池の電圧は昇圧回路によって数Ｖ〜十数Ｖの作動圧まで昇圧される。
この昇圧回路は発熱部を有しているが、他の要素とともに機器の内部に高密度に実装されている。
そのため、機器の内部は高温になり、蓄電池もこのような高温の雰囲気下で使用されるのが通常である。
【０００４】
従来、このようなポータブル機器に用いられてきたニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、そのセパレータに高い親水性を有するポリアミド系樹脂からなる不織布が用いられたり、耐酸化性にすぐれているポリオレフィン系樹脂からなる不織布に界面活性剤処理を施して親水性を付与したものが用いられてきた。
【０００５】
通常、蓄電池セパレータとしてナイロンやポリプロピレン繊維からなる乾式法で製造された不織布（以下、乾式不織布という）や、湿式抄紙法で製造された不織布（以下、湿式不織布という）が使用されている。
一般に、湿式不織布は緻密で優れた均一性を有するため、これを使用すれば耐短絡性の高いセパレータを得ることができる。
しかし、湿式不織布は、構成繊維の繊維長が短く、機械的強度の点で乾式不織布に劣ることが否めず、卷回時に破れやすいと言う問題がある。
一方、乾式不織布は、引っ張り強度が同程度の目付の湿式不織布に比べて大きく、これを蓄電池セパレータ用に用いた場合、卷回性に優れたものを得ることができる。
しかし、均一性という点では湿式不織布に劣り、繊維密度の粗密の差が大きいため、突き刺し強力が弱く、これをセパレータとして用いると、粗な部分において正極と負極が短絡しやすくなるという問題があった。
【０００６】
従来、アルカリ蓄電池用セパレータとしてナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等からなる乾式製造法の短繊維不織布（適当な長さに切断した繊維からなり、その繊維を互いに接着した不織布）が用いられてきた。
前記のごとく、セパレータの薄肉化が求められるようになり、従来の乾式製造法による短繊維不織布では、単純にその厚みを薄くするのみでは、円滑な電池反応を行わせるに必要な電解液量を保持する機能（この機能を保液性と呼ぶ）が維持できなくなってきた。
また、乾式製造法による短繊維不織布は、不織布を構成する繊維の繊維径が通常１０μm以上であり、繊維間の空孔径が大きく、電池の正、負極を構成する粉末状の活物質の移行を防止する機能（この機能を絶縁性と呼ぶ）が、セパレータを薄くすることにより低下する問題があった。
【０００７】
乾式製造法により、この問題を解決するにはセパレータを構成する繊維の径を細くすれば良いが、１０μm以下の短繊維は、かさ高く、繊維同士の絡みが強いため、繊維をほぐして均一な厚みのウェブを形成することが難しくなり、コストの高いセパレータとなってしまう欠点がある。
【０００８】
これらの問題を解決する方法として、以下のようなものが提案されている。
溶融ポリマーを高速気流中に押し出し、牽引細化し、移動するスクリーン上に捕集して不織布とする方法において、複数のポリマーノズルが直線上に配置され、そのポリマーノズル列の両側に高速気流を形成する一対の気体スリットノズルが配置されているメルトブロー法によりメルトブロー不織布を製造し、これをセパレータとするというものである。
メルトブロー不織布は極細繊維から構成されているため、空隙率を高くすることができ、単位体積当たりの電解液量をより多く保持できる。
また、繊維間の空孔径を小さくできるため、セパレータを薄くしても絶縁性が確保でき、前記の問題を解決するために有効である。
【０００９】
しかし、メルトブロー不織布は繊維径が細化されているものの、分子配向と結晶化はそれほど進まず、通常法で紡糸延伸された繊維に比べると、低分子配向、低結晶性となり繊維自身の強度が低くなってしまう欠点を持っている。
また、不織布としても繊維配向がマシンの流れ方向だけでなく直角方向及び厚み方向にも配向しており比較的ランダムであるため、さらに機械的強度が低くなってしまうという欠点も合わせて持っている。
アルカリ蓄電池の組立工程において、正極板と負極板にセパレータを挟んで、渦巻き状に巻き込む工程があるが、強度の低いメルトブロー不織布のみで構成されているアルカリ電池セパレータは、この工程でセパレータに対して巻き込み方向に張力が加わり、セパレータが切断してしまう不都合があった。
【００１０】
一般に、不織布の強度を向上させるには目付を増やせばよいが、セパレータの厚みを一定にした場合、目付の増加はセパレータ内部の空隙率を低下させることとなり、セパレータの性能として重要な保液性、通気性（蓄電池の充電時、正極で発生した酸素ガスを負極へ円滑に移動させる機能）を損なってしまう。
また、目付のアップは製造コストのアップにつながり、特に製造コストの高いメルトブロー不織布においては問題である。
このようにメルトブロー不織布を用いて厚みの薄いセパレータを作ると極板間の絶縁性、電解液の保液性は維持することはできるが、反面、強度、通気性については低下させてしまう欠点がある。
【００１１】
従来のアルカリ蓄電池用として、特にニッケル−水素蓄電池に適したセパレータとしては、下記のものが知られている。
先ず、異物などによりセパレータが破損するのを抑制し、かつ高い保液性を有する電池用セパレータ、およびショート率の少ない電池特性を有する電池を提供することを目的とした、「電池用セパレータを構成する全繊維質量に対して熱接着性繊維（Ａ）が質量比で０．１以上含有し、前記熱接着性繊維（Ａ）により構成繊維を熱接着した湿式不織布の少なくとも片面に、湿式抄紙ウェブからなり、湿式抄紙ウェブを構成する全繊維質量に対して熱接着性繊維（Ｂ）が質量比で０．１以上含有している湿式抄紙ウェブ層が積層され、前記湿式不織布と前記湿式抄紙ウェブ層との層間が熱接着性繊維（Ａ）および熱接着性繊維（Ｂ）から選ばれる少なくとも一つの繊維により熱接着されて結合一体化しており、ＪＩＳ−Ｌ−１０８６の６．１９．１におけるはく離強さが０．１〜５Ｎの範囲であることを特徴とするもの。」（例えば、特許文献１参照）
【００１２】
また、無水銀化にともなう酸化亜鉛デンドライト等による内部短絡を防止することのできる緻密性と、重放電性能の向上が図れる保液性を同時に充足する緻密で電解液の保液率を高めたセパレータ紙、具体的には緻密性として気密度２秒／１００ｍｌ〜１００秒／１００ｍｌの範囲、保液性として保液率５５０％以上のアルカリ電池用セパレータ紙を提供することを目的とした、「アルカリ電池における陽極活物質と陰極活物質とを隔離するためのセパレータ紙において、該セパレータ紙は陽極活物質と陰極活物質との内部短絡を防止するための緻密性を維持する緻密層と、電解液の保液率を高めるための保液層とを積層一体化してなる構成、該セパレータ紙は緻密性を有する緻密層と、保液性を有する保液層とを積層一体化してなり、前記緻密層によって酸化亜鉛デンドライトに起因する内部短絡を阻止するとともに、前記保液層によって電池の重放電に適するように電解液の保液率を高める構成、及び該セパレータ紙は緻密性を有する緻密層と、保液性を有する保液層とを積層一体化してなり、前記緻密層は叩解可能な耐アルカリ性セルロース繊維と合成繊維とを混抄し、該叩解可能な耐アルカリ性セルロース繊維を２０重量％〜８０重量％の範囲で含有し、かつ、該叩解可能な耐アルカリ性セルロース繊維の叩解の程度がＣＳＦの値で５００ｍｌ〜０ｍｌの範囲であり、又前記保液層は耐アルカリ性セルロース繊維と合成繊維とを混抄し、該耐アルカリ性セルロース繊維を２０重量％〜８０重量％の範囲で含有し、かつ、該耐アルカリ性セルロース繊維の叩解の程度がＣＳＦの値で７００ｍｌ以上であるアルカリ電池用セパレータ紙。」（例えば、特許文献２参照）
【００１３】
また、活物質の移動防止機能、通気度、電解液の保持性に優れた電池用セパレータを提供することを目的とした、「目付10g/m2以上のメルトブローウェブと、メルトブローウェブに水流絡合処理を施した水流絡合不織布とを熱圧着により積層一体化したことを特徴とする電池用セパレータ。」（例えば、特許文献３参照）
【００１４】
また、活物質の移動防止機能、通気度、強度を阻害することなく、電解液の保持性を向上させた電池用セパレータを提供することを目的とした、「目付10g/m2以上のメルトブロー不織布と、短繊維ウェブからなる水流絡合不織布とを熱圧着により積層一体化したことを特徴とする電池用セパレータ。」を、請求項２の発明は、「目付10g/m2以上の短繊維ウェブと目付5g/m2以上のメルトブローウェブとからなり、該短繊維ウェブと該メルトブローウェブの重量比が30:70乃至80:20である水流絡合不織布と、目付10g/m2以上のメルトブロー不織布とを、熱圧着により積層一体化したことを特徴とする電池用セパレータ。」を、そして請求項３の発明は、「短繊維ウェブが分割繊維によって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電池用セパレータ。」（例えば、特許文献４参照）
【００１５】
さらに、保液性や親水性に優れ、且つ高温時の耐酸化性に優れたポリオレフィン系セパレータを用いたアルカリ蓄電池を提供するために、「アルカリ蓄電池のセパレータがエチレンビニルアルコール共重合体とポリオレフィン重合体から構成された分割型複合繊維とポリオレフィン系繊維からなり、且つ該分割型複合繊維が８０〜１００％分割されて０．５デニール以下に微繊維化された不織布であることを特徴とするもの。」（例えば、特許文献５参照）
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−１２４２４２号公報（０００８）（０００９）
【特許文献２】特開平１０−９２４１１号公報（００２５）（００２６）
【特許文献３】特開平５−１７４８０６号公報（０００６）（０００７）
【特許文献４】特開平５−１８２６５４号公報（０００６）（０００７）
【特許文献５】特開平７−２５４３９９号公報（０００３）（０００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記のように、従来の乾式製造法による不織布においては、絶縁性、保液性を確保しようとすると、どうしても厚みを薄くすることができなかった。
また、絶縁性、保液性を確保するために提案されたメルトブロー不織布は、強度、通気性において極端に劣り、また製造コストにおいても劣るためほとんど実用化されていない。
また、両者の長所のみを生かすために、上述のメルトブロー不織布と乾式製造法による不織布との積層一体化は性能、製造コストの面でまだ不十分である。
【００１８】
上記したセパレータのうち、湿式抄紙法を用いた２層を抄きあわせる方法では、実用的な引っ張り強度を有するが、繊維長が短いために耐突き刺し強度に劣りショート率が高くなってしまうという問題があった。
【００１９】
また、不織布支持体層又は、乾式不織布層を設けて引っ張り強度を高めているが、不織布支持体層や乾式不織布層自体の空隙が大きく、バリやデンドライドによる短絡を防止するのは困難であるという問題があった。
【００２０】
また、分割性複合繊維の長繊維を用いて乾式抄紙し、構成成分ごとに分割して交絡させて形成した不織布は、機械的強度は大であるが、目付を低下させ、セパレータの薄型化を図ろうとすると目が粗くなってしまい、電池生産時にセパレータ貫通による短絡発生率が増加するという問題もあった。
【００２１】
さらに、上記分割性複合繊維の短繊維を用いて湿式抄紙し、構成成分ごとに分割して交絡させて形成した不織布は、緻密で均一であるので低目付で薄型化が図れるが、機械的強度が小であるため、電池生産時切断による短絡発生率が増加するという問題点もあった。
【００２２】
本発明の課題（目的）は、前記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、耐突き刺し強度、機械的強度および保液性に優れたアルカリ蓄電池用のセパレータを安価に提供すること、及び該アルカリ蓄電池用セパレータを用いて、充放電サイクル寿命が改善され、且つ耐短絡性に優れたアルカリ蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、
合成樹脂製繊維の不織布からなるアルカリ蓄電池用セパレータであって、前記不織布の目付量が６０ｇ／ｍ2  以下であり、長手方向と幅方向のうち少なくとも長手方向の引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上であり、耐突き刺し強度が９ニュートン（Ｎ）以上であるアルカリ蓄電池用セパレータ。（請求項１）
また、前記不織布の目付量を３０〜６０ｇ／ｍ2 とする。（請求項２）
また、前記不織布の目付量を３０〜５０ｇ／ｍ2 とする。（請求項３）
また、前記不織布の厚さを５０〜１４０μmとする。（請求項４）
また、前記不織布が、合成樹脂製繊維の長さが１５mmを超える長繊維、平均繊維径が１０μm以下で長さが１５mm以下の短繊維、および熱接着性繊維で構成された不織布であって、前記長繊維、短繊維、及び熱接着性繊維で構成された基布を複数枚積層し、基布同士を接着して一体化した不織布とする。（請求項５）
また、前記請求項１〜５に記載のアルカリ蓄電池用セパレータを間に挟んで正極板と負極板を積層した積層体を、ロール状に捲回した捲回式極板群を備えるアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータの、引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上である長手方向を極板群の捲回軸に対して略垂直に配置したするアルカリ蓄電池。（請求項６）
【発明の効果】
【００２４】
請求項１〜５に記載の本発明のアルカリ蓄電池用セパレータは、上述のような繊維材料を用いて形成されているため、湿式抄紙基布並みの地合いの緻密化と親水性の向上が改善されるため、耐圧縮性に優れており電解液保持性に優れている。
また、請求項６に記載の本発明のアルカリ蓄電池は、請求項１〜５に係るアルカリ蓄電池用セパレータを備えているため、充放電サイクル寿命が改善され、また耐短絡性に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明のセパレータは、合成樹脂製繊維の不織布からなり、目付量が６０ｇ／ｍ2以下のアルカリ蓄電池用セパレータであって、長手方向と幅方向のうち少なくとも長手方向の引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上であり、耐突き刺し強度が９ニュートン（Ｎ）以上であるアルカリ蓄電池用セパレータである。
【００２６】
また、本発明に係るアルカリ蓄電池は、前記セパレータを間に挟んで正極板と負極板を積層した積層体を、ロール状に捲回した捲回式極板群を備えるアルカリ蓄電池であって、前記セパレータの、引っ張り強度が９０ニュートン（Ｎ）／５ｃｍ以上、引っ張り伸び率が１８％以上、耐突き刺し強度が９ニュートン（Ｎ）以上である長手方向を極板群の捲回軸に対して略垂直に配置した捲回式極板群を備えたアルカリ蓄電池である。
【００２７】
本発明に係るアルカリ蓄電池用セパレータは、さらに、乾式法により作製した不織布であって、厚さが５０〜１４０μｍ、目付量が６０ｇ／ｍ2 以下、好ましくは３０〜６０
ｇ／ｍ2 以下、さらに好ましくは３０〜５０ｇ／ｍ2 である請求項１または請求項２に記載のアルカリ蓄電池用セパレータである。
厚さが５０μｍ、目付量が３０ｇ／ｍ2 未満の場合には、セパレータの引っ張り強度や耐突き刺し強度が低く、捲回式極板群を組み立てたときにセパレータの絶縁が破壊され短絡を生じる虞がある。
厚さが１４０μｍ、目付量が６０ｇ／ｍ2 を超える場合は、セパレータの占有体積が大きくなって、活物質充填量が低下するために電池容量の低下を来す虞がある。
【００２８】
本発明では、６０ｇ／ｍ２以下という小さい目付量で前記のように高い引っ張り強度と耐突き刺し強度を得るために、本発明においては、不織布を構成する合成樹脂製繊維を、長繊維、平均繊維径が１０μm以下である極細の短繊維および熱接着性繊維とし、該不織布に親水化処理を施したものとした。
ここでいう長繊維とは長さが１５ｍｍを超える繊維を、短繊維とは長さが１５ｍｍ以下の繊維をいう。
【００２９】
長繊維の材質は特に限定されるものではないが、引っ張り強度が大きくて熱接着性があるものが好ましく、それに加えて親水性を有するものであれば、さらに好ましい。
具体的には、ポリプロピレンやプロピレンとビニルアルコールのコポリマー、ポリエチレン等が好適である。
長繊維の繊維径も特に限定されるものではないが、緻密な不織布を形成するためには、繊維度０．５デニール以下の細い繊維とするのが好ましい。
このような目的に適するものとして、後記の分割型繊維を分割して作製した繊維が挙げられる。
前記極細の短繊維は、前記長繊維に絡んで不織布の平均的な緻密性を高めるとともに、不織布に粗密のムラができるのを抑制するのに有効である。
短繊維の材質も特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン繊維が好適である。
また、前記熱接着性繊維としては、ポリエチレンが好適である。
【００３０】
不織布を構成する繊維の構成を前記構成とすることによって、目付量が小さくても、引っ張り強度および耐突き刺し強度が高い不織布を得ることができる。
不織布を構成する繊維のうち、主として前記長繊維同士が熱接着性繊維によって接着されることによって、高い引っ張り強度を有する不織布が得られると考えられる。
また、不織布を構成する繊維のうち主として極細の短繊維が不織布の緻密性を高め、且つ、この極細の短繊維が熱接着性繊維の仲立ちで前記長繊維に接着されることによって高い耐突き刺し強度を有する不織布が得られるものと考えられる。
引っ張り強度、耐突き刺し強度の高い不織布を得るためには、不織布中に前記極細短繊維が約３０ｗｔ％、熱接着性繊維が約２０ｗｔ％含むことが好ましい。
【００３１】
本発明においては、前記繊維で構成された基布を複数枚積層させた不織布とすることが好ましい。
前記本発明に係る不織布のように長繊維を適用した不織布を湿式法で作製することは難しく、乾式法で作製する。
また、乾式法は長繊維を用いた不織布の作製に適し、製造コストも安いが、不織布の厚さが大きくになるに従い、その緻密性が低下する傾向にある。同じ厚さの不織布であっても、薄い基布を複数枚積層した方が、緻密な不織布が得られやすい。
さらに複数枚の基布を積み重ねて加熱圧着して一体化することにより、重ね合わせた基布と基布の界面に位置する熱接着性繊維により基布の界面を接合させて一体化することによって、繊維同士の結合点を増やし、１層式に比べて、さらに引っ張り強度、耐突き刺し強度を高めることができる。
【００３２】
前記基布は、乾式法で作製したものであって、その目付量が１０〜５０ｇ／ｍ2 であることが好ましい。
該目付量が１０ｇ／ｍ2 未満であって粗密のムラの小さいものを作製することは困難であって、引っ張り強度も極めて小さいため、重ね合わせも難しいという欠点がある。
また、目付量が５０ｇ／ｍ2 を超えると、基布の緻密性が低下し、それに伴って引っ張り強度、耐突き刺し強度が低下する虞がある。
【実施例１】
【００３３】
（セパレータの作製と物性調査）
ポリプロピレン樹脂繊維成分とポリエチレン樹脂繊維成分とが円周方向に交互に隣接し合いかつ互いに分割可能なように複合紡糸された分割性繊維を分割した平均長さ２０ｍｍ、繊維度０．２５デニールの長繊維（Ａ）と、ポリプロピレン樹脂を芯部分としかつポリエチレン樹脂を鞘部分とする芯鞘構造を有する、繊維度１．５デニール、長さ１０μｍの熱溶着性繊維の（Ｂ）、ポリプロピレン樹脂製の平均繊維径が５μｍ、平均長さ５ｍｍの極細短繊維（Ｃ）とを重量比で５：３：２均一に混合し、目付量２０ｇ／ｍ2の乾式スパンレース基布を調製した。
そして、この基布を２枚積層させてシリンダードライヤーで加熱し、２枚の基布を接着させて一体化した厚さ１００μｍ、目付量４０ｇ／ｍ2の不織布を得た。
得られた不織布の両面に放電量１．０ｋｗ・ｍｉｎ／ｍ2でコロナ放電処理を施し、不織布に親水性を付与した。
なお、ここでいう、セパレータの厚さはＪＩＳ Ｌ １９１３のＡ法（試料に０．５ｋＰａの圧力を掛けたときの厚さ）によって測定した値である。
【００３４】
コロナ放電処理を施した不織布を、引っ張り強度の強い方向｛機械方向（ＭＤ方向）｝が長辺になるように不織布を所定の寸法に裁断して、引っ張り試験用サンプル、突き刺し試験用サンプルおよびＡＡサイズの円筒型電池用のセパレータとした。
【００３５】
作製したセパレータの評価方法を以下に説明する。
（引っ張り試験）
それぞれ５×２０ｃｍの試験片を切り取り、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に規定された方法に準じて引っ張り強度を測定した。
ここでは、つかみ間隔を１００ｍｍ、引っ張り速度を３００ｍｍ／分にそれぞれ設定し、試験片が切断したときの引っ張り加重（ｋｇ）を読み取り該サンプルの引っ張り強度とした。  また、前記引っ張り荷重が最大に達したときのつかみ間隔の増加（ｍｍ）のもとのつかみ間隔（１００ｍｍ）に対する比率（％）を求め、該サンプルの引っ張り伸び率とした。
（突き刺し試験）
不織布サンプルの耐突き刺し強度をカトーテック株式会社製ハンデイ―圧縮試験機（タイプＫＥＳ−Ｇ５）形を用いて測定した。
具体的には、縦３０ｍｍ、横１００ｍｍに裁断した試料を、直径１１ｍｍの円筒状透孔を有する台上に、該透孔を覆うようにサンプル１枚を載置し、中央部に直径が１１ｍｍの透孔を設けた縦４６ｍｍ、横８６ｍｍ、厚さ７ｍｍのアルミニウム板からなるサンプルホルダーを載置し、前記台とサンプルホルダーでサンプルを狭持した後、先端部に直径が１ｍｍφの球状部を有し、底面の直径が２．２ｍｍ、長さが１８．７ｍｍの円錐状の針を２ｍｍ／秒の速度で、前記押さえ板の透孔の中央においてサンプルに貫通させたときの最大荷重を測定し、該最大荷重をもって耐突き刺し強度とした。
【００３６】
（アルカリ蓄電池用正極板の作製）
硫酸アンモニウムと水酸化ナトリウムを含み、ｐＨを１２±０．２に、温度を４５±２℃に設定した反応浴に該反応浴を激しく撹拌しながら、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛および硫酸コバルトを含む水溶液と硫酸アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液を少量づつ添加した。
この間、反応浴の温度とｐＨを前記範囲内に納まるように制御した。
これにより、水酸化亜鉛および水酸化コバルトが固溶した水酸化ニッケル粒子を生成させた。
該粒子に含まれるニッケル、亜鉛およびコバルトの比率は金属単体換算でそれぞれ５８ｗｔ％、３．７ｗｔ％、１．２ｗｔ％であった。
【００３７】
次に、ｐＨを１２±０．２に設定した水酸化ナトリウム水溶液に上記水酸化ニッケル粒子を浸漬させた反応浴に、該反応浴を撹拌しながら、硫酸コバルトの水溶液と水酸化ナトリウムの水溶液を少量づつ添加した。
この間、反応浴のｐＨを前記範囲内に納まるように制御した。
これにより、前記水酸化ニッケル粉末の表面に水酸化コバルトからなる被覆層を形成させた複合粒子を生成させた。
複合粒子に占める表面層の比率は７ｗｔ％であった。
【００３８】
濃度が１０ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液４００ｇに、前記複合粒子１００ｇを投入して撹拌しながら、次亜塩素酸ナトリウム溶液４５ｍｌを加えて酸化処理をした。反応浴の温度は６０℃、反応時間は３０分間とした。
その後、反応浴から複合粒子を炉別し、水洗、脱水をした。得られた複合粒子に含まれる繊維金属元素（Ｎｉ、Ｃｏ）の平均酸化数は２．１５であった。
前記酸化処理を施した複合粒子に、濃度３０ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液２０ｇを添加して、撹拌しながら温度８０℃で２時間加熱処理を行った。
その後、水洗乾燥して正極（ニッケル電極）用活物質粒子を得た。
【００３９】
得られた正極用活物質粒子、酸化イッテルビウム粉末、０．６ｗｔ％のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）水溶液と、４０ｗｔ％ポリテトラエチレン粉末の分散液とを重量比で７５．７：１．０：２２．９：０．４で混合して正極用活物質ペーストを得た。
該活物質ペーストを厚さ１．４ｍｍ、面密度４５０ｇ／ｍ2の発泡ニッケルからなる正極用基板に充填し、乾燥後ロール掛けして厚さ０．８ｍｍの極板とした。
該極板を所定の寸法に裁断してＡＡサイズの円筒型電池用正極板とした。得られた正極板の活物質充填容量は２０００ｍＡｈであった。
【００４０】
（アルカリ蓄電池用負極板の作製）
平均粒径が４０μｍ、ＭｍＮｉ3.8Ａｌ0.3Ｃｏ0.7Ｍｎ0.2（Ｍｍは、ミッシュメタルであり、Ｌａ３０％、Ｃｅ５０％、Ｐｒ５％およびＮｄ１５％からなる混合物である）で表される組成を有する水素吸蔵合金粉末を、ｐＨを３．６に調整した温度６０℃の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液中に浸漬した後、水洗して乾燥した。
その後、この水素吸蔵合金粉末９９．５重量部と酸化イッテルビウム粉末０．５重量部とを混合し、この混合物８４ｗｔ％にポリテトラフロロエチレン粉末１ｗｔ％、ＣＭＣの１ｗｔ％水溶液１５ｗｔ％を添加してペーストとした。
該ペーストを、厚さが０．０６ｍｍ、開口径が１ｍｍ、開口率が４０％のニッケルメッキを施した鋼板からなるパンチングメタルの両面に塗布して乾燥した後、ロール掛けして厚さを０．３ｍｍにした後、所定の寸法に裁断してＡＡサイズの円筒型電池用の負極板とした。  なお、該負極板の活物質充填容量の活物質充填容量は２４００ｍＡｈであった。
【００４１】
（極板群の作製と耐短絡性調査）
前記ＡＡサイズの円筒型電池用の正極板と負極板の間に前記セパレータを、その長手方向を捲回軸に対して垂直方向に配置して積層し、渦巻き状に巻き取り、ＡＡサイズの円筒型電池用の極板群を作製した。
極板群を１０００個作製し、作製した極板群全てにつき正極板と負極板の間の電気絶縁性を調べた。
【００４２】
（円筒形ニッケル水素蓄電池の作製）
前記ＡＡサイズの円筒型電池用の極板群のうち電気絶縁性に異常の認められなかった（正極と負極間に短絡が発生してないもの）を選択し、該極板群を、側面の肉厚が０．１８ｍｍの円筒状の金属ケース内に当該電極群を収納し、また、７Ｍの水酸化カリウムと１Ｍの水酸化リチウムとを含む水溶液からなる電解液を金属ケース内に注入した。
ここで、電解液の注入量は、正極板の容量１Ａｈ当たり１．１５ｍｌに設定した。電解液の注入後、安全弁を備えた金属製の蓋体を用いて金属ケースを封口し、ＡＡサイズの円筒型ニッケル−水素蓄電池を得た。
（充放電サイクル試験）
前記、ＡＡサイズ円筒形ニッケル水素蓄電池を５個用意し、定法にて化成を行ったのち、周囲温度２０℃において充放電サイクル試験に供した。
該サイクル試験において、１ＩｔＡで１．５時間充電、１．０時間休止、終止電圧１．０Ｖ、１ＩｔＡ放電を１サイクルとし、該充放電サイクルを繰り返し行った。
放電容量が、初期の８０％になったサイクル数をもってサイクル寿命とした。
【実施例２】
【００４３】
実施例１と同じ繊維構成からなり、目付量が２２．５ｇ／ｍ2である基布２枚を積層し、実施例１と同様に加熱処理をして接着し、一体化した。実施例１と同様にコロナ放電処理し、目付量４５ｇ／ｍ2、厚み１１０μｍのセパレータを得た。
得られたセパレータを実施例１と同様引っ張り試験、突き刺し試験に供した。
また、該セパレータを適用して前記実施例１と同様にしてＡＡサイズの円筒型電池用の捲回式極板群を作製し、実施例１と同様に正極板と負極板間の電気絶縁性を調べた。
【００４４】
（比較例１）
実施例１と同じ繊維構成からなり、目付量が４０ｇ／ｍ2、厚み１００μｍの乾式スパンレースの不織布を作製し、該不織布の両面に実施例１と同様にコロナ放電処理を施し、セパレータを得た。
得られたセパレータを実施例１と同様引っ張り試験、突き刺し試験に供した。
また、該セパレータを適用して前記実施例１と同様にしてＡＡサイズの円筒型電池用の捲回式極板群を作製し、実施例１と同様に正極板と負極板間の電気絶縁性を調べた。
さらに、前記円筒型電池用の極板群のうち電気絶縁性に異常の認められなかった（正極と負極間に短絡が発生してないもの）を選択し、実施例１と同様にＡＡサイズの円筒形電池を作製し、充放電サイクル試験に供した。
【００４５】
（比較例２）
前記繊維径が１４μｍ、長さが３０ｍｍ、ポリプロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする芯鞘形繊維を用い乾式法にて目付量が４０ｇ／ｍ2、厚みが１１０μｍの不織布を作製した。該不織布の両面に実施例１と同様にコロナ放電処理を施し、セパレータを得た。
得られたセパレータを実施例１と同様引っ張り試験、突き刺し試験に供した。
【００４６】
上記実施例１及び比較例１のセパレータを構成する不織布の表面拡大写真（倍率×１００）を図１に示す。
実施例１のものでは、比較例１にものに比較して地合いが緻密であることが分かる。
【００４７】
表１に、実施例１，２、および比較例１，２のセパレータの引っ張り強度、引っ張り伸び率、耐突き刺し強度、および極板群（試験個数１０００個）中の短絡発生個数を示す。
なお、表１の「目付量」は基布の目付量であって、実施例１および２のセパレータは基布２枚で構成されているので、セパレータとしての目付量は、表１の値のそれぞれ２倍である４０ｇ／ｍ2及び４５ｇ／ｍ2となる。
【００４８】
【表１】
2005078848.tif 000002
【００４９】
表１に示したとおり、実施例１及び２に係るセパレータの引っ張り強度は、９１(N/5cm)、９９(N/5cm)と、いづれも９０(N/5cm)以上の大きな値であるのに対して、比較例１及び２のセパレータの引っ張り強度は、６２（N/5cm）、３０（N/5cm）と小さい値であった。
また、実施例１及び２に係るセパレータの伸び率は、１８．１（％）、１９．５（％）と、いづれも１８(％)以上であるのに対して、比較例１及び２のセパレータの伸び率は、８．４（％）、５．０（％）と半分以下であった。
また、実施例１及び２に係るセパレータの耐突き刺し強度は、９．０（N）、１１．７（N）と、いづれも９(N)以上であるのに対して、比較例１及び２のセパレーの耐突き刺し強度は、５．９（N）、３．２（N）と低い値であった。
【００５０】
表１に示した如く、本発明の実施例１および実施例２のセパレータが、比較例に比べて引っ張り強度、耐突き刺し強度が高いのは、実施例のセパレータが厚さの小さい２枚の基布を積層したものであるので、前記図１に示したように緻密な不織布が得られたこと、また、２枚の基布を熱接着によって一体化したものであるので、熱接着によって結合された繊維同士の交点が増えたためと考えられる。
また、実施例のセパレータの引っ張り伸び率が比較例に比べて大きい値となったのは、実施例のセパレータの場合、繊維同士の結合点が増えたことにより、不織布が伸びて繊維と繊維が相互に位置を変えても切れにくくなったこと、また、殊に極細短繊維が緻密に充填されており、不織布が伸びても繊維の粗な部分が生成し難くなったためと考えられる。
【００５１】
また、表１に示す如く、実施例１および実施例２に係る極板群の短絡発生個数は、いずれも０であるのに対して、比較例１および比較例２の極板群はの短絡発生個数は、９個，３７個であった。
目付量が４０ｇ／ｍ2 、４５ｇ／ｍ2 と小さいセパレータを用いたにも拘わらず、実施例に係る極板群に短絡が生じなかったのは、前記の通り、実施例に係るセパレータの引っ張り強度、耐突き刺し強度が高く、且つ、引っ張り伸び率が大きいことによるものと考えられる。
【００５２】
表１に示す如く、本発明の実施例１及び実施例２のセパレータは、引っ張り強度、伸び率、耐突き刺し強度及び短絡発生個数のいずれにも優れているので、アルカリ蓄電池用のセパレータとして適用することが有効であることがわかる。
【００５３】
次に、実施例１及び比較例１のＡＡサイズの円筒形ニッケル水素蓄電池のサイクル試験結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2005078848.tif 000003
【００５５】
表２に示したとおり、比較例１の場合には、サンプルNo.1の２３５サイクルの如く極端にサイクル寿命の短いものが散見されるのに比べて、実施例１の場合はサンプルNo.1〜No.5の全てが５００サイクルを超えるサイクル寿命を有しており、実施例１のものがサイクル性能が優れていることがわかる。
その理由としては、ニッケル水素蓄電池を繰り返し充放電した場合、極板の厚さが増加する傾向が認められ、極板の厚さが増加するとセパレータに対して押圧が加わる。
そして、比較例１の場合は、実施例１に比べてセパレータの引っ張り強度、耐突き刺し強度が劣るため、充放電を繰り返し行ったときに、セパレータに前記押圧が加わることによって、不織布を構成する繊維が移動して局部的に繊維の粗な部分が生じた為に、セパレータの隔離機能が低下してサイクル性能が劣る結果が出たものと考えられる。
【００５６】
また、前記サイクル試験における実施例１のNo.1〜No.3及び比較例１のNo.1，No.3，No.4の放電容量の低下の傾向を図２に示す。
なお、図２では、２００サイクル近辺までは、実施例１のNo.1〜No.3及び比較例１のNo.1〜No.3に差が無いので、同一の符号で示し、それ以上のサイクル数において、相互に差が生じた部分から異なった符号で示している。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のアルカリ蓄電池用セパレータは、上述のような繊維材料を用いて形成されているため、湿式抄紙基布並みの地合いの緻密化と親水性の向上が改善されるため、耐圧縮性に優れており電解液保持性に優れていると共に、本発明のニッケル水素電池は、本発明に係るアルカリ蓄電池用セパレータを備えているため、充放電サイクル寿命が改善され、また耐短絡性に有効であるので、産業上の利用性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１及び比較例１のアルカリ蓄電池用セパレータを構成する不織布の表面拡大写真である。
【図２】サイクル試験における実施例１のNo.1〜No.3及び比較例１のNo.1，No.3，No.4の放電容量の低下の傾向を示すグラフである。
【図１】
2005078848.tif 000004
【図２】
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