(57)【要約】【課題】  本発明は、引張り強度、剛度、及びアルカリ保液率に優れるアルカリ電池用セパレータを提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも、天然繊維、合成繊維、加工樹脂から構成されるアルカリ電池用セパレータであって、前記加工樹脂がポリビニルアルコールであることを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。特に、ポリビニルアルコールの含有量が、前記セパレータを構成する天然繊維及び合成繊維に対して１〜７質量％であり、合成繊維の８〜１８質量％がビニロンバインダ繊維であることでさらに優れた効果を発現する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、天然繊維、合成繊維、加工樹脂から構成されるアルカリ電池用セパレータであって、前記加工樹脂がポリビニルアルコールであることを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
【請求項２】
前記ポリビニルアルコールの含有量が、前記セパレータを構成する天然繊維及び合成繊維に対して、１〜７質量％であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ電池用セパレータ。
【請求項３】
前記合成繊維の８〜１８質量％が、ビニロンバインダ繊維であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のアルカリ電池用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、空気亜鉛電池等のアルカリ電池に使用されるアルカリ電池用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からアルカリ電池における正極活物質と負極活物質とを隔離するセパレータの特性として、正極活物質と負極活物質の接触による内部短絡の防止、導電性の亜鉛酸化物の針状結晶（デンドライト）による内部短絡の防止、及び、水酸化カリウムの電解液や二酸化マンガン、オキシ水酸化ニッケル、酸化銀等の正極活物質に対して収縮及び変質を起こさない耐久性、並びに、起電反応に十分な量の電解液を長期間保持して、イオン伝導を妨げないことが要求されている。
【０００３】
このような特性を備えたアルカリ電池用セパレータとしては、耐アルカリ性に優れたマーセル化パルプや、レーヨン繊維、有機溶剤系セルロース繊維などの再生セルロース繊維を配合し、耐アルカリ性合成繊維としてナイロン繊維や、ポリビニルアルコールに酸触媒化でホルムアルデヒドを反応させ、ポリビニルアルコールの水酸基を高い反応率でホルマール化して水中溶解温度を９５℃以上としたビニロン主体性繊維と、ホルマール化の反応率を低くもしくはゼロとしてポリビニルアルコールの水中溶解温度を６０〜９０℃としたビニロンバインダ繊維を配合したセルロース繊維と合成繊維の混抄紙が使用されている。
【０００４】
アルカリ電池の製造にあたって、アルカリ電池用セパレータは筒状に丸められ、電池缶の中に投入される。しかし、アルカリ電池用セパレータの剛度が低いと機械でうまく丸めることができず、操業トラブルの原因となる。ビニロンバインダ繊維の配合量を高めると引張強さが高められ、結果として剛度が高められるが、電解液の保持量が低下してしまいアルカリ電池の性能が低下してしまうという問題があった。特許文献１では繊維分散液にポリアミンエピクロロヒドリン樹脂を配合して湿式抄造し、繊維をポリアミンエピクロロヒドリン樹脂で被覆した湿潤強度を高めたセパレータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１０９２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されているセパレータは引張り強度及び剛度は向上するものの、アルカリ保液率が悪化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、引張り強度、剛度、及びアルカリ保液率に優れるアルカリ電池用セパレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の[１]〜[３]を提供する。
[１]  少なくとも、天然繊維、合成繊維、加工樹脂から構成されるアルカリ電池用セパレータであって、前記加工樹脂がポリビニルアルコールであることを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
[２]  前記ポリビニルアルコールの含有量が、前記セパレータを構成する天然繊維及び合成繊維に対して、１〜７質量％であることを特徴とする[１]に記載のアルカリ電池用セパレータ。
[３]  前記合成繊維の８〜１８質量％が、ビニロンバインダ繊維であることを特徴とする[１]あるいは[２]に記載のアルカリ電池用セパレータ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、引張り強度、剛度、及びアルカリ保液率に優れるアルカリ電池用セパレータを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のアルカリ電池用セパレータについて説明する。
【００１１】
本発明のアルカリ電池用セパレータは、少なくとも天然繊維、合成繊維、及びポリビニルアルコールから構成されることを特徴としており、高い引張強さ、すなわち剛度が得られるとともに、高い電解液の保持量を得ることができる。
【００１２】
本発明において使用される天然繊維はＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプのほか、マーセル化パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等の機械パルプ、ＤＩＰ等の古紙パルプ、マニラ麻パルプ、非木材パルプ等を例示することができ、これらを単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができるが、耐アルカリ性を持つマーセル化パルプを使用することが望ましい。
【００１３】
本発明において使用される合成繊維としては、ビニロン主体性繊維、ビニロンバインダ繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン系繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、モダクリル繊維等のようなポリアクリロニトリル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維を例示することができ、耐アルカリ性及び親水性が高いレーヨン繊維、ビニロン主体性繊維、ビニロンバインダ繊維を使用することが望ましい。なお、ビニロン主体性繊維は、ポリビニルアルコールに酸触媒化でホルムアルデヒドを反応させ、ポリビニルアルコールの水酸基を高い反応率でホルマール化することで得られる水中溶解温度が９５℃以上の繊維である。一方、ビニロンバインダ繊維は、ポリビニルアルコールに酸触媒化でホルムアルデヒドを反応させ、ポリビニルアルコールの水酸基を低い反応率（無反応を含む）でホルマール化することで得られる水中溶解温度が６０〜９０℃の繊維である。
【００１４】
本発明において、合成繊維として、水中で熱をかけることで容易に溶解するビニロンバインダ繊維をバインダ繊維として用いることが好ましく、ビニロンバインダ繊維の配合量は、アルカリ電池用セパレータを構成する全合成繊維に対して８〜１０質量％であることが好ましい。ビニロンバインダ繊維の配合量が、８質量％未満の場合、引張り強度及び剛度が不十分となるため、アルカリ電池製造工程において、断紙の発生、筒状に成型しづらいといった問題が発生する。一方、ビニロンバインダ繊維の配合量が１８質量％を超えるとアルカリ電池用セパレータの空隙率が低下してしまうため、電解液の保持量が低下する。
【００１５】
本発明のアルカリ電池用セパレータは、ポリビニルアルコールを加工樹脂として使用することが重要である。本発明で使用するポリビニルアルコールの変性、けん化度、重合度は特に限定されるものではないが、けん化度としては８６ｍｏｌ％以上が望ましく、９８ｍｏｌ％以上がさらに望ましい。けん化度が８６ｍｏｌ％未満であると冷水にも溶けやすくなるので電池内部にてポリビニルアルコールが溶けだして電池性能を低下させる要因となる。ポリビニルアルコールの重合度としては１，０００以上、２，０００以下であることが好まし。ポリビニルアルコールの重合度が１，０００未満の場合、アルカリ電池用セパレータの引張強さが十分に向上せず、剛度も不十分であるとともに、電池内部で、ポリビニルアルコールが溶け出して電池性能を低下させる要因となる。一方、重合度が２，０００を超える場合、ポリビニルアルコールを含有する加工液の粘度が高くなるため、天然繊維及び合成繊維を含有する基材に必要量を均一に浸透あるいは付着させることが困難となる。
【００１６】
本発明において、ポリビニルアルコールの含有量は、天然繊維及び合成繊維に対して、1〜７質量％であることが好ましい。ポリビニルアルコールの含有量が、１％未満の場合、引張強さ、剛度が不十分となる。一方、ポリビニルアルコールの含有量が７質量％を超えると電解液の保持量が低下する。
【００１７】
本発明のアルカリ電池セパレータの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、天然繊維と合成繊維を湿式で抄造した基材に、ポリビニルアルコールを含有する加工液を塗布あるいは含浸することによって製造することができる。なお、天然繊維と合成繊維を湿式抄造する際に、消泡剤、繊維離解剤、地合調整剤などの界面活性剤やその他の抄紙添加剤を用いることができる。また、ポリビニルアルコールを含有する加工液に消泡剤、界面活性剤などの助剤を添加することもできる。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明のアルカリ電池用セパレータについて具体的実施例を説明する。
【００１９】
（実施例１）
繊維配合をマーセル化パルプ２３重量％、レーヨン（ダイワボウレーヨン株式会社、レギュラータイプ、０．８ｄｔｅｘ×４ｍｍ）４０重量％、ビニロン主体性繊維（１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２３重量％、ビニロンバインダ繊維１４重量％とし、水に分散させて抄紙し、坪量３８．５ｇ／m2の基材を製造した。次に、完全ケン化で重合度１７００のポリビニルアルコール(日本合成化学工業株式会社、NH-17Q)を水中で溶解させ、固形分２重量％の加工液とした。基材にこの加工液をサイズプレス加工し、ポリビニルアルコールの付着量を１．５ｇ／m2、原紙に対して３．８％としてアルカリ電池用セパレータを得た。
【００２０】
（実施例２）
基材の坪量を３９．３ｇ／m2とし、加工液の固形分を１％とした以外は実施例１と同様にしてアルカリ電池用セパレータを得た。
【００２１】
（実施例３）
繊維配合をビニロン主体性繊維（１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２７重量％、ビニロンバインダ繊維１２重量％とした以外は実施例１と同様にしてアルカリ電池用セパレータを得た。
【００２２】
（実施例４）
完全ケン化で重合度１０００のポリビニルアルコールを水中で溶解させて加工液とした以外は実施例１と同様にしてアルカリ電池用セパレータを得た。
【００２３】
（比較例１）
基材の坪量を４０．０ｇ／m2とし、加工液を水とした以外は実施例１と同様にしてアルカリ電池用セパレータを得た。
【００２４】
＜坪量の測定方法＞
JIS P8124に準拠した。
＜紙厚の測定方法＞
JIS P8118に準拠した。
＜引張強さ＞
J Tappi No.71に準拠し、剛度の指標とした。
【００２５】
＜通気度の測定方法＞
ボルグワルド社のAir Permeability Tester A20で測定した。
＜保液率の測定方法＞
アルカリ電解液の保持量を保液率として評価する。室温２３℃相対湿度５０％の恒温恒湿室に１２時間以上放置した試料を50ｍｍ角に試験片を切り取る。このとき、抄紙方向がわかるよう試験片にしるしをつける。切り取った試験片の重量（ｇ）を小数点以下4桁まで測定して記録し、この重量をｗ１とする。その後に、温度２３℃の４０%水酸化カリウム水溶液に１０分間含浸する。そして４５度の角度に設置したガラス板の上に試験片を乗せる。このとき、ガラスの傾斜方向とサンプルの抄紙方向を合わせる。ガラス板上に３分静置したのちに試験片の重量（ｇ）を小数点以下4桁まで測定し、この重量をｗ２とする。保液率は次の式で求める。
保液率＝（ｗ２−ｗ１）／ｗ１×１００  （％）
【００２６】
＜アルカリ含浸耐性＞
サンプルを５０ｍｍ角の正方形となるよう裁断する。水酸化カリウム４０％、２０℃の水溶液にサンプルを３０分間浸漬する。サンプルを取出し、吊るして十分に液を切る。サンプルの変形状況を目視で判断し、アルカリ含浸耐性とした。
あり：変形など発生せず使用上問題ない。
なし：サンプルが厚さ方向に変形したボコツキ形状などになり、使用上問題ある。
【００２７】
【表１】
2017168257.tif 000002