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JP2002534774A - 再充電可能なアルカリ電池用の耐久性のある親水性不織マット - Google Patents

再充電可能なアルカリ電池用の耐久性のある親水性不織マット

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Publication number
JP2002534774A
JP2002534774A JP2000592892A JP2000592892A JP2002534774A JP 2002534774 A JP2002534774 A JP 2002534774A JP 2000592892 A JP2000592892 A JP 2000592892A JP 2000592892 A JP2000592892 A JP 2000592892A JP 2002534774 A JP2002534774 A JP 2002534774A
Authority
JP
Japan
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fiber
polypropylene
wettable
battery separator
nonwoven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000592892A
Other languages
English (en)
Inventor
エル． キン，ラリー
マスアー，アシシュ
ヘニング，グレゴリー，ネイル
ティモシー エル． リッター，
Original Assignee
ビービーエー ノンウーブンズ シンプソンビル インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ビービーエー ノンウーブンズ シンプソンビル インコーポレーテッド filed Critical ビービーエー ノンウーブンズ シンプソンビル インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 電池セパレータ材料は湿潤性ファイバーマトリックスの不織ウェブを含み、この湿潤性ファイバーマトリックスは少なくとも１つの親水性溶融添加剤が配合された熱可塑性ポリマーファイバーである。別の実施例では、不織ウェブは湿潤性であるバインダーファイバーまたは非湿潤性であるバインダーファイバー、または双方の組み合わせを更に含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願 本願は、１９９９年１月８日に出願された米国仮特許出願第60/115,172号の利
益を請求するものであり、本明細書ではこの米国仮特許出願の全体の記載を参照
として援用する。
【０００２】 発明の分野 本発明は電池のセパレータ材料に関するものであり、より詳細には、再充電可
能なアルカリ電池で使用するための湿潤性ファイバーマトリックスと、非湿潤性
バインダーファイバーとから構成された不織ウェブに関するものである。
【０００３】 発明の背景 再充電可能なアルカリ電池は主に誘電体として機能するだけでなく、電解液リ
ザーバとしても機能するためのセパレータを一般に必要とする。セパレータ材料
は電解液として使用される３０％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）に対して不活性で
あるだけでなく、電池の放電中および再充電中の苛酷な条件に耐えられるような
耐久性のある湿潤性を有してなければならない。代表的なセパレータ構造体はナ
イロンまたはポリオレフィンファイバーのいずれかを含む不織構造体を使用して
いる。
【０００４】 次の特許にはかかる構造体の代表例が示されている。
【０００５】 クンに付与された米国特許第5,389,471号は、アルカリ電池用のセパレータを
開示しており、このセパレータは塩を形成するように塩基で中和された１つ以上
のカルボキシル基を含む樹脂で飽和された、多孔質フィルム、布または合成紙か
ら成る多孔質シートから構成されている。この樹脂は、１つ以上のカルボキシル
基を有する高分子量のアクリル酸を含む。実施例に開示されている、特に好まし
い樹脂は、カルボポール（高分子量のアクリル酸ホモポリマー）である。
【０００６】 エバーハートに付与された米国特許第5,439,734号は、少なくとも１つの２脂
肪酸エステルの親水性添加剤が配合されたポリオレフィンから形成された不織布
を開示している。このエバーハート特許における添加剤は酸化ポリエチレンのジ
オレートエステル、カスターオイルのエトキシ化エステル、グリセロールモノオ
レエートエステルとエトキシ化ノニルフェノールおよびメイペグ−４００ｍｌモ
ノラウレートのブレンドを含む。
【０００７】 パルマーに付与された米国特許第3,847,676号は、ポリマー樹脂、例えばＣ２
〜Ｃ８ポリオレフィン熱可塑性樹脂、例えば内部に第１湿潤剤（比較的非水溶性
である）が分散されたポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンから構
成されたファイバーの不織マットから構成された電池セパレータを教示しており
、このファイバーの外側表面には第２湿潤剤がコーティングされている。内部に
分散された湿潤剤は表面活性剤、好ましくは１〜１５モルの酸化エチレンを有す
るＣ８〜Ｃ１８のフェノール表面活性剤であり、ファイバーの外側にコーティン
グされる第２湿潤剤は比較的水溶性があり、比較的オイルに不溶性であり、陰イ
オンおよび／または非イオン表面活性剤である。
【０００８】 パルマーに付与された米国特許第3,870,567号は、不織熱可塑性ファイバーマ
ットから形成された電池セパレータに関するものであり、このファイバーは電池
の周辺温度にて所定の時間にわたり、ブルームする内部湿潤剤を含む。適当な湿
潤剤の一例として、酸化ノニルフェノールエチレンがある。
【０００９】 パルマーに付与された米国特許3,918,995号も内部表面活性剤とファイバーの
外側にコーティングされた第２表面活性剤とを有するプラスチックファイバーの
不織マットから製造された電池セパレータに関する。この米国特許はパルマーの
米国特許第3,847,676号の分割であり、この米国特許第3,918,995号の特許請求項
はセパレータではなく、電池に関するものである。
【００１０】 パルマーに付与された米国特許第3,933,525号は好ましくは２つの表面活性剤
を含む内部湿潤剤を有するポリオレフィンファイバーを含む不織電池セパレータ
を開示している。好ましい表面活性剤としては、１〜１５モルの二酸化エチレン
を有するＣ８〜Ｃ１８のフェノール表面活性剤が挙げられる。
【００１１】 ブロードヘッドに付与された米国特許第3,928,067号は、非水性リチウム二次
電池で使用するためのポリプロピレンのセパレータを開示しており、この電池は
ポリプロピレンのセパレータのための湿潤剤としてポリアルキレングリコールエ
ステル、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムおよび所定のリチウム塩と、好
ましくは所定のポリアルキレングリコールエステルとハロゲン化テトラアルキル
アンモニウムとの組み合わせを含む。
【００１２】 バントンに付与された米国特許第3,947,537号は、脂肪族スルフェートのよう
な陰イオン表面活性剤またはポリエチレンオキシ化合物のような非イオン表面活
性剤の表面活性剤と水の混合物で湿潤化された熱可塑性ファイバーの不織マット
から製造された電池セパレータを開示している。
【００１３】 欧州特許第EP0450449B1号は、スルホン化共役ファイバーから布シートを含む
充電電池用のセパレータ材料に関するものであり、共役ファイバーは一体となる
ように熱接合された少なくとも第１成分と第二成分とを含み、第１成分は表面層
であり、第二成分はコア部分を占め、第１成分は式−ＣＨ −Ｃ（ＳＯ Ｈ）（
ＣＯＯＨ）を有する少なくとも１つの単位を含むエチレンコポリマーであり、ア
クリル酸および／または核酸、更に可能な場合にはアクリル酸エステルを含むエ
チレンカルボン酸モノマーを含み、第二成分は非スルホン化ポリオレフィンを含
む。
【００１４】 欧州特許第EP0591616B1号は、使用前にセパレータ材料を脱イオン水で湿潤化
することを特徴とする、異なる軟化範囲のポリアミドおよび／またはポリオレフ
ィンファイバーの混合物から構成された不織布の親水化されたセパレータ材料に
関するものである。
【００１５】 欧州特許第EP0680107B1号は、ニッケル−水素二次電池に関するものであり、
この電池は親水性の第１表面と親水性部分および疎水性部分を有する第２表面と
を有するポリオレフィンをベースとする合成樹脂ファイバーを含むシート材料か
ら形成されたエチレンを含む。ポリオレフィンファイバーはポリオレフィンのコ
アと、別のポリオレフィンのシースとを含むコアとシースタイプの複合ファイバ
ーである。
【００１６】 欧州公開特許出願第EP0710994A2号は、（１）約１５μｍ以下の平均直径を有
するファイバーの不織ウェブと、（２）不織布ウェブを湿潤状態にする不織ウェ
ブの表面に設けられたグラフト重合されるモノマーとを含む電池セパレータに関
するものである。
【００１７】 欧州公開特許出願第EP0756340A1号は、第１ファイバーと第２ファイバーとか
ら構成された不織ウェブを含む電池用セパレータに関するものであり、第１ファ
イバーが第１および第２ポリオレフィンに対応し、第２ファイバーがかかる２つ
の不織ウェブから好ましく形成されたセパレータが、電解液によって自発的に湿
潤化できるように処理された第３ポリオレフィンを含む。
【００１８】 欧州公開特許出願第EP0795916A1号は、電池セパレータとして使用するのに適
したホットメルトファイバーと熱可塑性ステープルファイバーとの三次元の絡み
合いから形成され、湿潤状態にされた不織布に関する。絡み合いの結果生じた不
織布は一般に使用される表面活性剤による親水性処理、スルホン化処理、フッ素
化処理、プラズマ処理またはコロナ放電処理を受けることができる。
【００１９】 欧州公開特許出願第EP0834938A2号は、１）ポリオレフィンの分割可能な複合
ファイバーと、２）高強度複合ファイバー（ポリプロピレン）と、３）ポリオレ
フィン感熱性接着ファイバー（これらはいずれも、より詳細に述べたものである
）とを熱溶融し、流体絡み合い加工することによって形成されたアルカリ電池セ
パレータを開示している。この欧州特許出願はスルホン化処理、フッ素ガスによ
る処理、ビニールモノマーを用いたグラフト重合処理、表面活性剤による処理、
親水性樹脂を付着するのに使用する処理、放電処理または同様な処理を使用する
ことにより、親水性特性を付与するための上記プロセスの結果得られる布の処理
も教示している。この特許出願には表面活性剤として陽イオン表面活性剤（より
高級な脂肪酸のアルカリ金属塩、アルキルスルフォネートまたはスルホスクシネ
ートの塩）が開示されている。
【００２０】 国際特許出願第WO98/31060号は、凝縮非圧縮性素材内に自己接着された極めて
微細な溶融吹込成形されたファイバーから製造された再結合またはシールされた
タイプの電池で使用できる電池セパレータを開示している。このファイバーマッ
トは押し出し前にポリマーに表面活性剤を添加するか、または形成後、ファイバ
ーの表面に親水基を共有接合することにより電池の酸によって湿潤化されている
。適当な添加剤としてはポリテトラヒドラフラン、脂肪酸からのモノおよびジグ
リセライドおよびジメチルシリコーンオキシアルキレンコポリマーがある。
【００２１】 国際特許出願第WO99/00447号は、基本的にはモノグリセライドから成るか、ま
たは組み合わせた場合はモノグリセライドと、少なくとも８５重量％のモノグリ
セライドと混合したグリセライドの組み合わせから成る湿潤剤を含む、オレフィ
ンポリマー、ポリエステルまたはポリアミドから調製された湿潤性ファイバーを
製造するための方法および製品を開示している。
【００２２】 モノグリセライドは次の式で示される。
【００２３】
【式１】
【００２４】 ここで、−ＯＲ１、−ＯＲ２および−ＯＲ３はヒドロキシル基または脂肪酸エ
ステル基であるが、これらのうちの１つだけが脂肪酸エステル基（Ｃ１２〜Ｃ２ ２ ）である。混合グリセライド（ジまたはトリグリセライド）は次の式で示され
る。
【００２５】
【式２】
【００２６】 ここで、−ＯＲ４、−ＯＲ５および−ＯＲ６は、ヒドロキシル基または脂肪酸
エステル基（Ｃ１２〜Ｃ２２）である。このジまたはトリグリセライドとモノグ
リセライドとの組み合わせは第１実施例に係わる湿潤剤を構成する。
【００２７】 従来技術に示されるように、ナイロンとポリオレフィンの双方は本来の性質を
制限しており、これによって電池の寿命が短くなっている。ナイロンはアルカリ
による劣化を受け易く、ポリオレフィンは化学的に不活性であるが、性質が疎水
性である。
【００２８】 当技術分野では、ポリプロピレンファイバーの表面を化学的に改質することに
より、疎水性であるポリプロピレンファイバーを親水性ファイバーに変換するこ
とが公知となっている。しかしながら、原則的な化学的応用は耐久性がなく、他
のタイプの表面の改質は余分な処理工程を必要としたり、高価となる傾向がある
ので、完全に満足できるとは言えない。更にこれら改質部の一部は特にアルカリ
電池で使用される３１％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）電解溶液が存在する場合に
、経年変化する。ポリオレフィンを湿潤化させることが判っている数種のプロセ
スは、環境的にフレンドリーではなく、極めて低速のプロセスであり、充分に耐
久性があるとは言えない。
【００２９】 化学的改質に対する別の改善方法として、ポリプロピレンまたは熱可塑性ポリ
マー内に親水性添加剤を直接溶融ブレンドし、ファイバー自身を親水性とする方
法がある。本発明は、上記問題を解決し、１つ以上の親水性溶融添加剤をポリオ
レフィン樹脂（ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）または二成
分）ファイバーに混和し、電池セパレータとして使用するための不織構造体を製
造することにより、かかる製品を提供するものである。この親水性溶融添加剤は
ＰＰポリマーファイバーに混和され、次にファイバーは湿潤化プロセスおよびカ
ーディング／熱接着プロセスによって不織セパレータ材料に変換される。この方
法とは異なり、スピン接合、または溶融吹込成形またはこれらの組み合わせによ
り、ＰＰポリマーと添加剤とを直接ポリマーから不織状態に変換してもよい。
【００３０】 好ましい溶融添加剤としては、ヒドロキシフェノールとポリエチレングリコー
ルとの混合物がある。ヒドロキシフェノールは官能基ＨＯＣ Ｈ −−を含むこ
とを特徴とする。本発明の好ましい実施例によれば、湿潤化プロセスおよびカー
ディング／熱接着プロセスを使って不織電池セパレータを製造する。電池セパレ
ータ布において、疎水性ファイバーと親水性ファイバーとの組み合わせを使用す
ることによって本発明の利点が得られる。すなわちセパレータ内のすべてのファ
イバーは永久的に湿潤性でなければならない。好ましい実施例では、セパレータ
は二成分ファイバーを含み、このファイバーではファイバーのシース成分内に溶
融添加剤が混入されている。二成分ファイバーを使用するだけでなく、疎水性フ
ァイバーと親水性ファイバーとの組み合わせにより、コストを低減し、種々の用
途のためにセパレータを最適にすることが可能となっている。
【００３１】 本発明の広義の特徴は、湿潤性ファイバーマトリックスを形成するように、溶
融プロセス中にポリマー成分内に溶融添加剤を直接混和することにより、再充電
可能なアルカリ電池内で使用するための耐久性、湿潤性および強度を有する不織
ウェブを提供することにある。このファイバーマトリックスは１００％の湿潤性
ウェブを形成するよう、溶融吹込成形、スピン接合するかまたはステープルファ
イバーとすることが可能である。これとは異なり、湿潤性バインダーファイバー
または非湿潤性バインダーファイバー、もしくはこれらの混合物と湿潤性ファイ
バーマトリックスとを混合し、次にこれらを不織ウェブに製造することも可能で
ある。
【００３２】 本発明の目的は、電池セパレータ材料として使用できるような高い湿潤性およ
び強度を有する不織ウェブを提供することにある。
【００３３】 本発明の別の広義の目的は、苛酷な環境において耐久性および湿潤性がある不
織材料を提供することにある。
【００３４】 本発明の別の目的は、親水性領域と疎水性領域の双方を有する不織ウェブを提
供することにある。
【００３５】 本発明の更に別の目的は、所望する最終使用用途に応じて湿潤性および強度の
特性を変えるように設計できる製品を製造する方法を提供することにある。
【００３６】 本発明の特定の目的は、二成分ファイバーのファイバーシース内に溶融添加剤
が混和され、コア内には混入されていない二成分ファイバーを含む、より低コス
トの電池セパレータ材料を提供することにある。
【００３７】 本発明の別の特定の目的は、湿潤性ポリマーフィアバーと非湿潤性ポリマーフ
ィアバーの双方から製造された、経済的な電池セパレータ材料を提供することに
ある。
【００３８】 本発明の更に特定の目的は、他の用途、例えばオムツおよび女性生理用品、お
よび耐久性のある湿潤性を必要とする医療用に使用できる不織ウェブを提供する
ことにある。
【００３９】 本発明の別の目的は、製造された製品が何回も機械洗濯された後も、耐久性が
あり、かつ親水性を有する、衣料用に使用できる不織ウェブを提供することにあ
る。
【００４０】 本発明の別の目的は、耐久性および湿潤性が必要とされるフィルタ用に使用で
きる不織ウェブを提供することにある。
【００４１】 発明の概要 本発明によれば、これら目的だけでなく、以下に明らかになるその他の目的も
、親水性溶融添加剤が配合された熱可塑性ポリマーファイバーである湿潤性ファ
イバーマトリックスの不織ウェブを含む電池セパレータ材料を提供することによ
って一般に達成される。ファイバーマトリックス構成物は１００％湿潤性の不織
ウェブを形成するように、溶融吹込成形、スピン接合することもできるし、また
ステープルファイバーにすることもできる。
【００４２】 熱可塑性ポリマーファイバーは好ましくはポリプロピレンステープルファイバ
ーであるか、またはポリプロピレンのシースおよびポリプロピレンのコアを有す
るポリプロピレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーである。
【００４３】 親水性溶融添加剤は少なくとも１つ以上のヒドロキシフェノールとポリエチレ
ングリコールとの混合物である。
【００４４】 別の実施例では、湿潤性ファイバーマトリックスには非湿潤性バインダーファ
イバーが配合される。好ましくはこれらバインダーファイバーはポリエチレンの
シースとポリプロピレンのコアとを有するポリエチレン／ポリプロピレンの二成
分ファイバーである。
【００４５】 本発明の別の実施例では、不織ウェブは更に湿潤性バインダーファイバーを含
む。湿潤性バインダーファイバーは、好ましくは親水性溶融添加剤の配合された
ポリエチレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーであり、二成分ファイバーの
ポリエチレンのシースに親水性溶融添加剤を混和する。
【００４６】 好ましい実施例では、不織ウェブは、３０〜９０重量％の湿潤性ファイバーマ
トリックス、および１０〜７０重量％の非湿潤性バインダーファイバーである。
より好ましい実施例では、不織ウェブは５０％の湿潤性ファイバーマトリックス
および５０％の非湿潤性バインダーファイバーである。
【００４７】 別の好ましい実施例では、不織ウェブは、４０重量％までの湿潤性ファイバー
マトリックス、４０重量％までの非湿潤性バインダーファイバー、および３０重
量％までの湿潤性バインダーファイバーである。好ましい範囲について述べたが
、本発明には湿潤性ファイバーマトリックスと、非湿潤性バインダーファイバー
と、湿潤性バインダーファイバーとの任意の組み合わせも含まれ、各成分の量は
その結果得られるウェブの所望する湿潤性および強度の特性に応じて決まる。
【００４８】 一般に本発明の電池セパレータ材料は高い湿潤性および強度を有し、ガスに対
する透過率が良好である。
【００４９】 本発明は電池セパレータと使用できる不織ウェブおよび耐久性および湿潤性を
必要とする他の用途で使用できる不織ウェブを製造するための関連する方法も含
む。一般に少なくとも１つの親水性溶融添加剤が配合された湿潤性熱可塑性ポリ
マーファイバーを含むファイバー構成物は、溶融吹込方法、スピン接合方法また
はステープルファイバーにする方法によって不織ウェブに形成される。好ましい
実施例では、この構成物には更にバインダーファイバーを混合し、これを製紙装
置に載せ、湿潤化されたウェブを形成する。この湿潤化されたウェブから水を除
去し、不織ウェブを形成するように熱接着し、カレンダー処理する。
【００５０】 製造する不織マットは電池のセパレータとして使用する外に、耐久性のある湿
潤性および強度を必要とする他の用途、例えば吸収性および衛生品、医療製品、
衣料品およびフィルタ製品でも使用できる。 次の本発明を実施する最良の態様の詳細な説明から、本発明の上記以外の目的
、特徴および利点が明らかとなろう。
【００５１】 発明の詳細な説明 一般に、電池セパレータ材料は少なくとも１つの親水性溶融添加剤が配合され
た熱可塑性ポリマーファイバーから製造された湿潤性ファイバーマトリックスの
不織ウェブを含む。
【００５２】 熱可塑性ポリマーに親水性溶融添加剤を混和し、その後、ファイバー状に変換
し、その後、種々の成形技術のいずれかを使って不織材料にする。 これとは異なり、スピン接合、溶融吹込方法またはこれら２つの方法の組み合
わせにより、材料をポリマーから不織材料に直接変換することもできる。溶融添
加剤と不織プロセスを組み合わせることにより、永久的に湿潤性のある電池セパ
レータを製造する。このセパレータは３１％までのＫＯＨに耐えることができ、
ＮｉＣｄおよびＮｉＭＨ再充電可能なアルカリ電池の寿命を長くすることができ
る。
【００５３】 本発明の一実施例では、親水性溶融添加剤にポリプロピレンステープルファイ
バーを配合し、湿潤性ファイバーマトリックスを形成する。次に、このマトリッ
クスを更に非湿潤性バインダーファイバーと組み合わし、湿潤状態とし、本発明
の不織材料を形成する。使用する非湿潤性バインダーファイバーとしては、日本
のチッソ株式会社からチッソファイバーとして市販されている、ポリエチレンの
シースとポリプロピレンのコアとを含む二成分ファイバーが挙げられる。形成さ
れる不織材料はウェブを製造する際に使用されるファイバーの異なるタイプに起
因し、別々の疎水性領域と親水性領域の双方を有する。
【００５４】 別の実施例では、ポリプロピレンのシースとポリプロピレンのコアを含む二成
分ファイバーを疎水性溶融添加剤に配合し、湿潤性ファイバーマトリックスを形
成する。本発明で使用する二成分のシースとコアファイバーとの比率は、５０／
５０のシース／コア比から６０／４０のシース／コア比まで変化する。基本的に
はファイバーの外側ポリプロピレンのシースに溶融添加剤を混和する。６０／４
０のシース／コア比を有する二成分ファイバーを使用することによって、しーす
部分に対する溶融添加剤よりも混和率を大きくすることが可能となる。更に、湿
潤性ファイバーマトリックスを非湿潤性バインダーファイバーと組み合せ、不織
ウェブを形成する。
【００５５】 すべての実施例において、ある濃度の親水性溶融添加剤に熱可塑性ポリマーを
配合し、中間ファイバー形成プロセスにより、または直接にポリマーを不織状態
に変換することにより、耐久性のある親水性マットを製造する。所望する性能を
得るには添加剤の化学的性質および物理的性質、熱可塑性樹脂との相溶性だけで
なく、不織セパレータのプロセス条件および構造上の特徴が必要である。不織布
の耐久性のある湿潤性を得るには、溶融添加剤のタイプおよび比率が重要である
。
【００５６】 一般に、本発明で使用する溶融添加剤は、ヒドロキシフェノールとポリエチレ
ングリコールとの混合物である。使用する溶融添加剤の例は、製品表示ＰＰＭ
１１２１１、ＰＰＭ １１２４９、ＰＰＭ １１２１２、ＰＰＭ １１２６７お
よびＰＰＭ １１２６８で、米国カリフォルニア州テックマンＰＭ社から市販さ
れている。
【００５７】 湿潤性ファイバーマトリックスを形成するのに種々の異なる溶融添加配合剤を
使用できる。本明細書の実施例１〜５の章には特定の配合が示されている。一般
にこれら配合剤はヒドロキシフェノールとポリエチレングリコールとの混合物で
ある活性薬品を含む。この活性薬品、すなわち官能薬品はキャリア樹脂として、
好ましくは溶融吹込成形、スピン接合またはステープルファイバー製造に適した
所定の溶融流量（ＮＦＲ）のポリエチレンとして提供する。従って、これら配合
剤は最終使用用途に応じて異なる溶融流量を有する。下記の組成でリストアップ
したＭＦＲは２３０℃、２.１６Ｋｇで測定した値である。溶融吹込成形したグ
レードのポリエチレン樹脂は、一般により高い溶融流量（ＭＦＲ８００〜１２０
０）を有するが、スピン接合またはステープルファイバーグレードのポリプロピ
レン樹脂はそれよりも低い溶融流量ＭＦＲ７〜３５を有する。組成物内の基礎薬
品は、所望する湿潤性および最終使用用途に応じ、耐久性のある親水性材料また
は非耐久性親水材料を含む。
【００５８】 非耐久性の親水性材料はファイバーの初期の湿潤化を行い、耐久性のある親水
性材料の混入を高め、かつ最大にする。耐久性のある親水性材料はファイバー材
料に湿潤化および強度特性を与える。特に電池のセパレータ用途では、より多く
の耐久性のある化学薬品が添加されればされるほど、吸収性および吸い上げ速度
が増し、電池の寿命が長くなる。
【００５９】 溶融添加剤の配合剤１〜５は、本発明で使用され、実施例１〜５で使用される
溶融添加配合剤のタイプを示している。
【００６０】 溶融添加剤１は約３０％の活性薬品を含み、溶融添加配合剤４と同じ耐久性の
ある親水性材料を含むが、溶融流量が異なっている。この添加剤は米国カリフォ
ルニア州テックマーＰＡ社からＰＰＭ１１２１１として市販されている。
【００６１】 溶融添加剤２は約３０％の活性薬品を含み、溶融添加配合剤５と同じ耐久性の
ある親水性材料を含むが、溶融流量が異なっている。この添加剤は米国カリフォ
ルニア州テックマーＰＡ社からＰＰＭ１１２１２として市販されている。
【００６２】 溶融添加剤３は約２０％の活性薬品を含み、非耐久性の親水性材料を含む。こ
の添加剤は米国カリフォルニア州テックマーＰＡ社からＰＰＭ１１２４９として
市販されている。
【００６３】 溶融添加剤４は約２５％の活性薬品を含み、溶融添加配合剤１と同じ耐久性の
ある親水性材料を含む。この添加剤は５４ｇ／１０分のＭＦＲを有し、米国カリ
フォルニア州テックマーＰＡ社からＰＰＭ１１２６７として市販されている。
【００６４】 溶融添加剤５は約２０％の活性薬品を含み、溶融添加配合剤２と同じ非耐久性
のある親水性材料を含む。この添加剤は１０９ｇ／１０分のＭＦＲを有し、米国
カリフォルニア州テックマーＰＡ社からＰＰＭ１１２６８として市販されている
。
【００６５】 好ましい用途における溶融吹込成形する不織構造体に対しては、溶融添加配合
剤１、２および３を使用する。溶融吹込成形する構造体に対する好ましい比率は
、１５〜３５％の溶融添加剤配合剤１を使用することである。すなわち４〜１０
％の活性薬品または１０％までの溶融添加配合剤２、すなわち３％までの活性薬
品を使用することを含む。溶融吹込成形する構造に対する最も好ましい比率とし
ては、３０％の溶融添加配合剤１、すなわち９％の活性薬品および５％の溶融添
加配合剤２、すなわち１.５％の活性薬品が挙げられる。
【００６６】 好ましい用途において、ステープルファイバーを含むスピン接合された不織マ
ットに対しては、溶融添加配合剤４および５を使用する。かかる構造に対する好
ましい比率としては、１５〜３０％の溶融添加配合剤４、すなわち４〜８％の活
性薬品または１０％までの溶融添加配合剤５、すなわち２％までの活性薬品を使
用することが挙げられる。これら構造に対する最も好ましい比率は２５％の溶融
添加配合剤４、すなわち６％の活性薬品および５％の溶融添加剤配合剤５、すな
わち１％の活性薬品が挙げられる。
【００６７】 次の好ましい形態の不織材料、すなわち溶融吹込成形、スピン接合、ＳＭＳ（
スピン接合／溶融吹込成形／スピン接合）、湿潤化され、乾燥状態にされた形態
、またはこれら形態の組み合わせで親水性溶融添加剤を使用できる。溶融吹込成
形、スピン接合およびＳＭＳ不織構造体は、１００％のポリプロピレンファイバ
ーから成るが、乾燥状態とされ、湿潤化された不織材料はポリプロピレン、ポリ
エチレンまたはポリエチレン成分が親水性溶融添加剤を含んでもよいし、含まな
くてもよい種々の比率のポリプロピレン／ポリエチレンの二成分ファイバーを含
む。
【００６８】 溶融吹込成形された構造体のためのファイバーのデニールは、一般に０.１〜
２.０デニールの範囲であり、最も好ましくは１.０未満である。ステープルファ
イバーおよびスピン接合されたフィラメントのデニールの場合、３.０未満のフ
ァイバーデニールを使用するが、２.０未満が最も好ましい。
【００６９】 本発明の不織マットは単一プライ層であることが好ましいが、マルチプライ構
造体も使用が可能である。
【００７０】 好ましい用途におけるスピン接合されたファイバー不織構造体およびステープ
ルファイバーの不織構造体に対しては、溶融添加配合剤４および５を使用する。
【００７１】 本発明の理解をより完全にするために、以下、本発明の次の実施例について説
明する。これら実施例は単に説明のためのものであって、本明細書で使用した記
載によって本発明を限定すべきではないと見なすべきである。これら実施例は本
発明の方法に従って種々の電池セパレータ材料を調製することを示している。
【００７２】 次の実施例では、特に明記しない限り、電池のセパレータの布の電解液の初期
湿潤化時間、保持性（吸収性％）および吸い上げ性をテストするためのテスト方
法は次のとおりである。
【００７３】 ３０％のＫＯＨ溶液の調製：成分：蒸留水および水酸化カリウムペレット（Ｋ
ＯＨ）。方法：蒸留水を煮沸し、時計皿でカバーすることにより、溶解していた
二酸化炭素を除く。煮沸した水を放置し、室温まで冷却する。溶液は３１重量％
のＫＯＨとすべきである。固体のＫＯＨは約１０％の水を含むので、必要な１０
ｇの溶液ごとに３４.５ｇの固体ＫＯＨを使用する。６５.５ｇの水に３４.５ｇ
のＫＯＨをゆっくり添加することにより溶液を製造する。
【００７４】 湿潤化時間 ５インチの時計皿内に１０ｍｌの３１％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）を入れ、
このＫＯＨの表面に５／８"直径のディスク状のサンプルを載せた。１２０秒ま
での初期湿潤化時間に対する秒を単位とする時間を記録した。これら測定はその
ままのサンプル（エージング前の湿潤化）および３１％のＫＯＨ内で７日エージ
ングした後のサンプル（エージング後の湿潤化）についても行った。これらサン
プルに対する平均時間（単位：秒）をレポートした。ある実施例では、サンプル
は５日しかエージングしなかった。
【００７５】 電解液保持性（吸収性％） 保持性とはサンプルによって保持される水酸化カリウム溶液の量を意味する。
溶液中に浸漬したサンプルが保持するＫＯＨ溶液の量を測定することによって値
を得る。 特に、（ＭＤ方向にダイのＶ字形部分が延びるように）各サンプルから３つの
サンプルをカットした。これらサンプルを１分間の間、７０℃（１５８°Ｆ）で
オーブン内で乾燥することにより、条件を定め、オーブンから取り出し、テスト
前に１５分間研究室の環境に条件を合わせる。
【００７６】 布の各サンプルの重量を測定（乾燥重量）し、次にＫＯＨの３１％溶液内に浸
漬する。１時間後にサンプルが保持する溶液量を測定する。サンプルを取り出し
、１０分間滴下するように放置し、重量を測定し、乾燥重量として記録した。次
の式を使って保持性の％を計算した。
【００７７】 （湿潤時の重量−乾燥時の重量） （乾燥時の重量×１００） ＝保持％
【００７８】 電解液の吸収性（吸い上げ性） 吸い上げ性とは布が毛細管作用によって液体を吸収する能力を意味する。吸い
上げ値は垂直方向に保持された布サンプルが水酸化カリウム（ＫＯＨ）の溶液を
吸収（吸い上げ）長さを測定することによって得られる。
【００７９】 特に各サンプルから１"ＣＤ×７"ＭＤの３つのサンプルをカットする。サンプ
ルを１分間の間、７０℃（１５８°Ｆ）のオーブン内で乾燥することによって条
件を定め、オーブンから取り出し、テスト前の１５分間で研究室の環境に条件を
合わせる。布の各サンプルを３１％のＫＯＨ溶液内に垂直に吊り下げ、サンプル
が吸収する液体の長さを３０分後に測定する。
【００８０】 耐アルカリ特性 あらかじめ重量を測定した布のアンプルを７０℃（１５８°Ｆ）の温度で７日
間、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の３１％溶液内に浸漬し、失われた重量を測定す
るように重量を再測定する。この方法は、高温で長期間ＫＯＨの溶液内に露出さ
れた布に対する効果を測定するのに使用する。
【００８１】 より詳細には、各サンプルを２"ＣＤ×８"ＭＤの大きさの３つのサンプルにカ
ットする。これらサンプルを１分間７０℃（１５８°Ｆ）のオーブン内で乾燥す
ることにより条件を定め、オーブンから取り出し、テスト前に１４分間、研究室
の環境に条件を合わせる。布の各サンプルの重量を測定し、７日間、ＫＯＨ溶液
内に浸漬した。７日後、サンプルを取り出し、すべてのＫＯＨ溶液を除くように
蒸留水で完全に（蒸留水を用い、ビーカー内で６回または７回）すすいだ。サン
プルを乾燥し、失われた重量を測定するために重量を再測定した。
【００８２】 実施例１ 湿潤性ファイバーマトリックスと非湿潤性バインダーファイバーとの混合物か
ら湿潤性電池セパレータ材料を調製した。
【００８３】 この湿潤性ファイバーマトリックスは溶融添加配合剤４と５の組み合わせを含
むポリプロピレンステープルファイバーを含んでいた。ポリプロピレンステープ
ルファイバーは１.８デニール×１２ｍｍであり、アメリカンイクストルージョ
ン社から市販されているものである。
【００８４】 非湿潤性バインダーファイバーはポリエチレンのシースとポリプロピレンのコ
アとを有する二成分ファイバーを含む。バインダーファイバーは２.０デニール
×５ｍｍであり、日本のチッソ株式会社からチッソファイバーとして市販されて
いるものである。
【００８５】 湿潤性ファイバーマトリックスと異なる量の非湿潤性バインダーファイバー、
すなわちサンプル１〜４とを混合した。次のサンプルの横にハンドシートの総重
量を示す。
【００８６】 サンプル１ − ５０％の湿潤性ファイバーマトリックスと、 ５０％の非湿潤性バインダーファイバー（３０ｇ） サンプル２ − ５０％の湿潤性ファイバーマトリックスと、 ５０％の非湿潤性バインダーファイバー（５０ｇ） サンプル３ − ６０％の湿潤性ファイバーマトリックスと、 ４０％の非湿潤性バインダーファイバー（５０ｇ） サンプル４ − ７０％の湿潤性ファイバーマトリックスと、 ３０％の非湿潤性バインダーファイバー（５０ｇ）
【００８７】 各ファイバー構成混合物を分散させ、ハンドシート内に湿潤化し、湿潤性の性
能についてハンドシートをカレンダー処理前後で評価した。ＫＯＨに対する吸収
性、吸い上げ性および湿潤性について基体をテストした。７０°ＦにてＫＯＨに
７日間露出させた後にもテストを行った。これらテストの結果を下記の表Ｉおよ
びＩＩに要約する。
【００８８】
【表１】
【００８９】 表Ｉは不織ウェブに対するカレンダー処理の作用を示す。カレンダー処理は不
織ウェブのファイバーの結束を増し、特にカレンダー処理後、ウェブの厚みは薄
くなっていることが判る。更に表Ｉの引っ張り強さが増加していることから判る
ように、カレンダー処理により不織ウェブの強度が最大となっている。
【００９０】
【表２】
【００９１】 電池セパレータ用に対しては、湿潤性の目標測定値は２００％より大きい吸収
率、３.０ｃｍ／１０分よりも大きい吸い上げ速度、および２分よりも短い湿潤
化時間である。一般に、テストしたすべてのサンプルはこれら目標を満たしてい
る。表ＩＩにおけるエージングデータは形成された不織ウェブは耐久性があり、
湿潤性があることを実証した。更に、カレンダー処理後の吸収率の値は、不織ウ
ェブが電池セパレータ材料として使用するのに合格であることを示した。
【００９２】 実施例２ 湿潤性ファイバーマトリックスと非湿潤性バインダーファイバーとの混合物か
ら湿潤性電池セパレータ材料を調製した。
【００９３】 この湿潤性ファイバーマトリックスは溶融添加配合剤４と５の組み合わせを含
むポリプロピレンステープルファイバーを含んでいた。ポリプロピレンステープ
ルファイバーは１.８デニール×１２ｍｍであり、アメリカンイクストルージョ
ン社から市販されているものである。
【００９４】 非湿潤性バインダーファイバーはポリエチレンのシースとポリプロピレンのコ
アとを有する二成分ファイバーを含む。バインダーファイバーは２.０デニール
×５ｍｍであり、日本のチッソ株式会社からチッソファイバーとして市販されて
いるものである。
【００９５】 ５０％の湿潤性ファイバーマトリックスと５０％の非湿潤性バインダーファイ
バーとを混合した。ファイバー構成混合物を分散し、それぞれ６ミルの厚みのサ
ンプル５および７ミルの厚みのサンプル６を有するハンドシートに湿潤化した。
ＫＯＨに対する吸収率、吸い上げ速度および湿潤化時間について、カレンダー処
理後の基体を評価した。７０°ＦでＫＯＨに７日間露出した後にもテストを行っ
た。下記の表ＩＩＩおよび表ＩＶにこれら結果を要約する。
【００９６】
【表３】
【００９７】
【表４】
【００９８】 実施例３ 湿潤性ファイバーマトリックスと非湿潤性バインダーファイバーとの混合物か
ら湿潤性電池セパレータ材料を調製した。
【００９９】 サンプル７、８および１０では、使用する湿潤性ファイバーマトリックスはポ
リプロピレンのシースとポリプロピレンのコアとを含む二成分ファイバーである
。溶融添加配合剤４と５との組み合わせをポリプロピレンのシース内に混和した
。この場合、実質的にファイバーのコアに移動した添加剤はなかった。二成分フ
ァイバーは１.５デニール×１／２インチであり、米国テネシー州のジョンソン
シティーのファイバーイノベーションテクノロジー社から市販されている。
【０１００】 詳細には、サンプル７、８および１０では、２０％の溶融添加剤（３０％の活
性材料）をポリプロピレンのシース（６％活性材料）内に混和した。二成分ファ
イバー内のシース／コアの比は５０／５０であるので、ファイバー全体における
活性材料の量は３％であった。
【０１０１】 サンプル９および１１では、使用する湿潤性ファイバーマトリックスは溶融添
加配合剤４と５との組み合わせを含むポリプロピレンステープルファイバーであ
る。このポリプロピレンステープルファイバーは１.８デニール×１２ｍｍであ
り、アメリカンイクストルージョン社から市販されているものである。
【０１０２】 詳細には、サンプル９および１１では、２０％の溶融添加剤（３０％活性材料
）をポリプロピレンステープルファイバー（６％活性材料）内に混和した。
【０１０３】 非湿潤性バインダーファイバーはポリエチレンのシースとポリプロピレンのコ
アとを有する二成分ファイバーを含む。バインダーファイバーは２.０デニール
×５ｍｍであり、日本のチッソ株式会社からチッソファイバーとして市販されて
いるものである。
【０１０４】 各サンプルでは５０％の湿潤性ファイバーマトリックスと５０％の非湿潤性バ
インダーファイバーとを混合した。ファイバー構成混合物を分散し、不織基体を
形成するように湿潤化した。ＫＯＨに対する吸収率、吸い上げ速度および湿潤化
時間について、カレンダー処理後の基体を評価した。７０°ＦにてＫＯＨに７日
間露出した後にもテストを行った。下記の表Ｖに結果を要約する。
【０１０５】
【表５】
【０１０６】 実施例４ 湿潤性ファイバーマトリックスと非湿潤性バインダーファイバーとの混合物か
ら湿潤性電池セパレータ材料を調製した。
【０１０７】 サンプル１２、１３および１４では、使用する湿潤性ファイバーマトリックス
はポリプロピレンのシースとポリプロピレンのコアとを含む二成分ファイバーで
ある。この二成分ファイバー内のシース／コアの比率は６０／４０である。溶融
添加配合剤４と５との組み合わせをポリプロピレンのシース内に混和した。この
場合、実質的にファイバーのコアに移動した添加剤はなかった。二成分ファイバ
ーは１.５デニール×１／２インチであり、米国テネシー州のジョンソンシティ
ーのファイバーイノベーションテクノロジー社から市販されている。特に、サン
プルは次のとおりであった。
【０１０８】 サンプル１２ ファイバーシースは７７.５％の１２ｍｆｒポリエチレンと
、２０％の溶融添加剤４と、２.５％の溶融添加剤５であり、ファイバーコアは
１８ｍｆｒのポリエチレンである。
【０１０９】 サンプル１３ ファイバーシースは７３.５％の１２ｍｆｒポリエチレンと
、２４％の溶融添加剤４と、２.５％の溶融添加剤５であり、ファイバーコアは
１８ｍｆｒのポリエチレンである。
【０１１０】 サンプル１４ ファイバーシースは７１.５％の１２ｍｆｒポリエチレンと
、２６％の溶融添加剤４と、２.５％の溶融添加剤５であり、ファイバーコアは
１８ｍｆｒのポリエチレンである。
【０１１１】 サンプル１２、１３および１４ではポリエチレンのシースとポリエチレンのコ
アとを有する二成分ファイバーを含む５０％の非湿潤性バインダーファイバーと
、５０％の湿潤性ファイバーマトリックスとを組み合わせた。バインダーファイ
バーは２.０デニール×５ｍｍであり、日本のチッソ株式会社からチッソファイ
バーとして市販されているものである。
【０１１２】 湿潤性ファイバーマトリックスと湿潤性バインダーファイバーとの混合物から
サンプル１５を調製した。使用する湿潤性ファイバーマトリックスは溶融添加配
合剤４と５との組み合わせを含むポリプロピレンステープルファイバーである。
このポリプロピレンステープルファイバーは１.８デニール×１２ｍｍであり、
アメリカンイクストルージョン社から市販されているものである。湿潤性バイン
ダーファイバーは二成分ファイバーであり、ファイバーシースは７７.５％の低
密度ポリエチレン、２０％の溶融添加剤４および２.５％の溶融添加剤５である
。ファイバーコアは１８ｍｆｒポリエチレンであり、バインダーの二成分ファイ
バーは１.５デニール×１／２インチであり、米国テネシー州ジョンソンシティ
のファイバーイノベーションテクノロジー社から市販されているものである。
【０１１３】 比較として、ポリエチレンのシースとポリプロピレンのコア（窒素ファイバー
）とを有する５０％の非湿潤性二成分バインダーファイバーと、溶融添加剤を有
しない５０％のポリプロピレンファイバーマトリックス（アメリカンイクストル
ージョン社のファイバー）とを混合した。
【０１１４】 各サンプルにおけるファイバー構成混合物を分散し、湿潤状態とし、不織基体
を形成した。カレンダー処理後、ＫＯＨに対する吸収率、吸い上げ速度および湿
潤時間についてハンドシートを評価した。７０°ＦにてＫＯＨに５日間露出した
後にもテストを行った。下記の表ＶＩに結果を要約する。
【０１１５】
【表６】
【０１１６】 表ＶＩに示されるように、ハンドシートサンプルの引っ張り強度および吸収率
は増加した。不織材料の強度および湿潤性はエージング後でも同じままであった
。これら結果は、不織材料では引っ張り強度および吸収率の別の特性が得られる
ことを示している。更に、引っ張り強度および吸収率の双方が増加した不織材料
が製造される。
【０１１７】 実施例５ 湿潤性ファイバーマトリックスと、非湿潤性バインダーファイバーと、湿潤性
バインダーファイバーとの混合物から湿潤性電池セパレータ材料を調製した。
【０１１８】 サンプル１６、および１７では、使用する湿潤性ファイバーマトリックスはポ
リプロピレンのシースとポリプロピレンのコアとを含む二成分ファイバーである
。この二成分ファイバー内のシース／コアの比率は６０／４０である。溶融添加
配合剤４と５との組み合わせをポリプロピレンのシース内に混和した。この場合
、実質的にファイバーのコアに移動した添加剤はなかった。二成分ファイバーは
１.８デニール×１／２インチであり、米国テネシー州のジョンソンシティーの
ファイバーイノベーションテクノロジー社から市販されている。
【０１１９】 非湿潤性バインダーファイバーはポリエチレンのシースとポリプロピレンのコ
アとを有する二成分ファイバーから成っていた。バインダーファイバーは２.０
デニール×５ｍｍであり、日本のチッソ株式会社からチッソファイバーとして市
販されているものである。
【０１２０】 使用する湿潤性バインダーファイバーはポリエチレンのシースとポリプロピレ
ンのコアとを含む二成分ファイバーである。 溶融添加配合剤４と５との組み合わせをポリエチレンのシース内に混和した。
この場合、実質的にファイバーのコアに移動した添加剤はなかった。二成分ファ
イバーは１.６デニール×１／２インチであり、米国テネシー州のジョンソンシ
ティーのファイバーイノベーションテクノロジー社から市販されている。
【０１２１】 サンプルの各々におけるファイバー構成物は次のとおりである。 サンプル１６ ４０％の湿潤性ファイバーマトリックス ４０％の非湿潤性バインダーファイバー ２０％の湿潤性バインダーファイバー サンプル１７ ３０％の湿潤性ファイバーマトリックス ３０％の非湿潤性バインダーファイバー ４０％の湿潤性バインダーファイバー
【０１２２】 各サンプルにおけるファイバー構成混合物を分散し、湿潤状態とし、不織基体
を形成した。カレンダー処理後、ＫＯＨに対する吸収率、吸い上げ速度および湿
潤時間について基体を評価した。７０°ＦにてＫＯＨに７日間露出した後にもテ
ストを行った。下記の表ＶＩＩおよびＶＩＩＩに結果を要約する。
【０１２３】
【表７】
【０１２４】
【表８】
【０１２５】 現在のナイロンをベースとする電池セパレータは水酸化カリウムの電解液が存
在すると劣化することが判っている。本発明の不織マットは永久的に湿潤性とさ
れるか、または所望する場合に一部だけが湿潤化されたセパレータ材料を提供す
ることにより、ナイロンをベースとする電池セパレータの代替材料となっている
。ポリプロピレンは本来疎水性である。このポリプロピレンを湿潤化する公知の
方法は、低速度で高価である、紫外線の照射または他の表面改質方法、例えばプ
ラズマ照射によりアクリル酸の表面をグラフト化させる方法である。
【０１２６】 ファイバー電池セパレータ用には、ポリプロピレンをＫＯＨに耐えるようにし
、かつ製品の全寿命にわたって永続的に湿潤性を呈していなければならない。フ
ィルムの場合、湿潤性は接触角の測定によって定量化され、更に電池セパレータ
として使用されるファイバーウェブの場合、吸い上げ速度および吸収率（％）に
よって更に定量化される。
【０１２７】 本発明の方法は、親水性の原則的処理とは異なり、親水性領域と疎水性領域の
双方を有する不織材料を提供することにあり、従来の方法よりも種々の利点を提
供できる。従来技術で使用されている表面活性剤よりもＫＯＨ溶液に対する抵抗
力が大きい表面活性剤を混和することによって更に湿潤性が得られる。同時に、
強度を増すことによって更に高い湿潤性が得られている。本発明で求める湿潤性
は従来技術と異なり、ＫＯＨ溶液内で永久的であり、かつ耐久性がある。
【０１２８】 更にこれまでの開示を検討すれば、本明細書に述べた実施例と異なる変形例が
可能である。従って、所定の好ましい実施例を参照して本発明について説明した
が、添付した特許請求の範囲に記載されている発明の要旨の範囲内で、他の方法
を考え付くことも可能であることが理解できよう。
【０１２９】 本発明の種々の好ましい実施例のこれまでの説明は単に説明のためのものであ
り、特許請求の範囲に記載した発明の要旨から逸脱することなく、多数の変形、
変更および置換が可能であることが理解できよう。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヘニング，グレゴリー，ネイル アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 28277 シャルロット アボッツベリーコ ート 12523 (72)発明者 リッター， ティモシー エル． アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17870 セリンスグローブ ロストクリー クドライブ 16 Ｆターム(参考） 4L047 AA14 AA29 AB10 BA23 BB02 CB07 CB10 CC12 DA00 4L055 AF16 AF17 AG34 AH37 EA32 FA19 FA30 GA01 GA39 5H021 BB00 BB01 BB05 BB07 CC02 EE04 EE34 HH01

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 湿潤性ファイバーマトリックスの不織ウェブを含み、前記湿
    潤性ファイバーマトリックスが、少なくとも１つの親水性溶融添加剤が配合され
    た熱可塑性ポリマーファイバーである、電池セパレータ材料。
  2. 【請求項２】 前記不織ウェブが非湿潤性バインダーファイバーを更に含む
    、請求項１記載の電池セパレータ材料。
  3. 【請求項３】 前記熱可塑性ポリマーファイバーがポリプロピレンステープ
    ルファイバーである、請求項１記載の電池セパレータ材料。
  4. 【請求項４】 前記熱可塑性ポリマーファイバーがポリプロピレン／ポリプ
    ロピレンの二成分ファイバーである、請求項１記載の電池セパレータ材料。
  5. 【請求項５】 前記ポリプロピレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーが
    ポリプロピレンのシースとポリプロピレンのコアとを含む、請求項４記載の電池
    セパレータ。
  6. 【請求項６】 前記親水性溶融添加剤がヒドロキシフェノールとポリエチレ
    ングリコールとの混合物である、請求項１記載の電池セパレータ材料。
  7. 【請求項７】 前記非湿潤性バインダーファイバーがポリエチレン／ポリプ
    ロピレンの二成分ファイバーである、請求項１記載の電池セパレータ材料。
  8. 【請求項８】 前記ポリエチレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーがポ
    リエチレンのシースとポリプロピレンのコアとを含む、請求項７記載の電池セパ
    レータ材料。
  9. 【請求項９】 前記不織ウェブが更に湿潤性バインダーファイバーを含む、
    請求項１記載の電池セパレータ材料。
  10. 【請求項１０】 前記湿潤性バインダーファイバーが、親水性溶融添加剤の
    配合されたポリエチレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーである、請求項９
    記載の電池セパレータ材料。
  11. 【請求項１１】 前記不織ウェブが、 ３０〜９０重量％の前記湿潤性ファイバーマトリックス、および １０〜７０重量％の前記非湿潤性バインダーファイバーである、請求項１記載
    の電池セパレータ材料。
  12. 【請求項１２】 前記不織ウェブが、 ４０重量％までの前記湿潤性ファイバーマトリックス、 ４０重量％までの前記非湿潤性バインダーファイバー、および ３０重量％までの前記湿潤性バインダーファイバーである、請求項９記載の電
    池セパレータ材料。
  13. 【請求項１３】 前記不織ウェブが疎水性領域と親水性領域とを有する、請
    求項１記載の電池セパレータ材料。
  14. 【請求項１４】 前記不織ウェブが高い湿潤性と高い強度を有する、請求項
    １記載の電池セパレータ材料。
  15. 【請求項１５】 少なくとも１つの親水性溶融添加剤が配合された熱可塑性
    ポリマーファイバーである湿潤性ファイバーマトリックスを含むファイバー構成
    物を形成する工程と、 前記ファイバー構成物を溶融吹込成形、スピン接合または湿潤化することによ
    って不織マットを形成する工程とを備えた方法によって製造された不織マット。
  16. 【請求項１６】 前記ファイバー構成物が、非湿潤性バインダーファイバー
    を更に含む、請求項１５記載の不織マット。
  17. 【請求項１７】 前記湿潤性熱可塑性ポリマーファイバーがポリプロピレン
    ステープルファイバーと、ポリプロピレン／ポリプロピレンの二成分ファイバー
    とから成る群から選択されたものであり、二成分ファイバーがポリプロピレンの
    シースとポリプロピレンのコアとを有し、親水性溶融添加剤が配合されている、
    請求項１５記載の不織マット。
  18. 【請求項１８】 前記非湿潤性バインダーファイバーが、ポリエチレンのシ
    ースとポリプロピレンのコアとを含む、ポリエチレン／ポリプロピレンの二成分
    ファイバーである、請求項１６記載の不織マット。
  19. 【請求項１９】 前記ファイバー構成物が、湿潤性バインダーファイバーを
    更に含む、請求項１５記載の不織マット。
  20. 【請求項２０】 前記湿潤性バインダーファイバーが少なくとも１つの親水
    性溶融添加剤の配合されたポリエチレン／ポリプロピレンの二成分ファイバーで
    ある、請求項１９記載の不織マット。
  21. 【請求項２１】 湿潤化されたウェブを形成するように、製紙装置に前記フ
    ァイバー構成物を載せる工程と、前記湿潤化されたウェブから水を除去する工程
    と、前記湿潤化されたウェブを熱接着し、カレンダー処理し、不織マットを形成
    する工程とを更に備えた、請求項１５記載の不織マット。
  22. 【請求項２２】 親水性領域および疎水性領域を有し、高い湿潤性および高
    い強度を有する、請求項１５記載の不織マット。
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