JP4410406B2

JP4410406B2 - 電池用セパレータ

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Publication number: JP4410406B2
Application number: JP2000300907A
Authority: JP
Inventors: 政尚田中; 好彦今藤
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002110130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アルカリ電池の正極と負極とを分離して短絡を防止すると共に、起電反応を円滑に行うことができるように、これら電極間に電解液を保持できるセパレータが配置されている。
【０００３】
近年の、電子機器の小型化及び軽量化に伴って、電池容量の高容量化の方向での開発が盛んになされている。このような状況下、高容量の電池の電極を群構成する際に、必然的にセパレ−タとして面密度や厚さの薄いものを用い、しかも群構成時における巻圧も強くする必要があるため、電極間の短絡が多く発生し、電池生産の歩留りにおいて、非常に問題となっていた。また、仮に短絡することなく電池を製造できたとしても、長期間、充放電して使用しているうちに、微小短絡を引き起こすなどの問題も生じていた。
【０００４】
このような問題点を解決するために、本願出願人は、繊維長１〜２５ｍｍ未満の短繊維と繊維長２５ｍｍ以上の長繊維とが絡合した混合層の合計厚さが、不織布全体の厚さの１／３以上である不織布からなるアルカリ電池用セパレータであり、この不織布を構成する繊維として、極細繊維、高強度繊維、及び融着繊維から構成されているのが好ましいことを提案した（特開平１１−３１４９５号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このアルカリ電池用セパレータは電極を群構成する際に電極間の短絡の発生を低下させることができ、長期間使用時における微小短絡の発生を抑制することのできるものであったが、これらの性能が更に優れるセパレータが待ち望まれていた。
この出願発明は上記の点を改善するためになされたものであり、この出願の目的は、電極を群構成する際に電極間の短絡の発生を更に低下させることができ、長期間使用時における微小短絡の発生を更に抑制することのできる電池用セパレータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討の結果、（１）極細繊維として繊維長が長いものを使用しても、長期間使用時における微小短絡発生防止にはあまり影響がないこと、及び（２）繊維長の長い高強度繊維を使用した場合、電極を群構成する際における短絡発生防止に特に効果があること、の２点を見い出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、本発明の電池用セパレータ（以下、単に「セパレータ」という）は、繊維長が２５ｍｍ未満の短繊維と繊維長が２５ｍｍ以上の長繊維とが絡合した混合層の合計厚さが、全体の厚さの３分の１以上を占める不織布からなり、しかも前記短繊維として繊維径８μｍ以下の極細短繊維と融着短繊維とを含み、前記長繊維が引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度長繊維と融着長繊維とからなり、高強度長繊維と融着長繊維との質量比率が５０〜９０対５０〜１０であることを特徴とする。このように、長繊維は高強度長繊維と融着長繊維の２種類からなるため、高強度長繊維量を多くすることができる。その結果、高強度長繊維と融着長繊維によって強靭な骨格が形成されるため、電極を群構成する際に、セパレータが破断したり、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、或いは極板のエッジにより引き裂かれにくく、電極を群構成する際に、電極間における短絡が発生しにくいものである。また、繊維長の短い極細短繊維は自由度が高く、高強度長繊維及び融着長繊維によって形成された骨格間に、緻密かつ均一に分布することができるため、電池使用時における微小短絡防止性に優れている。なお、短繊維として、更に引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度短繊維を含んでいると、高強度短繊維が緻密かつ均一に分布することによって、前記性能の信頼性が更に向上する。また、高強度長繊維が、引張り強さが９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ^２以上のポリプロピレン長繊維からなると、電極を群構成する際に加わる圧力や、充放電時における圧力に対して抗して、不織布（セパレータ）の厚さを維持することができるため、電解液の保持性に優れ、電池特性を更に向上させることができる。更に、前記極細短繊維が中空型分割短繊維に由来していると、より細い極細短繊維であることができるため、より緻密かつ均一な地合のセパレータであることができる。結果として、電池使用時における微小短絡防止性により優れている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のセパレータは、繊維長が２５ｍｍ未満の短繊維と繊維長が２５ｍｍ以上の長繊維とが絡合した混合層の合計厚さが、全体の厚さの３分の１以上を占める不織布からなる。この混合層は、短繊維のみからなる層や長繊維のみからなる層と比較して電解液の分布が均一で、電池内部抵抗が低く、放電特性や高容量性に優れた電池を形成できるため、不織布全体の厚さに占める混合層の割合が高い程好ましく、混合層の厚さが不織布全体の厚さの３分の２以上を占めるのが好ましく、不織布（セパレータ）全体が混合層からなるのが最も好ましい。なお、混合層は１つである必要はなく、２つ以上存在していても良い。後者のように、２つ以上存在している場合には、その合計の厚さが不織布全体の厚さの３分の１以上を占めていれば良い。なお、不織布（セパレータ）中に含まれる混合層以外の層（例えば、短繊維のみからなる層、長繊維のみからなる層など）の有無、混合層と混合層以外の層の配置状態などは特に限定されるものではない。
【０００８】
本明細書において、「混合層」とは、繊維長が２５ｍｍ未満の短繊維と繊維長が２５ｍｍ以上の長繊維とが絡合していると共に混在している層を意味する。このような混合層は、短繊維からなる繊維ウエブと長繊維からなる繊維ウエブとを積層した後、少なくとも１回の絡合処理を実施することによって形成することができる。なお、短繊維のみからなる層、長繊維のみからなる層、或いは混合層は、例えば、不織布（セパレータ）の断面を顕微鏡によって観察することによって明確に区別することができる。また、この混合層の厚さは、無荷重の状態での厚さをいう。
【０００９】
本発明においては、地合が優れているように、繊維長が２５ｍｍ未満の短繊維を含んでいる。繊維長が２５ｍｍ以上であると、地合が悪くなったり、繊維ウエブ自体を形成するのが困難になる傾向があるためで、好ましい繊維長は５〜２０ｍｍであり、より好ましい繊維長は５〜１５ｍｍである。本発明における「繊維長」は、ＪＩＳＬ１０１５（化学繊維ステープル試験法）Ｂ法（補正ステープルダイヤグラム法）により得られる長さをいう。
【００１０】
本発明においては、この短繊維として、繊維径が８μｍ以下の極細短繊維と融着短繊維とを含んでいるため、極細短繊維が緻密かつ均一に分散することができ、しかも融着短繊維によってその状態を維持することができるため、電池使用時における微小短絡防止性に優れている。
【００１１】
極細短繊維は緻密かつ均一に分散することができるように、繊維径は８μｍ以下である必要があり、５μｍ以下であるのが好ましく、４μｍ以下であるのがより好ましい。極細短繊維の繊維径の下限は特に限定するものではないが、０．０１μｍ程度が適当である。なお、本発明における「繊維径」は、繊維の横断面形状が円形である場合には、その直径をいい、繊維の横断面形状が非円形である場合には、断面積と同じ面積を有する円の直径をいう。
【００１２】
このような極細短繊維は、例えば、水流などの流体流、ニードル、カレンダーなどの物理的作用により分割可能な分割短繊維を分割したり、溶剤により樹脂成分を溶解除去したり、溶媒により樹脂成分を膨潤させるなどの化学的作用により分割可能な分割短繊維を分割して得ることができる。前者の物理的作用により分割可能な分割短繊維としては、例えば図１〜図４に示すような、繊維横断面がオレンジ型の分割短繊維、図５に示すような、繊維横断面が多重バイメタル型の分割短繊維を使用できる。なお、図６から図１４に示すような、中空型分割短繊維であると、より細い極細短繊維を発生させることができ、また弱い物理的作用によって分割することができて、地合を乱しにくいため、より緻密かつ均一な地合の不織布（セパレータ）とすることがきる。後者の化学的作用により分割可能な分割短繊維として、例えば、繊維横断面が海島型の分割短繊維を使用することができる。
【００１３】
この物理的作用により分割可能な分割短繊維、又は化学的作用により分割可能な分割短繊維を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６とナイロン１２との共重合体などのナイロン共重合体など）、エチレン系樹脂（例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、エチレンとアクリル酸との共重合体、エチレンとメタクリル酸との共重合体など）、プロピレン系樹脂（例えば、ポリプロピレン、プロピレンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、ブテン系樹脂（例えば、ポリブテン、ブテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、メチルペンテン系樹脂（ポリメチルペンテン、メチルペンテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）などがあり、分割短繊維はこれらの樹脂１種類以上からなることができる。
【００１４】
本発明のセパレータを構成する短繊維として、融着短繊維を含んでいるため、極細短繊維の緻密性及び均一性を維持することができる。この融着短繊維は融着する際の熱によって、他の繊維（例えば、極細短繊維、高強度短繊維、高強度長繊維など）（融着長繊維は除く）を完全に溶融させて強度低下させることがないような樹脂成分（低融点成分）を、少なくとも繊維表面に有するのが好ましい。つまり、他の繊維がいずれも１種類の樹脂成分からなる場合には、いずれの樹脂成分よりも融点の低い（５℃以上低いのが好ましく、１０℃以上低いのがより好ましい）低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着短繊維であるのが好ましい。また、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維を含んでいる場合には、いずれの樹脂成分よりも融点の低い（５℃以上低いのが好ましく、１０℃以上低いのがより好ましい）低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着短繊維であっても良いし、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維も同時に融着することができるように、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維の表面を構成する樹脂成分と同程度の融点を有する低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着短繊維であっても良い。
本発明における「融点」は示差熱量計を用い、昇温速度１０℃／分で室温から昇温して得られる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。
【００１５】
この融着短繊維は前述の分割短繊維を構成する樹脂成分と同様の樹脂成分から構成することができる。つまり、ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６とナイロン１２との共重合体などのナイロン共重合体など）、エチレン系樹脂（例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、エチレンとアクリル酸との共重合体、エチレンとメタクリル酸との共重合体など）、プロピレン系樹脂（例えば、ポリプロピレン、プロピレンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、ブテン系樹脂（例えば、ポリブテン、ブテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、メチルペンテン系樹脂（ポリメチルペンテン、メチルペンテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）などの１種類以上の樹脂成分からなることができる。
【００１６】
なお、融着短繊維は単一樹脂成分から構成されていても良いし、２種類以上の樹脂成分から構成されていても良いが、後者の方が、不織布（セパレータ）の引張強さをより向上させることができるため好適である。融着短繊維が２種類以上の樹脂成分からなる場合、繊維横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、多重バイメタル型、或いはオレンジ型であることができる。
【００１７】
この融着短繊維の繊維径は特に限定するものではないが、均一な地合を損なわず、不織布の孔径が大きくなりすぎず、しかも不織布の強度を低下させないように、１〜３０μｍであるのが好ましく、３〜２０μｍであるのがより好ましい。
【００１８】
なお、融着短繊維の引張り強さが２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であると、極板群を構成する際の張力によって破断したり、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、或は極板のエッジによってセパレータが引き裂かれてショートがより生じにくいため好適である。より好ましい引張り強さは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。このような融着短繊維として、例えば、高密度ポリエチレンを含む融着短繊維を挙げることができ、より具体的には、高密度ポリエチレンのみからなる融着短繊維や、芯成分がポリプロピレンからなり、鞘成分が高密度ポリエチレンからなる芯鞘型融着短繊維を挙げることができる。本発明における「引張り強さ」は、ＪＩＳＬ１０１５（化学繊維ステープル試験法）によって測定した値をいう。
【００１９】
本発明の不織布（セパレータ）を構成する短繊維として、更に引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度短繊維を含んでいるのが好ましい。高強度短繊維が緻密かつ均一に分布していることによって、電極を群構成する際に、電極間の短絡の発生を更に抑制することができ、歩留まり良く電池を製造することができる。
【００２０】
この高強度短繊維は引張り強さが高ければ高い程、前記効果に優れているため、引張り強さは６．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、１０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましい。なお、引張り強さの上限は特に限定するものではないが、５０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度が適当である。
【００２１】
なお、高強度短繊維自体の太さを、極板群形成時或いは電池使用時における圧力に抗して維持することができるように、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ²以上であるのが好ましく、８５０ｋｇ／ｍｍ²以上であるのがより好ましい。本発明における「ヤング率」は、ＪＩＳＬ１０１５により測定した初期引張抵抗度から算出した見掛けヤング率の値をいう。
【００２２】
この高強度短繊維は分割短繊維を構成する樹脂成分と同様の樹脂成分１種類以上から構成することができるが、耐電解液性の点から、繊維表面がポリオレフィン系樹脂からなり、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンを含んでいるのが好ましい。つまり、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンのみからなる高強度短繊維であっても良いし、ポリオレフィン系樹脂が繊維表面を構成し、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンが繊維内部を構成する高強度短繊維であっても良い。
【００２３】
これら高強度短繊維の中でも、特に引張り強さが９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ²のポリプロピレン短繊維からなる高強度短繊維であるのが好ましい。このような高強度短繊維は、例えば、アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）が９５〜１００％で、重量平均分子量／数平均分子量の比（Ｑ値）が４未満であるアイソタクチックポリプロピレンを溶融紡糸した繊維を用い、被延伸物導入部及び該延伸物引き出し部に加圧水槽を配置し、高温加圧水蒸気をその内部に充填した延伸槽を用いた延伸装置により、延伸槽温度１２０℃以上、延伸倍率７倍以上で延伸し、次いで２５ｍｍ未満の長さに切断して得ることができる。このような方法で得られた高強度短繊維は繊維方向に高度に配向結晶化しており、繊維側面を偏光下、クロスニコルの状態で観察した時、繊維方向に屈折率の異なる、断続的な線状の暗部と明部とからなる特有の縞模様を有している。
【００２４】
本発明の高強度短繊維の繊維径は特に限定するものではないが、均一な地合を損なわず、不織布の孔径が大きくなりすぎず、しかも不織布の強度を低下させないように、１〜３０μｍであるのが好ましく、３〜２０μｍであるのがより好ましい。
【００２５】
本発明の不織布（セパレータ）を構成する短繊維は、前述のような極細短繊維と融着短繊維からなり、好ましくは極細短繊維、融着短繊維及び高強度短繊維からなる。
前者のように、短繊維が極細短繊維と融着短繊維とからなる場合、その質量比率は、（極細短繊維）：（融着短繊維）＝５〜９５：９５〜５であるのが好ましく、（極細短繊維）：（融着短繊維）＝２０〜８０：８０〜２０であるのがより好ましい。
また、後者のように、短繊維が極細短繊維と融着短繊維と高強度短繊維からなる場合、その質量比率は、（極細短繊維）：（融着短繊維）：（高強度短繊維）＝５〜９０：５〜９０：９０〜５であるのが好ましく、（極細短繊維）：（融着短繊維）：（高強度短繊維）＝１０〜８０：１０〜８０：８０〜１０であるのがより好ましく、（極細短繊維）：（融着短繊維）：（高強度短繊維）＝２０〜６０：２０〜６０：６０〜２０であるのが更に好ましい。
なお、本発明の不織布（セパレータ）の短繊維として、未分割の分割短繊維や、繊維径が８μｍを越える短繊維などを含んでいる場合もある。
【００２６】
本発明においては、前述のような短繊維以外に、不織布（セパレータ）の引張強度、引き裂き強度、剛軟度を向上させるために、繊維長２５ｍｍ以上の長繊維を含んでいる。繊維長が２５ｍｍよりも短いと、引張強度、引き裂き強度及び剛軟度が十分に向上しなかったり、十分に絡合しない場合があるためで、好ましい繊維長は３０〜１１０ｍｍであり、より好ましい繊維長は３０〜６０ｍｍである。
【００２７】
本発明においては、この長繊維が、引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度長繊維と融着長繊維の２種類からなるため、高強度長繊維量を多くすることができる。その結果、高強度長繊維と融着長繊維によって強靭な骨格が形成されるため、電極を群構成する際に、セパレータが破断したり、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、或いは極板のエッジにより引き裂かれにくく、電極を群構成する際に、電極間における短絡が発生しにくい。
【００２８】
このような高強度長繊維は引張り強さが高ければ高い程、前記効果に優れているため、引張り強さは６．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、１０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましい。なお、引張り強さの上限は特に限定するものではないが、５０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度が適当である。
【００２９】
なお、高強度長繊維は強靭な骨格を形成する働きをし、極板群形成時或いは電池使用時における圧力に抗して不織布（セパレータ）の厚さを維持することができるように、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ²以上であるのが好ましく、８５０ｋｇ／ｍｍ²以上であるのがより好ましい。
【００３０】
この高強度長繊維は分割短繊維を構成する樹脂成分と同様の樹脂成分１種類以上から構成することができるが、耐電解液性の点から、繊維表面がポリオレフィン系樹脂からなり、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンを含んでいるのが好ましい。つまり、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンのみからなる高強度長繊維であっても良いし、ポリオレフィン系樹脂を繊維表面を構成し、ポリプロピレン又は平均分子量が１００万〜５００万の超高分子量ポリエチレンが繊維内部を構成する高強度長繊維であっても良い。
【００３１】
これら高強度長繊維の中でも、特に引張り強さが９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ²のポリプロピレン長繊維からなる高強度長繊維であるのが好ましい。この高強度長繊維は、２５ｍｍ以上に切断することを除いて、高強度短繊維と全く同様にして製造することができる。
【００３２】
なお、高強度長繊維が巻縮を有していると、更に圧力に対して抗することができ、不織布（セパレータ）の厚さを維持することができるため好適である。この巻縮数は３個／インチ以上であるのが好ましく、５個／インチ以上であるのがより好ましい。他方、巻縮が多すぎると、形態安定性が悪くなるため、３０個／インチ以下であるのが好ましく、２０個／インチ以下であるのがより好ましい。
【００３３】
また、高強度長繊維は不織布（セパレータ）の骨格を形成する作用し、圧力に対して抗することができるように、繊維径が太いのが好ましい。より具体的には、１μｍ以上であるのが好ましく、３μｍ以上であるのがより好ましい。他方、高強度長繊維の繊維径が太すぎると、短繊維との絡合性が悪くなるため、３０μｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以下であるのがより好ましい。
【００３４】
本発明の不織布（セパレータ）は長繊維として、融着長繊維を含んでいるため、高強度長繊維により形成される骨格を融着固定することができる。この融着長繊維は、融着する際の熱によって、他の繊維（例えば、極細短繊維、高強度短繊維、高強度長繊維など）（融着短繊維は除く）を完全に溶融させて強度低下させることがないような樹脂成分（低融点成分）を、少なくとも繊維表面に有するのが好ましい。つまり、他の繊維がいずれも１種類の樹脂成分からなる場合には、いずれの樹脂成分よりも融点の低い（５℃以上低いのが好ましく、１０℃以上低いのがより好ましい）低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着長繊維であるのが好ましい。また、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維を含んでいる場合には、いずれの樹脂成分よりも融点の低い（５℃以上低いのが好ましく、１０℃以上低いのがより好ましい）低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着長繊維であっても良いし、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維も同時に融着することができるように、２種類以上の樹脂成分からなる他の繊維の表面を構成する樹脂成分と同程度の融点を有する低融点成分を、少なくとも繊維表面に有する融着長繊維であっても良い。なお、融着長繊維の低融点成分と融着短繊維の低融点成分とが同程度の融点を有すると、融着長繊維と融着短繊維とを同時に融着することができるため好適である。
【００３５】
この融着長繊維は前述の分割短繊維を構成する樹脂成分と同様の樹脂成分から構成することができる。つまり、ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６とナイロン１２との共重合体などのナイロン共重合体など）、エチレン系樹脂（例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、エチレンとアクリル酸との共重合体、エチレンとメタクリル酸との共重合体など）、プロピレン系樹脂（例えば、ポリプロピレン、プロピレンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、ブテン系樹脂（例えば、ポリブテン、ブテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）、メチルペンテン系樹脂（ポリメチルペンテン、メチルペンテンと他の１種類以上のビニル化合物との共重合体など）などの１種類以上の樹脂成分からなることができる。
【００３６】
なお、融着長繊維は単一樹脂成分から構成されていても良いし、２種類以上の樹脂成分から構成されていても良いが、後者の方が、不織布（セパレータ）の引張強さをより向上させることができるため好適である。融着長繊維が２種類以上の樹脂成分からなる場合、繊維横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、多重バイメタル型、或いはオレンジ型であることができる。
【００３７】
この融着長繊維の繊維径は特に限定するものではないが、高強度長繊維と強固に融着して、高強度長繊維によって形成した骨格を維持して不織布に弾性を付与することができるように、１〜３０μｍであるのが好ましく、３〜２０μｍであるのがより好ましい。
【００３８】
なお、融着長繊維の引張り強さが２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であると、極板群を構成する際の張力によって破断したり、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、或は極板のエッジによってセパレータが引き裂かれてショートがより生じにくいため好適である。より好ましい引張り強さは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。このような融着長繊維として、例えば、高密度ポリエチレンを含む融着長繊維を挙げることができ、より具体的には、高密度ポリエチレンのみからなる融着長繊維や、芯成分がポリプロピレンからなり、鞘成分が高密度ポリエチレンからなる芯鞘型融着長繊維を挙げることができる。
【００３９】
本発明の長繊維は前述のような高強度長繊維と融着長繊維とからなるが、その質量比率は、高強度長繊維により強靭な骨格を形成でき、しかも高強度長繊維を強固に固定して骨格を維持できるように、（高強度長繊維）：（融着長繊維）＝１０〜９０：９０〜１０であるのが好ましく、（高強度長繊維）：（融着長繊維）＝２０〜８０：８０〜２０であるのがより好ましい。
【００４０】
本発明のセパレータを構成する不織布における、短繊維と長繊維との比率は、短繊維による緻密性や均一性、及び長繊維による引張強度、引き裂き強度或は剛軟度などに優れているように、（短繊維）：（長繊維）＝１０〜９０：９０〜１０であるのが好ましく、（短繊維）：（長繊維）＝２０〜８０：８０〜２０であるのがより好ましい。
【００４１】
本発明の不織布（セパレータ）の面密度は３０〜１００ｇ／ｍ²であるのが好ましく、４０〜８０ｇ／ｍ²であるのがより好ましい。面密度が３０ｇ／ｍ²未満であると、引張強さが不足する場合があり、１００ｇ／ｍ²を越えると、不織布が厚くなり過ぎて電池の高容量化が困難になるためである。また、厚さは０．０８〜０．３ｍｍであるのが好ましい。
【００４２】
本発明の不織布（セパレータ）は耐電解液性に優れているように、繊維表面に、酸素及び／又は硫黄含有官能基（例えば、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホフルオライド基、カルボキシル基、カルボニル基など）が存在していたり、親水性モノマーがグラフト重合していたり、界面活性剤が付着していたり、或いは親水性樹脂が付着しているのが好ましい。
【００４３】
本発明の不織布（セパレータ）のたて方向（長さ方向）における引張強さは、極板群を製造する段階の張力によって破断しないように、１００Ｎ／５０ｍｍ以上であるのが好ましく、１４０Ｎ／５０ｍｍ以上であるのがより好ましい。この引張強さは、幅５０ｍｍのセパレータを引張強さ試験機（オリエンテック製、テンシロンＵＴＭ−III−１００）に固定し（チャック間の距離１００ｍｍ）、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで測定した値をいう。
【００４４】
本発明の不織布（セパレータ）のたて方向（長さ方向）における引裂き強度は、極板群を製造する段階の極板のエッジにより引き裂かれることがないように、５０Ｎ／５０ｍｍ幅以上であるのが好ましく、５５Ｎ／５０ｍｍ幅以上であるのがより好ましい。この引裂き強度は、ＪＩＳＬ１０９６^-1990（一般織物試験方法、トラベゾイド法）により測定した値をいう。
【００４５】
本発明の不織布（セパレータ）の地合指数が０．１８以下であると、短繊維が緻密で均一に分散した状態にあり、微小短絡が発生しにくいため好適である。より好ましい地合指数は０．１６以下である。
この「地合指数」は特願平１１−１５２１３９号に記載されている方法により得られる値をいう。つまり、次のようにして得られる値をいう。
（１）光源から被測定物（セパレータ）に対して光を照射し、照射された光のうち、被測定物の所定領域において反射された反射光を受光素子によって受光して輝度情報を取得する。
（２）被測定物の所定領域を画像サイズ３ｍｍ角、６ｍｍ角、１２ｍｍ角、２４ｍｍ角に等分割して、４つの分割パターンを取得する。
（３）得られた各分割パターン毎に等分割された各区画の輝度値を輝度情報に基づいて算出する。
（４）各区画の輝度値に基づいて、各分割パターン毎の輝度平均（Ｘ）を算出する。
（５）各分割パターン毎の標準偏差（σ）を求める。
（６）各分割パターン毎の変動係数（ＣＶ）を次の式により算出する。
変動係数（ＣＶ）＝（σ／Ｘ）×１００
ここで、σは各分割パターン毎の標準偏差を示し、Ｘは各分割パターン毎の輝度平均を示す。
（７）各画像サイズの対数をＸ座標、当該画像サイズに対応する変動係数をＹ座標とした結果得られる座標群を、最小二乗法により一次直線に回帰させ、その傾きを算出し、この傾きの絶対値を地合指数とする。
【００４６】
本発明のセパレータは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００４７】
極細短繊維が物理的に分割可能な分割短繊維から得られる場合、物理的に分割可能な分割短繊維、融着短繊維を含む短繊維ウエブ（好ましくは高強度短繊維も含む）を、例えば、湿式法により１枚以上形成する。他方、高強度長繊維と融着長繊維からなる長繊維ウエブを、例えば、乾式法（例えば、カード法、エアレイ法、スパンボンド法など）により１枚以上形成する。
【００４８】
次いで、短繊維ウエブ１枚以上と長繊維ウエブ１枚以上とを積層して、積層繊維ウエブを形成する。なお、短繊維ウエブ又は長繊維ウエブの少なくとも一方を２枚以上積層する場合には、短繊維と長繊維とが絡合した混合層を形成しやすいように、短繊維ウエブと長繊維ウエブとを交互に積層するのが好ましい。
【００４９】
次いで、この積層繊維ウエブに対して水流などの流体流を噴出して、絡合処理を実施する。この絡合処理は、長繊維と短繊維とが絡合するように、従来よりも高いエネルギーの流体流を作用させる。分割短繊維はこの流体流の作用により絡合すると同時に分割されて極細短繊維を発生する。なお、流体流などを作用させる前に、カレンダー処理やニードルパンチ処理などによって分割短繊維を分割しても良い。
【００５０】
この従来よりも高いエネルギーの流体流を作用させるとは、より具体的には、ノズル径をＲ（単位；ｍｍ）、ノズルの内圧をＰ（単位；ＭＰａ）とした時に、（式）Ｅ＝Ｒ×Ｐ²から導き出されるＥ値が１０以上、好ましくは１５以上、より好ましくは１８以上、最も好ましくは２０以上の流体流を少なくとも１度は作用させることをいう。この（式）は、運動エネルギーは質量と速度の二乗に比例するため、ノズル径が大きければ大きいほど噴出されて作用する流体の質量が大きくなること、及びノズルの内圧が高ければ高いほど噴出される流体の速度が速いことから、流体流の運動エネルギーを疑似的に表現したものである。
【００５１】
流体流噴出の条件としては、例えば、ノズル径が０．０５〜０．３ｍｍで、ピッチが０．２〜３ｍｍで１列以上に配列したノズルプレートを使用して、内圧１０ＭＰａ〜３０ＭＰａ程度の流体を噴出して絡合することができる。また、流体流の噴出は積層繊維ウエブの片面又は両面に対してすることができる。なお、流体流は２回以上噴出して、上述のＥ値の合計が３０以上となるように噴出するのが好ましく、４０以上となるように噴出するのがより好ましく、６０以上となるように噴出するのが更に好ましく、８０以上となるように噴出するのが最も好ましい。更に、流体流を噴出する際の積層繊維ウエブを支持する支持体として、目の粗いものを使用すると、開孔を有する不織布となり、短絡する可能性が高くなるため、目の開きが０．２９５ｍｍよりも目の細かい支持体を使用するのが好ましい。
【００５２】
次いで、この絡合した不織布を構成する、少なくとも融着短繊維及び融着長繊維を融着させて、本発明の不織布（セパレータ）を得ることができる。この融着処理は無圧下で加熱しても良いし、加熱と同時に加圧しても良いし、無圧下で加熱した後直ちに加圧しても良い。なお、融着処理における加熱温度は、無圧下で加熱する場合には、融着短繊維の低融点成分と融着長繊維の低融点成分のうち、より軟化点が高い低融点成分の軟化点から、より融点が高い低融点成分の融点よりも２０℃程度高い温度までの範囲であるのが好ましい。加熱と同時に加圧する場合の加熱温度は、融着短繊維の低融点成分と融着長繊維の低融点成分のうち、より軟化点が高い低融点成分の軟化点から、より融点が高い低融点成分の融点までの範囲であるのが好ましい。また、加圧条件は、いずれの場合も、線圧力５〜３０Ｎ／ｃｍであるのが好ましい。本発明における「軟化点」は示差走査熱量計を用い、昇温速度１０℃／分で室温から昇温して得られる融解吸熱曲線の開始点を与える温度をいう。
【００５３】
他方、極細短繊維が化学的に分割可能な分割短繊維から得られる場合には、まず、分割短繊維の樹脂成分を溶解除去したり、樹脂成分を膨潤させて分割し、極細短繊維を製造する。次いで、極細短繊維及び融着短繊維を含む短繊維ウエブ（好ましくは高強度短繊維も含む）を、例えば、湿式法により１枚以上形成する。また、高強度長繊維と融着長繊維からなる長繊維ウエブを、例えば、乾式法（例えば、カード法、エアレイ法、スパンボンド法など）により１枚以上形成する。その後、前述の方法と全く同様に、積層繊維ウエブの形成、流体流による絡合処理、融着短繊維及び融着長繊維の融着処理を実施して、本発明の不織布（セパレータ）を得ることができる。
【００５４】
なお、たて方向（長さ方向）における引張強さが１００Ｎ／５０ｍｍ以上である不織布（セパレータ）は、引張り強さの高い高強度長繊維を使用したり、高強度長繊維量を多くしたり、融着短繊維及び融着長繊維によって強固に融着したり、強固に絡合させたり、融着長繊維量を多くする、などの諸条件を満足させて得ることができる。
【００５５】
また、たて方向（長さ方向）における引裂き強度が５０Ｎ／５０ｍｍ幅以上である不織布（セパレータ）は、引張り強さの高い高強度長繊維を使用したり、高強度長繊維量を多くしたり、融着短繊維及び融着長繊維によって強固に融着したり、強固に絡合させたり、融着長繊維量を多くする、などの諸条件を満足させて得ることができる。
【００５６】
更に、地合指数が０．１８以下である不織布（セパレータ）は、より細い繊維径の極細短繊維を使用したり、極細短繊維を分割短繊維から発生させる場合には、中空型分割短繊維を使用したり、流体流を作用させる際の支持体として、目の細かい支持体（特に、無孔支持体）を使用する、などの諸条件を満足させて得ることができる。
【００５７】
なお、本発明の不織布（セパレータ）の電解液の保持性が向上するように、例えば、スルホン化処理、フッ素ガス処理、グラフト処理、界面活性剤処理、放電処理、親水性樹脂付着処理などの、少なくとも１つの親水化処理を実施して、繊維表面に、酸素及び／又は硫黄含有官能基（例えば、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホフルオライド基、カルボキシル基、カルボニル基など）を導入したり、親水性モノマーをグラフト重合したり、界面活性剤を付着させたり、或いは親水性樹脂を付着させるのが好ましい。このような親水化処理は繊維の段階（つまり、不織布形成前の段階）で行っても良いが、不織布形成後に親水化処理した方が作業性により優れている。以下、不織布形成後に親水化処理する方法について説明するが、繊維を親水化処理する場合も全く同様にして実施することができる。
【００５８】
スルホン化処理としては、例えば、発煙硫酸、硫酸、クロロ硫酸又は塩化スルフリルなどからなる溶液中に、前述のような不織布を浸漬してスルホン酸基を導入する方法、三酸化硫黄ガスに前述のような不織布を接触させてスルホン酸基を導入する方法、或いは一酸化硫黄ガスや二酸化硫黄ガスなどの存在下で放電を作用させてスルホン酸基を導入する方法等がある。
【００５９】
フッ素ガス処理としては、例えば、不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガスなど）で希釈したフッ素ガスと、酸素ガス、二酸化炭素ガス及び二酸化硫黄ガスなどの中から選ばれる少なくとも１種類のガスとの混合ガスに、不織布をさらすことにより、不織布を親水化することができる。
【００６０】
ビニルモノマーのグラフト重合処理としては、例えば、ビニルモノマーと重合開始剤を含む溶液中に不織布を浸漬して加熱する方法、不織布にビニルモノマーを塗布した後に放射線を照射する方法、不織布に放射線を照射した後にビニルモノマーと接触させる方法、増感剤を含むビニルモノマー溶液を不織布に塗布した後に紫外線を照射する方法、などがある。このビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルピリジン、ビニルピロリドン或いはスチレンを使用することができる。なお、スチレンをグラフト重合した場合には、電解液との親和性に優れるように、スルホン化することが好ましい。なお、ビニルモノマー溶液と不織布とを接触させる前に、紫外線照射、コロナ放電、プラズマ放電などにより、不織布を改質すると、ビニルモノマー溶液との親和性が高くなるため、効率的にグラフト重合できる。
【００６１】
界面活性剤処理としては、例えば、アニオン系界面活性剤（例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属塩、アルキルスルホン酸塩、もしくはスルホコハク酸エステル塩など）、又はノニオン系界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、もしくはポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルなど）の溶液中に不織布を浸漬したり、この溶液を不織布に塗布又は散布して付着させることができる。
【００６２】
放電処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、グロー放電処理又は電子線処理などがある。なお、空気中の大気圧下で、それぞれが誘電体を担持する一対の電極間に、これら両方の誘電体と接触するように不織布を配置し、これら両電極間に交流電圧を印加して、不織布の内部空隙で放電を発生させる方法であると、不織布の内部における繊維表面の親水化を実施することができるため、内圧特性に優れるセパレータを製造することができる。
【００６３】
親水性樹脂付与処理としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、架橋可能なポリビニルアルコール又はポリアクリル酸などの親水性樹脂を付着させることができる。これらの親水性樹脂は適当な溶媒に溶解又は分散させた後、この溶媒中に不織布を浸漬したり、この溶媒を不織布に塗布又は散布し、乾燥して付着させることができる。
【００６４】
この架橋可能なポリビニルアルコールとしては、例えば、水酸基の一部を感光性基で置換したポリビニルアルコールがあり、より具体的には、感光性基としてスチリルピリジニウム系のもの、スチリルキノリニウム系のもの、スチリルベンゾチアゾリウム系のもので水酸基の一部を置換したポリビニルアルコールがある。この架橋可能なポリビニルアルコールも他の親水性樹脂と同様にして不織布に付着させた後、光照射することによって架橋させることができる。このような水酸基の一部を感光性基で置換したポリビニルアルコールは耐アルカリ性に優れ、しかもイオンとキレートを形成できる水酸基を多く含んでおり、放電時及び／又は充電時に、極板上に樹枝状の金属が析出する前のイオンとキレートを形成し、電極間の短絡を防止できるため好適に使用できる。
【００６５】
このように、本発明のセパレータは電極を群構成する際に電極間の短絡の発生を更に低下させることができ、長期間使用時における微小短絡の発生を更に抑制することができるため、例えば、アルカリマンガン電池、水銀電池、酸化銀電池、空気電池などの一次電池、ニッケル−カドミウム電池、銀−亜鉛電池、銀−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池などの二次電池用に好適に使用できる。
【００６６】
以下に、本発明のセパレータの実施例を記載するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６７】
【実施例】
（実施例１）
分割短繊維として、図６に示すような、ポリプロピレン成分（図中記号１２、繊維径３．６μｍのポリプロピレン極細短繊維（融点：１６０℃）を８本発生可能）と、高密度ポリエチレン成分（図中記号１１、繊維径３．５μｍの高密度ポリエチレン極細短繊維（融点：１３５℃）を８本発生可能）とからなり、繊維軸と一致する中心を有する円形断面の中空部Ｓを１つ備えており、繊維軸から一定角度（約２２．５°）ごとに伸びる直線をポリプロピレン成分と高密度ポリエチレン成分との境界とする分割短繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：５ｍｍ、１６分割可能）を用意した。
【００６８】
また、融着短繊維として、低密度ポリエチレン（融点：１１５℃）を鞘成分とし、ポリプロピレンを芯成分（融点：１６０℃）とする、繊度１．２１ｄｔｅｘ（繊維径：１３．１μｍ）、繊維長１０ｍｍ、引張り強さ２．７ｃＮ／ｄｔｅｘの芯鞘型複合融着短繊維を用意した。
更に、高強度短繊維として、引張り強さ１０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤング率８５０ｋｇ／ｍｍ²、繊度１．３２ｄｔｅｘ（繊維径：１３．７μｍ）、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン高強度短繊維（融点：１７４℃）を用意した。
【００６９】
次いで、上述の分割短繊維、芯鞘型複合融着短繊維、及びポリプロピレン高強度短繊維を、６０：２０：２０の質量比で混合分散させたスラリーから、湿式抄造法により短繊維ウエブ（面密度３０ｇ／ｍ²）を形成した。
【００７０】
他方、融着長繊維として、低密度ポリエチレン（融点：１１５℃）を鞘成分とし、ポリプロピレンを芯成分（融点：１６０℃）とする、繊度１．６５ｄｔｅｘ（繊維径：１５．３μｍ）、繊維長５１ｍｍ、巻縮数８個／インチ、引張り強さ２．７ｃＮ／ｄｔｅｘの芯鞘型複合融着長繊維を用意した。
また、高強度長繊維として、引張り強さ１０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤング率８５０ｋｇ／ｍｍ²、繊度１．３２ｄｔｅｘ（繊維径：１３．７μｍ）、繊維長３８ｍｍ、巻縮数９．２個／インチのポリプロピレン高強度長繊維（融点：１７４℃）を用意した。
【００７１】
次いで、芯鞘型複合融着長繊維とポリプロピレン高強度長繊維とを、５０：５０の質量比で混綿した後、カード機により開繊して、一方向性長繊維ウエブ（面密度２０ｇ／ｍ²）を形成した。
【００７２】
次いで、上記一方向性長繊維ウエブと短繊維ウエブとを積層した後、この積層繊維ウエブを目の開きが０．１７５ｍｍの平織ネットに載置し、ノズル径０．１５ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍで一列に配列した、内圧１２ＭＰａのノズルプレートから、一方向性長繊維ウエブ、短繊維ウエブ、一方向性長繊維ウエブ、短繊維ウエブの順に、水流を噴出（１回のＥ値：２１．６、Ｅ値合計：８６．４）して、絡合すると同時に極細短繊維を発生させて絡合不織布を形成した。
【００７３】
次いで、この絡合不織布を１１５℃で１０秒間加熱した後、直ちに線圧力９．８Ｎ／ｃｍのカレンダーロールによって加圧し、芯鞘型複合融着短繊維と芯鞘型複合融着長繊維を融着して、融着絡合不織布を形成した。
【００７４】
その後、この融着絡合不織布を窒素ガスで希釈したフッ素ガス、酸素ガス、及び二酸化硫黄ガスの混合ガスによりフッ素ガス処理を行い、繊維表面にスルホフルオライド基を導入した、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成した。なお、このセパレータの断面における電子顕微鏡写真を撮影して絡合状態を観察したところ、短繊維と長繊維とが絡合した混合層がセパレータの厚さ全体にわたって存在していた。
【００７５】
（実施例２）
分割短繊維として、図１に示すような、エチレン−ビニルアルコール共重合体成分（図中記号１２、繊維径：４．４μｍのエチレン−ビニルアルコール共重合体極細短繊維（融点：１５５℃）を８本発生可能）と、ポリプロピレン成分（図中記号１１、繊維径：４．６μｍのポリプロピレン極細短繊維（融点：１６０℃）を８本発生可能）とからなり、繊維軸から一定角度（約２２．５°）ごとに伸びる直線をエチレン−ビニルアルコール共重合体成分とポリプロピレン成分との境界とする分割短繊維（繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：６ｍｍ、１６分割可能）を６０ｍａｓｓ％使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして、繊維表面にスルホフルオライド基を導入した、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成した。なお、このセパレータの断面における電子顕微鏡写真を撮影して絡合状態を観察したところ、短繊維と長繊維とが絡合した混合層がセパレータの厚さ全体にわたって存在していた。
【００７６】
（比較例）
分割短繊維、芯鞘型複合融着短繊維、及びポリプロピレン高強度短繊維を、５０：２５：２５の質量比で混合分散させたこと以外は、実施例１と全く同様にして、短繊維ウエブ（面密度：３０ｇ／ｍ²）を形成した。
【００７７】
他方、分割長繊維として、図３に示すような、ポリプロピレン成分（図中記号１２、繊維横断面が略三角形状で、繊維径が３．５μｍのポリプロピレン極細長繊維（融点：１６０℃）を８本と、繊維横断面が円形で、繊維径が１．８μｍのポリプロピレン極細短繊維（融点：１６０℃）を１本発生可能）と、高密度ポリエチレン成分（図中記号１１、繊維横断面形状が略三角形状で、繊維径が３．５μｍの高密度ポリエチレン極細長繊維（融点：１３２℃）を８本発生可能）とからなり、繊維軸から一定角度（約２２．５°）ごとに伸びる直線をポリプロピレン成分と高密度ポリエチレン成分との境界とする分割長繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：２５ｍｍ、１７分割可能）を用意した。
また、実施例１と同じ芯鞘型複合融着長繊維と、ポリプロピレン高強度長繊維を用意した。
次いで、分割長繊維、芯鞘型複合融着長繊維、及びポリプロピレン高強度長繊維を、４０：２５：３５の質量比で混綿した後、カード機により開繊して、一方向性長繊維ウエブ（面密度２０ｇ／ｍ²）を形成した。
【００７８】
次いで、実施例と全く同様に、一方向性長繊維ウエブと短繊維ウエブとの積層、水流絡合処理、融着処理、及びフッ素ガス処理を実施して、繊維表面にスルホフルオライド基を導入した、面密度５０ｇ／ｍ²、厚さ０．１２ｍｍのセパレータを形成した。なお、このセパレータの断面における電子顕微鏡写真を撮影して絡合状態を観察したところ、短繊維と長繊維とが絡合した混合層がセパレータの厚さ全体にわたって存在していた。
【００７９】
（たて方向における引張り強さ）
幅５０ｍｍに切断したセパレータを、引張強さ試験機（オリエンテック製、テンシロンＵＴＭ−III−１００）に固定し（チャック間の距離１００ｍｍ）、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、たて方向における引張り強さを測定した。この結果は表１に示す通りであった。この表１から明らかなように、本発明のセパレータは引張り強さの優れるものであったため、電極を群構成する際に、破断しにくいものであることがわかった。
【００８０】
【表１】

【００８１】
（たて方向における引裂き強度）
セパレータの引裂き強度を、ＪＩＳＬ１０９６^-1990（一般織物試験方法、トラベゾイド法）に基づいて測定した。この結果は表１に示す通りであった。この表１から明らかなように、本発明のセパレータは引裂き強度の優れるものであったため、電極を群構成する際に、極板のエッジにより引き裂かれにくいものであることがわかった。
【００８２】
（平均耐貫通力）
セパレータを各々重ねて合計約２ｍｍの厚さとし、その一番上のセパレータに対して、ハンディー圧縮試験機（カトーテック製、ＫＥＳ−Ｇ５）に取り付けられたステンレス製ジグ（厚さ：０．５ｍｍ、先端の刃先角度：６０°）を、０．０１ｃｍ／ｓの速度で垂直に突き刺し、一番上のセパレータを切断するのに要する力を測定し、耐貫通力とした。この耐貫通力の測定を、各々のセパレータの５０箇所について行い、その平均値を算出し、この値を平均耐貫通力とした。この結果は表１に示す通りであった。なお、耐貫通力の最大値と最小値も表１に併記した。この表１から明らかなように、本発明のセパレータは鋭利なステンレス製ジグであっても貫通しにくいものであるため、電極を群構成する際に、極板のバリも貫通しにくいものであることがわかった。また、本発明のセパレータの耐貫通力の最大値と最小値との差が小さいため、極板のバリの貫通しにくい、信頼性の高いものであることもわかった。
【００８３】
（地合指数の測定）
（１）光源から各セパレータに対して光を照射し、照射された光のうち、セパレータの所定領域において反射された反射光を受光素子によって受光して輝度情報を取得した。
（２）セパレータの所定領域を画像サイズ３ｍｍ角、６ｍｍ角、１２ｍｍ角、２４ｍｍ角に等分割して、４つの分割パターンを取得した。
（３）得られた各分割パターン毎に等分割された各区画の輝度値を輝度情報に基づいて算出した。
（４）各区画の輝度値に基づいて、各分割パターン毎の輝度平均（Ｘ）を算出した。
（５）各分割パターン毎の標準偏差（σ）を求めた。
（６）各分割パターン毎の変動係数（ＣＶ）を次の式により算出した。
変動係数（ＣＶ）＝（σ／Ｘ）×１００
ここで、σは各分割パターン毎の標準偏差を示し、Ｘは各分割パターン毎の輝度平均を示す。
（７）各画像サイズの対数をＸ座標、当該画像サイズに対応する変動係数をＹ座標とした結果得られる座標群を、最小二乗法により一次直線に回帰させ、その傾きを算出し、この傾きの絶対値を地合指数とした。
この結果は表１に示す通りであった。この結果から明らかなように、本発明のセパレータは地合が優れているため、長期間使用時に、微小短絡が発生しにくいものであることが予測できた。
【００８４】
（ショート率）
各セパレータを使用して、実際に極板群を形成した際に、電池を製造することができなかった割合をショート率とした。この結果は表１に示す通りであった。この結果から、本発明のセパレータは電極を群構成する際に、電極間の短絡を発生しにくいものであることがわかった。
【００８５】
（電池寿命試験）
電極の集電体として、発泡ニッケル基材を用いたペースト式ニッケル正極（３３ｍｍ幅、１８２ｍｍ長）と、ペースト式水素蔵合金負極（メッシュメタル系合金、３３ｍｍ幅、２４７ｍｍ長）とを作成した。
次いで、各セパレータを３３ｍｍ幅、４１０ｍｍ長に裁断した後、それぞれを正極と負極との間に挟み込み、渦巻き状に巻回して、ＳＣ（ｓｕｂ−Ｃ）型対応の電極群を作成した。この電極群を外装缶に収納し、電解液として５Ｎ水酸化カリウム及び１Ｎ水酸化リチウムを外装缶に注液し、封緘して、円筒型ニッケル−水素電池を作成した。
次いで、それぞれの円筒型ニッケル−水素電池について、（１）０．２Ｃでの１５０％充電と、（２）１Ｃで終止電圧１Ｖまで放電することからなる充放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期容量の５０％となった時点で、電池寿命が尽きたと判断し、電池寿命が尽きるまでのサイクル数を測定した。比較例のセパレータを使用した電池のサイクル数を基準（１００）とした時の比率を、表１に示す。この結果から、本発明のセパレータを使用した電池は微小短絡が発生しにくいため、電池寿命が長いことがわかった。
【００８６】
（電池内圧試験）
前記電池寿命試験で用いたものと同様に形成した円筒型ニッケル−水素電池を、０．５Ｃで２０℃にて充電を行い、容量の１５０％での電池内圧を測定した。比較例のセパレータを使用した電池の内圧を基準（１００）とした場合の比率を表１に示す。この結果から、本発明のセパレータを使用した電池は内圧が低く、電池特性に優れていることがわかった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明のセパレータは、高強度長繊維と融着長繊維によって強靭な骨格が形成されるため、電極を群構成する際に、セパレータが破断したり、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、或いは極板のエッジにより引き裂かれにくく、電極を群構成する際に、電極間における短絡が発生しにくい。また、繊維長の短い極細短繊維は自由度が高く、高強度長繊維及び融着長繊維によって形成された骨格間に、緻密かつ均一に分布することができるため、電池使用時における微小短絡防止性に優れている。
なお、短繊維として、更に引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度短繊維を含んでいると、高強度短繊維が緻密かつ均一に分布することによって、前記性能の信頼性が更に向上する。
また、高強度長繊維が、引張り強さが９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ²以上のポリプロピレン長繊維からなると、電極を群構成する際に加わる圧力や、充放電時における圧力に対して抗して、不織布（セパレータ）の厚さを維持することができるため、電解液の保持性に優れ、電池特性を更に向上させることができる。
更に、前記極細短繊維が中空型分割短繊維に由来していると、より細い極細短繊維であることができるため、より緻密かつ均一な地合のセパレータであることができ、結果として、電池使用時における微小短絡防止性により優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用できる分割短繊維の模式的横断面図
【図２】本発明で使用できる別の分割短繊維の模式的横断面図
【図３】本発明で使用できる更に別の分割短繊維の模式的横断面図
【図４】本発明で使用できる更に別の分割短繊維の模式的横断面図
【図５】本発明で使用できる更に別の分割短繊維の模式的横断面図
【図６】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図７】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図８】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図９】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図１０】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図１１】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図１２】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図１３】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【図１４】本発明で使用できる更に別の中空型分割短繊維の模式的横断面図
【符号の説明】
１分割短繊維
１１第１成分
１２第２成分
Ｓ中空部

Claims

繊維長が２５ｍｍ未満の短繊維と繊維長が２５ｍｍ以上の長繊維とが絡合した混合層の合計厚さが、全体の厚さの３分の１以上を占める不織布からなり、しかも前記短繊維として繊維径８μｍ以下の極細短繊維と融着短繊維とを含み、前記長繊維が引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度長繊維と融着長繊維とからなり、高強度長繊維と融着長繊維との質量比率が５０〜９０対５０〜１０であることを特徴とする、電池用セパレータ。
前記短繊維として、更に引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度短繊維を含んでいることを特徴とする、請求項１記載の電池用セパレータ。
前記高強度長繊維が、引張り強さが９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、ヤング率が８００ｋｇ／ｍｍ^２以上のポリプロピレン長繊維からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の電池用セパレータ。
前記極細短繊維が中空型分割短繊維に由来していることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電池用セパレータ。