[发明专利]使用烯烃系树脂的纤维和使用该纤维的无纺布、碱性蓄电池用隔板

说明书

技术领域

本发明涉及聚烯烃系树脂和使用该树脂的纤维、使用该树脂或纤维的无纺布以及使用该无纺布的碱性蓄电池用隔板和碱性蓄电池。

背景技术

碱性蓄电池，例如镍氢蓄电池作为数码相机、便携式音乐播放器、混合动力汽车、笔记本电脑或一次性电池的替代品被广泛普及。作为镍氢蓄电池的优点，具有：可以充放电1000次左右而重复使用；体积能量密度为300Wh/L左右且容量比镍镉蓄电池高；由于未含有镉，因此环境负荷比镍镉蓄电池低；且运转成本比锰干电池或碱性干电池等一次性电池低等。

这种用于镍氢蓄电池的隔板所要求的功能之一，有抑制镍氢蓄电池的自放电。认为电池的自放电存在若干原因。

例如在非专利文献1中记载了自放电的主要原因之一是：在碱性蓄电池、特别是镍氢蓄电池中，作为杂质存在于电池系统内的氮化合物在正极和负极间往返而重复进行氧化还原反应，由此，催化剂性地促进自放电。该反应一般称为氮-穿梭反应。

在非专利文献1中记载了镍氢蓄电池的自放电的原因之一是在电池内产生的氨，大多的氨来自作为正极活性物质的氢氧化镍。认为如果最初没有在电池材料的制造工序中混入氮化合物，则可以抑制自放电，但完全不混入氮化合物在工业上不现实。

以往，作为这种碱性蓄电池的隔板，一直使用亲水性高的聚酰胺系无纺布。

但是判明，聚酰胺系无纺布隔板中存在如下问题等：隔板本身在碱性电解液中缓慢分解；以及由于分解时产生的氨在正极上被氧化成硝酸根离子、在负极上被还原而恢复成氨的上述氮-穿梭反应，自放电变大(非专利文献2)。

因此，开始使用化学稳定性优良的聚烯烃系无纺布隔板来代替聚酰胺系无纺布隔板。然而，聚烯烃系无纺布隔板比聚酰胺系无纺布隔板的亲液性差，因此，以下所述的各种亲液处理是必不可少的。

(1)表面活性剂处理

是在隔板上涂布表面活性剂的比较容易的方法，具体地，可举出涂敷分子内具有聚环氧烷基的乙炔二醇系非离子性表面活性剂的方法等(专利文献1)。

(2)电晕放电处理、等离子体处理

是利用由各种方法产生的自由基将羧基等亲水性基团导入树脂表面的廉价的处理方法。

具体地，可举出：在电晕放电处理中，将由高频高电压脉冲电场发出的电晕放电照射在被处理物上的方法(专利文献2)。

在等离子体处理中，通过在相互对向的一对电极间施加电场，产生等离子体放电，而向被处理物赋予亲液性(专利文献3)。

(3)氟气处理

是利用氟气的氧化能力将羧基导入纤维表面的方法。作为具体的氟气处理方法，可举出使无纺布与氟和氧的混合气体接触，而将羧基导入纤维表面的方法等。

(4)丙烯酸接枝聚合处理

是使丙烯酸与纤维接枝聚合而赋予亲液性的处理方法。具体地可举出如下方法：在由作为溶剂的水、作为聚合引发剂的二苯甲酮和作为乙烯基单体的丙烯酸构成的混合溶液中浸渍无纺布，在氮气氛中用水银灯照射紫外线数分钟，由此，将丙烯酸接枝聚合(专利文献4)。

(5)磺化处理

是将磺酸基导入纤维而赋予亲液性的方法。具体可举出：将无纺布浸渍于热浓硫酸或发烟硫酸中进行磺化的方法(专利文献5，6)，和使无纺布与无水硫酸气体接触进行磺化的方法(专利文献7，8)等。

在上述亲液处理方法中，仅丙烯酸接枝聚合处理和磺化处理可赋予隔板捕集氨的能力。非专利文献1中记载了，将丙烯酸与聚烯烃系无纺布接枝聚合的隔板具有氨捕集能力，与不具有氨捕集能力的聚酰胺系无纺布隔板相比，可抑制镍氢蓄电池的自放电。对于进行了磺化处理的聚烯烃系无纺布隔板来说，由于作为杂质混入碱性蓄电池内的氮化合物最终作为铵盐被与隔板化学键合的强酸性的磺酸基捕集，强烈阻碍氮-穿梭反应，因此认为抑制自放电。

丙烯酸接枝聚合处理由于需要单体、聚合引发剂、溶剂，还需要紫外线照射处理、中和处理、洗涤处理、干燥处理、废液处理，因此，是复杂的处理工序，成本高。

磺化处理由于使用有毒而危险的发烟硫酸或无水硫酸气体，因此在操作上需要注意。另外，需要磺化处理、稀释处理、一次洗涤处理、中和处理、二次洗涤处理、干燥处理、废酸处理，工序复杂，且工序管理也成为费心的烦恼。

另一方面，作为以简单的工序赋予捕集氨的能力的技术，提出了由含有马来酸酐改性聚烯烃的纤维制成的无纺布隔板(专利文献9)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2000-164193号公报

专利文献2：特开2001-043843号公报

专利文献3：特开2001-068087号公报