JPH0427672B2 - - Google Patents
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- JPH0427672B2 JPH0427672B2 JP59081290A JP8129084A JPH0427672B2 JP H0427672 B2 JPH0427672 B2 JP H0427672B2 JP 59081290 A JP59081290 A JP 59081290A JP 8129084 A JP8129084 A JP 8129084A JP H0427672 B2 JPH0427672 B2 JP H0427672B2
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- separator
- glass
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- glass fibers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
［発明の利用分野］
本発明は蓄電池用セパレータに係り、特にガラ
ス繊維及び合成繊維から構成された蓄電池用セパ
レータに関する。 ［発明の背景］ ガラス繊維を含んでなる蓄電池用セパレータと
しては、既に種々のタイプのものが提案され実用
化されているが、これを大別すると次の３種類と
なる。即ち、 ガラス短繊維を主体とするもの、 ガラス短繊維と合成繊維を混合、成形したも
の（例えば特開昭49−38126）、 ガラス短繊維に粉体を保持させたもの（例え
ば特開昭58−206046）、 である。 このうちのガラス短繊維を主体とするもの
は、繊維長が短いこと、及び繊維が親水性である
ことから細径のガラス短繊維を多量に含むように
した場合には、蓄電池本来の基本的性能である保
液性、吸液性には優れるものの、細径のガラス短
繊維が高価であるところから、これを成形したセ
パレータも高価である。さらに有機系バインダを
使用せずに成形したセパレータにおいては引張強
度が弱く剛性も小さいために蓄電池組立作業を行
ないにくいという問題がある。また有機バインダ
を用いて成形した場合には、蓄電池に組み込まれ
て使用されているときに、このバインダが電解液
中に溶け出し、蓄電池の性能を劣化させるおそれ
がある。 のガラス短繊維と合成繊維とを混抄したもの
は、機械的強度（引張強度及び剛性等）が高いた
め、蓄電池組立作業を行ない易いという長所があ
る反面、合成繊維がガラス繊維に比べて親水性が
低いところから、電解液保持特性に劣る。 のガラス繊維と粉体との混抄物においては、
吸液性は良好であるものの、粉体がセパレータか
ら剥離、脱落し易く、また、引張強度も小さいと
いう問題がある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、引張強度及び剛性が大きいと共に、電解液の
保持特性に優れ、かつ価格も廉価となる蓄電池用
セパレータを提供することにある。 ［発明の構成］ 本発明は、平均直径0.5〜1.0μｍの含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維60〜90重量％、平均直径10〜
20μｍの含アルカリ珪酸塩ガラス繊維８〜35重量
％、1.0〜1.5デニールのアクリル繊維及び／又は
ポリエステル繊維２〜７重量％、並びに0.5〜1.0
デニールの熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維
0.04〜0.6重量％、が湿式混抄され、かつ加熱乾
燥されてなる蓄電池用セパレータにより上記目的
を達成するものである。 即ち本発明の蓄電池用セパレータは次のａ〜ｄ
の如き優れた特徴を有している。 ａ 平均直径0.5〜1.0μｍの細径のガラス繊維を
含んでおり、保液性、吸液性に優れる。 ｂ この細径のガラス繊維に、平均直径10〜20μ
ｍの太径のガラス繊維を混入させているので、
この太径のガラス繊維が骨格となり細径ガラス
繊維がこの骨格間に絡み合う様に配置されるよ
うになり、引張強度及び気孔率が向上するよう
になる。また太径ガラス繊維は細径ガラス繊維
に比べ価格が著しく低いので、セパレータの価
格も廉価なものとなる。 なお本発明者らが、平均直径0.9μｍの細径ガ
ラス繊維のみが湿式混抄され加熱、乾燥されて
なるセパレータと、平均直径0.9μｍのガラス繊
維70重量％及び平均直径19μｍの太径ガラス繊
維30重量％が湿式混抄され加熱、乾燥されてな
るセパレータとについて物性測定を行つたとこ
ろ、細径ガラス繊維単味のものよりも細径ガラ
ス繊維に太径ガラス繊維を混合したものは、引
張強度、気孔率が高く、かつ最大細孔径が小さ
いことが認められた。 ｃ 液保持特性に悪影響を与えない程度に少量の
合成繊維を含み、かつこの合成繊維として少量
でも引張強度及び剛性増大効果の大きいものを
採用しており、機械的強度が高く、かつ吸液性
及び保液性の低下がない。 即ち前述の如く、蓄電池用セパレータに合成
繊維を混入させてセパレータの機械的強度を向
上させることは従来より行なわれており、この
合成繊維として耐酸性の強いアクリル繊維等が
広く用いられている。 ところがこのアクリル繊維等の合成繊維はガ
ラス繊維に比べて親水性が小さく、混入量が多
くなるとセパレータの液保持特性を低下させて
まい、逆に混入量が少量であれば機械的強度の
改善効果が小さくなつてしまう。そこで発明者
らはガラス繊維に少量混入させるだけでセパレ
ータの機械的強度を大幅に向上させることがで
きる合成繊維について検討したところ、アクリ
ル繊維及び／又はポリエステル繊維に対し微量
の熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維を併用
したものが好適であることを見出した。 ｄ ガラス繊維は含アルカリ珪酸塩ガラス繊維で
あり、水溶性有機樹脂バインダを用いることな
くガラス繊維同志の接着が行なわれる。即ち本
発明のセパレータは湿式抄造されてなるもので
あるが、この抄造時に、ガラス繊維表面に、ガ
ラス繊維中のアルカリ珪酸塩と抄造水との反応
によつて接着層恐らくは水ガラス層が生じ、こ
の水ガラス層によつてガラス繊維同志が接合さ
れ、十分な接合強度が発現される様になる。 以下本発明の構成につき更に詳細に説明する。 まず繊維に関し説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は含アルカ
リ珪酸塩ガラス繊維及び有機繊維である。 含アルカリ珪酸塩ガラス繊維としては細径のも
の及び太径のものの２種類を含む。細径のガラス
繊維の平均直径は0.5〜1.0μｍ、より好ましくは
0.6〜0.9μｍである。直径が1.0μｍを超えるとセパ
レータの空間率が小さくなり、逆に0.5μｍよりも
小さくなるとその製造コストが高価となる。 この細径のガラス繊維の含有量は、全繊維重量
の60〜90重量％であり、とりわけ65〜85重量％が
好ましい。含有量が60％よりも少ないと、吸液
性、保液性が不足し、逆に90％を超えるとセパレ
ータのコストが高価となる。 又、この細径のガラス繊維の平均長さは好まし
くは７〜50mm、より好ましくは10〜40mmである。
平均長さが10mmよりも短くなるとセパレータの強
度が小さくなり、50mmよりも長くなると抄造時に
水中へ均一に分散するのが困難になる。このよう
な平均直径0.5〜1.0μｍの含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維はFA法（火炎法）、遠心法その他のガラス
短繊維製造法によつて製造できる。なお本発明に
おいてガラス繊維の平均直径は、試料の３ケ所に
ついて電子顕微鏡で写真撮影し、それぞれ20本の
繊維についてその直径を0.1μｍ単位で測定し、こ
れらの平均値をとることにより計算される。 太径のガラス繊維としては平均直径10〜20μ
ｍ、好ましくは12〜19μｍのものを全繊維重量の
８〜35重量％、好ましくは10〜30％含む。平均直
径が10μｍよりも小さいと、あるいは含有量が８
％よりも少ないと、引張強度改善効果が小さくな
り、平均直径が20μｍを超えると、あるいは含有
量が、35％を超えるとセパレータの吸液性、保液
性が小さくなる。この太径のガラス繊維の長さは
５〜80mmとりわけ６〜40mmが好ましい。 ガラス繊維の組成の好適な範囲について次に説
明する。 本発明のセパレータを構成するガラス繊維は含
アルカリ珪酸塩ガラス組成のものであり、その表
面に水ガラスを形成し得るものである。又、蓄電
池に使用されることから耐酸性の良好なものが好
適に使用される。この耐酸性の程度は、平均繊維
径1μ以下のガラス繊維の状態でJISC−2202に従
つて測定した場合の重量減が２％以下であるのが
望ましい。又、このようなガラス繊維の組成とし
ては重量比で60〜75％のSiO2、及び８〜20％の
R2O（Na2O、K2Oなどどのアルカリ金属酸化物）
を、主として含有し（ただしSiO2＋R2Oは75〜90
％）、その他に、例えばCaO、MgO、B2O3、
Al2O3、ZnO、Fe2O3などの１種又は２種以上を
含んだものが挙げられる。尚好ましい含アルカリ
珪酸塩ガラスの一例を次の第１表に示す。
ス繊維及び合成繊維から構成された蓄電池用セパ
レータに関する。 ［発明の背景］ ガラス繊維を含んでなる蓄電池用セパレータと
しては、既に種々のタイプのものが提案され実用
化されているが、これを大別すると次の３種類と
なる。即ち、 ガラス短繊維を主体とするもの、 ガラス短繊維と合成繊維を混合、成形したも
の（例えば特開昭49−38126）、 ガラス短繊維に粉体を保持させたもの（例え
ば特開昭58−206046）、 である。 このうちのガラス短繊維を主体とするもの
は、繊維長が短いこと、及び繊維が親水性である
ことから細径のガラス短繊維を多量に含むように
した場合には、蓄電池本来の基本的性能である保
液性、吸液性には優れるものの、細径のガラス短
繊維が高価であるところから、これを成形したセ
パレータも高価である。さらに有機系バインダを
使用せずに成形したセパレータにおいては引張強
度が弱く剛性も小さいために蓄電池組立作業を行
ないにくいという問題がある。また有機バインダ
を用いて成形した場合には、蓄電池に組み込まれ
て使用されているときに、このバインダが電解液
中に溶け出し、蓄電池の性能を劣化させるおそれ
がある。 のガラス短繊維と合成繊維とを混抄したもの
は、機械的強度（引張強度及び剛性等）が高いた
め、蓄電池組立作業を行ない易いという長所があ
る反面、合成繊維がガラス繊維に比べて親水性が
低いところから、電解液保持特性に劣る。 のガラス繊維と粉体との混抄物においては、
吸液性は良好であるものの、粉体がセパレータか
ら剥離、脱落し易く、また、引張強度も小さいと
いう問題がある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、引張強度及び剛性が大きいと共に、電解液の
保持特性に優れ、かつ価格も廉価となる蓄電池用
セパレータを提供することにある。 ［発明の構成］ 本発明は、平均直径0.5〜1.0μｍの含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維60〜90重量％、平均直径10〜
20μｍの含アルカリ珪酸塩ガラス繊維８〜35重量
％、1.0〜1.5デニールのアクリル繊維及び／又は
ポリエステル繊維２〜７重量％、並びに0.5〜1.0
デニールの熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維
0.04〜0.6重量％、が湿式混抄され、かつ加熱乾
燥されてなる蓄電池用セパレータにより上記目的
を達成するものである。 即ち本発明の蓄電池用セパレータは次のａ〜ｄ
の如き優れた特徴を有している。 ａ 平均直径0.5〜1.0μｍの細径のガラス繊維を
含んでおり、保液性、吸液性に優れる。 ｂ この細径のガラス繊維に、平均直径10〜20μ
ｍの太径のガラス繊維を混入させているので、
この太径のガラス繊維が骨格となり細径ガラス
繊維がこの骨格間に絡み合う様に配置されるよ
うになり、引張強度及び気孔率が向上するよう
になる。また太径ガラス繊維は細径ガラス繊維
に比べ価格が著しく低いので、セパレータの価
格も廉価なものとなる。 なお本発明者らが、平均直径0.9μｍの細径ガ
ラス繊維のみが湿式混抄され加熱、乾燥されて
なるセパレータと、平均直径0.9μｍのガラス繊
維70重量％及び平均直径19μｍの太径ガラス繊
維30重量％が湿式混抄され加熱、乾燥されてな
るセパレータとについて物性測定を行つたとこ
ろ、細径ガラス繊維単味のものよりも細径ガラ
ス繊維に太径ガラス繊維を混合したものは、引
張強度、気孔率が高く、かつ最大細孔径が小さ
いことが認められた。 ｃ 液保持特性に悪影響を与えない程度に少量の
合成繊維を含み、かつこの合成繊維として少量
でも引張強度及び剛性増大効果の大きいものを
採用しており、機械的強度が高く、かつ吸液性
及び保液性の低下がない。 即ち前述の如く、蓄電池用セパレータに合成
繊維を混入させてセパレータの機械的強度を向
上させることは従来より行なわれており、この
合成繊維として耐酸性の強いアクリル繊維等が
広く用いられている。 ところがこのアクリル繊維等の合成繊維はガ
ラス繊維に比べて親水性が小さく、混入量が多
くなるとセパレータの液保持特性を低下させて
まい、逆に混入量が少量であれば機械的強度の
改善効果が小さくなつてしまう。そこで発明者
らはガラス繊維に少量混入させるだけでセパレ
ータの機械的強度を大幅に向上させることがで
きる合成繊維について検討したところ、アクリ
ル繊維及び／又はポリエステル繊維に対し微量
の熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維を併用
したものが好適であることを見出した。 ｄ ガラス繊維は含アルカリ珪酸塩ガラス繊維で
あり、水溶性有機樹脂バインダを用いることな
くガラス繊維同志の接着が行なわれる。即ち本
発明のセパレータは湿式抄造されてなるもので
あるが、この抄造時に、ガラス繊維表面に、ガ
ラス繊維中のアルカリ珪酸塩と抄造水との反応
によつて接着層恐らくは水ガラス層が生じ、こ
の水ガラス層によつてガラス繊維同志が接合さ
れ、十分な接合強度が発現される様になる。 以下本発明の構成につき更に詳細に説明する。 まず繊維に関し説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は含アルカ
リ珪酸塩ガラス繊維及び有機繊維である。 含アルカリ珪酸塩ガラス繊維としては細径のも
の及び太径のものの２種類を含む。細径のガラス
繊維の平均直径は0.5〜1.0μｍ、より好ましくは
0.6〜0.9μｍである。直径が1.0μｍを超えるとセパ
レータの空間率が小さくなり、逆に0.5μｍよりも
小さくなるとその製造コストが高価となる。 この細径のガラス繊維の含有量は、全繊維重量
の60〜90重量％であり、とりわけ65〜85重量％が
好ましい。含有量が60％よりも少ないと、吸液
性、保液性が不足し、逆に90％を超えるとセパレ
ータのコストが高価となる。 又、この細径のガラス繊維の平均長さは好まし
くは７〜50mm、より好ましくは10〜40mmである。
平均長さが10mmよりも短くなるとセパレータの強
度が小さくなり、50mmよりも長くなると抄造時に
水中へ均一に分散するのが困難になる。このよう
な平均直径0.5〜1.0μｍの含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維はFA法（火炎法）、遠心法その他のガラス
短繊維製造法によつて製造できる。なお本発明に
おいてガラス繊維の平均直径は、試料の３ケ所に
ついて電子顕微鏡で写真撮影し、それぞれ20本の
繊維についてその直径を0.1μｍ単位で測定し、こ
れらの平均値をとることにより計算される。 太径のガラス繊維としては平均直径10〜20μ
ｍ、好ましくは12〜19μｍのものを全繊維重量の
８〜35重量％、好ましくは10〜30％含む。平均直
径が10μｍよりも小さいと、あるいは含有量が８
％よりも少ないと、引張強度改善効果が小さくな
り、平均直径が20μｍを超えると、あるいは含有
量が、35％を超えるとセパレータの吸液性、保液
性が小さくなる。この太径のガラス繊維の長さは
５〜80mmとりわけ６〜40mmが好ましい。 ガラス繊維の組成の好適な範囲について次に説
明する。 本発明のセパレータを構成するガラス繊維は含
アルカリ珪酸塩ガラス組成のものであり、その表
面に水ガラスを形成し得るものである。又、蓄電
池に使用されることから耐酸性の良好なものが好
適に使用される。この耐酸性の程度は、平均繊維
径1μ以下のガラス繊維の状態でJISC−2202に従
つて測定した場合の重量減が２％以下であるのが
望ましい。又、このようなガラス繊維の組成とし
ては重量比で60〜75％のSiO2、及び８〜20％の
R2O（Na2O、K2Oなどどのアルカリ金属酸化物）
を、主として含有し（ただしSiO2＋R2Oは75〜90
％）、その他に、例えばCaO、MgO、B2O3、
Al2O3、ZnO、Fe2O3などの１種又は２種以上を
含んだものが挙げられる。尚好ましい含アルカリ
珪酸塩ガラスの一例を次の第１表に示す。
【表】
本発明のセパレータはこのような含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維の他に有機繊維として熱可塑性の
アクリル繊維及び／又はポリエステル繊維を含
む。アクリル繊維及び／又はポリエステル繊維の
混合割合はセパレータ重量の２〜７重量％であ
り、とりわけ３〜６％とするのが好ましい。これ
らの繊維の混合割合が７重量％を超えると、繊維
の材質いかんによつては蓄電池性能に悪影響を及
ぼすおそれがあり、２％を下回ると強度改選効果
が小さくなる。 なおアクリル繊維及び／又はポリエステル繊維
は1.0〜1.5デニールのものが用いられ、その長さ
は２〜10mm程度が好ましい。 本発明のセパレータは、有機繊維として、さら
に、熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維を含
む。 前述のように、アクリル繊維、ポリエステル繊
維はガラス繊維に比べ疎水性であるため、これら
の混合量が多くなるとセパレータの保液性、吸液
性が低下するのであるが、熱水溶解性ポリビニル
アルコール繊維を少量混合しただけでセパレータ
の引張強さ及び座屈強度が大幅に向上される。そ
のためアクリル繊維及び／又はポリエステル繊維
の使用量が少なくて足り、セパレータの強度が増
大されると共に保液性、吸液性の低下が防止でき
るのである。 ポリビニルアルコール繊維の混合量はセパレー
タ重量の0.04〜0.6重量％であり、とりわけ0.05〜
0.2重量％とするのが好ましい。またその長さは
２〜10mm程度が好ましい。 本発明の蓄電池用セパレータは、細径及び太径
の含アルカリ珪酸塩ガラス繊維、アクリル繊維及
び／又はポリエステル繊維及び熱水溶解性ポリビ
ニルアルコール繊維を例えばPH値を2.5〜3.5に保
つた水の中に一定時間、例えば５〜20分水流型分
散機等を用いて繊維をなるべく切断せずに分散さ
せておき、それを湿式抄造して、該ガラス繊維の
表面に接着層おそらくは水ガラス層を形成せし
め、ついでこれを所定温度、例えば80〜180℃に
加熱することによりガラス繊維をその表面の水ガ
ラスによつて相互に接着することによつて得るこ
とができる。即ち本発明のセパレータを構成する
ガラス繊維は、前述のように、含アルカリ珪酸塩
ガラス組成を有するところから、ガラス中のアル
カリ成分及びシリカ成分が、分散のための水と反
応し水ガラス層がガラス繊維表面に形成され、こ
の水ガラス層が接着剤として作用しガラス繊維が
接着される。 なお繊維の一部として混合されたアクリル繊維
及び／又はポリエステル繊維、ポリビニルアルコ
ール繊維も後工程の熱処理工程（例えば乾燥工
程）において成形もしくは接着作用を発揮し、セ
パレータの強度を高める。 本発明のセパレータ自体の厚さは、使用される
蓄電池によつて異なるが0.3〜３mmであることが
好ましい。なお、繊維を水中に分散させるに際し
分散剤を使用しても良い。又、湿式抄造された繊
維抄造体、例えば抄造コンベアー上にある繊維抄
造体にジアルキルスルフオサクシネートをスプレ
ーして、ガラス繊維に対して0.005〜10重量％付
着させることによつて、ジアルキルスルフオサク
シネートの有する親水性によりセパレータの保液
性を向上させることができる。ジアルキルスルフ
オサクシネートを上記の如くスプレーする代わり
に抄造槽中の分散水に混入してもよい。 なおガラス短繊維にシリカ粉末、ガラス粉末等
の粉体を混入して抄紙すると最大細孔径の小さい
セパレータが得られる。しかしこのセパレータは
密度が大きくなり、気孔率が小さい。 蓄電池用セパレータとしては、最大細孔径が小
さくて気孔率が大きく、保液性、吸液性に優れる
という特性面での長所を具備すると共に、素材価
格が廉価であり、セパレータ価格も安価であるこ
とが工業的に製造されるために重要なことであ
る。太径（例えば平均直径が19μｍ）のガラス繊
維とガラス粉末とを、本発明のセパレータを基本
的構成とするセパレータに組み合わせるようにす
れば、安価かつ性能の優れた蓄電池用セパレータ
が得られる様になる。 ［発明の実施例］ 以下実施例について説明する。 組成が第１表のＡであり、平均直径0.8μｍ、平
均長さ10mmの細径のガラス繊維75重量部、組成が
第１表のＡであり、平均直径19μｍ、平均長さ25
mmのガラス繊維20重量部、太さ1.2デニールのア
クリル繊維（カネボウ(株)製、商品名カネカロン
Ｓ）を長さ３mmに切断したもの4.9重量部及びポ
リビニルアルコール繊維（クラレ(株)製、商品名
VPB105）を長さ３mmに切断したもの0.1重量部
を水中に投入して水流型分散機により撹拌して分
散させ、更に硫酸を加えて水のPHを2.7とし約10
分間保持した。次いで抄造を行い150℃に加熱し
てマツト状の蓄電池用セパレータを製造した。こ
のセパレータを構成する各ガラス繊維及び粉末は
ガラス繊維の表面に形成された水ガラスにより相
互に接着されていることが観察された。 この実施例に係るセパレータの引張強度、気孔
率、最大細孔径、座屈強度について測定した結果
を第２表に示す。 また比較のために、実施例と同じ繊維素材を用
い、配合を第２表の如く変えたものについて同様
の特性測定を行なつた。 結果を第２表に併せて示す。
酸塩ガラス繊維の他に有機繊維として熱可塑性の
アクリル繊維及び／又はポリエステル繊維を含
む。アクリル繊維及び／又はポリエステル繊維の
混合割合はセパレータ重量の２〜７重量％であ
り、とりわけ３〜６％とするのが好ましい。これ
らの繊維の混合割合が７重量％を超えると、繊維
の材質いかんによつては蓄電池性能に悪影響を及
ぼすおそれがあり、２％を下回ると強度改選効果
が小さくなる。 なおアクリル繊維及び／又はポリエステル繊維
は1.0〜1.5デニールのものが用いられ、その長さ
は２〜10mm程度が好ましい。 本発明のセパレータは、有機繊維として、さら
に、熱水溶解性ポリビニルアルコール繊維を含
む。 前述のように、アクリル繊維、ポリエステル繊
維はガラス繊維に比べ疎水性であるため、これら
の混合量が多くなるとセパレータの保液性、吸液
性が低下するのであるが、熱水溶解性ポリビニル
アルコール繊維を少量混合しただけでセパレータ
の引張強さ及び座屈強度が大幅に向上される。そ
のためアクリル繊維及び／又はポリエステル繊維
の使用量が少なくて足り、セパレータの強度が増
大されると共に保液性、吸液性の低下が防止でき
るのである。 ポリビニルアルコール繊維の混合量はセパレー
タ重量の0.04〜0.6重量％であり、とりわけ0.05〜
0.2重量％とするのが好ましい。またその長さは
２〜10mm程度が好ましい。 本発明の蓄電池用セパレータは、細径及び太径
の含アルカリ珪酸塩ガラス繊維、アクリル繊維及
び／又はポリエステル繊維及び熱水溶解性ポリビ
ニルアルコール繊維を例えばPH値を2.5〜3.5に保
つた水の中に一定時間、例えば５〜20分水流型分
散機等を用いて繊維をなるべく切断せずに分散さ
せておき、それを湿式抄造して、該ガラス繊維の
表面に接着層おそらくは水ガラス層を形成せし
め、ついでこれを所定温度、例えば80〜180℃に
加熱することによりガラス繊維をその表面の水ガ
ラスによつて相互に接着することによつて得るこ
とができる。即ち本発明のセパレータを構成する
ガラス繊維は、前述のように、含アルカリ珪酸塩
ガラス組成を有するところから、ガラス中のアル
カリ成分及びシリカ成分が、分散のための水と反
応し水ガラス層がガラス繊維表面に形成され、こ
の水ガラス層が接着剤として作用しガラス繊維が
接着される。 なお繊維の一部として混合されたアクリル繊維
及び／又はポリエステル繊維、ポリビニルアルコ
ール繊維も後工程の熱処理工程（例えば乾燥工
程）において成形もしくは接着作用を発揮し、セ
パレータの強度を高める。 本発明のセパレータ自体の厚さは、使用される
蓄電池によつて異なるが0.3〜３mmであることが
好ましい。なお、繊維を水中に分散させるに際し
分散剤を使用しても良い。又、湿式抄造された繊
維抄造体、例えば抄造コンベアー上にある繊維抄
造体にジアルキルスルフオサクシネートをスプレ
ーして、ガラス繊維に対して0.005〜10重量％付
着させることによつて、ジアルキルスルフオサク
シネートの有する親水性によりセパレータの保液
性を向上させることができる。ジアルキルスルフ
オサクシネートを上記の如くスプレーする代わり
に抄造槽中の分散水に混入してもよい。 なおガラス短繊維にシリカ粉末、ガラス粉末等
の粉体を混入して抄紙すると最大細孔径の小さい
セパレータが得られる。しかしこのセパレータは
密度が大きくなり、気孔率が小さい。 蓄電池用セパレータとしては、最大細孔径が小
さくて気孔率が大きく、保液性、吸液性に優れる
という特性面での長所を具備すると共に、素材価
格が廉価であり、セパレータ価格も安価であるこ
とが工業的に製造されるために重要なことであ
る。太径（例えば平均直径が19μｍ）のガラス繊
維とガラス粉末とを、本発明のセパレータを基本
的構成とするセパレータに組み合わせるようにす
れば、安価かつ性能の優れた蓄電池用セパレータ
が得られる様になる。 ［発明の実施例］ 以下実施例について説明する。 組成が第１表のＡであり、平均直径0.8μｍ、平
均長さ10mmの細径のガラス繊維75重量部、組成が
第１表のＡであり、平均直径19μｍ、平均長さ25
mmのガラス繊維20重量部、太さ1.2デニールのア
クリル繊維（カネボウ(株)製、商品名カネカロン
Ｓ）を長さ３mmに切断したもの4.9重量部及びポ
リビニルアルコール繊維（クラレ(株)製、商品名
VPB105）を長さ３mmに切断したもの0.1重量部
を水中に投入して水流型分散機により撹拌して分
散させ、更に硫酸を加えて水のPHを2.7とし約10
分間保持した。次いで抄造を行い150℃に加熱し
てマツト状の蓄電池用セパレータを製造した。こ
のセパレータを構成する各ガラス繊維及び粉末は
ガラス繊維の表面に形成された水ガラスにより相
互に接着されていることが観察された。 この実施例に係るセパレータの引張強度、気孔
率、最大細孔径、座屈強度について測定した結果
を第２表に示す。 また比較のために、実施例と同じ繊維素材を用
い、配合を第２表の如く変えたものについて同様
の特性測定を行なつた。 結果を第２表に併せて示す。
【表】
これらの特性値の測定法は次の通りである。
(1) 厚さ（mm） 試料をその厚み方向に20Kg／ｄ
m2の荷重で押圧した状態で測定する。（JISC−
2202） (2) 密度（ｇ／cm3） 試料10cm×10cmの面積
（Ｓ）に20Kgの荷重（Ｗ）を加えた時の試料の
厚さをＴとした時に、式：Ｗ／（Ｓ×Ｔ）
（ｇ／cm3）で与えられる値で表わす。 (3) 目付（ｇ／cm2） 試料重量を試料面積で除し
て得られる値である。 (4) 引張り強さ（ｇ） 幅10mmの試料の両端を引
張りそれが切断するときの外力の値（ｇ）で表
示する。 (5) 気孔率（％） セパレータの密度をｂ、ガラ
ス繊維を構成するガラスの密度をａとしたと
き、 ｛（ａ−ｂ）／ａ｝×100（％） で表わされる。 (6) 最大細孔径（μｍ） マツト状試料をメタノ
ールに十分に浸漬した後、直径15mmの開口を有
するホルダに装着し、該開口を通して徐々に空
気を流す。試料から最初に気泡が発生したとき
の空気流の試料通過前後の差圧ΔPを検知し、
次式により算出する。 最大細孔径（μｍ）＝ｋ／ΔP（ｋ：定数） (7) 座屈強度（ｇ） １対の平行板間に幅10mm、
流さ50mmの試料を幅方向に挾み、徐々に平行板
の挾圧力を高め、座屈したときの荷重（ｇ）を
求める。 第２表より実施例に係る蓄電池用セパレータ
は、引張強度及び座屈強度が著しく高いと共に気
孔率が大きくかつ最大細孔が小さいことが認めら
れる。特にポリビニルアルコール繊維の有無だけ
が実質的な相違点である実施例と比較例３を比べ
ると、このポリビニルアルコール繊維を混合する
ことにより引張強さ及び座屈強度が大幅に向上さ
れることが認められる。 なお同様の試験を、第１表のＢ及びＣのガラス
繊維について行なつたところ同様の結果が得られ
た。 ［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の蓄電池用セパレー
タは、引張強度及び剛性が大きいので蓄電池の組
立作業が容易である。また気孔率が大きく電解液
の保液量が多いと共に、最大細孔径が小さく吸液
性に優れる。さらに、太径のガラス繊維が細径の
ものに比べ低価格であるので、廉価である。
m2の荷重で押圧した状態で測定する。（JISC−
2202） (2) 密度（ｇ／cm3） 試料10cm×10cmの面積
（Ｓ）に20Kgの荷重（Ｗ）を加えた時の試料の
厚さをＴとした時に、式：Ｗ／（Ｓ×Ｔ）
（ｇ／cm3）で与えられる値で表わす。 (3) 目付（ｇ／cm2） 試料重量を試料面積で除し
て得られる値である。 (4) 引張り強さ（ｇ） 幅10mmの試料の両端を引
張りそれが切断するときの外力の値（ｇ）で表
示する。 (5) 気孔率（％） セパレータの密度をｂ、ガラ
ス繊維を構成するガラスの密度をａとしたと
き、 ｛（ａ−ｂ）／ａ｝×100（％） で表わされる。 (6) 最大細孔径（μｍ） マツト状試料をメタノ
ールに十分に浸漬した後、直径15mmの開口を有
するホルダに装着し、該開口を通して徐々に空
気を流す。試料から最初に気泡が発生したとき
の空気流の試料通過前後の差圧ΔPを検知し、
次式により算出する。 最大細孔径（μｍ）＝ｋ／ΔP（ｋ：定数） (7) 座屈強度（ｇ） １対の平行板間に幅10mm、
流さ50mmの試料を幅方向に挾み、徐々に平行板
の挾圧力を高め、座屈したときの荷重（ｇ）を
求める。 第２表より実施例に係る蓄電池用セパレータ
は、引張強度及び座屈強度が著しく高いと共に気
孔率が大きくかつ最大細孔が小さいことが認めら
れる。特にポリビニルアルコール繊維の有無だけ
が実質的な相違点である実施例と比較例３を比べ
ると、このポリビニルアルコール繊維を混合する
ことにより引張強さ及び座屈強度が大幅に向上さ
れることが認められる。 なお同様の試験を、第１表のＢ及びＣのガラス
繊維について行なつたところ同様の結果が得られ
た。 ［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の蓄電池用セパレー
タは、引張強度及び剛性が大きいので蓄電池の組
立作業が容易である。また気孔率が大きく電解液
の保液量が多いと共に、最大細孔径が小さく吸液
性に優れる。さらに、太径のガラス繊維が細径の
ものに比べ低価格であるので、廉価である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次の繊維、即ち、 平均直径0.5〜1.0μｍの含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維60〜90重量％、平均直径10〜20μｍの含ア
ルカリ珪酸塩ガラス繊維８〜35重量％、1.0〜1.5
デニールのアクリル繊維及び／又はポリエステル
繊維２〜７重量％、並びに0.5〜1.0デニールの熱
水溶解性ポリビニルアルコール繊維0.04〜0.6重
量％、が湿式混抄され、かつ加熱乾燥されてなる
ことを特徴とする蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081290A JPS60225352A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081290A JPS60225352A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225352A JPS60225352A (ja) | 1985-11-09 |
| JPH0427672B2 true JPH0427672B2 (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=13742247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59081290A Granted JPS60225352A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60225352A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012001812A1 (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンの位相可変装置及びその制御装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0760674B2 (ja) * | 1986-02-20 | 1995-06-28 | 日本板硝子株式会社 | 蓄電池用セパレ−タ |
| US5281498A (en) * | 1991-05-23 | 1994-01-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Sheet-like separator and valve regulated lead acid battery |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136632A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-29 | Yuasa Battery Co Ltd | Separator for storage battery |
| JPS5832354A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池 |
| JPS5971255A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | Nippon Glass Seni Kk | 蓄電池用セパレ−タ− |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP59081290A patent/JPS60225352A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012001812A1 (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンの位相可変装置及びその制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60225352A (ja) | 1985-11-09 |
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