JPH05283053A - 密閉型鉛蓄電池用セパレータ - Google Patents
密閉型鉛蓄電池用セパレータInfo
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- JPH05283053A JPH05283053A JP4045219A JP4521992A JPH05283053A JP H05283053 A JPH05283053 A JP H05283053A JP 4045219 A JP4045219 A JP 4045219A JP 4521992 A JP4521992 A JP 4521992A JP H05283053 A JPH05283053 A JP H05283053A
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- Japan
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- acid battery
- sealed lead
- synthetic pulp
- separator
- polyolefin
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- 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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- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明によれば、ポリオレフィン系合成パル
プを主体とし、これに該合成パルプの融点よりも低い融
点のバインダーを混合したものを乾式抄造し、ポリオレ
フィン系合成パルプの融点未満ないしバインダーの融点
以上の温度で熱処理を行なうことによって得られた多孔
性マットからなる密閉型鉛蓄電池用セパレータが提供さ
れる。前記ポリオレフィン系合成パルプは、ＢＥＴ吸着
法による比表面積が１ｍ2 ／ｇ以上であるものが好まし
く、また、このセパレータは、界面活性剤水溶液を用い
ての親水処理に付すことによって、マットの保水性を一
層優れたものにすることができる。 【効果】 本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、ガ
ラス繊維を用いていないので、安価であり、保水性、耐
酸性に優れると共に、低密度で、しかもこのセパレータ
を使用した密閉型鉛蓄電池は、低温高率放電容量に優れ
ているという特徴を有する。
プを主体とし、これに該合成パルプの融点よりも低い融
点のバインダーを混合したものを乾式抄造し、ポリオレ
フィン系合成パルプの融点未満ないしバインダーの融点
以上の温度で熱処理を行なうことによって得られた多孔
性マットからなる密閉型鉛蓄電池用セパレータが提供さ
れる。前記ポリオレフィン系合成パルプは、ＢＥＴ吸着
法による比表面積が１ｍ2 ／ｇ以上であるものが好まし
く、また、このセパレータは、界面活性剤水溶液を用い
ての親水処理に付すことによって、マットの保水性を一
層優れたものにすることができる。 【効果】 本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、ガ
ラス繊維を用いていないので、安価であり、保水性、耐
酸性に優れると共に、低密度で、しかもこのセパレータ
を使用した密閉型鉛蓄電池は、低温高率放電容量に優れ
ているという特徴を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔性マットから成る
密閉型鉛蓄電池用セパレータに関するものであって、よ
り詳しくは、ポリオレフィン系合成パルプを主体とする
素材を乾式抄造して得られる多孔性マットから成る密閉
型鉛蓄電池用セパレータに関する。
密閉型鉛蓄電池用セパレータに関するものであって、よ
り詳しくは、ポリオレフィン系合成パルプを主体とする
素材を乾式抄造して得られる多孔性マットから成る密閉
型鉛蓄電池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来技術】電池の充電中に正極から発生する酸素ガス
を負極で吸収させるタイプの密閉型鉛蓄電池には、リテ
ーナ式とゲル式の２種類がある。リテーナ式は、正極板
と負極板との間に保液性を有するマット状のセパレータ
を挿入し、これによって電池の放電に必要な電解性の保
持と電極の隔離を行っており、無保守、無漏液、ポジシ
ョンフリーなどの特性を生かし、近年ポータブル機器
や、非常（停電）時のコンピュータのバックアップ電
源、あるいは自動車等の電源として用いられるようにな
ってきている。リテーナ式の密閉型鉛蓄電池には、一般
に極細のガラス繊維を抄造させたマット（以下、ガラス
セパレータという）等が使用されている（例えば、特開
昭６０−１０１１８６１号公報、特開昭５９−７３８４
２号公報参照）、またポリオレフィン系湿式不織布から
なるセパレータも提案されている（特開昭６２−２６８
９００号公報参照）。
を負極で吸収させるタイプの密閉型鉛蓄電池には、リテ
ーナ式とゲル式の２種類がある。リテーナ式は、正極板
と負極板との間に保液性を有するマット状のセパレータ
を挿入し、これによって電池の放電に必要な電解性の保
持と電極の隔離を行っており、無保守、無漏液、ポジシ
ョンフリーなどの特性を生かし、近年ポータブル機器
や、非常（停電）時のコンピュータのバックアップ電
源、あるいは自動車等の電源として用いられるようにな
ってきている。リテーナ式の密閉型鉛蓄電池には、一般
に極細のガラス繊維を抄造させたマット（以下、ガラス
セパレータという）等が使用されている（例えば、特開
昭６０−１０１１８６１号公報、特開昭５９−７３８４
２号公報参照）、またポリオレフィン系湿式不織布から
なるセパレータも提案されている（特開昭６２−２６８
９００号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、極細のガラ
ス繊維を用いたセパレータにおいては、ガラス繊維が非
常に高価であるために工業的に好適な素材とはいい難
く、また、ポリオレフィン系湿式不織布からなるセパレ
ータにおいては、十分な保液性を持たせるためには嵩高
にしなければならず、その手段としてはガラス繊維など
の混合が必要となり、やはり、コスト的な不利を免れな
い。
ス繊維を用いたセパレータにおいては、ガラス繊維が非
常に高価であるために工業的に好適な素材とはいい難
く、また、ポリオレフィン系湿式不織布からなるセパレ
ータにおいては、十分な保液性を持たせるためには嵩高
にしなければならず、その手段としてはガラス繊維など
の混合が必要となり、やはり、コスト的な不利を免れな
い。
【０００４】一方、多くの用途に用いられている電池一
般に、電池の軽量化、および高容量化が望まれており、
とくに、リテーナ式の密閉型鉛蓄電池においても、急激
な市場拡大と、ポータブル機器、バックアップ電源、自
動車用電源など、その用途においてより一層の電池の軽
量化、および高容量化が切望されている。
般に、電池の軽量化、および高容量化が望まれており、
とくに、リテーナ式の密閉型鉛蓄電池においても、急激
な市場拡大と、ポータブル機器、バックアップ電源、自
動車用電源など、その用途においてより一層の電池の軽
量化、および高容量化が切望されている。
【０００５】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、コストの低減
化をはかり、低温高率放電容量を改良すると共に、電池
の放電特性に優れ、かつ軽量な密閉型鉛蓄電池用のセパ
レータを提供することにある。
化をはかり、低温高率放電容量を改良すると共に、電池
の放電特性に優れ、かつ軽量な密閉型鉛蓄電池用のセパ
レータを提供することにある。
【０００６】
【課題を達成するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために提案されたものであって、セパレータとし
て、ポリオレフィン系合成パルプを主体とした素材を特
殊な方法で多孔性にしたマットを使用することを特徴と
するものである。すなわち、本発明によれば、ポリオレ
フィン系合成パルプ１００ないし５０重量％と、該合成
パルプよりも低融点のバインダー０ないし５０重量％と
を、乾式抄造して得られた多孔性マットから成ることを
特徴とする密閉型鉛蓄電池用セパレータが提供される。
また、本発明によれば、ポリオレフィン系合成パルプ９
８ないし５０重量％と、該合成パルプよりも低融点のバ
インダー２ないし５０重量％とを、乾式抄造して得られ
た多孔性マットから成ることを特徴とする密閉型鉛蓄電
池用セパレータが提供される。さらに、本発明によれ
ば、前記ポリオレフィン系合成パルプとして、ＢＥＴ吸
着法で測定して、比表面積が１ｍ2 ／ｇ以上のものを使
用することによって前記特性の一層優れた密閉型鉛蓄電
池用セパレータが提供される。
成するために提案されたものであって、セパレータとし
て、ポリオレフィン系合成パルプを主体とした素材を特
殊な方法で多孔性にしたマットを使用することを特徴と
するものである。すなわち、本発明によれば、ポリオレ
フィン系合成パルプ１００ないし５０重量％と、該合成
パルプよりも低融点のバインダー０ないし５０重量％と
を、乾式抄造して得られた多孔性マットから成ることを
特徴とする密閉型鉛蓄電池用セパレータが提供される。
また、本発明によれば、ポリオレフィン系合成パルプ９
８ないし５０重量％と、該合成パルプよりも低融点のバ
インダー２ないし５０重量％とを、乾式抄造して得られ
た多孔性マットから成ることを特徴とする密閉型鉛蓄電
池用セパレータが提供される。さらに、本発明によれ
ば、前記ポリオレフィン系合成パルプとして、ＢＥＴ吸
着法で測定して、比表面積が１ｍ2 ／ｇ以上のものを使
用することによって前記特性の一層優れた密閉型鉛蓄電
池用セパレータが提供される。
【０００７】前記ポリオレフィン系合成パルプは、親水
処理、とくに界面活性剤水溶液を用いての親水処理が行
なわれたものを使用するすることによって一層前記各物
性に優れた密閉型鉛蓄電池用セパレータを提供すること
ができるものとなり、さらに、前記多孔性マットを嵩高
性を損なわない程度に熱処理を行うことによって、マッ
トの強度を高めることも出来るし、前記合成パルプに４
５重量％以下の範囲において、各種合成繊維、天然パル
プ、耐酸性無機粉体を配合することによっても好適な密
閉型鉛蓄電池用セパレータを提供することができる。本
発明によって得られるセパレータは、とくに乾式抄造に
よって製造されるため、乾燥時の水の表面張力等による
収縮がなく、容易に嵩高なものが得られるという特徴が
ある。
処理、とくに界面活性剤水溶液を用いての親水処理が行
なわれたものを使用するすることによって一層前記各物
性に優れた密閉型鉛蓄電池用セパレータを提供すること
ができるものとなり、さらに、前記多孔性マットを嵩高
性を損なわない程度に熱処理を行うことによって、マッ
トの強度を高めることも出来るし、前記合成パルプに４
５重量％以下の範囲において、各種合成繊維、天然パル
プ、耐酸性無機粉体を配合することによっても好適な密
閉型鉛蓄電池用セパレータを提供することができる。本
発明によって得られるセパレータは、とくに乾式抄造に
よって製造されるため、乾燥時の水の表面張力等による
収縮がなく、容易に嵩高なものが得られるという特徴が
ある。
【０００８】原料素材 本発明において、主材料として用いる合成パルプとして
は、ポリオレフィン系の合成パルプが使用され、特に溶
液あるいはエマルジョンのフラッシュ紡糸法によるもの
が好適に使用される。ポリオレフィン系合成パルプは、
それ自体公知のものであり、下記のごとき種々の方法に
よって製造されたものを使用することができる。ポリオ
レフィン系合成パルプの製法の詳細は、Encyclopedia o
f ChemicalTechnology 3rd ed.Vol.19 P420 ないし 425
に詳細に説明されているが、たとえば、溶融紡糸した繊
維を短く切った後に叩解する方法、溶液フラッシュもし
くはエマルジョンフラッシュを行った後に叩解処理をす
る方法などが例示される。なかでも、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）を親水化剤として、エマルジョンフラッ
シュ法によって製造されたものが好適に使用される。こ
の場合のＰＶＡ含有量は０．０１ないし１０重量％であ
ることが好ましい。また、これらのポリオレフィン系合
成パルプは，ＢＥＴ吸着法による測定で１ｍ2 ／ｇ以上
の比表面積を有するものであることが好ましい。
は、ポリオレフィン系の合成パルプが使用され、特に溶
液あるいはエマルジョンのフラッシュ紡糸法によるもの
が好適に使用される。ポリオレフィン系合成パルプは、
それ自体公知のものであり、下記のごとき種々の方法に
よって製造されたものを使用することができる。ポリオ
レフィン系合成パルプの製法の詳細は、Encyclopedia o
f ChemicalTechnology 3rd ed.Vol.19 P420 ないし 425
に詳細に説明されているが、たとえば、溶融紡糸した繊
維を短く切った後に叩解する方法、溶液フラッシュもし
くはエマルジョンフラッシュを行った後に叩解処理をす
る方法などが例示される。なかでも、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）を親水化剤として、エマルジョンフラッ
シュ法によって製造されたものが好適に使用される。こ
の場合のＰＶＡ含有量は０．０１ないし１０重量％であ
ることが好ましい。また、これらのポリオレフィン系合
成パルプは，ＢＥＴ吸着法による測定で１ｍ2 ／ｇ以上
の比表面積を有するものであることが好ましい。
【０００９】使用されるポリオレフィンとしては、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンの単独
重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１
−ブテン共重合体、エチレン−４−メチルペンテンー１
共重合体等のエチレンと他のα−オレフィンとの共重合
体が好ましく、なかでも結晶性のポリオレフィンが機械
的強度の面から好ましく使用される。このようにして得
られられたポリオレフィン系合成パルプは、繊維長が
０．１ないし１０mmのもので、その後の乾式抄造が容易
に実施し得るとともに、得られた多孔性マットが電池の
放電特性に優れ、かつ、軽量で安価という特徴を併せ持
つものである。
ばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンの単独
重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１
−ブテン共重合体、エチレン−４−メチルペンテンー１
共重合体等のエチレンと他のα−オレフィンとの共重合
体が好ましく、なかでも結晶性のポリオレフィンが機械
的強度の面から好ましく使用される。このようにして得
られられたポリオレフィン系合成パルプは、繊維長が
０．１ないし１０mmのもので、その後の乾式抄造が容易
に実施し得るとともに、得られた多孔性マットが電池の
放電特性に優れ、かつ、軽量で安価という特徴を併せ持
つものである。
【００１０】またこのポリオレフィン系合成パルプは、
それ自体疎水性であるため、得られるセパレータの保水
性を良好なものとするために、親水化処理されたものを
使用することができる。また本発明においては、発明の
目的を損なわないかぎり、例えば４５重量％以下の範囲
において、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリスチレン、メチル・メタ・アクリレ
ート、アクリロニトリル、塩化ビニリデン樹脂などの各
種合成繊維、天然パルプ、ガラス繊維、シリカ繊維、ア
ルミナシリケート繊維、鉱滓繊維などの無機繊維、およ
びシリカ粉末、けいそう土などの耐酸性無機粉体等を必
要に応じて配合することができる。
それ自体疎水性であるため、得られるセパレータの保水
性を良好なものとするために、親水化処理されたものを
使用することができる。また本発明においては、発明の
目的を損なわないかぎり、例えば４５重量％以下の範囲
において、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリスチレン、メチル・メタ・アクリレ
ート、アクリロニトリル、塩化ビニリデン樹脂などの各
種合成繊維、天然パルプ、ガラス繊維、シリカ繊維、ア
ルミナシリケート繊維、鉱滓繊維などの無機繊維、およ
びシリカ粉末、けいそう土などの耐酸性無機粉体等を必
要に応じて配合することができる。
【００１１】マット化 本発明においては、上述した各原料を混合した後、乾式
抄造してマット化することが重要な要件となる。乾式抄
造とは、主として、カードなどを使用して、前記合成パ
ルプを乾燥された状態のままシート化する方法で、たと
えば、前記ポリオレフィン系合成パルプに、それよりも
低融点のバインダーを混合し、バインダーの溶融温度で
両者を熱融着させるファイバーボンド法と呼ばれる方法
が最も工程が短く、単純にして経済的である。ファイバ
ーボンド法の具体的方法としては、走行するメッシュ状
の支持体上に散布した上記原料を、下方向からバキュー
ムしながら、上方向から加熱する熱風貫通型の方法、形
成されたウエブを熱ロールにて混綿された低融点のバイ
ンダーを溶融し、ポリオレフィン系合成パルプを固定さ
せる方法、形成されたウエブを、熱オーブン中で前記バ
インダーを溶融接着させる方法、赤外線ヒーター、ある
いは超音波エネルギーを利用してバインダーを溶融しウ
エブを接着させる方法などが挙げられるが、熱処理温度
と製品の嵩高性付与の点で、熱風貫通型の方法が好まし
く使用される。
抄造してマット化することが重要な要件となる。乾式抄
造とは、主として、カードなどを使用して、前記合成パ
ルプを乾燥された状態のままシート化する方法で、たと
えば、前記ポリオレフィン系合成パルプに、それよりも
低融点のバインダーを混合し、バインダーの溶融温度で
両者を熱融着させるファイバーボンド法と呼ばれる方法
が最も工程が短く、単純にして経済的である。ファイバ
ーボンド法の具体的方法としては、走行するメッシュ状
の支持体上に散布した上記原料を、下方向からバキュー
ムしながら、上方向から加熱する熱風貫通型の方法、形
成されたウエブを熱ロールにて混綿された低融点のバイ
ンダーを溶融し、ポリオレフィン系合成パルプを固定さ
せる方法、形成されたウエブを、熱オーブン中で前記バ
インダーを溶融接着させる方法、赤外線ヒーター、ある
いは超音波エネルギーを利用してバインダーを溶融しウ
エブを接着させる方法などが挙げられるが、熱処理温度
と製品の嵩高性付与の点で、熱風貫通型の方法が好まし
く使用される。
【００１２】この際、バインダーとして使用されるもの
は、ポリオレフィン系合成パルプ、ポリオレフィン系繊
維、芯の部分が合成パルプの融点よりも高い融点を有
し、鞘の部分が合成パルプの融点よりも低い融点を有す
る、いわゆる、鞘芯型の複合型繊維、ポリオレフィン系
樹脂粉末、低融点ポリエステル粉末、塩化ビニル樹脂粉
末、エポキシ樹脂粉末、またはそのエマルジョン、天然
あるいは合成ゴムラテックスおよびアクリルエマルジョ
ンからなる群より選ばれる少なくとも一種のものが例示
され、なかでも、ポリオレフィン系合成パルプを使用す
ることが好ましい。このバインダーは、主原料であるポ
リオレフィン系合成パルプの融点よりも低い融点、好ま
しくは５℃以上低い融点を有するものであることが必要
である。ポリオレフィン系合成パルプとバインダーとの
混合割合は、ポリオレフィン系合成パルプが１００ない
し５０重量％、好ましくは９８ないし５０重量％、バイ
ンダーが０ないし５０重量％、好ましくは２ないし５０
重量％であることが望ましい。
は、ポリオレフィン系合成パルプ、ポリオレフィン系繊
維、芯の部分が合成パルプの融点よりも高い融点を有
し、鞘の部分が合成パルプの融点よりも低い融点を有す
る、いわゆる、鞘芯型の複合型繊維、ポリオレフィン系
樹脂粉末、低融点ポリエステル粉末、塩化ビニル樹脂粉
末、エポキシ樹脂粉末、またはそのエマルジョン、天然
あるいは合成ゴムラテックスおよびアクリルエマルジョ
ンからなる群より選ばれる少なくとも一種のものが例示
され、なかでも、ポリオレフィン系合成パルプを使用す
ることが好ましい。このバインダーは、主原料であるポ
リオレフィン系合成パルプの融点よりも低い融点、好ま
しくは５℃以上低い融点を有するものであることが必要
である。ポリオレフィン系合成パルプとバインダーとの
混合割合は、ポリオレフィン系合成パルプが１００ない
し５０重量％、好ましくは９８ないし５０重量％、バイ
ンダーが０ないし５０重量％、好ましくは２ないし５０
重量％であることが望ましい。
【００１３】上記の方法以外にも、たとえば、「紙パル
プ技協誌」第４１巻、第２号に記載されたエアーレイド
法、あるいは、パラレルに開繊されたポリオレフィン系
合成パルプと低融点のバインダーを空気流にてランダム
に配列し、熱接着させる方法などが例示される。 乾式
抄造によって得られる製品は、湿式抄造に比べ、嵩高
（低密度）な、すなわち、空間率の多い保水性に優れた
多孔性のマットを得ることができ、本発明の目的であ
る、密閉型鉛蓄電池用セパレータとしてきわめて好適に
使用することができる。
プ技協誌」第４１巻、第２号に記載されたエアーレイド
法、あるいは、パラレルに開繊されたポリオレフィン系
合成パルプと低融点のバインダーを空気流にてランダム
に配列し、熱接着させる方法などが例示される。 乾式
抄造によって得られる製品は、湿式抄造に比べ、嵩高
（低密度）な、すなわち、空間率の多い保水性に優れた
多孔性のマットを得ることができ、本発明の目的であ
る、密閉型鉛蓄電池用セパレータとしてきわめて好適に
使用することができる。
【００１４】親水化処理 本発明においては、上記の如くして得られたマットにつ
いて親水化処理を行なうことにより、マットの保水性を
さらに向上させることができる。この親水化処理は、例
えば界面活性剤の水溶液に、上記マットを浸漬するか、
あるいは上記マットにスプレー噴霧し、次いで乾燥する
ことによって行なわれる。用いる界面活性剤としては、
アニオン系界面活性剤が好適である。また親水化処理の
程度は、界面活性剤の付着量が0.05ないし5.0 重量％、
さらに好ましくは0.2 ないし2.0重量％の範囲となる程
度が好ましい。
いて親水化処理を行なうことにより、マットの保水性を
さらに向上させることができる。この親水化処理は、例
えば界面活性剤の水溶液に、上記マットを浸漬するか、
あるいは上記マットにスプレー噴霧し、次いで乾燥する
ことによって行なわれる。用いる界面活性剤としては、
アニオン系界面活性剤が好適である。また親水化処理の
程度は、界面活性剤の付着量が0.05ないし5.0 重量％、
さらに好ましくは0.2 ないし2.0重量％の範囲となる程
度が好ましい。
【００１５】かかる親水化処理は、合成パルプとして、
親水化処理が行なわれていないものを使用する場合に特
に有効である。かくして得られるマットから成る鉛蓄電
池用セパレータは、密度が0.05ないし0.30 g／ccと低密
度であり、保水性に優れているとともに、これを使用し
た密閉型鉛蓄電池は低温高率放電容量にも優れている。
親水化処理が行なわれていないものを使用する場合に特
に有効である。かくして得られるマットから成る鉛蓄電
池用セパレータは、密度が0.05ないし0.30 g／ccと低密
度であり、保水性に優れているとともに、これを使用し
た密閉型鉛蓄電池は低温高率放電容量にも優れている。
【００１６】本発明のセパレータにおいて、保水性およ
び最大細孔径は、鉛蓄電池の下記のような特性と関連す
るものである。 保水性：一般に鉛蓄電池の容量は、極板の活物質の量と
電解液の量によって決まる。現在のリテーナ式の密閉型
鉛蓄電池においては、電解液はリテーナマットに含まれ
る分と、極板に含まれる分に限定される。したがって、
極板が同一の場合、電池の容量、とくに、低温高率放電
下における容量はリテーナマットに含まれる電解液の量
によって左右されるため、リテーナマットはより多くの
電解液を含む、つまり、保水性に優れている方が好まし
い。
び最大細孔径は、鉛蓄電池の下記のような特性と関連す
るものである。 保水性：一般に鉛蓄電池の容量は、極板の活物質の量と
電解液の量によって決まる。現在のリテーナ式の密閉型
鉛蓄電池においては、電解液はリテーナマットに含まれ
る分と、極板に含まれる分に限定される。したがって、
極板が同一の場合、電池の容量、とくに、低温高率放電
下における容量はリテーナマットに含まれる電解液の量
によって左右されるため、リテーナマットはより多くの
電解液を含む、つまり、保水性に優れている方が好まし
い。
【００１７】最大細孔径：セパレータ（リテーナ式の密
閉型鉛蓄電池の場合はリテーナマット）は、＋極板と−
極板の間に挿入され、両極板の接触短絡を防ぐ役割を果
たす。充放電を繰り返すことにより析出する鉛や極板か
ら離脱する鉛粉が、セパレータの細孔を通って両極板を
短絡させ、電池の寿命を短くするので、セパレータの孔
径はできるかぎり小さい方が良い。すなわち、電池の寿
命性能は、セパレータの最大細孔径の大小により左右さ
れるため、セパレータの最大細孔径は小さい方が好まし
い。
閉型鉛蓄電池の場合はリテーナマット）は、＋極板と−
極板の間に挿入され、両極板の接触短絡を防ぐ役割を果
たす。充放電を繰り返すことにより析出する鉛や極板か
ら離脱する鉛粉が、セパレータの細孔を通って両極板を
短絡させ、電池の寿命を短くするので、セパレータの孔
径はできるかぎり小さい方が良い。すなわち、電池の寿
命性能は、セパレータの最大細孔径の大小により左右さ
れるため、セパレータの最大細孔径は小さい方が好まし
い。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、素材として、ポリオレ
フィンを主体とする合成パルプを用いているため、合成
繊維を使用したものに比べ、保水に優れ、最大穴径の小
さいものになっている。これは、溶融紡糸等で作られる
合成繊維が円柱状の構造をしているのに対し、ポリオレ
フィン系合成パルプは、高度に分岐し、かつ、表面に襞
が多いため、かかる優れた性能が発揮されるものと考え
られる。また、本発明によれば、合成パルプを乾式抄造
することによって、耐酸性に優れると共に低密度で安価
なセパレータを提供することができ、とくにこのセパレ
ータを使用した密閉型鉛蓄電池は低温高率放電容量に優
れているという特徴を有する。
フィンを主体とする合成パルプを用いているため、合成
繊維を使用したものに比べ、保水に優れ、最大穴径の小
さいものになっている。これは、溶融紡糸等で作られる
合成繊維が円柱状の構造をしているのに対し、ポリオレ
フィン系合成パルプは、高度に分岐し、かつ、表面に襞
が多いため、かかる優れた性能が発揮されるものと考え
られる。また、本発明によれば、合成パルプを乾式抄造
することによって、耐酸性に優れると共に低密度で安価
なセパレータを提供することができ、とくにこのセパレ
ータを使用した密閉型鉛蓄電池は低温高率放電容量に優
れているという特徴を有する。
【００１９】
【実施例】実施例１ 原料素材として次のものを使用した。 Ａ．高密度ポリエチレン合成パルプ 平均繊維長 １．０mm 平均繊維径 １０μm 融点 １３５℃ ＰＶＡ付着量 1.５％ 比表面積 ８．２ｍ2 ／ｇ Ｂ．リニア低密度ポリエチレン合成パルプ（低融点ポリ
エチレン合成パルプ） 平均繊維長 １．０mm 平均繊維径 ３０μm 融点 １２５℃ ＰＶＡ付着量 １. ２％ 比表面積 ２．７ｍ2 ／ｇ Ｃ．リンターパルプ（セルロース系パルプ） 上記Ａ，Ｂ，Ｃの各原料を、それぞれハンマーミル型粉
砕機で粉砕した後、 Ａ＝７５重量％、Ｂ＝１５重量％、Ｃ＝１０重量％、 の割合で混合し、エアーレイド法により乾式抄造し、厚
さ２．０ｍｍのマットを得た。このマットに、１３２℃
の熱風を６０秒間貫通させて熱処理を行なった。次い
で、アニオン性界面活性剤（ジアルキルスルホコハク酸
ナトリウムの水溶液）にて親水化処理を行い、0.8 重量
％のマットを得た。得られたマットの物性を表１に示
す。
エチレン合成パルプ） 平均繊維長 １．０mm 平均繊維径 ３０μm 融点 １２５℃ ＰＶＡ付着量 １. ２％ 比表面積 ２．７ｍ2 ／ｇ Ｃ．リンターパルプ（セルロース系パルプ） 上記Ａ，Ｂ，Ｃの各原料を、それぞれハンマーミル型粉
砕機で粉砕した後、 Ａ＝７５重量％、Ｂ＝１５重量％、Ｃ＝１０重量％、 の割合で混合し、エアーレイド法により乾式抄造し、厚
さ２．０ｍｍのマットを得た。このマットに、１３２℃
の熱風を６０秒間貫通させて熱処理を行なった。次い
で、アニオン性界面活性剤（ジアルキルスルホコハク酸
ナトリウムの水溶液）にて親水化処理を行い、0.8 重量
％のマットを得た。得られたマットの物性を表１に示
す。
【００２０】実施例２ 原料素材として、さらに、 Ｄ．シリカ粉末（日本シリカ工業株式会社製 ニップシ
ールＶＮ３） を使用し、各原料の使用割合を、 Ａ＝６８重量％、Ｂ＝１４重量％、Ｃ＝９重量％、Ｄ＝
９重量％、 とした以外は、実施例１と同様にしてマットを得た。得
られたマットのセパレータ特性を表１に示す。
ールＶＮ３） を使用し、各原料の使用割合を、 Ａ＝６８重量％、Ｂ＝１４重量％、Ｃ＝９重量％、Ｄ＝
９重量％、 とした以外は、実施例１と同様にしてマットを得た。得
られたマットのセパレータ特性を表１に示す。
【００２１】実施例３ 各原料の使用割合を、 Ａ＝８５重量％、Ｂ＝１５重量％、 とした以外は、実施例１と同様にしてマットを得た。得
られたマットの物性を表１に示す。
られたマットの物性を表１に示す。
【００２２】比較例１ 原料および使用割合を実施例１と同じにして、湿式抄造
して厚さ２．０ｍｍのマットを得た。このマットに、１
３２℃の熱風を１２０秒間貫通させて熱処理を行った。
次いで、アニオン性界面活性剤（ジアルキルスルホコハ
ク酸ナトリウムの水溶液）にて親水化処理を行い、界面
活性剤の付着量が０．８重量％のマットを得た。得られ
たマットの物性を表１に示す。
して厚さ２．０ｍｍのマットを得た。このマットに、１
３２℃の熱風を１２０秒間貫通させて熱処理を行った。
次いで、アニオン性界面活性剤（ジアルキルスルホコハ
ク酸ナトリウムの水溶液）にて親水化処理を行い、界面
活性剤の付着量が０．８重量％のマットを得た。得られ
たマットの物性を表１に示す。
【００２３】比較例２ 電池特性の比較のために、密閉型鉛蓄電池用セパレータ
として最も一般的なガラスセパレータを使った電池を組
み立て、５時間率放電容量、低温高率放電容量の測定を
行い、その結果を表２に示す。
として最も一般的なガラスセパレータを使った電池を組
み立て、５時間率放電容量、低温高率放電容量の測定を
行い、その結果を表２に示す。
【００２４】比較例３ 実施例１において、Ａの素材として下記のものを使用し
た以外は、同様にしてマットを作製した。 Ａ．アクリル繊維 平均繊維長 ５．０ｍｍ 平均繊維径 １３μｍ 軟化点 ２００℃
た以外は、同様にしてマットを作製した。 Ａ．アクリル繊維 平均繊維長 ５．０ｍｍ 平均繊維径 １３μｍ 軟化点 ２００℃
【００２５】比較例４ ポリプロピレンの溶融吹き出し紡糸繊維マット（メルト
ブローン不織布）を比較として、その性能を調べた。 平均繊維径 ２μｍ
ブローン不織布）を比較として、その性能を調べた。 平均繊維径 ２μｍ
【００２６】比較例５ 実施例１において、Ａの素材として下記のものを使用し
た以外は、同様にしてマットを作製した。 Ａ．高密度ポリエチレン合成パルプ 平均繊維長 １．５ｍｍ 平均繊維径 ８０μｍ 融点 １３５℃ ＰＶＡ付着量 ０．３％ 比表面積 ０．７ｍ2 ／ｇ
た以外は、同様にしてマットを作製した。 Ａ．高密度ポリエチレン合成パルプ 平均繊維長 １．５ｍｍ 平均繊維径 ８０μｍ 融点 １３５℃ ＰＶＡ付着量 ０．３％ 比表面積 ０．７ｍ2 ／ｇ
【００２７】
【００２８】 セパレータ特性の測定はＪＩＳ Ｃ ２３１３に準拠し
て行なった。
て行なった。
【００２９】保水性測定法：試料を水中に浸漬し十分含
水した後、空中に垂直な状態で１分間放置（吊した）と
きのセパレーター自重に対するそのセパレーターに含ん
だ水の重量％。最大細孔径測定法 ：試験片２５mmφをメタノール溶液中
に浸漬し、細孔内をメタノールで置換した図１に示した
装置により、徐々に圧力を加えて行き、試験片の表面よ
り気泡（Ｎ 2 ガス）の出現時における差圧を読み取り、
メタノールの表面張力（σ≒２３）より試料の最大細孔
径を求める。
水した後、空中に垂直な状態で１分間放置（吊した）と
きのセパレーター自重に対するそのセパレーターに含ん
だ水の重量％。最大細孔径測定法 ：試験片２５mmφをメタノール溶液中
に浸漬し、細孔内をメタノールで置換した図１に示した
装置により、徐々に圧力を加えて行き、試験片の表面よ
り気泡（Ｎ 2 ガス）の出現時における差圧を読み取り、
メタノールの表面張力（σ≒２３）より試料の最大細孔
径を求める。
【００３０】算出式は、 σ ＝メタノールの表面張力 dyn/cm ｇ ＝重力加速度 cm/sec2 H2-H1 ＝マノメーター内のヘッド差 cm ρ1 ＝マノメーター内の液の密度 g/cm3 ρ2 ＝メタノールの密度 g/cm3 ｄ ＝メタノールの深さ cm
【００３１】各実施例および比較例のセパレータを用い
て比較例２と同一製造ロットの極板を用いた、比較例２
と同じ２Ｖで公称容量６Ａｈのリテーナ式密閉型鉛蓄電
池を組み立て、５時間率放電容量、低温高率放電容量の
測定を行いその結果を表２に示す。
て比較例２と同一製造ロットの極板を用いた、比較例２
と同じ２Ｖで公称容量６Ａｈのリテーナ式密閉型鉛蓄電
池を組み立て、５時間率放電容量、低温高率放電容量の
測定を行いその結果を表２に示す。
【００３２】
【００３３】
【００３４】５時間率放電容量は、放電開始より電池の
端子電圧が１．７０Ｖになるまでの時間を測定し、その
時間を放電容量とした。低温高率放電容量は、放電開始
より電池の端子電圧が１．００Ｖになるまでの時間を測
定し、その時間を放電容量とした。５秒目電圧は、低温
高率放電容量測定時、放電開始より５秒目の電池の端子
電圧を測定したものである。
端子電圧が１．７０Ｖになるまでの時間を測定し、その
時間を放電容量とした。低温高率放電容量は、放電開始
より電池の端子電圧が１．００Ｖになるまでの時間を測
定し、その時間を放電容量とした。５秒目電圧は、低温
高率放電容量測定時、放電開始より５秒目の電池の端子
電圧を測定したものである。
【図１】本発明の実施例において、セパレーターの最大
細孔径を測定する装置の略図である。
細孔径を測定する装置の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 基史 東京都千代田区霞が関三丁目２番５号 三 井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 江崎 元幸 東京都千代田区霞が関三丁目２番５号 三 井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 田中 義隆 滋賀県伊香郡高月町大字井口字下ワサ田 1400番の １
Claims (8)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系合成パルプ１００ない
し５０重量％と、該合成パルプよりも低融点のバインダ
ー０ないし５０重量％とを、乾式抄造して得られた多孔
性マットから成ることを特徴とする密閉型鉛蓄電池用セ
パレータ。 - 【請求項２】 前記ポリオレフィン系合成パルプ／前記
バインダーの配合割合が９８ないし５０重量％／２ない
し５０重量％である請求項１に記載の密閉型鉛蓄電池用
セパレータ。 - 【請求項３】前記バインダーの融点もしくは硬化温度
が、ポリオレフィン系合成パルプの融点よりも５℃以上
低いものである請求項１に記載の密閉型鉛蓄電池用セパ
レータ。 - 【請求項４】 前記ポリオレフィン系合成パルプとして
親水処理されたものを使用する請求項１に記載の密閉型
鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項５】 前記多孔性マットは、界面活性剤水溶液
を用いての親水処理が行なわれたものである請求項１に
記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項６】 前記多孔性マットを嵩高性を損なわない
程度に熱処理を行い、マットの強度を高めた請求項１に
記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項７】 ４５重量％以下の範囲において、各種合
成繊維、天然パルプ、無機繊維、あるいは耐酸性無機粉
体を配合してなる請求項１に記載の密閉型鉛蓄電池用セ
パレータ。 - 【請求項８】 前記ポリオレフィン系合成パルプとし
て、ＢＥＴ吸着法で測定して、比表面積が１ｍ2 ／ｇ以
上のものを使用する請求項１に記載の密閉型鉛蓄電池用
セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1992/000306 WO1992016977A1 (fr) | 1991-03-13 | 1992-03-13 | Separateur pour batterie au plomb du type ferme |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4800291 | 1991-03-13 | ||
| JP3-48002 | 1991-03-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283053A true JPH05283053A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=12791107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4045219A Withdrawn JPH05283053A (ja) | 1991-03-13 | 1992-03-03 | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283053A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444367B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-09-03 | Ahlstrom Mount Holly Springs, Llc | Durable hydrophilic nonwoven mat for rechargable alkaline batteries |
| US6830782B2 (en) | 1999-12-28 | 2004-12-14 | Hitoshi Kanazawa | Hydrophilic polymer treatment of an activated polymeric material and use thereof |
| WO2005012616A1 (ja) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Mitsui Chemicals, Inc. | 吸収性不織布、その積層体、およびその製造方法 |
| JP2005159283A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-06-16 | Japan Vilene Co Ltd | 湿式不織布、湿式不織布の製造方法、及び電気二重層キャパシタ用セパレータ、リチウムイオン二次電池用セパレータ、並びに電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池 |
| JP2006188770A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-07-20 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布及び不織布の製造方法、並びに不織布を用いた電気二重層キャパシタ用セパレータ、リチウムイオン二次電池用セパレータ、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン二次電池 |
| US7144633B2 (en) | 2002-07-29 | 2006-12-05 | Evanite Fiber Corporation | Glass compositions |
| US7160824B2 (en) | 2002-07-29 | 2007-01-09 | Evanite Fiber Corporation | Glass compositions |
| JP2011501374A (ja) * | 2007-10-24 | 2011-01-06 | オー．アール．ヴィ． オヴァッティフィシオ レジナチュラ ヴァルパダナ エス．ピー．エー． | 鉛ゲル電池用の又は鉛酸電池用のスペーシング要素 |
| JP2015531153A (ja) * | 2012-08-22 | 2015-10-29 | ダラミック エルエルシー | 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ |
| WO2016148174A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 東レ・ファインケミカル株式会社 | 不織布およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4045219A patent/JPH05283053A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6444367B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-09-03 | Ahlstrom Mount Holly Springs, Llc | Durable hydrophilic nonwoven mat for rechargable alkaline batteries |
| US6830782B2 (en) | 1999-12-28 | 2004-12-14 | Hitoshi Kanazawa | Hydrophilic polymer treatment of an activated polymeric material and use thereof |
| US8211575B2 (en) | 2002-07-29 | 2012-07-03 | Hollingsworth & Vose Company | Batteries containing bismuth glass compositions |
| US7144633B2 (en) | 2002-07-29 | 2006-12-05 | Evanite Fiber Corporation | Glass compositions |
| US7160824B2 (en) | 2002-07-29 | 2007-01-09 | Evanite Fiber Corporation | Glass compositions |
| US8012629B2 (en) | 2002-07-29 | 2011-09-06 | Hollingsworth & Vose Company | Batteries containing bismuth glass compositions |
| JP2005159283A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-06-16 | Japan Vilene Co Ltd | 湿式不織布、湿式不織布の製造方法、及び電気二重層キャパシタ用セパレータ、リチウムイオン二次電池用セパレータ、並びに電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池 |
| WO2005012616A1 (ja) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Mitsui Chemicals, Inc. | 吸収性不織布、その積層体、およびその製造方法 |
| US7939166B2 (en) | 2004-07-21 | 2011-05-10 | Hollingsworth & Vose Company | Glass compositions |
| JP2006188770A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-07-20 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布及び不織布の製造方法、並びに不織布を用いた電気二重層キャパシタ用セパレータ、リチウムイオン二次電池用セパレータ、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン二次電池 |
| JP2011501374A (ja) * | 2007-10-24 | 2011-01-06 | オー．アール．ヴィ． オヴァッティフィシオ レジナチュラ ヴァルパダナ エス．ピー．エー． | 鉛ゲル電池用の又は鉛酸電池用のスペーシング要素 |
| JP2015531153A (ja) * | 2012-08-22 | 2015-10-29 | ダラミック エルエルシー | 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ |
| JP2018152350A (ja) * | 2012-08-22 | 2018-09-27 | ダラミック エルエルシー | 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ |
| JP2020202190A (ja) * | 2012-08-22 | 2020-12-17 | ダラミック エルエルシー | 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ |
| JP2022160562A (ja) * | 2012-08-22 | 2022-10-19 | ダラミック エルエルシー | 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ |
| WO2016148174A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 東レ・ファインケミカル株式会社 | 不織布およびその製造方法 |
| JPWO2016148174A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2017-12-28 | 東レ・ファインケミカル株式会社 | 不織布およびその製造方法 |
| US10907284B2 (en) | 2015-03-16 | 2021-02-02 | Toray Fine Chemicals Co., Ltd. | Nonwoven fabric and method of manufacturing same |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |