JPH0555975B2 - - Google Patents
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- JPH0555975B2 JPH0555975B2 JP61094084A JP9408486A JPH0555975B2 JP H0555975 B2 JPH0555975 B2 JP H0555975B2 JP 61094084 A JP61094084 A JP 61094084A JP 9408486 A JP9408486 A JP 9408486A JP H0555975 B2 JPH0555975 B2 JP H0555975B2
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- glass
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- 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
- H01M50/44—Fibrous material
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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
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
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- 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
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
- H01M50/437—Glass
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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
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は蓄電池用セパレータに係り、特にガラ
ス繊維を主体とする蓄電池用セパレータに関す
る。 ［従来の技術］ 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、 ガラス短繊維に粉体を保持させたもの、 である。 このうち、のガラス繊維と粉体との混砂物か
らなるセパレータとしては、例えば特開昭58−
206046号に記載されるものがあるが、このセパレ
ータ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。 一方、のガラス短繊維と合成繊維とを混抄し
たセパレータとしては、特開昭49−38126号、特
開昭54−22531号、特開昭56−99968号、特開昭53
−136632号及び特公昭58−663号に記載のものが
あるが、これらは機械的強度（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
いう長所を有するものの、吸液性、保液性に劣
る、系内に有機物が存在することから寿命が短
い、という欠点を有する。 一方、のガラス繊維を主体とするセパレータ
としては、有機系等の液体接着剤等のバインダを
使用したものと、これらのバインダを使用しない
ものとがある。 ［発明が解決しようとする問題点］ ガラス繊維を主体とするセパレータのうち、バ
インダを使用しないものは、液吸収力により自由
な体積膨張が可能で、電解液の保液性、吸液性が
最も良く、電池特性の面で好適であるが、このセ
パレータは単にガラス繊維表面の水ガラス化と絡
み合いの力のみで賦形されているため、強度や硬
度が低く、機械を使用した電池組立作業には十分
に耐えることが困難で、作業能率が悪いという不
都合がある。 これに対し、有機繊維や熱可塑性のバインダを
使用した場合には、その接着効果により強度、硬
度は向上されるが、ガラスに比べ親水性に劣るの
で、セパレータの保液性や吸液性が悪くなる。し
かも液可溶性のバインダでは、電解液中に溶け出
し、電池性能低下の原因となるという問題があ
り、その他耐酸化性の面からも好ましいものとは
いえない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、強
度、硬度も良好であると共に、保液性、吸液性に
も優れた蓄電池用セパレータを提供するものであ
つて、 ガラス繊維を主体とし、ガラス繊維同志が水ガ
ラス状接着剤で接着されていることを特徴とする
蓄電池用セパレータ、 を要旨とするものである。 以下本発明につき更に詳細に説明する。 本発明の蓄電池用セパレータを構成するガラス
繊維は、平均直径2μｍ以下の細径ガラス繊維を
主体とし、平均直径10〜30μｍの太径のガラス繊
維０〜35重量％及び平均直径2μｍを超え10μｍ未
満の中細径のガラス繊維０〜30重量％を含むもの
であることが好ましい。中細径、太径のガラス繊
維は細径のものに比べ安価であり、特に太径のガ
ラス繊維はこれを併用することによりセパレータ
の引張強さを向上させることができるという利点
がある。 細径のガラス繊維の好ましい平均直径は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孔径が大きくな
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好ましい含有量は、ガ
ラス繊維重量の60重量％以上であり、とりわけ65
重量％以上が特に好ましい。含有量が60重量％よ
りも少ないと吸液性、保液性が不足し易くなるか
らである。 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。 このような細径のガラス繊維は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。 中細径のガラス繊維を用いる場合、その好まし
い平均直径は2.0〜5.0μｍ、とりわけ3.0〜4.0μｍ
である。また、含有量とガラス繊維量の5.0〜
30.0重量％、とりわけ10.0〜25.0重量％とするの
が好ましい。中細径のガラス繊維の配合により細
径ガラス繊維量を減らすことができ、コスト的に
有利となる。なお、この中細径のガラス繊維の長
さは７〜50mmとりわけ10〜40mmが好ましい。 太径のガラス繊維を用いる場合、その好ましい
平均直径は10〜20μｍ、とりわけ12〜19μｍであ
る。また、含有量はガラス繊維重量の８〜35重量
％、とりわけ10〜30重量％とするのが好ましい。
平均直径が10μｍよりも小さいと、あるいは含有
量が８重量％よりも少ないと、引張強さ改善効果
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重量％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組成
としては、特に制限はないが、好ましくは含アル
カリ珪酸塩ガラス繊維を用いるのが望ましい。即
ち、含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を用いると、製
造工程の抄造工程でガラス繊維の表面に水ガラス
状物質が生成し、後述する添加した水ガラス状接
着剤と共に、この生成した水ガラス状物質の粘着
性によつても繊維同志がより良好に接着され、接
着強度はより向上される。本発明においては、含
アルカリ珪酸塩ガラス繊維のうちでも、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
１ｍμ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。また、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。
ス繊維を主体とする蓄電池用セパレータに関す
る。 ［従来の技術］ 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、 ガラス短繊維に粉体を保持させたもの、 である。 このうち、のガラス繊維と粉体との混砂物か
らなるセパレータとしては、例えば特開昭58−
206046号に記載されるものがあるが、このセパレ
ータ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。 一方、のガラス短繊維と合成繊維とを混抄し
たセパレータとしては、特開昭49−38126号、特
開昭54−22531号、特開昭56−99968号、特開昭53
−136632号及び特公昭58−663号に記載のものが
あるが、これらは機械的強度（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
いう長所を有するものの、吸液性、保液性に劣
る、系内に有機物が存在することから寿命が短
い、という欠点を有する。 一方、のガラス繊維を主体とするセパレータ
としては、有機系等の液体接着剤等のバインダを
使用したものと、これらのバインダを使用しない
ものとがある。 ［発明が解決しようとする問題点］ ガラス繊維を主体とするセパレータのうち、バ
インダを使用しないものは、液吸収力により自由
な体積膨張が可能で、電解液の保液性、吸液性が
最も良く、電池特性の面で好適であるが、このセ
パレータは単にガラス繊維表面の水ガラス化と絡
み合いの力のみで賦形されているため、強度や硬
度が低く、機械を使用した電池組立作業には十分
に耐えることが困難で、作業能率が悪いという不
都合がある。 これに対し、有機繊維や熱可塑性のバインダを
使用した場合には、その接着効果により強度、硬
度は向上されるが、ガラスに比べ親水性に劣るの
で、セパレータの保液性や吸液性が悪くなる。し
かも液可溶性のバインダでは、電解液中に溶け出
し、電池性能低下の原因となるという問題があ
り、その他耐酸化性の面からも好ましいものとは
いえない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、強
度、硬度も良好であると共に、保液性、吸液性に
も優れた蓄電池用セパレータを提供するものであ
つて、 ガラス繊維を主体とし、ガラス繊維同志が水ガ
ラス状接着剤で接着されていることを特徴とする
蓄電池用セパレータ、 を要旨とするものである。 以下本発明につき更に詳細に説明する。 本発明の蓄電池用セパレータを構成するガラス
繊維は、平均直径2μｍ以下の細径ガラス繊維を
主体とし、平均直径10〜30μｍの太径のガラス繊
維０〜35重量％及び平均直径2μｍを超え10μｍ未
満の中細径のガラス繊維０〜30重量％を含むもの
であることが好ましい。中細径、太径のガラス繊
維は細径のものに比べ安価であり、特に太径のガ
ラス繊維はこれを併用することによりセパレータ
の引張強さを向上させることができるという利点
がある。 細径のガラス繊維の好ましい平均直径は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孔径が大きくな
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好ましい含有量は、ガ
ラス繊維重量の60重量％以上であり、とりわけ65
重量％以上が特に好ましい。含有量が60重量％よ
りも少ないと吸液性、保液性が不足し易くなるか
らである。 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。 このような細径のガラス繊維は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。 中細径のガラス繊維を用いる場合、その好まし
い平均直径は2.0〜5.0μｍ、とりわけ3.0〜4.0μｍ
である。また、含有量とガラス繊維量の5.0〜
30.0重量％、とりわけ10.0〜25.0重量％とするの
が好ましい。中細径のガラス繊維の配合により細
径ガラス繊維量を減らすことができ、コスト的に
有利となる。なお、この中細径のガラス繊維の長
さは７〜50mmとりわけ10〜40mmが好ましい。 太径のガラス繊維を用いる場合、その好ましい
平均直径は10〜20μｍ、とりわけ12〜19μｍであ
る。また、含有量はガラス繊維重量の８〜35重量
％、とりわけ10〜30重量％とするのが好ましい。
平均直径が10μｍよりも小さいと、あるいは含有
量が８重量％よりも少ないと、引張強さ改善効果
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重量％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組成
としては、特に制限はないが、好ましくは含アル
カリ珪酸塩ガラス繊維を用いるのが望ましい。即
ち、含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を用いると、製
造工程の抄造工程でガラス繊維の表面に水ガラス
状物質が生成し、後述する添加した水ガラス状接
着剤と共に、この生成した水ガラス状物質の粘着
性によつても繊維同志がより良好に接着され、接
着強度はより向上される。本発明においては、含
アルカリ珪酸塩ガラス繊維のうちでも、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
１ｍμ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。また、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】
【表】
本発明の蓄電池用セパレータは、好適には、こ
のような組成の細径、中細、太径の含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維が、湿式抄造により絡み合わされ
ると共に、製造工程で添加された水ガラス状接着
剤により接着されているものである。 本発明において、水ガラス状接着剤としては、
水ガラスの他、水ガラスを含む無機接着剤、具体
的には「Silpap700」が挙げられる。また水ガラ
ス状接着剤の添加量は、ガラス繊維の組成や平均
直径、平均長さ等によつても異なるが、少な過ぎ
ると接着によるセパレータの強度向上効果が低
く、多過ぎると接着が強すぎて吸液時の膨潤性を
阻害し吸液性が悪くなることから、一般にはガラ
ス繊維の重量に対して固形分換算で１〜10重量％
とするのが好ましい。 このような本発明の蓄電池用セパレータを製造
するには、まずガラス繊維の抄造体を製造する。
この場合、予め所定の長さに切断したガラス繊維
を所望の割合に配合して混抄して製造しても良い
が、例えば次のような方法によるのが有利であ
る。 即ち、FA法（火炎法）、遠心法その他のガラス
短繊維製造法により製造された、比較的長さの長
い細径、中細及び所定長さに切断した太径のガラ
ス繊維を用意し、これら各径の繊維を適当な割合
で配合し、これをパルパーで離解分散させる。 あるいは、これを抄紙機ネツトに供給する途中
において、適宜の切断手段により、ガラス繊維を
より短く切断しても良い。 なお、切断されたガラス繊維はネツト上に抄紙
されるのであるが、その際、離解機内のPH及び／
又は抄造タンク内のPHを約３未満例えば2.5程度
とするのが好ましい。このような酸性域で離解及
び／又は湿式抄造することにより、ガラス繊維の
表面にガラス繊維由来の水ガラスの接着層を形成
せしめ、ついでこれを所定温度例えば80〜160℃
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が可能とな
る。 即ち、セパレータを構成するガラス繊維が含ア
ルカリ珪酸塩ガラス組成を有するものであれば、
ガラス繊維中のアルカリ成分及びシリカ成分が、
PH2.5程度の酸性域で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相互に
強固に接着される。 通常、このようにして湿式抄造されたガラス繊
維抄造体は、ドラムドライヤに沿わせて乾燥され
製品とされるが、本発明のセパレータの製造にあ
たつては、得られた抄造体を乾燥した後、あるい
は乾燥前に、水ガラス状接着剤の浴中を通過させ
るといういわゆる外添法により水ガラス状接着剤
を抄造体に付着させた後、加熱乾燥する。加熱乾
燥により、付着した水ガラスで、ガラス繊維は強
固に接着される。 なお、水ガラス状接着剤の添加方法は上記の外
添法に限られず、その他の方法でも良いが、外添
法による場合には、抄造体の表面部に水ガラスが
多く付着され、加熱乾燥することにより、特に表
面部が添加した水ガラスにより強固に接着し、強
度が向上されたセパレータが得られる。このよう
に表面部がより強く接着したセパレータは、その
機械的強度や硬度は表面部の強度、硬度により著
しく高く、しかも内部は表面部に比し接着が弱い
ため、吸液時の膨潤性が良好で、保液性、吸液性
に優れたものとなり極めて有利である。 このように表面部に多く水ガラスを付着させる
場合、抄造体の表面からその全厚さの約1/4程度
までの表面部における水ガラス付着量が、固形分
換算で、該部分のガラス繊維重量の５重量％以上
であるようにするのが好ましい。 なお、ガラス繊維の抄造にあたつては、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
ネツト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。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、一般には、
0.3〜３mmであることが好ましい。 このようにして得られる本発明の蓄電池用セパ
レータは、その引張強度が400ｇ／15mm幅×１mm
厚以上、座屈強度が30ｇ／10mm幅×１mm厚以上、
吸液速度が80mm／５分以上であることが好まし
い。 ［作用］ 本発明の蓄電池用セパレータは、ガラス繊維を
主体とする実質的にガラス成分のみからなり、有
機繊維やバインダを含有しないため、極めて吸液
性、保液性に優れたものとなる。 また、セパレータの強度向上のために通常使用
される有機繊維やその他の有機系接着剤等は、セ
パレータの耐酸性を弱めることがあるのに対し、
本発明の如く、ガラス成分よりなるセパレータ
は、極めて優れた耐酸性を有するものとなる。 しかして、本発明においては、セパレータを構
成するガラス繊維は水ガラス状接着剤由来の水ガ
ラスにより互いに接着されているため、その強
度、硬度は著しく向上される。 ［実施例］ 以下実施例及び比較例について説明する。 実施例 １ 組成が第１表のＣである平均直径0.8μｍ、平均
長さ10mmのガラス繊維75重量％及び組成が第１表
のＣである平均直径4μｍ、平均長さ15mmのガラ
ス繊維25重量％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
ない、得られた抄造体に、外添法により水ガラス
状接着剤（セントラル硝子(株)製、商品名
Silpap700）をガラス繊維重量に対して固形分換
算で５重量％付着させた後、150℃で加熱乾燥し
てマツト状の蓄電池用セパレータを製造した。 このセパレータの灼熱減量、吸液速度、引張強
さ、座屈強度、最大孔径、加圧下の保液性につい
て測定した結果を第２表に示す。 比較例 １ 水ガラス状接着剤を用いなかつたこと以外は、
実施例１と同様にしてセパレータを製造し、その
諸特性を測定した。
のような組成の細径、中細、太径の含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維が、湿式抄造により絡み合わされ
ると共に、製造工程で添加された水ガラス状接着
剤により接着されているものである。 本発明において、水ガラス状接着剤としては、
水ガラスの他、水ガラスを含む無機接着剤、具体
的には「Silpap700」が挙げられる。また水ガラ
ス状接着剤の添加量は、ガラス繊維の組成や平均
直径、平均長さ等によつても異なるが、少な過ぎ
ると接着によるセパレータの強度向上効果が低
く、多過ぎると接着が強すぎて吸液時の膨潤性を
阻害し吸液性が悪くなることから、一般にはガラ
ス繊維の重量に対して固形分換算で１〜10重量％
とするのが好ましい。 このような本発明の蓄電池用セパレータを製造
するには、まずガラス繊維の抄造体を製造する。
この場合、予め所定の長さに切断したガラス繊維
を所望の割合に配合して混抄して製造しても良い
が、例えば次のような方法によるのが有利であ
る。 即ち、FA法（火炎法）、遠心法その他のガラス
短繊維製造法により製造された、比較的長さの長
い細径、中細及び所定長さに切断した太径のガラ
ス繊維を用意し、これら各径の繊維を適当な割合
で配合し、これをパルパーで離解分散させる。 あるいは、これを抄紙機ネツトに供給する途中
において、適宜の切断手段により、ガラス繊維を
より短く切断しても良い。 なお、切断されたガラス繊維はネツト上に抄紙
されるのであるが、その際、離解機内のPH及び／
又は抄造タンク内のPHを約３未満例えば2.5程度
とするのが好ましい。このような酸性域で離解及
び／又は湿式抄造することにより、ガラス繊維の
表面にガラス繊維由来の水ガラスの接着層を形成
せしめ、ついでこれを所定温度例えば80〜160℃
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が可能とな
る。 即ち、セパレータを構成するガラス繊維が含ア
ルカリ珪酸塩ガラス組成を有するものであれば、
ガラス繊維中のアルカリ成分及びシリカ成分が、
PH2.5程度の酸性域で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相互に
強固に接着される。 通常、このようにして湿式抄造されたガラス繊
維抄造体は、ドラムドライヤに沿わせて乾燥され
製品とされるが、本発明のセパレータの製造にあ
たつては、得られた抄造体を乾燥した後、あるい
は乾燥前に、水ガラス状接着剤の浴中を通過させ
るといういわゆる外添法により水ガラス状接着剤
を抄造体に付着させた後、加熱乾燥する。加熱乾
燥により、付着した水ガラスで、ガラス繊維は強
固に接着される。 なお、水ガラス状接着剤の添加方法は上記の外
添法に限られず、その他の方法でも良いが、外添
法による場合には、抄造体の表面部に水ガラスが
多く付着され、加熱乾燥することにより、特に表
面部が添加した水ガラスにより強固に接着し、強
度が向上されたセパレータが得られる。このよう
に表面部がより強く接着したセパレータは、その
機械的強度や硬度は表面部の強度、硬度により著
しく高く、しかも内部は表面部に比し接着が弱い
ため、吸液時の膨潤性が良好で、保液性、吸液性
に優れたものとなり極めて有利である。 このように表面部に多く水ガラスを付着させる
場合、抄造体の表面からその全厚さの約1/4程度
までの表面部における水ガラス付着量が、固形分
換算で、該部分のガラス繊維重量の５重量％以上
であるようにするのが好ましい。 なお、ガラス繊維の抄造にあたつては、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
ネツト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。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、一般には、
0.3〜３mmであることが好ましい。 このようにして得られる本発明の蓄電池用セパ
レータは、その引張強度が400ｇ／15mm幅×１mm
厚以上、座屈強度が30ｇ／10mm幅×１mm厚以上、
吸液速度が80mm／５分以上であることが好まし
い。 ［作用］ 本発明の蓄電池用セパレータは、ガラス繊維を
主体とする実質的にガラス成分のみからなり、有
機繊維やバインダを含有しないため、極めて吸液
性、保液性に優れたものとなる。 また、セパレータの強度向上のために通常使用
される有機繊維やその他の有機系接着剤等は、セ
パレータの耐酸性を弱めることがあるのに対し、
本発明の如く、ガラス成分よりなるセパレータ
は、極めて優れた耐酸性を有するものとなる。 しかして、本発明においては、セパレータを構
成するガラス繊維は水ガラス状接着剤由来の水ガ
ラスにより互いに接着されているため、その強
度、硬度は著しく向上される。 ［実施例］ 以下実施例及び比較例について説明する。 実施例 １ 組成が第１表のＣである平均直径0.8μｍ、平均
長さ10mmのガラス繊維75重量％及び組成が第１表
のＣである平均直径4μｍ、平均長さ15mmのガラ
ス繊維25重量％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
ない、得られた抄造体に、外添法により水ガラス
状接着剤（セントラル硝子(株)製、商品名
Silpap700）をガラス繊維重量に対して固形分換
算で５重量％付着させた後、150℃で加熱乾燥し
てマツト状の蓄電池用セパレータを製造した。 このセパレータの灼熱減量、吸液速度、引張強
さ、座屈強度、最大孔径、加圧下の保液性につい
て測定した結果を第２表に示す。 比較例 １ 水ガラス状接着剤を用いなかつたこと以外は、
実施例１と同様にしてセパレータを製造し、その
諸特性を測定した。
【表】
第２表より、下記のことが明らかである。
即ち、本発明のガラス繊維より構成され繊維同
志が添加された水ガラスにより接着されたセパレ
ータは、従来のガラス繊維から構成されるセパレ
ータと同等に優れた吸液性、保液性を有し、その
他の特性についても同様に高特性を維持するもの
である上に、その引張強さや座屈強度は、大幅に
改善されており、本発明の水ガラス繊維の接着に
より、著しく優れた効果が奏される。 なお、実施例及び比較例における各種特性値の
測定法は次の通りである。 厚さ（mm） 試料をその厚み方向に20Kg／ｄm2の荷重で押
圧した状態で測定する。（JISC−2202） 目付（ｇ／cm3） 試料重量を試料面積で除して得られる値であ
る。 密度（ｇ／cm3） 試料（重量Ｗ）10cm×10cmの面積(S)に20Kgの
荷重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。 灼熱減量（％） 試料を空気中で600℃に恒量となるまで加熱
し、その減量分を元の試料重量で除して求め
る。 吸液速度（mm／５分） 試料を垂直にしてその下部を比重1.3の希硫
酸液に浸漬し、５分後に経時的に上昇する液位
を測定することにより求める。 引張強度（ｇ／15mm幅） 幅15mmの試料の両端を引張り、それが切断す
るときの外力の値を厚さで除して幅15mm、厚さ
１mmの値（ｇ）で表示する。 座屈強度（ｇ／10mm幅） 幅50mm、長さ100mmの試料を準備し、長さの
上方50mm分をホルダで挟み、下方50mmは突き出
ているように保持し、試料の下方先端を秤に接
触させ、ホルダを静かに下降させることにより
試料を秤に押し付け、座屈したときの荷重
（ｇ）を求める。そして、幅10mm、厚さ１mm当
りの値に換算して表示する。 最大孔径（μｍ） 試料片をメタノール溶液中に30分以上浸漬
し、市販の最大孔径測定装置のサンプルホルダ
にサンプルをセツトし、上部よりピペツトでメ
タノールを10〜5cc入れる。静かに空気を流し、
メタノールより気泡が発生したときの空気圧を
読みとり、計算式により最大細孔径を求める。 加圧下保液性（ｇ／cc） 20Kg／ｄm2加重での厚さが１mmで寸法が10cm
×10cmの試料に水を含ませ、厚さ方向に20Kgの
加重を加えた時の試料中の含水量(g)を求め、こ
れを試料の体積（cc）で除した値で示す。 ［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、ガラス繊維を主体とし、ガラス繊維同志が
製造工程にて添加される水ガラス状接着剤により
接着されているものであつて、 ガラス繊維を主体とすることから、吸液性、
保液性が良好で、特に加圧下における保液性に
優れる。また、耐酸化性にも優れる。 水ガラスによる接着によりガラス繊維は安定
に接着されているため、高い強度及び硬度を得
ることができる。 等の優れた効果を有する。 従つて、本発明のセパレータによれば、高性能
の蓄電池を優れた作業性のもとに製造することが
でき、その工業的有用性は極めて高い。
志が添加された水ガラスにより接着されたセパレ
ータは、従来のガラス繊維から構成されるセパレ
ータと同等に優れた吸液性、保液性を有し、その
他の特性についても同様に高特性を維持するもの
である上に、その引張強さや座屈強度は、大幅に
改善されており、本発明の水ガラス繊維の接着に
より、著しく優れた効果が奏される。 なお、実施例及び比較例における各種特性値の
測定法は次の通りである。 厚さ（mm） 試料をその厚み方向に20Kg／ｄm2の荷重で押
圧した状態で測定する。（JISC−2202） 目付（ｇ／cm3） 試料重量を試料面積で除して得られる値であ
る。 密度（ｇ／cm3） 試料（重量Ｗ）10cm×10cmの面積(S)に20Kgの
荷重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。 灼熱減量（％） 試料を空気中で600℃に恒量となるまで加熱
し、その減量分を元の試料重量で除して求め
る。 吸液速度（mm／５分） 試料を垂直にしてその下部を比重1.3の希硫
酸液に浸漬し、５分後に経時的に上昇する液位
を測定することにより求める。 引張強度（ｇ／15mm幅） 幅15mmの試料の両端を引張り、それが切断す
るときの外力の値を厚さで除して幅15mm、厚さ
１mmの値（ｇ）で表示する。 座屈強度（ｇ／10mm幅） 幅50mm、長さ100mmの試料を準備し、長さの
上方50mm分をホルダで挟み、下方50mmは突き出
ているように保持し、試料の下方先端を秤に接
触させ、ホルダを静かに下降させることにより
試料を秤に押し付け、座屈したときの荷重
（ｇ）を求める。そして、幅10mm、厚さ１mm当
りの値に換算して表示する。 最大孔径（μｍ） 試料片をメタノール溶液中に30分以上浸漬
し、市販の最大孔径測定装置のサンプルホルダ
にサンプルをセツトし、上部よりピペツトでメ
タノールを10〜5cc入れる。静かに空気を流し、
メタノールより気泡が発生したときの空気圧を
読みとり、計算式により最大細孔径を求める。 加圧下保液性（ｇ／cc） 20Kg／ｄm2加重での厚さが１mmで寸法が10cm
×10cmの試料に水を含ませ、厚さ方向に20Kgの
加重を加えた時の試料中の含水量(g)を求め、こ
れを試料の体積（cc）で除した値で示す。 ［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、ガラス繊維を主体とし、ガラス繊維同志が
製造工程にて添加される水ガラス状接着剤により
接着されているものであつて、 ガラス繊維を主体とすることから、吸液性、
保液性が良好で、特に加圧下における保液性に
優れる。また、耐酸化性にも優れる。 水ガラスによる接着によりガラス繊維は安定
に接着されているため、高い強度及び硬度を得
ることができる。 等の優れた効果を有する。 従つて、本発明のセパレータによれば、高性能
の蓄電池を優れた作業性のもとに製造することが
でき、その工業的有用性は極めて高い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス繊維を主体とし、ガラス繊維同志が水
ガラス状接着剤で接着されていることを特徴とす
る蓄電池用セパレータ。 ２ 平均直径2μｍ以下のガラス繊維を主体とし、
平均直径10〜30μｍのガラス繊維０〜35重量％及
び平均直径2μｍを超え10μｍ未満のガラス繊維０
〜30重量％より構成される特許請求の範囲第１項
に記載の蓄電池用セパレータ。 ３ 水ガラス状接着剤の量がガラス繊維重量に対
し、固形分換算で１〜10重量％である特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の蓄電池用セパレー
タ。 ４ 引張強度が400ｇ／15mm幅×１mm厚以上であ
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
１項に記載の蓄電池用セパレータ。 ５ 座屈強度が30ｇ／10mm幅×１mm厚以上である
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１
項に記載の蓄電池用セパレータ。 ６ 吸液速度が80mm／５分以上である特許請求の
範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の
蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094084A JPS62252064A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094084A JPS62252064A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252064A JPS62252064A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH0555975B2 true JPH0555975B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=14100603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61094084A Granted JPS62252064A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 蓄電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62252064A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2576277B2 (ja) * | 1990-08-24 | 1997-01-29 | 日本板硝子株式会社 | 密閉形鉛蓄電池用セパレータ及び密閉形鉛蓄電池 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522430B2 (ja) * | 1972-04-08 | 1977-01-21 | ||
| JPS5120466A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-02-18 | Toho Chem Ind Co Ltd | |
| JPS53136632A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-29 | Yuasa Battery Co Ltd | Separator for storage battery |
| JPS555813A (en) * | 1978-06-27 | 1980-01-17 | Towa Concrete Kogyo Kk | Method of making resin concrete pipe by using centrifugal force |
| JPS58188053A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄電池用セパレ−タ |
| JPS59138058A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-08 | Nippon Glass Seni Kk | 蓄電池用隔離板 |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61094084A patent/JPS62252064A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252064A (ja) | 1987-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |