JPH0555977B2 - - Google Patents
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- JPH0555977B2 JPH0555977B2 JP61125418A JP12541886A JPH0555977B2 JP H0555977 B2 JPH0555977 B2 JP H0555977B2 JP 61125418 A JP61125418 A JP 61125418A JP 12541886 A JP12541886 A JP 12541886A JP H0555977 B2 JPH0555977 B2 JP H0555977B2
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- fibers
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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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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、特に引張
強度、吸液性、保液性が極めて良好な蓄電池用セ
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抄物か
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。 特に、電池の組立にあたり、長尺のセパレータ
をジグザグに往復させて折り曲げ、その間に電極
を配して組立てる場合があるが、ガアス繊維のみ
のセパレータでは折り曲げにより引張強度の低下
が著しいとい問題がある。 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、折り曲げ後の強度低下も少な
く、しかも、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、熱可塑性有機繊維を含
み、かつ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用セパレータ、 を要旨とするものである。 以下本発明につい更に詳細に説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は、ガラス
繊維及び熱可塑性有機繊維である。 このうち、蓄電池用セパレータの主体となるガ
ラス繊維としては、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、含有量はガラス繊維重量の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。 本発明において、セパレータの主体となるガラ
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。
強度、吸液性、保液性が極めて良好な蓄電池用セ
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抄物か
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。 特に、電池の組立にあたり、長尺のセパレータ
をジグザグに往復させて折り曲げ、その間に電極
を配して組立てる場合があるが、ガアス繊維のみ
のセパレータでは折り曲げにより引張強度の低下
が著しいとい問題がある。 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、折り曲げ後の強度低下も少な
く、しかも、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、熱可塑性有機繊維を含
み、かつ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用セパレータ、 を要旨とするものである。 以下本発明につい更に詳細に説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は、ガラス
繊維及び熱可塑性有機繊維である。 このうち、蓄電池用セパレータの主体となるガ
ラス繊維としては、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、含有量はガラス繊維重量の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。 本発明において、セパレータの主体となるガラ
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】
また、熱可塑性有機繊維としては、ポリオレフ
イン系、アクリル系等の有機繊維が使用できる
が、耐酸性、耐酸化性の面からポリエステル繊維
が最適である。熱可塑性有機繊維はその平均直径
が30μｍ以下、平均長さは３〜20mmのものが好ま
しい。 本発明において、ガラス繊維及び熱可塑性有機
繊維の配合割合は、熱可塑性有機繊維をガラス繊
維重量の２〜８重量％となるようにするのが好ま
しい。熱可塑性有機繊維の配合割合が少な過ぎる
と折り曲げ後の強度低下防止効果が十分に得られ
ず、また多過ぎると吸液速度の低下につながる。 本発明の蓄電池用セパレータは、好適には、前
述のような組成の細径、中細、太径の含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維及び熱可塑性有機繊維が、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、まずガラス繊維の熱可塑性有機繊維の
抄造体を製造する。 即ち、ガラス繊維として含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維を用いる場合には、ガラス繊維及び熱可塑
性有機繊維を、水中に一定時間、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、それを湿式抄造する。そ
の際、抄造タンク内のPHは約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湿式
抄造することにより、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させる。次いで、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。 なお繊維の一部として混合された熱可塑性有機
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。 通常、このようにして湿式抄造されたガラス繊
維を主体とする抄造体は、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る水ガ
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、抄造にあたつては、繊維を水中に分散さ
せるに際に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。また、１往復の折り曲げ
後の引張強度の低下率が30％以下であることが好
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
主体とし、熱可塑性有機繊維と水ガラス状接着剤
を併用してなるものであり、ガラス繊維は熱可塑
性有機繊維と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。 しかも、水ガラス状接着剤の使用により、基本
的な強度向上が得られ、熱可塑性有機繊維の使用
目的はセパレータのもろさを改善し、折り曲げ後
の強度低下を軽減するものであるため、その使用
量を大幅に低減することができる。このため、セ
パレータの吸液性、保液性を阻害することのない
熱可塑性有機繊維使用量で、大幅な強度改善を図
ることができる。 ［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、２ 第２表に示す配合の構成繊維を、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
度、座屈強度、加圧下の保液性、折り曲げ強度に
ついて測定した結果を第２表に示す。 比較例 １ ポリエステル繊維及び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。 結果を第２表に示す。 比較例 ２ ポリエステル繊維を用いなかつたこと以外は、
実施例１と同様にしてスパレータを製造し、その
著特性を測定した。 結果を第２表に示す。
イン系、アクリル系等の有機繊維が使用できる
が、耐酸性、耐酸化性の面からポリエステル繊維
が最適である。熱可塑性有機繊維はその平均直径
が30μｍ以下、平均長さは３〜20mmのものが好ま
しい。 本発明において、ガラス繊維及び熱可塑性有機
繊維の配合割合は、熱可塑性有機繊維をガラス繊
維重量の２〜８重量％となるようにするのが好ま
しい。熱可塑性有機繊維の配合割合が少な過ぎる
と折り曲げ後の強度低下防止効果が十分に得られ
ず、また多過ぎると吸液速度の低下につながる。 本発明の蓄電池用セパレータは、好適には、前
述のような組成の細径、中細、太径の含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維及び熱可塑性有機繊維が、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、まずガラス繊維の熱可塑性有機繊維の
抄造体を製造する。 即ち、ガラス繊維として含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維を用いる場合には、ガラス繊維及び熱可塑
性有機繊維を、水中に一定時間、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、それを湿式抄造する。そ
の際、抄造タンク内のPHは約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湿式
抄造することにより、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させる。次いで、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。 なお繊維の一部として混合された熱可塑性有機
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。 通常、このようにして湿式抄造されたガラス繊
維を主体とする抄造体は、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る水ガ
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、抄造にあたつては、繊維を水中に分散さ
せるに際に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。また、１往復の折り曲げ
後の引張強度の低下率が30％以下であることが好
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
主体とし、熱可塑性有機繊維と水ガラス状接着剤
を併用してなるものであり、ガラス繊維は熱可塑
性有機繊維と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。 しかも、水ガラス状接着剤の使用により、基本
的な強度向上が得られ、熱可塑性有機繊維の使用
目的はセパレータのもろさを改善し、折り曲げ後
の強度低下を軽減するものであるため、その使用
量を大幅に低減することができる。このため、セ
パレータの吸液性、保液性を阻害することのない
熱可塑性有機繊維使用量で、大幅な強度改善を図
ることができる。 ［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、２ 第２表に示す配合の構成繊維を、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
度、座屈強度、加圧下の保液性、折り曲げ強度に
ついて測定した結果を第２表に示す。 比較例 １ ポリエステル繊維及び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。 結果を第２表に示す。 比較例 ２ ポリエステル繊維を用いなかつたこと以外は、
実施例１と同様にしてスパレータを製造し、その
著特性を測定した。 結果を第２表に示す。
【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を主体とし、熱可塑
性有機繊維と添加された水ガラスにより接着され
たセパレータは、ガラス繊維のみから構成される
セパレータ（比較例１）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、その引張強度や
座屈強度は、大幅に改善されており、しかも、ガ
ラス繊維を水ガラスで接着したセパレータ（比較
例２）と比較した場合、折り曲げ強度は著しく向
上しており、本発明の水ガラス状接着剤と熱可塑
性有機繊維の併用により、著しく優れた効果が奏
される。 なお、第２表中＊１〜＊３の繊維は次の通りで
ある。 ＊１ ガラス繊維Ａ：組成＝第１表のＣ平均直径
＝0.8μｍ平均長さ＝10mm ＊２ ガラス繊維Ｂ：組成＝第１表のＣ平均直径
＝4μｍ平均長さ＝15mm ＊３ ポリエステル繊維：メルテイ（4080）（３
デニール、10mm）（ユニチカ製） また、実施例及び比較例におけるこれらの特性
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℃で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。 加圧下保液性（ｇ／c.c.） 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（c.c.）で除した値で示
す。 折り曲げ強度（ｇ／15mm幅） 幅15mmの試料を１往復折り曲げた後再びもと
にもどし、その両端を引張り、それが決断する
ときの外力の値を厚さで除して幅15mm、厚さ１
mmの値（ｇ）で表示する。 ［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と加熱
溶解した熱可塑性有機繊維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。 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。 更に熱可塑性有機繊維の接着作用により、折
り曲げ後の強度低下は大幅に改善される。しか
も水ガラス状接着剤との併用であるため、熱可
塑性有機繊維の使用量は少量で足り、セパレー
タの吸液性、保液性を阻害することがない。 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。
性有機繊維と添加された水ガラスにより接着され
たセパレータは、ガラス繊維のみから構成される
セパレータ（比較例１）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、その引張強度や
座屈強度は、大幅に改善されており、しかも、ガ
ラス繊維を水ガラスで接着したセパレータ（比較
例２）と比較した場合、折り曲げ強度は著しく向
上しており、本発明の水ガラス状接着剤と熱可塑
性有機繊維の併用により、著しく優れた効果が奏
される。 なお、第２表中＊１〜＊３の繊維は次の通りで
ある。 ＊１ ガラス繊維Ａ：組成＝第１表のＣ平均直径
＝0.8μｍ平均長さ＝10mm ＊２ ガラス繊維Ｂ：組成＝第１表のＣ平均直径
＝4μｍ平均長さ＝15mm ＊３ ポリエステル繊維：メルテイ（4080）（３
デニール、10mm）（ユニチカ製） また、実施例及び比較例におけるこれらの特性
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℃で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。 加圧下保液性（ｇ／c.c.） 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（c.c.）で除した値で示
す。 折り曲げ強度（ｇ／15mm幅） 幅15mmの試料を１往復折り曲げた後再びもと
にもどし、その両端を引張り、それが決断する
ときの外力の値を厚さで除して幅15mm、厚さ１
mmの値（ｇ）で表示する。 ［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と加熱
溶解した熱可塑性有機繊維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。 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。 更に熱可塑性有機繊維の接着作用により、折
り曲げ後の強度低下は大幅に改善される。しか
も水ガラス状接着剤との併用であるため、熱可
塑性有機繊維の使用量は少量で足り、セパレー
タの吸液性、保液性を阻害することがない。 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、熱可塑性有機繊維を
含み、かつ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 熱可塑性有機繊維の含有率はガラス繊維重量
の２〜８重量％であ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 ガラス繊維は、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を超えて10μｍ
未満のガラス繊維０〜30重量％を含む特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の蓄電池用セパレー
タ。 ４ 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 熱可塑性有機繊維がポリエステル繊維である
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 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５項のいずれか
１項に記載の蓄電池用セパレータ。 ７ １往復の折り曲げ後の引張強度の低下率が30
％以下である特許請求の範囲第１項ないし第６項
のいずれか１項に記載の蓄電池用セパレータ。 ８ 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７項のいずれか１
項に記載の蓄電池用セパレータ。 ９ 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８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 |
|---|---|---|---|
| JP61125418A JPS62281263A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 蓄電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61125418A JPS62281263A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 蓄電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62281263A JPS62281263A (ja) | 1987-12-07 |
| JPH0555977B2 true JPH0555977B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=14909611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61125418A Granted JPS62281263A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 蓄電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62281263A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002008621A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-11 | Nippon Muki Co Ltd | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281498A (en) * | 1991-05-23 | 1994-01-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Sheet-like separator and valve regulated lead acid battery |
| JP5086085B2 (ja) | 2004-10-21 | 2012-11-28 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | リチウムイオンバッテリー用の無機セパレータ電極ユニット、その製造方法及びリチウムバッテリーにおけるその使用 |
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 |
| JPS5699968A (en) * | 1980-01-12 | 1981-08-11 | Nippon Muki Kk | Separator for battery |
| JPS58663A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-01-05 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | ピストンリング |
| JPS59138058A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-08 | Nippon Glass Seni Kk | 蓄電池用隔離板 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61125418A patent/JPS62281263A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002008621A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-11 | Nippon Muki Co Ltd | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62281263A (ja) | 1987-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |