JPH076077B2

JPH076077B2 - 金属多孔体の製造方法および該方法により製造された金属多孔体

Info

Publication number: JPH076077B2
Application number: JP1270035A
Authority: JP
Inventors: 裕文杉川
Original assignee: Katayama Special Industries Ltd
Current assignee: Katayama Special Industries Ltd
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH03130394A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、開孔に活物質が充填されて電池極板として用
いられる積層構造からなる金属多孔体の製造方法および
該方法により製造された電池極板として用いられる金属
多孔体に関し、特に、該金属多孔体は、その骨格を正確
な配列で均一に保持すると共に単位面積当りの開孔率も
均一に保持するようにし、よって、活物質粉末が均一に
充填され、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池、燃
料電池などの各種電池の極板等に好適に使用でき、しか
も、該金属多孔体に対する活物質粉末の充填を、金属多
孔体を引張しながら連続的に行うことを可能とするもの
である。

従来の技術従来、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池、燃料電
池等に使用される陽極板および陰極板として、ポリウレ
タンスポンジ等の三次元網状発泡体、不織布、メッシュ
網等からなる多孔体シートに対して、メッキ処理を施し
て形成した金属多孔体が用いられている。

発明が解決しようとする課題上記した金属多孔体を使用して、電池極板を製造する
際、該金属多孔体に対して連続的に水酸化ニッケル等の
活物質粉末を充填する為には、所要の引張強度が金属多
孔体に要求される。該引張強度は3kg/2cm以上、好まし
くは、7kg/2cm以上有することが、連続的に引張される
金属多孔体のシートに延びが生じず、金属発泡多孔体の
骨格が均一に保持されて単位面積当たりの開孔率を均一
に保持できるようにするために、要求されている。

金属多孔体を形成するために、不織布を用いた場合、不
織布の場合、一般に短繊維を用いて乾式あるいは湿式に
て作られるが、短繊維を使用しているために、メッキに
より金属不織布としても、その金属付着量が300g/m²以
下となると引張強度が3kg/2cm以上とはならず、必要な
引張強度を得ることが出来ない。そのため、必要な引張
強度を得るために、金属付着量を500g/m²〜1000g/m²程
度の厚メッキを行う必要があり、メッキの付着量が大き
くなり、コスト的に問題であった。また、必要な引張強
度を得るために、上記したような厚メッキを多孔体シー
トに施すと、均一な厚さで付着することが容易でない。
かつ、上記金属多孔体を筒型電池極板に使用する場合に
は、曲げアールが非常に小さく、例えば、内径3mmで巻
かれる場合は、厚メッキを施しているとクラックが発生
しやすい欠点がある。その際、板厚の関係で内側より外
側に延びが生じるため外側で亀裂、破損が発生しやす
い。特に、金属不織布では、短繊維メタルが外周側より
飛び出しやすい。筒型電池においては＋極板と−極板を
渦巻き状に巻き、セパレータにて＋極板と−極板とを分
離しているが、上記亀裂等により短繊維メタルが飛び出
すと、セパレータを破損させ、ショートの原因となる重
大な欠陥を発生する。

また、１枚の多孔体シート、例えば、不織布のシートの
みを連続的に搬送してメッキを施し金属不織布シートを
設ける場合、メッキ処理工程において、シートにある程
度の張力をかけることは避けられず、そのため、骨格が
容易に変形して単位面積当たりの開孔率が不均一とな
る。そのため、該金属多孔体シートを電池極板として用
いると、開孔率が不均一であることより、活物質粉末を
均一に充填することができなくなる。二次電池の場合
は、充電、放電を数百回と繰り返し、極板（金属不織布
シート）を通して充放電されるため、骨格が均一でなく
活物質粉末が均一に充填されていないと、通電量に大き
な差異が発生し、この原因により電池のパワーアップを
図ることが出来なくなる。

本発明は、上記した種々の問題を解決することを目的と
し、従来のように厚メッキを施すことなく所要の引張強
度を有する不織布層を備えた金属多孔体を設け、金属付
着量の減少による大幅なコストダウンを図ると共に、電
池極板として用いる場合に連続的な活物質粉末の充填を
可能とし、かつ、曲げ加工した場合にクラックの発生お
よび短繊維メタルの飛び出しがないようにするものであ
る。さらに、該金属多孔体の骨格を正確かつ均一に保持
し、単位面積当たりの開孔率を均一化して、電池極板と
して用いた場合に電気導電性を均一化するものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明は、開孔に活物質が充
填されて電池極板として用いられる金属多孔体を製造方
法として、不織布と比較して容易に変形せず、かつ、引
張強度が大きいメッシュ体を不織布と積層した積層構造
のシートを設け、該積層体シートにメッキを施して金属
多孔体のシートを製造する方法を提供するものである。

上記した不織布とメッシュ体との積層体は予め溶着ある
いは接着等の方法により一体に固着しておくことが好ま
しいが、予め上記方法により固着せずに、単に密着状態
で一体に積層しておいても良い。

また、上記した不織布とメッシュ体とからなる積層体
は、上記不織布とメッシュ体とをそれぞれ任意の枚数設
けると共に、任意な順序の組み合わせで積層し、例え
ば、不織布とメッシュ体の２層からなる積層体、一方で
他方を挟む３層からなる積層体、交互に積層する等の４
層以上の積層体を含むものである。

また、上記不織布とメッシュ体とは、固着側表面を加熱
等の方法で溶融して溶着する方法、あるいは、一方の固
着面に接着剤を塗布し、または、積層体を接着剤貯槽に
浸漬して接着する方法等により一体に固着される。

上記一体とした不織布とメッシュ体からなる積層体シー
トに対するメッキ処理としては、該積層体シートを連続
的にメッキ処理工程に搬送し、該メッキ処理工程におい
て、真空容器内に搬送して該容器内で蒸着メッキを施す
真空膜作成方法、あるいは、上記連続的に搬送するシー
トに対して導電性を付与した後にメッキ槽に搬入し、該
メッキ槽内でシートに対してほぼ直角方向よりメッキ液
流をぶつけるように流してメッキする方法、さらには、
無電解メッキ法、電解メッキ法、上記真空膜作成法ある
いは無電解メッキ法により導電性付与処理をした後に電
解メッキをする方法が採用される。

本発明は、さらに、上記した方法により製造された金属
不織布層と金属メッシュ体層とを備え、電池極板として
用いられる金属多孔体を提供するものである。

上記した不織布およびメッシュ体は、夫々の厚さを0.5
〜5.0mm、線径を0.01〜1.0mm、好ましくは0.05〜0.1m
m、開孔率が40〜99％のものが用いられる。また、素材
としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン等の合成樹脂、天然繊維、セルロース及び紙等の有機
質、金属、ガラス、カーボン等の無機質等、適宜な種々
の素材が採用され得る。メッシュ体には、網状、繊維状
など１本あるいは複数本の糸を編んで種々の編組織体と
したものが用いられ、２メッシュ〜200メッシュ、好ま
しくは、40メッシュ〜120メッシュのものが好適に用い
られる。

不織布とメッシュ体とを一体に積層した積層体シートに
施すメッキの種類は、上記真空膜作成方法では、Cu,Ni,
Zn,Sn,Pd,Pb,Co,Al,Mo,Ti,Fe,SUS304,SUS430,30Cr,Bs等
どんな金属でも良い。また、無電解メッキ法を用いる場
合はCu,Ni,Co,Pd,Sn,Znが用いられる。電解メッキを用
いる場合はCu,Ni,Co,Pd,Sn,Zn,Pb,Feが用いられる。

また、上記不織布とメッシュ体とを溶着により固着する
場合には、溶融点の低い側をその溶融点の温度で加熱
し、固着側表面を溶解して溶着している。その際、メッ
シュ体及び不織布の素材に応じて、下記の温度で加熱さ
れる。

ポリエステル 255〜260℃ ナイロン 250〜260℃ アクリル 210〜260℃ ポリプロピレン 165〜173℃ ポリエチレン 125〜230℃ ポリウレタン 200〜230℃ レーヨン 200〜260℃ 作用上記したように、本発明に係わる製造方法では、変形が
発生しやすい不織布に、変形が生じにくいメッシュ体を
積層し、これを一体に固着して引張強度を上げた積層体
とした後に、メッキ処理を施して金属多孔体を形成して
いるため、連続的に張力を掛けながらメッキ処理を行っ
ても、不織布の変形を防止することが出来る。また、こ
のように金属不織布と金属メッシュ体からなる金属多孔
体は、金属メッシュ体の存在により引張強度が増大し、
よって、金属付着量が300g/m²以下でも所要の引張強度
（3kg/2cm以上）を得ることが出来る。従って、金属付
着量を減少させて大幅なコストダウンを図ることが出来
ると共に、曲げ加工時における厚メッキに基因するクラ
ックの発生を防止することが出来る。また、メッシュ体
との積層により、不織布の変形を防止でき、骨格が正確
かつ均一に保持できて単位面積当たりの開孔率を均一化
出来る。よって、電池極板として利用する場合に、活物
質粉末を均一に充填でき、通電量の均一化、電池性能の
パワーアップを図ることが出来る。

更に、上記の金属不織布と金属メッシュ体からなる金属
多孔体を電池極板として用いる為に、渦巻き状に巻く場
合に、金属メッシュ体を外側に配置すると、金属不織布
を構成する短繊維メタルの飛び出しが生じることを防止
出来る。

実施例以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明す
る。

第１図から第５図は第１実施例を示し、ポリエステルか
らなる不織布シート１とポリエステルからなるメッシュ
体シート２との２つのシートを溶着により一体に積層し
て２層の積層体シート３を設けた後に、連続的にメッキ
槽４に搬送し、該メッキ槽４において、上記積層体シー
ト３に対して直角方向からメッキ液流をぶつけるように
強制的に流して、積層構造の金属多孔体を製造してい
る。

以下に上記第１実施例を具体的に説明する。

第１図は不織布シート１とメッシュ体シート２とを溶着
により一体に固着して積層体シート３を形成する工程を
示す。

上記不織布シート１としては、0.5〜5.0mm厚さで、繊維
の線径が0.01〜1.0mm、好ましくは、0.05〜0.1mmのもの
が用いられる。尚、本実施例では、乾式法で形成した2.
0mm厚さのものを用いている。

メッシュ体シート２は線径が0.01mm〜1.0mmで２メッシ
ュ〜200メッシュ、好ましくは、線径が0.05mm〜0.1mmで
40メッシュ〜120メッシュ、開孔率が40〜99％が用いら
れる。尚、本第１実施例では0.07mmの線径で40メッシュ
のものを用いている。

また、本実施例では不織布およびメッシュ体をポリエス
テルで形成しているが、これらに限定されず、ナイロ
ン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、レーヨ
ンなどの合成樹脂、あるいは、天然繊維、セルロースお
よび紙等の有機質、金属、ガラス、カーボン等の無機質
を素材としても良い。また、メッシュ体については、縦
糸と横糸とからなる網状、１本あるいは複数本の糸を編
んで適宜な編組織とした繊維状等でも良く、かつ、メッ
シュ線自体は丸、角、平などいずれでもよい。

上記不織布シート１およびメッシュ体シート２は、図示
のようにロールに巻きとったコイル体1a、2aから連続的
に巻き出している。上記シートのうち溶融点の低い側の
不織布シート１を、加熱装置５により加熱した後、一対
の圧着ロール6A、6Bでメッシュ体シート２と重ね合わ
せ、上記加熱により溶解した不織布シート１の表面にメ
ッシュ体シート２を溶着している。該溶着後、冷風を循
環させている冷却室７内に導入し、金属製のメッシュコ
ンベヤ８により支持しながら冷却室７内を通過させて冷
却し、不織布シート１とメッシュ体シート２とを一体に
固着して積層体シート３として取り出し、ロールに巻き
とってコイル体3aとしている。図中、９はエキスパンダ
ーロールであって、コイル体1a、2aから巻きだされるシ
ート１、２のシワ延ばしを行っている。

上記加熱装置５は、本実施例では、図示のようにバーナ
ーからなり、ポリエステルからなる不織布シート１の表
面に直接的に炎をかけて加熱している。上記バーナーの
燃料としてはプロパン、ブタン、その他の適宜な燃料が
用いられ、炎により不織布シート１の固着側の一方側表
面を溶解している。その際、溶解量は炎の高さを調節す
ることにより為され、炎が低いと（不織布シートの表面
から離れている）、溶解量が少なく、他方のメッシュ体
シート２との貼り合わせ強度が弱く、逆に、炎が高い
と、溶解量が多くなり貼り合わせ強度が強くなる。例え
ば、ポリエステルからなる不織布シートの表面を0.007m
m溶解した場合は、接着強度は120g/25mmであるのに対し
て、0.01mm溶解した場合は、接着強度は180g/25mmであ
る。

尚、上記溶着方法としては、第６図に示すように、バー
ナーに代えて超遠赤外線加熱装置５′を設け、該加熱装
置５′により、第１図と同様に不織布シート１の固着側
表面を加熱溶解しても良い。該超遠赤外線加熱装置５′
を用いると、薄いシートの固着する片側の表面のみを確
実に溶解することができて好ましい。さらに、加熱装置
として、ヒータ、熱風等も好適に用いられる。

上記したように、溶着により一体に固着した不織布シー
ト１とメッシュ体シート２とからなる積層体シート３
を、次に、第２図および第３図に示すようにメッキ装置
によりNiメッキを施し、金属不織布体と金属メッシュ体
とからなる金属多孔体シートを形成している。

尚、本実施例では、第１図に示すように、積層体シート
３をコイル状に巻きとって設けており、該コイル状とし
た積層体シート３を巻き戻してメッキ装置に搬送してい
るが、積層体シートを一旦コイル状にまきとらずに、直
接的にメッキ装置に搬送するようにしてもよい。

上記第２図および第３図に示す装置では、コイル体3aに
巻き取られた積層体シート３を巻き出し、導電性付与装
置10により導電性を付与した後、熱風乾燥装置11により
乾燥し、ついで、メッシュ−アミコンベア12と合わせロ
ーラ13により上下合わせて、メッシュ−アミコンベア12
上に載置している。尚、積層体シート３はメッシュ体シ
ート２を備えているため引張強度が大きく、よって、必
ずしもメッシュ−アミコンベア12は必要ではない。

上記した状態で連続的に並設した第１段から第５段のメ
ッキ槽４に順次搬送し、５つのメッキ槽４においてニッ
ケルメッキ処理を５回行い、300g/m²のメッキ厚として
いる。

上記第３図に示すメッキ装置では、メッキ槽４内にメッ
キ液を上方より下方へ供給するメッキ液供給ノズル20を
設置すると共に、下方にメッキ液貯槽21を設置し、該メ
ッキ液貯槽21と上記メッキ液供給ノズル20とを強制送り
ポンプ22を介して連通する一方、該メッキ槽４内に被メ
ッキ物である多孔状の積層体シート３を上記メッキ液供
給ノズル20の下方位置で横断的に通過させるように構成
し、かつ、メッキ槽４への導入側の槽外に積層体シート
３と接触して給電し、該シート３を陰極とするコンダク
ターロール23A、23Bを設置する一方、メッキ槽４内に陽
極の玉24（アノード玉）を充填したケース25A、25Bを設
置している。

上記メッキ装置は、より詳しくは、メッキ槽４は断面矩
形状で上端開口の上側部4aと、下端中心開口4bに向かっ
てテーパ状に収険する下側部4cを備えた形状で、上側部
4aの対向する両側壁部に被メッキ物導入孔4dと導出孔4e
を穿設している。導入孔4dと導出孔4eの液槽外に夫々配
置したコンダクターロール23Aと23B、23Cと23Dは陰極に
接続し、これら各上下一対のコンダクターロールの間に
積層体シート３と支持用のコンベヤ12を挟んで通過さ
せ、該通過時にその上下両面に密着することにより給電
し、積層体シート３を陰極としている。

メッキ槽４内では、上記積層体シート３及びコンベヤ12
の通過位置の全体を挟んで、上下一対のアノードケース
25Aと25Bを設置している。これらアノードケース25Aと2
5Bは底面をラス網状とし、その外枠部をメッキ槽４に着
脱自在に取り付ける形状としている。これら各アノード
ケース25A、25Bには陽極側に接続してアノードとなる丸
玉24を夫々充填している。

尚、上記アノードとして用いる部材は丸玉24に限定され
ず、メッキ液を通過させて積層体シート３に対して液を
ほぼ直角方向からぶつけるものであれば、板状、角状等
のものも使用できるが、これらは丸玉に比較して液の落
ち方が悪く、イオン供給の効率の点などから丸玉の方が
好ましい。

メッキ槽４内にはその上方に配置する主供給管26より多
伎に分岐させたメッキ液供給ノズル20を垂設し、これら
各ノズル20の下側部を上部アノードケース25A内に貫通
し、その下端噴射口20aをアノードケース底面に穿設し
た孔に嵌合して位置させている。このように、積層体シ
ート３の表面近傍にノズル噴射口20aを位置し、該噴射
口20aよりメッキ液を積層体シート３に対して、近傍し
た位置よりほぼ直角方向に直接的に噴射している。上記
メッキ液供給ノズル20と積層体シート３を挟んで対向し
た下方位置には、下部のアノードケース25Bに取り付け
て、メッキ液吸込管27を設けている。

上記第３図においては、上記複数のノズル20が、被メッ
キ積層体シート３の移動方向に間隔をあけて４本設置し
た状態が示されているが、その設置個数は限定されず、
ノズル20から噴射するメッキ液が積層体シート３の全域
にわたるように設ければよい。上記各ノズル20には、メ
ッキ液貯蔵21より供給管28を通して強制送りポンプ22に
よりメッキ液を供給しており、メッキ槽４内で噴射され
たメッキ液は下端開口4bよりメッキ液貯槽21に回収さ
れ、強制送りポンプの連続駆動により、メッキ液はメッ
キ槽４内を上方から下方へ所定の流速で流下させて循環
している。このメッキ液の流速は50〜300m/分の範囲で
使用でき、特に、100〜200m/分が好適である。

さらに、本メッキ装置では、メッキ槽４の被メッキシー
トの導入部および導出部からの液漏れを防止するため、
導入孔4dと導出部4eに液シール29A、29Bを取り付け、か
つ、これら液シールの外側のコンダクターロール23B、2
3Dの下方にメッキ液受け30A、30Bを設置している。

上記構造よりなるメッキ装置において、積層体シート３
はコンダクターロール23Aと23Bの間を通過する時に接触
して給電され陰極となる。この状態でメッキ槽４内に導
入され、メッキ槽４内において、陽極の丸玉24と接触し
たメッキ液が陰極の積層体シート３に対して直角方向よ
りぶつかり、該積層体シート３の孔（不織布およびメッ
シュ体の孔）内を貫通して所定の流速で強制的に流され
る。よって、金属イオンが積層体シート３の両側表層部
および内層部に満遍なく供給され、各部に均一に電析・
被着、即ち電着する。電析されうる金属は、通常電気メ
ッキすることの出来る金属を全て含み、例えば、Cu,Ni,
Cr,Cd,Zn,Sn等を電着させることが出来る。尚、本実施
例においては、上記したようにNiを用いている。

上記メッキ工程において、特に流速を上げると、電流効
率を向上させ、高電流密度で積層体シート３をメッキす
ることが出来る。このように、積層体シート３を初回か
ら高電流密度でメッキすることが出来、メッキ粒度（電
着金属のグレンサイズ）が非常に細かくなるため、粒界
強度が強く密着性に優れたメッキを初回から施すことが
出来る。尚、本発明方法では、電流密度は10〜600A/dm²
の広い範囲で選択できるが、特に、100〜400A/dm²が好
ましい。

また、該メッキ層４内での移動時に、引張強度が大きく
容易に延びないメッシュ体を不織布と一体に固着してい
るため、不織布単体の場合と比較して、より安定した状
態で移動させながらメッキを施すことができる。よっ
て、不織布の形状変化が抑えられ、かつ、形成された金
属多孔体が波を打ったり、湾曲したり、メッキ厚の不均
一が発生すること等が防止出来る。

このように、上記したメッキ装置によるメッキ方法を用
いると、積層体シートに対して、両側表層部および多孔
体の内層部に均一な厚さでメッキが施されるため、形成
されたシート状の金属多孔体をロール芯等にコイル状に
巻く時に、方向性が発生せず、かつ、小さい曲率で巻い
た場合にも割れが発生しない。しかも、シート形状が変
形せずに偏平状態を保持しているため、品質の点からも
コイル巻きの製品として製造することが可能となる。

上記メッキ装置により、所要厚さ（本実施例では300g/m
²）の金属を付着した後、水洗い、熱風乾燥を行う。上
記水洗い時においても、不織布のみの場合に形状に変形
が生じやすいが、メッシュ体と積層しているため、変形
を防止することが出来る。

上記乾燥後、脱媒装置（図示せず）で400℃〜1000℃、
好ましくは、700℃〜800℃で加熱し、続いて、還元雰囲
気中で、約700℃〜1100℃で焼結、還元を行う。該焼結
工程により電析層の歪み取り、焼鈍も行なわれる。

上記のように、メッキ後に、脱媒、焼結して製造した金
属不織布層と金属メッシュ体層とを備えた金属多孔体
は、その金属付着量が上記300g/m²で、7.8kg/2cmの引張
強度を得た。

上記した第１実施例に係わる方法で製造された金属多孔
体Ａは、第４図に示す構造であり、金属不織布層Ｂと金
属メッキ体層Ｃとの２層からなる。該積層構造の金属多
孔体Ａの開孔に水酸化ニッケル等の活物質粉末を充填す
るため、3kg/2cm以上、好ましくは、7kg/2cm以上の引張
強度が要求されるが、上記金属多孔体Ａは7.8kg/2cmの
引張強度を有するものであるため、連続的に引張した状
態で活物質粉末を充填することが出来る。

また、この活物質粉末を充填した金属多孔体Ａを電池極
板として用いるために、第５図に示すように渦巻き状に
巻いた際、金属付着量が少なく、厚メッキとしていない
ために、クラックが発生しにくい。また、該曲げ加工時
に金属メッシュ体Ｃが強度保持体として作用するため、
亀裂、破損が発生しにくい。特に、第５図に示すよう
に、金属メッシュ体層Ｃを外周側に、金属不織布層Ｂを
内周側に配置すると、外周側より短繊維メタルが飛び出
すことを防ぎ、セパレーターの損傷を防止することがで
きる。

上記第１実施例では、金属不織布層Ｂと金属メッシュ体
層Ｃとの２層からなるものであるが、第７図（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、金属不織布層Ｂと金属メッシュ体
層Ｃとを任意の枚数、任意の順序で組み合わせて、１つ
の金属多孔体としても良い。

上記第７図（Ａ）は金属不織布層Ｂの両側に金属メッシ
ュ体層Ｃ、Ｃ′を積層した３層構造の第２実施例、第７
図（Ｂ）は金属メッシュ体層Ｃの両側に金属不織布層
Ｂ、Ｂ′を積層した３層構造の第３実施例、第７図
（Ｃ）は一方側より金属メッシュ体層Ｃ−金属不織布層
Ｂ−金属メッシュ体層Ｃ′−金属不織布層Ｂ′−金属メ
ッシュ体層Ｃ″を順次積層した５層構造の第４実施例を
示すものである。

上記した積層枚数および組み合わせ方は使用用途に応じ
て任意に設定するものである。上記第２実施例の金属不
織布層Ｂの両外側に、金属メッシュ体層Ｃ、Ｃ′を配置
した場合、電池極板としての使用時に電導性が良い利点
を有するものである。

上記した２以上シートを積層する積層体シートについて
も、上記第１実施例と同様に、互いに固着するシートの
内、溶融点の低い側のシートの固着側表面を加熱して溶
解し、該溶解した表面に他方のシートを圧着して溶着し
て形成されうる。

例えば、上記第７図（（Ａ）に示す第２実施例の金属多
孔体を構造する場合、第８図に示すように、メッシュ体
シート２のコイル2a、不織布シート１のコイル1a、メッ
シュ体シート２′のコイル2a′よりそれぞれシートを巻
き出し、合わせローラ6A、6Bにより上記３つのシート
２、１、２′を一体に積層する前に、中間に配置する不
織布シート１の両側表面を超遠赤外線加熱装置５′で加
熱して溶解し、上記圧着時に両側面にメッシュ体シート
２、２′を溶着している。

第９図は本発明の第５実施例を示し、不織布シート１と
メッシュ体シート２とを接着剤により接着して積層し、
積層体シート３を形成している。即ち、シート１と２と
を、合わせローラ6A、6Bで重ね合わせる前に、不織布シ
ート１の接着面側に塗布ローラ31により接着剤32を塗布
している。上記塗布ローラ31は接着剤貯槽33内に浸漬し
た回転ローラ39と接触して、接着剤32を表面に必要な一
定量だけ均一に持ち出している。よって、該塗布ローラ
31が不織布シート１の表面に圧接回転することにより、
不織布シート１の固着側の表面に接着剤32が均一に塗布
される。

上記した複数個の回転ローラを用いた装置では、必要以
上の接着剤が持ち出されることが防止され、かつ、不織
布シート１の表面に接着剤がむらなく塗布される。

上記接着剤32を介して接着された不織布シート１とメッ
シュ体シート２とを、続いて、乾燥室34内に導入してい
る。該乾燥室34には入口34aより熱風を供給し、金属性
メッシュコンベヤ35で支持した状態で搬送する積層体シ
ート３を熱風乾燥し、出口34bより排気している。

上記乾燥室34内において乾燥した後、続いて、冷却室
７′に導入し、メッシュコンベヤ８′により支持して冷
却しながら搬送し、不織布シート１とメッシュ体シート
２とを接着剤32により完全に固着して一体化している。

第10図は第６実施例を示し、接着剤によりシート１、２
を固着する別の方法を示すものである。即ち、不織布シ
ート１とメッシュ体シート２とを合わせローラ6A、6Bで
重ね合わせて積層状態として、接着剤貯槽33′内のロー
ラ40により案内して接着剤32′内に浸漬し、シート１と
２とを固着している。ついで、絞りローラ41により必要
以上の接着剤32′を除いている。該方法により接着剤3
2′を介して不織布シート１とメッシュ体シート２とを
接着した場合にも、上記と同様に乾燥室34′により乾燥
し、ついで、冷却室７′により冷却して固着している。

第11図は第７実施例を示し、上記した各実施例では、積
層体シート３を溶着あるいは接着剤を用いてメッキ処理
前に予め一体に固着しているが、本実施例では、密着し
た状態に積層しているだけで、溶着あるいは接着せず
に、メッキ装置に搬送し、該メッキ工程において、金属
を付着すると同時に積層したシートを一体に固着するよ
うにしている。即ち、メッシュ体シート２、不織布シー
ト１、メッシュ体シート２′とを夫々コイル体から巻き
だし、圧着ローラ6A、6Bにより押圧して一体に積層圧着
した状態でメッキ装置45に搬送して、メッキ処理してい
る。該方法においては、張力がかかると変形が生じやす
い不織布シート１の両側が変形を生じにくいメッシュ体
シート２、２′により挟持した状態で引張するため、メ
ッキ工程前に、不織布シート１をメッシュ体シート２に
予め固着しておかなくても、引張時に不織布シートに変
形が生じにくい。

不織布とメッシュ体との積層体を作成する方法として、
乾式法による不織布を作成する際に、例えば、線径70μ
ｍ、40メッシュのメッシュ体の両サイドより短繊維を2.
0mmの厚さで付着して不織布を作成してもよい。このよ
うに、不織布の作成時にメッシュ体との積層体として形
成しておくと、積層体を改めて作成する手数を省くこと
が出来る。尚、このように作成した積層体シートに300g
/m²のメッキを施した後、脱媒、焼結後の引張強度は7.8
g/2cmであった。

第12図は第８図実施例を示し、該第８実施例において
は、溶着、接着剤を用いた接着、あるいは、一体に積層
しただけの状態のいずれの方法によっても積層構造とし
た積層体シート３に対するメッシュ方法として、真空膜
作成方法を用いている。

上記真空膜作成方法は、従来、一般に薄膜法として開発
されているもので、0.1〜1.0μ以内で蒸着メッキされて
いる。特に、合成樹脂製シートに対して、金属を真空中
で溶解させて蒸着メッキさせる場合、金属の溶解熱のふ
く射熱により樹脂が焼けてしまうために、上記した0.1
〜1.0μ程度の薄膜しか被覆することが出来ない。

上記第12図の真空膜作成方法は、上記した問題点を解消
し、蒸着方法により必要な厚さの金属を付着することが
出来るようにするものであって、該蒸着方法を用いて、
樹脂製の多孔体シートに対して、所要厚さのメッキを施
すことにより、金属多孔体が容易に変形しないようにす
ることが出来る。

第12図中、51は蒸着用真空容器、52はコイル状シートの
巻出用真空容器、53にコイル状シートの巻取用真空容器
である。上記蒸着用真空容器51と巻出用真空容器52はシ
ート案内用の真空通路容器54を介して容器内部を連通す
る一方、蒸着用真空容器51はシート冷却用の真空容器55
と真空通路容器56を介して連通すると共に、上記冷却用
真空容器55と巻取用真空容器53とを真空通路容器57を介
して連通している。

上記巻出用真空容器52は、ロールに巻き付けたコイル状
積層体シート3aを設置するに十分な大きさに形成してお
り、このコイル状シート3aを真空通路容器54へ案内して
巻き出すためのガイドローラ59を設置しており、かつ、
コイル状シート3aを矢印方向に回転してシート３を連続
的に送り出す機構（図示せず）を備えている。

蒸着用真空容器51は、容器本体61の外周を冷却槽62で囲
繞し、該冷却槽62内に冷却媒体を供給している。（本実
施例においては、−30℃とした冷却媒体を供給してい
る。）また、容器本体61内には、上記真空通路容器54と
連通した取入口の近傍にシート案内用のガイドローラ63
を設置すると共に、該ガイドローラ63に続いて、積層体
シート３を取出口側へ屈折して案内するガイドローラ兼
冷却ローラ64A、64B、64C、64Dを順次配置している。こ
れらローラの内、実施例では２つのローラ64Aと64Cを大
径ローラとして、シート３がローラと接触する時間を長
くしてシートの冷却率を上げている。

さらに、蒸着用真空容器本体61の内部には蒸着する金属
65を入れたルツボ等の容器66A、66Bを間隔をあけて適宜
位置に設置すると共に、これら容器内の金属65を溶解す
るために、電子ビームを投射する電子ビーム発生器67
A、67Bを容器本体61の外壁面に設置している。これら電
子ビームにより溶解される金属65は容器本体61の真空中
に蒸発され、上記ローラ64A〜64Dに案内されて搬送され
る積層体シート３に均一に被膜となって付着される。
尚、積層体シート３の真空容器51内での通過時間（滞在
時間）に応じて被膜の厚さを任意に制御することが出来
る。

上記蒸着用真空容器本体61の取出口と真空通路容器56を
介して連通した冷却用真空容器55内にも、ガイドローラ
兼冷却ローラ68を設置し、蒸着用真空容器51より取り出
された金属多孔体シートＡをコイル状に巻き取る前に適
当な温度まで下降するようにしている。この冷却用真空
容器55と真空通路容器57を介して連通した巻取用真空容
器53は、内部に搬送されてくる金属多孔体シートＡを巻
き付けるためのロールを設置して、金属多孔体シートＡ
をコイル状に巻き取っている。

上記した装置において、蒸着用真空容器51内で金属65を
電子ビームにより溶解し、該蒸着用真空容器51の取出口
を出るまでに１度に積層体シート３に300g/m²程度の蒸
着メッキを施している。その際、容器本体61の外周を冷
却槽62で囲み、該冷却槽62内に−30℃の冷却媒体を流通
させて、容器本体61内の雰囲気温度を低下させているた
め、電子ビームで金属65を溶解するために高温加熱する
にも拘わらず、容器本体61内の温度は約50℃以下に低下
している。しかも、積層体シート３は冷却ローラ64A〜6
4Dに接触して直接的に冷却されるために、さらに積層体
シート３の温度は低下している。従って、積層体シート
３が変形を生じやすい樹脂製等であっても、金属65の溶
解熱のふく射熱によって変形や焼き切れが生じることな
く、金属被膜の蒸着を為すことが出来る。さらに、該積
層体シート３の蒸着用真空容器本体61内での滞在時間を
熱による変形を防止するために考慮する必要は殆ど無い
ため、適宜な時間に設定し、よって、蒸着時間を制御す
ることにより、所要の金属を付着することが出来る。即
ち、蒸着用真空容器51内で積層体シート３を遅い速度で
ゆっくりと搬送することにより上記した所要高さの金属
メッキを施すことが出来る一方、必要に応じて、早い速
度で搬送することにより薄い金属メッキを施すことがで
き、金属膜厚を1g/m²〜1000g/m²の範囲で任意に制御す
ることが出来る。

上記した積層体シート３を例えば300g/m²の厚さでメッ
キする場合には、前記したように温度を50℃以下に下げ
ているため、蒸着メッキされた金属は組織になっておら
ず、そのため、次工程において水素雰囲気中で、脱媒焼
結処理を行い、金属組織を作り、また、強度等の調整を
行っている。この強度調整が出来ることにより、伸展性
も良好とすることが出来る。上記焼結温度は300〜1200
℃で行っている。

上記した蒸着方法により被膜されるメッキの種類は、C
u,Ni,Zn,Sn,Pd,Pb,Co,Al,Mo,Ti,Fe,SUS304、SUS430、30
Cr,Bs等はほぼいずれの金属でも良い。尚、上記蒸着メ
ッキと電解メッキとを組み合わせて２層のメッキ層を設
ける場合、例えば、Cuを蒸着メッキをした後、Niを電解
メッキする（Cu-Ni）、同様に、Cu-Sn、Fe-Zn、Mo-Pb、
Ti-Pdの組み合わせが好ましい。

本発明は上記した実施例に限定されず、不織布とメッシ
ュ体とからなる積層体の形成方法として、溶着、接着お
よび積層のみのいずれの方法を用いた場合も、これら積
層体に対するメッキ方法として、上記した第２図および
第３図に示すメッキ方法（メッキ液流をシートに対して
直角方法よりぶつけるように流してメッキする方法）、
第12図に示す真空蒸着方法による他、通常用いられてい
る下記に列挙する方法によってメッキを行ってもよい。
即ち、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等に
よる真空膜作成法、化学的に金属を基材表面に還元析出させる無電解メ
ッキ、電解メッキ、上記真空膜作成法による導電性付与処理をした後に
電解メッキを行う方法、上記無電解メッキによる導電性付与処理をした後に
電解メッキを行う方法、・グラファイト、カーボンブラック等ノカーボン、・ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリプロール、ポリ
チオフェン、ポリパラフェニレン等の導電性樹脂、・金属粉またはこれらの任意の混合物からなる導電材を
用い、これらを塗布あるいは含浸する方法で導電性を付
与した後に電解メッキを行う方法。

さらにまた、積層する不織布とメッシュ体の枚数および
組み合わせ順序も限定されない。

発明の効果上記した説明より明らかなように、本発明に係わる電池
極板として用いられる金属多孔体の製造方法によれば、
引張強度の弱く変形が発生しやすい不織布を、変形が生
じにくいメッシュ体と予め溶着あるいは接着剤による接
着方法等で一体に固着して積層体シートを形成した後、
メッキ処理を施しているため、該メッキ処理工程におい
て、ある程度の張力をかけて連続的に搬送しながらメッ
キを行なっても、特に、不織布に変形を生じない。ま
た、このように製造された金属不織布層と金属メッシュ
体層とを積層した電池極板として用いられる金属多孔体
は、金属不織布のみからなる場合と比較して、引張強度
が大きいため、少ない金属付着量で所要の引張強度を得
ることが出来る。即ち、従来、500g/m²〜600g/m²の金属
付着量がないと引張強度が3kg/2cm以上にならなかった
のに対して、300g/m²の金属付着量で上記3kg/2cm以上の
引張強度を得ることが出来る。

よって、本方法により製造した金属多孔体に活物質粉末
を充填して電池極板を製造する際に、金属多孔体を連続
的に引張しながら、金属多孔体の骨格に変形を発生させ
ずに、開孔率を均一に保持した状態で、活物質粉末の充
填を行うことが出来る。従って、電池極板としての性能
を向上させることが出来、しかも、金属不織布に金属メ
ッシュ体を積層して保持強度を高めているため、およ
び、金属付着量が少なくて厚メッキとしていないため、
円筒型電池極板等に使用するために、極めて小さい曲率
で曲げ加工しても、クラックの発生を防止出来る。特
に、渦巻き型に曲げ加工する場合、金属不織布を内周側
とし、延びが発生しやすい外周側に金属メッシュ体を配
置とすれば、外側での亀裂、破損が防止され、また、金
属不織布を構成する短繊維メタルが飛び出してセパレー
ターを損傷することがなく、導電性が向上する等の種々
の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる金属多孔体の製造方法の第１実
施例に用いる積層体シートの溶着方法を示す概略工程
図、第２図は上記第１実施例で用いるメッキ方法を示す
概略工程図、第３図は第２図のメッキ装置を詳細に示す
断面図、第４図は第１実施例により製造した金属多孔体
の断面図、第５図は第４図に示す金属多孔体を電池極板
に使用して渦巻き状に巻いた場合の断面図、第６図は他
の溶着方法を示す概略工程図、第７図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は金属不織布と金属メッシュ体とを積層して形成
する金属多孔体の第２実施例乃至第４実施例を示す断面
図、第８図は第７図（Ａ）に示す３層の積層体を形成す
る場合の概略工程図、第９図は本発明の第５実施例を示
し積層体を接着して形成する場合の概略工程図、第10図
は第６実施例を示し積層体を他の接着方法により形成す
る場合の概略工程図、第11図は第７実施例を示し積層体
を予め固着せずにメッキする場合の概略工程図、第12図
は第８実施例を示し蒸着によるメッキ方法に用いる真空
蒸着メッキ装置の概略図である。１……不織布シート、２……メッシュ体シート、３……
積層体シート、４……メッキ槽、５……加熱装置、33…
…接着剤貯槽、Ａ……金属多孔体、Ｂ……金属不織布、
Ｃ……金属メッシュ体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開孔に活物質が充填されて電池極板として
用いられる金属多孔体を製造する方法であって、不織布とメッシュ体とを予め積層して積層体を設け、こ
の積層体をメッキして製造することを特徴とする積層構
造の金属多孔体の製造方法。
【請求項２】上記不織布とメッシュ体とを予め積層し、
溶着あるいは接着により一体に固着した後、この積層体
をメッキして製造することを特徴とする電池極板として
用いられる積層構造の請求項１記載の金属多孔体の製造
方法。
【請求項３】上記不織布とメッシュ体との積層体は、不
織布の一側にメッシュ体を積層する２層、不織布の両側
にメッシュ体を積層／あるいはメッシュ体の両側に不織
布を積層する３層、あるいは、夫々複数の不織布とメッ
シュ体とを備え、これら不織布とメッシュ体とを必要枚
数だけ任意の順序に組み合わせて積層した多数層からな
ることを特徴とする電池極板として用いられる請求項１
または請求項２に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項４】上記不織布およびメッシュ体はポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂、天然
繊維、セルロース及び紙等の有機質、金属、ガラス、カ
ーボン等の無機質からなり、また、メッシュ体は網状、
繊維状等の１本あるいは複数本の編糸からなる編組織体
を含み、２〜200メッシュで、線径が0.01〜1.0mm、開孔
率が40〜99％である電池極板として用いられる請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項５】上記した不織布とメッシュ体とは、融点の
低い側の固着側表面を加熱して、該固着側表面を溶融し
て、積層する他方の固着側表面と溶着することを特徴と
する電池極板として用いられる請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項６】上記した不織布とメッシュ体とを接着剤を
介して固着し、該接着剤を上記メッキ時の脱媒工程で加
熱して熱分解除去することを特徴とする電池極板として
用いられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金属
多孔体の製造方法。
【請求項７】上記した不織布のシートとメッシュ体のシ
ートとを一体に固着した積層体シートのメッキを、該積
層体シートを、連続的に導電性付与処理後にメッキ槽内
に移動し、該メッキ槽内において、上記積層体シートに
対してほぼ直角方向よりメッキ液をぶつけるように強制
的に流すことにより高電流密度でのメッキ処理を行うこ
とを特徴とする電池極板として用いられる請求項１乃至
６のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項８】上記した不織布のシートとメッシュ体のシ
ートとを一体に固着した積層体シートのメッキを、該積
層体シートを連続的に外周部を冷却槽で囲繞した蒸着用
真空容器内に導入し、該蒸着用真空容器内に設置した冷
却ロールにより冷却しながら案内して連続的に通過さ
せ、該蒸着用真空容器内の通過時に蒸着メッキを施すこ
とを特徴とする電池極板として用いられる請求項１乃至
６のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項９】上記した不織布のシートとメッシュ体のシ
ートとを一体に固着した積層体シートのメッキを、該積
層体シートに対して連続的に、真空膜作成法、無電解メ
ッキ法および電解メッキ法等のメッキ製法で行っている
ことを特徴とする電池極板として用いられる請求項１乃
至６のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項１０】上記不織布のシートおよびメッシュ体の
シートは、これらシートを夫々巻回しているコイルより
夫々連続的に巻き出し、溶着あるいは接着手段を通して
積層状態に固着し、あるいは固着せずに積層状態で一体
化し、この積層体シートを連続的にメッキ装置に通し
て、メッキ処理を施した後、連続的にロール等に巻き取
ってコイル状とすることを特徴とする電池極板として用
いられる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の金属多
孔体の製造方法。
【請求項１１】金属不織布層と金属メッシュ体層とを備
え、上記請求項１乃至10のいずれか１項に記載の方法に
より製造され、開孔に活物質が充填されて電池極板とし
て用いられる金属多孔体。
【請求項１２】上記金属不織布層と金属メッシュ体層と
からなり、電池極板として用いるために巻回する時に、
金属不織布層が内周側に、金属メッシュ体層が外周側に
位置するように設定していることを特徴とする電池極板
として用いられる請求項11記載の金属多孔体。