JPS62274550A - アルカリ電池系用のシ−ト材料、その製造法およびそれを用いたアルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池系用のシ−ト材料、その製造法およびそれを用いたアルカリ電池Info
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- JPS62274550A JPS62274550A JP62117174A JP11717487A JPS62274550A JP S62274550 A JPS62274550 A JP S62274550A JP 62117174 A JP62117174 A JP 62117174A JP 11717487 A JP11717487 A JP 11717487A JP S62274550 A JPS62274550 A JP S62274550A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
本発明はアルカリ電池系において、好ましくは電池セパ
レーター又はインターセパレーターとして使用するため
に適するシート材料及びそれらの製造方法に関するもの
である。
レーター又はインターセパレーターとして使用するため
に適するシート材料及びそれらの製造方法に関するもの
である。
l−朋一〇に1
アルカリ電池は高いエネルギー密度のために次第に一般
性を増大してきている。そのものとして、これらの電池
は、一般には従来からの鉛−酸電池系がもっばら用いら
れていた用途において、次第に使用を増大しつつある。
性を増大してきている。そのものとして、これらの電池
は、一般には従来からの鉛−酸電池系がもっばら用いら
れていた用途において、次第に使用を増大しつつある。
アルカリ電池系における電池寿命と効率の向上を達成す
るためには、電池セパレーターの使用が必要であり、電
池インターセパレーターの使用もまた好適である。電池
セパレーターは、たとえばニッケルーカドミウム電池に
おいて使用するときに、1)反対電荷の電極間の分離、
2)電解液の貯留、3)均一な電流密度を与えるためめ
電極表面における均一な電解液分布及び4)電極の膨張
のための空間を提供するように、陽極板と陰極板の間に
配置する。
るためには、電池セパレーターの使用が必要であり、電
池インターセパレーターの使用もまた好適である。電池
セパレーターは、たとえばニッケルーカドミウム電池に
おいて使用するときに、1)反対電荷の電極間の分離、
2)電解液の貯留、3)均一な電流密度を与えるためめ
電極表面における均一な電解液分布及び4)電極の膨張
のための空間を提供するように、陽極板と陰極板の間に
配置する。
インターセパレーターはセパレーターと極板の間に配置
して、一般に年輪的(dendrisatic)生長を
防止しないということを除けば、セパレーターと同様な
性質を提供する。このような系におけるセパレーター及
びインターセパレーターは、多孔性で薄く、アルカリ性
電解液に対して不活性であり且つ高度の灯心性を有して
いなければならない。
して、一般に年輪的(dendrisatic)生長を
防止しないということを除けば、セパレーターと同様な
性質を提供する。このような系におけるセパレーター及
びインターセパレーターは、多孔性で薄く、アルカリ性
電解液に対して不活性であり且つ高度の灯心性を有して
いなければならない。
セパレーター及び/又はインターセパレーターの厚さを
最低とすることによって、必要な電解液の量を最低限度
とし且つ電池のエネルギー密度を最大とすることができ
る。さらに、高度の灯心性、たとえば、工業標準によっ
て測定して5cm+/24時間、を有することによって
、電極の全表面にわたって電解液を保持することができ
、それによって電池の効率がさらに増大する。
最低とすることによって、必要な電解液の量を最低限度
とし且つ電池のエネルギー密度を最大とすることができ
る。さらに、高度の灯心性、たとえば、工業標準によっ
て測定して5cm+/24時間、を有することによって
、電極の全表面にわたって電解液を保持することができ
、それによって電池の効率がさらに増大する。
現在アルカリ電池において用いられる電池セパレーター
及びインターセパレーターは一般にポリプロピレン、ポ
リアミド及び/又はナイロン不織シートから成っている
。
及びインターセパレーターは一般にポリプロピレン、ポ
リアミド及び/又はナイロン不織シートから成っている
。
呑口 ?2シ貞112彌工l−秋Czプ田いムhでいス
セパレーター及びインターセパレーターの例は米国特許
第4,264,691号及び4,330゜602号中に
示されている。セパレーター/インターセパレーターは
合成バルブ、耐アルカリ性無機充填剤及びポリエステル
、ポリアクリル、ポリアミド又はポリオレフィン材料の
長繊維から成っている。セパレーター/インターセパレ
ーターは標準的な抄紙機によって製造することができる
。
セパレーター及びインターセパレーターの例は米国特許
第4,264,691号及び4,330゜602号中に
示されている。セパレーター/インターセパレーターは
合成バルブ、耐アルカリ性無機充填剤及びポリエステル
、ポリアクリル、ポリアミド又はポリオレフィン材料の
長繊維から成っている。セパレーター/インターセパレ
ーターは標準的な抄紙機によって製造することができる
。
生じる材料は厚さと灯心性についての必要な条件に合致
する。しかしながら、この材料は必要な引張強さについ
ての規格及び迅速な発展とアルカリ電池の使用のために
、特に、たとえばニッケルーカドミウム電池のような二
次アルカリ電池系の製造の自動化のために、必要とする
充填剤の保持性については、満足できないことが多い。
する。しかしながら、この材料は必要な引張強さについ
ての規格及び迅速な発展とアルカリ電池の使用のために
、特に、たとえばニッケルーカドミウム電池のような二
次アルカリ電池系の製造の自動化のために、必要とする
充填剤の保持性については、満足できないことが多い。
本発明は従来から用いられているセパレーターに固有の
問題を克服して、望ましい引張強さ、化学的不活性、厚
さ及び灯心性を有し且つアルカリ電池を製造するための
自動組立てプロセスにおいて使用可能な、安価なシート
材料を提供する。
問題を克服して、望ましい引張強さ、化学的不活性、厚
さ及び灯心性を有し且つアルカリ電池を製造するための
自動組立てプロセスにおいて使用可能な、安価なシート
材料を提供する。
−の 目
本発明の目的は、アルカリ電池におけるセパレーターま
たはインターセパレーターとして有用な繊維質の充填シ
ート材料を提供することにある。
たはインターセパレーターとして有用な繊維質の充填シ
ート材料を提供することにある。
本発明の別の目的は、向上した引張強さと化学的不活性
を有するシート材料を提供することにある。
を有するシート材料を提供することにある。
本発明の別の目的は、合成パルプ、耐アルカリ性無機充
填剤、水膨潤性長繊維及び好ましくは非膨潤性長繊維か
ら成り、少なくとも5cm/24時間の灯心性と400
ポンド/平方インチを越える引張強さを有する、アルカ
リ電池系における使用に適するシート材料を提供するこ
とにある。
填剤、水膨潤性長繊維及び好ましくは非膨潤性長繊維か
ら成り、少なくとも5cm/24時間の灯心性と400
ポンド/平方インチを越える引張強さを有する、アルカ
リ電池系における使用に適するシート材料を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、アルカリ電池中の電池セパレータ
ー又はインターセパレーターとして使用するなめに適す
るシート材料を提供することにある。
ー又はインターセパレーターとして使用するなめに適す
るシート材料を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、合成パルプ、一種以上の無
機、耐アルカリ性充填剤、及び水膨潤性長繊維から成る
電池セパレーター又はインターセパレーターを提供する
ことにある。このセパレーターは、すぐれた引張強さ、
灯心性及び耐アルカリ性を有している。
機、耐アルカリ性充填剤、及び水膨潤性長繊維から成る
電池セパレーター又はインターセパレーターを提供する
ことにある。このセパレーターは、すぐれた引張強さ、
灯心性及び耐アルカリ性を有している。
発明の要約
アルカリ電池系において電池セパレーター又はインター
セパレーターとして使用するために適する本発明のシー
ト材料は約30乃至約70パーセントのポリオレフィン
合成パルプ、約15乃至約65パーセントの耐アルカリ
性無機充填剤、約1乃至約35パーセントの一種以上の
長繊維から成り、第一の長All維は、たとえばポリビ
ニルアルコールの単独型合本又はポリ塩化ビニルとポリ
ビニルアルコールの共電金体のような水膨潤性の重合体
から選択し且つ任意的な第二の長繊維はたとえばポリビ
ニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレ
フィン又はポリアクリルのような非水膨潤性重合体から
選択する。
セパレーターとして使用するために適する本発明のシー
ト材料は約30乃至約70パーセントのポリオレフィン
合成パルプ、約15乃至約65パーセントの耐アルカリ
性無機充填剤、約1乃至約35パーセントの一種以上の
長繊維から成り、第一の長All維は、たとえばポリビ
ニルアルコールの単独型合本又はポリ塩化ビニルとポリ
ビニルアルコールの共電金体のような水膨潤性の重合体
から選択し且つ任意的な第二の長繊維はたとえばポリビ
ニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレ
フィン又はポリアクリルのような非水膨潤性重合体から
選択する。
1匪へ1緩欠に哩
本明細書中で百分率で記した全測定値は、他のことわり
がない限りは、最終製品重量を100%として、それに
対して測定した重量百分率である。
がない限りは、最終製品重量を100%として、それに
対して測定した重量百分率である。
すなわち、たとえば30%は最終製品100重量部当り
の30重量部を表わす。
の30重量部を表わす。
本発明は、重量で約30乃至約70%のポリオレフィン
合成パルプ、約15乃至約65%の耐アルカリ性無機充
填剤又は無機充填剤類、及び重量で1乃至約35%の長
繊維の混合物から成る、アルカ、り電池用のセパレータ
ー又はインターセパレーターのような、シート材料であ
るが、該長繊維はその一部又は全部が水膨潤性である。
合成パルプ、約15乃至約65%の耐アルカリ性無機充
填剤又は無機充填剤類、及び重量で1乃至約35%の長
繊維の混合物から成る、アルカ、り電池用のセパレータ
ー又はインターセパレーターのような、シート材料であ
るが、該長繊維はその一部又は全部が水膨潤性である。
本発明において有用な合成パルプは、セルロースパルプ
のものと類似する繊維の大きさ及び形状を有するポリオ
レフィンの短繊維であるにのような合成パルプは米国特
許第4,264,691号及び4,330,602号中
に記されているが、その教示を参考としてここに包含さ
せる。
のものと類似する繊維の大きさ及び形状を有するポリオ
レフィンの短繊維であるにのような合成パルプは米国特
許第4,264,691号及び4,330,602号中
に記されているが、その教示を参考としてここに包含さ
せる。
合成パルプの繊維長さは約1〜4mmであることが好ま
しい。好適なパルプはポリエチレンに基づくパルプであ
る。その他のパルプも同様に有用であって、たとえばポ
リプロピレンのような他のポリオレフィンから成るもの
であってもよい。高度の枝分れ又はフィブリル化を有す
るパルプall維が、本発明においてもっとも好適であ
る6 耐アル力リ性無機充填剤は、アルカリ性電解液に対して
化学的に不活性である任意の粉末状材料とすることがで
きる。本発明における使用に対して適する無機充填剤は
、たとえば、二酸化チタン、アルミナ、酸化カルシウム
、水酸化カルシウム、チタン酸カルシウム、カリウムチ
タナイト、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム又は
水酸化ジルコニウム及びそれらの混合物を包含する。い
うまでもなく、本発明のシート中で使用する他の成分と
矛盾せず且つこの分野の専門家には公知である、その他
の耐アルカリ性充填剤をも使用することができる。好適
な充填剤は、カリウムチタナイトである。もう一つの好
適な充填剤は二酸チタンである。充填剤は約0.001
乃至約1ミクロンの粒径、1グラム当り約0.01乃至
約200平方メートルの表面積及び1グラム当り約0.
01乃至約leeの細孔容積な有していることが好まし
い。
しい。好適なパルプはポリエチレンに基づくパルプであ
る。その他のパルプも同様に有用であって、たとえばポ
リプロピレンのような他のポリオレフィンから成るもの
であってもよい。高度の枝分れ又はフィブリル化を有す
るパルプall維が、本発明においてもっとも好適であ
る6 耐アル力リ性無機充填剤は、アルカリ性電解液に対して
化学的に不活性である任意の粉末状材料とすることがで
きる。本発明における使用に対して適する無機充填剤は
、たとえば、二酸化チタン、アルミナ、酸化カルシウム
、水酸化カルシウム、チタン酸カルシウム、カリウムチ
タナイト、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム又は
水酸化ジルコニウム及びそれらの混合物を包含する。い
うまでもなく、本発明のシート中で使用する他の成分と
矛盾せず且つこの分野の専門家には公知である、その他
の耐アルカリ性充填剤をも使用することができる。好適
な充填剤は、カリウムチタナイトである。もう一つの好
適な充填剤は二酸チタンである。充填剤は約0.001
乃至約1ミクロンの粒径、1グラム当り約0.01乃至
約200平方メートルの表面積及び1グラム当り約0.
01乃至約leeの細孔容積な有していることが好まし
い。
本発明において使用する長繊維は、少なくとも一部又は
全部が、水膨潤性である合成重合体から成っている。本
発明は水膨潤性である1種のみの長繊維を含有していて
もよい0本発明においては2種の長繊維を用いることが
好ましい。第一の種類は、たとえば、ビニルアルコール
重合体又はポリ塩化ビニル(PVC)とポリビニルアル
コールの共重合体又はビニルアルコール重合体をグラフ
トした塩化ビニル骨格から成るグラフト共重合体のよう
な水膨潤性材料から成る。このような繊維は商業的に入
手することができる。ビニルアルコール重合体水膨潤性
繊維の市販品の例は、ユニチカ化成(株)によるニュー
ロンSMLである。ポリ塩化ビニル/ポリビニルアルコ
ール共重合体の市販品の例は輿入(株)によって市販さ
れている。
全部が、水膨潤性である合成重合体から成っている。本
発明は水膨潤性である1種のみの長繊維を含有していて
もよい0本発明においては2種の長繊維を用いることが
好ましい。第一の種類は、たとえば、ビニルアルコール
重合体又はポリ塩化ビニル(PVC)とポリビニルアル
コールの共重合体又はビニルアルコール重合体をグラフ
トした塩化ビニル骨格から成るグラフト共重合体のよう
な水膨潤性材料から成る。このような繊維は商業的に入
手することができる。ビニルアルコール重合体水膨潤性
繊維の市販品の例は、ユニチカ化成(株)によるニュー
ロンSMLである。ポリ塩化ビニル/ポリビニルアルコ
ール共重合体の市販品の例は輿入(株)によって市販さ
れている。
任意的であるが、使用が好ましい第二の長繊維は、たと
えばユニチカ化成(社)によるニューロンFのような、
非水膨潤性PVAであることが好ましいけれども、たと
えばポリエステル、ポリアクリル、ポリアミド、ポリオ
レフィン又はそれらの混合物のような、他の非膨潤性繊
維をも用いることができる。
えばユニチカ化成(社)によるニューロンFのような、
非水膨潤性PVAであることが好ましいけれども、たと
えばポリエステル、ポリアクリル、ポリアミド、ポリオ
レフィン又はそれらの混合物のような、他の非膨潤性繊
維をも用いることができる。
膨潤性及び非膨潤性の長繊維は、約1乃至約12のデニ
ール及び少なくとも0.25乃至約1インチの長さを有
していなければならない。長繊維の全量は使用するパル
プの量と等しくすることができる一長繊維の全量は合成
パルプの量の約50%とすることが一層好ましい。水膨
潤性の繊維の盆は非膨潤性の繊維の量と等しいか又はそ
れよりも少ない。
ール及び少なくとも0.25乃至約1インチの長さを有
していなければならない。長繊維の全量は使用するパル
プの量と等しくすることができる一長繊維の全量は合成
パルプの量の約50%とすることが一層好ましい。水膨
潤性の繊維の盆は非膨潤性の繊維の量と等しいか又はそ
れよりも少ない。
2種の長繊維を使用し、その中の一種が水膨潤性である
場合は、従来の保持助剤を使用しない場合ですら、すぐ
れた引張強さと充填剤保持力を有しているシート材料を
与えるということが予想外に認められた。これらの結果
は、2種の異なるがしかし相溶する繊維の使用、特に水
膨潤性繊維の使用によって直接に生じるものと考えられ
る。
場合は、従来の保持助剤を使用しない場合ですら、すぐ
れた引張強さと充填剤保持力を有しているシート材料を
与えるということが予想外に認められた。これらの結果
は、2種の異なるがしかし相溶する繊維の使用、特に水
膨潤性繊維の使用によって直接に生じるものと考えられ
る。
本出願人は本発明を一つの理論に拘束するつもりはない
けれども、本出願人は本発明の操作に関して以下の説明
を行なう。本発明をどのように操作するかを示すための
他の説明を示すことが可能である。
けれども、本出願人は本発明の操作に関して以下の説明
を行なう。本発明をどのように操作するかを示すための
他の説明を示すことが可能である。
本発明のシートの形成中に水と接触させるときに、水膨
潤性長繊維の少なくとも表面はゲル状となり且つ粘着性
となる。繊維のこのゲル状の相は、シートの残りの成分
のすべてを相互に結合する、結合剤又は接着剤として働
らく。ゲル状相はさらにその表面に充填剤を結合し、そ
れによって、通常はシート材料の脱水の間に一部が失な
われる充填剤の保持車を増大させる。乾燥すると、水膨
潤性の材料は、その最初の状態にもどるが、いまや他の
成分と相互に組み合い且つ結合しており、それが最終シ
ートの引張強さを増大させる。膨潤性の繊維と他の成分
の間のけ加的な結合は、任意的な第二の繊維と水膨潤性
の繊維が共にPVAm維である場合には、それらが相溶
性であるために、某純正の繊維と他の成分の間の付加的
な結合が生じると思われるが、この考えが確認されてい
るわ本発明によって製造したシート材料は、10ミクロ
ン未満の平均細孔直径と約35ミクロン以下の最大細孔
直径を有する多孔質材料である。
潤性長繊維の少なくとも表面はゲル状となり且つ粘着性
となる。繊維のこのゲル状の相は、シートの残りの成分
のすべてを相互に結合する、結合剤又は接着剤として働
らく。ゲル状相はさらにその表面に充填剤を結合し、そ
れによって、通常はシート材料の脱水の間に一部が失な
われる充填剤の保持車を増大させる。乾燥すると、水膨
潤性の材料は、その最初の状態にもどるが、いまや他の
成分と相互に組み合い且つ結合しており、それが最終シ
ートの引張強さを増大させる。膨潤性の繊維と他の成分
の間のけ加的な結合は、任意的な第二の繊維と水膨潤性
の繊維が共にPVAm維である場合には、それらが相溶
性であるために、某純正の繊維と他の成分の間の付加的
な結合が生じると思われるが、この考えが確認されてい
るわ本発明によって製造したシート材料は、10ミクロ
ン未満の平均細孔直径と約35ミクロン以下の最大細孔
直径を有する多孔質材料である。
本発明のシート材料を形成させるための方法は、ここに
参考として含める米国特許第4,264゜691及び4
,330,602号中に記載の方法と同様である。この
方法は、たとえばロートフォーマ−又はフオアジニャ抄
紙機のような、通常の製紙機械を用いて行なわれる。先
ず合成パルプに水を加え、材料が完全に分散するまでパ
ルプ化することによって通常の製紙用パルパー中でスラ
リーを形成させる。必要に応じ又は所望に応じ、種々の
分散剤を加えることができ、あるいは一層好ましくはパ
ルプが任意的な分散剤を含有していてもよい。次いで1
種またはそれ以上の充填剤を加えて、パルパー中で完全
に分散するまで混合する。
参考として含める米国特許第4,264゜691及び4
,330,602号中に記載の方法と同様である。この
方法は、たとえばロートフォーマ−又はフオアジニャ抄
紙機のような、通常の製紙機械を用いて行なわれる。先
ず合成パルプに水を加え、材料が完全に分散するまでパ
ルプ化することによって通常の製紙用パルパー中でスラ
リーを形成させる。必要に応じ又は所望に応じ、種々の
分散剤を加えることができ、あるいは一層好ましくはパ
ルプが任意的な分散剤を含有していてもよい。次いで1
種またはそれ以上の充填剤を加えて、パルパー中で完全
に分散するまで混合する。
次いでパルパーの内容物をロートフォーマ−又はフオア
ジニャ抄紙機のチェスト中に排出させる。
ジニャ抄紙機のチェスト中に排出させる。
水膨潤性の長m雄をチェストに加え且つ繊維を膨潤さ→
チスためL−十公7′−g!#間L〜()たうて夕巳今
寸ス繊維の膨潤を助けるために室温以上にスラリーを温
めることが好ましい1次いで、使用する場合には、非水
膨潤性の繊維をチェスト中に混入する。
チスためL−十公7′−g!#間L〜()たうて夕巳今
寸ス繊維の膨潤を助けるために室温以上にスラリーを温
めることが好ましい1次いで、使用する場合には、非水
膨潤性の繊維をチェスト中に混入する。
チェスト中の成分を完全に混合したのち、好ましくは鉄
を含有しない、粉砕した明ばん(硫酸アルミニウム)を
加える0次いで水性スラリーをチェストから、ウェブ形
成ヘッドボックスの上流の希釈槽に移す。そこで固体濃
度が5%未満、好ましくは1%未満となるまで水で希釈
する。次いで混合物をヘッドボックスに移して、ロート
フォーマ−又はフオアジニア機上でウェブを形成させる
。
を含有しない、粉砕した明ばん(硫酸アルミニウム)を
加える0次いで水性スラリーをチェストから、ウェブ形
成ヘッドボックスの上流の希釈槽に移す。そこで固体濃
度が5%未満、好ましくは1%未満となるまで水で希釈
する。次いで混合物をヘッドボックスに移して、ロート
フォーマ−又はフオアジニア機上でウェブを形成させる
。
20〜80psiで操作する破塊機を用いてウェブの上
表面を滑らかにする。ウェブをロートフォーマ−又はフ
ォアジニャ機からオーブン及び/又は一つ以上の乾燥器
に移して、そこでウェブを乾燥する。乾燥中又は乾燥後
に、場合によっては、合成パルプ繊維を部分的に溶融さ
せるためにウェブを約125〜150℃の温度に加熱し
てもよい。
表面を滑らかにする。ウェブをロートフォーマ−又はフ
ォアジニャ機からオーブン及び/又は一つ以上の乾燥器
に移して、そこでウェブを乾燥する。乾燥中又は乾燥後
に、場合によっては、合成パルプ繊維を部分的に溶融さ
せるためにウェブを約125〜150℃の温度に加熱し
てもよい。
かくして生成するウェブの厚さは、ウェブ形成装置上に
スラリーを堆積させる速度、その時点の固体濃度及びウ
ェブ形成装置の速度に直接に関係する。シート材料は2
0ミル未満の厚さを有していなければならない。生成す
るシート材料は12ミル未満であることが好ましく、そ
れ故、スラリーの堆積は1平方メートル当り約120g
(g/論2)未満、妊ましくは50〜120g/輪2の
量であることが必要である。いうまでもなく、比較的厚
いシート材料が望ましい場合には、望ましい厚さのシー
ト材料が達成されるまで、堆積物の量を容易に増大させ
ることができる。
スラリーを堆積させる速度、その時点の固体濃度及びウ
ェブ形成装置の速度に直接に関係する。シート材料は2
0ミル未満の厚さを有していなければならない。生成す
るシート材料は12ミル未満であることが好ましく、そ
れ故、スラリーの堆積は1平方メートル当り約120g
(g/論2)未満、妊ましくは50〜120g/輪2の
量であることが必要である。いうまでもなく、比較的厚
いシート材料が望ましい場合には、望ましい厚さのシー
ト材料が達成されるまで、堆積物の量を容易に増大させ
ることができる。
乾燥したウェブを、12ミル未満、好ましくは5〜10
ミルの厚さを有するシートを形成させるために十分な圧
力と温度で、カレンダー掛けをすればよい。
ミルの厚さを有するシートを形成させるために十分な圧
力と温度で、カレンダー掛けをすればよい。
水膨潤性の長繊維がその表面に充填剤を吸引し且つ保持
することにより乾燥中に失なわれる充填剤の量を実質的
に低下させることが認められているから、本発明におい
ては保持助剤の使用の必要はない、乾燥中の充填剤の損
失を一層低下させるために工程中で保持助剤を用いるこ
ともできる。
することにより乾燥中に失なわれる充填剤の量を実質的
に低下させることが認められているから、本発明におい
ては保持助剤の使用の必要はない、乾燥中の充填剤の損
失を一層低下させるために工程中で保持助剤を用いるこ
ともできる。
それを使用する場合には、たとえば、カチオン性多糖及
び次いでアニオン性のポリアクリルアミド保持助剤のよ
うな、イオン性の保持助剤で、スラリーを処理すること
が好ましい0本発明において使用するカチオン性のアク
リルアミドの例は、パーキュレス社製品のりテン(RE
TEN)210である。適当なアニオン性保持助剤は、
パーキュレス社のアニオン性アクリルアミド共重合体で
あるリチン421又は521である。典型的な濃度はカ
チオン性保持剤に対しては600〜800m1Z分の水
中で0.04%、アニオン性保持剤に対しては600〜
800el/分の水中で0.025%である。
び次いでアニオン性のポリアクリルアミド保持助剤のよ
うな、イオン性の保持助剤で、スラリーを処理すること
が好ましい0本発明において使用するカチオン性のアク
リルアミドの例は、パーキュレス社製品のりテン(RE
TEN)210である。適当なアニオン性保持助剤は、
パーキュレス社のアニオン性アクリルアミド共重合体で
あるリチン421又は521である。典型的な濃度はカ
チオン性保持剤に対しては600〜800m1Z分の水
中で0.04%、アニオン性保持剤に対しては600〜
800el/分の水中で0.025%である。
たとえばシート材料の電気抵抗を向上させるための界面
活性剤、及び湿潤剤のような他の助剤もまた、それらが
電池の性能又は寿命に悪影響を有していない限りは、本
発明において使用することができる。
活性剤、及び湿潤剤のような他の助剤もまた、それらが
電池の性能又は寿命に悪影響を有していない限りは、本
発明において使用することができる。
以下の実施例は例証のためのみに記したもので*、プ
+点叩岸軒千ス傷1坦ル帝吐千入1.めφ神ない。
+点叩岸軒千ス傷1坦ル帝吐千入1.めφ神ない。
、 11
30%の市販の短繊維合成ボリエナレンパルブ(パルペ
ックス、EA級、パーキュレス社WA)を水と共に製紙
用パルパー中に仕込んだ。バルブを十分に分散させたの
ち、45%の二酸化チタンを加え、10分間パルプ化し
た。次いでパルパー内容物をロートフォーマ−機のチェ
スト中に排出させ、10%の水m潤性長繊維、この場合
は1.0デニールのポリビニルアルコール繊維にューロ
ンSML、ユニチカ化成製)、をチェスト中に混入する
。繊維が膨潤してゲル状の表面が生じるまで水温を20
〜30℃に保つ。次いで15%の非水膨潤性のポリビニ
ルアルコール繊維にューロンF、ユニチカ化成製)を加
える。チェストの内容物を十分に混合したのち、2%の
粉砕明ばん(好ましくは鉄を含有しない、FiX酸アル
ミニウム)を加える。次いでスラリーをロートフォーマ
−のヘッドボックスより上流の希釈槽に移す。固体濃度
が0.1%未満となるまで混合物を水で希釈する。
ックス、EA級、パーキュレス社WA)を水と共に製紙
用パルパー中に仕込んだ。バルブを十分に分散させたの
ち、45%の二酸化チタンを加え、10分間パルプ化し
た。次いでパルパー内容物をロートフォーマ−機のチェ
スト中に排出させ、10%の水m潤性長繊維、この場合
は1.0デニールのポリビニルアルコール繊維にューロ
ンSML、ユニチカ化成製)、をチェスト中に混入する
。繊維が膨潤してゲル状の表面が生じるまで水温を20
〜30℃に保つ。次いで15%の非水膨潤性のポリビニ
ルアルコール繊維にューロンF、ユニチカ化成製)を加
える。チェストの内容物を十分に混合したのち、2%の
粉砕明ばん(好ましくは鉄を含有しない、FiX酸アル
ミニウム)を加える。次いでスラリーをロートフォーマ
−のヘッドボックスより上流の希釈槽に移す。固体濃度
が0.1%未満となるまで混合物を水で希釈する。
希釈した混合物を次いでヘッドボックスに移してロート
フォーマ−上でウェブを形成させる。80psiで操作
する破塊機を用いてウェブの表面を滑らかにする。次い
でウェブをロートフォーマ−から一つ以上の乾燥器中に
移し、乾燥後にそれを巻取りリール上に巻く。
フォーマ−上でウェブを形成させる。80psiで操作
する破塊機を用いてウェブの表面を滑らかにする。次い
でウェブをロートフォーマ−から一つ以上の乾燥器中に
移し、乾燥後にそれを巻取りリール上に巻く。
かくして得たウェブは下記の性質を有している:
A)引張強さく加工方向)−1363psiB)単位重
量−(g、/m”) −90C)最大細孔径−25ミク
ロン D)多孔率−65% E)厚さ一8ミル F)灯心速度−(cm/24時間)−16より大米国特
許第4,330,602号の実施例1に従って、47.
5%のポリエチレンバルブ、475%の二酸化チタン、
5%のポリエチレンテレフタレートの非水膨潤性長繊維
、2%の明ばん及びイオン性保持助剤を含有するシート
材料を製造した。生成するシートは以下の性質を有する
:A)引張強さ一470ps i B)単位型Ji (g/m2) −90C)最大細孔径
−15ミクロン D)多孔率−62% E)厚さ一8ミル F)灯心速度(cm/24時間)−16より大上記の実
施例から明らかなように、本発明のシート材料はアルカ
リ電池系のためのシート材料として既に市販されている
ものよりも著るしく大きな引張強さを有している。
量−(g、/m”) −90C)最大細孔径−25ミク
ロン D)多孔率−65% E)厚さ一8ミル F)灯心速度−(cm/24時間)−16より大米国特
許第4,330,602号の実施例1に従って、47.
5%のポリエチレンバルブ、475%の二酸化チタン、
5%のポリエチレンテレフタレートの非水膨潤性長繊維
、2%の明ばん及びイオン性保持助剤を含有するシート
材料を製造した。生成するシートは以下の性質を有する
:A)引張強さ一470ps i B)単位型Ji (g/m2) −90C)最大細孔径
−15ミクロン D)多孔率−62% E)厚さ一8ミル F)灯心速度(cm/24時間)−16より大上記の実
施例から明らかなように、本発明のシート材料はアルカ
リ電池系のためのシート材料として既に市販されている
ものよりも著るしく大きな引張強さを有している。
一
次の点を除けば実施例1の手順を行なった:カチオン性
アクリルアミド含有保持助剤(リチン210、バーキュ
レス社製)を600mし7分の水中で0.05%の濃度
で希釈槽に加えた。アニオン性アクリルアミド保持助剤
(リチン521、バーキュレス社製)を第一の保持助剤
の3フイート下流でsooml/分の水中で0.025
%の濃度で希釈槽中に加えた。
アクリルアミド含有保持助剤(リチン210、バーキュ
レス社製)を600mし7分の水中で0.05%の濃度
で希釈槽に加えた。アニオン性アクリルアミド保持助剤
(リチン521、バーキュレス社製)を第一の保持助剤
の3フイート下流でsooml/分の水中で0.025
%の濃度で希釈槽中に加えた。
生じるシートは実施例1のものと類似の性質を有し、実
施例1のシートよりも約3%多い充填剤を保持すること
が認められた。
施例1のシートよりも約3%多い充填剤を保持すること
が認められた。
及−支−1−1
以下の点を除けば実施例1の手順を行なった:非水膨潤
性ポリビニルアルコール繊維の代りに15%の非水膨潤
性ポリプロピレン長繊維(ハークロン153、バーキュ
レス社製)を用いた。生じた繊維は下記の性質を有して
いた: A〉引張強さ−812,5psi B)単位重量(8/論2)−90 C)最大細孔径−25ミクロン D)多孔率−65% E)厚さ一8ミリ F)灯心速度(aIl/24時間)−16より大本発明
をアルカリ電池工業における好適具体例に関して説明し
たけれども、高い引張強さが望ましい薄い、多孔質の耐
アルカリ性シート材料を必要とする他の電池系又はその
他の工業において、本発明の他の旦億イPを#田寸ス、
”シーh(で虫スさらに、本発明を好適具体例に関して
説明しなけれども、その他の具体化もまた同様な結果を
達成することができる。本発明の変更及び修飾は、この
分野の専門家には自明のことであって、特許請求の範囲
は本発明の精神及び範囲内にあるすべてのかかる修飾及
び同効物を包含するものとする。
性ポリビニルアルコール繊維の代りに15%の非水膨潤
性ポリプロピレン長繊維(ハークロン153、バーキュ
レス社製)を用いた。生じた繊維は下記の性質を有して
いた: A〉引張強さ−812,5psi B)単位重量(8/論2)−90 C)最大細孔径−25ミクロン D)多孔率−65% E)厚さ一8ミリ F)灯心速度(aIl/24時間)−16より大本発明
をアルカリ電池工業における好適具体例に関して説明し
たけれども、高い引張強さが望ましい薄い、多孔質の耐
アルカリ性シート材料を必要とする他の電池系又はその
他の工業において、本発明の他の旦億イPを#田寸ス、
”シーh(で虫スさらに、本発明を好適具体例に関して
説明しなけれども、その他の具体化もまた同様な結果を
達成することができる。本発明の変更及び修飾は、この
分野の専門家には自明のことであって、特許請求の範囲
は本発明の精神及び範囲内にあるすべてのかかる修飾及
び同効物を包含するものとする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シート材料の約30乃至約70重量パーセントのポ
リオレフィン合成パルプ、シート材料の約15乃至約6
5重量パーセントの耐アルカリ性無機充填剤、及びシー
ト材料の約1〜35重量パーセントの少なくとも約0.
25インチの長さを有する長合成繊維を含有して成り、
その中で長合成繊維の少なくとも一部は残余の成分の少
なくとも一部を相互に結合させるように水膨潤性である
ことを特徴とするアルカリ電池系において使用するため
のシート材料。 2、ポリオレフィン合成パルプはポリエチレン、ポリプ
ロピレン又はそれらの組合わせから選択され;充填剤は
二酸化チタン、アルミナ、マグネシア、カリウムチタナ
イト、水酸化ジルコニウム、水酸化マグネシウム又はそ
れらの混合物から選択され;水膨潤性長合成繊維はビニ
ルアルコールの重合体から成り且つ残余の長合成繊維は
非水膨潤性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリ
アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン及びそれらの混
合物から選択される、特許請求の範囲第1項記載のシー
ト材料。 3、長合成繊維は第一の水膨潤性ポリビニルアルコール
繊維と第二の非水膨潤性ポリビニルアルコール繊維であ
る特許請求の範囲第1項記載のシート材料。 4、水膨潤性繊維の量は非水膨潤性繊維の量と等しいか
又はそれよりも少ない特許請求の範囲第3項記載のシー
ト材料。 5、長合成繊維の量は合成パルプの量と等しいか又はそ
れよりも少ない特許請求の範囲第1項記載のシート材料
。 6、シート材料の引張強さは1平方インチ当り少なくと
も400ポンドである特許請求の範囲第1項記載のシー
ト材料。 7、該ビニルアルコール重合体は共重合体である特許請
求の範囲第2項記載のシート材料。 8、該ビニルアルコール重合体はビニルアルコールと塩
化ビニルの共重合体である特許請求の範囲第7項記載の
シート材料。 9、該共重合体は水膨潤性のビニルアルコールでグラフ
トした塩化ビニル骨格を有するグラフト共重合体から成
る特許請求の範囲第8項記載のシート材料。 10、長合成繊維は約1乃至約12のデニールと約0.
25乃至約1.5インチの長さを有する特許請求の範囲
第1項記載のシート材料。 11、約30乃至約70重量パーセントのポリオレフィ
ン合成パルプ;約15乃至約65重量パーセントの充填
剤及び約1〜35重量パーセントの一種又はそれ以上の
長合成繊維から成り、その中で長合成繊維の少なくとも
一部又は全部が水膨潤性であることを特徴とする耐アル
カリ性シート材料。 12、水膨潤性長合成繊維はポリビニルアルコール繊維
、ポリ塩化ビニルと水膨潤性ポリビニルアルコールから
成る共重合体繊維及びそれらの混合物から選択される特
許請求の範囲第11項記載のシート材料。 13、長合成繊維はほぼ同割合の水膨潤性繊維と非水膨
潤性繊維から成る特許請求の範囲第11項記載の耐アル
カリ性シート材料。 14、長合成繊維は水膨潤性繊維と非水膨潤性繊維から
成り且つ水膨潤性繊維は非水膨潤性繊維の量と等しいか
又はそれよりも少ない量で存在する特許請求の範囲第1
1項記載の耐アルカリ性シート材料。 15、長合成繊維は約1.0乃至約12のデニールと約
0.25乃至約1.5インチの長さを有する特許請求の
範囲第11項記載の耐アルカリ性シート材料。 16、シートの約30乃至約70重量パーセントのポリ
オレフィン合成パルプ、シートの約15〜65重量パー
セントの耐アルカリ性無機充填剤、シートの約0.5〜
17.5重量パーセントの水膨潤性長繊維及びシートの
約0.5乃至約17.5重量パーセントの非水膨潤性長
繊維を含有して成ることを特徴とするアルカリ電池中で
使用するための電池セパレーター。 17、ポリオレフィンパルプはポリエチレン、ポリプロ
ピレン又はそれらの組合わせより成る群から選択され;
充填剤は二酸化チタン、アルミナ、マグネシア、カリウ
ムチタナイト、水酸化ジルコニウム、水酸化マグネシウ
ム又はそれらの混合物より成る群から選択され;水膨潤
性長繊維はポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルとポ
リビニルアルコールの共重合体又はそれらの混合物より
成る群から選択され;且つ非水膨潤性長繊維はポリビニ
ルアルコール、ポリエステル、ポリアクリル、ポリアミ
ド、ポリオレフィン又はそれらの混合物より成る群から
選択される特許請求の範囲第16項記載の電池セパレー
ター。 18、シート材料は少なくとも400psiの引張強さ
を有する特許請求の範囲第16項記載の電池セパレータ
ー。 19、水膨潤性長繊維と非水膨潤性長繊維は約1乃至約
12のデニールと約0.25乃至約1.5インチの長さ
を有する特許請求の範囲第16項記載の電池セパレータ
ー。 20、シート材料の約30乃至約70重量パーセントの
ポリオレフィン合成パルプを水と混合し;シート材料の
約15乃至約65重量パーセントの無機耐アルカリ性充
填剤を添加しそして十分に混合してスラリーを形成させ
;スラリーを抄紙機のチェストに移し且つシート材料の
約1乃至約35重量パーセントの長合成繊維を添加し、
その際該長合成繊維の全部ではないまでも、少なくとも
一部は水膨潤性であり;スラリーを室温以上の温度に加
熱して水膨潤性長合成繊維を膨潤させ;スラリーを水で
約5パーセント未満の固体濃度に希釈し;スラリーをウ
ェブ形成装置上に移し;ウェブを形成させそしてウェブ
を乾燥してシート材料を取得する、上記各段階から成る
ことを特徴とするシート材料の製造方法。 21、ポリオレフィン合成パルプはポリエチレン、ポリ
プロピレン又はそれらの混合物から選択され;充填剤は
二酸化チタン、アルミナ、マグネシア、カリウムチタナ
イト、水酸化ジルコニウム、水酸化マグネシウム又はそ
れらの混合物から選択され;水膨潤性長合成繊維はビニ
ルアルコールの重合体から成り且つ残余の長合成繊維は
非水膨潤性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリ
アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン及びそれらの混
合物から選択される特許請求の範囲第20項記載の方法
。 22、一つ以上の陽極;一つ以上の陰極;アルカリ性の
電解質溶液;及びシート材料の約30乃至約70重量パ
ーセントの合成ポリオレフィンパルプ、シート材料の約
15乃至約65重量パーセントの無機耐アルカリ性充填
剤及びシート材料の約1乃至約35重量パーセントの長
合成繊維を含有して成りそして該長合成繊維の少なくと
も一部は水膨潤性であるセパレーター又はインターセパ
レーターとして使用するためのシート材料;を含有して
成ることを特徴とするアルカリ電池。
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