JP2000501877A - 導体金属多孔性シートの製造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多孔性製品、通常金属フォームシートは注文製作される技術的製品として製造される。この多孔性製品は、向上した強度並びにさらに望ましい電気的機械的特性を有する。この製品は可撓性でストリップ（１２）形態のポリマーフォームシートであり、このストリップ（１２）は、長手方向に製造され、その製造方向以外の方向に伸長される。この多孔性製品は、通常の製造の形態において異方性を有し、これは少なくともほぼ等方性の形態に伸長される。この製品は、伸長方向と異なる方向性の孔を有するように形成することもできる。よって、例えば、ポリマーフォームから準備されたオープンセル型金属フォームとして、高度な一様性および性能において製作され、熱的電気的に導電性を有し、強度および耐久性を有するように製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 導体金属多孔性シートの製造 技術分野 本発明は、高電流密度、高容量特性を有する電池の電極のマトリックス材料と して機能することができる金属フォームを含む多孔性製品の製迭装置およびその 製造方法に関する。多孔性製品は、通常、金属フォームシートである。 背景技術 網状多孔性材料、通常、網状金属フォームは、ストリップ形状の連続的な方法 で製造される。網状フォームは、電池の電極を製造する際に使用され、フォーム は、活性材料で充填されるオープンセル型金属フォームである。 オープンセル型金属フォームとして網状フォームを連続的に準備する工程にお いて、非導電性ポリマーフォームは最初、一部に導電性を備えている。つぎに金 属フォームは、電気めっきによって中間製品から製造される。例えば、米国特許 第４，２５１，６０３号において、フォーム樹脂をカーボンブラックでコートし 、ワット槽でコートされた樹脂をめっきする方法が示されている。この最初にフ ォーム形成された樹脂は、熱分解によって除去され、通常、その結果できた構造 が焼きなまされる。 めっきしている間に樹脂のスポンジを引くことによって、電気めっきされた材 料の長いストリップが製造される。スポンジ上の多孔性マトリックスは、ほぼス ピンドル形状の開放孔である。細長い孔のマトリックスを使用する電極は、高密 度の充填活性材料の容積を有するが、電池タイプの最適な条件を提供するために 必ずしも有効ではない。このような特に多孔性金属フォームのような網状フォー ムを提供する際の問題は、フォームに関する効率、連続生産並びにめっきの厚さ の均一性を含む。これらの問題は、米国特許第４，３２６，９３１号において示 されている。この特許は、ほぼ一様な電流密度および金属堆積を達成するために 非導電性多孔性フォームを処理する連続的な方法を示している。これを達成する ために、この特許は、一連の電気めっき槽を通して除去することができる。しか し、この特許において最初の電気めっき槽でドラムカソード上の金属めっきの有 害な堆積が生じることが認められる。 米国特許第５，０９８．５５４号において、一連のめっき領域、すなわち、第 １の領域が電気めっき領域に浸けられる第１の陽極を有する連続的な方法が示さ れている。第１の陽極、例えば、ドラムは、電気めっき漕の外側に配置され、浸 けられた陽極を有する第１のめっき領域を画定する。この配置を使用することに よって、ロール陽極は金属ではめっきされないことが示されている。これは、め っきストリップの表面粗さを無くすことができ、陽極ロールをクリーニングする 必要性が減少することによって、この方法の効率が増大する。 よって、網状金属フォームマトリクスを使用する高密度、高容積バッテリのよ うな製品を製造する場合、電極マトリクスを供給するめっきされた金属多孔性シ ートを連続的に効率よく製造する方法について多くの努力がなされる。しかしな がら、このような電池電極のシートは、承諾可能な引っ張り強度を必要とする。 これは、金属多孔性シート内の充填剤の水酸化ニッケルのような活性物質を適用 するためである。シートに関する引っ張り強度の必要性は、米国特許第５，３０ ０，１６５号に示されている。この特許において示されるように、必要な引っ張 り強度に関して厚いめっきが必要とされるとき、金属多孔性シートを一様な厚さ にするときに困難性が生じる。フォーム樹脂シートの電気めっきは、電池電極の 用途に必要な所望のパラメータを提供しないようにこの参考例によって示されて いる。電池の電極として機能するとき、マトリックスの割れが生じないことと組 み合わされて、プラス電極マトリックス製造効率と、必要な引っ張り強度の必要 性とに合致するために、この特許は、層が形成されたシートの方法を使用するこ とを示している。この層は、フォームシート層と、不織布シートと組み合わされ たメッシュシート層とを組み合わされたものである。その結果として製作された 製品は、異なる種類の所望の多孔性シートを薄いシートに形成することによって 達成することができる。 例えば、高密度、高容量の電池の電極を準備する際に使用することができるス トリップ形状のスポンジ状多孔性製品を連続的に効率よく製造する必要がある。 所望の電気的な特性を有するだけでなく、機械的な強度を向上させるためにこの ような製品を準備することが望ましい。自由である間、製品を製造している間、 最終的な製品を準備するために、異なる種類の一連のシートを薄いシートに形成 する複雑性からこのような製品を製造することが最も望ましい。 発明の概要 本発明は、高電流密度、高容量特性を有する電池電極のマトリクス材料として 機能することができる金属フォームを含む多孔性製品の製造方法に関する。通常 、金属フォームシートの形の多孔性製品は、引っ張り強度および割れ抵抗を向上 させ、これらの特性を有するようにさらに容易に機械加工される。さらに、それ らは所望の熱的および電気的導電性および過塑性を呈する。本製品は、充填され 、電池の電極として機能するとき、長期間のサイクル寿命および高いレートの放 電性を呈する。 １つの側面において、本発明は、再形成された形状を維持する多数の孔を有す るフォームの開放セル型三次元網状シートのストリップであって、長手方向に所 定の長さを有し、横方向に所定の長さを有し、長さが幅より長いシートのストリ ップを製造する製造方法において、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップをコーティング成分でコートする工程と、 （ｃ）前記コートされたフォームストリップを横方向に伸長し、横方向に孔の 直径を細長くし、前記コートされたフォームストリップに横方向の伸長を付与す る工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長を維持しながらコートされたフォームストリップを加 熱し、横方向に伸長した位置で前記コーティングおよびフォームストリップを乾 燥する工程と、を有するストリップの製造方法に関する。 さらに、本発明の方法は、伸長する工程と、加熱する工程と、次にフォームス トリップをコートする工程に関する。各々の動作はここに説明したような動作で ある。さらに、本発明は、伸長およびコーティングの方法に関し、この伸長工程 は、ここに説明するようにフォームストリップを加熱する工程が続く。 他の側面において、本発明は、再形成された形状を維持する多数の孔を有する フォームの開放セル型三次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定 の長さを有し、横方向に所定の長さを有し、長さが幅より長いシートのストリッ プを製造する製造方法において、 （ａ）それらの直径によって決定されるような長手方向に異方性の寸法である 孔を有する長手方向に前記フォームストリップを製造する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップを製造の方向以外の方向の伸長位置に前記フォ ームストリップを拡張し、それらの直径によって決定されるように前記孔を伸長 する工程と、 （ｃ）前記フォームストリップを伸長位置に保持する工程と、 （ｄ）前記伸長位置に前記フォームストリップを硬化する工程と、を有するス トリップの製造方法に関する。 さらに他の側面において、本発明は、長手方向のストリップ方向にフォームス トリップを形成するフォームストリップ製造装置と、生産の長手方向の横断する 方向にストリップを伸長するフォームストリップ伸長装置とを有する網状フォー ムのストリップを準備する装置に関する。 また、本発明は、長手方向に所定の長さと、横断方向に所定の幅とを有し、そ の長さは、幅よりも大きく、フォームストリップは、長手方向に製造され、上述 した方法で横断方向に伸長される。 他の側面において、本発明は、活性材料の充填材料を有し、上述した方法で準 備された網状の多孔性電池に関する。 図面の簡単な説明 本発明の他の特徴は、添付図面を参照して次の明細書を読むことによって本発 明が関連する当業者に明らかになる。 第１図は、網状多孔性ストリップを横断方向に伸長する装置を含む装置の部分 断面正面図である。 第２図は、ストリップに横断方向に伸長するスパイクによってサイド縁部で貫 通した多孔性ストリップの斜視図である。 本発明を実施する最良の態様 導電網状形のストリップとして製造された多孔性製品は、一連の拡張可能な基 板材料を有する。有機または無機開放セル材料を含むポリマーフォームが含まれ る。また可撓性紙または木製製品を含む合成またはポリマーフォームおよび革も 有効である。好ましくは、基板材料は、開放した相互に接続されたセルを有する 材料である。本用途の目的において、この明細書で使用する用語の“網状フォー ム”は、このような基板材料のすべてを含む。 本発明で製造した製品は、“多孔性製品”と称される多孔性品、簡単に“フォ ーム”と言うことができる。この多孔性製品は、連続的に接続されたストランド を有する開放セルの三次元製品が好ましい。これは、“開放相互接続セル”を有 する製品と称される。しかしながら、他の多孔性製品、例えば、オープンセルで はなく、連続的に接続されたストランドではない製品は、本発明の範囲内と考慮 される。多孔性製品は通常シート形態であり、すなわち、その幅または長さ以下 の厚さを有する。さらに詳細には、製造される製品は、ストリップ形であり、製 品の幅以下の厚さと、製品の長さ以下の幅とを有する。しかしながら、本発明は 、他の形態の多孔性製品、例えば製品の形態が正方形の断面を有する多孔性製品 であるログ形態の多孔性製品にも関する。このような製品において、幅と厚さは 同じであり、少なくともストリップ製品の場合と同じかそれ以上であるが、本製 品は、その幅またはその厚さ以上の長さを有する。 本発明は、製品が長手方向に所定の長さを有するストリップ、またはログまた は同様の形状の多孔性製品を製造する製造方法に関する。この方向は、便宜上” 機械製造”方向と称することができる。通常、ストリップ形態のフォームは、丸 太またはロールパンのように製造される。これは、丸太またはロールパンが回転 されながら、層を形成するようにはがされる。この回転してはがすことによって 、フォームは、ストリップとして機械フォームから現れる。結果として生じるス トリップは、長手方向に所定の長さを有し、横方向に所定の幅を有し、このよう な製造方法によって、フォーム内に長手方向の伸長部分を有する。例として、数 ミリメートルのみに測定されるような小さい寸法の厚さを有する機械製造ポリウ レタンフォームは、５０．４ｃｍないし２０３．２ｃｍ（２０ないし８０インチ ）台の横方向の幅を有し、３０５ｍ（１，０００フィート）台と同じように走行 することができる連続的な長さで製造される。 使用される有効な網状ポリマーフォームは、ポリエーテルポリウレタンフォー ムまたはポリエステルポリウレタンフォームを含むポリウレタンのようなポリマ ーフォーム、ポリエステル、ポリプロピレンまたはポリエチレンのようなオレフ ィンポリマー、ビニルおよびスチレンポリマーおよびポリアミドを準備するため に使用される。市販されている有機ポリマー基板の例は、ポリエーテル、ポリウ レタンフォームおよびポリエステルポリウレタンフォームを含むFoamexインター ナショナル社によって市販されているポリウレタンフォームを含む。 通常、ポリウレタン機械製造フォームのような製造されたフォームは、長手方 向に異方性の寸法である孔を有することが分かった。この孔は通常、楕円であり 、それらがフォームの幅または横断方向よりも、フォームの長手方向において長 い直径を有する。よって穴の楕円の長い直径は、フォームの長手方向の寸法に対 応する。本発明によって、異方性の方向とは無関係に、多孔性製品は、この異方 性に衝撃を与えるために伸長される。フォームが機械製造され、長手方向の長い 穴の直径で異方性の寸法を有する場合、伸長は、直径が少なくともほぼ等方性で ある穴の直径を提供する。その伸長の後、これらの穴はさらに球形であり、断面 において少なくとも基本的に円形である。よって、例えば、長手方向に決定され たような最初に機械製造された向上した引っ張り強度を有する楕円形の穴のフォ ームは、少なくともほぼ等方性の直径の穴を形成するように伸長することによっ て、横方向および長手方向の双方において少なくともほぼ等しくすることができ る引っ張り強度を有する。 さらに、本発明によれば、穴の形状の向きを再び変えるように形成することは 、伸長方向において細長い直径を有する穴を提供する。よって、それらは、最初 は長手方向に所定の長さを有する楕円の孔が、横断方向に所定の長さを有するよ うに楕円の向きが変わるように伸長される。例えば、機械製品のようなポリマー フォームのストリップが長手方向に細長い孔の直径を有する場合、横断方向の伸 長の後、このようなストリップは、フォームの横断方向の細長い孔の直径を有す る。 本発明は、製造中にこのような穴の向きを決定するだけではなく、製造技術に おいて向きが変化したフォームを保持し、維持することに関する。さらに詳細に 以下に説明するように、このフォームは、フォームの向きを変えることができ、 孔の向きを硬化することができることが判り、これはこの明細書で使用される穴 の向きを保持し、維持することを意味する。例えば、横方向に伸長した形のフォ ームは、その伸長を維持することができ、フォームは適用されたコーティング成 分を有し、乾燥動作を通して前進する。伸長のこのような保持は、コートされた フォームが電気めっきのような他の動作を通して前進した後、維持される。この ような動作の代表例は以下にさらに詳細に示される。 代表的なポリウレタンフォームのようなフォームは、所定の幅の範囲内で１イ ンチ（２．５４ｃｍ）当たり平均的な穴を有し、通常、１インチ（２．５４ｃｍ ）当たり約５ないし約１２０の平均の数を有する。１インチ毎に穴の平均的な数 は、用途によって異なる。例えば、ニッケルカドミウムの電極基板においては、 １インチ（２．５４ｃｍ）当たり約４０ないし約１１０の孔を有するポリマーを 使用することが望ましい。例えば、エンジンピストンヘッドにおいて、１インチ （２．５４ｃｍ）当たり約７ないし約４５の孔を有するポリマーを使用すること が望ましい。 本発明において、多孔性製品は、電気めっきにおいて必要条件であるようなあ る導電性を備えている。この明細書で使用する導電性という用語は、“多孔性製 品”として使用するとき、少なくとも部分的な導電性を有する製品を意味する。 多孔性製品は、ラテックスグラフィトを用いたコーティング、銅またはニッケル のような金属でのめっき、導電性塗料、例えば、銀の粉末または銅の粉末のよう な金属粉末、炭素粉末を含んだ塗料でのコーティング、金属の真空堆積のような 多数の公知の手順を使用して“導電性”が付与される。１つの適当な電気めっき 方法が、ＥＰＯ出願公開0071119に示されている。便宜上、ラテックスグラファ イト、並びにカーボンブラック、特にコロイダルディスパージョンのようなカー ボンブラックを含む塗料は、まとめて“カーボンブラックの伝導性コーティング 合成物”と称される。ラテックスグラファイトでコーティングすることによって 導電性とされたポリウレタンフォームは市販されており、Foamexインタナショナ ル社によって市販されている。これらのフォームは、約０．００６×１／オーム センチメートルの導電性を有する。 カーボンブラックのコロイダルディスパージョンの塗料合成物でコートされる フォームを硬化する場合のような加熱段階を含む、導電性として処理されるフォ ームは、本発明において特に興味を引くものである。これらのフォームは、通常 、 フォーム製造工程、フォームコーティング工程および塗布されたコーティングを 硬化するために加熱工程の代表的な方法を通して処理された。しかしながら、他 の処理も本発明で使用できると考慮される。例えば、コーティングの塗布の前の フォームの加熱処理、通常、めっき動作における加熱を使用することなくめっき によるフォームのコーティングが考慮される。さらに、フォームのコーティング および塗布されたコーティングを硬化するための加熱工程を含む代表的な処理に おいて、横断方向のフォームの伸長はフォームコーティング工程と加熱工程との 間で行われる。しかしながら、他の手順、例えば、コーティングおよび加熱の前 のフォームの伸長なども実施可能である。 フォームコーティングおよび塗布されたコーティングを硬化するための加熱を 含む代表的な処理を第１図を参照して説明する。第１図において、多孔性製品の ストリップ１２は、図示しない供給源から最初の支持ロール１４上をコーティン グタンク１８に送られる。タンク１８は、コーティング槽２２で水準２０に維持 される。コーティング槽２２は、コーティングを塗布することができる液体化合 物を含む多数のコーティング槽であり、最初の導体フォームストリップを準備す るためのものである。第１図の目的に関して、ストリップ１２の長手方向は、図 面の左から右を向いており、これはストリップ１２の機械製造方向である。 ストリップ１２はコーティング槽２２を通って前進し、ストリップ１２は、ス トリップ１２とコーティング槽との間の接触を完全なものにするために漕に浸け られる。コーティング漕から再び現れるとき、コートされたストリップ１２は、 一対の圧力ローラ６ａおよび６ｂを通過し、このローラ６ａおよび６ｂは、コー トされたストリップ１２から過剰なコーティング化合物を除去するためにストリ ップ１２に圧力を加える。 ストリップ１２が圧力ローラ６ａ，６ｂから出るとき、それは、スプレッダ装 置２６に向かって前進する。この装置２６は、一対のベルトローラ２８，２９の 回りを走行するベルト２７を有する。ベルト２７の外面は、一連のスパイク３０ を支持している。これらのスパイク３０は、コートされたストリップ１２の外側 の横方向の縁部に沿ってストリップ１２に穴をあける。さらに、スプレッダ装置 ２６を設けることによって、スパイク３０は、コートされたストリップ１２に横 方向の伸長を付与することができる。 コートされ伸長されたストリップ１２は、一対の選択可能な配置ローラ３２ａ および３２ｂの間を前進し、その後、炉３３内を前進する。炉３３は、コーティ ングを乾燥または硬化するか、またはその双方において使用され、コーティング は、コートされ伸長したストリップ１２に含まれる。炉３３を通過した後、乾燥 して硬化したコーティングを含む伸長したストリップ１２は最終的な支持ロール ３４上を通過する。ストリップ１２は、それ以上の動作、例えば図示しない電気 めっき槽に前進する。 さらに第２図を参照すると、多孔性ストリップ１２は、（図示しない）スプレ ッダ装置のスパイク上を前進する。スパイク３０は、ストリップ１２の横方向縁 部を通って直線状に突出する。この装置の構成は、ストリップ１２の各縁部でス パイク３０のラインがストリップ１２の横方向のストリップ１２を拡張する。 図面に示した拡張装置は、幅出しフレームの性質であるように示されているが 、他の装置も適当であることは理解すべきである。例えば、ストリップ１２の横 方向縁部において沿って配置され、各縁部でチェインを備え、ストリップ１２の 各縁部の上に１つ、下に１つを有する対向した対として配置されたスプレッダチ ェインは、各縁部でストリップ１２をしっかり把持し、縁部から縁部に伸長する 方法で追跡することによってストリップ１２に横方向の伸長を付与することがで きる。スプレッダチェインは、多孔性ストリップ１２を把持するスパイクを備え ており、このチェインは、ストリップ１２の上下に対とはなっていないで、スト リップの縁部の下にのみ配置される。また、フォームの粗い表面が、織物面、特 に織物パイル面をつかむことができる小さいフックの粗い表面のように作動する 場合、このような特性は、伸長装置において使用される。よって、ストリップ１ ２の上下で対になっており、ストリップの各縁部でリボン対を備えた織物スプレ ッダは、ストリップ１２を把持するためにストリップ１２上を押す。スプレッダ チェインを有する場合のように、織物スプレッダリボンは、伸長する方法で収縮 し、ストリップ１２で横断方向に伸長する。フォーム製品に対して横断方向の伸 長を与えるために使用される他の装置は、１つまたはそれ以上のボウロール、螺 旋溝ロール、並びにスラットエキスパンダまたはそれらの組み合わせを含む。 第１図に示すように、本発明によるフォームの伸長は、例えば、コーティング の合成物を付与し、次にフォームストリップ１２を加熱することによって伸長す る一連の動作で行われる。さらに、それらの動作を組み合わせることができる。 例えば、幅出しフレームの性質の第１図に示されるような伸長装置は、フォーム がコートされるときにフォームを伸長するためにあるコータとともに使用するこ とができる。しかしながら、前述したような他の伸長装置は、組み合わされた動 作において有効である。これは、スプレッダ装置２６と関連してまたはそれと交 換して使用される他の装置であってもよい。 多孔性製品が第１図に示されるような処理方法において伸長される場合、すな わち、コーティング組成分が塗布される場合、または多孔性製品が他の処理方法 において処理される場合、例えば、コーティング塗布および伸長がともに行われ る場合、製品は連続した加熱動作を通して伸長形態に保持することができると考 慮される。この場合、ストリップ１２は、伸長装置で維持することができ、伸長 状態で炉３３を通って連続する。導電性を付与するためにコートされ、導電性を 与えるためにコートされた代表的なポリウレタンフォームおよびコートされたフ ォームが加熱された場合、このようなものは通常、１２1℃ないし２６0℃（約２ ５０°Ｆないし５００°Ｆ）の範囲内での温度で処理することができる。炉３３ において、コーティングの加熱は、伸長を設定するためにコーティングのクロス リンク剤を硬化することによって、それがスプレッダ装置から解放された後、ス トリップ１２を伸長形態で設定することができる。フォームがコートされる任意 の動作において、コーティングは、ストリップ１２を伸長する装置から解放した 後、ストリップ１２を伸長形で保持するために特に有利である。コーティングは 、最終的なフォーム製品に伸長状態で強度を付与する助けとなり、それによって 伸長フォームに設定されたフィルムをつくる助けとなる。 理解されるように、加熱は塗布されたコーティングを硬化するだけではなく、 単に乾燥するために、例えば、フォーム製品のように濡れたフォームを乾燥する ために、または単に乾燥すべきコーティングによって濡れたフォームを乾燥する ために使用されるが、塗布されたコーティングを硬化するための加熱は必要では ない。液体コーティング組成分がストリップ１２に適用され、濡れたストリップ １２が乾燥のみをする必要がある場合、それにもかかわらず、ストリップ１２は 、コーティングを乾燥するために常に加熱される。これは、効率的な動作である 場合である。伸長とコーティングが連続し、液体コーティング成分が使用される 場合、伸長の前にコーティングを乾燥する場合、フォームは、伸長前で乾燥の後 に接触するために湿気を有するままであることが好ましい。 導電性フォームを得るために液体コーティング組成分を塗布することは特に有 効であるが、他のコーティングを適用することも考慮されることは理解すべきで ある。例えば、塗布されたコーティングは、塗布された粉末コーティングのよう に乾燥されたコーティングである。上述したように、液体コーティング組成分は 、塗布されたコーティングを硬化するため大気温度で乾燥された空気であるばか りでなく、熱を必要とするものを含む。通常、液体コーティング組成分は、適当 な塗料、例えば、塗料または下塗りを含む。このような塗料は、固着剤に顔料を 含み、着色されない、例えばセルロースラッカーである。この塗料は、通常水を ベースとした、例えば、ラテックスまたは水溶性樹脂、または用材プラス水をベ ースとしたアルコールプラス水をベースとしたものである。 他の動作を通してフォームを伸長状態に維持する手順は、特に上述したものに 加えてそれを種々の工程の動作に形成する。例えば、電気めっき並びに硬度の調 節を通してスプレッダチェインによって電気めっきされたフォームを所定の位置 に保持することが考慮される。さらに動作の組み合わせは、伸長が動作の必要不 可欠である場合、フォームの伸長が行われるときコートされないフォームのよう な加熱を含む。この場合、伸長装置は、炉の中に設置される。さらに組み合わせ 動作は、電気めっき装置において螺旋溝ロールまたは曲がったロールのようなス プレッド装置を使用した電気メッキを含む。 多くのこのような動作において、例えば、濡れたフォームの乾燥、または塗布 されたコーティング組成分の硬化において、フォームがもし所定の場所に保持さ れない場合には、横断方向において最も顕著なように収縮を呈する。これは、炉 の乾燥において強制的に空気を循環することを使用するとき炉で生じる。よって 、炉３３におけるように、もし、シート１２が炉３３を通して単に所定の形状に 保持される場合には、シート１２の伸長、すなわち、非収縮がある。この明細書 で 使用する“伸長”という用語は、“横方向に伸長”というような場合に、乾燥の ような動作を通して収縮しないで所定の形状を維持することも含む。多孔性製品 が保持されないが、第２図に示すような方法で伸長される場合、すなわち、多孔 性シート１２が横方向に伸長することは、“正の伸長”等と称される。このシー ト１２が代表的なオープンセルの市販されたポリウレタンフォームである場合、 横方向の正の伸長は、約５％から約４０％台までである。よって、約７１ｃｍ（ 約２８インチ）の幅を有するストリップ１２は、それがコータ１８を通過すると き、それが炉３３に前進するとき約７４ｃｍ（約２９インチ）から１０１ｃｍ（ 約４０インチ）まで変化する正の伸長幅を有する。代表的なポリウレタンフォー ムにおいて、それらの直径によって決定されるように長手方向に異方性を有する 寸法である場合において、約５％未満の正の横断方向の伸長は、少なくともほぼ 等方性の穴を形成するためには十分ではない。しかしながら、少なくとも約５％ のこのような最小限の正の伸長は、長手方向にォームの引っ張り強度を減少する ことなく横方向に引っ張り強度を増加するように構成されたフォームを提供する ことができる。有利には、このような代表的な市販されているポリウレタンフォ ームが直径がほぼ等方性である孔を形成するように横方向に正の伸長を行うよう にされる場合、伸長は、約１５％ないし約２０％台である。 通常、このようなシート１２の正の横方向の伸長は、約４０％を越えない。こ の４０％の基本的な最大の横方向の伸長は、伸長の前にフォームの長手方向の細 長い直径を有し、横方向の伸長の後に、フォームの横方向の細長い直径の孔を有 する代表的なポリウレタンフォームを形成することができる。よって、フォーム は横方向にフォームの潜在的な引っ張り強度を最大限にするためにこのような最 大限の引っ張りによって形成される。この引っ張り強度は、横方向の伸長と称さ れるが、多孔性製品が丸太のような性質がある場合、一例として、伸長は、多孔 性製品を引っ張るために実行可能な方向である。 多数の用途において、硬化したコーティングを有する伸長した多孔性製品は、 銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、すず、鉄またはそれらの合金のようなもので電 気めっきされる。その結果生じる電気めっきフォームが電池電極のマトリックス として後に使用される場合、めっきされた構造は、熱分解または燃焼される。熱 分解または燃焼は、最初の網状材料を燃焼することによって、例えば、基板ポリ マーフォームを燃焼することによって分解または除去するために行われ、カーボ ンブラックのコロイダルデスパージョンからのフォーム上のコーティングを除去 することができる。通常、熱分解は、数分間、例えば１−５分の間に約５００℃ から約９００℃の範囲で温度を導入するが、最初のマトリクス材料に依存して３ 時間までの長い熱分解時間も使用することができる。このような手順は、例えば 、導電性を改良するために従来の焼きなまし技術を使用して焼きなますことが行 われる。例えば、もし、電気メッキがニッケル電気メッキである場合、６−１２ 分くらいの数分の間に８００℃ないし１２００℃までの水素環境で行われるが、 約３０分までの長い時間を使用することもできる。最初の導体フォーム、並びに 次の熱分解および焼きなましのニッケル電気めっきの手順は、米国特許第５，０ ９８，５４４号に一例として示されている。 多孔性製品がオープンセル型の網状金属シートである場合に、それは電池の電 極の製造に使用することができる。オープンセル型のフォームを使用するとき、 均一にめっきされたシートが達成される（シートの厚さ方向への均一性）。シー トの表面領域のセルストランドとシートの中央部分のセルストランドとの間のめ っき金属の比は変化する。これは、最内端の繊維めっき堆積厚さに対する最外端 の繊維めっき堆積厚さの比として表現される。この比は堆積厚さの比と称され、 また厚さの差の比、すなわちＤＴＲと称される。網状金属フォームの準備された シートは、１：１と同じようなＤＴＲを有するように考慮される。それらは、例 えば、米国特許第３，６９４，３２５号において、１．０５：１と同じ程度のＤ ＴＲを有するように示されている。 本発明は、コートされるシートがめっきシート、特にニッケルカドミウム電池 のニッケル電極、またはニッケル金属のハイドライド電池のニッケル電極、また はリチウムイオン電池の電極基板を準備する際に使用することができるニッケル めっきシートに処理されるときに特に有効である。従来のようにこの用途のニッ ケルシートは、１インチ当たり５０−１２０個の多数の孔、約０．５ｍｍないし ３．０ｍｍ台の厚さ、９０−９５％の多孔性を有する。このような網状金属シー トにおいて、ＤＴＲは、約１：１ないし３．５：１の範囲内で変化するが、それ は上述したような５：１以上である。１平方メートル当たり約２００−１，００ ０グラムの範囲内のめっき重量を支持するこのようなシートから製造されたニッ ケル電極は、米国特許第５，３４，４９１号に説明されている。ここに説明した ように、網状ニッケルシートは、約２００ミクロンないし約４５０ミクロンの範 囲の表面の孔の直径を有するが、それらは例えば、５００−１３００ミクロン以 上に大きい。電極を準備する場合において、そのシートは、カドミウムのような 活性材料、または“ペースト”または銅、ニッケル、すなわち、Ｎｉ（ＯＨ）₂ 、亜鉛、コバルト、鉄またはそれらの合金の１つまたはそれ以上の水酸化物で充 填される。リチウムイオン電池において、シートは、カーボン挿入合成物のペー ストで充填することができる。 前述したように、本発明は、所望の方向に向上した引っ張り強度を有する製品 を製造するだけではなく、製品の孔の大きさを取り決めるために有効である。さ らに追加的な特性をも達成することができる。例えば、電極基板として有効な開 放セル網状ニッケルシートは、修正された抵抗性を有する。よって、製品は、機 械製造された代表的なポリウレタンフォームの製造によって開始される場合でも 、本発明による連続的な動作は、長手方向および横方向の双方に同様な抵抗性を 有するニッケルシート電極基板を提供することができる。この特性は、望ましい 。なぜならば、一様な電流パターンを提供し、例えば、高速放電中に活性材料を 一様に使用する。 次の例は、本発明を実施する方法を示すが、本発明を制限するものと解釈すべ きではない。 例１ Foamex国際社から市販されているＺ−１１０級のポリウレタンであるストリッ プ形態の市販されている柔軟な開放セルフォームが使用された。約６メートルの 長さのストリップのサンプルは幅が７３ｃｍ）厚さが１．６５ｃｍである。それ は１平方メートル当たり５０グラムの重量を有する（ｇ／ｍ²）。それは半導体 フォームを準備する目的でカーボンブラックのコロイダルディスパージョンを含 むトラフでコートされる。コーティングトラフから除去されるとき、現れるフォ ームストリップサンプルは、過剰なコーティング成分を除去するためにローラを 通して送ることによって絞られる。 結果としてコートされたフォームがこれらのローラから現れたとき、押出しフ レームに送られる。このフレームは２列の平行なスパイクを有し、各列はフォー ムの前方に伸びており、フォームの各側に1つの列が配置されている。出て来た フォームは、フォームを伸長し、それをスパイク上にひくために横方向に手で引 かれる。スパイク上に保持された横方向に伸長されたフォームは、３３０゜Ｆ（ １６６℃）に維持された炉を前進し乾燥される。フォームは、約８．５分にわた って乾燥炉中に維持され、約１６６℃（約３３０゜Ｆ）のフォーム温度を達成す る。炉から出たときに、伸長したフォームは冷却される。冷却したとき、最初に ７３ｃｍの幅を有するフォームは、７９ｃｍまで伸長されることが判った。さら に平均の厚さは、１．６５ｍｍの元の厚さに比較して１．６２ｍｍであることが 判った。 初期の導電性を有するフォームは、米国特許第５，０９８，５４４号の連続的 なメッキ装置で電気めっきされる。電気めっきは、１分毎に３．５インチ（８． ９ｃｍ）の直線速度で行行われる。電気めっき槽は、約3．７のｐHおよび約6０ ℃の温度に維持されたニッケルサルファメート漕である。ニッケルめっきフォー ムは、空気中で２分間７７５℃で熱分解し、水素中で７．２分の間９５０℃の温 度で焼きなまされる。これはポリウレタンフォームを除去し、オープンセル金属 ニッケルフォームを提供する。 ２．５４ｃｍと１５ｃｍ（１インチと６インチ）との寸法の網状ニッケルフォ ームのサンプルは、引っ張り強度試験においてTinius0lsenシリーズ１０００の 張力テスタに挿入される。６つのサンプルを試験した結果は、５．１０のニッケ ルフォームにおいて、２０ミリメートル当たりのキログラムとして表現され（ｋ ｇ／２０ｍｍ）た長手方向の引っ張り強度を示す。４．１４ｋｇ／２０ｍｍのフ ォームにおいて平均の横方向の引っ張り強度を示す。これは、伸長しないフォー ムの通常の製品において２．８ｋｇ／２０ｍｍの横方向の引っ張り強度と比較し 、横方向の強度は、４８％増加する。 引っ張り試験において、サンプルは伸びが評価される。伸びにおいて、サンプ ルは、引っ張り試験装置で伸長され、伸びはミリメートル単位で破壊される前ま で伸びる距離である。横方向に伸びた距離において、ニッケルフォームサンプル が試験され、長手方向の伸びは、８．２１ｍｍであり、横方向の伸びは１３．９ ｍｍである。 またサンプルは、４点プローブ抵抗測定技術を使用して試験される。この試験 において、１５．２ｃｍ×２．５４ｃｍ（６インチ×１インチ）が使用され、距 離は、その接点の間で９．７ｃｍ（３．８１インチ）である。ミリオームの抵抗 は、接点の間に１アンペヤの電流を通過する際の電圧低下を測定することによっ て得ることができる。ニッケルフォームサンプルを横方向に伸長する場合、この 抵抗は、長さ方向に１３．１ミリオームであり、横方向に１６．７ミリオームで ある。この図面は、１．２８のサンプルの抵抗比を示す。 伸長したニッケルフォームのサンプルは、堆積厚さの比（ＤＴＲ）において評 価された。この評価は、米国特許第５，３７４，４９１号の例１に示した手順に よって行われ、その内容は、参照によって組み込まれる。このテストの結果とし て、フォームのＤＴＲは、２．９：１であることが判った。まためっきサンプル は、１インチ毎の穴について評価した（ｐｐｉ）。またこの評価は、米国特許第 ５．３７４，４９１号のサンプル１に示されている方法によって行われる。この ような評価の結果として、ニッケルフォームの１インチ当たりの穴は、ほぼ６５ −７０の平均の通常のめっきフォームと比較して５４（２つのアンプルの平均） であるこどが判った。 例２ ここでは、ストリップ形態の市販されている柔軟な柔らかい開放セルフォーム を使用した。それは、Ｆｏａｍｅｘインターナショナル社から市販されているＺ −７５級のポリウレタンフォームであり、１インチ（２．５４ｃｍ）についてほ ぼ４５の孔を有する。この例１において、このフォームは、コロイダルディスパ ージョンでコートすることによって半導体の形態で準備された。このフォームス トリップは、１６５℃（３３０°Ｆ）で乾燥する前に、押出しフレームでほぼ１ ０％横方向に伸長される。その結果のフォームは、例１に説明された方法で電気 めっきされ、熱分解され焼きなまされたニッケルである。 結果としての網状ニッケルフォームのサンプルは計量され、伸長しないウレタ ンフォームにおいて４４ｇ／ｍ²の重量に比較して５０６ｇ／ｍ²の平均重量（６ つのサンプルの平均）を有することが判った。またサンプルは、測定され、最初 のフォームウレタンストリップにおいて元の１．６ｍｍと比較して（６つのサン プルの平均）、ニッケルフォームにおいて１．５６ｍｍの厚さを有することが判 つた。 サンプル１に説明した方法において、サンプルは、１インチ当たり（１ｂ／ｉ ｎ）のポンドで表現された引っ張り強度で試験され、伸びにおいて試験される。 このような試験の結果から、ニッケルフォームの長手方向および横方向の双方に おいて、以下の表に報告されるような結果が記録された。以下の表には比較され るニッケルフォームの平均の伸びと引っ張り強度が報告され、この場合、最初の ポリマーフォームは横方向において伸長されない。すなわち、比較ニッケルフォ ームは、ポリウレタンフォームの横方向の伸びがない前述した手順から生じる通 常の製品であり、この製品は、１．６ｍｍの厚さの同じＺ−８０のポリウレタン フォームで初期化される。 表1 平均引っ張り強度（１ｂ／ｉｎ） 平均の伸び（ｃｍ） 長さ 幅 長さ 幅 比較フォーム １７ １０ ０．８ｃｍ １．８ｃｍ 本発明のフォーム （１０％の伸び） １５．８ １３．７ １．５４ｃｍ １．５ｃｍ 上記表から判るように、横方向の伸長は、長手方向並びに横方向の双方におい て同じ伸びを有するニッケルフォーム製品を提供する。さらに、このような横方 向の伸長から長手方向の金属ニッケルフォームの引っ張り強度は、横方向の引っ 張り強度より１．１５倍大きい。これは、比較製品の値より１．７倍大きい。さ らに、金属ニッケルフォームのサンプルは抵抗についてもテストされた。このテ ストは、例１に述べた方法で行われる。本発明のフォームにおいて、長手方向の 平均抵抗は、１３．８ｍオームであり、横方向において１５．ｌｍオームである 。これは１．１０の抵抗比を提供する。比較すれば、通常の比較製品のこのよう な比は、約１．７と予測される。 例３ これらは例２に詳細に説明されたストリップ形態のＺ−７５のポリウレタンフ ォームである。このフォームから、カーボンブラックのコロイダルディスパージ ョンでコートした後、乾燥前を除いて例２に示すような金属ニッケルフォームを 製造し、約１５％の横伸長をしながら前進する。 結果として生じる網状ニッケルフォームからのサンプルは、長手方向および横 方向の双方において平均の引っ張り強度および平均の伸びについて、並びに例１ に説明したような方法で平均抵抗について試験した。この試験の結果は、以下の 表２で報告された。また表２には金属ニッケルフォームである比較製品のサンプ ルに関する試験の結果がある。この比較製品は、１．６ｍｍの厚さを有する同じ 市販されているウレタンフォームで初期化される。比較製品ならびに本材料の試 験結果は、以下の表２に示されている。 表２ 平均引っ張り強度（１b/in）平均の伸び（cm）平均の抵抗性（mオー ム・cm） 長さ 幅 長さ 幅 長さ 幅 比較フォーム １４．５ ８．５ ０．７６ １．７ ４．０ ６．６ 本発明の フォーム １４．４ １２．７ ０．６２ ０．４７ ４．２ ４．５ （１５％の伸び） 表に示したように、本発明の製品の長手方向の引っ張り強度は、横方向の値の １．１３倍のみである。さらに、本製品の平均の伸びは、通常の比較製品の伸び と比較して長手方向および横方向の伸びの間に大きな所望の平衡を呈する。最後 に、本発明の製品は、１．０７の抵抗比を有する。よって、引っ張り強度、平均 の伸び、および平均の抵抗性において長さ方向の値と横方向の値を比較したとき に横方向の引っ張りにおいて、所望の平衡を有する製品を準備することができる 。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】１９９７年１月９日（１９９７．１．９） 【補正内容】 ［明細書第２６頁第３行目から第２６頁第１１行目までを次のように補正する］ ５８．前記コーティング装置は、前記フォームストリップに導電性塗料を付与 し、前記塗料は、カーボンブラックのコロイダルディスパージョンを含み、前記 伸長装置は、コーティングする前に前記フォームストリップの幅を基礎としてそ の幅の約５％ないし約４０％の範囲内の量において前記フォームを拡張し、前記 乾燥装置は、約２５０°Ｆないし約５００゜Ｆの範囲の温度で前記フォームを加 熱する請求項５７に記載の装置。 ５９．銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、すず、鉄、またはその合金のめっき金 属を有する連続的に接続されたストランドを有する開放セル３次元網状ポリウレ タンフォームシートをめっきするめっき装置を有する請求項５６に記載の装置。 ６０．請求項５２に記載の装置によって形成された伸長されコートされた開放 セル王次元網状フォーム。 ６１．請求項５９に記載の装置によって形成された伸長されコートされた開放 セル三次元網状フォーム。 ６２．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三 次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に 所定の幅を有し、前記所定の長さが前記所定の幅より長い、電池電極のマトリッ クス材料としてシートのストリップを製造する製造方法において、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップをコーティング成分でコートする工程と、 （ｃ）前記コートされたフォームストリップを横方向に伸長し、横方向に孔の 直径を細長くし、前記コートされたフォームストリップに横方向の伸長を付与す る工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長を維持しながらコートされたフォームストリップを加 熱し、横方向に伸長した位置で前記コーティングを乾燥し、前記フォームストリ ップを硬化する工程と、を有し、 前記工程（ｃ）の伸長、または前記工程（ｃ）および（ｄ）の伸長および加熱 は（ｂ）のコーティング工程の前である製造方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月１５日（１９９７．９．１５） 【補正内容】 ［請求の範囲を次のように補正する］ 請求の範囲 １．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三次 元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に所 定の幅を有し、最初は前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリッ プを製造する製造方法において、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップをコーティング成分でコートする工程と、 （ｃ）前記コートされたフォームストリップを横方向に伸長し横方向に孔の直 径を細長くし、前記コートされたフォームストリップに横方向の伸長を付与する 工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長を維持しながらコートされたフォームストリップを処 理し、コーティングの前その間またはその後、横方向に伸長した位置で前記コー ティングを乾燥して前記フォームストリップを硬化し、その孔を横方向に伸長し た形状に維持する工程と、を有するストリップの製造方法。 ２．前記フォームは製造中に形成される幅を基礎としてその幅の約５％ないし 約４０％の範囲内の量において横方向に拡張し、前記フォームは、横方向に広が る間に、カーボンブラックの導電性コーティング成分でコートされ、約１２１℃ ないし約２６０℃の範囲の温度で加熱される請求項１に記載の方法。 ３．前記フォームは、穴の直径によって決定されるように、長手方向に異方性 の寸法である孔を備えており、この孔は、穴の直径によって決定されるように少 なくともほぼ等方性の寸法に伸長される請求項１に記載の方法。 ４．前記フォームは、長手方向に細長い直径を有する異方性の孔を有するよう に形成され、この孔は横方向に細長い直径を有する異方性の孔に拡張される請求 項１に記載の方法。 ５．少なくとも前記コーティング、伸長および加熱工程は、連続する請求項１ に記載の方法。 ６．前記フォームがコートされる間、前記フォームは横方向に伸長される請求 項１に記載の方法。 ７．前記フォームは加熱によって処理される間、前記コートされたフォームス トリップは、横方向に伸長される請求項１に記載の方法。 ８．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダチ ェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロールの１つまたはそれ以上の 装置を通って横方向に伸長される請求項１に記載の方法。 ９．前記フォームは、支持体上で伸長した位置に伸長される請求項１に記載の 方法。 １０．前記フォームは前記支持体上に保持され、前記伸長位置で前記フォーム を硬化する請求項９に記載の方法。 １１．伸長前、その間またはその後、フォームストリップにコーティング成分 を塗布し、前記横方向の伸長を維持しながらコートされ伸長されたストリップを 加熱し、前記コーティング成分および前記フォームストリップを乾燥し、前記フ ォームストリップを横方向の位置に硬化する請求項１に記載の方法。 １２．前記フォームストリップは、導電性コーティングでコートされる請求項 １１に記載の方法。 １３．前記フォームストリップをコートし処理する工程は、非電気的めっき、 電気めっきまたは塗装の１つまたはそれ以上の工程を含む請求項１に記載の方法 。 １４．前記フォームは、横断方向のストリップ方向に伸長された導電性塗料で 塗布され、前記伸長位置は塗布された塗料を乾燥するために加熱することによっ て硬化される請求項１３に記載の方法。 １５．前記フォームは、連続的に接続されたストランドを有する開放セル３次 元網状ポリウレタンシート上にめっきすることによってコートされ、前記めっき は銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、すず、鉄、またはその合金の前記ストランド 上に金属を形成する請求項１３に記載の方法。 １６．前記めっきフォームは網状ポリマーコアを熱的に分解し、導線性塗料を 除去する請求項４０に記載の方法。 １７．前記フォームは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ ビニル、ポリスチレンおよびポリアミド網状フォームから成る群から選択された ポリマーストリップであり、前記ストリップは、１ｃｍ毎に約２ないし約４８の 範囲内の平均の数の孔を有する請求項１に記載の方法。 １８．前記フォームストリップは、約０．５ｍｍないし約３．０ｍｍの範囲内 のストリップの厚さと、約１：１と約５：１との範囲でフォームの最内端のファ イバのめっき厚さに対するフォームの最外端のファイバのめっき厚さの比（堆積 厚さの比）を有し、約２００ミクロンないし約１３００ミクロンのストリップの 表面に孔の平均直径を有する請求項１に記載の方法。 １９．請求項１に記載の電動性フォームのストリップを準備する工程を有する 電流コレクタの製造方法。 ２０．請求項１に記載の電動性フォームのストリップを準備する工程と、前記 フォームに活性材料充填剤を塗布する工程とを有する電池の電極を製造する製造 方法。 ２１．ニッケルカドミウム、ニッケル金属ハイドライドおよびリチウムイオン 電池から成るグループから選択された電池を製造する請求項２０に記載の方法。 ２２．（ａ）長手方向ストリップ方向にフォームストリップを製造するフォー ムストリップ製造装置と、 （ｂ）前記製造の前記長手方向に対して横断する方向に前記ストリップを伸長 するフォームストリップ伸長装置と、 （ｃ）前記フォームストリップにコーティングを塗布するコーティング装置と 、を有するオープンセル三次元網状フォームのストリップを準備する装置。 ２３．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダ チェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロールの１つまたはそれ以上 の装置を通って伸長される請求項２２に記載の方法。 ２４．前記フォームストリップ伸長装置は、フォーム製造の間またはその後、 前記フォームを伸長する請求項２２に記載の装置。 ２５．加熱装置は、伸長後に前記フォームストリップに熱を付与する請求項２ ４に記載の装置。 ２６．前記フォームストリップコーティングは、非電気的めっき、電気めっき または塗装の１つまたはそれ以上を含む請求項２２に記載の装置。 ２７．前記コーティング装置は、伸長の前またはその間に前記フォームストリ ップにコーティングを塗布し、加熱装置は、伸長後に前記フォームストリップに 熱を付与する請求項２２に記載の装置。 ２８．前記コーティング装置は、前記フォームストリップに導電性塗料を付与 し、前記塗料は、カーボンブラックのコロイダルディスパージョンを含み、コー ティング前の前記フォームストリップの幅を基礎としてその幅の約５％ないし約 ４０％の範囲内の量において拡張し、前記乾燥装置は、約１２１℃ないし約２６ ０℃の範囲の温度で前記フォームに熱を付与する請求項２７に記載の装置。 ２９．銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、すず、鉄、またはその合金のめっき金 属を有する連続的に接続されたストランドを有する開放セル３次元網状ポリウレ タンフォームシートをめっきするめっき装置を有する請求項２６に記載の装置。 ３０．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三 次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に 所定の幅を有し、最初は前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリ ップを製造する製造方法であって、 （ａ）長手方向のストリップ方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を 備えた前記フォームストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップをコーティング成分でコートする工程と、 （ｃ）前記孔を開放可能な装置によって所定の形状に保持する工程と、 （ｄ）前記孔がそれらの位置に維持される位置に前記フォームストリップを硬 化するためにコーティング中またはその後に孔の形状を維持しながら所定の位置 に保持されたフォームストリップを処理する工程とを有するストリップの製造方 法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギボンズ，ダニエル・ダブリュー アメリカ合衆国オハイオ州44060，メンタ ー，ヒドゥン・ホロー 7870 (72)発明者 グレッグ，ジャネット・エス アメリカ合衆国オハイオ州44060，メンタ ー，ホリークロフト・レーン 7533 (72)発明者 グリーザー，ジョン・アール アメリカ合衆国オハイオ州44057，マディ ソン，ターンバリー・ドライブ 5080

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三次 元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に所 定の幅を有し、前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリップを製 造する製造方法であって、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップをコーティング成分でコートする工程と、 （ｃ）前記コートされたフォームストリップを横方向に伸長し、横方向に孔の 直径を細長くし、前記コートされたフォームストリップに横方向の伸長を付与す る工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長を維持しながらコートされたフォームストリップを加 熱し、横方向に伸長した位置で前記コーティングを乾燥し、前記フォームストリ ップを硬化する工程と、を有するストリップの製造方法。 ２．前記フォームは製造中に形成される幅を基礎として約５％ないし約４０％ の範囲内の量において横方向に拡張し、前記フォームは、横方向に広がる間に、 カーボンブラックの電動性コーティング成分でコートされ、約１２１℃ないし約 ２６０℃（約２５０°Ｆないし約５００゜Ｆ）の範囲の温度で加熱される請求項 １に記載の方法。 ３.前記フォームは、孔の直径によって決定されるように、長手方向に異方性 の寸法である孔を備えており、この孔は、穴の直径によって決定されるように少 なくともほぼ等方性の寸法に広げられる請求項１に記載の方法。 ４.前記フォームは、横方向に細長い直径を有する異方性の孔を有するように 形成され、この孔は横方向に細長い直径を有する異方性の孔に拡張される請求項 １に記載の方法。 ５．少なくとも前記コーティング、伸長および加熱工程は、連続工程である請 求項１に記載の方法。 ６．前記フォームは横方向に伸長され、前記フォームはコートされる請求項１ に記載の方法。 ７．前記コートされたフォームストリップは、横方向に伸長され、前記フォー ムは加熱される請求項１に記載の方法。 ８．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダチ ェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロール１つまたはそれ以上の装 置を通って伸長される請求項１に記載の方法。 ９．請求項１の処理によって導電性フォームのストリップを準備する工程と、 前記フォームを充填する活性材料を塗布する工程とを有する電池の電極を製造す る製造方法。 １０．請求項９の方法によって製造され、ニッケルカドミウム、ニッケル金属 ハイドライドおよびリチウムイオン電池から成るグループから選択された電池電 極を有する電池。 １１．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三 次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に 所定の幅を有し、前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリップを 製造する製造方法において、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップを横方向に伸長し、それによって孔の直径を横 方向に細長くし、横方向に伸長する工程と、 （ｃ）前記横方向の伸長を維持しながら、横方向に伸長したフォームストリッ プをコーティング成分でコートする工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長を維持しながらコートされたフォームストリップを加 熱し、横方向に伸長した位置で前記コーティングを乾燥し、前記フォームストリ ップを硬化する工程と、を有するストリップの製造方法。 １２．前記フォームは製造中に形成される幅を基礎として約５％ないし約４０ ％の範囲内の量において横方向に拡張し、前記フォームは、横方向に広がる間に 、カーボンブラックの電動性コーティング成分でコートされ、１２１℃ないし２ ６０℃（約２５０°Ｆないし約５００゜Ｆ）の範囲の温度で加熱される請求項１ １に記載の方法。 １３．前記フォームは、穴の直径によって決定されるように、長手方向に異方 性の寸法である孔を備えており、この孔は、穴の直径によって決定されるように 少なくともほぼ等方性の寸法に広げられる請求項１１に記載の方法。 １４．前記フォームは、横方向に細長い直径を有する異方性の孔を有するよう に形成され、この孔は横方向に細長い直径を有する異方性の孔に拡張される請求 項１１に記載の方法。 １５．少なくとも前記伸長、コーティングおよび加熱工程は、連続した工程で ある請求項１１に記載の方法。 １６．前記フォームがコートされるとき前記フォームは横方向に伸長される請 求項１１に記載の方法。 １７．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダ チェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロールの1つまたはそれ以上 の装置を通って伸長される請求項１１に記載の方法。 １８．請求項１１の処理によって導電性フォームのストリップを準備する工程 と、前記フォームを充填する活性材料を塗布する工程とを有する電池の電極を製 造する製造方法。 １９．請求項１８の方法によって製造され、ニッケルカドミウム、ニッケル金 属ハイドライドおよびリチウムイオン電池から成るグループから選択された電池 電極を有する電池。 ２０．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三 次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に 所定の幅を有し、前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリップを 製造する製造方法において、 （ａ）長手方向に製造中長手方向に細長い直径を有する孔を備えた前記フォー ムストリップを形成する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップを横方向に伸長し、それによって孔の直径を横 方向に細長くし、横方向に伸長を付与する工程と、 （ｃ）前記横方向の伸長を維持しながら、フォームストリップを加熱し、前記 フォームストリップを横方向に伸長した位置で硬化する工程と、 （ｄ）前記横方向の伸長位置の導電性コーティングでコーティングする工程と 、を有するストリップの製造方法。 ２１．前記フォームは製造中に形成される幅を基礎として約５％ないし約４０ ％の範囲内の量において横方向に拡張され、前記フォームは、横方向に広がる間 に、カーボンブラックの電動性コーティング成分でコートされ、約１２１℃ない し約２６０℃（約２５０°Ｆないし約５００°Ｆ）の範囲の温度で加熱される請 求項１１に記載の方法。 ２２．前記フォームは、穴の直径によって決定されるように、長手方向に異方 性の寸法である孔を備えており、この孔は、穴の直径によって決定されるように 少なくともほぼ等方性の寸法に伸長される請求項２０に記載の方法。 ２３．前記フォームは、横方向に細長い直径を有する異方性の孔を有するよう に形成され、この孔は横方向に細長い直径を有する異方性の孔に拡張される請求 項２０に記載の方法。 ２４．少なくとも前記伸長、コーティングおよび加熱工程は、連続的な工程に おいて製造される請求項２０に記載の方法。 ２５．前記フォームストリップは、前記フォームが加熱されるとき横方向に拡 張される請求項２０に記載の方法。 ２６．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダ チェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロール１つまたはそれ以上の 装置を通って伸長される請求項２０に記載の方法。 ２７．請求項２０の処理によって導電性フォームのストリップを準備する工程 と、前記フォームを充填する活性材料を塗布する工程とを有する電池の電極を製 造する製造方法。 ２８．請求項２７の方法によって製造され、ニッケルカドミウム、ニッケル金 属ハイドライドおよびリチウムイオン電池から成るグルーブから選択された電池 電極を有する電池。 ２９．再形成された形状を維持する多数の孔を有するフォームの開放セル型三 次元網状シートのストリップであって、長手方向に所定の長さを有し、横方向に 所定の幅を有し、前記所定の長さが前記所定の幅より長いシートのストリップを 製造する製造方法において、 （ａ）直径によって決定されるような長手方向異方性の寸法の孔を有する長手 方向に前記フォームストリップを製造する工程と、 （ｂ）前記フォームストリップを製造の方向以外の方向の伸長位置に前記フォ ームストリップを伸長し、それらの直径によって決定されるように前記孔を伸長 する工程と、 （ｃ）前記フォームストリップを伸長位置に保持する工程と、 （ｄ）前記伸長位置に前記フォームストリップを硬化する工程と、を有するス トリップの製造方法。 ３０．前記伸長、保持および硬化工程は、連続的な工程において製造される請 求項２９に記載の方法。 ３１．前記フォームは、支持体上で伸長した位置に伸長される請求項２９に記 載の方法。 ３２．前記フォームは前記支持体上に保持され、前記伸長位置で前記フォーム を硬化する請求項３１に記載の方法。 ３３．前記フォームを長手方向ストリップ方向に製造する工程と、前記フォー ムを横方向のストリップ方向に伸長する工程とを有する請求項２９に記載の方法 。 ３４．前記フォームは、フォーム製造中に前記横方向に伸長される工程を有す る請求項２９に記載の方法。 ３５．前記フォームは、連続的に接続されたストランドを有する三次元網状シ ートである開放セル非導電性フォームとして形成され、前記フォームは、横方向 に伸長され、前記伸長部分は、伸長方向に保持され、前記フォームを処理する際 に導電性フォームを形成する請求項３０に記載の方法。 ３６．伸長状態の前記フォームは、前記フォームに付与される加熱を含む処理 において硬化される請求項３５に記載の方法。 ３７．前記フォームは伸長され、処理中に硬化され、この処理は、非電気めっ き、または電気めっき又は導電性塗料を塗布することの１つまたはそれ以上を含 む請求項３５に記載の方法。 ３８．前記フォームは、導電性塗料が塗布され、横方向のストリップ方向に伸 長され、前記伸長された位置は塗布した塗料を乾燥することによって硬化される 請求項３７に記載の方法。 ３９．前記フォームは、カーボンブラックのコロイダルディスパージョンでコ ートされ、製造中に形成される幅を基礎としてその幅の約５％ないし約４０％の 範囲内の量において横方向に拡張され、前記フォームは、横方向に広がる間に、 約１２１℃ないし約２６０℃（約２５０°Ｆないし約５００゜Ｆ）の範囲の温度 で加熱される請求項1１に記載の方法。 ４０．前記めっきは、連続的に接続されたストランドを有する開放セル３次元 網状ポリウレタンシート上に施され、前記めっきは銅、ニッケル、亜鉛、コバル ト、すず、鉄、またはその合金の１つまたはそれ以上の前記ストランド上に金属 を形成する請求項３７に記載の方法。 ４１．前記めっきフォームは網状ポリマーコアを熱的に分解し、導線性塗料を 除去する請求項４０に記載の方法。 ４２．前記フォームは、それらの直径で決定されるように、長手方向に異方性 の寸法である孔を備えており、この孔は、それらの直径によって決定するように 少なくともほぼ等方性の寸法に伸長されている請求項２９に記載の方法。 ４３．前記フォームは、長手方向に細長い直径を有する異方性の孔を備えてお り、この異方性の孔は横方向に細長い直径を有するように形成される請求項２９ に記載の方法。 ４４．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダ チェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロールの１つまたはそれ以上 の装置を通って伸長される請求項２９に記載の方法。 ４５．前記フォームは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ ビニル、ポリスチレンおよびポリアミド網状フォームから成る群から選択された ポリマーストリップであり、前記ストリップは、２．５４ｃｍ（１インチ）の範 囲内で平均の数の孔を有する請求項２９に記載の方法。 ４６．前記フォームストリップは、約０．５ｍｍないし約３．０ｍｍの範囲内 のストリップの厚さと、約１：１と約５：１との範囲での堆積厚さの比を有し、 ストリップの表面に約２００ミクロンないし約１３００ミクロンの孔の平均直径 を有する請求項２９に記載の方法。 ４７．請求項３７に記載の工程によって導電性フォームのストリップを準備し 、前記フォームに充填される活性材料を付与する電池の電極を製造する方法。 ４８．前記フォームに充填する電極を付与する工程は、横方向のストリップ方 向に伸長される孔内で充填する請求項４７に記載の方法。 ４９．請求項４７に記載の方法によって製造され、ニッケルカドミウム、ニッ ケル金属ハイドライドおよびリチウムイオン電池の群から選択された電池の電極 を有する電池。 ５０．請求項３７の処理によって導電性フォームのストリップを準備する工程 を有する電流コレクタを製造する製造方法。 ５１．長手方向に所定の長さを有し、横方向に所定の幅を有し、前記長さは前 記幅より大きく、このフォームストリップは、長さ方向に製造され、請求項２９ に記載の方法によって横方向に伸長される網状フォームのストリップ。 ５２．（ａ）長手方向ストリップ方向にフォームストリップを製造するフォー ムストリップ製造手段と、 （ｂ）前記製造の前記長手方向に対して横断する方向に前記ストリップを伸長 するフォームストリップ伸長装置と、 （ｃ）前記フォームストリップにコーティングを塗布するコーティング装置と を有する開放セル、三次元網状フォームのストリップを準備する装置。 ５３．前記フォームは、曲がったロール、スラットエキスパンダ、スプレッダ チェイン、ファブリックスプレッダリボン、螺旋溝ロールの１つまたはそれ以上 の装置を通って伸長される請求項５２に記載の方法。 ５４．前記フォームストリップ装置は、フォーム製造の間またはその後前記フ ォームを伸長する請求項５２に記載の装置。 ５５．加熱装置は、伸長後に前記フォームストリップに熱を付与する請求項５ ４に記載の装置。 ５６．前記フォームストリップコーティングは、非電気的めっき、電気めっき または塗装の１つまたはそれ以上の工程を含む請求項５２に記載の装置。 ５７．前記コーティング装置は、伸長の前またはその間に前記フォームストリ ップにコーティングを塗布し、加熱装置は、伸長後に前記フォームストリップに 熱を付与する請求項５２に記載の装置。 ５８．前記コーティング装置は、前記フォームストリップに導電性塗料を付与 し、前記フォームは、カーボンブラックのコロイダルディスパージョンでコート され、製造中に形成される幅を基礎として約５％ないし約４０％の範囲内の量に おいて横方向に拡張され、前記乾燥装置は、横方向に広がる間に、約１２１℃な いし約２６０℃（約２５０°Ｆないし約５００゜Ｆ）の範囲の温度で前記フォー ムを加熱する請求項５７に記載の装置。 ５９．銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、すず、鉄、またはその合金のめっき金 属を有する連続的に接続されたストランドを有する開放セル３次元網状ポリウレ タンフォームシートをめっきするめっき装置を有する請求項５６に記載の装置。