JP2010514133A - 産業用バッテリー電極用の多管外装 - Google Patents

Abstract

【課題】産業用バッテリーに挿入される陽極電極用の多管外装に関する従来の欠点を克服することを課題とする。
【解決手段】産業用バッテリーの電極用多管外装１０は、互いに一体となった複数のステープルファイバーから構成され且つそれらの少なくとも一部が熱成形ファイバーから成る、熱成形不織ファイバーから作られている。

Description

本発明は、特に鉛バッテリータイプの、「電気ドライブ」及び又は「エネルギリザーブ」用の産業用バッテリーに挿入される陽極電極用の多管外装に関するものである。

産業用バッテリー用の雄電極（即ち、陽極電極）のための多管外装が広く知られている。

多管外装は、外装ジオメトリーに従ってホットモールディングによって熱成形された、ポリエステル又はポリエステル−ポリプロピレンに基づいた織物ファイバーから作られた（横糸と縦糸とにより形成された）ファブリックから構成されている。

ポリプロピレンが存在することにより、ファブリックの熱成形性が担保される。

そのようなファブリックは、高い均質性を発揮し、化学的添加物を含んでいない。

このような特徴は、長期間に亘って外装に耐性を発揮させることに寄与する。

そのような外装を作るためのこの種のファブリックの不利な点は、コスト高であるという点にある。

上述したファブリックに代わるものとして、より安価なものが最近市販されている。

ファブリックに代わるそのようなものは、合成熱成形結合樹脂（典型的には、アクリル樹脂及びスチレン−ブタジエン樹脂）と樹脂結合したポリエステルに基づく、スパンボンド技術（ｓｐｕｎｂｏｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で作られた不織ファブリック（ＴＮＴ）である。

織物専門用語では、合成結合樹脂とは、重合させた時に様々な側鎖に枝分かれしてファイバーを互いに結合させる樹脂を意味する。その樹脂は、様々な態様（含浸，スプレイ，発泡等）で適用可能な液状で一般に用いられ、様々なファイバーを包むフィルムを構成するＴＮＴを作っているファイバーに結合力を作用させて、ファイバーを結合した状態に維持させる。

また、ポリプロピレンは、合成樹脂であるが、直線状に重合するため、他のファイバーを結合させるのには適切ではないが、ファイバー自体になるには最適である（ポリプロピレンは、ＴＮＴを構成している他のファイバーに結合力を作用させることができるが、そのような結合力は、ポリプロピレンを融解させ、その後に冷却することにより発揮される）。

合成結合樹脂は、慣習的に化学添加物として定義され、他方、ポリプロピレンファイバーと、一般の熱可塑性／熱成形ファイバーは化学添加物として定義されていない。

スパンボンドＴＮＴについては、知られているように、不規則な態様で連続したファイバー糸が分布されてパッドを構成し、次に、そのパッドをニードルでニードルパンチして、結合樹脂と樹脂結合させる（実際には、連続した糸に含浸した樹脂マトリックス）。

そのような代替物は安価であるが、幾つかの不利な点を露呈している。

第一の不利な点は、用いられる特定の技術に起因して、不織ファブリック（スパンボンドＴＮＴ）の厚みが最適でなく一様でないことに関連する。これは、外装の寿命に悪影響を及ぼす。

実際に、ファブリックの厚みが一様でないと、陽極電極の作成中に活性物質の分布に問題を生じさせる。不織ファブリックが多く開口しているゾーンにおいては、活性物質は外装から外へ現れ易い。

そのような外装に関連する別の欠点は、ニードルパンチングの過程で、ニードルが折れて不織ファブリック中に捕えられたままとなり、電極に外装を使用している最中に様々な問題を引き起こす危険性がある。

本発明の主な課題は、産業用バッテリーに挿入される陽極電極用多管外装において見られる上述の問題を克服することにある。

上述した主課題の範囲内において、本発明の重要な課題は、長い使用寿命を担保する、電極用多管外装を提供することにある。

本発明の別の重要な課題は、厚みが高度に均一化された、電極用多管外装を提供することにある。

本発明の更なる重要な課題は、電極の活性物質に関して大きな保持能力を発揮する多管外装を提供することにある。

本発明の更に別の重要な課題は、低くより均一な電気抵抗を有する、電極用多管外装を提供することにある。

本発明の更に別の課題は、耐酸性の電極用多管外装を提供することにある。

本発明の更に別の課題は、ニードル片を含んでいない電極用多管外装を提供することにある。

最後に述べるが決して軽んじてはならない別の課題は、安価に製造することのできる電極用多管外装を提供することにある。

本発明に係る実施形態に関する以下の詳細な説明からより明確になるであろうこれらの課題及びその他の課題は、互いに一体にされたステープルファイバーから成り、少なくとも一部が熱成形ファイバーから成る、熱成形不織ファブリックから作られた、産業用バッテリーの電極用多管外装によって達成される。

本発明の更なる特徴及び利点については、本発明を説明するために便宜的に一例として挙げた、好ましいが限定的でない実施形態について図面を参照して行った後述の詳細な説明から明らかになるであろう。

添付図面を参照すると、本発明による多管外装は全体的に参照符号１０で示され、その外装の管部に挿入された端子１２を備えた陽極電極は参照符号１１で示されている。機能的に、外装は電極端子上に付加された活性物質を内部に含んで保持する機能を有している。

本発明によれば、多管外装１０は、互いに一体にされたステープルファイバーから作られた熱成形不織ファブリックより構成され、その少なくとも一部が熱成形ファイバーを含んでいる。

熱成形ファイバー、即ち、熱可塑性ファイバーは、ポリプロピレンファイバー及びバイコンポーネントファイバーの如き２００℃未満の温度で融解するファイバーと、ポリエステルファイバーの如き２００℃より高い温度で融解するファイバーの双方を含むものとして理解される。

有益なことに、熱可塑性ファイバーは、融解状態から固体状態への過渡期にガラス転移状態になる。これは、最終製品に剛性を付与するのに役立つ。

多管外装は、好ましくは、後述するように、互いに平行な接続線１４に沿って互いに接続された（好ましくは、縫合によって接続された）二枚の不織ファブリック材シート１３ａ，１３ｂから得られる。そのような接続線のピッチは、等間隔で、電極１１の端子１２の直径に従って適宜選択される。従って、二つのシート１３ａ，１３ｂの間には、熱成形によって最終的に管状にされる複数の長尺なポケットが作られる。

茲で及び後述の記載において、長さ方向方位とは、管状ポケットの長手方向に平行な方向、即ち、（使用中の外装について言及すると、）電極端子の伸長方向に平行な方向を言うものとする。

「ステープルファイバー」とは、小さな「片」（即ち、短いファイバー）に切断されてバラバラで、従って、所定の又は選択的な配列でない、ファイバーを一般に意味する。

特定の場合において、「互いに一体にされたステープルファイバーから成る」熱成形不織ファブリックから外装が作られているという事実を参照すると、出発材料として用いたステープルファイバーを互いに一体にさせる（例えば、熱成形ファイバーが存在することに起因する融解又は合成結合樹脂が存在することに起因する橋かけ）ことにより不織ファブリックが作られていることが理解される。

上述したステープルファイバーの一般的な定義からすると、外装を構成している不織ファブリックにおいて、ステープルファイバーが所定の又は選択的な配列で存在するものであってもよいことを何ら排除するものではない。

本発明による外装を作るために用いられるファイバーの番手（ｃｏｕｎｔ）は、好ましくは、０．１〜４ｄＴｅｘ（１０，０００ｍ長さでのファイバーのグラム数）である。他方、ファイバーカットは、好ましくは、３０〜８０ｍｍである。

本発明の特に好ましい実施形態によれば、０．８〜２．５ｄＴｅｘの番手のステープルファイバーから外装が得られる。この外装は、２．５ｄＴｅｘを越える番手のファイバーから得られる外装と比較すると、基本的重量は等しくて、（電気抵抗の増加なしで、電極の活性質量に対する高いフィルタリング能力として理解される）浸透性をより少なくさせるような目の詰まったコンパクトな構造を有している。

有益なことに、０．１〜０．５ｄＴｅｘの番手のステープルファイバー、又は、マイクロファイバーを用いることもでき、それにより、製造コストの増加（実質的には、マイクロファイバーの高いコストに関係する）を凌駕するような均一に目の詰まった構造の不織ファイバーが得られる。

ステープルマイクロファイバーを使用すると、活性物質（例えば、酸化鉛）に対する「保持」（フィルタリング）効果は等しく、より小さい番手で外装を作ることができる。

その外装は、ポリエステル又はポリプロピレンの如き耐酸性ポリマーから成る（ステープル）ファイバーから作られている。

有益的には、ファイバーは、モノコンポーネント又はバイコンポーネントであってもよい。

バイコンポーネントファイバーという用語は、通常、異なった融解点を有する少なくとも二種類のポリマーから成るファイバーを意味する。

好ましいが、必然的ではないけれども、バイコンポーネントファイバーとしては、高融解点ポリマーが中心に配列され且つ外側に低融解点ポリマーが配列されている、二つの共軸押出しポリマーから作られる。

糸状のファイバー構造における二つのポリマーの配列は、限定的なものではない。実際に、有益的には、二つのポリマーが非共軸的分布しているバイコンポーネントファイバーを用いることもできる。例えば、一方のポリマーの部分と他方のポリマーの部分とが長さ方向において交互に位置しているバイコンポーネントファイバーを用いることができる。

茲で、本発明による多管外装を製造する方法について詳細に説明する。

先ず、ステープルファイバーに、可能な限り均質な物質の塊を得ることを目的とした（それ自体公知の）一連の処理を施す。

外装が異なった配合のファイバーから作られる場合には、それら異なったファイバーをこの段階で混合することが考えられる。

次に、ファイバーを、ファイバーウェッブを作るためのカーディングマシーンで処理する。そして、所望の基本重量のファイバーパッドを作るために、ファイバーウェッブを、一方位又は異なったそれ以上の選択的な方位（例えば、長さ方向及び又は横方向）に従って、カードウェッブ装置によって積み重ねる。また、ファイバーを、任意にパッドの一部分においてのみ、不規則な態様で配列させること（ランダムファイバー）もできる。

好ましくは、二つのクロスカーディングマシーン（ｃｒｏｓｓ ｃａｒｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｓ）と一つの長尺カーディングマシーン（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃａｒｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）が用意され、それらの各処理ラインはカードウェッブ装置において接続されている。

有益なことに、後述する如く、ファイバーの異なった選択的な方位を特徴付ける層によってパッドを形成することができる。後述するように、例えば、少なくとも一つの層（好ましくは、表面層）において長さ方向に向いたファイバーと、他の層においてランダムファーバー又は横断方向に向いたファイバーを備えたパッドを作ることができる。

カーディングマシーンに異なった配合のファイバーを供給することにより、ファイバーが相違していない向きを呈している層によってパッドを作ることができるが、同様に（又は、代わりに）、異なったファイバー配合の層（例えば、ポリエステルファイバーの層とポリプロピレンファイバーの層、又は、モノコンポーネントポリエステルファイバーの層とバイコンポーネントポリエステルファイバーの層、又は、ファイバーの異なった混合物を有する層）によってパッドを作ることができる。

外装を製造するための方法についての説明を再開すると、パッド成形工程の後に、処理された製品を事前に濡らす工程を含めてもよい。パッドは、パッドに水をふりかけつつパッド自体を圧縮させる穴の開いたシリンダーによって圧搾される。こうして、パッドの厚みを減少させて、パッド内に閉じ込められている空気を排出させることができる。

この時点で、パッドを構成しているファイバーは、ニードルパンチングによって互いに物理的に繋げられる。

本発明の好ましい実施形態によれば、スパンレーシングによりステープルファイバーをニードルパンチングするという、「ＳＰＵＮＬＡＣＥ」という名の公知の技術を用いて不織ファブリックが作られる。

スパンレーシング技術と従来のインターレーシング方式（例えば、ニードルパンチング）との相違は、結合が（実際に針のように機能する）高圧の非常に細い水によって行われる点にある。

ニードルパンチング領域からの出口においては、材料は結合しているが、湿っている。それ故、その材料を乾燥させ且つ熱可塑性ファイバーを「反応」させるために、材料を炉へ送る。

より詳述すると、バイコンポーネント熱可塑性ファイバーが用いられる場合には、炉内の温度と炉内でのパッドの耐久時間は、様々なファイバーが互いに結合し、一旦冷却されて、材料が堅くなることを可能にさせるために低融解コンポーネントが融解状態に達するように選択される。

モノコンポーネント熱可塑性ファイバー（例えば、ポリプロピレン）が用いられる場合には、炉内の温度と炉内でのパッドの耐久時間は、熱可塑性ファイバーが、それらの糸状の形状を失うことなく、互いに且つ他のファイバーと結合するようにするために、熱可塑性ファイバーが完全に融解せずに軟化するように選択される。

有益なことに、不織ファブリックのその後の樹脂結合を考慮し、モノコンポーネントファイバーを使用する場合には、炉処理は、乾燥のためにのみ実施して、ファイバーの軟化又は融解を回避するようにしてもよい。

好ましくは、炉処理後、冷却に先立って、パッドを薄い厚さと平滑な表面とを有するようにさせるために、パッドにカレンダリング処理を施して、後続の処理をし易くさせるようにしてもよい。

カレンダリングは、ホット又は冷却条件下で行うのが有益である。

カレンダリングは、平滑カレンダーで実施するのが好ましい。こうして、特にホットカレンダリングが採用される場合には、パッド表面上に局所的な融解ポイントが形成されることが阻止されて、使用中、即ち、外装が電極端子と接触している状態において、より高い電気抵抗の領域を作り出す。

その一方で、従来技術の多くの解決策（スパンボンディングによって作られた不織ファブリック）においては、上述した問題が頻繁に生ずる。実際のパッドカレンダリング（通常、ホットカレンダリング）は、エンボスカレンダーによって実施され、このエンボスカレンダーは、（「点接合」として知られている技術において予定される）リリーフポイント（ｒｅｌｉｅｆ ｐｏｉｎｔｓ）を通常備えている。リリーフポイントは限られた表面を有しているので、実際には、それらリリーフポイントは専ら伝熱領域であり、そこにおいては、接触材料の完全な融解が容易に起こる。

上述した処理の終りには、不織ファブリックは、随時保管するために丸めることのできるシートの形態になっている。

結合樹脂を使用することが予定される場合は、不織シートには、公知の技術に従って、樹脂結合処理が施される。

不織シートは、次に、被覆される電極の寸法に従って、所望の寸法に切断される。

上述したように、本発明による外装は、適切な寸法を有する二つの不織ファブリックシートを重ね合わせることにより得られる。これら二つのシートは、電極端子を収容するための複数のポケットを構成するべく複数の平行なラインに沿って縫合することにより互いに接合される。

こうして得られた外装には、次に、最終的な多管形状を付形するべく、ポケット内にスピンドルが挿入された状態で、熱成形処理が施される。

熱成形工程において、熱成形ファイバーの軟化／融解及び又は結合樹脂の完全な橋かけを齎すような温度にさせられる。

ステープルファイバーの使用によって、スパンボンドファイバーを使用した場合と比較して、厚みが高度に均一化された外装を得るのを可能にさせる。これは、実質的には、スパンボンドファイバーの場合よりも、より良好に複数の短いファイバーを互いに圧縮（コンパクト）させることの可能性に実質的に起因する。

特に、そのような効果は、低い番手のファイバー、即ち、特に０．１〜２．５ｄＴｅｘの番手のファイバーを使用する場合に更に増大される。

（例えば、ニードルによる）従来のニードルパンチング技術と比較すると、スパンレーシングによるパンチングは、ファイバーがより効果的且つ均一な態様で接合していることを意味する「目の詰まった（ｃｌｏｓｅｒ）」構造を備えた製品を得ることを可能にする。

更に、スパンレーシングは、高い密度とより均一な表面特性を備えた最終製品を確保することを可能にさせるという利点と共に、低い番手のファイバーを使用することを可能にさせる。これは、性能の高度な規則正しさを外装に付与することとなる。

従来のニードルパンチングの代わりにスパンレーシングを採用することにより、ニードルの破損、特に、スパンボンドファイバー内にニードル片が捕捉されることに関連する全ての問題を防止することができる。

有益なことに、ステープルファイバーを使用することにより、少なくとも最終材料の均一性の点において良好な結果を齎すばかりでなく、（本発明によって保護される可能性のある）従来のニードルパンチングの採用においても良好な結果を齎す。

本発明の第一の実施形態によれば、熱成形ファイバーは、バイコンポーネントポリエステルファイバー、即ち、共軸押出しポリエステルから構成されていて、その中心には、同一外装の熱成形温度よりも高い温度で融解する第一のポリエステル（例えば、約２６０℃で融解する通常のポリエステル）が配置され、外装の熱成形温度以下の温度（例えば、１１０℃〜１６０℃）で融解する第二のポリエステルが外側に配置されている。

第一の実施形態によれば、ファイバー配合の点において、不織ファブリックは、存在する総ファイバーの４０％〜６０％のポリエステルファイバー（モノコンポーネント）と、ＴＮＴにおける総ファイバーの４０％〜６０％のバイコンポーネントポリエステルファイバーを含んでいるのが好ましい。

モノコンポーネントファイバーのポリエステルは、例えば、兎も角、バイコンポーネントファイバーのコアを構成しているタイプのものと同一であることが好ましく、それは、バイコンポーネントファイバーのスカートを構成しているポリエステルの融解温度よりも高い融解温度を有している。

本発明の別の実施形態によれば、不織ファブリックは、１００％、バイコンポーネントポリエステルファイバーから作ることができる。

この種のファイバー（即ち、バイコンポーネントポリエステルファイバー）を使用することにより、上述したようにポリエステル及びポリプロピレンと比較して耐酸性が低い合成樹脂を使用しなくてもすむ。

（バイコンポーネントファイバーのスカートを構成している）熱成形機能を有するポリエステルと（バイコンポーネントファイバーのコアを構成している）構造的な機能を有するポリエステルとの二つのポリエステルを使用することにより、混合物中に、再生利用を不可能にし又は加工スクラップの再利用をより困難にさせるポリプロピレンの如き別のファイバーを使用しなくてもすむ。

本発明の別の実施形態によれば、不織ファブリックは、その不織ファブリックの総ファイバーの４０％〜６０％のバイコンポーネントポリエステルファイバーとその不織ファブリックの総ファイバーの４０％〜６０％のポリプロピレンファイバーとを含んでいる。この場合には、熱成形性は、主として、バイコンポーネントポリエステルファイバーによって担保される。スカートのポリエステルがポリプロピレンの融解温度に近い融解温度（１６０℃まで）を有している場合には、ポリプロピレンファイバーは外装の熱成形性に寄与することができる。

本発明の更に別の実施形態によれば、その不織ファブリックの総ファイバーの４０％〜６０％のモノコンポーネントポリエステルファイバーとその不織ファブリックの総ファイバーの４０％〜６０％のポリプロピレンファイバーとを含んでいる。この場合には、熱成形性は、主として、ポリプロピレンファイバーによって担保され、ポリエステルは、好ましくは、ポリプロピレンの融解温度（１６０℃まで）よりも高い融解点（例えば、２３０℃まで）を有している。

ステープルファイバーを、スチレン−ブタジエン又はアクリル樹脂の如き熱成形合成樹脂を有する別の樹脂結合ファイバーと、又は、ポリプロピレンファーバーと都合よく組み合わせて使用することができる。その理由は、この種のファイバーは等しく使用され、スタープルファイバーを備えた外装は、公知の外装と比較して、より均一な厚みを有する（更に、スパンレーシングの任意な使用によって、ファイバーの最適な目が詰まりと、ニードル片の不存在とを可能にさせる）。

用語「樹脂結合ファイバー」とは、不織ファブリックを成形する前に樹脂結合処理が施されたファイバーと不織ファブリックを成形した後に樹脂結合処理が施されたファイバーとの双方を意味する。

本発明の一実施形態によれば、不織ファブリックを、全体として、ポリプロピレンファイバーから構成することができる。

有益的には、ファイバーは樹脂結合タイプのファイバーであってもよい。この場合には、ＴＮＴは、例えば、重量で不織ファブリックの８０％〜９０％のステープルファイバーと、重量で不織ファブリックの１０％〜２０％の結合樹脂を含んでいてもよい。

この場合には、好ましくは、そのような結合樹脂は、スチレン−ブタジエン又はアクリル樹脂から構成されている。

そのような実施形態においては、ステープルファイバーは重量で総ファイバーの１００％に相当する量のポリエステルファイバー（モノコンポーネント）から構成されていてもよく、又はそれに代えて、ステープルファイバーは、重量で総ファイバーの８０％〜９０％の量のポリエステルファイバー（モノコンポーネント）と重量で総ファイバーの１０％〜２０％の量のポリプロピレンファイバーとから構成されていてもよい。

更に、本発明の好ましい実施形態においては、存在する総ファイバーに関して、重量でポリエステルファイバー（モノコンポーネント）が８５％で、重量で残部が１５％のポリプロピレンファイバーである。

樹脂結合ファイバーに関連する同一の実施形態においては、そのファイバーは、存在する総ファイバーの重量で８０％〜９０＆の量のポリエステルファイバー（モノコンポーネント）と存在する総ファイバーの重量で１０％〜２０％の量のバイコンポーネントポリエステルファイバーとを含んでいる。

更に、本発明の好ましい実施形態においては、存在する総ファイバーに関して、重量でポリエステルファイバー（モノコンポーネント）が８５％で、重量で残部が１５％のバイコンポーネントポリエステルファイバーである。

上述したように、本発明の好ましい実施形態によれば、多管外装を作るために用いられる不織ファブリックは、ファイバーの方位において異なった層を有している。

本発明の特に好ましい実施形態によれば、不織ファブリックパッドは、電極端子と接する側において長尺なパターンを有するファイバーを備えた層を有するよう作られている。他方、パッドの残りの部分は、ランダムな方位（ランダム）を有する、又は、（任意に互いに交差している）クロスパターンを有するファイバーの少なくとも一つの層から構成されている。

以下、説明を簡単にするために、端子と接するパッドの側又は層を内側又は内層という。

機能面から観て、内層におけるファイバーの長さ方向方位によって、熱成形処理においてスピンドルがポケット内にスライドすることを容易にさせるばかりでなく、不織ファブリックのコントロールされた細密化を可能にさせる。そのような長さ方向方位は、更に、外装と活性物質とを接触させる酸化鉛（端子に付加された活性物質）を管状ポケットに充填するためにも有益である。更に、そのような方位は、外装の活性物質保持効果をも向上させる。

他方、クロス方位を有するパッドのその他の層は、外装に対して全ての方向での機械的耐性を付与すると共に、外装の弾力性を担保させる。

材料に樹脂結合処理を施す場合と樹脂結合処理を施さない場合との双方において、主として長さ方向に向いたファイバーを有する内層を有するパッド形状を採用することができる。

有益的には、層が異なった配合を有するファイバーから構成されるようにパッドを作ることができる。

内側パッド層のファイバーが、１００％ポリエステル（モノコンポーネント）で、専ら長さ方向方位を呈する実施形態が特に好ましい。このパッドの他の層は、ポリエステルファイバー（モノコンポーネント又はバイコンポーネント）又はポリプロピレンファイバー或いはそれらの混合物から構成してもよい。

異なるファイバーの混合物又はポリエステル製でないファイバーから成る内層を設けることもできる。

本発明による外装の実施形態のうちの特定の実施例について以下に説明する。

［実施例１］
下記の二種類のステープルファイバーが原材料のままで使用されている。
・約２６０℃に相当する融解点と１．７ｄＴｅｘの番手を有し、３８ｍｍカットのモノコンポーネントポリエステルファイバー、
・２．２ｄＴｅｘに相当する番手を有し、５１ｍｍカットのバイコンポーネントポリエステルファイバー（約１６０℃の融解点を有するスカートのＰＥＳ、約２６０℃の融解点を有するコアのＰＥＳ）。

二つのクロスカーディングマシーンと一つの長尺なカーディングマシーンを備えたシステムが用いられる。クロスカーディングマシーンには、８３重量％のモノコンポーネントポリエステルファイバーと１７重量％のバイコンポーネントポリエステルファイバーが供給される。長尺なカーディングマシーンには、モノコンポーネントポリエステルファイバーだけが供給される。

カードウェッブ装置から排出されるパッドは、１２５ｇ／ｍ^２のファイバーに相当する基本的重量を有し、それらの１５ｇ／ｍ^２は長尺なカーディングマシーンによって処理されたファイバーであり、１１０ｇ／ｍ^２はクロスカーディングマシーンによって処理されたファイバーである。

パッドに前濡れ処理を施して、次に、スパンレーシングによってニードルパンチング処理を施す。バイコンポーネントポリエステルファイバーを軟化／融解させて、互いに結合させると共に他のファイバーとも結合させるために、続いて炉処理を施す。次に、平滑カレンダーでパッドにホットカレンダリングを施す。

次に、パッドに樹脂結合処理を施す。この工程において、パッドの最終的な基本重量を１５０ｇ／ｍ^２にさせるために、アクリル樹脂を含浸によって付加する。

こうして得られた材料は、シートの形態にされる。それらシートを互いに一体に縫合して多管外装を形成する前に、先ず所望の寸法にカットする。次に、熱成形、冷却及び最終的なカット処理を行う。

［実施例２］
実施例１におけると同様に処理したが、約２６０℃に相当する融解点と１．７ｄＴｅｘに相当する番手とを有し、３８ｍｍカットの原材料のままのモノコンポーネントポリエステルのステープルファイバーだけを使用した。

クロスカーディングマシーンと長尺なカーディングマシーンには、モノコンポーネントポリエステルファイバーだけを供給し、カードウェッジ装置から排出されたパッドは、１２０ｇ／ｍ^２のファイバーに相当する基本重量を有し、そのうちの１５ｇ／ｍ^２は長尺なカーディングマシーンによって処理されたファイバーであり、１０５ｇ／ｍ２はクロスカーディングマシーンによって処理されたファイバーである。

パッドに前濡れ処理を施して、次に、スパンレーシングによってニードパンチング処理を施した。次に、ポリエステルファイバーを軟化させることなくパッドを乾燥させるために炉処理を施した。

次に、パッドに平滑カレンダーでホットカレンダリングを施してから、樹脂結合処理を施した。この工程で、パッドの最終的な基本重量を１５０ｇ／ｍ^２にするためアクリル樹脂を含浸によって付加した。

［実施例３］
ポリエステルファイバーを軟化させるように炉処理を調整した点を除いては、実施例２と同様に処理した。

［実施例４］
次の二種類のステープルファイバーを原材料のままで使用した。
・約２６０℃に相当する融解点と１．７ｄＴｅｘに相当する番手を有し、３８ｍｍカットのモノコンポーネントポリエステルファイバー、
・２．２ｄＴｅｘに相当する番手を有し、５１ｍｍカットのバイコンポーネントポリエステルファイバー（約１６０℃の融解点を有するスカートのＰＥＳ、約２６０℃の融解点を有するコアのＰＥＳ）。

二つのクロスカーディングマシーンと一つの長尺なカーディングマシーンを備えたシステムを用いた。クロスカーディングマシーンには、５５重量％のモノコンポーネントポリエステルファイバーと４５重量％のバイコンポーネントポリエステルファイバーを供給した。長尺なカーディングマシーンには、モノコンポーネントポリエステルファイバーだけを供給した。

カードウェッブ装置から排出されたパッドは、１５０ｇ／ｍ^２のファイバーに相当する基本的重量を有し、それらの１５ｇ／ｍ^２は長尺なカーディングマシーンによって処理されたファイバーであり、１３５ｇ／ｍ^２はクロスカーディングマシーンによって処理されたファイバーである。平均して、バイコンポーネントポリエステルファイバーは４０重量％で、残部は６０％のモノコンポーネントポリエステルファイバーであった。

パッドに前濡れ処理を施して、次に、スパンレーシングによってニードルパンチング処理を施した。バイコンポーネントポリエステルファイバーを軟化／融解させて、互いに結合させると共に他のファイバーとも結合させるために、続いて炉処理を施した。次に、平滑カレンダーでパッドにホットカレンダリングを施した。

こうして得られた材料は、シートの形態になっている。それらシートを互いに一体に縫合して多管外装を形成する前に、先ず所望の寸法にカットした。次に、熱成形、冷却及び最終的なカット処理を行った。

［実施例５］
クロスカーディングマシーンに４５重量％のモノコンポーネントポリエステルファーバーと５５重量％のバイコンポーネントポリエステルファイバーを供給した点を除いては、実施例４と同様に処理した。平均して、バイコンポーネントポリエステルファイバーは５０重量％で、残部は５０重量％のモノコンポーネントポリエステルファイバーであった。

本発明による多管外装がスパンボンディング技術によって作られた従来の外装と比較して電気抵抗が低くなっていることが実験的に証明された。

この目的のために、本発明による二つの外装と市販等級のタイプの外装とに関する電気抵抗を測定するための試験を実施した。本発明による第一の外装（Ａ）は実施例２のように作られ、本発明による第二の外装（Ｂ）は実施例５のように作られた。公知の外装（Ｃ）は、１５０ｇ／ｍ^２の基本重量を有する樹脂結合ポリエステルファーバーをスパンボンディング技術で処理することにより作った。

次の平均値が得られた。外装Ａ：０．１５オーム／ｃｍ^２，外装Ｂ：０．０７５オーム／ｃｍ^２，外装Ｃ：０．２７オーム／ｃｍ^２。

更に、本発明による多管外装がスパンボンディングで作られた従来の外装と比較して高い一定の浸漬容量（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｏａｋｉｎｇ ｖｏｌｕｍｅ）を有していることが実験的に証明された。

この目的のために、既に電気抵抗測定が実施された前記三つの外装について浸漬容量の測定を実施した。

次の平均値が得られた。外装Ａ：３２５ｇＨ_２Ｏ／１００ｇｒ，外装Ｂ：３８７ｇＨ_２Ｏｇｒ，外装Ｃ：２００ｇＨ_２Ｏ／１００ｇｒ。

更に、本発明による外装が市販等級の外装と比較して水溶液の酸化鉛混合物で高いフィルタリング能力を発揮するものであることが実験的に証明された。

実験した結果、平均して、本発明による外装によって濾過された液体においては、スパンボンディングによって作られた従来の外装と比較してより少ない、濾過された溶液のリッター当たり５０〜１００ｇの酸化鉛が存在することが確認された。

実際に、本発明がその課題及び目的を確実に達成することができるものであることが分かった。

高い厚みの均一性を発揮することのできる、「電気ドライブ」及び又は「エネルギリザーブ」用の産業用バッテリーに挿入される陽極電極用多管外装が本発明によって得られる。そのような高い厚みの均一性は、特に、酸化鉛に対する高いフィルタリング能力を確実にさせる。

ステープルファイバーから作られた不織ファブリックを用いると、特に、より一定で且つ低い電気抵抗を確実にさせるよりコンパクトで且つ均質な構造を備えた外装を得ることが可能となる。これらの特徴は、スパンレーシングによるニードルパンチング技術を採用することにより向上される。

本発明の好ましい実施形態においては、スパンレーシング技術を用いることにより、ニードル片が存在しないＴＮＴから外装が構成される。

更に、本発明によれば、耐酸性ファイバーを用いることによって特別な耐酸性外装が得られる。

更に、熱接合ポリエステルファイバーを用いることにより、調達コストが特に安くなり、兎に角、合成接合樹脂の価格よりも低く抑えられる。

本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に対して様々な変更及び修正を加えることができ、更に、それら実施形態の全てを技術的に均等なものと置換することができる。

実際に、寸法のみならず特定の使用についても矛盾しないことを条件に使用される材料は、技術的条件に従ったものでも従来の技術に従ったものであってもよい。

本発明に係る多管外装を備えた、バッテリー用陽極電極の前方斜視図である。

Claims (41)

1. 少なくとも熱成形繊維の構成している一部分と互いに一体化するステープルファイバーによって成形される熱成形不織布で作られることに特徴づけられる産業用電池電極のための多管式外装。
2. 前述のクレームによって、上記のステープルファイバーがスパンレースによって互いにニードルパンチされることに特徴づけられる電極用多管式外装。
3. ひとつ又は複数の前述クレームによって、その熱成形繊維が中心部に配置される同じ外装の熱成形の温度より高温で融解する第一のポリエステル、外側に配置される外装の熱成形温度と同様又はそれ以下で融解する第二のポリエステル、二つの同軸で成形されたポリエステルに構成される複合ポリエステル繊維であることに特徴づけられる電極用多管式外装。
4. 上記のクレームによって、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成されるポリエステル繊維によって構成される不織布と、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成される複合ポリエステル繊維を含む不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
5. クレーム３によって、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成されるその複合ポリエステル繊維と、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成されるポリプロピレン繊維を含む不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
6. クレーム３によって、複合ポリエステル繊維１００％で構成される不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
7. クレーム１・２によって、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成されるポリエステル繊維によって構成される不織布と、不織布の総繊維の４０％から６０％の間で構成されるポリプロピレン繊維を含む不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
8. クレーム１・２によって、ポリプロピレン繊維１００％で構成される不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
9. クレーム１・２によって、不織布の重量の８０％から９０％を構成するステープルファイバー、そして不織布の重量の１０％から２０％を構成する接合樹脂で構成される不織布に特徴づけられる電極用多管式外装。
10. 上記クレームによって、スチレンブタジレンまたはアクリル樹脂を含む接合樹脂に特徴づけられる電極用多管式外装。
11. 上記クレーム９または１０によって、総繊維の１００％と等しい量のポリエステル繊維を含むステープルファイバーに特徴づけられる電極用多管式外装。
12. 上記クレーム９または１０によって、総繊維の８５％に等しい総量のポリエステル繊維、そして総繊維の１５％に等しい総量のポリプロピレン繊維で構成されるファイバーに特徴づけられる電極用多管式外装。
13. 総繊維の８５％に等しい総量のポリエステル繊維、そして総繊維の１５％と同量の複合ポリエステル繊維を含むファイバーに特徴づけられる電極用多管式外装。
14. 上記不織布が、異なった形で配置されている上記繊維を構成するレイヤーを有することが特徴づけられている、前請求項の何れかに従う多管状外装。
15. 上記外装の表面部が、長さ方向へ好ましく配置されている繊維を有する不織布のレイヤーがある上記電極に接触するよう作られていることが特徴づけられている前請求項の何れかに従う多管状外装。
16. 上記レイヤーの繊維が、ポリエステルから成ることが特徴づけられている前請求項に従う多管状外装。
17. 上記繊維が、０．１から４ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている前請求項に従う多管状外装。
18. 上記繊維が、０．１から０．５ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている前請求項の何れかに従う多管状外装。
19. 上記繊維が０．８から２．５ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている前請求項の何れかに従う多管状外装。
20. 上記繊維が３０から８０ｍｍの切り口を有することが特徴づけられている前請求項の何れかに従う多管状外装。
21. ステープルファイバーを根幹とする熱成形不織布から成ることが特徴づけられている産業電池電極用多管状外装。
22. 少なくとも上記繊維の一部が熱成形繊維で構成されていることが特徴づけられている請求項２１に従う多管状外装。
23. 好ましくはスチレンブタジエン及び／若しくはアクリル樹脂の接合樹脂によって、ステープルファイバーが互いに不可欠になるよう作られていることが特徴づけられている請求項２１又は２２に従う外装。
24. 上記ステープルファイバーが、熱成形樹脂によって互いに不可欠になるよう作られていることが特徴づけられている請求項２０、２１又は２２に従う外装。
25. 上記繊維が、スパンレースによって織り交ぜられていることが特徴づけられている請求項２１又は２４の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
26. 上記繊維が、０．１から４ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている請求項２１から２５の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
27. 上記繊維が、０．１から０．５ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている請求項２１から２６の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
28. 上記繊維が０．８から２．５ｄＴｅｘの計数を有することが特徴づけられている請求項２１から２７の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
29. 上記繊維が３０から８０ｍｍの切り口を有することが特徴づけられている請求項２１から２９の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
30. 上記外装の表面が、長さ方向に配置された不織布のレイヤーを有する上記電極に接触するよう作られていることが特徴づけられている請求項２１から２９の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
31. 上記レイヤーの繊維が、ポリエステルで成ることが特徴づけられている前請求項に従う多管状外装。
32. 上記ステープルファイバーが耐酸繊維であることが特徴づけられている請求項２１から３１の何れかに従う産業用電池電極のための多管状外装。
33. クレーム２１から３２の何れによっても、そのステープルファイバーが単繊維、複合繊維またはその混合であることに特徴づけられる産業用電池電極の多管式外装。
34. クレーム２１から３２の何れによっても、そのステープルファイバーは単一ポリエステル繊維、複合ポリエステル繊維、そしてポリプロピレン繊維を含むグループから選択されることに特徴づけられる産業用電池電極の多管式外装。
35. 少なくとも熱成形繊維の部分を含むステープルファイバーのスパンレースによって不織布を作り、そして外装の形状による上記不織布を熱成形すると特徴づけられる産業用電池電極の多管式外装の製造。
36. ステープルファイバーから始動するスパンレースによる不織布の製造、そして外装の形状による上記不織布の熱成形に特徴づけられる電極用多管式外装を製造する工程。
37. 本請求項によって、少なくとも熱成形繊維の部分を含む上記のステープルファイバーに特徴づけられる工程。
38. クレーム３６又は３７によって、接合樹脂を含む上記の不織布に特徴づけられる工程。
39. クレーム３６から３８の何れにおいても、上記の不織布がスムーズカレンダで加熱カレンダリング工程されることに特徴づけられる工程。
40. クレーム３６から３９の何れにおいても、上記ファイバーの異なる選択的配合を持つ層で作られる不織布に特徴づけられる工程。
41. クレーム３６から４０の何れにおいても、好ましくは長手方向にむけられたファイバーのある上記不織布の少なくとも表層のために作られた上記不織布に特徴づけられる工程。
    

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