JPH03130395A

JPH03130395A - 電池電極板用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電極板用金属多孔体

Info

Publication number: JPH03130395A
Application number: JP1270036A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Sugikawa; 杉川　裕文
Original assignee: Katayama Special Industries Ltd
Current assignee: Katayama Special Industries Ltd
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-04
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07116635B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、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
と共に単位面積当た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、メノンユ
網等からなる１つの多孔体ノートに対して、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３　ｋｇ／　２ｃｍ以上
、好ましくは、７　ｋｇ７２ｃｍ以上有することが、連
続的に引張される金属多孔体のノートに延びが生じない
こと、特に、ポリウレタンスポンジ等からなる金属発泡
多孔体では穴径の変形が生じないことが要求される。

従来、金属多孔体はその金属付着量が５００ｇ／ｍ２〜
６００ｇ／ｍ！以上なければ、引張強度か３ｋｇ７２ｃ
ｍ以上とならず、よって、５００ｇ／ｍ’以下では金属
発泡体の場合には、開口部に延びて変形が生し、また、
３００ｇ／ｍ”以下ではいずれの種類の金属多孔体でも
、取り扱いで崩れてしまう状態となり、上記活物質粉末
の充填のために金属多孔体からなるシートを連続して引
張ことは不可能であった。

従って、上記した多孔体シートへのメッキ処理工程にお
いては、必要な引張強度を得るために、５００ｇ／ｍ”
　〜１０００ｇ／ｍ”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
生しやい欠点がある。特に、スポンジからなる金属発泡
体では穴（格子）の亀裂、破損等が発生しやすく、電気
導電性か悪くなり、電池の性能が低下する欠点がある。

その際、渦巻状に巻く場合には、板厚の関係で内側より
外側が延びるために、特に、外側で亀裂、破損が発生し
やすい。同様に、不織布に金属メッキを施した金属多孔
体を用いた場合にも、外周側に亀裂、破損が発生しやす
く、その際、特に、短繊維メタルが飛び出して、十極板
、−極板とを分離している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生じる。

また、発泡スポンジ体シートのみを連続的に搬送してメ
ッキを施し金属発泡多孔体シートを設ける場合、メッキ
処理工程において、発泡スボンン体からなるシートにあ
る程度の張力をかけることは避けられない。発泡スポン
ジ体シートは、張力が負荷されると骨格が簡単に変形し
、その穴径に変形を生じて単位面積当たりの開孔率が不
均一となる。同様に、不織布の場合も、一般に短繊維を
用いて乾式あるいは湿式法により作られるが、短繊維を
使用しているために引張強度が弱く、変形が生じやすい
。

上記した発泡体あるいは不織布に金属メッキを施した金
属多孔体シートを電／１１！極板として用いると、開孔
率が不均一であるため、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（発泡金属多孔体シート）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
度を有する積層構造の金属多孔体を設け、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
として用いろ場合にクラックの発生をなくすことにある
。さらに、該金属多孔体を構成する多孔体層が容易に変
形せず、その骨格が正確かつ均一に保持でき、単１男面
積当たりの開孔率を均一化でき、電池極板として用いた
場合に電気導電性を均一化できるようにするものである
。

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、引張強度の増大を
図るために積層構造としたシートを設け、該積層体シー
トにメッキを施して金属多孔体のノートを製造する方法
を提供するものである。

即ち、本発明は、発泡体、不織布、およびメツツユ体の
３つの多孔体を予め積層して積層体を設け、あるいは、
発泡体と不織布の積層体を設け、これらの積層体をメッ
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
の製造方法を提供するしのである。

上記した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
ら良い。

また、上記した各積層体は、それぞれ、発泡体、不織布
、およびメツツユ体を、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た多数層の積層体
を含むものである。

上記溶着方法としては、固着側表面を加熱等の方法で溶
融して溶着する方法等が用いられ、また、接着方法とし
ては、一方の固着面に接着剤を塗布し、あるいは積層体
を接着剤貯槽に浸漬して接着する方法等が用いられる。

上記一体とした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肢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、上記真空膜作成性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
発泡体層、金属不織布層および金属メツシュ体層とを備
え、あるいは金属発泡体と金属不織布層とを備え、特に
、電池極板として好適に用いられる金属多孔体を提供す
るものである。

上記した発泡体は、ポリウレタンスポンジ等からなり、
その厚さを０　、５〜５　、０　ｍｌ１１．穴径を５０
μｍ〜５００μｍとしたものが好適に用いられる。

また、不織布およびメツシュ体の素材としては、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、セルロースおよび紙等の有機質、金属、ガラ
ス、カーボン等の無機質などが用いられる。また、メツ
シュ体は、縦糸と横糸とを編んだ網状あるいは１本ある
いは複数本の糸を繊維状に編んで形成する全ての編組織
のものを含んでおり、２〜２００メツシユのものが好適
に用いられる。かつ、メツシュ体および不織布としては
、線径が０．０１−１．０＋ｎｍ、開孔率が４０〜９９
％のらのが好適に用いられる。

上記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　　ＮｉＺｎ、Ｓｎ、
Ｐｄ、Ｐｂ、Ｃｏ、ＡＩ、Ｍｏ、ＴｉＦｅ、５ＵＳ３０
４，５ＵＳ４３０，３０Ｃｒ。

Ｂｓ等どんな金属でもよい。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。電解メッキ法を用いる場合はＣｕ、
Ｎｉ　、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ。

Ｆｅが用いられる。

また、上記積層体を溶着により固着する場合には、溶融
点の低い側を夫々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、多孔体の素材に応じて
、下記の温度で加熱するようにしている。

ポリエステルナイロンアクリルポリプロピレンポリエチレンポリウレタンレーヨン炬迅上記したように、本発明に係わる製造方法では、張力を
負荷すると変形が発生しやすい多孔体を積層して一体と
することにより、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、変形の
生じやすい発泡体および不織布に変形が生じることを防
止することが出来ろ。また、このように積層構造の金属
多２５５〜２６０℃ ２５０〜２６０°Ｃ２１０〜２６０°Ｃｌ６５〜１７３°ＣＩ　２５〜２３０℃ ２００〜２３０℃ ２００〜２６０℃ 孔体は引張強度が増大するため、金属付着量が３００ｇ
／ｍ’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、引張強度の増大により多孔体の変形を防止でき、
骨格が正確かつ均一に保持できて単位面債当たりの開孔
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。

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、ポリウレタンス
ポンジからなる発泡体シート１と、ポリエステルからな
る不織布シート２およびメツシュ体ノート３との３つの
シートを溶着により一体に積ｈ゛１シて３層の積層体シ
ート４を設けた後に、連続的にメッキ装置に搬送し、該
メッキ装置において、上記積層体シート４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。以下に具体的に
説明する。

第１図は発泡体シートＩと、不織布シート２と、メッシ
ュ体シート３とを溶着により一体に固着して積層体シー
ト４を形成する工程を示す。

上記発泡体シートｌとしては厚さが０　、５１１１ｍ〜
５　、０　ｍｎｉ、穴径が５０　μｍ〜５００　μｍ、
好ましくは、２００μＩ１１〜３５０μｍのシートが用
いられる。

尚、本第！実施例では、１．７ｍｍの厚さのものを用い
ている。

不織布シート２としては、厚さが０．５〜５　、　Ｏｍ
ｍ線径がｏ、ｏ　ｔ−ｔ、ｏ問、好ましくは、０．０５
〜Ｏ、ｌ　ｍｍ、開孔率が４０〜９９％のらのが用いら
れる。本実施例では、厚さ２　、０　ｍｎｉのちのを用
いている。

メツシュ体シート３は線径が０．０１ｍｍ　〜１．０ｍ
ｍで２メツシユ〜２００メツシユ、好ましくは、線径が
０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍで４０メツシユ〜１２０メツ
シユ、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６０メツシユのものを
用いている。

本実施例ではメツシュ体および不織布をポリエステルで
形成しているが、ポリエステルに限定されず、ナイロン
、アクリル、ポリプロピレン、ボリエヂレン、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、メツシュ体として、実施例では、縦糸と横糸とを
網状のものを用いているか限定されず、網状の外に、１
本あるいは複数本の糸で編んで繊維状とした適宜な編組
織からなるものでも良い。かつ、メッシュ線自体は丸、
角、平などいずれでもよい。

上記発泡体シート１１不織布シート２およびメツシュ体
シート３は、図示のようにロールに巻きとったコイル体
１ａ、２ａ、３ａから連続的に巻き出し、発泡体シート
ｌの両側に不織布シート２とメツシュ体シート３を積層
するようにしている。上記シートのうち溶融点の低い側
の発泡体シートｌの両面を、加熱装置５により加熱した
後、一対の圧着ロール６Ａ、６Ｂで上記３枚のシートを
重ね合イつせ、上記加熱により溶解した発泡体シーＨの
一方の表面に不織布シート２を、他方の表面にメツシュ
体シート３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、
発泡体シートｔを挟んで不織布シート２とメツシュ体シ
ート３とを一体に固着して積層体シート４として取り出
し、ロールに巻きとってコイル体４ａ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、
２ａ３ａから巻きだされるシートｌ、２．３のノワ延ば
しを行っている。

上記加熱装置５として、本実施例では、超速赤外線加熱
装置を用いており、該超速赤外線加熱装置により発泡体
シートｌの両面を加熱すると、薄いノートの固着する両
側表面のみを確実に溶解することかできて好ましい。尚
、加熱装置として、バーナー、ヒータ、熱風等ら好適に
用いられる。

上記加熱装置５により、例えば、ウレタンスポンジの表
面を０　、２　＋ｎｎ＋溶解した場合は固着強度は５０
ｇ／２５ｍｍであるのに対して、０．５ｍｍ溶解した場
合は固着強度はＩ　ＯＯｇ／　２５＋ｎｍであり、溶解
量を多くすると固着強度を増大することが出来る。

上記したように、溶着により一体に固着した発泡体シー
ト１、不織布シート２およびメツシュ体シート３とから
なる積層体シート４を、次に、第２図および第３図に示
すメッキ装置によりＮｉメッキを施し、金属発泡体、金
属不織布および金属メツ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
４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４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４ａ
に巻き取られた積層体シート４を巻き出し、導電性付与
装置Ｉ５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、メツシュ網コンベア１２と合わせ
ローラ１３により上下合わせて、メツシュ網コンベア１
２上に載置している。尚、上記積層体シート４はメツシ
ュ体シート３を備えているため引張強度が大きく、よっ
て、必ずしもメツシュ網コンベア１２は必要ない。

上記状態で連続的に並設した第１段から第５段のメッキ
槽１０に順次搬送し、５つのメッキ１１０においてニッ
ケルメッキ処理を５回行い、３００ｇ／ｍ”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１０内にメッ
キ族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２Ｉと上記メッキ液供給ノズル２０とを
強制送りポンプ２２を介して連通ずる一方、該メッキ槽
１０内に被メッキ物である多孔状の積層体シート４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！１１０への導入側の
槽外に積層体シート４と接触して給電し、該シート４を
陰極とするコンダクタロール２３Ａ１２３Ｂを設置する
一方、メッキ槽ｌＯ内に陽極の玉２４（アノード玉）を
充填したケース２５Ａ１２５Ｂ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ＩＯは断面
矩形状で上端開口の上側部１０ａと、下端中心開口１０
ｂに向かってテーパ状に収険する下側部１０ｃを備えた
形状で、上側部１０ａの対向する両側壁部に被メッキ物
導入孔１０ｄと導出孔１０ｅを穿設している。導入孔１
０ｄと導出孔１０ｅの肢槽外に夫々配置したコンダクタ
−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−ロールの間に積層
体シート４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４を陰極とじている。

メッキ槽ＩＯ内では、上記積層体シート４及びコンベヤ
１２の通過位置の全体を挟んで、上下−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２５Ｂは底面をラス網状とし、その外枠部
をメッキ槽ＩＯ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入玉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入玉２４に限定さ
れず、メッキ族を通過させて積層体シート４に対して肢
をほぼ直角方向からぶつけるものであれば、板状、角状
等のものら使用できるが、これらは入玉に比較して液の
落ち方が悪く、イオン供給の効率の点などから入玉の方
が好ましい。

メッキ槽ＩＯ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２５
Ａ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４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４
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４を挟んだ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、メッキ岐吸込管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４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４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、メッキ液貯槽２１より供給管２８を通して強制送り
ポンプ２２によりメッキ族を供給しており、メッキ槽１
０内で噴射されたメッキ液は下端間口１０ｂよリメッキ
夜貯ｔ！２＋に回収され、強制送すボンブの連続駆動に
より、メッキ族はメッキ槽１０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。このメッキ族の流速
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、メッキ漕ｌＯの披メッキシ
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１０ｄと導出部１０ｅに液シール２９Ａ、２９
Ｂを取り付け、かつ、これら液シールの外側のコンダク
タ−ロール２３Ｂ、２３Ｄ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４
はコンダクタ−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１０内に導入され、メッキ槽ＩＯ内
において、陽極の入玉２４と接触したメッキ液か陰極の
積層体シート４に対して直角方向よりぶつかり、該積層
体シート４の孔（不織布、発泡体、およびメツシュ体の
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４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４をメッキす
ることが出来る。このように、積層体ノート４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ｌＯ〜６００
　Ａ／ｄ＋ｎ’の広い範囲で選択できるが、特に、１０
０〜４００Ａ／ｄ−が好ましい。

また、該メッキ槽１０内での移動時に、引張強度が大き
く容易に延びないメツシュ体を発泡体および不織布と一
体に固着しているため、発泡体あるいは不織布単体の場
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、発泡体の穴形状の変化
および不織布の変形が抑えられ、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３００
ｇ／ｍつ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、発泡体のみの場合及び不織
布のみの場合に開孔部に変形か生じやすいが、メツシュ
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°Ｃ〜１０
００℃、好ましくは、７００’Ｃ〜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。

」二足のように、メッキ後に、脱媒、焼結して製造した
金属不織布層、金属発泡体層および金属メソシュ体層と
を備えた金属多孔体は、その金属付着量が上記３００ｇ
／ｍ’で、７．２ｋｇ／２ｃｍの引張強度を得た。

上記した第１実施例に係わる方法て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、金
属発泡体層Ｃ１金属メツシュ体層りとの３層からなる。

該金属多孔体Ａは、上記メッキ工程において張力が付与
されても、積層構造として引張強度を増大させているた
め、発泡体および不織布の骨格の変形が防止されて、骨
格が正確か−）わ−に保持され、単位面積当たりの開孔
率か均一に保持されている。

上記積層構造の金属多孔体Ａを電池極板として用いる場
合、水酸化ニッケル等の活物質粉末を充填するため、３
　ｋｇ／　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　
ｋｇ／　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
に金属メツシュ体りが強度保持体として作用するため、
亀裂、破損が発生しにくく、特に、第５図に示すように
、金属メツシュ体層りを外周側に配置すると、亀裂、破
損が発生しにくい。

上記第１実施例では、金属不織布層Ｂ、金属発泡体層Ｃ
と金属メツシュ体層りとの３層からなるもであるが、第
６図（ＩＸＩＩ）に示す第２および第３実施例のように
、金属不織布層Ｂ、金属発泡体層Ｃ１金属メッシュ体層
りとを任意の枚数、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６図（１）の第２実施例は金属メツシュ体層りを
両側に配置し、内部に金属不織布層Ｂと、金属発泡体層
Ｃを内部に挟むで積層した４層の積層構造体からなる第
２実施例を示すものである。

第６図（ｎ）の第３実施例は両側に金属メツシュ体層り
を、その内側に夫々金属不織布層Ｂを、中心部に金属発
泡体層Ｃを挟んで５層の積層構造とした第３実施例を示
すものである。

上記した５層等の多層構造として草山とした場合、第７
図に示す如き燃料電池における電極板として好適に用い
ることが出来る。第７図中において、＋００は水素電極
基板、１０１は空気電極基板、１０２は上記水素電極基
板１００と空気電極基板１０１との間に介設する触媒層
、１０３．１０４は周外側のセパレータプレートである
。上記電極基板１００Ｘ　１０１および触媒層１０２に
金属多孔板が用いられ、かつ、電極基板１００、＋０１
として草山な金属多孔体が必要であるため、上記多数層
の金属多孔体が好適に用いられる。

第８図は本発明の第４実施例を示し、発泡体シートｌと
不織布シート２の２つの多孔体シートを溶着して一体に
固着し２層構造の積層体シート４°を形成している。

該第４実施例は、上記第１実施例と同様に、発泡体シー
トｌおよび不織布シート２を、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発泡体シートｌ
を、加熱装置５°により加熱した後、一対の圧着ロール
６Ａ、６Ｂで不織布シート２と重ね合わせ、上記加熱に
より溶解した発泡体シートｌの表面に不織布シート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、金属製のメツシュコンベヤ８により支持
しながら冷却室７内を通過させて冷却し、発泡体シート
ｌと不織布シート２とを一体に固着して積層体シート４
°として取り出し、ロールに巻きとってコイル体４’ａ
としている。

上記加熱装置５°は、本第４実施例では、図示のように
バーナーからなり、ウレタンスポンジからなる発泡体ノ
ートｌ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、炎により発泡体シートｌ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（発泡体シ
ートの表面から離れている）、溶解量が少なく、他方の
メツシュ体ンート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（なり貼り合わせ強度が強くな
る。

第９図は本発明の第５実施例を示し、発泡体シートｌと
不織布シート２とを接着剤により接着して積層し、積層
体シート４′を形成している。即ち、発泡体シートｌと
不織布シート２とを、合わせローラ６Ａ、６Ｂで重ね合
わせる前に、発泡体ン；ト１の接着面側に塗布ローラ３
Ｉにより接着剤３２を塗布している。上記塗布ローラ３
１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が発泡体シート
ｌの表面に圧接回転することにより、発泡体シートｌ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、発泡
体シートｌの表面に接着剤かむらなく塗布される。上記
接着剤３２を介して接着された発泡体シートｌと不織布
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には人口３４ａより熱風を供給し、金属製
メツシュコンベヤ３５で支持した状態で搬送する積層体
シート・ｔｏ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、メツシュコンベヤ８゛により支持して冷
却しながら搬送し、発泡体シート！と不織布シート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１Ｏ図は第６実施例を示し、接着剤により発泡体シー
トｌと不織布シート２を固着する別の方法を示すもので
ある。即ち、発泡体シートｌと不織布体シート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Ｉ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３２°を介して発泡体
シートｌと不織布シート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
°に導入して冷却固着している。

上記第８図の第４実施例から第１Ｏ図の第６実施例は、
いずれも発泡体シートＩと不織布シート２との２つの多
孔体シートを積層したものであるが、発泡体シートｌと
不織布シート２との積層の枚数および組み合わせ順序は
用途に応じて変更でき、例えば、発泡体シート１を挟ん
で両側を不織布シート２で挟み、あるいは、不織布シー
トと発泡体シートとは順次多数枚積層するなど、種々の
態様とすることが出来る。これら発泡体シートと不織布
シートとの多数枚の積層体からなる金属多孔板ら、厚い
巾が要求される燃料電池の極板等に好適にｆｌＩ用され
得るものである。

第１Ｉ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４あるいは４゛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、発泡体シートｌ、不
織布シート２、メツシュ体シート３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。

第１２図は第８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
たたけの状態のいずれの方法によってら積層構造とした
積層体シート４．４“に対するメッキ方法として、真空
膜作成方法を用いてい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、０．１〜１０
μ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
にできるものである。

第１２図中、５１は蒸着用真空容器、５２（よコイル状
シートの巻出用真空容器、５３は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３３５１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
て容器内部を連通ずる−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
通ずると共に、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４ａ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４ａを矢印方向に回転してシート
４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５Ｉは、容器本体６１の外周を冷却槽６
２で囲繞し、該冷却＋！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Ｒ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６
３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、６４Ｂ１６４Ｇ
。

６４Ｉ〕を順次配置している。これらローラの内、実地
例で（１２つのローラ６４Ａと６４Ｃを大径ローラとし
て、シート４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の内部には蒸着ずろ金
属６５を入れたルツボ等の容器６６Ａ１６６Ｂ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、電子ヒームを投射する電子ビー
ム発生器６７Ａ、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４に均一
に被膜となって付着される。尚、積層体シート４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力咄来る。

上記蒸着用真空容器本体６１の取出口と真空通路容器５
６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５Ｉ内で金属６
５を電子ビームにより溶解し、該蒸着用真空容器５Ｉの
取出口を出るまでに１度に積層体シート３に３００ｇ／
ｍ”程度の蒸着メッキを施している。その際、容器本体
６Ｉの外周を冷却槽６２で囲み、該冷却ＩＷ６２内に一
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６
１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４は冷却ローラ６４Ａ〜６４Ｄ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４の温度
は低下している。従って、積層体シート４が変形を生じ
ゃ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か生じろことなく、金属被膜
の蒸着を為すことが出来ろ。さらに、該積層体シート４
の蒸着用真空容４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４−る必要は殆ど無いため、適
宜な時間に設定し、よって、蒸着時間を制御ずろことに
より、上記した厚膜とすることか出来る。即ち、蒸着用
真空容器５Ｉ内で積層体シート・１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厚さの金属メッキ
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１　ｇ／ｍ”　〜Ｉ　ＯＯＯｇ／ｍ２の範囲で
任意に制御することが出来る。

」１記した積層体シート４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、脱媒焼鈷処理を行い、金属組織を作り、また、強度
等の訳１整を行っている。この強度調整か出来ることに
より、伸展性ら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。

ＡＩ　、Ｍｏ　、Ｔｉ　、Ｆｅ　、５ＵＳ３０４．５Ｕ
Ｓ４３０．３０Ｃｒ、Ｂｓ等は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−８ｎ、　Ｆｅ−Ｚｎ、　Ｍ。

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、発泡体、不織布
およびメツシュ体の３種の多孔体シートを積層する積層
体の形成方法として、あるいは、発泡体および不織布の
２種の多孔体ノートを積層す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（メッキ岐流を
シートに対して直角方性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りメッキを
行ってもよい、即ち ■蒸着、イオンブレーティング、スパッタリング等によ
る真空膜作成法、 ■化学的に金属を原付表面に還元析出させろ無電解メッ
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のカーボン、・ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ
チオフェン、ポリバ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、これらの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。

また、積層する発泡体とメツシュ体との枚数および組み
合わせ順序も限定されない。

発明の効果以上の説明より明らかなように、本発明に係わる金属多
孔体の製造方法によれば、メッキ前に予め発泡体、不織
布およびメツシュ体からなる積層体、あるいは、発泡体
と不織布からなる積層体を設け、これら一体に固着して
引張強度を」二げた積層体ノートに対してメッキ処理を
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、多孔体、特に、発泡体および不織布に変形が生じる
のを防止することが出来る。また、このように製造され
た金属発泡体層、金属不織布層および金属メソンユ体層
とを積層した金属多孔体、あるいは、金属発泡体層と金
属不織布層とを積層した金属多孔体は、金属発泡体、金
属不織布あるいは金属メツシュ体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０張強度を得ることが出来ろ。即ち、従来、５００
ｇ／　ｍ　２〜６００ｇ／ｍ”の金属付着量がないと引
張強度が３　ｋｇ／　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３ｋｇ７２ｃ
ｍ以上の引張強度を得ることが出来ろ。

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、積層構造として保持
強度を高めているため、および、金属付着量が少なくし
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［１旧）゛加工しても
、クラックの発生を防止出来る。また、厚さを簡単に所
要の厚１１とすることか出来るため、燃料重油の極板等
にも好適にト１１用出来る等の種々のＩ’ｌ１点を有す
る乙のである。

【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
使用して扇巻き状に巻いた場合の断面図、第６６図（１
）（ｎ）は金属発泡体と金属不織布と金属メツシュ体と
を積層して形成する金属多孔体の第２実施例および第３
実施例を示す断面図、第７図は燃料電池の概略断面図、
第８図は本発明の第４実施例を示し発泡体と不織布の２
つシートからなる積層体シートの溶着方法を示す概略工
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１Ｏ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７こ用いる真空蒸着メ
ッキ装置の概略図である。１・・発泡体ノート、２・・不織布シート３・・メツシ
ュ体シート、４・・積層体シート、１０・・メッキ槽、５・・加熱装
置、３３・・接着剤貯槽、Ａ・・金属多孔体層、１３・・金属不織布層、Ｃ・・金属発泡体層、Ｄ・・金属メツシュ体層。

Claims

【特許請求の範囲】

１．発泡体、不織布、およびメッシュ体の３つの多孔体
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。
２．発泡体と不織布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。
３．上記積層体を予め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
とする積層構造の請求項１および２記載の金属多孔体の
製造方法。
４．上記発泡体、不織布およびメッシュ体の積層体は必
要枚数だけ任意の順序で組み合わせて積層した多数層か
らなる請求項１および３記載の金属多孔体の製造方法。
５．上記発泡体と不織布の積層体は、発泡体の一側に不
織布を積層する２層、発泡体の両側に不織布を積層／あ
るいは不織布の両側に発泡体を積層する３層、あるいは
、夫々複数の発泡体と不織布とを備えこれら発泡体と不
織布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請求項２および３記
載の金属多孔体の製造方法。
６．上記発泡体はポリウレタンスポンジ等からなり、そ
の厚さを０．５〜５．０ｍｍ、穴径を５０μｍ〜５００
μｍとし、また、メッシュ体は網状および繊維状などの
１本あるいは複数本の糸を編んで編組織としたものを含
み、２〜２００メッシュであり、かつ、上記メッシュ体および不織布はポリエステル、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
ースおよび紙等の有機質、金属、ガラス、カーボン等の
無機質を用い、かつ、線径が０．０１〜１．０ｍｍ、開
孔率が４０〜９９％である請求項１乃至５記載の製造方
法。
７．上記溶着により固着する場合に、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請求項
１乃至６記載の製造方法。
８．上記接着により固着する場合に、接着剤をメッキ時
の脱媒工程で加熱して熱分解除去することを特徴する請
求項１乃至６記載の製造方法。
９．上記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
とを特徴とする請求項１乃至８記載の製造方法。
１０．上記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
ことを特徴とする請求項１乃至８記載の製造方法。
１１．上記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、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
特徴とする請求項１乃至８記載の製造方法。
１２．上記発泡体のシート、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請求項１乃
至１１記載の製造方法。
１３．金属発泡体層、金属不織布体層、金属メッシュ体
層とを備え、上記請求項１、３、４および６乃至１２記
載の方法により製造された金属多孔体。
１４．金属発泡体層と金属不織布層を備え、上記請求項
２、３および５乃至１２記載の方法により製造された金
属多孔体。