JPS598271A - 蓄電池用格子部材補強用予備成形体 - Google Patents

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】 本発明は蓄電池田の格子部材の改善された製造法に関す
る。鉛蓄電池（鉛と酸とから成る蓄電池）及びその操作
法は公知であダ―格子部材（ｇｒｉｄｓ）は′電極板の
活性材ネ４の支持体であり、また活性材料に対し′上流
を出し入れする役目をする。格ｆ一部材は腐食耐性をも
たなければならず、また格ｆ一部材の製造時、格子部材
からの′電極板の製造時、及び蓄電池自身の組立て時に
おける破損または変形を防ぐのに十分な強度と堅さをも
っていなければならない。純粋な鉛は鉛蓄電池の格子部
材として最も腐食耐性をもった材料であるが、強度が弱
くクリープを起す傾向がある。使用時において、格子部
材は自分自身の川さ、及び格ｒ一部材で支えられる活性
材料の重さによる応力、並ひに充電−放電サイクルにお
ける活性材ネ゛Ｉの１膨張及び収縮による応力を受ける
。使用中格子部材が変形すると、活性材料は分離または
剪断を起し、電気化学的反応性を喪失する。重量、価格
及び！’ｌｉｔ池の容罎についての経済性の見地からす
れば、格ｆ一部材の厚さも重要な因子になる。

蓄電池の格子部材は一般に注形法によりつくられる。格
子部材を注形する機械は中心部分となる格子部材成形型
、トリミング機構、及び熔融炉から成っている。格子部
材の成形型は２個の鋳鉄の部材から成り、夫々面に格子
部材の形が設計されている。溶融した金属を入れる前に
型を加熱しＶ過ぎる固化を防止する。鉛または鉛合金を
熔融炉の中で溶融し、格イ部材の成形型に匝ぶ。成形型
に溶融した金属が充填された後、これを冷却する７次に
型を開き、１Ｆ形された格子部材を取り出し、１１［び
次の格子部材の加Ｉ−操作を新たに始める。これは天場
生産］■二程として行われ、そのサイクル中に不当な遅
延が生じないことが重要である。

純粋な鉛は容易に変形するから、　一般に合金か使用さ
れる。鉛合金の適切な選１ノシは０４図する用途、鉛蓄
電池の使用時の経済性に依存する。何７１！なら一般に
合金を用いることにより他の問題、例λ−ば価格、腐食
、製造の困りＨ’１．、！＜はＸｉ’、＋；、池寿命の
低トなどが生じるからである。

格子部材を補強することは比較的新しい考えであり、１
．記の問題の多くを解決し得るｔｉｌ能性を秘めている
。格ｒ一部材構造物を繊維で補強する努力には、製鉄−
の際に問題があることがｒ１つだ。開放した注形型の中
に「でフィラメントを右利けることは１ｐ７．間のかか
る作業であり、入り生産の技術にはならない。また格子
部材を注形する区域の情況はフィラメントを「で注＜５
、深く巻付けられるような伏！馬ではない。或場合には
、フィラメントを取掛うことか作文の中断及び停（１−
の原因になる。注形用の型の中でこれか起ると、品質の
悪い格子部材が）［シる。本発明によればこれらの問題
が解決される。

本発明によれば、間隔を置いて配置された無機性のフィ
ラメントの東の配列（ａｒｒａｙ）が他の間隔を置いて
配置された無機性のフィラメントの東の配列に対１７カ
向をずらされて重ね合わされ、フィシメンＩ・の東の交
叉する点において夫々の該配列が接合されている鉛また
は鉛合金蓄電池用の格ｆ−ｊ″Ｘｂ材紮補強するための
網状シート（ｎｅｔｗｏｒｋｓｈｅｅｔ）予備成形体が
提供される。好ましくは、融点が少なくとも約０°Ｃ１
沸点か約３００°Ｃ以ドの揮発性接合剤（ｆｕｇｉｔｉ
ｖｅ　ｂｉｎｄｅｒ）で接合を行う。

各配列の中で間隔を置いて配置された東は実質的に１１
いに平行であることかｔｌｆましい。また本発明によれ
ば、ｌｌ：いに交叉した一群の溝を有する固定部材（ｆ
ｉｘｔｕｒｅ）の溝の中に無機性のフィラメントの重を
沈積させ、揮発性の接合剤を用いその融点より高い温度
においてフィラメ７Ｉ・の東を湿潤させ、揮発性の接合
剤を凝固させてフィラメントの東を交叉１１０とおいて
接合し、固定部材から凝固した予備成形体を取り出すこ
とを特徴とする予備成形体の製造法が提供される。また
本発明によれば、１：ｋ　’Ｔ’　＠成形体を注形用の
成形型の中に入れ、型を閉ざ１７．型及びその内容物を
加熱し５、成形型のギヤヒティーを真空に引き、溶融し
た鉛または鉛合金を導入１．７でフィラメントの東を浸
ｎｖ１さゼてペリに充崩し、型を冷却して鉛または鉛合
金を固化させ　型を開いて補強された格ｒ一部材を取り
出す↑イ）または鉛合金＃Ｆ　’ｊｕｔ池川格ｒ用部材
の補強力法か提供される。

本発明のＹ・備成形体は、好ましイは鉛まｌ：は鉛合金
蓄電池用格子部材を補強するだめの、格ｒ−状、［！ｕ
ち骨格状の枠組（ｆ　ｒａｍｅｗｏｒｋ）構造物である
。この予備成形体はその形が蓄電池用の格ｆ・部、（イ
の形状に対１イ）シており、中−・の１１面内に存在す
る無機性のフィシメンＩ・の間隔を置いて配置された東
の配列またはアセンブリーが無機性のフィシ、ノントの
間隔を置いて配置された東の東ね合わされた配列に対し
交叉点において接合されたｒ備成形体シート構；９物か
ら成っている。イＳ　１図はこのようなＹ・備成形体の
模式図であり、実質的に１／：行な、−機フィラメント
の東のアセンブリー【は実質的に’Ｉ’：ｉｔな無機フ
ィラメントの東の一へセンブリー２と市なり、交叉点に
おいてｔａ合３により使結さｈている。交叉点で接合を
行うには揮発性の接合ｌ！１１１を用いることがｌｌｒ
ましい。例えば、各アセンブリー１及ｒ／　２の無機フ
ィラメントの’Ｐ’４１な東を水で被ｒｖシ交叉点にお
けるｄ」結は氷で接合することかできる。フィシメンＩ
・の東の間隔、並びに予備１ル、形体の大きさ及び形は
、を備成形体がフィラメントの東と川に容易に格ｒ一部
材注形用成形型の中（゛挿入でき、型に凹みができて格
ｒ一部材のＸ及びＹ方向の格子部材が１Ｌ形できるよう
に選ばれる。

曹涌、Ｘ及Ｙカ向の部材は直交する。

ｆ　ｌｉｔ成彰体のフィラメントの東は無機性の高温＋
ｎ）ｌ＋１をもった繊維からつくられなければならない
。この場合、カラス、グラファイト及びアルミナ繊維で
ある。東は僅かに又は全く撚りをかけられていないこと
か好ましく、イ１１−川のオイルはほとんとまたは全く
つけるへきではない。ｉルミナ繊維を使用することがＤ
ｒましいか、鉛または鉛合金で容易に／りＩ！、川でき
るという・１を実のために、バーｌマン（：Ｈａｒｔｍ
ａｎｎ）の米国特ｉｊ’ｌ第４，２８２．９２２　ｂ５
記・敗の鉛で被覆した繊維を使用することかもつとＵ（
：肉である。補強剤の使用範囲は１〜２５容１６％、々
ｒましくは２〜８容；−％である。

交叉点で屯ね合わごれたフィラメントの東を接合するの
に一１Ｆ常に多くの種類の材料を用いることかできる。

蓄電池の格ｒ一部材に黄物がほとんどまたは全く残留し
ないこと、即ち格ｒ一部材が実質的に鉛または鉛合金と
無機フィラメントだけから成ることが好ましい。有機性
の残留物は、無機フィラメントが鉛または鉛合金で湿潤
５れるのを妨害するから特に望ましくない。鉛の粉末と
水とから成る鉛のペーストは、交叉＋ｊｊに被覆し加熱
して鉛を溶融させると、鉛が固化した際に交叉した糸が
接合するので有用である。鉛の箔を用い交叉点で中を縛
り、加熱して鉛を溶融させると接合を行う１．．　、ｌ
・かできる。前記の／＼−トマンの米国特許記載のカラ
スを含む鉛の分散物を交叉点に沈積させ、ρ、ｑ’Ｈ，
ｆｌｉで加熱してカラスを溶融させ鉛の被膜をつイるこ
ともできる。

融点が少なくとも約Ｏ′Ｃで沸点が約３００℃以トの揮
発性接合剤を、交叉へにおいてフィラメントの東を接合
するのに使用することが好ましい。

永はｈｒ’ａな揮発性接合剤である。何故ならば廉価ｅ
あり、その目的を果した後に容易に１１つ完全に除ノミ
されるからである。即ち凍結したｆ備成形体髪格１′一
部材の注形型に入れ型を閉じると氷は水に変る。溶融し
た鉛または鉛合金を導入する＋ｔｉｊに頁空をかけｆ型
から空気を除Ｊｉしても、水が除去され格ｒ部材の注形
型の中には無機フィラメントの・νだけか残る。ｆｉｌ
しくは、揮発性の接合剤はその沸点以ドの温度において
比較的不活性でなければならない。このような物質の例
はナフタレン、グリセリン、氷、及びドデカノールであ
る。

第２図は予備成形体をつくるのに使用できる固遁−゛部
材である。これはる電池の格ｒ一部材を注形するための
１友形型とは回しではない。この固定部材は使用する接
合材木゛Ｉに従って、プラスチックス、セラミックス、
分局または他の便利な材料からつくることかでＪる。図
ノ１＼のように、この固定部材はＸ　、方向及びＹ方向
の１・１１な溝、及び溝の交叉点７Ｉ’において固定部
材を質ぐ穴をもっている。その穴の目的は後記の実施例
１で詳細に述べられるであろう。実際には、フィラメン
トの東又は糸は［イ′１業又は機械によってｌ＋’ｉｌ
　＞ｉｆ部材のＸ方向の溝に次いでＹ方向の溝に入れら
れる。・Ｐ−行なフィラメントの東のアセンブリーは分
配カートす、ンの中で作られ次いで東の群とＬ７てカー
トリッジから直接に固定部材へ供給されてもよい。便利
には、ｒ備成形体固定部材の全体の形状はＸｉ電池川用
ｒ一部材の注形型のそれに対応Ｖる。ｘｈ向のフィラメ
ント中の群は次いで交叉点でＹ方向のフィラメント中の
群に接合されて一体となった構造体を形成し、そして予
備成形体は固定部材から取り出される。

揮発性接合剤の使用を含む接合方法は今開示されるであ
ろう。フィラメントの末が予備成形体内′１１″部材中
に置かれた後、水父は他の適当な揮発性物質がフィラメ
ント中を湿らせるため導入される。代りに、湿ったフィ
ラメント中が予備成形体固定部材に入れられてもよい。

何れの場合にも繊維配列Ｊ―の水分は凍結され、氷が交
叉点におけるフィラメンＩ・東の接合を果す。工・備成
形体は取り出され、使用する迄凍結を保たれる。

ｒ−備成１杉体はついで開かれた型の注形域に置かれ次
いで型が閉しられる。対称的な中央分離の型が−ｔｉｌ
ｔ的ではあるが、非対称的で片側の溝が他の側の溝より
も深い型もより（（い予備成形体には有田である。

＋ｉｉｉ述のように、注形型を・加熱して次に導入され
る溶融金属のＩＴ！過ぎる同化を防１トする。次に自室
をかけて型のキャピティーから空気を除去する。

水から出る水または水へ気も同様な方法で逃げることが
できる。しかる後型に溶融した鉛または鉛合金を導入し
、冷却して固化５せる。１°Ｊ空をかけると溶融した金
属がＲ維の東を浸ｎ？ｌ　ｌ−ることか容′λ／＋１に
なることが判った。またｎ；ツノをかけて浸潤を助ける
こともできる。次に４すを冷却して熔融金属を固化させ
、型を開き、蓄′市池の格子部材を取り出すと、へ１１
は直ちに次のｒ・備成形体を受入れることかできる。

ト記の実施例により本発明を例示するが、これらの実施
例は本発明を限定するものではない。

実施例　１ ８００本のフィラメント（ｌフィラメントゝｈす＆’１
２０ｇ）の鉛を被膜したアルミナの糸、例えば本国特許
第４，２８２，９２２号記載の糸のボビンから第２図に
示すような固定部材の各キャビティーの中に・木の糸が
入る長さに糸を！ｉｌＪ取り、これを先ず方向に、次に
他の方向になるように固定部材の中に入れる。次に各交
叉ｊｊｊ、に鉛／本のペーストの魂りを置く。中性の焔
をもつ酸素アセチレン焙を使用し、ペーストの各・νの
塊りを前記の穴を通しで固′１．′部材のト方から熔融
し７、冷却すると多くの分蹟した糸の東は融合し、イー
の幾何学的模様が格ｒ部材１１形川の型に合致１７た第
１図に小すようなＩＩｙ、扱い易いＹ’　ｆｆｆｉ成形
体になる。次にこのｔ面数形体を注形用の型の中に入れ
、成形部を閉じ、クランプをかけ、型を熔融した鉛の鉢
に入れて予熱する。Ｙ・熱ＪＩ程中型のキャビティーに
真空をかけ空気と水分を除去する。次に昨直に位置ｙせ
た型の底に入る管の栓を１悦ずし、型のキャビティーの
中に鉛を流入させる。ヤ！が−・杯になると、真空ライ
ンの中にある凝固用の栓で鉛を市める。次に型を鉛の鉢
から取り出し、冷却部に移し水の噴霧を用いて冷却を行
う。次に冷却された格子部材を型から取り出す。ＩＩＪ
　＋二＋及び突起を切取り、却下１程が完ｒする。

実施例 ′！施例１に用いたとのと同様な鉛被覆した糸をボビン
から水浴を通しｍ維の束を十分に湿潤させる。糸を第２
図に示す凝固用固定油相のｆ１キャビティーの長さにす
Ｊ断じ、これを先ず一方向に、次いで他の方向に並べて
固定部材の中に入れる。固」１′部材に入れた湿った繊
維を、配列されたｔａ紐のｉ−に冷たいカスを通すか、
または高１にのボンベから固体の一酸化炭素粒子−垢、
を配列された繊Ｍ［に吹イ・１けて露化させることによ
り凝固させる。交叉点において固定部材の穴を通して放
出ビンを動かし　一体となったｐ面数形体を脱すことに
よりｆ（〆１１成形体を同定部材から取り出す。次にｒ
面数形体を冷凍室に保存して貯蔵する。このｔ面数形体
は幾何学的に鉛注形用の型と一致する。後でこのρｆｉ
成形体を注形用の型に入れ、型のｒ分を閉１−、クラン
プし、炉の中でで熱する。Ｆ熱［程中、型のキャビティ
ーを真空に引き空気及び水分を除去する。次に型を鉛の
入った鉢に浸漬する。

次に弔直に位置させた型の底に入る管の栓を１鼻ずし、
型のキャビティーの中に鉛を流入させる。型が一杯にな
ると、真空ラインの中にある凝固用の栓で鉛を１１・め
る。次に型を鉛の鉢から取り出し、冷却部に移し水の噴
霜を用いて冷却を行う。次に玲１’ＪＪされた格子部材
を型から取り出す。湯口及び突起を切取り、加下り稈が
完ｒする。

【図面の簡単な説明】

第１図はｐ面数形体の模式図、第２図は予備成彫体固定
部材の模式図である。 特訪出順人　イー・アイ争デュポン・デΦニモ７ス争ア
ント・カンパニー ＦｆＧ　　Ｉ ＦｆＧ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、間隔を置いて配置された他の無機フィラメントの東
   の配列の一ヒに、方向的にずらされて重ねられた、間隔
   を置いて配置された無機フィラメントの東の配列からな
   り、該配列がフィラメントの東の交叉点において１１゛
   に接合されている、鉛または鉛合金蓄電池用格子部材を
   補強するための網状シート予備成形体。 ２、無機性フィラメントはアルミナ繊維である特許請求
   の範囲第１項記載の予備成形体。 ３、該配列は融点が少なくとも約Ｏ′Ｃ１沸点が約３０
   ０°Ｃ以下の揮発性接合剤によりフィラメンＩ・の東の
   交叉点において接合されている特許請求の範囲ｆｆ１２
   項記戦の予備成形体。 ４、揮発性接合剤は氷である特許請求の範囲第１項記載
   の予備成形体。 ５、方陣構造物をな、いに接合するために鉛が用いられ
   ている特許請求の範囲第１項記載の予備成−ｌ杉体。 ６、各配列の中のフィラメントの朱は実質的に・ド行で
   ある特許請求の範囲第１項記載の予備成形体。 ７、配列は互いに垂直である特許請求の範囲第６項記載
   の予備成形体。゛ ８、一群の溝が他の一群の溝と交叉している固定部材の
   溝の中に無機性のフィラメントの東を沈積させ、融点が
   少なくともＯ′Ｃ１沸点が約３００℃以下の揮発性の接
   合剤をその融点より高い温ＩＷにおいて溝の中、に入れ
   ることにより語中を湿間させ、該揮発性接合剤を凝固さ
   せてフィラメントの東を交叉点においで接合し、ＴＭ固
   した予備成形体を型から取り出すことを特徴とするＹ−
   備成形体の製造法。 ９、−肝の溝が他の一群の溝と互いに交叉した固定部材
   の溝の中に無機性のフィラメントの東を沈積させ、フィ
   ラメントの東を交叉点において接合をつくり、一群のフ
   ィラメントの東を接合して一体となった構造物にし、固
   定部材から予備成形体を取り出すことを特徴とする鉛ま
   たは鉛合金所電池用格子部材を補強するための予備成形
   体の製ｊシ法。 １０、融点が少なくともｏ’ｃ、沸点が約３００°Ｃ以
   −トの揮発性の接合剤をその融点より高い温度において
   溝の中に導入し、該揮発性接合剤を凝固させフィラメン
   トの東を交叉点において接合して−・体となった構造物
   をつくることにより接合を行う特許請求の範囲第９項記
   載の方法。 １１、特許請求の範囲第１項記載の予備成形体を蓄電池
   格子部材注形用の成形型の中に入れ、型を閉ざし、型及
   びその内容物を鉛または鉛合金の少なくとも融点の温度
   に加熱し、成形型のギヤビティーを真空に引き、溶融し
   た鉛または鉛合金を導入しフィラメントの東を浸潤させ
   て型に充填し、型を冷却して鉛または鉛合金を固化させ
   、型を聞いて補強之れだ格子部材を取り出す、補強され
   た鉛または鉛合金蓄′市池用格ｒ部材の製造υ、。