JPS60119073A - 蓄電池用隔離板 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は蓄電池用隔離板に係り、特にガラス繊維を主体
とする鉛蓄電池用隔離板に関するものである。

〔従来技術〕

従来、平均直径が１５〜２５μのガラス繊維を交錯させ
て製造したいわゆるガラスマントと微孔セパレーターと
を張り合せたものが蓄電池用隔離板として用いられてい
る。しかし、この隔離板はガラスマットと微孔セパレー
ターとを別個に製造し、これを張シ合わせるという複雑
な工程を要し、製造コストが比較的に高いという欠点が
ある。このような張シ合せ工程を必要としない一体型の
隔離板として、例えば特開昭５３−１３６６３２に゛は
繊維直径が１μ以下（例えば０．５μ）のガラス繊維５
０重量部、繊維直径が１０〜３０μ（例えば１１μ）の
ガラス繊維４５重量部及び天然セルローズ繊維５重量部
を含み、これらを互に絡み合わせてなる蓄電池用隔離板
が記載されている。しかしこの隔離板は耐酸性がそれ程
良いとは言えず、従ってこの隔離板を使った蓄電池の寿
命を長くするには限度があり、又隔離板の製造コストも
それ程廉価ではない。又特開昭５６−３６８５８号公報
には、繊維径０．５μ乃至１．０μ、繊維長さ１．０〜
３．０門のガラス繊維を９０〜９８重ｉｔ％含み気孔率
７０〜９５チの抄造体を鉛蓄電池の電解液保持体として
用いることが開示されている。しかしながら発明者の研
究によれば、繊維長さが１．０〜３．０鶴程度と短い繊
維の抄造体は強度が小さく取扱いに難があり、強度を高
めるためには密度を高めざるを得ないことが認められる
。特にバインダーなしの場合には密度を０．１３以上に
しなければ強度が不足するようになる。（具体的な強度
データについては後掲の第２表に示されている。）更に
米国特許ＵＳＦ−４，２１６，２８０には直径１μ以下
の第１の繊維５０〜９５　ｗｔ％　及び直径５μ以上で
長さ５間以上の第２の繊維５〜５０ｗｔチがバインダー
なしに絡みあってシート状とされた蓄電池用隔離板が開
示されている。しかしながらこの隔離板においては、太
径の繊維を多量に用いるところから、それだけ隔離板の
密度が増大し空間率が小さくなり、これが為に吸液性、
保液性が低下し、蓄電池の性能が悪化する。又このＵＳ
Ｐ−４，２１６，２８０のＩＩ！ＸＡＭＰＬ１！ｉ　８
　には、比較例として直径０，７５μのガラス繊維１０
０％からなるバインダーなしの湿式抄造体が示されてい
る。

このＢ！ＸＡＭＰＬＥ！　８　には繊維長さに関する記
載はないが、従来は抄造時にプロペラや刃物によって切
断されガラス繊維の平均長さは数量になるところから、
このＫＸＡＭＰＬｌｎ　８　に係る隔離板も亦、その密
度を０．１３よりも高くしなければその強度が不足する
ようになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記従来の問題点を解消し、空゛、間車
が大きいと共に機械的強度も高く、極めて優れた特性を
有する蓄電池用隔離板を提供するととにある。

〔発明の構成〕

この目的を達成するために本発明は、平均直径０．５〜
１．０μ、平均長さ７〜５０朋の含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維が湿式抄造により絡み合わされると共に特別な接
着剤なしに相互に接着されてなシ、かつ密度が０．１０
〜０．１３１７３”であることを特徴とする蓄電池用隔
離板、 を要旨とｌるものである。

本発明は、繊維長さを長くすることによシ抄造体の強度
が増大するという新規な知見に基づくものである。又本
発明は繊維径を小さくすることにより空間率を向上させ
るようにしたものである。

尚繊維長さを長くした場合に強度が増大するのは、これ
により繊維同志の絡まりが増加するためであると考察さ
れる。

以下本発明の構成について更に詳細に説明する。

本発明の隔離板を構成するガラス繊維の平均直径は０．
５〜１．０μ、より好ましくは０．６〜０．９μである
。直径が１．０μを超えると隔離板の空間率が小さくな
り、逆に０．５μよりも小さくなるとガス抜けが悪くな
る（正電極で発生した酸素が負電極に移動する際の移動
−速度が小さくなることをいう）と共にその製造コスト
が高価となる。

又このガラス繊維の平均長さは７〜５０１！Ｉｌｌ、よ
シ好ましくは１０〜４０ｍｍである。平均長さが１０朋
よりも短くなると隔離板の強度が小さくなυ、５０朋よ
りも長くなると抄造時に水中へ均一に分散するのが困難
になる。

このガラス繊維はＦＡ法、遠心法その他のガラス短繊維
製造法によって製造できる。尚ガラス繊維の平均直径は
、試料の３ケ所から、夫々的ＩＩの繊維をとり、更に夫
々から２０本の繊維を採取し、電子顕微鏡によってその
直径を０．１ミクロン単位で測定し、これらの平均値を
とることにより計算される。又ガラス繊維の平均長さは
上記と同様にして採取された６０本の繊維について拡大
鐘で測定した値の平均値で示される長さである。

本発明の隔離板を構成するガラス繊維は含アルカリ珪酸
塩ガラスの繊維であり、その表面に水ガラスを形成し得
るものである。又蓄電池用に使用されることから耐酸性
の良好なものが好適に使用される。この耐酸性の程度は
、平均繊維径１μ以下のガラス繊維の状態でＪ工Ｓ　Ｃ
−２２０２に従って測定した場合の重量減が２％以下で
あるのが望ましい。又このようなガラス繊維の組成とし
ては、重量比で６０〜７５チの８１０２、及び８〜２０
チのＲ，Ｏ（Ｎａ、ＯｌＫ、Ｏなどのアルカリ金属酸化
物）を主として含有し、（ただしＳｉｎ！−）　Ｒ，Ｏ
は７５〜９０チ）、その他に例えばＣａＯ１Ｍ！ｇＯ１
ＢｌＯａｓＡ６０．、Ｚｎ０ＸＦｅ、Ｏ，などの１種又
は２種以上を含んだものが挙げられる。尚好ましい含ア
ルカリ珪酸塩ガラスの一例が後掲の第１表に示されてい
る。

而して本発明の隔離板はかかるガラス繊維を湿式抄造し
、その密度を０．１０〜０．１３１／ｃｒＩＬ”とした
ものである。この密度は０．１０５〜０．１２１５が特
に好ましい。隔離板の密度が０．１３１／ｃｍ”よシも
大きい場合には空間率が小さくなり、逆に密度が０．１
０１７２”よシ小さい場合には強度が不足するようにな
る。尚、隔離板の密度とは、試料１０備×１００ｒｒＬ
の面積（Ｓ）に２ｏｋｇの荷重（イ）を加えた時の試料
の厚さＴとした時に、式：Ｗ／（ＳｘＴ）（ｐ／α８）
で与えられる値をいう。そして厚さＴは、Ｊ工Ｓ　Ｃ−
２２０２の測定法によって与えられる値を示すものであ
る。

本発明の蓄電池用隔離板は、含アルカリ珪酸塩ガラス繊
維を例えばＰＨ値を２．５〜３．０に保った水の中に一
定時間例えば５〜２０分水流型分散機等を用いて繊維を
外るべく切断せずに分散させておき、それを湿式抄造し
て、該ガラス繊維の表面に生成した接着層おそらくは水
ガラス層を形成せしめ、ついでこれを所定温度例えば８
０〜１４０℃に加熱することによシガラス繊維をその表
面の水ガラスによって相互に接着することによって得る
ことができる。即ち本発明の隔離板を構成するガラス繊
維は含アルカリ珪酸塩ガラス組成を有するところから、
ガラス繊維中のアルカリ成分及びつり力成分が、分散の
だめの水と反応し水ガラス層がガラス繊維表面に形成さ
れ、この水ガラス層が接着剤として作用しガラス繊維が
相互に接着される。従って隔離板を製造するために従来
必要とされた有機繊維、バインダー等は本発明において
は全く必要ではなく、本発明の隔離板は有機繊維　−や
、樹脂バインダーその他の特別の接着剤を含有しない。

これらの接着剤は隔離板の耐酸性を弱めるので、それ故
に本発明の隔離板は従来の隔離板に比して優れた耐酸性
を有する。

この湿式抄造されたガラス繊維抄造体は、一般にドラム
ドライヤに涜わせて乾燥されるが、このドラムドライヤ
の手前においてプレスすることなく予備加熱することに
よシ、本発明の密度範囲の隔離板を容易に製造すること
ができる。

本発明の隔離板自体の厚さは、使用される蓄電池によっ
て異なるが０．３〜３　ｍｌｌであることが好ましい。

尚、ガラス繊維を水中に分散剤を使用しても良い。又湿
式抄造されたガラス繊維、例えば抄造コンベアー上にあ
るガラス繊維にジアルキルスルフオサクシネートをスプ
レーして、ガラス繊維に対して０．００５〜１０重量％
付着させることによって、ジアルキルスルフオサクシネ
ートの有する親水性によりセパレーターの保液性を向上
させることができる。ジアルキルスルフオサクシネート
を上記スプレーの代わシに抄造の分散水に混入してもよ
い。

〔発明の実施例〕

以下実施例について説明する。

実施例 組成が第１表の割合のガラス繊維Ａ、Ｃを用いて、火炎
法によってガラス短繊維を製造した。これを水中に投入
して水流型分散機により撹拌して分散させ、更に硫酸を
加えて水のＰＨを２．７とし約１０分間保持した。次い
で抄造を行い１００℃に加熱してマット状の蓄電池用隔
離板を製造した。

この隔離板を構成する各ガラス繊維はその表面に形成さ
れた水ガラスによシ相互に接着されていることが観察さ
れた。

第１表 これらの隔離板は第２表に示すような厚み、密度、引張
強度、吸液度、保液力及び耐酸性を有していた。

これらの特性値の測定法は次の通りである。

口）厚み　試料をその厚み方向に２０　ｋｐ／ａｍ’の
荷重で押圧した状態で測定する。

（Ｊ工５Ｏ−２２０２） （２）　密度　試料１０ＣＩＩＩＸ　１０（ＭＬ（Ｄ面
積（Ｓ）に２゜睦の荷重（ロ）を加えた時の試料の厚さ
Ｔとした時に、式：Ｗ／（８ｘＴ） （ｇ／ｃｒＩＬ″）で与えられる値で表わす。

（３）　引張り強度幅１０朋の試料の両端を引張りそれ
が切断するときの外力の値 （ゆ）で表示する。

（４）　吸液速度　試料を垂直にしてその下部を比重１
．２６の希硫酸液に浸漬し、 希硫酸が１分間に上昇する距離 （ＩＩ＋／分）で表わす。

（５）　保液性　試料に水を飽和するまで含ませ、その
試料を吊下げて水がしたた り落ちなくなった時の水を含む 試料の重さＷ！と、水を含ま々 いときの試料の重さＷ、を測定 し、１００　Ｘ　（Ｗ２−”＋）／Ｗｔ。

値（−で表わす。

（６）耐酸性　重量”＋（ダラム）の乾燥試料を８０℃
に保った比重１，２００（２０ ℃）の希硫酸液中に５時間浸漬 し、その後試料を洗浄・乾燥し てその重量Ｗ！（ダラム）を測定 し、１ｏ　ｏ　ｘ　（Ｗ＋−Ｗり／Ｗｌで計算した重量
減（櫛で表わす。

比較のために、平均直径は実施例と同じであるが、平均
長さを３．０關及び２．ＯＮと短くしたガラス繊維を用
い、実施例と同様の手順に従って隔離板を製造し、その
特性を測定した。結果を第２表に併せて示す（比較例１
，２）。

また実施例で用いたと同じガラス短繊維を使用し、全体
の重量比で約３０−のアクリル短繊維をこれに混入しバ
インダーとして用いて接着することによってマット状の
隔離板を得た。この隔離板の特性の測定結果を第２表に
示す（比較例３）。

第　２　表 第２表より本発明の隔離板は繊維長さの短い比較例１．
２のものに比べて著しく高強度であることが認められる
。又バインダーを混入するようにした従来例に相当する
比較例３と比較すると、吸液性及び保液性についても本
発明の隔離板は格段に優れていることが認められる。尚
、本実施例において、抄造されて抄紙コンベア上にある
ガラス繊維にジアルキルスルフオサクシネートをスプレ
ーして、ガラス繊維に０．０５重量％付着させることに
より保液性を２．０９／ｃｃ　ｉで向上させることがで
きた。

なお同様の試験を第１表のＡ及びＢの組成のガラス繊維
について行ったところ、同様の結果が認められた。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の蓄電池用隔離板は平均長さ
の大きいガラス繊維をバインダーを用いることなく抄造
したものであシ、極めて高い強度を有し、その取扱いが
著しく容易である。又従来の隔離板に比べて密度を小さ
くして空間率を太きくしたので単位厚さ当りのガラス繊
維が少なくて足り廉価である。しかも吸液性、保液性の
阻害要因となる物質を含有しておらず、吸液性及び保液
性にも優れる。従って、本発明の隔離板を蓄電池に適用
すれば、従来の隔離板を用いた蓄電池より電気抵抗を低
くシ、蓄電池の性能を大巾に向上せしめるという効果を
奏する。

代理人　弁理士　重　野　剛 つ０１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均直径０．５〜１．０μ、平均長さ７〜５０龍
   の含アルカリ珪酸塩ガラス繊維が湿式抄造により絡み合
   わされると共に特別な接着剤なしに相互に接着されてな
   り、かつ密度が０．１θ〜０，１３　Ｊ’／儒３である
   ことを特徴とする蓄電池用隔離板。