JPS6035459A - バツテリー用鉛ペーストの製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はバッテリー用鉛ペーストの製造方法に関する。

〔従来技術〕

ハソテリーの製造に用途が見出されている鉛ペーストの
製造は、通常では酸化鉛を硫酸、水および必要に応じて
任意の添加物を混合することによって行なわれる。

混合過程では、酸化鉛と硫酸との間で烈しい発熱反応が
起こる。

バッテリー用のかかる鉛ペーストの従来の製造方法では
、通常、まず酸化鉛（ｐｂｏ　＞が供給され、次いで水
が添加され、最後に硫酸が添加される。

また、多くの場合には、まず水が添加され、次いで酸化
鉛が、そして最後に硫酸が添加される。

かかる全ての既知の方法では、硫酸は一定速度出添加さ
れる。

この酸添加によって、混合物の温度は発熱反応に従って
常に上昇し、他方、混合物における反応終結後は再び徐
々に混合物温度は低下する。

ハソテリー製造用途のための鉛ペーストの品質を悪化さ
せないためには、混合物を規定された最高温度以下に保
持する必要がある。

既知の方法では、酸添加速度は一定に設定されているの
で、発熱反応のほぼ末期に混合物の最高温度に到達し、
しかる後に混合物は発熱反応の終了によって、設定され
た最高温度を越えることなしに再び温度が低下する。

更に、混合物における局部的な過熱は有害であって、所
謂燃焼を混合物にもたらし、この燃焼は鉛ペーストの品
質に有害に作用することが知られている。

かかる局部的な過熱と燃焼を回避するためには、特に硫
酸の導入場所において硫酸を混合物中に迅速に分散させ
るために烈しく攪拌しなければならない。

既知の製造方法は種々の欠点を有している。

従来の製造方法では混合時間が比較的長く、かつ許容さ
れる最高温度を超過させずに混合時間を短縮することは
できない。

これに加えて、装置温度、混合成分の初期温度２周辺温
度３冷却空気の温度および相対湿度。

酸化鉛の粒度または比表面積、酸の密度、冷却設備の整
備状態およびその他のファクタとの関係において、ハツ
チごとに異なる。

一度決定された酸添加速度が、かかる製造パラメータの
変化を考慮しないので、個々のバッチについて不本意な
最高温度の超過がもたらされる。

〔発明の目的〕

本発明の根拠となる目的は、バッテリー用鉛ペーストの
既知の製造方法を改良することにある。とりわけ、操作
時間を短縮し、燃焼による鉛ペーストの性質劣化の可能
性を回避することにある。

〔発明の構成〕

本発明に係る、酸化鉛、硫酸、水および必要に応じて任
意の添加物を限界温度以下で、少なくとも時々冷却しな
がら混合するバッテリー用鉛ペーストの製造方法は、ま
ず硫酸を実質的に燃焼を生ぜずに混合物中に分散させる
ための最大の速度で、かつ混合物中に供給された熱量が
冷却によって除去される熱量よりもより大きくなるよう
に速やかに添加し、次いで限界温度より低温の、予め設
定した混合物の操作温度に到達したときに、酸の添加を
混合物における一定の温度測定との関係において制御し
て、温度を実質的に酸添加の終了まで実質的に操作温度
の高さに保持することを特徴とするものである。

本発明の方法においては、酸の添加は最大の速度で行な
われ、これは装置の混合強さと混合物の初期温度と限界
温度との温度差によってもたらされるが、混合物温度は
限界温度の近くに達しないばかりか、混合物における発
熱反応の全期間中、限界温度の近くに保たれろことがな
く、この結果、本発明に係る方法によれば、原料供給後
、混合時間および鉛ペーストの取出しを含めて、たとえ
ば８〜１５分、時間を短縮することができる。

しかも、また条件の変化、或いはその都度の製造パラメ
ータの変化にかかわらず、不本意な限界温度の超過や、
これに由来する鉛ペーストの品質の劣化を回避すること
ができる。限界温度の不本意な超過の回避は、操作過程
において限界温度を絶対に超過しないことを意味するも
のではない。

むしろ、まず限られた時間、すなわち予め決定された時
間の間、□混合物を操作温度以上、そして場合によって
は限界温度以上に位置している予熱温度に置き、保持し
、次いで操作温度にもどすことは鉛ペーストの性質にと
って有利である。

例えば、混合物を操作温度にもどす前に、約１〜３分の
間、この予熱温度に保持することができる。

操作温度の絶対値は、それ自身、重要ではない。

当然のことながら、操作温度は限界温度以下でなければ
ならず、他方では限界温度に可能な限り近づけることが
混合時間を最適に短縮するうえで目的にかなっている。

すなわち操作温度は、限界温度よりも５〜２０°Ｃ低く
選択することが目的にかなっている。

絶対的には、操作温度は一般的に５０〜７０℃の範囲、
特に５５〜６５℃の範囲、例えばやく６０℃である。

予熱温度を採用する場合には、予熱温度は７０〜９０℃
の間、特に７５〜８５°Ｃまたとえば、約８０’ｃであ
る。

混合物における一定した温度測定は、攪拌器に取付けた
温度測定装置で行うことができる。

好ましくは温度測定は、例えば赤外線高温計のように混
合物との接触なしで行なわれる。

赤外線高温計の前に、一つの管が取付けられ、この管に
送風器から空気が吹き込まれ、この結果、高温計のレン
ズから混合物の方に向いている管の端に向かって空気が
吹き出し、このようにしてレンズを汚染するほこりや蒸
気の浸入などが［、ｔｌ−される。

当然のことながら、混合物の定常的な温度測定が可能な
、他のすでに知られた温度測定装置を使用することも可
能である。

ここで、混合物の定常的な温度測定が話題になっている
が、このことは温度測定装置が混合物中になければなら
ないことを意味するのではなく、混合物について制御さ
れた温度を定常的に測定することを意味するのである。

混合物における制御された温度に関連して、酸添加の速
度は前述した温度範囲の調節のために、自動的に調整さ
れる。

たとえば酸は、当然注意しなければならないが、初めは
速く添加され、酸は混合物中に十分に速やかに分散され
て、燃焼、すなわち局部的な過熱が回避される。

限界温度に到達前に、酸の添加は適宜減少され、迅速に
添加された酸の発熱反応による限界温度の超過が防止さ
れる。

発熱反応が弱まるにつれて、混合物の温度が低下する１
頃向を示したならば、酸添加を再び速め、操作温度に保
つ。

わずかに上下に変動するが、酸添加の終了まで操作温度
が保持される。

鉛ペースト製造のための既知の混合方法におけるように
、上述した方法においても少なくとも時々は冷却される
。冷却は、本発明によれば、前述した温度範囲に保持す
るために、酸添加に付ずいして行なわれる。

すなわち冷却の酸添加への付すいは、混合物の温度との
関係において、冷却強さは混合物の温度が実質的に操作
温度の高さにとどまるように制御される。

このことは、混合物冷却のための弁を開いたり閉じるこ
とによって行なわれ、この弁の開閉は温度測定装置によ
って測定された混合物温度によって適切に制御される。

本発明の方法における制御は、従来の構造の電算機の助
＆Ｊによって有利に行なうことができる。

この電算機は、同時に又、軽量および秤量操作の制御に
も用いることができる。

このような方法で、本発明の方法を実施するだめの投資
額を安価に保持することができる。

同時に操作時間の著るしい短縮によって、鉛ペーストの
品質が最適化され、各バッチ毎の品質が一定に保持され
る。

混合過程の終りに、混合物の温度がもう一度測定され、
場合によっては、測定された目標値からの偏差が次のバ
ッチの混合器への仕込みのた゛めの設定温度や設定時間
をその量に応じて自動的に修正するために用いられる。

従って冷却強さの制御によって、混合物を予め設定した
取出し温度に適切に保つことができる。

本発明の方法の全体の経時過程は通常は下記のようであ
る。すなわち、まず酸化鉛が添加され、次いで水が添加
されるが、この添加順序は逆転することもできる。

上述した混合物の温度条件を維持しながら、次いで硫酸
添加を開示する。

予め規定された酸の全量を添加した後に、混合物の温度
が排出温度に低下するまで後混合を行ない、しかる後に
混合器からの排出を行なう。

時間経過については、たとえば酸化鉛と水との添加は合
計約２分であり、硫酸の添加は約５〜７分であり、後混
合時間は約３分であり、取出し時間は約１分である。

鉛ペーストの柔軟性（加工性）が鉛ペースト製造方法に
とって重要であることば、既に知られて′いる。ペース
トの柔軟性は、ペーストの含水量および混合過程におけ
る水の蒸発に影響される。

本発明の方法において、混合物の柔軟性をある予め設定
された限界内に保ち、かつ混合器から鉛ペーストを取り
出すこと、および鉛ペーストの以後の処理を容易にする
ために、混合物の柔軟性を与えられた最終値に合致する
ようにすることが好ましい。

混合物の柔軟性を、可能な限り不変な、かつ一定の値、
および予め決定された最終値にｍ整することは、更に水
を添加すること、または強く或は弱い冷却による蒸発の
制御によって生じさせることができる。

しかしながら、混合物の柔軟性の調整は、製造過程で調
整するのが目的１こかなっており、水の添加および／ま
たは冷却強さの調整は間接的な調整である。

補足的な水の添加や冷却強さを強めたり弱くすることは
、共に混合物の温度に影響を与え、混合物の温度変化の
原因となるばかりでなく、これら両者は自動的に酸添加
、すなわち混合物の定期的な温度測定およびこれに関連
する酸添加操作に影響を与え、水添加による混合物の温
度低下または冷却強さの上昇は、自動的に酸添加量の上
昇をもたらし、冷却強さの低下による混合物の温度上昇
は酸添加量の減少をもたらす。

混合物塊状物の柔軟性は、混合器駆動モータの入力、た
とえばアンペアメータまたは出力メータによって管理さ
れる。

検出された値が参考値から変動しているときは、かかる
変動を修正するための水添加の操作は、固定パルスによ
るばかりではなく、その大きさが実際の値と参考値との
差に比例して制御されるパルスによって好ましくは行わ
れる。

第１図〜第３図のグラフにおいて、硫酸添加量と混合物
の温度を、時間との関係において三つの実施例について
示した。第１図〜第３図は、以下に記述した製造過程に
関する実施例１〜３を夫々示している。

夫々の図において、線１は混合物の温度経過を示し、破
線２は酸添加を最高出力（混合器の最高分布速度）との
関係における出力で示した。

左側の縦座標３は、混合物の温度を示し、右側の縦座標
４ば、最高添加量に対する添加量をパーセントで示し、
横座標５は混合器内にお４Ｊる時間を示す。

実施例１ 第１図に図示した実施例１においては、時間区分■で酸
化鉛が添加され、時間区分■で水が添加された。次いで
時間区分■では硫酸が添加された。

酸添加の初期においては、硫酸が可能な限り最大の速度
で、すなわち混合器の最高出力に相当する割合で添加さ
れる。

この結果、混合器は添加された硫酸を燃焼を生ずること
なしで直ちに混合物中に分散することができる。

約６０℃の操作温度に到達する前に、酸添加を最高添加
量の６０％に減量し、はぼ一定した水準に保った。

この結果、混合物の温度は６０℃の操作温度に保持され
た。

８分後の硫酸供給■の終りから後混合区間■が始まり、
以下の■添加を中止した。

この後混合区分■においては、混合物を目的とする取出
し温度に冷却した。時間区分■は混合物の取出し時間を
意味する。

冷却は■添加の初めから、■混合時間の終りまで実施し
た。混合物の温度を操作温度のレベルに限定することは
、この場合には、酸の添加を中止することで行なった。

冷却時間を時間区分■出水した。

実施例２ 実施例２における操作の変化を第２図に図示した。

この第２図においても、同様に時間区分■は酸化鉛の供
給時間域を示し、時間区分■は水の供給時間域を示す。

時間区分■において硫酸が添加されたが、ここで実施例
２においては、装置の冷却率を実施例１とは対照的に反
応によって発生した熱量よりも大きくした。

かかる理由から、実施例２では冷却は操作温度へ到達す
るようになされた。

酸の添加は、同様に混合器の最高の分散速度に保持され
、一方、冷却は操作温度に維持できるように制御された
。酸添加終了の後に、後混合時間■における予め設定さ
れた取出し温度（３５℃）に到達するまで全効率で冷却
を行なった。

時間区分■は、同様に取出し時間を意味する。

実施例３ この実施例を添付の第３図に図示する。

この実施例の相違点は、時間区分■において添加物の添
加が行なわれ、次いで混合物は８０℃の予熱温度に過熱
され、更に予め定めた時間帯の後に６０℃の操作温度に
もどされることにある。

時間区分のは酸化鉛の供給時間を意味し、時間区分■は
水の供給を示し、時間区分Ｏは添加物の補給のための時
間を示す。

時間区分■においては、酸の添加が行なわれ、より詳細
には予熱温度に到達するまでの短時間で混合器の最高出
力に対応する酸量が添加された。

この実施例３においては、実施例１と同様に装置の冷却
効率は化学反応による熱の発生よりも小さく、十分な冷
却出力で酸の添加量を８０％に減少させ、かつこのレベ
ルにほぼ保持することによって期間■の間この高さにほ
ぼ一定に保つことによって予熱温度に保たれた。

予熱期間■の経過の後に、酸の供給は更に約６０％減少
され、この結果、混合物は操作温度にまで冷却された。

酸添加の終りまで、酸添加量はこのレベルに保持され、
この結果、混合物の温度は６０℃の操作温度に保たれた
。

酸添加の終了の後に続く後混合時間においては、完全な
冷却によって混合物は約３５℃の取出し温度にまで冷却
した。時間区分■は取出し時間を示す。

この実施例においては、実施例１と同様に酸添加および
■混合時間の全゛ての間が冷却された。

冷却時間を■で示した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本発明の第１実施例、
第２実施例、および第３実施例について、硫酸添加と混
合物の温度と時間の関係を夫々示す図である。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦 第１頁の続き Ｑ多発　明　者　ヴアルター・アイリツ　ドヒ　り （ｆ７Ｊｐ発　間者　パウル・アイリッヒ　ドイツ連邦
共和国、ハルトハイム、シュベスアルトウ゛ニー６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化鉛、硫酸、水および必要に応じて任意の添加物
   を少なくとも部分的な冷却下に限界温度以下で混合する
   バッテリー用鉛ペーストの製造方法において、まず硫酸
   を実質的に燃焼を生ぜずに混合物中に分散させるための
   最大の速度で、かつ混合物に供給された熱量が冷却によ
   って除去される熱量よりも大きくなるように速やかに添
   加し、次いで限界温度よりも低い予め設定した混合物の
   操作温度に到達したときに酸の添加を混合物における一
   定の温度測定との関係において制御して、温度を実質的
   に酸添加の終了まで実質的に操作温度の高さに保持する
   ことを特徴とするバッテリー用鉛ペーストの製造方法。 ２、　操作温度が限界温度の５〜２０℃下にあるように
   選定した特許請求の範囲第１項記載のバッテリー用鉛ペ
   ーストの製造方法。 ３、酸添加に加えて、冷却強さを制御して混合物の温度
   を実質的に操作温度の高さに保持する特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のバッテリー用鉛ペーストの製造
   方法。 、４．　まず、温度が操作温度よりも高い予熱温度に到
   達し、予め設定した時間の間、この予熱温度に実質的に
   保持し、次いで混合物の温度を操作温度にもどし、実質
   的に酸添加の終了まで実質的に操作温度に保持するよう
   に酸添加および／または冷却強さを調節、制御する特許
   請求の範囲第１項から第３項のいづれかに記載のバッテ
   リー用鉛ペーストの製造方法。 ５、　水添加をを調整して混合物の加工性を予め設定し
   た最終値となし、かつ冷却および酸の添加を、それによ
   ってもたらされた温度変化との関係において制御する特
   許請求の範囲第１項から第４項のいづれかに記載のバッ
   テリー用鉛ペーストの製造方法。 ６、水添加および冷却を調整して、混合物の加工性を混
   合過程の間、実質的に一定に保つ特許請求の範囲第５項
   記載のバッテリー用鉛ペーストの製造方法。 ７、　冷却強さを調整して、予め設定した混合物の取出
   し温度を得る特許請求の範囲第１項から第６項のいづれ
   かに記載のバッテリー用鉛ベーストの製造方法。 ８、酸添加を測定した温度上昇との関係において制御し
   、混合物が操作温度または予熱温度に到達する前に酸添
   加を減少する特許請求の範囲第１項から第７項のいづれ
   かに記載のバッテリー用ζ１）ペーストの製造方法。