KR20140048143A - 납축전지에 사용되는 다기능성 웹 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 섬유 및 열봉합성 섬유를 포함하는 납축전지에 사용되는 다기능성 웹, 납축전지 내의 다기능성 웹의 용도, 다기능성 웹과 접촉하는 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 포함하는 납판, 납판 및 납판을 포함하는 납축전지 조립체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

납축전지에 사용되는 다기능성 웹{MULTIFUNCTIONAL WEB FOR USE IN A LEAD-ACID BATTERY}
본 발명은 납축전지에 사용되는 다기능성 웹, 납축전지 내의 다기능성 웹의 용도, 다기능성 웹을 포함하는 납판(lead plate), 납판 및 납판을 포함하는 납축전지 조립체의 제조방법에 관한 것이다.
납축전지는 일반적으로 납 페이스트를 금속 그리드에 도포하는 단계 및 이렇게 얻은 판을 건조시키는 단계에 의해 제조되는 납판을 포함한다. 납 페이스트로부터 습기를 흡수하고 생산 과정 동안 페이스트가 그리드 위에 남아있게 하기 위하여, 페이스트 종이(pasting paper)를 일반적으로 지지 물질(support material)로서 사용한다. 납 페이스트가 그리드 위에 놓여 있는 반면, 이 종이는 그리드 아래와 납 페이스트 위에 놓여진다. 이렇게 완성된 납판을 적절한 크기로 자르고 오븐에서 건조 및 경화시킨다. 일반적으로, 납축전지 사용 중 판 사이의 단락(short-circuit)을 방지하기 위하여 분리기(separator)가 두개의 납판 사이에 삽입됨으로써 판이 분리된다. 조립체는 전지 열가소성 용기(thermoplastic container)의 셀에 배치될 수 있다. 열가소성 용기는 전해질 역할을 하는 황산(sulphuric acid)으로 채워지며 전지 열가소성 용기는 커버로 덮인다.
종래의 페이스트 종이는 시간이 흐르면서 황산에 의해 분해되는 천연 섬유로 만들어졌다. 이는 납판의 부식을 유발할 수 있는, 특히 마찰로 인해 납판 사이 또는 납판 및 분리기(존재한다면) 사이에 틈을 형성하고, 이로써 전지의 성능을 점차 악화시킨다.
납축전지는 일반적으로 시동 전지(starter battery)로서 차량에서 사용된다. 자동차 산업은 환경 친화적인 기술로 생산되는 차의 증가로 인해 높은 수명 주기를 가진 전지를 필요로 한다. 따라서, 높은 수명 주기 전지에 대한 강한 수요가 있다. 특히, 에너지 절약 및 이산화탄소 배출 감소를 위해서 개발된 "시동 및 정지(start and stop)" 기술과 같은 새로운 기술은, 충방전(charge and discharge) 주기가 많기 때문에 납축전지의 부하를 증가시킨다. 이러한 새로운 기술을 가진 차의 일부는 여전히 종래의 납축전지를 이용한다. 종래의 납축전지 이외에, 황산 전해질이 납판 사이에 고정되어 있는 유리 섬유 매트(absorptive glass mat, AGM) 유형 전지가 알려져 있다. 이 AGM 전지는 분리기와 판 사이의 압력으로 인해 더 나은 수명 주기를 가진다.
부동(floated) 납축전지의 수명 주기 성능은 사용 중 납의 부식 때문에 감소한다. 부식은 특히 납판 사이의 마찰 및 화학적 반응과 엔진 환경에 도달하는 고온에 의해 유발된다. 나쁜 도로 조건은 부동 납축전지의 수명 주기를 더욱 감소시킨다.
납축전지에 사용되는 종래의 페이스트 종이는 황산 전해질에서 용해되는 천연 섬유로 만들어진다. 이 용해 때문에, 종래의 페이스트 종이는 전지 자체에서 기능을 가지지 않는다.
본 발명의 목적은 납 페이스트로부터 습기를 흡수하고 생산 공정 동안 및 추가적인 전지의 수명 시간 동안 그리드 위에 페이스트를 남아있게 하기 위하여 페이스트 종이의 정상 기능을 유지하는 반면 납축전지 내의 납판(lead plate)의 부식을 감소시킴으로써 전지의 수명 주기를 향상시켜 다기능성 웹을 제공하는 것이다.
본 발명은 천연 섬유 및 열봉합성 섬유를 포함하는 납축전지에 사용되는 다기능성 웹에 관한 것이다.
본 발명자는 다기능성 웹이 황산과 접촉할 때, 합성 열봉합성 섬유의 망은 남아있는 반면, 천연 섬유는 시간이 흐르면서 분해되므로 천연 섬유 및 열봉합성 섬유를 포함하는 다기능성 웹이 상기 목적을 해결하는 것을 확인하였으며, 이는 그리드 위에 페이스트를 유지하고 틈을 형성하는 것을 방지함으로써 마찰을 줄이고 납판의 부식을 제한한다.
또한, AGM 전지에서, 남아있는 합성 열봉합성 섬유의 망이 납판 사이의 압축을 유지하는 것을 도움으로써, 판 사이의 마찰을 줄이고 부식을 제한한다. 결과적으로, AGM 전지 전지의 수명 주기 뿐만 아니라 종래의 납축전지의 수명 주기도 본 발명에 따른 다기능성 웹의 사용으로 향상될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 납축전지, 예를 들어 종래의 납축전지 또는 AGM 전지에서 본 발명에 따른 다기능성 웹의 사용에 관한 것이다..
또한, 본 발명은 발명에 따른 다기능성 웹과 접촉하는 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 포함하는 납판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(i) 금속 그리드에 납 페이스트를 도포하여 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 얻는 단계,
(ii) 코팅된 그리드에 본 발명에 따른 다기능성 웹을 적용하여 접착된 코팅된 그리드를 얻는 단계,
(iii) 접착된 코팅된 그리드를 적절한 크기로 임의로 자르는 단계, 및
(iv) 접착된 코팅된 그리드를 건조시켜 납판을 얻는 단계를 포함하는, 납판의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 방법에 의해 얻을 수 있는 납판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 최소한 하나의 납판이 본 발명에 따른 납판 및 임의로 최소한 하나의 분리기(separator)인 최소한 두개의 납판을 포함하는 납축전지 조립체(assembly)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능성 웹 제조에 적합한 장치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 납판 제조에 적합한 장치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다기능성 웹을 나타내는 사진으로서, 상부 사진은 황산 처리 전의 천연 및 합성 섬유를 가진 본 발명에 따른 다기능성 웹을 나타내며, 하부 사진은 황산 (60%) 처리 후 합성 섬유 망이 유일하게 남아있는 동일한 다기능성 웹을 나타낸다.
이하, 본 발명의 상세한 내용 및 이의 다른 특징 및 이점을 기재할 것이다. 그러나, 본 발명은 하기의 상세한 설명 및 실시예에 제한되지 않으며, 다소 예시적인 목적만을 위한 것이다.
본 발명은 천연 섬유 및 열봉합성 섬유를 포함하는, 납축전지에 사용되는 다기능성 웹을 제공한다. 본 발명에 따른 다기능성 웹은 일반적으로 시트의 형태를 가진다. 다기능성 웹의 섬유는 망을 형성하며, 특히 천연 섬유는 서로 망을 형성할 수 있고, 열봉합성 섬유는 서로 망을 형성할 수 있으며, 천연 섬유는 열봉합성 섬유와 망을 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 열봉합성 섬유 및 천연 섬유는 하나의 단일층으로 구성된다. 즉, 다기능성 웹은 바람직하게 열봉합성 섬유 및 천연 섬유를 포함하는 단일층을 포함한다. 따라서, 상기에 설명한 바와 같이 망의 형성은 쉽게 달성될 수 있고 본 발명의 유리한 효과는 더욱 뚜렷하다.
제조 공정에 따라, 이는 하기에 자세히 설명될 것이다, 본 발명에 따른 다기능성 웹은 하나 또는 그 이상의 가닥(plies), 바람직하게는 하나, 두개 또는 세개의 가닥을 포함할 수 있으며, 서로로부터 독립적인 각 가닥은 열봉합성 섬유 및/또는 천연 섬유를 포함한다. 두개, 세개 또는 그 이상의 가닥은 동일한 구성을 가질 수 있다.
여기서 사용되는 표현인 "포함하는(comprising)"은 "포함하는(comprising)"의 의미를 포함할 뿐만 아니라 "~로 필수적으로 구성되는(consisting essentially of)" 및 "~로 구성되는(consisting of)"을 내포하고 있다.
본 발명에 따른 천연 섬유는 바람직하게는 셀룰로오스 섬유(cellulosic fiber)이다. 본 발명의 목적에 적합한 천연 섬유는 대마(hemp), 마닐라(manila), 황마(jute), 사이잘(sisal), 레이온(rayon), 아바카(abaca) 등과 같은 본 기술 분야에서 알려진 천연 섬유를 포함하며, 연질 목재 펄프(soft wood pulp) 및 경질 목재 펄프(hard wood pulp)를 포함한다. 상기 천연 섬유의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
천연 섬유는 바람직하게는 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 내지 80 wt%, 보다 바람직하게는 25 내지 80 wt%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 wt, 더욱 바람직하게는 35 내지 60 wt%, 더욱 더 바람직하게는 40 내지 50 wt%, 가장 바람직하게는 42 내지 48 wt%의 양이 포함된다. 만일 천연 섬유의 양이 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 wt% 이하이면, 페이스트 종이로서의 다기능성 웹의 기능, 즉 납 페이스트로부터 습기를 흡수하는 기능이 손상될 수 있다. 만일 천연 섬유의 양이 다기능성 웹의 중량을 기준으로 80 wt% 이상이면, 황산의 존재 하에 남아있는 합성 봉합 망(sealed net)의 형성을 달성하는 것, 특히 납판 위에서 페이스트를 유지하고 마찰을 줄이는 것이 어렵다.
또한 여기서 열가소성 섬유 또는 합성 섬유로 불리는 열봉합성 섬유는 가열시 최소한 부분적으로 용융하며 재고화(resolidifying) 되자마자 서로 및/또는 천연섬유와 함께 최소한 부분적으로 융합하여 봉합 망을 형성하는 섬유이다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 열봉합성 섬유의 물질은 열봉합성 섬유가 산에 저항력이 있는 이상 특별히 제한되지 않는다. 여기서 사용되는, "산에 저항력이 있는(resistant to acid)"은 27 내지 38%(v/v)의 농도를 가지는 황산에서 분해되지 않는 것을 나타낸다. 본 발명에 따른 열봉합성 섬유의 바람직한 물질은 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 및 폴리락트산(polylactic acid, PLA)과 같은 폴리에스터(polyester)를 포함한다. 상기 열봉합성 섬유의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
바람직한 실시예에서, 열봉합성 섬유는 이성분 섬유(bicomponent fiber), 바람직하게는 시스-코어형(sheath-core type)의 이성분 섬유를 포함한다. 이성분 섬유는 다른 물리적 및/또는 화학적 특성, 특히 다른 용융 특성을 가지는 고분자의 두가지 종류로 구성된다. 시스-코어형 이성분 섬유는 일반적으로 더 높은 녹는점의 코어 구성성분 및 더 낮은 녹는점의 시스 구성성분을 가진다. 본 발명의 사용에 적합한 이성분 섬유의 예는 PET/PET 섬유, PE/PP 섬유 및 PLA/PLA 섬유를 포함한다. 또한 이성분 및 단일 성분(monocomponent) 열봉합성 섬유의 혼합물뿐만 아니라 상기 열봉합성 이성분 섬유의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
열봉합성 섬유는 바람직하게는 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 내지 80 wt%, 보다 바람직하게는 20 내지 75 wt%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 wt, 더욱 바람직하게는 40 내지 65 wt%, 더욱 더 바람직하게는 50 내지 60 wt%, 가장 바람직하게는 52 내지 58 wt%의 양이 포함된다. 만일 열봉합성 섬유의 양이 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 wt% 이하이면, 황산의 존재 하에 남아있는 합성 봉합 망(sealed net)의 형성을 달성하는 것, 특히 납판 위에서 페이스트를 유지하고 마찰을 줄이는 것이 어렵다. 만일 열봉합성 섬유의 양이 다기능성 웹의 중량을 기준으로 80 wt% 이상이면, 황산의 존재 하에 남아있는 합성 봉합 망이 너무 밀집되어 충전 및 방전 동안 전지의 기능을 손상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다기능성 웹은 바람직하게는 9 내지 50 g/m2, 보다 바람직하게는 15 내지 40 g/m2, 더욱 바람직하게는 20 내지 35 g/m2 및 가장 바람직하게는 25 내지 30 g/m2의 평량(grammage)을 가진다.
천연 섬유의 길이 및 거칠기(coarseness)은 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로, 천연 섬유는 35 mm 이하, 바람직하게는 1 내지 15 mm, 보다 바람직하게는 1 내지 5 mm 및 가장 바람직하게는 1 내지 4 mm의 길이를 가진다. 일반적으로, 천연 섬유는 40 내지 400 mg/kg, 바람직하게는 45 내지 300 mg/km, 보다 바람직하게는 50 내지 280 mg/km 및 가장 바람직하게는 60 내지 250 mg/km의 거칠기를 가진다.
섬유의 거칠기는 섬유의 단위 길이 당 중량으로 정의된다.
본 발명의 사용에 적합한 합성 섬유는 일반적으로 25 mm 이하, 바람직하게는 2 내지 15 mm, 보다 바람직하게는 4 내지 10 mm 및 가장 바람직하게는 5 mm의 길이를 가진다. 본 발명의 사용에 적합한 열봉합성 섬유는 일반적으로 1 내지 5 dtex, 바람직하게는 1.5 내지 3 dtex, 보다 바람직하게는 2 내지 2.5 dtex 및 가장 바람직하게는 2.2 dtex의 거칠기를 가진다.
페이스트 종이의 기능의 관점에서, 본 발명에 따른 다기능성 웹은 페이스트로부터 습기를 흡수할 수 있어야 한다. 이러한 특성은 습윤 상태 및 건조한 상태에서 우수한 접착력을 제공한다. 다기능성 웹은 오븐 및 경화 챔버(curing chamber)내에서 증기/습기 및 공기가 웹을 거치도록 충분한 VTR (수증기 투과율) 및 공기 투과도를 제공한다.
본 발명에 따른 다기능성 웹은 습윤지력증강제(wet-strength agent)를 더 포함할 수 있다. 습윤지력증강제는 습윤 환경에서 종이의 인장 강도(tensile strength)를 향상시키는 제제이다. 습윤지력증강제의 적합한 예는 폴리아민-폴리아미드-에피클로로하이드린(polyamine-polyamide-epichlorohydrine) 수지 및 멜라민-포름알데히드(melamine-formaldehyde) 수지 또는 이소시아네이트(isocyanate)를 포함한다. 또한 상기 습윤지력증강제의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
폴리아민-폴리아미드-에피클로로하이드린 수지는 화합물을 함유하는 할로겐, 특히 염화이온을 전해질로의 원치 않는 방출때문에 일반적으로 종래의 페이스트 종이 내에서 습윤지력증강제로서 사용되지 않는다. 그러나, 본 발명자는 습윤지력증강제로서 폴리아민-폴리아미드-에피클로로하이드린 수지를 포함하는 본 발명에 따른 다기능성 웹이 종래의 페이스트 종이의 이러한 단점으로 불편을 겪지 않고 있으며, 따라서, 습윤지력증강제로서의 이의 우수한 특성을 고려하여, 본 발명에 따른 폴리아민-폴리아미드-에피클로로하이드린 수지가 바람직하다.
본 발명에 따른 다기능성 웹은 제지 기계를 이용한 종래의 종이-제조 공정, 바람직하게는 경사 배선(inclined wire) 제지 기계에 의해 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능성 웹의 제조에 적합한 장치를 개략적으로 나타낸 도이다. 먼저, 현탁액(suspension)(가닥(ply)) "A"는 천연 섬유 및 물로부터 형성된다. 또한, 현탁액(가닥) "B"는 열봉합성 합성 섬유 및 천연 섬유 및 물로부터 제조된다. 두개의 현탁액(가닥) A 및 B는 헤드 박스(head box)를 통해 각각의 용기(vessel)(3 및 4)로부터 제지 기계로 공급된다. 이는 기본적으로 많은 탈수 챔버(dewatering chambers)(6, 7 및 8)를 가로질러 이동하는 순환 배선(circulating wire)(5)을 가진다. 두개의 현탁액(가닥) A 및 B는 동시에 또는 연속하여 배선(wire)(5) 위로 통과하여, 두개의 가닥을 가진 다기능성 웹을 형성한다. 배선이 탈수 챔버(6, 7 및 8)를 가로질러 이동하는 동안, 현탁액(가닥)은 탈수되고 섬유는 배선 위에 놓인다. 배선 위의 두개의 현탁액(가닥) A 및 B의 연속적 통과의 경우, 탈수 작업의 결과로서, 두개의 탈수 섬유 현탁액(가닥)은 부분적으로 서로 상호 침투하게 된다. 그 결과로 형성된 천연 섬유 및 열봉합성 섬유로 구성된 물질(9)은 배선을 떼어낸 다음 건조 작용으로 보내진다. 이 건조 작용은 접촉 건조(contact drying) 또는 통기 건조(through-air drying) 또는 이들의 조합과 같은 다양한 방식 으로 수행될 수 있다. 도 1에서, 세개의 건조 실린더(10)는 형성된 종이 웹이 접촉 건조된 것을 통해 나타낸다. 건조 섬유 물질의 가열은 열봉합성 섬유의 부분적 용융을 유발한다. 종이가 건조된 후, 웹은 합성 섬유가 특정 수준으로 용융되도록 하는 특정 온도로 가열된다. 건조 구간 및 용융 구간(스푸너(spooner))을 통과한 후, 열가소성 섬유를 재고화(resolidify)시키고 이로써 최소한 부분적으로 천연 섬유와 결합을 형성하며 결과물인 다기능성 웹은 롤(roll)(11)로 감싸져 있다.
본 발명에 따른 다기능성 웹을 제조하는 적합한 방법은 US 2004/0129632 Al에 기재되어 있으며, 이의 내용은 본원에 참조로 인용된다.
본 발명에 따른 다기능성 웹은 바람직하게는 차량의 시동 전지와 같은 종래의 납축전지 및 AGM 전지를 포함하는 납축전지에서 사용된다. 특히, 본 발명에 따른 다기능성 웹은 납 페이스트, 즉 페이스트 종이를 지지하기 위하여 사용된다. 본 발명에 따른 다기능성 웹은 일반적으로 납판 사이에서 분리기로서의 역할을 하지 않는다.
또한 본 발명은
(i) 금속 그리드에 납 페이스트를 도포하여 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 얻는 단계,
(ii) 코팅된 그리드에 본 발명에 따른 다기능성 웹을 적용하여 접착된(즉, 적층된) 코팅된 그리드를 얻는 단계,
(iii) 접착된 코팅된 그리드를 적절한 크기로 임의로 자르는 단계, 및
(iv) 접착된 코팅된 그리드를 건조시켜 납판을 얻는 단계를 포함하는, 납판의 제조 방법에 관한 것이다.
바람직하게는 상기 단계 (i) 전에, 본 발명에 따른 다기능성 웹이 금속 그리드의 아래에 배치된다. 이로써, 생산 공정 중 납 페이스트로부터 습기를 흡수하는 효과 및 그리드 위에 페이스트를 남아있게 하는 효과가 더욱 향상될 수 있다.
상기 건조 단계 (iv)는 바람직하게는 경화 챔버 내에서 납판의 부분적 건조 단계 및 후속 경화 및 건조 단계를 포함한다. 부분적 건조 단계에서, 일반적으로 납 페이스트의 표면만을 건조하며, 경화 및 건조 단계에서는, 일반적으로 납 페이스트가 경화되는 화학적 반응이 일어난다.
본 발명의 사용에 적합한 금속 그리드는 특별히 제한되지 않으며 납축전지의 분야에서 어느 금속 그리드가 일반적으로 사용될 수 있다. 금속 그리드는 바람직하게는 연속적인 금속 그리드이다. 금속 그리드 물질의 예는 납 및 납 합금을 포함한다.
본 발명의 사용에 적합한 납 페이스트는 특별히 제한되지 않으며 납축전지의 분야에서 어느 납 페이스트가 일반적으로 사용될 수 있다. 납 페이스트는 일반적으로 금속 납 또는 납(IV) 산화물을 함유한다.
본 발명에 따른 예시적인 납판의 제조 방법은 도 2에 나타내었다. 바닥 다기능성 웹 (22)은 납 페이스트(23)가 금속 그리드 위와 속으로 접착(적용)되기 전에 금속 그리드(21) 아래에 위치하여 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드가 얻어진다. 단계 (24)에서, 본 발명에 따른 다기능성 웹은 상기로부터의 코팅된 금속 그리드에 적용되어, 접착된 코팅된 그리드가 상단 및 바닥면에 있는 웹을 가진 채로 얻어진다. 그 다음, 접착된 코팅된 그리드는 일반적으로, 롤러(roller)(25)에 의해 가압된다. 다음으로, 접착된 코팅된 그리드는 일반적으로 납축전지 용기(container) 내에 위치하기에 적합한 적절한 크기로 자른다(26). 다음 단계에서, (잘린) 접착된 코팅된 그리드는 플래시 오븐(flash oven)(27)과 같은 오븐에서 부분적으로 건조되며, 그 후 일반적으로 팔레트(pallet) 상에 적재된다(28). 오븐 내의 온도 및 체류 시간은 종래의 납판의 생산에 사용되는 일반적인 방법으로 당업자에 의해 쉽게 조절될 수 있다. 팔레트는 경화 챔버 내로 운반된다. 경화 챔버 내에서, 판이 최종적으로 건조되기 전에-여전히 경화 챔버 내에서-최종 화학적 반응이 일어난다. 경화 챔버 내의 온도 및 습도는 종래의 납판의 생산에 사용되는 일반적인 방법으로 당업자에 의해 쉽게 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 납판은 일반적으로 본 발명에 따른 다기능성 웹과 접촉하는납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 포함하며, 일반적으로 본 발명에 따른 납판의 제조 방법에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 납축전지 조립체는 최소한 하나의 납판이 본 발명에 따른 납판 및 임의로 최소한 하나의 분리기인 최소한 두개의 납판을 포함한다. 종래의 납축전지의 경우, 분리기는 납축전지 사용 중 판 사이의 단락(short-circuit)을 방지하기 위하여 필요하다. 본 발명의 사용에 적합한 분리기는 특별히 제한되지 않으며 납축전지의 분야에서 일반적인 어느 분리기가 사용될 수 있다. 분리기의 물질의 일반적인 예는 유리 섬유 매트, 고무, 폴리에틸렌 및 폴리비닐 클로라이드를 포함한다.
납축전지 조립체는 일반적으로 전지 용기의 셀에 배치할 수 있는 형태이다. 하나의 다중판 셀 소자는 양극판, 음극판 및 분리기를 포함한다. 이 다중판 셀 소자는 열가소성 용기 내에 위치한다. 이들 다중판 셀 소자 중 6개는 직렬로 연결되어 12V 전지를 형성한다.
그 다음 열가소성 용기는 일반적으로 대략 27 내지 38% (v/v)의 황산 전해질로 채워진다. 황산의 첨가 이후, 본 발명에 따라 천연 섬유는 용해될 것이며 열봉합성 섬유는 합성 봉합 망이 그리드 위의 납 페이스트를 유지하도록 남아 부식을 제한하고 마찰을 줄인다.
본 발명에 따른 다기능성 웹의 예:
천연 섬유: 연질 목재 펌프 (약 44 wt.-%)
열봉합성 섬유: 이성분 섬유 PET/PET (2.2 dtex/5 mm) {약 56 wt.-%)
습윤지력증강제: 폴리아민-폴리아미드-에피클로로하이드린 수지 (최종 종이의 약 1 wt.-%)
비교예 (종래의 페이스트 종이):
천연 섬유: 연질 목재 펌프 (100 wt.-%)
습윤지력증강제: 멜라민-포름알데히드 수지 (최종 종이의 약 1 wt.-%)
본 발명에 따른 다기능성 웹(예) 및 종래의 페이스트 종이(비교예)를 황산(농도: 60% (v/v)) 내에 두었다. 60℃에서 하루 뒤, 본 발명에 따른 다기능성 웹으로부터 합성 섬유 망은 남아 있는 반면, 종래의 페이스트 종이는 완전히 용해되었다.
물리적 데이터의 실험 결과는 하기 표에 나타낸다:
Figure pct00001
*1 황산(60 %) 처리 전
*2 황산 (60 %) 처리 후(1 일/ 60℃)
*3 ISO 1924-2에 따라 판단
*4 ISO 3781에 따라 판단
*5 DIN 53 887에 따라 판단
*6 ISO 8787에 따라 판단
도 3의 상부는 본 발명에 따른 예의 다기능성 웹을 나타낸다. 섬유는 천연 섬유가 파란색으로 염색되고 합성 섬유는 붉은색으로 염색되도록 시약으로 착색되었다. 도 3의 하부에 나타낸 바와 같이, 60%의 황산으로 60 ℃에서 하룻동안 처리한 후 오직 합성 섬유 망만 남았다.
본 발명은 특정 실시예 및 예시의 방법으로 상세히 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 또는 변형이 가능하다.

Claims (15)

  1. 천연 섬유(natural fiber) 및 열봉합성 섬유(heat-sealable fiber)를 포함하는, 납축전지(lead-acid battery)에 사용되는 다기능성 웹(multifunctional web).
  2. 제1항에 있어서, 상기 천연 섬유 및 상기 열봉합성 섬유는 하나의 단일층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능성 웹.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나, 두개 또는 그 이상의 가닥(plies)을 포함하며, 각 가닥은 열봉합성 섬유 및/또는 천연 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다기능성 웹.
  4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열봉합성 섬유는 이성분 섬유(bicomponent fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능성 웹.
  5. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천연 섬유는 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 내지 80 wt.-%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 웹.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열봉합성 섬유는 다기능성 웹의 중량을 기준으로 20 내지 80 wt.-%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능성 웹.
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 다기능성 웹의 평량(grammage)은 9 내지 50 g/m2인 것을 특징으로 하는 다기능성 웹.
  8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 습윤지력증강제(wet-strength agent)를 더 포함하는 다기능성 웹.
  9. 납축전지 내에서 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다기능성 웹의 용도.
  10. 제9항에 있어서, 다기능성 웹은 납 페이스트(paste)를 지지하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다기능성 웹과 접촉하는 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 포함하는 납판(lead plate).
  12. (i) 납 페이스트를 금속 그리드에 도포하여 상기 납 페이스트로 코팅된 금속 그리드를 얻는 단계,
    (ii) 상기 코팅된 그리드에 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 다기능성 웹을 적용하여 접착된 코팅된 그리드를 얻는 단계,
    (iii) 상기 접착된 코팅된 그리드를 적절한 크기로 임의적으로 자르는 단계, 및
    (iv) 접착된 코팅된 그리드를 건조시켜 납판을 얻는 단계를 포함하는, 납판의 제조 방법.
  13. 제12항의 방법에 의해 얻을 수 있는 납판.
  14. 최소한 하나의 납판은 제11항 또는 제13항에 따른 납판 및 임의로 최소한 하나의 분리기(separator)인 최소한 두개의 납판을 포함하는, 납축전지 조립체(assembly).
  15. 제14항에 있어서, 황산(sulphuric acid)의 첨가 후 상기 천연 섬유는 용해되며 상기 열봉합성 섬유는 남아 있는 것을 특징으로 하는, 납축전지 조립체.
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