(57)【要約】【課題】平滑でない接着面にも適用可能であり、且つ、接着作業が容易な電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法を提供する。また、良好な導電性を有する電極用金属多孔体の効率的な製造方法を提供する。【解決手段】電極母材用のウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着する方法であって、反応硬化しながら自己発泡する樹脂を接着面間に配置し、ウレタンフォームブロック同士を接着する工程を含むことを特徴とする電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法である。また、当該接着方法を使用して接着したウレタンフォームブロックを用いて製造することを特徴とする電極用金属多孔体の製造方法である。【選択図】図２
2010251074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極母材用のウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着する方法であって、
反応硬化しながら自己発泡する樹脂を接着面間に配置し、前記ウレタンフォームブロック同士を接着する工程を含むことを特徴とする、電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法。
【請求項２】
前記樹脂がポリウレタン樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の接着方法。
【請求項３】
前記接着面間への前記樹脂の配置および前記ウレタンフォームブロック同士の接着を、
前記ウレタンフォームブロックを、前記接着面を互いに対向させ、且つ、隙間を空けた状態で、当該隙間に対して前記樹脂を注入するための樹脂注入部を備える固定手段に配置し、
前記隙間へ前記樹脂を注入して発泡、硬化させる、
ことにより行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の接着方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の接着方法を用いてウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着する工程と、
接着したウレタンフォームブロックを前記発泡方向に対して平行にピーリングしてシート状ウレタンフォーム基材を得る工程と、
前記シート状ウレタンフォーム基材に金属材料をめっきする工程と、
を含むことを特徴とする、電極用金属多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極母材用のブロック状ポリウレタン発泡体（以下、「ウレタンフォームブロック」と称する）の接着方法に関し、特には、ウレタンフォームブロックの接着面が平滑でなくても接着が可能であり、且つ、接着作業が簡便な接着方法に関するものである。また、本発明は、該接着方法を用いた電極用金属多孔体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などの電池用電極では、Ｎｉの金属多孔体シートが基材として用いられている。
【０００３】
ここで、上記金属多孔体シートは、一般に、ウレタンフォーム等の樹脂発泡体からなるシートに導電処理を施し、これを電気めっきして所定の金属を付着させた後、焙焼・還元して得られるものである。そのため、電気抵抗が均一で機械的強度の高い金属多孔体シートを得るために、気孔の径および形状の分布が均一なウレタンフォームシートが求められている。
【０００４】
これに対し、気孔の径および形状の分布が均一な発泡樹脂シート基材を得る方法として、発泡後の樹脂ブロック（ウレタンフォームブロック）の上面部を切断除去し、発泡時の上下方向に２段以上積層し、ウレタン樹脂を配合した熱硬化性エポキシ系接着剤や、アクリル系接着剤を用いてそれらの界面を接着接合した後、上記上下方向の軸に対して平行にピーリングする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱硬化性エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤を用いてウレタンフォームブロックを接着する場合、接着面が平滑でなければならず、また、均一な接着強度で接着するためには接着剤が硬化するまで接着面同士を両側から圧縮した状態で保持し、圧着する必要があった。そのため、ウレタンフォームブロックの上面部を切断除去して接着面を平滑化する作業が必要であると共に、接着作業に時間がかかっていた。
【０００７】
また、接着したウレタンフォームブロックは、ピーリングしてシート状ウレタンフォームとした後、該シート状ウレタンフォームをめっきすることで金属多孔体シートとなるところ、ウレタンフォームブロック間に該ウレタンフォームブロックとは異なる材質の接着剤（多孔体ではない接着剤層）が存在すると、接着したウレタンフォームブロックを一定のシート厚みでピーリングすることができず、また、めっき時に接着面の強度が不足して破断する恐れがあった。
【０００８】
そのため、平滑でない接着面にも適用可能であり、且つ、接着作業が容易な電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法が求められていた。
【０００９】
また、接着したウレタンフォームブロックを一定のシート厚みでピーリングすることができ、且つ、めっき時に接着面が破断することがない電極用金属多孔体の製造方法も求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法は、電極母材用のウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着する方法であって、反応硬化しながら自己発泡する樹脂を接着面間に配置し、前記ウレタンフォームブロック同士を接着する工程を含むことを特徴とする。このように、反応硬化しながら自己発泡する樹脂を用いてウレタンフォームブロック同士を接着すれば、接着面が平滑でなくてもウレタンフォームブロック同士を接着することができると共に、接着時にウレタンフォームブロック同士を圧着・保持する必要がない。接着面が平滑でなくても自己発泡した樹脂が接着面に追従して接着面の不均一部分を補填し、接着面間に生じる空隙部分を埋めることができるからである。
ここで、本発明においてウレタンフォームブロックの発泡方向とは、ウレタンフォームブロックを製造する際に発泡材料を発泡させた方向を意味し、例えばスラブ成形によりウレタンフォームブロックを製造した場合には上方が発泡方向となる。また、発泡方向に接着するとは、接着されたウレタンフォームブロック同士の発泡方向が同一方向となるように方向を揃えてウレタンフォームブロック同士を接着することを指す。なお、本発明においては、接着したウレタンフォームブロックをピーリングして得られるシート状ウレタンフォームの気孔が一定の形状（縦長）となるよう、ウレタンフォームブロック同士はその発泡方向に接着する必要がある。
【００１１】
また、本発明の接着方法は、前記樹脂がポリウレタン樹脂であることが好ましい。被接着体であるウレタンフォームブロックと同質の材料を用いて接着すれば、接着強度をより高めることができるからである。また、接着したウレタンフォームブロックを加工（ピーリング、めっき）する際に接着部分が加工に対して悪影響を与えることがないからである。
【００１２】
更に、本発明の接着方法は、前記接着面間への前記樹脂の配置および前記ウレタンフォームブロック同士の接着を、前記ウレタンフォームブロックを、前記接着面を互いに対向させ、且つ、隙間を空けた状態で、当該隙間に対して前記樹脂を注入するための樹脂注入部を備える固定手段に配置し、前記隙間へ前記樹脂を注入して発泡、硬化させることにより行うことが好ましい。固定手段を用いて接着することにより、ウレタンフォームブロック同士を確実に接着することができるからである。
【００１３】
そして、上述の接着方法は電極用金属多孔体の製造に好適に用いることができ、本発明の電極用金属多孔体の製造方法は、上述の接着方法を用いてウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着する工程と、接着したウレタンフォームブロックを前記発泡方向に対して平行にピーリングしてシート状ウレタンフォーム基材を得る工程と、前記シート状ウレタンフォーム基材に金属材料をめっきする工程とを含むことを特徴とする。このように、上述の接着方法を用いてウレタンフォームブロック同士を発泡方向に接着し、その接着したウレタンフォームブロックをピーリングして得られるシート状ウレタンフォーム基材を用いて金属多孔体を形成すれば、ウレタンフォームブロック接着時の作業負担を減らして容易に電極用金属多孔体を形成することができる。また、接着したウレタンフォームブロックを一定のシート厚みでピーリングすることができ、良好な導電性を有する電極用金属多孔体を容易に製造することができる。更に、発泡方向に接着したウレタンフォームブロックを当該発泡方向に対して平行にピーリングしているので、金属多孔体の気孔が一定の形状（縦長）となり、電極用途に特に適した金属多孔体を得ることができる。また、反応硬化しながら自己発泡する樹脂を用いてウレタンフォームブロック同士を接着しているので、めっき時に接着面が破断することがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の接着方法によれば、平滑でない接着面にも適用可能であり、且つ、接着作業が容易な電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の電極用金属多孔体の製造方法によれば、接着したウレタンフォームブロックを一定のシート厚みでピーリングすることができると共に、めっき時に接着面が破断することがないので、良好な導電性を有する電極用金属多孔体を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の接着方法の一例を用いてウレタンフォームブロックを接着する様子を説明する説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、接着後のウレタンフォームブロックの状態を示す正面図である。
【図３】本発明の接着方法に用いる型の変形例を説明する説明図である。
【図４】接着したウレタンフォームブロックをピーリングしてシート状ウレタンフォーム基材を得る工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜ウレタンフォームブロック＞
以下に、本発明の電極母材用ウレタンフォームブロックの接着方法を詳細に説明する。本発明の接着方法は、反応硬化しながら自己発泡する樹脂を用いてウレタンフォームブロック同士を該ウレタンフォームブロックの発泡方向に接着することを特徴とする。
【００１８】
本発明の接着方法を用いて接着するウレタンフォームブロック（被接着体）としては、特に限定されることなく、モールド成形、スラブ成形、ラミネート成形などの方法で成形した既知のウレタンフォームブロックを用いることができる。また、その発泡方式としては化学的発泡を用いることができる。
【００１９】
＜樹脂＞
本発明の接着方法に用いる、反応硬化しながら自己発泡する樹脂としては、ポリウレタン、ポリオレフィンなどを用いることができ、接着強度の観点からはポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。
【００２０】
ここで、上述のポリウレタン樹脂としては、ポリオール成分、イソシアネート成分、および発泡剤（水、低沸点物質、ガス体等）を含む樹脂原料に、所望に応じてイオン導電剤や電子導電剤等の導電剤、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等の添加剤を加えたものを用いることができる。
【００２１】
ここで、ポリオール成分としては、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸性分とグリコール成分とを縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
【００２２】
イソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体を用いることができる。これらの中でも、芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体が好適に用いられる。
【００２３】
イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリントリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などの他、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。
【００２４】
また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＥ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【００２５】
ウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いても良く、２種類以上を組み合わせて用いても良い。
【００２６】
その他、整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられる。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が用いられる。これらは単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００２７】
＜接着方法＞
ここで、本発明の接着方法を用いたウレタンフォームブロックの接着について、図面を参照して説明する。本発明においては、接着したウレタンフォームブロックをピーリングして得られるシート状ウレタンフォームの気孔が一定の形状（縦長）となるよう、ウレタンフォームブロック同士をその発泡方向に接着する。なお、ウレタンフォームブロックの発泡方向とは、ウレタンフォームブロックを製造する際に発泡材料を発泡させた方向を意味し、また、発泡方向に接着するとは、接着されたウレタンフォームブロック同士の発泡方向が同一方向となるように方向を揃えてウレタンフォームブロック同士を接着することを指す。
【００２８】
ここに図１は、本発明の接着方法の一例を用いてウレタンフォームブロックを接着する様子を説明する説明図である。
【００２９】
本発明の接着方法の一例では、図１に示すように、固定手段としての箱型の型１内で直方体形状の２つのウレタンフォームブロック２ａ，２ｂを接着する。具体的には、２つのウレタンフォームブロック２ａ，２ｂを互いに離間して型１内に設置し、ウレタンフォームブロック２ａ，２ｂ間に形成された隙間３に上述したウレタン樹脂をディスペンサ等の注入装置４で注入し、隙間３内でウレタン樹脂を発泡・硬化させてウレタンフォームブロック２ａ，２ｂを接着する。なお、注入した樹脂が型１内でウレタンフォームブロック２ａ，２ｂの接着面５ａ，５ｂ以外の面に付着することが無いように、型１は、ウレタンフォームブロック２ａ，２ｂが密着する大きさとされている。
【００３０】
そして、このような本発明の接着方法の一例を用いてウレタンフォームブロック２ａ，２ｂを接着すれば、注入した樹脂６が自己発泡して接着面５ａ，５ｂの形状に追従しつつ硬化するので、例えば図２（ａ）、（ｂ）に示すように、接着面５ａ，５ｂが平滑でなくても圧着することなくウレタンフォームブロック２ａ，２ｂを接着することができる。
【００３１】
ここで、型の形状は上述の箱型に限定されることはなく、接着面５ａ，５ｂのみに樹脂を塗布可能であれば、任意の形状とすることができ、例えば、図３に示すように、溝型の切り欠き７ａを設けた板状の型７をウレタンフォームブロック２ａ，２ｂの間に挟み、切り欠き７ａに樹脂を注入するようにしても良い。
【００３２】
また、本発明の接着方法は上記一例に限定されることはなく、型を使用せずに接着を行っても良い。具体的には、上面に樹脂を塗布した第１のウレタンフォームブロックの上に第２のウレタンフォームブロックを積層することにより接着を行っても良い。ここで、接着面への樹脂の塗布は、接着するウレタンフォームブロックのうち一方の接着面のみに行っても良く、双方の接着面に行っても良い。
【００３３】
更に、本発明の接着方法においては、既知の枠体や治具を固定手段として用いてウレタンフォームブロック同士の接着を行っても良い。
【００３４】
＜電極用金属多孔体＞
以下に、本発明の電極用金属多孔体の製造方法を詳細に説明する。本発明の電極用金属多孔体の製造方法は、上述した接着方法を用いて接着したウレタンフォームブロックを用いることを特徴とする。
【００３５】
本発明の電極用金属多孔体の製造方法の一例では、連続コンベアー上にウレタンフォーム原料を流し連続発泡させて得たウレタンフォームブロック（スラブブロック、発泡方向は上方）を上述の接着方法で２層積層した、例えば高さ１ｍのウレタンフォームブロック（以下、「積層ウレタンフォ−ム」と呼ぶ）を用いて金属多孔体を製造する。ここで、図４に示すように、積層ウレタンフォームは、上層のウレタンフォームブロック（第１ウレタンフォームブロック２ａ）の発泡方向と、下層のウレタンフォームブロック（第２ウレタンフォームブロック２ｂ）の発泡方向とが同一（上方）となるように積層されており、且つ、接着が、第２ウレタンフォームブロック２ｂの上面に上述した樹脂６を塗布し、その上に第１ウレタンフォームブロック２ａを積層することにより行われている。即ち、接着に用いた樹脂の発泡方向も上方となるように接着されている。
【００３６】
積層ウレタンフォ−ムは、図４に示すように、発泡方向に対して平行にピーリングされて、例えば厚さ１．０〜１．４ｍｍのウレタンフォームシートとされる。なお、ピーリングにより得られるウレタンフォームシートは、図４の矢印の方向へ走行する。ここで、ピーリングには、ボイマー社製ピーリングマシン等の既知の手段を用いることができる。
【００３７】
積層ウレタンフォ−ムをシート状にピーリングして得られたウレタンフォームシートは、表面に導電処理を行う工程（導電処理工程）と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ等の電極に好ましい金属を電気めっきで付着させる工程（電気めっき工程）とを経て金属多孔体へと加工される。なお、金属多孔体の製造においては、電気めっき工程の後に、熱処理によりウレタンフォームを燃焼除去する工程（焙焼工程）や、焙焼工程後に金属を還元・アニールする工程を含むことができる。
【００３８】
ここで、これらの工程は、公知の方法によって行うことができ、例えば導電処理工程は、真空蒸着、化学めっき、カーボン等の導電性材料の塗布などにより行うことができる。また、電極用金属多孔体は、ウレタンフォームシートに金属材料を直接スパッタリングしても得ることができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例）
スラブ成形により得た２つのウレタンフォームの上皮を裁断し、ウレタンフォームブロックを２つ得た。そして、一方のウレタンフォームブロックの裁断面に接着スペーサー（７８０×７８０×５ｍｍ）を敷設した後、反応硬化しながら自己発泡する樹脂（接着用発泡ウレタン混合液）をスペーサー内に塗工した（塗工量：１２０ｇ／ｍ２、塗工時間：１分）。その後、スペーサー上へ他方のウレタンフォームブロックを設置し、ウレタンフォームブロック同士を接着した（保持時間：５分）。
【００４０】
（比較例）
スラブ成形により得た２つのウレタンフォームの上皮を裁断し、ウレタンフォームブロックを２つ得た。そして、両ウレタンフォームブロックの裁断面に接着剤を塗工した（塗工量：７００ｇ／ｍ２、塗工時間：３分）。その後、接着面同士を張り合わせ、圧縮装置により約１００ｍｍ圧縮してウレタンフォームブロック同士を接着した（保持時間：１０分）。
【００４１】
比較例では接着に１３分かかったが、実施例では接着に６分しかかからず、比較例の半分以下の時間で接着を行うことができた。また、実施例では圧縮装置が不要であった。
【符号の説明】
【００４２】
１  型
２ａ，２ｂ  ウレタンフォームブロック
３  隙間
４  注入装置
５ａ，５ｂ  接着面
６  樹脂
７  型
７ａ  切り欠き
【図１】
2010251074.tif 000003
【図２】
2010251074.tif 000004
【図３】
2010251074.tif 000005
【図４】
2010251074.tif 000006