(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径１μｍ以下のガラス繊維７０〜９５重量％と、有機繊維５〜３０重量％とを混抄してなる密閉形鉛蓄電池用セパレータであって、前記有機繊維として少なくともモノフィラメント状合成繊維を５重量％以上混抄し、圧縮破断強度が４ｋｇｆ以上であることを特徴とする密閉形鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
前記有機繊維としてパルプ状有機繊維を１０重量％以上混抄し、前記セパレータの突刺強度が０．４ｋｇｆ以上であることを特徴とする請求項１記載の密閉形鉛蓄電池用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形鉛蓄電池用セパレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のセパレータとしては、極細ガラス繊維を主体としたものが使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記セパレータの極板群への組立に際しては、電池の長寿命化の観点より、充放電により活物質が剥離したり、微細化した活物質の伝導性が低下するのを防止するために高圧迫組立することが有効であることが知られている。しかし、電池内で高圧迫を維持するためには、極板群を電槽内に挿入する際に、より高い圧迫が必要となり、従来のガラス繊維主体のセパレータでは極板格子のエッヂによりセパレータが破断して短絡を発生し、セパレータ本来の隔離板としての機能が損なわれてしまうという不都合を有している。
この不都合を防止するため、特開平９ー１７４０６号公報において、引張強度を０．８ｋｇ／１０ｍｍ2 以上とし、合成繊維を５０〜７０重量％の範囲で配合したセパレータが提案されている。しかし、この提案のセパレータではガラス繊維に比較して繊維径が著しく太い合成繊維を多量に配合しているため、孔径が大きくなりやすい上に、合成繊維は電解液との親和性に乏しいため、セパレータとして要求される電解液の保液性が悪いという欠点がある。
そこで、本発明は、密閉形鉛蓄電池に使用されるセパレータであって、高圧迫組立であっても、電池組立時の短絡防止をできるセパレータを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉形鉛蓄電池用セパレータは前記目的を達成すべく、請求項１に記載の通り、平均繊維径１μｍ以下のガラス繊維７０〜９５重量％と、有機繊維５〜３０重量％とを混抄してなる密閉形鉛蓄電池用セパレータであって、前記有機繊維として少なくともモノフィラメント状合成繊維を５重量％以上混抄し、圧縮破断強度が４ｋｇｆ以上であることを特徴とする。
また、請求項２記載の密閉形鉛蓄電池用セパレータは、前記有機繊維としてパルプ状有機繊維を１０重量％以上混抄し、前記セパレータの突刺強度が０．４ｋｇｆ以上であることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明における密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいては、セパレータの圧縮破断強度を４ｋｇｆ以上としたことにより、電池組立時における極板格子エッヂの圧縮に起因する短絡を防止できるものである。特に、圧縮破断強度が６ｋｇｆ以上あればセパレータの圧縮切れの防止効果が高く好ましい。この圧縮破断強度が４ｋｇｆ未満であると電池組立時に極板格子エッヂでセパレータが切れて短絡の原因となる。
また、セパレータにモノフィラメント状合成繊維を５重量％以上配合することにより、有機繊維を多量に用いることなく圧縮破断強度を４ｋｇｆ以上とすることができる。
【０００６】
また、本発明の密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいては、セパレータの突刺強度を０．４ｋｇｆ以上としたことにより、電池組立時における極板の突起物の突き刺しに起因する短絡を防止できるものである。特に、この突刺強度が０．５ｋｇｆ以上であれば突き刺しによる短絡防止効果が高く好ましい。この突刺強度が０．４ｋｇｆ未満であると電池組立時に極板の突起物でセパレータが突き刺されて短絡の原因となる。
また、セパレータにパルプ状有機繊維を１０重量％以上配合することにより、有機繊維を多量に配合することなく突刺強度を０．４ｋｇｆ以上とすることができるものである。
【０００７】
特に、セパレータの圧縮破断強度を４ｋｇｆ以上とすると共に突刺強度を０．４ｋｇｆ以上とすることにより、電池組立時における極板格子エッヂの圧縮に起因する短絡を防止でき、且つ、電池組立時における極板の突起物の突き刺しに起因する短絡を防止でき、組立工程における短絡発生率を低減することができるものである。
また、セパレータにモノフィラメント状合成繊維を５重量％以上配合すると共にパルプ状有機繊維を１０重量％以上配合することにより、有機繊維を多量に用いることなくセパレータの圧縮破断強度を４ｋｇｆ以上、且つ、突刺強度を０．４ｋｇｆ以上とすることができる。
【０００８】
また、セパレータの有機繊維の配合量を５０重量％未満とすることにより、孔径を著しく増大させず、且つ、保液性に優れたセパレータに構成することができる。この有機繊維の配合量が５０重量％以上となると電解液との親和性が著しく劣るため、セパレータの保液性が悪化し、電池容量が低下し、更に、孔径が大きくなるため、浸透短絡が発生しやすく短寿命となる問題が生じる。
【０００９】
本発明に使用するガラス繊維としては、耐酸性、電解液の保液性の観点、並びに、孔径を小さくするために、Ｃガラス組成の平均繊維径１μｍ以下のものを主体として使用することができるが、製造コストの観点より特性を損なわない範囲で平均繊維径１〜５μｍの中径ガラス繊維や平均繊維径２０μｍ以下の太径ガラス繊維を組み合わせて配合してもよい。
【００１０】
また、本発明に使用する有機繊維としては、モノフィラメント状合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂繊維やアクリル繊維等が使用でき、繊維形態は単繊維でも複合繊維でもどちらでもよい。また、これらは一種類に限定されず、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
また、パルプ状有機繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂繊維、叩解性アクリル繊維、天然繊維等が挙げられ、これらは１種類に限定されず、２種類以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１１】
密閉形鉛蓄電池用セパレータを袋加工する必要がある場合は、モノフィラメント状合成繊維としては平均繊維径０．５〜３ｄ（デニール）、平均繊維長３〜５ｍｍのポリエステル繊維、パルプ状有機繊維としては濾水度０．５〜５ｓｅｃ／ｇ、平均繊維長０．８〜１．２ｍｍのポリオレフィン合成パルプ等というように、どちらも熱可塑性樹脂を選択し、２０重量％を超えて配合すれば袋加工の時の熱シールや機械シールで有機繊維が熱融着して融着部分が引き裂かれ難いものが得られる。
【００１３】
上記原料繊維を酸性、中性の通常の抄紙法により混抄することにより、厚さ０．５〜２ｍｍ、坪量７０〜４００ｇ／ｍ2の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得ることができる。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の密閉形鉛蓄電池用セパレータの実施例を比較例と共に説明する。
（実施例１）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維９５重量％と平均繊維径１．３ｄ、平均繊維長５ｍｍのモノフィラメント状ポリエステル合成繊維５重量％を中性にて混抄して、厚さ１．１５ｍｍ、坪量１６５ｇ／ｍ2、密度０．１４３ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１５】
（実施例２）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維８５重量％と平均繊維径１．３ｄ、平均繊維長５ｍｍのモノフィラメント状ポリエステル合成繊維１０重量％と、濾水度３．５ｓｅｃ／ｇ、平均繊維長１ｍｍのポリエチレン合成パルプ５重量％を中性にて混抄して、厚さ１．０８ｍｍ、坪量１６２ｇ／ｍ2、密度０．１５０ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１６】
（実施例３）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維８０重量％と平均繊維径１．３ｄ、平均繊維長５ｍｍのモノフィラメント状ポリエステル合成繊維１０重量％と、濾水度３．５ｓｅｃ／ｇ、平均繊維長１ｍｍのポリエチレン合成パルプ１０重量％を中性にて混抄して、厚さ１．１０ｍｍ、坪量１６６ｇ／ｍ2、密度０．１５１ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１７】
（実施例４）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維７０重量％と平均繊維径１．３ｄ、平均繊維長５ｍｍのモノフィラメント状ポリエステル合成繊維１０重量％と、濾水度３．５ｓｅｃ／ｇ、平均繊維長１ｍｍのポリエチレン合成パルプ２０重量％を中性にて混抄して、厚さ１．０３ｍｍ、坪量１６８ｇ／ｍ2、密度０．１６４ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１８】
（比較例１）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維のみを中性にて抄紙して、厚さ１．１１ｍｍ、坪量１６３ｇ／ｍ2、密度０．１４７ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１９】
（比較例２）
平均繊維径０．６μｍのＣガラスの極細ガラス繊維９７重量％と平均繊維長５ｍｍのモノフィラメント状ポリエステル合成繊維３重量％を中性にて混抄して、厚さ１．１０ｍｍ、坪量１６４ｇ／ｍ2、密度０．１４９ｇ／ｍ3の密閉形鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００２０】
次に、前記実施例１乃至４並びに比較例１及び２の各セパレータの特性試験を行い、その結果を表１に示した。
【００２１】
【表１】
0003716077.tif 000002
【００２２】
尚、前記圧縮破断強度については、ＳＵＳ板上に試料を乗せ、試料上部よりカッター刃を５ｍｍ／分の速度で降下させ、カッター刃とＳＵＳ板との接触抵抗が２００Ω以下となった時のロードセルの荷重を測定し、これを圧縮破断強度とした。
また、突刺強度については、φ２０ｍｍの穴を開けた鉄板２枚の間に試料を挟み、試料上部よりφ２ｍｍの鉄棒を突き刺し、試料が破れるまでの最大荷重を測定し、これを突刺強度とした。
また、融着性については、超音波融着装置により試料を超音波融着させた後、引張速度２５ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、試料が破断した場合を○、融着部より剥離した場合を△、融着しない場合を×として評価した。
また、保液性については、まず、１０ｃｍ角に試料を裁断し１０５℃で乾燥後、乾燥重量（ｗo ）を測定し、次に、重量測定後、純水を入れたバットに試料を１時間浸漬し、湿潤試料を引き上げ、試料から滴下する水滴の間隔が５秒以上になった時の含液重量（ｗ1 ）を測定し、次の式により算出した。
保液性（％）＝（ｗ1−ｗ0）／ｗ1×１００
【００２３】
前記表１から明らかなように、実施例１のようにモノフィラメント状合成繊維を５重量％配合することで最大孔径、保液性等のセパレータ本来の機能を損なうことなく、充分な圧縮破断強度が得られ、組立時に極板格子エッヂの圧縮切れに起因する短絡を効果的に防止することができる。また、実施例３乃至４のように、合成パルプを１０乃至２０重量％配合することで、最大孔径、保液性等のセパレータ本来の機能を損なうことなく充分な突刺強度が得られ、組立時に極板の突起物でセパレータが突き刺されることに起因する短絡を効果的に防止することができる。
更にまた、実施例４のように、有機繊維を３０重量％配合することで融着性に優れたものとなり、袋加工に適したものとなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果が得られる。
（１）極細ガラス繊維を主体とできるため、リテーナとしての吸液性に優れる。
（２）圧縮破断強度と突刺強度に優れるため、電池組立時に短絡の発生を防止できる。
（３）合成繊維の配合量を５０重量％以下にでき、充分な保液性と孔径を有し、電池の長寿命化に寄与できる。