(57)【要約】【課題】従来、両立できなかった鉛蓄電池用電槽の剛性・耐衝撃性と成型性を両立することによって、信頼性の高い鉛蓄電池を安価に提供することを目的とするものである。【解決手段】プロピレン−エチレン共重合体からなる鉛蓄電池用電槽であって、前記プロピレン−エチレン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は１５ｇ／１０分以上であるとともに、前記プロピレン−エチレン共重合体のポリプロピレン相中に占めるアイソタクチックポリプロピレン量が９４質量％以上であることを特徴とする鉛蓄電池用電槽。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロピレン−エチレン共重合体からなる鉛蓄電池用電槽であって、前記プロピレン−エチレン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は１５ｇ／１０分以上であるとともに、前記プロピレン−エチレン共重合体のポリプロピレン相中に占めるアイソタクチックポリプロピレン量が９４質量％以上であることを特徴とする鉛蓄電池用電槽。
【請求項２】
前記ポリプロピレン−エチレン共重合体のエチレン含有量は６．５〜８．５質量％であることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池用電槽。
【請求項３】
請求項１もしくは２の鉛蓄電池用電槽を備えた鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池の電槽材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池は電解液に希硫酸を使用しており、特に自動車用鉛蓄電池はその電槽が６セルに区切られた複雑な形状を有しているため、電槽樹脂材は耐酸性と良好な成型性が要求される。ポリプロピレン系合成樹脂は耐酸性と成型性に優れているため、自動車用鉛蓄電池や産業用を中心とする大容量の制御弁式鉛蓄電池に広く使用されている。
【０００３】
その中でも、自動車用鉛蓄電池は様々な環境で使用される。特に温度環境は厳しく、低温では−３０℃、高温では９０℃といった広い温度範囲で使用される。また、車両に搭載されるので振動・衝撃を受けざるを得ない。また、車両製造工程において、鉛蓄電池をロボットで挟持し車両内に搭載することが行われるようになってきており、この搭載工程で鉛蓄電池電槽には加圧力や衝撃が加わる。
【０００４】
したがって、鉛蓄電池用電槽には前記したような耐酸性・成型性の他に耐衝撃性や加圧時の変形を抑制するに必要な剛性が求められてきている。一方、前記した電槽材としてのポロプロピレン系樹脂の中でプロピレン単独の重合体は耐衝撃性が低い。この耐衝撃性を確保するためプロピレン連鎖とエチレン連鎖が繋がったプロピレン−エチレン共重合体が用いられている。さらに剛性を確保するためにメルトフローレート（以下、ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分程度の比較的低いものを用いるのが一般的である。また、更により剛性が求められる場合にはポリプロピレン樹脂中にタルクを添加することが知られており、電池内が減圧することによって大気圧による圧縮力が電槽に常にかかる制御弁式鉛蓄電池用の電槽に用いられることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記のようなポリプロピレン樹脂は電槽の耐衝撃性、剛性を向上するために有効である。しかしながら、一方ではＭＦＲが低いため、電槽の成型時間が長くなり、電槽の価格が高くなるといった欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１３２４６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は鉛蓄電池用電槽の剛性・耐衝撃性と成型性を両立することによって、信頼性の高い鉛蓄電池を安価に提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の請求項１の発明は、プロピレン−エチレン共重合体からなる鉛蓄電池用の電槽において、このプロピレン−エチレン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）を１５ｇ／１０分以上とし、かつプロピレン−エチレン共重合体中のポリプロピレン相中に占めるアイソタクチックポリプロピレン量を９４質量％以上とするものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の鉛蓄電池用電槽において、プロピレン−エチレン共重合体中のエチレン含有量を６．５〜８．５質量％とするものである。
【００１０】
そして、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１もしくは請求項２の鉛蓄電池用電槽を備えた鉛蓄電池を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による鉛蓄電池用電槽とこれを用いた鉛蓄電池を説明する。本発明の鉛蓄電池用の電槽６とそれを適用した本発明の鉛蓄電池１は図１に示したように、正極板２と負極板３およびセパレータ４で構成された極板群５を電槽６に収納し、電槽６の開口部を蓋７で閉じた構成を有しており、これらの構成は従来の鉛蓄電池と何ら変わるところはない。
【００１２】
本発明においては電槽６をプロピレン連鎖とエチレン連鎖が繋がったプロピレン−エチレン共重合体を用いる。ここでこのプロピレン−エチレン共重合体のＭＦＲを１５ｇ／１０分以上とする。このようなＭＦＲ値は分子量により設定することができる。ポリプロピレン系樹脂の製造プロセスにおいては重合反応を停止させるために、反応物に水素を添加するが、この水素添加のタイミングを早くしていくと分子量は低下し、ＭＦＲは上昇する。したがって、分子量や、この分子量をコントロールするための水素添加のタイミング設定に応じてＭＦＲ値を設定することができる。
【００１３】
前記したようなＭＦＲ値（１５ｇ／１０分以上）であれば、樹脂が溶融した時の流動性は良好であり、電槽の射出成型時間を短縮することによって安価な電槽を得ることができる。しかしながら、分子量を低くすると電槽の剛性が低下する。本発明においてはこの剛性低下を抑制することを目的として、プロピレン−エチレン共重合体中のポリプロピレン相に含まれる図２に示すアイソタクチックポリプロピレンの含有量を９４質量％以上とする。なお、ポリプロピレン相のアイソタクチックポリエチレンを除く残部は図３に示したアタクチックポリプロピレンで構成される。アタクチックポリプロピレンは微量残留するのでアイソタクチックポリプロピレンの含有量の上限は９９．５質量％もしくは９９．０質量％となる。
【００１４】
さらにプロピレン−エチレン共重合体中のエチレン含有量を６．５〜８．５質量％にすることにより、剛性と衝撃性のバランスに優れた鉛蓄電池用電槽を生産性良く安価に得ることができる。そしてこの電槽を用いて鉛蓄電池を構成することにより、剛性と耐衝撃性にすぐれた鉛蓄電池を安価に提供することができる。
【００１５】
なお、本発明ではＭＦＲ値の上限を限定するものではないが、成型品にバリが発生しやすくなるため、３０ｇ／１０分以下とすることが好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１７】
表１に示す通りのプロピレン−エチレン共重合体を用いて５５Ｄ２３型自動車用鉛蓄電池電槽を作成した。
【００１８】
【表１】
2004199986.tif 000002
【００１９】
このプロピレン−エチレン共重合体はＭＦＲを１０ｇ／１０分、１５ｇ／１０分、２０ｇ／１０分の３条件、ポリプロピレン相に含まれるアイソタクチックポリエチレン量の割合（質量％、以下、結晶化度という。）を９０質量％、９２質量％、９４質量％、９７質量％、９９質量％の５条件を組み合わせた合計１５条件のものとした。なお、これらの共重合体に含まれるエチレン含有量は７．５質量％とした。
【００２０】
これらの電槽を用いてＪＩＳ−Ｄ５３０１で規定された５５Ｄ２３型自動車用鉛蓄電池を製造し、鉛蓄電池電槽の剛性および耐衝撃性並びに電槽部品の成型性を確認した。なお、ＭＦＲの測定方法としてはＡＳＴＭ  Ｄ１２３８で規定する方法で行った。結晶化度の測定方法としては沸騰へプタン抽出によるへプタン不溶分を測定した。
【００２１】
電池として組み立てられた状態の電槽の剛性を評価する試験として、電池を構成するセル内を加圧したときの電槽壁の変形量を測定した。試験方法としては雰囲気温度２５℃中で電池を構成する直列接続されたセルの両端セル内を大気圧に対して４０ｋＰａで加圧し、電池短側面の所定の測定位置（図１における点Ｐ）での変形量を測定した。点Ｐは加圧時の変形が最大値となる位置に設定した。
【００２２】
そして、電槽の耐衝撃性の評価試験として、雰囲気温度０℃中で電池を１０ｃｍ〜７０ｃｍの高さから１０ｃｍ間隔でコンクリート床面に落下させ、電槽が破損した時の落下高さを測定した。落下時の姿勢は床面と電池底面とが平行となるよう落下させた。また、成型性の評価として１成型に要する時間（成型タクト）を測定した。
【００２３】
上記した剛性試験、耐衝撃性試験および成型タクトの測定結果を表１に示す。表１の結果より、ＭＦＲを１０ｇ／１０分とした場合（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）では、どの結晶化度においても電槽壁の変形量は９．８ｍｍ以下であり、許容される変形量（１０．０ｍｍ）を下回り、高い剛性を有している。その反面これらの電槽の成型タクトはいずれも５１秒／ショットであった。
【００２４】
一方、ＭＦＲを１５、２０ｇ／１０分とした場合（ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，ｐおよびｑ）では、結晶化度が９０質量％および９２質量％とした条件（ｆ，ｇ，ｋおよびｍ）では変形量が急激に増加することから、剛性が急激に低下していることが判る。しかしながら結晶化度を９４質量％以上とする（ｈ，ｉ，ｊ，ｎ，ｐおよびｑ）ことにより、変形量を低く抑制し、剛性を高めることができる。
【００２５】
なお、成型タクトにおいてはＭＦＲを１０ｇ／１０分から、１５ｇ／１０分、２０ｇ／１０分と増加させることにより５１秒／ショットから、それぞれ３４秒／ショット、３２秒／ショットと短くなり生産性を大幅に向上できる。比較例ではＭＦＲを高くすることで樹脂の流動性は上がり、成型性は向上するものの、剛性が低下する。ところが本発明のように結晶化度を９４質量％以上とすることにより成型性と剛性を確保することができる。また、結晶化度を９７質量％および９９質量％とした比較例ｄおよび比較例ｅでは耐衝撃性が急激に低下する傾向がある。一方、本発明の構成では耐衝撃性の急激な低下は見られず、電槽の成型性、剛性および耐衝撃性を極めて高いレベルで両立することができることが判る。
【００２６】
次に、ＭＦＲを１５ｇ／１０分、結晶化度を９２質量％および９４質量％とし、エチレン含有量を６．０〜９．０質量％としたプロピレン−エチレン共重合体の前述の変形量と耐衝撃性を確認した。この図４に示す。特に結晶化度９４質量％についてはエチレン含有量が８．５質量％を境として増加するにしたがい変形量が大きくなる。また、この結晶化度９４質量％の場合ではエチレン含有量が６．５〜８．５質量％の範囲で変形量は低い値で安定する。一方、結晶化度９２質量％のものについてはエチレン含有量の増加とともに変形量が増加する傾向があり、また、変形量の絶対値も結晶化度９４質量％のものに比較して顕著に大きくなる。
【００２７】
一方、耐衝撃性（落下破損高さ）についてはエチレン含有量が６．０質量％まで低下すると、結晶化度にかかわらず、低下する結果となった。したがって、本発明の効果をより顕著に得るためにエチレン含有量は６．５〜８．５質量％の範囲とすることが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、鉛蓄電池用電槽の剛性・耐衝撃性と成型性を両立することによって、信頼性の高い鉛蓄電池を安価に提供するものであり、工業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉛蓄電池を示す図
【図２】アイソタクチックポリプロピレンの立体構造式を示す図
【図３】アタクチックポリプロピレンの立体構造式を示す図
【図４】プロピレン−エチレン共重合体中のエチレン含有量と電槽加圧時の変形量および耐衝撃性との関係を示す図
【符号の説明】
１    鉛蓄電池
２    正極板
３    負極板
４    セパレータ
５    極板群
６    電槽
７    蓋
【図１】
2004199986.tif 000003
【図２】
2004199986.tif 000004
【図３】
2004199986.tif 000005
【図４】
2004199986.tif 000006