(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯鞘構造の熱融着繊維が２〜５０質量％、無機粉体が０〜３５質量％、ガラス繊維が１５〜９８質量％で構成されており、密度が０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ３であり、折り曲げ部の湿紙の破裂強度が乾紙の破裂強度に対して、強度低下率が４０％以下であることを特徴とする密閉型鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
前記熱融着繊維が３０質量％以上で構成されることを特徴とする請求項１記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項３】
前記熱融着繊維と前記ガラス繊維、或いは、更に、前記無機粉体とで構成された材料を抄造後、加圧乾燥またはキュアー後にプレスすることで得られる請求項１または２記載の密閉型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、密閉型鉛蓄電池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の密閉型鉛蓄電池用セパレータとして、例えば、特開平１１−２５０８８９号に開示されるように、芯鞘複合繊維を用いた密度が０．３５〜０．４５ｇ／ｃｍ３としたセパレータや、特開平１１−１６５６０号に開示されるように、モノフィラメント及びパルプ状有機繊維を使用したセパレータで、圧縮破断強度および突刺強度を向上させたもの等が知られている。
【０００３】
【発明が解決をしようとする課題】
しかしながら、前記特開平１１−２５０８８９号に開示のものは、密度を０．３５〜０．４５ｇ／ｃｍ３としたセパレータであるため、過剰な電解液が存在する液式鉛蓄電池には使用できるが、高密度のため電解液に制約を受ける密閉型鉛蓄電池には不向きである。
また、最近、電池特性を向上させるためにセパレータと極板の薄肉化が進んでおり、しかも、極板との密着性をよくするため、電池組み立て時のセパレータへの加圧力を高くしているのが現状である。従って、従来のセパレータでは、強度が弱いため、電池の組立速度の制約を受けたり、セパレータの折り曲げ部分の破れや極板のエッジによる破断等の弊害が多く発生するという問題が生じている。特に、前述の厚さの薄いセパレータでは影響が大きいものであった。また、組み立てたとしても電解液を充填すると強度はより一層弱くなり、組み立て効率の低下、初期短絡等の問題が発生する。特に、折り曲げ部では電解液充填後に乾紙強度を維持できず、電池寿命が短くなる問題が発生する。
また、特開平１１−１６５６０号に開示のものは、モノフィラメントとパルプ状有機繊維を使用したセパレータであるため、圧縮破断強度および突刺強度を向上させたものであるが、セパレータ折り曲げ部の強度が弱いという不都合を有するものである。
そこで、本発明は、低密度により電解液保持量を十分確保でき、かつ、乾紙と湿紙間、或いは、折り曲げ部と他の部分間の破裂強度に差を設けないようにして、セパレータの強度低下が少なく、セパレータ折り曲げ部の極板による破れを防ぎ、電解液充填後も強度低下を起こさず、極板の膨張および変形による破れに耐えられ、所望により、袋加工も可能な密閉型鉛蓄電池用セパレータを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、前記目的を達成するべく、請求項１記載の通り、芯鞘構造の熱融着繊維が２〜５０質量％、無機粉体が０〜３５質量％、ガラス繊維が１５〜９８質量％で構成されており、密度が０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ３であり、折り曲げ部の湿紙の破裂強度が乾紙の破裂強度に対して、強度低下率が４０％以下であることを特徴とする。
このように、熱融着繊維によりセパレータ内の繊維同士を接着、固定化させて折り曲げ部の破裂強度低下率が乾紙に対して、４０％以下とする構成により、電池組み立て時のセパレータ折り曲げ部の極板による破れや電解液充填後の強度低下を起こさないようにしたものである。
このように、密閉型鉛蓄電池に必要とされる電解液を保持するため、熱融着繊維、ガラス繊維、必要に応じてさらに無機粉体で構成し、電池寿命に影響する耐酸性および耐酸化性を考慮して熱融着繊維量を２〜５０質量％とするものである。また、熱融着繊維の繊維径は約０．５〜３．３ｄｔｅｘ（デシテックス）、即ち、約５〜５０μｍであり、ガラス繊維の繊維径は約０．６〜４μｍであることから、熱融着繊維の配合により孔径が大きくなるため、セパレータの空間を埋める無機粉体量を０〜３５質量％とし、密度を０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ３としたものである。
また、請求項２記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、請求項１記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記熱融着繊維が３０質量％以上で構成されることを特徴とする。
また、請求項３記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、請求項１または２記載の密閉型鉛蓄電池用セパレータにおいて、熱融着繊維とガラス繊維、或いは、更に、無機粉体とで構成された材料を抄造後、加圧乾燥またはキュアー後にプレスすることで得られることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、セパレータ折り曲げ部の電池組み立て時の極板による破れや電解液充填後の強度低下を起こさないように、熱融着繊維によりセパレータ内の繊維同士を接着、固定化させることで、折り曲げ部の湿紙の破裂強度が乾紙の破裂強度に対して、強度低下率を４０％以下とするように構成したものである。
【０００６】
また、本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、密閉型鉛蓄電池に必要とされる電解液を保持し、セパレータ折り曲げ部の強度低下を防ぐため、熱融着繊維とガラス繊維、必要に応じて、更に無機粉体とで構成され、その中でもセパレータ内の熱融着繊維量を、電池寿命に影響する耐酸性および耐酸化性を考慮し２〜５０質量％とし、無機粉体量をセパレータの空間を埋め密度を高くなることを考慮し０〜３５質量％とし、密度を０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ３としたものである。
【０００７】
また、単純に熱融着繊維を配合し乾燥させただけでは熱融着繊維の特徴とする表面溶融による繊維同士接着の強度向上効果が得られないので、本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータでは、熱融着繊維による強度向上効果をより出すため、ガラス繊維、熱融着繊維、必要に応じ、更に無機粉体とで構成された材料を抄造後、加圧乾燥またはキュアー後にプレスすることで、折り曲げ部の湿紙の破裂強度が乾紙の破裂強度に対して、強度低下率を４０％以下とする構成にすることができるものである。
【０００８】
また、本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータでは、熱融着繊維量を２〜５０質量％使用することで、従来から液式鉛蓄電池に使用されているポリエチレンセパレータ（ポリエチレン樹脂と無機粉体から構成された溶融押出方式でつくられたセパレータ）と同様に袋加工が可能となる。
【０００９】
また、本発明の密閉型鉛蓄電池用セパレータでは、電池寿命をより長くするため、熱融着繊維として平均繊維径０．５〜２．５ｄｔｅｘ（デシテックス）、繊維長３〜５ｍｍのものの使用が好ましい。材質は有機繊維の中でも耐酸性および耐酸化性に優れたポリプロピレン−ポリエチレン、ポリエステル−ポリエチレン、ポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造で構成されたものの使用が好ましい。尚、表面部の融点が２００℃以上のものも存在するが、セパレータ製造の容易さおよび価格の点から表面部の融点が１１０、１３０、１５０、１８０℃程度のものの使用でも構わない。
【００１０】
無機粉体としては、材質はシリカで、平均粒子径が５〜１１μｍ程度のものの使用が好ましい。
【００１１】
また、ガラス繊維としては、組成はＣガラスで、平均繊維径が約０．５〜４μｍのものの使用が好ましい。
【００１２】
【実施例】
次ぎに、本発明の密閉型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ガラス組成のガラス繊維１５質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維５０質量％、材質がシリカで平均粒子径６〜１０μｍの無機粉体３５質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．００ｍｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１３】
（実施例２）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維５５質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維３０質量％、材質がシリカで平均粒子径６〜１０μｍの無機粉体１５質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．０２ｍｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１４】
（実施例３）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維９７質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維３質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．０１ｍｍ、密度０．１５ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１５】
（実施例４）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維９８質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維２質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．００ｍｍ、密度０．１５ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１６】
（実施例５）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維９８質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維２質量％を中性抄造にて抄紙し、加熱プレスすることで、厚さ１．００ｍｍ、密度０．１５ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１７】
（比較例１）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維９９質量％、平均繊維径２．２ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍのポリエステル−ポリエステルの芯鞘構造の熱融着繊維１質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．００ｍｍ、密度０．１４ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１８】
（比較例２）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維１００質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．０２ｍｍ、密度０．１４ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００１９】
（比較例３）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス組成のガラス繊維７０質量％、平均繊維径１．７ｄｔｅｘ（デシテックス）、平均繊維長５ｍｍの材質がポリエステルのモノフィラメント繊維１５質量％、濾水度３．５ｓｅｃ／ｇ、平均繊維長１ｍｍの材質がポリエチレンのパルプ状繊維１５質量％を中性抄造にて抄紙して、厚さ１．０３ｍｍ、密度０．１８ｇ／ｃｍ３の密閉型鉛蓄電池用セパレータを得た。
【００２０】
次に、前記実施例１〜５および比較例１〜３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】
0004812924.tif 000002
【００２２】
尚、表１中の強度低下率については、次ぎのような値を示すものとした。
強度低下率（％）＝（乾紙折り曲げ部破裂強度―湿紙折り曲げ部破裂強度）／（乾紙折り曲げ部破裂強度）×１００
【００２３】
尚、前記破裂強度はＪＩＳ  Ｐ  ８１３４に準じて測定を行った。また、乾紙は乾燥させた試料を、湿紙は試料を純水に１分間浸漬させ表面の純水を軽くふき取ったもの、さらにこれらの試料を折り曲げたものを折り曲げ部の試料とした。
【００２４】
前記表１から明らかなように、実施例１乃至５のように熱融着繊維を２質量％以上配合することでセパレータ折り曲げ部の強度低下を防止することができる。さらに、実施例４、５のように、プレス無しでは８Ｎ・ｃｍでもプレス有りにより１０Ｎ・ｃｍと強度を向上させることができることが確認できた。また、セパレータの袋加工が可能であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明した通り、本発明によれば、次のような効果が得られる。
１）セパレータ折り曲げ部の破裂強度の湿紙時の低下を抑制することで、極板の膨張および変形による破れに耐えられ、電解液充填後も強度低下を起こさない。
２）熱融着繊維を使用することで袋加工可能であり、様々な使用電池に対応できる。
３）プレスにより低密度セパレータであっても、セパレータ折り曲げ部の湿紙時の破裂強度を確保できる。