(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ方向に直線状をなし流れ方向に垂直な方向の隣り合うリブ同士が平行なリブを有するシートをロール状に巻き取ったロール状シートからなる鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブ山幅よりもリブ底幅が大きく、リブ高さをリブ底幅で除した値が１．９０以下であり、セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が２４％以下であることを特徴とする鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
前記リブは、リブピッチが３．０〜１０．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項３】
前記リブは、リブ底幅が０．５〜１．２ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項４】
前記リブは、リブ高さをリブ底幅で除した値が０．７９〜１．９０であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項５】
前記リブは、リブ山幅をリブ底幅で除した値が０．２５〜０．６であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項６】
セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が１７％以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項７】
セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が５．５〜２３．８％であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
【請求項８】
金型で成形加工されたリブを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の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、ポリオレフィン系樹脂を主配合とした、表面（片面または両面）にリブを有する鉛蓄電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の極板にエキスパンド方式極板が使用される割合が増加してきたのに伴い、ポリオレフィン系樹脂を主配合としたセパレータの使用量が増加してきた。このセパレータは、袋状に加工し、陽極板または陰極板を収納して用いられる。
このセパレータを使用することの特徴は、第一に、リーフ状セパレータを使用した鉛蓄電池にみられるような、陰極板からのデンドライトの成長によるショートが起こらないことが挙げられる。第二に、電池性能で、電池内部抵抗が小さく、ガラスマットを併用した電池と比較して高率放電時の電圧降下が小さいことが挙げられる。第三に、このセパレータはロール状シートであり、電池組立ラインで連続で供給されるため、リーフ状セパレータと違って、電池の組立が自動化でき、生産性の向上が図れることが挙げられる。
【０００３】
一般に、このセパレータを使用する場合は、ガラスマットと併用することは少なくなる。このため、このセパレータの最大の弱点である耐酸化性の低下を防ぐために、陽極板側に接するセパレータの面には、陽極板とセパレータの間に一定の間隔を確保するために突起状のリブを設けて対処している。セパレータに設けられたリブは、極板との接触を防ぎ、酸化による腐食をしにくくする役割を担っている。また、このリブを設けたセパレータと極板の間から、充電時に発生するガスが溜まることなく、速やかに抜けていくといった特徴を有する。
【０００４】
従来、鉛蓄電池用セパレータの材質に関しては、特開平１０−３１９９１号公報に、重量平均分子量２００万以上のポリオレフィン系樹脂に対して無機粉体を重量比で１／１．９〜１／２．９の割合で配合することで、電気抵抗、引張強度、耐酸化性、耐候性を向上させたものが開示されている。しかしながら、上記の通り、リブを設けたセパレータのリブ形状の設計は、鉛蓄電池の特性や寿命において、重要な課題であるにもかかわらず、これまでに報告されたことはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電池の小型化、高性能化、長寿命化の要求、さらに、自動車のエンジンルームの小型化に伴う電池の高温化により、鉛蓄電池用セパレータが使用される環境は過酷な条件になってきている。このことから、鉛蓄電池用セパレータは、十分な耐酸化性と電池性能に影響を及ぼすセパレータ特性を具備していることが重要となる。
さらにセパレータに設けたリブが倒れたり変形したりすることなく、極板とセパレータの間の間隔を一定の距離で支持することも重要なこととなる。特に、セパレータをロール状に巻き取った後の残留応力で、リブが倒れたり変形したりすると、リブ本来の効果を発揮できない場合が生じる。
【０００６】
本発明は、リブが倒れたり変形したりすることなく、電池特性を十分に満足する鉛蓄電池用セパレータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明らは、上記の点に鑑み、種々の検討を行った結果、鉛蓄電池用セパレータのリブ形状について、リブ高さ（ｈ）とリブ底幅（ｗ２）の比率（ｈ／ｗ２）とセパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積を特定することで、リブ倒れがなく、電気抵抗が良好なセパレータを得ることができることを見出した。
【０００８】
本発明はかかる知見に基づくものであり、本発明の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１記載の通り、流れ方向に直線状をなし流れ方向に垂直な方向の隣り合うリブ同士が平行なリブを有するシートをロール状に巻き取ったロール状シートからなる鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブ山幅よりもリブ底幅が大きく、リブ高さをリブ底幅で除した値が１．９０以下であり、セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が２４％以下であることを特徴とする。
また、請求項２記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブピッチが３．０〜１０．０ｍｍであることを特徴とする。
また、請求項３記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１または２記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブ底幅が０．５〜１．２ｍｍであることを特徴とする。
また、請求項４記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１乃至３の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブ高さをリブ底幅で除した値が０．７９〜１．９０であることを特徴とする。
また、請求項５記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記リブは、リブ山幅をリブ底幅で除した値が０．２５〜０．６であることを特徴とする。
また、請求項６記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１乃至５の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が１７％以下であることを特徴とする。
また、請求項７記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１乃至５の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積が５．５〜２３．８％であることを特徴とする。
また、請求項８記載の鉛蓄電池用セパレータは、請求項１乃至７の何れか１項に記載の鉛蓄電池用セパレータにおいて、金型で成形加工されたリブを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の鉛蓄電池用セパレータは、以下のようにして製造することができる。まず、主原料であるポリオレフィン系樹脂と無機粉体と鉱物オイルの三者を加えた混合物を押出成形機により押出し、二本の成形ロールにより加圧して、所定の厚さの薄肉シートを得る。この成形ロールの一方または双方には、リブを成形するための溝が彫刻してあり、その溝の彫刻パターンで、直線状リブなど、様々な形状のリブを有するシートを成形する。得られた成形シートを有機溶剤に浸漬して、含有する鉱物オイルの一部を除去して引き上げ、加熱乾燥して有機溶媒を除去し、鉛蓄電池用セパレータを得る。
【００１０】
鉛蓄電池用セパレータに使用される前記ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン及びこれらの共重合物或いはこれらの混合物等が使用され、その平均分子量は２００万以上のものを用いることが望ましい。
【００１１】
また、前記無機粉体としては、珪酸、珪酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、珪藻土、ガラス繊維粉等の一種又は二種以上が使用される。
【００１２】
ポリオレフィン系樹脂と無機粉体は、例えば、特開平１０−３１９９１号公報に開示されている、ポリオレフィン系樹脂に対して無機粉体を重量比で１／１．９〜１／２．９の割合で配合すればよい。
【００１３】
また、前記鉱物オイルとしては、主としてパラフィン系オイルが使用されるが、これに限定されるものではない。鉱物オイルは、ポリオレフィン系樹脂、無機粉体及び鉱物オイルの三者の混合物に対して、３０〜７０重量％添加され、混合物のシート成形用の可塑剤として、或いは、有機溶剤により溶出された後の微孔開孔剤として、更には、微多孔性シート中に５〜３０重量％残留せしめて耐酸化性付与剤として役立つ。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の鉛蓄電池用セパレータの実施例を比較例とともに説明する。なお、下記の実施例は、リブ山幅よりもリブ底幅の方が広いリブを有する鉛蓄電池用セパレータについてのものである。
【００１５】
高密度ポリエチレン樹脂粉末と、無機粉体として平均粒径５μｍのシリカ粉末と、鉱物オイルとしてパラフィン系オイルとをヘイシェルミキサで混合し、このようにして得られた混合物を２軸押出機で押出し、各種の彫刻パターンを有する成形ロールを用いて加圧成形し、厚さ０．２５ｍｍで各種形状のリブを有するシートを作成した。次いで、得られた成形シートをトリクロロエチレン中に浸漬し、鉱物オイルの一部を除去して、表１に示す組成で、表２に示すリブ高さ（ｈ）、リブ山幅（ｗ１）、リブ底幅（ｗ２）、リブピッチ（ｐ）、リブ底面積率、ｈ／ｗ２の微多孔性シートを作成した。
尚、リブ高さ（ｈ）、リブ底幅（ｗ２）は、リブを流れ方向に垂直に裁断した時のリブ断面の高さと底幅を示す。リブ山幅（ｗ１）は、リブの頂の幅を示す。リブピッチ（ｐ）は、リブとリブの間隔を示す。リブ底面積率は、セパレータ単位面積当たりに占めるリブ底幅の面積を示す（図１参照）。
【００１６】
【表１】
0004961067.tif 000002
【００１７】
【表２】
0004961067.tif 000003
【００１８】
鉱物オイル含有量が１３重量％の各微多孔性シートについて、リブ倒れの試験と、リブ形状の影響が大きい電気抵抗値測定を行った結果を表２に示す。
【００１９】
リブ倒れの試験結果から、ｈ／ｗ２（リブ高さ／リブ底幅）の値が１．９０を越えると、リブ倒れが起こることが確認された。
また、電気抵抗値は、リブ底面積率が大きくなるにしたがって大きくなる傾向にあった。一般に電池で使用される場合においては、電気抵抗値は低いことが望まれ、最大でも、０．１８０（Ω・ｃｍ２／枚）以下（ベース厚さが０．２５ｍｍの時）が望ましい。この試験結果では、リブ底面積率が２３．８％より大きくなると、電気抵抗値が０．１８０（Ω・ｃｍ２／枚）を越えることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の鉛蓄電池用セパレータは、ｈ／ｗ２（リブ高さ／リブ底幅）の値を１．９０以下とすることで、リブが倒れたり変形したりすることを抑制し、更に、リブ底面積率を２４％以下とすることで、電気抵抗値も良好で、鉛蓄電池用セパレータとして優れた特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の鉛蓄電池用セパレータの一態様の要部断面拡大図である。
【図１】
0004961067.tif 000004