JPH08195194A

JPH08195194A - 密閉鉛蓄電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH08195194A
Application number: JP7023375A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hirashima; 敬平島; Tokihisa Azuma; 登喜久東; Hideo Endo; 秀夫遠藤
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】抗張力、剛性、吸液性が大きいばかりでな
く、電解液注液後の反発力の低下の減少した極板群の組
立作業や電池特性の向上した密閉鉛蓄電池用セパレータ
を提供する。【構成】フィブリル状合成繊維０．５〜１０ｗｔ．
％、平均繊維径９〜２０μｍ、繊維長５〜２５ｍｍのモ
ノフィラメント状耐酸性ガラス繊維１０〜２０ｗｔ．
％、下記式で求めた平均繊維径１μｍ以下の耐酸性ガラ
ス繊維（耐酸性グラスウール）７０〜９４ｗｔ．％とを
配合し、比表面積１ｍ²／ｇ以上を有する。記Ｒ＝４／Ｓｇ×Ｓｓ但、Ｒはガラス繊維の平均繊維径Ｓｇはガラスの比重ＳｓはＢＥＴ法で求めたガラス繊維の比表面積

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解液含浸型の密閉鉛
蓄電池用セパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】出願人は、先に、特公昭６２−３３７０
０号公報において、繊維をガラス繊維（耐酸性グラスウ
ール）を主体とし、これに濾水度３５０ｃｃ以下のフィ
ブリル状合成繊維を約１０ｗｔ．％混合抄造して成る抗
張力を著しく増大し、而も良好な保液性を有する抄紙型
の密閉鉛蓄電池用セパレータを開示した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記従来
のセパレータは、正，負極板に介在させて極板群として
組み立て、電槽内に収容し、所定の加圧力で固定して密
閉鉛蓄電池を組み立て、その使用に当たり、電解液を注
入したときに反発力が著しく低下し、極板との密着性が
低下するため、電池性能の低下の原因となっていた。上
記の従来の不都合に鑑み、電解液の注液後でも反発力の
低下を可及的に抑制し、極板に対する密着性を良好に維
持し、電池性能の向上をもたらすセパレータの開発が望
まれる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の従来の
不都合を解消し、上記の要望を満足した密閉鉛蓄電池用
袋状セパレータを提供するもので、下記数式で求めた平
均繊維径約１μｍ以下のウール状耐酸性ガラス繊維（耐
酸性グラスウール）を７５〜９４ｗｔ．％、濾水度３５
０ｃｃ以下のフィブリル状合成繊維を０．５〜１０ｗ
ｔ．％及び平均繊維径９〜２０μｍ、繊維長５〜２５ｍ
ｍのモノフィラメント状耐酸性ガラス繊維を５〜２０ｗ
ｔ．％を混合抄造し、比表面積１ｍ²／ｇ以上の抄紙に
成形して成る密閉鉛蓄電池用セパレータ。記Ｒ＝４／Ｓｇ×Ｓｓ但、Ｒはガラス繊維の平均繊維径Ｓｇはガラスの比重ＳｓはＢＥＴ法で求めたガラス繊維の比表面積

【０００５】

【作用】平均繊維径約１μｍ以下の耐酸性ガラス繊維を
７０〜９４ｗｔ．％にフィブリル状合成繊維を０．５〜
１０ｗｔ．％混合することにより、抗張力、剛性が向上
するので、電池の組み立て作業が容易となると共に良好
な保液性をもたらし、また一方、セパレータの比表面積
を１ｍ²／ｇ以上とすることにより、良好な吸液性、保
液性を維持するばかりでなく、更にこれに加え、平均繊
維径９〜２０μｍ、繊維長５〜２５ｍｍのモノフィラメ
ント状耐酸性ガラス繊維を５〜２０ｗｔ．％混合されて
いるので、電解液注液後のセパレータの反発力の低下が
抑制され、極板との良好な密着性を維持し、電池性能が
向上する。

【０００６】この場合、フィブリル状合成繊維の濾水度
を３５０ｃｃ以下とするときは、吸液性、保液性の良好
なセパレータが確保されて好ましい。また、フィブリル
状合成繊維の材料として、アクリル系繊維を使用すると
きは、剛性、弾力性、耐酸性等に優れるので、その単独
又はこれとポリエチレン、ポリプロピレンなどの曲げ疲
労性等に優れた特性を有するオレフィン系繊維との混合
のフィブリル状合成繊維を用いることが好ましい。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。本発明の
電解液含浸型の密閉鉛蓄電池用セパレータは、３種類の
繊維から成る。即ち、４／（Ｓｇ×Ｓｓ）（但、Ｓｓは
ＢＥＴ法で求めたガラス繊維の比表面積、Ｓｇはガラス
の比重を表わす。）の式で求めた。平均繊維径約１μｍ
以下の耐酸性ガラス繊維（耐酸性グラスウール）を主体
とし、これに１０μｍ以下のフィブリル状合成繊維を１
０ｗｔ．％以下混合することは、先に開示した上記のセ
パレータと変わりはないが、更に、これに、モノフィラ
メント状耐酸性ガラス繊維を５〜２０ｗｔ．％混合する
ことを特徴とする。耐酸性グラスウールは、平均繊維径
が約１μｍ以下のものを７０〜９４ｗｔ．％の範囲配合
することにより、図１に示すように、セパレータ全体の
比表面積は、１ｍ²／ｇ以上となる。これにより、良好
な吸液性、保液性を保持することができる。平均繊維径
約１μｍを越える場合、具体的には、１．２μｍを越え
る場合には、上記の比表面積は１ｍ²／ｇ未満となり不
適である。一般には、平均繊維径０．３〜１μｍの範囲
のグラスウールが使用され、平均繊維径０．３μｍ未満
の場合には、製造困難となる。尚、グラスウールは、平
均繊維径が１μｍ以下であれば、２種以上のグラスウー
ルを混合使用することも可能である。フィブリル状合成
繊維の濾水度は、３５０ｃｃ以下が好ましく、４００ｃ
ｃ以上では、上記の添加量の範囲では、充分な引張力と
剛性が得られ難い。フィブリル状合成繊維の材質は、ポ
リアクリロニトリル系繊維単独又は塩化ビニルなどのモ
ノマーとの共重合体から成るアクリル系繊維が好まし
い。該アクリル繊維は、耐酸性、靭性に優れているの
で、上記の目的を達成するために特に適している。ま
た、フィブリル状アクリル系繊維は、抗張力、剛性を維
持するために０．５〜５ｗｔ．％の配合が必要であり、
所望により、これに更にオレフィン系繊維を少量併用す
ることで、Ｕ字状に折り曲げ加工する場合に該オレフィ
ン系繊維の優れた曲げ疲労性、接着性のために、折り曲
げ加工性を補うことができる。

【０００８】本発明によれば、上記特定の耐酸性グラス
ウールを主体とし、これに上記の配合量のフィブリル状
合成繊維に、特に平均繊維径９〜２０μｍ、繊維長５〜
２５ｍｍのモノフィラメント状耐酸性ガラス繊維を５〜
２０ｗｔ．％を配合し、混抄することにより、電解液の
注液によって生ずる反発力の低下が少ない而も吸液性、
保液性の良い本発明の密閉鉛蓄電池用セパレータが得ら
れる。耐酸性グラスウール及び該モノフィラメント状耐
熱性ガラス繊維の材質は、一般に含アルカリ珪酸塩ガラ
ス（Ｃガラス）が使用される。また、そのモノフィラメ
ント状耐酸性グラス繊維の平均繊維径を９〜２０μｍの
範囲とする理由は、９μｍ未満では、注液後のセパレー
タの反発力の低下を抑制する効果が減少するため好まし
くない。一方、２０μｍを越えると、シート内の均質度
が低下すると共にセパレータをＵ字状にの折り曲げる場
合、その加工性が低下するため好ましくない。また、該
モノフィラメント状耐酸性ガラス繊維の繊維長は、モノ
フィラメント状の各繊維が互いに交叉することで、セパ
レータの反発力低下抑制効果が高まるが、抄造時の均質
な地合構成の観点より２５ｍｍ以下が好ましく、２５ｍ
ｍを越えると、均質度が著しく低下し好ましくない。一
方、その繊維長が５ｍｍ未満となると、該繊維が互いに
交叉する頻度が低下し、抄造シート中に独立して存在す
る比率が高まり、反発力低下抑制効果をもたらさないセ
パレータとなり好ましくない。要するに、上記の特定範
囲の平均繊維径、繊維長を備えたモノフィラメント状耐
酸性ガラス繊維の配合量は、５〜２０ｗｔ．％の範囲が
好ましく、５ｗｔ．％未満では、注液されたセパレータ
の反発力低下抑制効果を実質上生じない。また、２０ｗ
ｔ．％を越えると、抄造時のセパレータシートの均質度
が低下し、均質なセパレータを製造することが困難とな
る。

【０００９】次に、本発明の更に具体的な実施例を比較
例及び従来例と共に説明する。下記表１に示す３種の繊
維を、その表１に示す夫々の配合割合で、硫酸によって
ｐＨ３とした水中に投入し、これらを混合分散機により
２０分撹拌した後、抄造を行い、厚さ１．０ｍｍの夫々
のセパレータを得た。

【００１０】

【表１】

【００１１】上記の夫々のセパレータについて、下記の
試験方法により注液後の反発力保持率、抗張力、剛性、
吸液率を測定した。試験方法：（１）注液後反発力保持率：乾燥後セパレータ試料１００×１００ｍｍ１０枚、３
組を採取し、これらをＰＥ袋に入れる。ロードセルを備えた横型圧縮試験器にＰＥ袋を入れた
試料（１０枚１組）をセットし、乾燥状態で２０Ｋｇ／
１００ｃｍ²の圧力まで加圧する。直ちに試料を入れたＰＥ袋に飽和量注水し、圧力を２
０分後に読み取る。注液２０分後の圧力平均値から次式により注液後反発
保持率（％）を求める。注液後反発保持率（％）＝（注液２０分後圧力平均値）
÷（２０Ｋｇ／１００ｃｍ²）×１００（２）抗張力：ＪＩＳＣ２３１３による。（３）剛性：ＪＩＳＰ８１２５による。（４）吸液率：乾燥後セパレータ試料１００×１００ｍ
ｍ１０枚を重ねてＰＥ袋に入れ、ロードセルを備えた横
型圧縮試験器にセットした後、ＰＥ袋内に飽和量注水
し、余剰の水を排除した後、試料が吸収した水の体積を
求め、次式により吸液率を求める。吸液率（％）＝（試料が吸収した水の体積）÷（２０Ｋ
ｇ／１００ｃｍ²加圧時の試料体積）×１００上記の測定結果を下記表２に示す。

【００１２】

【表２】

【００１３】該表１及び表２から明らかなように、本発
明のセパレータは全て、抗張力、剛性、吸液率を良好に
維持した状態で、注液後の反発力保持率が従来例に比し
著しく向上することが認められる。これは、全てモノフ
ィラメント状耐酸性ガラス繊維の所定量の添加によりも
たらされることが分かる。また、比較例１は、フィブリ
ル状アクリル系繊維を添加していないので、抗張力、剛
性において著しく低くなり、極板群の組み立て作業に不
都合となることが分かる。一方、比較例から明らかなよ
うに、フィブリル状アクリル系繊維が５ｗｔ．％を越え
ると、従来のセパレータに比し吸液率が低下することが
分かる。

【００１４】また、フィブリル状合成繊維は、少なくと
も０．５ｗｔ．％添加すれば、セパレータとして必要な
抗張力、剛性が付与されること、モノフィラメント状耐
酸性ガラス繊維の配合量は、５〜２０ｗｔ．％の範囲、
平均繊維径１μｍ以下の耐酸性グラスウールの添加量
は、７５〜９４ｗｔ．％の範囲でなければ、上記の全て
の特性を満足しないこと、また、グラスウールの平均繊
維径１μｍ以下でなければ、即ちセパレータの比表面積
が１ｍ²／ｇ以下でなければ、保液率が著しく低下する
こと、特に、モノフィラメント状の耐酸性ガラス繊維を
上記の特定のものを使用し、電池性能が従来に比し向上
することなどが認められる。

【００１５】

【発明の効果】このように本発明によるときは、濾水度
３５０ｃｃ以下のフィブリル状合成繊維を０．５〜５ｗ
ｔ．％と平均繊維径９〜２０μｍ、繊維長５〜２５ｍｍ
のモノフィラメント状耐酸性ガラス繊維を５〜２０ｗ
ｔ．％と平均繊維径１μｍ以下の耐酸性グラスウールを
７５〜９４ｗｔ．％を配合することで１ｍ²／ｇ以上の
比表面積を有するセパレータに構成したので、該セパレ
ータは、従来の密閉形鉛蓄電池用セパレータに比較して
電池組立に必要な抗張力、剛性値が極めて大きく且つ吸
液性の充分な電解液注液後の反発力低下の抑制されたセ
パレータとなることから極板に対する密着性の向上をも
たらす等の効果を有し、従って、密閉形鉛蓄電池に適用
した場合、電池組立性の向上、電池寿命の延長等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラスウールの平均繊維径と比表面積との関
係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記数１で求めた平均繊維径約１μｍ以
下のウール状耐酸性ガラス繊維（耐酸性グラスウール）
を７５〜９４ｗｔ．％、濾水度３５０ｃｃ以下のフィブ
リル状合成繊維を０．５〜１０ｗｔ．％及び平均繊維径
９〜２０μｍ、繊維長５〜２５ｍｍのモノフィラメント
状耐酸性ガラス繊維を５〜２０ｗｔ．％を混合抄造し、
比表面積１ｍ²／ｇ以上の抄紙に成形して成る密閉鉛蓄
電池用セパレータ。【数１】Ｒ＝４／Ｓｇ×Ｓｓ但、Ｒはガラス繊維の平均繊維径Ｓｇはガラスの比重ＳｓはＢＥＴ法で求めたガラス繊維の比表面積
【請求項２】フィブリル状合成繊維は、アクリル系繊
維の単独又はアクリル系繊維とオレフィン系繊維の混合
から成る請求項１又は２記載の密閉鉛蓄電池用セパレー
タ。