專利名稱：包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層并
使其熱粘接的異種材料的層疊方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人取得了使現(xiàn)有的聯(lián)合印模無(wú)法實(shí)現(xiàn)的兩種不同材質(zhì)的牙科用印模材料 的結(jié)合成為可能的"牙科印模用膜"的專利權(quán)(日本專利特許第4111250號(hào))。
此外，本申請(qǐng)人針對(duì)"牙科印模用膜的制造方法"提出了以下專利的申請(qǐng)(日本專 利特愿2007-284405號(hào))。 上述專利的特征在于，在合成樹(shù)脂制膜(例如聚乙烯膜等)的兩面分別重疊合成 樹(shù)脂制無(wú)紡布(例如聚乙烯+聚酯雙重結(jié)構(gòu)纖維等)制成三層，將其巻繞成滾筒而使整體 形成為滾筒狀，并采用加熱單元在規(guī)定溫度下進(jìn)行加熱而使上述合成樹(shù)脂制無(wú)紡布在上述 合成樹(shù)脂制膜的兩面熱粘接，并且公開(kāi)了這樣的內(nèi)容作為加熱單元，發(fā)現(xiàn)采用高壓蒸汽滅 菌器在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱較為理想。上述高壓蒸汽滅菌器是指在超過(guò)大氣壓的壓力下 進(jìn)行飽和蒸汽滅菌的器具，通過(guò)設(shè)定規(guī)定的滅菌溫度和滅菌時(shí)間，可在合成樹(shù)脂制膜的兩 面使合成樹(shù)脂制無(wú)紡布熱粘接。 另一方面，本申請(qǐng)人不僅致力于上述牙科材料的制造、銷售以及研究開(kāi)發(fā)，而且以 纖維制品的研究開(kāi)發(fā)和制造銷售等為目的，于平成20年3月6日成立了Microfix株式會(huì) 社，繼續(xù)從事涉及材料的熱粘接技術(shù)的研究。 然而，現(xiàn)有的可充電電池中，纖維接觸法、熱風(fēng)法是主流方法。作為現(xiàn)有的可充電
電池所采用的分隔件(s印arator)，是將聚丙烯/聚乙烯的復(fù)合纖維等制成片狀而形成的。
在使片狀的分隔件材料與電極板壓接的狀態(tài)下吹熱風(fēng)來(lái)將兩種材料粘接。 粘接后的片材被巻成多重，成型為電池的形狀。在此，在分隔件中使電解液滲入。 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特許第4111250號(hào)公報(bào) 發(fā)明的公開(kāi) 發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題 本發(fā)明著眼于將本申請(qǐng)人在上述"牙科印模用膜"的制造過(guò)程中作為用于使材料 熱粘接的加熱單元而采用的高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋廣泛應(yīng)用于各種材料的熱粘接，其 目的在于提供一種將包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層，并可在保 留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接的異種材料的層疊方法。 另外，高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的蒸汽既可以是水蒸汽，也可以根據(jù)用途采用非水系的 有機(jī)溶劑。 此外，在制造現(xiàn)有的可充電電池時(shí)，存在因分隔件的電解液不容易滲入而使大型
的電池?zé)o法制造的問(wèn)題。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用如下各種結(jié)構(gòu)。
S卩，本發(fā)明的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法是將包含合成樹(shù)脂制 無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層并使其熱粘接的異種材料的層疊方法，其特征在 于，通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱，在保留合成樹(shù)脂制無(wú) 紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接。 此外，更為理想的是，上述高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的蒸汽是水蒸汽。 此外，更為理想的是，上述高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的蒸汽是有機(jī)溶劑的蒸汽。 此外，更為理想的是，上述異種材料通過(guò)由不同材質(zhì)組成的兩種以上的合成樹(shù)脂
制無(wú)紡布來(lái)構(gòu)成。 此外，更為理想的是，在上述異種材料中包含合成樹(shù)脂制膜。
此外，更為理想的是，在上述異種材料中包含金屬制膜。 此外，作為高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋(以下將其總稱為高壓施加單元)的蒸汽， 除了使用水蒸汽以外，還可使用乙醇、甲醇等醇類溶劑、碳酸異丙酯(C4H603 :沸點(diǎn)241. 7°C ) 等碳酸酯類溶劑的蒸汽。 包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料被高壓施加單元加熱后粘接。異種材料在高壓 施加單元內(nèi)部粘接完成后，將處于高壓狀態(tài)的高壓施加單元的排氣閥打開(kāi)，則高壓施加單 元的爐內(nèi)的蒸汽會(huì)被排放。在此狀態(tài)下將排氣閥再次關(guān)閉，并放置到高壓施加單元內(nèi)部的 溫度下降，則因爐內(nèi)的蒸汽凝結(jié)而使?fàn)t內(nèi)的壓力降低，成為近似真空狀態(tài)。當(dāng)欲將本發(fā)明的 包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料應(yīng)用于可充電電池時(shí)，成為近似真空狀態(tài)較為理想。
若在上述狀態(tài)下打開(kāi)設(shè)于高壓施加單元的溶液注入用的閥門，則因爐內(nèi)壓力變成 負(fù)壓而使溶劑迅速地流入爐內(nèi)。被導(dǎo)入的溶劑欲混入爐內(nèi)材料的內(nèi)部。在設(shè)于合成樹(shù)脂 制無(wú)紡布的中空部分中不含有空氣而呈近似真空的狀態(tài)，因而溶劑浸潤(rùn)成填滿上述中空部 分。這樣，溶劑被完全注入到合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的內(nèi)部。作為此時(shí)的溶劑，可使用作為上述 高壓施加單元的蒸汽所選的物質(zhì)以外的溶劑。
發(fā)明效果 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn) 行加熱，使包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層并使其熱粘接，因此， 并非像現(xiàn)有的層壓裝置那樣在加熱熔融的同時(shí)用輥?zhàn)邮┘訖C(jī)械壓力來(lái)使其緊貼，因而能在 保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下一體地進(jìn)行層疊，并且除了在熱粘接后 不會(huì)破壞材料的立體結(jié)構(gòu)外還能免去制造上的麻煩。
體的第一實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體的第二實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體的第三實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。


圖1是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖2是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖3是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖4是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖5是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖6是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖7是表示將異種材料熱粘接后的層疊 圖8是表示將異種材料熱粘接后的層疊
4
圖9是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖10是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖11是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖12是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖13是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖14是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖15是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖16是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖17是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。 圖18是表示將異種材料熱粘接后的層疊體應(yīng)用于電池的實(shí)施例的說(shuō)明圖。(符號(hào)說(shuō)明) 10 層疊亍本 11合成樹(shù)脂制無(wú)紡布A 12合成樹(shù)脂制無(wú)紡布B 13合成樹(shù)脂制無(wú)紡布C 20 層疊體 21合成樹(shù)脂制無(wú)紡布D 22合成樹(shù)脂制膜 23合成樹(shù)脂制無(wú)紡布D 30 層疊體 31合成樹(shù)脂制無(wú)紡布E 32金屬制膜 33合成樹(shù)脂制無(wú)紡布F 40 層疊體 41合成樹(shù)脂制無(wú)紡布 42 負(fù)極板 43合成樹(shù)脂制無(wú)紡布 44 正極板
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 本發(fā)明是在將包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層并使其 熱粘接的異種材料的層疊方法中，通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn) 行加熱，在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接的包含合成 樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法。 另外，本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施例，各構(gòu)成要件的具體內(nèi)容可在與本發(fā)明的思 想相一致的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更。 對(duì)于本發(fā)明的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布，例如可使用由聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖 維、尼龍纖維、維尼綸纖維、丙烯酸纖維、芳族聚酰胺纖維等合成纖維組成的無(wú)紡布。此外，
5對(duì)于上述無(wú)紡布的類型，例如也可舉出化學(xué)結(jié)合無(wú)紡布、熱軋無(wú)紡布、針剌無(wú)紡布、水剌無(wú) 紡布、氣流成網(wǎng)無(wú)紡布等干式類型的無(wú)紡布、紡粘無(wú)紡布、熔噴無(wú)紡布等紡線直接連結(jié)類型 的無(wú)紡布等。另外，無(wú)紡布的單位面積重量、厚度等可根據(jù)使用用途進(jìn)行適當(dāng)變更。
此外，雖不限定異種材料的種類，但最好是當(dāng)合成樹(shù)脂制無(wú)紡布在耐熱溫度以上 進(jìn)行加熱而熔融時(shí)各層間的接觸面熱粘接的材質(zhì)。 此外，以強(qiáng)化合成樹(shù)脂制膜與異種材料的粘接力為目的，可制成在異種材料上設(shè) 置許多圓孔或狹縫狀的長(zhǎng)孔的結(jié)構(gòu)。藉此，夾住異種材料的兩張合成樹(shù)脂無(wú)紡布通過(guò)設(shè)于 電極板的孔后會(huì)合，從而使合成樹(shù)脂無(wú)紡布彼此粘接，因而提高了層疊體的機(jī)械強(qiáng)度。此 外，通過(guò)如上所述使合成樹(shù)脂無(wú)紡布彼此粘接，即使在合成樹(shù)脂與異種材料未粘接的情況 下，合成樹(shù)脂無(wú)紡布與異種材料也不會(huì)剝離。
(第一實(shí)施例) 圖1是表示將由不同材質(zhì)組成的三種合成樹(shù)脂制無(wú)紡布重疊成三層后通過(guò)采用 高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱而使其熱粘接的層疊體的第一實(shí)施 例的說(shuō)明圖。 層疊體10是在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布A(符號(hào)11)、合成樹(shù)脂制無(wú)紡布B(符號(hào) 12)、合成樹(shù)脂制無(wú)紡布C(符號(hào)13)各自的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下來(lái)使各層間被熱粘接。
高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的加熱溫度根據(jù)各合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的材質(zhì)的不同 而不同，例如，對(duì)于包含聚乙烯纖維的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布來(lái)說(shuō)，較為理想的是，加熱溫度設(shè) 定為在聚乙烯的耐熱溫度以上的118°C 135t:的范圍內(nèi)。 層疊體10不限定于本實(shí)施例所示的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)使用用途還可層疊4層、5層及
以上。此外，作為本實(shí)施例的使用用途的例子，可列舉出隔熱材、過(guò)濾器、過(guò)濾材等。此外，
通過(guò)選擇合適的耐熱性的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布，可將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布應(yīng)用在燃料電池的電
解質(zhì)膜、氫電極(含催化劑層)、空氣極(含催化劑層)的各層的粘接中。此時(shí)，作為合成樹(shù)
脂制無(wú)紡布，若使用聚乙烯膜，則可通過(guò)利用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在高壓蒸汽下進(jìn)
行加熱來(lái)形成多孔質(zhì)膜。(第二實(shí)施例) 圖2是表示在合成樹(shù)脂制膜的兩面將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布分別重疊形成三層，通過(guò) 采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱而使其熱粘接的層疊體的第二 實(shí)施例的說(shuō)明圖。 層疊體20由合成樹(shù)脂制無(wú)紡布D(符號(hào)21)、合成樹(shù)脂制膜(符號(hào)22)、合成樹(shù)脂 制無(wú)紡布D (符號(hào)23)構(gòu)成，使其在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下被熱 粘接。 高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的加熱溫度根據(jù)合成樹(shù)脂制膜以及合成樹(shù)脂制無(wú)紡
布的材質(zhì)的不同而不同，例如，在采用聚乙烯膜作為合成樹(shù)脂制膜、采用聚乙烯+聚酯的雙
重結(jié)構(gòu)纖維作為合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的情況下，較為理想的是，加熱溫度設(shè)定為在聚乙烯的
耐熱溫度以上的118°C 135t:的范圍內(nèi)。 層疊體20不限定于本實(shí)施例所示的三層結(jié)構(gòu)。 此外，作為本實(shí)施例的使用用途的例子，除了在本申請(qǐng)人所取得的專利權(quán)"牙科印 模用膜"(日本專利特許第4111250號(hào))的牙科材料的醫(yī)療領(lǐng)域以外，還可廣泛應(yīng)用于一般領(lǐng)域。(第三實(shí)施例) 圖3是表示在金屬制膜的兩面將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布分別重疊形成三層，通過(guò)采用 高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱而使其熱粘接的層疊體的第三實(shí)施 例的說(shuō)明圖。 層疊體30由合成樹(shù)脂制無(wú)紡布E(符號(hào)31)、鎳和鉻、鈷等金屬制膜(符號(hào)32)、合 成樹(shù)脂制無(wú)紡布F (符號(hào)33)構(gòu)成，使其在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài) 下被層疊。 高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的加熱溫度根據(jù)合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的材質(zhì)的不同而
不同，例如，對(duì)于包含聚乙烯纖維的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布來(lái)說(shuō)，較為理想的是，加熱溫度設(shè)定
為在聚乙烯的耐熱溫度以上的118°C 135t:的范圍內(nèi)。 層疊體30不限定于本實(shí)施例所示的三層結(jié)構(gòu)。 此外，作為本實(shí)施例的使用用途的例子，可列舉出保溫材等?！丛诳沙潆婋姵刂械膽?yīng)用> 本發(fā)明可應(yīng)用于可充電電池的制造。S卩，將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布用作可充電電池的 分隔件、將金屬膜用作電極板。在制造可充電電池時(shí)，層疊體如圖4所示構(gòu)成。S卩，層疊體 40為按合成樹(shù)脂制無(wú)紡布41、負(fù)極板42、合成樹(shù)脂制無(wú)紡布43、正極板44的順序?qū)盈B的四 層結(jié)構(gòu)。此后，在合成樹(shù)脂制無(wú)紡布41、43中填滿電解液。 作為所使用的電解液以及電極板，有如下結(jié)構(gòu)。當(dāng)制造鎳氫電池時(shí)，正極板44為 鎳氧化物，負(fù)極板42為儲(chǔ)氫合金。作為電解液，選擇堿性水溶液。此外，當(dāng)制造鎳鎘電池時(shí)， 正極板44為鎳氧化物，負(fù)極板42為鎘。作為電解液，選擇堿性水溶液。此外，當(dāng)制造鋰離 子電池時(shí)，正極板44為鋰復(fù)合氧化物，負(fù)極板42為碳。作為電解液，選擇非水類有機(jī)溶劑 電解液。 四層結(jié)構(gòu)的層疊體40被巻成筒狀以使得正極板44位于內(nèi)側(cè)來(lái)成型為可充電電池 的形狀。在此狀態(tài)下，層疊體40未加熱，且各層未粘接。通過(guò)改變層疊體40的巻繞方法可 形成各種形狀的可充電電池。例如，可將層疊體40以芯軸為中心巻繞成多重，藉此制成截 面形狀為圓形、三角形、月牙形、梯形和四邊形的柱狀。進(jìn)一步說(shuō)來(lái)，還可將截面形狀成型為 更加復(fù)雜，制成如將電氣產(chǎn)品內(nèi)部的死區(qū)填補(bǔ)的形狀。此外，也可將層疊體40巻成多重，藉 此制成在內(nèi)部具有中空的筒狀。 對(duì)將層疊體40巻成筒狀的情況進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)所制造的電池為筒狀的電池。在
這種電池的筒的中空部分使空氣等制冷劑通過(guò)，可抑制可充電電池的發(fā)熱。這種結(jié)構(gòu)適合
大型且高輸出的可充電電池，適用于電動(dòng)汽車用和混合動(dòng)力車用可充電電池。 此外，以強(qiáng)化合成樹(shù)脂制膜與電極板的粘接力為目的，也可制成在電極板上設(shè)置
許多圓孔或狹縫狀的長(zhǎng)孔的結(jié)構(gòu)。藉此，夾住電極板的兩張合成樹(shù)脂無(wú)紡布通過(guò)設(shè)于電極
板的孔后會(huì)合，從而使合成樹(shù)脂無(wú)紡布彼此粘接，因而提高了層疊體40的機(jī)械強(qiáng)度。 巻繞完成的層疊體40被放入高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的爐內(nèi)。接著，將爐內(nèi)密
封后進(jìn)行加熱、加壓。此時(shí)，爐內(nèi)被高溫、高壓的蒸汽填滿。作為上述蒸汽，既可以是水蒸汽，
也可以是非水系有機(jī)溶劑。 在被放入爐中的層疊體40上組裝有可充電電池的各構(gòu)件。具體而言，加熱前的上述可充電電池如圖5所示。被巻成多重的層疊體40覆蓋在圓筒形筐體54的內(nèi)部。分別設(shè) 有蓋51、52以塞住筐體54的兩個(gè)相應(yīng)的開(kāi)口部。所制造的可充電電池以直立的狀態(tài)載置于 爐內(nèi)，以使得上述下蓋51成為爐內(nèi)的底側(cè)，上蓋52成為爐內(nèi)的上側(cè)。此時(shí)，在下蓋51與筐 體54之間、以及上蓋52與筐體54之間分別設(shè)置引入蒸汽的縫隙。穿過(guò)上述縫隙，在層疊 體40中進(jìn)行蒸汽的流入、流出以及電解液的流入。此外，在層疊體40的中心設(shè)有芯軸50。 在下蓋51與筐體54之間的位置處設(shè)有環(huán)狀的墊片55。同樣，在上蓋52與筐體54之間的 位置處設(shè)有環(huán)狀的墊片56。上述墊片55、56是防止在電池內(nèi)被填滿的電解液泄漏的部件。
下蓋51設(shè)有用于支承芯軸50的環(huán)狀軸承部51a，上蓋52也設(shè)有用于支承芯軸50 的環(huán)狀軸承部52a。通過(guò)在蓋51、52上分別設(shè)置軸承部51a、52a，可提高可充電電池的機(jī)械 強(qiáng)度。上述軸承部51a、51b的沿芯軸50延伸的方向的長(zhǎng)度設(shè)定成比設(shè)于蓋51、52與筐體 54之間的縫隙長(zhǎng)。 蓋51、52需要設(shè)置用于使電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體逃逸的安全閥。此外，蓋51、52設(shè) 有正極端子、負(fù)極端子中的任意一個(gè)，各端子需要插裝入PTC元件。藉此，當(dāng)發(fā)生電池溫度 上升時(shí)，能在流有過(guò)電流時(shí)電切斷電池內(nèi)的電流。層疊體40的正極板44通過(guò)導(dǎo)線與正極 端子電連接，負(fù)極板42通過(guò)導(dǎo)線與負(fù)極端子電連接，這些正極板44和負(fù)極板42與蓋51 、52 及筐體54均電絕緣。 對(duì)層疊體40端部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖6所示，層疊體40中，合成樹(shù)脂制無(wú)紡布 41 、43的芯軸50延伸方向的寬度比電極板42、44寬。因而，在層疊體40的芯軸50延伸方 向的兩端部，合成無(wú)紡布41、43從電極板42、44突出。而且，如圖7所示，合成樹(shù)脂制無(wú)紡 布41、43兩端的突出部分一并被合成樹(shù)脂無(wú)紡布制的繩索57捆綁。若以這樣的狀態(tài)將合 成樹(shù)脂制無(wú)紡布41、43置于高溫、高壓的條件下，則合成樹(shù)脂制無(wú)紡布41、43會(huì)在繩索57 的捆綁部粘接而成為一體。 此外，可充電電池設(shè)有沿著從上蓋52面向下蓋51的方向延伸的安裝棒53(參照 圖5)。上蓋52和下蓋51設(shè)有用于插通安裝棒53的貫穿孔，安裝棒53插通設(shè)于上蓋52的 貫穿孔和設(shè)于下蓋51的貫穿孔兩者，橋接下蓋51和上蓋52。 若從上蓋52側(cè)觀察可充電電池，則如圖8所示。S卩，安裝棒53沿上蓋52的外周 設(shè)有多個(gè)。安裝棒53的兩端刻有用于使螺母螺合的螺紋牙。在上蓋52的中央設(shè)有用于支 承芯軸50的軸承部52a。軸承部52a的具體結(jié)構(gòu)如圖9所示。軸承部52a為上蓋52的中 央部朝向遠(yuǎn)離芯軸50的方向膨脹突出的膨出部。軸承部52a設(shè)有延伸成遠(yuǎn)離芯軸50的凹 部，上述凹部與芯軸50抵接。凹部在軸承部52a的基部51b為朝軸承部52a的前端逐漸前 端變細(xì)的形狀，在軸承部52a的前端部51c為與芯軸50的直徑大致相同的圓柱狀形狀。
圖IO表示被放入高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的爐內(nèi)的可充電電池的整體結(jié)構(gòu)。 如圖10所示，所制造的可充電電池被載置于爐內(nèi)，以使得上述下蓋51成為爐內(nèi)的底側(cè)，上 蓋52成為爐內(nèi)的上側(cè)。此時(shí)，芯軸50以無(wú)法完全壓入的狀態(tài)插入軸承部51a、52a，下蓋51 與筐體54之間、以及上蓋52與筐體54之間分別設(shè)有引入蒸汽的縫隙。
圖ll表示加熱前的可充電電池被導(dǎo)入爐內(nèi)的狀態(tài)。若在同時(shí)關(guān)閉排氣閥T1、電解 液導(dǎo)入閥T2的狀態(tài)下加熱爐內(nèi)的液體積存處，則爐內(nèi)成為高溫、高壓的狀態(tài)。此時(shí)，由于蒸 汽從設(shè)于蓋51、52與筐體54之間的縫隙流入，因此層疊體40的內(nèi)部也成為高溫、高壓的狀 態(tài)。層疊體40在上述爐內(nèi)被加熱后粘接。合成樹(shù)脂制無(wú)紡布因熱而部分熔化，合成樹(shù)脂制
8無(wú)紡布與電極板粘接。若設(shè)于爐的下側(cè)的加熱器加溫，則積于爐底的液體發(fā)生汽化，爐內(nèi)的 溫度和壓力提高。 此時(shí)，重要的是將柱狀的層疊體40沿垂直方向豎立配置于爐內(nèi)。進(jìn)入層疊體40 的蒸汽被冷卻后成為液體。若如上所述配置層疊體40，則上述液體會(huì)在構(gòu)成層疊體40的各 層的縫隙中傳遞，從設(shè)于下蓋51與筐體54之間的縫隙排出到可充電電池的外部，最終返回 到爐底的液體積存處。若將柱狀的層疊體40躺著配置于爐內(nèi)的話，則層疊體40中產(chǎn)生的 液體會(huì)無(wú)法排出而殘留在層疊體40的內(nèi)部，這會(huì)妨礙蒸汽進(jìn)入層疊體40。另外，此時(shí)的排 氣閥T1、電解液導(dǎo)入閥T2是關(guān)閉的。排氣閥T1與冷卻蒸汽且回收液體的冷卻器連接。上 述液體能在接下來(lái)的可充電電池的制造中再利用。電解液導(dǎo)入閥T2所控制的流路與蓄有 電解液的容器連結(jié)。排氣閥T1與冷卻蒸汽且回收非水系有機(jī)溶劑的冷卻器連接。另外，即 便使可充電電池在爐內(nèi)豎直，也需要在蓋51、52與筐體54之間保持充分的縫隙。這是由于 需要使蒸汽穿過(guò)上述縫隙流入、流出層疊體40并使電解液浸潤(rùn)到層疊體40中的緣故。
粘接結(jié)束后，若打開(kāi)設(shè)于處于高壓狀態(tài)的爐的排氣閥T1，則如圖12所示，高壓狀 態(tài)的爐內(nèi)的蒸汽被排放。在圖12中，為方便理解蒸汽的排放而表示了蒸汽的流動(dòng)，但實(shí)際 上，所排放的蒸汽被冷卻器冷卻，回收液體。液體積存處的液體也在此汽化后從排氣閥Tl 排出，爐內(nèi)成為空的狀態(tài)。若在此狀態(tài)下將排氣閥T1再次關(guān)閉，并放置到爐內(nèi)部的溫度下 降，則因蒸汽凝結(jié)而使?fàn)t內(nèi)的壓力降低，成為近似真空狀態(tài)(參照?qǐng)D13)。此時(shí)，由于蒸汽從 設(shè)于蓋51、52與筐體54之間的縫隙流出，因而層疊體40的內(nèi)部也成為近似真空狀態(tài)。此 外，通過(guò)改善爐的加熱，可使真空狀態(tài)可靠地形成。即，較為理想的是，從加熱器的加熱開(kāi)始 到蒸汽充滿爐內(nèi)為止一直打開(kāi)著排氣閥T1，然后關(guān)閉排氣閥T1。藉此，在加熱前填滿爐內(nèi) 的氬等氣體通過(guò)排氣閥Tl被驅(qū)趕出去，可使?fàn)t內(nèi)成為更加真空的狀態(tài)。
若在上述狀態(tài)下打開(kāi)設(shè)于爐的電解液導(dǎo)入閥T2，則因爐內(nèi)壓力變成負(fù)壓而使溶劑 迅速地流入爐內(nèi)。所導(dǎo)入的電解液欲從設(shè)于蓋51、52與筐體54之間的縫隙進(jìn)入到層疊體 40的內(nèi)部。在設(shè)于合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的中空部分中不含有空氣而呈近似真空的狀態(tài)，因而 電解液浸潤(rùn)成填滿上述中空部分。這樣，溶劑被完全注入到構(gòu)成層疊體40的合成樹(shù)脂制無(wú) 紡布的內(nèi)部(參照?qǐng)D14)。此外，若此時(shí)加壓地注入電解液，則能使電解液更加沒(méi)有遺漏地 進(jìn)入到合成樹(shù)脂制無(wú)紡布。 此外，如圖14所示，還可以在高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的底面設(shè)置液體排出用 流路和控制該流路的排液閥T3。藉此，可將填滿爐內(nèi)的電解液排出。在圖11 圖14中，排 液閥T3為完全關(guān)閉的狀態(tài)。電解液的排出在將螺母固定于安裝棒53后進(jìn)行。
若在電解液的浸潤(rùn)結(jié)束時(shí)將安裝棒53兩端的螺母固定，便完成了本發(fā)明的可充 電電池(參照?qǐng)D15)。由于蓋51、52無(wú)縫地覆蓋筐體54，因而不會(huì)發(fā)生在電池內(nèi)殘留有過(guò) 量的電解液的情況。此時(shí)，由于軸承部51a、52a的沿芯軸50的延伸方向的長(zhǎng)度被設(shè)定成比 設(shè)于蓋51、52與筐體54之間的間隙長(zhǎng)，因此在將螺母固定于安裝棒53后，將安裝棒53卸 下，如圖16所示，若將每根安裝棒53更換為兩根螺栓53a，則能使可充電電池的機(jī)械強(qiáng)度提 升，且不會(huì)發(fā)生從電池產(chǎn)生液體泄漏的情況。螺栓53a是為了將下蓋51與筐體54、以及上 蓋52與筐體54分別固定而設(shè)置的。只要將安裝棒53的螺母旋緊便能容易地完成可充電 電池。當(dāng)制造鎳氫電池以及鎳鎘電池時(shí)，作為填滿爐內(nèi)的蒸汽，選擇水蒸汽。當(dāng)制造鋰離子 電池時(shí)，作為填滿爐內(nèi)的蒸汽，選擇非水系有機(jī)溶劑。
需要注意的是，構(gòu)成鋰離子電池的鋰是反應(yīng)性強(qiáng)的堿金屬。當(dāng)制造上述鋰離子電 池時(shí)，作為填滿爐內(nèi)的蒸汽，選擇碳酸異丙酯即可。碳酸異丙酯的沸點(diǎn)為24i.7t:，適用于 使?fàn)t內(nèi)處于高溫、高壓的狀態(tài)。另一方面，作為電解液，較為理想的是碳酸亞乙酯(C3H403)。 碳酸亞乙酯的沸點(diǎn)為260. 7t:，不容易汽化。因此，碳酸亞乙酯還可經(jīng)受住在鋰離子電池的 使用時(shí)電池的發(fā)熱。碳酸亞乙酯中含有鋰鹽、六氟化磷酸鋰等。 另外，積存于爐內(nèi)的液體積存處的液體的量需要適量。例如，若液體積存處的液體 的量過(guò)多，則即使在氣體排出后，液體也無(wú)法排凈而殘留。若在這種狀態(tài)下將電解液導(dǎo)入爐 內(nèi)，則會(huì)在層疊體40中以電解液中混入蒸汽產(chǎn)生用液體的狀態(tài)發(fā)生浸潤(rùn)。這樣的話，所制 造的可充電電池很可能無(wú)法作為電池起作用。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可制造適應(yīng)于高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的爐的容積大 小的可充電電池。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，層疊體40可靠地粘接且電解液可靠 地浸潤(rùn)到合成樹(shù)脂制無(wú)紡布中，因而可制造以往無(wú)法制造的巨大的可充電電池。如上所述 制造出的可充電電池為大容量可充電電池，適用于儲(chǔ)存低廉的夜間電力而將其在白天使用 的系統(tǒng)中，并且也可用作停電時(shí)啟用的備用電源的蓄電單元。 在以往，作為鋰離子電池的分隔件未使用合成樹(shù)脂制無(wú)紡布。然而，根據(jù)本發(fā)明，
可將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布作為鋰離子電池的分隔件使用。 本發(fā)明不限于上述結(jié)構(gòu)，可以如下地變形實(shí)施。 (1)在上述實(shí)施例中，作為制造的電池，不限于鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池， 還可應(yīng)用于將鎂、納、鈣作為電極的可充電電池。 (2)作為上述實(shí)施例的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布，可使用聚酰胺纖維。此時(shí)，可使用熔點(diǎn) 為215t:的尼龍6和熔點(diǎn)為264t:的尼龍66。此外，還可以將尼龍6和尼龍66的混合物、在 聚酰胺纖維中混合了玻璃纖維的混合物作為合成樹(shù)脂制無(wú)紡布使用。藉此，可使粘接工序 中的爐內(nèi)溫度多樣化。 (3)不采用上述實(shí)施例的繩索57也可制造可充電電池。此時(shí)，如圖17所示，在芯 軸50上將第二絕緣板62和第一絕緣板61按順序插通芯軸50。第一絕緣板61和第二絕 緣板62是將合成樹(shù)脂制無(wú)紡布切割成圓形而形成的，在其中心開(kāi)設(shè)有用于使圓柱形狀的 芯軸50插通的圓形孔。第一絕緣板61的孔的直徑設(shè)定成比芯軸50的直徑大，第二絕緣板 62的孔的直徑設(shè)定成與芯軸50的直徑相等。在芯軸50的一端套設(shè)第二絕緣板62，此后， 插通第一絕緣板61。這樣，第一絕緣板61和第二絕緣板62在芯軸50的一端重疊。同樣， 按第二絕緣板62、第一絕緣板61的順序?qū)⒌诙^緣板62、第一絕緣板61套設(shè)在芯軸50的 另一端。 在高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的爐內(nèi)，若加熱可充電電池，則第二絕緣板62和層 疊體40的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布41、43以接觸的狀態(tài)被加熱，因而第二絕緣板62和合成樹(shù)脂 制無(wú)紡布41、43熱粘接。此外，彼此重疊的第一絕緣板61和第二絕緣板62熱粘接。藉此， 如圖18所示，在爐內(nèi)第一絕緣板61與第二絕緣板62、以及第二絕緣板62與合成樹(shù)脂制無(wú) 紡布41、43彼此粘接成一體。這樣，絕緣板61、62能將蓋51、52與電極板42、44可靠地絕 緣。
10
權(quán)利要求
一種包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法，其是將包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料重疊成兩層以上的多層并使其熱粘接的方法，其特征在于，通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱，在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接。
2. 如權(quán)利要求1所述的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法，其特征在于， 所述高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的蒸汽為水蒸汽。
3. 如權(quán)利要求1所述的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法，其特征在于， 所述高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的蒸汽為有機(jī)溶劑的蒸汽。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法， 其特征在于，所述異種材料利用由不同材質(zhì)組成的兩種以上的合成樹(shù)脂制無(wú)紡布來(lái)構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法， 其特征在于，在所述異種材料中包含合成樹(shù)脂制膜。
6. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的包含合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的異種材料的層疊方法， 其特征在于，在所述異種材料中包含金屬制膜。
全文摘要
通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器或高壓汽鍋的水或非水系溶劑的蒸汽在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱，藉此在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接。這樣，可將不同材質(zhì)組成的三種合成樹(shù)脂制無(wú)紡布重疊成三層，通過(guò)采用高壓蒸汽滅菌器在耐熱溫度以上進(jìn)行加熱而使其熱粘接。層疊體(10)在保留合成樹(shù)脂制無(wú)紡布A(符號(hào)11)、合成樹(shù)脂制無(wú)紡布B(符號(hào)12)、合成樹(shù)脂制無(wú)紡布C(符號(hào)13)各自的纖維的立體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下使各層間熱粘接。
文檔編號(hào)B32B37/06GK101772409SQ200980100080
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者福原康弘 申請(qǐng)人:福原康弘