專利名稱：先進(jìn)的電池涂膏帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)帶，更具體地涉及用于制造鉛酸蓄電池的負(fù)載電池骨
的涂骨帶(pasterbelt)及其制造方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及工業(yè)帶，具體地涉及用于制造鉛酸蓄電池的電池涂骨帶。 常規(guī)鉛酸蓄電池由通過多孔隔板隔開的數(shù)個正私板和負(fù)^i且成。所述極 板通過在鉛網(wǎng)板柵上涂以氧化鉛材料而制造。給正極板和負(fù)極板涂骨之 后，將它們固化，每個^L具有置于^L頂部的極耳。將這些板置于電池 槽中之前，在每個板之間放置隔板，并且負(fù)^l極耳和正:feUl極耳通過兩 個單獨(dú)的匯流排相連，所述匯流排中一個用于正核il極耳， 一個用于負(fù)極 板極耳。 一旦置入槽中，就形成單電池間的連接并且將電池槽和電池蓋密 封到一起。通過在電池蓋中焊接正極柱和負(fù)極柱并且加入酸來電化學(xué)地形 成電池。
存在許多用于制造鉛酸蓄電池的已知工藝。簡言之，所述工藝涉及將 鉛條(帶)^在線穿孔機(jī)(inline expander)以產(chǎn)生連續(xù)雙邊長度的板 柵形成坯料(grid making stock )。所述坯料具有中心未穿孔條和兩個在側(cè) 緣處的未穿孔條。在中心未穿孔條和每個側(cè)緣之間，是通過穿孔機(jī)形成的 板柵絲網(wǎng)。板柵形成坯料iiA帶式涂骨機(jī)以用電池骨填充板柵網(wǎng)格。涂骨 機(jī)將板柵形成坯料和骨夾在由紙巻供給的紙帶之間。 1形成坯料離開涂 骨機(jī)并進(jìn)入烘箱以進(jìn)行干燥。干燥和切割之后，極板形成坯料準(zhǔn)備進(jìn)行固 化。固化之后，堆疊機(jī)收集所述極板以隨后加工到鉛酸蓄電池中。
在該工藝期間，通常通過將鑄it^L柵傳輸通過孔型或帶型涂骨機(jī)來制 造所述電J^k^板。抝tl可以是"平齊涂骨的(flushpasted)，，(即，骨層的 厚度約等于板柵的厚度)或在一側(cè)"過度涂骨的(overpasted)"(即，骨 層和板柵的一個表面平齊，而在相反側(cè)上超出板柵的表面)。在任一情況 下，WU目反側(cè)上的骨表面通常是平滑和平行的。
現(xiàn)有技術(shù)的涂骨帶包含6-8層膠粘/縫合的整體織造層棉帶以制造如在美國專利4,604,310中描述的環(huán)形氈。這類帶有幾個缺點(diǎn)。這樣的帶通常尺
寸穩(wěn)定性差，其中所述帶會在濕態(tài)下伸長以及會超it^最普通涂骨機(jī)上的 最大機(jī)器巻緊程度，這是由于安裝之后通常在24小時內(nèi)的蠕變大于1.5%。
的強(qiáng)度。該手工工藝導(dǎo)致接縫具有寬的強(qiáng)度變化性，并且因此導(dǎo)致帶產(chǎn)品 的一致性差。對于這樣的帶，在操作中的接縫損壞是個顯著問題。此外， 在接縫區(qū)域中存在不可滲透的區(qū)域，所述接縫區(qū)域在機(jī)器縱向("MD") 上通常為約3英寸長，所述不可滲透區(qū)域隨著每次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個不合格電
通過利用高模量聚酯(PET)復(fù)絲紗線的許多纏繞層獲得上述帶的尺 寸穩(wěn)定性。然而，細(xì)織物的這許多層在增加一個或更多個絮用纖維(batt fiber)層的后續(xù)針刺操作期間容易受到損壞，這導(dǎo)致操作中蠕變特性在帶 與帶之間廣泛分布。此外，在涂骨帶中，期望其在經(jīng)涂骨的板中賦予特定 類型的標(biāo)記以改善在最終的電池產(chǎn)品中提供更大的^動電流的表面積。 為賦予該標(biāo)記，涂骨帶的表面必須具有耐用的紋理表面，所述紋理表面在 帶的整個可用壽命期間可提供一致的標(biāo)記。
然而，目前使用的帶在層疊結(jié)構(gòu)中采用棉和/或合成紡纖(聚酯或聚酰 胺)的絲線，既用于芯吸也用于形成紋理。這些絲線容易由于施加到在涂 骨料斗下方的帶上的0.68-2.068 Mpa的壓力而發(fā)生變形和變平，這導(dǎo)致表 面紋理隨時間而大大減少。這種紋理的減少不僅導(dǎo)致M面積減小，而且 在正在制造的板的寬度處的帶表面中產(chǎn)生磨損槽。這些槽阻止制造者在不 安裝新帶的情況下在板寬度之間切換，這是由于所述槽會導(dǎo)致骨厚度在帶 的寬度上超過正常規(guī)^"界限。
此外，在表面通常使用將水吸入它們的結(jié)構(gòu)的親7jC棉纖維，這產(chǎn)生氧 化鉛粘合性和吸收性問題。這導(dǎo)致傾向于隨著時間而硬化的帶，降低它們 的水處理能力，并且因此不利地影響帶的涂骨效率。此外，隨著鉛變得深 深地嵌入棉纖維結(jié)構(gòu)中，難以或者不可能清潔所述帶，尤其是如果沒有保 持連續(xù)濕態(tài)的話。
本發(fā)明涉及克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的電池涂骨帶和形成這樣的涂骨帶的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于鉛酸蓄電池涂骨機(jī)的層合環(huán)形帶。底基織物由環(huán)形織
造的聚酯(PET)或聚酰胺(PA)高模量單絲制成。第二織物層由二至五 層各自在其上連續(xù)針刺有聚酯和/或聚酰胺絮用纖維層的單絲平面織造織 物構(gòu)成。第三層由數(shù)層壓縮非織造絮用纖維構(gòu)成。頂部織物層是通過針刺 聚酯和/或聚酰胺絮用纖維層合至上部表面的一層單絲環(huán)形織造織物。
本發(fā)明的另一個目的是提供具有極低MD蠕變?nèi)菹?例如小于總長度 1.5% )的尺寸穩(wěn)定的涂骨帶。
本發(fā)明的另 一個目的是提^H吏得可以在料斗高度可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)進(jìn)行骨 厚度調(diào)節(jié)的具有極低厚度可壓縮性的涂骨帶。
本發(fā)明的另一個目的是提供疏水的并且使得可以進(jìn)行水處理而不會將 氧化鉛吸收到帶結(jié)構(gòu)中以及隨后污染帶結(jié)構(gòu)的涂骨帶。
本發(fā)明的另一個目的是提供耐用的并避免在表面上產(chǎn)生磨損槽的涂骨帶。
本發(fā)明的另一個目的是提供在較高的壓力范圍例如最高至2.757Mpa 下運(yùn)行的涂骨板內(nèi)的標(biāo)記/賦予玟理。
本發(fā)明提供形成具有例如四層的電池涂骨帶的方法第一層由可織造、 連接或縫合的環(huán)形織物制成，第二層由二至五層針刺有絮用纖維層的平面 織造織物制成，第三層由一個或更多個100%絮用纖維層制成，第四層由 另一種環(huán)形織造織物制成，優(yōu)選整個結(jié)構(gòu)通過針刺另外的聚酯或聚酰胺絮 用纖維至所述帶的最外層表面以及通過纖維針刺以將結(jié)構(gòu)保持在一起來 層合。
本發(fā)明提供用于鉛酸蓄電池涂骨機(jī)的層合環(huán)形帶。底基(機(jī)器側(cè))織 物由環(huán)形織造的PET或PA高模量單絲制成。第二織物層由二至五層各自 連續(xù)針刺聚酯和/或聚酰胺絮用纖維層以進(jìn)行層合的單絲平面織造織物構(gòu) 成。第三層由數(shù)層針刺之后壓縮以形成為約400 ~ 1000 gsm(克/平方米) 的壓實層的100%非織造絮用纖維構(gòu)成。頂部織物層是一層環(huán)形織造織物， 該層具有沿MD或機(jī)器橫向("CD")的約0.4-0.9 mm直徑單絲的紗線， 該紗線通過通常不超過400 gsm的優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚跣胺絮用 纖維針刺層合至上部表面。
7本新發(fā)明是具有四個不同功能區(qū)域的帶，這四個不同功能區(qū)域解決現(xiàn) 有技術(shù)中的所有電流缺陷。在所附權(quán)利要求中具體指出了表現(xiàn)本發(fā)明特色 的各種新穎特征，所附權(quán)利要求構(gòu)成本公開內(nèi)容的一部分。為了更好地理 解本發(fā)明、其操作優(yōu)點(diǎn)和通過使用其而獲得的特定目的，參考以下說明性 內(nèi)容，其中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。


圖l是環(huán)形電池涂骨帶，和
圖2是包含本發(fā)明教導(dǎo)的電池涂骨帶的截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供電池涂骨帶10。帶10可以是環(huán)形的或使其成為環(huán)形，如 圖1所示。
圖2顯示帶10的截面圖。在這點(diǎn)上，帶10包括第一層或底基結(jié)構(gòu)12， 所述第一層或底基結(jié)構(gòu)12優(yōu)選AA尺寸MD和CD織物，并且可例如由 PET或PA制成的約0.20-0.70 mm的高模量單絲制得。第一層可以與優(yōu)選 具有大于70克/旦的模量的MD單絲環(huán)形織造、連接或縫合。該第一層主 要有助于初始織物尺寸均 一性和在IMt中的極低織物蠕變。
圍繞高模量單絲第一層纏繞第二層14，第二層14包含二至五層單絲 平面織造織物，所述單絲平面織造織物包含約0.20-0.70 mm的單絲。各錄 繞與優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚酰胺絮用纖維的層結(jié)合進(jìn)行，其中連續(xù) 針刺各纏繞層以進(jìn)行層合。這使用常規(guī)針刺設(shè)備與整個絮墊(fibrous batt) 構(gòu)件的一部分一起針刺。所述一部分是指將最初的一個或多個絮墊層施加 于底基結(jié)構(gòu)，附加層隨工藝進(jìn)步而提供。該層極大地有助于最g結(jié)構(gòu)的 低可壓縮性。
第三層16由100。/。絮用纖維構(gòu)成。圍繞環(huán)形結(jié)構(gòu)纏繞優(yōu)選3-10分特的 聚酯和/或聚酖胺絮用纖維的連續(xù)層以在針刺之后形成為約400-1000 gsm 的壓縮非織造層。該層主要有助于水處理(吸收和解吸)同時保持易于僅 用合成纖維來進(jìn)行清潔。
第四層18由單絲環(huán)形織造的頂部紋理織物構(gòu)成。通過針刺不超過400 gsm的優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚酖胺絮用纖維，將約0.40-0.卯mm單 絲環(huán)形織造織物的單一織造層層合至表面，優(yōu)選經(jīng)紗結(jié)構(gòu)(end structure)具有在如圖2所示的表面處同平面的單絲和絮用纖維。頂層優(yōu)選采用每平 方厘米網(wǎng)格4-8根經(jīng)線的單層平紋組織，但是其它的織造單層或多層或稀 疏織物組織或非織造稀紗布、擠壓網(wǎng)格布(extruded mesh)、壓紋非織造 布或紋理化的/多孔的膜也可以考慮。該層負(fù)責(zé)為涂骨^面標(biāo)記或賦予紋 理同時提供良好水處理用于在易于清潔表面中潤滑。潤滑是在頂部單絲織 物的空隙體積中留下的截留濕氣的結(jié)果。不能壓縮的單絲織物防止表面在 壓輥之后變得過于干燥。與在纖維中吸收濕氣并在表面保持濕態(tài)的棉表面 相比，僅有合成的絮用纖維的表面將在壓輥之后在表面處基本保持干燥。 如果帶表面在通過涂骨料斗下方時過于干燥，那么骨將不容易流經(jīng)和穿過 板柵底側(cè)，導(dǎo)致不充分涂骨(under pasted)或一側(cè)涂骨的拓JW" (one sided grid)。實際上，在所提出的結(jié)構(gòu)中的單絲孔隙體積是提供棉纖維可自然提 供而合成纖維不能提供的所需潤滑性水分的替代方法。在該層表面處使用 單絲也提供高度結(jié)構(gòu)耐久性，以避免之前提到的磨損槽，從而延長期限。
注意雖然所提及的底基結(jié)構(gòu)和層是機(jī)織的，但是可以考慮適合于所 述目的的替代結(jié)構(gòu)，包括非機(jī)織織物例如針織織物、擠壓網(wǎng)格布、螺旋連 接織物(spiral-link)、 MD和CD紗線陣列織物、以及織造和非織造材料 的螺旋纏繞帶。這些結(jié)構(gòu)和層可包括單絲、合股單絲、復(fù)絲或合股復(fù)絲的 紗線，并且可以是單層、多層或本身層合的。所述紗線通常由工業(yè)織物領(lǐng) 域中的技術(shù)人員根據(jù)此目的由諸如聚酰胺和聚酯樹脂的合成聚合物樹脂 中的任意一種擠出而成。
例如，可制造具有0.35 mm直徑的環(huán)形織造高模量單絲紗線的第一底 部層的電池涂骨帶。該織物的MD中的高模量單絲紗線可具有100克/旦 的模量并且可由PET制成。第二層可由三個平面織造的0.5 mm單絲紗線 層制成，其中7分特PET絮用纖維層針刺到這些平面織造織物中的每一 個中，第二層可通過針刺附于第一層上。第三層可以是由7分特PET通 過連續(xù)針刺絮墊層制成的100%絮用纖維層并且可通過針刺附于第二層 上。該第三層可包含750 gsm絮用纖維。通過針刺300 gsm的7分特PET 絮用纖維層可將第四層針刺到第三層上，所述第四層也可以是使用0.70 mm直徑單絲紗線的環(huán)形織造織物。以此方式制造的織物可形成例如不高 于4000 gsm的結(jié)構(gòu)，其可顯示出以下性能
1. 7-8mm厚的靜態(tài)厚度，在2.068 Mpa壓縮下的>4.8 mm的厚度
2. <20 cfm的弗雷澤(Frasier)透氣性3. 在8.75 KN/m下的0.4-0.8%的伸長率
4. 在43攝氏度水中飽和的、在8.75KN/m下48小時的蠕變0.7。/。
所述結(jié)構(gòu)應(yīng)該是尺寸穩(wěn)定，具有小于1.5%的總MD蠕變?nèi)菹?；?有使得可以在料斗高度可調(diào)節(jié)性范圍內(nèi)進(jìn)行骨厚度調(diào)節(jié)的壓縮厚度；具有 疏^^性(尤其是如果使用PET的話)，使得可以進(jìn)行水處理而不會將氧化 鉛吸收到帶結(jié)構(gòu)中以及隨后污染帶結(jié)構(gòu)。它應(yīng)該也是耐用的，以避免經(jīng)1-2 天的短時運(yùn)行即在表面上形成磨損槽；和具有改善的表面紋理，以在最高 至2.757 Mpa的壓力范圍內(nèi)在涂骨板中提供標(biāo)記。
注意貫穿本申請，所使用的尺寸、尺度、材料等用于示例的目的。 在本發(fā)明范圍內(nèi)對本公開內(nèi)容進(jìn)行的改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明 顯的。
因此，通過本發(fā)明實現(xiàn)其目的和優(yōu)點(diǎn)，雖然在本文中已經(jīng)詳細(xì)地/〉開 和描述了優(yōu)選實施方案，但是其范圍和目的不應(yīng)限于此；而是其范圍應(yīng)由 所附權(quán)利要求確定。
10
權(quán)利要求
1. 一種電池涂膏帶，所述電池涂膏帶包含由高模量單絲紗線制成的環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的第一層；由二至五層單絲平面織物構(gòu)成的第二層，其中每個單絲平面織物層針刺有纖維絮墊層，并且所述第二層纏繞所述高模量單絲第一層；由絮用纖維連續(xù)層制成的第三層，所述第三層纏繞所述第二層并且附于所述第二層上；和通過針刺絮用纖維層而附于所述第三層上的單絲環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的第四層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池涂骨帶，其中所述第一層由直徑為約 0.20-0.70 mm的高模量單絲紗線沿機(jī)器縱向MD和機(jī)器橫向CD制成，所 述高模量單絲紗線由聚酯或聚酰胺制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第一層包含在所述機(jī)器 縱向MD上模量為至少70克/旦的高模量單絲紗線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第二層包含由直徑為約 0.20-0.70 mm的單絲制成的平面織造織物，所述單絲由聚酯和/或聚酰胺制 成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第二層針刺有優(yōu)選3-10 分特的聚酯和/或聚跣胺絮用纖維的層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第三層由100%優(yōu)選3-10 分特的聚酯和/或聚酰胺絮用纖維的連續(xù)層制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第三層纏繞所述環(huán)形結(jié) 構(gòu)，以形成為約400-1000 gsm的壓縮非織造層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池涂骨帶，其中所述第四層是由直徑為約 0.40-0.卯mm的單絲紗線構(gòu)成的環(huán)形織造頂部紋理織物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第四層是通過針刺不超 過400 gsm的優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚酖胺絮用纖維而層合至所ii^ 面的單絲環(huán)形織造織物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第四層包^^平方厘米 網(wǎng)格4-8根經(jīng)線的織造單層或雙層平紋組織。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池涂骨帶，其中所述第一層織物、第二層織物和第四層織物選自包括以下的集合機(jī)織織物、非機(jī)織織物、針織物、 擠壓網(wǎng)格織物、螺旋連接織物、MD和CD紗線陣列織物以及織造和非織 造材料的螺旋纏繞帶。
12. —種形成電池涂骨帶的方法，所述方法包括以下步驟提供由高模量單絲紗線制成的環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的第一層；提供由二至五層單絲平面織物構(gòu)成的第二層，其中每層單絲平面織物 針刺有纖維絮墊層，并且所述笫二層纏繞所述高模量單絲第一層；提供由絮用纖維連續(xù)層制成的第三層，所述第三層纏繞所述第二層并 附于所述第二層上；和提供通過針刺絮用纖維層而附于所述第三層上的單絲環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的 第四層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第一層由直 徑為約0.20-0.70 mm的高模量單絲紗線沿機(jī)器縱向MD和機(jī)器橫向CD制 成，所述高模量單絲紗線由聚酯或聚酰胺制成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第一層包含 在機(jī)器縱向MD上模量為至少70克/旦的高模量單絲紗線。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第二層包含 由直徑為約0.20-0.70 mm的單絲制成的平面織造織物，所述單絲由聚酯和 /或聚酰胺制成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第二層針刺 有優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚跣胺絮用纖維的層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第三層由 100%優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚酰胺絮用纖維的連續(xù)層制成。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第三層纏繞 所述環(huán)形結(jié)構(gòu)，以形成為約400-1000 gsm的壓縮非織造層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第四層是由 直徑為約0.40-0.卯mm的單絲紗線構(gòu)成的環(huán)形織造頂部織物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第四層是通 過針刺不超過400 gsm的優(yōu)選3-10分特的聚酯和/或聚酰胺絮用纖維而層合至所W面的單絲環(huán)形織造織物。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第四層包含 每平方厘米網(wǎng)格4-8根經(jīng)紗的織造單層或雙層平紋組織。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成電池涂骨帶的方法，其中所述第一層織物、 第二層織物和第四層織物選自包括以下的集合機(jī)織織物、非機(jī)織織物、 針織物、擠壓網(wǎng)格織物、螺旋連接織物、MD和CD紗線陣列織物以及織 造和非織造材料的螺旋纏繞帶。
全文摘要
設(shè)計用于鉛酸蓄電池極板涂膏的帶，其尺寸Iy穩(wěn)定且不能壓縮，并且還是疏水的以使得可以進(jìn)行水處理而不會將氧化鉛吸收到該結(jié)構(gòu)中以及隨后污染該結(jié)構(gòu)。所述帶包含由高模量單絲紗線制成的環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的第一層(18)、包含單絲平面織物層和纖維絮墊層的第二層(16)、絮用纖維層的第三層(14)以及通過針刺附于所述第三層(14)上的單絲環(huán)形織物結(jié)構(gòu)的第四層(12)。
文檔編號B65G15/34GK101472811SQ200780022559
公開日2009年7月1日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者馬克·J·李文尼 申請人:阿爾巴尼國際公司