DE1110256B

DE1110256B - Verfahren zur Herstellung von Roehrchen fuer Roehrenelektroden fuer elektrische Akkumulatoren

Info

Publication number: DE1110256B
Application number: DEB48692A
Authority: DE
Inventors: Lino Boriolo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-04-25
Filing date: 1958-04-25
Publication date: 1961-07-06

Description

Verfahren zur Herstellung von RÖhrchen für Röhrenelektroden für elektrische Akkuraulatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Röhrchen für Röhrenelektroden für elektrische Akkumulatoren, vorzugsweise in Form mehrerer paralleler Röhrchen, aus einem Doppelgewebe aus Kunststoffäden, in welchem den Röhrchen entsprechende Taschen gebildet sind.
Es ist bekannt, Röhrchen für die Aufnahme der aktiven Masse für Akkumulatoren aus Taschen bildendem Kunststoffdoppelgewebe herzustellen.
Wegen der erforderlichen Festigkeit und der chemischen Eigenschaften werden Röhrchen aus Kunststoffgeweben mit einer Lösung getränkt, in der der gleiche Kunststoff, aus dem auch die Fäden bestehen, gelöst wird. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bleibt ein verhältnismäßig festes Gewebe zurück.
Es ist weiterhin bekannt, eine einzelne Elektrode mit regelmäßig ausgerichteten Faserlagen aus thermoplastischen, in der Wärme schrumpfbaren Kunststoffen in Form von Geweben zu umwickeln und dann die Kunststoffschicht bis zum oberflächlichen Erweichen unter Druck zu erhitzen, wodurch sich infolge der Schrumpfung die Schichten vereinigen und die Porosität des Gewebes verringert wird.
In einem weiteren bereits vorgeschlagenen Verfahren werden die einzelnen Taschen des Gewebes erweitert, bis sie durch das Einsetzen von Kernen die genaue Form des Röhrchens annehmen, In dieser Form wird das Gewebe erhitzt und dadurch verhärtet.
Es ist schließlich auch noch die Verwendung unterschiedlicher Fäden in Kette und Schuß des Gewebes bekannt, z. B. Fäden aus einem Kunststoff und aus Glas. In diesem Verfahren erhält die gesamte Elektrode ihre endgültige Form ebenfalls durch Erwärmung des um die Elektrodemnasse gelegten Gewebes infolge der Schrumpfung des Kunststoffes.
Es hat sich gezeigt, daß alle bekannten Verfahren noch mit Nachteilen behaftet waren. Diese Nachteile werden gemäß vorliegender Erfindung unter Erzielung von Vorteilen überwunden.
Die Nachteile der bisherigen Verfahren bestanden darin, daß bei steigender Erwärmung der aus Kunststoffgewebe hergestellten Röhrchen die wünschenswerten und erforderlichen elastischen Eigenschaften in einem unerträglichen Maße abnahmen. Wurde, um dies zu vermeiden, nur eine schwächere Erwärmung durchgeführt, so war die Versteifung des Kunststoffim gewebes ungenügend.
Um diesen Nachteil zu überwinden, wird erfindungsgemäß so gearbeitet, daß das auf Röhrchen für Elektroden zu verarbeitende Gewebe aus einem Mischfaden gefertigt wird, der aus zwei Faserarten aus thermoplastischen Kunststoffen besteht, die verschiedene Erweichungspunkte haben, wobei das Gewebe unter Begrenzung seiner Zusammenziehung durch Aufziehen der Röhrchen auf einen Kein auf eine die eine Faserart zur Zusammenziehung bringende Temperatur erwärmt und danach auf eine diese Faserart zum Erweichen bringende höhere Temperatur erhitzt wird, bei der sich gleichzeitig die andere Faserart zusammenzieht.
Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein heizbarer Kern verwendet.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform wer-den Gewebefäden verschiedener Stärke benutzt. In dem Verfahren nach der Erfindung werden die Eigenschaften von mindestens zwei verschiedenen Kunststoffen ausgenützt, die sich bei verschiedenen kritischen Temperaturen verschieden verhalten, d. h., sich zusammenziehen und in einer bestimmten Form fest bleiben, um ohne Imprägnierung und nur durch die Wärmebehandlung die Kontraktion und das Festwerden des aus Kunststoff-Textilfasern bestehenden Kunststoffgewebes zu erreichen, das ursprünglich in schlaffem Zustand um die metallischen Kerne lag.
Durch das Verfahren nach der Erfindung werden Röhrchen erhalten, die äußerst fest und steif sind, ohne jedoch ihre Elastizität zu verlieren. Die Ursache für die große Festigkeit bei günstiger Elastizität karn darin gesehen werden, daß zunächst eine Verformung bei der ersten Temperatur eintritt, wogegen bei der höheren Temperatur zwar die Form die gleiche bleibt wie bei der ersten Temperatur, jedoch in dieser zweiten Phase die Gewebefäden durch das Erweichen und spätere Wiederfestwerden der ersten Faserart in ihrer Form und Lage unter Spannung festgehalten werden.
Die Begrenzung der Kontraktion wird dadurch erreicht, daß in die Taschen des Doppelgewebes in an sich bekannter Weise Keine eingesetzt werden, die bereits die später gewünschte Form der Röhrchen haben. Die Kerne bestehen aus einfachen, zylindrisehen Metallstäben. Die Erwärmung erfolgt zweckmäßiaerweise von innen. Bei Innenbeheizung werden als Keine Heizstäbe verwendet.
Bei Verwendung von Heizstäben wird die Innenfläche der Röhrchen besonders glatt. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber den in den bekannten Verfahren hergestellten Röhrchen, da das Einfüllen der Elektrodenmasse wesentlich erleichtert wird.
Da es nur darauf ankommt, daß die Fasern des einen Kunststoffes in dem Mischfaden mit steigender Temperatur zuerst zu kontrahieren bestrebt sind und später zu erweichen beginnen, während gleichzeitig die Fasern aus dem anderen Kunststoff unter eine Kontraktionsspannung gelangen, können zahlreiche verschiedene Kunststoffe für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendet werden.
In einer besonderen Ausführungsfonn werden Acrylfasern einerseits und Vinylfasern andererseits zur Herstellung des Mischfadens verwendet. Es ist aber auch möglich, eine oder beide Fasern aus Mischpolymerisaten, insbesondere Vinyl-Acryl-Mischpolymerisaten, herzustellen, wobei die unterschiedlichen Eigenschaften durch verschiedene Mischungsverhältnisse erzielt werden.
Nachstehend wird die Durchführung des Verfahrens an Hand eines Beispiels näher beschrieben. Mehrere zusammenhängende rohrförinige parallele Taschen werden mit Hilfe eines Doppelgewebes so gebildet, daß beim Weben die Schußfäden bei der einen Tasche auf der einen und bei der nächsten Tasche auf der anderen Seite des Gewebes zu liegen kommen. An den Verbindungsstellen zweier Taschen kreuzen sich also jeweils die Schußfäden. An die Stelle der Schußfäden können natürlich auch die Kettfäden treten. Die Fäden des Gewebes sind aus Fasern gesponnen, die aus zwei verschiedenen Kunststoffen hergestellt sind. Die einen Fasern bestehen aus Polyvinylchlorid und die anderen aus Acrylnitril. Es ist klar, daß sich die prozentuale Zusammensetzung sowohl der Fasern im Faden als auch des Fadens ganz nach den gewünschten Eigenschaften der Röhrchen richtet. Die Kett- und Schußfäden können einfach gesponnen oder auch zusätzlich gezwirnt sein. Wegen der mechanischen Beanspruchung beim Weben wird im allgemeinen als Kettfaden ein einfach gezwirnter Faden verwendet.
Die eben geschilderten Verhältnisse sind in den Fig. 1 und 2 skizziert.
Fig. 1 zeigt ein Doppelgewebe mit parallel liegenden Taschen; Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verlaufes der Kett- und Schußfäden.
In die so gewonnenen noch schlaffen Taschen werden zylindrische Heizstäbe mit blanker Oberfläche eingesetzt. Die Stäbe haben einen solchen Durchmesser, daß die Taschenwände lose auf den Mantelflächen der Stäbe aufliegen. Nunmehr werden die Heizstäbe von innen elektrisch erwärmt, so daß sie ihre Wärine an das Gewebe abgeben. Mit steigender Temperatur, etwa bei 60 bis 80' C, versuchen die Polyvinylfäden sich zusammenzuziehen, so daß sie, da sie in ihrer Formänderung durch die Stäbe behindert sind, stramm auf den Stäben zur Auflage kommen. Bei weiterer Temperaturerhöhung treten auch die Acrylfäden unter Kontraktionsspannung, ohne sich der Spannung folgend verformen zu können. Gleichzeitig beginnen die Vinylfäden weich zu werden. Zwischen etwa 110 und 140' C wird die Wärmebehandlung beendet; das Gewebe kann sich wieder auf die normale Temperatur abkühlen. Bevor es je- doch diese Temperatur erreicht hat, werden die Heizstäbe herausgezogen.
Das so gewonnene Gewebe ist elastisch, fest, porös und säurebeständig.
Die Wärmebehandlung braucht nicht unbedingt in ausgeprägten Stufen vor sich zu gehen, bei denen ein Verharren auf einer bestimmten erreichten Temperatur über einen längeren Zeitraum erkennbar ist. Es ist klar, daß die beschriebene Wirkung auch in einer stetigen Temperaturänderung dadurch erreicht werden kann, daß die Temperatur schneller oder langsainer erhöht wird oder daß die zugeführte Wännemenge mehr oder weniger stark geändert wird. Die Auswahl der Kunststoffe richtet sich nicht nur nach ihrem mechanischen Verhalten bei der Wärmebehandlung, sondern auch nach ihren chemischen Eigenschaften. Es ist wesentlich, daß insbesondere der Kunststoff, aus dem die zuerst erweichenden Fasern hergestellt sind, beständig gegen chemische Angriffe ist. Für Akkumulatoren, die mit Säure gefüllt sind, muß demnach dieser Kunststoff säurefest sein. Der gesamte Temperaturverlauf sowie die zu wählenden Höchsttemperaturen richten sich nach Art der verwendeten Kunststoffe.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Röhrchen für Röhren-Elektroden für elektrische Akkumulatoren, vorzugsweise in Form mehrerer paralleler Röhrchen aus einem Doppelgewebe aus Kunststoff-Fäden, in welchem Taschen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus einem Mischfaden gefertigt wird, der aus mindestens zwei Faserarten aus thermoplastischen Kunststoffen besteht, die verschiedene Erweichungspunkte haben, und dann das Gewebe unter Begrenzung seiner Zusammenziehung durch Aufziehen der Taschen auf einen Kern auf eine die eine Faserart zur Zusammenziehung bringende Temperatur erwärmt und danach auf eine diese Faserart zum Erweichen bringende höhere Temperatur erhitzt wird, bei der gleichzeitig die andere Faserart sich zusammenzieht.
2. Verfahren nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines heizbaren Kernes. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Gewebefäden verschiedener Stärke.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsrauster Nr. 1751256; österreichische Patentschrift Nr. 188 320; britische Patentschriften Nr. 637 167, 560 519.