DE1421543A1

DE1421543A1 - Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen

Info

Publication number: DE1421543A1
Application number: DE19621421543
Authority: DE
Inventors: Fahrbach Dr Erich
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1962-05-30
Filing date: 1962-05-30
Publication date: 1968-10-24
Also published as: DE1421543B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vlies-Stoffen. Vliesstoffe werden aus losen Faservliesen hergestellt, wobei durch irgendwelche Massnahmen die Fasern miteinander an ihren Berührungspunkten verbunden werden. Hierzu sind verschiedene Massnahmen bekannt und im technischen Gebrauch.'Am häufigsten wird ein loses Vlies aus krempelbaren Textil-Faseril mit einer Dispersion oder Emulsion eines Bindemittels, wie_z.B. Natur- oder Synthese-Latex imprägniert und anschliessend bei solchen Temperaturen getrocknet, bei denen ein Ausvulkanisieren bzw. Aushärten des Bindemittels stattfindet, Eine weitere Methode ist die sog. "thermoplastische Verschweissung' Hierbei besteht das Ausgangs-Faservlies ganz oder teilweise aus thermoplastischen Fasern. Lässt man ein solches Vlies z,B. durch heisse Walzen laufen, so findet eine Erweichung der thermoplastisehen Fasern statt. Da gleichzeitig ein Druck auf' das Vlies beim Durchgang durch den VIalzenspalt ausgeübt wird, findet hier ebenfalls eine Verfestigung statt.
In jüngster Zeit ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung bindemittelfreier Vliese bekannt geworden. Man geht hierbei von einem losen Faservlies aus, das ganz oder teilweise aus wasserlöslichen Fasern, z.H. PVA-Pasern besteht. Ein solches Vlies wird einfach mit Wasser imprägniert. Dabei werden die wasserlöslichen Fasern oberflächlich angequollen, wodurch ebenfalls eine Verbindung der Fasern untereinander und somit eine Verfestigung des gesamten Faserflächengebildes erreicht wird.
- r Endlich ist auch schonvorgeschlagen worden, ein Vlies mit S'alzlösungen zu imprägnieren: Dabei findet ebenfalls ein Anquellen r der Oberfläche der Fasern statt, so dass diese wiederum untereinander verbunden werden, insbesondere dann, wenn ein zusätzlicher .Druck ausgeübt wird.
Das vorliegende Verfahren ist eine Abwandlung des letztgenannten. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein verhältnismässig langfaseriges Polyamidvlies mit einer verhältnismässig konzentrierten wässrigen Salzlösung.imprägniert, bis eine oberflächliche Anlösung der Polyamidfasern stattfindet, sodann die durch Abquetschen von überschüssiger Lösung unter Druck vorverfestigte Vliesstoffhahn bei 120-150o C trocknet und endverfestigt, restliche Salze durch= Nachwaschen aus der Vliesstoffhahn entfernt.. dann nochmals trocknet und gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur glättet:` Ein derartiges Material eignet sich in ausgezeichneter Weise als sog. Separatoren für alkalische Akkumulatoren, Die in der Praxis verWendeten Akkumulatoren-Batteren bestehen aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Anoden und Kathoden. Letztere haben meist die Fprm von Platten, die .finit einem engen gwisehenraum vqn z.B,,. p 05 mm und zehr in einem Blektrclyten angeordnet sind., um eine möglichst hohe Ladungskapazität zu gewährleisten. Damit :ein Berühren der Platten und ein dadurch entstehender Kurzschluss verhindert werden, müssen dieselben durch Separatoren auf Anstand ge#alten werden, _ Die Funktion des eparatars ist damit aber nicht erschöpft. Im Idealfall soll er zusätzlich vor allem folgende Eigenschaften ailfweisen: 1 , Bestndigkeit gegen die Elektrolvt.-Fhzssigket, 2, Beständigkeit get:Pn elektro.,rehemisoIie 0xvdation? 3,» Ela$*zit4t und .damit Anpassungsvermögen an die Qberfläche-n der Elektroden2 p Perasität damit ungehinderte Ionenwenderung_wschen den Elektroden gewährleistet iste 5" Filtrationsvermögen für von den Elektroden gb#j.eschtedene Feststoffe, , Benetzung durch 11e Elektrl;t-Flüseigkeitznd dadurch Verhinderung des Festsetzcns von ggsblasen an Separatör und Elektroden, dso.r-ti.cns:-xnd Speichervermögen für- die .:ektral-ytmpluas i gk ei t . - Die üblichen Separatoren weisen jedoch diese Eigenschaften nur zum Teil auf, Wenn sie aus Geweben bestehen, ist entweder ihre. Porosität gross und das Filtration svermögen gering oder umgekehrt.. Vor allem speichern.Gewebe, auch wenn sie aufgerauht sind, nur ungenügende Mengen Elektrolyt-Flüssigkeit4 Wegen der durch Kette und Schuss bedingten Anordnung der Fäden besteht ferner die Gefahr, dass auf den Elektroden befindliche oder von diesen abgeschiedene Festteilchen ohne Behinderung durch das Gewebe hindurchdringen, um schliesslich einen Kurzschluss auszulösen. .
Separatoren aus Kunststoff mit Porenstruktur dagegen sind meistwenig elastisch und schmiegen sich daher nicht gut genug an die relativ rauhen Elektroden an. Wegen der bei der Herstellung-entstehenden Haut auf den Oberflächen der porösen Kunststoff-Separatoren werden von den Elektroden abgeschiedene Feststoffe nicht. festgehalten, Sie fallen vielmehr ab und sammeln sich am Boden des Batterie-Behälters an. Dort können sie zur Ausbildung von Brücken zwischen den Elektroden und.,somit zum Kurzachluss führen.-Die Hautbildung hat desweiteren bei Separatoren mit- geringen Dicken von z.B, 0,20 mm zur Folge, dass das Porenvolumen nicht mehr ausreicht, um ein hohes Rückhalt:evermögen fürrden Elektrolyten zu gewährleisten" Ferner bewirkt die mangelnde Benetzbarkeit der an sieh hydrophoben Kunststoffe,-dass die bei der Entladung entstehenden Gasblasen auf den Oberflächen der Elektroden einerseits und am Separator andererseits festgehalten werden, was wiederum zu unervitinschten Polarisationseffekten-führt. -Aus dieser nicht vollständigen Gegenüberstellung werden einerseits die komplexen Mechanismen des Separators in der elektrochemischen Zelle und andererseits die Nachteile der hauptsäch-L.ch gebräuchlichen Separator-Medien offenkundig, Beislpie1 -Ein nach üblichen Verfahren hergestelltes, z,B, gekrempeltes Vlies au t@Ö Polyamidfa.sern (Nylon-Fasern) mit einem fiter von-1, 2 den einem Stapel von 60 mm und einem Gewicht von 60 g/m2.wird mittels eiWr Sieb-Imprägniermaschine zwischen zwei Sieben: aus V2A-Draht durch e-n Bad von 15 %-iger ZnC12-Zäsung geführt, zwischen zwei Foulard-Walzen auf 500 % Nassaufnahme abgequetscht und in einem Horizontal-Trockner mit Heissluft von 1¢00C getrocknet. Danach wird das bereits verfestigte Vliesstoff-Gebxlde in einem 60°C warmen, Waschbad von anhaftenden Salzen befreit und erneut getrocknet.
Es kann in der vorliegenden Form seine Funktion als vollwertiger S;eparator-bereits: erfüllen. Von besonderem Vorteil ist seine Temperaturbeständigkeit, Selbst wenn die alkalische Elektrolyt-Flüasgkeit heiss. wird, funktioniert der Separator störungsfrei. Ute. die bei der Entladung in der elektrochemischen Zelle auftretenden Gasblasen noch besser entweichen zu lassen, wird die Oberfläche des Separatoren--Materials durch Kalandern bei 1300C mit einem Liniendruck von 10 kg/cm einseitig, gegebenenfalls auch . beidseitig geglättet. Die Dicke., mit einer Mikrometerschraube gemessen, beträgt beim nicht geglätteten Material etwa 0,28 mm, beim geglätteten Material etwa 0,25 mm. Die Luftdurchlässigkeit, gemessen bei einem Unterdruck von 10 mm Wassersäule, liegt bei ca.
1300 1/sec/m2, das Aufnahmevermögen von 30 %-iger wässriger KOH-Lösung bei-ca. 800 %, entsprechend einer Gewichtsaufnahme von ca. . 650 g/m2.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung eines Separator-Spezial-Vliesstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man ein verhältnismässig langfaseriges Polyamidvlies (Nylon-'Vlies) mit einer verhältnismässig , konzentrierten wässrigen-Salzlösung mprägniert, die ein oberflächliches@^n@ösen der Fasern bewirkt, sodann die durch Abquetschen von überschüssiger Lösung unter Druck vorvergestigte Vliesstoff-Bahn bei 120-150°C trocknet und endverfestigt, durch anschliessendes Waschen von in der Vliesstoffbahn-zurückgebliebenen Salzen befreit, dann wieder trocknet und gegebenenfalls noch bei erhöhter Temperatur glättet.