DE2363913A1

DE2363913A1 - Batteriescheider

Info

Publication number: DE2363913A1
Application number: DE2363913A
Authority: DE
Inventors: Don O Grammer; Nigel I Palmer
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1974-06-27
Also published as: IT1001307B; US4003758A; CA996184A; NL180772B; NL7317379A; GB1461390A; FR2211338B3; NL180772C; DE2363913C2; FR2211338A1

Description

Die Erfindung betrifft Matten oder Bahnen, die als Batterieseperatoren geeignet sind, und insbesondere Matten mit als Abstandshalter dienenden Profilen oder Rippen, die gegen Zersetzung und Verschleiß widerstandsfähig sind. Die Herstellung von Batterieseparatoren, die langzeitig in einer Säure enthaltenden Bleibatterie verwendbar sind, ist mit Schwierigkeiten verbunden. Ein kleiner Fehler im Separator kann zu völliger Unbrauchbarkeit der gesamten Batterie führen. Werden Bereiche des Separators zur Abstandshaltung ausgebildet, können diese Bereiche besonders leicht beschädigt Werden, weil sie durch das Schwingen und durch die direkte scheuernde Berührung mit den sich bewegenden und vibrierenden Teilen der Batterie besonders belastet werden, insbesondere deshalb, weil hierbei nur kleinere Bereiche mit den Batterieplatten in Berührung sind. Darüber hinaus sind die Abstand haltenden Profilbereiche normalerweise mit der positiven

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Platte in Berührung, an der die Oxydation am höchsten ist.

Diese Zusammenhänge v/erden bei Batteriescheidern gemäß US-PS 1 357 373, 2 626 429, 2 687 445, 2 687 446 und 2 850 559 berücksichtigt, bei denen die abstandshaltenden Bereiche in anderer Weise als die diesen benachbarten Bereiche ausgebildet sind. Ebenso ist es bekannt, verfilzte Pasern vor der sauren Umgebung in einer Batterie zu schützen, indem beispielsweise die Paser- oder Fadenbahn gemäß US-PS 2 687 beschichtet wird.

Zur'Vermeidung der bekannten Nachteile werden erfindungsgemäß verbesserte Batteriescheider vorgeschlagen, indem man poröse Matten mit Rippen verminderter Porosität herstellt. Die Rippen werden unterschiedlich gepreßt, um auf diese Weise Bereiche unterschiedlicherer Porosität zu erhalten. Eine bevorzugte Matte besteht aus einer Fadenbahn, die als Batteriescheider oder ähnliches besonders geeignet ist. Das Verfahren besteht vorzugsweise darin, daß man eine Bahn mit einem Bereich mit einem Außenbereich bildet, der über einen zweiten Bereich" hinausreicht. Die Bahn wird derart behandelt, daß die Fäden im Außenbereich des ersten Bereiches weitgehend geschmolzen und die Zwischenräume nahezu beseitigt werden, während zumindest weitgehend im zweiten Bereich die Zwischenräume der Fäden offengehalten werden.

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Die Fadenbahn, die den ersten und zweiten Bereich miteinander verbindet, wird vorzugsweise so behandelt, daß die Fäden von dem Äußenbereieh_s in dem sie weitgehend geschmolzen sind, abnehmend in Richtung auf den zweiten Bereich weniger geschmolzen sind, wobei hier ein weitgehender Teil des Bereiches offenbleibt* Bei einem bevorzugten Verfahren wird eine Bahn aus nichtgewebten Fasern verwendet, die vorzugsweise 508 bis 508Ö/U stark ist; der Faserdurchmesser be-

trägt 0,05 bis 5Ö/U. Das Ausgangs gewicht beträgt 10 bis 500 g/m ; die nichtgewebte Bahn wird gepreßt, bis der zweite Oberflächen-bereich 127 bis 1270 ,u stark ist und mehr als 40 % seiner Porösität beibehält und eine maximale Porengröße von weniger als HO ffikrön aufweist* Der erste Bereich ist vorzugsweise in Form einer Vielzahl im Abstand voneinander ausgebildeter Rippen ausgebildet, die sich von einer Kante der Bahn zur gegenüberliegenden Kante erstrecken«

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Faser- oder Fadenbahn, die besonders vorteilhaft als Batteriescheider geeignet ist. Die Fasern oder Fäden werden zu einer Bahn geformt, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich sich über den zweiten Bereich erstreckt. Die Fasern mindestens eines Teils des ersten Bereichs sind geschmolzen_s so daß hier praktisch keine Öffnungen zwischen den Fäden auftreten* In mindestens einem Teil des zweiten

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-M-

Bereiches befinden sich zwischen den Fasern Durchgänge, Maschen oder Lücken.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht zwischen dem geschmolzenen Teil und dem mit Lücken versehenen Teil der Bahn ein Übergangsbereich, der zunehmend geschmolzen ist und sich in Richtung des geschmolzenen Teils von dem mit Lücken versehenen Teil erstreckt. Die Fasern haben vorzugsweise einen Durchmesser von 0,05 bis 50 Mikron; Der geschmolzene Teil weist eine Dicke von 38,1 bis 635/U auf. In dem mit Lücken versehenen Teil beträgt die Retention der Porosität vorzugsweise mehr als 40 %_t wobei die maximale Porenweite weniger als HO Mikron beträgt.

Die Bahn sollte nach 24 Stunden keinen höheren anfänglichen elektrischen Widerstand (ER) als 25' Milliohm aufweisen. Die Matte sollte eine Batterie mit Kaltstarteigenschaften ermöglichen;, so daß in der "Group 2Ά_Λ AH Batterie" eine Zelle mindestens 1,00 Volt bei 200 Ampere bei -17,8⁰C nach 30 Sekunden liefert., wobei nach 6 Monaten und bei normalem Gebrauch nach mehr als drei fahren keine offensichtlichen Schäden auftreten*

Die Erfindung feetrifft ferner eine Vorrichtung, die ein erstes Paar Kalanderwalzen mit gleichmä-ßig voneinander entfernten Kalanderoberfläeheia und ein zweites Paar Kalanderwalzen mit

einer Vielzahl von hervortretenden Rippen oder Graten mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden Rinnen oder Aushöhlungen mit auf beiden Walzen einander gegenüberliegenden Flächen aufweisen, wodurch die einander gegenüberliegenden Rippen und Furchen voneinander getrennt werden. Die Zwischenräume zwischen den gegenüberliegenden Rippen und Rinnen des zweiten Walzenpaares sind kleiner als zwischen den gegenüberliegenden Flächen. Im aligemeinen sind alle Rippen oder Grate auf einer Walze eines Paares und alle Rinnen und Aussparungen auf der gegenüberliegenden Walze eines Paares angeordnet; dieses ist jedoch nicht immer notwendig.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Batteriescheidern, wie auch ein Verfahren zur gleichmäßigen und beschleunigten Herstellung von. Batteriescheidern verbesserter Wirkung und längerer Lebensdauer .

Darüber hinaus sind nichtgewebte Batteriescheider Gegenstand der Erfindung, die gute Steifheitscharakteristika, hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxydation (besonders im Bereich der Rippen) aufweisen und gegenüber delaminierenden Einflüssen sehr widerstandsfähig sind. Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

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Fig. 1 ist -die schematische Darstellung des Gesamtverfahrens

Fig. 2 ist die schematische Wiedergabe"der Prägewalzen zur Herstellung der Bafteriescheider.

Fig. 3 ist ein schematischer teilweiser Querschnitt durch die Walzen während des Schmelzens eines Teilbereichs der Rippen und der zwischen den Walzen befindlichen Bahn.

Fig. k ist die schematische Ansicht eines nichtgewebten Batteriescheiders mit erfindungsgenräß ausgebildeten Rippen.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch eine der erfindungsgemäß ausgebildeten Rippen des nichtgewebten Batteriescheiders

Fig. 6 ist eine mikroskopische fotografische Aufnahme eines Rippenbereiches vor dem Schmelzen.

Fig. 7 ist eine mikroskopische fotografische Aufnahme eines Rippenbereiches nach weitgehendem Schmelzen.

Fig. 8 ist eine mikroskopische fotografische Aufnahme eines Rippenbereiches, der praktisch vollständig geschmolzen ist.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Verfahrensweise wird anhand

der Fig. 1 näher erläutert. Das zu Fasern oder Fäden auszu-

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bildende Harz wird über 17 in den Extruder 20 eingegeben. Im Extruder 20 wird das Harz, bevorzugt thermisch, behandelt.

Das Harz wird durch den Extruder 20 und durch den Spritzkopf 21 mittels eines Motors 22 extrudiert. Der Spritzkopf 21 hat vorzugsweise eine Reihe von öffnungen 2¹I, durch die das Harz in geschmolzenem Zustand versträngt und zu einem fliessenden Strom verarbeitet wird, aus dera sich das Harz zu Fäden 25 verdünnt. Die Fäden 25 werden auf einer sich bewegenden Aufnahmevorrichtung 26 beispielsweise auf einer Walze 27 als durchgehende Matte 30 aufgenommen.

Das zum Verdünnen der Fäden verwendete Strömungsmittel wird über Düsen oder Schlitze 31 und 32 zugeführt, wobei gewöhnlich ein heißes Gas, vorzugsweise Luft, über die Leitungen 33 und 3*1 zugeführt wird. Das Gas wird vorzugsweise aus den Düsen unmittelbar oberhalb und unterhalb der in Reihe angeordneten Austrittsöffnungen ausgeblasen.

Nachdem zunächst eine Matte oder Bahn gebildet wurde, wird dies.e vorzugsweise verdichtet, um die gewünschte Dicke, Porosität, mechanische Stärke und Stabilität sowie Abriebfestigkeit zu erhalten, die besonders wesentlich sind, wenn die Bahn als Batteriescheider verwendet werden soll. Die Bahn wird, vorzugsweise vor der Verdichtung, auf erhöhte Temperaturen erhitzt, um die Wirksamkeit des oder der Verdichtungsschritte zu erhöhen. Durch relativ hohe Temperaturen im wesentlichen unter dem Schmelzpunkt wird gute Torsionssteifheit erreicht. Bei kontinuierlicher Verfahrensweise wird das in einfacher Weise erreicht, wenn die Bahn in einem Ofen 35 auf die benötigten Temperaturen erwärmt wird.

Vorzugsweise wird die Bahn zur gleichen Zeit geformt, geprägt oder mit Relief versehen, wenn die Verdichtung durchgeführt wird. Die geprägten Bereiche 36 (Fig. 4) werden so ausgebildet, daß sie sich über die Oberfläche des Bereiches 37 der verdichteten Matte oder Bahn 38 erheben. Unter dieser "Oberfläche" 37 sind die Bereiche 37 in der gesamten Dicke der Matte ohne die profilartigen Prägungen zu verstehen. Ebenso ist es möglich und manchmal zu bevorzugen, die Pasern des äußeren Bereichs der reliefartigen Prägung zu diesem Zeit-

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punkt zu verschmelzen. Zunächst jedoch wird die Bahn gemäß Fig. 1 der Verdichtung und dem Prägen unterworfen. Die Kalanderwalzen 4l und 42 gemäß Fig. 1 sind die bevorzugten Präge- und Verdichtungsvorrichtungen. Sie werden in Fig. 2 vergrößert wiedergegeben. Die Temperatur der Prägewalzen ist angenähert die gleiche wie die Temperatur des Gegenstromofens am Austrittsende. Natürlich ist es möglich, die Bahn oder Matte in einem getrennten Verfahrensschritt zu formen oder zu bilden, wobei dann die Kalanderwalzen 41 und 42 gemäß Fig. 2 in naheliegender V/eise verändert werden, um die Verdichtung ohne Prägung durchzuführen.

Bei der hier beschriebenen und bevorzugten Verfahrensweise werden die Fasern oder Fäden mittels eines zweiten Paares Kalanderwalzen 43 und 44 unmittelbar hinter den Rollen 41 und 42 durch weiteres Zusammenpressen der geprägten Mattenbereiche soweit geschmolzen, daß mindestens deutliche und vorzugsweise praktisch vollständige Verschmelzung der äußeren Bereiche 45 der Prägungen 36 oberhalb der Oberflächen 37 der verdichteten Matte eintritt. Die Kalanderwalzen 43 und 44 entsprechen fast vollständig den Walzen 4l und 42 und unterscheiden sich nur hinsichtlich des Zwischenraumes zwischen den verschiedenen Bereichen der Walzen.

Unmittelbar nachdem die Bahn die Kalanderrollen 43 und 44 verlassen hat, schließt sich ein Verfahrensschritt zum A.uf-

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schneiden der Bahn an. Nach dem Kalandern ist die Bahn verhältnismäßig heiß, wodurch dieser Vorgang erleichtert wird. Die Bahn kann mittels eines Messers 46 (Pig. I) oder einer Rasierklinge ohne Schwierigkeiten aufgeschlitzt oder zerteilt werden.

Hierauf wird die Bahn über die Rippen hinweg zerschnitten. Sie wird vor dem Zerschneiden vorzugsweise gekühlt, weil dann die Rippen bessere mechanische Eigenschaften aufweisen. Die Bahn kann durch natürliche Luftzirkulation oder mittels Kühlluft durch den Kühler 47 gemäß Fig. 1 abgekühlt werden. Vor dem Zerschneiden durch die Schneidevorrichtung 48 sollte die nichtgewebte Bahn im erfindungsgemäßen Verfahren auf mindestens 60 C gekühlt werden. Dann wird die nichtgewebte Bahn in den erforderlichen Abmessungen zerschnitten. Die Schneidevorrichtung 48 kann guillotineartig ausgebildet sein und gibt der gepreßten nichtgewebten Bahn ihre endgültigen Dimensionen.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Kalendriervorrichtung wiedergegeben, die aus einer männlichen Prägewalze 42 mit Rippen oder Graten 50 besteht. Der Rippenabstand zwischen den 13 Rippen (50) ist gleichmäßig. Der Durchmesser der männlichen Prägewalze 42 ist mit dem Durchmesser der weiblichen Prägewalze 44 identisch. Die weibliche Prägewalze weist 13 Vertiefungen 51 auf. Der Abstand zwischen diesen Vertiefungen

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ist natürlich der gleiche wie der Abstand der Rippen. Die ineinander passenden Rippen 50 und Vertiefungen 51 sind durch die ebenen Flächen 52 und 53 voneinander getrennt»

Der einzige Unterschied zwischen dem ersten Kalanderwalzenpaar 4l und 42 und dem zweiten Kalanderwalzenpaar 43 und besteht darin, daß die Walzen 41 und 42 gleichmäßig voneinander entfernte Kalanderoberflächen haben, während bei den Walzen 43 und 44 die Vertiefungen flacher sind und die Rippen oder Grate sich weiter ausdehnen und der Abstand zwischen den Kanten der Walzen größer ist. In beiden Walzenpaaren besitzen die Rippen einen geringeren Radius als die Vertiefungen. Beide Kalanderwalzenpaare sind von innen her heizbar auf Temperaturen, die den Verfahrensschritten im Ofen 35 (Fig. 1) entsprechen. Die Bahn 30 wird durch die Walzen 41 und 42 gleichmäßig gepreßt und gleichzeitig durch diese durch gegenüberliegende Oberflächen mit weiblichen Vertiefungen und männlichen Rippen oder Graten und dazwischenliegenden Flächen geformt. Die Walzen 43 sind so ausgebildet und in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß die Bahn 30 unterschiedlich gepreßt wird. Zunächst pressen die Walzen 4l und 42 gleichmäßig die Bahn, indem praktisch sie unter gleichmäßiger Hitze und gleichmäßigem Druck auf die Bahn einwirken. Dann wird in einem kontinuierlichen Verfahren Wärme und Druck auf voneinander getrennte Bereiche ausgeübt,

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Während die Einwirkung auf andere Bereiche gar nicht oder nicht- im gleichen Maße erfolgt.

Das zweite Walzenpaar bildet eine erhitzte Druckvorrichtung., die den äußeren Bereich *I5 von 36 bis zum vollständigen Verschmelzen preßt, wobei durch schrittweise Verminderung des Pressens schrittweise der Schmelzgrad im Bereich ^O vermindert wird,.

Weitere Verminderung des Zusammenpressens in dem Bereich, in dem der Prägebereich J>6 in die Oberflächenb erei ehe der Ausgangsbahn 37 übergeht;, führt dazu, daß das Verschmelzen nur an den Berührungspunkten der Fasern oder Fäden stattfindet. Dieser übergang von geöffneteren Bereichen in geschlossene Bereiche der Bahn kann im Bereich 40 (Fig. 5) oder in einigen Fällen sogar in den Bereichen 37 stattfinden. Demnach sollten die Walzen 43 und 44 so ausgebildet sein, daß durch sie das äußere Ende oder der mittlere Bereich 45 oder die Rippe 36 vorzugsweise auf einen Porositätswert von 0 zusammengepreßt wird. Der Schmelzvorgang bei 45 wird vorzugsweise soweit geführt, daß eine zumindest weitgehend kontinuierliche Membran gebildet wird* Die Poren der Rippen sind demnach im Mittelbereich der Rippe praktisch vollständig geschlossen und in Richtung auf die Bahnebene 37 zunehmend geöffnet. Zur Verhinderung der Verschmelzung oder Verglasung im Bereich 37 sind die Walzen 43 und 4¹I vorzugsweise so ausgebildet, daß sich die

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anderen Bereiche der Bahn in gewissem Abstand von den erhitzten Druckwalzen zwischen den Vertiefungen 51 und den Rippen 50 befinden und diese nicht berühren, jedoch zwischen den geprägten Bereichen gemäß Fig. 3 praktisch eine Brücke bilden. Die weiblichen Vertiefungen und männlichen Grate der Kalanderwalzen 4 3 und HH sind in Abhängigkeit von der Dicke der Bahn und unter Berücksichtigung der in den bestimmten Bereichen zu erreichenden verminderten Dicke so ausgebildet, daß die Bahn in, dem "Brückenbereich¹¹ zwischen den weiblichen Vertiefungen und den männlichen Graten die ebenen Bereiche der Kalanderwalzen nicht berühren.

Erfindungsgemäß können auch andere Preß-, Präge- und Schmelzvorrichtungen wie beispielsweise gemäß US S.N. 317 487 ausgebildete Platten verwendet werden.

Vorzugsweise werden teflonbeschichtete Kalanderwalzen verwendet. Zwischen der nichtgewebten Bahn und der Preßoberfläche kann ein abstandshaltendes Material verwendet werden, das beispielsweise aus Seidenpapier, Kraft-Papier, Schreibpapier, feinem Baumwollstoff usw. mit rauhen Oberflächen besteht.

Mit Hilfe der bevorzugten Walzensysteme ist es möglich, Bahnen verschiedener Bahndicke und Porosität zu behandeln. Zusätzlich

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kann die Verdichtungstemperatur und die Schmelzteraporatur unabhängig voneinander geregelt werden. Darüber hinaus ist es möglich, das.zweite Walzenpaar bei einer niederen Temperatur unter Verwendung eines höheren Druckes zu verwenden.

Zur Herstellung von Batteriescheidern werden als bevorzugte polymere plastische Harze, vorzugsweise C₃- bis Cg-Polyolefin thermoplaste wie Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol und insbesondere Polypropylen und dessen Copolymere, insbesondere mit anderen Monomeren wie Styrol, verwendet. Zur Verwendung in alkalischen Batteriescheidern werden andere Harze oder Kunststoffe wie beispielsweise Nylon bevorzugt. Je nach Verwendungszweck können Stabilisatoren, Metzmittel und andere Additive mitverwendet werden.

Um bevorzugte nicht gewebte Bahnen gemäss Erfindung aus den bevorzugten Harzen und insbesondere aus den bevorzugten Polypropylenharzen herzustellen, ist es wichtig, das Polymere vor dem Extrudieren zu Fäden thermisch zu behandeln. Diese Behandlung besteht vorzugsweise darin, daß man das Harz in dem Extruder 20 bei Temperaturen von mehr als 288° und insbesondere bei 316 bis ^82 vorzugsweise zwischen 327 und ^27 erhitzt. Im allgemeinen wird es bevorzugt, den Spritzkopf bei Temperaturen gering unterhalb der Temperatur des Extrudergehäuses zu halten. Die Temperatur des Spritzkopfes kann etwa 6 bis 6O⁰C unter der des Extruders liegen. £09826/0896

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Durch diese thermische Behandlung wird das Polymere zumindest teilweise zersetzt und teilweise werden die Fließeigensehaften verbessert, was bei dem Extrudieren von Fäden und insbesondere zur Ausbildung von ungewebten Bahnen gemäß Erfindung wichtig ist.

Zum Verdünnen oder Strecken der Fäden wird als Gas vorzugsweise Luft von 280 bis 5^0 C unmittelbar unterhalb und oberhalb der Austrittsöffnungen aus Sehlitzdüsen ausgeblasen, wie es beispielsweise in US-PS 3 650 866 beschrieben ist- Der Gas- "bzw. Luftstrom wird so kontrolliert, daß die einzelnen Fäden nicht miteinander in Berührung kommen und Fadenbündel bilden, sondern äußerst dünne Einzelfäden aiii; einem Durchmesser von vorzugsweise 0,05 bis 50 Mikron und vorzugsweise unter ID Mikron, zweckmäßig zwischen 1 bis 10 und insbesondere 1 bis 5 Mikron. Das Ausdünnen der Fäden erfolgt unmittelbar nach dem Extrudieren mit einer Luftgeschwindigkeit für Polypropylen-Bahnen von 0,3 bis 1,8 kg je Minute, wobei Fäden mit einem Durchmesser von 1 bis 10 Mikron erzielt werden.

Vorzugsweise werden die Stränge des Misehharzes in einer von den Austrittsöffnungen 2k direkt wegführenden Ebene zu Fäden verdünnt. Die Fäden sind letztlich diskontinuierlich., da sie wegen ihrer äußersten Dünnheit oft brechen.

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Der Fadendurchmesser kann gering schwanken, und zwar aufgrund von Unregelmäßigkeiten der zugeführten Luft oder wegen geringfügiger Änderungen des extrudierten Harzes.

Selbstverständlich können auch kontinuierliche Fäden für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden.

Die Fäden werden von der Aufnahmevorrichtung 26 in Form einer sich selbst tragenden Matte oder Bahn aufgenommen. Die Aufnahmevorrichtung 26 hat einen Abstand von 2,5 bis 76 cm, vorzugsweise 2,5 bis H5 cm und insbesondere 7,5 bis 20 cm Abstand von den Austrittsoffnungen und bewegt sieh oder rotiert kontinuierlich. Die Fäden sind in der Bahn miteinander verbunden oder verklebt und ergeben eine zusammenhängende einheitliche nicht gewebte Bahn, die ohne Verlust ihres Bahncharakters gehandhabt werden kann, d.h. aufgewickelt, geschnitten, gepreßt oder anderweitig behandelt werden kann. Das meist durch die thermische Einwirkung oder Anschmelzen bedingte Verkleben der Fäden bleibt während der gesamten Verfilzung der aufgenommenen Bahn, die ein Grundgewicht von 10 bis 500 und vorzugsweise 20 bis 300 g/m und eine Dicke von 25 bis 5100, vorzugsweise 510 bis 5100 und insbesondere von 500 bis 250.um besitzt.

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Die Höchsttemperatur, der die Matte vor oder während des Verdichtens ausgesetzt werden kann, hängt von den betreffenden Kunststoffharzen ab. Im allgemeinen wird die Temperatur durch die übermäßige Schrumpfung der Bahn und die weitere Zersetzung des Polymeren oder ein Schmelzen desselben bestimmt. Trotzdem soll die Temperatur hoch genug sein, um die Festigkeit, die Benetzbarkeit, die Beständigkeit und andere wesentlichen Eigenschaften, die für den längeren Gebrauch notwendig sind, zu verbessern. Es wurde festgestellt, daß die Bahn im allgemeinen über den Erweichungspunkt des Harzes erhitzt werden soll.

Eine Bahn aus bevorzugten Polypropylenfasern oder -fäden wird vor dem Verdichten vorzugsweise auf Temperaturen von 110°C bis 16O°C erhitzt. -

Das Verdichten soll bei verhältnismäßig hohen Temperaturen erfolgen, jedoch bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als dem Schmelzpunkt, um eine gute Torsionssteifigkeit zu erzielen. Die nicht gewebte Bahn wird vorzugsweise auf eine Dicke von 127 bis 1270 ,um und vorzugsweise auf 250 bis 500 ,um für den bevorzugten Einsatz als Batteriescheider verdichtet.

Zur Bestimmung der Verdichtungstemperatur muß man jedes Polymere empirisch untersuchen. Hierbei wird die höchste

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Temperatur festgestellt, bei der kein Schmelzen auftritt, beispielsweise für Polypropylen eine Temperatur von l60°C. Die Verdichtung wird bei dieser Temperatur durchgeführt. Wenn die Porosität nicht ausreichend ist, so werden Proben bei nach und nach niedrigeren Temperaturen hergestellt, bis die Temperatur festgestellt wird, bei der die weiter unten erwähnten Werte für die Porosität erreicht werden.

Es besteht also manchmal die Notwendigkeit, sich an die Schmelztemperatur anzunähern und dann allmählich diese Temperatur in Abständen von zwei, drei oder fünf Grad abzusenken, bis die beste Temperatur in diesem Bereich festgestellt wird. Für Polypropylen liegt diese Temperatur etwa bei 1^9 C. Bei anderen Polymeren können jedoch erheblich unterschiedliche Temperaturen notwendig sein.

Trotzdem ist die Peststellung wichtig, daß im allgemeinen für die angemessene Temperatur zur Erreichung der kritischen Parameter für eine Bahn, die als Batteriescheider benutzt werden soll, der Bereich erheblich unter dem Schmelzpunkt des betreffenden Polymeren liegt. Allgemein liegt diese Temperatur 5 bis 20 und vorzugsweise 5 bis 15 P über dem Erweichungspunkt des Polymeren und 5 bis 15 und vorzugsweise 5 bis 35 P unter dem Schmelzpunkt desselben.

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Die Verdichtung, die unter Wärme und Druck erfolgt, wird vorzugsweise mit Kalanderwalzen durchgeführt, jedoch kann auch eine Presse verwendet werden, um eine nicht gewebte Bahn mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.' In beiden Fällen erfolgt das Verdichten mit einem feststehenden Zwischenraum, so daß die Bahn mit einem Druck von nicht mehr

als 0,7 kg/cm und vorzugsweise mit einem Druck von 0,14 bis

0,56 kg/cm behandelt wird. Die Einstellung des Zwischenraums beim Pressen, die Größe und die Zusammensetzung der Fäden, die Dichte oder die ursprüngliche Verdichtung der Fäden, die Dicke der Ausgangsbahn und die Dicke der fertigen Bahn sollen mit den Arbeitsbedingungen so abgestimmt sein, daß die verdichtete Bahn eine Porosität von mindestens ■ 40 % und vorzugsweise von 50 bis 65 % besitzt. Demzufolge ist die Porositätsretention vorzugsweise größer als ¹IO % und insbesondere größer als 50 % am Ende der Verdichtung. Die Porengröße ist vorzugsweise kleiner als ¹IO Mikron und insbesondere kleiner als 20 Mikron. Bei den bevorzugten Bahnen gemäß Erfindung liegt der festgelegte Zwischenraum zwischen den Verdichtungsmitteln bei 76 bis 152¹I ,um für die nicht geschmolzenen Bereiche.

Das Verschmelzen der Fasern in den äußeren Bereichen der Rippen oder Prägungen wird vorzugsweise ausgeführt, indem auf die Fasern ein ausreichend hoher Druck ausgeübt wird,

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so daß durch Verschmelzen eine praktisch kontinuierliche Membran gebildet wird, obwohl die Fasern oder Fäden auf Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Thermoplastes erhitzt wurden. Ist die Temperatur höher als die Schmelztemperatur, bilden sich normalerweise im Harz in den äußeren Bereichen der Rippen Vertiefungen oder Löcher. Die Porosität der Bahn beträgt, wie beschrieben, vorzugsweise mehr als 40 bis 65· %' Die Temperatur liegt jedoch vorzugsweise oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasts. Mindestens ein Teil des äußeren Bereiches wird vorzugsweise auf eine Dicke von nur 38,l,u bis 635/U, vorzugsweise 76,2.u bis 38l,u und insbesondere 127/U bis 25²I/U gepreßt. Die Temperatur, bei der das Verschmelzen erfolgen soll, und der Preßdruck müssen sorgfältig geregelt und den Temperaturbedingungen, der Fadenoder Fasergröße und ähnlichem angepaßt sein, so daß nicht ein einziges Loch in der Bahn gebildet wird, weil hierdurch ein Kurzschluß in einer Batterie entstehen würde.

Das Verschmelzen kann gleichzeitig mit dem Verdichten der Matte oder Bahn zur Bildung schmaler Poren und anderer wichtiger Bahneigenschaften erfolgen. Bei der beschriebenen bevorzugten Verfahrensweise wird jedoch zunächst die Bahn gleichzeitig verdichtet und geprägt und dann dem Verschmelzungsschritt unterworfen, wobei die äußeren Bereiche der Profile verschmölzen werden und die dort befindlichen Zwi-

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schenräume, Maschen oder ähnliches durch Erwärmen und Druckeinwirkung verschmolzen werden, während gleichzeitig die nichtgeprägte Oberfläche praktisch weder Druck- noch Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird. Bei Bahnen aus Polypropylenfasern werden die äußeren Bereiche der Profile vorzugs\?eise bei Temperaturen von 122,1⁰C bis l60°C behandelt. Normalerweise führt die Prägung zu wellenförmigen Profilen gemäß Fig. h. Jedoch sind auch andere Prägeformen und Arten möglich, wie sie beispielsweise in der russischen Patentschrift 258 887 beschrieben sind.

Die Endabmessungen der nicht gewebten Bahn schwanken je . nach Einsatzzweck und auch bei der Verwendung als Batteriescheider hängen die Abmessungen von der entsprechenden Batteriezelle ab, so daß das Längsschneiden und Querschneiden entsprechend eingestellt werden muß. Das Längsschneiden erfolgt am besten unmittelbar nachdem die Bahn den Spalt der Kalandrierwalzen nach dem Zusammendrücken und Prägen verlassen hat. Wird die Bahn mit Platten verpreßt, soll sie vorzugsweise unmittelbar nach dem Pressen in heißem Zustand geschnitten werden.

Für Batterieschexder ist eine kleine Porengrqße zweckmäßig, da dadurch eine wirksame Barriere gegenüber dem

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Plattenmaterial geschaffen wird, wobei für den gewünschten niedrigen elektrischen Widerstand der Batterie eine große Porosität in der erfindungsgemäßen Bahn erwünscht ist. Bei jeder nicht gewebten Bahn aus Fäden gegebener Größe wird durch eine vergrößerte Porosität auch die maximale Porengröße erhöht, da der Abstand zwischen den benachbarten Fäden vergrößert werden muß. Eine kleinere Porengröße kann mit einer großen Porosität dadurch erreicht werden, daß man den Fadendurchmesser verringert. Indem man bei gleichem Harzgewicht äußerst kleine Fäden bildet und diese unregelmäßig verteilt, wird der Abstand zwischen den Fäden verringert, so daß kleinere Poren erhalten werdän. Bei äußerst dünnen Fäden von 1 bis 10 Mikron kann man erfindungsgemäß eine Kombination von niedrigem elektrischen Widerstand und äußerst kleinen Poren in der Bahn erzielen.

In einigen Fällen können die geprägten Rippen nachbehandelt oder geglättet werden. Im Anschluß an die Rippenbildung und Verdichtung wird die geprägte Matte durch weitere Kalanderwalzen mit feststehendem Spalt geführt, die eine glatte Oberfläche haben und· zwischen 20 und 150⁰C heiß sein können. Mit diesen Walzen werden die Rippen wieder teilweise abgeflacht, so daß die Gesamtkonfiguration des Batterieseheiders genauer eingestellt werden kann. Die

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abgeflachten Bereiche sollen möglichst stark verschmolzen sein, da dieser Bereich an der positiven Platte liegt.

In der erfindungsgemäßen Bahn sind die Fäden öder Fasern zu einer Matte mit einem ersten Oberflächenbereich und einem zweiten Oberflächenbereich ausgebildet, wobei sich der erste Oberflächenbereich über den zweiten Oberflächenbereich erhebt und dessen Fäden oder Fasern zumindest zu einem Teil verschmolzen sind, so daß sich zwischen ihnen praktisch keine Zwischenräume befinden. Mindestens ein Teil des zweiten Oberflächenbereiches besitzt zwischen den Fäden oder Fasern solche Zwischenräume, Maschen, öffnungen oder ähnliches. Zwischen dem verschmolzenen Bereich und dem Bereich mit den Zwischenräumen befindet sich ein Übergangsbereich mit ständig zunehmendem Verschmelzüngsgrad, der sich von dem mit Durchgängen versehenen Bereich in Richtung des verschmolzenen Bereichs erstreckt. Der verschmolzene Teil der Bahn ist 38,1 bis 635/U dick, vorzugsweise 76,2 bis 381,u und ins-

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besondere 127 bis 25¹J/U, während die nichtverschmolzenen Bereiche 127 bis 1270,u oder mehr, vorzugsweise 25*1 bis 508 ,u dick sind, wobei mehr als Ho %_t vorzugsweise 50 bis 65 % und insbesondere mehr als 50 % Porosität beibehalten wird. Die maximale Porengröße beträgt vorzugsweise weniger als HO Mikron; bei Bahnen höherer Qualität beträgt die maximale Porenweite weniger als 20 Mikron und insbesondere 7 bis 20 Mikron. Die Fasern haben üblicherweise einen Durchmesser von weniger als 10 Mikron_a vorzugsweise 1 bis 10 Mikron, insbesondere 1 bis 5 Mikron. Das Grundgewicht der Bahnen beträgt vorzugsweise 10 bis 500 g/m und insbesondere 20

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bis 300 g/m . ■

Der nichtgewebte Batteriescheider ist vorzugsweise gewellt ₃ wobei die äußeren verschmolzenen Bereiche die äußeren Bereiche der Wellung bilden. Die feinen Fäden oder Fasern der Bahn bestehen aus Kunststoff, vorzugsweise aus den angeführten Harzen.

Werden die Batteriescheider dem Standardtest des Battery Council International, ISO! Murchison Drive, Burlingame, California, unterworfen, beträgt der anfängliche elektrische Widerstand (Initial Electrical Restistance) nach 2k Stunden nicht mehr als 25 Milliohm und vorzugsweise nicht mehr als 20 Milliohm. In einer Batterie (Group 2k, ÄH-Bätterie), die

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in Übereinstimmung mit der SAE J537g für Kaltstart geprüft wird, werden mindestens 1,00 Volt je Zelle bei 280 Ampere/ Sekunde nach 30 Sekunden erhalten und der elektrische Widerstand beträgt- nach dem Versuch nicht mehr als 25 Milliohm. Es wurde beobachtet, daß unter Kaltstartbedingungen hohe Ampereabnahme zur Delaminierung in solchen Bahnen führt, die nicht die erfindungsgemäßen Charakteristika aufweisen. Bei den erfindungsgemäßen Batteriescheidern wird unter Kaltstart bedingungen dieser Nachteil praktisch nicht beobachtet. Das bedeutet, das praktisch keine delaminierten Bereiche, Störungen oder Beschädigungen der Oberfläche der Bahn beobachtet werden können, die größer als etwa 762 bis 1270,u sind.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert .

Beispiel 1

22j7 kg Polypropylenharz (Enjay, TM Standard Oil Co. E-117) mit Gehalt an Additiven wie Oxydationsstabilisatoren werden über 17 (Fig. 1) und durch den Extruder 20 gegeben, indem das Harz bei etwa 343°C -10° behandelt wurde. Aus dem Extruder tritt das Produkt durch das Mundstück 21 aus, das auf 332 il5° gehalten wird. Die Temperatur der Verdünnungsluft beträgt an den Düsenlippen 31 und 32 etwa 36O⁰ ^10⁰C. Die Polymeraustrittsgeschwindigkeit beträgt 0,5 -0,2 g/Loch/min. Die Luft-

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geschwindigkeit beträgt 13,6 bis 18,1 kg/O,W kg Polymer/ Minute. Der. Kollektor 27 ist von dem .Mundstück 21 .im Abstand.

von 22,86 cm angeordnet. Die Fäden oder Pasern werden zu

ο ■ einer Bahn gesammelt, deren Grundgewicht 175 ß/ni beträgt.

Die Bahn wird in geeignete Batteriescheidergrößen einer Weite von 20,32 cm geschlitzt und dann durch den Ofen 35 bei 135°C und anschließend durch die Verdichtungs- und Prägungskalanderrollen Ul und 42 bei der gleichen Temperatur geleitet und auf eine Dicke von etwa 406,4 .u durch einen Spalt von. 457,0,u gepreßt. Die verdichtete Bahn wird dann durch die Verschmelzwalzen 43 und 44 geleitet, die bei 121,1⁰C betrieben werden, und die Rippenbereiche werden gemäß Fig. 3, 4 und 5 gepreßt. Die Oberflächenbereiche zwischen den Ausprägungen oder Rippen werden gemäß Fig. 3 von den Walzen entfernt gehalten. Nach einem zweiten Kalandrieren wird die Bahn gekühlt und zur Verwendung als Batteriescheider in Abschnitte von 30,48 cm Länge zerschnitten.

Fig« 6 gibt den Zustand einer Bahn nach Durchgang durch die Walzen 41 und 42 aber vor dem Durchgang durch die Rollen 43 und 44 wieder. Nach dem Durchgang durch die V/alzen 43 und 44 ergeben sich die Figuren 7 und 8. In Fig. 7 ist die Verschmelzung der äußeren Bereiche der Rippen sehr weitgehend aber noch nicht vollständig. In Fig. 8 ist die Verschmelzung praktisch vollständig. Obwohl sich eine polymere "Membran" zwischen den Fäden oder Fasern ausgebildet hat, sind die Konturen

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der ursprünglichen Fasern oder Fäden noch zu erkennen. Ein guter Hinweis auf den Grad der Verschmelzung besteht in der Transparenz des Produktes. Ein völlig transparentes Produkt ist im allgemeinen vollständig verschmolzen.

Es wurde überraschenderweise-gefunden, daß das erfindungsgemäße Verschmelzen der Bahn den bevorzugten oxydativen Angriff auf die oberen Bereiche der Rippen in mit solchen Scheidern versehenen Batterien verhindert. Das ist insofern überraschend, weil durch das Verschmelzen die Bahn zu einer dünnen Membran ausgebildet wird und diese mit dem oxydativsten Bereich der Batterie, der Plattenoberfläche der positiven Platte, in Berührung steht. Die Bahn enthält bereits wegen der hohen Temperaturen während des Herstellverfahrens abgebautes Harz. Die Fäden oder Fasern bestehen demnach aus einem Harz, das in merklichem Umfang abgebaut ist und besonders leicht weiter oxydativ oder anders geschädigt werden kann. Durch die verminderte oder verhinderte Permeabilität wird jedoch offensichtlich der Einfluß der oxydativen Umgebung verhindert, der bei anderen gerippten aber nicht teilweise verschmolzenen Batterieabseheidern nachteilig beobachtet wird. Durch das Verschmelzen der Bahnbereiche werden außerdem steifere Rippen erhalten, die die nichtgeprägten Bereiche der Bahn gleichmäßig von der positven Platte entfernt halten. Darüber hinaus wird durch Verschmelzen der Rippen der ganze

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Batteriescheider steifer, wodurch eine bessere Handhabung der Scheider in Batterien ermöglicht wird. Die verschmolzenen Rippen wirken hierbei als tragende Versteifung.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Batteriescheider ist deren hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber rauher Behandlung und Verschleiß überraschend. Dies gilt besonders bei der Verwendung in Autobatterien, bei denen der Verschleiß auch durch mechanische Einflüsse besonders leicht eintritt. Die bei bisherigen Batterieabscheidern nicht verschmolzenen Fasern oder Fäden neigen dazu, beschädigt und oxydiert zu werden, während durch das Verschmelzen der Fasern in den Rippenbereichen diese Nachteile nicht auftreten. Das ist besonders überraschend, wenn man berücksichtigt, daß die verschmolzenen Bereiche wesentlich dünner sind. Ein weiterer Vorteil der verschmolzenen Rippen besteht in dem erhöhten Federungsvermögen» Werden die erfindungsgemäßen Scheider zwischen zwei Batterieplatten eingefügt und dann fest in eine Batteriezelle eingebracht, werden die Bauteile durch die Rückfederung der Batteriescheider nach außen gedrückt und dadurch fester in ihrer jeweiligen Position innerhalb der Zelle gehalten, wodurch Beschädigungen und Verschleiß der Batteriebauteile in der Zelle und der Batteriescheider vermindert wird. Die verbesserte Steifheit erhöht ebenfalls die Widerstandsfähigkeit der Rippen*

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Diese Vorteile werden erfindungsgemäß erreicht, ohne daß es nötig ist, die Rippen besonders auszurüsten oder zu beschichten oder Batteriescheider aus zwei oder mehr Komponenten zu verwenden. Auf diese Weise werden beispielsweise auch Bindeoder Klebeschwierigkeiten bei der Herstellung solcher Batteriescheider vermieden. Durch die verschmolzenen Rippen treten natürlich auch gewisse Nachteile auf. Ein Nachteil besteht darin, daß der elektrische Widerstand wegen des Porositätsverlustes erhöht ist. In den hergestellten Batteriescheidern beträgt der Porositätsverlust etwa 10 %\ der elektrische Widerstand hängt natürlich von der Größe der verschmolzenen Gebiete ab.

Es wurde gefunden, daß es wesentlich ist, schrittweise von den verschmolzenen Bereichen zu den völlig porösen Bereichen überzugehen. Hierdurch wird vorteilhafterweise die Spannung innerhalb des Scheiders vermindert, wodurch der Abbau der Polymeren, die im allgemeinen unter Spannung schneller abbauen, ebenfalls vermindert wird. Je weiter man sieh von den äußeren Bereichen der Rippen entfernt, umso geringer braucht der Verschmelzungsgrad zu sein. Je geringer der Verschmelzungsgrad ist, desto geringer ist das Abblocken des Elektrolyten und desto geringer ist der elektrische Widerstand. Zusätzlich werden durch die beschriebenen kritischen Toleranzen während der Herstellung weitere vorteilhafte Verbesserungen erreicht, weil während des Pressens die Wahrscheinlichkeit geringer wird, daß die Bahn eingeschnitten wird.

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Das oben erwähnte Grundgev/icht der Bahnen wird bestimmt, indem man -das Gewicht der Bahn in Gramm durch die. Bahnfläche in m teilt. Die maximale Porengröße wird bestimmt durch die Messung der größten Poren oder öffnungen in der Bahn, und zwar mittels eines Aminco-Winslow Quecksilberporosimeters.

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Claims

Ansprüche

f 1./Dünne mikroporöse blattförmige Bahn aus organischen Polymeren insbesondere zur Verwendung als Batteriescheider, die im wesentlichen aus flachen (in gleichen Ebenen liegenden) Bereichen und sich über diese erhebende gerippten Bereichen besteht, dadurch "gekennzeichnet, dass das Blatt eine gepresste, nicht gewebte Bahn des Polymeren ist, wobei mindestens einige der Fäden in den gerippten Bereichen miteinander verschmolzen sind und zwischen mindestens einigen der Fäden in den flachen Bereichen Zwischenräume, maschenähnliche Durchgänge oder Lücken vorhanden sind.

2. Bahn gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Fäden in den flachen Bereichen ebenfalls miteinander verschmolzen sind, wobei der Versehmelzungsgrad in den Rippenbereichen grosser als in den flachen Bereichen ist und die Rippenbereiche des Blattes weniger porös sind.

3. Bahn gemäss Anspruch 1 und Z_x dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden auf den nach aussen weisenden Rippenoberflächenbereichen unter Ausbildung eines weitgehend kontinuierlichen Films miteinander verschmolzen sind.

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4. Bahn gemäss Anspruch 1 bis 3_S dadurch gekenn-». _b zeichnet, dass die Fäden in den flachen Bereichen
hauptsächlich durch mechanische Verflechtung miteinander verbunden sind.

5. Bahn gemäss Anspruch 1 bis ¹J, dadurch ge- .. kennzeichnet, dass von den flachen Bereichen in Richtung auf die gerippten Bereiche des Blattes der Versehmelzungsgrad der Fäden weitgehend kontinuierlich
zunimmt .und die Porosität des Blattes weitgehend
kontinuierlich abnimmt.

6. Bahn gemäss Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass sich, einander abwechselnd, die flachen Bereiche und die gerippten Bereiche in eine Richtung erstrecken.

7· Bahn gemäss Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Blattes 10 bis

500 g/m beträgt.

8. Bahn gemäss Anspruch 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden einen Durchmesser von 0,05
bis 50 Mikron besitzen, dass die gerippten Bereiche
76,2 bis 381 Mikron und die- flachen Bereiche 127 bis

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1270 Mikron dick sind, wobei die maximale Porengrösse nicht mehr als 40 Mikron beträgt und die Retention der Porosität grosser als 40 % ist.

9. Bahn - . gemäss Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden thermoplastisch sind und einen Durchmesser von 1 bis 5 Mikron aufweisen, dass die gerippten Bereiche 254 bis 508 Mikron dick sind, und dass die Retention der Porosität mehr als 50 % -beträgt, wobei die maximale Porengrösse kleiner als 30 Mikron ist und das Gewicht 20 bis 300 g/m beträgt.

10. Batterie, in der jede Zelle mit einem Batteriescheider zwischen den positiven und negativen Platten- versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine blattförmige-Bahn gemäss Anspruch 1 bis 9 als Scheider verwendet wird.

11. Batterie gemäss Anspruch 10, dadurch,gekennzeichnet, dass der Batteriescheider so angeordnet wird, dass die Rippenbereiche an der positiven Platte anliegen und die positiven und negativen Platten durch die Federkraft des Scheiders fest in ihrer Stellung gehalten werden.

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12, Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen, dünnen Blattes gemäss Anspruch 1 bis 9j dadurch gekennzeichnet, dass nan eine nicht gewebte Bahn aus Polymerfäden bildet und auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Polymeren erhitzt und in zwei Stufen zu einem mikroporösen Blatt presst, wobei in der ersten Stufe weitgehend gleichförmig Wärme und Druck auf alle Bereiche des Blattes

* ausgeübt werden und im zweiten Schritt ungleichmässig Wärme und Druck ausgeübt xverden, wodurch die gerippten Bereiche in grösserem Ausmass als die flachen Bereiche gepresst werden und hierdurch die gerippten Bereiche verstärkt werden, während in den flachen Bereichen

' die Mikroporosität erhalten bleibt.

13. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man in der ersten Stufe die gerippten Bereiche in einer anfänglich flachen Bahn ausbildet.

l4.Verfahren gemäss Anspruch 12 und 13 _s dadurch gekennzeichnet, dass man die gerippten Bereiche durch Kalandrieren der Bahn zwischen Kalanderoberflächen ausbildet, die gleichmässigen Abstand voneinander aufweisen.

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15- Verfahren gemäss Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man in der zweiten Stufe die Rippenbereiche durch Kalandrieren der Bahn zwischen Kalanderoberflächen presst, die in den flachen Bereichen weiter als in den gerippten Bereichen voneinander, entfernt sind.

16. Verfahren gemäss Anspruch 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Kalanderdruck in der zweiten Stufe auf die gerippten Bereiche einwirkt , während die flachen Bereiche von den Kalanderoberflächen nicht gepresst werden.

17. Verfahren zur Herstellung eines nicht gewebten Batteriescheiders mit verschmolzenen gerippten Bereichen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein thermoplastisches Harz bei Temperaturen oberhalb 288 C behandelt, dass man die Mischung durch eine Reihe von Öffnungen als geschmolzene Stränge führt, dass man einen heissen Gasstrom durch Gasschlitze unmittelbar oberhalb und unterhalb der Öffnungen leitet, und dass man die Stränge zu Fäden mit Durchmessern zwischen 0,5 und 50 Mikron flächenförmig verdünnt, dass man die Fäden im Abstand von 2,54 cm bis 76,2 cm von den Öffnungen auf einer sich kontinuierlich bewegenden Aufnahraevorrichtung in Form einer Bahn einer Dicke zwischen 508 bis 5080

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19- Verfahren zur Herstellung einer geprägten Fadenbahn, dadurch gekennzeichnet, dass wan eine Fadenbahn mit Lücken oder maschenähnlichen Durchgängen zwischen den Fäden in erste Bereiche ausbildet, deren Aussenbereiche sich über zweite Bereiche erheben, dass man die Fäden verschmilzt und mindestens weitgehend die Lücken in den ersten Aussenbereichen eliminiert, während mindestens wesentliche Teile der zweiten Bereiche zwischen den Fäden offen bleiben.

20. Verfahren gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bereiche der Fadenbahn, die die ersten und zweiten Bereiche verbinden, so behandelt, dass die Fäden in fortlaufend vermindertem Umfang von den weitgehend verschmolzenen äusseren Bereich her in Richtung auf den zweiten Bereich, in dem zumindest ein Teil des Bereichs offen ist, in abnehmendem Umfang verschmolzen v/erden.

21. Verfahren gemäss Anspruch 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass man als Bahn eine nicht gewebte Bahn verwendet, die anfänglich 508 bis 5O8OvUm stark ist und .:

bei der der Fadendurchmesser 0,5 bis 50 Mikron und das

ο
Grundgewicht 10 bis 500 g/m betragen, und dass man

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die Bahn verpresst, bis der zweite Bereich etwa etwa 127 bis 1270 Mikron stark ist und eine Porositätsretention von mehr als '(0 % aufweist, wobei die maximale Porenweite weniger als 40 Mikron beträgt, und dass man den ersten Bereich in einer Vielzahl voneinander abgesetzten linearen Rippen ausbildet, die sich von einer Kante der Bahn zur gegenüberliegenden Kante erstrecken.

22. Verfahren gemäss Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bahn aus einem Thermoplast bildet, und dass man das Verschmelzen bei Temperaturen zwischen dem Erweichungspunkt und dem Schmelzpunkt des Thermoplasts durchführt, und dass man mindestens einen Teil des äusseren Bereichs auf eine Dicke von 127 bis 635 Mikron vermindert.

23. Verfahren gemäss Anspruch I9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man das Pressen und Verschmelzen gleichzeitig ausführt.

2h. Verfahren gemäss Anspruch 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst die gesamte Fadenbahn verpresst und gleichzeitig formt, und dass man dann die Fäden im äusseren Bereich vollständig verschmilzt und die

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Zwischenräume durch Pressen und Erhitzen des äusseren Bereichs schliesst und gleichzeitig den zweiten Bereich weitgehend von der Hitzeeinwirkung ausnimmt und keinen Druck auf diesen ausübt.

25. Verfahren gemäss Anspruch 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man Polypropylenfäden und Temperaturen zwischen dem Erweichungspunkt und Schmelzpunkt des Thermoplasts im Bereich von etwa 138⁰C bis l60°C verwendet.

26. Verfahren gemäss Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, dass man die Polypropylenfäden aus einem Harz bildet, das in einem Extruder bei Temperaturen 'zwischen 3l6°C und ^82 C thermisch vorbehandelt wurde, dass man die Fäden bildet, indem man das Harz durch öffnungen bei Temperaturen zwischen 301 C und 399°C führt, dass man die Fäden in einem Gasstrom aus oberhalb und unterhalb der öffnungen angeordneten Schlitzen bei Temperaturen zwischen 282°C und 538°C ausdünnt, dass man die Ausgangsbahn bildet, indem man die Fäden auf einer Aufnahmevorrichtung im Abstand von 2,5¹I cm bis ^5,72 cm von den öffnungen aufnimmt, dass man die Fäden auf Durchmesser zwischen 1 und 10 Mikron verdünnt, dass man die Fäden zu einer Ausgangsbahn der Dicke zwischen 508,um und 25¹JOyUm zusammenfasst, wobei das Basis-

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2 gewicht der Bahn zwischen 20 und 300 g/m liegt, dass man das Zusammenpressen und das Verschmelzen bei Temperaturen zwischen I¹O⁰C und 15¹J⁰C durchführt, dass man die Bahn, verpresst, bis die zweiten Bereiche eine Dicke von 25k bis 508 Mikron aufweisen, wobei der

2 '

Druck weniger als 0,7 kg/cm bei einem Abstand von 5 Mikron beträgt und eine Porosität von mehr als 50 % bei einer maximalen Porengrösse von weniger als 20 Mikron beibehalten wird, wobei durch das Verpressen die nicht gewebte Bahn in Wellenform ausgebildet wird, deren nach aussen gewölbten Wellen die Rippen und die Bereiche zwischen den VJellungen die zweiten Bereiche bilden.

27- Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Thermoplast als Polymer verwendet und das man das Erwärmen bei Temperaturen zwischen dem Erweichungspunkt und dem Schmelzpunkt 'des Thermoplasts durchführt.

28. Verfahren gemäss Anspruch 3_a dadurch gekennzeichnet ₃ dass man Hitze und Druck auf die ersten Bereiche durch geheizte Druckvorrichtungen ausübt, wobei die zweiten Bereiche in einem entsprechenden Abstand von den - geheizten Druckvorrichtungen gehalten werden, so dass

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- 4ο -

auf diese weder Druck noch Hitze in gleicher V/eise ...-_.,; . - -. einwirken.

29. Verfahren gernäss Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass man als geheizte Druckvorrichtungen einander ent-

. sprechende weibliche Vertiefungen und männliche Grate oder Erhöhungen, die um Kalanderwalzen herum angeordnet sind, verwendet, wobei die weiblichen Vertiefungen und die männlichen Erhöhungen in Bezug auf die Dicke der Bahn und in Bezug auf die zu erreichende Dicke demen- ■ sioniert sind, so dass sich die Bahn zwischen den v/eiblichen Vertiefungen und männlichen Erhöhungen der Kalanderwal-· zen erstreckt j ohne die ebenen Bereiche der Kalanderwalzen zu berühren.

30. Verfahren gemäss Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass man weitgehendst gleichen Druck einwirken lässt^ indem die gegenüberliegenden Seiten der Bahn mit zwei einander entsprechenden Kalanderwalzen mit gegenüberliegenden Oberflächen mit weiblichen Vertiefungen und inähnlichen Erhöhungen und dazwischenliegenden Flächen in Berührung gebracht werden, wobei die einander gegenüberliegenden Oberflächen im Bereich der Vertiefungen und Erhöhungen im wesentlichen gleich weit voneinander entfernt sind, ebenso wie im Bereich der flachen Eereiche,

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und dass man einen Druck von weniger als 0,7 kg/cm einwirken lässt, der durch einen festen gegebenen Abstand reguliert wird, wobei die gleichmässige und die ungleichmässige Druckeinwirkung in einem kontinuierlichen Verfahren ausgeübt werden.

31· Bahn zur Einwirkung von Wärme und Druck auf eine nicht gewebte Bahn eines hydrophoben organischen Polymeren in selektiver V/eise, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem ersten Paar Kalanderwalzen, mittels derer ein im wesentlichen gleichförmiger Druck auf alle Bereiche der Bahn ausgeübt wird, und einem zweiten Paar von Kalanderwalzen besteht, dessen erste Rolle Rippen und Flächen zwischen den Rippen und dessen zweite Rolle Vertiefungen aufweist, die den Rippen auf der ersten Rolle entsprechen, sowie Flächen zwischen den Vertiefungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Rippen der ersten WaI^e und den Vertiefungen der zweiten Walze beim Pressen geringer als zwischen den Flächen auf der ersten Rolle und denen auf der zweiten Rolle ist.

32. Bahn gemäss Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen einen kleineren Radius als die Vertiefungen besitzen. . -

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33. Bahn gemäss Anspruch 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Paar Kalanderwalzen aus einer ersten Walze besteht, die Rippen trägt und einer zweiten Walze, die Vertiefungen enthält, die den Rippen auf der ersten Walze entsprechen.

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