DE2438918A1

DE2438918A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FIBER MATERIALS FROM THERMOPLASTIC Polymers

Info

Publication number: DE2438918A1
Application number: DE2438918A
Authority: DE
Inventors: Don O Grammer; Nigel I Palmer
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1973-08-13
Filing date: 1974-08-10
Publication date: 1975-02-27
Also published as: FR2240974B1; BR7406613D0; IT1019893B; FR2240974A1

Description

•jiiXKÜl;L & OTQL^ISM₁Gi . 'PATENTANWÄLTE• jiiXKÜl; L & OTQL ^ ISM ₁ Gi. 'PATENT LAWYERS

2 HAMBURGS'52".. .'2 HAMBURGS'52 "... '

BESELERSTRASSE 4 BESELERSTRASSE 4

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLLDR. J.-D. FRHR. by UEXKÜLL

DR. ULRICH GRAF STOLBERG OIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKEDR.ULRICH GRAF STOLBERG OIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

W.R. Grace & Co. (Prio: 13. August 1973W.R. Grace & Co. (Prio: August 13, 1973

US 387 910 - 11581)US 387 910 - 11581)

62 Whittemore Avenue ι62 Whittemore Avenue ι

Cambridge, Massachusetts USA Hamburg, 9. August 1974 Cambridge, Massachusetts USA Hamburg, August 9, 1974

Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus thermoplastischen Polymeren Process for the production of nonwovens from thermoplastic polymers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus thermoplastischen Polymeren durch Schmelzblasen des Polymeren unter Ausbildung von Fasern und Zusammenfügen der Fasern zu einer Matte, die besonders als Batteriescheider, insbesondere als Scheider für alkalische Batterien, günstige Eigenschaften aufweist. Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft ein Vlies aus Polypropylenfasern.The invention relates to a method for producing fiber webs from thermoplastic polymers by meltblowing the polymer to form fibers and joining the Fibers into a mat, which is particularly useful as a battery separator, in particular as a separator for alkaline batteries, has favorable properties. A preferred according to the invention Embodiment relates to a nonwoven made of polypropylene fibers.

Das erfindungsgemäße Vlies wird vorzugsweise durch Schmelzblasen hergestellt, obwohl das durch die Anwesenheit von Poren mit verhältnismäßig großen Abmessungen zusätzlich zu Poren mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen gekennzeichnete Vlies auch auf andere Arten hergestellt werden kann. Verhältnismäßig kleine Poren sind für Vliese normalerweise üblich. Mit "Schmelzblasen¹¹ wird das Extrudieren einer thermoplastischen Polymerschmelze durch Öffnungen und das Verfeinern des noch geschmolzenen extrudierten Polymeren in einem heißen Gasstrom bezeichnet. BeimThe web of the present invention is preferably made by meltblowing, although the web characterized by the presence of pores of relatively large dimensions in addition to pores of relatively small dimensions can be made in other ways. Relatively small pores are usually common for nonwovens. The term "melt blowing ¹¹ " refers to the extrusion of a thermoplastic polymer melt through openings and the refining of the still molten extruded polymer in a hot gas stream

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Schmelzblasverfahren liegt die Extrusionstemperatur den oberhalb von Temperaturen, die normalerweise zum Verspinnen von Fasern oder Filamenten aus der Schmelze Anwendung finden. Allgemeinen wird diese als Abbautemperatur bezeichnet. Beispielsweise finden für einen vorzugsweise verwendeten Thermoplasten wie Polypropylen zum Verspinnen aus der Schmelze normalerweise Temperaturen im Bereich von 232° bis 316°C Anwendung, wogegen zum Schmelzblasen Temperaturen zwischen 288 bis 371° C und in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise 316 bis 343 C gewählt werden. Die Temperatur des verfeinernden Gasstromes, vorzugsweise ein Luftstrom, kann für Polypropylen im Bereich von 282° bis 538° CIn the meltblown process, the extrusion temperature is above Temperatures normally used for spinning fibers or filaments from the melt. General will this is referred to as the degradation temperature. For example, find a thermoplastic that is preferably used, such as polypropylene temperatures in the range from 232 ° to 316 ° C are normally used for spinning from the melt, whereas for meltblowing Temperatures between 288 to 371 ° C. and, in the process according to the invention, preferably 316 to 343 ° C. can be selected. The temperature of the refining gas stream, preferably an air stream, can range from 282 ° to 538 ° C for polypropylene

liegen.lie.

Die Herstellung eines Polypropylenvlieses mittels eines Schmelzblasverfahrens ist bekannt. Beispielsweise beschreibt die USPS 3 650 866 das Extrudieren von Polypropylen durch eine Vielzahl von öffnungen bei einer oberhalb der zum Verspinnen von Polypropylen aus der Schmelze liegenden Temperatur, das , Verfeinern der gerade gesponnenen Fäden durch eine Heißluftstrom, der in Extrusionsrichtung der Fasern bläst und das Zusammenfügen der verfeinerten Fasern zu einer Matte. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Schmelzblasverfahren, das mit einer weitgehend ähnlichen Vorrichtung durchgeführt werden kann, wie sie in der angeführten USPS beschrieb en ist.The production of a polypropylene fleece by means of a meltblown process is known. For example, USPS 3,650,866 describes extruding polypropylene through a Large number of openings at a temperature above that for spinning polypropylene from the melt, the Refining the threads that have just been spun by means of a stream of hot air that blows in the direction of extrusion of the fibers and the joining the refined fibers into a mat. The inventive method is a meltblown process, which is largely with a similar device as described in the cited USPS can be performed.

Es wurde gefunden, daß das durch ein Schmelzblasverfahren hergestellte Vlies besonders günstig als Batteriescheider in alkalischen Akkumulatoren verwendet werden kann, wenn das Verfahren so durchgeführt wird, daß mindestens/s% Qß/HtSBl \ It has been found that the fleece produced by a meltblown process can be used particularly favorably as a battery separator in alkaline accumulators if the process is carried out in such a way that at least / s% Qβ / HtSBl \

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

der Fasernanzahl zu Fasernbündeln versträngt werden. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß mindestens 50 % der Fasern verstrangt. the number of fibers to be stranded into fiber bundles. Preferably According to the invention, at least 50% of the fibers are stranded.

Das Verstrangen von Fasern ist eine bekannte Erscheinung, die beim Schmelzblasverfahren auftreten kann, normalerweise aber als nachteilig angesehen wird. Es wurde jedoch gefunden, daß die Anwesenheit von verstrangten Fasern in einem Vlies von schmelzgeblasenen Fasern günstig sein kann, da dies zur Anwesenheit von faserigen Elementen mit zwei verschiedenen Größenordnungsabmessungen führt, wobei ein Teil der faserigen Elemente luftverfeinerte Einzelfasern sind, während der andere Teil der faserigen Elemente aus Faserbündeln gebildet wird. Diese Größenunterschiede führen wiederum zur Ausbildung von großen Poren in Verbindung mit kleinen Poren, wie sie üblicherweise in Vliesen schmelzgeblasener Fasern auftreten, und man glaubt, daß die großen Poren, von denen einige größer als 60 ./um sind, dem Batteriescheider die erfindungsgemäßen günstigen Eigenschaften verleihen.Entanglement of fibers is a well-known phenomenon that can occur in meltblown processes, but usually as is considered disadvantageous. It has been found, however, that the presence of stranded fibers in a web of Meltblown fibers can be beneficial as this allows for the presence of fibrous elements of two different magnitudes with some of the fibrous elements being air-refined single fibers while the other Part of the fibrous elements is formed from fiber bundles. These differences in size in turn lead to the formation of large pores associated with small pores commonly found in nonwovens of meltblown fibers, and it is believed that the large pores, some of which are larger than 60 ./um, give the battery separator the favorable properties according to the invention.

Die DT-OS P 19 63 384 beschreibt ein Schmelzblasverfahren zur Herstellung eines Vlieses insbesondere zur Verwendung als Batteriescheider. Nach dieser Beschreibung werden die aus der Schmelze versponnenen Polypropylenfasern zu sehr feinen Abmessungen luftverfeinert, haben eine Faserdicke von weniger als 10 ,um und die gebildeten Polypropylenvliese haben PorengrößenThe DT-OS P 19 63 384 describes a meltblown process for the production of a fleece, in particular for use as Battery separator. According to this description, the polypropylene fibers spun from the melt become very fine Dimensions, air refined, have a fiber thickness of less than 10 µm and the polypropylene nonwovens formed have pore sizes

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von weniger als 40 ,um, bei Vliesen von besserer Qualität weniger als 25 ,um. Diese Vliese sind für Batteriescheider in Blei-, Schwefel-, Säure Batterien gut geeignet. In dieser Beschreibung wird der Gasstrom so gesteuert, daß die Fasern sich während des Verfeinerns nicht berühren und somit kein Verstrangen zu Faserbündeln erfolgt.less than 40 µm, for nonwovens of better quality less than 25 to. These fleeces are in for battery separators Lead, sulfur, acid batteries are well suited. In this description the gas flow is controlled so that the fibers Do not touch each other during the refining process and thus no stranding into fiber bundles takes place.

Die am 8. November 1972 veröffentlichte GB-PS 1 295 267 beschreibt ebenfalls die Herstellung eines Polypropylen-Vliesmaterials mittels eines Schmelzblasverfahrens, wobei das erhaltene Material als Rohmaterial zur Herstellung von Batteriescheidern verwendbar ist. Gemäß dieser GB-PS wird ähnlich wie bei der DT-OS 1 963 384 das Polypropylen bei einer Temperatur oberhalb von 232° bis 260° C oder bis zu 316° C wie beim Verspinnen von Fasern aus der Schmelze extrudiert, und zwar bei einer höheren Temperatur vorzugsweise im Bereich von 327 bis 427° C, was zu einer thermischen Zersetzung des Polymeren führt. Die Fasern werden in einem Luftstrom verfeinert und die GB-PS 1 295 267 stellt dazu fest, daß günstigerweise die Bildung von Strängen vermieden werden soll, wozu es heißt, daß solche Stränge dann auftreten, wenn die Luftströme nicht genau eingestellt sind, so daß die verfeinerten Fasern miteinander in Berührung kommen und sich in Form zusammengefaßter Stränge ablagern. Unzureichender Luftdruck oder eine Verstellung ent-GB-PS 1,295,267 published November 8, 1972 describes also the production of a polypropylene nonwoven material by means of a meltblown process, the obtained Material can be used as a raw material for the production of battery separators. According to this GB-PS will be similar to in DT-OS 1 963 384 the polypropylene at a temperature above 232 ° to 260 ° C or up to 316 ° C as in spinning of fibers extruded from the melt, at a higher temperature preferably in the range of 327 to 427 ° C, which leads to thermal decomposition of the polymer. The fibers are refined in a stream of air and the GB-PS 1 295 267 states that the formation of strands should advantageously be avoided, for which purpose it is said that such strands occur when the air currents are not precisely adjusted so that the fibers refined together come into contact and deposit in the form of bundled strands. Insufficient air pressure or an adjustment

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weder des unteren oder des oberen Gasschlitzes kann zu solcher Strangbildung in dem Vlies führen. Die Gasströmungsgeschwindigkeiten werden ausreichend erhöht, so daß sich derartige Stränge nicht bilden und Vliesmaterialien erhalten werden, die von Strängen frei sind. Wenn die Luftströmungsgeschwindigkeiten zu niedrig sind, bilden sich große grobe Fasern. Diese Fasern neigen im allgemeinen dazu, strangförmige Bündel in dem Vlies zu bilden, was gemäß der GB-PS 1 295 267 zu einer groben, unbiegsamen, brüchigen Vliesstruktur führt. Bei höheren Luftströmungsgeschwindigkeiten werden feine fortlaufende Fasern von 8 bis 30 ,um erhalten und das entstehende Vlies ist von weicher und biegsamer Struktur.neither the lower nor the upper gas slot can lead to such Lead formation in the fleece. The gas flow rates are increased sufficiently so that such Strands do not form and nonwoven materials are obtained which are free of strands. When the air flow speeds are too low, large, coarse fibers will form. These fibers generally tend to be strand-like bundles to form in the fleece, which according to GB-PS 1 295 267 leads to a coarse, inflexible, brittle fleece structure. At higher airflow velocities, fine continuous Fibers from 8 to 30 to get and the resulting Fleece has a soft and pliable structure.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft weiterhin die Herstellung von Polypropylenvliesen mittels eines Schmelzblasver f ahrens, bei dem das Polypropylen bei Temperaturen extrudiert wird, welche oberhalb von den Temperaturen liegen, welche normalerweise beim Verspinnen von Fasern aus der Schmelze Anwendung finden, d. h. den sog. Abbautemperaturen, und . · · das Schmelzblasverfahren kann in einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie in der GB-PS 1 295 267 beschrieben ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird jedoch so durchgeführt, daß ein Vlies erhalten wird, welches einige größere Poren aufweist. Es hat sich gezeigt, daß für Batteriescheider für alkalische Batterien das Vorhandensein einiger größerer Poren vorteilhaft ist, da es dem Zusammenfallen des Separators entgegenwirkt.The method according to the invention also relates to the production of polypropylene nonwovens by means of a melt blown fabric a process in which the polypropylene is extruded at temperatures which are above the temperatures which normally used for spinning fibers from the melt find, d. H. the so-called degradation temperatures, and. · · The meltblown process can be carried out in one device as described in GB-PS 1,295,267. The inventive However, the method is carried out in such a way that a fleece is obtained which has a few larger pores. It has been shown that for battery separators for alkaline batteries, the presence of some larger pores is advantageous because it counteracts the collapse of the separator.

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Die großen Poren können dadurch erzielt werden, daß in dem Vlies ein kleiner Anteil von Fasern oder faserartigen Elementen größerer Dicke vorhanden ist. Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung handelt es sich bei diesen
dickeren faserartigen Elementen um Stränge von Faserlänge, welche gemäß den früheren Beschreibungen von Schmelzblasverfahren gerade vermieden werden sollen. Die angestrebte
Porosität kann jedoch gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung auch auf verschiedene andere Weisen erreicht werden, was im folgenden noch näher beschrieben werden soll, d. h. zusätzlich zu der Bildung von strangförmigen Fasern.The large pores can be achieved in that a small proportion of fibers or fiber-like elements of greater thickness is present in the fleece. According to the preferred embodiment of the invention, these are
thicker fibrous elements around strands of fiber length, which according to the earlier descriptions of meltblown processes are precisely to be avoided. The intended
Porosity can, however, according to another embodiment
of the invention can also be achieved in various other ways, which will be described in more detail below, ie in addition to the formation of strand-like fibers.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Herstellung
von thermoplastischen, zur Verwendung als Batteriescheider geeigneten Faservliesen vorgeschlagen, bei welchem ein thermoplastisches Polymer aus der Schmelze verblasen wird, worauf die gebildeten verfeinerten Fasern aufgefangen werden, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß einzelne Längen der verfeinerten Fasern miteinander versträngt werden, um Faserstränge zu erzeugen.According to the invention there is thus a method of production
proposed by thermoplastic nonwovens suitable for use as battery separators, in which a thermoplastic polymer is blown from the melt, whereupon the refined fibers formed are collected, this method being characterized in that individual lengths of the refined fibers are entangled together to form fiber strands produce.

Dieses Verfahren ist eine Ausführungsform des allgemeineren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem es sich um ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus thermoplastischen Polymeren durch Schmelzblasen des Polymeren unter Ausbildung von FasernThis method is an embodiment of the more general method of the present invention, which is a method for the production of fiber webs from thermoplastic polymers by melt-blowing the polymer to form fibers

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und Zusammenfügen der Fasern zur einer Matte handelt, wobei dieses dadurch gekennzeichnet ist, daß man in das Vlies faserförmige Elemente relativ feiner Stärke und faserförmige Elemente verhältnismäßig grober Stärke einbringt.and joining the fibers together to form a mat, this being characterized in that the non-woven fabric is fibrous Brings elements of relatively fine strength and fibrous elements of relatively coarse strength.

Wie nachfolgend beschrieben besteht das bevorzugte Verfahren zur Einbringung von groben faserförmigen Elementen in die Vliese darin, daß man die feinen Fasern zu groben Strängen bündelt, doch gibt es auch andere Möglichkeiten, um das Vorhandensein grober faserförmiger Elemente sicherzustellen, welche neben oder zusätzlich zu der Bildung von Fasersträngen Anwendung finden können.As described below, the preferred method of incorporating coarse fibrous elements into the nonwovens is by bundling the fine fibers into coarse strands, but there are other ways of ensuring their presence coarse fibrous elements ensure which next or can be used in addition to the formation of fiber strands.

Ganz allgemein ausgedrückt wird mit der vorliegenden Erfindung ein Batteriescheider für alkalische Akkumulatoren vorgeschlagen, welcher aus einem thermoplastischen Faservlies, vorzugsweise aus Polyolefinfasern besteht, und welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er verhältnismäßig feine faserförmige Elemente und verhältnismäßig grobe faserförmige Elemente enthält. Ein Unterschied in der Porengröße wird in dem Batteriescheider dadurch erreicht, daß die feinen faserförmigen Elemente voneinander unabhängige Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 15 ,um sind und daß die groben faserförmigen Elemente Einzelfasarn größerem Stärke enthalten. Bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Bat Lc-r jescheider wird dieser Größerunterschied dadurchIn very general terms, the present invention proposes a battery separator for alkaline accumulators, which consists of a thermoplastic fiber fleece, preferably of polyolefin fibers, and which is characterized is that it contains relatively fine fibrous elements and relatively coarse fibrous elements. A Difference in pore size is achieved in the battery separator by separating the fine fibrous elements from each other independent fibers with a diameter of less than 15 µm and that the coarse fibrous elements are single fibers greater strength included. In the preferred according to the invention Bat Lc-r jescheider this size difference is thereby

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erreicht, daß Faserstränge vorhanden sind, so daß die nichtverstrangten Fasern die feinen Fasern bilden und die Faserbündel, zumindest zum Teil, die groben Fasern darstellen.achieved that fiber strands are present, so that the non-stranded Fibers form the fine fibers and the fiber bundles, at least in part, the coarse fibers.

Der Unterschied in der Porengröße kann auch dadurch erreicht werden, daß ein Teil der Fasern hydrophob ist (Polypropylen ist von Natur aus hydrophob) und daß andere hydrophil sind (Polypropylenfasern können durch Behandlung mit einem Tensid hydrophil gemacht werden).The difference in pore size can also be achieved by the fact that some of the fibers are hydrophobic (polypropylene is inherently hydrophobic) and that others are hydrophilic (polypropylene fibers can be treated with a surfactant made hydrophilic).

Das bevorzugte thermoplastische Polymer ist ein Olefinpolymer, wobei Propylenpolymere und insbesondere Polypropylen besonders bevorzugt sind. Polyamide, insbesondere Nylon 6 und Nylon 66 lassen sich ebenfalls verwenden. Die Unterschiede in der Porengröße können schließlich auch dadurch erreicht werden, daß man in das Vlies grobe Fasern getrennt einarbeitet. Das Vlies ist für Gas und Elektrolytpermeabel, saugt den Elektrolyten auf und hält ihn. Eine bevorzugte Ausführungsform des Vlieses enthält ein Netzmittel. Das bevorzugte Netzmittel enthält mindestens zwei Komponenten, von denen eine im Elektrolyten einer alkalischen Batterie relativ lösbar, während die andere im alkalischen Elektrolyten relativ unlösbar ist.The preferred thermoplastic polymer is an olefin polymer, propylene polymers and especially polypropylene are particularly preferred. Polyamides, especially nylon 6 and nylon 66 can also be used. The differences in pore size can ultimately also be achieved thereby be that coarse fibers are incorporated separately into the fleece. The fleece is permeable to gas and electrolyte, sucks the Electrolyte on and holds it. A preferred embodiment of the fleece contains a wetting agent. The preferred wetting agent contains at least two components, one of which is relatively soluble while in the electrolyte of an alkaline battery the other is relatively insoluble in the alkaline electrolyte.

ο Das bevorzugte Vlies hat ein Grundgewicht von 17 bis 170 g/m , eine Dicke von 0,15 bis 1,25 mm, eine Porengrößenverteilung mit mindestens 40 % der Poren kleiner als 40.um und mindestens 5 % größer als 60,um und eine Restporosität von 40 bis 70 %, eine KOHAbsorptionskapazitat von 400 bis 1000 % basierend auf dem Gewicht der Vliese und eine KOHHaltefähigkeit von 100 bis 800 %,ο The preferred fleece has a basis weight of 17 to 170 g / m, a thickness of 0.15 to 1.25 mm, a pore size distribution with at least 40% of the pores smaller than 40 µm and at least 5% greater than 60 .mu.m and a residual porosity of 40 to 70%, one KOH absorption capacity of 400 to 1000% based on the weight of the fleece and a KOH holding capacity of 100 to 800%,

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is explained in detail with reference to the drawings. Show it:

Figur 1 ein Schema des Verfahrens.Figure 1 shows a scheme of the process.

Figur 2 eine Mikrofotografie eines erfindungsgemäßen alkalischenFIG. 2 is a photomicrograph of an alkaline according to the invention

Batteriescheiders.
Figur 2A ein während der Fasersammlung gebildetes dünneres Randgebiet, die Bildung des Vlieses zeigend.Battery separator.
Figure 2A shows a thinner edge area formed during fiber collection, showing the formation of the web.

Figur 2B eine große verstrangte Faser des Scheiders aus Figur 2. Figur 2C die auseinandergezogene Faser der Figur 2B. Figur 2D eine kleine verstrangte Faser des Scheiders aus Figur Figur 2E die auseinandergezogene Faser der Figur 2D. Figur 2F ein paar typische Einzelfasern.Figure 2B is a large stranded fiber of the separator of Figure 2. Figure 2C is the expanded fiber of Figure 2B. Figure 2D shows a small stranded fiber of the separator of Figure 2E, the expanded fiber of Figure 2D. Figure 2F shows a few typical individual fibers.

Die Figuren 2 und 2A sind 12 1/2-fach, die Figuren 2B bis 2E 25-fach und Figur 2F 50-fach vergrößert wiedergegeben.Figures 2 and 2A are 12 1/2 times, Figures 2B to 2E 25 times and FIG. 2F is shown enlarged 50 times.

Figur 3 ein Histogramm einer bevorzugten Porengroßenverteilung.FIG. 3 shows a histogram of a preferred pore size distribution.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer bevorzugten Ausführung nach Figur 1 durchgeführt. Das Harz, vorzugsweise Polypropylen, und das Netzmittel werden direkt miteinander vermischt und die Mischung wird in den Fülltrichter 17 des Extruders 20 eingebracht. Das Netzmittel kann auch direkt in den Extruderzylinder 20 eingebracht werden, oder es kann vorgemischt und die Mischung in Tablettenform dem Fülltrichter 17 zugesetzt werden.The method according to the invention is carried out in a preferred embodiment carried out according to Figure 1. The resin, preferably polypropylene, and the wetting agent are mixed directly with one another mixed and the mixture is introduced into the hopper 17 of the extruder 20. The wetting agent can also be used directly in the extruder barrel 20 are introduced, or it can premixed and the mixture can be added to the filling funnel 17 in tablet form.

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Das Harz ist im Extruder 2O vorzugsweise weitgehend abgebaut und wird durch den Extruder und durch das Formkopfstück 21 gepreßt. Das Formkopfstück 21 hat vorzugsweise eine Reihe von Formöffnungen 24, durch die das Harz in Form geschmolzener Stränge oder Fasern in einen Fluidstrom tritt, der das Harz zu Fasern 25 verfeinert. Die Fasern 25 werden auf einer beweglichen Sammelvorrichtung 26, beispielsweise einem Band 27, zur Bildung eines kontinuierlichen Vlieses 30 zusammengefaßt.The resin is preferably largely degraded in the extruder 2O and is pressed through the extruder and through the die head 21. The mold headpiece 21 preferably has a series of mold openings 24 through which the resin in the form of molten strands or fibers enters a fluid stream which refines the resin into fibers 25. The fibers 25 are on a movable collecting device 26, for example a belt 27, to form a continuous Fleece 30 summarized.

Der die Fasern verfeinernde Fluidstrom wird durch Düsen oder Schlitze und 32 geführt. Den Düsen 31 und 32 wird das Fluid, üblicherweise ein heißes Gas, vorzugsweise Luft, durch Fluidleitungen 33 und 34 zugeführt. Das Gas wird vorzugsweise aus den unmittelbar über und unter der Formöffnungsreihe liegenden Schlitzen bei einer Temperatur zwischen 282° und 538°C ausgestoßen. Man erkennt aus Figur 1, daß die Schlitze sich anschließend an· die Formöffnungsreihe parallel dazu erstrecken. Eine nähere Beschreibung der Form 21 gibt die US-PS 3 650 865.The fluid stream refining the fibers is through nozzles or slots and 32 led. The nozzles 31 and 32 is the fluid, usually a hot gas, preferably air, through fluid lines 33 and 34 supplied. The gas is preferably drawn from the slots immediately above and below the row of mold openings at a Temperature ejected between 282 ° and 538 ° C. It can be seen from FIG. 1 that the slots adjoin the row of mold openings extend parallel to it. A more detailed description of the mold 21 is given in US Pat. No. 3,650,865.

Auf die ursprünglich gebildeten Fäden trifft der Fluidstrom, vorzugsweise Gas und insbesondere Heißluft, unmittelbar nach dem Extrudieren und verfeinert die Fasern. Ein Teil der Fasern wird verstrangt, während ein anderer Teil der Fasern im verfeinernden Luftstrom unversträngt bleibt. In dem bevorzugten Verfahren werden die Fäden in einer unmittelbar vor und im Abstand zu den Formöffnungen 24 liegenden Ebene zu Einzelfasern verfeinert und zu Faserbündeln verstrangt. Die Grundfaser ist natürlichThe fluid stream, preferably gas and in particular hot air, hits the originally formed threads immediately after Extrude and refine the fibers. Some of the fibers are stranded, while some of the fibers are in the refining air flow remains unstrung. In the preferred method the threads are refined into individual fibers in a plane lying immediately in front of and at a distance from the mold openings 24 and stranded into fiber bundles. The basic fiber is natural

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die Einzelfaser, denn aus ihr werden die versträngten Faserbündel gebildet. Die bevorzugte Lufttemperatur zum Glätten und Verstrangen der bevorzugten Polypropylenfasern liegt zwischen 282 -538°C.the single fiber, because it becomes the stranded fiber bundle educated. The preferred air temperature for smoothing and twisting of the preferred polypropylene fibers is between 282-538 ° C.

Von allen erzeugten Fasern sollen vorzugsweise mindestens 50 % und insbesondere 90 % der Fasern mittlere Durchmesser von weniger als 15 ,um, vorzugsweise weniger als 10,um haben. Vorzugsweise sind mindestens 5 %, insbesondere mindestens 25 % und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mindestens 50 % aller Fasern verstrangt. Vorzugsweise verbleiben mindestens 1 %, insbesondere mindestens 5 % und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mindestens 10 % aller Fasern unversträngt. Der mittlere Querschnitt der verstrangten Bündel liegt vorzugsweise zwischen 15 bis 100,Um, insbesondere zwischen 25 bis 50,um.Of all the fibers produced, at least 50% and in particular 90% of the fibers should preferably have an average diameter of less than 15 µm, preferably less than 10 µm. Preferably are at least 5%, in particular at least 25% and in a particularly preferred embodiment at least 50% of all Stranded fibers. Preferably at least 1% remains, in particular at least 5% and in a particularly preferred embodiment at least 10% of all fibers not stranded. Of the The mean cross-section of the stranded bundles is preferably between 15 and 100 μm, in particular between 25 and 50 μm.

Die Fasern werden als selbsttragende Matte von der Sammel- und Aufnahmevorrichtung 26 zusammengefaßt. Die Sammelvorrichtung bewegt oder dreht sich ununterbrochen und liegt vorzugsweise 25 bis 75 cm von den faserbildenden Formöffnungen entfernt. In manchen Fällen kann die Sammelvorrichtung bis zu 90 cm von den Formöffnungen entfernt liegen. Es ist jedoch auch ein anderer Abstand zu den Formöffnungen denkbar.The fibers are combined by the collecting and receiving device 26 as a self-supporting mat. The collecting device moves or rotates continuously and is preferably 25 to 75 cm from the fiber forming mold openings. In some cases, the collection device can be up to 90 cm from the mold openings. However, it is also a different one Distance to the mold openings conceivable.

Im Vlies sind die Fasern "selbst-verkettet", wodurch das Vlies zusammenhängend ist und normaler Handhabung wie beispielsweise Auf und Abwickeln, Schneiden, Pressen, Kalandern etc. ohne Verlust seines im wesentlichen mattenartigen oder bahnartigenIn the fleece, the fibers are "self-chained", whereby the fleece is cohesive and normal handling such as Winding and unwinding, cutting, pressing, calendering etc. without Loss of its essentially mat-like or sheet-like

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-η--η-

Charakters standhalten kann. In den meisten Fällen, besonders bei Verwendung der bevorzugten Polymeren, tritt eine gewisse thermische oder Schmelzverkettung auf. Im allgemeinen wird das Verketten hauptsächlich durch die Verfilzung in der ursprünglichen Bahn oder Matte erreicht.Character can withstand. In most cases, especially when using the preferred polymers, some will occur thermal or fused linkage. In general, the chaining is mainly due to the entanglement in the original Reached the web or mat.

Es ist wichtig, die versträngte Fasermenge zu kontrollieren, so daß eine zusammenhängende Bahn mit besten Eigenschaften zur Verwendung in einer bestimmten alkalischen Batterie erzeugt wird. Von gleicher Bedeutung ist die Anordnung der Fasern im Strang, die eine gewünschte Porosität innerhalb des Stranges selbst gestattet oder ermöglicht. Auf diese Weise dienen die Außenabmessungen der Stränge zur Ausbildung von großen Poren, indem sie die darüber hinweglaufenden Fasern voneinander im Abstand halten, während sie gleichzeitig innerhalb der Stränge zu guten elektrolytischen Saug- und Halteeigenschaften führen. In dem insbesondere angewandten Verfahren werden mehr als 50 % der in einem Vlies vorliegenden gesamten Faserlängen zu Bündeln verstrangt.It is important to control the amount of fiber entangled, like this that a continuous web having the best properties is produced for use in a particular alkaline battery. The arrangement of the fibers in the strand, which allows a desired porosity within the strand itself, is of equal importance or enables. In this way, the external dimensions of the strands are used to form large pores by they keep the traversing fibers spaced apart while at the same time keeping them within the strands good electrolytic suction and holding properties. In the particular procedure used, more than 50% the entire fiber lengths present in a fleece are stranded into bundles.

Die Feinabstimmung des Verfahrens muß empirisch durch Einstellen " des Ausmaßes des Polymerabbaus zur Erzielung der Extrusionsviskosität erfolgen. Die Bandentfernung und die Luftmenge müssen ebenfalls erfahrungsgemäß eingestellt v/erden. Gewisse Einstellungen müssen auch während des Betriebes vorgenommen werden, während eine wesentliche Einstellarbeit jeweils zu Arbeitsbeginn durchgeführt werden muß. Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung, esThe process must be fine-tuned empirically by setting " the extent of polymer degradation to achieve the extrusion viscosity. The tape distance and the amount of air must be also set according to experience. Certain attitudes must also be carried out during operation, while essential adjustment work is carried out at the start of each work must become. The following examples are provided to illustrate it

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- λΐ- - λΐ-

müssen jedoch die Umgebungsbedingungen, kleine Veränderungen der Polymerchargen und ähnliches abgestimmt werden. Um das Verstrangen zu erhöhen, kann die Entfernung zwischen Sammelvorrichtung und Formöffnungen vergrößert werden. Wird das Verstrangen zu weit getrieben, dann nimmt die Verkettung der Fasern im Vlies übermäßig ab und es fehlt ihr die notwendig Festigkeit. Ein Herabsetzen der Luftzufuhr erhöht ebenfalls das Verstrangen, vergrößert jedoch auch die Fasergröße. Dies kann teilweise durch Erhöhung des Polymerabbaus und damit der Polymerviskosität an den Formspitzen ausgeglichen werden.however, the ambient conditions, small changes in the polymer batches and the like must be coordinated. About the mess To increase the distance between the collecting device and the mold openings can be increased. The problem is getting too far driven, then the interlinking of the fibers in the fleece decreases excessively and lacks the necessary strength. A belittling the addition of air also increases entanglement, but also increases the fiber size. This can be partly due to Increase in polymer degradation and thus the polymer viscosity at the mold tips can be compensated for.

Nachdem das Grundvlies gebildet wurde, wird eine Temperatur vorzugsweise auf - 10⁰C im Bereich zwischen dem Erweichungspunkt und dem Schmelzpunkt des Harzes eingestellt, was für das bevorzugte Polypropylen vorzugsweise zwischen 115,6°-154 C, und insbesondere zwischen 126,7°-143°C liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird dies in einem Gegenstromofen 38 durchgeführt. Danach wird das Vlies zur Erzielung der gewünschten Dicke, Porosität, Stärke, Stabilität und Verschleißfestigkeit verdichtet. Besonders von Bedeutung ist dies für die Herstellung von Batteriescheidern.After the base mat was formed, a temperature is preferably - 10 ⁰ C in the range between the softening point and the melting point of the resin is set, which for the preferred polypropylene preferably between 115.6 ° C -154, and more preferably between 126.7 ° - 143 ° C. In a preferred embodiment, this is done in a countercurrent oven 38. The fleece is then compressed to achieve the desired thickness, porosity, strength, stability and wear resistance. This is particularly important for the manufacture of battery separators.

Das Verdichten erfolgt vorzugsweise durch Kalanderwalzen 40 und 41, es kann jedoch auch eine Presse zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des Vlieses verwendet werden. In jedem Fall wird vorzugsweise ein Verdichten bei festgelegtem Spalt bevorzugt. Die Anordnung des Spaltes, die Größe und die Zusammensetzung der Fasern, die Dichte oder die ursprünglicheThe compression is preferably carried out by calender rolls 40 and 41, but a press can also be used to achieve the desired Properties of the fleece are used. In any case, compaction with a fixed gap is preferred preferred. The arrangement of the gap, the size and composition of the fibers, the density or the original

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Packung der Fasern, die Dicke des Grundvlieses und die Dicke der erhaltenen Matte sollten mit den Arbeitsbedingungen so abgestimmt sein, daß die verdichtete Matte die gewünschten Porenparameter besitzt. Bei den erfindungsgemäß bevorzugten Matten hat der festgelegte Spalt in der Verdichtungsvorrichtung die Abmessung von 0,076 bis 0,28 mm für Scheiderdicken zwischen 0,15 bis 0,3 mm.The packing of the fibers, the thickness of the base fleece and the thickness of the mat obtained should vary with the working conditions be matched so that the compacted mat has the desired pore parameters. In the preferred according to the invention Mats, the specified gap in the compacting device has the dimension of 0.076 to 0.28 mm for separator thicknesses between 0.15 to 0.3 mm.

Ein oder mehrere zusätzliche Walzenpaare, beispielsweise 42 und 43, können zur Erzielung der richtigen Parameter bei großen Durchlaufraten wünschenswert sein. Vorzugsweise werden die Walzen auf eine Temperatur im Bereich von - 10⁰C zwischen dem Erweichungspunkt und dem Schmelzpunkt des Harzes erhitzt; für das bevorzugte Polypropylen erfolgt das Erhitzen vorzugsweise auf einen Wert zwischen 115,6°-154°C, insbesondere auf 126,7-143°C.One or more additional pairs of rollers, such as 42 and 43, may be desirable to achieve the correct parameters at high throughput rates. Preferably, the rollers are heated to a temperature in the range from - 10 ⁰ C heated between the softening point and the melting point of the resin; for the preferred polypropylene, the heating is preferably carried out to a value between 115.6 ° -154 ° C., in particular to 126.7-143 ° C.

Unmittelbar nach dem Austritt der Matte aus dem Walzenspalt der Kalanderwalzen wird vorzugsweise ein Schlitzen durchgeführt. Die Matte kann mit dem Messer 44 in Figur 1 oder mit einem Rasiermesser leicht längsgeschnitten werden.Slitting is preferably carried out immediately after the mat emerges from the nip of the calender rolls. the Mat can be easily cut lengthways with the knife 44 in Figure 1 or with a razor.

Nach dem Schlitzen wird die Matte üblicherweise zur Verschiffung an einen Batteriehersteller aufgerollt, der sie quer zu Herstellrichtung in Stücke von gewünschter Länge zerschneidet. Selbstverständlich kann die Matte jederzeit auf die gewünschten Abmessungen geschnitten werden.After the slitting, the mat is usually rolled up for shipment to a battery manufacturer, who has it across the direction of manufacture cut into pieces of desired length. Of course, the mat can be made to the desired dimensions at any time get cut.

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Von grundlegender Bedeutung für die Erfindung ist die Verwendung von Fasern mit weitgehend unterschiedlichen Querschnittsabmessungen, die nach einer Zufallsverteilung in einem Vlies oder einer Matte verkettet werden. Auf diese Weise kann ein überlegener alkalischer Batteriescheider mit überlegenen Gas- und Elektrolytabsorptionseigenschaften verbunden mit überlegener Elektrolyt-Haltefähigkeit geschaffen werden.Of fundamental importance for the invention is the use of fibers with largely different cross-sectional dimensions, which are linked in a random distribution in a fleece or a mat. This can be a superior one alkaline battery separator with superior gas and electrolyte absorption properties coupled with superior electrolyte retention.

Werden die dickeren Fasern durch Verstrangen von Teilen kleinerer Fasern gebildet, dann ergibt dies ein sehr schnelles, kontinuierliches Verfahren zur Herstellung des Vlieses in Verbindung mit überlegenen Aufbaueigenschaften. Es erwies sich, daß die verstrangten Fasern hervorragenden Schutz gegen vollständiges Verlegen der größeren Poren bieten. Die verstrangten Fasern ergeben eine stark vergrößerte Oberfläche und in den bevorzugtesten Ausführungsformen ergeben sie eine größere Kleinporenporosität und Gesamtporosität innerhalb der Stränge.If the thicker fibers are formed by entangling parts of smaller fibers, then this results in a very fast, continuous one Process for the production of the fleece in connection with superior structural properties. It turned out that the stranded fibers offer excellent protection against complete obstruction of the larger pores. The stranded fibers result in a greatly enlarged Surface and in the most preferred embodiments they result in greater small pore porosity and overall porosity within the strands.

Das Vlies hat vorzugsweise eine Porengrößenverteilung mit mehr als 50 % Poren von kleinerem Durchmesser als 60 ,um und mindestens 3 % größer als 60 ,um. Insbesondere haben mindestens 40 % der Poren einen Durchmesser von 40 ,um und mindestens 5 % mehr als 60 ,um. Die Restporosität liegt vorzugsweise über 40 %, insbesondere über 50 % und vorzugsweise zwischen 40 und 70 %.The fleece preferably has a pore size distribution with more than 50% pores with a diameter of less than 60 μm and at least 3% greater than 60 µm. In particular, at least 40% of the pores have one 40 µm in diameter and at least 5% more than 60 µm. the Residual porosity is preferably above 40%, in particular above 50% and preferably between 40 and 70%.

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Die großen Fasern scheinen im allgemeinen die großen Poren nach dem Verdichten des Vlieses zu bilden, da ihre Dicke einerseits als Abstandshalter dient und andererseits ihr Zurückfedern nach dem Zusammendrücken die anderen Fasern aufgrund von deren Federeigenschaften leicht zur Seite zu drücken oder zu ziehen neigt. Die großen Fasern verschaffen der Matte auch eine gute Bauschelastizität,The large fibers generally appear to form the large pores after the nonwoven has been compacted, since their thickness on the one hand as The spacer is used and, on the other hand, the other fibers spring back after they have been compressed due to their spring properties tends to push to the side or pull easily. The large fibers also give the mat good bulk elasticity,

Die in erster Linie für die Gasfreigabe bedeutsame Porosität wird durch die großen Poren geschaffen. Es ist von allgemeiner Bedeutung, daß das auf der Oberfläche der Batterieplatte oder -platten gebildete Gas durch den Scheider zur gegenüberliegenden Platte treten kann, wo es in der Lage ist, chemisch zu rekombinieren. Je größer die Poren sind, desto leichter kann das Gas den Elektrolyten verdrängen. Der benötigte Gasdruck oder Bläschendruck nimmt im allgemeinen linear mit der Zunahme der Porengröße ab. Der Gasdurchtrittswiderstand nimmt ebenfalls linear ab. Die kleineren Poren sind im allgemeinen zum Aufsaugen des Elektrolyten während der Batterieladung und für das Halten des beim der Batterie entladen verfügbaren Elektrolyten von Bedeutung. Kleine Poren ergeben vergrößerte Absorption oder Aufnahmefähigkeit und höhere Kapillarwirkung. Das Aufsaugen ergibt auch gute Elektrolytabsorption während der ersten Durchtränkung der Scheiderplatte.The porosity, which is primarily important for the release of gas, becomes created by the large pores. It is of general importance that what is formed on the surface of the battery plate or plates Gas can pass through the separator to the opposite plate, where it is able to chemically recombine. The bigger the pores are, the easier it is for the gas to displace the electrolyte. The required gas pressure or bubble pressure increases in the generally linearly with the increase in pore size. The gas penetration resistance also decreases linearly. The smaller pores are generally used to soak up the electrolyte during the Battery charge and for maintaining the electrolyte available when the battery is discharging. Small pores result increased absorption or capacity and higher capillary action. Soaking also gives good electrolyte absorption during the first soaking of the separator plate.

Die Matte hat vorzugsweise ein Grundgewicht von 17 bis 170 g/m ,The mat preferably has a basis weight of 17 to 170 g / m,

insbesondere 35 bis 104 g/m und in einer besonders bevorzugtenin particular 35 to 104 g / m and in a particularly preferred one

2
Ausführungsform 52 bis 70 g/m , eine ursprüngliche Dicke von2
Embodiment 52 to 70 g / m, an original thickness of

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0,025 bis 2,5 mm, insbesondere 0,15 bis 1,25 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 0,25 bis 0,50 mm. Die verdichtete Restdicke beträgt 0,025 bis 1,25 mm, insbesondere 0,1 bis 0,6 mm und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 0,1 bis 0,3 mm und weniger als 1/2 der ursprünglich zusammengefaßten Dicke. Die KOHAbsorptionskapazität des Bandes beträgt vorzugsweise 100 bis 1500 %, insbesondere 400 bis 1000 %, basierend auf den Vliesgewichten. Die KOHHaltefähigkeit liegt vorzugsweise bei 100 bis 1000 %, insbesondere bei 100 bis 800 % basierend auf dem Gewicht des Vlieses.0.025 to 2.5 mm, in particular 0.15 to 1.25 and in one particularly preferred embodiment 0.25 to 0.50 mm. The compacted residual thickness is 0.025 to 1.25 mm, in particular 0.1 to 0.6 mm and in a particularly preferred embodiment 0.1 to 0.3 mm and less than 1/2 of the originally summarized Thickness. The KOH absorption capacity of the tape is preferably 100 to 1500%, particularly 400 to 1000% based on the fleece weights. The KOH holding capacity is preferably 100 to 1000%, in particular 100 to 800% based on the weight of the fleece.

Das Vlies ist mit verbesserter Formstabilität gegen Einschnüren unter Spannungen ausgestattet, indem entweder das Grundgewicht erhöht, und der vorzugsweise ein mehrfaches Kalandern durchgeführt wird. Es können auch andere Verfahren, wie beispielsweise GewebeverStärkung oder hochdehnbare, in Herstellrichtung ausgerichtete Fasern angewendet werden, wenn das Band in Herstellrichtung angelegten Spannungen unterworfen wird. Wenn die Größe des Vlieses nicht stabilisiert wird, dann wird sie sich in manchen Anwendungsformen in ihrem Mittelteil einschnüren oder eine beträchtliche Querkontraktion aufweisen. Vorzugsweise ist das Vlies relativ formstabil.The fleece is equipped with improved dimensional stability against constriction under tension, either by the basic weight increased, and which is preferably carried out a multiple calendering. Other methods can also be used, such as Fabric reinforcement or highly stretchable, in the direction of manufacture aligned fibers can be used when the tape is subjected to stresses applied in the direction of manufacture. if the size of the fleece is not stabilized, then in some application forms it will constrict in its central part or have significant transverse contraction. The fleece is preferably relatively dimensionally stable.

Der Scheider wird besonders vorteilhaft in alkalischen Batterien zwischen den positiven und den negativen. Batterieplatten eingesetzt. Das Vlies enthält in der Batterie vorzugsweise zwischen 100 bis 800 % KOH basierend auf dem Gewicht des trockenen Vlieses.The separator is particularly useful in alkaline batteries between the positive and the negative. Battery plates inserted. The batt preferably contains between 100 to 800% KOH based on the weight of the dry batt in the battery.

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Es gibt zwei grundlegende, das Verfahren und das Vlies betreffende Abänderungen. Sie können gleichzeitig angewandt werden. Eine Abänderung sieht mächtige Einzelfasern anstelle einiger oder aller verstrangten Fasern vor. Vorzugsweise erfolgt jedoch nur eine Teilsubstitution. Dadurch werden die Vliese verstärkt und großenstabilisiert, verlieren jedoch an Porosität, besonders an kleinporiger Porosität. Zusätzlich federn die großen Einzelfasern im allgemeinen stärker, insbesondere im Hinblick auf das Glätten und verleihen dem Vlies daher größere Elastizität oder Federung. Vorzugsweise sind 0,5 bis 10 %, insbesondere 1 bis 5 % der Gesamtfaserlängen große Einzelfasern, das sind Fasern mit einem Durchmesser von 15 bis 100,um, insbesondere 25 bis 50,um.There are two basic ones, the process and the fleece Amendments. They can be used at the same time. One change sees powerful individual fibers instead some or all of the stranded fibers. However, there is preferably only partial substitution. This will make the Nonwovens are reinforced and stabilized to a large extent, but lose their porosity, especially small-pored porosity. Additionally The large individual fibers are generally more resilient, especially with regard to smoothing and give the Fleece therefore greater elasticity or resilience. 0.5 to 10%, in particular 1 to 5% of the total fiber lengths are preferred large individual fibers, that is, fibers with a diameter of 15 to 100 μm, in particular 25 to 50 μm.

Die großen Einzelfasern können mindestens auf drei Arten eingebracht werden. (1) durch eigene Formlöcher großen Durchmessers in der Form 21; (2) eine getrennte Form aus einem eigenen Extruder führt in dieselben oder angrenzenden Luftströme zu oder ein getrennter Teil eines zusammengesetzten Formkopfes führt aus getrennten Extrudern zu; und (3) vollständig vorher gebildete Fasern werden in den Luftstrom eingebracht.The large individual fibers can be introduced in at least three ways will. (1) by its own large-diameter mold holes in the mold 21; (2) a separate form from its own Extruder feeds into the same or adjacent air streams or a separate part of a compound forming head feeds from separate extruders; and (3) fully pre-formed fibers are introduced into the air stream.

Die zweite grundlegende Ausführungsform betrifft das Versehen eines hydrophile Fasern enthaltenden Vlieses mit weitgehend hydrophobe) Fasern. Dies kann durch eines der beiden zuvor aufgezählten Verfahren erreicht werden. Von besonderem Vorteil sind die hydro-The second basic embodiment relates to the provision of a fleece containing hydrophilic fibers with largely hydrophobic) Fibers. This can be achieved by one of the two methods listed above. The hydro-

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phoben Fasern in Form von großen Einzelfasern, weil dadurch der Bläschenströmungswiderstand und der zum Gasdurchtritt benötigte Druck herabgesetzt wird. Die großen Einzelfasern bilden in der gleichen Weise wie die verstrangten Fasern große Poren aus. Vorzugsweise sind 0,5 bis 10 %, insbesondere 1 bis 5 % der Gesamtfaserzahl hydrophobe Fasern, wobei der Rest aus relativ hydrophilen Fasern gebildet wird.phobic fibers in the form of large individual fibers, because this increases the resistance to the flow of bubbles and that required for gas to pass through Pressure is reduced. The large individual fibers form large ones in the same way as the stranded fibers Pores out. Preferably 0.5 to 10%, in particular 1 to 5% of the total number of fibers are hydrophobic fibers, the remainder being relative hydrophilic fibers are formed.

Um das erfindungsgemäße bevorzugte Vlies oder die Matte aus den bevorzugten Harzen zu bilden, insbesondere aus dem vorzugsweise verwendeten Polypropylenharz, ist die Wärmebehandlung des Polymeren vor dem Extrudieren zu einer Faser bei Anwendung des bevorzugten Verfahrens von Bedeutung. Das Harz wird auf eine hinreichend über dem Schmelzpunkt des Harzes liegende Temperatur erhitzt und weitgehend abgebaut. Unter weitgehendem Abbau des Harzes wird verstanden, daß das Aufbrechen der Moleküle und die daraus folgende herabgesetzte Extrusionsviskosität des Harzes die Fließeigenschaften des Polymeren beträchtlich stärker erhöht, als es bei gewöhnlicher Extrusion der Fall wäre, obwohl kein vollständiger Abbau erfolgt. Dies scheint für extrudierbare, faserbildende Harze allgemein zu gelten, wenn sie erfindungsgemäß zu Faservliesen verformt werden. Zur Polypropylenbehandlung gehört vorzugsweise das Erhitzen des Harzes im Extruder 20 auf Temperaturen über 26O°C und insbesondere auf Temperaturen zwischen 288 und 371 C, in einer besonders bevorzugten Ausführungs-Around the preferred fleece or mat according to the invention Forming from the preferred resins, in particular from the preferably used polypropylene resin, is the heat treatment of the polymer prior to extrusion into fiber is important in using the preferred method. The resin is on a heated to a temperature sufficiently above the melting point of the resin and largely degraded. Under extensive dismantling of the resin is understood to be the breakdown of the molecules and the consequent reduced extrusion viscosity of the resin increases the flow properties of the polymer considerably more than would be the case with ordinary extrusion, although none complete dismantling takes place. This appears to be true of extrudable fiber-forming resins in general when they be deformed according to the invention into nonwovens. For polypropylene treatment preferably includes heating the resin in extruder 20 to temperatures above 260 ° C., and more particularly to temperatures between 288 and 371 C, in a particularly preferred embodiment

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form auf einen Bereich zwischen 316 und 3^3 C: Im allgemeinen wird es vorgezogen, die Formtemperatur knapp unter der Temperatur des Extruderzylinders zu halten. Die Formtemperatur kann 5 bis 50 C unter der Extruderzylindertemperatur liegen. In dem bevorzugten Verfahren wird das Harz in faserbildenden Extruder abgebaut und unmittelbar nach dem Abbau weitgehend extrudiert.form to a range between 316 and 3 ^ 3 C: Generally it is preferred to keep the mold temperature just below the temperature of the extruder barrel. The mold temperature can be 5 to 50 C below the extruder barrel temperature. In the preferred In the process, the resin is broken down in a fiber-forming extruder and largely extruded immediately after the breakdown.

Die vorzugsweise verwendeten polymeren Kunstharze zur Herstellung alkalischer Batteriescheider sind unterhalb von 82,2 C feste Kunstharze, die als heiße Schmelze extrudierbar und gegen Zersetzung durch Alkalien widerstandsfähig sind. Vorzugsweise verwendete Polymere sind C_? bis Co Polyolefinthermoplaste, beispielsweise als Polyäthylen und besonders bevorzugt Polypropylen. Unter Polymeren aus Propylen werden Polymere aus Propylen in Verbindung mit anderen Monomeren, wie beispielsweise Styrol, verstanden. Andere bevorzugte Polymere sind Polyamide wie Nylon 6 und Nylon 66. The polymeric synthetic resins preferably used for the production of alkaline battery separators are synthetic resins which are solid below 82.2 C, which can be extruded as a hot melt and are resistant to decomposition by alkalis. Preferably used polymers are C _? to Co polyolefin thermoplastics, for example as polyethylene and particularly preferably polypropylene. Polymers made from propylene are understood as meaning polymers made from propylene in conjunction with other monomers, such as, for example, styrene. Other preferred polymers are polyamides such as nylon 6 and nylon 66.

Vorzugsweise wird ein Netzmittel im alkalischen Batteriescheider verwendet, da die bevorzugten Harze in gewissem unerwünschten Maße hydrophob sind. Für besondere vakuumdurchtränkte alkalische Batteriescheider, wie sie beispielsweise in der Raumfahrt verwendet werden, ist kein Netzmittel notwendig. Vorzugsweise soll mindestens ein Teil des Netzrr.ittels in der Faser enthalten sein. Dieses Netzmittel soll vorzugsweise in dem Harz lösbar sein,A wetting agent is preferably used in the alkaline battery separator because the preferred resins are somewhat undesirable Dimensions are hydrophobic. For special vacuum-soaked alkaline battery separators, such as those used in space travel no wetting agent is necessary. Preferably, at least a portion of the network means should be included in the fiber. This wetting agent should preferably be soluble in the resin,

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aus dem bei der Extrusionstemperatur des Harzes Pasern gebildet werden, und es soll unterhalb von 37>8 C im Harz unlöslich sein und an der Paseroberfläche ausschwitzen. Vorzugsweise wird so das innere Netzmittel durch Kühlen mit dem Harz unverträglich gemacht und das Ausschwitzen dadurch begünstigt.from which fibers are formed at the extrusion temperature of the resin, and it should be insoluble in the resin below 37> 8 C and sweat out on the surface of the resin. In this way, the internal wetting agent is preferably made incompatible with the resin by cooling, thereby promoting exudation.

Vorzugsweise ist das Netzmittel ein Zweistoffsystem. Eine Komponente des Netzmittelsystems ist vorzugsweise ir. alkalischen Batterieelektrolyten relativ gut löslich. Die andere Komponente ist im alkalischen Batterieelektrolyten relativ schlecht löslich. Das im alkalischen Batterieelektrolyten relativ gut lösliche Netzmittel ist normalerweise auch relativ gut wasserlöslich und relativ schlecht öllöslich. Das im alkalischen Batterieelektrolyten relativ schlecht lösliche Netzmittel ist allgemein auch mindestens teilweise relativ schlecht wasserlöslich und relativ gut öllöslich. Bei der Verwendung des Zweistoffnetzmittels wird vorzugsweise mindestens die schlechte relektrolytlösliche Komponente der Faser zugesetzt. Vorzugsweise wird das gesamte Netzmittel in die Paser eingearbeitet, um jedoch eine' schnelle Vorbenetzung zu erhalten ist es manchmal notwendig, das elektrolytisch besser lösliche und aktive Netzmittel als äußeren Paserüberzug aufzubringen.The wetting agent is preferably a two-component system. One component of the wetting agent system is preferably alkaline Battery electrolytes are relatively soluble. The other component is relative in the alkaline battery electrolyte poorly soluble. The wetting agent, which is relatively readily soluble in the alkaline battery electrolyte, is usually also relative readily water-soluble and relatively poorly oil-soluble. That is relatively bad in the alkaline battery electrolyte Soluble wetting agent is generally also at least partially relatively poorly soluble in water and relatively readily soluble in oil. When using the binary wetting agent, at least the poor electrolyte-soluble component is preferably used added to the fiber. The entire wetting agent is preferably incorporated into the fiber, but in order to achieve rapid pre-wetting It is sometimes necessary to obtain the electrolytically more soluble and active wetting agent as an outer fiber coating to raise.

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Liegen beide Komponenten des Zweistoffnetzmittelsystens innerhalb der Faser, dann nuß das Vlies in allgemeinen erhitzt werden, um das Metzmittel in hinreichenden 'laße zur Erzielung von überlegener anfänglicher Vorbenetzung an die Faseroberfläche· zu bringen. Wird nun beispielsweise Raumtenperatur- oder Kaltverdichtung angewandt, dann erfolgt im allgemeinen keine hinreichende Entwicklung des Netzmittels und es ist eine externe Hetzmittelbeschichtung notwendig, netzmittel- oder Tensidentwicklung bedeutet, daß die Wirksamkeit des Netznittels gesteigert wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß mehr Netzmittel an die Faseroberfläche gebracht wird oder auch durch eine Art Verteilungseffekt auf der Faseroberfläche, oder durch eine andere Art der Vergrößerung der dem Netzmittel ausgesetzten Oberfläche. Manchmal ist es selbst bein Kaltkalandern möglich, die Matte zu erwärmen und nachfolgend zu kalandern und eine sehr zufriedenstellende Entwicklung zu erzielen.Are both components of the binary wetting agent system inside the fiber, then the fleece generally needs to be heated in order to obtain the meat in sufficient quantities of superior initial pre-wetting to the fiber surface. If, for example, room temperature or cold compaction is applied, then there is generally insufficient development of the wetting agent and it is external hardening agent coating necessary, wetting agent or Surfactant development means that the effectiveness of the wetting agent is increased. This can be done in that more wetting agent is brought to the fiber surface or through a kind of distribution effect on the fiber surface, or by a different type of enlargement of the surface exposed to the wetting agent. Sometimes it's even cold calendering possible to heat the mat and subsequently to calender it and to achieve a very satisfactory development achieve.

Zu dem bevorzugten Netzmittel gehört eine interne und im alkalischen Elektrolyten relativ schlecht lösliche Pluronickomponente mit einem höheren Molekulargewicht als die zweite innere iJetzrnittelkomponente, die ein im alkalischen Elektrolyten relativ gut lösliches Pluronic ist. Das zweite Pluronic hat ein relativ geringes Molekulargewicht im VergleichThe preferred wetting agent includes an internal pluronick component which is relatively poorly soluble in the alkaline electrolyte having a higher molecular weight than the second inner component which is an alkaline electrolyte is relatively soluble Pluronic. The second Pluronic has a relatively low molecular weight by comparison

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zum hochmolekularen ersten Pluronic. Das relativ schlecht lösliche Netzmittel ist vorzugsweise ein Pluronic mit relativ hohem Molekulargewicht, und zwar einem Molekulargewicht des Propylenoxids von mehr als J5 500.to the high molecular weight first Pluronic. The relatively poorly soluble wetting agent is preferably a Pluronic with relatively high molecular weight, namely a molecular weight of propylene oxide greater than J5,500.

Das Netzmittel liegt im Harz ursprünglich vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 20 %₃ insbesondere' 1 bis 10 % basierend auf dem Harzgewicht, vor. Die bevorzugte Menge des verbleibenden Netzmittels nach Abschluß der Harzbehandlung im Extruder und dem Verdichten des Vlieses liegt bei 0,1 bis 20 %y und insbesondere bei 0,1 bis 8 % basierend auf dem Harzgewicht.The wetting agent is in the resin originally present in an amount of 0.1 to 20% in particular ₃ 'is 1 to 10% based on the resin weight, above. The preferred amount of the remaining wetting agent after the completion of the resin treatment in the extruder and the densification of the web is 0.1 to 20 % y and especially 0.1 to 8 % based on the resin weight.

Es ist wichtig, daß das Netzmittel in dem besonderen extrudierten Polymeren in kontrollierter Weise gehalten wird, selbst wenn das Polymer zu extrem feinen Fasern oder Filamenten verformt wird. Eine Neigung zum Oberflächenausblühen bei der Verwendung über einen längeren Zeitraum optimiert die Langzeitnetzfähigkeit der Filamente und ist von besonderer Bedeutung bei der Verwendung in Umgebungen, die für eine Langzeithaltefähigkeit des .Mittels besonders schädlich sind. Man glaubt daher, daß die günstigsten Netzr.ittel jene sind, die mit dem Harz bei der Verwendungstemperatur des Vlieses und vorzugsweise auch bei der Faserter.peratur währendIt is important that the wetting agent be maintained in the particular extruded polymer in a controlled manner, even if the polymer is deformed into extremely fine fibers or filaments. A tendency to surface bloom when used over a longer period of time optimizes the long-term wetting ability of the filaments and is special Significance when used in environments that are particularly harmful to the long-term durability of the agent are. It is believed, therefore, that the most economical network agents are those that will work with the resin at the temperature of use of the Fleece and preferably also at the fiber temperature during

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der Vliesherstellung unverträglich sind. Dies begünstigt das Vordringen einer beträchtlichen Jletzmittelmenge an die Oberfläche der Pasern wo das Netzmittel gebraucht wird. Die während der ursprünglichen Faserbildung benötigte Netzmittelmenge wird dadurch geringer. Bei der Faserbildung benötigte übermäßige Netzmittelmengen können die Fasern schwächen.are incompatible with the manufacture of nonwovens. This favors the penetration of a considerable amount of release agent to the Surface of the fibers where the wetting agent is used. That required during the initial fiber formation This reduces the amount of wetting agent. Excessive amounts of wetting agent required in fiber formation can affect the fibers weaknesses.

Allgemein ergibt ein aufgebrachtes netzmittel sehr schnelles Vornetzen, werden aber große Netzmittelmengen verwendet, dann haben die Netzmittel eine beträchtliche Neigung, in den Batterieelektrolyten zu treten und dadurch zu den Batterieplatten transportiert zu werden und an anderer Stelle die Arbeitsweise der Batterie zu stören, überraschenderweise kann bei gemeinsamer Verwendung des inneren und äußeren Netzmittels eine hinreichende Menge in Verbindung miteinander zur Maximierung eines guten ursprünglichen Vornetzens und zu guter kontinuierlicher Metzbarkeit ohne wesentlichen Nachteil verwendet werden. Die Entwicklung des inneren Netzmittels scheint auch eine Art synergistischen Effekt in bezug auf die Haltefähigkeit des äußeren Netzmittels auf der Paseroberfläche nit sich zu bringen. Während der Grund dafür nicht bekannt ist, glaubt man, daß dies mindestens teilweise von der vergrößerten Adhäsion des zweiten Netzmittels an den das erste Netzmittel enthaltenden Faseroberflächen abhängt. Ks ist jedoch in Ver-In general, an applied wetting agent gives very rapid prewetting, but if large amounts of wetting agent are used, then the wetting agents have a considerable tendency to step into the battery electrolyte and thereby to the battery plates to be transported and to disturb the operation of the battery elsewhere, surprisingly, can be when shared Using the inner and outer wetting agents in conjunction with each other in a sufficient amount to maximize a good one original pre-wetting and good continuous meatability can be used without any significant disadvantage. The development of the internal wetting agent also appears to have some kind of synergistic effect in terms of holding ability of the external wetting agent on the paser surface. While the reason for this is not known, believe it is believed that this is at least in part due to the increased adhesion of the second wetting agent to the first wetting agent containing fiber surfaces depends. However, Ks is in

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bindung mit dem vorzugsweise verwendeten Netzmittel und der bevorzugten Behandlungsweise nicht allgemein praktisch, hydrophobe Fasern im Vlies vorliegen zu haben, wenn ein von außen aufgebrachtes Netzmittel verwendet werden soll.binding with the preferably used wetting agent and the preferred method of treatment not generally practical, to have hydrophobic fibers in the fleece if an externally applied wetting agent is to be used.

Das erfindungsgemäß weitgehend verwendete Netzmittel soll, falls es nicht besonders angegeben ist, auch Stoffe umfassen, die ihrerseits nicht selbst Netzmittel sind, jedoch mit anderen Stoffen ein Netzmittel bilden oder einen verstärkten Netzeffekt ergeben. Das Netzmittel kann auch als Mehrstoffsystem aufgebaut sein. In manchen Fällen kann die Verwendung eines Einst of fnetzmittels günstiger als die Verwendung eines Zweistoffnetz- · mittels sein. Eine andere, manchmal günstige Ausfuhrungsform . liegt in der Verwendung eines äußeren Netzmittels ohne ein inneres Netzmittel. Die Luftpermeabilität nach Gurley des Vlieses beträgt vorzugsweise mindestens 1,^2 nr/min je 0,09 m (50 ft /min/ft ) und insbesondere mindestens 1,98 m /min je 0,09 m² (70 ft⁵/min/ft²).The wetting agent used extensively according to the invention, if not specifically stated, should also include substances which are not themselves wetting agents, but which form a wetting agent with other substances or produce an increased wetting effect. The wetting agent can also be constructed as a multi-component system. In some cases the use of a single wetting agent can be more favorable than the use of a two-substance wetting agent. Another, sometimes favorable, embodiment. resides in the use of an external wetting agent without an internal wetting agent. The Gurley air permeability of the web is preferably at least 1.2 nr / min per 0.09 m (50 ft / min / ft) and more preferably at least 1.98 m / min per 0.09 m ² (70 ft ⁵ / min / ft ² ).

Es werden verschiedene Prüfverfahren zur Sicherstellung der Eigenschaften des Batteriescheiders angewandt. Das Grundgewicht wird in g/m angegeben. Die Porengrößeriverteilung wird mit einem Aminco-Winslow Quecksilberporosimeter festgestellt. Die Reißfestigkeit wird mit einem ScotfcPrüfgerät gemessen, in demVarious test methods are used to ensure the properties of the battery separator. The basic weight is given in g / m. The pore size distribution is determined with an Aminco-Winslow mercury porosimeter. The tear strength is measured with a Scotfc tester in which

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eine 12,5 mm breite Probe mit einem Anfangs-Backenabstand von 25J¹J mm untersucht wird. Die GurleyLuftpermeabilität wird mit einem Gurley-Permeometer gemessen. Die KOH-Absorptionskapatität des Vlieses wird durch Abwiegen der trockenen Bahn bei ungefähr 21⁰C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit gemessen. Danach wird die Bahn in eine 30 JS-ige KOH-Lösung bis zu ihrer Sättigung getaucht. Darauf wird die Bahn aus dem Bad genommen und ihre äußeren Oberflächen werden vorsichtig abgetrocknet, um außen auf der Oberfläche verbliebene Lösung zu entfernen. Nun wird die Bahn bei 21 C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit gewogen. Das Trockengewicht wird dann mit dem gesättigten Gewicht zur Erreichung einer Prozentangabe dividiert. Die KOH-Haltefähigkeit wird auf die in QC-Verfahren und Messungen von Polypropylenscheidern für versiegelte Ni-Cd-Batterien, DREO-Bericht 6o6, Februar 1970, Defense Research Establishment, Ottawa Shirley, Box 1, Ottawa", beschriebene Weise.festgestellt.a 12.5 mm wide sample is tested with an initial jaw separation of 25J J ¹ mm. Gurley air permeability is measured with a Gurley permeometer. The KOH absorption capacity of the fleece is measured by weighing the dry web at approximately 21 ^° C. and 50 % relative humidity. The web is then immersed in a 30 JS KOH solution until it is saturated. The web is then removed from the bath and its external surfaces are gently dried to remove any solution remaining on the surface. The web is now weighed at 21 ° C. and 50 % relative humidity. The dry weight is then divided by the saturated weight to obtain a percentage. The KOH holding ability is determined in the manner described in QC Procedures and Measurements of Polypropylene Cutters for Sealed Ni-Cd Batteries, DREO Report 606, February 1970, Defense Research Establishment, Ottawa Shirley, Box 1, Ottawa ".

Die Durchmesser einzelner Bereiche oder kleiner Paserteile können auch.ein bischen in den angegebenen Bereichen schwanken, da die Luftverfeinerung keine perfekte Regelung ergibt und da auch kleine Veränderung im Ilarzextrudatfluß auftreten können. Daher wird in Verbindung mit der Erfindung als "Faserlänge" der Teil eines Stranges bezeichnet, der einen bestimmten Durch-The diameter of individual areas or smaller Paserteile may vary little auch.ein within the indicated ranges, as the air refinement does not give perfect control and may occur because even small changes in Ilarzextrudatfluß. Therefore, is referred to in connection with the invention as a "fiber length" means the part of a strand of a certain throughput

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messer hat, während ein Teil des Stranges mit anderem Durchmesser wiederum als andere Faserlänge bezeichnet wird. Falls nicht anders bezeichnet, werden die Durchmesserabrnessungen an der Stelle des kleinsten Durchmessers genommen. Das hierin verwendete Wort Faser betrifft entweder zusammenhängende oder nichtzusammenhängende fadenartige Strukturen. .Die Faserdurchmesser werden folgendermaßen gemessen: Die Bahn wird in Wasser gelegt, es werden willkürlich bestimmte Teile ausgewählt, diese Bereiche werden 500-fach vergrößert, auf eine Wand projiziert und die Messung der Einzelfasern gemäß der Methode von Fabric Research Labs of Dedham, Massachusetts, durchgeführt.knife, while a part of the strand with a different diameter is referred to as a different fiber length. If unless otherwise specified, the diameter dimensions are taken at the point of the smallest diameter. That in here The word fiber used refers to either contiguous or non-contiguous thread-like structures. The fiber diameter are measured as follows: The web is placed in water, certain parts are selected at random, these Areas are enlarged 500 times, projected onto a wall and the measurement of the individual fibers according to the method of Fabric Research Labs of Dedham, Massachusetts.

Der Ausdruck "verstrangte Faserlängen" meint ein Faserbündel mit zwei oder mehr als Gruppe verlaufenden Fasern, die oft verwickelt oder verkettet sind und/oder an verschiedenen Punkten ihrer Länge zusammenhängen. Einzelfasern sind oft Teil eines Stranges und verzweigen sich" dann über eine beträchtliche Distanz zu einer Einzelfaser, wobei sie dann entweder zum Strang zurücklaufen oder zu einem anderen Strang führen. Läuft die Einzelfaser nur ein wenig von dem Faserbündel weg, dann wird die Faser als Teil des Stranges angesehen; da sie aber in einem gewissen Bereich deutlich als Einzelfaser auftritt, wird dieser Bereich als unabhängige Faserlänge bezeichnet. Man könnte einen Strang ähnlich dem Aufbau eines Taues ansehen, bzw. den Aufbau eines Taues aus gewöhnlich geschlagenen Seilen mit dem Strangaufbau vergleichen. Ist eineThe term "stranded fiber lengths" means a fiber bundle with two or more fibers running as a group, often entangled or concatenated and / or on different ones Points of their length are related. Individual fibers are often part of a strand and then branch out over a considerable length Distance to a single fiber, in which case they either run back to the strand or to another strand to lead. If the single fiber runs only a little away from the fiber bundle, then the fiber is considered to be part of the strand; there but if it clearly appears as a single fiber in a certain area, this area is referred to as the independent fiber length. One could view a strand as similar to the structure of a rope, or the structure of a rope from ordinary Compare the laid ropes with the rope structure. Is a

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Ballung in deutlicher Weise länglich ausgebildet,dann wird sie bei der Peststellung des Fasergewichtes als Paser angesehen. Ist die Ballung weitgehend rund oder scheibenförmig, dann wird sie bei der Feststellung des Fasergewichtes nicht in Betracht gezogen.The agglomeration is clearly elongated, then becomes it was regarded as a paser in the determination of the fiber weight. If the agglomeration is largely round or disc-shaped, it will not be when the fiber weight is determined taken into consideration.

Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung weiterhin erläutert.The invention is further illustrated by the following examples.

example 1

22,7 kg Polypropylenharz (Enjay TM Standard Oil Co. E-117), ein im Handel erhältliches Standardharz mit Zusätzen wie beispielsweise Oxidationsstabilisatoren, werden in ein Faß eingebracht. Ein Tensid wird gleichmäßig über das Harz gegossen. Das Tensid besteht aus 0,318 kg (1,25 %) Propylenoxid/ Äthylenoxidcopolymer mit 10 % Äthylenoxid und einem Molekulargewicht des Polypropylenoxids von ¹IOOO (Pluronic L-121,,von BASF Wyandotte, HLB«5) und 0,318 kg (1,25 %) Propylenoxid/ Äthylenoxidcopolymer mit 10 % Äthylenoxid und mit einem Molekulargewicht des Polypropylenoxids von 2.250 (Pluronic L-8l, von BASF Wyandotte, HLB=2). Das Faß wird danach 30 Minuten lang gerüttelt, bis alle Stoffe gut vermischt sind.22.7 kg of polypropylene resin (Enjay ™ Standard Oil Co. E-117), a standard commercially available resin with additives such as oxidation stabilizers, is placed in a drum. A surfactant is poured evenly over the resin. The surfactant consists of 0.318 kg (1.25 %) propylene oxide / ethylene oxide copolymer with 10 % ethylene oxide and a molecular weight of the polypropylene oxide of ¹ 100 (Pluronic L-121, from BASF Wyandotte, HLB «5) and 0.318 kg (1.25 % ) Propylene oxide / ethylene oxide copolymer with 10 % ethylene oxide and with a molecular weight of the polypropylene oxide of 2,250 (Pluronic L-8l, from BASF Wyandotte, HLB = 2). The barrel is then shaken for 30 minutes until all the materials are well mixed.

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Die Pellets werden in den Zuführtrichter 17 eingebracht und durch den Extruder 20 geführt, worin sie auf 343°C + 11°C erwärmt werden. Die Glättetemperatur liegt bei ungefähr 310⁰C + H⁰C an den Auslaßöffnungen der Düsen 31 und 32. Die Polymerzuführrate liegt bei 0,5 + 0,2 g je Loch und Minute. Die Luftrate beträgt 6,8 bis 11,3 kg je 0,^5^ kg je Minute zugesetzten Polymers. Die Sammelvorrichtung 27 liegt 4θ,6Ί cm von der Form 21 entfernt. Die Pasern v/erden zu einer Bahn mit einemThe pellets are placed in the feed hopper 17 and passed through the extruder 20 where they are heated to 343 ° C + 11 ° C. The smoothness temperature is ⁰ C to the outlet openings of the nozzles 31 and 32. The Polymerzuführrate is 0.5 + 0.2 grams per hole and per minute at about 310 ⁰ C + H. The air rate is 6.8 to 11.3 kg per 0.5 kg per minute of polymer added. The collection device 27 is 40.6 cm from the mold 21. The pasers are grounded into a path with one

Grundgewicht von ¹18 g/m und einer Dicke von 0,28 mm zusammengefaßt. Basic weight of ¹ 18 g / m and a thickness of 0.28 mm combined.

Dann wird das Vlies aufgerollt. Danach wird das Vlies abgerollt und beim Durchführen zwischen zwei Walzenpaaren ¹IO, 4l und 42, 4 in Figur 1 heißkalandert. Vor dem Kalandern wurde die Matte auf 138⁰C vorgewärmt, die Walzen sind ebenfalls auf 138⁰C erwärmt. Die Walzen sind auf einen Spalt von 0,075 nun eingestellt und das Vlies wird auf ungefähr 0,1 bis 0,19 mm durch Verändern der Durchlaufgeschwindigkeit von 76,2 bis I98 cm/min zusammengedrückt . Danach wird das Vlies wieder aufgerollt.Then the fleece is rolled up. Thereafter, the web is unwound and in performing between two pairs of rollers ¹ IO, 4l and 42, 4 heißkalandert in FIG. 1 Before calendering the mat was preheated to 138 ⁰ C, the rollers are also heated to 138 ⁰ C. The rollers are now set to a gap of 0.075 and the fleece is compressed to about 0.1 to 0.19 mm by changing the throughput speed from 76.2 to 198 cm / min. Then the fleece is rolled up again.

Example 2

Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren mit der Ausnahme durchgeführt, daß das Vlies bei Raumtemperatur kalt kalandert wird. Es tritt kein so" schnelles Vornetzen des Vlieses auf.The procedure described in Example 1 is carried out with the exception that the fleece is cold at room temperature is calendered. There is no such rapid pre-wetting of the fleece.

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- 3Θ -- 3Θ -

Example 3

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird durchgeführt, die Netzmittelmenge wird jedoch verdoppelt. Das Vornetzen des Vlieses wurde dadurch verbessert.The procedure described in Example 1 is carried out, the However, the amount of wetting agent is doubled. The pre-wetting of the fleece was thereby improved.

Example ¹ I.

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird mit folgenden Aus nahmen wiederholt: das innere Tensid ist ein Nonylphenoläthylen oxid mit 4 Molen Äthylenoxid (Tergitol TM-Union Carbide MP-14) und wird in einer Menge von 0,565 kg (2,5 Gew.% basierend auf dem Harzgewicht) zugesetzt. Das Vlies hat ein Grundgewicht vonThe procedure described in Example 1 is repeated with the following from increased. The internal surfactant is a Nonylphenoläthylen oxide with 4 moles of ethylene oxide (Tergitol TM-Union Carbide MP-14) and is in an amount of 0.565 kg (2.5 wt% based on the resin weight) added. The fleece has a basis weight of

ο
70 g/m und eine Dicke von 0,^5 ran.ο
70 g / m and a thickness of 0, ^ 5 ran.

Das Vlies wird nach seiner Ausbildung mit einer externen Tensid lösung besprüht. Dies Tensid ist ein säurefreier organischer Phosphatester (Wayfos 6 .TD) der Wayland Chemical Division. In der Lösung sind 0,2 % Netzmittel, basierend auf dem Wassergewicht, gelöst. Das Vlies absorbiert einen Netzmittellösungsüberschuß und dieser Überschuß wird durch Wringerwalzen bis auf 0,2 Gew.%, basierend auf dem Vliesgewicht, entfernt. Das Vlies wird mit der verbleibenden absorbierten Netzmittellösung durch einen auf 110⁰C erwärmten Ofen geführtAfter its formation, the fleece is sprayed with an external surfactant solution. This surfactant is an acid-free organic phosphate ester (Wayfos 6 .TD) from the Wayland Chemical Division. 0.2 % wetting agent based on the weight of water is dissolved in the solution. The web absorbs excess wetting agent solution and this excess is removed by wringer rollers to within 0.2% by weight based on the web weight. The web is conducted with the remaining absorbed wetting solution through a heated at 110 ⁰ C Oven

und das V/asser wird ausgetrieben und läßt dabei auf den Fasern eine Beschichtung von .ungefähr 0,2 Gew.% basierend auf dem Vliesgewicht, zurück.and the V / ater is driven off and leaves a coating on the fibers of .ungefähr 0.2 wt.% based on the nonwoven weight, back.

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Dann wird das Vlies auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Es wird danach kalandert, wobei der Spalt so eingestellt wird, daß ein Zusammendrücken des Vlieses auf ungefähr 0,3 mm erfolgt. Die Kalanderwalzen werden bei Raumtemperatur betrieben.The fleece is then cooled to ambient temperature. It is then calendered, the gap being adjusted so that the fleece is compressed to approximately 0.3 mm. the Calender rolls are operated at room temperature.

Examples 5 to 8

Das in Beispiel k beschriebene Verfahren wird wiederholt, wobei jedoch das innere Tensid folgendermaßen verändert wird: Beispiel 5: 1,13 kg (5 %) Octylphenol mit 1 Mol ÄthylenoxidThe procedure described in example k is repeated, but the internal surfactant is changed as follows: Example 5: 1.13 kg (5 %) octylphenol with 1 mole of ethylene oxide

(Triton X-15, von Röhri und Haas, HLB=3,6); Beispiel 6: 1,13 kg (5 %) StearylSther mit 2 Molen Äthylenoxid(Triton X-15, von Röhri and Haas, HLB = 3.6); Example 6: 1.13 kg (5 %) of stearyl ether with 2 moles of ethylene oxide

(BRIJ 72, von Atlas Chemical Industries, HLB=*!,9); Beispiel 7: 0,565 kg (2,5 %) Propylenoxid-Äthylenoxidblockcopolyner Zusatzprodukt zu Äthylendiamin mit 13 Molen(BRIJ 72, from Atlas Chemical Industries, HLB = * !, 9); Example 7: 0.565 kg (2.5 %) propylene oxide-ethylene oxide block copolymer additive product to ethylenediamine with 13 moles

Äthylenoxid (Tetronic 1101, von BASF Wyandotte, HLB=2,O); Beispiel 8: 0,565 kg (2,5 %) Propylenoxid-Äthylenoxidcopolymer mit 8,6 Molen Äthylenoxid (Pluronic LlOl, von BASF Wyandotte, HLB=I,0).Ethylene oxide (Tetronic 1101, from BASF Wyandotte, HLB = 2, O); Example 8: 0.565 kg (2.5 %) propylene oxide-ethylene oxide copolymer with 8.6 moles of ethylene oxide (Pluronic L101, from BASF Wyandotte, HLB = 1.0).

Es wurde gefunden, daß die nach der Bildung analysierten und keinen anderen Netzmittelentfernungsverfahren unterworfenen Vliese der Beispiele k und 5 ungefähr 65 % (mit 1 % Abweichung) des ursprünglich zugesetzten Tensids erhalten. Die lletzmittelhaltefühigkeit liegt vorzugsweise bei 60 % + 10 % nach Abschluß des Verfahrens und nach Abschluß der Herstellung. Natürlich soll der Verlust in einer besonders bevorzugten Ausführuncsforin ;.iöglichst klein sein. It was found that the nonwovens of Examples k and 5 analyzed after formation and not subjected to any other wetting agent removal process contain approximately 65% (with a 1 % deviation) of the surfactant originally added. The surfactant retention capacity is preferably 60 % + 10 % after completion of the process and after completion of production. Of course, in a particularly preferred embodiment, the loss should be as small as possible.

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fahren unterworfenen Vliese der Beispiele 4 und 5 ungefähr 65 % (mit 1 % Abweichung) des ursprünglich zugesetzten Tensids enthalten. Die Netzmittelhaltefähigkeit liegt vorzugsweise bei 60% + 10 % nach Abschluß des Verfahrens und nach Abschluß der Herstellung. Natürlich soll der Verlust in einer besonders bevorzugten Ausführungsform möglichst klein sein.run the nonwovens of Examples 4 and 5 subjected to about 65% (with 1% deviation) of the surfactant originally added contain. The wetting agent holding capacity is preferably 60% + 10% after completion of the process and after completion of the Manufacturing. Of course, in a particularly preferred embodiment, the loss should be as small as possible.

Example 9

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt/ daß kein Netzmittel verwendet wird und daher das Polypropylenharz direkt in den Fülltrichter 17 eingebracht wird. Die Extrudertemperatur beträgt ungefähr 332°C und die Luft zum Verfeinern hat ungefähr 316 C. Das Vlies wurde nicht kalandert.The procedure described in Example 1 is repeated with the exception that no wetting agent is used and therefore that Polypropylene resin is introduced directly into the hopper 17. The extruder temperature is approximately 332 ° C and the air to the Refine has about 316 C. The fleece was not calendered.

2 Das Vlies ist 0,28 mm dick und hat ein Grundgewicht von 48,3 g/m Das Vlies wird nicht kalandert und seine Porengrößenverteilung zeigt Figur 3.2 The fleece is 0.28 mm thick and has a basis weight of 48.3 g / m The fleece is not calendered and its pore size distribution is shown in FIG. 3.

Das Vlies wird nur mittels Durchführen zwischen zwei Kalenderwalzen 40, 41 kalandert. Der Spalt ist 0,2 mm breit, die TemperaturThe fleece is only fed through between two calendar rollers 40, 41 calendered. The gap is 0.2 mm wide, the temperature

beträgt 138°C und die Geschwindigkeit 365 cm/min. Die Rest-is 138 ° C and the speed is 365 cm / min. The rest-

3 dicke beträgt 0,24 mm, die Gurley-Luftpermeabilität 2,41 m /min3 thickness is 0.24 mm, the Gurley air permeability is 2.41 m / min

2
je 0,09 m und die Reißfestigkeit 1,27 kg je 25,4 mm.2
0.09 m each and the tensile strength 1.27 kg per 25.4 mm.

Das Kalandern wurde mit einem Walzenspalt von 0,125 mm wiederholt.Calendering was repeated with a nip of 0.125 mm.

Die am Ende verbleibende Stärke beträgt 1,75 mm, die Gurley-The thickness remaining at the end is 1.75 mm, the Gurley

3 23 2

Luftpermeabilität 1,56 m /min je 0,09 m und die Reißfestigkeit 1,54 kg je 25,4 mm.Air permeability 1.56 m / min per 0.09 m and the tear strength 1.54 kg per 25.4 mm.

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Das Kalandern wird mit einem Walzenspalt von O,165 mm wiederholt und die Temperatur beträgt 143°C. Die am Ende verbleibende Stärke beträgt 0,23 mm, die Gurley-Luftpermeabilität 2,41 m /min jeThe calendering is repeated with a roll gap of 0.165 mm and the temperature is 143 ° C. The strength left at the end is 0.23 mm, the Gurley air permeability is 2.41 m / min each

2
0,09 m und die Reißfestigkeit 1,32 kg je 25,4 mm.2
0.09 m and the tear strength 1.32 kg per 25.4 mm.

Example 10

Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren mit der Ausnahme wiederholt, daß das einzige verwendete Netzmittel das Propylenoxid-Äthylenoxidcopolymer mit 10 % Äthylenoxid ist und ein Polypropylenoxid-Molekulargewicht von 2250 hat (Pluronic L-81). Dieser Stoff wird in einer Menge von 1,5 % verwendet. Die Extrudertemperatur liegt bei ungefähr 338°C. Die Luft zum Glätten hat ungefähr 319 C und das Vlies wird nicht kalandert.The procedure described in Example 1 is repeated with the exception that the only wetting agent used is the propylene oxide-ethylene oxide copolymer with 10% ethylene oxide and has a polypropylene oxide molecular weight of 2250 (Pluronic L-81). This substance is used in an amount of 1.5%. The extruder temperature is approximately 338 ° C. The air to Smoothing is about 319 C and the web is not calendered.

Die Faserdurchmesserverteilung, jeweils auf den nächstliegenden Wert in ,um auf- bzw. abgewendet, zeigt ungefähr 14 % von 2 um oder weniger, 46 % 3 bis 4 um,. 14 % 5 bis 6 um, 12 % 7 bis 8 um, 4 % 9 bis 10 um, 2 % 11 bis 12 um, weniger als 0,5 % 13 bis 14 um 1 % 15 bis 19 um, 3 % 20 oder mehr um. Der mittlere Durchmesser liegt bei ungefähr 5,7 um und der Durchmesserbereich erstreckt sich von weniger als 2 um bis ungefähr 34 um.The fiber diameter distribution, turned up or down to the nearest value in, um, shows approximately 14% of 2 um or less, 46% 3 to 4 um ,. 14% 5 to 6 µm, 12% 7 to 8 µm, 4% 9 to 10 µm, 2% 11 to 12 µm, less than 0.5% 13 to 14 µm 1% 15 to 19 µm, 3% 20 or more µm. The mean diameter is about 5.7 µm and the diameter range is extensive from less than 2 µm to about 34 µm.

Es ist zu bemerken, daß das nach den Beispielen 1 bis 10 hergestellte Vlies weitgehend wie das in Figur 2 bis 2F gezeigte Vlies aussieht. Das Vlies wurde aus großen und.kleinen Strängen und aus kleinen Einzelfäsern gebildet, Wie es die Figuren zeigen.It should be noted that that prepared according to Examples 1-10 Fleece looks largely like the fleece shown in Figures 2 to 2F. The fleece was made from large and small strands small individual fibers, as the figures show.

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Claims

Patent ns a p rüche

Process for the production of fiber webs from thermoplastic polymers by means of melt blowing the polymer for fiber formation and combining the fibers into a mat, thereby marked ^, that in the mat fibrous elements of relatively fine size and fibrous elements of relatively large size be introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fine-fiber elements by the meltblown process are smoothed fiber lengths and that the coarse fiber elements contain powerful individual fibers.

3. The method according to claim 2, characterized in that the mighty individual fibers are formed by melt-extruding the polymer through a mold with openings of small and large diameters.

4. The method according to claim 2, characterized in that the mighty individual fibers by melt extrusion of the Polymer can be formed by a mold with large openings, which is separate from a mold with fine openings.

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5. The method according to claim 2, characterized in that the previously formed coarse fibers in a gas stream to Smoothing, which is used to melt-blow fine fibers.

6. The method according to claim 1, characterized in that the coarse-fiber elements bundles of stranded fine Contain fibers.

7. A process for the manufacture of a nonwoven ribbon of fibers from a thermoplastic polymer by melt blowing of the polymer and aggregation of the fibers, characterized in that a part of the fibers by adding a wetting agent is made hydrophilic and that another part of the fibers is hydrophobic, the hydrophobic fibers are distributed randomly in the mat of hydrophilic fibers.

8. The method according to claim 1 and 7, characterized in that the hydrophilic fibers are finer than the hydrophobic Fibers are.

9. The method according to claim 6 for the production of a fiber fleece from a thermoplastic polymer by Melt-blowing the polymer for fiber formation and combining the fibers into a mat, characterized in that that by the meltblown at least 5% of the fibers

. Fiber bundles are entangled.

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10. The method according to claim 9, characterized in that at least 25 %, preferably at least 50% of the fibers are entangled.

11. The method according to claim 10, characterized in that at least 1%, preferably at least 5% of the fibers Single fiber lengths, i.e. not stranded fibers.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the fibers are refined during the melt blowing until at least 90% of the fibers have a diameter of less than 15 μm, preferably at least 50% of less than 15 μm to have.

13. The method according to claim 12, characterized in that the strands have diameters in the range from 15 to 100 µm, preferably 25 to 50 µm.

14. The method according to any one of claims 7. To 13, characterized characterized in that a wetting agent is included in the polymer, the wetting agent in the polymer is solved during extrusion and at the latest

is no longer dissolved in the polymer at the time the fibers are cooled to 37.8 ° C and subsequently on the surface the fibers continually sweat out over a period of time.

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15. The method according to claim 14, characterized in that some fibers do not contain a wetting agent, are relatively hydrophobic and statistically distributed over the fleece.

16. The method according to claim 7 _t 14 or 15, characterized in that the wetting agent is a system with at least two components, one component being relatively soluble in the alkaline battery electrolyte and another component being relatively poorly soluble in the alkaline battery electrolyte, and wherein the fleece to a basic weight

from 17 to 170 g / m, a thickness of 25 µm to 2.5 mm is gathered at a distance of 25 to 75 cm from the mold and at a temperature below the softening point of the resin is compressed to a residual thickness which is less than half the combined thickness and less than 25 .um up to 1.25 mm, has a porosity of more than 40% and calendering is carried out at least twice to form the fleece.

17. The method according to claim 16, characterized in that a wetting agent component of a Pluronic of higher molecular weight than the molecular weight of another, the second wetting agent component is Pluronic.

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18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the polymer is a polyolefin,

. preferably a polymer of propylene, the meltblowing temperature is set from 288 ° to 371 ° C in an extruder and that the extruder, the resin through a Series of mold orifices for molding the fibers are extruded, the refining hot gas, preferably Air, from slots extending parallel to and immediately next to the row of mold openings a temperature of 282 to 538 C, with the gathering on a continuously moving Take-up device 25 to 75 cm from the point of fiber formation, at which a basis weight of 52

up to 70 g / m in a thickness of 0.1 to 0.3 mm and a pore size distribution of at least 40% of pores smaller than 40 µm and at least 5% of the Pores larger than 60 »µm are present.

19. The method according to any one of claims 7, 8 and 14 to 18, characterized in that the polymer has a C_ to Cg Polyolefin or a polyamide, preferably Nylori 6 or nylon 66, is a wetting agent in the resin in amounts from 1 to 10% included and at least partially insoluble in the alkaline battery electrolyte is / the fibers are extruded from a plurality of mold openings arranged in a row and

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the air used for refining is heated and is parallel to and immediately adjacent to the row of mold openings extending slits is ejected, the stranding takes place in loose porous bundles, the summary on a continuously moving support device 25 to 75 cm from the location of the Fiber formation takes place to a basis weight of 35 to 104 g / m with a thickness of 0.15 to 1.25 mm, the Tape is compressed to a remaining thickness of 0.1-0.6 mm until the pore size distribution is achieved at least 40% pores with a "smaller diameter than 40 μm and at least 5% pores with a larger diameter than 60 .mu.m, a residual porosity between 40 to 70%, and a KOH absorption capacity of 100 to 1500% based on web weight.

20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized characterized in that the polymer is a propylene polymer, the fibers of a propylene polymer are not a wetting agent contain and are distributed over the entire fleece, the wetting agent contains a coating component, which is relatively readily soluble in alkaline battery electrolytes and on the fleece after combining and is applied before compaction and that it is compacted until the KOH absorption capacity 400 to 1000% based on the web weight, the KOH holding ability 100 to 800% based on the web weight and the

at least 1.42

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3 2

Air permeability at least 1.42 m / min. is 0.09 m each.

21.Battery separator for alkaline accumulators, consisting of a thermoplastic fleece, preferably of polyolefin fibers, characterized in that that the fleece contains relatively fine-fiber elements and relatively coarse-fiber elements.

22. Separator according to claim 21, characterized in that the fine-fiber elements are individual fibers with diameters less than 15 µm and the coarse-fiber elements are single fibers with a larger diameter.

23. Separator according to claim 22, characterized in that the coarser fibers are hydrophobic and the finer fibers are hydrophilic.

24. Separator according to claim 23, characterized in that the hydrophilic fibers by treatment with a surfactant can be made hydrophilic.

25. Separator according to claim 24, characterized in that

the surfactant is defined in any one of claims 14, 16, 17 or 20

26. Separator according to claim 21, characterized in that the fine-fiber elements and fine individual fibers coarse fiber elements are bundles of stranded fine fibers.

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27. Separator according to claim 26, characterized in that the coarse-fiber elements also include individual fibers according to claim 22, 23, 24 or 25 included.

28. Separator according to claim 26, characterized in that at least 5% of the fibers are stranded into fiber bundles ^ are.

29. Separator according to claim 28, characterized in that at least 25 %, preferably at least 50% of the fibers are stranded into fiber bundles.

30. Separator according to claim 28 or 29, characterized in that at least 90% of the either as individual fibers or fibers present as a strand have a diameter of less than 15 .mu.m.

31. Battery separator according to one of claims 21 to 30, characterized by a pore size vertexulation in which more than 50% of the pores are smaller than 60 μm and at least 3% of the pores are larger than 60 µm and the porosity is more than 40%.

32. Battery separator according to one of claims 24 to 31,

2 characterized by a basic weight of 35 to 104 g / m, a thickness of 0.1 to 0.6 mm, a pore size vertexulation

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of at least 40% of the pores smaller than 40 μm and at least 5% of the pores larger than 60 µm and. a residual porosity of 40 to 70%, a KOH absorption capacity from 400 to 1000% based on web weight and a KOH holding ability from 100 to 800%.

33. Battery separator according to one of claims 21 to 32, characterized in that at least 50% of the fiber lengths contain a resin selected from the C- to C " polyolefins and nylon and 66 polyamides, the resin being degraded; 50% of the fiber lengths contain a wetting agent in an amount of 1 to 10%, the wetting agent being soluble at the extrusion temperature of the resin and insoluble below 37.8 ° C. and exuding on the surface of the fiber lengths; the

Scheider has a basis weight of 17 to 170 g / m, a thickness of 0.025 to 1.25 mm, a pore size distribution with more than 50% pores smaller than 40 .mu.m and at least 3% pores with more than 60 .mu.m and a residual porosity from 40 to 70%, a KOH absorption capacity of up to 1500% based on the weight of the web, and a Has KOH holding ability of 100 to 1000% based on the weight of the separator.

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34. Separator according to claim 33, characterized in that that the polymer is a propylene polymer and the wetting agent contains at least two components, of which one component is a high molecular weight Pluronic and the other component, is a relatively low molecular weight Pluronic and the separator is a basic

2.

has a weight of 52 to 70 g / m, a thickness of 0.1 to 0.3 mm and a porosity of more than 50%.

35. Separator according to one of claims 21 to 32, characterized in that at least 50% of the fiber lengths have an average diameter of less than 10 μm, at least 10% of the total fiber lengths are individual fibers and a wetting agent in the fiber lengths in an amount of 1 to 10% is present, the wetting agent containing at least two components, one of which is alkaline Battery electrolytes relatively well soluble and the other component at the extrusion temperature of the resin soluble in the resin and at a resin temperature below of 37.8 ° C is insoluble and exudes to the surfaces of the fiber lengths, developing the wetting agent

and the separator has a basis weight of 35 to 104 g / m, a thickness of 0.1 to 0.6 mm, a pore size distribution of at least 40% of the pores smaller than 40 μm and at least 5% of the pores larger than 60 μm and a residual porosity from 40 to 70%, a KOH absorption capacity of 400 to 1000% based on the non-woven

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weight, a KOH holding capacity of 100 to 800% based on the separator weight and an air

3 2

permeability of 1.42 m / min. each has 0.09 m.

36. Battery separator, characterized in that it is produced by a method of any one of claims 1 to 20.

37. Alkaline accumulator with positive and negative, through a fleece made of thermoplastic polymer Separate plates, characterized in that the fleece is designed as it is in one of the claims to 36 is described.

ugs: hu: bü

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