DE2509823A1

DE2509823A1 - Trennwand fuer einen bleiakkumulator

Info

Publication number: DE2509823A1
Application number: DE19752509823
Authority: DE
Inventors: Nobutaka Kanamori; Yasuyuki Konoshima; Susumu Nagai; Souji Nakajima
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1975-09-11
Also published as: JPS50119243A; IT1030271B; FR2263609B3; NL7502499A; FR2263609A1; JPS5530253B2

Description

TlEDTKE - BüHLING " KlNNt Patentanwälte:

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cable: Germaniapatent München

6. März 1975 B 6491

Honshu Seishi Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Trennwand für einen Bleiakkumulator

Die Erfindung betrifft eine Trennwand für einen Bleiakkumulator, insbesondere eine Trennwand für einen Bleiakkumulator, die aus Glasfasern, thermoplastischen Kunststoffasern und feinteiligem porösem kieselsäurehaltigem Material hergestellt ist.

Es wurden verschiedene Trennwände für Bleiakkumulatoren vorgeschlagen. Am besten ist ein zwischen zwei Glasfasermatten eingelegtes Papierblatt geeignet, das mit einem Phenolharz getränkt ist. Eine solche Papierblatt-Trennwand hat jedoch

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Nachteile wie 1. eine relativ große Porenweite, die den Durchtritt von in der Trennwand abgeschiedenen Bleiteilchen nicht in genügender Weise verhindert, wobei diese Schwierigkeit nur durch Vergrößerung der Papierblattdicke vermieden wird, und 2. die geringe Schwefelsäurebeständigkeit des Zellulosematerials, aus dem dieses Papier hergestellt ist. So hat die übliche Papiertrennwand eine mittlere Porengröße von etwa 30 um und eine Dicke von 0,6 bis 0,8 mm.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Trennwand für einen Bleiakkumulator zu schaffen, die aus Glasfasern, thermoplastischen Kunststoffasern und feinteiligem, porösem Kieselsäurematerial besteht.

Eine andere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Trennwand, die aus Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 4 um, thermoplastischen Kunststoffasern mit einem Durchmesser von weniger als 30 ^J.m und porösem feinteiligem kieselsäurehaltigem Material mit einer Teilchengröße von weniger als 10 jum besteht und eine mittlere Porenweite von etwa 3 um und eine Dicke von weniger als 0,2 mm besitzt.

Die für die erfindungsgemäße Trennwand geeigneten Glasfasern sind feine Glasfasern mit einem Durchmesser in dem Bereich von 0,2 bis 4- /am. Solche feinen Glasfasern erhält man in Faserform oder in Form von Stapelfasern, jedoch nicht als

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Fadenbündel oder als Roving. Die feinen Glasfasern in den Stapelfasern werden geschnitten, z.B. dadurch, daß die Stapelfasern durch einen Zugschneider mit 2 Walzenspaltpaaren geführt werden, wobei die Zuführseite langsamer als die andere Seite angetrieben wird, so daß man kurze Fasern unterschiedlicher Länge in dem Bereich z.B. von 0,1 mm bis 4,0 mm bei ein^r mittleren Länge von 0,6 mm erhält.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trennwand verwendbaren thermoplastischen Kunststoffasern können aus einem Polyamid, z.B. Nylon 6,6 und Nylon 6, einem Polyester, z.B. Polyäthylenterephthalat, einem Polyvinylharz, z.B. Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol und Polystyrol, und insbesondere aus einem Polyolefin bestehen, z.B. einem Polymer und einem Copolymer aus Äthylen und Propylen.

Es muß jedoch dafür gesorgt werden, daß irgendwelche Kunstfasern mit einer polaren Gruppe, z.B. Cl-haltige Kunstfasern, im Hinblick auf ihre geringe elektrische Beständigkeit ausgeschlossen werden. Die Kunstfasern haben gewöhnlich einen Durchmesser von 5 bis 30 um und eine Länge von 1 bis 2 mm. Die am besten geeignete Kunstfaser mit den oben erwähnten Eigenschaften ist der sogenannte „Kunstzellstoff", der für die Herstellung eines papierähnlichen Kunstharzblattes nach dem Naßverfahren oder dem Wasserlegeverfahren (water-laid process)

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brauchbar ist. Beispiele für Kunstzellstoffe sind solche Materialien wie „SWP", das von Mitsui Zellaback Co.,Ltd. Tokio, Japan erhältlich ist.

Das erfindungsgemäß verwendbare kieselsäurehaltige Material ist feinteiliges poröses Kieselsäurematerial, wie Diatomeenerde mit einer Teilchengröße unter 10 um.

Erfindungsgemäß wird eine Mischung aus der Glasfaser, der thermoplastischen Kunststoffaser und dem feinteiligen porösen Kieselsäurematerial nach dem Wasserlegeverfahren (waterlaid process) oder dem Luftlegeverfahren (air-laid process) zu einem Blattmaterial verarbeitet, das dann bei hoher Temperatur gepreßt wird, so daß die drei Bestandteile durch teilweises Schmelzen der Kunstfaser verbunden werden.

Der Anteil der Glasfaser, der Kunstfaser und des Kieselsäurematerials bestimmt die mechanischen und elektrischen Eigenschaften.der erfindungsgemäßen Trennwand. Im allgemeinen ist der elektrische Widerstand umso höher, je größer die Menge an Synthesefasern ist; dagegen ist die mechanische Festigkeit umso geringer, je kleiner die Menge an Synthesefasern ist.

Vorzugsweise arbeitet man daher mit einem Gewichtsverhältnis von Glasfasern zu Synthesefasern in dem Bereich von 1 : 1,5 bis 1 : 2,0, insbesondere bei 1 : 1,75» wobei das Ver-

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hältnis der Summe der Fasern zu dem Kieselsäurematerial in dem Bereich von 1 : 0,5 bis 1:1, insbesondere bei 1 : 0,65 bis 0,7 liegt.

Die Bedingungen, unter denen das Papierblatt gepreßt und erhitzt wird, hängen von den Eigenschaften der Synthesefasern ab; im allgemeinen arbeitet man bei einer Temperatur von 110 bis 180⁰C und bei einem Druck von 5 bis 10 kg/cm , .

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vorzugsweise bei 5 bis 7 kg/cm' und insbesondere bei 5 kg/cm Insbesondere wenn die Synthesefaser Polyäthylen ist, liegt die bevorzugte Temperatur bei 110 bis 130⁰C und der Druck bei

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5 bis 10 kg/cm , vorzugsweise bei 5 kg/cm . Zweckmäßigerweise erfolgt diese Behandlung in der Weise, daß man das papierartige Blatt durch einen Walzenspalt laufen läßt, der auf der erforderlichen Temperatur und dem nötigen Druck gehalten wird.

Die so hergestellte Trennwand für den Bleiakkumulp tor hat im allgemeinen eine mittlere Porengröße von weniger als 3 um, einen Widerstandzuwachs von 0,0009 bis 0,001 H/cLm , der viel kleiner als der einer üblichen Trennwand (0,003-fi-/dm ) ist, und ein Luftporenverhältnis von mehr als 60 % verglichen mit dem einer herkömmlichen Trennwand mit größerer Porenweite. Mit der erfindungsgemäßen Trennwand ergibt sich eine zufriedenstellende Leistung bei einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm. Daraus ist ersichtlich, daß man unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trenm/and einen kompakten Bleiakkumulator erhält und der

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Energieverlust beim Laden und Entladen verringert wird. Wenn man einen Bleiakkumulator mit der erfindungsgemäßen Trennwand in einem Fahrzeug einsetzt, läßt sich der Motor leicht starten.

Ein anderes wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Leistungsfähigkeit eines Bleiakkumulator mit der erfindungsgemäßen Trennwand bei tiefer T«τ."eratür, z.B. herab bis zu -3O⁰C, nicht beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird nun an dem folgenden Beispiel erläutert, ohne daß hiermit eine Beschränkung der Erfindung beabsichtigt ist.

Glasfasern (30 Gewichtsteile) mit einem Durchmesser von 1 um, einer Länge in dem Bereich von 0,1 bis 4,0 mm und einer mittleren Länge von 0,6 mm, Polyäthylen-Kunstzellstoff aus SWP (70 Teile) und Diatomeenerde (80 Teile) mit einer Teilchengröße von weniger als 10 um wurden im Wasser suspendiert, dessen Menge zur Bildung einer Aufschlämmung von 0,5 %iger Konsistenz ausreichte. Dann wurde die Aufschlämmung auf einer herkömmlichen Papiermaschine verarbeitet, bei einer Temperatur von etwa 100 G unter Bildung eines Blattmaterials getrocknet, das dann durch einen Spalt zwischen Walzen hindurchgeführt wurde,die man auf einer Temperatur von 110 C und unter einem

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Druck von 5 kg/cm hielt.

Das so erhaltene Produkt war als Trennmaterial für

einen Bleiakkumulator geeignet und hatte ein Grundgewicht von

ρ
100 g/m , eine Dicke von 0,2 mm, eine maximale Porenweite von

2 3,5 pm und einen elektrischen Widerstand von 0,0007 XL/dm .

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Trennmaterial für einen Bleiakkumulator, das aus Glasfasern, thermoplastischen Kunstfasern und feinteiligem porösem Kieselsäurematerial besteht und eine geringe Porenweite und eine geringe Dicke aufweist.

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Claims

Patentansprüche

1. Trennmaterial für einen Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Glasfasern, thermoplastischen Kunstfasern und feinteiligem porösem Kieselsäurematerial besteht und ein Leerraumverhältnis von mehr als 60 %, eine Porenweite von weniger als 3 /im und eine Dicke von weniger als 0,2 mm aufweist.

2. Trennmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern einen Durchmesser in dem Bereich von 0,2 bis 4- um, eine Länge in dem Bereich von 0,1 bis 4,0 mm und eine mittlere Länge von 0,6 mm haben.

3. Trennmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Kunstfasern einen Durchmesser in dem Bereich von 5 bis 30 um und eine Länge in dem Bereich von 1 bis 2 mm haben.

4. Trennmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse kieselsäurehaltige Ma-

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terial eine Teilchengröße von weniger als 10 um hat.

5. Trennmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Glasfasern zu Kunstfasern in dem Bereich von 1 : 1,5 bis 1 ^: 2,0 und das Verhältnis der Summe der Fasern zu dem Kieselsäurematerial in dem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 1 liegt.

6. Trennmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstfasern aus Polyamid, Polyester, Polyvinylharz oder Polyolefin bestehen.

7· Trennmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstfasern aus Polyäthylen oder Polypropylen bestehen.

8. Trennmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 75 dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Kieselsäurematerial Diatomeenerde mit einer Teilchengröße von weniger als 10 ui ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Trennmaterials für einen Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß man 1. aus einer Mischung aus Glasfasern mit einem Durchmesser von 0,2 bis 4- um, einer Länge von 0,1 bis 4- mm und einer mittleren Länge von 0,6 mm, thermoplastischen Kunstfasern

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mit einem Durchmesser von 5 bis JO um und einer Länge von 1 bis 2 mm und porösem feinteiligem Kieselsäurematerial mit einer Teilchengröße von weniger als 10 um "bei einem Gewichtsverhältnis von Glasfasern zu Kunstfasern in dem Bereich von 1 : 1,5 bis 1 :2,0 und einem Gewichtsverhältnis der Summe der Fasern zu dem Kieselsäurematerial in dem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 1 ein blattförmiges Material formt und

2. das blattförmige Material unter einem Preßdruck von 5 bis 10- kg/cm¹² auf eine Temperatur von 110 bis 180⁰C erhitzt.

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