DE2933217A1

DE2933217A1 - Verfahren zur herstellung von batteriescheidern

Info

Publication number: DE2933217A1
Application number: DE19792933217
Authority: DE
Inventors: Louis Caputo
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1980-03-13
Also published as: IT7950065A0; IT1120525B; CA1140210A; GB2031300A; FR2435133A1; GB2031300B

Description

- 8' Beschreibung

In der Vergangenheit wurden Batterieseheider mit Vorsprüngen und Rippen versehen, indem die Batteriescheiderbahn geprägt oder auf andere Art und Weise durch direkte Einwirkung von mechanischen Mitteln geformt wurde. Ein weiteres in der Vergangenheit verwendetes Verfahren besteht darin, Vorsprünge oder Rippen direkt auf die Oberfläche einer Batteriescheiderbahn zu extrudieren oder auf andere Art und Weise aufzubringen, wie es beispielsweise in der US-PS 3 773 590 beschrieben ist. Soweit bekannt, ist die Aufbringung derartiger VorSprünge und Rippen niemals durch im Abstand erfolgende Ausbildung und Aufbringung durch eine Luftschicht ohne mechanische Wechselwirkung oder Manipulation erfolgt. Eine beispielhafte Patentschrift für die Formung einer Batteriescheiderbahn während der Herstellung zur Ausbildung von Vorsprüngen auf der Batteriescheiderbahn ist die US-PS 3 798 294.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein billiges und schnelles Verfahren für die Ausbildung von Abstandshaltern auf Batteriescheiderbahnen zu liefern, wobei die Batteriescheiderbahn so wenig wie möglich beschädigt wird und bei dem die Verwendung von Lösungsmitteln oder anderen Materialien, die zu einer Umweltverschmutzung führen können, nicht erforderlich ist.

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Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Ausbildung von Batterieplattenabstandshaltern auf Batteriescheiderbahnen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß im Abstand von der Batteriescheiderbahn Kugeln ausgebildet und dann durch eine Gasschicht intermittierend auf die Batteriescheiderbahn projiziert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Batteriescheiderbahn aus einer porösen, Polyethylen enthaltenden Bahn mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen. Die Batteriescheiderbahn wird kontinuierlich an einer ersten Station vorbeigeführt, wobei eine ihrer Oberflächen offen liegt. Ab dieser ersten Station ist die Batteriescheiderbahn so von der Vorrichtung getrennt, daß keine Berührung mit der Vorrichtung mehr erfolgt. Im Abstand von der Batteriescheiderbahn werden Kugeln aus Polyethylen, das zwischen 93,3 und 204° C schmilzt und frei von Klebrigmacher ist, geformt und dann durch eine Luftschicht auf die freigelegte Oberfläche der Batteriescheiderbahn geschossen, wobei die Kugeln in der Luftschicht oberflächengekühlt werden, was ihre Festigkeit verbessert aber gleichzeitig eine ausreichende Wärmemenge im Inneren für das Zusammenschmelzen mit der Batteriescheiderbahn erhält und zur Ausbildung von runden Vorsprüngen auf der Batteriescheiderbahn führt. Die Kugeln werden auf die Batteriescheiderbahn aufprallen gelassen und auf diese Weise mit der Batteriescheiderbahn verschmolzen, so daß sich im wesentlichen runde Vorsprünge aus-

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- Ίο -

bilden. Danach erfolgt eine Toleranzdimensionierung über die gesamte Dicke der Batteriescheiderbahn mit den aufgebrachten Vorsprüngen.

In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Batteriescheiderbahn mit den aufgebrachten Vorsprüngen in der Weise weiterbehandelt, daß der Batteriescheider durch Kühlung geformt wird, bevor die Toleranzdimensionierung erfolgt, oder eine Glasmatte vor dem Kühlen über die Vorsprünge gelegt und dann gleichzeitig mit der Toleranzdimensionierung in eine feste Verbindung mit den Vorsprüngen gepreßt wird. Bei dieser letzten Ausführungsform erfolgt die Kühlung nach der Toleranzdimensionierung.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:

Figur 1 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht der

Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Batteriescheidern mit im Abstand vom Batteriescheider ausgebildeten und dann aufgebrachten Abstandshaltern;

Figur 2 zeigt einen schematischen senkrechten Schnitt durch die Düse einer Solenoid-Kanone gemäß 11A und 11B in Figur 1;

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-H-

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht der durch den Walzenspalt zwischen den Walzen 35A und 35B laufenden Batteriescheiderbahn mit aufgebrachten Vorsprüngen ;

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer anderen Form

eines Batteriescheiderbandes mit aufgebrachten Abstandshaltern; und

Figur 5 zeigt eine Ansicht einer Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1 zur Herstellung der Batteriescheiderbahn gemäß Figur 4, wobei im Hinblick auf die Führung der Batteriescheiderbahn nur der Endteil der Vorrichtung dargestellt ist, während der Anfangsteil der Vorrichtung mit dem der Vorrichtung gemäß Figur 1 übereinstimmt.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Vorrichtung ist eine Standardvorrichtung zur Aufbringung von Klebstoffen auf die Klappen von Wellpappekartons, wenn diese zusammengesetzt werden. Die die Schußvorrichtung bildenden Vorrichtungsteile, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, wurden von The Aro Corporation (1 Aro Center, Bryan, Ohio 43508) bezogen.

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In Figur 1 ist ein System zur Ausbildung von Kugeln, deren Aufbringung auf die Batteriescheiderbahn und zur Toleranzdimensionier ung dargestellt. Die Solenoid-Kanonen 11A und 11B sind stationär über einer sich bewegenden Bahn 12 aus Batteriescheidermaterial angebracht. Die Bahn 12 wird von einer Walze 13 mittels der Antriebswalze 14 abgenommen. Die Solenoid-Kanonen 11A und 11B werden über die Zuführungen 15A und 15B mit geschmolzenem Polymer gespeist. Der Fluß des flüssigen Polymers zu den beiden Solenoid-Kanonen 11A und 11B wird durch die von Hand zu betätigenden Ventile 16A und 16B reguliert, um einen gleichmäßigen Ausstoß durch jede Kanone zu haben. Beide Zuführungen 15A und 15B sind mit einer Heißschmelzkonsole 17 verbunden, die eine Vorratskammer 18 (deren Öffnungsklappe dargestellt ist) aufweist, in die festes Polymer eingespeist und geschmolzen wird. Auf die Einzelheiten der Reguliervorrichtungen der Konsole soll nicht weiter eingegangen werden, da die Konsole wie auch die anderen Teile im Hinblick auf ihre wesentlichen Konstruktionsmerkmale im Handel erhältlich Standardausrüstung sind.

Mittels einer luftangetriebenen Pumpe 20 wird das Polymer aus dem Reservoir unter geeignetem Druck, der sich durch den Luftdruck einstellen läßt, mechanisch in die beiden Zuführungen 15A und 15B gedrückt. Die der Regulierung des Luftdrucks dienende Vorrichtung ist mit 21 gekennzeichnet. Außerdem sind noch ein Luftfilter 22 und eine Luftzuführungsleitung 23 dargestellt.

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Zuführungen 15A und 15B besitzen Heizelemente, die das Polymer während des Transports vom Reservoir zu den Kanonen, die ebenfalls beheizt werden, auf der gewünschten Temperatur halten. Die Temperatur der Zuführungen und der Kanonen wird gemessen und mittels der Reguliervorrichtung 24 auf ein im wesentlichen konstantes Niveau eingestellt. Die Reguliervorrichtung 24 ist mit den Zuführungen 15A und 15B über die Kabel 25A und 25B verbunden. Ferner sind mit Gewinde versehene Verbindungsstücke 26A und 26B vorhanden, die eine leichte Abtrennung der elektrischen Kabel 25A und 25B erlauben.

Die der Einstellung (timing) der Solenoid-Kanonen dienende Reguliervorrichtung 27 ist elektrisch verbunden mit den Solenoid-Kanonen 11A und 11B über die elektrischen Leitungen 28A und 28C bzw. 28B und 28D, wobei der Kreis durch die elektrischen Leitungen 29A bzw. 29B geschlossen wird. Die Solenoid-Kanonen 11A und 11B besitzen Düsen 3OA und 3OB, die beide vier ausgerichtete Austrittsöffnungen oder Adern 31a, b, c, d (siehe Figur 2) aufweisen, um Ausstöße zu liefern, die sich auf einer rechtwinklig zur Laufrichtung der Bahn 12 verlaufenden Linie befinden. Mittels der Vorrichtungen 32A und 32B können die Kanonen 11A und 11B verstellbar positioniert werden.

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In durch die Timing-Vorrichtung 27 vorgegebenen Intervallen stoßen die Solenoid-Kanonen 11A und 11B vier kleine diskontinuierliche Polymerströme aus, die so bemessen sind, daß sie einzeln auf die Batteriescheiderbahn 12 auftreffen und im allgemeinen kreisförmige Vorsprünge 33 liefern. Nach Passieren der Solenoid-Kanonen 11A und 11B wird die Batterieschelderbahn 12 über eine Kühlwalze 34 geführt, um sicherzustellen, daß das geschmolzene Polymer gut erhärtet. Die gekühlte Bahn wird dann durch die Toleranzregulierungswalzen 35A und 35B geführt, durch die eine Toleranzdimensionierung der Gesamtdicke der Batteriescheider von der Rückseite 36 der Bahn bis zu den Spitzen der Vorsprünge 33 erfolgt. Die Walzen 35A und 35B werden angetrieben und bestimmen die Geschwindigkeit der Bewegung der Batteriescheiderbahn. Die Aufnahmewalze 14 ist ein Drehmomentwickler.

Im folgenden wird eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung beschrieben, mit der eine Glasmatte 40 direkt auf den äußeren Spitzen 37 der Vorsprünge 33 auf der Bahn 12, die die Oberflächen 36 und 39 besitzt, wie fn Figur 4 dargestellt aufgebracht werden kann. Diese Vorrichtung stimmt mit der zuvor beschriebenen im wesentlichen überein und weicht nur in dem letzten, in Figur 5 dargestellten Teil ab. Nach Aufbringung der Vorsprünge 33 wird die Bahn 12 direkt zu den Walzen 41 und 42 geführt. Eine Glasmatte 4O (ein dünnes, kleisterfesthaltendes Gewebe, gewöhnlich hergestellt aus Glas) wird von Walze über der Bahn 12 abgenommen und auf die Spitzen der Vorsprünge

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33 vor dem Walzenspalt der Walzen 41 und 42 aufgebracht. Die Walzen 41 und 42 drücken dann die Glasmatte 40 in die Oberfläche der Spitzen der Vorsprünge 33, wobei die Vorsprünge noch genügend geschmolzen sind, um eine gute Verbindung oder Haftung mit der Glasmatte zu ergeben. Hinter den Walzen 41 und 42 befindet sich eine Kühlvorrichtung 44, die wie dargestellt beispielsweise Luft auf die Bahn bläst. Derartige Batteriescheider 45 werden normalerweise nicht aufgewickelt, sondern besser in vorbestimmter Länge zerschnitten und für den Versand in herkömmlicher Weise verpackt.

Das Kugeln bildende Material, ein Kunststoff, wird in die Kammer 18 eingespeist, um es zu schmelzen. Der bevorzugte Kunststoff ist ein Polyethylen, insbesondere ein Homopolymer von Polyethylen mit einer Brookfield-Viskosität von weniger als 10.000 und vorzugsweise weniger als 5.000 cps bei 140° C. Dies ist insbesondere der bevorzugte Kunststoff zur Verwendung zusammen mit den bevorzugten Grundbahnen, die Polyethylen enthalten, und zwar vorzugsweise in einer Menge von mindestens Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Batteriescheiderbahnen. Allgemeiner ausgedrückt sind die bevorzugten Polymere Polyolefine oder Polyolefincopolymere. Weitere geeignete Polymere für möglicherweise beschränktere Anwendungen sind Polyolefincopolymere, die Carboxylgruppen enthalten, oder auf Vinylchlorid basierende Polymere. In bestimmten Fällen sind auch andere Polymere geeignet. Der Kunststoff soll vorzugsweise zwischen 93,3 und 204 C schmelzen.·

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Der verwendete Kunststoff ist vorzugsweise frei von Lösungsmitteln, da dadurch die Möglichkeit der Umweltverschmutzung durch irgendwelche abgegebenen Dämpfe ausgeschlossen ist. Durch Wahl eines Kunststoffes zur Bildung der Kugeln, der die gleiche chemische Beschaffenheit wie der Kunststoff in der Grundbahn besitzt, ist es möglich, eine sehr gute Verschmelzung der Kugeln und der Grundbahn zu erzielen, ohne daß es erforderlich ist, einen Klebrigmacher zuzusetzen. Dies heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn ein Teil des Kunststoffs in der Grundbahn die gleiche Beschaffenheit wie der Kunststoff der Kugeln besitzt, die Bindung durch Verschmelzung und nicht nur durch reine Haftung oder mechanische Wechselwirkung erfolgt. Angesichts des jetzigen Verständnisses der Erfindung wird die Bindung von gleichen Materialien jedenfalls als Verschmelzung definiert. Mit gleichen Materialien sind gleiche Polymere, wenn auch mit unterschiedlichem Molekulargewicht gemeint. Ein Polyethylen in der Grundbahn besitzt gewöhnlich ein höheres Molekulargewicht als das in den Kugeln. Es ist bevorzugt, daß die Temperatur des geschmolzenen Polymers unter gewöhnlichen Umständen unter 204° C gehalten wird, da dies zu einer geringeren Beschädigung der üblichen Grundbahnmaterialien führt. Es ist weiter bevorzugt, daß die Schmelzpunkte der in den Kugeln und in der Grundbahn verwendeten Kunststoffe so sind, daß bei der Berührung der Kugeln mit der Grundbahn eine Verschmelzung der beiden Kunststoffe erfolgt.

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Das Batteriescheiderbahnmaterial oder Grundbahn 12 dient zur Aufnahme der Abstandshalter, der Vorsprünge 33. Die bevorzugte Batteriescheidergrundbahn ist eine Bahn aus faseriger synthetischer Papierpulpe, die Polyethylenfasern vorzugsweise in der bevorzugten Menge von mindestens 25 % enthält. Die am meisten bevorzugten Batteriescheidergrundbahnen enthalten Polyethylene und vorzugsweise Polyethylene mit einem viskositätsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 200.000 bis 20.000.0OO, die bei einer Temperatur von 105° C bis 140° C schmelzen. Weitere bevorzugte Kunststoffe zur Verwendung in den Grundbahnen sind die gleichen wie im Zusammenhang mit den Kunststoffen für die Kugeln aufgeführt. Die Erfindung ist jedoch auch besonders geeignet für die Verwendung von anderen Batteriescheiderbahnen wie die mikroporigen gefüllten PoIyethylenbahnen, die von W. R. Grace & Co. unter der Bezeichnung DARAMIC vertrieben werden. Es können jedoch auch Zellulosegrundbahnen einschließlich mit Phenolformaldehyd imprägnierte Zellulosegrundbahnen sowie Polyvinylchlorid- und Gummibatteriescheidergrundbahnen verwendet werden.

Sobald der Kunststoff geschmolzen ist, kann er mittels der Pumpe 20 den Kanonen 11A und 11B zugeführt werden. In Abhängigkeit von der Breite der Bahn und der Anzahl der aufzubringenden Vorsprünge werden eine geeignete Düse und geeignete Intervallzeiten sowohl für die Gesamtzeit von einem Ausstoß zum anderen als auch für die Länge der einzelnen

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Kugelausstoßzeiten gewählt. Außerdem ist es oft erforderlich, die beiden Ventile 16A und 16B vor dem Anfahren der Apparatur so einzustellen, daß die beiden Kanonen jeweils gleichgroße Kugeln ausstoßen. Eine derartige Feineinstellung ist Routinearbeit und ist meistens nicht bei jedem Durchlauf erforderlich.

Bei der bevorzugten Verfahrensweise wird die Grundbahn bei 13 in Figur 1 positioniert und unter der Vorrichtung zur Aufbringung der Kugeln aus geschmolzenem Kunststoff entlanggeführt, wobei die Kugeln durch geeignete Vorrichtungen wie die dargestellten Solenoid-Kanonen 11A und 11B gebildet werden. Nachdem die die Kugeln formenden Vorrichtungsteile einschließlich der den Kunststoff schmelzenden Vorrichtungsteile in Betrieb gesetzt worden sind, wird die Batteriescheiderbahn von der Walze 13 abgenommen und mittels der angetriebenen Walzen 35A, 35B und 14 in Bewegung gesetzt. Dann beginnen die Solenoid-Kanonen, intermittierend geringe, unter Druck stehende Mengen an geschmolzenem Kunststoff auszustoßen. Die geringen Mengen oder Kugeln an geschmolzenem Kunststoff liegen in Form eines kurzen Kunststoffstroms vor. Dementsprechend ist die Bezeichnung Kugeln nicht beschränkt auf solche Materialmassen, die eine runde Form besitzen. Wenngleich dies nicht allgemein beabsichtigt ist, könnten beispielsweise mehrere kurze Stücke zusammen eine Kugel bilden. Eine derartige Abweichung von der beschriebenen Verfahrensweise würde ein glattes Äquivalent darstellen.

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Die Kugeln werden im Abstand von der Batteriescheiderbahn gebildet und beim Durchtritt durch die Gasschicht oder Luftschicht an der Oberfläche gekühlt, so daß die Kugeln Festigkeit besitzen, aber gleichzeitig noch eine ausreichende Wärmemenge im Inneren zur Bildung einer starken Verschmelzung mit der Batteriescheiderbahn besitzen und auf der Oberfläche der Batteriescheiderbahn eine im wesentlichen runde Form liefern. Mit runder Form ist nicht halbkugelförmig gemeint, sondern nur, daß die Vorsprünge gewölbt und einigermaßen gleichmäßig sind. Wenn die Kugeln und die Batteriescheiderbahn von verschiedener chemischer Beschaffenheit sind, so daß nur eine Haftungsbindung besteht, kann es manchmal erforderlich sein, Haftungshilfsmittel wie Klebrigmacher zuzusetzen. Die Kugeln sind nicht vollkommen kreisförmig im Hinblick auf die Umfangslinie, an der sie die Batteriescheiderbahn berühren. Man kann jedoch allgemein von einer kreisförmigen Umfangslinie sprechen. Auch die Größe der verschiedenen Kugeln kann mit dem Auge erkennbar unterschiedlich sein. Der Durchmesser kann üblicherweise um einen Faktor 2 schwanken. Die allgemeine Höhenverteilung ist jedoch im allgemeinen geringer als die Durchmesserabweichungen. Es werden vorzugsweise mindestens zwei Kugeln gleichzeitig ausgestoßen. Bei der in den Figuren dargestellten Vorrichtung werden von jeder Kanone gleichzeitig

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vier Kugeln ausgestoßen und prallen auf die Batteriescheiderbahn, wo sie die Abstandshalter in Form von Vorsprüngen auf der Batteriescheiderbahn bilden.

Die Länge der Luftschicht zwischen der Düse 30 und der Grundbahn 12 wird vor Inbetriebnahme entsprechend den gewünschten Abständen zwischen den Kugeln auf der Batteriescheiderbahn eingestellt und liefert die gewünschte Oberflächenkühlung, um den Kugeln Festigkeit zu verleihen. Die Luftschicht muß kurz genug sein, daß genügend Wärme im Inneren der Kugeln verbleibt, so daß die Kugel beim Aufprall mit der Batteriescheiderbahn verschmilzt oder auf andere Weise gebunden wird. Die Größe der Kugeln wird zum Teil durch Einstellung der Ausstoßintervalle der Solenoid-Kanonen reguliert. Durch genaue Regulierung des Druckes und der Temperatur werden Kugeln erhalten, die nicht zur Fadenbildung, weil sie zu kalt sind, oder zum Einsinken in die poröse Batteriescheiderbahn, weil sie zu heiß sind, neigen und somit nicht zu weniger guten Produkten führen.

Es ist zu beachten, daß die. Batteriescheiderbahn in dem Bereich, in dem die Kugeln auf die Batteriescheiderbahn aufgebracht werden, nicht mit der Vorrichtung in Berührung kommt. Es hat sich gezeigt, daß bei Berührung mit der Vorrichtung Schäden an der Batteriescheiderbahn auftreten können. Das direkte Extrudieren auf die Batteriescheiderbahn führt außerdem zu einer Verwindung der Batteriescheiderbahn, ins-

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besondere der Konfiguration der Batteriescheiderbahn, da zwei miteinander verbundene Elemente nahezu unausweichlich bei Änderung ihrer Temperaturen unterschiedlich schrumpfen oder expandieren.

Bei der in Figur 1 dargestellten Verfahrensweise wird die Batteriescheiderbahn 12 mit den Vorsprüngen 33 in einem Abstand von einem halben bis mehreren Metern von den SoIenoid-Kanonen 11A und 11B mit einer Kühlwalze 34 in Berührung gebracht, die geeigneterweise eine Temperatur von etwa 10° C besitzt. Selbstverständlich kann die Kühlung auch durch einfache Einwirkung der Umgebung oder durch Aufblasen von Luft auf die Oberfläche 39 oder durch andere Mittel erfolgen. Kühlung durch die Umgebung erfordert jedoch eine längere Prozeßführung und damit mehr Raum. Die Rückseite 36 der Batteriescheiderbahn tritt in Berührung mit der Walze 34, um zu vermeiden, daß die VorSprünge in die Batteriescheiderbahn hineingedrückt werden, bevor sie eine größere Festigkeit aufweisen. Ein derartiges Hineindrücken in die Batteriescheiderbahn kann zur Vergrößerung von Verwindungsproblemen bezüglich der Batteriescheiderbahn führen.

Wenngleich die Gesamtdicke der Grundbahn 12 und der Vorsprünge 33 gewöhnlich verhältnismäßig gleichmäßig ist und deshalb die Toleranzdimensionierung nicht immer von Bedeutung ist, gehört letztere zur bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, daß die mechanische Behandlung der

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Vorsprünge und der Bahn 12 zwischen den Walzen 35A und 35B zwecks Schaffung einer Toleranzdicke von der Rückseite 36 der Batteriescheiderbahn zu den Spitzen 37 der Vorsprünge den Nachteil mechanischer Beschädigung des Batteriescheiders mit sich bringt und zu dimensionalen Verwindungen führt. Dementsprechend sollte die mechanische Behandlung auf ein Minimum beschränkt werden. Mit anderen Worten muß abgewogen werden zwischen der Beschädigung der Vorsprünge und der Batteriescheiderbahn und der Sicherstellung einer ganz bestimmten Stärketoleranz der Batteriescheider. Es sei darauf hingewiesen, daß in der Praxis gewöhnlich eine Vielzahl von Batteriescheidern mit dazwischenliegenden Batterieplatten verwendet werden und das Ganze fest in eine vorgeformte Batteriezellenkammer eingefügt wird. Häufig sind in einer Zelle bis zu 11 Batteriescheider vorhanden. Wenn hier die Dicketoleranz nicht in vernünftiger Weise beschränkt ist, kann die mögliche, zufällig zu einer Vervierfachung führende Wirkung der Dickevariationen in bestimmten Bereichen einer Zelle zu einem erheblichen mechanischen Druck in einem Bereich einer Zelle führen, während in einem anderen Bereich die Batteriescheider zu lose sitzen und durch Vibration beschädigt werden können. Ein weiterer Vorteil der Toleranzdimensionier ung besteht darin, daß dann, wenn die Kanonen 11A und 11B sich während des Betriebs ein wenig verstellen und so zu etwas abweichenden Vorsprüngen führen, die nachträgliche Toleranzdimensionierung das Material wieder auf die vorgesehene Dicke bringt. Wie schon erwähnt, ist dies ein

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Verfahrensbereich, der sorgfältig ausgewogen werden muß, um eine gleichmäßige Dicke der Batteriescheiderkonfiguration und gleichzeitig eine möglichst geringe mechanische Beschädigung zu erzielen. Es ist sogar möglich, daß die Vorsprünge durch die Batteriescheidergrundbahn durchgestoßen werden. Dies ist ein spezielles Problem bei schwächeren Batteriescheidermaterialien wie den bevorzugten Batteriescheiderbahnen aus faserigen, synthetischen Pulpen, die eine geringere Festigkeit in sich selbst besitzen als viele andere Batteriescheiderbahnen.

Die Dimensionierung der Batteriescheiderdicke zwischen den Walzen 35A und 35B soll erfolgen, bevor die Vorsprünge völlig erhärtet sind, d. h. während sie noch weich aber nicht mehr geschmolzen sind, um jede Haftung oder Verschmutzung der Walzen 35A und 35B durch das Material der Vorsprünge 33 zu vermeiden. Die Vorsprünge sollen weich genug sein, um sich ohne unnötige Beschädigungen an die Grundbahn anpassen zu können.

Die Vorrichtung 14 ist eine drehmomentabhängige Aufwickelvorrichtung, da sich die AufWickeloberflächengeschwindigkeit mit zunehmender Rollengröße selbstverständlich verändert. Dementsprechend bestimmen die Walzen 35A und 35B die Geschwindigkeit, mit der die Batteriescheiderbahn durch die in den Figuren dargestellte Vorrichtung läuft. Die Walzen 35A und 35B werden

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bei Raumtemperatur betrieben. Selbstverständlich können sie unter geeigneten Umständen auch geregelte Temperaturen besitzen.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die Grundbahn und die Vorsprünge mit einer Glasmatte 40 (Figur 4) zusammenzubringen, indem die Kühlwalze 34 wie in Figur 5 gezeigt weggelassen und von der Walze eine Glasmatte 40 auf die Spitzen der Vorsprünge über die Bahn 12 gelegt wird. Die Walzen 41 und 42 drücken dann die Matte 40 in den oberen Teil der Vorsprünge, wenn die Batteriescheiderbahn mit den Vorsprüngen durch den festeingestellten Spalt zwischen den Walzen 41 und 42 läuft. Die Walzen 41 und 42 arbeiten im wesentlichen genauso wie die Walzen 35A und 35B in Figur 1. Die Glasmatte verhindert die Haftung der oberen Spitzen 37 der Vorsprünge 33 an der Walze 41, wenn der Spalt zwischen den Walzen 41 und 42 richtig eingestellt ist, so daß ein vollständiger Durchgang des Materials der Vorsprünge 33 durch die Zwischenräume in der Glasmatte vermieden wird. Nach Passieren des Spaltes zwischen den Walzen 41 und 42 ist es im allgemeinen ratsam, die fertiggestellte Batteriescheiderbahn 45 mit einem Fluid wie Luft (vgl. 44) oder Wasser schnell zum Erhärten zu bringen. Wenn Wasser verwendet wird, muß dieses natürlich vor Fertigstellung des Batteriescheiders wieder entfernt werden. Es kann vorgesehen sein, daß die Batteriescheiderbahn 45 in Figur 4 mit der aufgebrachten Glasmatte in einem

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sich anschließenden kontinuierlichen Arbeitsgang zu fertigen Batteriescheidern zerschnitten und für den Versand verpackt wird. Selbstverständlich kann das Batteriescheiderband wie in Figur 1 dargestellt auch aufgewickelt werden. Das in Figur 1 dargestellte Batteriescheiderband braucht natürlich auch nicht aufgewickelt zu werden, sondern kann ebenfalls gleich in fertige Batteriescheider zerschnitten werden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden.

Beispiel

Es wurde eine aufgerollte Batteriescheidergrundbahn von 1.500 Meter Länge, 15,65 cm Breite und 0,03 cm Dicke verwendet, die derjenigen gemäß DE-AS 25 09 823 im wesentlichen entspricht, die etwa 48 % synthetischen Polyethylenholzstoff enthält. Die verwendete Bahn besaß nicht identisch die Zusammensetzung der in der genannten Auslegeschrift beschriebenen Batteriescheiderbahn, sondern war gemäß der US-Patentanmeldung SN 935 280 entsprechend der deutschen Patentanmeldung P mit dem Titel "Batteriescheider" (gleiche Anmelderin wie in vorliegender Anmeldung) hergestellt worden.

Polyethylen (AC Homopolymer Nr. 9, hergestellt von Allied Chemical Co.) wurde in die Schmelzvorratskammer 18 eingespeist und bei einer Temperatur von ungefähr 136° C in dieser Kammer geschmolzen. Je nach Bedarf wurden weiterhin

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geringe Mengen zusätzlichen festen Polyethylene zugegeben, um die Zufuhr zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens aufrechtzuerhalten. Die Zuführungen 15A und 15B und die Kanonen 11A und 11B wurden auf etwa 149 C gehalten. Die Solenoid-Kanonen-Regulierung 27 wurde auf eine Gesamtzykluszeit von etwa O,2 Sekunden eingestellt. Die "Ein"-Phase wurde durch Versuche ermittelt und die "Aus"-Phase ausreichend lang gewählt, so daß der gewünschte Abstand zwischen den Vorsprüngen erhalten wurde. Jede Düse (Figur 2) besaß vier Adern. Jede Ader befand sich in einem Winkel von 60° zur nächsten oder zu den nächsten Adern. Die Düse befand sich 1,84 cm über der Batteriescheidergrundbahn. Beide Düsen befanden sich in 3,76 cm Abstand von den jeweiligen Außenkanten der Batteriescheidergrundbahn. Die Düsen besaßen einen Durchmesser von 1,27 cm. Der Abstand zwischen den Düsen betrug 7,62 cm. Der

Luftdruck in der Pumpe 2O betrug 2,11 kg/cm .

Die Batteriescheiderbahn wurde mittels der Walze 35A und 35B sowie Walze 14 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 12 m/min, von der Walze 13 abgenommen. Die Antriebswalze 14 ist ein Drehmomentwickler. Abweichend von der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wurde die Walze 34 entsprechende Walze nicht mit Wasser gekühlt, sondern in einem größeren Abstand angebracht, so daß eine zusätzliche Luftkühlung eintrat. Walze 35B wurde auf etwa 12,8° C gekühlt. Die Rückseite 36 der Batteriescheiderbahn 12 wurde über die gekühlte Walze 35B geführt und dann

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zwecks weiterer Luftkühlung weitergeführt und erst dann über eine Walze geführt, die der Walze 34 entsprach, um die Bewegungsrichtung der Batteriescheiderbahn umzukehren. Dann wurde die Batteriescheiderbahn durch den Spalt zwischen den Walzen 35A und 35B in entgegengesetzter Richtung wie in Figur 1 geführt. Die Walze 35A wurde ebenfalls auf ungefähr 12,8° C gekühlt. Die Batteriescheiderbahn wurde dann um die Walze 35A geführt, um die Bewegungsrichtung erneut umzukehren und die Batteriescheiderbahn auf der Walze 14 aufzuwickeln.

Der Abstand zwischen den Walzen 35A und 35B wurde auf 0,1 cm eingestellt. Die Reihen der Vorsprünge 33 verliefen senkrecht zur Fortbewegungsrichtung der Batteriescheiderbahn und waren gemessen von den jeweiligen Zentren 1,9 cm voneinander entfernt. Jede Reihe wies acht Vorsprünge mit einem Abstand von 1,9 cm auf. Der Abstand der äußeren Vorsprünge von der Außenkante der Batteriescheiderbahn betrug 0,48 cm. Bei Betrachtung mit dem bloßen Auge erschienen die Vorsprünge 33 im wesentlichen als kreisförmig. Eine stichprobenartige Messung der Vorsprünge ergab, daß die Dicke von der Rückseite 36 der Batteriescheiderbahn bis zu den äußeren Spitzen 37 der Vorsprünge 33 zwischen 0,104 und 0,122 cm schwankte. Die Durchmesser der Vorsprünge betrugen 0,25 bis 0,5 cm. Die Vorsprünge erschienen bei Betrachtung mit dem bloßen Auge gleichmäßig rund, bevor sie mit den Dimensionierungswalzen 35A und 35B in Berührung kamen. Danach erschienen sie abgeflacht. Die ge-

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messene Dicke von der Rückseite 36 der Batteriescheiderbahn bis zu den Spitzen 37 der Vorsprünge 33 nach der Toleranzdimensionierung betrug 0,107 + 0,005 cm.

Die Erfindung bringt viele Vorteile mit sich, die schon oben erwähnt worden sind. Einige wenige sollen nochmals herausgestellt werden. Ein Vorteil ist die Tatsache, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung starke, chemisch und mechanisch stabile Vorsprünge gebildet werden können, ohne daß Lösungsmittel oder andere umweltverschmutzende Materialien verwendet werden müssen. Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß es die Grundbahn nicht unnötig belastet, wenn die Vorsprünge aufgebracht werden, überraschenderweise wird unter den Verfahrensbedingungen eine annehmbare gleichmäßige Höhe der aufgebrachten Vorsprünge erzielt. Die Inbetriebnahme- und Abstellzeiten des beschriebenen Verfahrens sind außerordentlich kurz und günstig.

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Claims

Patentansprüche

/\. Verfahren zur Ausbildung von Batterieplattenabstandshaltern auf Batteriescheiderbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von der Batteriescheiderbahn Kugeln ausgebildet und dann durch eine Gasschicht intermittierend auf die Batteriescheiderbahn projiziert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln aus lösungsmittelfreiem geschmolzenem Kunststoff verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln aus einem geschmolzenen Kunststoff mit einem Schmelzpunkt von 9 3,3 bis 204° C verwendet werden und der Kunststoff nicht über 204° C erhitzt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln aus geschmolzenem Kunststoff gebildet und durch intermittierende Freigabe geringer unter Druck stehender Mengen des geschmolzenen Kunststoffes auf die Batteriescheiderbahn projiziert werden, daß der geschmolzene Kunststoff zur Verbesserung der Festigkeit in der Gasschicht oberflächengekühlt wird, wobei diese Kühlung so reguliert wird, daß im Innern eine ausreichende Wärmemenge zur Verschmelzung des Kunststoffs mit der Batteriescheiderbahn erhalten bleibt, und daß im wesentlichen runde Vorsprünge auf der Oberfläche der Batteriescheiderbahn ausgebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine faserige Batteriescheiderbahn, die mindestens etwas Polyolefin enthält, und Kunststoffkugeln verwendet werden, die mindestens zu 25 % aus dem gleichen Polyolefin bestehen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln verwendet werden, die frei von Klebrigmacher und Lösungsmitteln sind, daß die Gasschicht eine Luftschicht ist, daß das Projizieren der Kugeln auf die Batteriescheiderbahn durch intermittierenden Ausstoß von mindestens zwei Kugeln mittels Druckschießens erfolgt und daß durch die

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auf die Batteriescheiderbahn aufprallenden Kugeln Abstandshalter in Form von runden Vorsprüngen gebildet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß Kugeln aus geschmolzenem Kunststoff verwendet werden, der im wesentlichen frei von solchen Materialien ist, die beim Härten an die Atmosphäre abgegeben werden, daß die Gasschicht eine Luftschicht ist, daß das Projizieren der Kugeln auf die BatteriescheiLderbahn durch Schießen der geschmolzenen Kunststoffkugeln durch die Luftschicht und Aufprallenlassen der Kugeln auf die Batteriescheiderbahn erfolgt und daß die Batteriescheiderbahn während der Aufbringung der Abstandshalter nicht mit Vorrichtungsteilen in Berührung gebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriescheiderbahn kontinuierlich von der Stelle, an der die Kugeln auf die Batteriescheiderbahn projiziert werden, wegtransportiert und durch zwei Dimensionierungswalzen geführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glasmatte mit den Kugeln auf der Batteriescheiderbahn auf der der Batteriescheiderbahn gegenüberliegenden Seite in Berührung gebracht wird, bevor die Batteriescheiderbahn.durch die Dimensionierungswalzen geführt wird.

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10. Verfahren zur Ausbildung von Batterieplattenabstandshaltern auf einer porösen, Polyethylen enthaltenden Batteriescheiderbahn mit zwei sich gegenüberliegenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriescheiderbahn kontinuierlich mit einer freigelegten Oberfläche an einer ersten Station vorbeigeführt wird, daß von dieser ersten Station ab jede Berührung mit Vorrichtungsteilen vermieden wird, daß im Abstand zur Batteriescheiderbahn Kugeln aus Polyethylen, das bei 93,3 bis 204° C schmilzt und frei von Klebrigmacher ist, ausgebildet werden, daß diese Kugeln auf die freigelegte Oberfläche der Batteriescheiderbahn durch eine Gasschicht geschossen und in der Gasschicht so oberflächengekühlt werden, daß sie eine ausreichende Festigkeit und gleichzeitig im Innern eine ausreichende Wärmemenge aufweisen, um beim Aufprall mit der Batteriescheiderbahn zu verschmelzen und runde Vorsprünge auf der Batteriescheiderbahn zu bilden, daß die Kugeln auf die Batteriescheiderbahn projiziert und unter Bildung im wesentlichen runder Vorsprünge auf der Batteriescheiderbahn mit der Batteriescheiderbahn verschmolzen werden und daß anschließend die Gesamtdicke der Batteriescheiderbahn und der Vorsprünge toleranzdimensioniert wird.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriescheiderbahn an einer zweiten Station vorbeigeführt wird, wo die den Vorsprüngen gegenüberliegende Oberfläche mit einer Kühlwalze in Berührung gebracht wird, und daß die Batteriescheiderbahn anschließend kontinuierlich an einer dritten Station vorbeigeführt wird, wo die Toleranzdimensionierung erfolgt, indem das Batteriescheiderband mit den Vorsprüngen durch zwei Dimensionierungswalzen geführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriescheiderbahn an einer zweiten Station vorbeigeführt wird, während die Vorsprünge noch im geschmolzenem Zustand sind, daß bei der zweiten Station die Teile der im geschmolzenen Zustand befindlichen Vorsprünge, die von der Batteriescheiderbahn abgewandt sind, mit einer Glasmatte in Berührung gebracht werden, daß die Batteriescheiderbahn kontinuierlich mit der auf den Vorsprüngen aufliegenden Glasmatte an einer dritten Station vorbeigeführt wird, daß an dieser dritten Station die Toleranzdimensionierung der Glasmatte, der Batteriescheiderbahn und der eingeschlossenen Vorsprünge mittels Führung durch zwei Dimensionierungswalzen erfolgt und gleichzeitig die Glasmatte unter Bildung einer festen Verbindung auf die Vorsprünge gepreßt wird und daß

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die Batteriescheiderbahn zu einer vierten Station geführt wird, wo sie fluidgekühlt wird.
13. Batteriescheider, hergestellt nach den Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3, 5 und 8.
14. Verfahren zur Ausbildung von Batterieplattenabstandshaltern auf einer porösen Batteriescheiderbahn mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriescheiderbahn mit einer freigelegten Oberfläche an einer ersten Station vorbeigeführt wird, im Abstand von der Batteriescheiderbahn Kugeln ausgebildet werden, diese Kugeln durch eine Luftschicht auf die freigelegte Oberfläche der Batteriescheiderbahn geschossen und dabei in der Luftschicht zur Verbesserung der Festigkeit bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer genügenden Wärmemenge im Inneren der Kugeln für die Verbindung der Kugeln mit der Batteriescheiderbahn und der Bildung runder Vorsprünge auf der Batteriescheiderbahn oberflächengekühlt werden, die Kugeln auf der Batteriescheiderbahn aufprallen gelassen werden, die Kugeln mit der Batteriescheiderbahn unter Bildung von im wesentlichen runden Vorsprüngen auf der Batteriescheiderbahn mit dieser verschmolzen werden und anschließend die Toleranzdimensionierung der Gesamtdicke der Batteriescheiderbahn und der Vorsprünge erfolgt.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batteriescheiderbahn verwendet wird, die mit Polyvinylchlorid und Phenol/Formaldehydharz imprägnierte Zellulosefasern enthält.

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