DE2950499A1

DE2950499A1 - Battery separator material

Info

Publication number: DE2950499A1
Application number: DE792950499A
Authority: DE
Inventors: G Clegg; A Clifford; D Mccallum; E Pearson
Original assignee: Chloride Group Ltd; Tullis Russell and Co Ltd
Current assignee: Chloride Group Ltd; Tullis Russell and Co Ltd
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2950499C2; JPS55500354A; EP0015970A1; WO1979001057A1; DK10880A; SE8000248L; IT1221814B; EP0015970B1; ES480454A1; EP0015970B2; IT7968012A0

Description

Batterie-Separator-Material

Herkömmliche Batterie-Separatoren, die beispielsweise in sekundären Bleisäure- (BS1) - Fahrzeugbatterien verwendet werden, sind aus dünnen Scheiben aus elektrisch isolierendem porösem Material hergestellt,, die zwischen benachbarten Platten in den Elektrolyten getaucht sind. Jeder Separator hat auf seiner der positiven Platte zugekehrten Seite eine Reihe horizontal auseinanderliegender vertikaler Rippen, die ein Entweichen der sich entwickelnden Batteriegase, z.B. naszierenden Sauerstoffs, nach oben ermöglichen.

Eine vorhandene Separatorausführungsform ist aus einem absorbierenden Papier hergestellt, das mit etwa 30 % eines Phenolharzes imprägniert ist, um dem Papier Nassfestigkeit und Steifigkeit zu verleihen und die Zellulose vor übermäßiger Oxidation zu schützen. Die vorstehenden Rippen sind entweder durch Niederschlagen von Streifen aus PVC oder einen Heißkleber oder durch Prägen und Aufbringen eines Schutzklebers auf die geprägten Rippen hergestellt.

Ein anderer vorhandener Separator wird durch Extrudieren einer dünnen Scheibe aus gesintertem PVC hergestellt, wobei die Rippen während der Extrusion einteilig mit dem Separator ausgebildet werden,

Die mit Phenolharz imprägnierten Papierseparatoren neigen zum Zerbrechen, und das Imprägnieren sowie das Aufbringen des Heißklebers zur Herstellung oder zum Schutz der Rippen ist kostspielig. Die

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extrudierten Separatoren sind ebenfalls erheblich teurer.

Die Porosität der Separatoren sollte hoch sein, um Ionen den !Durchtritt durch den Separator zu gestatten und so einen geringen elektrischen Widerstand zu bieten, doch sollten die Poren in den Separatoren so klein wie möglich sein, um den Durchtritt von Verunreinigungen durch den Separator und dendritisches Wachsen zu verhindern. Ferner ist an vorhandenen, im Handel erhältlichen imprägnierten Separatoren zu kritisieren, daß die mittlere Porengröße nicht so klein ist, wie es wünschenswert wäre.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Separatoren aus nicht gewebten Folien aus Polyolefinfasern herzustellen. Dies hat den Vorteil, daß die Folien (Scheiben) eine große thermoplastische Komponente enthalten und thermisch geprägt werden können, um einteilig vorstehende Rippen auszubilden. Polyolefine sind jedoch hydrophob, und es hat sich als notwendig erwiesen, in den Polyolefinfasern oder an anderer Stelle in einer Separatorfolie ein Benetzungsmittel einzufügen, das ein leichtes Benetzen des Separators durch die Batterieflüssigkeit bewirkt. Dabei ergibt sich die zusätzliche Schwierigkeit, gute Benetzungseigenschaften des Separators über eine längere Betriebszeit hinweg aufrechtzuerhalten, da die Benetzungsmittel auszulaugen pflegen.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung eines Batterie-Separators eine Papierbahn geschaffen, die aus einem Eintrag hergestellt ist, der eine synthetische Pulpe enthält, dessen Fasern mit einem anorganischen Füller gefüllt sind, wobei die Bahn außerdem ein Benetzungsmittel enthält.

In diesem Zusammenhang hat die Bezeichnung "synthetische Pulpe" die allgemein akzeptierte Bedeutung einer Pulpe, die aus Polyolefin -Fasern hergestellt ist, z.B. durch ein Flash-Spinnverfahren. Die einzelnen Fasern können verschiedene Abmessungen und Oberflächen aufweisen, wobei die Form- und Größenverteilung nicht ungleich der einer zerfaserten (raffinierten) Holzpulpe ist. Jede Faser hat gewöhnlich ein mittleres RUckrat mit einer Anzahl seit-

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lieh abstehender Ahzweigranken. Geeignete BeispieLe synthetischer Pulpe lassen .sich von einem eine hohe Dichte aufweisenden Polyäthylen oder Polypropylen ableiten. Verfahren r-.ur Herstellung derartiger synthetischer Pulpen sind in den britischen Patentschriften 12 87 917 und 13 50 487 beschrieben. Diese Verfahren ergeben

2 Fasern mit sehr großer Oberfläche, z.B. mehr als 1 m /g, und die Fasern sind Stapelfasern mit einer Länge von 0,2 bis 3 nun. Die Polyolefine können ein hohes Molekulargewicht haben, z.B. im Bereich von 40 000 bis 20 000 000, insbesondere 500 000 und darüber.

Im Vergleich zu früheren VorscV'lägen zur Herstellung von Batterie-Separatoren aus ungewebten Folien aus extrudierten Polyolefinfasern, die zu einer Matte geschichtet sind, hat eine erfindungsgemäß auf einer Papierherstellungsmaschine aus einem Eintrag hergestellte Papierbahn, der eine erhebliche Komponente synthetischer Pulpe aufweist, den Vorteil, billiger und homogener zu ! sein. Ein noch größerer und etvas Überraschender Vorteil ist der, daß die Benutzung einer Pulpe, deren Fasern mit einem anorganischen Füller gefüllt sind, einen niedrigeren elektrischen Wider- : stand quer zum Separator ergibt, insbesondere nach längerer Lebensdauer in einer Batterie, was darauf schließen läßt, daß der Füller das Benetzungsmittel festhält. Es wird angenommen, daß der Füller sich in Oberflächenteilen der Fasern befindet und aktive Stellen bildet, an denen Moleküle des Benetzungsmittels auf der Oberfläche der Fasern festgehalten werden.

Geeignete Füller sind in dem Batteriemil—ieu inert, und mögliche Füller sind Bariumsulfat eine Diatomeenerde, z.B. Perlit, ein synthetisches Silikat oder Kaolin. Der Anteil des Füllers in den synthetischen Pulpefasern beträgt mindestent 25 Trockengewichtsprozent der synthetischen Pulpe, und eine bevorzugte obere Grenze· liegt bei 50 %. Besonders gute Resultate ergaben sich mit einer \ gefüllten synthetischen Pulpe bus Polyäthylenfasern, die mit einem zwischen 40 und 50 % liegenden Anteil an Kaolin gefüllt waren.

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Bevorzugte Benetzungsmittel sind organische Sulfonate, z.B. das von der Firma Zschimmer & Schwarz hergestelle Lumo 1683, ein (anionisches) Arylalk$sulfonat; organische Succinate, z.B. das von der Firma Warwick Chemicals hergestellte Warcowet 060, ein (anionisches) Natriumdioctylsulf^osuccinat; oder Phenoläthoxylate, z.B. das von der Firma GAF (UK) hergestellte Antarox C0430, ein (nicht ionisches) Nonylphenoläthoxylat mit der allgemeinen Formel R (CH₂CH₂O)_nH, wobei η im Mittel gleich 4 ist, oder das von Röhm & Haas hergestellte Triton X45, ein (nichtionisches) Octylphenoläthoxylat mit der allgemeinen Formel R (CH₂CH₂O)_nH, wobei η im Mittel gleich 5 ist, (insbesondere Polyäthylengly«ü.moiio-(p-Tert-Octylphenyl)-Äther). Von diesen erscheinen die Phenoläthoxylate am geeignetsten. Andere Benetzungsmittel, wie organische Sulfonate mit Polyestergruppen, quarternäre Amoniumcb]oride und äthoxylierte Amine und Amide können ebenfalls benutzt werden, werden jedoch für weniger interessant gehalten.

Die Menge des zugesetzten Benetzungsmittels beträgt vorzugsweise bis zu 6 Gewichtsprozent, z.B. zwischen 1 und 6 Gewichtsprozent, der trockenen synthetischen Pulpe.

Das Benetzungsmittel kann während der Papierherstellung zugesetzt werden, d.h. es kann entweder dem Eintrag zugesetzt oder auf die Papierbahn gesprüt warden, während die Bahn noch feucht ist. Stattdessen ist es auch möglich, das Benetzungsmittel der trockenen Pulpe bei der Herstellung der synthetischen Pulpe zuzusetzen.

Besonders günstig ist das Zusetzen eines Teils des Benetzungsmittels zum Eintrag durch Vermischen des Eintrags mit einem porösen Silicat, z.B. Perlit, das mit dem Benetzungsmittel vorbehandelt ist. Das poröse Silicat ist absorbierend und wirkt als Träger für das Benetzungsmittel.

Durch geeignete Auswahl der Bestandteile, aus denen die Papierbahn erfindungsgemäß hergestellt wird, insbesondere des anorganischen

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Füllers und der Benetzungsmittel, ist es möglich, eine Bahn mit einem ohmschen Widerstand - nach Eintauchen in eine Batterie-Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,280 für eine Dauer von 20 Minuten - von höchstens 300 m Λ cm (Milliohmquadratcentimeter), vorzugsweise höchstens 200 m al cm , zu erzielen und das Benetzungsmittel bis zu einem solchen Grade zurückzuhalten, daß nach einem beschleunigten Alterungs-tast der ohmsche Widerstand der Bahn nicht mehr als 300 m ^- cm beträgt, vorzugsweise nicht mehr als 250 m Ώ-cm im gleichen Test, bei dem sie 20 Minuten lang in Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,280 eingetaucht wird, bevor die Widerstandsmessung ausgeführt wird. Bei dem beschleunigten Alterungstest werden von der thermisch konsolidierten Papierbahn abgeschnittene Bögen mit einer Fläche von 12 cm χ 10 cm in Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,280 bei 75°C eine Stunde lang eingetaucht, bevor sie 1,5 Stunden lang in Wasser gewaschen und 30 bis 40 Minuten lang bei 90⁰C getrocknet werden. Die Bögen haben beim Waschen einen Abstand von 1 mm und werden von destilliertem Wasser berührt, das sich mit 5 l/min bewegt, bei einer BerUhrungsgeschwindigkeit von 40 ecm Wasser/cm Blattfläche in der Minute.

Die Papierbahn wird gewöhnlich mit Vorsprüngen versehen, bevor sie in einzelne Separatorabschnitte zerschnitten wird. Diese können durch Niederschlagen von beispielsweise Streifen aus Heißkleber auf der Bahn aufgebracht werden. Die die homogea dispergierte synthetische Komponente der Papierbahn bildenden Fasern sind Jedoch thermoplastisch, und dies ermöglicht die Bildung von Rippen, Dellen oder anderen Vorsprüngen, und zwar einteilig mit der Papierbahn durch einen Erwärmungs- und Preßvorgang. Hierbei werden die thermoplastischen Fasern erweicht und zumindest teilweise verschmolzen, bevor sie die neue Form annehmen. Insbesondere wenn parallele Rippen in das Papier geprägt werdem, was für steife Separatoren bevorzugt wird, bewirken diese geprägten Rippen eine zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit des Separators.

Die Thermoplastizität der Papierbahn ermöglicht ferner die Ausbildung von Separatoren mit zusätzlicher Festigkeit und Steifigkeit, ohne Brüchigkeit, indem die Separatoren thermisch im wesent-

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lichen übe ι · ihre gesamte Fläche verdichtet v/erden. Dies winJ dndurch erreicht, daß die Papierbahn im wesentlichen auf ihrer gesamten Fläche Hitze und Druck ausgesetzt wird, um die Papier- \nm zu verdichten, und zwar wiederum infolge einer Teilverschmelzung und Rückstellung der synthetischen Pulpefasern. Dies kann zu einer weiteren Kostensenkung im Vergleich zur herkömmlichen Phenolimprägnierung führen.

Sowohl das Prägen der Papierbahn als auch die thermische Verdichtung werden vorzxagsweise gleichzeitig ausgeführt. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Papierbahn zwischen erwärmten geprägten Kalanderwalzen hindurchgeleitet Wird. Vorzugsweise wird die Papierbahn ,jedoch vorgewärmt und zwischen einer Walze mit Vorsprüngen, die den in der Bahn einzuprägenden entsprechen, und einer elastischen Gegendruckwalze hindurchgeleitet.

Ein wesentlicher Vorteil der Herstellung der Papier-Separatoren aus einem Eintrag, der einen großen Anteil synthetischer Pulpe enthält, besteht darin, daß sich eine geringere mittlee Poren- . größe und eine engere Verteilung der Porengröße und eine höhere Porosität, d.h. Porenvolumen, als in derzeitigen Papierbögen mit entsprechendem Gewicht aus Holzpulpe ergibt. Der Gewichtsverlust aufgrund einer Oxidation eines Separators, der synthetische Pulpe enthält, ist ähnlich dem bei einem Separator aus phenolisch imprägniertem Zellulosepapier, ohne daß die Phenolimprägnation erforderlich ist. Dies ist eine Folge der Säurefestigkeit der synthetischen Pulpefasern. Für die Anwendung als Bat-terie-Separatoren sollte die maximale Porengröße weniger als 50 Mikron bei einem maximalen Mittelwert von etwa 20 Mikron betragen. Bei einem erfindungsgemäß hergestellten Papier-Separator kann es jedoch möglich sein, eine maximale Porengröße von etwa 25 Mikron bei einem Mittelwert von weniger als 15 Mikron zu erreichen.

Im Idealfalle sollte die Porosität des Papier-Separators nicht geringer als 60 % sein. Dies bestimmt bis zu einem gewissen Maß den elektrischen Widerstand und die Benetzungsfähigkeit des Sepa-

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rators. Wenn der elektrische Widerstand den Wert von etwa 200 m Λ cm überschreitet, nachdem 20 min lang in Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,28 formiert wurde, ist jedoch eine geringere Porosität zulässig. In der Praxis hat sich gezeigt, daß dies bei einem erfindungsgemäß hergestellten Papier-Separator erreicht werden kann, wenn die Porosität zwischen 45 und 55% liegt. Ferner ist es mit den neuen Separatoren möglich, einen Oxidationsgewichtsverlust von nicht mehr als 25 bis 35 % zu erzielen.

Obwohl xu erwarten wäre, daß die zuvor erwähnte thermische Verdichtung bis zu einem gewissen Maße die Porosität verringert und den elektrischen Widerstand der Papierbahn erhöht, hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß, wenn der Preßdruck auf der Papiermaschine und der Preßdruck während der thermischen Verdichtung und auch der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn vor der thermischen Verdichtung sorgfältig eingestellt und eingehalten werden, eich eine niedrige mittlere Porengröße von etwa 10 Mikron mit einer Verteilung von + k Mikron und eine zulässig hohe Porosität erzielen lassen. Dies bedeutet, daß praktisch kein oder nur ein minimaler Preßdruck für die Lauffähigkeit auf der Papiermaschine, ein mittlerer bis hoher Preßdruck, d.h. bis zu 0,36 Bar (5 psi), auf den thermischen Verdichtungswalzen und ein Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn unmittelbar vor der thermischen Verdichtung zwischen 2 und 3 Gewichtsprozent erforderlich sind.

Der Eintrag enthält gewöhnlich mindestens 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise mindestens 70 Gewichtsprozent an synthetischer Pulpe, bei einem oberen Grenzwert von 95 % oder sogar 100 %, wobei der Rest eine kompatible Pulpe, z.B. Holzpulpe, sein kann. Obwohl ein Papier aus einem Eintrag hergestellt werden könnte, der einen sehr hohen Anteil synthetischer Pulpe enthält, indem beispielsweise eine "Inclined-Wire"-Papiermaschine oder eine "Rotiformer^M-Papier-* maschine benutzt wird, ist es schwierig, auf den meisten Fourdrinier-Papiermaschinen Papierbahnen aus einem Eintrag mit mehr als 80 Gewichtsprozent der derzeit erhältlichen synthetischen Pulpe

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herzustellen. Da die Papierherstellung auf einer Fourdrinier-Papiermaschine billiger als auf diesen anderen Maschinen ist, und da eine Papierbahn aus einem Eintrag mit zwischen 60 und 80 Gewichtprozent trockener synthetischer Pulpe für Batterie-Separatoren ausreichend ist, wird die Papierbahn vorzugsweise mittels einer Fourdrinier-Papiermaschine hergestellt.

Was den Rest an Holzpulpe betrifft, ergeben sich, wie nachstehend noch gezeigt wird, die besten Eigenschaften hinsichtlich der Porenstruktur, d.h. der geringsten mittleren Porengröße und der geringsten maximalen Porengröße bei geringem elektrischem Widerstand und guter Beständigkeit des geringen elektrischen Widerstands, wenn eine gebleichtes Weichholz enthaltende Sulfatpulpe bei einer zwischen 42° und 47° SR (Schopper-Reigler-Versuch) liegenden Feuchtigkeit" im Eintrag enthalten ist. Der elektrische Widerstand läßt sich noch weiter durch den Zusatz einer gebleichtes Hartholz enthaltenden Sulfitpulpe verbessern, wenn eine etwas geringere Blattfestigkeit zulässig 1st.

Es hat sich gezeigt, daß die elektrischen Eigenschaften der Separatoren wesentlich besser sind, wenn der Eintrag Polyesterstapelfasern enthält, vorzugsweise in einer zwischen 5 und 20 Trockengewichtsprozent des Eintrags, d.h. Pulpe und Polyesterfasern, liegenden Menge. Dies gilt besonders dann, wenn die Pulpe ein Gemisch aus synthetischer Pulpe und Holzpulpe enthält, so daß die Polyesterfasern praktisch einen entsprechenden Anteil des sythetischen Pulpebestandteils ersetzen. Geeignete Polyesterstapelfasern haben ein DENIER (Garnzahl) zwischen 1,5 und 10 und eine zwischen 3 und 6 mm liegende Länge. Dieser Polyesterfaser-Zusatz ergibt einen elektrischen Widerstand im Bereich von 50 bis 100 m Ώ. cm .

Bei der Papierbahn kann es sich um eine einlagige Bahn handeln, doch kann dies durch Oxidation zufälliger Zellulosepulpefaserklumpen zur Bildung kleiner Löcher (Lagenlöcher) in der Bahn führen. Dieses Problem wird durch Ausbildung der Bahn als zwei-

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lagipe i-'ia.V η "vermieden, da <iS unwahrscheinlich .ist, daß sich kleine Löcher in der einen Lage mit. kleinen Löchern in der anderen Lage decken.

Wenn die Bahn zweilagig im., sollte zumindest die der positiven Platte zunäcbstliegende Lnpe eine sehr hohe Oxidationsfestigkeit aufweisen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält ein Batterie-Separator eine Schichtung aus midestens einer ersten Lage mit einem Außenprofil, die der positiven Platte einer Bleisäurebat1er.i.e gegenüberliegend angeordnet werden kann und einen hohen Gehalt an synthetischer Pulpe aufweist, und aus mindestens einer an der ersten Lage haftenden zweiten Lage, wobei diese zweite Lage einen geringeren Gehalt an synthetischer Pulpe als die erste Lage hat.

Die erste oder positive Lage enthält mindestens 75 Gewichtsprozent, z.B. 80 bis 100 Gewichtsprozent, synthetischer Pulpe, bezogen auf die Gesamtmenge trockener Feststoffe.

Die erste Lage kann ebenfalls einen geringen Anteil, z.B. bis zu 23 Gewichtsprozent, z.B. 10 bis 20 Gewichtsprozent, an Fasern mit höherer Steifigkeit als die synthetischen Pulpefasern oder solcher Fasern aufweisen, die dem Separator eine höhere Steifigkeit verleihen können. Bei diesen Fasern kann es sich um Glas-, Polyester-, oder Polykarbonatfasern handeln. Die erste Lage kann ebenfalls einen geringen Anteil, z.B. bis zu 25 %, an Zellulosefasern, z.B. Holzpulpefasern, enthalten.

Die zweite Lage kann 30 bis 60 % an Zellulosefasern, z.B. Holzpulpefasern, z.B. 45 bis 5^r5 % Zellulosefasern, und synthetische Pulpe aufweisen. Sie kann auch einen geringen Anteil, z.B. bis zu 25 %, z.B. 10 bis 20 %, an Fasern mit einer höheren Steifigkeit als die synthetischen Holzpulpefasern oder solcher Fasern aufweisen, die dem Separator eine höhere Steifigkeit verleihen.

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Die beiden Lagen werden vorzugsweise bei der Papierherstellung miteinander verklebt, indem die beiden Lagen als zwei getrennte Wasserblätter ausgebildet, dann die beiden Naßlagen aneinandergelegt werden und dann das zweilagige Material Über die Trockenzylinder der Papiermaschine geleitet oder auf andere Wei.se getrocknet wird, so daß die Lagen aneinander haften.

Diese synthetischen Pulpen können miteinander verklebende feuchte Lagen bilden, ohne daß ein zusätzliches Bindemittel aus Harz im Eintrag enthalten ist, obwohl das Vorhandensein derartiger Bindemittel nicht ausgeschlossen ist.

Die synthetischen Pulpefasern werden vorzugsweise einer Oxydationsbehandlung unterzogen, bevor sie dem Eintrag zugesetzt werden, der zur Bildung der feuchten Lage verwendet wird.

Diese Oxydationsbehandlung dient der Steigerung der Benetzbarkeit der Fasern. Dies kann die Papierherstellung erleichtern und die Eigenschaften des Batterie-Separators verbessern, so daß die Notwendigkeit einer Nachbehandlung mit einem Benetzungsmittel oder einer Einfügung von Benetzungsmitteln in den Eintrag, die die Papierherstellung beeinträchtigen kann, verringert wird.

Bei der Oxydationsbehandlung können wenigstens die Fasern behandelt werden, z.B. Polydtefin-Fasern, und zwar mit Chromsäure, Salpetersäure, Salpetersäure-Salzsäure-Gemische, z.B. Königswasser, Hypochlorid, Permanganat, Chlorsulfonsäure oder Wasserstoffperoxid, Ozon oder Ultraviolettbestrahlung, und dieses zuletzt genannte Mittel kann in Verbindung mit den anderen Mitteln angewandt werden.

Chemische Gasphasen-Behandlungen, z.B. durch Coronaentladung oder mit Ozon oder mit ultraviolettem Licht, können ebenfalls angewandt werden, um die Benetzbarkeit der Fasern zu verbessern.

Andere chemische Behandlungen zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Polyolefinfasern können ebenfalls angewandt werden, z.B. die

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Gasphasebehancllung mit Hallogenen und SuIfurdioxid, Karbonmonoxid oder Karbondioxid in Sonnenlicht oder xAltraviolettem Licht oder einer anderen ionisierenden Strahlung, um eine Halosulfonation oder Halokarboxylation der Fasern zu erzielen. Die Fasern müssen dann einer Hydrolyse und weitgehend vollständigen Beseitigung von Ionen unterzogen werden, die den elektrochemischen Prozeß in der Batterie stören können, z.B. Halogenionen und Schwermetallionen, wie Chrom. Dies kann durch Waschen und den starken Wascheffekt der großen Wassermengen erzielt werden, die im Eintrag enthalten sind und bei der Papierherstellung entfernt werden. Es wird jedoch bevorzugt, Oxidationsbehandlungsverfahren anzuwenden, bei denen ke±B störenden Ionen entstehen.

Es ist ferner günstig, der zweiten Lage etwas synthetische Pulpe zuzusetzen, um ein Warmkalandern zur Verbesserung der Haftung zwischen den beiden Lagen zu ermöglichen. So kann, wenn das Kalandern in auseinanderliegenden Bereichen erfolgt, z.B. in parallelen Linien, die parallel zu den Rändern des Separators oder schräg dazu veiaufen können, oder in auseinanderliegenden Punkten oder Flächen, ein hoher Verdichtungsdruck ausgeübt werden, um sich berührende Synthetikpulpefasern aus beiden Lagen und auch aus Randbereichen, wo sich die beiden Lagen treffen, zu verschmelzen. Gewünschtenfalls kann eine Gesamtkalandrierung mit einer Profilwalze ausgeführt werden, die gleichzeitig Rippen oder Kanäle in dem Material ausbildet, wobei eine Rippe auf der einen Oberfläche einem Kanal in der anderen entspricht. Dies verbessert nicht nur die Festigkeit des Zusammenhalts der Lagen, sondern auch die Festigkeit der einzelnen Lagen selbst. Da die starke Verdichtung nur auf einen Teil der Oberfläche des Separators begrenzt ist, kann die gewünschte Porosität weiterhin erzielt werden.

Die Porengröße an der Oberfläche des Separators und damit der Widerstand des Separators gegen ein "Durchwachsen" ("treeing _; through") kann ebenfalls beeinflußt werden, indem die Oberfläche der ersten Lage insgesamt mit etwas höherer Temperatur verdichtet wird, vorzugsweise vor dem Profilkalandern, um ein Ver-

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schmelzen der Synthetikpulpefasern in unmittelbarer Nähe der Oberfläche zu erzielen, ohne wesentliche Verdichtung im Körper des Separators.· Diese Oberflächenverschmelzung darf jedoch nicht so weit gehen, daß die Porosität der Oberfläche zerstört wird, sondern es darf lediglich die Porengröße der Oberfläche verringat werden.

Das Kalandern an der Oberfläche der ersten Lage verringert die Porengröße des Separators in der Oberfläche in der Nähe der positiven Platte uü damit die Gefahr eines "Durchwachsens". Vorzugsweise sind die Oberflächen der Rippen in der ersten Lage am stärksten verdichtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält ein Batterie-Separator eine Schichtung aus einer Lage mit Außenprofilierung, die gegenüber der positiven Platte einer Bleisäure-Batterie angeordnet werden kann, und mit mindestens 75 Gewichtsprozent Polyäthylen-Synthetikpulpefasern, vorzugsweise mit einer Oberflächengröße von mehr als 1 m /g, O bis 25 Gewichtsprozat Zellulosepulpefasern und O bis 25 Gewichtsprozent synthetische Fasern mit einer größeren Steifigkeit als die Polyäthylenfasern, und aus einer zweiten Lage, die an der ersten Lage klebt und 30 bis 60 Gewichtsprozent Zellulosepulpefasern, 40 bis 70 Gewichtsprozent Polyäthylen-Syhthetikpulpefasern und 0 bis 25 Gewichtsprozent synthetische Fasern mit einer größeren Steifigkeit als die Polyäthylenfasern aufweist, wobei der Separator parallele auseinanderliegende Linien aus Rippen oder Falten, die vorzugsweise parallel zu zwei sich gegenüberliegenden Rändern des Separators verlaufen, aufweist und die Verdichtung so gewählt ist, daß die Polyäthylenfasern in jedem Verdichtungsbereich durch die erste Lage hindurch bis in die zweite Lage verschmolzen sind, jsö daß die Haftung der Lagen erhöht wird.

Die Verdichtungslinien sind vorzugsweise 0,5 bis 2 mm breit und haben einen Abstand von 1 bis h mm, der vorzugsweise größer als die Breite der Linien ist, z.B. 2-, 3-A- oder sogar 8mal größer. Die Gesamtverringerung der Dicke des Separators ist so gewählt, ;

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daß die Dicke mindestens AC) %, z.B. 70 bis 90 % bis 99 % der ursprünglichen Dicke des unverrichteten Material.«·, beträgt, die o,2 bis 1 mm betragen haben kann.

Das Gewicht einer geeigneten geprägten Papierbahn kann zwischen 75 und 300, vorzugsweise zwischen 85 und 200, noch besser zwisehen 1AO und 180 g/m ' liegen. Das Papier kann mit speziellen Absorbierungsmitteln für Verunreinigungen, die in der Batterie, in der der Separator eingesetzt werden soll, vorhanden sein oder freigesetzt werden können, versehen sein.

Es hat sich herausgestellt, daß eine höhere Abnutzungsfestigkeit des fertigen Separators duch Zusetzen einer Melaminformaldehydkomponente erreicht werden kann. Ein geeigneter Zusatz an Melaminformalfehyd (ein kadionisches Harz) ist das von der British Industrial Plastics Limited hergestellte BC 788 oder BC 789 und liegt zwischen 1 und 2 Gewichtsprozent, des gesamten Trockeneintrags.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden, und nachstehend werden spezielle Ausfiihrungsbei spiele bescMeben, um die Erfindung anhand der zu beschreibenden Beispiele zu erläutern.

Die folgenden Versuchsergebnisse sind erzielt worden und lassen wichtige Merkmale der Erfindung erkennen:

Vergleich verschiedener synthetischer Pulpen (Beispiele 1 bis 8)

Es wurden 160 g/m -Handbögen hergestellt. Sie enthielten 70 Gewichtsprozent synthetischer Pulpe, vorbehandelt mit 5 Gewichtsprozent des Oberflächenbehandlungsmittels Triton X A5 (Benetzungsr mittel), ein Octylphenoläthoxylat μ,ηά 0,1 Gewichtsprozent des \ auf Kohlenwasserstoff basierenden Entschäumers Foamaster AA der Firma Diamond Shamrock, vermischt mit 30 Gewichtsprozent einer ungebleichtes Weichholz enthaltenden Sulfatpulpe mit A5° SR. Die Hand-Bögen, deren Dicke A50 Mikron betrug, wurden thermisch

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auf eine D.tcke von 400 Mikron verdichtet ('bei 150⁰O bei Polyäthylen und 170 C bei Polypropylen) vor dem Messen des elektrischen Widerstandes nach 20minütirem Eintauchen in einen Batterie-Schwefelsäureelektrolyten, und zwar beides vor und nach einer beschleunigten Alterung wie zuvor definiert. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle 1

Elektrischer Widerstand (mQ. cm""'

(70 % Blattbestandteil}

Tn 20 min

Hach beschleunigter
Alterung

Bsp.	Pulpex A (ungefülltes Polyäthylen)	1812
1.	T.uru 35 (ungefülltes Polyäthylen)	850
2.	Turu 36 (ungefülltes Polyäthylen)	1325
3.	SWP E940(ungefülltes Polyäthylen)	456?
4.	SWP R830 (ungefülltes Polyäthylen)	2437
5.	Carifil R12oC
6.

(Polypropylen gefüllt

mit 16 % Bariumsulfat) 16O

7. C „KM (Polyäthylen
gefüllt mit 27 %

Kaolin) 250

8. C₀KS (Polyäthylen
gefüllt mit 45 %

Kaolin) 160

2012

zu hoch für Aufzeichnung zu hoch für Aufzeichnung zu hoch für Aufzeichnung zu hoch für Aufzeichnung

260

290

185

Diese Ergebnisse zeigen deutlich den Wert der Verwendung einer gefüllten synthetischen Pulpe, die sehr viel bessere Widerstandswerte ergibt, die noch besser als die ungefüllten Materialien sind, selbst nach dem Alterungstest.

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Vergleich von Oberflächcnbehandlungsmitt:eliι (Beispiele 9 bis 15)·

Es wurden 160 g/m Hand-Bögen hergestellt. Sie enthielten 70 Gewichtsprozent synthetische Pulpe, in diesem Falle das CpKS der Firma Montedison (Polyäthylen, gefüllt mit 45 % Kaolin), vorbehandelt, mit 4 Gewichtsprozent verschiedener Oberflächenbehandlungsmittel und 0,15 Gewichtsprozent der, auf Kohlewasserstoff basierenden Entschäumers Foamaster 44 der Firma Diamond Shamrock vor dem Mischen mit 30 Gewichtsprozent eines nicht ausgebleichten Weichholzsulfats mit 3O⁰SR. Nach thermischer Verdichtung bei 150⁰C von 450 auf 400 Mikron, wurden die maximalen Porendurchmesser und elektrischen Widerstände nach 20minütigem Eintauchen und beschleunigter Alterung (wie bei den vorherigen Experimenten) der Bögen bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nächstehenden Tabelle angegeben:

	Tabelle	Oberflächenbehand	2	Widerstand	(m Ω. cm²)
		lungsmittel	Elektrischer		Nach be
	(4 % auf CKM)	Max. Poren-		schleunig
	Arylalkylsulfonat Lumo 1683 von Zschimmer & Schwarz	Qurchmesser	In 20 min	ter Alterung
Bsp.	Nonylphenoläthoxylat Sunaptol NP55 von Pechiney Ugine KUhlmann	(Mikron)	150	250
9.	Nonylphenoläthoxylat Antarox C0430 von GAF (UK)	65 + 4	150	175
10.	63 + 4	165	190
11.	57 + 4

12. Octylphenoläthoxylat Triton X45 von

Röhm & Haas

13. Dioctylsulfosuccinat Humiien WT27G von GAF (UK)

14. Dioctylsulfosuccinat Warcowet 060 von Warwick Chemicals

61+4

50 + 4

60 + 4

150

125

200

1125

2125

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15. Kein Oberflächen- * zu hoch für

behandlungsmittel 43 + 4 2000 Aufzeichnung

Diese Experiraentalergebnisse zeigen, daß alle Oberflächenbehandlungsmittel den für den maximalen Porendurchmesser erhaltenen Wert erhöhen und den elektrischen 20minütigen Widerstandswert verringern. Die von GAF (UK) gelieferten Dioctylsulfosuccinate ergeben den besten Wert für die Porengröße und den 20-Minuten-Widerstand, ,jedoch einen schlechteren elektrischen Widerstand nach beschleunigter Alterung. Die Nonyl- und Octylphenoläthoxylate ergeben eine akzeptable Kombination aller drei Eigenschaften.

Vergleich von Zellulosekomponenten (Beispiele 16 bis 22).

160 g/ra - Handbögen, thermisch von 450 auf 400 Mikron verdichtet, wurden aus 70 Gewichtsprozent synthetischer CpKS-Pulpe, vorbehandelt mit 4 Gewichtsprozent Dioctylsulfosuccinat und 0,2 Gewichtsprozent des auf Kohlewasserstoff basierenden Entschäumers Foamaster 44 von Diamond Shamrock, und. aus 30 Gewichtsprozent verschiedener Zelluloseholzpulpen hergestellt. Der maximale Porendurchraesser der Bögen und ihr elektrischer Widerstand nach 20minütigera Eintauchen und nach beschleunigter Alterung wurden wie zuvor bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben:

Tabelle 3 Elektrischer Widerstand (m&cm )

30% Zellulosegehalt Max.Poren- Nach be-

n durchmesser schleunig-Bsp. Pulpe 1 SR % PüiJ2£.^ M% (Mikron) In 20 min ter Alterung

16. Gebleichtes-Weich-

! holz-Sulfat 30 30 keine 54 + 4 225 475

17. Gableichtes-Weich-

holz4Sulfat 45 30 keine 45 + 4 212 1162

18. Ungebleichtes-Weich-

holzäulfat 30 30 keine 46 +4 150 3150

. 030604/0088

19. Ungebleichtes-Weich
holz-Sulfat 45 30 keine 32 + 4

20. Gebleichtes-Hart- holz-Sulfat 30 30

21. Gebleichtes-Hart holz-Sulfat 45 30

22. Gebleichtes-Hart holz-Sulfat 35 15

keine 81+8

keine 75+7

Gebleich.-Weichholz-
Sulfat 50 + 5
45 15

160

62

87

110

4160

Diese Ergebnisse zeigen, daß bei minimalem Porendurchmesser das Ungeblelchtes-Weichholz-Sulfat besser als das Gebleichtes-Weichholz-Sulfat ist, das seinerseits besser als das Gebleichtes-Hartholz-Sulfat ist. Im Hinblick auf einen minimalen elektrischen Widerstand nach 20 Minuten ist das Gebleichtes-Hartholz-Sulfat besser als das Ungebleichtes-Weichholz-Sulfat, das seinerseits besser als das Gebleichtes-Weichholz-Sulfat ist. Im Hinblick auf eine minimale Erhöhung des elektrischen Widerstands bei Alterung ist das Gebleichtes-Hartholz-Sulfat etwas besser als das Gebleichtes-Weichholz-Sulfat, das wesentlich besser als das Ungebleichtes-Weichholz-Sulfat ist. Die beste Kombination der Eigenschaften ergibt sich in einer Mischung aus Gebleichtes-Hartholz- und -Weichholz-Sulfaten.

Bemerkenswert ist, daß die bei den beiden letzten Versuchsreihen ermittelten maximalen Durchmesser erheblich über denen liegen, die als bei den erfindungsgemäßen Separator-Bögen erreichbar angegeben wurden. Die Ursache ist zum Teil darin zu sehen, daß die Versuche mit von Hand und nicht mit maschinell hergestellten Bögen ausgeführt wurden, was zwangsläufig zu einer Vergrößerung der größeren Poren führt. Wesentlicher ist jedoch, daß die maximalen Porendurchmesser durch einen sogenannten "Blasenversuch" ermittelt wurden, bei dem es sich um ein schnelleres Verfahren zur Ermittlung der maximalen Porengröße als bei einer herkömmlichen Bestimmung mit einem Quecksilberporosimeter handelt. Mit dem

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Blasenverijuch wird ,jedoch die Größe der Poren mit dem maximalen Durchmesser bestimmt, während das Quecksilberporosimeter diejenige Durchmessergröße bestimmt, unterhalb der die Durchmesser von 95 ⁰A der Poren liegen. Der letztgenannte Versuch ist in diesem Zusammenhang aussagekräftiger und ergibt den normalerweise akzeptierten maximalen Porendurchmesser des Bogens. Tatsächlich können die maximalen Porendurchmesser, die in obigen Tabellen 1 bis 3 angegeben sind, um den Faktor 4 oder 5 höher als diejenigen Werte liegen, die sich aus dem gleichen Eintrag bei Verwendung eines Quecksilberporosimeters zur Messung des maximalen Porendurchmessers ergeben hätten.

Nachstehend werden anhand der Zeichnungen einige Beispiele der Herstellung und Umwandlung der Papierbahn in gerippte Separatorform gemäß der; Erfindung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine thematische Darstellung einer Papiermaschine, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Prägeeinheit, Fig. 3 einen Schnitt einer Prägewalze der Einheit nach Fig. 2 und

Fig. h eine perspektivische Ansicht eines fertigen Batterie-Separators.

Beispiel 23

Einer Suspension aus synthetischer Polyäthylenpulpe, deren Fasern mit 27 Gewichtsprozent Kaolin gefüllt sind,, das von der Firma Montedison unter der Bezeichnung Ferlosa CpKM hergestellt wird, wurde 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockene synthetische Pulpe, Lumo 1683, ein Arylalkylsulfonat-Oberflächenbehandlungsmittel von Zschimmer & Schwarz, zugesetzt. Dieses Gemisch aus synthetischer Pulpe und Oberflächenbehandlungsmittel wurde dann mit Weichholz-Sulfat-Holzpulpe in einem Verhältnis von 30 Teilen trockener Holzpulpe zu 70 Teilen trockener synthetischer Pulpe gemischt, und das Gemisch wurde auf 30⁰SR gerührt bzw. geschla-

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atf
ZO

gen. Nach. dem. Mi^chon wurde 0/5 ')' Aluini niumsulfat , bezogen auf das gesamte 'l'rockengewicht der Fasern, ?.ur Verbesserung der Haftung des Oberflächenbehandlungsraittels zugesetzt.

Der Eintrag wurde dann in einen Fließkasten 5 einer Fourdrinier-Papiermaschine gegeben, aus dem er auf ein laufendes Sieb 6 auflief, das unter einer Dandywalze 7 (Siebwalze) hinweg und um eine Saugwalze 8 herumgeleitet wurde. Die sich ergebende Naß^-papierbahn 9 wurde durch eine Pressenpartie 10 um Trockenzylinder 11 herumgeleitet und auf einer Aufwickelrolle 12 aufgewickelt, und zwar unter Umgehung der herkömmlichen Kalanderwalzen.

Die Maschinenparameter waren so eingestellt, daß der Naßpreßwalzendruck in der Partie 10 auf einen minimalen Betriebsdruck eingestellt war. Die Temperatur der Trockenzylinder 11 wurde unter 120⁰C gehalten, und die Betriebsgeschwindigkeit war so eingestellt, daß der Feuchtigkeitsgehalt an der Aufwickelrolle zwischen 2 und 3 % lag· Unmittelbar nach der Papierherstellung wurden die Papierrollen in einer Polyäthylenhülle verpackt.

Das aufgewickelte Grundpapier wurde dann mittels der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Einheit thermisch verdichtet und geprägt. So wurde die Grundpapierbahn 13 von einer Rolle 14 immernoch mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 2 und 3 % -abgewickelt und mit einer zwischen 5 und 15 m/min Geschwindigkeit um einen erwärmten Zylinder 15 herum, dessen Temperatur zwischen 170 und 200⁰C lag, durch den Spalt zwischen zwei Prägewalzen 16 und 17 hindurch, um einen gekühlten Kühlzylinder 18 herumgeleitet und auf einer Rolle 19 aufgewickelt. Die Walzen 16 und sind eine Patrizen-Stahlprägewalze 16 und eine Gummiwalze 17 mit genau bemessener Härte. Ein geeignetes Profil der Walze 16 ist in Fig. 3 dargestellt. Seine Abmessungen sind : A = 15,5 mm, B = 500 Mikrometer, C zwischen 100 und 200 Mikrometer und D = 1200 Mikrometer.

Während die Papierbahn 13 über den Zylinder 15 hinwegläuft, wird ihre thermoplastische synthetische Pulpekomponente erweicht, und

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während des Durchlaufe durch den Spalt zwischen den Walzen 16 und 17 werden die thermoplastischen Fasern teilweise verschmolzen. Die Walzen 16 und 17 drücken die Papierbahn auf ihrer gesamten Fläche zusammen und prägen gleichzeitig in Abständen von 15,¹^ mrn quer zur Bahnlängsrichtung verlaufende parallele Rippen in die Papierbahn. Während die Papierbahn anschließend abgekühlt wird, insbesondere nachdem sie um den Zylinder 18 herumgelaufen ist, härtet die thermoplastische Komponente aus, so daß die Papierbahn die neue Form beibehält.

Die resultierende geprägte Papierbahn, die ein Flächengew.icht von 16O g/m aufweist, wird anschließend von der Rolle 19 abgewickelt und in einzelne quadratische Batterie-Abschnitte zerschnitten, von denen einer mit Rippen 20 und einer Kantenlange von 1^ crn in Fig. h dargestellt ist. Die Rippen 20 haben folglich im wesentlichen das gleiche Profil wie die Walze 16 nach Fig. 3.

Beispiel 24

Das Verfahren nach Beispiel 23 wurde durch Verringerung der. anfänglichen Oberflächenbehandlungsmittel-Zusatzes zur synthetischen Pulpe von 5 auf 0,3 Gewichtsprozent der trockenen synthetischen Pulpe abgewandelt. Zusätzlich wurde jedoch weiteres Oberflächenbehandlungsmittel bis zu einer Menge von 1 Gewichtsprozent der trockenen synthetischen Pulpe auf der Papierbahn aufgebracht, und zwar durch Aufsprühen oder Auftragwalzen an der Dandywalze oder irgendeiner Stelle zwischen der Dandywalze und den Trockenzylindern 11. Durch diese Abwandlung ist es möglich, geringere Zusatzmengen an Oberflächenbehandlungsmittel auf dem Papier zu erzielen als durch den gebräuchlicheren Naß-Endzusatz. Diese Abwandlung vereinfacht die Papierherstellung durch Verringerung der Schaumbildungsneigung der Ober.flächenbehandlungsmittel.

Beispiel 25

Das als Beispie] 23 beschriebene Verfahren wurde in der Weise abgewandelt, daß ein Teil der trockenen synthetischen Pulpe durch

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PolyesterstapellOsern mit 1,5 Denier und eine^ Länge von 6 ram, wie sie von Dupont mit der Bezeichnung Dacron vertrieben werden, ersetzt wurde. Der Eintrag bestand aus 30 % Holzpulpe, 60 % synthetischer Pvilpe und 10 % Polyesterfasern. Diese Abwandlung zeigte, daß durch das Zusetzen von Polyesterfasern ein niedrigerer elektrischer Widerstand erzielt werden kann, da sich elektrische

2 -x 2

Widerstandswerte im Bereich von 75 m j2 crn~ bis 125 m ic cm ergnben.

Beispiel 56

Ons als Beispiel 23 beschriebene Verfahren wurde durch Halbieren des anfänglichen Oberflächenbehandlungsmittel-Zusatzes zur synthetischen Pulpe abgewandelt. Zusätzlich wurde ein poröses Silikat, das im Handel unter der Bezeichnung Perlite erhältlich ist, mit 50 % des im Beispiel 23 erwähnten Oberflächenbehandlungsmittels vorbehandelt. Dieses vorbehandelte poröse Silikat wurde der gesamten Fasermischung aus synthetischer und Holzpulpe in einer Menge von 3 Gewichtsprozent der trockenen synthetischen und Holzpulpe zugesetzt.

Beispiel 27

Das Verfahren nach Beispiel 23 wurde durch Verringerung des Anteils der Holzpulpe in dem Gemisch aus synthetischer Pulpe und Holzpulpe von 30 % auf 20 % und Erhöhung des Schiagens oder Rührens der Pulpe von 30⁰SR atif 55°SR abgewandelt. Diese Abwandlung gestattet einen höheren Anteil synthetischer Pulpe, was eine bessere Oxidationsfestigkeit ergibt.

Beispiele 28 bis 32

Das Verfahren nach Beispiel 23 wurde dadurch abgewandelt, daß das Oberflächenbehandlungsmittel Lumo 1683 der Reihe nach durch eine zwischen 4 und 6 % liegende Menge des Oberflächenbehandlungsmittels 2272R von Diamond Shamrock, des Oberflächenbehandlungsmittels Mersolat HCA 76 von Bayer (diese beiden sind Lumo 1683

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chemisch ähnlich), des Oberflächenbehandlungsmittels WT 27 von GAF (UK) Limited, des Oberflächenbehandlungsmittels Gloquöt 103? von ABM Chemicals und 0,6 % Warcowet von Warwick Chemical..«; ersetzt wurde. Diese Beispiele zeigen, daß sich auch andere Oberflöohenbehandlungsmittel als die .in Beispiel 23 erwähnten als geeignet erwiesen haben. Es ergaben sich ähnliche elektrische Eigenschaften.

Beispiel 35

Riner Dispersion aus synthetischer PolyäthyLenpulpe, deren Fasern mit 42 Gewichtsprozent Kaolin gefüllt sind und die von der Firma Montedison unter der Bezeichnung Ferlosa CpKS hergestellt wird, wurde 4,5 Gewichtsprozent Antarox C0430, bezogen auf die trockene synthetische Pulpe, ein Nonylphenoläthoxylat-Oberflächenbehandlungs.mi.ttel von GAF (UK), zugesetzt. Einer Dispersion aus Gebleichtes-Weichholz-Sulfetpulpe, die auf 45 % SR geschlagen war, wurden 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockene Holzpulpe, an BC788, einem Melaminformaldehyd-Naß—-festigkeits-Verbesserungsmlttel von der British Industrial Plastics Limited, zugesetzt. Das Gemisch aus synthetischer Pulpe und Oberflächenbehandlungsmittel wurde dann mit dem Gemisch aus Holzpulpe und Nai3^festigkeitsverbesserungsmittel in einem Verhältnis von 30 Teilen trockener Holzpulpe zu 70 Gewichtste.ilen trockener synthetischer Pulpe vermischt. Nach dem Vermischen wurde 0,5 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat, bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Fasern, zugesetzt, um die Oberflächenbehandlungsmittelhaftung zu verbessern.

Aus diesem Eintrag wurde dann auf einer Fourdrinler-Papiermaschine eine Papierbahn hergestellt, die dann gemäß Beispiel 23 behandelt wurde.

,Beispiel 54

Das Beispiel 33 wurde in der V/eise abgewandelt, daß die synthetische Pulpe Ferlosa C₂KS durch eine synthetische Polypropylenpulpe ersetzt wurde, deren Fasern mit 16 Gewichtsprozent Barium-

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sul.fat /refill! I. sind und die unter der Bezeichnen*· Clari f.il von Shell hergestellt, wird.

Beispiel 35

Das Beispiel 33 wurde zur Herstellung einer zweilagigen Papierbahn abgewandelt. Die eine Lage wurde aus 70 Trockengewichtsteilen der synthetischen Pulpe Ferlosa C_?KS, 15 Trockengewichtsteilen einer gebleichtes Weichholz enthaltenden Sulfatpulpe mit 45°SR und 15 Trockengewichtsteilen einer gebleichtes Hartholz enthaltenden Sulfatpulpe mit 45 % SR hergestellt. Die andere Lage wurde aus einem Eintrag hergestellt, der aus 80 Trockengewichtsteilen synthetischer Pulpe und 20 Trockengewichtsteilen gebleichtes Weichholz enthaltender Sulfatpulpe bestand. Beide Lagen enthielten Oberflächenbehandlungsmittel und NafiU-iestigkeitsverbesserungsmittel in ähnlicher Konzentration wie in Beispiel 33. Die Lage mit der größten synthetischen Komponente wurde auf der Seite ausgebildet, die der positiven Batterie-Platte zugekehrt sein sollte, d.h. die Seite mit den Matrizen-Rippen 20, die in Fig. 4 obenliegt.

Beispiel 36

Beispiel 33 wurde zur Herstellung einer zweilagigen Papierbahn abgewandelt. Die eine Lage wurde aus einem Eintrag aus 70 Trockengewichtsteilen synthetischer Pulpe Ferlosa C₂KS und 30 Teilen gebleichtes Weichholz enthaltender Sulfatpulpe hergestellt. Die andere Lage wurde aus einem Eintrag aus 80 Trockengewichtsteilen der synthetischen Pulpe Ferlosa C₂KS und 20 Trockengewichtsteilen gebleichtes Weichholz enthaltender Sulfatpulpe hergestellt.

Beide Lagen enthielten das Oberflächenbehandlungsmittel Antarox CO43O und ein Melaminformaldehyd-Naß—festigkeitsverbesserungsmittel in den im Beispiel 33 angegebenen Verhältnissen. Das zweilagige Material hatte vor dem Altern einen elektrischen Wider-

stand von 150 m S? cm und ni
Widerstand von 225 miicm".

stand von 150 mS? cm und nach dem Altern einen elektrischen

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Claims

Patentansprüche

1. Papierbahn zur Herstellung eines Batterie-Separators, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus einem Eintrag hergestellt ist, der eine synthetische Pulpe enthält, deren Fasern mit einem anorganischen Füller gefüllt sind, und die Bahn ein Benetzungsmittel enthält.

2. Bahn nach Anspruch 1, die einen elektrischen Widerstand nach 20minütigem Eintauchen in Batteriesäure von nicht mehr als 300 mftcm hat und in der das Benetzungsmittel irt einem solchen Maße festgehalten wird, daß nach einem beschleunigten Alterungsversuch, wie nachstehend definiert, der elektrische Widerstand der Bahn nach 20minütigem Eintauchen in Batteriesäure nicht größer als 300 m Q cm ist.

3. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Benetzungsmittel ein organisches Sulfonat oder ein organisches Succinat ist.

A. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Benetzungsmittel ein Phenoläthoxylat ist.

5. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Füller eine Diatomeenerde oder ein synthetisches Silicat ist.

6. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Füller Bariumsulfat ist.

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7. Bahn nach Anspruch 1 odor ?., bei der der Füller Kaolin ist.

B. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Füller in den synthetischen Pulpe---fasern in einer Menge von mindestens ?5 Trockengewichtsprozent der synthetischen Pulpe enthalten ist.

9. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, bei der die synthetische Pulpe eine Polyäthylenpulpe und der Füller Kaolin ist, der in den synthetischen Pulpefasern in einer zwischen kO und 50 Trockengewichtsprozent der synthetischen Pulpe liegenden Menge vorhanden ist.

10. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, in der das Benetzungsmittel in eine· zwischen 1 und 6 Trockengewichtsprozent der synthetischen Pulpe liegenden Menge vorhanden ist.

11. Bahn nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Melaminformaldehyd-Komponente.

12. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, die aus einem Eintrag hergestellt ist, der ein Gemisch aus Pulpen enthält, in dem mindestens 60 Trockengewichtsprozent durch die synthetische Pulpe gebildet wird.

13. Bahn nach Anspruch 12, in der mindestens ein Teil des Restes des Pulpengemisches durch eine ein gebleichtes Weichholz enthaltende Sulfatpulpe gebildet ist.

14. Bahn nach Anspruch 13, in der ein anderer Teil des Restes des Pulpengemisches durch eine ein gebleichtes Hartholz enthaltende Sulfatpulpe gebildet ist.

15. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, die thermisch im wesentlichen über ihre gesamte Fläche verdichtet worden ist.

16. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, die thermisch geprägt worden ist, um aus der Ebene der Bahn hervorstehende Vorsprünge zu bilden»

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17. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, die eine zwei.lag.ige Bahn ist.

18. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, die Polyesterstapelfasern enthalt.

19. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, fieren Gewicht zwischen 85 und 200 g/m² liegt.

20. Bahn nach Anspruch 19, deren Gewicht zwischen 1AO und 180 g/m

liegt.

21. Verfahren zur Herstellung von Baifcerie-Separatoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Papierbahn aus einem Eintrag mit einem größeren Anteil synthetischer Pulpe gebildet wird, daß die Papierbahn Wärme und Druck ausgesetzt und anschließend gekühlt wird, um eine teilweise Verschmelzung und Aushärtung thermoplastischer Fasern der synthetischen Pulpe zu bewirken und dadurch die Papierbahn zu verdichten und zu prägen und aus der Ebene der Bahn vorstehende Vorsprünge zu bilden, _; wobei das Prägen durch Vorwärmen der Bahn und Hindurchleiten der Bahn zwischen einer mit solchen Vorsprüngen versehenen Walze, die den in der Bahn einzuprägenden entsprechen, und einer elastischen Gegendruckwalze ausgeführt wird, und daß die Papierbahn in Papier-Separatorabschnitte zerschnitten wird.

22. Batterie-Separator, gekennzeichnet durch eine Schichtung aus mindestens einer ersten Lage mit Außenprofil, das der positiven Pldte einer Bleisäure-Batterie gegenüber angeordnet werden kann, und mit einem hohen Gehalt synthetischer Pulpe und mindestens einer weiteren Lage, die an der ersten Lage haftet und einen geringeren Gehalt synthetischer Pulpe als die erste Lage aufweist.

23. Batterie-Separator nach Anspruch 22, in dem mindestens eine der Lagen aus einer Bahn nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt worden ist.

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'¹A. Sf-; ρ ar? rl or nach A.n.stmich ?',', ί·ι r! r >m ii .· pyn r.i-.et i s^.Vmui Pulpefasern eine¹¹ Oxi «Inti onsbeh rnd Inn/¹; vnt'?r?op.;r r.ind, bevor sie in den Fi nt rn ρ gebildet we "de ι, el ei ?.nr Bildung der; Wnsserblatt.e··', benutzt wurde, wob ^i. lie Behandlung r,o biimnsr.en ist, daß din Hene+7barltei.t. der ''asern erhöht, wird.

',"■), BattoriP-.Separator, pekenn /ei ahnet durch eine Schichtung avis einer anßenprofi]ierten er»ten Lage, die der positiven Platte einer Bleisäure-Batterie p?ireniiber!l ierrend angeordnet werden kann und mindestens 75 Oewichtnprorent Pol^ätbylen-Synthetikpnlpefanern, D bis 2!3 Gewichtsprozent Zellusloseoulpefasern und 0 bis 2¹I Gewichtsprozent synthetische Fasern mit einer größeren Steifigkeit als die PolyäthyKenianern aufweist, und aus einer zweiten Lage, die an der ersten Lage haftet und bis 60 Gewichtsprozent Zellulosepu]pefasern, 40 bis 70 Gewichtsprozent Polyäthylen-Synthetj.kpulpefasern und 0 bis 25 Gewichtsprozent sythetj sehe Fasern mit einer größeren Steifigkeit als die Polyäthylenfasern aufweist, wobei der Separator parallele auseinl Legende Verdichtungslinien aufweist und die Verdichtung so bewirkt ist, daß Polyäthylenfasern miteinander verschmolzen sind, und zwar in einem Verdichtungsbereich durch die erste La're hinduroh und in die zweite Lage hinein, so daß die Lagen fester zusammenkleben.

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