DE69611252T2

DE69611252T2 - Gefüllte glasfaserseparatoren für batterien und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69611252T2
Application number: DE69611252T
Authority: DE
Inventors: C. Harmon; C. Zguris
Original assignee: Hollingsworth and Vose Co
Current assignee: Hollingsworth and Vose Co
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: PT867044E; CN1229527A; PL325636A1; JP2001524248A; BR9610479A; CZ292941B6; KR100395167B1; EP0867044A1; EP0867044A4; CA2232558A1; MX9802154A; ES2154841T3; DE69611252D1; AU700789B2; AU7363196A; CZ85798A3; EP0867044B1; WO1997011501A1; PL183536B1; KR19990063607A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Batterien und insbesondere Glasfasern enthaltende Separatoren, die zwischen den positiven und den negativen Elektrodenplatten von Batterien angeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Separatoren.

DEFINITIONEN

Im folgenden steht der Ausdruck "Vol.-Prozent" für Volumenprozent; der Ausdruck "Gew.- Prozent" und das Symbol % für Gewichtsprozent; der Ausdruck "Draht", wie im Zusammenhang mit einer Papiermaschine verwendet, für die Oberfläche der Maschine, auf die bei der Herstellung von Papier der Faserstoff gegossen wird, wobei es sich bei der Oberfläche zum Beispiel um das Sieb einer Langsiebmaschine oder die Vakuumtrommel einer Rotoformermaschine handeln kann; die Temperaturen sind jeweils in ºC angegeben; und die folgenden Abkürzungen haben die angegebenen Bedeutungen: psi bedeutet Pfund pro Quadratzoll, um = Micron; mg = Milligramm; g = Gramm; kg = Kilogramm; 1 = Liter; ml = Milliliter, ccm = Kubikzentimeter; pcf = Pfund pro Kubikfuß; m = Meter; cm = Zentimeter; kPa = Druck in 1000 Newton pro Quadratmeter; und kN = Kraft in 1000 Newton.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Ventilgesteuerte ("versiegelte" - "rekombinante") Blei/Säure- (VRLA) Batterien sind bekannt. Sie bestehen normalerweise aus mehreren positiven und negativen Elektrodenplatten, wie z. B. in einer prismatischen Zelle, oder aus zusammengewickelten Separator- und positiven und negativen Elektrodenschichten, wie z. B. in einer "jelly roll"-Zelle. Die Elektrodenplatten sind so angeordnet, daß sie alternieren, negativ - positiv - negativ, usw., wobei das Separatormaterial jeweils eine Elektrodenplatte von der benachbarten Elektrodenplatte trennt. Bei dem Separator, der typischerweise aus einer Glasfasermatte besteht, handelt es sich um ein inertes Material; er speichert Batteriesäure ohne Schichtung und weist einen geringen elektrischen Widerstand auf. In VRLA-Batterien stellt das Separatormaterial darüber hinaus zahllose Gaskanäle zwischen den Elektrodenplatten zur Verfügung, durch die an der positiven Elektrode gebildeter Sauerstoff zur negativen Elektrode wandern kann, wo er sich gemäß dem Sauerstoffkreislauf mit Wasserstoff wiedervereinigen kann. Eine weitere wichtige Funktion des Separators ist es, zwischen den Elektrodenplatten Druck auszuüben, wodurch sichergestellt wird, daß entlang der Oberfläche der Elektrodenplatten zwischen Elektrodenpaste bzw. aktivem Material, dem Elektrolyt und Sauerstoff eine Übergangsfläche ausgebildet wird.
Glasfaserseparatormaterial wird kommerziell mit Geräten zur Papierherstellung einschließlich Langsiebmaschinen und Rotoformern, geneigten Langsiebmaschinen und Rotoformern mit ausgeweitetem Drahtgeflecht angefertigt. Bei der Herstellung von Glasfaserseparatoren für VRLA- Batterien wird dem Faserstoff, aus dem die Separatorplatten angefertigt werden, vorzugsweise kein organisches Bindemittel zugesetzt. Dadurch, daß die einzelnen Fasern miteinander verfilzen, bleibt die kohärente Struktur der Platte erhalten, und Wasserglas, das sich manchmal auf der Oberfläche der Fasern bildet, fungiert als Bindemittel. Im Gegensatz dazu neigen organische Bindemittel dazu, die Fähigkeit des Separators zum Aufsaugen von Säure herabzusetzen und die Säuremenge, die der Separator speichern kann, zu vermindern. Es wurden große Anstrengungen zur Modifizierung der bei der Herstellung von Separatoren eingesetzten Glasfaserstoffe unternommen, mit dem Ziel, die Batterieleistung zu verbessern und/oder die Kosten des Separators zu senken. Dabei wurden unter anderem aus unterschiedlichen Gründen synthetische Fasern zugesetzt, so z. B. warmverformbare Kunststofffasern, damit es möglich ist, den Separator zum Einschließen einer Elektrodenplatte an den Rändern hitzezuversiegeln. Andere Arbeiten, die das Gebiet der vorliegenden Erfindung betreffen, beschäftigten sich mit dem Einsatz von Füllstoffen, z. B. Siliciumdioxid, zur Herstellung von mit allen Glasfaserseparatoren vergleichbaren Separatoren bei niedrigeren Kosten. Patente des Stands der Technik werden im folgenden besprochen.
In US-A-4,465,748 (Harns) wird ein Glasfaserplattenmaterial zur Verwendung als Separator in einer elektrochemischen Zelle offenbart, das zu 5 bis 35 Gew.-Prozent aus Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 1 um besteht; in dem Patent wird weiterhin eine Glasfaserplatte für die gleiche Verwendung offenbart, bei der die Fasern einen kontinuierlichen Bereich von Faserdurchmessern und -längen aufweisen und die meisten Fasern nicht mehr als 5 mm lang sind.
In US-A-4,216,280 (Kono et al.) wird ein Glasfaserplattenmaterial zum Einsatz als Elektrodenplattenseparator in einer Batterie offenbart, das zu 50 bis 95 Gew.-Prozent aus Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 1 um und zu 50 bis 5 Gew.-Prozent aus gröberen Glasfasern besteht. Die gröberen Glasfasern, so die Literaturstelle, weisen einen Faserdurchmesser von mehr als 5 um, vorzugsweise von mehr als 10 um, auf, und es ist vorteilhaft, wenn einige der gröberen Fasern einen Durchmesser von 10 um bis 30 um aufweisen.
In US-A-4,205,122 (Minra et al.) wird ein Batterieseparator mit vermindertem elektrischen Widerstand offenbart, der eine selbsttragende Nonwoven-Matte umfaßt, die im wesentlichen aus einer Mischung von Fasern aus olefinischem Harz mit einer Hiebteilung von 4 bis 13 Dezigrex und Fasern aus olefinischem Harz mit einer Hiebteilung von weniger als 4 Dezigrex besteht, wobei die letztgenannten Fasern in einer Menge von nicht weniger als 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Faser vorliegt; weiterhin ist es möglich, bis zu etwa 600 Gewichtsteile eines inerten Füllstoffes pro 100 Gewichtsteile Fasern einzusetzen. Der Batterieseparator wird hergestellt, indem man eine geeignete wässrige Dispersion einer plattenbildenden Operation unterwirft, die so erhaltenen nasse Nonwoven-Matte trocknet und die getrocknete Matte bei einer Temperatur zwischen einem Punkt, der 20º unter dem Schmelzpunkt der obenerwähnten Fasern liegt, und einem Punkt, der etwa 50º über dem Schmelzpunkt liegt, hitzebehandelt.
In US-A-4,387,144 (McCallum) wird ein Batterieseparator mit nach längerem Gebrauch geringem elektrischen Widerstand offenbart, der durch thermische Konsolidierung und thermische Gaufrage einer Papierbahn hergestellt wird, die aus einem einen synthetischen Zellstoff enthaltenden Faserstoff hergestellt wird, wobei die Fibrillen des Zellstoffs mit einem anorganischen Füllstoff gefüllt sind und die Papierbahn ein Netzmittel umfaßt, bei dem es sich vorzugsweise um ein organischen Sulfonat und organisches Succinat oder Phenolethoxylat handelt.
In US-A-4,373,015 (Peters et al.) wird ein Plattenmaterial zur Verwendung als Separator in einer Batterie offenbart, welcher "organische Polymerfasern umfaßt"; wobei in den beiden in der Literaturstelle aufgeführten Beispielen das Plattenmaterial als "Polyestermatte einer Dicke von ungefähr 0,3 mm aus kurzen Stapelfasern" beschrieben wird und angegeben wird, daß der Durchmesser der Polyesterfasern im Bereich von etwa 1 um bis etwa 6 um liegt.
Separatorplatten für herkömmliche (nicht ventilgesteuerte) Batterien, die sowohl Glasfasern als auch organische Fasern enthalten, werden in den folgenden US-Patenten offenbart: US-A- 4,529,677 (Bodendorf); US-A-4,363,856 (Waterhouse) und US-A-359,511 (Strzempko).
In US-A-4,367,271 von Hasegawa werden Speicherbatterieseparatoren bestehend aus bis zu 10 Gew.-Prozent Acrylflbrillen und ansonsten Glasfasern offenbart.
In der japanischen Patentschrift 55/146,872 wird ein aus Glasfasern (50-85 Gew.-Prozent) und organischen Fasern (50-15 Gew.-Prozent) bestehendes Separatormaterial offenbart.
In US-A-4,245,013 von Clegg et al. wird ein Separator offenbart, der durch Überschichten einer ersten Platte aus faserigem Material, welches Polyethylenfasern enthält, mit einer zweiten Platte aus faserigem Material, welches Polyethylen enthält und einen Gehalt an synthetischem Zellstoff hat, der über dem der ersten Platte liegt, hergestellt wird.
In US-A-4,908,282 von Badger wird ein Separator offenbart, der eine Platte umfaßt, die aus ersten Fasern, die der Platte eine Absorptionsfähigkeit von mehr als 90% verleihen, und zweiten Fasern, die der Platte eine Absorptionsfähigkeit von weniger als 80% verleihen, hergestellt ist, wobei die ersten und die zweiten Fasern in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß die Platte eine Absorptionsfähigkeit von 75 bis 95% aufweist. In diesem Patent wird offenbart, daß bei der Sättigung dieses Separators mit Elektrolyt nicht ausgefüllte Hohlräume verbleiben, so daß Gas von Elektrodenplatte zu Elektrodenplatte wandern und somit rekombinieren kann.
In US-A-5,091,275 (Brecht et al.) wird ein Glasfaserseparator offenbart, der sich ausdehnt, wenn er dem Elektrolyten ausgesetzt wird. Der Separator weist Glasfasern auf, die mit einer wässrigen Lösung von kolloidalen Siliziumdioxidpartikeln und einem Sulfatsalz imprägniert sind. Der Separator wird hergestellt, indem man eine Papierbahn aus Glasfasern bildet, die Bahn mit der wässrigen Mischung von Siliziumdioxid und Salz imprägniert, die imprägnierte Bahn leicht zusammendrückt, um einen Teil der wässrigen Lösung zu entfernen, die Bahn teiltrocknet, die Bahn auf die Enddicke komprimiert und die Trocknung der Bahn zu Ende führt. Die Bahn wird vorzugsweise auf eine Dicke komprimiert, die kleiner ist als der Abstand zwischen den Elektrodenplatten einer gegebenen Zelle, wodurch das Einführen eines zusammenmontierten Zellstapels in ein Gehäuse erleichtert wird. Wird Elektrolyt in das Gehäuse gefüllt, löst sich das Salz im Elektrolyten und der Separator dehnt sich aus, wodurch ein guter Kontakt zwischen Elektrodenplatten und Separatoren sichergestellt wird: Nach diesem Patent trägt das Siliziumdioxid zur Rekombinationsleistung von Zellen bei, die den vorverdichteten Separator enthalten. Das Siliziumdioxid verleiht dem Separator darüber hinaus ein dermaßen großes Maß an Steifheit, daß der Separator als starr bezeichnet werden kann.
Es wurde gefunden, daß die Anfertigung von Batterieseparatoren aus einem Faserstoff aus Glasfasern und Siliziumdioxidpulver unter Einsatz eines Verfahrens zur Papierherstellung zu Problemen führt, die durch Schwankungen in der Konzentration des Siliziumdioxidpulvers im Faserstoff bedingt sind. Typische Faserstoffe aus Glasfasern weisen einen Flüssigkeitsgehalt von mehr als 98 Gew.-Prozent auf. Bei der Herstellung von Separatorplatten wird auf den ersten Metern auf einem Sieb, auf das der Faserstoff gegossen wird, das meiste Wasser aus dem Faserstoff entfernt. Das Wasser, das als Siebwasser bezeichnet wird, wird recycelt und wieder in den Stoffauflauf der Maschine zurückgeführt. Besteht der Faserstoff ausschließlich aus Glasfasern, treten so gut wie keine der Glasfasern durch das Sieb hindurch und gelangen ins Siebwasser. Bei Faserstoffen, die aus Glasfasern und Siliziumdioxidpulver bestehen, gelingt dies jedoch nicht so gut. Ist kein Bindemittel vorhanden, so passieren beträchtliche Mengen des Siliziumdioxidpulvers aus solchen Faserstoffen den Papiermaschinendraht und gelangen ins Siebwasser. Unternimmt man nichts, so führt dieses Phänomen zu einem Anstieg der Siliziumdioxidkonzentration im Faserstoff, wodurch sich die Eigenschaften des Faserstoffs auf unerwünschte Weise ändern. Bislang wurde das Problem, daß Siliziumdioxidpulver und dergleichen durch einen Papiermaschinendraht gelangen, durch die Verwendung von Bindemitteln umgangen. Patentschriften, in denen die Herstellung von Glasfaserseparatoren mit einem pulverförmigem Füllstoff und einem Bindemittel offenbart sind, werden im folgenden angesprochen.
In US-A-2,653,985 (Philipps I) wird ein Separator offenbart, der eine Glasfasermatte enthält, die vorzugsweise gemäß US-A-2,306,347 (Slayter) hergestellt wird, mit einer Oberflächenschicht aus teilchenförmigen Materialien wie Siliziumdioxid oder Silikaten, wobei Diatomeenerde als eine ganz besonders bevorzugte Form von Siliziumdioxid genannt wird, sowie die Tatsache, daß über 10000 verschiedene Arten von Diatomen bekannt sind. Teilchenförmiges Bindemittel wird mit den Partikeln der Oberflächenschicht gemischt, und diese Mischung kann in Form eines Breies oder einer wässrigen Suspension zu einer Schicht geformt werden, indem man eine Glasfasermatte mit dem Brei bzw. der Suspension imprägniert und zum Trocknen der Matte Hitze zuführt. Diese Schicht wird dann mit einer dickeren Matte aus Glasfasern verbunden, wodurch man ein Separatorverbundmaterial erhält. In US-A-2,653,986 (Philipps II) werden bevorzugte elastomere Bindemittelteilchen offenbart, die bei der Herstellung des in Philipps I offenbarten Verbundseparators eingesetzt werden.
In US-A-3,085,126 (Labino) wird ein Verbundglasfaserartikel offenbart, der als Batterieseparatormaterial eingesetzt werden kann. Bei dem Artikel handelt es sich um eine flexible Glasfasermatte mit vielen feinen Poren, die zu etwa 65 bis etwa 87 Gew.-Prozent aus Glasfasern mit einem Durchmesser von ungefähr 2 bis 3 um und einer Länge von ungefähr 0,6 Zoll bis ungefähr 1 Zoll, zu etwa 5 bis 15 Gew.-Prozent aus Glasfasern mit einem Durchmesser von ungefähr 0,25 bis 0,5 um und einer Länge von nicht mehr als 1/16 eines Zolls, zu etwa 5 bis 10 Gew.-Prozent aus wenigstens einem nicht-filinbildenden Bindemittel aus der Gruppe bestehend aus kolloidalem Siliziumdioxid und kolloidalem Aluminiumoxid und zu etwa 3 bis 20 Gew.-Prozent aus einem thermoplastischen Bindemittel besteht.
In US-A-3,022,366 (Kilroy) wird ein Glasfaserseparator offenbart, der eine mikroporöse Schicht enthält, die vorzugsweise durch Auftragen eines Breies gebildet wird, der ein Bindemittel und hochdisperse anorganische Partikel enthält, die gegenüber Batteriereaktionen und den in Batterien vorliegenden Materialien inert sind, wobei der Brei auf einer Glasfasermattengrundlage aufgetragen wird, die gleichfalls ein Bindemittel enthält. In dem Patent wird erwähnt, daß die Partikel aus Diatomeenerde, Siliziumdioxid, pulverisiertem Glas, Kieselgur, Ton, Wollastonit, Bimsstein sowie anderen natürlichen und synthetischen Silikaten bestehen können, wobei warnend darauf hingewiesen wird, daß die Partikel frei von Verunreinigungen wie Eisen, Aluminium, Zirkonium und deren Oxiden sowie anderen Materialien, die mit Batteriesäuren reagieren und die Kapazität der Batterie mindern, sein sollten. Die Glasfasermattengrundlage wird aus gestreckten Glasfasern hergestellt, die geformt und auf eine Trommel gewickelt wurden. Der Durchmesser dieser Fasern liegt im Bereich von 200 bis 400 um.
In US-A-4,216,281 und US-A-4,265,985 (O'Rell et al. I bzw. II) wird ein Separator offenbart, der zu 30-70 Gew.-Prozent aus faserigem synthetischen Zellstoff aus Polyolefin, zu 15-65 Gew.- Prozent aus einem teilchenförmigen siliziumdioxidhaltigen Füllstoff (Teilchengröße 0,01-20 um) und zu etwa 1-35 Gew.-Prozent aus langen Stapelfasern zur Papierherstellung einschließlich Glasfasern besteht. In diesen Patenten wird direkt von der Verwendung einer Rückhaltehilfe zur Verbesserung der Retention des siliziumdioxidhaltigen Füllstoffs in der faserigen Bahn, vorzugsweise einer Zwei-Komponenten-Rückhaltehilfe, gesprochen.
In US-A-4,529,677 (Bodendort) wird ein Batterieseparator offenbart, der säurebenetzbar, jedoch nicht wasserbenetzbar ist und der von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-Prozent Polyolefinfasern, von etwa 2 bis etwa 15 Gew.-Prozent Polyesterfasern, von etwa 0 bis etwa 20 Gew.-Prozent Glasfasern, von etwa 40 bis etwa 75 Gew.-Prozent Diatomeenerde und von etwa 7 bis etwa 20 Gew.-Prozent eines Bindemittels aus Acrylatcopolymer enthält, welches ein Silan-Kupplungsreagenz gebunden an das Polymergerüst enthält, wobei der Separator durch ein Gesamtporenvolumen von etwa 70 Prozent oder mehr mit einer durchschnittlichen Porengröße zwischen etwa 5 und etwa 30 um und einem ohmschen Widerstand von ungefähr 0,015 Ohm pro Zoll² oder weniger gekennzeichnet ist.
In US-A-3,753,784 (Eisenacher) wird ein mehrlagiges Separatormaterial für Blei/Säure-Batterien offenbart. Der Separator weist wenigstens drei Lagen auf zwei äußere Lagen aus Glasfaserplatten und eine innere Lage, die zwischen den Glasfaserplatten liegt und aus mit Latex gebundenem Siliziumdioxid, Diatomeenerde o. ä. besteht.
In US-A-5,225,298 (Nakayama et al.) werden eine geschlossene Blei/Säure-Batterie und ein Separator zum Einsatz in einer solchen Batterie offenbart. Der Separator kann aus Glasfasern mit geringem Durchmesser, alleine, oder einer Kombination aus Glasfasern und Siliziumdioxidpulver, vorzugsweise Siliziumdioxidpulver, das in einem Naßverfahren hergestellt wurde, bestehen. Gemäß der Patentschrift wird der aus Siliziumdioxidpulver und Glasfaserseparator bestehende Separator nach einem herkömmlichen Verfahren zur Anfertigung von Platten hergestellt, wobei Glasfasern und Siliziumdioxidpulver in angesäuertem Wasser mit einem pH-Wert von vorzugsweise 2,5 dispergiert werden. In der Patentschrift wird darauf hingewiesen, daß man ein polymeres Koagulationsmittel wie Polyacrylamid o. ä. "falls erforderlich zur Verstärkung der Einbindung des Pulvers zur Verbesserung der Ausbeute" (Spalte 8, Zeilen 14 und 15) einsetzen kann, und erwähnt, daß "sich auf den Faseroberflächen ein wasserglasähnliches Material bildet", wenn alkalisilikathaltige Fasern verwendet werden. In dem Patent wird angegeben, daß der Separator Siliziumdioxidpulver im Bereich von 5 bis 70 Gew.-Prozent, Rest Glasfasern, enthalten kann, jedoch wird speziell die Herstellung eines Separatormaterials mit oder ohne Siliziumdioxidpulver, nur aus alkalisilikathaltigen Glasfasern, offenbart.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt die Entdeckung zugrunde, daß man einem Glasfaserseparator, der kein Bindemittel enthält, Siliziumdioxidpulver zusetzen kann, und daß man einen solchen Separator auf Papiermaschinen herstellen kann, ohne daß es zu den oben erwähnten Problemen mit der Konzentration des Siliziumdioxidpulvers kommt.
Der Separator besteht im wesentlichen aus Glasfasern und pulverförmigem Siliziumdioxid bzw. einem anderen pulverförmigem Material, das gegenüber Batteriereaktionen und den in einer Batterie vorhandenen Materialien inert ist. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wird der Separator hergestellt, indem man aus einem ersten Stoffauflauf einen Faserstoff aus Glasfasern auf den Draht bzw. das Sieb einer Papiermaschine aufträgt, wodurch man eine erste dünne Lage einer Glasfasermatte erhält, die vorzugsweise ein Flächengewicht im Bereich von 20 bis 50 g/m² und besonders bevorzugt von 30 bis 40 g/m² aufweist, dann aus einem zweiten Stoffauflauf auf die erste dünne Lage der Glasfasermatte einen Faserstoff aus Glasfasern und Siliziumdioxid bzw. einem anderen inerten Pulver als zweite Lage aufträgt, die ein Flächengewicht im Bereich von 150 bis 300 g/m² und vorzugsweise von 200 bis 250 g/m² aufweist, wodurch man einen zweilagigen Separator aus Glasfasern und inertem Pulver erhält, der keine organischen Bindemittel enthält und ein Flächengewicht von etwa 200 bis 300 g/m² aufweist. Dieses Verfahren wird unter weiter unten ausführlich angegebenen Bedingungen durchgeführt, bei denen das inerte Pulver aus dem zweiten Stoffauflauf im wesentlichen in seiner Gesamtheit in dem zweilagigen Separator eingeschlossen wird und infolgedessen nicht das Drahtgeflecht der Papiermaschine passiert.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Siliziumdioxid bzw. ein anderes inertes Pulver in einen Glasfaserseparator ohne Verwendung eines Bindemittels einzuarbeiten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft die Herstellung eines solchen Separators auf einer herkömmlichen Papiermaschine, wie z. B. einer Langsiebmaschine oder einem Rotoformer, wobei die mit dem Durchtritt von Siliziumdioxid bzw. eines anderen Pulvers durch den Draht bzw. das Sieb der Papiermaschine verbundenen Probleme vermieden werden.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Separator zur Verfügung zu stellen, der sich auf ideale Weise zum Einsatz in VRLA-Batterien eignet.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, wobei auf die verschiedenen Zeichnungen Bezug genommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In Abb. 1 ist eine Zeichnung, die stark vergrößert den gefüllten Abschnitt eines erfindungsgemäßen Separators zeigt.
Abb. 2 zeigt einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Separatormaterials.
Abb. 3 ist eine schematische Darstellung einer Langsiebpapiermaschine mit einem zweiten Stoffauflauf zur Verwendung bei der Herstellung eines Separators gemäß der vorliegenden Erfindung.
Abb. 4 ist eine schematische Darstellung einer Rotoformerpapiermaschine mit einem zweiten Stoffauflauf zur Verwendung bei der Herstellung eines Separators gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen bindemittelfreien, gefüllten Glasfaserseparator, in Abb. 2 allgemein mit 10 bezeichnet, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Separators. Der Separator umfaßt eine erste Schicht 12, die im wesentlichen aus Glasfasern besteht, und eine zweite Schicht 14, die im wesentlichen aus einer Mischung aus Glasfasern und Siliziumdioxidpulver besteht. Die erste Schicht 12 ist dünner als die zweite Schicht 14. Die erste Schicht 12 hat vorzugsweise ein Flächengewicht von 20 bis 50 g/m², d. h. ein Bogen mit einer Größe von einem Quadratmeter hat ein Gewicht zwischen 20 und 50 g. Besonders bevorzugt hat die erste Schicht 12 ein Flächengewicht von 30 bis 40 g/m². Resultiert die Dicke der ersten Schicht 12 aus einem Flächengewicht innerhalb der angegebenen Bereiche, so läßt sich der Gehalt an Siliziumdioxidfüllmittel im Separator 10 maximieren. Es wurde gefunden, daß eine erste Schicht 12 mit einem Flächengewicht von nur 20 bis 30 g/m² eine Dicke hat, die ausreicht, um zu verhindern, daß Siliziumdioxidpulver aus der zweiten Schicht 14 durch das Drahtgeflecht einer Papiernnschine hindurchtritt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst jedoch auch eine erste Schicht 12 mit einem Flächengewicht über 50 g/m².
Die zweite Schicht 14, ausführlicher in Abb. 1 gezeigt, enthält eine Mischung aus Siliziumdioxidpartikeln 16 und Glasfasern 18. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Siliziumdioxidpartikel 16 mit Wasserglas (nicht gezeigt) anorganisch an die Glasfasern 18 gebunden. Dies wird, wie weiter unten ausführlicher beschrieben, erreicht, indem man die Zusammensetzung und die Azidität der zur Herstellung der Schichten 12 und 14 des Separators 10 verwendeten Faserstoffe steuert.
Die erste Schicht 12 und die zweite Schicht 14 bestehen im wesentlichen aus Glasfasern bzw. Glasfasern und Siliziumdioxidpulver. Diese Schichten enthalten keine solchen Mengen an organischen Bindemitteln bzw. Rückhaltemitteln, daß dadurch die Leistung der Batterie, in der der Separator 10 zum Einsatz kommt, beeinträchtigt werden könnte. Diese Schichten können organische Fasern enthalten, insbesondere solche, von denen bekannt ist, daß sie zur Verwendung bei der Herstellung von Separatormaterial geeignet sind. Beispiele für solche Fasern sind Polyester, Polyethylen, Polypropylen, andere Polyolefine, Acryl- und ähnliche Fasern, einschließlich Zweikomponentenfasern, sowohl vom Seite-an-Seite- als auch vom Kern/Mantel-Typ. Geeignete Kern/Mantel-Fasern sind unter dem Handelsnamen SOFIT N 720 von der japanischen Firma Kurary erhältlich. Werden Zweikomponentenfasern eingesetzt, so dienen sie dazu, das Separatormaterial zu verstärken, da Komponenten mit einem niedrigen Schmelzpunkt beim Trocknen des Separators aufweichen, und dazu, das Separatormaterial thermoverschweißbar zu machen, da bei den beim Verschweißen eingesetzten Temperaturen Komponenten mit einem höheren Schmelzpunkt aufweichen. Die Einkomponentenfasern können eingesetzt werden, um bei der Verwendung des Materials in einer Batterie die Fähigkeit des Separators zum Zurückhalten von Elektrolyt zu begrenzen, so daß die fertige Batterie mit Elektrolyt geflutet und geformt und anschließend überschüssiger Elektrolyt von der Batterie abgegossen werden kann; der Separator hält dann nur so viel Elektrolyt zurück, daß die Batterie rekombinant ist.
Der erfindungsgemäße Separator wird vorzugsweise auf einer Papiermaschine, wie z. B. einer Langsiebmaschine, hergestellt, von der ein Teil allgemein bei 30 in Abb. 3 gezeigt ist. Die Maschine 30 umfaßt einen ersten Stoffauflauf 32 zum Auftragen eines ersten Faserstoffs, wobei auf einem ersten, im Uhrzeigersinn umlaufenden Papiermaschinendraht 36 eine erste Bahn 34 hergestellt wird, die in Abb. 3 von links nach rechts läuft. Der Faserstoff weist einen extrem niedrigen Feststoffgehalt auf und besteht hauptsächlich aus angesäuertem Wasser. Der größte Teil der Flüssigkeit im Faserstoff fließt auf den ersten Metern durch den Papiermaschinendraht 36. Praktisch alle Glasfasern im Faserstoff werden auf dem Papiermaschinendraht 36 zurückgehalten.
Ein zweiter Stoffauflauf 38 ist so angeordnet, daß auf der Bahn 34 ein zweiter Faserstoff aufgetragen wird, wodurch man eine zweilagige Bahn 40 bestehend aus der ersten Bahn 34 und, auf der ersten Bahn 34, einer zweiten Bahn 42 erhält. Die zweilagige Bahn 40 läuft auf dem Papiermaschinendraht von links nach rechts und verläßt den Draht mit nur einem Bruchteil der Flüssigkeit, die in den aus dem ersten und zweiten Stoffauflauf 32 bzw. 38 auf den Draht aufgetragenen Faserstoffen enthalten war. Nach dem gezeigten Teil der Maschine 30 läuft die zweilagige Bahn 40 durch Trockenstufen, die typischerweise große Tonnen (nicht gezeigt), die auf weit über 100ºC erhitzt werden, enthält. Die Bahn wird getrocknet und vor oder nach dem Zurechtschneiden auf eine für den Gebrauch als Batterieseparator geeignete Größe aufgerollt.
Die aus den Faserstoffen entfernte Flüssigkeit fließt durch den Papiermaschinendraht 36 und sammelt sich in einer Drahtgrube (nicht gezeigt), von wo sie dann durch das System zurückgeführt wird. Die Flüssigkeit, gemeinhin als Siebwasser bezeichnet, wird angesäuert und immer wieder im Verfahren zur Herstellung des Separators eingesetzt. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung gefüllter Separatoren aus einem kleine Siliziumdioxidpartikel bzw. ein anderes inertes Pulver enthaltenden Faserstoff ist es erforderlich, ein Rückhaltemittel zum Fixieren der Partikel in der Faserbahn einzusetzen, um durch den Durchtritt des Pulvers durch das Papiermaschinensieb verursachte Schwankungen der Pulverkonzentration im Faserstoff zu vermeiden. Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Separatoren sind das Erfordernis einer Rückhaltehilfe und die Möglichkeit einer auf das Vorhandensein bzw. die Eigenschaften der Rückhaltehilfe zurückzuführenden nachlassenden Leistung vollständig ausgeräumt.

BEISPIEL 1

Prüfblätter des zweilagigen, gefüllten Glasfaserseparators wurden in einer Labormaschine durch aufeinanderfolgendes Auftragen eines ersten und eines zweiten Faserstoffs auf einen Draht bzw. ein Sieb und Entwässerung der Faserstoffe hergestellt. Die Maschine umfaßte einen Tank mit einem Sieb im Boden, einen Ablauf unter dem Sieb, ein Ventil, mit dem der Ablauf geöffnet und geschlossen wurde, sowie Schaufeln, die vor und zurück bewegt wurden, um die Bewegung eines Faserstoffs in einer kommerziellen Papiermaschine zu simulieren und eine "Maschinenrichtung" parallel zur Richtung der Schaufelbewegung herzustellen. Der erste Faserstoff bestand aus angesäuertem Wasser mit einem pH-Wert von 2,7 und einem Feststoffanteil, der sich aus 70 Gew.- Prozent Schuller 206 Glasfasern mit einem mittleren Durchmesser von 0,76 um und 30 Gew.- Prozent Schuller 210X Glasfasern mit einem mittleren Durchmesser von 3,0 um zusammensetzte. Der erste Faserstoff wurde in die Maschine gegossen und durch das Sieb entwässert, wodurch man auf dem Sieb eine erste Schicht mit einem Flächengewicht von etwa 50 g/m² erhielt. Die erste Schicht verblieb auf dem Sieb der Labormaschine, und die zweite Schicht wurde auf die erste Schicht aufgetragen. Der zweite Faserstoff bestand aus angesäuertem Wasser mit einem pH-Wert von 2,5 und einem Feststoffanteil, der sich aus 70 Gew.-Prozent amorphem Siliziumdioxid und 30 Gew.-Prozent Schuller 206 Glasfasern zusammensetzte. Der zweite Faserstoff wurde durch die erste Schicht und das Sieb entwässert, wodurch man auf der ersten Schicht eine zweite Schicht mit einem Flächengewicht von etwa 250 g/m² erhielt. Die zweilagigen Separatorprüfblätter wurden 30 Minuten lang in einem Trockenofen bei ungefähr 150º getrocknet und dann getestet, wobei verschiedene Daten, die unten zusammengefaßt sind, erhalten wurden.
Flächengewicht: 309,25 g/m²
Dicke (unter einer Last von 10,34 kPa): 1,75 mm
Zugfestigkeit (kPa gesamt): 0,37
Dehnung (Prozent vom Gesamtwert): 1,3
maximale Porengröße (um; erste Blase): 23
Oberfläche (m²/g): 1,5
Dochtwirkung, Wasser (Sekunden/10 mm): 118
Vol.-Prozent Hohlräume: 84
Die oben und im weiteren angeführte "Dochtwirkung" wurde anhand der in US-A-5,225,298, Spalte 7, Zeile 20 ff. beschriebenen Vorschrift bestimmt, wobei Wasser anstelle der dort angegebenen Schwefelsäure verwendet wurde.
Die in Beispiel 1 und den folgenden Beispielen verwendeten Schuller 206 und 210 Glasfasern haben die gleiche Nominalzusammensetzung, jedoch treten von Zeit zu Zeit leichte Schwankungen auf. Die aus den von Schuller für die Zeitspanne, in der die Beispiele durchgeführt wurden, angegebenen Daten berechneten Mittelwerte sind, in Gew.-Prozent, unten aufgeführt:
SiO&sub2; 65,40
Al&sub3;O&sub3; 2,99
CaO 5,88
MgO 2,79
Na&sub2;O 16,11
K&sub2;O 0,69
B&sub2;O&sub3; 5,31
F&sub2; 1,02
Schuller gibt weiterhin an, daß das Glas Fe&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, SrO, BaO, MnO, ZnO, Li&sub2;O, SO&sub3; und Pb, jeweils in Mengen von weniger als 0,1%, enthält.
Das wie oben in Beispiel 1 eingesetzte amorphe Siliziumdioxid ist im Handel erhältlich. Es weist die folgenden physikalischen und chemischen Eigenschaften auf.
Dichte (g/ccm) 2,1
Schüttdichte
lose, nicht gemahlen 22 pcf (0,35 kg/dm³)
gepackt, nicht gemahlen 34 pcf (0,54 kg/dm³)
lose, mikronisiert 9 pcf (0,14 kg/dm³)
gepackt, mikronisiert 14 pcf (0,22 kg/dm³)
Mittlere Agglomeratgröße
Niedrigenergiedispersion,
nicht gemahlen 35 um
Ultraschalldispersion,
nicht gemahlen 18 um
mikronisiert 1,2 um
Endteilchengröße 1 um
Oberfläche (BET, N&sub2;) 1,4 m²/g
SiO&sub2;, wasserfreie Basis. %
SiO&sub2;, bei Versendung 93%
F 1,46%
Al&sub2;O&sub3; 0,13%
Na&sub2;O, K&sub2;O, CaO, MgO, TiO&sub2;, Pb, Hg und As jeweils weniger als 0,1%.
Die obengenannten Glasfasern unterliegen in den oben beschriebenen sauren Faserstoffen einer Umwandlung. Als Folge dieser Reaktion lag auf der Oberfläche der auf dem sich auf dem Draht der Labormaschine, auf der die Verbundblätter angefertigt wurden, ansammelnden Fasern Natriumsilikat vor. Dieses Natriumsilikat fungierte als anorganisches Bindemittel, das dazu beitrug, das Siliziumdioxidpulver aus dem zweiten Faserstoff in dem Verbundblatt zurückzuhalten. Dies kann von Vorteil sein, wenn, beim Einsatz eines Siliziumdioxid- oder eines anderen Füllstoffs, der eine im Vergleich zur Mindestporengröße des ersten Blatts hinreichend kleine Teilchengröße aufweist, die Bindemittelfunktion des Natriumsilikats erwünscht ist, um den Durchtritt von Füllstoff durch das erste Blatt zu verhindern, wobei das Natriumsilikat die Funktion des Verbundblatts, beispielsweise als Separator in einer VRLA- oder einer anderen Batterie, nicht beeinträchtigt. Das Natriumsilikat ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da das Problem auch durch die Verwendung entweder von Fasern mit einem geringfügig kleineren Durchmesser im ersten Faserstoff oder durch die Verwendung eines Füllstoffs mit einer geringfügig größeren Teilchengröße beseitigt werden kann.
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wurde zur Herstellung anderer zweilagiger gefüllter Glasfaserprüfblätter wiederholt. Beispiele für Faserstoffe, die das oben angegebene amorphe Siliziumdioxid enthielten und die bei der Anfertigung solcher Blätter eingesetzt wurden, sind unten in Tabelle A aufgeführt, während Beispiele für Faserstoffe, die ein amorphes Natriumkaliumalumosilikat enthielten und die bei der Anfertigung solcher Blätter eingesetzt wurden, unten in Tabelle C aufgeführt sind. Daten der Eigenschaften der anderen zweilagigen Prüfblätter, insbesondere Abtropfgeschwindigkeit, Probengewicht, Dicke (Dicke in mm bei einem Druck von 10,34 kPa), Zugfestigkeit in Maschinenrichtung ("MR": parallel zur Richtung der Vor- und Rückbewegung der Schaufeln im Tank), Dehnung (MR) in Prozent, und Porengröße in um sind unten in Tabellen A-1 und C-1 angegeben. Zusätzlich werden in Tabelle B die Ergebnisse anderer Tests des Separatormaterials von Beispielen 4-7 aufgeführt. Tabelle A Tabelle A-1
¹ Mittelwert von sieben Bestimmungen Tabelle B Tabelle C Tabelle C-1
Bei dem oben in Beispielen 8, 9 und 10 eingesetzten Nephelinsyenit handelt es sich um käuflich erwerbliches Natriumkaliumalumosilikat. Es hat eine mittlere Teilchengröße von 2,4 um (gemessen mit einem Sedigraph) und eine Oberfläche von 1,7 m²/g (gemessen mit der Fisher Sub- Sieb-Methode); die folgende chemische Analyse ist typisch:
SiO&sub2; 60,71%
Al&sub2;O&sub3; 22,92%
Na&sub2;O 10,78
K&sub2;O 4,86
CaO, MgO, TiO&sub2; und Fe&sub2;O&sub3; liegen alle unter 0,1%.
Es versteht sich, daß bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung andere inerte Füllstoffe als die in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Siliziumdioxid- und Natriumkaliumalumosilikat- Pulver eingesetzt werden können. Für eine solche Verwendung sollte der Füllstoff im allgemeinen gegenüber Batteriereaktionen und den in Batterien vorhandenen Materialien inert sein (siehe das oben diskutierte Kilroy-Patent) und eine geeignete Teilchengröße, vorzugsweise von 0,001 bis 20 um, aufweisen. Geeignete inerte Füllstoffe, die im Stand der Technik erwähnt werden, sind Diatomeenerde, Siliziumdioxid, pulverisiertes Glas, Kieselgur, Ton, Wollastonit, Bimsstein und andere natürliche und synthetische Silikate. Die Partikel sollten frei von Verunreinigungen wie Eisen, Aluminium, Zirkonium und deren Oxiden sowie anderen Materialien sein, die Batteriereaktionen gegenüber nicht inert sind bzw. die mit Batteriesäuren reagieren und die Kapazität der Batterie reduzieren.

VERGLEICHSBEISPIEL

Zu Vergleichszwecken, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wurde die in Beispiel 1 beschriebene Maschine zur Herstellung eines Prüfblatts eines gefüllten Glasfaserseparators aus einem Faserstoff, der aus angesäuertem Wasser mit einem pH-Wert von 2,5 und einem Feststoffanteil, der sich aus 70 Gew.-Prozent amorphem Siliziumdioxid (dem, das in Beispiel 1 verwendet wurde) und 30 Gew.-Prozent Schuller 206 Glasfasern bestand, hergestellt. Der Faserstoff wurde in die Maschine gegossen und durch das Sieb entwässert, wodurch man auf dem Sieb eine Papierschicht erhielt, die ein Flächengewicht von etwa 250 g/m² aufgewiesen hätte, wenn alle in dem Brei vorhandenen Feststoffe zurückgehalten worden wären. Der Faserstoff wurde durch das Sieb entwässert, und die so erhaltene Papierschicht wurde 30 Minuten lang in einem Trockenofen bei ungefähr 150º getrocknet. Das Prüfblatt wies ein Flächengewicht von deutlich weniger als 250 g/m² auf, da ein beträchtlicher Teil des amorphen Siliziumdioxids das Sieb passiert hatte.
Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Separator auch anderes als durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt werden kann. Auf Abb. 4 Bezug nehmend, wird eine einen ersten Stoffauflauf 52 und einen zweiten Stoffauflauf 54 aufweisende Rotoformer-Papiermaschine allgemein bei 50 gezeigt. Der erfindungsgemäße Separator kann sowohl auf einem solchen Rotoformer als auch auf einer anderen geeigneten Papiermaschine angefertigt werden. Weiterhin kann man aus einem dritten Stoffauflauf eine dritte Lage auf der ersten Faserschicht und der zweiten Faser- und Siliziumdioxidschicht auftragen. Selbst eine sehr dünne dritte Lage, beispielsweise eine mit einem Flächengewicht von weniger als 20 g/m², ist vorteilhaft, da durch ihr Vorhandensein das Risiko minimiert wird, daß in der zweiten Schicht aufgetragenes Siliziumdioxid während der Handhabung aus dem Separator fällt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, versteht es sich, daß dem Fachmann Abänderungen und Modifikationen offensichtlich sein werden. Es wird davon ausgegangen, daß die angefügten Ansprüche so interpretiert werden, daß alle solchen Abänderungen und Modifikationen abgedeckt werden, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Separators für eine ventilgesteuerte Blei/Säure- Batterie, umfassend die folgenden Schritte:

Herstellung einer ersten Schicht durch Auftragen eines ersten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoffes, welcher im wesentlichen aus Glasfasern besteht, auf den Draht einer Papiermaschine und

Herstellung wenigstens einer zweiten Schicht durch Auftragen eines zweiten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoffes, welcher im wesentlichen aus Glasfasern und einem Pulver, das gegenüber Batteriereaktionen und den in Batterien vorliegenden Materialien inert ist, besteht, auf die sich auf dem Draht der Papiermaschine befindende erste Schicht, wobei das Pulver eine durchschnittliche Korngröße im Bereich von 0,001 um bis 20 um aufweist und eine solche Korngröße und Dichte hat sowie in der zweiten Schicht in einer solchen Menge vorliegt, daß, wenn man den zweiten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoff direkt auf den Draht der Papiermaschine auftragen würde, ein beträchtlicher Teil des Pulvers durch den Draht hindurchgehen würde, und wobei die erste Schicht eine Porengröße aufweist, die so klein ist, daß im wesentlichen das gesamte Pulver im zweiten Faserstoff durch die erste Schicht aus dem Faserstoff herausgefiltert wird und im Separator zurückgehalten wird.

2. Separator für eine ventilgesteuerte Blei/Säure-Batterie, wobei der Separator im wesentlichen bindemittelfrei ist und im wesentlichen aus Glasfasern und einem Pulver, das gegenüber Batteriereaktionen und den in Batterien vorliegenden Materialien inert ist, besteht, wobei

das Pulver eine durchschnittliche Korngröße im Bereich von 0,001 um bis 20 um aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

der Separator wenigstens eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfaßt, wobei die erste Schicht

im wesentlichen aus Glasfasern besteht

und die zweite Schicht im wesentlichen aus Glasfasern und dem Pulver besteht, wobei das Pulver eine solche Korngröße und Dichte hat sowie in der zweiten Schicht in einer solchen Menge vorliegt, daß, wenn man einen Faserstoff mit einer solchen Zusammensetzung, daß er zur Ausbildung der zweiten Schicht geeignet ist, auf dem Draht der Papiermaschine auftragen würde, ein beträchtlicher Teil des Pulvers durch den Draht hindurchgehen würde, und wobei die erste Schicht eine Porengröße aufweist, die so klein ist, daß im wesentlichen das gesamte Pulver im zweiten Faserstoff durch die erste Schicht aus dem Faserstoff herausgefiltert wird und im Separator zurückgehalten wird.

3. Separator nach Anspruch 2, bei dem die erste Schicht ein Flächengewicht von weniger als 50 g/m² aufweist.

4. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich eine dritte Schicht umfaßt, wobei die dritte Schicht durch Aufbringen eines dritten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoffes, bestehend im wesentlichen aus Glasfasern, auf die erste Schicht auf dem Draht der Papiermaschine hergestellt wurde.

5. Ventilgesteuerte Blei/Säure-Batterie, umfassend ein Gehäuse mit sich darin befindlichen alternierenden negativen und positiven Platten, positive und negative Anschlußklemmen, geeignete elektrische Verbindungen zwischen den Platten und den Anschlußklemmen und ein Separatormaterial zwischen jeweils einer der positiven und einer der negativen Platten, wobei es sich bei dem Separator um einen Separator nach Anspruch 2 handelt.

6. Ventilgesteuerte Blei/Säure-Batterie, umfassend ein Gehäuse mit sich darin befindlichen alternierenden negativen und positiven Platten, positive und negative Anschlußklemmen, geeignete elektrische Verbindungen zwischen den Platten und den Anschlußklemmen und ein Separatormaterial zwischen jeweils einer der positiven und einer der negativen Platten, wobei es sich bei dem Separator um einen Separator nach Anspruch 3 mit einer Mindest-Stickstoff-BET-Oberfläche von wenigstens 1,1 m²/g handelt.

7. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht ein Mindest-Stickstoff-BET von wenigstens 1,6 m²/g aufweist.

8. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht wenigstens 50% teilchenförmiges Siliziumdioxidpulver enthält.

9. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht wenigstens 70% teilchenförmiges Siliziumdioxidpulver enthält.

10. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht ein Mindest- Stickstoff-BET von wenigstens 1,0 m²/g aufweist.

11. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der ersten und zweiten Schicht sowohl Glasfasern als auch organische Fasern enthält.

12. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei wenigstens einigen der organischen Fasern um Zweikomponentenfasern handelt.

13. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich eine dritte Schicht umfaßt, wobei die dritte Schicht durch Aufbringen eines dritten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoffes, bestehend im wesentlichen aus Glasfasern, auf die zweite Schicht und die erste Schicht auf dem Draht der Papiermaschine hergestellt wird.

14. Separator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich eine dritte Schicht umfaßt, wobei die dritte Schicht durch Aufbringen eines dritten im wesentlichen bindemittelfreien Faserstoffes, bestehend im wesentlichen aus Glasfasern, auf die zweite Schicht und die erste Schicht auf den Draht der Papiermaschine hergestellt wird, wobei die dritte Schicht ein Flächengewicht von weniger als 20 g/m² aufweist.