DE2627229C3 - Mikroporöse Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
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Description
In der JP-AS 2 922/1962 ist ein Verfahren zur
Herstellung poröser Folien beschrieben, bei dem ein Vinylehlorid-Polymerisat, ein Lösungsmittel für das
Polymerisat, ein Weichmacher und Siliciumdioxid miteinander vermischt, geknetet und zu einer Folie
verformt werden und die erhaltene Folie einem Trocknungsprozeß unterworfen wird. Nach der JP-AS
3 092/1960 wird eine poröse Folie durch Sintern eines pulverförmigen Gemisches aus einem Vinylehlorid-Polymerisat
und feinteiligem Siliciumdioxid hergestellt. In der US-PS 33 51 495 ist ein Verfahren zur Herstellung
ίο poröser Folien beschrieben, bei dem ein Polyolean mit
einem Schmelzindex von 0 bei Standardbelastung und einem Viskositätsdurchschnittswert (dieser Wert ist
nahezu gleich dem Gewichtsdurchschnittswert) des Molekulargewichts von mindestens 300 000 mit Siliciumdioxid
und einem Weichmacher zu einer Folie verformt und der Weichmacher anschließend aus der
erhaltenen Folie extrahiert wird.
Bei der Verwendung poröser Folien als Separatoren in Bleiakkumulatoren müssen diese in einen geringen
elektrischen Widerstand in der Elektrolytlösung aufweisen. Der spezifische elektrische Widerstand der Folie
soll für einen Hochleitstungsseparator kleiner als 0,0006 ndmVDicke der Folie sein. Um diese Forderung
zu erfüllen, soll die Folie einen hohen Hohlraumanteil bzw. eine hohe Porosität und infolgedessen einen
spezifischen Widerstand von höchstens 0,0003 Qdm2/
0,1 mm Folienstärke bei einer Dicke der Folie von etwa 0,2 mm haben. Falls der spezifische Widerstand höher
als 0,0003 ndmVO.l mm Folienstärke ist, müßte die
Folie extrem dünn, d. h. dünner als 0,2 mm sein.
Die nach den Verfahren der JP-AS 2 922/1962 und 3 092/1960 aus Poijvinylchlorid hergestellten Folien
können zwar einen spezifischen Widerstand bis herab zu 0,0003 Qcm2/0,l mm Folienstärke erreichen. Sie
haben aber den Nachteil, daß sie spröde und brüchig sind und deshalb nur mit größten Schwierigkeiten als
Folien mit einer Dicke unter 0,4 mm hergestellt werden können. Andererseits sind die bekannten porösen Folien
aus einem üblichen Polyolefin und einer großen Menge anorganischer Füllstoffe zu wenig biegsam und zu
spröde für eine praktische Verwertung. Zur Lösung des Problems der Sprödigkeit und mangelnden Biegsamkeit
wurde schließlich das in der US-PS 33 51 495 beschriebene Verfahren entwickelt. Dieses Verfahren weist
4> jedoch einen anderen Nachteil auf. Es wird ein
Polyolefin mit einem besonders hohen Molekulargewicht und niedrigem Fließvermögen, z. B. mit einem
Schmelzindex von 0 bei Standardbelastung und einem Viskositätsdurchschnittswert des Molekulargewichts
von 300 000, verwendet. Seine schlechte Verformbarkeit verursacht Schwierigkeiten bei der Folienherstellung.
Außerdem haben die nach dem Verfahren der US-PS 33 51 495 hergestellten Folien ausnahmslos
einen höheren spezifischen Widerstand als 0,0003 ndmVO.l mm Folienstärke. Es ist deshalb
schwierig, aus den bekannten Folien Hochleistungsseparatoren mit einem spezifischen Widerstand von
höchstens 0,0006 ncmVDicke der Folie herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mikroporose Folien mit hoher mechanischer Festigkeit und guter Biegsamkeit zu schaffen, die sich außerdem durch gute Benetzbarkeit und damit stark verminderten spezifischen elektrischen Widerstand in einer Elektrolytlösung auszeichnen. Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, daß bei Verwendung eines Polyolefins mit dem in den Ansprüchen angegebenen Molekulargewichtsbereich bei guter Verformbarkeit Folien mit den vorstehenden wertvollen Eigen-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mikroporose Folien mit hoher mechanischer Festigkeit und guter Biegsamkeit zu schaffen, die sich außerdem durch gute Benetzbarkeit und damit stark verminderten spezifischen elektrischen Widerstand in einer Elektrolytlösung auszeichnen. Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, daß bei Verwendung eines Polyolefins mit dem in den Ansprüchen angegebenen Molekulargewichtsbereich bei guter Verformbarkeit Folien mit den vorstehenden wertvollen Eigen-
schuften erhalten werden.
Die Erfindung betrifft somit eine mikroporöse Folie, bestehend aus 40 bis 90 Volumenprozent eines Polyolefins
mit einem Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichtes von mindestens 15 000 und einem Gewichtsdurehschniltswert
des Molekulargewichtes von höchstens 300 000 und 10 bis 60 Volumenprozent eines anorganischen Füllstoffes und einem Hohlraumanteil
von 30 bis 75 Volumenprozent, bezogen auf das Volumen der Folie, wobei die Hohlräume miteinander
verbunden bzw. offen sind.
Die erfindungsgemäßen mikroporösen Folien besitzen eine ausreichende mechanische Festigkeit und
Biegsamkeit für die verschiedensten Anwendungszwekke, insbesondere für elektrochemische oder elektrolytische
Separatoren oder Batterieseparatoren. Der spezifische elektrische Widerstand eines Separators aus den
erfindungsgemäßen Folien beträgt nur Άο des Wertes
von Separatoren aus bekannten Folien, wie Folien aus gesintertem oder extrahiertem Polyvinylchlorid.
F i g. la) zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen mikroporösen Folie; der
anorganische Füllstoff ist extrahiert. Fig. lbv, ist ein
vergrößerter Ausschnitt von Fig. la). Fig. Ic) ist ein
vergrößerter Ausschnitt des Bereiches S von F i g. 1 b)
und zeigt deutlich das dreidimensionale Netz von Hohlräumen.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Polyolefin hat vorzugsweise einen Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichtes
von 17 000 bis 50 000 und einen Gewichtsdurchschnittswert des Molekulargewichts von
85 000 bis 250 000. Der Schmelzindex bei Standardbelastung reicht vorzugsweise von 0,03 bis 1. Mit einem
derartigen speziellen Polyolefin kann eine biegsame dünne Folie mit einer Dicke von 0,05 bis 1 mm erhalten
werden. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 0,1 bis 0,3 mm.
Im Gegensatz dazu wird bei Verwendung eines Polyolefins mit einem Zahlendurchschnittswert des
Molekulargewichts von weniger als 15 000 ein poröses Material erhalten, das spröde ist und geringe Dehnbarkeit
bzw. Reckbarkeit besitzt. Wird dagegen ein Polyolefin mit einem höheren Gewichtsdurchschnittswert
des Molekulargewichts als 300 000 eingesetzt, dann entstehen Probleme bei der Verformung wegen
des geringen Fließvermögens in geschmolzenem Zustand und bezüglich des spezifischen elektrischen
Widerstandes der daraus hergestellten Folien, da deren Hohiraumanteil niedriger ist.
Die Bezeichnung Polyolefin bezieht sich auf Homo- und Copolymerisate von Olefinen. Spezielle Beispiele
für verwendbare Polyolefine sind Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten-Äthylep-Propylen-Copolymerisate,
Äthylen-Buten-Copolymerisate, Äthylen-Propylen-Buten-Copolymerisate
und deren Gemische, soweit ihr Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichts mindestens
15 000 und ihr Gewichtsdurchschnittswert des Molekulargewichts höchstens 300 000 beträgt. Besonders
bevorzugt sind Polyäthylen und Copolymerisate aus Äthylen als Hauptkomponente mit einem anderen
Olefin.
Die erfindungsgemäß eingesetzten anorganischen Füllstoffe sollen die Folien benetzbar machen. Vorzugsweise
werden als Füllstoffe feinverteilte oder poröse Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von
0,005 bis 0,5μ und einer spezifischen Oberfläche von 50 bis 500, vorzugsweise von 150 bis 400 m2/g verwendet.
Spezielle Beispiele für verwendbare anorganische Füllstoffe sind Siliciumdioxid, Calciumsilikat, Aluminiumsilikat,
Aluminiumoxid, Calciumcarbonat. Magnesiumcarbonat.
Kaolin, pulverisiertes Talkum, Titandioxid, Kieselgur und Ruß. Es können zwei oder mehrere
verschiedene Füllstoffe zusammen eingesetzt werden. In diesem Fall muß jedoch einer der Füllstoffe
hydrophile Eigenschaften haben.
Für Separatoren in Elektrolytlösungen, besonders in Bleiakkumulatoren mit sauren Elektrolytlösungen, wird
ίο vorzugsweise Siliciumdioxid verwendet.
Das Mengenverhältnis von Polyolefin zu anorganischem Füllstoff beträgt bei den erfindungsgemäßen
Folien bei Verwendung als Separator vorzugsweise 50 bis 80 Volumenprozent Polyolefin zu 20 bis 50 VoIumenprozent
Füllstoff. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis von 60 bis 70 Volumenprozent zu 30 bis 40
Volumenprozent Füllstoff. Wenn die Füllsioffmenge
über 60 Volumenprozent beträgt, dann besitzen die erhaltenen Filme geringe Biegsamkeit und lassen sich
nicht praktisch verwenden, auch wenn ein Polyolefin mit einem Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichts
von 15 000 oder mehr verwendet wird. Wird der Füllstoff dagegen in einer geringeren Menge als
10 Volumenprozent eingesetzt, dann wird zwar die Festigkeit der erhaltenen Folie erhöht, aber ihre
Benetzbarkeit wird so vermindert, daß sie nicht als SeparatOi verwendet werden kann.
Aus den schematischen Darstellungen der mikroporösen
Folie in Fig. 1 besonders in Fig. Ic), ist die von
jo dem Polyolefin gebildete Struktur 1 und das damit
definierte dreidimensionale Netz von Hohlräumen 2 zu erkennen. Die Hohlräume sind zur Oberfläche der Folie
offen und haben an der Oberfläche einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 bis 0,5 μ. Das dreidimensionale
Netz der Hohlräume enthält den Füllstoff derartig eingeschlossen, daß noch Platz für freien Durchgang
von einer Oberfläche der Folie zur anderen verbleibt.
Der Ausdruck »Hohlraum« bedeutet in diesem Zusammenhang die durch die poröse Polyolefinfolie
definierten leeren Stellen. In diesen Hohlräumen befinden sich jedoch die anorganischen Füllstoffe.
Tatsächlich verbleibt also als Hohlraum nur noch der Raum zwischen den anorganischen Füllstoffteilchen und
der porösen Polyolefinfolie. Der Ausdruck »Hohlraumanteil« bedeutet deshalb in diesem Zusammenhang den
Volumenanteil an tatsächlich vorhandenem Hohlraum.
bezogen auf das gesamte Volumen der mikroporösen Folie.
Der tatsächliche durchschnittliche Durchmesser der Hohlräume beträgt bei Anwesenheit der Füllstoffe nur
0,01 bis 0,1 μ. Die erfindungsgemäßen Folien haben folglich einen Hohlrajmanteil von 30 bis 75 Volumenprozent,
bezogen auf das Volumen der Folie. Wenn der Hohlraumanteil kleiner als 30% ist, dann steigt der
)5 spezifische elektrische Widerstand an, und derartige
Folien können nicht wirksam als Separatoren eingesetzt werden. Wenn dagegen der Hohlraumanteil größer als
75% wird, dann wird die Festigkeit der Folie derartig verringert, daß sie nicht praktisch verwendet werden
bo kann. Um sowohl der Anforderung nach Festigkeit als
auch nach geringem elektrischen Widerstand zu genügen, betrügt der Hohlraumanteil vorzugsweise von
45 bis 65 Volumenprozent. Außerdem soll der durchschnittliche Durchmesser der Hohlräume im Bereich
von 0,05 bis 0,5, vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 0,3 μ liegen, damit die mikroporösen Folien den
erwarteten niedrigen elektrischen Widerstand besitzen. Außerdem haben die Hohlräume dann die richtige
Größe, um den Durchgang von festen Teilchen zu verhindern, jedoch den von Ionen bei gleichzeitig
bestehender mechanischer Festigkeit zu ermöglichen.
Die erfindungsgcmäßcn mikroporösen Folien haben eine Dicke von 0,05 bis I mm. Bei der Verwendung als
Separatoren beträgt die Dicke der Folien vorzugsweise 0.10 bis 0,30 mm. damit sie noch gut geformt werden
können und doch genügende Festigkeit aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Folien besitzen also ein hohe Porosität bei feinen Poren in Form eines dreidimensionalen
Netzes, ausreichende mechanische Festigkeit und hervorragende Biegsamkeit. Außerdem weisen sie einen
unerwartet niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand (etwa 0.000b i2dm2/Dicke der Folie) auf und
können deshalb mit großem Vorteil als Separatoren verwendet werden, wobei die Scparaiorlcistung bedeutend
erhöht wird.
Infolge der vorstehend beschriebenen hervorragen-
lahien. Das Strangpressen mil einer T-Form ist für die
Herstellung von Folien mit 0,05 bis I mm Dicke besonders bevorzugt. Das Verformen kann bei den zum
Verformen von Polyolefinen üblicherweise angewcndeten Bedingungen durchgeführt werden. Es wird jedoch
bei einer Temperatur durchgeführt, die höher liegt als der Schmelzpunkt des eingesetzten Polyolefins und
tiefer als der Siedepunkt der eingesetzten organischen Flüssigkeit.
Das vorstehend beschriebene Kneten des Gemisches ist im erfindiingsgemäßen Verfahren nicht obligatorisch.
Besonders bei Verwendung des .Strangpreßverfahrens ist ein gesondertes Kneten nicht notwendig, da es
gleich/eilig mit dem Strangpressen durchgeführt wird. Wenn aber das Kneten in einer gesonderten Stufe
durchgeführt wird, dann kann die Schüttdichte des Gemisches in zweckmäßiger Weise kontrolliert werden.
Gleichzeitig kann eine gute Durchmischung der
ΙΙΛΙΙΚ1Ι H.I I
mikroporösen Folien einen weiten Anwendungsbereich,
beispielsweise als Batterieseparatoren, Filter. Flüssigkeitsbehälter, Verpackungsmaterial und synthetisches
Papier. In Anbetracht ihres extrem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstandes in einer Elektrolytlösung
können die mikroporösen Folien der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise als Batterieseparatoren
und als Separatoren in verschiedenen elektrochemischen oder elektrolytischen Apparaturen
verwendet werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen mikroporösen Folien werden 6 bis 35 Volumenprozent eines
anorganischen Füllstoffes und 30 bis 75 Volumenprozent einer organischen Flüssigkeit in einer üblichen
Mischvorrichtung, wie einem Hcnschel-Miseher oder einer V-förmigen Trommel, vermischt, um die organische
Flüssigkeit auf der Oberfläche der Fiillstoffteilchcn zu adsorbieren. Die Bedingungen des Mischvorganges
hängen in geringem Maße von der Art und der Umdrehungsgeschwindigkeit des verwendeten Mischers
ab. jedoch wird das Vermischen normalerweise bei Raumtemperatur in etwa einer Minute durchgeführt.
Anschließend wird die vorstehend erhaltene Mischung mit 10 bis 60 Volumenprozent des Polyolefins versetzt.
Bezogen auf das Gewicht des anorganischen Füllstoffes wird jedoch die :/j- bis 9fache Menge des Polyolefins
eingesetzt. Im vorstehend beschriebenen Verfahren u erden die drei Komponenten in zwei Stufen vermischt:
es kann jedoch statt dessen auch ein einstufiges Vermischen angewandt werden. Bei der Vermischung in
zwei Stufen können gute Verarbeitungseigenschaften und eine hervorragende Verteilung der Komponenten
erreicht werden. Dagegen wird beim Vermischen in einer Stufe das Polyolefin mit der organischen
Flüssigkeit benetzt, so daß eine gute Verteilung der Komponenten nicht erreicht werden kann. In diesem
Fall kann die Verteilung der drei Komponenten jedoch dadurch erreicht werden, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit
des Mischers oder die Mischzeit erhöht wird.
Das entstandene Gemisch aus Polyolefin. Füllstoff und organischer Flüssigkeit wird anschließend in einem
Kneter, wie einem Extruder, einem Banburymischer oder einem Zwillingsrollenmischer, geknetet. Die
geknetete Masse wird sodann zu Folien mit einer Dicke von 0.05 bis 1 mm verformt. Spezielle Beispiele für
verwendbare Verformungsverfahren sind das Strangpreßverformen
mittels einer T-Form oder das Aufblas-. Kalanderform-. Verdichtungsform- oder Spritzgußver-
2i) rung der Verarbeitungscigcnschaften und zur Verminderung
der Zahl sehr kleiner Löcher in den erhaltenen Folien führt. Diese Verminderung der Zahl sehr kleiner
Löcher ist besonders wichtig bei der Verwendung der Folie als Battcrieseparatoren und als Separatoren in
2") verschiedenen elektrolytischen Apparaturen.
Die organische Flüssigkeit wird bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins mittels
eines L: ,ungsmittels für die eingesetzte organische Flüssigkeil aus der geformten Folie extrahiert. Dadurch
jo wird schließlich die mikroporöse Folie mit 40 bis 90
Volumenprozent Polyolefinanteil, 10 bis 60 Volumenprozent
anorganischen Füllstoffen und einem Hohlraumanteil von 30 bis 75 Volumenprozent, bezogen auf
das Volumen der gesamten Folie, erhalten.
Ji Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten
organischen Flüssigkeiten sollen vorzugsweise während des Verformens in flüssigem Zustand vorliegen, in
üblichen organischen Lösungsmitteln oder Wasser leicht löslich und aus den geformten Folien leicht
4n evtraliierbar sein. Es können organische Flüssigkeiten
mit einem Löslichkeitsparametcr von 8,4 bis 9.9. vorzugsweise von 8.6 bis 9.4, eingesetzt werden.
Organische Flüssigkeiten mit einem höheren l.öslichkeitsparameter als 9.9 ergeben im erfindungsgemäßen
4) Verfahren grobe Poren oder Hohlräume mit einem
größeren durchschnittlichen Durchmesser als 0,5 μ. Die dabei erhaltenen Folien haben geringe Dehnbarkeit und
sind spröde. Andererseits werden bei Verwendung einer organischen Flüssigkeit mit einem Löslichkeitsparame-
iii tor unter 8,4 zwar die Bruchfestigkeit und die
Dehnbarkeit der Folien erhöht, aber der spezifische elektrische Widerstand wird ebenso vergrößert.
im erfindungsgemäßen Verfahren werden durch Verwendung einer organischen Flüssigkeit mit einem
Löslichkeitsparameter von 8,4 bis 9,9 und eines Polyolefins mit einem Zahlendurchschnittswert des
Molekulargewichts von mindestens 15 000 und einem Gewichtsdurchschnittswert des Molekulargewichts von
höchstens 300 000 mikroporöse Folien mit einer besonders vorteilhaften Struktur erhalten.
Spezielle Beispiele für verwendbare organische Flüssigkeiten mit einem Löslichkeitsparamter von 8.4
bis 9.9 sind Phthalsäureester, wie Phthalsäurediäthylester.
Phthalsäuredibutylester und Phthalsäuredioctylester.
Fettsäureester, wie Sebacinsäuredioctylester und Adipinsäurediociyiester. Maieinsäureester, wie fvfaieinsäuredibutylester,
Trimellithsäureester, wie Trimellithsäuretrioctylester.
Phosphorsäureester, wie Phosphor-
säuretributylcstcr und Phosphorsäureoctyldiphcnylester.
und Glykole, wie Polyäthylenglykol.
Zur Extraktion der organischen Flüssigkeit aus der geformten Folie '.verden Lösungsmittel verwendet, die
die organische Flüssigkeit, nicht aber das eingesetzte
Polyolefin lösen können. Spezielle Beispiele für verwendbare Lösungsmittel zur Extraktion der organischen
flüssigkeit sind Alkohole, wie Methanol. Äthanol und Isopropanol, Ketone, wie Aceton, und chlorsubstituierte
Kohlenwasserstoffe, wie Trichlorethylen und I.I.I-Trichloräthan. Die Extraktion der Organischen
Flüssigkeit aus der geformten Folie kann nach verschiedenen bekannten Verfahren, wie dem diskontinuierlichen
Verfahren oder der Gcgcnstrommethode. durchgeführt werden: vgl. US-PS 33 51 495.
Da der durchschnittliche Durchmesser der Hohlräume der erfindungsgemäßen porösen Folien in dem
günstigen Bereich von 0.05 bis 0.5 μ liegt und der loslii-hkeilsnarameler der verwendeten organischen
Flüssigkeiten größer als 8.4 und damit weil entfernt vom l.öslichkeitsparameter des Polyolefins mit 7.9 bis 8,0 ist,
wird dahezu die gesamte organische Flüssigkeit, d. h.
mindestens 98%. bei Raumtemperatur leicht in wenigen Minuten extrahiert.
Im erfindungsgemäßen Verfahren muß nicht die gesamte Menge der eingesetzten organischen Flüssigkeit
durch Extraktion entfernt werden. Die organische Flüssigkeit kann in den erhaltenen Folien bis zu einer
solchen Menge verbleiben, die die Eigenschaften der Folie nicht beeinflußt. Wird jedoch die Extraktion nicht
in a· ^reichendem Maße durchgeführt, dann ist die
Porosität oder der Hohlraumanteil vermindert. Das ist natürlich bei der Verwendung der Folien als Separatoren
unerwünscht. Der annehmbare verbleibende Anteil der organischen Flüssigkeit beträgt normalerweise
weniger als 5%. vorzugsweise weniger als 2%.
Nach der Extraktion der organischen Flüssigkeit wird die Folie einem Trocknungsprozeß unterworfen, z. B.
Trocknen bei Raumtemperatur unter Atmosphärenocicr reduziertem Druck. 1 leißlufttrockncn oder Kontakthei/trocknen.
Neben dem Polyolefin und dem anorganischen Füllstoff können die erfindungsgemäßen mikroporösen
Folien auch noch Antioxidationsmittel. Schmiermittel oder Weichmacher in einer solchen Menge enthalten,
daß die Eigenschaften der Folie nicht beeinträchtigt werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Die Eigenschaften der in den Beispielen hergestellten
mikroporösen Folien wurden nach folgenden Verfahren gemessen:
Gewichtsdurehschnittswert (Mw) und Zahlendurchschnittswert (Mn)des Molekulargewichtes:
G PC-Gerät - Modell 200.
hergestellt von der Firma Waters Assoc. Co.
Säule: G 7000S - G 3000S.
hergestellt von der Firma Toyo Soda Kogyo K. K.
Lösungsmittel: Trichlorbenzol
Meßtemperatur: 135°C
Viskositätsdurchschnittswert (Mv) des Molekulargewichtes (Mw= Mv):
Gemessen mit Decaüen bei einer Temperatur
von 135" C _
[i)] = b20 - lO-WvO^Formel von Chiang)
Das Durchschnittsmolekulargewicht von Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0 bei Standardbelastung
wurde nach diesen Verfahren gemessen und dann berechnet.
Verhältnis der Komponenten (Volumenprozent):
Bestimmt aus dem Wert, der durch Division der Menge des entsprechenden Stoffes und seinem
tatsächlichen spezifischen Gewicht durch die Gesamtmenge erhalten wird.
Porosität (Hohlraumantcil)(%):
Hohlraumvolumen ■ lOO/Folienvolumen
(Flohlraumvolumen = Volumen in feuchtem Zustand
Gewicht nach Trocknung im Ofen)
(Flohlraumvolumen = Volumen in feuchtem Zustand
Gewicht nach Trocknung im Ofen)
Durchschnittlicher Hohlraumdurchmesser (μ):
Gewichtete Durchschnittswerte berechnet aus dem Durchschnitt der langen und kurzen Durchmesser
der Öffnungen der Hohlräume, gemessen auf den Rasterelektronenmikroskopaufnahmen der porösen
Folien, wobei sowohl die organische Flüssigkeit als auch der anorganische Füllstoff extrahiert
wurde.
Spezifische Oberfläche (m-'/g):
Gemessen nach dem BET-Adsorptionsverfahren
Durchschnittlicher Hohlraumdurchmesser (μ):
Durchschnittlicher Hohlraumdurchmesser (μ):
Berechnet aus der nach dem BET-Adsorptionsverfahren gemessenen spezifischen Oberfläche nach
folgender Gleichung:
d: Durchmesser (μ)
S: Spezifische Oberfläche (m-Vg)
V: spez. Hohlraumvolumen (ml/g)
Bruchfestigkeit (kg/cm2) und Bruchdehnung (%):
Gemessen nach ASTM D-882 mit der Änderung, daß bei Verwendung eines Insirorn Dehnungsprüfers
eine anfängliche Dehnungsgeschwindigkeit von 2.0 mm/mm ■ min (200% Dehnung pro Minute)
angewendet wurde.
Spezifischer elektrischer Widerstand (fidm^/Dicke der
Folie):
Gemessen mit verdünnter Schwefelsäure der
Faly.beständigkeit (Anzahl der Falzungen):
Gemessen mit einem MIT Falz-Prüfgerät
(0.3 kg Dehnung/15 mm Breite) nach ASTM D-2176.
Schmelzindex (MI):
Gemessen nach ASTM-1238-65T(Bedingung E).
Löslichkeitsparameter (SP):
Berechnet nach der Formel
Berechnet nach der Formel
in der G die molare Anziehungskonstante, d die
Dichte und m das Molekulargewicht bedeutet.
Durchlässigkeit (sec/100 ml 0,1 mm):
Gemessen nach ASTM D-726, Methode A.
Beispiel!
Beispiel!
15 Volumenprozent feinverteiles Siliciumdioxid mit einer spezifischeil Oberfläche von 175 m2/g und einem
durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 16 ιτιμ und
61 Volumenprozent Phthalsäuredioctylester (Löslichkeitsparameter 8,9) werden in einem Henschel-Mischer
vermischt und danach im Mischer mit 24 Volumenprozent mit einem Mw von 85 000, einem Mn von 21 000
und einem Schmelzindex von 1 versetzt und vermischt. Hierauf wird das Gemisch in einem Zweifachcxtrudcr
mit einem Durchmesser von 30 mm geknetet, extrudiert ι ■>
und zu Granulat verarbeitet. Das Granulat wird danach durch eine Strangpresse mit einer T-Form von 420 mm
Durchmesser zu Folien extrudiert. Die extrudicrte Menge beträgt 12 kg/h, die Geschwindigkeit 2 m/min
und dci Druck 70 kg/Ci'üv Die Oi Maliern: Fuiic wird Ki
danach 5 Minuten in 1,1,1 -Trichloräthan getaucht, um
den Phthalsäuredioctylester zu extrahieren. Die extrahierte Folie hat eine Dicke von 0,13 mm und einen
Hohlraumanteil von 58%. Die poröse Folie besteht aus 61,5 Volumenprozent Polyäthylen, 38,3 Volunienpro- >>
zent feinverteiltem Siliciumdioxid und 0,2 Volumenprozent Phthalsäuredioctylester. Sie hat eine Bruchfestigkeit
von 29 kg/cm2, eine Bruchdehnung von 106% und eine Falzbeständigkeit von 2400 Falzungen. Die Folie
besitzt also eine hervorragende Dehnbarkeit und Biegsamkeit. Die Struktur der porösen Folie wurde mit
einem Elektronenmikroskop untersucht. Dabei wurden Hohlräume mit einem durchschnittlichen Durchmesser
von 0,10 μ gefunden. Die poröse Folie mit dem feinverteilen Siliciumdioxid besitzt einen durchschnittli- r>
chen Durchmesser der Hohlräume von 0,02 μ, gemessen nach dem BET-Verfahren, und einen größten Durchmesser
von 0,09 μ. Die Folie besitzt einen stark verminderten spezifischen elektrischen Widerstand von
0,00022ndm2/Dicke der Schicht. Auf die Folie getropf- 4ο
tes Wasser wird sofort absorbiert.
Beispie! ! wird mit der Änderung wiederholt, daß
13 Volumenprozent feinverteiltes Siliciumdioxid, 34 Vo- 4>
Iumenprozent Polyäthylen und 53 Volumenprozent Trimeilithsäuretrioctylester verwendet werden. Die
erhaltene mikroporöse Folie besteht aus 72,2 Volumenprozent Polyäthylen, 27,5 Volumenprozent feinverteiltem
Siliciumdioxid und 0,3 Volumenprozent Trimellith- >o säuretrioctylester. Sie hat einen Hohlraumanteil von
49% und eine Dicke von 0,085 mm. Ihre Bruchfestigkeit beträgt 62 kg/cm2, die Bruchdehnung 201%. die
Falzbeständigkeit mehr als 10 000 Falzungen und der spezifische elektrische Widerstand 0,OO033ndm2/Dicke
der Folie, und die Benetzbarkeit in Wasser ist gut.
Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß 13,6 Volumenprozent feinverteiltes Siliciumdioxid mit
einer spezifischen Oberfläche von 280 m2/g und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 16πιμ,
60,8 Volumenprozent Phthalsäuredioctylester und 25,6 Volumenprozent Polyäthylen mit einem Mw von
85 000, einem Mn von 21 000 und einem Schmelzindex
von 1 verwendet werden. Die erhaltene poröse Folie besitzt eine hervorragende Bruchfestigkeit und Bruchdehnung.
Ihre Eigenschaften sind in Tabelle I zusammengefaßt. Die poröse Folie hat nach dem Extrahieren
des Siliciumdioxids 4 bis 6 · IO8 Löcher pro cm- mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,14 μ an
ihrer Oberfläche. Die Rasterelektronenmikroskopaiifnahme der Oberfläche der Folie, auf der die Löcher zu
erkennen sind, wird in F i g. 2 gezeigt.
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, daß ein
Polyäthylengemisch mit dem Schmelzindex 0.1, bestehend aus 7 Gewichlsteilen eines Polyäthylens mit einem
Mw von 180 000, einem Mn von 17 000 und einem Schmelzindex von 0,04 und 3 Gewichlsteilen eines
Polyäthylens mit einem Mw von 85 000, einem Mn von 21 000 und einem Schmelzindex von I verwendet wird.
Die erhaltene Folie hat eine höhere Festigkeit als dl·, aus dem Beispiel 3 und hervorragende Eigenschaften,
die in Tabelle I zusammengefaßt sind.
Beispiel I wird mit der Änderung wiederholt, daß ein
Äthylcn-Propylen-Copolymcrisat aus 99,1 Gcwichtsteilen
Äthylen und 0,9 Gewichtsteilen Propylen verwendet wird. Die erhaltene Folie hat eine hervorragende
Festigkeit und gute Eigenschaften, die in Tabelle I zusammengefaßt sind.
Die in den Beispielen 6. 7 und 8 eingesetzten Komponenten und die Eigenschaften der erhaltenen
Folien sind ebenfalls in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsbeispicl I
Beispiel 1 wird mit dej^Änderung wiederholt, daß ein
Polyäthylen mit einem Mw von 120 000, einem Mn von
11 000 und einem Schmelzindex von 0,3 verwendet wird.
Die erhaltene Folie besteht aus 61,4 Volumenprozent Polyäthylen und 38,5 Volumenprozent feinverteiltem
Siliciumdioxid. Sie besitzt einen Hohlraumanteil von 56% und eine Dicke von 0,28 mm. Die poröse Folie hat
eine Bruchfestigkeit von 21 kg/cm2, eine Bri^hdehnung
von 11% und eine Falzbeständigkeit von 2 Falzungcn. Die erhaltene Folie ist also spröde und besitzt geringe
Biegsamkeit. Der spezifische elektrische Widerstand der Folie beträgt 0.00042 Qdm2/Dicke der Folie.
Vergleichsbeispiel 2
Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß ein
Polyäthylen mit einem Mw von 83 000, einem Mn von 7500 und einem Schmelzindex von 0,9 verwendet wird.
Die erhaltene Folie ist sehr spröde. Die Bruchdehnung beträgt 7% und die Falzbeständigkeit 0 Falzungen.
Die Eigenschaften der Folie sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 3
Beispiel I wird mit der Änderung wiederholt, daß ein Polyäthylen mit einem Mw von 160 000, einem Mn von
9000 und einem Schmelzindex von 0,04 verwendet wird.
Die erhaltene Folie ist ebenfalls sehr spröde. Ihre Eigenschaften sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 4
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, daß ein
Polyäthylen mit einem Mw von 330 000, einem Mn von
Il
20 0OC und einem Schiiicl/.index von 0 verwendet wird.
Die erhaltene poröse Folie hat eine Bruchfestigkeit von 48 kg/cm2 und eine Bruchdehnung von 242%, und damit
höhere Werte als die Folie aus Beispiel 3. Die Folie dieses Vergleichsbeispicls hat jedoch nur einen Hohlraumantcil
von 52% und einen spezifischen elektrischen. Widerstand von 0,00033 iicm-VO.I nun Folienstärke und
damit von 0,00083 ndm-VDicke der Folie.
Vcrglciehsbeispiel 5
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, dal! ein
Polyäthylen mit einem Mw von 600 000 und einem Schmclzindcx von 0 verwendet wird. Die erhaltene
poröse Folie besitzt infolge der Schwierigkeiten beim Formen wegen des höheren Molekulargewichts des
verwendeten Polyäthylens eine Dicke von 0,3 mm. Die Bruchfestigkeit beträgt 63 kg/cm-' und die Bruchdehnung
i95%. Die inn öse Folie dieses VcigiciciisijeisiJK.-i'i
hat jedoch einen niederen Hohlraumanteil von 51 % und einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand
von 0,00040 dm-VO, 1 mm Folienstärke und damit von 0.0012 iklm2/Dicke der Folie. Der durchschnittliche
Durchmesser der Hohlräume oder der Öffnungen auf der Oberfläche der porösen Folie beträgt nach der
Extraktion des Siliciumdioxids 0.03 μ. Er ist also im Vergleich zu dem Hohlraumdurchmesser von 0,14 μ aus
Beispiel 3 erheblich kleiner. Ebenfalls verkleinert ist die Fläche der Öffnungen an
<!=r Oberfläche. Eine Rasterelektronenmikroskopaufnähme der Oberfläche
der Folie von Vcrgleichsbeispicl 5 ist in F i g. 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 6
Beispiel I wird mit der Änderung wiederholt, daß 15 Volumenprozent Polyäthylen mit einem Mn von
330 000 und einem Mn von 20 000. 15 Volumenprozent feinverteiltes Siliciumdioxid und 70 Volumenprozent
Verarbeitungsöl mit einem Löslichkeitsparameter von 7.9 verwendet werden. Zur Extraktion des Verarbeitungsöls
wird Petroläthcr verwendet. Die erhaltene poröse Folie z.eigi geringere Werte der Bruchfestigkeit
und Bruchdehnung als die Folie des Vergleichsbeispiels 4. Bei jeder verwendeten Menge Verarbeitungsöl weist
die erhaltene poröse Folie einen etwas erniedrigten Hohlraumanteil von 56% und einen höheren spezifischen
elektrischen Widerstand auf.
hat Öffnungen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,3 μ. also viel größer als die in Beispiel 3, sonst
jedoch gute Eigenschaften.
Beispiele 10 bis 16
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, daß andere organische Flüssigkeiten mit verschiedenen
Löslichkeitsparanietern verwendet werden. Die Eigenschaften der erhaltenen Folien sind in Tabelle Il
zusammengefaßt. Mit der Abnahme des l.öslichkeitsparameters
der verwendeten Flüssigkeit gegen den Wert 7.9. den Polyäthylen besitzt, nimmt die Festigkeit der
erhaltenen Folie zu. die anderen Eigenschaften der erhaltenen Folie werden jedoch schlechter.
Vergleichsbeispiel 8
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, daß Phthalsäureciimethylester mit einem Lösliehkeitsparameier
von 10.5 als organische Flüssigkeit verwendet wird. Die erhaltene poröse Folie hat Öffnungen mit dem
besonders großen Durchmesser von 0.62 μ und eine gestörte Struktur. Die Folie ist spröde, denn sie zeigt
eine Bruchfestigkeit von 17,3 kg/cm-1 und eine Bruchdehnung
von 40%. Ihre Eigenschaften sind in Tabelle Il zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 9
Beispiel 3 wird mit der Zusammensetzung der Komponenten von Beispiel 6 mit der Änderung
wiederholt, daß ein Verarbeitungsöl mit einem Löslich· keitsparameter von 7.8 verwendet wird. Zur Extraktion
des Verarbeitungsöls wird Petroläthcr verwendet. In der erhaltenen porösen Folie verbleiben 5.61Vn nichtev
trahiertes Verarbeitungsöl. Oie Folie zeigt verbesserte
Bruchfestigkeit und Bruchdehnung, der Hohlrauinanieil
ist jedoch auf 50% vermindert und der spezifische elektrische Widerstand auf 0.00074 ndm-VO.I mm Foiienstärkc
vergrößert. Der Durchmesser der Öff: 'ingen
auf der Oberfläche der Folie ist st) klein, daß er aul einer
Rasterelektront-nmikroskopaufnahmc nicht gemessen
werden kann. Die Eigenschaften der erhaltenen Folie sind in Tabelle Il zusammengefaßt.
In Tabelle I und Il bedeuten die Abkürzungen:
Vergleichsbeispiel 7
Vergleichsbeispiel 6 wird mit der Änderung wiederholt, daß ein Polyäthylen mit einem NIw von 600 000
verwendet wird. Die erhaltene poröse Folie hat eine höhere Dehnfestigkeit, einen niederen Holraumantei!
von 52% und einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand. Die Öffnung auf der Folienoberfläche sind
extrem fein und können auf der Rasterelektronenmikroskopaufnahme von F i g. 4 nicht erkannt werden.
Beispiel 3 wird mit der Änderung wiederholt, daß Phthalsäuredibitylester mit einem Löslichkeitsparameter
von 9,4 verwendet wird. Die erhaltene poröse Folie
PE: | Polyäthylen |
E: | Äthylen |
P: | Propylen |
Ml: | Schmelzindex |
Mw: | Gewichtsdurchschnittswert |
des Molekulargewichts | |
Mn: | Zahlendurchschnittswert |
des Molekulargewichts | |
SP: | Löslichkeitsparameter |
DOP: | Phthalsäuredioctylester |
TOTM: | Trimellithsäuretrioctylester |
DBP: | Phthalsäuredibutylester |
TBP: | Phosphorsäure! ributy !ester |
DEP: | Phthalsäurediäthyiester |
DBM: | Maleinsäuredibutylester |
DOS: | Sebcinsäuredioctylester |
DMP: | Phthalsäuredimethylester |
TCP: | Phosphorsäuretricresy !ester |
13
Polyolefinharz
Art Ml
Füllstoff: fein- Organische Flüssigkeit
verteiltes Siliciumdioxid
Molekular- VoL-% spezifische Vol.-% Art SP Vol.-%
gewicht Oberfläche
PE
Vgl.-Bsp.
PE
PE 1
Gemischtes PE 0,1
Copolymerisat
aus E-P
PE
aus E-P
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
0,8
0,04
0,04
0,03
0,3
0,9
0.04
0
0
0
Mw =85000 24,0 175
Mn = 21000
Mw =85 000 34,0 175
Mw = 21000
Mw = 85 000 25,6 280
Mn = 21000
Mw =180000 25,6 280
Mii = 17 000
Λ7η· =85 000
Mn = 21000
Mw =110000 24.0 175
Mn = 18000
Mw =180000 25,6 280
Mn = 17 000
Mw =85 000 20,0 380
Mn = 21000
Mw =250000 25,6 280
Mn = 18 000
M<· =120 000 24,0 175
Mn = 11 000
Mw = 83 000 24,0 175
Mn = 7 500
Mw =160 000 24.0 175
Mn = 9 000
Mw = 330 000 25,6 280
Mn = 20000
Mw =600000 25,6 280
Mw =330000 15,0 280
Mn = 20000
Mw = 600 000 15,0 280
15,0
13,0
13,6
13,6
13,0
13,6
13,6
DOP
TOTM
DOP
DOP
TOTM
DOP
DOP
8,9 61,0
8,9 53,0
8,9 60,8
8,9 60,8
15,0 | DOP | 8,9 | 61,0 |
13,6 | DOP | 8,9 | 60,8 |
14.0 | DOP | 8,9 | 66,0 |
13,6 | DOP | 8,9 | 60,8 |
15,0 | DOP | 8,9 | 61,0 |
15,0 | DOP | 8,9 | 61,0 |
15,0 | DOP | 8,9 | 61,0 |
13,6 | DOP | 8,9 | 60,8 |
13,6 15.0 15.0 |
DOP Verarbei- tungsöl Verarbei- tungsöl |
8,9 7,9 7,9 |
60,8 70,0 70,0 |
Tabelle I (Fortsetzung)
Zusammensetzung | der Folie | Flüssigkeit | llohlraum- | Durchschnittlicher | Durchschnittliche | |
Harz | Füllstoff | Vol.-V» | antcil | Hohlraum durchmesser |
Dicke | |
Vol.-% | Vol.-% | 0,2 | % | μ | mm | |
Beispiel I | 61,5 | 38,3 | 0,3 | 58 | 0.10 | 0,13 |
Beispiel 2 | 72,2 | 27,5 | 0,8 | 49 | 0.09 | 0,08 |
Beispiel 3 | 64,8 | 34,4 | 0,4 | 56 | 0.14 | 0.20 |
Beispiel 4 | 65,1 | 34,5 | 0,3 | 54 | 0.10 | 0,18 |
Beispiel 5 | 61,4 | 38,3 | 0,5 | 56 | 0.12 | 0,17 |
Beispiel 6 | 65,0 | 34,5 | 0.1 | 54 | 0.08 | 0,22 |
Eleispicl 7 | 59,0 | 40,9 | 0.5 | 66 | 0.11 | 0.27 |
Beispiel 8 | 65,0 | 34,5 | 53 | 0,07 | 0.22 | |
15 | Füiistofr | Tabelle I (Fortsetzung) | Mechanische Eigenschaften | 106 | 26 27 229 | Hohlntum- | 16 | 10"5UdItI2ZO1I mm seeZIOOm | SP | Organische Hohlraum | Spezifischer | 780 | 0,1 mm | festigkeit | 1 0,1 mm | ·· | Durchschnittliche | Hohlraum- | i | |
Vol.-% | 201 | antetl | Folienstärke | Flüssigkeit anteil | elektrischer | 530 | 486 | Dicke | durchmesser |
1-
i. |
||||||||||
Fortsetzung | Zusammensetzung der Folie | 38,5 | 320 | % | 16 | Widerstand | 660 | 416 | mm | μ | h | |||||||||
Harz | 38,3 | Bruchfestigkeit Bruchdehnung | 280 | 56 | 39 | 720 | 477 | kgZcm2 | 0,28 | |||||||||||
Vol.-"/ | 38,5 | kg/cm | 166 | Flüssigkeit | 59 | 21 | % | 680 | 560 | 0,21 | 0,30 | S | ||||||||
61,4 | 34,4 | Beispiel 1 | 29 | 314 | VoI.-% | 58 | Durchschnittlicher | 22 | 770 | 27,0 | 03 | 0,46 | I | |||||||
Vgl.-Bsp. 1 | 614 | 34,5 | Beispiel 2 | 62 | 129 | 0,1 | 52 | Hohlraum durchmesser |
19 | 9,4 | DBP 62 | 420 | 21,0 ' | 0,25 | 0,43 | I | ||||
Vgl.-Bsp. 2 | 61,3 | 45,0 | Beispiel 3 | 28 | 295 | 0,2 | 51 | μ | 22 | 9,9 | TCP 61 | 810 | 700 | 20,7 | 0,30 | 0,26 | I | |||
Vgl.-Bsp. 3 | 64,8 | 44,8 | Beispiel 4 | 32 | 11 | 0,2 | 56 | 0,11 | 10 | 9,9 | DEP 62 | 690 | 660 | 28,2 | 0,22 |
E,
Si |
||||
Vgl.-Bsp. 4 | 65,0 | Beispiel 5 | 28 | 7 | 0,8 | 52 | 0,15 | 25 | 9,3 | Phosphor- 61 | 580 | 582 | 0,28 | I; | ||||||
Vgl.-Bsp. 5 | 45,0 | Beispiel 6 | 38 | 22 | 0,5 | 0,08 | 15 | säureoctyl- | 800 | 0,17 | I | |||||||||
Vgl.-Bsp. 6 | 44,8 | Behpiel 7 | 22 | 242 | 10,0 | 0,05 | 16 | diphenylester | 920 | 29,1 | Falzbesländig- | 0,12 | % | |||||||
Vgl.-Bsp. 7 | Beispiel 8 | 41 | 195 | 10,4 | 0,03 | 14 | 9.0 | DBM 55 | 1100 | 28,0 | keit | 0,09 | ||||||||
Vgl.-Bsp. 1 | 21 | 52 | -*) | 33 | 8.9 | DOP 55 | 1780 | 26,0 | Falzungen | |||||||||||
Vgl.-Bsp. 2 | 20 | 233 | -*) | 40 | 8.6 | TBP 57 | 1910 | |||||||||||||
Vgl.-Bsp. 3 | 24 | 32 | 2400 | |||||||||||||||||
Vgl.-Bsp. 4 | 48 | 38 | >10000 | |||||||||||||||||
Vgl.-Bsp. 5 | 63 | *) Die entstandenen Hohlräume sind zu fein, um gemessen zu werden. | Durchlässigkeit Bruch- | 2100 | ||||||||||||||||
Vgl.-Bsp. 6 | 20 | Tabelle Il | 2 600 | |||||||||||||||||
Vgl.-Bsp. 7 | 34 | Bruch | 1800 | |||||||||||||||||
3 200 | ||||||||||||||||||||
UcIm2ZO,! mm sec/lOOml | 1 100 | |||||||||||||||||||
Folienstärke | 2900 | |||||||||||||||||||
22 | 2 | |||||||||||||||||||
21 | 0 | |||||||||||||||||||
Beispiel 9 | 23 | 29 | ||||||||||||||||||
Spezifischer elektrischer Widerstand Durchlässigkeit | Beispiel 10 | 24 | 3 800 | |||||||||||||||||
Beispiel 11 | 5 300 | |||||||||||||||||||
10"5U dm2/ | Beispiel 12 | 700 | ||||||||||||||||||
Dicke der Folie | 25 | 1400 | ||||||||||||||||||
22 | 22 | |||||||||||||||||||
33 | Beispiel 13 | 28 | ||||||||||||||||||
42 | Beispiel 14 | Durch- | ||||||||||||||||||
41 | Beispiel 15 | dehnung schnittlicher | ||||||||||||||||||
33 | ||||||||||||||||||||
49 | ||||||||||||||||||||
28 | % | |||||||||||||||||||
55 | ||||||||||||||||||||
42 | 240 | |||||||||||||||||||
34 | 64 | |||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||
83 | 247 | |||||||||||||||||||
120 | ||||||||||||||||||||
70 | ||||||||||||||||||||
106 | 284 | |||||||||||||||||||
318 | ||||||||||||||||||||
231 | ||||||||||||||||||||
i ί j |
SP | 17 | Hohlräum en teil |
26 27 229 | Durchlässigkeit | 18 | Bruch dehnung |
Durch schnittlicher Hohlraum- durchmesser |
|
Fortsetzung | % | sec/IOOrnl 0,1 mm |
% | μ | |||||
I Beispiel 16 | 8,4 | Organische Flüssigkeit |
54 | Spezifischer elektrischer Widerstand |
1397 | Bruch festigkeit |
272 | 0,06 | |
I Vgl.-Bsp. 8 t Vgl.-Bsp. 9 |
10,5 7,8 |
63 50 |
udnr/0,lmm Folienstärke |
324 1812 |
kg/cm3 | 40 151 |
0,62 -*) |
||
DOS | 44 | 23,0 | |||||||
DMP Verarbei- tungsöl |
17 74 |
17,3 36,5 |
|||||||
Zusammensetzung der porösen Folien der Beispiele 9 bis 16 und des Vergleichsbeispiels 8: siehe Beispiel 3. Zusammensetzung
der porösen Folie des Vergleichsbeispiels 9: siehe Beispiel 6.
*) Die entstandenen Hohlräume sind zu fein, um mit dem Elektronenmikroskop gemessen zu werden.
*) Die entstandenen Hohlräume sind zu fein, um mit dem Elektronenmikroskop gemessen zu werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Mikroporöse Folie, bestehend aus 40 bis
90 Volumenprozent eines Polyolefins mit einem Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichtes
von mindestens 15 00 und einem Gewichtsdurchschnittswert des Molekulargewichtes von höchstens
300 000 und 10 bis 60 Volumenprozent eines anorganischen Füllstoffes und einem Hohlraumanteil
von 30 bis 75 Volumenprozent, bezogen auf das Volumen der Folie, wobei die Hohlräume miteinander
verbunden bzw. offen sind.
2. Mikroporöse Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin einen Gewichtsdurchschnittswert
des Molekulargewichtes von 85 000 bis 250 000 hat
3. Mikroporöse Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin einen Zahlendurchschnittswert
des Molekulargewichtes von 17 000 bis 50 000 hat
4. Mikroporöse Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin einen Schmelzindex
von mindestens 0,01 bei Standardbelastung hat.
5. Mikroporöse Folie nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Dicke von 0,05 bis 1 mm.
6. Mikroporöse Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hohlräume einen Durchmesser
von 0,05 bis 0,5 μ besitzet:.
7. Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Folien nach Anspruch 1 durch Verformen einer
Mischung von Polyolefin, Füllstoff und organischer Flüssigkeit und nachträglichem Herauslösen dieser
Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man 10 bis 60 Volumenprozent eines Polyolefins mit einem
Zahlendurchschnittswert des Molekulargewichtes von mindestens 15 000 und einen Gewichtsdurchschnittswert
des Molekulargewichtes von höchstens 300 000, 6 bis 35 Volumenprozent eines anorganischen
Füllstoffes und 30 bis 75 Volumenprozent einer organischen Flüssigkeit mit einem Löslichkeitsparameter
von 8,4 bis 9,9 vermischt, wobei die Menge an eingesetztem Polyolefin 2/3- bis 9mal so
groß wie die Menge des anorganischen Füllstoffes ist, das erhaltene Gemisch zu einer Folie formt und
die organische Flüssigkeit aus der erhaltenen Folie extrahiert.
8. Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine organische Flüssigkeit mit einem Löslichkeitsparameter von 8,6 bis 9,4 verwendet.
9. Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
man als organische Flüssigkeit Phthalsäuredioctylester oder Trimellithsäuretrioctylester verwendet.
10. Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Formen der Folie ein Strangpreßverfahren mit einer T-Form verwendet wird.
11. Verwendung der mikroporösen Folie nach Anspruch 1 als Batterieseparator in einer Dicke von
0,05 bis 1 mm und mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von höchstens
keder Folie.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50073031A JPS5819689B2 (ja) | 1975-06-18 | 1975-06-18 | タコウマク |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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