Brevet FR2161977A1 — publié le 19730713

La présente invention concerne des séparateurs pour batterie d'accumulateurs, notamment du genre plat dit ci-après en plaque. les séparateurs en plaque sont essentiellement formés de papier déchiqueté qu'on imprègne de résine résistant aux acides pour éviter son oxydation par l'électrolyte de la batterie. Jus qu'à présent, pour fabriquer des séparateurs de ce genre, on mélange une pulpe contenant du papier déchiqueté avec une solution aqueuse de résine thermodurcissable soluble dans l'eau. On ajoute parfois à la pulpe une matière de renforcement fibreuse. On concentre la suspension de pulpe, on la met en forme par moulage, puis on dessèche le séparateur ainsi formé et on durcit par chauffage la résine qu'il contient.La résine thermodurcissable soluble dans l'eau qu'on utilise est de nature à former par polymérisation à la chaleur un polymère infusible résistant aux acides; un exemple d'une telle résine est la résine phénol-formaldéhyde du genre vendu sous le nom commercial de "Bakélite". La matière de renforcement fibreuse peut être de la laine de verre, de la fibre de verre coupée, de la bourre synthétique ou toute matière connue analogue apte à donner au séparateur de la résistance mécanique. Comme note plus haut, la résine est, lorsqu'on la mélange à la pulpe, à l'état soluble dans l'eau. Pendant qu'on dessèche le séparateur moulé, ce qu'on fait suivant la technique antérieure en le mettant pendant environ 12 heures dans le four à 10000, de l'e eau s'évapore du séparateur, la résine demeurant 8 l'état solide partiellement polymérisé. Toutefois, du fait que l'évaporation de l'eau a naturellement lieu dans les zones extérieures du séparateur, de l'eau passe par capillarité des zones intérieures dans les zones extérieures de ce dernier et, ce faisant, entraîne une certaine quantité de résine dissoute, qui se dépose dans les zones extérieures du séparateur. Cet effet est dit "migration de la résine" et il en résulte l'obtention d'un séparateur à teneur en résine insuffisante à l'intérieur et excessive dans les régions externes.Du fait qu'elles sont appauvries en résine, les parties intérieures du séparateur sont susceptibles d'oxydation par l'électrolyte de la batterie, alors que l'excès de résine présent dans les parties extérieures du séparateur rend la porosité médiocre et la résistance ohmique forte, ces caractéristiques n1 étant pas souhaitable dans un séparateur pour batterie. La présente invention a pour objet principal de proposer un procédé de fabrication de séparateurs pour batteries qui permette de supprimer ou du moins de réduire nettement les caractéristiques indésirables précitées L'invention propose dans ce but un procédé de fabrication de séparateur en plaque pour batterie d'accumulateurs, suivant lequel on moule la plaque à partir d'un concentré comportant du papier déchiqueté en mélange avec une solution aqueuse de résine thermodurcissable soluble dans 11 eau, on dessèche la plaque et on la chauffe pour durcir la résine qu'elle contient, caractérisé en ce qu'on met la résine à ltétat solide par polymérisation au moins partielle avant évaporation d'aucune quantité d'eau appréciable à partir de la plaque. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, on opère ladite mise à l'état solide par chauffage haute fréquence par pertes diélectriques en champ de dispersion, de nature à engendrer assez de chaleur pour assurer ladite polymérisation et l'on dessèche la plaque après la fin de ce stade. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, on opère ladite mise à l'état solide en chauffant la plaque moulée sous atmosphère à au moins 95 % d'humidité relative et l'on dessèche la plaque après la fin de ce stade. L'invention vise encore un séparateur en plaque moulé à partir d'un concentré d'une pulpe contenant du papier déchiqueté en mélange avec une solution aqueuse de résine thermodurcissable soluble dans l'eau, caractérisé en ce que la résine est dispersée en pratique uniformément, à l'état solide, dans toute la plaque sans que celle-ci présente sur ses faces une concentration en résine décelable optiquement résultant d'une migration survenue pendant dessiccation de la plaque. Pour faire clairement comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemples certains modes de mise en oeuvre en se référant au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente partiellement un séparateur en plaque fabriqué suivant la technique antérieure; la figure 2 représente partiellement un séparateur en plaque fabriqué par le procédé suivant l'invention. Sur le dessin, la figure 1 montre une partie d'un séparateur en plaque fabriqué par le procédé connu décrit plus haut. Ce séparateur, vu à l'oeil nu, a l'aspect d'un stratifié comportant une couche intérieure 1 et deux couches extérieures 2, la couche 1 étant de couleur plus claire que les couches 2 parce que celles ci ont une forte concentration en résine du fait que de la résine y a passé à partir de la couche intérieure 1 par suite de S 'va- poration d'eau intervenue dans le séparateur pendant sa dessiccation. Le séparateur en plaque représenté su 1. figure 2, fabriqué par le procédé suivant l'inventions qu'on décrira ci-dessous, est moulé à partir d'un concentré d'une pulpe contenant du papier déchiqueté en mélange avec une solution aqueuse 'une résine thermodurcissable soluble dans l'eau mais, du fit du mode de traitement adopté après moulage de la plaque, la résine est dispersée à peu près uniformément à l'état solide, dans toute la plaque sans présenter, sur les faces de celle-ci, de concentrdtion optiquement visible résultant d'une migration survenue pendant dessiccation de la plaque. Suivant chacun des modes de mises en oeuvre de l'invention qu'on décrira ci-dessous, on prépare une pulpe à partir de papier déchiqueté et on lui mélange comme précédeniinent une résine thermo durctssable soluble dans l'eau. On peut aussi ajouter comme précédemment au mélange de la matière de renforcement fibreuse. On concentre la pulpe de manière connue, puis on la moule pour former les séparateurs en plaque. Suivant l'invention, la résine contenue dans les plaques moulées est mise à l'état solide par polymérisation du moins partielle avant évaporation d'aucune quantité notable d'eau et, suivant le mode de mise en oeuvre préféré, on obtient ce résultat par chauffage haute fréquence par pertes diélectriques en champ de dispersion, de nature à engendrer assez de chaleur pour assurer la polymerisation; après la fin de ce stade, on dessèche la plaque.On s'abstiendra de décrire ici la façon dont on opère un chauffage par pertes atélcotriques en champ de dispersion car cette technique est bien comme d'après un opuscule intitulé "A first guide to d'electric heating", édité par Intertherm Limited, Blenhel Geruens Loutres S4.-, forte qui fabrique du @@@ de de chauffages par pompes d'électriques convenant pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Pour assurer la pré-polymérisation désirée de larésine, il est préférable d'adopter une fréquence d'environ 40 irnz avec une puissance nominale convenable pour la triasse et la configuration du séparateur. Four un concentré de pulpe moulé d'une épaisseur de 6 à 12mm pesant environ 140 à 150g, une puissance de 2 kW main tenue à 38 iiltz pendant 2 minutes donne un séparateur dans lequel la résine se révèle, à l'examen optique, régulièrement répartie dans tout le séparateur, sans que ce dernier ait l'aspect stratifié indiqué sur la figure 1. On chauffe ensuite le séparateur au four à 1500Cpendant un temps d'environ 2 heures, pour le dessécher et le durcir complètement.Le séparateur résultant, outre qu'il présente une répartition sensiblement uniforme de la résine dans toute sa masse, est beaucoup moins long à fabriquer que les séparateurs obtenus par le procédé antérieur. Suivant un second mode de mise en oeuvre de l'invention, on chauffe le séparateur en pulpe moulée sous atmosphère ayant une humidité relative d'au moins 95 %. La pression de vapeur d'une telle atmosphère étant assez voisine du point de saturation pour éviter toute évaporation sensible d'eau à partir du séparateur pendant passage de la résine à l'état solide par polymérisation totale ou partielle. On place le séparateur moulé dans un courant de vapeur d'eau suffisant pour maintenir l'humidité relative à 95 ,b ou au-delà. Lorsqu'on procède ainsi, le temps de traitement dépend de la température du séparateur parce que la vitesse de polymérisation de la résine augmente avec la température. Par exemple, un séparateur placé à 25mm environ au-dessus de la surface d'eau maintenue à son point d'ébullition atteint une température maximale de 920C au bout de 45 minutes et exige au total 75 minutes de traitement pour la polymérisation totale ou partielle de la résine qu1- il contient. Après traitement à la vapeur, on dessèche et on durcit complètement le séparateur en le chauffant pendant 5 heures au four à 1500C. Le séparateur résultant présente une répartition sensiblement uniforme de la résine dans toute sa masse. Ce mode de mise en oeuvre, s'il donne des résultats comparables à ceux obtenus par le mode de mise en oeuvre préféré décrit plus haut, est moins économique que ce dernier. REVENDICA NS 1.- Procédé pour la fabrication d'un séparateur en plaque pour batterie d'accumulateurs, opérée en moulant la plaque à partir d'un concentré comportant du papier déchiqueté en mélange avec une solution aqueuse d'une résine thermodurcissable soluble dans l'eau, en desséchant la plaque et en la chauffant pour durcir la résine qu'elle contient, caractérisé en ce qu'on met par polymérisation au moins partielle la résine à l'état solide avant évaporation d'aucune quantité notable d'eau à partir de la plaque. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère ladite mise à l'état solide par chauffage haute fréquence par pertes diélectriques en champ de dispersion, de nature à engendrer assez de chaleur pour assurer ladite polymérisation, et on dessèche la plaque après la fin de ce stade. 3.- Procédé selon la revendication 2, suivant lequel la plaque moulée contient un poids de concentré de pulpe de 140 à 150 g et a une épaisseur de 6 à 12mm, caractérisé en ce qu'on opère ladite polymérisation partielle en appliquant pendant deux minutes une puissance de 2 kW maintenue à 38 MHz, puis on dessèche et on durcit au four à 1500C pendant environ 2 heures. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère ladite mise à l'état solide en chauffant la plaque mou lée sous atmosphère à au moins 95 % d'humidité relative et on dessèche la plaque après la fin de ce stade. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on opère la polymérisation partielle en disposant la plaque moulée à 25mm environ au-dessus de la surface d'eau maintenue à son point d'ébullition et l'on expose pendant 75 minutes la plaque 9 un courant de vapeur d'eau suffisant pour maintenir l'humidité relative à 95 % ou plus, puis on dessèche et on durcit au four à 1500C pendant 5 heures. 6.- Séparateur en plaque pour batterie d'accumulateurs, moulé à partir d'un concentré de pulpe comportant du papier déchiqueté en mélange avec une solution aqueuse de résine thermodurcissable soluble dans l'eaux caractérisé en ce que la résine est dispersée en pratique uniformément, à l'état solide, dans toute la plaque sans présenter sur les faces de celle-ci de concentration optiquement visible résultant d'une migration survenue pendant dessiccation de la plaque0