DE2165806A1

DE2165806A1 - Verfahren zur kontinuierlichen beschichtung eines bahnfoermigen offenporoesen flaechengebildes mit einer fluessigen schicht aus einer loesung eines filmbildenden stoffes

Info

Publication number: DE2165806A1
Application number: DE19712165806
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gross; Ewald Taunusstein Klos; Kurt Odenwald; Franz Dipl Chem Dr Schwarzer; Heinz Wallisch
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1971-12-31
Publication date: 1973-07-19

Description

K 2090 PP-Dr.Wa-br 29. Dezember 1971

Beschreibung

zur Anmeldung der

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent auf

Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung eines bahnförmigen offenporösen Flächengebildes mit einer flüssigen Schicht aus einer Lösung eines filmbildenden Stoffes

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines zweischichtigen Flächengebildes durch Beschichtung eines bahnförmigen offenporösen Flächengebildes mit einer flüssigen Schicht, bestehend aus einer Lösung eines filmbildenden Stoffes.

Beim Beschichten offenporöser Trägermaterialien mit flüssiger Lösung filmbildender Stoffe ist unvermeidlich, daß die aufgetragene Lösung mindestens teilweise in die Hohlräume der Trägerschicht eindringt.

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Im allgemeinen ist dies auch erwünscht, da durch das Eindrin-

gen der Lösung in die Hohlräume der Trägerschicht die Schicht nach Vertreiben des Lösungsmittels auf der porösen Unterlage besonders gut verankert ist. Die Beschichtung nach bekannten Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß man die flüssige Lösung auf die freie Oberfläche einer an der Oberfläche einer Walze anliegenden Trägerbahn aufträgt. Das in die Hohlräume der Trägerbahn eindringende flüssige Mittel umschließt dabei die Luft in den Poren, da diese am Austreten aus dem porösen Trägergebilde durch dessen Anliegen an der Walzenoberfläche gehindert wird. Die von der flüssigen Lösung umschlossenen Luftblasen im Trägerflächengebilde steigen dann auf und an die Oberfläche der Trägerbahn und dringen in die aufgetragene flüssige Schicht ein und werden in dieser eingeschlossen. Luftblasenhaltige flüssige Schichten sind jedoch, da sie die physikalischen Eigenschaften des nach * Verfestigung der Schicht entstandenen Films durch Fehlstellen beeinflussen, aus verschiedenen Gründen unerwünscht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe es möglich ist, kontinuierlich bahnförmige poröse Flächengebilde mit

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flüssigen Lösungen fUmbildender Stoffe zu beschichten, wobei die Nachteile die den bekannten Verfahren anhängen_a nicht auftreten.

Die vorliegende Erfindung betrifft demnach einen Verfahrensschritt innerhalb eines Verfahrens zur Herstellung von Schichten auf offenporösen Trägerflächengebilden, wobei die zur Überführung der flüssigen Schicht in einen festen Film erforderlichen Maßnahmen an sich bekannt und deshalb nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines zweischichtigen Flächengebildes durch Beschichtung eines bahnförmigen offenporösen Flächengebildes durch fortlaufendes Auftragen einer flüssigen Schicht aus einer Lösung eines zur Filmbildung befähigten Stoffes auf die Oberfläche einer | mit gleichbleibender Geschwindigkeit fortbewegten offenporösen Trägerbahn und anschließendem Verfestigen der Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die krümmungsfrei und kontaktfrei zu festen Oberflächen verlaufende Trägerbahn eine Schicht aus einer flüssigen Lösung eines zur Filmbildung befähigten Stoffes fortlaufend aufträgt und danach in an sieh bekannter Weise die flüssige Schicht auf der Träger-

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bahn zur Ausbildung eines Schichtenverbundes verfestigt.

Geeignete offenporöse Trägerflächengebilde sind solche, die das Durchströmen von Flüssigkeiten erlauben; insbesondere geeignet sind fasrige Flächengebilde, ganz besonders bevorzugt Wxrrfaserflächengebxlde, wie insbesondere Papier oder Vliese auf Basis synthetischer und/oder natürlicher Fasern. Die Vliese können durch Nadelung oder durch inkorporierte chemische Bindemittel verfestigt sein.

Die offenporöse Trägerbahn hat bevorzugt eine Dicke im Bereich zwischen 0.1 bis 10 mm.

Geeignete schichtbildende Lösungen enthalten als gelösten Stoff Celluloseäther, Celluloseester, insbesondere Celluloseacetat oder Cellulosemischester, besonders bevorzugt Celluloseacetobutyrat oder auch andere zur Filmbildung befähigte Polymere, wie beispielsweise Polyamide. Die Beschichtungslösungen haben eine Viskosität im Bereich von 100 bis 60 000 cP, bei 20⁰C.

Die Lösungen werden durch Lösen der genannten Materialien

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in "geeigneten Lösungsmitteln hergestellt, bevorzugtes Lösungsmittel für Celluloseacetat ist eine Mischung aus Aceton und Formamid, zur Herstellung von Polyamidlösungen wird als Lösungsmittel konzentrierte Ameisensäure angewandt .
Cellulosenitrat wird gelöst mit einer Mischung aus Eisessig

und Essigsäureanhydrid. .

Die Dicke der aufgetragenen flüssigen Schicht liegt im Bereich zwischen 0,02 bis 200/U,

Die Viskosität der Gießlösung einerseits und die Porosität des Trägerflächengebildes müssen aufeinander abgestimmt werden. Die optimalen Bedingungen sind durch einfache Vorversuche leicht zu ermitteln.

Als flüssige Fällmittel eignen sich solche Flüssigkeiten,

in denen der in der Lösung enthaltene Stoff nicht löslich ist. Das flüssige Fällmittel ist gegebenenfalls mit dem f

Lösungsmittel der Lösung mischbar. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das genannte Fällmittel auch das Lösungsmittel aus der ausgefällten Schicht herauswäscht.

Die Bildung eines zusammenhängenden Films hinreichender Festigkeit aus der flüssigen Schicht auf dem Trägermaterial kann in verschiedener Art in an sich bekannter Weise erfolgen. Beispielsweise dadurch, daß man durch Wärmeeinwirkung auf die aufgetragene flüssige Schicht das Lösungsmittel ver-

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treibt, indem man die beschichtete Bahn beispielsweise durch einen mit Warmluft beaufschlagten Trockenkanal hindurchführt.

Bei Lösungen deren gelöster Anteil durch Fällung bzw. Koagulation in einen Film übergeführt werden kann, geht man so vor, daß man ein flüssiges Fällmittel auf die flüssige Lösungsschicht zur Einwirkung bringt und dann das Lösungsmittel aus der Schicht auswäscht.

In manchen Fällen erweist es sich als besonders vorteilhaft, zunächst durch Wärmeeinwirkung einen Teil des Lösungsmittels der flüssigen Schicht zu vertreiben und erst danach das flüssige Fällmittel auf die Schicht zur Einwirkung zu bringen und gleichzeitig oder danach den restlichen Anteil des Lösungsmittels auf dem Film zu entfernen, beispielsweise durch Auswaschen.

Die Durchführung des Verfahrens wird am Beispiel einer be-' vorzugten Variante beschrieben:

Von einer Vorratsrolle wird eine poröse Trägerbahn, beispielsweise eine Papierbahn über Umlenkwalzen auf die glatte Oberfläche einer angetriebenen Walze geführt, der sie teilwei se anliegt. Im Abstand zu dieser Walze ist eine zweite Walze angeordnet, deren Achse parallel zur Achse der ersten Walze verläuft, über diese zweite Walze wird die Trägerbahn ebenfalls geführt und mit Hilfe dieser Walze umgelenkt und in ein Flüssigkeitsbad, das die Fällflüssigkeit enthält, einge-

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fahren. Am Boden der mit Fällflüssigkeit gefüllten Wanne befindet sich eine weitere Umlenkwalze, um welche die Bahn laufend aus dem Bad herausgeführt wird.

Mittels einer an sich bekannten Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise eines Vorratskastens für die Lösung, der mit Gießschlitz an der Unterseite versehen ist, oder mit einer Rakelvorrichtung, wird eine Oberfläche der Trägerbahn mit der flüssigen Lösung beschichtet. Die Beschichtung erfolgt dabei gleichmäßig und fortlaufend auf einem Bereich der geführten Bahn, der kontaktfrei zu einer festen Grenzfläche ist und krümmungsfrei verläuft.

Die beschriebene bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sieh insbesondere zur Herstellung flächiger, durch poröse Trägerschichten unterstützte semipermeable Membranen. Insbesondere dann, wenn man als Lösung eine aceto- f( nische Celluloseacetatlösung verwendet und diese auf Papier als Trägermaterialschicht aufträgt und nach dem Schichtauftrag das Lösungsmittel zunächst zum Teil verdampft und danach den gelösten Stoff durch Einwirkung der Fällflüssigkeit auf die flüssige Schicht ausfällt und das Lösungsmittel auswäscht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es. möglich, eine

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von Luftblasen freie flüssige Schicht auf das Trägermaterial aufzubringen und diese Schicht dann in beschriebener Weise zu einer festen, fehlstellenfreien Schicht feinstporöser Struktur auszubilden. Diese Schicht eignet sich in hervorragender Weise als semipermeable Trennschicht. Die nach dem Verfahren herstellbaren verstärkten semipermeab len Membranen sind insbesondere zur Entsalzung von Wasser ™ durch Druckosmose sowie zu Hyper- und Ultrafiltration von Flüssigkeiten beispielsweise zum Abtrennen von Eiweiß aus eiweißhaltigen Flüssigkeiten geeignet.

Die Erfindung soll anhand einer Schemazeichnung erläutert, jedoch nicht auf das Dargestellte eingeschränkt werden. Die Figur der Zeichnung stellt im Querschnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Es bedeutet 1 in der Figur die Vorratsrolle, 2 die von ihr abgezogene poröse Trägerbahn, 3 eine Umlenkwalze, 4 eine angetriebene Walze, 5 ein Gießkasten mit Gießsehlitz 6, wobei der Kasten mit der Gießlösung 7 gefüllt ist, 8 bedeutet eine weitere Umlenkwalze, 9 eine Wanne, 10 die darin befindliche Fällflüssigkeit und 11 eine am Wannenboden angeordnete Umlenkwalze, 12 bedeutet den aus dem Gießsehlitz austretenden flüssigen Film aus Gießlösung 7, 13 die flüssige Schicht aus Gießlösung auf der Oberfläche der Trägerbahn

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Claims

P a t e η t a n s ρ r ü ehe

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines zweischichtigen Fläehengebildes durch Beschichtung eines ' bahnförmigen offenporösen Flächengebildes durch fortlaufendes Auftragen einer flüssigen Schicht aus einer Lösung eines zur Filmbildung befähigten Stoffes auf die Oberfläche einer mit glexchblexbender Geschwindigkeit fortbewegten offenporösen Trägerbahn und anschließendem Verfestigen der Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die krümmungs frei und kontaktfrei zu festen Oberflächen verlaufende Trägerbahn eine Schicht aus einer flüssigen Lösung eines zur Filmbildung befähigten Stoffes fortlaufend aufträgt und danach in an sich bekannter Weise die flüssige Schicht auf der Trägerbahn zur Ausbildung eines Schichtenverbundes verfestigt.

2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssige Schicht auf der Trägerbahn eine acetonische Lösung von Celluloseacetat aufträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssige Schicht in einer Dicke von 0.02 bis 200,u aufträgt.

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4. Verwendung einer nach Anspruch 1 bis 3 hergestellten beschichteten Trägerbahn zur Herstellung unterstützter semipermeabler Membranen.

5. Flächenhaftes unterstützte semipermeable Membran, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3.

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