DE2318813A1

DE2318813A1 - Traegerelemente fuer rohr- oder schlauchfoermige membranen und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2318813A1
Application number: DE19732318813
Authority: DE
Inventors: Michel Pages
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DK141574B; CH563797A5; GB1434072A; BE798230A; JPS4920080A; IL42022A0; IL42022A; US3853757A; DK141574C; NL7304846A; FR2179640B1; FR2179640A1; IT983888B; JPS5628567B2

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys.. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE . TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHAUSER

8 MÜNCHEN 2.

SC 4071

RHONE-PÖULENC S.A., Paris / Frankreich

Trägerelemente für rohr- oder schlauchförmige Membranen

und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Trägerelemente für rohr- oder schlauchförmige Membranen, die insbesondere für die umgekehrte Osmose und die_Ultrafiltration verwendet werden.

Trägerelemente für rohr- oder schlauchförmige Membranen wurden bereits beschrieben. In Annales de Chimie Analytique, 1925* Nr. 2, Seiten 23 - 3^ hat M, Fouard Elemente beschrieben, die aus starren Trägerrohren bestehen, die kleine Sammelöffnungen aufweisen, die gleichförmig über die Oberfläche verteilt sind, und mit einer Wicklung aus Kunstseidengeflecht bedeckt sind, das eine Filtrierzwischenschicht bildet, auf die man eine Gitter-" 'hülse mit weiten Maschen von 1 oder 2 mm aus widerstandsfähigen Fäden ihren Träger fest umschliessend aufbringt. Solche Elemente sind dazu bestimmt, eine Membran zu tragen, die durch Aufbringen einer Schicht einer viskosen Lösung auf das System nach einer speziellen Technik, aufgrund derer die viskose Lösung nicht in die Geflechthülle eindringt, jedoch zu einem vollständigen Eintauchen der Maschen des Fadennetzes führt, und anschliessende Koagulation mit Wasser hergestellt wird. Die Herstellung solcher Elemente erfordert die Verwendung eines straff gespannten Gitters,

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um das Geflecht auf dem Trägerrohr zu halten, was in der Durchführung nicht einfach ist. Ausserdem besteht dieses Gitter aus widerstandsfähigen· Fäden mit verhältnismässig grossen Durchmessern, die zu Reliefen führen und so Dickenunregelmässigkeiten und eine Brüchigkeit der anschliessend durch Aufbringen der viskosen Lösung gebildeten Membran verursachen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von neuen Trägerelementen für schlauch- bzw. rohrförmige Membranen, die die Ausschaltung dieser Nachteile ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung betrifft Trägerelemente für schlauch^ bzw. rohrförmige Membranen, die sich insbesondere für die umgekehrte Osmose oder die Ultrafiltration ejgnen, wcbei diese aus einem Trägerrohr, das mit einer Filtrierhülse bedeckt ist, bestehen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass diese Hülse eine das Rohr fest umgebende geschrumpfte Textilhülle ist. ;

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Weiterhin betrifft die Erfindung die Herstellung solcher Trägerelemente und ihre Verwendung zur Herstellung von rohrförmigen Filtrationselementen mit Membranen.

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Zur Herstellung eines erfindungsgemassen Trägerelements zieht man über ein Trägerrohr eine Hülle aus schrumpfbarem Textilmaterial, deren Querschnitt so gewählt ist, dass die Hülle nach Schrumpfung vollständig auf dem Trägerrohr aufliegt, wonach man die Hülle zumindest in Querrichtung durch Anwendung jeder beliebigen üblichen Methode auf diesen· Gebiet auf chemischem und/ oder physikalischem Wege schrumpft. Das Trägerrohr kann jedes bei der Herstellung von rohrförmigen Filtrierelementen übliche Rohr aus Metall oder Polymermaterial sein, beispielsweise ein starres und poröses Rohr, das verschiedene Perforationen aufweist.

Die verwendete Textilhülle ist rohr- oder schlauchförmig. Ihre Oberfläche weist nicht die mindeste Unregelmässigkeit und nicht die mindeste Diskontinuität auf. Man verwendet vorzugsweise eine

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Hülle mit dichter Textur, die praktisch nicht deformierbar ist. Die Hülle kann insbesondere durch Weben, Flechten oder Stricken oder Wirken nach allen üblichen Verfahren hergestellt werden. Man stellt im allgemeinen die Hüllen kontinuierlich in grossen Längen her, die man in Stücke bestimmter Länge nach Wunsch schneiden kann. Man kann sie aus verschiedenen Textilien, einsehliesslieh Glas, herstellen. Man bevorzugt jedoch, synthetische Textilien, insbesondere wegen ihrer Festigkeit und ihrer Thermoelastizität, zu verwenden. Vorteilhafterweise besteht die Hülle zum Teil oder ganz aus wärmeschrumpfbarem Textilmaterial. Als wärmeschrumpfbares Textilmaterial kann man insbesondere Fäden oder Fasern aus synthetischem Textilmaterial, beispielsweise aus zuvor verstrecktem Polyvinylchlorid, verwenden. Das aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid und nachchloriertem Polyvinylchlorid bestehende Gemisch, das im Handel unter dem Handelsnamen "Clevyl" erhältlich ist, eignet sich gut.

Es ist bevorzugt, dass die Textilhülle in -ihreiii Durchmesser wärmeschrumpfbar ist. Ein solches Ergebnis kann beispielsweise mittels einer Textilhülle erreicht werden, die aus einer regelmässigen Anordnung von Fäden oder Fasern besteht, die in zwei praktisch in rechtem Winkel gekreuzten Reihen angeordnet sind, wobei die in Längsrichtung angeordneten Kettfäden wärmebeständige Fäden sind und nur die in Querrichtung angeordneten Schussfäden wärmeschrumpf-' bar sind. .

Man kann beispielsweise eine Textilhülle aus Kettfaden aus Polyolefinen und Schussfäden, die aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid und nachchloriertem Polyvinylchlorid bestehen, verwenden.■

Man schiebt die Textilhülle über den rohrförmigen Träger und setzt sie dann einer ausreichenden Temperatur während der zur Erzielung der Schrumpfung der Schussfäden um den rohrförmigen Träger herum erforderlichen Zeitspanne aus. Die Kettfaden werden so längs des rohrförmigen Trägers gehalten, und die Hülle wird" dann dicht um diesen Träger über dessen gesamte Oberfläche gehalten.

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Man vermeidet so jede Faltenbildung der Hülle um ihren Träger. Die Membran, die die Textilhülle umgibt, erleidet, gleichgültig ob sie aufgesetzt oder in situ gebildet wird, keine anormale lokale Beanspruchung durch den Textilträger, und die Dicke bleibt über den gesamten Umfang konstant. Dies schaltet praktisch die Berstgefahren aus und ermöglicht, die bestmöglichsten Leistungen sicherzustellen.

Die erfindungsgemässen Trägerelemente können nur eine einzige Textilhülle oder mehrere übereinander angeordnete Hüllen aufweisen. Die Herstellung eines Elements mit mehreren Hül'len erfordert keine anderen Arbeitsgänge als die für ein Element mit nur einer Hülle beschriebenen. -

Die Hüllen aufweisenden Trägerelemente können, wie bereits ausgeführt wurde, mit Vorteil zur Herstellung von rohrförmigen Filtrierelementen mit Membranen verwendet werden. ,; Die Membran kann für sich allein auf einem Dorn hergestellt und dann auf den Träger aufgebracht werden, wobei übliche Arbeitsweisen angewendet werden. Man kann die Membran auch in situ durch Aufbringen einer viskosen Lösung auf den mit Hülle versehenen Träger bilden. In diesem Falle ist es im allgemeinen vorteilhaft, die Poren der Hülle mit einer, anschliessend nach der Herstellung, der Membran leicht entfernbaren Substanz zu verschliessen. Zumeist wird dieses provisorische-Verschliessen der Poren mit Wasser durch Eintauchen des mit Hülle versehenen Elements in Wasser vor dem Aufbringen der viskosen Lösung vorgenommen.

Das folgende Beispiel dient zur,-weiteren Erläuterung der Erfindung. Beispiel . · . :

Man stellt ein Schlauchgewebe in fünfbindigem Atlas mit zwei Steigungszahlen mit einer Breite in ebener Anordnung von 30 mru her. Die Kette besteht aus Polypropylengarn von 200 den, gezwirnt mit 340 Drehungen je Meter, und der Schuss besteht aus

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Stretchgarn von 70 den, gesponnen aus einem Gemisch mit 83 % Polyvinylchloridmasse irnd 17 % nachchloriertem Polyvinylchlorid, im Handel unter der Handelsbezeichnung "Clevyl" erhältlich. Das Schlauchgewebe wird beidseitig mit jeweils 30 Schuss je cm erhalten.

Ein Stück dieses Schlauchgewebes mit einer Länge von 145 cm wird über ein Stahlrohr mit einem Innendurchmesser von 1,35 cm, einem Aussendurchmesser von 1,8 cm und einer Länge von 150 cm, das mit Perforationen mit einem Durchmesser von 0,08 cm alle 8,5 cm versehen ist, gezogen. Man taucht dann das Ganze in Wasser von 85⁰C während 5 Minuten. Es tritt eine Schrumpfung des Schlauchgewebes in dessen Durchmesser auf, die das Schlauchgewebe in Kontakt mit dem rohrförmigen Träger über dessen gesamte Oberfläche bringt. Das Schlauchgewebe wird so von selbst befestigt und gleichförmig über den rohrförmigen Träger gespannt gehalten. Man beobachtet _r keine Unregelmässigkeit oder Diskontinuität der Oberfläche der durch das Schlauchgewebe gebildeten Hülle. .]

Auf das so gebildete Element bringt man nach den in den franzö-* sisdien Patentschriften 1 426 548 und 1 506 402 beschriebenen Tech-niken eine viskose Lösung auf der Basis von Cellulo-

seacetat auf. Man hält das Ganze 30 Minuten bei einer Temperatur von 0*C und unterzieht es dann, einer Wärmebehandlung, die darin besteht, es auf eine Temperatur von 85⁰C während 20 Minuten zu bringen. Die so auf dem Element gebildete Membran besitzt eine regelmässige Dicke und ist gut mit der Hülle verankert.

Ein solches Element ist teilweise in perspektivischer Ansicht und in vergrössertem Massstab in der Zeichnung gezeigt. Es ist in vertikalen Ebenen geschnitten, um seine Struktur besser zu zeigen. Das Stahlrohr 1 weist Perforationen 2 auf. Es ist von einer Hülle 3 bedeckt, deren in einer vertikalen Ebene geschnittene Kettfäden 4 und deren Schussfäden 5 dargestellt sind. Die Elementareinzelfäden, die jeden Faden 4 und 5 bilden, sind erkennbar. Die Hülle 3 ist von einer Membran 6 bedeckt, die um die Fäden der Hülle befestigt ist.

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Patentansprüche

1. ■ Trägerelemente für rohr.- oder schlauchf örmige Membranen, die sich insbesondere für die umgekehrte Omose oder die Ultrafiltration eignen, wobei diese aus einem Trägerrohr bestehen, das von einer Filtrationshülse bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Hülse eine das Rohr fest umschliessende geschrumpfte Textilhülle ist. '

2. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Elements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf ein Trägerrohr eine Hülle aus schrumpfbarem Textilmaterial aufbringt, deren Querschnitt so gewählt ist, dass die Hülle nach der Schrumpfung den Träger vollständig umsehliesst, und die Hülle zumindest in Querrichtung durch Anwendung an sich üblicher Methoden geschrumpft wird. "- ,

J5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilhülle eine Hülle aus wärmeschruthpfbarem Material ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in·der Textilhülle die Kettfäden wärmebeständige Fäden und die Schussfäden wärmeschrumpfbare Fäden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilhülle a*us Kettfaden aus Polyolefinen "und Schussfäden aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid und nachchloriertem Polyvinyl-' Chlorid besteht. _

6. Verwendung der Trägerelemente nach Anspruch 1 zur Herstellung eines rohrförmigen Filtrationselements mit Membran.

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