DE3928500C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen und Waschen chemisch metallisierter Vliesstoff- oder Nadelfilzbahnen nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches.

Vliesstoffe und Nadelfilze aus textilem Material haben in letzter Zeit immer mehr an technischer Bedeutung gewonnen. Das liegt zum einen daran, daß diese aus Kunststoffasern hergestellten Produkte sich für wachsende Märkte auf dem Filter-, Isolier- und Dämmungsbereich, auf dem Beklei­ dungssektor oder artverwandten Einsatzgebieten, wegen kostengünstiger Herstellung, bequemer Variierbarkeit von Dicke, Porosität usw. der Produkte nach wie vor empfehlen, zum anderen aber auch daran, daß es gelang, Vliesstoffen und Nadelfilzen aus Kunststoffasern durch die Aufbringung einer Metallschicht auf der Faseroberfläche zusätzliche günstige durch die Metallauflage bedingte Merkmale wie elektrische Leitfähigkeit, Abschirmwirkung und magnetische Eigenschaften zu verleihen. Dadurch wurden diese textilen Stoffe mit klassischem Kunststoffcharakter brauchbar für alle jene Anwendungen, bei denen es auf typisch metal­ lische Eigenschaften bei möglichst poröser Ausgestaltung der Substratbahn ankommt.

Zum technischen Vorgehen bei der Metallisierung von den genannten textilen Materialien gehört es, daß zunächst auf der Faseroberfläche eine katalytisch aktive Substanz - meistens edelmetallhaltig - abgeschieden wird. Dieser Ver­ fahrensschritt wird üblicherweise mit dem Namen "Aktivie­ rung" bezeichnet, weil die chemisch inaktive Faserober­ fläche aus Kunststoff für die chemische Metallabscheidung dabei aktiviert wird. Häufig nimmt man für die Aktivierung Pd/Sn-Verbindung, die aus ionogener, komplex gelöster oder kolloidaler Lösung auf der Faseroberfläche abgeschieden werden. Nach dieser Aktivierung ist je nach Anforderung die überschüssige/verbrauchte Aktivierungslösung aus den Poren des Vliesstoffes oder Nadelfilzes zu entfernen, wo­ nach dann das flächige Textilgut - ggf. nach notwendigen vorbereitenden Zwischenbehandlungen - chemisch metalli­ siert wird durch Eintauchen des Substrats in eine che­ mische Metallisierungslösung. Die bei dieser Metallisierung abgeschiedenen Metalle sind meistens Kupfer oder Nickel, grundsätzlich kann man aber auch andere Me­ talle auf einem vorher geeignet aktivierten Vliesstoff oder Nadelfilz abscheiden.

Zu den Kennzeichen der chemischen Metallisierungslösungen gehört, daß sie das entsprechende Metall in ionogen oder auch komplex gelöster Form enthalten neben einem geeig­ neten ebenfalls gelösten Reduktionsmittel. Gelöstes Metallion und Reduktionsmittel sind aber nur metastabil nebeneinander in Lösung zu halten, so daß bei Kontakt ei­ ner solchen Lösung mit der aktivierten Faseroberfläche, die katalytisch eingeleitete chemische Metallabscheidung auf der Faseroberfläche des Vliesstoffes oder Nadelfilzes in Gang kommt. Durch Einstellung von pH-Wert und Abschei­ dungstemperatur läßt sich die Abscheidungsgeschwindigkeit und Qualität der chemisch abgeschiedenen Metallauflage auf den Fasern zusätzlich steuern.

Die chemischen Grundlagen der Kunststoffmetallisierung finden sich beschrieben in "Kunststoffgalvanisierung", (E. Leuze Verlag, Saulgau), Verfahren zum Aktivieren und Metallisieren von Vliesstoffe- oder Nadelfilzbahnen in den US-PS 36 82 671, 30 11 920 und 41 87 198, sowie in den DE 36 31 055 C1, 36 37 130 C1 und 37 10 895 C1.

Nach erfolgter chemischer Metallisierung gilt es, die Reste der Metallisierungslösung, wie z. B. das oxidierte Reduktionsmittel, überschüssiges Komplexmittel, pH-Regu­ latoren, Metallreste u. ä. aus den Poren bzw. von der Fa­ seroberfläche des Vliesstoffes oder des Nadelfilzes zu entfernen. Das gebietet zunächst die Giftigkeit der Reak­ tionsprodukte der chemischen Metallisierung, die außerdem bei Eintrocknen die porösen, metallischen Eigenschaften des metallisierten textilen Materials beeinträchtigen würden. Dazu kommt aber auch noch, daß bei einer oft er­ forderlichen anschließenden galvanischen Verstärkung der chemischen abgeschiedenen Metallauflage das Galvanikbad nicht beliebig mit Salzresten aus dem Metallisierungsbad befrachtet werden darf, ohne dabei Schaden zu nehmen.

Der Stand der Technik, wie er sich aus den bereits zi­ tierten Patentschriften ergibt, sieht vor, die verbrauchte chemische Metallisierungslösung auf mechanischem Weg aus den Poren des Vliesstoffes oder Nadelfilzes zu entfernen. Gleiches gilt natürlich für eventuell noch anfällige Spülvorgänge, in deren Verlauf das Textilgut mit Wasch­ wasser gefüllt wird und dieses anschließend in gleicher Weise wie vorher die Metallisierungslösung aus den Poren des Textilgutes auf mechanischem Weg wieder entfernt wird, wobei Wasch- und Spülvorgang ebensooft zu wiederholen sind, bis die metallisierte Faseroberfläche für die weitere Behandlung/Verwendung hinreichend von Resten der Metallisierungslösung befreit ist.

Geläufige mechanische Verfahren zum Entfernen von Prozeß- oder Reaktionslösungen bzw. Waschlösungen sind z. B. Ab­ saugen, Foulardieren oder Schleudern. Der Stand der Technik sieht dazu vor, die aktivierte Vliesstoff- oder Nadel­ filzbahn spiralförmig auf einen Läufer aufzuwickeln, den Läufer durch Umlegen und Befestigen einer porösen Man­ schette zu sichern und dann diesen Läufer in senkrechter oder waagrechter Position zur chemischen Metallisierung mit der Metallisierungslösung in Kontakt zu bringen, nach abgeschlossener Reaktion die verbrauchte Metallisierungslösung abzuschleudern, den Läufer dann durch Eintauchen in einen Überschuß Waschlösung zu fluten, die Waschlösung ablaufen zu lassen, erneut zu schleudern usw., bis schließlich nur noch Feuchtigkeitsreste in den Poren der Vliesstoffe- oder Nadelfilzbahn verbleiben, keine oder nur unbedeutende Mengen jedoch an Salzen der Metallisierungslösung. Bei Porositäten des textilen Mate­ rials zwischen 40 und 98% sind beispielweise 2-3 Wasch­ vorgänge, verbunden mit den jeweiligen Schleuderschritten üblich.

Nachteile aus dem Stand der Technik ergeben sich daraus, daß die Menge der Spülwässer in Anbetracht auch der Häu­ figkeit der notwendigen Spülvorgänge hoch sind; durch die passiven Bauteile des Läufers oft sogar noch größer als dem freien Porenvolumen der Vliesstoffe- oder Nadelfilz­ bahnen entspricht, was naturgegeben eine aufwendige, teure Abwasserentsorgung sowie indirekt auch eine Belastung der Umwelt bedeutet.

Erschwerend kommt noch hinzu, daß das ablaufende Wasch­ wasser bei unregelmäßiger Strömung von einzelnen Fasern oder sogar ganzen Vliesstoff- oder Nadelfilzpartien die Metallauflage der Fibrillen mitreißen kann. Ferner muß erwähnt werden, daß das Waschen/Spülen einerseits und Schleudern andererseits meist in unterschiedlichen Gefäßen erfolgen, was eine umständliche mehrfach zu wiederholende zusätzliche Handhabung beinhaltet. Auch - vor allem bei waagrecht angeordnetem Läufer während des Schleuderns - muß bei entsprechender Anordnung der Vliesstoffe oder der Nadelfilze zum wirksamen Waschen vom Läufer in eine Waschwanne abgespult werden, damit die Reinigung von Salzresten der Metallisierungslösung gleichmäßig genug über die gesamte Fläche des Textilgutes erfolgt, was eine kostengünstige auto­ matisch arbeitende integrierte Wasch- und Schleuderanlage aus­ schließt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spülen und Waschen chemisch metallisierter Vliesstoff- oder Nadelfilzbahnen zu schaffen, wobei die Reste der chemischen Metallisierungslösung aus den Poren bzw. von der Oberfläche der metallisierten Vliesstoff- oder Nadelfilzbahnen möglichst weitgehend entfernt werden und wobei das Verfahren mit weniger Waschwassermengen nach der chemischen Metallisierung der Substrate auskommt und einfacher in der Handhabung und Überwachung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

In der Praxis wurde auf der Hohlwelle einer Waschtrommel je­ weils eine Vliesstoff- oder Nadelfilzbahn mit einer Porosität von 40 bis 98%, mit einer Faserstärke von 1,6 bis 3,5 dtex und einem Flächengewicht von 70 bis 500 g/cm² nach der Metallisie­ rung aufgespult. Die aufgespulte, mit verbrauchter und/oder unverbrauchter Metallisierungslösung behaftete Bahn wurde mit Waschwasser im Zentrifugalfeld der Trommel radial von innen nach außen, zunächst bei einer Drehzahl der Hohlwelle von 500 bis 1000 Min^-1 gespült und dabei die Metallisierungslösung aus der Bahn geschleudert. Darauf wurde bei jedem Waschvorgang über die Hohlwelle volumenmäßig soviel Waschwasser der Bahn zugeführt, wie freies Porenvolumen in der Bahn vorhanden ist, wobei während des Zulaufs des Waschwassers die Hohlwelle mit einer Drehzahl von 20 bis 300 Min^-1 gedreht wurde. Anschließend wurde die Hohlwelle wieder mit einer Drehzahl von 500 bis 1200 Min^-1 bewegt, wobei das jeweilige Waschwascher im Zentrifugal­ feld abgeschleudert wurde. Die Restfeuchtigkeit an Zwickel-, Haft- oder Kapillarwasser in den Poren der Bahnen betrug ab­ schließend ungefähr 5%.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbe­ sondere darin, daß die Reste der chemischen Metallisierungslö­ sung aus den Poren bzw. von der Oberfläche der metallisierten Substrate weitgehend entfernt werden. Dabei wird eine geringere Menge am Waschwasser, bezogen auf die einzelnen Waschvorgänge, benötigt. Das Verfahren vereinfacht die Handhabung des gesamten Waschprozesses der Substratbahnen und eröffnet die Möglichkeit einer bequem durchzuführenden automatischen Steuerung des ge­ samten Wasch- und Schleudervorganges bei metallisierten Sub­ stratbahnen.

Claims (1)

1. Verfahren zum Spülen und Waschen von Vliesstoff- oder Nadel­ filzbahnen, die nach einer vorhergehenden Aktivierung chemisch metallisiert wurden, danach auf der waagrecht angeordneten Hohlwelle einer Waschtrommel aufgespult werden, worauf in einem oder mehreren Schleudervorgängen die verbrauchte und/oder unverbrauchte Metallisierungslösung von den Bahnen entfernt wird und die Bahnen gewaschen und gespült werden, dadurch gekennzeichnet,
   daß auf der Hohlwelle der Waschtrommel eine Vliesstoff- oder Nadelfilzbahn mit einer Porosität von 40 bis 98%, mit einer Faserstärke von 1,6 bis 3,5 dtex und einem Flächengewicht von 70 bis 500 g/cm² aufgespult wird,
   die aufgespulte, mit verbrauchter und/oder unverbrauchter Metallisierungslösung behaftete Bahn mit Waschwasser im Zen­ trifugalfeld der Trommel radial von innen nach außen, zunächst bei einer Drehzahl von 500 bis 1200 Min^-1 der Hohlwelle, ge­ spült und dabei die Metallisierungslösung aus der Bahn abge­ schleudert wird,
   darauf bei jedem Waschvorgang über die Hohlwelle volumenmäßig soviel Waschwasser der Bahn zugeführt wird, wie freies Poren­ volumen in der Bahn vorhanden ist,
   wobei während des Zulaufs des Waschwassers die Hohlwelle mit einer Drehzahl von 20 bis 300 Min^-1 gedreht wird und anschließend die Hohlwelle wieder mit einer Drehzahl von 500 bis 1200 Min^-1 bewegt wird, wobei das jeweilige Waschwasser im Zentrifugalfeld abschleudert, so daß abschließend die Restfeuchtigkeit an Zwickel-, Haft- oder Kapillarwasser in den Poren der Bahn nicht mehr als 5% beträgt.