DK148436B - Fibroest baerelag for semipermeable membraner - Google Patents

Description

148436

Den foreliggende opfindelse angår et fibrøst bærelag for semipermeable membraner.

Det er kendt, at semipermeable membraner, som fx anvendes i form af slange- og fladmembraner i anlæg, der arbejder efter det omvendte 5 osmose-princip eller efter ultrafiltrations-princippet, teknologisk set er svage og derfor kræver en understøtning i form af et støtteelement.

Som bærelag for semipermeable membraner er det kendt at anvende uvaevede stoffer, som fremstilles på den tørre eller den våde måde 10 eller ved spinvliesfremgangsmåden, og som eventuelt er forstærket ved en varmekalandrering. Ved alle uvævede stoffer af denne art kan det dog ikke fuldstændigt undgås, at enkelte fiberender eller sløjfer stritter op. Da der ved denne fremgangsmåde forarbejdes fibre, som i det mikroskopiske område har en relativt grov "fibertiter", vil over-15 fladen, selv efter kalandrering, endnu være forholdsmæssig ru. På grund af denne bærerruhed opstår der ved belægningen en membran med uregelmæssig tykkelse, hvilket fører til uensartede membranegenskaber i det mikroskopiske område. Især følger der af de opstrittende fibre besværligheder ved membranbelægningen, da fibrene ved belæg-20 ningsprocessen ikke bliver belagt med og indlejret i membranopløsning, men derimod stritter mere eller mindre op fra overfladen og dermed rager ind i membranen, eventuelt frem til og igennem den som bekendt meget tynde, mellem 500 og 5000 Ångstrøm tykke, aktive membranoverflade. Følgen deraf er uregelmæssige eller utilstrækkelige 25 permeabilitetsegenskaber hos membranen. Da materialefejl generelt skal kunne udelukkes ved de anvendelser, til hvilke semipermeable membraner af denne art anvendes, er man gået over til at forøge tykkelsen af det påekstruderede lag, fx celluloseacetat, langt ud over det optimale. Denne foranstaltning er ikke blot forbundet med en forrin-30 gelse af membranens permeationshastighed, men også med en betydelig forøgelse af produktionsomkostningerne.

Den foreliggende opfindelse angår et fibrøst bærelag med plan overflade, hvilket bærelag især er fri for opstrittende fiberender eller sløjfer.

2 143436

Det. fibrøse bærelag ifølge den foreliggende opfindelse er ejendommeligt ved, at det består af et uvævet stof, der på den ene eller begge sider er forsynet med et dæklag med en fladevægt på 1-200 g/m2 og bestående af termoplastiske fibre med en diameter på mindre end 30 5 ]im, hvilket dæklag er dannet ved elektrostatisk aerosolpåsprøjtning eller ved påspinding og glattet og forstærket ved en efterfølgende kalanderbehandling.

Særligt egnede bærestoffer er sådanne, som består af overskårne og/eller u'skårne uorganiske og/eller organiske fibre, som er forbun-10 det med hinanden termisk eller ved hjælp af-et bindemiddel. De partikler, der danner dæklaget, har fortrinsvis en diameter mellem -6 -6 1 x 10 og 20 x 10 m. De dæklagsdannende fibres tværsnit kan eventuelt afvige fra en rund profil. Ved en særlig udformning af den foreliggende opfindelse ligger fladevægten af det anvendte dæklag 15 fortrinsvis i området mellem 10 og 40 g/m2.

Fibrøse bærelag ifølge opfindelsen belyses nærmere som følger:

Det fibrøse bærelag ifølge den foreliggende opfindelse består af et bærestof, som er fremstillet ad hydrodynamisk eller tør vej. under anvendelse af termoplastiske stabeffibre, og som er blevet forfor-20 stærket ved en tørringsproces. På overfladen af det således fremstillede stof anbringes derpå et dæklag bestående af fine termoplastiske fibre, hvorhos der fortrinsvis anvendes den elektrostatiske forstøvning af formstoffer ud fra opløsningsmidler, som den fx beskrives i tysk fremlæggelsesskrift nr. 2.032.072. Det er ligeledes selvfølgelig 25 også muligt eventuelt at spinde formstoffibre direkte fra smelten på bærestoffets overflade, og eventuelt at belægge bærestoffet på begge sider.. Begge fremgangsmåder sikrer opnåelsen af en udmærket ensartethed hvad angår lagtykkelsen af de dannede dæklag over hele varebredden. Lag med vægte mellem 10 og 40 g/mz kan således uden 30 videre fremstilles.

Ved belægningsprocessen pålægges fine formstoffibre, hvis. finhed i “6 o det mindste i én dimension ligger under 30 x 10 m. På grund af at de pålagte formstoffibre har en diameter på mindre end 30 x 10 m.

148436 3 fremkommer der ved den afsluttende kalandreringsproces en ekstremt glat, skinnende eller mat overflade på det fremstillede uvævede stof, hvorhos dette bibeholder sin porøse struktur. Den ekstremt ensartede og glatte struktur af det uvævede stofs overflade er også i det mi-5 kroskopiske område umiddelbart erkendelig.

Den særlige fordel ved det fibrøse bærelag ifølge den foreliggende opfindelse er, at påføringen af den membranopløsning, som danner det semipermeable lag, forenkles meget, idet den optimale dannelse af en mindre lagtykkelse bliver uafhængig af de bestandigt vekslende ure-10 gelmæssigheder hos de hidtil anvendte bærelag. Ud over en overraskende høj omkostningsbesparelse og en formindskelse af kassationshyppigheden og den dermed forbundne forbedring af produktkvaliteten kan der især fremstilles semipermeable membraner med forbedrede permeationshastigheder.

15 EKSEMPEL 1

Ud fra en blanding af 35% ustrakte polyesterfibre med en titer på 6,8 dtex og en længde på 12 mm samt 65% strakte polyesterfibre med en titer på 1,3 dtex ved en længde på 12 mm fremstilles en vandig suspension med et faststof indhold på 0,02%, hvorefter der afvandes på en 20 skråsi. Efter tørring ved 150°C haves et vliesstof med en fladevægt på 90 g/m2, og dette forstærkes ved en varmekalandrering. Hertil anvendes en kombineret stål/bomuld-kalander med en valsediameter på i hvert tilfælde 350 mm. Hastigheden er 5 m/minut ved et linjetryk på 100 kg/cm og en temperatur på 220°C. På den således vundne vlies's 25 overflade anbringes derefter et lag af fibre med en diameter i området _6 fra 15 til 20 x 10 m, idet der anvendes en elektrostatisk aerosoltek-nik. Som forstøvningselektroder anvendes to modsatrettede og på tværs af vliesens transportretning bevægede metalringe, som befugtes kontinuerligt med en opløsning af 10%’s polycarbonat i methylenchlo-30 rid. Afstanden fra elektroden til overfladen af den vlies, som føres over en modelektrode, er 400 mm. Den pålagte spænding er 150 kV.

Vliesens hastighed indstilles således, at der på dens overflade anbringes et fiberlag med en gennemsnitlig fladevægt på 40 g/m2. Dette 148436 4 lag viser i det mikroskopiske område ingen fuldkommen ensartet tykkelse, men der sker især en udglatning af ujævnheder i bærevliesens overflade og dermed dannelsen af en meget plan og ensartet overflade på dæklaget. Efter den afsluttende kalanderbehandling under anven-5 delse af den ovenfor nævnte kalander med en hastighed på 12 m/minut ved et linjetryk på 50 kg/cm og en temperatur på 120°C har overfladen et skinnende, overordentlig regelmæssigt udseende. Overfladen er desuden fuldstændig fri for uregelmæssigheder. Dette er så meget mere af særlig betydning, da porøsiteten overraskende omtrent svarer 10 til den ubelagte bærevlies's porøsitet.

EKSEMPEL 2

Under anvendelse af et kardeanlæg fremstilles ad tør vej ud fra en blanding af 70% polypropylenfibre med en titer på 3,3 dtex ved en længde på 64 mm samt 30% polypropylenfibre med en titer på 2,8 dtex 15 ved en længde på 60 mm en vlies med en fladevægt på 100 g/m2, og den forstærkes ved den i eksempel 1 beskrevne kalander med en hastighed på 20 m/minut ved et linjetryk på 60 kg/cm og en temperatur på 130°C. Vliesen føres derefter lodret gennem et elektrostatisk smelte-spindeapparat. Dette består på den ene side af et transport-20 bånd af en åben wire til vliesen og på den anden side af en del af en på tværs af vliesens transportretning anbragt og konstant roterende endeløst metalbånd. Dette metalbånd bringes ved sekundære indretninger op på en højere temperatur. Uden for spindezonen bestrøs dens overflade med partikler såsom polypropylen i pulverform, disse 25 smelter og danner en lukket film. Ved metalbåndets bevægelse ind i spindezonen udtrækkes af en film under indflydelse af elektrostatiske kræfter svarende til eksempel 1 partikler og bringes i form af fine fibre med en gennemsnitlig diameter på ca. 0,015 mm til at lægge sig på bærevliesens overflade. Vliesens transporthastighed indstilles 30 således, at der på dens overflade dannes et lag med en gennemsnitlig fladevægt på 35 g/m2. Også i dette tilfælde sker der fortrinsvis en opfyldning af fordybninger og ujævnheder i overfladeområdet, og i sammenhæng hermed til dannelse af en i høj grad ensartet og plan overflade hos det fremstillede lag. Den fremstillede tolagsformation