DE1278996B

DE1278996B - Filter layer and process for its production

Info

Publication number: DE1278996B
Application number: DEF43130A
Authority: DE
Inventors: Josef Schaedler
Original assignee: Filtrox Werk AG
Current assignee: Filtrox Werk AG
Priority date: 1963-06-12
Filing date: 1964-06-10
Publication date: 1968-10-03
Also published as: AT271499B; CH421906A

Description

Filterschicht sowie Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine Filterschicht aus vorwiegend körnigem und geringem Anteil an faserigem Material in Verbindung mit einer Gitter- oder Rillenprofil aufweisenden Unterlage sowie ein Verfahren zur Herstellung der Filterschicht.Filter layer and method for its production The invention relates to a filter layer made of predominantly granular material and a small amount of fibrous material in connection with a base having a grid or grooved profile and a Process for the production of the filter layer.

Es ist bekannt, ein Filtermaterial aus Fasern und vorwiegend körnigem Filterhilfsmaterial, z. B. bis zu 900/o Kieselgur, zu verwenden. Eine solche Filterschicht kann, um einen Abfluß des Filtrats zu ermöglichen, mit ihrer Unterseite (Filtratseite) auf einem Gitter- oder Rillenprofil, z. B. aus Metall, aufliegen. Wird die Filterschicht unter dem Einfluß des Fiftrationsdruckes mit der Unterseite in das Rillenprofil gepreßt, so besteht die Gefahr des Aufreißens der Schichtunterseite. Unter dem Einfluß der durch die Filterschicht fließenden Flüssigkeit kommt es dann zum Ausspülen dieses Risses, indem Faserstoff - und körniges Material - aus der Filterschicht stammend - in das Filtrat gelangen. Wird diese beginnende Rißbildung nicht erkannt, so folgt bei weiterem Gebrauch ein vollständiges Zerreißen des Schichtgefüges über die gesamte Schichtdicke. und damit verbunden ein ungehemmter Durchbruch von Trübstoffen. Mit steigendem Anteil an körnigem Material in einer Filterschicht zeigt sich diese Erscheinung bereits bei für Praxisverhältnisse minimalen Filtrationsdruckwerten, wie z. B. 0,1 at. It is known to use a filter material made of fibers and predominantly granular Filter aid material, e.g. B. up to 900 / o kieselguhr to use. Such a filter layer can, in order to allow the filtrate to drain, with its underside (filtrate side) on a grid or groove profile, e.g. B. made of metal. Will the filter layer under the influence of the filtration pressure with the underside into the groove profile pressed, there is a risk of the underside of the layer tearing open. Under the influence the liquid flowing through the filter layer is then rinsed out Crack in which fibrous material - and granular material - originate from the filter layer - get into the filtrate. If this incipient crack formation is not recognized, it follows with further use a complete tearing of the layer structure over the whole Layer thickness. and associated with it an unchecked breakthrough of turbid substances. With This phenomenon becomes apparent as the proportion of granular material in a filter layer increases even at minimum filtration pressure values for practical conditions, such as B. 0.1 at.

Es ist bekannt, zur Verhinderung der vorstehend beschriebenen Erscheinung die Filtratseite der fertigen Filterschicht mit einem in der zu ffltrierenden Flüssigkeit unlöslichen Bindemittel, z. 3. Celuloseester, durch Aufspritzen oder Aufwalzen zu verfestigen. It is known to prevent the phenomenon described above the filtrate side of the finished filter sheet with one in the liquid to be filtered insoluble binder, e.g. 3. Celulose ester, by spraying on or rolling on solidify.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei diesem Verfahren das als Lösung oder Emulsion aufgebrachte Bindemittel durch Kapillarwirkung in die Filterschicht eindringt. Dabei werden streifenförmige Flächen der Filtratseite der Filterschicht von dem Bindemittel oberflächlich überzogen und verlieren dadurch eine gleichmäßige Durohlässigkeit. It has been found, however, that in this process that as a solution or emulsion-applied binders into the filter layer by capillary action penetrates. Strip-shaped areas are thereby created on the filtrate side of the filter layer Covered by the surface of the binder and thereby lose a uniform Durosity.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Filterschicht bzw. des entsprechenden Beschichtungsverfahrens zu vermeiden und die mechanische Festigkeit von Filterschichten gegenüber dem während der Filtration einwirkenden Filtrationsdruck zu erhöhen. The object of the invention is to overcome these disadvantages of the known filter layer or the corresponding coating process and avoid the mechanical Strength of filter layers compared to that acting during filtration Increase filtration pressure.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß mindestens auf der Filtratseite zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Filterschicht eine poröse Deckschicht aus aneinander gesinterten thermoplastischen Körnern aufgesintert ist, die an der Unterlage festhaften. According to the invention this is achieved in that at least on the filtrate side to increase the mechanical strength of the filter layer Sintered porous cover layer made of thermoplastic grains sintered together that adhere to the substrate.

Das Verfahren zur Herstellung dieser Filterschicht besteht hierbei im wesentlichen darin, daß die Filterschicht in horizontaler Ebene unter einer Einrichtung vorbeibewegt wird, die die thermoplastischen Körner in dosierter Menge auf die Oberfläche der Filterschicht gleichmäßig verteilt, und daß die bestreute Filterschicht anschließend auf Sintertemperatur des Tiiermoplasts beheizt und danach gekühlt wird. The method for producing this filter layer consists here essentially that the filter layer is in a horizontal plane under a device is moved past, which the thermoplastic grains in dosed quantities on the surface the filter layer evenly distributed, and that the sprinkled filter layer then heated to sintering temperature of the Tiiermoplasts and then cooled.

Eine Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß zur beidseitigen Reschichtung - die bandförmige Filterschicht um 1800 umgelenkt werden und dann einer zweiten Einrichtung zum Dosieren der thermoplastischen Körnern einer zweiten Heizeinrichtung und einer zweiten Kühleinrichtung zugeführt werden. A further development of the method is that for both sides Re-layering - the ribbon-shaped filter layer to be deflected around 1800 and then one second device for metering the thermoplastic grains of a second heating device and fed to a second cooling device.

Zweckmäßigerweise kann das Verfahren so durchgeführt werden, daß die tuerinüplastischen Körner in der Heizeinrichtung so weit züm Schmelzen gebracht werden, daß gerade eine gegenseitige Aneinandersinterung der einzelnen Körner erfolgt, so daß eine poröse Deckschicht bestehenbleibt.The method can expediently be carried out so that the Tuerinuplastischen grains brought so far to melt in the heating device that a mutual sintering of the individual grains is taking place, so that a porous cover layer remains.

Durch das Aufbringen vori Ovberflächen-Deckschichten auf den Filterschichten werden folgende Vorteile erzielt: Es wird eine mechanisch widerstandsfähige, auch in den Deckschichten poröse Filterschicht erreicht. By applying pre-surface cover layers to the filter layers the following advantages are achieved: It becomes a mechanically resistant, too A porous filter layer is achieved in the cover layers.

Man ist in der Lage, bezüglich der Deckschicht ganz bestimmte Korngrößen in bestimmten Mengen aufzubringen und zu schmelzen, daß ein absolutes Porenmaß bei Korngrößen von z. 3. 10 bis 50, u ohne wesentliche Beeinträchtigung der Flüssigkeits-Durohlaufleistung entsteht.It is possible to have very specific grain sizes with regard to the top layer apply in certain amounts and melt that an absolute pore size with Grain sizes of z. 3. 10 to 50, u without significant impairment the liquid thermoset performance is created.

Bisher war man genötigt, einen bestimmten Anteil von Faserstoffen zu verwenden und aktive körnige Substanzen, die zum Zweck der Filtrationswirkung (Kieselgur) oder Adsorption (Aktivkohle, Nylonpulver, Kieselgel), des lonenaustausches (Kunstharze), der Geruchs- und Geschmacksbindung (Aktivkohle), in die Schicht eingebaut wurden, konnten nur in relativ geringen Mengen, z. B. 30 Gewichtsprozent, eingebaut werden, da bei einer höheren Menge der körnigen Stoffe die Schichten auf den Gitter- oder Rillenprofil aufweisenden Unterlagen brüchig und für praktische Filtrationsdrucke nicht widerstandsfähig waren. Durch die ein- oder beidseitige Aufbringung von Sinterdeckschichten auf mindestens eine der beiden Oberflächen des Filtermaterials kann die Menge der in eine Schicht einbringbaren körnigen Stoffe bedeutend (bis zu 60 Gewichtsprozent) erhöht und trotzdem für die gesamte Schicht leine Druckfestigkeit erreicht werden, wie sie für die Lösung von Filtrationsaufgaben in der Praxis nötig ist. Up until now, you had to use a certain amount of fiber to use and active granular substances for the purpose of filtration action (Kieselguhr) or adsorption (activated carbon, nylon powder, silica gel), of ion exchange (Synthetic resins), the odor and taste binding (activated carbon), built into the layer were, could only in relatively small amounts, z. B. 30 percent by weight installed because with a higher amount of granular substances the layers on the lattice or grooved-profile documents brittle and for practical filtration prints were not resilient. By applying sintered top layers on one or both sides on at least one of the two surfaces of the filter material, the amount of Granular substances that can be introduced into a layer are significant (up to 60 percent by weight) increased and nevertheless no compressive strength can be achieved for the entire shift, as it is necessary for solving filtration tasks in practice.

Bei Verwendung von faserigen Materialien für die Herstellung von Filterschichten können bedeutend höhere Filtrationsdrücke zur Anwendung gelangen, bevor die Filtersohichten durch die Profilierung der Auflageelemente deformiert werden. Bei gleichen Arbei, tsdrücken auf Filterschichten nach der Erfindung dürfen die Stützweiten der Unterlagsprofilierun gen entsprechend größer sein, was z. B. die Verwendung von Unterlagen mit geringem Herstellungsaufwand gestattet. When using fibrous materials for the manufacture of Filter sheets can be used with significantly higher filtration pressures, before the filter layers are deformed by the profiling of the support elements will. With the same work, tpressures on filter sheets according to the invention are allowed the spans of the Unterlagprofilierun conditions be correspondingly larger, which z. B. the use of documents with little production effort is permitted.

Starke Druckstöße, wie sie bei der Filtration auftreten können, vermögen den Faserverband dank der gesinterten Deckschicht nicht zu lockern oder die Schicht gar zu zerstören, so daß eine erhöhte Sicherheit für den Ablauf einer Filtration geboten wird. Strong pressure surges, such as those that can occur during filtration, are capable of doing this not to loosen the fiber structure thanks to the sintered top layer or the layer even to be destroyed, so that increased security for the process of a filtration is offered.

Die Erfindung ist an Hand einer sohematischen Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Es zeigt F 1 g. 1 eine Gesamtvorrichtung zum Auftrag einer gesinterten Deckschicht auf die eine Oberflächenseite der Filterschicht, F 1 g. 2 eine Anlage zur beidseitigen Beschichtung eines Filterschichtbandes und Fig. 3 eine Anlage zur beidseitigen Beschichtung von zugeschnittenen Filtersohicht-Formaten. The invention is based on a schematic representation of a device explained for the implementation of the procedure. It shows F 1 g. 1 an overall device for applying a sintered cover layer to one surface side of the filter layer, F 1 g. 2 a system for coating a filter layer on both sides and 3 shows a system for the double-sided coating of cut filter layer formats.

Die Vorrichtung 1, in der eine Filterschicht in Form einer Bahn oder zugeschnittener Formate mit einer aufgesinterten Deckschicht versehen wird, hat folgenden Aufbau: Ein Siebband 2 läuft über angetriebene Rollen 3 und transportiert ein endloses -oder bereits in Formate geschnittenes Band 4 von Fllterschichtmaterial in der Pfeilrichtung P. Über diesem Filterschichtmaterialband ist eine Vorrichtung 5, 5 a angeordnet, welohe Thermoplastpulver gleichmäßiger - Körnung auf das laufende Filtersehichtmaterial 4 streut. Die Pulverstreuvorrichtung kann beispielsweise eine durch Elektromagnete gesteuerte Sohüttelrinne 5 a aufweisen, wobei die Größe der Schüttelbewegung für eine genaue Mengendosierung des Pulvers auf dem Filtermaterial verwendet wird. Das Thermoplastpulver wird aus einem entsprechenden Vorratsbehälteer 5 über der SohüttelrinneSa der letzteren zugeführt. Das allenfalls neben das Filtermaterial, oder bei gelochten Formaten durch die öffnungen durchfallende Thermoplastpulver wird in einer Auffang- schale 5b, welche zwisohen den Antriebswalzen 3 und unter der Sohüttelnnne:Sa und unter dem Filtermaterial 4 angeordnet ist, zur weiteren Verwendung gesammelt. Als Thermoplastmaterial kann vorzugsweise Polyäthylen, aber auch Nylon, Polypropylen verwendet werden. The device 1, in which a filter layer in the form of a web or cut formats is provided with a sintered top layer The following structure: A sieve belt 2 runs over driven rollers 3 and is transported an endless band 4 of filter layer material, or one that has already been cut into formats in the direction of the arrow P. There is a device over this band of filter sheet material 5, 5 a arranged, welohe thermoplastic powder more evenly - grain on the running Filter layer material 4 scatters. The powder scattering device can, for example, be a Have solenoid controlled Sohüttelrinne 5 a, the size of the Shaking movement for an exact dosage of the powder on the filter material is used. The thermoplastic powder is taken from a suitable storage container 5 via the SohüttelrinneSa of the latter. In addition to the filter material, or thermoplastic powder falling through the openings in the case of perforated formats is in a catchment shell 5b, which between the drive rollers 3 and below der Sohüttelnnne: Sa and is arranged under the filter material 4, for further Usage collected. As a thermoplastic material can preferably be polyethylene, but nylon, polypropylene can also be used.

Das mit Thermoplastpulver bestreute Filtermaterial wird auf eine zweite, durch Walzen 6 angetriebene Transport- bzw. Siebstrecke 7 gebracht und vermittels dieser durch einen Sinterofen 8 geführt. In diesem Ofen, der zweckmäßigerweise einen Infrarotstrahl er aufweist, wird durch strahlende Wärme das Thermoplastpulver so weit zum Schmelzen. gebracht, daß gerade eine gegenseitige Aneinandersinterung der einzelnen Thermoplastkörner erfolgt, so daß eine poröse, aber äußerst zähe Deckschicht entsteht. Anschließend passiert das nunmehr beschichtete Filtermaterial-4 eine Kühlvorrichtung, wo aus Düsen 9 Frischluft vermittels eines Gebläses 10 auf die Oberfläche des Filtermaterials 4 geblasen -wird. Damit sind das Filterband zusammenhängend oder die bereits in Formate geschnittenen Filterabschnitte manipulierfähig, können also ohne weiteres der Weiterverarbeitung, eventuell der Verpackung, zugefiit werden. Bei Verwendung von Polyäthylen-Pulver wird der Ofen auf etwa 1600 C aufgeheizt. The filter material sprinkled with thermoplastic powder is placed on a second, driven by rollers 6 transport or screening section 7 brought and mediated this passed through a sintering furnace 8. In this furnace, which is conveniently a If it has infrared rays, the thermoplastic powder becomes like this through radiant heat far to melt. brought that just a mutual sintering of the individual thermoplastic grains takes place, so that a porous, but extremely tough cover layer arises. Then the now coated filter material-4 passes through a cooling device, where from nozzles 9 fresh air by means of a fan 10 on the surface of the filter material 4 is blown. This means that the filter band is contiguous or that is already in Formats of cut filter sections can be manipulated, so they can easily for further processing, possibly for packaging. Using The furnace is heated to around 1600 C using polyethylene powder.

Soll ein zusammenhängendes -Filtermaterialband im fortlaufenden Arbeitsgang auf der Oberseite und Unterseite beschichtet werden, so kann dies mit einer Anlage nach Fig. 2 geschehen. Das aus der Fabrikation anlaufende Filtermaterialband wird auf einer Vorrichtung 1 (Fig. 1) auf der Oberseite beschichtet, indem es die erste Vorrichtung 1 in Richtung des Pfeiles P1 durchläuft In Transportrichtung P1 gesehen, befindet sich hinter der Vorrichtung 1 zur Beschichtung der Oberseite des Filtermaterialbandes 4 eine Wendewalze 11, durch die Idas Band so gewendet wird, daß es - in Richtung des Pfeiles, verlaufend - mit der bisherigen Oberseite nach unten gekehrt ist. Auf diesem Transportweg durchläuft das Band wieder eine zweite -Vorrichtung 1, durch welche die bisherige Unterseite mit einer gesinterten Deckschicht versehen wird. Nachher wird das Band durch eine zweite Wendewalze 12 in die urspningliche Richtung Pi geführt. Es kann auch die Wendewalze 12 weggelassen werden, so daß nach der beidseitigen Beschichtung das Band 4 in Richtung P2 der Weiterverarbeitung zugeführt wird. Should a continuous filter material band in a continuous operation are coated on the top and bottom, this can be done with a system done according to FIG. The filter material band starting from the production is on a device 1 (Fig. 1) coated on top by adding the first Device 1 passes through in the direction of the arrow P1, seen in the transport direction P1, is located behind the device 1 for coating the top of the filter material strip 4 a turning roller 11, through which Idas belt is turned so that it - in the direction of the arrow, running - with the previous top facing down. on The belt again passes through a second device 1 on this transport path which the previous underside is provided with a sintered top layer. The strip is then moved in the original direction by a second turning roller 12 Pi led. The turning roller 12 can also be omitted, so that after the two-sided Coating the tape 4 is fed in the direction P2 for further processing.

Die beidseitige Beschichtung von zugeschnittenen Filterschichfformaten kann durch die Anlage gemäß F i g. 3 erfolgen, indem Idas durch eine Vorrichtung 1 oberseitig beschichtete Filtermaterialband 4 durch einen Stanzapparat 13 in Formate 14 geschnitten wird. Diese Formate werden in einerWendemasohine 15 mit der bereits beschichteten einen Seite nach unten gelegt und anschließend in einer weiteren Vorrichtung 1 auf der vorherigen Unterseite beschichtet. The double-sided coating of cut filter sheet formats can by the system according to F i g. 3 done by Idas through a device 1 filter material band 4 coated on the top by a punching apparatus 13 in formats 14 is cut. These formats are in a reversing machine 15 with the already coated one side down and then in another device 1 coated on the previous underside.

Claims

For the measures of the process claims 2 to 4 is only in context strived for with the main claim patent protection.

Claims: 1. Filter layer made of predominantly granular and small Share of fibrous material in connection with a (3itter or groove profile having Document, you rch, marked e i c h n e t that at least on the filtrate side to increase the mechanical strength of the filter layer Sintered porous cover layer made of thermoplastic grains sintered together that adhere to the substrate.

2. A method for producing the filter layer according to claim 1, characterized characterized in that the filter layer is in a horizontal plane under a device is moved past, which the thermoplastic grains in dosed quantities on the surface the filter layer evenly distributed, and that the sprinkled filter layer then heated to the sintering temperature of the thermoplastic, and then cooled.

3. The method according to claim 2, characterized in that for both sides Coating the band-shaped filter layer is deflected around 1800 and then one second facility for Dosing the thermoplastic grains, a second heating device and fed to a second cooling device.

4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that that the thermoplastic grains melted so far in the heating device that a mutual sintering of the individual grains is taking place, so that a porous cover layer remains.

Considered publications: German patent no. 736 283; German Auslegeschrift No. 1 119 230, 1 119 828; USA No. 2,787,572; Technical Rundschau magazine, Bern, 1957, No. 35 (August 16), P. 19 and 21.