DE1945048A1 - Plastic packing or filler element - Google Patents

Plastic packing or filler element

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Merkel Asbest & Gummiwerke
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Abstract

Element is made from a poorly wettable plastic by having its surface roughened. It is pref. of rosette shaped prismatic section with a number of inwardly and outwardly directed pleats or indentations and its length does not appreciably exceed its diameter.

Description

Füllkörper aus schlecht benetzbarem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllkörper für Kolonnen, der aus schlecht benetzbarem Kunststoff besteht. Packing of poorly wettable plastic The invention relates on a packing for columns made of poorly wettable plastic consists.

Füllkörper werden bislang hauptsächlich aus keramischen und metallischen Werkstoffen hergestellt. Diese Werkstoffe haben den Nachteil hohen Gewichts sowie hoher Kosten oder geringer chemischer Beständigkeit. Diejenigen Kunststoffe, die sich wegen hoher chemischer Beständigkeit und geringen Gewichts als Füllkörpermaterial anbieten, konnten sich in der Praxis doch noch nicht durchsetzen, weil ihre Benetzbarkeit zu gering ist.So far, filling bodies are mainly made of ceramic and metallic Materials made. These materials have the disadvantage of heavy weight as well high cost or low chemical resistance. Those plastics that due to its high chemical resistance and low weight as a packing material have not yet been able to establish themselves in practice because of their wettability is too low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Benetzbarkeit von Kunststoff für die Verwendung als Füllstoff zu verbessern, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß die Oberfläche des Füllkörpers aufgerauht ist0 Diese Aufrauhung, die auf mechanischem, physikalischem oder chemischem Wege hergestellt sein kann, bewirkt, daß die tatsächlich vorhandene Füllkörperoberfläche in entscheidend besserem Maße ausgenutzt wird. Es wurde weiterhin festgestellt, daß der Benetzungsgrad dadurch noch verbessert werden kann, daß der Füllkörper eine bestimmte Gestalt erhält, und zwar erfindungsgemäß eine prismatische, im Querschnitt rosettenförmige Gestalt mit einer Vielzahl von nach innen bzw. nach außen gerichteten Faltungen oder lin- bzw. Ausbuchtungen0 Wie man festgestellt hat, verhindert diese vielgegliederte Oberflächengestalt, daß sich großflächig auftreffende Flüssigkeit zu Rinnsalen geringer Oberflächenerstreckung zusammenzieht0 Die Mikrogliederung der Oberfläche infolge deren Rauhigkeit und ihre-Makrogliederung infolge der besonderen Gestalt des Füllkörpers wirken somit zusammen.The invention is based on the object of the wettability of plastic to improve for use as a filler, which is achieved according to the invention is that the surface of the filling body is roughened 0 This roughening that on can be produced mechanically, physically or chemically, causes that the actually existing packing surface in a significantly better degree is exploited. It was also found that the degree of wetting thereby can still be improved that the filler body is given a certain shape, and although according to the invention a prismatic shape with rosette-shaped cross-section a multitude of inward or outward-facing folds or lin- or Bulges0 As has been established, this highly structured surface structure prevents that large-area impinging liquid forms rivulets with a small surface area contracts0 The micro-structure of the surface due to its roughness and its macro-structure as a result of the special shape of the filler body, they work together.

Es ist vorteilhaft, wenn die Länge des Füllkörpers seinen Durchmesser nicht wesentlich übersteigt. Insbesondere kann die Länge abmessung etwa das 1,2- bis 1,6-fache des Durchmessers betragen.It is advantageous if the length of the filling body corresponds to its diameter does not significantly exceed. In particular, the length dimension can be about 1.2- up to 1.6 times the diameter.

Der Querschnitt ist vorteilhafterweise sternsymmetrisch.The cross section is advantageously star-symmetrical.

Die mechanische Aufbauung der Füllkörperoberfläche kann beispielsweise durch Sandstrahlen, Schmirgeln, Kratzen mit Klingen oder dergleichen erfolgen.The mechanical structure of the packing surface can for example be done by sandblasting, sanding, scratching with blades or the like.

Auf physikalischem Wege kann die Aufrauhung nach der Erfindung dadurch erzielt werden, daß ein wenigstens in den Oberflächenbereich des Werkstoffs in feiner Verteilung eingebrachter Zusatzstoff nach der Formung des Füllkörpers entfernt wird. Der Zusatzstoff kann nach der Erfindung insbesondere durch ein Lösungsmittel ausgewaschen werden. In diesem Falle wird er dem Kunststoff vor dessen Verarbeitung zweckmäßigerweise in fester und pulverförmiger Gestalt beigemischt, An denjenigen Stellen der Füllkörperoberfläche, an denen eine Partikel des Zusatzstoffs ausgewaschen wurde, verbleibt anschließend eine an der Bildung der Oberflächenrauhigkeit beteiligte Poren Der Zusatzstoff kann auch durch Verdampfung oder Zersetzung bei erhöhter Temperatur herausgetrieben werden. In diesem Falle braucht er in dem Kunststoff nicht in heterogener Verteilung vorzuliegen, sondern kann er auch homogen verteilt beigemischt sein0 Er kann also auch beispielsweise eine Flüssigkeit sein.In a physical way, the roughening according to the invention can thereby be achieved that at least one in the surface area of Material added in fine distribution after the filling body has been formed Will get removed. According to the invention, the additive can in particular by means of a solvent be washed out. In this case it is the plastic before it is processed expediently mixed in in solid and powdery form, to those Places on the surface of the packing where a particle of the additive has been washed out then remains one involved in the formation of the surface roughness Pores The additive can also be produced by evaporation or decomposition at elevated temperature be driven out. In this case it does not need to be heterogeneous in the plastic Distribution, but it can also be mixed in homogeneously distributed0 It can therefore also be a liquid, for example.

Weiterhin kann die Oberfläche des Füllkörpers auch durch chemische Ätzung aufgerauht werden, wie es an sich bekannt ist.Furthermore, the surface of the filling body can also be chemically Etching be roughened, as it is known per se.

Schließlich kann die Oberflächenrauhiqkeit auch durch die Anwesenheit eines Füllstoffs bewirkt sein.Finally, the surface roughness can also be caused by the presence a filler.

Es können auch verschiedene Aufrauhungsverfahren miteinander verbunden werden. So kann beiselsweise ein Füllkörper, dessen Oberfläche mit einem Füllstoff angereichert ist, chemisch angeätzt werden, wodurch nicht nur die übliche Ätzungsrauhigkeit entsteht, sondern auch die in der Oberfläche. befindlichen Füllstoffpartikel freigelegt werden.Different roughening processes can also be combined with one another will. So, for example, a filler, its surface with a filler is enriched, can be chemically etched, which not only results in the usual etching roughness arises, but also in the surface. located filler particles exposed will.

Als besonders vorteilhaft wird es gemäß der Erfindung angesehen, wenn der Füllkörper wenigstens im Oberflächenbereich porös ist.According to the invention, it is considered particularly advantageous if the filling body is porous at least in the surface area.

Die Porosität kommt-beispielsweise durch die oben beschriebene Entfernung eines Zusatzstoffs zustande. Insbesondere ist die Porosität dann vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung der Füllkörper auch noch mit einem Katalysator versehen wird0 Dieser Katalysator soll vor der endgültigen Formung des Füllkörpers in feiner Verteilung wenigstens in dessen Oberflächenbereich eingebracht werden, wobei die Oberfläche später geätzt wird, so daß der Katalysator frei liegt, Als Werkstoff für Füllkörper gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere Fluorkunststoffe, und zwar nicht nur ihrer hohen chemischen Beständigkeit wegen, sondern vor allem auch wegen ihrer größeren Festigkeit bei angehobenen Temperaturen.The porosity comes from, for example, the removal described above of an additive. In particular, the porosity is advantageous when According to the invention, the packing is also provided with a catalyst0 This catalyst should be finely divided before the final shaping of the packing be introduced at least in its surface area, the surface is later etched so that the catalyst is exposed, as a material for packing According to the invention, fluoroplastics are particularly suitable, and not only Because of their high chemical resistance, but above all because of their larger size Strength at elevated temperatures.

Wenn die erfindungsgemäße Oberflächenaufrauhung von besonderem Vorteil auch bei Füllkörpern mit dem oben beschriebenen Rosettenquerschnitt ist, läßt sie sich doch auch bei anderen Füllkörperformen anwenden, Beispielsweise können PTFE-Drähtet aus denen später netz-, gitter- oder gewebeartige Füllkörper hergestellt werden, unmittelbar nach der Extrusion mechanisch aufgerauht werden, indem sie beispielsweise geschmirgelt, geschabt oder geschliffen werden0 Körper mit rosettenförmigem Querschnitt, von denen ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in der Figur veranschaulicht ist, können auf mechanischem Wege nicht so leicht aufgerauht werden, weil Teile ihrer Oberfläche schlecht zugänglich sind. In diesen Fällen eignet sich besser die chemische Aufrauhung durch Ätzen.If the surface roughening according to the invention is of particular advantage even with fillers with the rosette cross-section described above, it leaves can also be used for other types of packing, for example PTFE wires from which net, grid or fabric-like fillers are later made, are mechanically roughened immediately after the extrusion, for example by be sanded, scraped or sanded 0 body with a rosette-shaped cross-section, an advantageous embodiment of which is illustrated in the figure, cannot be roughened so easily by mechanical means because parts of their Surface are difficult to access. In these cases the chemical is better suited Roughening by etching.

Polytetrafluoräthylen wird beispielsweise in bekannten Verfahren mit Natrium geätzt0 Wie aus der Figur hervorgeht, kann der dargestellte Körper durch Extrusion und Ablängen hergestellt werden.Polytetrafluoroethylene is used, for example, in known processes with Sodium etched0 As can be seen from the figure, the body shown can pass through Extrusion and cutting to length are made.

Die Figur zeigt weiterhin, daß durch die erfindungsgemäße Rosettenform eine vorzügliche Raumausnutzung ermöglicht wird0 Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Polytetrafluoräthylen vor der Formgebung, also beispielsweise vor der Extrusion, ein Zusatzstoff zugesetzt, der sich bei dem nachfolgenden Sintervorgang rückstandslos zersetzt Ein solcher Zusatzstoff ist beispielsweise Polymethylmetakrylat, das bei Sintertemperatur von PTFE flüchtig ist. Nach dem Sintern bleibt ein poröses, schwammartiges Gebilde zurück, dessen Porengröße durch die Teilchengröße der zu vergasenden Zusatzstoffe bestimmt wird0 Grobe Porosität erreicht man somit durch Verwendung grobpulverigen oder körnigen Zusatzstoffs, während feine Porosität durch Verwendung entsprechend feinpulveriger Zusatzstoffe erreicht wird0 Die Teilchengröße liegt beispielsweise bei 5 um. Auch solche porösen Füllkörper werden vorteilhafterweise später noch durch Ätzung in ihrer Benetzbarkei t verbessert.The figure also shows that by the rosette shape according to the invention an excellent utilization of space is enabled0 In a further embodiment the invention is polytetrafluoroethylene prior to molding, so for example before extrusion, an additive is added, which is then used in the subsequent sintering process decomposes without leaving any residue Such an additive is, for example, polymethyl methacrylate, which is volatile at the sintering temperature of PTFE. After sintering, a porous, spongy structure back, whose pore size depends on the particle size of the to gasifying additives is determined0 Coarse porosity is thus achieved through Use coarse powder or granular additive, while fine porosity through Use of appropriately fine-powdered additives is achieved0 The particle size is, for example, 5 µm. Such porous filling bodies are also advantageous later improved in their wettability by etching.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Oberflächenporositzt dadurch erzielt, daß der äußeren Oberflächenschicht des extrudierten Körpers eine flüchtige Flüssigkeit beigemischt wird, die bei der Extrusionstemperatur nach dem Austritt des Materials aus der Düse schlagartig verdampft und dabei die Oberfläche porös aufreißt, Bei Pasteextrusion kann diese Flüssigkeit in oder vor der Düse von außen in das zu extrudierende Material eingepreßt werden.According to a further embodiment, the surface porosity is seated achieved in that the outer surface layer of the extruded body a volatile liquid is added, which at the extrusion temperature after When the material emerges from the nozzle, it suddenly evaporates and the surface is removed tears porous, with paste extrusion, this liquid can be in or in front of the nozzle of outside pressed into the material to be extruded.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch körnige Zusatzstoffe beigemischt werden, die anschließend mittels eines Lösungsmittels oder eines zersetzenden Mittels ausgewaschen werden0 Beispielsweise kann Kochsalz beigemischt werden, das anschließend durch Wasser ausgewaschen wird0 Das den Zusatzstoff enthaltende Material kann auf die Außenbereiche beschränkt sein. Es können auch körnige Zusatzstoffe verwendet werden, die durch das den Kunststoff angreifende Ätzmittel zunächst in der Oberfläche aufgedeckt und anschließend durch dieses Mittel zersetzt werden.According to a further embodiment, granular additives can also be used are added, which then by means of a solvent or a decomposing Be washed out by means of0 For example, table salt can be added to the is then washed out by water0 the material containing the additive can be limited to the outside areas. There can also be granular additives are used, which by the etchant attacking the plastic initially in exposed on the surface and then decomposed by this agent.

Ausführungsbeispiele, bei denen die Oberflächenrauhigkeit von Füllstoffen hervorgerufen oder verstärkt ist, enthalten beispielsweise Asbestfasern, Glimmer oder Kieselgur Analog wirken auch andere faserige, poröse oder flächigkristalline Füllstoffe. Ihre Wirkung wird entscheidend verbessert, wenn die Füllkörperoberfläche anschließend an die Formgebung geätzt wird, so daß die Füllstoffe freigelegt werden. Bei Verwendung von pasteextrudiertem Polytetrafluoräthylen kann die Ätzung vor oder nach der Sinterung durchgeführt werden.Embodiments in which the surface roughness of fillers caused or reinforced contain, for example, asbestos fibers, mica or kieselguhr, other fibrous, porous or flat-crystalline structures have an analogous effect Fillers. Their effect is decisively improved when the packing surface is then etched to the shape so that the fillers are exposed. When using paste-extruded polytetrafluoroethylene, the etching can take place before or be carried out after sintering.

Auch Katalysatoren, die dem Werkstoff vor der Formgebung beigemischt sind, werden zweckmäßigerweise durch Ätzung freigelegt0 Manche Katalysatoren können auch nach der Formgebung vor oder nach dem Sintern in die Füllkörperoberfläche und deren Poren eingebracht werden.Also catalysts, which are added to the material before shaping are expediently exposed by etching0 Some catalysts can also after shaping before or after sintering into the packing surface and whose pores are introduced.

Andere können gemeinsam mit den die Porosität verursachenden( später ausgetriebenen Zusatzstoffen eingebracht werden0 Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Katalysatorpartikel mit den Zusatzstolfp&rtikeln derart innig vereint sind, daß der Katalysator jeweils in den von dem Zusatzstoff zurückgelassenen Poron veleibt und nicht oder nur wenig in don Füllkörporwsrkstoff eingebettet ist.Others, together with those causing the porosity (later expelled additives are introduced0 It may be advantageous to when the catalyst particles are so intimately united with the additive particles are that the catalyst in each case in the poron left by the additive remains and is not or only slightly embedded in the filler material.

Nach dem Verbrauch des Katalysators kann erß falls er wertvoller Natur ist, dadurch zurückgewonnen werden, daß man den Füllkörperwerkstoff durch Erhitzung sich zersetzen läßt, Polyolefine und Fluorkunststoffe können auf diese Weise rückstandslos vom Katalysator entfernt werden0After the catalyst has been used up, it can be used if it is of a valuable nature is to be recovered by heating the packing material can be decomposed, polyolefins and fluoroplastics can in this way leave no residue removed from the catalytic converter 0

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE Füllkörper aus schlecht benetzbarem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche aufgerauht ist. PATENT CLAIMS Packing made of poorly wettable plastic, thereby characterized in that its surface is roughened. 20 Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er prismatische, im Querschnitt rosettenförmige Gestalt mit einer Vielzahl von nach innen bzw. nach außen gerichteten Faltungen oder Ein- bzw. Ausbuchtungen besitzt.20 filler according to claim 1, characterized in that it has prismatic, in cross-section rosette-shaped shape with a multitude of inwards and outwards has outwardly directed folds or indentations or bulges. 3. Füllkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Länge den Durchmesser nicht wesentlich übersteigt.3. Filler body according to claim 2, characterized in that its length does not significantly exceed the diameter. 4. Füllkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge etwa das 1s2- bis 1,6-fache des Durchmessers beträgt.4. Filler body according to claim 3, characterized in that the length about 1s2 to 1.6 times the diameter. 5. Füllkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch-gekennzeichnet, daß der Querschnitt sternsymmetrisch ist.5. Filling body according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the cross-section is star-symmetrical. 6. Verfahren zur Aufrauhung der Oberfläche des Füllkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mechanisch aufgerauht wird0 70 Verfahren zur Aufrauhung der Oberfläche des Füllkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wenigstens in den Oberflächenbereich des Werkstoffs in feiner Verteilung eingebrachter Zusatzstoff nach der Formung des Füllkörpers entfernt wird.6. A method for roughening the surface of the packing according to claim 1, characterized in that the surface is mechanically roughened 0 70 process for roughening the surface of the filling body according to claim 1, characterized in that that at least one in the surface area of the material in fine distribution introduced additive is removed after the molding of the filler body. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff fest und pulverförmig ist und durch Lösung entfernt wird0 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff durch Verdampfung oder Zersetzung bei erhöhter Temperatur entfernt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the additive is solid and powdery and is removed by solution0 9. The method according to claim 7, characterized in that the additive by evaporation or decomposition is removed at an elevated temperature. 10. Verfahren zur Aufrauhung der Oberfläche des Füllkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie geätzt wird.10. A method for roughening the surface of the packing according to claim 1, characterized in that it is etched. 11. Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch die Anwesenheit eines Füllstoffs bewirkt wird.11. Filler body according to claim 1, characterized in that the surface roughness caused by the presence of a filler. 12. Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens im Oberflächenbereich porös ist.12. Filler according to claim 1, characterized in that it is at least is porous in the surface area. 13. Füllkörper nach inem der Ansprüche 1, 11 oder -12, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Katalysator enthält.13. Filler body according to one of claims 1, 11 or -12, characterized in that that it contains a catalyst. 14. Verfahren zur Herstollung eines Füllkörpers nach Anspruch 13, dadurch gekennz-ichnet daß der Katalysator vor der endgülteigen Formung des Füllkörpers in feiner Verteilung wenigstens in dessen Oberflächenbereich eingebracht wird und die Oberfläche später geätzt wird.14. A method for producing a packing according to claim 13, characterized in that the catalyst prior to the final shaping of the packing is introduced in a fine distribution at least in its surface area and the surface is later etched. 15. Füllkörper nach einem der Ansprüche 1 und 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Fluorkunststoff hergestellt ist0 L e e r s e i t e15. Filling body according to one of claims 1 and 11 to 13, characterized in that that it is made of a fluoroplastic0 L e r s e i t e
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