DE1963747A1

DE1963747A1 - Fluessiger Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen

Info

Publication number: DE1963747A1
Application number: DE19691963747
Authority: DE
Inventors: Rowley Martin Eugene; Clarke Gerard Joseph
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1969-01-02
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1970-07-23
Also published as: NL6916878A; US3645938A; FR2027642A1; IL33652A0

Description

Eastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Flüssiger Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen

Die Erfindung betrifft einen flüssigen Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen, der aus einem organischen Lösungsmittel, einem synthetischen Polymerisat und gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen besteht.

Die technische Entwicklung auf dem Gebiet der sogenannten "Umkehrosmose-Verfahren" zur Reinigung von Salz- oder Brackwasser ist noch verhältnismäßig jung. In diesen "Umkehrosmose-Verfahren", nachfolgend als "RO-Verfahren" bezeichnet, wird eine Spezialmembran, welche die besondere Fähigkeit hat, verhältnismäßig reines Wasser durchzulassen und Salz oder andere gelöste Stoffe zurückzuhalten, über längere Zeiträume hinweg

2
einer. Druck von einigen 10 kg/cm ausgesetzt. Während dieser Druckbehandlung fließt das gereinigte Wasser langsam durch die Membran und wird dann den verschiedensten Verwendungszwecken zugeführt. In manchen Fällen, beispielsweise in Verfahren zum Eindicken von Fruchtsäften, wird das konzentriertere Material verwendet.

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Es sind bereits verschiedene Anlagen bekannt, in denen geeignete Membranen für die "Umkehrosmose" auf vielerlei Art und Weise verwendet werden. Als die am besten geeigneten Membranen, die auch die breiteste Verwendung und Anerkennung gefunden haben, haben sich die Cellulosemembranen, z. B. CeI-luloseacetatmembranen, erwiesen, die nach speziellen Verfahren hergestellt werden, wie sie beispielsweise aus den USA-Patentschriften 3 344 214 und (U. S. Serial No. 709 195) sowie

(U. S. Serial No. 709 226),

bekannt sind.

Die wirtschaftlichste Vorrichtung, in der solche speziellen Membranen für die Umkehrosmose verwendet werden können, erfordert ziemlich große Folien oder Rc s aus diesem Membranmaterial, deren gesamte Oberflächen _;£i-se unter den hohen Drucken der RO-Verfahren absolut dicht sein müssen. Die meisten Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung technisch brauchbarer RO-Membranen sind jedoch aus praktischen Gründen bezüglich der Größe und der Gestalt der einzelnen Stücke (oder Rollen) der RO-Membran ziemlich begrenzt. Um nun die technisch herstellbaren RO-Membranen für wirtschaftlich arbeitende RO-Verfahrensvorrichtungen geeignet zu machen, müssen oft Stücke oder Streifen der Membran miteinander verklebt werden. Die dabei erhaltenen Verklebungssteilen müssen dann weitgehend dicht sein, damit sie überhaupt verwendet werden können. Außerdem müssen sie sehr fest sein, damit sie unter den auftretenden, verhältnismäßig hohen Drucken nicht brechen.

Eine weitere, sehr spezielle Anforderung, der ein für diese Art der Verwendung geeigneter Klebstoff genügen muß, ist die, daß er imstande sein muß, auch solche Celluloseacetat-membranen

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miteinander zu verkleben, die mit Wasser vollständig gesättigt und "nass" sind. Dies ist deshalb erforderlich, weil die meisten aus Celluloseacetat hergestellten RO-Membranen in diesem nassen Zistand gelagert und schließlich auch verwendet werden müssen, wobei die stark porösen Membranen im allgemeinen in mit Wasser gefüllten (oder mindestens sehr feuchten) Behältern bis zu ihrer Verwendung gelagert werden.

Eine weitere Anforderung, die an einen zu diesem Zweck geeigneten Klebstoff gestellt werden muß, ist die, daß er eine starke Verklebung der mit Wasser benetzten Membranoberflächen ergeben muß, ohne daß sich dabei die Membranen verbiegen, schrumpfen oder auf andere Art und Weise die erwünschte ursprüngliche Gestalt verändern. Außerdem muß ein solcher Klebstoff in flüssigem oder fließfähigem Zustand vorliegen und die Endverklebung muß ohne Anwendung von Wärme erfolgen.

Allen diesen Anforderungen muß ein zu diesem Zweck verwendeter Klebstoff genügen. Aus dem einen oder anderen dieser Gründe versagen viele dieser Klebstoffe, wie z. B. viele "Lösungsmittel" für Celluloseacetat, die an sich zur Lösung dieses Problems geeignet wären. So ist beispielsweise Aceton nicht geeignet, da es eine unerwünschte starke Verformung und Schrumpfung der Membran hervorruft.

Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen zur Verfügung zu stellen, der die oben geschilderten Nachteile nicht aufweist und insbesondere imstande ist, mit Wasser benetzte/Celluloseacetatmembranen miteinander zu verkleben, ohne daß diese dabei übermäßig verformt werden oder ihre Dimensionsstabilität verlieren.

/~ oder feuchte (engl. "wet")

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Es wurde nun ein flüssiger Klebstoff gefunden, der allen diesen an ihn gestellten Anforderungen genügt.

Gegenstand der Erfindung ist ein flüssiger Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen, bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem synthetischen Polymerisat und gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er

a) zijmindestens 25 Gew.-I aus 2-Äthoxyäthylacetat und/oder Methyläthylketon als organischem Lösungsmittel und

b) zi^nindestens 2 Gew.-I aus mindestens einem in dem organischen Lösungsmittel gelösten, mit Celluloseacetat-kompatiblen synthetischen Polymerisat besteht.

Der flüssige Klebstoff der Erfindung besitzt vorzugsweise eine Viskosität von mindestens etwa 10 cP. Das 2-Äthoxyäthylacetat oder das Methyläthylketon können gewünschtenfalIs das einsige organische Lösungsmittel in dem Klebstoff der Erfindung sein. Er kann aber auch noch andere organische Stoffe enthalten, sofern sie in diesem Lösungsmittel gelöst sind und die bei Verwendung des Klebstoffs mit den oben genannten beiden Grundkomponenten erzielbaren günstigen Ergebnisse nicht wesentlich beeinträchtigen.

Beispiele für andere organische Stoffe, die in dem flüssigen Klebstoff der Erfindung enthalten sein können, sind Farbstoffe, welche die Aufgabe haben, die Flächen auf den nassen Membranen, auf die der Klebstoff aufgetragen wird, leichter sichtbar zu machen, und andere polymere Stoffe, z. B. Poly(o<-methylstyrol), das als Mittel zur Verbesserung des Haftvermögens dient und in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer

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Menge von etwa 0,2 bis etwa 7 Gew.-I, bezogen auf den flüssigen Klebstoff, zugesetzt wird. Gewünschtenfalls können in dem flüssigen Klebstoff der Erfindung auch dispergierte Pigmente enthalten sein.

Beispiele, für die unter b) genannten synthetischen Polymerisate sind Vinyl-Acryl-Mischpolymerisate, sowohl die normalen Mischpolymerisate als auch die Pfropfmischpolymerisate,, carboxylierte Polyvinylacetate (beispielsweise die unter dem Handelsnamen "Gelva" erhältlichen Produkte der Monsanto Company), Arylsulfonamid-Formaldehydharze (z. B. das unter dem Handelsnamen "Santolite MHP" erhältliche Produkt der Monsanto Company) und mit Celluloseacetat kompatible, in Wasser unlösliche CeI-lulosepolymerisate mit einer grundmolaren Viskositätszahl von mindestens etwa 0,2, z. B. Celluloseacetat; es können aber auch Mischungen dieser Polymerisate verwendet werden.

Die Gesamtmenge der in dem flüssigen Klebstoff der Erfindung enthaltenen synthetischen Polymerisate beträgt vorzugsweise etwa 2 bis etwa 40 Gew.-I. Umgekehrt macht die Menge an organischem Lösungsmittel etwa 60 bis etwa 98 Gew.-I des flüssigen Klebstoffs der Erfindung aus.

Die in dem Klebstoff der Erfindung gegebenenfalls vorhandenen kompatiblen Weichmacher, z. B. Dibutylphthalat oder Butylbenzylphthalat, liegen vorzugsweise in einer Menge von weniger als etwa 10 Gew.-I, bezogen auf die Polymerisate, vor.

Die Frage, ob ein Stoff mit Cellüoseacetat kompatibel oder nicht kompatibel ist, kann leicht dadurch beantwortet werden, daß man zwei Lösungen des jeweiligen Stoffs in 2-Äthoxyäthylacetat herstellt. Diese Lösungen enthalten:

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Lösung 1 Lösung 2

2-Äthoxyäthylacetat 95 Gew.-I 80 Gew.-% Celluloseacetat 2,5 10

Untersuchter Stoff 2,5 10

Man gießt O₅ 127 mm dicke Filme dieser Lösungen auf Glasplatten und läßt sie 24 Stunden lang unter Umgebungsbeclingungen trocknen. Wenn beide Filme nach dem Trocknen klar sind, ist der untersuchte Stoff mit Celluloseacetat kompatibel, in allen übrigen Fällen ist er mit Celluloseacetat nicht kompatibel.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die darin angegebenen "Teile" sind, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Zwei Kanten von RO-Membranen, die bis unmittelbar vor ihrer Verwendung unter Wasser gelagert wordenwaren, wurden mit Saugpapier abgerieben, um überschüssiges Wasser von den Oberflächen der Kanten zu entfernen. Mit Hilfe einer Bürste wurde eine kleine Menge eines Klebstoffs der folgenden Zusammensetzung

10 Teile Celluloseacetat (mit 40 % Acetylgruppen, I.V. (grundmolare Viskositätszahl) =1)

45 Teile 2-Äthoxyäthylacetat
45 Teile Methyläthylketon

mit einer Viskosität von 235 Centipoise

auf die Oberflächen der beiden miteinander zu verklebenden Membrankanten aufgetragen. Diese beiden Kanten wurden dann auf einer Breite von etwa 0,318 cm aufeinandergelegt und nach der Überprüfung ihrer richtigen Lage unter schwachem Druck mit der Hand miteinander verklebt. Die dabei erhaltene verklebte

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Membran wurde dann in Wasser gelegt. Nach einem Aufenthalt von nur einigen Minuten in dem Wasser wurden die Membranen dann fest miteinander verklebt.

Diese miteinander verklebten Membranen wurden dann einem Test unterzogen, wie er üblicherweise bei der Prüfung von Membranen für die Umkehrosmose angewendet wird, der darin bestand, daß Salzwasser mit einem Gehalt von 0,5 I NaCl über einen langen Zeitraum hinweg unter einem Druck von 42,2 kg/cm über einem Abschnitt der Verklebungsstelle gegen die Membran gepreßt wurde. Die dabei erhaltenen Werte für das Zurückhalten des Salzes und die Durchflußgeschwindigkeiten waren identisch mit denjenigen Teilen der ursprünglichen Membran/ die ohne Verklebungsstelle getestet worden war. Die bei diesem Versuch erhaltenen Ergebnisse zeigten, daß die Verklebung vollständig war, da beim Vorliegen von nur einer Haaröffnung in der Verklebungsstelle se beträchtliche Mengen der konzentrierten Salzlösung direkt durch das untersuchte Stück laufen würden, daß beträchtlich schlechtere Werte der Salzzurückhaltung erhalten würden.

Beispiele 2-10

Die in der folgenden Tabelle I angegebenen Klebstoffe erwiesen sich bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Test alle als hervorragende Klebstoffe für nasse Cellulose-Umkehrosmose-Membranen.

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Tabelle I Wirksame Klebstoffe

Beispiel Nr.	Gewichi
2.	10 90
3.	10 20
4.	10 12 12
5.	10 90
6.	10 1 20
7.	5 5 80 0,1
8.	10
	10
	60 20
9.	10 20 1
10.	10 45 45 1 1

Bestandteile

■1.6)

Celluloseacetat (I.V. 2-Äthoxyäthylacetat Vinyl-Acryl-Mischpolymerisat' ' 2-Äthoxyäthylacetat Vinyl-Acryl-Mischpolymerisat^ ·*

Methyläthylketon

2-Äthoxyäthylacetat

Celluloseacetat Methyläthylketon Vinyl-Acryl-Mischpolymerisat*· ' PolyCo^-methylstyrol) (2) 2-Äthoxyäthylacetat

Celluloseacetat Poly(methylacrylat) 2-Äthoxyäthylacetat dunkelroter löslicher Farbstoff

carboxyliertes Poly (vinyl- acetat) (3)

Arylsulfonamid-Formaldehydharz (4)

2-Äthoxyäthylacetat Methyläthylketon Vinyl-Acryl-Mischpolymerisat^)

2-Äthoxyäthylacetat Dibutylphthalat

Celluloseacetat 2-Äthoxyäthylacetat Methyläthylketon PolyK-methylstyrol) Butylbenzylphthalat

(1) Ein unter dem Handelsnamen "Resyn 26-2404" erhältliches Produkt der National Starch and Chemical Corp.

(2) Ein unter, dem Handelsnamen "Dow Resin 276-V2" erhältliches Produkt der Dow Chemical Company.

(3) Ein unter dem Handelsnamen "Gelva C-3" erhältliches Produkt der Monsanto Company.

(4) Ein unter dem Handelsnamen "Santolite NlHP" erhältliches Produkt der Monsanto Company.

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Die Klebstoffe der Beispiele 2, 3» **» 5, 9 und 10 besaßen folgende Viskositäten:

Klebstoff von Beispiel Nr.	Viskosität in Centipoises
CVl	920
3	1200
k	190
5	93
9	1200
10	250

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Claims

AQ Patentansprüche

1. Flüssiger Klebstoff zum Verkleben von Celluloseacetatmembranen, bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem synthetischen Polymerisat und gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß er

a) zu mindestens 25 Gew.-% aus 2-Äthoxyäthylacetat und/oder Methyläthylketon als organischem Lösungsmittel und

b) zu mindestens 2 Gew.-I aus mindestens einem in dem organischen Lösungsmittel gelösten, mit Celluloseacetat kompatiblen synthetischen Polymerisat besteht.

2. Flüssiger Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er

a) zu 60 - 98 Gew.-% aus dem organischen Lösungsmittel und

b) zu 2 - 40 Gew.-I aus dem synthetischen Polymerisat besteht.

3. Flüssiger Klebstoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymerisat aus Celluloseacetat, Arylsulfonamid-Formaldehydharzen, Vinyl-Acryl-Mischpolymerisaten, carboxyliertem Polyvinylacetat oder Mischungen davon besteht.

4. Flüssiger Klebstoff nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß er als weitere Zusätze organische Farbstoffe, dispergierte Pigmente, Weichmacher und/oder synthetische Harze zur Verbesserung der Haftfähigkeit enthält.

5. Flüssiger Klebstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er bis zu etwa 10 Gew.-I Weichmacher, bezogen auf das synthetische Polymerisat, enthält.

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AA

6. Flüssiger Klebstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 0,2 bis etwa 7 Gew.-* Poly(o6-methylstyrol) als synthetisches Harz enthält.

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