DE2327373C3 - Verfahren zum Herstellen eines Packungskörpers aus beschichteten Glasfasern - Google Patents

Description

zur Durchführung chemischer Reaktionen verwendet ionotropen Sols bei der Berührung mit den Glasfasern werden sowie auch für Wärmeaustauscher, die zum unter Bildung starker Säuren, die die Glaskomponen-Kühlen bzw. Erwärmen eines Mittels mit Hilfe eines ten an der Faseroberfläche herauslösen. An den wärmeübertragenden Mittels, z. B. in der Klimatechnik 50 herausgelösten Stellen beginnt dann die ionotrope dienen, verwendet werden. Polymerisation, d. h., die Schicht beginnt von der

In der schweizerischen Patentschrift 4 09 300 sind Faseroberfläche aus nach außen zu wachsen, wobei in mehrere Verfahren zur versteifenden Beschichtung von der Schicht sich die gleiche Glasstruktur ausbildet wie Fasermaterial, aus dem Packungskörper gebildet in der Faser. Hierbei können also die Reaktionswerden sollen, beschrieben. So sollen nach einem Ver- 55 nebenprodukte das Wachstum der Schicht nicht mehr fahren die Fasern mit Wasserglaslösung oder anderen stören. Der Prozeß der Schichtbildung verläuft bei kolloidalen Silikaten imprägniert und anschließend ge- gegenüber Raumtemperatur erhöhten Temperaturen trocknet werden, wobei durch Ausdampfen des Was- sehr rasch, so daß das mit dem ionotropen Sol besers oder eines anderen Lösungsmittels eine Gelschicht schichtete Glasgewebe in wenigen Sekunden fest und entsteht. Die Gelschicht wird auf den Fasern durch 60 irreversibel versteift wird. Mit dem erfindungsgemäßen Ionenaustausch verfestigt. Verfahren werden also in wesentlich kürzerer Zeit und

Nach einem anderen Verfahren werden die Fasern mit geringerem apparativen und kostenmäßigen Aufmit einem hochkonzentrierten Silikatsol beschichtet wand Packungskörper von besserer Qualität herge- und anschließend getrocknet. Verunreinigungen in der stellt, wobei die Schichtdicke auf den Glasfasern gebildeten Schicht werden mit Wasser oder Säuren 65 wesentlich geringer ist als bei den Packungskörpern, herausgelöst, so daß die Beschichtung aus einer reinen die nach den bekannten Verfahren hergestellt werden. Silikgelschicht besteht. Diese Schicht muß stufenweise Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Struktur

eetrocknet werden, und zwar zuerst bei relativ nie- eines Packungskörpers beschränkt. So kann sie bei-

3 4

• ι weise auf Packungskörper Anwendung finden, Weise die ein/einen Lagen eines Packungskörpers für

^sP^ie . geriffellen Lagen bestehen, die zur Bildung des eine Stoffaustauschkolonne mit zylindrischem Quer-

S" inuköroers zusammengebracht werden. Eben- schnitt dargestellt. .

^PaÜ b'rn ein erfindungsgemäß hergestellter Packungs- Wie aus den F i g. 1 a, Ib und 2 hervorgeht, sind

^fu TÖine wabenförmige Struktur aufweisen, wobei 5 die Glasfasern 1, die z.B. einen Durchmesser von

^^rPnnP schnitte der Strömungskanäle e;.i Vieleck, 5 bis 12 μ aufweisen, eines Glasfaserbündels nach

η "n Quadrat oder ein Sechseck, bilden. Ebenfalls ihrer Versteifung mit einer glasartigen Schicht Z be-

?· Il struktur eines solchen Packungskörpers auch deckt, die chemisch mit den Oberflächen der Ulas-

_kann die sir _{n aufgewickelten Bandi we}i_{ches in} f_asern verbunden ist. Bei der Beschichtung (Befeuchten

rSungsgemäßen Weise hergestellt ist, bestehen. io und anschließendem Trocknen in einem Tcmpcratur-

^dei !«υ einem nichtselbsttragendem Grundmaterial bereich von Raumtemperatur b.s etwa 300 C) ent-

A Γ asfasem sol im Sinne der Erfindung ein Ge- stehen Verbindungsstellen zwischen benachbarten

^der _helus Glasfaserbündeln, ein Gewirk oder auch ein Glasfasern, so daß die gewünschte Versteifung der

^f ^i offenen Maschen verstanden werden. Wandungen der einzelnen Strömungskanale eines

^V1p^Sn tvüisches Beispiel zur Verwendung von Pak- 15 Packungskörpers entsteht. Es bleiben jedoch auch noch

nlsköro rn aus Glasfasern ist die Rektifikation freie Zwischenräume 3 offen, so daß eme gute Kap IU -

^SS hochsiedender, chlor- oder wirkung innerhalb eines jeden Glasfaserbündel er-

ih id d i i lhmäßige Verteilung

findlicher, hochsiedender, chlor- oder wirkung innerhalb eines jeden Glasfase

ΞΓ Verbindungen. Solche Stoffe müssen reicht wird, und somit eine gleichmäßige Verteilung

ltiger Verbinüg rektifiziert der zu behandelnden Flüssigkeiten während des Stoff-

wozu vorzugsweise Packungen mit geringem » austausch- bzw. Wärmeaustauschprozesses gewahr-

^YÄHS^-d^^tSTSSE ¹InVf, 3 ist schematisch ein Teil eines aus be

einerseits die Anwendung von Paekungskorpen, a», DF. g. ' «* " f«;S_ronl._w,_rn,_M„_s«„.

mmm ermöglich, eine Bedeckung der ein-

gewährleistet ist. ,. . _kö-_nnte der Querschnitt auch beispielsweise kreis-

^g Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in }jhk°ⁿ"« «f^_{d mehrere Pac}kungskörper dieser

der Zeichnung dargestellten Ausfuhmngsbe.sp.elen 55 ^J^ ™_n°« _bekannter Weise in eine Kammer

"¹FiTla zeigt einen Teil eines erfindungsgemäß eingebaut, die mit Luft- bzw. Wasserzu- und Ab-

verstesten Fastrbündels in einem Längsschni« und leitung ^^_dungsgpmSB beschichtete Lagen

Fi g. 1 b einen Querschnitt längs der SchmUhme Λ-Λ Fi ^5 ze«gt erM 8 _StoffaUstauschkolonne,

wärfrend F i g. 2 analog zu F , g. ^ einenfer- 6o emes P^^kS;S_tionsko,_onne, _die im Gsgenslrom schnitt durch einen größeren Ausschn.tt eines be- z.^. ei^ ^.^ ^ ^ _gasformigen Phase

^?^3iS£Äffi«^tl des einen dug««^ ^ ^ _{Rdhenfolge dargestellt},

aus Glasfasern bestehenden erfindungsgemaß be- _w.D^^L _a ^a~_ßend aufeinandergelegt und sodann ,n tr fTÄfffiiU h^. i ^in^- ^onje

F fTÄifffiiUr Weise ein Z^ ^ -^ausch^. einer

Ur Weise e ^ ^ ^^ ^^ ^j

S?5Ä£ =hied,iche Lagengröße der emzelnen Te.le er-

sichtlich, die von beiden Außenseiten her zur Mitte zunimmt, derart, daß die Lagen beim Zusammenfügen einen zylindrischen Körper ergeben.

Von den einzelnen Lagen sind nur vier genau und die übrigen schematisch wiedergegeben.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, verlaufen die Riffelungen der benachbarten Lagen derart, daß sich die Seiten der Riffelungen von je zwei benachbarten Lagen schneiden.

Wie bereits an vorstehender Stelle erwähnt, ist die Erfindung jedoch nicht auf Packungskörper der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Art beschränkt, sondern umfaßt auch Packungskörper anderer Gestaltung, z. B. wabenförmiger Struktur der Strömungskanälc.

Im folgenden werden zwei Herstellungsbeispielc für die Beschichtung von Glasfasergewebe zur Verwendung für Packungskörper angegeben.

Herstellungsbeispicle

Beispiel 1
Behandlung mit folgendem Sol:

20 g Al(NOs)₃-9 H,0

400 ml Alkohol

5 g Milchsäurealuminiumsalz

100 ml Tctraälhoxysilan (40% SiO₂) Die Proben versteifen sich bei 25O⁰C während see. Für zu behandelnde polare Medien, wie z. B. Chlorbenzol, werden noch die folgenden zwei Nachbehandlungen mit Nachtrocknung angeschlossen.

1. Nachbehandlung

5 g Zirkonacetylacetonat
90 ml Äthanol

1 ml 1 molare wäßrige Lösung von Ti(OH₃)F 30 ml Tetraäthoxysilan (40% SiO₂) Trocknen

2. Nachbehandlung

1 % wäßrige Lösung von N-/?-(Aminoäthyly-ami nopropyl-trimethoxysilan Trocknen

Beispiel 2 Behandlung des Glasfasergewebes mit folgendem Sol

6 g Al(NO₃V 9H₂O
500 ml Alkohol

114 ml Tetraäthoxysilan

9 g Di-isopropyloxy-Titan-Bis-(Acetylacetonat)

Versteifen der Proben in 3 see bei 23O⁰C.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 driger Temperatur, d.h. 200 bis 3000C, wobei die Patentansprüche: Fasern zugleich verformt werden können Die Festigkeit der Beschichtung ist dabei noch labil,

1. Verfahren zum Herstellen eines Packungs- d. h.. bei Berührung der Beschichtung mit Flüssigkörpers, insbesondere für Stoffaustauschkolonnen 5 keiten nimmt die Gelschicht wieder NussigKeit auf oder Wärmeaustauscher, der unter Ausbildung von und wird weicher. Um eine irreversible Versteifung zu Strömungskanälen aus mehreren geformten Schich- erhalten, müssen die beschichteten t-asern einer l rockten zusammengesetzt ist, die aus nichtselbsltragen- nung bei sehr hoher Temperatur, namiicn dis öuu L, den Glasfasern bestehen, wobei die Fasern vor dem unterworfen werden, wobei die gesamte Behandlung Zusammensetzen der Schichten zum Packungs- io mehrere Stunden dauert. Dieses Verfahren hat erhebkörper mit einer glasbildenden, die Fasern ver- liehe Nachteile, denn es ist wegen der stufenweisen steifenden Beschichtung versehen werden, die Trocknung kompliziert und zeitraubend, d. n. teuer, durch Befeuchten der flächenartigen Schichten mit Außerdem ist es wegen der hohen Temperatur in der einem Sol und anschließendes Trocknen gebildet zweiten Trocknungsstufe für die üblichen, im Handel wird, dadurch gekennzeichnet, daß 15 erhältlichen Glasfasern nicht brauchbar, da diese bei zum Befeuchten ein ionotropes Sol verwendet wird der hohen Temperatur zerstört wurden. Außerdem und die Trocknung und Formgebung der befeuch- tritt zwischen Fasern und der Beschichtung keine oder teten Schichten bei einer Temperatur von nicht nur eine unvollständige chemische Bindung ein, womehr als 300'C erfolgt. durch sich Unzulänglichkeiten im Betrieb der aus den

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 so behandelten Fasern hergestellten Packungskörper zeichnet, daß die getrockneten und verformten ergeben. Schließlich ist bei der Bildung der Beschich-Schichten mindestens einer Nachbehandlung mit tung nach dem bekannten Verfahren nachteilig, daß einem Sol und anschließender Trocknung unter- die Schicht beim Trocknen nur von außen nach innen zogen werden. wächst. Damit ist eine strukturelle Ähnlichkeit oder

35 Kontinuität zwischen dem Grundmaterial und der Beschichtung nicht zu erreichen. Die von außen her

wachsende Schicht bremst dabei die Schichtbildung,

indem die beim Trocknen entstehenden Nebenprodukte

nach außen entweichen müssen und dabei die schon

30 gebildeten äußeren Strukturen der Schichten zerstören.

Als Folge davon wird die Beschichtung porös und

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mechanisch entsprechend schwach. Um eine auseines Packungskörpers, insbesondere für Stoffaus- reichende Steifigkeit zu erzielen, müssen bei Jen betauschkolonnen oder Wärmeaustauscher, der unter kannten Verfahren entsprechend große Schichtdicken Ausbildung von Strömungskanälen aus mehreren ge- 35 auf den Fasern gebildet werden,
formten Schichten zusammengesetzt ist, die aus nicht- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

selbsttragenden Glasfasern bestehen, wobei die Fasern zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Packungsvor dem Zusammensetzen der Schichten zum Pak- körpern aus Glasfasern anzugeben, das wesentlich kungskörper mit einer glasbildenden, die Fasern ver- einfacher und kostensparender als die bekannten Versteifenden Beschichtung versehen werden, die durch 4° fahren durchführbar ist.

Befeuchten der flächenartigen Schichten mit einem Sol Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

und anschließendes Trocknen gebildet wird. zum Befeuchten der Glasfasern ein ionotropes Sol

Derartige Packungskörper können vorteilhaft in verwendet wird und die Trocknung und Formgebung Stoffaustauschkolonnen, wie sie für Destillationen, der befeuchteten Schichten bei einer Temperatur von Rektifikationen, Absorptionen, Regenerationen, Ex- 45 nicht mehr als 300⁰C erfolgt,
traktionen und zum Befeuchten und Trocknen bzw. Bei diesem Verfahren entladen sich die Teilchen des