DE2739851A1

DE2739851A1 - Verfahren zur waschung und trocknung von flaechengebilden

Info

Publication number: DE2739851A1
Application number: DE19772739851
Authority: DE
Inventors: Francisco Dipl Ing Belil; Bodo Dr Ehrig; Dieter Dipl Ing Simon
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-09-03
Filing date: 1977-09-03
Publication date: 1979-03-15
Also published as: IT7850930A0

Description

Verfahren zur Waschung und Trocknung von Flächengebilden Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Waschung und Trocknung von Flächengebilden, die aus Polymeren bestehen und in bekannter Weise durch Fällung mit Elektrolyten oder thermische oder elektrische Koagulation hergestellt werden.
Derartige Flächengebilde enthalten abhängig von ihrer Herstellungsweise noch Flüssigkeiten, die im Flächengebilde dispers verteilt sind, und die darin gelösten Stoffe.
Durch Auswaschen mit einer geeigneten Waschflüssigkeit, können diese aus den Flächengebilden ausgewaschen werden.
Üblicherweise werden sie zu diesem Zweck mit der Waschflüssigkeit berieselt und anschließend sowohl die Waschflüssigkeit wie die im Herstellungsprozeß eingesetzte Flüssigkeit auf mechanischem und/oder thermischem Wege entfernt. In den meisten Fällen ist aus Kostengründen der rein thermische Weg ungünstig. Andererseits läßt sich auf mechanische Weise die Flüssigkeit nach den bisherigen Methoden nicht vollständig entfernen, so daß eine Kombination beider Verfahren in der Praxis üblich ist. Durch Anwendung von z.B. Walzen, Schnecken oder Pressen wird die Struktur des Flächengebildes nachteilig beeinflußt. Dadurch wird die nachgeschaltete thermische Trocknung erschwert.
Es wurde nun gefunden, daß die Waschung und Trocknung mittels einer auf die Flächengebilde einwirkenden Druckdifferenz durchgeführt werden kann. Durch die Einwirkung der Druckdifferenz werden diese von der auf sie aufgebrachten Waschflüssigkeit durchströmt und dabei von Lösungsmitteln befreit. Anschließend strömt ein inertes gasförmiges Medium durch das Flächengebilde, wodurch die Flüssigkeiten bis zu einem gewünschten Wert abgetrennt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Waschung und Trocknung von flüssigkeitshaltigen Flächengebilden aus Polymeren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mittels einer auf sie einwirkenden Druckdifferenz von 1 mbar bis 6 bar zunächst von einer Waschflüssigkeit und anschließend von einem inerten gasförmigen Medium durchströmt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das flüssigkeitshaltige Flächengebilde auf ein Transportband oder eine Transportwalze aufgebracht, die durchströmbar sind, wobei das Transportband aus einem oder mehreren übereinanderliegenden Geweben aus Metall und/oder Kunststoff und/ oder Textil mit gleichen oder unterschiedlichen offenen Flächen bestehen kann, und über eine geeignete, unter Druckdifferenz stehende Vorrichtung geführt. Geeignet für diesen Zweck sind z.B. bekannte Saugvorrichtungen wie Rohrsauger, Saugkästen, Saugwalzen und Trommelfilter. Die gesamte Vorrichtung ist in zwei Bereiche unterteilt, wobei im ersten Bereich das Flächengebilde von der Waschflüssigkeit durchströmt und von Verunreinigungen befreit und im zweiten Bereich von einem inerten gasförmigen Medium durchströmt und getrocknet wird.
Die auf das Flächengebilde einwirkende Druckdifferenz kann 1 mbar bis 6 bar, vorzugsweise 100 mbar bis 3 bar betragen. Besonders bevorzugt ist eine Druckdifferenz von 400 bis 700 mbar. Die jeweils günstige Druckdifferenz, die naturgemäß im gewissen Umfang von der Art des eingesetzten Flächengebildes abhängt, kann durch einfache Versuche leicht ermittelt werden.
Die Geschwindigkeit, mit der das Flächengebilde durch die Vorrichtung geführt wird, kann im Bereich von 0,5 bis 1000m pro Minute, vorzugsweise von 1 bis 200 m pro Minute und besonders bevorzugt von 5 bis 100 m pro Minute gegewählt und so jede gewünschte Wasch- und Trocknungszeit eingestellt werden.
Die Verweilzeit des Flächengebildes in der Vorrichtung kann zwischen 0,5 und 1000 Sekunden liegen. Bevorzugt sind Verweilzeiten von 1 bis 500 Sekunden und besonders bevorzugt solche von 5 bis 200 Sekunden.
Weiterhin ist die Geschwindigkeit der Waschung und Trocknung abhängig von der Art des Polymers und der abzutrennenden Flüssigkeiten von der Temperatur des gasförmigen Mediums und der des Flächengebildes von der Struktur des Flächengebildes sowie dessen Dicke.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf alle Flächengebilde angewendet werden, die durchströmbar sind. Es ist besonders geeignet für Flächengebilde, die durch thermische, elektrische oder chemische Koagulationsverfahren wie Gefrierkoagulation, Elektrolytfällung oder Elektrophorese hergestellt werden. Derartige Flächengebilde enthalten eine Vielzahl von Poren, die mit Flüssigkeit und darin gelösten Verunreinigungen gefüllt sind. Diese Flüssigkeit wird verdrängt und durch frische ersetzt, indem man dem Flächengebilde Waschflüssigkeit zuführt und gleichzeitig nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Druckdifferenz auf das Flächengebilde einwirken läßt. Dadurch wird in kurzer Zeit eine intensive Waschung erzielt. Durch anschließende Zufuhr eines gasförmigen Mediums und weitere Einwirkung einer Durckdifferenz wird die Flüssigkeit entfernt und das Flächengebilde getrocknet.
Als Flächengebilde im Sinne der Erfindung werden dreidimensionale Gebilde angesehen, deren eine Dimension wesentl~zh kleiner ist als die anderen. Das Gebilde besteht aus beliebig geformten Polymerteilchen die so zusa.-enhängen, daß sie einen porösen Körper bilden,der durcnströrbar ist bzz. durch den vorgeschalteten Waschvorgang durchströmar wird. Als bevorzugtes Flächengebilde werden Folien angesehen.
Als besonders geeignetes Polymermaterial gelten natürliche und/oder synthetische Kautschuke. Geeignete Synthesekautschuke sind Homo- oder Copolymerisate von konjungierten Dienen mit 4 bis 8 C-Atomen und deren Chlorsubstitutionsprodukte. Beispielhaft seien die Monomeren Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, 2-Chlorbutadien (Chloropren) und 2,3-Dichlorbutadien genannt. Ebenso geeignet sind Copolymerisate dieser Monomeren mit Vinylaromaten wie Styrol und X -Methylstyrol sowie Acrylnitril und Methacrylnitril.
Ferner seien Äthylen-Propylen-Terpolymerisate und Äthylenvinylestercopolymerisate angeführt. Bevorzugt sind Folien aus Polychloropren und Butadienacrylnitrilcopolymiersaten.
Die Flächengebilde enthalten abhängig von ihren Herstellungsverfahren verschiedene Flüssigkeiten die nach den erfindungsgemäßen Verfahren beseitigt werden können. Beispielhaft seien Wasser, Alkohole, Aceton, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan oder halogenhaltige Kohlenwasserstoffe wie Chloropren, Dichlorbuten, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Chlorbenzol erwähnt. Vorzugsweise enthalten die Flächengebilde Wasser.
Als Waschflüssigkeit sind die obengenannten Lösungsmittel geeignet, die die in den Flächengebilden vorhandenen Verunreinigungen durch einen Verdrängungs- und/oder Lösungsvorgang entfernen. Als bevorzugt einsetzbare Waschflüssigkeit gilt Wasser.
Das Waschverfahren wird so durchgeführt, daß auf der Seite des Flächengebildes mit höherem Druck eine Schicht von warmer oder kalter Waschflüssigkeit aufgetragen wird, die dann,hervorgerufen durch die bestehende Druckdifferenz,in das Flächengebilde eindringt und es durchströmt.
Als inertes gasförmiges Medium seien Luft, Kohlendioxid oder Stickstoff beispielsweise angeführt. Die Temperatur des Inertgases im erfindungsgemäßen Verfahren beträgt zwecknäßigerweise 10 bis 4000C, bevorzugt 20 bis 3000C, besonders bevorzugt 100 bis 2000C. Der jeweils günstigste Bereich kann durch einfache Versuche ermittelt werden.
Die Temperatur des Flächengebildes beträgt etwa 0 bis 4000C, bevorzugt 20 bis 3000C, besonders bevorzugt 50 bis 2000C.
Die Dicke des Flächengebildes beträgt 0,1 bis 50 mm, bevorzugt 0,2 bis 10 mm, besonders bevorzugt 0,3 bis 5 mm.
Der Flüssigkeitsentzug kann - sollte es empfehlenswert sein - auch in mehreren voneinander getrennten Stufen erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, viel Flüssigkeit enthaltende Flächengebilde zunächst nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzubehandeln und anschließend den Vorgang zu wiederholen. Bei Anwendung eines so aufgeteilten Flüssigkeitsentzuges empfiehlt es sich, in der ersten Stufe kaltes oder vorgewärmtes Inertgas von beispeilsweise 20 bis 1200C zu verwenden und in der Nachbehandlungsstufe warmes Inertgas von beispielsweise 120 bis 4000C einzusetzen, wobei das Inertgas der Nahbehandlung eine höhere Temperatur aufweist als das der Vorstufe.
Weiterhin ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren nach den Flüssigkeitsentzugsstufen zur Kühlung des Flächengebildes einzusetzen. So ist z.B. folgender Ablauf durch dreimalige Anwendung der Verfahrensschritte denkbar: - Vorentzug - Hauptentzug - Kühlung Es ist selbstverständlich, daß bei dem Kühlvorgang das Inertgas kühler als das Flächengebilde selbst sein muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Waschung und Trocknung von Flächengebilden hat gegenüber konventionellen Verfahren den Vorteil, daß es schonender und schneller verläuft und damit auch kostengünstiger durchgeführt werden kann. Die Flächengebilde werden im allgemeinen bis zu einem Endfeuchtigkeitsgehalt von 0,3 Gew.-% getrocknet. Nach dem Entzug der Flüssigkeit können die Flächengebilde, gegebenenfalls nach Zerkleinerung zu einem Granulat, nach bekannten Verfahren weiter verarbeitet werden. Das Granulat kann beispielsweise auf dem Klebstoffsektor eingesetzt werden oder bei der Herstellung von Reifen und techniSchen Gummiartikeln wie Kabel und Dichtungen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Prozentangaben sind stets Gewichtsprozent.
In den Vergleichsbeispielen und den erfindungsgemäßen Beispielen wurde stets eine durch Gefrierkoagulation hergestellte Polychloroprenfolie von 1,7 mm Dicke mit einem Natriumacetatgehalt von etwa 2 Gew.-% und einem Anfangswassergehalt von 75 Gew.-% des Gesamtgewichts eingesetzt und bis zu einem Endfeuchtigkeitsgehalt von 0,3 Gew.-% entfeuchtet.
In den Vergleichsbeispielen wird die Folie in üblicher Weise gewaschen durch beidseitiges Besprühen mit Wasser von 300C.
Dabei bildet sich an der Oberseite der Folie ein Wasserfilm aus, der durch schwache Neigung der Folie an einer Seite abläuft. Anschließend erfolgt eine Teilentwässerung der Folie durch Ausquetschen mittels zweier Walzen bei einem Liniendruck von 10 kp/cm. Dann wird in einem Umlufttrockner thermisch bis zu Ende getrocknet bei gleicher Lufttemperatur wie in den entsprechenden erfindungsgemäßen Beispielen (vgl. Tabelle).
In den erfindungsgemäßen Beispielen wird die Folie bei unterschiedlichen Druckdifferenzen mit Wasser von 300C gewaschen. Der danach in der Folie noch vorhandene Salzgehalt (Natriumacetat) wird in Relation zum Salzgehalt bei den entsprechenden Vergleichsbeispielen angegeben, bei denen er gleich 1 gesetzt wird (vgl. Tabelle). Anschließend wird die Folie durch Durchsaugen von Luft von 24°C teilentwässert. Die endgültige Trocknung der Folie erfolgt dann durch Durchsaugen von heißer Luft unterschiedlicher Temperatur. Die hierfür erforderliche Zeit wird als relative Trockenzeit angegeben, bezogen auf die jeweils gleich 1 gesetzte Zeit für die Endtrocknung in den entsprechenden Vergleichsbeispielen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

T a b e l l e

Druckdifferenz
Nr.
[mbar] Zeit [sec] relat. Salzgehalt
B1) V1) B V B V
1 200 - 10 30 0,32 1
2 197 - 10 30 0,31 1
3 197 - 10 30 0,32 1
4 147 - 10 30 0,40 1
5 293 - 10 30 0,28 1
6 313 - 10 30 0,27 1
7 287 - 10 30 0,29 1
8 176 - 10 30 0,36 1
9 140 - 10 30 0,40 1
10 333 - 10 30 0,26 1

1) B = erfindungsgemäßes Beispiel V = Vergleichsbeispiel T a b e l l e (Fortsetzung)

Teilentwässern Endtrockung
Nr. Zeit [sec] Restfeuchtigkeit [%] Lufttemperatur [°C] relat. Trockenzeit
B V B V B V B V
1 8,9 0,2 22 28 200 200 0,114 1
2 14,3 0,2 20 28 201 201 0,080 1
3 8,9 0,2 23 28 260 260 0,080 1
4 7,8 0,2 39 28 197 197 0,130 1
5 8,9 0,2 12 28 200 200 0,060 1
6 8,9 0,2 11 28 170 170 0,060 1
7 8,9 0,2 13 28 229 229 0,050 1
8 8,9 0,2 24 28 223 223 0,088 1
9 8,9 0,2 40 28 170 170 0,072 1
10 11,1 0,2 10 28 170 170 0,040 1

Claims

Patentansprüche (1. Verfahren zur Waschung und Trocknung von flüssigkeitshaltigen Flächengebilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächengebilde mittels einer auf sie einwirkenden Druckdifferenz von 1 mbar bis 6 bar zunächst von einer Waschflüssigkeit und anschließend von einem inerten gasförmigen Medium durchströmt und dabei von der Waschflüssigkeit und Verunreinigungen befreit und getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einwirkende Druckdifferenz 100 mbar bis 3 bar beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einwirkende Druckdifferenz 300 bis 700 mbar beträgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde eine Temperatur von 0 bis 4000C besitzt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte gasförmige Medium eine Temperatur von 10 bis 4000C besitzt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde unter Druckdifferenz 0,5 bis 1000 Sekunden gewaschen und getrocknet wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde durch thermische, elektrische oder chemische Koagulationsverfahren hergestellt wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde durch Gefrierkoagulation hergestellt wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Flächengebildes 0,1 bis 50 mm beträgt.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde eine Folie darstellt.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus natürlichem und/oder synthetischem Kautschuk besteht.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus Polychloropren besteht.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit Wasser verwendet wird.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte gasförmige Medium Luft ist.
15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde auf ein Transportband aufgebracht wird, das aus einem oder mehreren übereinanderliegenden Geweben aus Metall und/oder Kunststoff una/oder Textil mit gleichen oder unterschiedlichen offenen Flächen besteht.
16. Flächengebilde behandelt nach einem Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis