DE69316642T2 - Modifizierung von porösen materialien - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines porösen Materials, um eine Eigenschaft davon zu modifizieren.
- Für bestimmte Anwendungen müssen poröse Materialien (z.B. Papier) behandelt werden, um ihnen eine gewünschte Eigenschaft zu verleihen. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, daß das poröse Material dem Eindringen von Flüssigkeiten standhält, ist gegebenenfalls eine geeignete Beschichtungs- oder Tauchbadbehandlung des Materials erforderlich. Derartige Beschichtungs- oder Tauchbadbehandlungen können auch erforderlich sein, wenn es erwünscht ist, die Feuerbeständigkeit des Materials oder seine Festigkeit zu erhöhen. Im allgemeinen jedoch erfordern derartige Behandlungen eine relativ große Menge Behandlungsmittel, was zu einer unerwünschten Modifikation anderer Eigenschaften des Materials (z.B. seiner Luftdurchlässigkeit) führen kann.
- Eine Behandlung, die kein Eintauchen oder Beschichten umfaßt und durchgeführt wird, um die Sperrleistung eines porösen Materials zu verbessern, wird in der EP-A-0.272.798 geoffenbart. Bei diesem Verfahren wird ein poröses Material behandelt, indem eine kleine Druckdifferenz quer über das Material angelegt wird und die Seite mit höherem Druck mit einer Suspension, einer Dispersion oder einem Aerosol des Porenmodifikators behandelt wird. Als Ergebnis gelangt der teilchenförmige Porenmodifikator in die größeren Poren und wird darin gehalten, so daß Zonen mit großer Oberfläche geschaffen werden, die das Hindurchgehen von Mikroorganismen durch das Material einschränken, wodurch die Sperrleistung verbessert wird.
- Die WO-A-9108037 offenbart eine starke Belastung mit Teilchenmaterial (unter Verwendung eines gasförmigen Trägers), gefolgt vom Aufbringen eines flüssigen Bindemittels, z.B. durch Sprühen. Es wird vorzugsweise eine Überschußmenge aufgetragen, und die überschüssige Flüssigkeit wird zur Wiederverwendung in eine Tasse ablaufen gelassen.
- Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines porösen Materials bereitgestellt, das den Aufbau einer Druckdifferenz quer über das Material und die Behandlung der Seite mit höherem Druck mit einer Suspension, Dispersion oder einem Aerosol von Tröpfchen einer Flüssigkeit in einem Gas umfaßt, damit die Tröpfchen in zumindest einige der Poren eindringen; wobei die Behandlungsbedingungen solcherart sind, daß die aerodynamischen Kräfte innerhalb der Poren die Oberflächenspannungskräfte übersteigen, die die Integrität der Tröpfchen aufrecht erhalten, die sich daher verteilen, um einen Oberflächenüberzug in Form eines nicht-teilchenförmigen Films innerhalb der Poren zu bilden. Anmerkung: Wenn von "Flüssigkeitströpfchen" die Rede ist, ist lediglich gemeint, daß die Tropfen fließfähige und/oder ausbreitbare Konsistenz haben. Sie können flüssige und/oder halbfeste Komponenten umfassen und Feststoffe in Lösung oder in Suspension enthalten.
- Bei der Durchführung des Verfahrens bewirkt das durch die Druckdifferenz erzeugte Strömen von Luft (oder eines anderen Gases) durch das Material, daß die Flüssigkeitströpfchen gerade dann in die Poren des Materials eintreten, wenn der Porenmodifikator in die Poren eintritt (beim in der EP-A-0.272.798 beschriebenen Verfahren). Innerhalb der Poren werden die Flüssigkeitströpfchen (wie angenommen wird) durch Van der Waals-Kräfte an der Porenoberfläche gehalten. Die Bedingungen, unter denen das Verfahren durchgeführt wird, sind jedoch solche, daß die von der Gasströmung innerhalb der Poren erzeugten aerodynamischen Kräfte die Oberflächenspannung überwinden, die ansonsten bewirken würde, daß die Flüssigkeit in Tröpfchenform verbleibt, und bewirken dadurch ein "Ausbreiten" der Tröpfchen auf den Porenoberflächen, so daß ein Überzug gebildet wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren führt daher dazu, daß auf den Oberflächen der Poren innerhalb des Materials ein Überzug aus der Flüssigkeit bereitgestellt wird. Dieser Überzug hat eine große Oberfläche (da die inneren Porenoberflächen des Materials eine große Oberfläche bereitstellen, auf der der Überzug gebildet werden kann). Der Überzug kann extrem geringe Dicke, z.B. in der Größenordnung eine Dicke von einigen wenigen Molekülen, haben. Als solches übt er keine wesentliche Wirkung auf die Luftdurchlässigkeit des Materials aus (typischerweise eine Verringerung um weniger als 50% und vorzugsweise weniger als 20%, in Bendtsen-Einheiten gemessen). (Anmerkung: Luftdurchlässigkeit von x Bendtsen-Einheiten bedeutet, daß ein Druck von 100 mmH&sub2;O (10³ Nm&supmin;²) über das Material eine Luftströmung von x cm³min&supmin;¹ durch eine Probenfläche von 10 cm² bewirkt.)
- Das Verfahren der EP-A-0.272.798 ist dazu bestimmt, Ablagerungen von Teilchen herzustellen, die ihre Teilchenbeschaffenheit beibehalten, so daß eine stark vergrößerte Oberfläche bereitgestellt wird. Daher bestehen die verwendeten Porenmodifikatoren großteils aus Feststoffen, und sie werden unter sanften Bedingungen in den Poren abgelagert, z.B. unter Ausnutzung des Festsetzens durch Brown'sche Molekularbewegung. Daher sorgt das Verfahren der EP-A-0.272.798 für eine beträchtliche Steigerung der Sperrleistung dieses Materials. im Gegensatz dazu führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Überzug auf den Porenoberflächen, und es gibt im allgemeinen keine Verbesserung der Sperrleistung. Die Behandlung eines porösen Materials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sogar zu einer Verringerung seiner Sperrleistung führen. Die vorliegende Erfindung erfordert die Verwendung von Porenmodifikatoren in Form von Teilchen, die "fließfähig" oder "ausbreitbar" sind, und den Einsatz kräftiger Bedingungen, so daß sie dazu gebracht werden, zu "fließen" oder "sich auszubreiten". Sie behalten ihre Teuchenbeschaffenheit nicht bei, sondern bilden Überzüge.
- Die Fig. 2 und 3 basieren auf den Figuren 5a und 5b der EP-A-0.272.798 und zeigen Querschnitte durch Sperrmaterial im Bereich einer Pore. Fig. 2 zeigt Behandlung "geringer Trägheit" (Behandlung mit einer sehr geringen Druckdifferenz), bei der durch Festsetzen durch Brown'sche Molekularbewegung wirksam Anhäufungen 10 von Teilchen in Porenkammern erzeugt werden. Fig. 3 zeigt das Ergebnis der Anwendung einer etwas größeren Druckdifferenz. Wieder gibt es Anhäufungen 10 von Teilchen, die Zonen mit großer Oberfläche erzeugen, aber diese grenzen an Einschnürungen an, weil das Festsetzen durch Brown'sche Molekularbewegung weniger stark ist.
- Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 4 schematisch die Behandlung gemäß vorliegender Erfindung. Wieder werden durch die Gasströmung Teilchen in die Pore gezogen. Die Gasströmung ist zu stark, als daß das Festsetzen durch Brown'sche Molekularbewegung von Bedeutung sein könnte. Teilchen prallen gegen die Wände der Pore. Weiters sind die Teilchen aus "ausbreitbarem" oder "fließfähigem" Material. Daher bedeuten die Ergebnisse des Aufprallens und/oder die darauffolgenden Wirkungen der fortgesetzten heftigen Gasströmung durch die Poren, die Scherkräfte auf Material an den Wänden ausübt, daß die Teilchen ausgebreitet werden. Das Ergebnis ist nicht eine Ansammlung im wesentlichen diskreter Teilchen, sondern ein Film 12, der die Wand überzieht. Es versteht sich, daß das für die Oberfläche und den Minimaldurchmesser der Pore kaum einen Unterschied macht. Daher werden die Sperreigenschaften und die Durchlässigkeit des Materials kaum beeinflußt.
- Die aerodynamischen Kräfte, die innerhalb der Poren erzeugt werden und die bewirken, daß die Tröpfchen sich in Form eines Überzugs "ausbreiten", sind abhängig von der Art des behandelten Materials (insbesondere der Porosität), der Größe der Tröpfchen und der Druckdifferenz über das Material. Bei einem bestimmten zu behandelnden Material und auch einer bestimmten Tröpfchengröße und -zusammensetzung wird durch die Höhe der Druckdifferenz bestimmt, ob die Tröpfchen einen Überzug bilden. Die für eine bestimmte Behandlung erforderliche Höhe der Druckdifferenz kann im Versuch ermittelt werden, indem mehrere Testbehandlungen jeweils bei einer anderen Druckdifferenz durchgeführt werden. Bei den Druckdifferenzen, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirksam sind, handelt es sich um jene, bei denen es keinen wesentlichen Unterschied in der Luftdurchlässigkeit des Materials vor und nach der Behandlung gibt, bei denen die Eigenschaften des Materials aber dennoch wie gewünscht modifiziert worden sind.
- Bei der Durchführung derartiger Versuche wird festgestellt, daß es eine kritische Druckdifferenz gibt, über der das erfindungsgemäße Verfahren wirksam wird. Unter dieser kritischen Druckdifferenz wird das "teilchenförmige" Material durch einen Mechanismus, der in der EP-A-0.272.798 detaillierter beschrieben wird, in den Poren festgehalten. Daher wird bei Druckdifferenzen unter der kritischen Differenz festgestellt, daß das behandelte Substrat im Vergleich zu unbehandeltem Material eine wesentlich erhöhte Sperrleistung aufweist. Über der kritischen Druckdifferenz ist die Sperneistung des Substrats jedoch im wesentlichen die gleiche wie (und möglicherweise schlechter als) die des unbehandelten Substrats.
- Daher wird nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines porösen Materials bereitgestellt, um einen Oberflächenüberzug innerhalb der Poren aufzutragen, um dem Material dadurch eine gewünschte Eigenschaft zu verleihen, umfassend den Aufbau einer Druckdifferenz quer über das Material und das Behandeln einer Seite höheren Drucks mit einer Suspension, Dispersion oder einem Aerosol von Tropfen einer Flüssigkeit, die ein Behandlungsmittel umfaßt, damit die Tröpfchen zumindest in einige der Poren eindringen, und worin die Druckdifferenz ausreichend hoch ist, damit die Luftdurchlässigkeit des behandelten Materials in bezug zu jener des unbehandelten Materials nicht wesentlich verändert wird.
- Bei bestimmten Systemen kann festgestellt werden, daß über einer bestimmten Druckdifferenz (genau gesagt der kritischen Druckdifferenz) eine sichtbare Änderung der Opazität der behandelten Proben des Substrats vorliegt (zu ermitteln, indem die Proben zu einem Licht hochgehalten werden). Daher signalisiert die Änderung der Opazität bei solchen Systemen die kritische Druckdifferenz, ohne daß es notwendig wäre, Tests des Substrats durchzuführen (z.B. die Luftdurchlässigkeit zu überprüfen). Die Änderung der Opazität ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Material unter der kritischen Druckdifferenz in Form von Teilchen festgehalten wird, die Licht streuen, so daß die Opazität des Substrats (im Vergleich zum unbehandelten Substrat) erhöht wird. Über der kritischen Druckdifferenz wird ein Überzug gebildet, und der Lichtstreueffekt wird beseitigt, so daß die Opazität jener des unbehandelten Materials ähnlich wird.
- Daher wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines porösen Materials bereitgestellt, um ihm eine gewünschte Eigenschaft zu verleihen, umfassend den Aufbau einer Druckdifferenz quer über das Material und das Behandeln der Seite höheren Drucks mit einer Suspension, Dispersion oder einem Aerosol von Tropfen einer Flüssigkeit, die ein Behandlungsmittel umfaßt, so daß die Tröpfchen zumindest in einige der Poren eindringen; wobei das Material eines ist, das unter einer bestimmten Schwellen-Druckdifferenz eine Erhöhung der Opazität durch die Behandlung mit dem Aerosol aufweist, und worin das Verfahren unter Einsatz einer Druckdifferenz über der Schwellendifferenz durchgeführt wird.
- Die Erfindung ermöglicht es, eine große Vielzahl poröser Materialien zu behandeln. Beispielsweise kann das poröse Material eines sein, das Poren mit im wesentlichen gleichmäßiger Größe umfaßt oder das einen Bereich von Porengrößen aufweist. in letzterem Fall kann das Material eines sein, bei dem die Poren unterschiedliche Größen aufweisen, wie durch eine logarithmische Normalverteilung beschrieben, in der ein kleiner Bruchteil der Gesamtzahl an Poren (die sogenannten Transportporen) eine deutlich höhere Größe hat als die übrigen Poren. Das zu behandelnde poröse Material kann beispielsweise entweder durch Feuchtlege- oder durch Nicht-Feuchtlegetechniken hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Material ein Webmaterial- oder Faservl iesmaterial, z.B. Papier, Textilmaterial, Karton oder spun-bonded Polymer. Besonders bevorzugte Materialien zur Behandlung nach dem Verfahren sind jene, die Fasern umfassen, die natürlichen oder synthetischen Ursprung haben. Beispielsweise können die Fasern aus Zellulose-, Glas-, Polymer- und Mineralfasern ausgewählt werden. Alternativ dazu können die Fasern aus synthetischem Kunststoffmaterial bestehen. Bei solchen Materialien auf Faserbasis sind die Poren durch die einzelnen Fasern definiert, auf denen der Oberflächenüberzug ausgebildet ist.
- Die zur Behandlung am besten geeigneten Materialien sind jene mit einer Porengröße bis zu 500 µm.
- Für das Verfahren kann eine große Vielzahl von Flüssigkeiten (zum Bilden des Überzugs) verwendet werden. Es ist beispielsweise möglich, eine Flüssigkeit zu verwenden, die, nachdem sie den Überzug innerhalb der Poren gebildet hat, einer weiteren Behandlung (z.B. Wärmehärten) unterzogen wird, um den gewünschten fertigen Überzug innerhalb des Materials herzustellen. Alternativ dazu kann die Flüssigkeit eine sein, die in ihrer "Original-"Form (d.h. ohne chemische Veränderung) als Überzug für die Poren im Material verbleibt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Flüssigkeit als "Träger" für ein festes Material fungiert, das in der Flüssigkeit als gelöster Stoff oder unlöslicher Feststoff vorhanden ist. In diesem Fall bildet die (den Feststoff enthaltende) Flüssigkeit einen Überzug auf der Oberfläche der Poren wie zuvor, und die Flüssigkeit kann daraufhin verdampft werden, so daß der Feststoff als Überzug auf den Poren zurückbleibt. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Brandhemmstoff in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und auf das innere des Materials aufgetragen werden.
- Insgesamt kann das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, um eine große Vielzahl von Behandlungen auf poröse Materialien anzuwenden. Nichteinschränkende Beispiele für die Behandlungen, die durchgeführt werden können, sind die Verbesserung der Feuerbeständigkeit (wie oben erwahnt), die Erhöhung der Materialfestigkeit, und das Modifizieren des Kontaktwi nkels (bezogen auf Flüssigkeits oder Tensid-Holdout). Eine spezielle Verwendung des Verfahrens ist die Behandlung wasserabweisender Materialien mit Flüssigkeiten auf wäßriger Basis.
- Das Verfahren erfordert nur eine relativ geringe Menge der Flüssigkeit, um einen Überzug bereitzustellen, der (nach weiterer Behandlung, falls erforderlich) die Eigenschaften des ursprünglichen Materials deutlich modifiziert. Typischerweise kann der gebildete Überzug weniger als 1 Gew.-% des Materials ausmachen, obwohl auch größere Überzugsmengen verwendet werden können. Beispielsweise beträgt die Menge des Überzugs bei manchen Anwendungen bis zu 20 % des Materialsgewichts. Im allgemeinen ist das Überzugsmaterial selektiv in den Poren angeordnet, so daß wenig oder nichts davon (z.B. weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%) einen Überzug an der Außenfläche bildet.
- Um die Behandlung des Materials durchzuführen wird die Flüssigkeit in Form einer Suspension, Dispersion oder eines Aerosols (vorzugsweise in Luft) bereitgestellt. Das kann durch einen Zerstäuber geschehen. Vorzugsweise ist die Tröpfchengröße (Maximaldurchmesser) geringer als 50 µm, mehr bevorzugt geringer als 10 µm. Am besten liegt die Tröpfchengröße im Bereich von 0,5-10 µm. Es wird auch bevorzugt, daß die Tröpfchengröße in der Dispersion, Suspension oder dem Aerosol im wesentlichen gleichförmig ist, z.B. so daß zumindest 90% der numerischen Verteilung der Größen in einen Dreifach-Größenbereich fällt. Es ist im allgemeinen nicht notwendig, in Verbindung mit der Flüssigkeit zusätzliche Lösungsmittel oder Netzmittel zu verwenden, und tatsächlich wird es im allgemeinen vorgezogen, die Verwendung von Netzmitteln allgemein zu vermeiden.
- Um das Beschichtungsverfahren durchzuführen, wird über das Material eine Druckdifferenz erzeugt, und die Dispersion, Suspension oder das Aerosol werden auf der Seite höheren Drucks aufgetragen. Die Druckdifferenz kann entweder durch Ausüben eines erhöhten Drucks an jener Seite des Gewebes, auf die die Dispersion, Suspension oder das Aerosol aufgetragen wird, oder durch Ausüben eines verringerten (d.h. unter dem Atmosphärendruck liegenden) Drucks an der gegenüberliegenden Seite erzeugt.
- Es ist möglich, das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzen, um ein bestimmtes Material aufeinanderfolgenden (unterschiedlichen) Behandlungen zu unterziehen. Die erste Behandlung kann mit einer bestimmten Flüssigkeit einer bestimmten Tröpfchengröße unter Einsatz einer spezifischen Druckdifferenz durchgeführt werden. Die zweite Behandlung kann dann mit einer anderen Flüssigkeit durchgeführt werden, in welchem Fall sich die Tröpfchengröße und die Druckdifferenzbedingungen von jenen bei der ersten Behandlung unterscheiden können.
- Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- die Fig. 2-4 sind schematische Schnittansichten durch ein behandeltes Gewebe.
- Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Behandlungsverfahrens ist jene, die in Fig. 1 gezeigt und in der EP-A-0.272.798 beschrieben ist. Sie umfaßt eine Behandlungskammer 1, in der eine Probe 2 von zu behandelndem Material gehalten wird, wie gezeigt. Ein Strömungsregulierungssystem 3 dient dazu, eine Druckdifferenz quer über das Material 2 zu errichten, während auf der anderen Seite ein Hudson- Zerstäuber 4 vorgesehen ist, dem eine Luftzufuhrleitung 5 zugeordnet ist. Bei der Verwendung der Vorrichtung wird ein Aerosol im Zerstäuber 4 erzeugt und aufgrund des angelegten Vakuums durch das Material 2 gezogen.
- Die folgenden Beispiele werden angeführt, um die Erfindung zu veranschaulichen. Alle Beispiele wurden unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung durchgeführt, die unter folgenden Bedingungen arbeitete:
- Zufuhrdruck zum Zerstäuber 29 psi (2x10&sup5; Nm&supmin;²)
- Wirksubstanzkonzentration im Aerosol 3 mg/dm³
- Probengröße des Materials 78,5 cm²
- Ein 60 gm&supmin;²-Papier (als Papier A bezeichnet) mit hoher Durchlässigkeit (etwa 25.000 Bendtsen) wurde mit einem Aerosol einer Suspension aus Ethylenvinylacetat (EVA) in Wasser behandelt, wobei die Suspension folgende Zusammensetzung hatte:
- EVA 33 % (Gew/Vol)
- Wasser auf 100%
- Das Verfahren wurde während unterschiedlicher Zeitspannen bei einer Strömungsrate von 0,2 dm³ min&supmin;¹ cm&supmin;² durch das Material durchgeführt, wobei verschiedene Proben des Materials (aus demselben Gewebe ausgeschnitten) verwendet wurden, was unterschiedliche Behandlungsausmaße ergab. Tabelle 1 gibt die Luftdurchlässigkeit, die maximale Porengröße und den hydrostatischen Druck (den minimalen Druck zum Bewirken des Hindurchdringens von Flüssigkeit durch die Probe) an. Aus Tabelle 1 ist sofort ersichtlich, daß die Wirkung der Behandlung von Papier A durch EVA darin besteht, den hydrostatischen Druck zu verringern, ohne daß die Luftdurchlässigkeit oder die Porengröße stark oder überhaupt beeinflußt werden.
- Dieses Verhalten erklärt sich durch die Behandlungsbedingungen, die so sind, daß die luftdispergierten EVA-Tröpfchen vom Luftstrom an den Papier A bildenden Fasern festgehalten werden. Aber die aerodynamischen Kräfte, die damit verbunden sind, daß Luft über die Fasern strömt, bewirkt, daß festgehaltene EVA-Tröpfchen fließen und die Faseroberflächen überziehen. Als Folge besteht die Hauptwirkung der Behandlung in Beispiel 1 darin, daß die Oberflächenchemie der Papi-ertasern verändert wird, wie die Verringerung des hydrostatischen Drucks zeigt. Tabelle 1. Physikalische Eigenschaften von mit EVA behandeltem Papier A
- Dabei handelt es sich allgemein um eine Wiederholung von Beispiel 1, wobei jedoch eine andere Wirksubstanz verwendet wird. In Beispiel 2 wurde Papier A mit einem Aerosol behandelt, das aus einer wäßrigen Ethylen-Acrylsäure-Copolymer (EAA)- Dispersion erzeugt wurde, wobei die Dispersion folgende Zusammensetzung aufwies:
- EAA 20 % (Gew/Vol)
- Wasser auf 100%
- Tabelle 2 zeigt die Luftdurchlässigkeit, die maximale Porengröße und den hydrostatischen Druck von mit EAA behandeltem Papier A. Wieder besteht die Hauptwirkung der Behandlung darin, die Oberflächenchemie der Papierfasern zu ändern, was in diesem Fall eine Erhöhung des hydrostatischen Drucks ergibt. Tabelle 2. Physikalische Eigenschaften von mit EAA behandeltem Papier A
- Proben eines zweiten 60 g m&supmin;²-Papiers (als Papier B bezeichnet) mit geringer Luftdurchlässigkeit (nominal 200 Bendtsen) wurden jeweils mit einem aus einer Emulsion aus Alkylketendimer erzeugten Aerosol mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch das Papier von 4 x 10&supmin;² dm³ min¹ cm² behandelt. Die Emulsion hatte folgende Zusammensetzung:
- Alkylketendimer 6% (Gew/Vol)
- Wasser auf 100%
- Tabelle 3 zeigt die Werte der Luftdurchlässigkeit, der maximalen Porengröße und des hydrostatischen Drucks von mit Alkylketendimer behandeltem Papier B. Wieder ist zu erkennen, daß die Behandlung zu einer Änderung des hydrostatischen Drucks mit geringer Auswirkung auf die Luftdurchlässigkeit und Porengröße führt. Tabelle 3. Physikalische Eigenschaften von mit Alkylketendimer behandeltem Papier B
- Ein 50 g m&supmin;²-Gewebe (als Papier C bezeichnet) mit geringer Luftdurchlässigkeit (etwa 500 Bendtsen) wurde mit einem Aerosol aus einer Suspension aus Amguard CU (einem Brandhemmstoff auf Phosphorbasis von Albright und Wilson) behandelt; die Behandlungsströmungsgeschwindigkeit durch die Probe betrug 0,25 dm³ min&supmin;¹ cm&supmin;². Die Suspension aus Amguard CU hatte folgende Zusammensetzung:
- Amguard CU 50 % Gew/Vol
- Wasser auf 100%
- Tabelle 4 zeigt den Phosphorgehalt, die Luftdurchlässigkeit und die Feuerverzögerung (bewertet nach DIN 4102) von unbehandelten und behandelten (30 s) Proben von Papier C. Tabelle 4. Physikalische Eigenschaften von mit Amguard CU behandeltem Papier C
- Es zeigt sich, daß die Behandlung von Papier C mit Amguard CU die Flammhemmeigenschaften des Gewebes stark erhöht, ohne daß die Luftdurchlässigkeit wesentlich beeinflußt wird.
- Amguard CU ist eine Flüssigkeit. Daher sind die Teilchen im Aerosol leicht fließfähig/ausbreitbar.
Claims (13)
1. Verfahren zur Behandlung eines porösen Materials, umfassend den Aufbau einer
Druckdifferenz quer über das Material und das Behandeln der Seite mit höherem Druck
mit einer Suspension, Dispersion oder einem Aerosol von Tröpfchen einer Flüssigkeit in
einem Gas, so daß die Tröpfchen in zumindest einige der Poren eindringen, wobei die
Behandlungsbedingungen solcherart sind, daß die aerodynamischen Kräfte innerhalb
der Poren die Oberflächenspannungskräfte, die die Integrität der Tröpfchen aufrecht
halten, übersteigen, die sich daher ausbreiten, um einen Oberflächenüberzug in Form
eines nichtteilchenförmigen Films innerhalb der Poren zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Druckdifferenz während der Behandlung eine
solche ist, daß kein wesentlicher Unterschied in der Luftdurchlässigkeit des Materials
vor und nach der Behandlung besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Flüssigkeit ein Behandlungsmittel enthält, um
dem porösen Material eine gewünschte Eigenschaft zu verleihen, und worin das
Verfahren das Bestimmen und Einsetzen einer Druckdifferenz umfaßt, die ausreichend
hoch ist, daß die Luftdurchlässigkeit des behandelten Materials gegenüber jener des
unbehandelten Materials nicht wesentlich verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Flüssigkeit ein Behandlungsmittel enthält, um
dem porösen Material eine gewünschte Eigenschaft zu verleihen, und worin das
Material eines ist, das unter einer bestimmten Schwellen-Druckdifferenz eine Erhöhung
der Opazität durch die Behandlung mit den Tröpfchen der Flüssigkeit zeigt, und worin
das Verfahren das Bestimmen und Verwenden einer Druckdifferenz über dieser
Schwellendifferenz umfaßt.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Tröpfchengröße
der Flüssigkeit geringer als 50 µm ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, worin die Tröpfchengröße der Flüssigkeit
im Bereich von 0,5-10 µm liegt.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Flüssigkeit einer
weiteren Behandlung unterzogen wird, nachdem der Überzug gebildet worden ist, um
den gewünschten fertigen Überzug innerhalb des Materials bereitzustellen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Flüssigkeit als Träger für ein
Behandlungsmaterial fungiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Behandlungsmaterial in der Flüssigkeit als
gelöster Stoff vorhanden ist und die Trägerflüssigkeit verdampft wird, nachdem ein
Überzug auf der Porenoberfläche gebildet worden ist; so daß das Behandlungsmaterial
als Überzug auf den Poren verbleibt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, worin das Behandlungsmaterial ein
brandhemmendes Material ist.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend einen
einleitenden Schritt des Behandelns von Proben aus dem porösen Material mit der
Suspension, Dispersion oder dem Aerosol von Tröpfchen in einem Bereich von
Behandlungsbedingungen, um dadurch eine Schwelle zu ermitteln, die überschritten
werden muß, um die Behandlung nach einem der vorangegangenen Ansprüche zu
erzielen; wobei die darauffolgende Behandlung des Materials unter Bedingungen
durchgeführt wird, die die Schwelle übersteigen.
1 2. Verfahren nach Anspruch 11, worin der Bereich der Behandlungsbedingungen einer
ist, der Unterschiede in der Druckdifferenz aufweist, wodurch ein Schwellenwert der
Druckdifferenz ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, worin der Schwellenwert ermittelt wird,
indem die Luftdurchlässigkeit der behandelten Proben bestimmt wird oder die Opazität
der behandelten Proben überwacht wird.
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