DE720707C - Vorrichtung zur Bestimmung der Durchlaessigkeit, Absorption, Adsorption und Quellungvon chemischen Einfluessen ausgesetzten ruhenden Folien - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Bestimmung der Durchlässigkeit, Absorption, Adsorption und Quellung von chemischen Einflüssen ausgesetzten ruhenden Folien Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Durchlässigkeit, Absorption, Adsorption und Quellung von chemischen Einflüssen ausgesetzten ruhenden Folien, bei welcher die Folien zur Messung ihrer Dielelctrizitätslconstanten in einem Kondensator angeordnet sind. .
• Das Ziel der Erfindung ist es, durch Messung laufend festzustellen, wie sich Folien oder ähnliche parallel flache Körper während der Einwirkung chemischer oder physikalischer Einflüsse verhalten, so daß gegebenenfalls auch Rückschlüsse auf die Einflüsse gezogen werden können. Die Messung soll genau sein, ohne daß dabei die Struktur der Meßkörper leidet.
• Es sind nun Vorrichtungen bekannt, bei welchen Stoffbahnen zur Bestimmung ihres bereits vorhandenen Feuchtigkeitsgehaltes mit einer Flachseite an der Außenseite einer Kondensatorelektrode vorbeigeführt werden, die mit Löchern versehen ist, durch welche die Feuchtigkeit der Stoffbahn auf einen hygroskopischen Körper im Kondensator einwirkt und dadurch die Dielektrizitätskonstante dieses Körpers ändert.
• Diese Vorrichtungen haben insbesondere den Nachteil, daß sich die Formen des flachen Meßkörpers während der Messung ändern und daß außerdem starke Streuungen sowohl dielektrischer Art als auch hinsichtlich der chemischen oder physikalischen Einflüsse auf den Meßkörper auftreten, weil dieser abwechselnd mehr oder weniger dicht an der gelochten Elektrodenplatte anliegt. Infolgedessen entstehen unterschiedliche und ungenaue Meßergebnisse.
• Es wurde nun gefunden, daß man einwandfreie und stets genau wiederholbare Messungen ausführen kann, wenn der Kondensator erfindungsgemäß aus einem Paar von in Abstand voneinander gehaltenen Platten besteht, von denen die der Zutrittsseite der chemischen Einflüsse zugewandten Platte perforiert ist und zwischen welchen die Folie unter Vorspannung und dicht an den Platten anliegend angeordnet ist.
• An sich ist es bei der Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von Papierlagen o. dgl. und insbesondere auch bei der Messung ihrer Dielektrizitätskonstante bekannt, die Papierfolie o. dgl. zwischen zwei elastischen Membranen, mit je einem Metallbelag als Elektrode, einzuspannen. Bei dieser bekannten Anordnung ist der Meßkörper von der Umgebung abgeschlossen, ferner kein gleichbleibender Elektrodenabstand gewährleistet. wie dies beim Erfindungsgegenstand der Fall ist.
• Bei letzterem entstehen auch keine dielektrischen Streufelder; die physikalischen und chemischen Einflüsse, denen die Folie ausgesetzt ist, treten durch ganz genau definierte und praktisch unveränderliche Kanäle zu der Folie im Kondensator. Die ruhende Folie behält ihre Form eines Parallelflachs während der Messung praktisch vollständig bei. Die dichte Anlage der Folie an den Kondensatorplatten bleibt ohne Abstandsänderung derselben stets erhalten, weil bei so dünnen Körpern, wie es Folien sind, das Ausmaß der Schrumpfung gegenüber der dichten Anlage, die durch das feste Zusammenpressen der die Folie einspannenden Platten erreicht wird, in der Wirkung zurücktritt. Zweckmäßig ist die Einspannung der Folien so fest, daß sie noch etwas in die Perforationsöffnungen der Platten eintreten.
• Vorzugsweise ist eine der beiden Elektro -den, z. B. die nicht gelochte Elektrode, von der anderen Elektrode möglichst allseitig umschlossen und gegen die Umgebung elektrisch abgeschirmt, wobei die umhüllende Elektrode mit der Umgebung elektrisch verbunden ist.
• Das Meßobjekt kann sich bei der Untersuchung auch im Vakuum, Druckautoklaven oder erhitzten Öfen befinden.
• Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen und Anwendungsarten hervor. I.Imprägnierung vonPapier undHolz in einem Vakuumkessel Bei der in Abb. z dargestellten Zelle bedeuten P1 und P. die beiden Elektroden. Sie werden mittels Schrauben fest gegeneinander gezogen, wobei die aus Glas oder anderem Isolationsmaterial bestehenden Stücke J einen genau definierten Abstand der Elektroden gewährleisten. Die eine Elektrode P.> ist auf der Vorder- und Rückseite von der Elektrode P1, welche aus zwei über die Verschraubung elektrisch verbundenen Platten besteht, gegen die Umgebung abgeschirmt; die Abschirmung ist elektrisch mit der Umgebung verbunden. Die Elektroden sind teilweise oder vollständig mit Löchern versehen, durch welche die Tränkmasse zur Folie gelangen kann. Die Zelle wird nun im Kessel aufgestellt und mittels isolierter Leitungen angeschlossen. Hierbei wird vorteilhaft die eine Belegung P1 mit der Kesselwandung in metallischem Kontakt gebracht und der Kessel selbst als Leitung benutzt, während die zweite Belegung P. von der Wand getrennt bleibt. Dann wird in bestimmten Zeiträumen die Dielektrizitätskonstante der Folie 0 ermittelt.
• Zwei Meßkurven sind in Abb. :2 wiedergegeben. In der 6o. Minute ist die Trocknung fast beendet, da die zeitliche Veränderung der Dielektrizitätskonstante jetzt nur noch ganz gering ist. Es folgt die Imprägnierung des Holzes. Diese ist nach 3 Stunden praktisch beendet, wie aus der Kurvendarstellung zu entnehmen ist. Diese Darstellung lehrt ferne. daß das gleiche Objekt bei der Wiederholung der Messung andere absolute Werte liefert als beim ersten Male. Jedoch geben beide Kurven gleiche Zeitdauer für die einzelnen Behandlungsphasen an.
• In der eben beschriebenen Ausführungsform kann auch die Trocknung von photographischen Folien, die Ouellung flächenförmiger hiologischer Objekte, bei Benutzung von Glimmerscheiben auch die Verschwelung oder Verkokung von Holz und Kohleplatten verfolgt werden.
• Il. Die Erhärtung von Lackschichten Bei Prüfung der Vorgänge in erhärtenden Lack- und Firnisschichten wird die in Abb. t dargestellte Vorrichtung benutzt, wobei statt des einheitlichen Meßkörpers ein zusammengesetzter angewandt wird, nämlich ein möglichst indifferenter Trägerkörper z. B. aus Glas, auf dem der farblose oder gefärbteLack angestrichen wird. Aus dem Verlauf der Meßkurve lassen sich die einzelnen Vorgänge. wie Lösungsmittelverdampfung, Oxydation usw., erkennen. Vielfach ist es nicht nötig. den ganzen Prozeß zu verfolgen, sondern es genügt infolge der großen Empfindlichkeit der Vorrichtung eine kurze Überwachungszeit, um den weiteren Verlauf extra polieren zu können.
• III. Wasserdampfdurchlässiglceit von Lackschichten Die zur Messung benutzte Zelle ist in Abb. 3 dargestellt.
• P, ist eine gelochte Elektrode, gegen welch ein Blatt 0 aus wasseraufnehmendem Material. wie z. B. Papier, mit Hilfe der anderen Elektrode P. gepreßt wird. Auf der Elektrode P1 befindet sich die auf Durchlässigkeit zu untersuchende Schicht .S, beispielsweise ein Lackfilm. Die Schicht S wird mit Hilfe einer gelochten Platte H, die elektrisch an die Platte P1 angeschlossen ist, in definierter Lage gehalten. Zur Abschirmung umgibt P1 in Verbindung mit einem kastenförmigen Körper die Elektrode P2.
• Bringt man nun einen mit Wasser getränkten Wattebausch W auf die Meßzelle. so dringt das Wasser langsam durch die Lach schiebt S und gelangt von dort in den wasseraufnehmenden Körper 0, wodurch dessen Dielektrizitätskonstante geändert wird. Die Folie 0 dient mithin hier nur als Indikatcr, während die Schicht S der eigentliche Merkörper ist.
• Soll. der Lack dazu Verwendung finden, einen bestimmten Stoff vor Wasseraufnahme zu schützen, so dient zweckmäßig eine Folie Ü aus diesem Stoff als Indikator für den Versuch. Sehr bequem ist es auch, einen Körper mit chemisch und mechanisch gut definierten Eigenschaften, z. B. dünne Tonscherben, zu benutzen, die eine absolute Eichung gestatten. Auf diese Weise erhält. man für die Wasserdurchlässigkeit der Lackfolie eine Zahlenangabe in mg pro Stunde und cm2.
• In gleicher Art kann die Wasser- und Gasdurchlässigkeit von hydrophoben Überzügen, Schutzgummihüllen, Firnisanstrichen usw. gemessen werden. IV. Adsorption von Gasen und Dämt)-fen an Folien, Filmen und Bändern Die hierzu besonders geeignete Vorrichtung ist in Abb. ,4 veranschaulicht. P2 ist eine isoliert gelagerte siebförmige Platte, die mittels Rohrverschraubung gegen die Platte P1 festgeschraubt wird. Der Zwischenraum wird von einer Folie 0 ausgefüllt, die bestimmte Gasbestandteile aufnehmen kann. P1 steht mit dem Rohr A in leitender Verbindung, während P2 gegen das Rohr B isoliert ist. Zur Abschirmung ist die Elektrode P2 von einem mit P1 elektrisch in Verbindung stehenden Metallrohr allseitig umgeben.
• Läßt man nun ein Gasgemisch von A nach B strömen, so werden Bestandteile des Gases von der Folie 0 zurückgehalten, wodurch deren Dielektrizitätskonstante geändert wird. Hierbei ist besonders wichtig, daß die Folie 0 dünn ist, da bei großem Volumen der dielektrische Effekt infolge, der großen Verteilung zu gering würde und der Ad- oder Absorptionsvorgang dann auch an räumlich verschiedenen Stellen anders verlaufen könnte.
• Die Wahl des Meßkörpers richtet sich naturgemäß nach dem zu bestimmenden Stoff. Handelt es sich z. B. um reine Filterung wie bei Rauchen, Nebeln und schwebenden Stauben, so verwendet man vorteilhaft Papier oder Gewebe.
• Der Anwendungsbereich der Vorrichtung kann dadurch erweitert werden, daß man poröse Bänder aus Papier, Gewebe, Filz usw. mit Stoffen imprägniert oder einstäubt, welche mit dem zu bestimmenden Gasbestandteil irgendwie reagieren, so daß neue Körper entstehen. Beispielsweise bindet man Dämpfe organischer Verbindungen an Adsorptionskohle, die entweder auf einen festen Träger, wie Tonscherben oder Papier, aufgebracht oder als dünne Kohleplättchen zwischen dia Elektroden gelegt ist. Zur Bindung von Kohlensäure benutzt man ein Filtrierpapier, das vorher mit Calciumhydroxyd imprägniert wurde; zur Bindung von Kohlenoxyd kann ein mit Hämoglobin getränktes Filtrierpapie-Anwendung finden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Vorrichtung zur Bestimmung. der Durchlässigkeit, Absorption, Adsorption und Quellung von chemischen Einflüssen ausgesetzten ruhenden Folien, bei welcher die Folien zur Messung ihrer Dielektrizitätskonstanten in einem Kondensator angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator aus einem Paar von in Abstand voneinander gehaltenen Platten besteht, von denen die der Zutrittsseite der chemischen Einflüsse zugewandte Platte perforiert ist und zwischen welchen die Folie unter Vorspannung und dicht an den Platten anliegend angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektroden, vorzugsweise die nicht perforierte, von der anderen Elektrode möglichst allseitig umschlossen und gegen di:_ Umgebung elektrisch abgeschirmt ist, Zwobei die umhüllende Elektrode mit der Umgebung elektrisch verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchleitung von chemischen Stoffen, wie z. B. von Gasen oder Dämpfen, beide Kondensatorplatten perforiert und gegebenenfalls mit verschraubbar en Rohranschlüssen ausgestattet sind. q.. Vorrichtung zur Bestimmung der Durchlässigkeit, Absorption, Adsorption und Quellung von chemischen Einflüssen ausgesetzten ruhenden Folien, bei welcher eine Hilfsfolie vorgesehen und zur Messung- ihrer Dielektrizitätskonstante in einem Kondensator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfolie zwischen in Abstand voneinander gehaltenen Kondensatorplatten, deren eine perforiert ist, und die Hauptfolie zwischen dieser perforierten und ,einer weiteren in Abstand gehaltenen perforierten Platte fest und dicht an den Platten anliegend eingespannt sind, wobei die einander folgenden perforierten Platten der Zutrittsseite des chemischen Einflusses zugewandt sind.