DE895146C

DE895146C - Process for the production of filter or diaphragm plates from thermoplastics

Info

Publication number: DE895146C
Application number: DESCH2992D
Authority: DE
Inventors: Hermann Anger; Josef Dipl-Ing Ketterer
Original assignee: WILHELM SCHULER GmbH
Current assignee: WILHELM SCHULER GmbH
Priority date: 1943-04-22
Filing date: 1943-04-22
Publication date: 1953-11-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Filter- oder Diafragmaplatten aus thermoplastischen Kunststoffen Poröse Platten für die verschiedensten Verwendungszwecke werden aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt, beisielsweise aus keramischen Massen, aus Asbest, sus Natur- oder Kunstgummi, aus tierischen oder pflanzlichen Membranen, aus Papierstoff. Man hat auch schon poliöse Platten aus Kunststoff hergestellt, in dem man den gekörnten Kunststoff zu Platten zusammenpreßte.Process for the production of filter or diaphragm plates made of thermoplastic Plastics Porous plates for a wide variety of uses are made from made of different materials, for example from ceramic masses Asbestos, sus natural or synthetic rubber, made of animal or vegetable membranes, made of paper stock. Poliose plastic sheets have also been made, by pressing the granulated plastic into sheets.

Alle diese porösen Platten zeigen gewisse Beschränktheinten und Nachteile, insbesondere kann man sie bisher für gewisse Filtrierzwecke und für die Verwendung als Diafrangmen, beispielsweise zum Trennen von Elektrolyten bei elektrochemischen Vorngänlgen, nicht genügend dünn herstellen, Bekanntlich ist der elektrische Widerstand eines Diafragmas der Dicke desselben direkt und dem freien Porenvolumen umgelcehrt proportional, während die Porenweite auf den elektrischen Widerstand keinen Einfluß hat. Die günstigste Trenn wirkung wind aber mit einem Diafragma mit möglichst kleinen Poren erzielt, Bei den bekannten Asbestplatten ist zwar die Trennwirkung gut, aber der elektrishcen Widerstand wegen der notwendigen Dicke der Platten hoch.All these porous plates show certain limitations and disadvantages, in particular, they have hitherto been available for certain filtering purposes and for use as diafrangms, for example for separating electrolytes in electrochemical Vorngänlgen, not made sufficiently thin, the electrical resistance is well known a diaphragm of the same thickness directly and the free pore volume reversed proportional, while the pore size has no influence on the electrical resistance Has. The best separating effect, however, is with a diaphragm with the smallest possible size Pores achieved, with the known asbestos panels, the separating effect is good, but the electrical resistance is high because of the necessary thickness of the plates.

Auch keramische Platten, die bisher vorzugsweise auus gebranntem Ton oder aus teilweise gesinterten Quarzkönnern hergestellt werden, lassen sich nur schwer genügend dünn herstellen und sind dann sehr zerbrechlich ; man kann blei ihnen auch nicht Poren von äußerster Feinheit erhalten, wie sie für die einwandfreie durchführung elektrochemischer Reaktionen notwendig sind. Auch Diafragmenplatte, aus porösem Kunststoff in körniger Form hergestellt, bedingen bei der Herstellung einehgewisse Dicke der Platten, die den elektrischen Widerstand nachteilig erhöht. Dieser wird außerdem dadurch erhöht, daß diese Platten aus Kunststoff um so schlechter benetzbar sind, je dicker sie sind.Also ceramic plates, which until now have been made from fired clay or from partially sintered quartz grains can only be difficult to make sufficiently thin and are then very fragile; you can lead they also do not receive pores of the utmost fineness, as they are for the flawless carrying out electrochemical reactions are necessary. Also diaphragm plate, Made of porous plastic in granular form, required during manufacture a certain thickness of the plates, which disadvantageously increases the electrical resistance. This is also increased by the fact that these plastic plates are all the worse are wettable, the thicker they are.

In neuerer Zeit sind ferner thermoplastische Kunststoffe geschaffen worden, die in der Form eines dichten haufwerks von Fasern des Kunststoffs für Flüssigkeiten und Gasse gut durohlässig -sind. Es ist bekannt, daß solche fasrigen Kunststoffe unter Anwendung von Wärme und Druck sich zu einer dichten und nach dem Erkalten steifen und elastischen Masse formen lassen. Man hat deshalb schon vorgeschlagen, derartige thlermoplastische Kunststoffe in der Form eines Fasen haufwerks zunächst kalt zu Platten oder Röhren zusammenzupressen und in den so erzeugten plattenartigen Gebilden dadurch, daß sie mittels einer erhitzten Matrize unter hohem Druck mit einer gitterförmigen Prägung versehen werden, ein gitterförmiges Versteifungsgerüst zu erzeugen, so daß zwiS'chen den heiß gepreßten dichten und nach dem Erkalten steifen und elastischen Streifen des Versteifungsgerüstes die Felder dies kalt gepreßten unveränderten Faserhaufwerks als Filterfläche stehen, deren Porigkeit nooh durch Nachbehandlung mit heißem Dampf oder heiler Luft ohne Anwendung von Druck beeinflußt werden kann. In recent times, thermoplastics have also been created been made in the form of a dense pile of fibers of plastic for liquids and alley are well permeable. It is known that such fibrous plastics with the application of heat and pressure it becomes dense and after cooling let form stiff and elastic mass. It has therefore already been suggested such thermoplastic plastics in the form of a chamfer haufwerk initially to be pressed cold to form plates or tubes and in the plate-like shape produced in this way Formed by using a heated die under high pressure with a lattice-shaped embossing, a lattice-shaped stiffening framework to produce, so that between the hot-pressed dense and stiff after cooling and elastic strips of the stiffening frame the fields this cold-pressed unchanged fiber pile stand as a filter surface, the porosity of which nooh through After-treatment with hot steam or unhealthy air without applying pressure can be.

Die Nachteile der nach den älteren bekannten Verfahren hergestellten und gewissen Nachteile der nach dem neu vorgeschlagenen Verfahren aus Kunststoffasern herzustellenden porösen Platten werden bei solchen Platten, die nach dem nachstehend beschriebenen neuen Verfahren hergestellt werden, vermieden, Das Verfahren nach der Erfindung geht aus von den bekannten Geweben aus thermoplastischen Kunststofien, wie sie z. B. als Filtertücher im Verker sind. Nach der Erfindung werden zwei oder mehr derartige dünne Gewebe aus thermoplastischem Kunststoff aufeinandergelegt und bei erhöhter Tempera@ur unter mäßigem Druck zusammengepreßt, Dabei ist die Tempenatur jeweils nach den thermoplastischen Eigenschaften dies Kunststoffes so zu wählen, daß die einzelnen Fasern des Kunststoffes nur an ihrer Oberfläche erweichen. Nach diesen Eigenschaften des Kunststoffes sind auch der Druck und die Zeit, in der man ihn wirken läßt, verschieden zu blemessen, ferner nach der Form und der Feinheit des einzelnen Gewebes sowie nach der Zahl der übereinandergelegten Gewebelagen, Man hat es in der Hand, durch eine entsprechende Wahl der Temperatur, Druckstärke und Druckdauer die Porosität und die Dicke der ZU erzeugenden Platte zu bleeinflussen, Jle feiner die Gewebe sind und je mehr Stofflagen zu einer Platte zusammengepreßt werden, um so kleiner sind die Poren der Platte. Beispielsweise haben Versuche ergeben, daß zwei Lagen des Gewebes eines Polyvinylchlorid-filtertuches blei einer Temperatur von etwa 115°C mit einem druck von tewa 0,1 kg/cm2 während einer Dauer von etwa 50 Sekunden ZU einer brauchbaren feinporigen Platte von etwa o, 25 mm vereinigt werden. The disadvantages of those produced by the older known processes and certain disadvantages of the synthetic fibers according to the newly proposed method Porous plates to be produced are, in the case of those plates, which are produced according to the following described new processes are avoided, the process according to the invention is based on the known fabrics made of thermoplastic plastics, how they z. B. are as filter cloths in the Verker. According to the invention, two or more such thin fabric made of thermoplastic material placed on top of one another and compressed under moderate pressure at increased temperature, where the temperature is to choose according to the thermoplastic properties of this plastic, that the individual fibers of the plastic only soften on their surface. To These properties of the plastic are also the pressure and the time in which one lets him work, to measure differently, furthermore according to the form and the fineness of the individual fabric as well as the number of layers of fabric placed one on top of the other, You have it in your hand by choosing the appropriate temperature and pressure and pressure duration to influence the porosity and the thickness of the plate to be produced, The finer the fabrics are and the more layers of fabric are pressed together to form a sheet the smaller the pores of the plate. For example, experiments have shown that two layers of the fabric of a polyvinyl chloride filter cloth lead to a temperature of about 115 ° C with a pressure of tewa 0.1 kg / cm2 for a period of about 50 seconds combined into a usable fine-pored plate of about 0.25 mm will.

Man kann auch zuerst nur Wärme und dahach erst Durck auf die ZU vereinigenden Gewebe einwirken lassen. Ferner kann man das Gefüge und die Porigkeit der Platte verschieden erhalten, je nachdem man die Gewebe nach dlem Verlauf ihrer Fasern aufeinanderlegt. One can also only warmth at first and then only pressure on those to be united Let the tissue soak in. You can also see the structure and porosity of the plate obtained differently, depending on how the fibers are laid on top of one another according to the course of their fibers.

Die nach dem neuen Verfalnen hergestellte feinporige dünne Platte ist als solche in ihrem Gefüge von den Geweben, aus denen sie hier, gestellt wurde, ganz werschieden. Sie ist nicht weich und schmiegsam wie die Gewebe, sondern steif und fest, aber sehr biegsam und elastisch, äußerlich ähnlich dem Celluloid, aber auch zäh, nahezu unzerbrechlich und reißfest. Wird eine solche dünne Platte gelinde erwärmt und gebogen, so behält sie, abgekühlt, die ihr gegebene Fonn. The fine-pored thin plate produced according to the new procedure is as such in its structure from the tissues from which it was made here, quite different. It is not soft and pliable like the fabric, but stiff and firm, but very pliable and elastic, outwardly similar to celluloid, however also tough, almost unbreakable and tear-resistant. Such a thin plate becomes the least bit warmed and curved, it retains its given shape when cooled.

Da die thermoplastischen Kunststoffe, aus denen die Gewebe her, gestellt sind, in verschiedenen organischen Lösungsmitteln lösbar oder quellbar sind, kann man die einzelnen Lagen der Gewebe auch unter Zuhilfenahme solcher Lösungsmittel in flüssiger oder in Dampfform unter Druck miteinwander vereinigen. Taucht man z. B. die einzelnen Gewebestücke kurz in ein organisches Lösungsmittel ein, legt sie dann übereinander und preßt sie zusammen, so erhält man nach dem Verdunsten dies Lösungsmittels eine dünne poröse Platte mit den besten Eigenschaften. Man kann so beispielsweise sehr gleichmäßige Diafragmen von wenigen Zehnteln Millimeter Dicke, von sehr großem Poren,-volumen und mit sehr kleinen Poren herstellen, die einen ungewöhnlich geringen elektrischen Widerstand aufweisen. Because the thermoplastics that make up the fabric are made are soluble or swellable in various organic solvents the individual layers of the fabric also with the aid of such solvents combine in liquid or vapor form under pressure. If you dive z. B. briefly put the individual pieces of tissue in an organic solvent then one on top of the other and press them together, this is what one obtains after evaporation Solvent a thin porous plate with the best properties. You can do that For example, very even diaphragms a few tenths of a millimeter thick, of very large pores, volumes and very small pores that produce a have unusually low electrical resistance.

Das Verfahren nach der Erfindung gibt so die Möglichkeit, poröse Platten von ganz geringer Dicke, hervorragender Festigkeit, Biegsamkeit und Elastizität mit vollkommen gleichmäßiger Verteilung der Poren über die ganze Fläche und über den Querschnitt und mit großem Porenvolumen herzustellen. Insbesondere gegenüber der Herstellung poröser Platten aus gekörntem Rohstoff bietet die Illaicih der Erfindung hergestellte poröse Platte den Vorteil, daß die Gewebe, aus denen sie hergestellt wird, die Bildung überall gleich großer Poren und deren vollkommen gleichmäßige Verteilung über die ganze Fläche der Platte gewährleisten. Gegeniber dem lobten angegebenen neueren Verfahren mit Anwendung von fasrigem Haufwerk aus thermoplastischem Kunststoff hat das Verfahren nach der Erfindung noch den Vorzug, daß bei ihni in einem Arbeitsgang durch die gleichzeitige Anwendung von Wärme und mäßigem Druck eine poröse Platte erzeugt wilrd, die in allen ihren Teilen gleichmäßig porös und zugleich ohne ein besonderes Versteifungsgerüst, dessen Fläche für den Filterzweck verlorengeht, überall gleichmäßig steif, elastisch und zäh ist. The method according to the invention is so the possibility of porous Slabs of very small thickness, excellent strength, flexibility and elasticity with perfectly even distribution of the pores over the entire surface and over to produce the cross-section and with a large pore volume. Especially opposite The Illaicih of the invention offers the production of porous plates from granular raw material made porous plate has the advantage that the fabric from which it is made the formation of pores of the same size everywhere and their perfectly uniform Ensure distribution over the entire surface of the plate. Opposite the praised cited newer processes using fibrous piles of thermoplastic material Plastic, the method according to the invention still has the advantage that with him in one operation through the simultaneous application of heat and moderate pressure A porous plate is produced which is uniformly porous and in all its parts at the same time without one special stiffening structure, the surface of which for the purpose of the filter is lost, is uniformly stiff, elastic and tough everywhere.

D-ie Vorzüge der neuen porösen Pliatte zeigen sich bei deren Verwendung sowohl els Filter wie als Diafragma mit guter Trennwirkung und sehr geringem elektrischem Widerstand und für sonstige technische Zwecke. The advantages of the new porous plate become evident when it is used both as a filter and as a diaphragm with good separating effect and very little electrical power Resistance and other technical purposes.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of filter or diaphragm plates made of thermoplastics, characterized in that two or more Layers of fabrics made of thermoplastic plastic with superficial softening of the plastic by means of pressure to a porous. Plate to be united.