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Filtertuch
Die gebräuchlichen Filtertücher bestehen aus Geweben, vorzugsweise
Baumwollgeweben. Gegenstand vorliegender Erfindung sind Filtertücher, welche aus
Wirrfasern bestehen, die mit Verklebungsmitteln, wie natürlichem undloder künstlichem
Kautschuk, unter Freilassung der für den Filtervorgang erforderlichen Poren imprägniert
sind.
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Es ist seit langem bekannt, Flächengebilde mit lederartigen Eigenschaften
durch Imprägnieren von Faservliesen mit Verklebungsmitteln, vorzugsweise Kautschukemulsionen,
und geeignete NachbehandlunEg, wie Trocknen, Kalandrieren u. dgl., herzustellen.
Demgegenüber besitzen die crfindungsgemäß als Fil. tertücher zu verwendenden Gebilde
einen weichen, tuchartigen Charakter, so daß sie ohne weiteres an Stelle der bisher
geb räuchlichen gewebten Filtertücher Verwendung finden können.
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Als Fasermaterial für die Herstellung der Filtertücher kommen vorzugsweise
Baumwollfasern, zweckmäßig langfaserige Baumwolle und Wolle, vorzugsweise dicke
Wolle von grobem Titer, in Betracht. Für die Beh. andJlung alkalischer Medien wird
vorzugsweise alkalibeständige Baumwolle, für die Behandlung saurer Medien vorzugsweise
Wolle verwendet. Wie gefunden wurde, erfahren die Fasern durch die Imprägnierung
einen so weit gehenden Schutz, daß man auch solche Fasern verwenden oder mitverwenden
kann, die an sich durch die zu filternden Medien angegriffen werden. Infolgedessen
ist man nicht an die Anwendung bestimmter Fasern gebunden. Neben Baumwolle und Wolle
oder Gemischen dieser
beiden Faserarten kommt unter anderem auch
Zellwolle in Betracht. Zwecks Verstärkung der Reißfestigkeit der Filtertücher werden
den Faservliesen vorteilhaft noch Menschenhaare, vorzugsweise Frauenhaare, und/oder
geeignete Tierhaare einverleibt. Als Verklehungsmittel werden zweckmäßig wässerige
Emulsionen von Naturkautschuk, Eunstkautschuk oder Kunstharzen, wie Polyvinylverbindungen,
Polyvinylenverbindungen, Polyacrylsäureverbindungen, vorzugsweise Kunstharze von
kautschukartigem Charakter oder Mischungen von Stoffen der vorstehend genannten
Art, verwendet, die noch Zusatzstoffe, wie Vulkanisationsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger,
Benetzungsmittel, Füllstoffe, enthalten können. Das Imprägniermittel wird vorteilhaft
in konzentrierter Form, z. B. in Schaum- bzw. Rahmform, Breiform oder Pastenform,
zur Anwendung gebracht und durch Einpressen, z. B. mit Hilfe von Walzen, in das
Faservlies eingeführt, vorteilhaft derart, daß das Faservlies von oben nach unten
durch den Schlitz des Walzwerks geführt und hierbei das Imprägniermittel gleichzeitig
von beiden Seiten her derart in das Vlies eingepreßt wird, daß eine vollkommene
und gleichmäßige Durchimprägnierung stattfindet. Die Imprägnierung kann einstufig
oder mehrstufig, vorzugsweise zweistufig durchgeführt werden. Nach Einführung der
Imprägnieremulsion wird Verfestigung durch Trocknen, gegebenenfalls Koagulieren
und Trocknen, vorgenommen.
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Je nach der gewünschten Dicke der herzustellenden Filtertücher können
Vliese angewendet werden, die z. B. 60, So, 100, I20 g Fasern und mehr auf den qm
enthalten. Die Imprägnierung wird derart durchgeführt, daß die Fasern völlig und
gleichmäßig in die Imprägniermasse eingebettet sind und die von feinen Poren gleichmäßig
durchsetzten Fertiggebilde glatte Oberflächen aufweisen.
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Man verfährt z. B. derart, daß das Faservlies mit einer etwa 250/oigen
oder höherprozentigen, vorzugsweise rahmförmigen Emulsion von natürlichem und/oder
künstlichem Kautschuk, die noch Vulkanisationsmittel, wie Zinkoxyd und Schwefel,
Vulkanisatio, nsbeschleuniger und geringe Mengen von Benetzungsmitteln, wie alkylnaphthalinsulfonsaures
Natrium u. dgl., enthält, gleichmäßig durchimprägniert wird und so viel Imprägniermittel
eingeführt wird, daß das getrocknete Fertigerzeugnis z. B. aus etwa 6o 0/0 Fasermaterial
und etwa 400/0 Imprägniermaterial besteht. Nach Einpressen des Imprägmermittels
wird das Gebilde in bekannter Weise getrocknet und gleichzeitig oder anschließend
einem Vulkanisiervorgang unterworfen. Wie bereits erwähnt, wird der Imprägniervorgang
vorteilhaft zweistufig durchgeführt, wobei für die zweite Imprägnierung das gleiche
Imprägniermittel oder ein andersartiges oder andersartig zusammengesetztes Imprägniermittel
Verwendung finden kann. Man kaim z. B. die mit einer konzentrierten Kautschukemulsio,
n in der vorstehend beschriebenen Weise imprägnierten und getrockneten Gebilde einer
Tränkung mit einer 5- bis Io°/oigen Kautschukmilch unterwerfen und erneut trocknen.
Hierdurch kann man die Widerstandsfähigkeit der Fertigprodukte gegen die verschiedenen
Beanspruchungen erhöhen und zugleich auch eine Porenverengung herbeiführen. Die
so erhaltenen Gebilde sind zunächst verhältnismäßig hart und steif. Zwecks Weichmachung
kann man z. B. derart verfahren, daß sie einem Kochvorgang in Wasser unterworfen
werden, der vorteilhaft so durchgeführt wird, daß zugleich eine Naßvulkanisatin
n stattfindet. Hierfür genügt im allgemeinen ein etwa 40 Minuten dauerndes Kochen.
An den Kochvorgang wird zweckmäßig noch eine Walkung angeschlossen, z. B. derart,
daß die Gebilde etwa 20 Minuten bei etwa so in einem Walkfaß behandelt werden, das
geringe Mengen, z. B. 0,5 bis IO/o, an Weichmachern enthält, die befähigt sind,
die aus Kautschuk od. dgl. bestehende Imprägnierung aufzuquellen. Hierfür kommen
unter anderem die aus Fetts, äureabgängen hergestellten Weichmacher in Betracht.
Durch Nachbehandlungen der vorstehend beschriebenen Art erlangen die Gebilde einen
wiechen, tuchartigen Charakter, wie er für die Verwendung für Filterzwecke wünschenswert
ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird durch besondere Maßnahmen
für die Erzeugung von feinen bzw. feinsten Poren Sorge getragen.
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Dies kann z. B. derart geschehen, daß den Gebilden feinverteilte Zusatzstoffe
einverleibt werden und diese nach Trocknung der Erzeugnisse wieder entfernt, z.
B. herausgelöst werden oder Gasbläschen aus zur Entwicklung solcher befähigten Stoffe
in den Gebilden. entfernt werden oder verschiedene derartiger Maßnahmen angewendet
werden.
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Lösliche Stoffe, z. B. Salze, wie Kochsalz, Magnesiumsulfat, Glaubersalz,
können in gelöster Form den Imprägniermitteln einverleibt und mit diesen in die
Gebilde eingeführt werden oder in gelöster Form z. B. zwischen der ersten und zweiten
Imprägnierung direkt in dfe Gebilde eingeführt werden. Vorteilhaft werden Maßnahmen
beider Art in Gemeinschaft angewendet: an Stelle oder neben Salzen können auch wasserlösliche
Stoffe, wie wasserlösliche Stärke od. dgl., als Porenbildner verwendet werden. Mit
Vorteil werden wasserlösliche Salze in Gemeinschaft mit organischen Stoffen, wie
Stärke, zur Anwendung gebracht, z. B. derart, daß man der Imprägniermasse neben
einem Salz, z. B. Glaubersniz, noch eine geeignete Menge eines kolloiden wasserlöslichen
Stoffes, z. B. eines Maisstärkepräparates, einverleibt. Hierbei wirkt das Stärkepräparat
als Schutzmittel für das Verklebungsmittel, z. B. Kautschukmilch, gegen störende
Beeinflussung des letzteren durch das Salz.
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Durch Anwendung vulkanisierbarer Verklebungsmittel und Zusatz von
Vulkanisationsmittelu und Beschleunigern wird die Porosität weiterhin günstig beeinflußt,
insbesondere dann, wenn der Vulkanisationsvorgang durch Erhitzen der imprägnierten
und getrockneten Gebilde unter Wasser durchgeführt wird. Hierbei kann man des herauslösen
porenbildender wasserlöslicher Zusatzstoffe, wie Salze, und das Vulkanisieren der
getrockneten Ge-
bilde durch Kochen unter Wasser zu einem Vorgang
vereinigen.
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Beispiel Ein Faservlies aus Baumwolle wird zunächst in an sich bekannter
Weise durch oberflächliches Auftragen einer dünnen Schicht eines in Schaumform übergeführten
Verklebungsmittels, z. B. einer Emulsion von künstlichem Kautschuk, und Trocknen
oberflächlich unter Freilassung von Poren verfestigt und anschließend einer ersten
Imprägnierung mit einer rabmartigen Mischung von folgender Zu sammensetzung unterworfen:
| Gewichtsteile |
| Flüssig Fest |
| Kunstkautschukemulsion |
| (Butadienstyrolpoly- |
| merisat), 330/oig . . .... 300 100 |
| Zinkdiäthylcarbamat |
| (Beschleuniger) 1 |
| Oleylmethylaminäthyl- |
| sulfonsaures Natrium, |
| 5 0/oige Lösung ....... 8 |
| Zinkoxyd, aktiv . . . . . . . . 5 |
| Kolloidschwefel, 85%ig.. 3 |
| Wasser............... 77 |
Nach Trocknung kann zwecks Verbesserung der Imprägnierung noch eine zusätzliche
Behandlung durch Tränken der Gebilde mit einer etwa 5- bis 1 o0/oigen Kautschukmilch
und anschließendes Trocknen stattfinden. Nunmehr werden die Gebilde durch ein Bad
geführt, das eine etwa 35- bis 4o0/oige Lösung von Glaubersalz in Wasser enthält
und auf etwa 70° beheizt ist, und anschließ end bei etwa 90° getrocknet. Nunmehr
erfolgt eine weitere Imprägnierung mit einer Mischung von etwa folgender Zusammensetzung:
Naturkautschukmilch (60%ig)............... 100 Gewichtstile, fest Löslich gemachte
Maisstärke (22%ig)... . . . 100 Glaubersalz, rein . . . . . . . . 100 Alkylnaphthalinsulfonsaures
Natrium I,5 Dieser Mischung können je nach dem gewünschten Vulkanisationsgrad noch
mehr oder weniger große Zusätze von Vulkanisationsmitteln und Beschleunigern einverleibt
werden. Die der zweiten Imprägnierung unterworfenen Gebilde werden nach Trocknung
in Wasser von etwa 700 eingelegt, das bis auf etwa 90° erhitzt wird. Nach etwa istündiger
derartiger Behandlung wird etwa 30 Minuten in lauwarmem Wasser geschwenkt. Die erhaltenen
Gebilde besitzen einen tuchartig weichen Charakter.
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Sie zeichnen sich durch vorzügliche Festigkeitseigenschaften, hohe
Saugfähigkeit und hervorragende Filterfähigkeiten aus. Für Sonderzwecke kann man
die an sich glatte Oberfläche noch; durch Maßnahmen, wie Schleifen, veredeln und
hierdurch die Saugfähigkeit noch mehr erhöhen.
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Die Filtertücher gemäß Erfindung besitzen im allgemeinen Poren von
etwa 0,09 bis 0,10%. Man ist aber ohne weiteres in der Lage, die Gebilde, mit Bezug
auf Porenzahl und Porengröße in gewünschter Weise zu beeinflussen.
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Betriebsmäßig durchgeführte Versuche haben ergeben, daß bei Verwendung
von Filtertüchern gemäß Erfindung die: Filtrationsvorgänge rasche;r verlaufen und
klarere Filtrate erhalten werden als bei Anwendung der gebräuchlichen Filtertücher
aus Baumwollgewebe. Bei Betriebsversuchen mit alkalischen Medien, vorzugsweise alkalischen
Farbstoffen, hielten die gebräuchlichen Baumwolltücher nulr ii bis I3 Chargen aus,
während die Filtertücher gemäß Erfindung I8 bis 22 Chargen aushielten. In Fällen,
in denen die Filterkuchen an den rauhen Gewebetüchern festhafteten und nur schwierig
zu entfernen waren, war bei Anwendung von Filtertüchern gemäß Erfindung ein leichtes
Ablösen der Filterkuchen möglich; sie fielen meist glatt ab.
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Bei Verwendung als Luftfilter zeigte sich, daß die Filtertücher gemäß
Erfindung einen besseren und rascheren Durchgang der Luft gestatteten als die Gewebetücher.
Bei Vergleichsversuchen betrug dler Durchgang der Luft durch Filtertücher gemäß
Erfindung 300 cbm auf den Quadratmeter Filtertuch in der Stunde und bei Gewebetüchern
nur 100 bis 120 cbm. Dabei hielten die Filtertücher gemäß Erfindung die staubförmigen
Verunreinigungen der Luft besser zurück als die Gewebetücher. Weiterhin ergab sich,
daß die Filtertücher gemäß Erfindung eine leichtere Beseitigung der darin abgesetzten
staubförmigen Verunreinigungen gestatteten als die Gewebetücher. Die Reinigung der
vorliegenden Filtertücher von Staub od. dgl. kann durch einfaches Abklopfen erfolgen.