DK148786B - Baererlag bestaaende af vliesstof - Google Patents

Description

i 148786

Den foreliggende opfindelse angår et baererlag bestående af vliesstof til understøtning af en semipermeabel membran.

\

Det er kendt, at semipermeable membraner teknologisk er svage og derfor behøver en mekanisk understøtning i form af et støtteelement.

5 De anvendes fx i form af slange- og flademembraner i anlæg, der arbejder efter den omvendte osmoses princip og efter ultrafiltrations-princippet. Understøtningen kan fx ske ved anvendelse af perforerede rør eller gennemhullede plader, altså porøse og relativt trykfaste understøtningsmaterialer, fx i form af PVC- eller specialstål rør eller 10 plader af kunststof. Da hulafstanden eller kanalafstanden i sådanne støttematerialer på grund af det ofte fremgangsmådebetingede høje tryk (fx 1-140 bar) af hensyn til den mekaniske styrke skal holdes relativt stor, anvendes som drænlag mellem den semipermeable membran og støtteelementet en porøs, under driften ikke komprimerbar 15 masse som støttelag.

Sædvanligvis består semipermeable membraner af celluloseacetat. Disse ekstruderes i en lagtykkelse på ca. 100-200 μ på det porøse støttelag.

Efter den påfølgende koagulering dannes på overfladen af dette lag den egentlige aktive membran i en tykkelse på 500 til 5000 Angstrom, 20 hvorhos det er af ganske særlig betydning for de senere opnåede permeationsegenskaber at få en udjævnet lagtykkelse. Udformningen af støttelaget skal, som en af de i denne sammenhæng væsentlige faktorer, derfor tillægges en ganske særlig betydning.

Det er allerede kendt at anvende støttelag bestående af et tekstilfla-25 destykke, fx af et væv, papir eller af vliesstof. De således opnåede resultater har hidtil ikke været tilfredsstillende. Der opstår især store vanskeligheder på grund af de hos de ovenfor nævnte fladestykker i mikroområdet uundgåelige uregelmæssigheder. Et vævs struktur vi- v ser sig ofte i overfladen af den højfølsomme membran, hvilket kan 30 føre til fine sprækker og dermed til en ødelæggelse af membranen.

Papir af cellulose har ringe mekanisk styrke og ødelægges bakterielt under brugen i løbet af relativ kort tid. Papir med 100%'s syntetisk sammensætning og den nødvendige høje mekaniske styrke kan ikke fremstilles med den nuværende teknik.

148786 2

Derfor er man gået over til at anvende vliesstof. Vliesstoffer bestående af 100% syntetiske, termoplastiske fibre, fortrinsvis af polyestereller polypropylenfibre, som, efter at være fremstillet på tør måde, fx ved volfning eller kartning, er fæstnet ved en i og for sig kendt 5 proces under anvendelse af varme og tryk, har hidtil vist sig at være bedst egnede. Sådanne vliesstoffer har enormt høje vådstyrker.

En væsentlig ulempe ved disse tørlagte vliese er dog deres uregelmæssige vliesdannelse, dvs. en utilstrækkelig enkeltfiberfordeling, samt en ru vliesstofoverflade. Ved tværlagte vliese følger ydermere en 10 uregelmæssig vægt- og tykkelsesfordeling hen over produktionsbredden.

En vis forbedring af vægt- og tykkelsesfordelingen kunne opnås ved en kombination af tvær- og langslagte vliese samt ved en hvælvning af kalandervalserne. Trods disse foranstaltninger fås dog stadig, hen 15 . over produktionsbredden, en vis uregelmæssighed, især højere vægt og ringere tykkelse i randzonerne i sammenligning med vliesstoffets midterzone. Denne uregelmæssige vliesstoftykkelse bevirker ved den påfølgende belægning med membranopløsningen en uregelmæssig membrantykkelse, hvoraf følger uregelmæssige membranegenskaber. Da 20 disse uregelmæssige membranegenskaber ikke kan accepteres, skal en hidtil relativt bred randzone kasseres før eller efter belægningen med membranen. Detté fører naturligvis til en væsentlig fordyrelse af den samlede membranfremstilling.

Aerodynamisk lagte vliese eller spindevliese udviser ganske vist en 25 højere regelmæssighed, hvad angår vægt- og tykkelsesfordelingen hen over produktionsbredden, men deres forholdsmæssigt uregelmæssige vliesdannelse som følge af en uregelmæssig enkeltfiberopløsning eller enkeltfiberfordeling fører dog også her ved den påfølgende belægning med membranopløsningen til relativt uregelmæssige membrantykkelser 30 og dermed til relativt uregelmæssige membranegenskaber.

Besværligheden af den her angivne art har hidtil på grund af de kendte tekstilers specifikke egenskaber næsten altid været uundgåelige. Vanskeligt udførlige kontrolforanstaltninger samt en overordent- 148786 3 ligt højtliggende kassationsprocent har derfor måttet accepteres og har ført til en kraftig fordyrelse af disse membraner.

Fra tysk patentskrift nr. 1.142.924 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af et separatormateriale til akkumulatorer, hvorved syn-5 tetiske fibre ved vådmetoden forenes til en vlies og derefter aktiveres ved behandling med en saltopløsning. Med en sådan fremgangsmåde er det dog ikke muligt at fremstille et bærerlag til en semipermeabel membran, fordi det fremkomne materiale, ud over en uhensigtsmæssig indre struktur, udviser en utilstrækkelig overfladeglathed. Som følge 10 af den komplicerede befæstigelsesmetode var det desuden ikke muligt .at tilpasse de mekaniske egenskaber til de eksisterende krav.

Den foreliggende opfindelse angår et fysiologisk uskadeligt og i kemisk, fysisk og termisk henseende i vidt omfang modstandsdygtigt bærerlag, som undgår de ovenfor nævnte ulemper, og som ved en 15 relativt enkel fremstillingsproces sikrer fremstilling af en semipermeabel membran med udmærket regelmæssighed.

Det her omhandlede bærerlag består af et porøst vliesstof, der er bundet ved egenbinding, og som er ejendommeligt véd, at vliesstoffel: . er et vådvliesstof, hvis fibre i overfladelaget er komprimeret progres-20 sivt, således at overfladen bliver stærkt imprægneret med termoplas-tiske bindefibre.

Det har vist sig at være særlig fordelagtigt, hvis bærerlaget består af bindefibre i blanding med ikke-bindefibre. De anvendte bindefibres titer ligger hensigtsmæssigt i området 4-30 dtex, fortrinsvis ved 6,8 25 dtex, og de anvendte ikke-bindefibres titer i området 1-7 dtex, fortrinsvis mellem 1,3 og 3,3 dtex. Bærerlaget består eksempelvis for 10-100%'s vedkommende af bindefibre og for 90-0%'s vedkommende af ikke-bindefibre. Ustrakte polyesterfibre og/eller polypropylenfibre er særlig godt egnede som bindefibre. De specielle brugsegenskaber 30 lader sig på ganske særlig måde modificere af de specielle egenskaber hos de yderligere anvendte ikke-bindefibre. Strakte polyesterfibre og/eller polyamidimidfibre og/eller fibre af aromatiske polyamider har i denne henseende vist sig at være særlig egnede.

148786 4 Bærerlaget ifølge opfindelsen belyses nærmere i det følgende:

Fremstillingen af bærerlaget ifølge opfindelsen sker fortrinsvis på vid o *6 måde, fx i en lagtykkelse på 150 x 10 meter. Den ved denne fremstillingsproces anvendte sedimentationsmetode fører til en usymmetrisk 5 opbygning af den dannede vlies, hvorved der især i kontaktfladeområdet til den senere dannede membran dannes en overordentlig fin-struktureret og plan overflade, som er stærkt imprægneret med ter-moplastiske bindefibre.

Regelmæssigheden i vægtfordelingen og tykkelsesfordelingen hen over 10 produktionsbredden er på grund af produktionsmetoden efter våd -vliesfremgangsmåden væsentligt bedre end hos en vlies, der er fremstillet efter de ovenfor beskrevne fremgangsmåder. Ved denne fremgangsmåde kan vægt- og tykkelsesvariationer hen over produktionsbredden på ±1% opnas. Vliesbilledet, dvs. enkeltfiberopløsningen og 15 enkeltfiberfordelingen, er ved denne fremgangsmåde væsentlig bedre end hos en tørlagt vlies. De med den her omhandlede fremgangsmåde fremstillede viiesstofoverflader er væsentlig glattere end vliesover-fladerne på en tørlagt vlies.

Hvad angår de mekaniske egenskaber, kan der opnås en vidtgående 20 isotrop høj styrke, hvilket er af stor betydning for de fleste anvendelsesområder.

Regelmæssigheden og glatheden af den her omhandlede bærer er af overordentlig stor betydning for regelmæssigheden af den membran, der senere skal pålægges. Der følger heraf en væsentlig forenkling af 25 den nødvendige kontrolproces og dermed en overraskende stor formindskelse af produktionsomkostningerne.

En særlig fordel ved bærerlagene ifølge den foreliggende opfindelse er især, at de kan fremstilles med specifikke egenskaber, der ligger inden for et overordentlig bredt område. 1

Da der med det her omhandlede vliesstof kan opnås en yderst regelmæssig membrantykkelse, kan der fremstilles en membran med meget

Claims (2)

148786 regelmæssige egenskaber hen over produktionsbanen, hvoraf følger, at den fulde produktionsbredde kan udnyttes. Dette tillader en væsentlig mere økonomisk fremstilling af semipermeable membraner med høj kvalitet.

5 EKSEMPEL En blanding af 50% ustrakte polyesterfibre med en titer på 6,8 dtex og en længde på 12 mm og 50% strakte polyesterfibre med en titer på 1,3 dtex og en længde på 6 mm suspenderes i vand. Faststofindholdet er 0,2%. Suspensionen føres derefter til en skråsimaskine, hvor 10 stofindholdet fortyndes videre til et faststof indhold på 0,08%. Vandet suges derefter under anvendelse af vakuum gennem skråsien, og skråsiens hastighed justeres således, at der på sien afsættes en vlies med en fladevægt på 174 g/m med et fugtindhold på 85%. Det overskydende vand fjernes på en sugetromletørrer ved hjælp af gennem-15 strømmende varm luft med en temperatur på 140°C, indtil der opnås en restværdi på 10%. Umiddelbart derefter underkastes vliesen behandling med en kalander bestående af en stål- og en bomuldsvalse med en diameter på hver 350 mm, hvorved den med bindefibre, berigede overflade lægges an mod stålvalsen. Stålvalsens temperatur var 20 215°C, og bomuldsvalsens temperatur var 155°C. Der blev justeret til et linjetryk på 130 kg/cm og en hastighed på 3,5 m/minut. Overfladen af det fremkomne vliesstof var særdeles Jævn og fuldkommen fri for opstikkende fiberender og -sløjfer. 25 1. Bærerlag til understøtning af en semipermeabel membran, bestående . af et porøst fibervliesstof, der er bundet ved egenbinding, kendetegnet ved, at vliesstoffet er et vådvliesstof, hvis fibre i overfladelaget er komprimeret progressivt, således at overfladen bliver stærkt imprægneret med termoplastiske bindefibre.