SE460705B - Foerfarande foer framstaellning av ett avfuktningselement - Google Patents

Description

,,- . element ¿.,.,..,,. , 460 705 2 undergå sprickbildning eller brytas sönder till fragment. Silika- aerogelet kan visserligen stanna kvar på arkytan, men elementets me- kaniska hållfasthet försämras kraftigt.W Silika-hydrogel producerat på arkytan kan dessutom icke tränga djupt in i arket, och efter torkning häftar silika-aerogelet endast vid arkytan, och silika- aerogel med hög densitet kan icke bildas djupt inne i arkets inre Till följd härav är det mycket svårt att tillverka avfuktningß- med tillräckligt hög effektivitet, eftersom man icke delar. kan öka halten silika-aerogel. Eftersom den metallfolie eller plast- folie som användes vid det först beskrivna förfarandet icke kan suga upp vatten, är silikagelets vidhäftning begränsad enbart till ark- ytan, och mängden vidhäftande silikagel kan sålunda icke ökas så mycket som önskvärt vore. A Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett förfarande för framställning av avfuktningselement med lång livslängd och hög effektivitet, genom.vilket förfarande de ovan nämnda nackdelarna i stor utsträckning kan elimineras. Elementet består av en stark bikakestruktur av silika-aerogel bildad på en porös arkmatris av oorganiska fibrer. p Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning framställes först ett arkmaterial av ett papper med mycket låg densitet (skrym- densitet högst 0,5 g/cm3),_vars huvudbeståndsdel utgöres av oorga- niska fibrer, såsom keramiska fibrer. Ett block med många små ka- naler bildas genom att man omväxlande laminerar planskiktsark ochv vågark av nämnda papper av oorganiska fibrer. Blocket impregneras med vattenglaslösning, varefter det upphettas och torkas till dess att vattenglaslösningen koncentreras till hydratiserat vattenglas med en vattenhalt av 5-20%. åßlocket nedsänkes därefter i en syralös- ning så att vattenglaset och syran reagerar under bildning av sili- ka-hydrogel. överskott av syra och silika-hydrogel som icke uppbä- res på papperet av oorganiska fibrer avlägsnas genom tvättning, varefter blocket upphettas och torkas till ett starkt element av bikaketyp, vari silika-aerogel är förbundet med pappersmatrisen av oorganiska fibrer. iDet sålunda framställda elementet kan användas i.avfuktningsanordningar. _ l _ A Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken fig. 1 schematiskt_illustrerar förfarandet enligt föreliggande uppfinning; fig. 2 är en perspektiv- vy av ett ävfuktningselement framställt i enlighet med föreliggande uppfinning; fig. 3-6 är diagram som visar egenskaperna hos avfukt- 46O 705 3 ningselement framställda i enlighet med föreliggande uppfinning; och fig. 7 och 8 är perspektivvyer som visar andra exempel på ele- ment framställda i enlighet med föreliggande uppfinning.

I fig. 1 visas ett par av räfflade valsar 1 och 2 med öns- kade utsprång längs omkretsen. såsom visas i fig. 1. sas mot den räfflade valsen 2, och valsen 3 roterar med i huvudsak I fig. ningar 4 och 5 för anbringande av bindemedel. består av bindemedelskärl 4a och Sa samt valsar 4b och 5b för an- De undre delarna av valsarna 4b och 5b Dessa valsar griper_in i varandra En pressvals 3 med slät cylindrisk yta pres- samma omkretshastighet som valsen 2. 1 visas även tvâ anord- Dessa anordningar bringande av bindemedel. dapper ned 1 bindemedel 6 1 kärien 4e och se. Huvuabeeeånaeaeien i bindemedlet utgöres företrädesvis av vattenglas. Valsen 4b är monterad alldeles under den räfflade valsen 2.

Man utgår från mycket porösa papper 7 och 8, vilka består av 70-96% keramiska fibrer, 2-20% massa, 0-10% glasfibrer och 2-5% bindemedel, och vilka har en tjocklek av 0,1-0,5 mm och en densitet av högst 0,5 g/cm3.

Papperet 7 ledes mellan de räfflade valsarna 1 och 2 så att man erhåller vågpapper 7a, Vågpapperet 7a föres vidare av valsen 2 och bringas i kontakt med valsen 4b, varvid bindemedel 6 anbring- as på åsarna av vågpapperet 7a. Vågpapperet 7a och planskiktspap- peret 8 föres tillsammans mellan den räfflade valsen 2 valsen 3, varvid de båda papperen bindes samman till ett ensidigt korrugerat ark 9.~ Bindemedel 6 anbringas på åsarna av det ensidigt korrugerade arket 9 med hjälp av valsen Sb i anordningen 5 för an- bringande av bindemedel. En cylindrisk bikakematris 11 med många små kanaler genom båda ändarna framställes därefter genom att det limmade korrugerade arket 9 lindas omkring en axel 10.

Den cylindriska bikakematrisen 11 nedsänkes i en 25-30%-ig vattenlösning av vattenglas nr 1 (SiO2 2,1; Na2O 1) och torkas där- Sammansättningen av vattenglas och press- efter vid 100-12o°c under en timme; nr 1 anges i nedanstående tabell 1.

Sedan denna process har upprepats tvâ gånger erhålles ett _ bikakeelement försett med ett skikt av hydratiserat vattenglas.

Det hydratiserade vattenglaset innehåller 3-20 vikt-% vatten, och dess vikt är 2-2,5 gånger pappersmatrisens vikt. Bikakeelementet nedsänkes under omrörning i en 15%-ig vattenlösning av svavelsyra för bildning av silika-hydrogel på papperet. Genom tvättning av- H3-20% innan silikagel bildas genom omsättning med syra. 460 705 4 lägsnas det såsom biprodukt bildade natriumsulfatet, överskott av svavelsyra och silika~hydrogel som icke uppbäres av papperet. Genom upphettning och torkning erhålles ett avfuktningselement, vars hu- vudbestândsdel utgöres av silika-aerogel.

I det ovan beskrivna exemplet nedsänkes den cylindriska bi- kakematrisen 11_i syralösning efter det att den har nedsänkts i en vattenlösning av vattenglas och upphettats för torkning av vatten- glaslösningen. Enligt en annan utföringsform nedsänkes papperen 7 och 8 av keramiska fibrer i vattenglaslösning, varefter de torkas till en måttlig vattenhalt så att ytan blir något klibbig innan man genomför det i fig. 1 visade korrugeringsförfarandet. Den fram- ställda cylindriska bikakematrisen torkas på nytt och nedsänkes sedan i syra för framställning av silika-hydrogel.

Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan man an- vända vilken som helst typ av vattenglas (natriumsilikat), såsom de i nedanstående tabell 1 angivna vattenglasen nr 1, nr 2 och nr 3. Man kan även använda kaliumsilikat. Enligt uppfinningen kan man teoretiskt använda vilken som helst syra som är starkare än kiselsyra, men svavelsyra är lämpligast av kostnadsskäl, driftsskäl, miljöskäl, etc. De papper som användes är papper av oorganiska fib- rer. Såsom huvudbeståndsdel i dessa papper kan man icke endast använda de ovan nämnda keramiska fibrerna utan även glasfibrer, "kolfibrer och blandningar därav.

Tabell 1 “vattenglas (Na2O'nSiO2-xH2O) enligt japansk industristandard N Nr 1 Nr 2 Nr 3 Specifik vikt (°ßë vid 1s°c) - å 54 3 40 sioz (%) A as-ss 34-se 28-30 Na O (%) 17-19 14-15 9-10 2 < < < Fe (%) = 0,03 = 0,03 = 0,02 vacaamnösiigt material (%) š 0,2 2 0,2 § o,z Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning har vatten- glaset tillräcklig affinitet till de oorganiska fibrerna för att väta ytan av papperet av oorganiska fibrer och tränga djupt in i de små porerna inuti papperet. Vvattenglaset koncentreras och tor- kas till bildning av hydratiserat vattenglas med en vattenhalt av SiO2-halten yiÜvattenglaset är därför så hög som 50-70% omedelbart före denna 5 4675 -./ k: reaktion. Eftersom vattenhalten i det silikagel som bildas vid reak- tionen med syran är 30-50%, är gelstyrkan tillräckligt hög före torkning, och gelet häftar kraftigt vid papperet av oorganiska fib- rer. Det föreligger därför ingen risk för att silikagelet skall falla av papperet av oorganiska fibrer vid tvättningen efter reak- tionen. Eftersom det sålunda bildade silüürhydrogelet omvandlas till aerogel med små porer och med en vattenhalt av 30-40%, är krymp- ningen vid torkning tillräckligt liten för att förhindra att silika- -aerogelet undergår sprickbildning och sönderbrytes till små frag- ment. Silika-aerogelet har hög hållfasthet och häftar kraftigt vid matrisarket.

Pig 3-6 visar data avseende de fuktadsorberande egenskaperna hos avfuktningselement framställda enligt ovan. Fig 3 visar mäng- den adsorberad vattenånga i vikt-%, räknat pá mängden uppburet sili- ka-aerogel (adsorptionsmedel), som funktion av den relativa fuktig- heten. De provade avfuktningselementen har framställts genom att cylindriska bikakematriser av samma oorganiska papper har nedsänkts i vattenglas nr 3 (Si02 3,1; Na2O 1) eller vattenglas nr l, varefter omsättning har genomförts med 15%-ig svavelsyra pá ovan beskrivet sätt. För jämförelse visas de värden som erhålles med ett element tillverkat enligt den metod som beskrives i den japanska patent- skriften 30384/1976, varvid man har använt samma oorganiska papper som ovan, 30%-ig vattenlösning av vattenglas och 25%-ig svavelsyra. g I nedanstående tabell 2 anges papperens vikt efter behandling samt mängden uppburet silika-aerogel.

Tabell 2 Papperets ytvikt efter Mängd silika-aercgel uppburet behandling (g/m2) pà elementet (vikt-%) vattenglas nr 3 210 172,5 Vattenglas nr 1 192 149,4 JP 30384/1976 143 i » _ i 85,9 Fig 4 illustrerar den hastighet med vilken fuktighet adsor- beras ivikt-% räknat på mängden silika-aerogel) vid en relativ fuk- tighet av 75%. De provade elementen har framställts genom nedsänk- ning i vattenglas nr 1 och omsättning med 15%-ig svavelsyra eller saltsyra. Fig 5 och 6 visar jämviktsmängderna av adsorberad fuktig- -het per ytenhet respektive vikt av papper av keramiska fibrer, vilka p hargnedsänkts*i vattenglas nr~1 och omsatte med 15%-ig svavelsyra ..,ïellerÜsaltsyra samt torkats för bildning av silíka-aerogel. För jäm- 'flfförelseïvisas även de värden som erhålles med element framställda, .hela elementet impregneras. Genom att allt vattenglas reagerar med i¿ strömstyp, såsom visas i fig 7, eller av motströmstYPf såsom visas ö i fig 8. Pilarna A och B i fig 8 visar strömningsbanorna för tvâ 'j¿f1uiaa.ï ' "' ' “ ' ' 460 705 _ e enligt den metod som beskrives i den japanska patentskriften 30384/ 1976. I nedanstående tabell 3 anges pappersvikten efter behandling och mängden silika-aerogel uppburet pá pappersmatrisen.

Tabell 3 Papperets ytvikt efter senanaiing (g/m2) Nr 1 svavelsyra 186 - 141,5 Nr 3 saltsyra 184 - 138,6 Försökstemperaturen var 18-23?C vid de försök för vilka resul- Mängd silika-aerogel uppburet vattenglas Syra _pá elementet (vikt~%) taten visas i fig 3-6. Sàsom framgår av försöksresultaten erhålles Üïfi bättre egenskaper vid behandling med svavelsyra än vid behandling- ä si med saltsyra, och dessutom ger användning av vattenglas nr 1 bättre ¿-på resultat än användning av vattenglas nr 3. Förhållandet mellan ki- M i seldioxid och natriumoxid är lägre i vattenglas nr 1 än i vattenglas nr 3. ' §“Å Föreliggande uppfinning är mycket fördelaktig, eftersom den 'i Å gör det möjligt att framställa avfuktningselement, Vilka har bättre Q egenskaper än liknande element framställda enligt förut kända metoder. ' Enligt uppfinningen framställes elementen på enkelt, tillförlitligt och billigt sätt genom användning av en vattenlösning av vattenglas med relativt làg koncentration och sålunda med làg viskositet.

Eftersom man vid tidigare framställning av avfuktningselement har använt organiska eller oorganiska bindemedel utan fuktadsorbe- rande förmåga, bidrager de delar som är belagda med bindemedel icke alls till elementets fuktadsorption, och elementets effektiva yta minskas med 10-20%. Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan man emellertid använda vattenglas sàsom bindemedel vid lamine- ringsprocessen för framställning av matrisen. Detta vattenglas om- vandlas till isilika-aerogel tillsammans med det vattenglas varmed syran minskas icke adsorptionsförmàgan hos elementet av oorganiska fibrer. Elementet enligt uppfinningen har sålunda en 10-20% bättre fuktadscrberande förmåga än förut kända element innehållande organiska “eller oorganiska bindemedel utan fuktadsorberande förmåga. . É Det ovan beskrivna avfuktningselementet, kan itkê endast vara av rotationstyp såsom visas i fig 2, utan det kan också vara av tvär_

Claims (3)

7 i , 460 705 P a t e n t klr a v

1. Förfarande för framställning av ett avfuktningselement, k ä n n e t e c k n a t a v att planskiktsark och vàgark av làgdensitetspapper, vars huvudbestàndsdel utgöres av oorganiska fibrer valda bland keramiska fibrer, glasfibrer, kolfibrer och blandningar därav, lamineras omväxlande till bildning av en matris med många små kanaler; att papperet im- pregneras med vattenglas före eller efter nämnda laminerings- process; att den formade matrisen upphettas och torkas till bildning av hydratiserat vattenglas med en vattenhalt av 3-20%; att den formade matrisen nedsänkes i syra till bildning av silika-hydrogel på papperet; och att den formade matrisen och silika-hydrogelet tvättas och torkas till 'bildning av ett starkt element, vars huvudbestàndsdel utgöres av silika-aerogel avsatt pà matrisen av oorganiska fibrer.

2. Förfarande enligt krav 1,_ k ä n n e t e'c k n a t a v att de oorganiska fibrerna huvudsakligen utgöres av keramiska fibrer. 9

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n alt a v att vattenglaset är natriumsilikat.