DK172166B1 - Overtrukket tekstilmateriale og fremgangsmåde til dets fremstilling - Google Patents

Description

DK 172166 B1

Den foreliggende opfindelse angår et overtrukket tekstilmateriale omfattende et tekstilunderlag, hvorpå der er påført et mikroporøst overtræk af en elastomer copolymer omfattende et carbonfluorid, især, men ikke udelukkende, 5 til anvendelse som filterstof til filtrering af varm gas. Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af det overtrukne tekstilmateriale.

Udtrykket "overtrukket" er ikke begrænset til påføring af lag udelukkende på overfladen af tekstilunderlag, men 10 omfatter også tilfælde, hvor der sker en væsentlig indtrængning i tekstilunderlaget.

Det er velkendt at danne et overtrukket tekstilmateriale ved påføring af et lag af en mekanisk opskummet vandig emulsion af en syntetisk elastomer polymer på et tekstilun-15 derlag ved anvendelse af en rake1-udspredningsmetode. Der anvendes sædvanligvis acrylemulsioner, og det tørrede udspredte lag underkastes valsetryk til dannelse af et overtræk, der almindeligvis betegnes "knust skum". Denne proces er blevet meget anvendt til dannelse af lette og fleksible 20 polymere overtræk til forbedring af boligtekstiler. Processen er også blevet anvendt til fremstilling af industrielle filterstoffer til dannelse af membraner med en fin åbencellet struktur og fremragende gaspermeabilitet. Især har det i sammenhæng med støvfiltrering vist sig, at egenskaberne af 25 et filterstof kan forbedres ved at overtrække stoffet med en mikroporøs syntetisk elastomer membran, og at cellestørrelsen kan kontrolleres inden for snævre grænser. Filtreringsegenskaberne forbedres betydeligt ved mange anvendelser med reduceret trykfald over filteret og forbedret partikel-30 tilbageholdelse og rensningseffektivitet.

Der foreligger imidlertid et behov for tørfiltreringsmaterialer, der er i stand til at fungere ved høje temperaturer, såsom 190-250°C, og udnytter specialiserede stoffer dannet af sådanne materialer som aramid- og polyphenylensul-35 fidfibre, og det har vist sig at være vanskeligt at finde egnede polymere materialer, der på bekvem måde kan påføres DK 172166 B1 2 som overtræk får disse specialiserede stoffer til dannelse af tilfredsstillende mikroporøse membraner med passende temperaturbestandighed, holdbarhed og overtræksvedhæftning.

Ikke-vandige opløsningsmiddelbaserede opløsninger og 5 væsker af højtemperaturbeståndige polymere, såsom siliconer, er blevet forsøgt anvendt, men det har ikke vist sig muligt at opnå en tilfredsstillende fin regelmæssig cellestruktur ved anvendelse af opskumningsmetoder baseret på kemiske drivmidler, koagulering eller netværksdannelse. Vandige 10 siliconeelastomer-emulsioner er tilgængelige, men polymerene med lav molekylvægt, der anvendes for at opnå tilfredsstillende emulgering, fører ikke altid til god temperaturbestandighed og holdbarhed.

Det er et formål med den foreliggende opfindelse at 15 tilvejebringe et overtrukket tekstilmateriale, som er bekvemt at fremstille, og som har god permeabilitet og også god temperaturbestandighed og holdbarhed.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes således et overtrukket tekstilmateriale af den i indledningen nævnte art, hvil-20 ket tekstilmateriale er ejendommeligt ved, at overtrækket er dannet som et sammentrykket skumlag på overfladen af tekstilunderlaget, idet skumlaget er sammentrykket på overfladen efter påføringen derpå og er hærdet til dannelse af en sammenhængende porøs membran.

25 Dette overtrukne tekstilmateriale har fremragende permeabilitet, temperaturbestandighed, underlag/overtræk-vedhæftning og holdbarhed og kan også udvi s e_ fremragende kemisk bestandighed og høj eftergivelighed og letter fjernelse af støvkager.

30 Endvidere er det overtrukne tekstilmateriale bekvemt at fremstille og kan især fremstilles ved påføring af polymeren fra en opskummet vandig emulsion på tekstilunderlaget ved anvendelse af en tryk-overtrækningsteknik til dannelse af en mikroporøs membran af "knust skum". Der tilvejebringes 35 således, og ifølge et andet aspekt af den foreliggende opfindelse, en fremgangsmåde til fremstilling af et overtrukket DK 172166 B1 3 tekstilmateriale ifølge opfindelsen, hvorved en opskummet vandig emulsion af en elastomer copolymer omfattende et carbonfluorid påføres på overfladen af et tekstilunderlag, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der anvendes 5 en tryk-overtrækningsmetode, hvorved den opskummede emulsion sammentrykkes til dannelse af et komprimeret skumlag på overfladen, og laget haerdes til dannelse af en sammenhængende porøs membran.

Den vandige emulsion kan opskummes mekanisk på enhver 10 egnet måde, f.eks. ved mekanisk omrøring med et roterende blad eller lignende og/eller ved indsprøjtning af komprimeret luft eller en anden gas.

Overtrækningsteknikken kan involvere anvendelse af en udspredningsanordning, såsom en rakel eller lignende, 15 efterfulgt af et tørringstrin, der efterfølges af anvendelse af en trykanordning, såsom en valse, der komprimerer eller knuser det tørrede udspredte skumlag til dannelse af en mikroporøs membran.

Hærdningen af det påførte lag kan bevirkes ved anven-20 delse af en ydre påvirkning, såsom varme eller anden stråling, og/eller ved at lade laget hærde ved f.eks. tværbinding af polymeren initieret af et tværbindingsmiddel inkorporeret i emulsionen før påføringen på tekstilunderlaget.

Andre stoffer, såsom katalysatorer, skumstabilisato-25 rer, overfladeaktive midler, fyldstoffer osv., kan også inkorporeres i emulsionen.

Der kan anvendes ethvert tekstilunderlag. Udtrykket tekstilunderlag anvendes i bred forstand til omfatte ethvert egnet stof eller fibrøst materiale, der kan være vævet eller 30 ikke-vævet eller have enhver anden passende konstruktion.

Når der kræves kontinuerlig drift i temperaturområdet 190-250°C, er stoffer, som kan være ikke-vævede stoffer, såsom nålefilt, dannet ud fra aramidfibre og/eller polyphenylensul-fidfibre, særlig egnede. Det har også vist sig, at opfindel-35 sen er særlig fordelagtig, når den anvendes på glasfiberstoffer, især vævede stoffer. I denne sammenhæng virker overtræk- DK 172166 B1 4 ket i retning af at give sammenhæng og også en smørende virkning i stoffet mellem fibrene, hvorved smuldring og slid mellem fibrene ved bøjning nedsættes, og stoffets holdbarhed forbedres betydeligt. Gode bøjningsegenskaber er 5 særlig vigtige, når der er tale om et filterstof, idet der udnyttes bøjning ved anvendelsen til filtreringsformål og/-eller under rensningen.

Hvad angår carbonfluoridmaterialet, kan dette dannes ud fra enhver af de forskellige syntetiske gummiarter, der 10 betegnes som fluorholdige elastomere, især de, der dannet ud fra vinylidenfluorid, pentafluorpropylen, tetrafluorethy-len, hexafluorpropylen og polymere deraf, idet eksempler på sidstnævnte er vinylidenfluorid-pentafluorpropylen-tetra-fluorethylen-terpolymer og vinylidenfluorid-hexafluorpropy-15 len-tetrafluorethylen-terpolymer.

Opfindelsen beskrives nærmere i de følgende eksempler.

Eksempel 1

Umiddelbart før anvendelsen blandes følgende bestand- 20 dele:

Vinylidenfluorid-hexafluorpropylen-tetra-fluorethylen-elastomer-latex 100 dele N,N'-dicinnamyliden-1,6-hexandiamin, tværbindingsmiddel 5 dele 25 Uorganisk fyldstof 5 dele

Metaloxid 5 dele

Overfladeaktivt middel 1 del.

Den resulterende vandige polymerdispersion forenes derefter med andre bestanddele til dannelse af en blanding, 30 der er egnet til mekanisk opskjumning, som følger:

Vandig polymerdispersion 100 dele

Polymer-fortykningsmiddel efter behov

Ammoniumstearat 2 dele

Ammoniak (30%'s opløsning) 2 dele 35 Fluor-overfladeaktivt middel 0,1 del.

Polymer-fortykningsmidlet er et pH-værdifølsomt poly- DK 172166 B1 5 meremulsion-fortykningsmiddel og anvendes til at regulere viskositeten. Fluor-overfladeaktivt middel anvendes til at forbedre overfladeaktiviteten og fremme opskumningen.

Blandingen opskummes mekanisk ved indføring af luft 5 under tryk i en mekanisk opskumningsmaskine. Cellestørrelsen reguleres ved at ændre rotorhastighederne i opskumningshove- det. Skummet fremstillet til en ønsket densitet (f.eks. 0,2 g/cm·*) afsættes på et stof i bevægelse ved hjælp af et overtræksblad bag en skumvold. Overtrækket tørres derefter og 10 knuses let ved passage mellem trykvalser. Hvis den resulterende cellestruktur konstateres at være korrekt med hensyn til ønsket luftporøsitet og holdbarhed og vedhæftning til tekstilunderlaget, hærdes overtrækket ved høj temperatur. Typiske hærdebetingelser er 15 minutter ved 180°C.

15 Tekstilunderlaget kan være et ikke-vævet stof, såsom et nålefilt, dannet ud fra aramidfibre eller polyphenylensul-fidfibre.

Det resulterende overtrukne stof har fremragende filtreringsegenskaber og er egnet til anvendelse til f.eks.

20 frafiltrering af støv fra gasstrømme. Det polymere overtræk definerer en mikroporøs membran, der har en fin ensartet cellestruktur. Det overtrukne stof har en fremragende kemisk bestandighed, holdbarhed og overtræksvedhæftning og er egnet til kontinuerlig anvendelse ved temperaturer i området 190-25 250°C.

Eksempel 2

Eksempel 1 gentages idet der i stedet for det ikke-vævede underlag anvendes et glasfiberstof med følgende karak-30 teristika: stofvægt 440 g/m2 trådtal pr. cm, kæde/islæt 17 x 9 vævning 3x1 Twill 35 Det resulterende stof udviser, når det har et overtræk på 272 g/m2, fremragende filtreringsegenskaber og overlegne DK 172166 B1 6 bøj ningsegenskaber.

For at afprøve bøjningsegenskaberne generelt af over-trukne glasf ibre-f ilterstof fer underkastes det ovenfor anførte mærkevarestof og også et stof leveret af JPS Industrial 5 Textiles under varebetegnelsen 651 (Acid Gård) gentagen bøjning i. kæderetningen mod en bøjningsplade. Antallet af bøjninger indtil svigt registreres både efter overtrækning med forskellige vægtmængder af overtrækningsmaterialet (med overtrækket mod bøjningspladen) og ikke-overtrukket, og der 10 opnås følgende resultater:

Antal bøjninger

Materiale indtil svigt 1. JPS Industrial Textiles 651 Acid Gård, 80 g/m2 overtræk 14.200 15 samme, ikke-overtrukket 450 2. 440 g/m2 glasfiberstof, 300 g/m2 overtræk 58.500 samme, ikke-overtrukket 600 3. 440 g/m2 glasfiberstof (anden prøve), 20 200 g/m2 overtræk 5.700 samme, ikke-overtrukket 500.

Selv moderate mængder af overtrækningsmateriale kan således give tilstrækkelig sammenhæng til, at stoffets bøj-25 ningsegenskaber forbedres væsentligt.

På grund af overtrækkets fleksible natur, kan det bibeholdes på stoffet i lange anvendelsesperioder. Overtrækket fungerer således, at det både giver forbedret separationseffektivitet og lavere trykfald ved anvendelse til 30 filtrering og giver også en indre smøring af glasfibrene, således at sliddet nedsættes og bøjnings levet iden forlænges.

Det vil naturligvis forstås, at opfindelsen ikke er begrænset til detaljerne i de ovenfor anførte eksempler.

Claims (9)

1. Overtrukket tekstilmateriale omfattende et tekstilunderlag, hvorpå der er påført et mikroporøst overtræk af en elastomercopolymer omfattende et carbonfluorid, k e n-5 detegnet ved, at overtrækket er dannet som et sammentrykket skumlag på overfladen af tekstilunderlaget, idet skumlaget er sammentrykket på overfladen efter påføringen derpå og er hærdet til dannelse af en sammenhængende porøs membran.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et overtrukket tekstilmateriale ifølge krav 1, hvorved en opskummet vandig emulsion af en elastomer copolymer omfattende et carbon-fluorid påføres på overfladen af et tekstilunderlag, kendetegnet ved, at der anvendes en tryk-overtræknings- 15 metode, hvorved den opskummede emulsion sammentrykkes til dannelse af et komprimeret skumlag på overfladen, og laget hærdes til dannelse af en sammenhængende porøs membran.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den vandige emulsion opskummes mekanisk.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kende tegnet ved, at laget hærdes ved anvendelse af varme.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 2-4, kendetegnet ved, at der anvendes et udsprednings-anordning, efterfulgt af et tørringstrin, der følges af en 25 tryk-anordning, som komprimerer eller knuser det tørrede udspredte skumlag til dannelse af en mikroporøs membran.

6. Overtrukket tekstilmateriale ifølge krav 1-, k e n-detegnet ved, at tekstilunderlaget er dannet ud fra aramidfibre, polyphenylensulfidfibre eller glasfibre.

7. Overtrukket tekstilmateriale ifølge krav 1 eller 6, kendetegnet ved, at tekstilunderlaget er et vævet stof.

8. Overtrukket tekstilmateriale ifølge krav 7, kendetegnet ved, at elastomeren er valgt blandt copoly- 35 mere af to eller flere af vinylidenfluorid, pentafluorprop-ylen, tetrafluorethylen og hexafluorpropylen. DK 172166 B1

9. Overtrukket tekstilmateriale ifølge krav 1 eller 6-8, til anvendelse som filterstof.