NL7808294A - Niet geweven textielmateriaal voor filters. - Google Patents

Description

r j __ J* / N.O. 26Λ67

The Kendall Company te Walpole, Massachusetts,

Verenigde Staten van Amerika#

Niet geweven textielmateriaal voor filters#

De uitvinding heeft betrekking op niet geweven textielmateriaal voor filters bestaande uit cellulosevezels alsmede op een werkwijze voor de vervaardiging daarvan#

Vele vloeistoffen in het bijzonder drinkbare vloeistofffen zoals melk, bier, soorten wijn en dergelijke, worden tijdens de 5 bewerking aan een filtratieproces onderworpen, ter verwijdering van ongewenste sedimenten# Bijvoorbeeld in het geval van melk was het tot dusverre gebruikelijk de op boerderijen geproduceerde melk door een laag flanel of door een aantal lagen gaas te filtreren.

De aanzienlijke prijs van geweven textielmaterialen maakte het 10 wenselijk de filter na elk gebruik te regenereren, dat wil zeggen het flanel of het gaas zodanig te wassen en te spoelen, dat geen sporen zure melk achterblijven die de volgende partij melk , kunnen contamineren# Een dergelijke reiniging is moeizaam en betekent veel werk en werd vaak ondoelmatig uitgevoerd of zelfs over- 15 geslagen. Hygiënisten op het gebied van zuivel die voor de melk-kwaliteit verantwoordelijk zijn hadden derhalve reeds een aantal jaren het gebruik van wegwerpfilters Of filters voor een-snalig .gebruik in de vorm van schijven of vierkante stukken aanbevolen en dergelijke filters worden thans in de practijk uitgebreid toe- 20 gepast#

Bij de produktie van melk in een zuivelbedrijf is het gebruikelijk de vloeibare melk door een -metalen filter te leiden die onderin is voorzien van een filterkussen# Ter vergemakkelijking van het reinigen zijn dergelijke filters in het algemeen rond 25 zonder gleuven of hoeken en de filterkussens zijn cirkelvormig en worden schijven genoemd# Eenvoudigheidshalve worden in het onderha- 7808294 r 2 h vige geval dergelijke filterkussens filtersehijven genoemd, ongeacht de werkelijke vorm van het filterkussen.

Tot dusverre werden niet geweven filtersehijven vervaardigd . door stansen van een gekaard of gekamd of geborsteld stuk van gebleekte katoenvezels en in sommige delen van de wereld worden der- 5 1 gelijke schijven nog steeds gebruikt# Reeds vroeg bleek het ech-! ter dat dergelijke schijven bepaalde nadelen hebben. In bulk zijn . zij moeilijk van elkaar te scheiden en vooral tijdens het gebruik hebben de vezels de neiging te vervormen en van elkaar te gaan, waardoor dunne gedeelten in de schijf worden veroorzaakt die sedi- 10 ment kunnen doorlaten# Deze eigenschap van de bekende schijven jie te "wassen”, zoals/gewoonlijk werd genoemd, werd vooral waargeno-‘ men wanneer werd getracht het filtratieproces te versnellen door ! de metalen filter op te heffen en .op . de rand van de grotere melkbus te laten vallen waarin de melk wordt verzameld# 15

Pogingen ter vermijding van het vermelde nadeel leverden eerst niet geweven filtersehijven op, waarvan de oppervlakken waren ge- ’ bonden door zetmeel, dextrine of als voedingsmiddel geschikte soorten gom# Later kon een grotere sterkte in natte toestand en een grotere scheurvastheid bij het gebruik worden bereikt door binden 20 van het filtermateriaal door bij verhoogde temperatuur kalanderen van een stuk van katoenvezels en thermoplastische vezels, hetgeen ; is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2·^33·53Ί of door toepassing van polymere bindmiddelen zoals is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3·307·70δ· 23

De bekende methoden die filtersehijven met een grotere sterkte in natte toestand opleveren hebben echter een aanzien-' lijk economisch nadeel# Het niet geweven textielmateriaal dat van de aanvoer komt wordt in het algemeen in een aantal lagen op een spoel gewikkeld, waarvan het materiaal wordt verwijderd, plat op 30 een snijtafel gelegd en door middel van stansstempels met een ronde omtrek tot schijven in stapels gestanst# Bij het stansen van . schijven uit niet geweven textielmateriaal wordt zoals bekend een verliesfactor van 35-^0$ en groter verkregen, afhankelijk van de stansmethode# Daar het als afval verkregen materiaal op de een 35 ; of andere wijze gebonden materiaal is, is de terugwinning van 1 het waardevolle vezelmateriaal uit de als afval verkregen hoe- 7808294 3 t r veelheden door middel van oplossende chemicaliën ter verwijdering van het bindmiddel gevolgd door spoelen en drogen van de teruggewonnen vezels een duur proces. Bovendien zijn sommige bindmiddelen die worden gebruikt voor de vervaardiging van niet geweven textielmateriaal volgens welke chemische methode dan ook 5 niet met enkele behandelingen gemakkelijk te verwijderen, die ook de vezels bros maken,

Pogiqpn zijn gedaan ter verbetering van de sterkte van de bindmiddelVrije vezelachtige stukken door een drukbehandeling, in het bijzonder tussen op verhoogde temperatuur gebrachte kalan- 10 derwalsen mét een glad oppervlak of met een oppervlak in relief.

Indien stukken van katoenvezels of stukken van mengsels van katoenvezels en viscosevezels volgens deze nefchode worden behandeld wordt een vergroting van de sterkte waargenomen. Indien echter het percentage van de viscosevezels in een mengsel van katoen en vis- 15 cose wordt vergroot.neemt de sterkte van het aan de drukbehandeling onderworpen produk%^sterk af; een mengsel van 75 gew,j£ viscose en 25 gew,$ katoen heeft een aanzienlijk kleinere sterkte dan een mengsel van 75 gew·# katoen en 25 gew,$ viscose, Filterschijven bestaande uit een overmaat van viscosevezels die slechts door de 20 drukbehandeling zijn gebonden zijn op grond van de zwakheid en de neiging tot vervormen of tot scheuren tijdens hst gebruik ondoelmatig, Vermoedelijk is dit te wijten aan de karakteristieke aard van katoenvezels vergeleken met die van viscosevezels; katoenvezels zijn van nature gekruld ., getwijnd-·: en gewonden, ter- 25 wijl viscosevezels minder de neiging hebben met elkaar te verwarren ook indien zij zijn gekroesdOp grond van economische redenen, is het wenselijk in een filterschijf de katoenvezels te vervangen door viscosevezels, daar katoen betrekkelijk duur is geworden en ook een kostbaar spoelproces, bleekproces en droogproces 30 nodig maakt voordat het materiaal kan worden gebruikt voor het filtreren van drinkbare vloeistoffen. Het is nagenoeg onmogelijk om ruwe katoenvezels met welke graad van permanentie dan ook door een drukbehandeling te vervormen,

Verrassenderwijze werd gevonden dat het smeermiddel of het 35 apprêt dat voor katoen of voor in de handel gebrachte vezels van viscoserayon wordt gebruikt zodanig kan worden veranderd dat het 4 •ί* * * een groot effect op de sterkte van niet geweven textielmateriaal bestaande uit dergelijke vezels heeft. Ter vergemakkelijking van het openen, het vouwen en het kaarden van cellulosevezels is het in de textielpractijk gebruikelijk de vezels met een apprêt te behandelen dat in het algemeen een apprêt op basis van een "zeep- 5 vetzuur" (natriumoleaat-oliezuur) is en dat op de vezels in een hoeveelheid van 0,2-0,4 gew.$, betrokken op de gewichtshoeveel-heid van de vezels wordt toegepast· Dergelijke apprêts op basis van zeep-vetzuren vergemakkelijken de verwerking van de vezels, maar zij fungeren niet als een bindmiddel. Derhalve neemt de sterk- 10 te van de aan de drukbehandeling onderworpen vezelachtige sttiken af naarmate het percentage van de viscoserayon-vezels in een mengsel van katoen en viscose toeneemt, hetgeen tevoren reeds is vermeld.

De uitvinding heeft betrekking op niet geweven textielmate- 15 riaal;in het bijzonder een aan een drukbehandeling onderworpen vezelachtig, stuk ten minste gedeeltelijk bestaande uit cellulose-. vezels bevattend als apprêt een vloeibaar alifatisch polyhydroxy-alkanol dat vrij of nagenoeg vrij van vetzuren is.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze 20 voor de vervaardiging van niet geweven textielmateriaal die de procestrappen van het vormen van een vezelachtigestuk bestaande uit ten minste gedeeltelijk cellulosevezels die als apprêt een vloeibaar alifatisch polyhydroxyalakanol dat vrij of nagenoeg vrij van vetzuren is omvat, waarna het verkregen vezelachtige 25 stuk aan een drukbehandeling wordt onderworpen.

De cellulosevezels bevatten eeü alifatische polyhydroxyalka-nol zoals glycerol als apprêt in een hoeveelheid van 0,05-0,50 gew·#, bij voorkeur 0,1 - 0,3 gew.$. Dergelijke cellulosevezels kunnen doelmatig onder toepassing van de inrichtingen worden 30 vervaardigd die gebruikelijk zijn voor de produktie van niet-geweven textielmateriaal* Bij een menging met andere cellulosevezels en uitvoering van het drukproces blijkt dat daaruit volgens de werkwijze van de uitvinding verkregen niet geweven textielmateriaal een onverwacht grote sterkte heeft, waarvoor men 35 tot dusverre nog geen verklaring heeft.

Voorts kan 35-40 gew·# van het materiaal uit het afvalmate- 7808294 - 5 * 5 riaal afkomstig van het stansen van filterschijven worden terug-' gewonnen en opnieuw worden gebruikt door het materiaal aan de gebruikelijke bewerkingen te onderwerpen, dat wil zeggen openen van de vezels, vouwen en kaarden· Volgens dé werkwijze van de uitvinding wordt weliswaar een binding van vezel tot vezel verkre- 5 1 gen, maar de binding is min of meer zwak en is niet te vergelijken ! met de binding die wordt verkregen tussen thermoplastische vezels of polymere vezels door toepassing van hitte· Doelmatig worden de omstandigheden van het proces zodanig ingesteld, dat de sterkte in machinerichting in droge toestand van een strook van het mate- 10 riaal met een breedte van 5 cm niet groter is - dan 2000 g, zodat het terugwinningsproces van materiaal uit de afval en het hergebruik daarvan doelmatig kan worden uitgevoerd, zonder dat speciale bewerkingen nodig zijn.

Voorbeelden· 15

De filterschijven in de volgende voorbeelden werden alle door kalanderen bij verhoogde temperatuur van een stuk van op elkaar » geplaatste gekaarde vezelvliezen vervaardigd.

Voorbeeld I.

Een serie van vier in de handel gebrachte filterschijven, 20 afkomstig van verschillende producenten werden op de gebruikseigen-schappen en de fysische eigenschappen onderzocht. Elklvan de filterschijven bestond uit ongeveer 50 gew»% gebleekte katoen en 50 gew.# viscoserayon voorzien van een gebruikelijk in de handel gebracht apprêt* De fysische eigenschappen van de filterschijven waren de · 25 volgende: 2

Gemiddeld gewicht h6 g/m , Gemiddelde treksterkte . van een 5 cm brede strook in machinerichting in droge toestand 230 g 30

Gemiddelde stroomtijd 36 sec

Gemiddelde sedimentretentie 46% van deeltjes van 50 ^ um

De stroomtijd is de tijd in seconden die is vereist voor het stromen van een gegeven volumehoeveelheid van de vloeistof door y- een filterschijf: de sedimentretentie is het percentage van het sediment, met een standaarddeeltjesgrootte f ver- _ kregen op de gebruikte filterschijf. De vermelde twee waarden 7808294 ί «· . 6 ! werden in gestandaardiseerde proeven voor het laboratorium bepaald.

Deze waarden geven de eigenschappen van een filterschijf bij het , gebruik aan. Zij zijn geen absolute maatstaf voor het gebruik op een veeteeltbedrijf, daar de wijze van gebruik door locale omstandigheden, kan worden beïnvloed^ zoals de temperatuur en 5 l ! de viscositeit van de melk, het al dan niet aanwezig zijn van uier- i I ontsteking ______bij de dieren, enzovoort en de aard van het sediment, of de aanwezigheid van hetzij grove schilfers ' en haar, hetzij fijn zdiid· Toch verschaffen laboratoriumproeven 1 die in correlatie staan met proeven op het open veld onder verschil- 10 lende omstandigheden een aantal standaardgrootheden die aangeven of een filterschijf al dan niet doelmatig is te gebruiken.

Voorbeeld II.

, Het mengsel van 50 gew«% gebleekte katoen en 50 gew.% gewone 1 .

viscoserayon werd vervangen door een mengsel van 50 gew.% gebleekte 15 | katoen; 25 gew.% gewone viscoserayon en 25 gew.% viscoserayon met een glycerolapprêt van 0,15 gew.%· De fysische eigenschappen waren , de volgende: 2

Gewicht W g/m

Treksterkte, in machinerichting 20 van een 5 cm brede strook van het materiaal in droge toestand 610 g 1 Stroomt!jd 36 sec ' Sedimentretentie 52$ van deeltjes van 50 yum

De treksterkte, van het verkregen produkt was een factor . 25 2,65 groteredanr^e^rlfstérktè van in de handel gebrachte produk-ten bestaande uit soortgelijke mengsels van katoen en viscose·

Met het stijgen van het percentage van de viscose met glycerol als apprêt in het vezelraengsel nam de sterkte van het daar-: uit verkregen filtermateriaal eveneens toe. 30

Voorbeeld III·

Een filterschijf van 100 gew.% viscose-rayon met 0,15% glycerol als apprêt had de volgende eigenschappen; 2 ; Gewicht ^8 g/m

Treksterkte·, van een 5 cm brede 35 strook:

In droge toestand in machine- 2000 g 1 richting 7808294 7

In droge toestand, in dwarsrichting 50° g

In natte toestand, in machinerichting 225 g

In natte toestand, in dwarsrichting 7° g

Stroomtijd 27 sec

Sedimentretentie 62# van deeltjes 5' van 50^um.

Een filterschijf ter vergelijking met een gelijk gewicht, echter bestaande uit 100 gew·# viscosevezels met een in de handel gebracht zeep-vetzuur als apprêt was als in de handel te brengen produkt ongeschikt, daar het materiaal een onvoldoende treksterkte 10 2; in droge en natte toestand had en daar· de filterschi jf de neiging had te vervormen,waarbij tijdens het gebruik dunne plaatsen ontstonden,die een verminderde sedimentretentie veroorzaakt,waardoor melk van een ongewenste kwaliteit werd verkregen·

In het algemeen kan in filterschijven bestaande uit katoen- 15 vezels, viscosevezels of mengsels daarvan een vergroting in de treksterkte in de natte en de droge toestand van 250-700# worden bereikt, indien het gebruikelijke apprêt van een zeep-vetzuur wordt vervangen door een glycerol-apprêt volgens de uitvinding·

Een hoeveelheid viscosevezels van -tén minste 25 gew«#,voor- 20 zien van een glycerol-apprêt^veroorzaakt een verdubbeling van de sterkte van een mengsel van viscose en katoen zoals tevoren is vermeld· Indien het filtermateriaal een belangrijke hoeveelheid viscosevezels bevat, is het gebruikelijk de stroomtijd ten opzichte van het percentage van de sedimentretentie in te stellen door grove 25 viscose j- vezels (10-20 denier) met fijnere viscosevezels (1,5-5 denier) te mengen, afhankelijk van de aard van de te filteren vloeistof en het te verwijderen sediment· In het algemeen levert het gebruik van grove vezels betrekkelijk korte stroomtijden op, echter gaat dat ten koste van de sedimentretentie, hetgeen is te ver- 30 wachten· Onder deskundigen is het voor de hand liggend, dat het gewenste evenwicht tussen de stroomtijd en de sedimentretentie kan worden bereikt door vezels met verschillende denier-waarden te mengen# Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding die de voorkeur verdient worden fijne viscosevezels, van bijvoorbeeld 2,2 55 denier, gecombineerd met een geschikte hoeveelheid viscosevezels met een grotere denier-waardej bijvoorbeeld 10 denier, terwijl 7808294

Claims (10)

1. 3· Textielmateriaal volgens conclusie 1 en/of 2, gekenmerkt doordat de cellulosevezels met het polyhydroxy- 35 alkanol als apprêt een hoeveelheid van 25-100 gew.& uitmaken, be- . 7808294 trokken op de gewichtshoeveelheid van het textielmateriaal. k, Textielmateriaal vólgens de conclusies 1-3» g e k e n -merkt doordat de cellulosevezels bestaan uit een mengsel van grove viscose-rayon-vezels van 10-20 denier en fijnere viscoserayon-vezels van 1,5-5 denier. 5
2. 5· Textielmateriaal volgens conclusie gekenmerkt doordat slechts de fijnere viscose-rayon-vezels zijn voorzien van het polyhydroxyalkanol-apprêt.
3. 6. Textielmateriaal volgens de conclusies 1-5, g e k e n -merkt, doordat de cellulosevezels bestaan uit een meng- 10 sel van gebleekte katoenvezels en viscose-rayon-vezels. 7. textielmateriaal volgens de conclusies 1-6, geken-merkt doordat het alifatische polyhydroxyalkanol glycerol is.
4. 8. Textielmateriaal volgens de conclusies 1-7» g e k e n - 15 merkt doordat de treksterkte van het textielmateriaal in de vorm van een 5 cm brede strook niet meer dan 2000 g is.
5. 9. Textielmateriaal, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens voorbeeld II of III. 20
6. 10. Werkwijze voor de vervaardiging van een niet geweven textielmateriaal voor filters onder toepassing van de arbeidstrappen voor de vorming van een vezelachtig stuk, ten minste gedeeltelijk bestaande uit cellulosevezels, met het kenmerk, dat men de cellulosevezels apprêteert met een vloeibaar alifatisch 25 polyhydroxyalkanol dat vrij of nagenoeg vrij van vetzuren is als apprêt, waarna men het geapprlteerde vezelachtige stuk onderwerpt aan een drukbehandeling.
7. 11. Werkwijze volgens conclusie 11,met het kenmerk, dat men het vezelachtige stuk aan een drukbehandeling 30 onderwerpt door kalanderen.
8. 12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, m e t het kenmerk, dat men als met het polyhydroxyalkanol te appreteren cellulosevezels viscose-rayon-vezels gebruikt.
9. 13· Werkwijze volgens conclusie 12, m e t h e t k e n - 35 merk, dat men niet geweven textielmateriaal in de vorm van een stuk vervaardig^' waarvan het vezelachtige stuk bestaat uit een 7808294 mengsel van viscose-rayon-vezels die geappreteerd zijn met het polyhydroxyalkanol en andere viscose-rayon-vezels die niet ge-apprlteerd zijn met het polyhydroxyalkanol·
10. 14. Werkwijze volgens conlusie 13, a e t het kenmerk, dat men niet geweven textielmateriaal in de vorm van een 5 stuk vervaardigt waarvan het vezelachtige stuk bestaat uit viscose-rayon-vezels van 10-20 denier die niet zijn geappreteerd met het polyhydroxyalkanol en viscose-rayon-vezels van 1,5-5 denier die zijn geapprêteerd met het polyhydroxyalkanol· 15* Werkwijze volgens de conclusies 10-14, m e t h e t 10 kenmerk, dat men niet-geweven textielmateriaal in de vorm van een stukjvervaardigt waaraan het vezelachtige stuk bestaat uit een mengsel van gebleekte katoenvezels en viscose-rayon-vezels* 16* Werkwijze volgens de conclusies 10-15, met het kenmerk, dat men niet geweven textielmateriaal in de vornrvan een 15 stuk vervaardigt waarvan de vezels in het vezelachtige stuk zodanig zijn behandeld en in zodanige verhoudingen zijn gemengd, dat het verkregen niet-geweven textielmateriaal de' eigenschap heeft in de vorm van een 5 cm brede strook, een treksterkte in droge toestand te hebben van niet meer dan 2000 g. 20 * ! 7808294