SE412526B - Filterskiva - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 3 7808362-3 metallsil i vars lägre parti en filterdyna är monterad. För att enkel rengöring skall uppnås är sådana silar i allmänhet runda utan några springor eller hörn och filterdynorna är cirku- lära och betecknas skivor. För enkelhets skull betecknas i det följande filterdynor filterskivor oberoende av den exakta formen av filterdynan.

De tidigare icke vävda filterskivorna utstansades ur en kardad bunt eller ett trassel av blekta bomullsfibrer och i vissa områden användes sådana skivor fortfarande. Man insåg emellertid tidigt att sådana skivor uppvisade vissa olägenheter.

I buntar var det svårt att åtskilja den ena från den andra och vid användningen därav hade dessutom fibrerna tendenser att förvridas och separera kvarlämnande tunna områden i skivan, varigenom bottensatsmaterial kunde passera. Denna tendens hos de tidigaste skivorna att "tvättas" som det allmänt betecknades var speciellt märkbar om mejeriarbetaren försökte påskynda filtreringsförloppet genom att metallsilen först höjdes och där- efter fick fallanmt kanten av den större mjölkbehållaren, vari mjölken slutligen tillvaratogs. 7 Försök att förbättra denna situation ledde först till icke vävda filterskivor som vid ytorna var sammanbundna med stärkel- se, dextrin eller ätliga gummin. Senare erhölls ökad våthåll- fasthet och beständighet mot sönderrivning under användning genom att filtermaterialet bands genom varmkalandrering av en bunt av bomullsfibrer och termoplastfibrer, såsom beskrivs i den amerikanska patentskriften 2433531 eller genom de på senare tid använda polymera bindemedlen, såsom beskrivs i den amerikan- ska patentskriften 5307706.

Sådana åtgärder har givit ökad våthållfasthet åt filter- skivorna, men de uppvisar en väsentlig ekonomisk olägenhet. Det icke vävda materialet som kommer från linjen lindas ofta via flera skikt på en ram, varifrån materialet avtages, lägges ut plant på ett skärbord och skäres till staplar av skivor medelst cirkulära stansar. Det är känt att utskärning av cirkulära skivor ur material inbegriper en spillfaktor av 35 - N0% eller mer beroende på utskärningsmetoden. Eftersom spillet är bundet på ett eller annat sätt inbegriper tillvaratagandet av det värde- fulla fiberinnehållet ur spillet dyrbar bearbetning med betnings- kemikalier för avlägsnande av bindemedlet följt av sköljning och 10 ~ ç\ 15 20 25 30 35 .ellerå 7811836 2 - 3 torkning av de återvunna fibrerna. I själva verket är en del bindemedel som användes vid framställning av icke vävda filter- medel motståndskraftiga mot kemiskt avlägsnande sånär som på behandlingar som också gör fibrerna spröda.

Man har försökt förbättra hållfaszheten av bindemedelsfria fibrösa buntar medelst sammanpressning, speciellt mellan upp- hettade kalandervalsar, som är släta eller mönstrade. När sådant förfarande tillämpas på bommulsfiberbuntar eller blandningar av bomulls- och viskosfibrer har en förbättrad hållfasthet note- rats. När emellertid den procentuella mängden viskosfibrer i en bomull-viskosblandning ökas, minskar hållfastheten för den pres- sade produkten avsevärt och en blandning av U5% viskos och 25% bomull uppvisar väsentligt lägre hållfasthet än en blandning av 75% bomull och 25% viskos. Filterskivcr som består av en över- vägande mängd viskosfibrer som endast är sammanbunána genom sammanpressning är ej godtagbara på grund av dålig hållfasthet och deras tendens att förvridas eller sönderrivas under använd- ning. Detta beror antagligen på bomullsfibrernas speciella natur i jämförelse med viskosfibrernas, varvid de förra av naturen är krusade, snodda och ihoprullade, då däremot viskos- fibrerna är mindre benägna att snos in i varandra till och med om de krusats. Av ekonomiska skäl vore det önskvärt att ersätta bomullsfibrer med viskosfibrer i en filterskiva eftersom bomull har blivit relativt dyrbart och också fordrar dyrbar våtkokningy blekning och torkning innan den lämpar sig för användning vid filtrering av drickbara vätskor. Råa bomullsfibrer är nästan omöjliga att sammanpressa med någon grad av beständighett Det har nu helt oväntat visat sig att de smörjmedel ytbehandlingen som anbringas på bomull eller kommer- siella viskosfibrer kan ändras, sålunda att den visar en ut- talad effekt på hållfastheten av icke vävda filtermaterial inne- fattande sådana fibrer. För att underlä ta den initiella lägg- ningen och kardningen av cellulosafibrer är det kommersiellt praxis att fibertillverkare eller fiberbearbetare på fibrerna anbringar en ytbehandling som vanligen utgöres av en "tvål-fett- syra" (natriumoleat-oljesyra) ytbehandling, som anbringas på fibrerna i en mängd av 0,2 - 0,U% baserat på vikten av fibrerna.

Sådan tvål-fettsyraytbehandling underlättar bearbetning av fibrerna men verkar ej såsom ett bindemedel. Såsom påpekats 10 15 20 25 30 35 NO 5 vaoazez-3 tidigare minskar följaktligen, när den procentuella mängden viskos- -rayon i en bomullsviskosblandning ökas, hållfastheten i de samman- pressade fibrösa buntarna.

Föreliggande uppfinning avser följaktligen en filterskiva framställd av ett varmkalandrerat icke-vävt material bestående av viskosrayonfibrer-eller en blandning av viskosrayonfibrer och bomullsfibrer, kännetecknad därav, att åtmintone 25 viktprocent av fibrerna utgöres av viskos- rayonfibrer innehållande"glycerol.såsom en ytbehandling i en mängd av 0,1-0,3 viktprocent baserat på fibrernas vikt och anbringad på fibrerna före kalandrering, vilken ytbehandling utgör enda bindemedel i materialet.

De ytbehandlade fibrerna som användes enligt uppfinningen kan lätt bearbetas med konventionell utrustning som användes vid fram- ställning av icke-vävda material och när de blandas med andra cel- lulosahaltiga fibrer och utsättes för sammanpressning bidrar de dessutom till atticke-vävda material, som framställes därav, upp- visar en överraskande och hittills oförklarlig hållfasthetsökning.

Dessutom kan spillet från stansning av filterskivor, nämligen 35-40 % av materialet, återvinnas och användas på nytt genom att det utsättes för normala operationer som konventionellt användes i förfarandet, dvs fiberöppning, läggning och kardning. Fastän en fiber-till-fiberbindning ästadkommes vid framställning av filter- skivan enligt uppfinningen är denna bindning skör till arten i motsatt förhållande till de bindningar, som åstadkommes vid an- vändning av varmbundna termoplastfibrer eller polymera bindemedel.

Det är tillrådligt att variablerna i förfarandet regleras sålunda att hållfastheten i maskinriktningen för en torr materialremsa med en bredd på 5 cm ej väsentligt överstiger 2000 p för att spillet skall förbli återvinningsbart och återanvändbart, utanznfl speciell bearbetning måste tillämpas.

Alla filterskivorna i följande exempel har framställts genom varmkalandrering av en bunt av på varandra lagda kardade fibräša_Banor. 1" '"' ' ” - -~~ EXEMPEL 1 En serie av fyra kommersiellt tillgängliga filterskivor från olika tillverkare analyserades med avseende på kvalitet och fysikaliska karakteristika. Fiberhalten för vardera skivan var ungefär 50% blekt bomull och 50% viskos-rayfin med k°nVentï°' nell kommersiell ytbehandling. Skivorna uppvisade följande fysikaliska karakteristika: 10 15 20 25 30 35 ÄO veoezez-s 6 Medelvikt .........,........... H6 gm/m2 Medeldraghållfasthet, torrt 3 tillstånd, maskínriktningen ... 230 P per 5 cm bred remsa Medelflödestid ................ 36 sek Medelbottensatskvar- hållning .......................H6% av 50-Pm partiklar Flödestiden är tiden i sekunder som fordras för att en given vätskevolym skall passera genom en filterskiva; botten- satskvarhållningen är den procentuella mängden bottensats av standard-mesh-storlek som kvarhålles på filterskivan vid använd- ning därav. Bägge dessa variabler uppmätes i standardiserade laboratorietester och utgör en indikation på de prestanda som kan förväntas för en filterskiva. De utgör ej ett absolut mått på prestanda vid användning på bondgården eftersom lokala variabler kommer att påverka prestanda, såsom temperaturen och vískositeten av mjölken, närvaron eller frånvaron av juverin- flammation etc, och arten av sedimentet, huruvida den utgöres av en grov bädd av flisor och hår, eller fint slam. Laboratorie- testerna är ändå korrelerade till fälttesterna under varieran- de betingelser för tillhandahållande av en uppsättning av laboratoriestandardtester, varmed godtagbarheten eller icke ggdtagbarheten av en filterskiva kan förutsägas.

EXEMPEL 2 . _ Blandningen av 50% blekt bomull och 50% konventionell vis- kos-rayon ersattes med en blandning av 50% blekt bomull, 25% konventionell viskos-rayon och 25% viskos-rayon med 0,15% glycerolytbehandling. Följande fysikaliska konstanter uppnåd- des: 2 f vikt ...................... H3 E/m ¿ Draghållfasthet, torrt tillstånd ......«..-......- Flödestid .................

Bottensatskvarhållning .... 610 P per 5 om bred remsa 56 sek 52% av 50-pm partiklar » Draghållfastheten för produkten var följaktligen 2,65 gånger draghållfastheten som kunde förväntas med ledning av jäm- förbara tillgängliga kommersiella produkter bestående av lik- artade bomull-viskosblandningar.

När den procentuella mängden viskos med glycerolytbehand- ling ökas i fiberblandningen ökas också hâllfastheten av erhål- let filtermaterial. 10 15 20 25 30 35 40 7 '1808362-3 \ EXEMPEL 3 En skiva bestående av 100% viskos-rayon med 0,15% glycerol- ytbehandling hade följande karakteristika: Vikt .............................. H8 g/m2 Draghållfasthet: torrt tillstånd, maskinriktning ... 2000 p per 5 cm bred remsa Torrt tillstånd, tvärriktning ... 500 P per 5 cm " " Vått tillstånd, maskinriktning ... 225 p per 5 cm " " Vått tillstånd, tvärriktning ...... 70 p per 5 cm " " Flödestid ......................... 27 sek Bottensatskvarhållning ............ 62% av 50-pm partiklar 5En jämförbar skiva av likartad vikt men bestående av 100% viskosfibrer med en kommersiell tvål-fettsyraytbehandling var ej kommersiellt godtagbar på grund av för låg draghållfasthet i såväl torrt som vått tillstånd och på grund av dess tendens att förvridas och att utveckla tunna ställen vid användning, vilket medför låg bottensatskvarhållning och ger en mjölk av icke godtagbar kvalitet. _ Vid filterskivor bestående av bomullsfibrer, viskosfibrer eller blandningar därav kan i allmänhet en ökning i draghåll- fastheten í såväl torrt som vått tillstånd av 250 - 700% för- när den konventionella tvål-fettsyraytbehandlingen er- med en glycerolytbehandlíng. lite som 25% viskosfibrer med glycerolytbehandling mer väntas sättes Så än fördubblar hållfastheten för en viskos-bomullsblandning 3 såsom påpekats ovan. När filtermedierna innerhåller en väsent- lig andel viskosfibrer är det konventionellt att flödestlden kontra botteneatskvarhållníngnprocenten regleras genom blandning - av grova viskosfibrer (10 - 20 denier) med finare viskosribrer (1,5 - 5 deníer) beroende på arten av vätskan som skall filtre- ras och bottensatsen som skall avlägsnas. Såsom är att förvänta medför i allmänhet användningen av grova fibrer snabbare flödes- tider men på bekostnad av bottensatskvarhållningen. Det är uppenbart för fackmannen att en önskvärd balans av flödestid_ kontra bottensatskvarhållning kan uppnås genom blandning av fibrer av olika deniertal. Vid tillämpning av uppfinningen har det visat sig vara lämpligt att fina viskosfibrer användes, exempelvis 2,2 denier, med en önskvärd proportion av viskos~ . fibrer av grövre deniertal, såsom 10 denier och att glycerol- ytbehandlingen anbringas på de finare fibrerna för att maximal bindningseffektivitet skall uppnås. . '78083-62-3 8 Förutom den förhöjda hâllfastheten vid användning upp- nås olika underordnade fördelar vid tillämpning av föreliggan- de uppfinning. Bearbetning underlättas eftersom temperaturernai som användes vid varmkalandrering för sammanpressning av de kardade fiberbuntarna kan sänkas från konventionellt 106 - 160°C till 7500 eller lägre temperatur med en åtföljande ökning i produktionslinjehastigheten. Dessutom minskas med ett starkare material brott och spill vid ramlindnings- och stansnings- operationerna. -u--a--q--q _ ~ - - _.-

Claims (4)

9 7808362-3 Patentkrav

1.'Fí1terskiva framställd av ett varmkalandrerat icke- vävt material bestående av vískosrayonfibrer eller en blandning av viskosrayonfibrer och bbmullsfíbrer, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone 25 viktprocent av fibrerna utgöres av viskos- rayonfibrer innehållande glycerol såsom en ytbehandling i en mängd av 0,1-0,3 viktprocent baserat på fíbrernas vikt och anbringad på fibrerna före kalandrering, vilken ytbehandling utgör enda bindemedel i materialet.

2. Filterskiva enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att fibrerna innefattar en blandning av grova viskosrayon- fibrer av 10 - 20 deníer och av finare viskosrayonfibrer av 1,5 - 5 deníer.

3. Filterskiva enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att endast de finare viskosrayonfibrerna innehåller gly- cerolytbehandlingen. I

4. Filterskíva enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att draghållfastheten i torrt tillstånd av det icke-vävda materialet ej överskrider 2000 p per 5 cm bred remsa. _ vanessa-z _ i ll- Sammandrag Ett icke-vävt filtermaterial beskrivas bestående av en samman- pressad fibersamling som åtminstone till en del utgöres av cellulosahaltiga fibrer som såsom en ytbehandling innehåller en flytande alifatisk polyhydroxíalkohol som är fri från eller väsentligen fri från fettsyror. -» fl mvu-l-»L-t. « ~