DE3200959A1

DE3200959A1 - Textiler flaechenfilter

Info

Publication number: DE3200959A1
Application number: DE19823200959
Authority: DE
Inventors: Hasso von 4000 Düsseldorf Blücher; Hubert von Blücher; Ernest de Dipl.-Chem. Dr. 5090 Leverkusen Ruiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-07-21
Also published as: DE3200959C2; US4983192A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

s Köln 41, Räderseheidtstr. 1

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen textlien Flächenfilter aus einem textlien Flächengebilde, das mit feinteiligen Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften beladen ist sowie Verfahren zur Herstellung eines Flächenfilters.

Textile Flächenfilter mit Adsorptionseigenschaften werden in den verschiedensten technischen Gebieten eingesetzt. Sie finden beispielsweise in Abzugshauben für Küchen, in Klima-Anlagen für Gebäude oder Fahrzeuge, in Masken oder Schutzanzügen gegen Giftstoffe oder auch als Schuheinlagen Verwendung.

Es gibt prinzipiell zwei verschiedene Typen von Flächenfiltern. Ein bekannter Typ besteht aus einem Gewebe oder einem Vlies, beispielsweise aus Zellulose oder PAC-Fasern, wobei das Gewebe bzw. das Vlies carbonisiert und anschließend aktiviert worden ist. Ein derartiger Flächenfilter besitzt zwar eine hohe Aktivität, jedoch ist die Festigkeit oft nicht ausreichend, wodurch die Einsatzmöglichkeit eines derartigen Filters beschränkt ist. Man ist deshalb dazu übergegangen, diesen Typ eines Flächenfilters in einer sogenannten Sandwich-Bauweise, eingebettet zwischen zwei Vliesen, anzuordnen, aber auch dann beschränkt sich der Einsatz dieser Flächenfilter immer noch hauptsächlich auf stationäre Anlagen.

Beispielsweise zur Herstellung von Schutzanzügen werden jedoch Flächenfilter gefordert, die eine ausreichende Biegsamkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit verlangen.

Für diese Einsatzzwecke sind Flächenfilter bekannt, die aus einem mit Adsorbern beladenen flexiblen Trägermaterial, z.B. einem textlien Gewebe, einem Vlies oder einem Schaumstoff bestehen. Zum "Beladen" der Trägermaterialien mit Substanzen mit Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften werden jedoch Bindemittel benötigt, um diese Substanzen mit dem Trägermaterial zu verbinden. Dabei wird durch das Bindemittel jedoch gleichzeitig ein beträchtlicher Teil des Porenvolumens des Trägermaterials verschlossen, wodurch die Aktivität derartiger Flächenfilter beschränkt und oft unzureichend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen textlien Flächenfilter zur Verfügung zu stellen, der sowohl einerseits eine hohe Flexibilität bei.gleichzeitig hoher Festigkeit aufweist und andererseits auch eine hervorragende Aktivität besitzt, und damit für die verschiedensten stationären und bewegten Einsatzzwecke verwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch einen textlien Flächenfilter aus einem textlien Flächengebilde erreicht, das mit feinteiligen Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften beladen ist, bei dem das textile Flächengebilde mindestens So % Fasern enthält, die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrig werden, ohne zu schmelzen.

Ein erfindungsgemäßer Flächenfilter zeichnet sich demnach durch ein Fasermaterial aus, das die Eigenschaft besitzt, beim Erwärmen bei einer erhöhten Temperatur oder in einem erhöhten Temperaturintervall zunächst oberflächlich klebrig zu werden, ohne zu schmelzen. Diese Eigenschaft der Fasern, die man als eingebauten

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Schmelzkleber bezeichnen könnte, kann dann ausgenutzt werden, um die je nach Einsatzzweck der Filter gewünschten feinteiligen Substanzen mit spezifischen . Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften auf die Fasern aufzutragen, wo sie ohne einen zusätzlichen Binder ohne weiteres gut haften, wodurch einerseits die Flexibilität und Festigkeit des textlien,'Flächengebildes vollständig erhalten und andererseits das Porenvolumen unverändert hoch bleibt. Dabei wird gleichzeitig eine hervorragende Aktivität des Flächenfilters erreicht.

Geeignete Fasern sind beispielsweise unverstreckte Polyesterfasern. Diese Fasern haben die Eigenschaft, bei etwa 80 bis 85 C weich und klebrig zu werden, ohne zu schmelzen, kristallisieren anschließend bei höheren Temperaturen und haben dann die thermische Stabilität einer normalen Polyesterfaser. Als Einsatzgebiet für derartige Fasern eignen sich insbesondere sehr feste Vliese.

Geeignet sind ferner textile Flächengebilde, die aus sog. heterof ilen Fasern (ICI) , beispielsweise auf der Basis von Polyestern, Polyamiden oder Polypropylen bestehen. Dabei· handelt es sich um Fasern aus zwei koaxial angeordneten Komponenten, von denen die äußere einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen textlien Flächenfilter kann auf verschiedene Arten erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich als Träger ein voluminöses, feinfädiges, unverfestigtes Vlies erwiesen. Besonders geeignet in diesem Zusammenhang sind Fasermaterialien, die einen Titer von 1 bis 1o dtex aufweisen,

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jedoch sind auch ohne weiteres Fasermaterialien mit einem Titer von mehr als 1o dtex geeignet. Vorteilhafterweise wird dann zunächst die Unterseite des Trägers durch Kontakthitze verfestigt, bzw. stabilisiert. Dies hat den Vorteil, daß das so stabilisierte Material leicht weiterverarbeitet werden kann. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Verfahrensweise besteht darin, daß die so verdichtete Unterseite des Trägermaterials beim anschließenden Beladen mit Substanzen, die eine spezifische Schutz- und/oder Adsorptionswirkung aufweisen, ein Durchfallen der Substanzen verhindern. Nach dem Beladen mit, je nach Einsatzzweck geeigneten Substanzen, wird das Vlies dann durch und durch verfestigt. Durch die klebrigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Fasern haften die feinteiligen Substanzen nicht nur an den Fasern, sondern sind größtenteils auch in den Fasern eingebettet.

Eine Verfahrensvariante besteht darin, daß man das Vlies zunächst an der Unterseite verfestigt, dann mit dem Adsorbens, wie vorstehend beschrieben, belädt, und anschließend mit einer zweiten Vliesbahn aus dem gleichen Material bedeckt und das so geformte Schichtgebilde als Ganzes durch Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls unter leichtem Druck verfestigt.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächenfilters kann auch beispielsweise ein Plüsch verwendet werden, dessen Boden aus unschmelzbarem bzw. schwer schmelzbarem Material, beispielsweise Baumwolle oder Aramiden oder einem ähnlichen Material und dessen Pol (Flor) aus einer heterofilen Faser bzw. einer unverstreckten Polyesterfaser besteht. Der Pol wird dann mit, je nach Einsatzzweck

geeigneten Substanzen mit spezifischen Schutz- bzw. Adsorptionseigenschaften beladen und unter leichtem Druck bis zur Verklebung mit der oder den Substanzen erhitzt.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann das textile Flächengebilde ein aufgerauhtes Gewebe sein, bei dem die zur Haftung der feinteiligen Substanz benötigten Fasern aufgerauht sind. In der Regel wird also der Schuß des Gewebes aus den vorübergehend klebrig werdenden Fasern bestehen und diese werden gerauht.

Als textile Träger können für besondere Anwendungszwecke auch solche verwendet werden, die beispielsweise schwer entflammbar sind, und dazu bestimmte, an sich bekannte Flammschutzmittelzusätze aufweisen. Damit das textile Flächengebilde zugleich einen leichten Splitterschutz bietet, können bis zur Hälfte der Fasern des Vlieses und maximal der ganze Boden des Plüsches aus besonders reißfesten Aramiden, wie z.B. KEVLAR, bestehen.

Als Substanzen mit spezifischen Schutz- bzw. Adsorptionseigenschaften eignen sich insbesondere Aktivkohle, jedoch können je nach Einsatzzweck andere Substanzen eingesetzt werden, wie z.B. Molekularsiebe, Ionenaustauscher oder Aluminiumhydroxid. Die Korngröße dieser Sub-•stanzen beträgt in der Regel 5o-5oo μΐη, insbesondere etwa 1oo-2oo μΐη. Die Gewichtsmenge der Substanz, bezogen auf den textlien Träger, kann in weiten Grenzen schwanken und beträgt vorzugsweise 1o-3oo %, insbesondere 5o-2oo %.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1

Ein nicht verfestigtes, voluminöses Nadelvlies aus heterofilen Polyesterfasern mit einem Titer von 2 dtex

2 und einem Flächengewicht von 1oo g/m (ICI-Fasern) wurde bei 19o C durch Kontakthitze-einseitig verfestigt. Anschließend wurde das Fasermaterial mit doppelter Gewichtsmenge Aktivkohlegranulat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa o,2 mm beladen und anschließend unter leichtem Druck vollständig verfestigt. Der so hergestellte Flächenfilter wies eine hervorragende Aktivität mit guten mechanischen Eigenschaften auf, wobei die Aktivkohle im Träger sicher verankert war.

Beispiel 2

Als Trägermaterial wurde ein Gewebe aus heterofilen Polyamid-Fasern mit einem Flächengewicht von ca.

15o g/m verwendet. Das Gewebe wurde einseitig aufgerauht und die aufgerauhte Seite danach mit ca. 8o Gew.% Aktivkohle beladen und bei einer Temperatur von 19o C durch Kontakthitze sowie unter leichtem Druck auf den Schmelzpunkt des Mantels erhitzt. Die Aktivkohle wurde dabei in dem aufgerauhten Gewebe gut verankert. Der so hergestellte Flächenfilter wies gleichfalls eine hohe Aktivität mit guten mechanischen Eigenschaften auf.

Beispiel 3

Als Trägermaterial wurde ein Plüsch mit einem Boden aus Baumwolle und einem Pol aus einer unverstreckten Polyesterfaser (Diolen 51) verwendet. Auf den Pol wurde anschließend pulverförmige Aktivkohle aufgebracht und das Plüschmaterial wurde unter leichtem Druck auf ca. 12o C erwärmt. Nach Entfernen überschüssiger Aktivkohle war jedes Härchen des Pols vollständig mit Aktivkohle

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bedeckt. Der so hergestellte Flächenfilter wies eine hervorragende Aktivität sowie günstige mechanische Eigenschaften und Flexibilität auf.

Beispiel 4

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß das Vlies nicht nur mit Aktivkohle sondern einem Gemisch von 15o Gew.% Aktivkohle und 5o Gew.% eines feinkörnigen Al(OH)- von etwa 1oo μπ\ Korngröße beladen wurde. Die Mengenangaben sind auf das Gewicht des Vlieses = 1oo % bezogen.

Claims

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIK

5 KÖLN 41, Räderscheidtstr. 1

Köln, den 14. Januar 1982 76

Hubert von Blücher, Freytagstraße 45, 4ooo Düsseldorf Hasso von Blücher, Sohnstraße 58, 4ooo Düsseldorf 1

Dr. Ernest de Ruiter, Höhenstraße 57a, 5o9o Leverkusen 1

Textiler Flächenfilter

Patentansprüche :

ί 1.j Textiler Flächenfilter aus einem textlien Flächengebilde, das mit feinteiligen Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften beladen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Flächengebilde (1) Fasern (2) enthält, die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrig werden ohne zu schmelzen.
2. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern hetero file Fasern aus zwei koaxial angeordneten Komponenten sind, von denen die äußere einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.
3. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern unverstreckte amorphe Polyesterfasern sind, die bei etwa 8o bis 85°C weich und klebrig werden.
4. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern bei höheren Temperaturen

kristallisieren und dann die thermische Stabilität einer normalen Polyesterfaser aufweisen.
5. Textiler Flächenfilter nach einem der Ansprüche 1

bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Aktivkohle als Substanz (3) mit spezifischen

Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaftenλ
6. Textiler Flächenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Flächengebilde (1) ein Vlies ist.
7. Textiler Flächenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Flächengebilde (1) ein Plüsch ist, dessen Boden aus schwer- oder unschmelzbaren Fasern und dessen Faserflor aus den bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrigen Fasern besteht.
8. Verfahren zur Herstellung von textlien Flächenfiltern, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein textiles Flächengebilde (T) aus Fasern (2), die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrig werden ohne zu schmelzen bis zu der Temperatur erhitzt, bei der die Fasern (2) klebrig werden und anschließend auf den klebrigen Fasern (2) feinteilige Substanzen (3) mit Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften fixiert.
9. Verfahren zur Herstellung von textlien Flächenfiltern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein voluminöses, feinfädiges, unverfestigtes Vlies aus den beim Erwärmen klebrig werdenden Fasern (2) durch Kontakthitze zunächst nur an der Unterseite verfestigt, mit den feinteiligen Substanzen (3) mit

Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften belädt und dann durch Einwirkung von Wärme im Ganzen verfestigt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vlies nach dem Beladen mit den feinteiligen Substanzen (3) mit Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften mit einer zweiten Vliesbahn aus dem gleichen Material bedeckt und dieses Schichtgebilde als Ganzes durch Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls unter leichtem Druck verfestigt.
11. Verfahren zur Herstellung von textlien Flächenfiltern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Faserflor des Plüsches mit den Substanzen (3) mit Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften belädt und unter leichtem Druck bis zur Verklebung der Substanzen mit den vorübergehend klebrigen Fasern des Flors erhitzt.