DE3200959C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen textilen Flächenfilter aus einem textilen Flächengebilde, das mit feinteiligen Sub­ stanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptions­ eigenschaften beladen ist, sowie Verfahren zur Herstel­ lung eines Flächenfilters und dessen Verwendung.

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 Schuh­ einlagen Verwendung.

Es gibt prinzipiell zwei verschiedene Typen von Flächen­ filtern. Ein bekannter Typ besteht aus einem Gewebe oder einem Vlies, beispielsweise aus Cellulose oder PAC-Fasern, wobei das Gewebe bzw. das Vlies carbonisiert und an­ schließend aktiviert worden ist. Ein derartiger Flächen­ filter besitzt zwar eine hohe Aktivität, jedoch ist die Festigkeit oft nicht ausreichend, wodurch die Einsatz­ möglichkeit 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 Flächen­ filter immer noch hauptsächlich auf stationäre Anlagen.

Das gleiche gilt für die aus der DE-OS-27 21 511 be­ kannten Vliese, die aus Trägerfasern einer Mischung von natürlichen Cellulosefasern und/oder synthetischen Fasern mit hitzeschmelzbaren Fasern und einem adsor­ bierenden Material bestehen. Die hitzeschmelzbaren Fasern können beispielsweise aus Polyethylen hoher Dichte mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 131°C und einer durchschnittlichen Faserlänge von 0,8 bis 1,5 mm bestehen. Zur Herstellung dieser Vliese wird zuerst das Fasergemisch in Luft dispergiert, das adsorbierende Material, z. B. Aktivkohle, in einem Luftstrom pneuma­ tisch zugemischt und durch Verteilung des Gemisches auf dem Drahtsieb einer vliesbildenden Maschine ein Vlies gebildet, das einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der hitze­ schmelzbaren Faser unterzogen wird, um feste Bindungen mit den Trägerfasern und dem adsorbierenden Material zu erzeugen. Das führt zwangsläufig zu einer Verstei­ fung, die diese Vliese mit dem eingelagerten adsorbie­ renden Material für Zwecke ungeeignet macht, die eine ausreichende Biegsamkeit und Flexibilität bei gleich­ zeitig hoher Festigkeit verlangen, wie sie z. B. für die Herstellung von Schutzanzügen gefordert wird.

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

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

Erfindungsgemäß wird dies durch einen textilen Flächen­ filter aus einem textilen Flächengebilde erreicht, das bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrige Fasern zur Befestigung von feinteiligen Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften aufweist, bei dem das textile Flächengebilde aber ein Plüsch ist, dessen Boden aus schwer- oder unschmelz­ baren Fasern und dessen Faserflor aus Fasern besteht, die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrig werden.

Die schwer oder unschmelzbaren Fasern des Bodens können beispielsweise aus Baumwolle oder Aramiden oder einem ähnlichen Material und der Faserflor (Pol) aus einer heterofilen Faser bzw. einer unverstreckten Polyester­ faser bestehen. Der Flor wird dann mit, je nach Ein­ satzzweck geeigneten Substanzen mit spezifischen Schutz- bzw. Adsorptionseigenschaften beladen und unter leich­ tem Druck bis zur Verklebung mit der oder den Substan­ zen erhitzt.

Für besondere Anwendungszwecke können für die schwer­ und unschmelzbaren Fasern des Bodens auch solche ver­ wendet werden, die beisielsweise schwer entflammbar sind, und dazu bestimmte, an sich bekannte Flammschutz­ mittelzusätze aufweisen. Damit das textile Flächenge­ bilde zugleich einen leichten Splitterschutz bietet, kann maximal der ganze Boden des Plüsches aus beson­ ders reißfesten Aramiden, wie z. B. KEVLAR® bestehen.

Ein erfindungsgemäßer Flächenfilter zeichnet sich dem­ nach durch ein Fasermaterial für den Flor aus, das die Eigenschaft besitzt, beim Erwärmen bei einer er­ höhten Temperatur oder in einem erhöhten Temperatur­ intervall zunächst oberflächlich klebrig zu werden, ohne zu schmelzen. Diese Eigenschaft der Fasern, die man als eingebauten Schmelzkleber bezeichnen könnte, kann dann ausgenutzt werden, um die je nach Einsatz­ zweck der Filter gewünschten feinteiligen Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigen­ schaften auf die Fasern aufzutragen, wo sie ohne einen zusätzlichen Binder ohne weiteres gut haften, wodurch einerseits die Flexibilität und Festigkeit des Plüschs vollständig erhalten und andererseits das Porenvolumen unverändert hoch bleibt. Dabei wird gleichzeitig eine hervorragende Aktivität des Flächenfilters erreicht.

Geeignete Fasern für den Flor sind beispielsweise un­ verstreckte Polyersterfasern. Diese Fasern haben die Eigenschaft, bei etwa 80 bis 85°C weich und klebrig zu werden, ohne zu schmelzen, kristallisieren an­ schließend bei höheren Temperaturen und haben dann die thermische Stabilität einer normalen Polyester­ faser.

Geeignet für den Flor sind ferner heterofile Fasern (ICI), beispielsweise auf der Basis von Polyestern, Polyamiden oder Polypropylen. Dabei handelt es sich um Fasern aus zwei koaxial angeordneten Komponenten, von denen die äußere einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächenfil­ ters wird ein Plüsch verwendet, 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 Poly­ esterfaser besteht.

Dies hat den Vorteil, daß der Boden des Plüschs beim anschließenden Beladen mit Substanzen, die eine spe­ zifische Schutz- und/oder Adsorptionswirkung aufwei­ sen, ein Durchfallen der Substanzen verhindert. Nach Beladen mit den für den jeweiligen Einsatzzweck ge­ eigneten feinteiligen Substanzen werden die Florfasern mit den daran durch die vorübergehende Klebrigkeit haftenden Substanzen verfestigt.

Als Substanzen mit spezifischen Schutz- bzw. Adsorp­ tionseigenschaften eignen sich insbesondere Aktivkohle, jedoch können je nach Einsatzzweck andere Substanzen eingesetzt werden, wie z. B. Molekularsiebe, Ionenaus­ tauscher oder Aluminiumhydroxid. Die Korngröße dieser Substanzen beträgt in der Regel 50-500 µm, insbeson­ dere etwa 100-200 µm. Die Gewichtsmenge der Substanz, bezogen auf den textilen Träger, kann in weiten Grenzen schwanken und beträgt vorzugsweise 10-300%, insbesondere 50-200%.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Flächenfilters, das bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrige Fasern aufweist, an denen feinteilige Substanzen mit spezi­ fischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften befestigt werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrigen Fasern als Faserflor eines Plüsches mit einem schwer- oder unschmelzbaren Boden vorsieht, den Faserflor mit den feinteiligen Substanzen belädt und unter leichtem Druck bis zur Verklebung der Substanzen mit den vorübergehend klebrigen Fasern des Flors erhitzt.

Ein erfindungsgemäß als Plüsch ausgestalteter Flächen­ filter, bei dem nur der Flor aus klebrig werdenden Fasern besteht, die beispielsweise mit einem Überschuß sehr fein vermahlener Aktivkohle beschichtet sind, eig­ net sich in besonderer Weise als Filtermaterial, weil einerseits wegen der gegenüber einem Vlies größeren Oberfläche eine große Menge Aktivkohle aufgebracht wer­ den kann, was eine hervorragende Adsorptionskapazität und -kinetik ergibt und andererseits aufgrund des lok­ keren Aufbaus als Plüsch nur ein geringer Druckabfall der durchströmenden Luft zu beobachten ist.

Beispiel 1

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 aufge­ bracht und das Plüschmaterial wurde unter leichtem Druck auf ca. 120°C erwärmt. Nach Entfernen über­ schüssiger Aktivkohle war jedes Härchen des Pols vollständig mit Aktivkohle bedeckt. Der so herge­ stellte Flächenfilter wies eine hervorragende Akti­ vität sowie günstige mechanische Eigenschaften und Flexibilität auf.

Claims (7)

1. Textiler Flächenfilter aus einem textilen Flächen­ gebilde, das mit feinteiligen Substanzen mit spezi­ fischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften beladen ist, wobei das textile Flächengebilde bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrige Fasern zur Befestigung der feinteiligen Substanzen auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Flächengebilde ein Plüsch ist, dessen Boden aus schwer- oder unschmelzbaren Fasern und dessen Faserflor aus den bei erhöhter Temperatur vorüber­ gehend klebrigen Fasern besteht.

2. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern heterofile Fasern aus zwei koaxial angeordneten Komponenten sind, von denen die äußere einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.

3. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern unverstreckte amorphe Polyesterfasern sind, die bei etwa 80 bis 85°C weich und klebrig werden.

4. Textiler Flächenfilter nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern bei höheren Temperatu­ ren kristallisieren und dann die thermische Stabi­ lität einer normalen Polyesterfaser aufweisen.

5. Textiler Flächenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Aktiv­ kohle als Substanz mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften.

6. Verfahren zur Herstellung eines textilen Flächen­ filters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem feinteilige Substanzen mit spezifischen Schutz- und/oder Adsorptionseigenschaften durch bei erhöh­ ter Temperatur vorübergehend klebrige Fasern an einem textilen Flächengebilde befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrigen Fasern als Faserflor eines Plüsches mit einem schwer- oder unschmelzbaren Boden vorsieht, den Faserflor mit den feinteiligen Substanzen belädt und unter leichtem Druck bis zur Verklebung der Substanzen mit den vorübergehend klebrigen Fasern des Flors erhitzt.

7. Verwendung des textilen Flächenfilters nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für bewegte Einsatzzwecke, insbesondere in Klimaanlagen für Fahrzeuge.