DE102004022798A1

DE102004022798A1 - Filterelement

Info

Publication number: DE102004022798A1
Application number: DE102004022798A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Wolff
Original assignee: Helsa Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Mann and Hummel Innenraumfilter GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-05-08
Publication date: 2005-11-03

Abstract

Es wird ein Filterelement zur Verwendung in einem Emissionen von Kohlenwasserstoffen generierenden Fahrzeug, wobei die Kohlenwasserstoffe reversibel gebunden werden, insbesondere Zusatzfilter für einen Tankentlüftungsfilter für eine Motorluftansaugung o. dgl., beschrieben, wobei das Filterelement einen Träger mit einem Adsorbens aufweist und in einem Filtergehäuse vorgesehen ist, das eine einer Kohlenwasserstoff-Emissionsquelle zugewandte und eine der Atmosphäre zugewandte Seite aufweist. Der am Träger des Filterelementes vorgesehene Adsorbens weist Adsorberharzpartikel auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Nach den neuen Richtlinien zur Reduzierung der Kohlenwasserstoffemissionen (LEV = Low Emission Vehicle; ZEV = Zero Emission Vehicle; PZEV = Partial Zero Emission Vehicle) von Pkws in Kalifornien und den sogenannten Grünen Staaten der USA ist es das Ziel der Hersteller von Aktivkohlefilter aufweisenden Tankentlüftungssystemen, die Emissionen des Aktivkohlefilters geeignet zu reduzieren. Zu dieser Reduktion der Emissionen des Aktivkohlefilters werden Mehrkammersysteme bzw. Zusatzfilterelemente für Haupt-Aktivkohlefilter eingesetzt.

Der Haupt-Aktivkohlefilter kann ein Kanister mit einer Aktivkohleschüttung sein. Er dient dazu, während einer Betankung des Kraftfahrzeugs die aus dem Kraftstofftank ausströmenden Kohlenwasserstoffe aufzufangen. Während des Fahrbetriebes wird der Kraftstofftank dann wieder mit einer definierten Luftmenge rückgespült und desorbiert. Die desorbierte Luft wird der Verbrennungsluft des Motors zugeführt.

Bleibt das Kraftfahrzeug nach einem solchen Desorptionsvorgang beispielsweise Sonnenschein ausgesetzt, so heizt es sich – und somit auch den Kraftstofftank samt Aktivkohlefilter – auf. Dieses Aufheizen hat zwei Effekte zur Folge:

1. Aus dem Kraftstofftank entweichen weitere Kohlenwasserstoffe, die den Aktivkohlefilter wieder beladen, und
2. der Aktivkohlefilter selbst desorbiert aus seiner Restbeladung, d.h. aus der Menge an Kohlenwasserstoffen, die bei der Desorption nicht vollständig von der Aktivkohle heruntergespült werden konnte, eine bestimmte Menge an Kohlenwasserstoffen in die Atmosphäre.

Auch im Bereich der Ansaugluft von Verbrennungskraftmaschinen werden Zusatzfilterelemente zur reversiblen Adsorption von Kohlenwasserstoffen eingesetzt. Nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors können über offene Ventilstellungen Benzindämpfe durch den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors als Emissionen nach außen gelangen.

Die EP 1 110 593 A1 beschreibt einen Motorzuluftfilter, der aus mehreren Lagen besteht, von denen eine Lage ein mit Aktivkohle imprägnierter Polyurethan-Schaum ist, der als Kohlenwasserstoffpuffer wirkt. Ein Mangel dieser Aktivkohleimprägnierung ist, dass über den Binder Adsorptionskapazität verloren geht. Außerdem ist der Kohlenwasserstoffpuffer bei diesem bekannten Vorschlag in den eigentlichen Motorzuluftfilter integriert, d.h. er befindet sich relaitv weit weg von der eigentlichen Emissionsquelle.

Die US 2003/0145732 A1 beschreibt einen Lösungsvorschlag, der sehr nahe an der Emissionsquelle positioniert werden kann und auch bei sehr kleinen Strömungsquerschnitten einen niedrigen Differenzdruck aufweist. Nachteilig ist bei diesem Lösungsvorschlag der relativ aufwändige Aufbau, da das Bauteil mechanisch sehr anfällig ist.

Nach den ab 2004 geltenden Gesetzgebungen darf ein Kraftfahrzeug, das die Emissionsanforderungen gemäß PZEV erfüllen muss, eine Gesamtmenge an Kohlenwasserstoffen von 0,35 g pro festgelegten Testzyklus nicht überschreiten. Dieser Grenzwert wird von den Automobilherstellern auf entsprechende Komponenten aufgeteilt. Für das Tankentlüftungssystem ergeben sich in der Regel Vorgaben im Bereich von maximal 10 mg Kohlenwasserstoffe in einem vorgegebenen Testzyklus, die aus dem Aktivkohlekanister pro Tag noch an die Atmosphäre abgegeben werden dürfen.

Für den besagten Testzyklus orientiert man sich an den Vorgaben der CARB (California Air Research Board) – Behörde. Hierbei wird ein komplettes Kraftstoff-Tankentlüftungssystem definiert in der Weise vorgealtert, dass es mit einer vorgegebenen Anzahl Zyklen beladen und immer wieder freigespült wird. Das heißt es erfolgt eine Voralterung in Form mehrerer Betankungs- und Desorptionszyklen mit anschließender Ruhephase und einem sich daran anschließenden Temperaturzyklus von 18°C auf 42°C und wieder zurück auf 18°C innerhalb von 24 Stunden. Dieser Temperaturzyklus wird zwei- bis dreimal durchfahren.

Zur Reduzierung der Kohlenwasserstoffe, die aus dem Aktivkohlekanister aufgrund dieser Temperaturzyklen noch entweichen, sind verschiedene Konzepte entwickelt worden:
Die US 2001/0020418 A1 offenbart einen Kanister, in dessen letzter, atmosphärenseitiger Kammer eine Aktivkohle hoher spezifischer Wärmekapazität vorgesehen ist. Durch die hohe Wärmekapazität wird bei der Beladung der Aktivkohle mit Kohlenwasserstoffen Adsorptionswärme aufgenommen und gespeichert, die bei der Desorption, die ein endothermer Prozess ist, wieder abgegeben wird.

Die US 6 503 301 B2 beschreibt ein Zweikammersystem, bei dem die der Atmosphäre zugewandte Kammer eine Mischung eines Adsorbens mit einem Material hoher Wärmekapazität enthält. Das Material hoher Wärmekapazität nimmt bei der Beladung mit Kohlenwasserstoffen Adsorptionswärme auf und speichert diese, und gibt diese bei der Desorption wieder ab. Das besagte Material mit der hohen Wärmekapazität hat also die gleiche Wirkung wie die oben beschriebene Aktivkohle hoher Wärmekapazität.

Die DE 199 48 537 A1 schlägt einen Haupt-Aktivkohlefilter mit einem Zusatzfilterelement vor, wobei das Zusatzfilterelement die Eigenschaft besitzt, dass es aufgrund seiner kleinen Baugröße im Vergleich zum Haupt-Aktivkohlefilter wesentlich schneller desorbiert werden kann. Bevorzugt ist für dieses bekannte Zusatzfilterelement ein mit Aktivkohle beschichtetes Vlies, das zu einem Zylinder aufgerollt ist und das in seiner Längsrichtung durchströmt wird. Das Zusatzfilterelement weist jedoch den Mangel auf, dass es einen zusätzlichen Differenzdruck aufbaut, der aufgrund der dichten Wickelstruktur sehr groß sein kann.

Aus der DE 199 52 092 C1 ist ein Aktivkohlefilter bekannt, der insbesondere zur Reduzierung der Verdunstungsemissionen aus einem Kraftstoff-Versorgungssystem vorgesehen ist. Dieser bekannte Aktivkohlefilter weist einen ersten und einen zweiten Anschlussabschnitt, einen Filterabschnitt mit Aktivkohle zwischen den beiden Anschlussabschnitten und eine Filterschicht aus einem Adsorbermaterial auf, die den Filterabschnitt mit Aktivkohle zum ersten Anschlussabschnitt hin abdeckt. Der erste Anschlussabschnitt dient als Anschlussabschnitt für Frischluft und der zweite Anschlussabschnitt dient als Anschlussabschnitt für das Kraftstoff-Versorgungssystem. Die Filterschicht aus Adsorbermaterial ist aus einem Zeolith- und/oder Kieselgel- und/oder Aluminiumoxyd- und/oder Divinylbenzolstyrolmaterial aufgebaut und kann elektrisch beheizbar sein. Diese Adsorbermaterialien besitzen im Vergleich zu Aktivkohle eine niedrigere Adsorptionskapazität, sind jedoch für niedrig siedende Komponenten wie n-Butan sehr gut mit Luft regenerierbar.

Aus der WO 01/62367 A1 ist ein Tankentlüftungssystem mit mindestens zwei adsorptiven Volumina bekannt, wobei das der Atmosphärenseite zugewandte, zweite adsorptive Volumen deutlich schneller regenerierbar ist als der Hauptaktivkohlefilter im ersten adsorptiven Volumen. Das wird u.a. durch eine feinere Kornfraktion der zur Anwendung gelangenden Adsorptionsmittel erreicht.

Die US 6 540 815 B1 offenbart ein Verfahren zur Reduzierung von Emissionen eines Tankentlüftungssystems, das aus einem ersten adsorptiven Volumen mit einer inkrementellen Adsorptionskapazität zwischen 5 % und 50 % n-Butan in Luft von mehr als 35 g/l und mindestens einem zweiten adsorptiven Volumen mit einer inkrementellen Adsorptionskapazität zwischen 5 % und 50 % n-Butan in Luft von weniger als 35 g/l besteht. Zur Beschreibung des Adsorptionsverhaltens wird dort nur auf die Adsorptionsisotherme eingegangen. Es wird beschrieben, dass bei einem flachen Verlauf der Adsorptionsisotherme des zweiten adsorptiven Volumens, d.h. des Zusatzfilterelementes, eine besonders gute Reduzierung der Gesamtemissionen bzw. eine schnelle Regenerierbarkeit erreicht werden kann.

Alle bekannten Tankentlüftungssysteme arbeiten also mit einem Hauptaktivkohlefilter, der für die eigentliche Kapazität zur Aufnahme der Kraftstoffdämpfe ausgelegt ist, und einem Zusatzvolumen, das sorptiv derartig ausgelegt ist, dass es gut regenerierbar ist und dadurch auch bei sehr kurzen Spülraten des Systems stets optimal freigespült wird. Für das sorptive Zusatzvolumen gibt es – wie oben beschrieben worden ist – mehrere Ausführungsformen. Entscheidend für die Funktion im Gesamtsystem mit dem Hauptaktivkohlefilter sind die folgenden Parameter:

– die Arbeitskapazität für ein n-Butan/Luftgemisch, die für ein Mischungsverhältnis 50/50 mindestens 1,8 g für das Zusatzvolumen betragen sollte;
– Länge zu Durchmesser-Verhältnis des Zusatzfilters ≥ 4:1;
– das Adsorptionsmittel muss möglichst gleichmäßig über den Querschnitt des durchströmten Volumens angebracht sein;
– der Druckabfall darf bei einem Volumendurchsatz von 70 l/min 140 Pa nicht überschreiten, und sollte so niedrig wie möglich sein;
– die Restbeladung muss so klein wie möglich – idealerweise nahezu Null – sein. Dies muss insbesondere für sehr geringe Rückspülraten von 150 l bis 200 l gelten.

Von den bekannten Zusatzfiltersystemen haben sich monolithische Wabenfilter als vorteilhaft erwiesen. Sie weisen zum einen die notwendige Kapazität zur Aufnahme der Restemissionen aus dem Hauptaktivkohlefilter auf, und sie besitzen aufgrund ihrer gerichteten Kanalstruktur den geforderten niedrigen Druckabfall. Einen derartigen monolithischen Wabenfilter beschreibt beispielsweise die US 5 914 294 oder die DE 101 04 882 A1 . Solche Wabenfilter mit einer Zelldichte von 200 cpi (cells per inch) bilden die bislang beste technische Lösung.

Sowohl der in der oben erwähnten DE 100 49 537 A1 beschriebene Wickelfilter als auch die in der oben erwähnten WO 01/62367 A1 offenbarte Schüttung eines Granulates mit seiner Kornverteilung weisen einen hohen Druckabfall auf. Dieser hohe Druckabfall macht sich beim Betankungsprozess, bei dem sowohl der Aktivkohlefilter als auch der Zusatzfilter durchströmt werden, negativ bemerkbar.

Ausgehend von einer Granulat-Schüttung erhält man einen Filter mit einem niedrigen Druckabfall, indem man die Adsorptionsmittel durch Aufbringen oder Einbinden in einen dreidimensionalen Träger verdünnt in das verfügbare Volumen einbringt. Auf diese Weise wird ein offenes durchströmbares Volumen erzeugt, was zu einem niedrigen Druckabfall führt. Es weisen jedoch auch die bislang besten technischen Lösungen noch eine Reihe von Mängeln auf:

– Die Kapazität pro Volumen sollte noch größer sein, um die Emissionen aus dem Hauptaktivkohlefilter noch weiter gegen Null zu drücken;
– die Restbeladung sollte noch geringer sein, um bei einer Annäherung der Emissionen gegen Null keine unnötigen Emissionen aus dem Zusatzfilterelement selbst zu erhalten;
– die mechanische Stabilität sollte gegenüber den Wabenstrukturen verbessert werden; die Wabenkörper werden mit einer Schaummanschette eingebaut, da sie mechanisch sehr anfällig sind;
– bei den Wabenstrukturen müssen Dichtungsringe eingesetzt werden, um erhöhte Emissionen aufgrund von Leckagen zu vermeiden;
– unterschiedliche Filtergeometrien haben bei Einsatz einer Wabenstruktur stets ein gesondertes Werkzeug zur Folge; ideal wäre es, wenn unterschiedliche Formen und Konturen mit einer einzigen Vorrichtung herstellbar wären.

Die DE 101 50 062 A1 beschreibt eine Filtervorrichtung mit einem Aktivkohleformkörper, der eine Wabenstruktur besitzt, d.h. hier wird eine Lösung beschrieben, wie ein mechanisch anfälliger Wabenkörper als Zusatzfilter verbaut werden kann. Diese Lösung geht jedoch von einem Zusatzfilterelement aus, das an einen Aktivkohlekanister angehängt wird. Bei der Auslegung zukünftiger Aktivkohle-Kanistersysteme wird jedoch davon ausgegangen, dass die Funktion des Restemissionsfilters in den Aktivkohlekanister integriert ist.

Zur Reduzierung der Restbeladung sowie zur Erhöhung der Arbeitskapazität muss auf ein Adsorptionsmittel zurückgegriffen werden, das aufgrund seiner Porenstruktur speziell für Kohlenwasserstoffe wie n-Butan und Pentan bei Konzentrationen im -Bereich ein hohes Aufnahmevermögen und eine sehr gute Regenerierbarkeit bei Durchströmung mit Luft aufweist. Zusätzlich zu diesen sorptiven Eigenschaften muss das Adsorptionsmittel eine hohe mechanische Abriebfestigkeit und eine gute chemische Langzeitstabilität besitzen.

Der wesentliche Grund dafür, dass die Wabenstruktur bislang die beste Lösung darstellt, ist ihr niedriger Druckabfall. Das spezielle Adsorbens muss also in einer Form als Filter hinter der Hauptaktivkohleschüttung eingebracht werden, die einen sehr niedrigen Druckabfall besitzt. Zu diesem Zwecke wird das Adsorbens auf einen dreidimensionalen Träger aufgebracht bzw. in geeigneter Form in eine dreidimensionale Struktur eingebracht. Hierzu kann auf bewährte Technologien zurückgegriffen werden, die eine solche Filterstruktur beschreiben. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein volumenexpandiertes Schüttbett, wie es in einer Aktivkohleschaummatrix zum Einsatz kommt, oder um ein flächenexpandiertes Schüttbett, wie es in der DE 100 26 902 A1 beschrieben ist. In beiden Fällen wird von einer Schüttung ausgegangen, die auf ein größeres Volumen expandiert wird. Dadurch wird der Nachteil eines hohen Druckabfalls eliminiert. Allerdings wird hierbei die Adsorptionsmittel-Menge pro Volumen reduziert, woraus eine geringere Adsorptionskapazität als bei einem Schüttbett resultiert. Bei einer Wabenstruktur handelt es sich letztendlich ebenfalls um eine dreidimensionale Struktur, die jedoch einen niedrigen Druckabfall besitzt, und in welche die Adsorptionsmittel eingebracht werden. Eine weitere Reduzierung der Adsorptionsmittel-Menge ergibt sich bei Wabenstrukturen jedoch noch durch das Bindergerüst.

Wird eine flexible Trägerstruktur sowie ein flexibles Bindersystem angewandt, so kann ein flexibler Filter gestaltet werden. Dieser kann in einem Filtergehäuse nach außen hin selbstabdichtend sein. Eine Verwendung einer selbsttragenden, elastischen und unter leichter Kompression in Luftzufuhrkanäle eingebrachten Adsorptionsfilterschicht aus einem hochluftdurchlässigen Trägermaterial mit einem mittels einer Haftmasse fixierten Adsorbens als dichtungs- und rahmenloser Geruchs- und/oder Schadstofffilter ist aus der DE 195 21 666 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten technischen Lösungen weiter zu reduzieren, d.h. die Adsorptionskapazität pro Volumen zu erhöhen, um die Emissionen noch weiter gegen Null zu drücken, die Restbeladung zu verringern, um bei einer Annäherung der Emissionen gegen Null keine unnötigen Emissionen aus dem Zusatzfilterelement selbst zu erhalten, die mechanische Stabilität im Vergleich zu der von Wabenstrukturen zu verbessern, sowie Leckagen zu vermeiden, und unterschiedlichen Filtergeometrien in einer einzigen Vorrichtung herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Filterelementes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Filterelement in einem eine Kanisterseite und eine Atmosphärenseite aufweisenden Filtergehäuse selbstabdichtend vorgesehen ist, werden in vorteilhafter Weise Leckagen und damit unerwünschte Emissionen aus dem Filterelement vermieden, und dadurch, dass das am Träger vorgesehene Adsorbens Adsorberharzpartikel aufweist, ergibt sich der Vorteil eines mechanisch stabilen, abriebfesten Adsorptionsmittels mit einem hohen Aufnahmevermögen für Kohlenwasserstoffe wie n-Butan, Pentan, Hexan oder Heptan. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Adsorbens makroporöse Adsorberharzpartikel aufweist. Als besonders geeignet hat sich hierbei das "Lewatit VP OC 1163" der Firma Bayer, Leverkusen, erwiesen. Dieses Lewatit VP OC 1163 weist eine innere Oberfläche nach B.E.T. von 1500 m²/g auf, und besitzt ein Porenvolumen von 0,6 bis 0,8 cm³/g. Bei Lewatit VP OC 1163 handelt es sich um ein makroporöses vernetztes Polystyrol, das in Kugelform zur Verfügung steht. Im Vergleich mit bekannten hochaktivierten Tankentlüftungskohlen sind die besagten kugelförmigen Adsorberharzpartikel extrem abriebfest und mechanisch stabil. Sie können folglich mit vielen konventionellen Bindersystemen auf jede bekannte Trägerstruktur aufgebracht werden.

Lewatit VP OC 1163 ist ein chemisch inertes Material.

Neben dem besagten Lewatit sind auch andere Adsorberharze, die eine vergleichbare Porenstruktur, Schüttdichte und mechanische Festigkeit aufweisen, bei dem erfindungsgemäßen Filterelement als Adsorbens einsetzbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren.

Es zeigen:

1 die n-Butan-Arbeitskapazität des erfindungsgemäß zur Anwendungen gelangenden Adsorberharzes,

2 die Arbeitskapazität für eine Mischung aus Pentan, Hexan und Heptan, die für den erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Adsorberharz ermittelt worden ist,

3 die n-Butan-Arbeitskapazität von Lewatit VP OC 1163 und für eine Tankentlüftungskohle nach einer Vorbeladung mit Pentan, Hexan und Heptan, wobei die auf- und abgegebene n-Butan-Menge jeweils auf den BWC-Wert (Butan Working Capacity) ohne Voralterung normiert wurde,

4 schematisch einen Schaumfilterblock als selbstdichtendes Filterelement in einem Filtergehäuse,

5 eine der 4 ähnliche Darstellung eines Filtergehäuses mit mehreren Filterlagen,

6 eine den 4 und 5 ähnliche schematische Darstellung einer Wabenstruktur zwischen zwei Schaumlagen,

7 eine den 4 bis 6 ähnliche schematische Darstellung eines Kanisters mit einer Aktivkohleschüttung und einem dieser nachgeschalteten Schaumstoffkegel, der mit Adsorberharzpartikeln versehen ist,

8 eine den 1 und 2 ähnliche Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der Arbeitskapazität eines mehrlagigen Filterelementes ähnlich dem in 5 schematisch dargestellten,

9 eine schematische Darstellung einer anderen Ausbildung des Filterelementes mit einer Schrumpfschlauchhülle, und

10 eine Diagrammdarstellung der n-Butan-Arbeitskapazität des Filterelementes gemäß 9.

Die 1 und 2 zeigen die sehr guten sorptiven Eigenschaften von Adsorberharzpartikeln. 1 zeigt die n-Butan-Arbeitskapazität, die in Anlehnung an die ASTM D5228-92 bestimmt worden ist. Die eingestellte n-Butan-Konzentration betrugt 50 % in Luft. Der Volumendurchsatz für die Beladung betrug 0,1 l/min, und für Desorption 22 l/min. Es wurde bis zu einem Durchbruch von 5000 ppm beladen und anschließend mit den genannten 22 l/min für 15 Minuten desorbiert. Aus 1 ist zu erkennen, dass das Adsorberharz ein sehr großes Aufnahmevermögen für n-Butan besitzt und praktisch keine Restbeladung aufweist und sich vollständig desorbieren lässt.

2 verdeutlicht die Arbeitskapazität für eine Mischung aus Pentan, Hexan und Heptan. Beladen wurde mit einer gesättigten Luft, die zuvor über einen Wäscher mit einer Mischung aus den drei genannten Stoffen geleitet wurde. Die Beladung erfolgte auch hier mit 0,1 l/min und die Desorption für 15 Minuten mit 22 l/min. Auch hier zeigt sich eine sehr gute Regenerierbarkeit. Die minimale Restbeladung, die sich einstellt, ist auf das Heptan zurückzuführen. Heptan verursacht auch bei Verwendung einer Aktivkohle im wesentlichen die Restbeladung.

Da während eines Betankungsprozesses neben n-Butan auch höhersiedende Komponenten bis zu Heptan durchbrechen können, wird sich über die Alterung auf dem Zusatzfilter immer eine Restbeladung einstellen. Diese Alterung wird labormäßig durch Beladung eines Kanisters samt Zusatzfilter bis zu einem Durchbruch von 2 g Kohlenwasserstoffe nachgestellt. Es ist also entscheidend, dass sich eine möglichst geringe Restbeladung aufbaut.

Neben dem Einfluss auf das Emissionsverhalten hat die Restbeladung auch einen Einfluss auf die Kapazität des Zusatzfilters d.h. des erfindungsgemäßen Filterelementes. Bei Verwendung einer Aktivkohle wird die Kapazität nach Vorbeladung mit Pentan, Hexan und Heptan deutlich stärker beeinträchtigt als bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Adsorberharz. Das wird durch die 3 verdeutlicht, in der die Butan-Arbeitskapazität für Lewatit VP OC 1163 und für eine bekannte Tankentlüftungskohle nach einer Vorbeladung mit Pentan, Hexan und Hepan dargestellt ist. Es wurde mit zwei Adsorptions-Desorptions-Zyklen vorbeladen. In 3 sind die auf- und abgegebenen n-Butan-Mengen jeweils auf den BWC (Butan Working Capacity) – Wert ohne Voralterung normiert. Während das Adsorberharz vom Typ Lewatit VP OC 1163 zirka 15 % seiner Kapazität verliert, geht die Kapazität der Aktivkohle auf 55 % zurück. Dabei wurde als Aktivkohle eine mesoporöse Holzaktivkohle mit einer inneren Oberfläche von 2000 m²/g verwendet.

Als Trägerstrukturen kommen für das erfindungsgemäße Filterelement alle offenen dreidimensionalen Strukturen in Frage. Desgleichen ist es möglich, einen flächigen Träger beispielsweise zu beschichten und durch Plissieren oder Wickeln oder mittels eines anderen Formgebungsprozesses in eine dreidimensionale Struktur zu bringen.

Als Binder für eine solche dreidimensionale Trägerstruktur kommen bspw. Dispersionen auf Basis von Acrylaten oder Polyurethanen in Frage. Dabei wird der Träger mit der Dispersion imprägniert, und anschließend werden die Adsorberharzpartikel aufgestreut. Abschließend erfolgt eine Aushärtung bzw. Vernetzung des Binders beispielsweise durch Temperatureinwirkung. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn direkt ein Haftklebstoff angewandt und der Träger damit imprägniert wird. Als besonders vorteilhaft haben sich thermoaktivierbare Haftkleber erwiesen. Dabei wird der Träger mit dem Binder, der auch in Form einer Dispersion vorliegen kann, imprägniert, und unter Temperatureintrag aktiviert. Nachfolgend wird der Träger beispielsweise in einer Wirbelschicht mit den Adsorberharzpartikeln beladen bzw. beschichtet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filterelementes beschrieben:
Bei einer ersten Ausbildung des Filterelementes wird mit Hilfe eines offenporigen Schaumstoffes ein volumenexpandiertes Schüttbett erzeugt. Bei dem Schaumstoff handelt es sich um einen handelsüblichen offenporigen Schaumstoff. Beispielsweise kommt ein Polyurethanschaumstoff mit einer Zelldichte von 10 ppi zur Anwendung. Die Adsorberharzpartikel werden mit Hilfe eines Acrylatbinders auf den Schaumstoff in Form einer Monolage an den Stegen des Schaumstoffes aufgebracht. Der Binder ist so ausgelegt, dass der Schaumstoff nach dem Aushärten seine Elastizität behält.

Um den Innenraum eines vorgegebenen Filtergehäuses homogen auszufüllen, können mehrere Lagen des Polyurethanschaumstoffes beschichtet und in das Filtergehäuse eingebracht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, in das Filtergehäuse einen einzigen Schaumstoffblock einzubringen, der an den Innenraum des Filtergehäuses angepasste Konturen aufweist.

4 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung einen Schaumstoff-Filterblock 1, der als selbstabdichtendes Filterelement in ein Filtergehäuse 2 eingebracht ist. Um eine Selbstabdichtung zu bewirken, ist der Durchmesser des Schaumstoffblockes 1 beispielsweise 1 mm größer als der Innendurchmesser des Filtergehäuses 2. Durch die leichte Kompression des Schaumstoffblockes 1 und seine elastische Rückstellkraft ergibt sich eine Selbstabdichtung des von dem Schaumstoffblock 1 gebildeten Filterelementes zur Innenwand des Filtergehäuses 2 hin.

Zum Schutze vor sich über die Standzeit vom Schaumstoffblock 1 möglicherweise ablösenden kugelförmigen Adsorberharzpartikeln kann der Schaumstoffblock 1 mindestens an einer Stirnseiten oder an seinen beiden voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils mit einer hoch luftdurchlässigen, für die kugelförmigen Adsorberharzpartikel jedoch undurchlässigen Abdeckschicht 3 bedeckt sein. In 4 ist nur eine Abdeckschicht 3 schematisch verdeutlicht.

5 verdeutlicht schematisch einen mehrlagigen Aufbau des selbstabdichtenden Filterelementes. Bei einem solchen mehrlagigen Aufbau sind folgende Modifikationen möglich:

1. Der Innenraum des Filtergehäuses wird mit einer Anzahl Lagen des mit Adsorberharzpartikeln beschichteten Schaumstoffes ausgefüllt, wobei die einzelnen Lagen aneinander unmittelbar angrenzen d.h. zueinander benachbart sind.
2. Weist das Filtergehäuse eine entsprechende Längenabmessung auf, so können zwischen beschichteten Filterlagen auch unbeschichtete Schaumstofflagen vorgesehen sein. Auf diese Weise sind zusätzliche Diffusionswege realisierbar, die sich vorteilhaft auf die Emissionen auswirken. Der Abstand zwischen den beschichteten Schaumstofflagen kann dabei äquidistant sein oder in Richtung zur Atmosphärenseite hin zunehmen. Ein solcher Aufbau ist in 5 schematisch dargestellt. Dabei sind in dem Filtergehäuse 2' zwischen den mit Adsorberharzpartikeln beschichteten Schaumstofflagen 1' unbeschichtete Schaumstofflagen 4' eingefügt, die eine wesentlich niedrigere Zelldichte besitzen als die mit Adsorberharzpartikeln beschichteten Schaumstofflagen 1'. Die unbeschichteten Schaumstofflagen 4' bilden Abstandhalter. Auch bei dieser Ausführungsform des selbstabdichtenden Filterelementes kann ein- oder beidseitig jeweils eine hoch luftdurchlässige, für die kugelförmigen Adsorberharzpartikel jedoch undurchlässige Abdeckschicht 3' vorgesehen sein.
3. Bei der Auswahl der Zelldichte des verwendeten Schaumstoffes ist ein progressiver Aufbau möglich, wobei auf der dem Aktivkohlekanister zugewandten Seite ein Schaumstoff mit einer höheren Zelldichte und auf der zur Atmosphäre weisenden Seite ein Schaumstoff mit einer niedrigeren Zelldichte vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Adsorptionsmitteldichte pro Volumen dem Konzentrationsprofil während des Emissionsprozesses anzupassen. Der Durchmesser der kugelförmigen Adsorberharzpartikel ist in diesem Fall an die Zelligkeit des Schaumstoffes angepasst.
4. Es ist auch möglich, bewusst die Eigenschaft einer Aktivkohle, bevorzugt Heptan festzuhalten, auszunutzen und die Schaumstofflagen, die dem Aktivkohlekanister zugewandt sind, mit Aktivkohle zu beschichten. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Adsorberharzpartikel auf dem Schaumstoff, der der Atmosphärenseite zugewandt ist, deutlich weniger mit Heptan oder höhersiedenden Komponenten belastet werden und hierdurch ihre Arbeitskapazität aufrechterhalten. Anstelle eines Aktivkohle-Schaumstoffes kann selbstverständlich auch eine Aktivkohle-Wabenstruktur eingesetzt werden. Um bei einer solchen Ausbildung die Problematik der Abdichtung und Lagerung der Wabenstruktur zu umgehen, kann die besagte Wabenstruktur zwischen zwei Schaumstofflagen 1'' eingezwängt sein. Der schematische Aufbau für eine solche Ausbildung des selbstabdichtenden Filterelementes ist in 6 dargestellt. Hierbei ist zwischen den beiden beschichteten Schaumstofflagen 1'' ein Aktivkohle-Wabenkörper 5'' eingeklemmt. Der Aktivkohle-Wabenkörper 5'' ist derartig dimensioniert, dass zwischen seiner Außenoberfläche und der Innenwand des Filtergehäuses 2'' nur ein sehr dünner Spalt verbleibt. Mit der Bezugsziffer 3'' ist auch hier eine Abdeckschicht bezeichnet, die dem Schutz vor sich über die Standzeit des Filterelementes von einer der beiden Schaumstofflagen 1'' möglicherweise ablösenden kugelförmigen Adsorberharzpartikeln vorgesehen ist, die einerseits hoch luftdurchlässig ist, aber andererseits für die kugelförmigen Adsorberharzpartikel eine undurchlässige Schicht bildet.

Die Verwendung eines komprimierbaren und mit Adsorberharzpartikeln beladenen bzw. beschichteten Schaumstoffträgers hat noch einen weiteren Vorteil: Man kann dieses Material direkt als Abdeckschicht für eine Aktivkohleschüttung verwenden. Dabei ist es möglich, eine Anpassung an die Innenkonturen des Filtergehäuses bzw. eines Kanisters zu realisieren. Desgleichen ist es beispielsweise möglich, durch einen sich kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig verjüngenden Schaumstoffträger in einem entsprechend verjüngt ausgebildeten Kanisterausgang ebenfalls eine Abstufung der Adsorberharzpartikelmenge pro Volumen zwischen der Aktivkohleschüttung und der Atmosphärenseite des Filterelementes zu erhalten. Eine solche Ausbildung der zuletzt genannten Art ist schematisch in 7 dargestellt. Dabei ist der Aktivkohleschüttung 22 ein mit Adsorberharzpartikeln beladener Schaumstoffkegel 33 nachgeordnet. Der Schaumstoffkegel 33 ist in einem sich konisch verjüngenden Abschnitt des Filtergehäuses zwischen der Aktivkohleschüttung 22 und einem Übergang 44 zur Atmosphärenseite vorgesehen. Die konische Gestaltung des Schaumstoffkegels 33 wirkt bei einer Durchströmung in Desorptionsrichtung, die durch den Pfeil 55 angedeutet ist, zusätzlich als Diffusor, wodurch die Aktivkohleschüttung 22 noch effizienter desorbierbar ist.

Nachfolgend werden zwei konkrete Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filterelementes beschrieben:
Ausführungsbeispiel 1:
Hierbei sind acht Lagen Polyurethan-Schaumstoff vorgesehen, die jeweils eine Dicke von 10 mm und eine Zelldichte von 10 ppi besitzen. Der Durchmesser der einzelnen Schaumstofflagen beträgt 40 mm. Auf diese acht Lagen Polyurethan-Schaumstoff ist mit Hilfe eines Acrylatbinders eine Menge von 12 g des Adsorberharzes Lewatit VP OC 1163 aufgebracht. Die acht mit Lewatit VP OC 1163 beschichteten Schaumstofflagen sind in ein zylinderförmiges Filtergehäuse eingesetzt. Die unterste Lage ist mit einem hoch luftdurchlässigen, für die kugelförmigen Adsorberharzpartikel jedoch undurchlässigen Vlies abgedeckt.
An dem solchermaßen hergestellten Zusatz-Filterelement wurde – wie oben beschrieben – die n-Butan-Arbeitskapazität bestimmt. Das Ergebnis ist in 8 in einem Diagramm dargestellt. Wie aus 8 ersichtlich ist, weist das solchermaßen realisierte Zusatz-Filterelemente praktisch keine Restbeladung und eine n-Butan-Arbeitskapazität von 3,6 g auf.
Außerdem wurde der Druckabfall bei einem Volumenstrom von 70 l/min aufgenommen. Es hat sich gezeigt, dass der Schaumstofffilter im Filtergehäuse einen zusätzlichen Differenzdruck von 130 Pa aufbaut.
Neben dem Aufbringen der Adsorberharzpartikel auf eine dreidimensionale Trägerstruktur ist es auch möglich, das Adsorptionsmittel in Form eines langgezogenen Zylinders in einem Schlauch- oder Rohrleitungsstück zu fixieren. Jeder Aktivkohlekanister besitzt auf der Atmosphärenseite einen Anschluss, der über einen Schlauch an ein On-Board-Diagnosesystem eines Kraftfahrzeuges anschließbar bzw. angeschlossen ist.
Je nach Fahrzeugtyp bzw. Einbausituation kann sich ein genügend langes Leitungsstück ergeben, das zusätzlich als Einbauvolumen für ein Adsorptionsmittel nutzbar ist. Da der Differenzdruck durch das Einbringen eines Adsorptionsmittels nicht erhöht werden darf, muss der Innendurchmesser des in den Schlauch- oder das Rohrleitungsstück eingebrachten Filterelementes d.h. Adsorberharz-Zylinders mindestens den Durchmesser der zur Zeit eingesetzten Schlauch- oder Rohrleitungsstücke besitzen. Das nachfolgende zweite Ausführungsbeispiel beschreibt ein solches schlauchförmiges Filterelement.
Ausführungsbeispiel 2:
Hierbei ist Adsorberharz des Typs VP OC 1163 mit Hilfe des in der DE 100 26 902 beschriebenen Verfahrens auf einen Vliesstoff aufgebracht. Die Adsorberharzpartikelmenge beträgt 450 g/m². Aus dem solchermaßen präparierten Vliesstoff wurde ein Streifen herausgeschnitten und zu einem langgezogenen Zylinder mit einem Innendurchmesser von 12 mm und einer Länge von 300 mm gerollt. Zur Anbringung von Anschlussstücken wurde der Zylinder in einen Schrumpfschlauch eingebracht und der Zylinder mit den Anschlussstücken in den Schrumpfschlauch eingeschrumpft. Auf diese Weise ergibt sich ein flexibler Schlauch mit einer Adsorberharzpartikelmenge von 6 g.
Ein auf diese Weise realisiertes Filterelement ist in 9 schematisch dargestellt. Bei diesem Filterelement stellt die Schrumpfschlauchhülle 222 gleichzeitig eine gasdichte Außenhaut dar, in die das Trägervlies 333 samt Adsorberharz 444 eingebracht und mit den Anschlussstücken 111 dicht verbunden ist.
Die n-Butan-Arbeitskapazität für das Filterelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 10 dargestellt. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, dass sich im Gegensatz zu einer Schüttung oder einer Schaumstoffausbildung eine geringfügige Restbeladung aufbaut. Das liegt daran, dass bei der Desorption die Adsorberpartikel, die am Vliesstoff außen liegen, von der Schrumpfschlauchhülle 22 bedeckt sind und folglich nicht umströmt werden. Die Desorption der zuletzt erwähnten Adsorberpartikel wird in erster Linie durch die Diffusion des n-Butans zu den bereits freigespülten, weiter innen liegenden Adsorberharzpartikeln bestimmt.
Den Nachteil der mehrlagigen Beschichtung kann man selbstverständlich durch eine Monolage bei gleichzeitiger Verlängerung des Schlauches wieder eliminieren. So weist ein Schlauchfilter mit einer Auflage von 110 g/m² des Adsorberharzes aus Ausführungsbeispiel 2 und einer Länge von insgesamt 900 mm keine Restbeladung für n-Butan mehr auf.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse für die Arbeitskapazität und die Restbeladung für n-Butan sowie für den Differenzdruck Δp, der zusätzlich in einer Standardprüfkapsel aufgebaut wird, für die beiden obigen Ausführungsbeispiele sowie für einen Aktivkohlewabenkörper gemäß der eingangs erwähnten US 5 914 294 hergestellt ist, zusammengefasst:
Dabei bedeutet BWC die Butan Working Capacity.
Weitere Ausführungsformen mit einem flächigen Träger ergeben sich beispielsweise durch Plissieren und einen sternförmige Anordnung oder durch einen Wickelkörper mit Abstandhaltern.
Die Adsorptionsleistung reduziert sich bei einer Temperaturerhöhung auf 42°C geringfügig. Um diese Reduzierung auszugleichen, ist es möglich, auf den Träger zusätzlich PCM's (Phase Change Materials) aufzubringen, bevor die Adsorberharzpartikel aufgebracht werden. Bevorzugt sind hierbei PCM's, die ihren Phasenübergang zwischen 36°C und 42°C besitzen. Damit ist ein ähnlicher Effekt erzielbar, wie mit Materialien, die eine hohe Wärmekapazität besitzen, wie sie im Stand der Technik beschrieben sind.
Bei Anwendung eines Schaumstoffes als Träger ist es dabei zweckmäßig, zuerst den Schaumstoff mit einer Schicht aus PCM's zu beschichten und anschließend die Adsorberharzpartikel auf die PCM-Schicht aufzubringen. Desgleichen ist es möglich, die PCM's in den Binder, der für die Adsorberharzpartikel auf den Träger aufgebracht wird, direkt zu dispergieren.
Auch bei der schlauchförmigen Ausbildung ist es zweckmäßig, auf den Träger zuerst die PCM-Schicht und darauf anschließend die Adsorberharzpartikelschicht aufzubringen. Durch die Konfektionierung zu einem Schlauch ergibt sich eine Abschirmung der Adsorberschicht durch die PCM-Schicht, was eine ideale Wärmeisolierung darstellt.
Anstelle den Harz auf den Träger mit Hilfe eines Binders aufzubringen, kann man auch die Harzpartikel direkt mit schmelzbaren Fasern mischen, zu einer Fläche ausformen und kurz über den Schmelzpunkt der Fasern erhitzen. Besonders geeignet hierfür sind Bikomponentenfasern.
Ideal ist es, wenn das Adsorptionsmittel in Form einer elastischen, selbsttragenden Struktur hergestellt wird. So kann man den Adsorberharz mit einem elastischen Bindemittel mit einem geeigneten Formgebungsprozess in einen Formkörper bringen. Zusätzlich kann man die PCM's bei dem Formgebungsprozess gleich mit den Formkörpern einbringen. Der Formgebungsprozess muss dabei jeweils auf die Art des eingesetzten Bindemittels abgestimmt sein. Hier sind folgende Verfahren denkbar:

– Direkte Extrusion in eine elastische Wabenstruktur.
– Herstellung einer Fläche mit anschließender Strukturierung. Die strukturierte Fläche wird anschließend aufgerollt (ähnlich einer Wellpappenstruktur).

Das hier beschriebene Filterelement kann aufgrund seiner sorptiven Eigenschaften nicht nur als Zusatzfilter für einen Tankentlüftungsfilter verwendet werden, sondern es eignet sich auch sehr gut als Kohlenwasserstofffalle im Ansaugtrakt von Verbrennungskraftmaschinen. Dort können nach Abschalten des Motors über offene Ventilstellungen Kohlenwasserstoffe (Benzindämpfe) über den Ansaugtrakt des Motors nach außen gelangen und ebenfalls zu den Emissionen des Autos beitragen. Die in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen können nach Anpassung an die geometrischen Gegebenheiten sowohl als durchströmte als auch als umströmte Filtereinheiten im Bereich des Motorzuluftfilters im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden. Mögliche Ausführungsformen sind hier:

– Ein plissierter Filter aus einem mit dem Harz beschichteten Vlies.
– Ein wie im Ausführungsbeispiel 1 beschriebener Schaum beschichtet mit dem Harz. Hier würde man nur eine Lage in den Abmaßen des Strömungsquerschnittes des Motorzuluftfilters einsetzen.
– Eine Lage eines solchen Schaumes umhüllt mit einer noch luftdurchlässigen aber für die Absorberharzpartikel undurchlässigen Abdeckschicht als passiv umströmtes Filterelement.

Claims

Filterelement zur Verwendung in einem Emissionen von Kohlenwasserstoffen generierenden Fahrzeug, wobei die Kohlenwasserstoffe reversibel gebunden werden, insbesondere Zusatzfilter für einen Tankentlüftungsfilter, für eine Motorluftansaugung o. dgl., wobei das Filterelement einen Träger mit einem Adsorbens aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement in einem Filtergehäuse, das eine einer Kohlenwasserstoff-Emissionsquelle zugewandte und eine der Atmosphäre zugewandte Seite aufweist, angeordnet ist, und dass der am Träger vorgesehene Adsorbens Adsorberharzpartikel aufweist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement in dem Filtergehäuse selbstabdichtend vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorbens makroporöse Adsorberharzpartikel aufweist.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorberharzpartikel kugelförmig sind und einen Partikeldurchmesser zwischen ≥ 0,1 mm und ≤ 2 mm aufweisen.
Filterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikeldurchmesser zwischen ≥ 0,3 mm und ≤ 0,8 mm beträgt.
Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikeldurchmesser zwischen ≥ 0,4 mm und ≤ 0,6 mm beträgt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Porenvolumen der Adsorberharzpartikel ≥ 0,6 cm³/g beträgt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die BET-Oberfläche der Adsorberharzpartikel ≥ 1000 m²/g beträgt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt der Adsorberharzpartikel ≤ 65 % beträgt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorbens-Träger ein Flächengebilde ist, das im Filtergehäuse derartig angeordnet ist, dass es durchströmt oder umströmt wird.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorbens-Träger ein dreidimensionales offenporiges Gebilde ist, das im Filtergehäuse derartig angeordnet ist, dass es durchströmt wird.
Filterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale offenporige Gebilde als Trägerblock ausgebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale offenporige Gebilde eine Anzahl Trägerlagen aufweist.
Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlagen unmittelbar aneinander angrenzen.
Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlagen voneinander durch offenporige Abstandslagen beabstandet sind.
Filterelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandslagen eine Zelldichte besitzen, die kleiner ist als die Zelldichte der Trägerlagen.
Filterelement nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelldichte der Trägerlagen von der Kanisterseite zur Atmosphärenseite des Filtergehäuses hin abnimmt.
Filterelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerblock von einem offenporigen Schaumstoff gebildet ist, dessen Porosität 5 bis 25 ppi, vorzugsweise 8 bis 15 ppi, weiter bevorzugt 10 ppi, beträgt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Trägerlage von einem offenporigen Schaumstoff gebildet ist, dessen Porosität 5 bis 25 ppi beträgt.
Filterelement nach Anspruch 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikeldurchmesser der kugelförmigen Adsorberharzpartikel an die Zelldichte des offenporigen Schaumstoffes angepasst ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger vor seiner Beladung mit den Adsorberharzpartikeln mit Phasenübergangsmaterial (PCM) beschichtet wird.
Filterelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenübergangsmaterial einen Phasenübergang zwischen 35°C und 42°C besitzt.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Filtergehäuse Adsorberharz-Schaum mit Aktivkohle-Schaum und/oder mit mindestens einem Aktivkohle-Wabenkörper kombiniert ist.
Filterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorberharzpartikel am dreidimensional offenporigen Gebilde des Adsorbens-Trägers mittels eines Haftklebers fixiert sind.
Filterelement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftklebstoff von einem thermoaktivierbaren Haftklebstoff gebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Beladung des dreidimensionalen offenporigen Gebildes mit den Adsorberharzpartikeln noch freie, verbleibende Klebstoffoberfläche mit pulverförmigem Adsorberharz oder mit pulverförmiger Aktivkohle belegt wird.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse einen Kanister bildet, in dem eine Adsorberpartikelschüttung vorgesehen ist, die mindestens einseitig mit einer gasdurchlässigen adsorptiven Abdeckung bedeckt ist.
Filterelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung von einer offenporigen Schaumstofflage gebildet ist, die mit Adsorberharzpartikeln beladen ist.
Filterelement nach Anspruch 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die atmosphärenseitige Abdeckung in Richtung zur Atmosphäre hin verjüngt ausgebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Adsorberträger schlauchförmig gerollt und mit einer Auflage von 100 bis 600 g/m2, vorzugsweise 200 bis 400 g/m², Adsorberharzpartikeln beschichtet ist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorberharzpartikel mit schmelzbaren Fasern gemischt und zu einem Flächenelement ausgeformt werden, das kurzzeitig über den Schmelzpunkt der Fasern erhitzt und anschließend abgekühlt wird.
Filterelement nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzbaren Fasern von Bikomponentenfasern gebildet sind.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement von einer extrudierten Wabenstruktur gebildet ist, die die Adsorberharzpartikel mit einem Bindemittel enthält.
Filterelement nach Anspruch 31 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorberharzpartikel vor der Formgebung des Filterelementes (Extrusion einer Wabenstruktur oder Ausbildung eines Flächenelementes) mit einem Phase-Change-Material (PCM) zugemischt werden.
Filterelement nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement als strukturiertes Flächenelement ausgebildet ist, das zu einem Zylinder aufgerollt ist.
Filterelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen plissierten Filterkörper aus einem Vliesmaterial, das mit Adsorberharzpartikeln beschichtet ist und eine Kohlenwasserstofffalle im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine bildet.
Filterelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dreidimensionale offenporige Trägerstruktur, die mit Adsorberharzpartikeln beschichtet ist und die eine durchströmbare Monolage zum Einsatz als Kohlenwasserstofffalle im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine bildet.
Filterelement nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale offenporige Trägerstruktur eine Anströmseite und eine Abströmseite aufweist, wobei zumindest auf der Abströmseite eine Abdeckschicht vorgesehen ist, die luftdurchlässig aber für die Adsorberharzpartikel undurchlässig ist.
Filterelement nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass auch an der Anströmseite der dreidimensionalen offenporigen Trägerstruktur eine Abdeckschicht vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement ein passiv umströmtes Filtermedium bildet.