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DE19810150A1 - Adsorptionsfilter hoher Luftdurchlässigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Adsorptionsfilter hoher Luftdurchlässigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE19810150A1
DE19810150A1 DE1998110150 DE19810150A DE19810150A1 DE 19810150 A1 DE19810150 A1 DE 19810150A1 DE 1998110150 DE1998110150 DE 1998110150 DE 19810150 A DE19810150 A DE 19810150A DE 19810150 A1 DE19810150 A1 DE 19810150A1
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DE
Germany
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adsorbents
filter layer
adhesive
adsorptive properties
highly permeable
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DE1998110150
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English (en)
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Ernest Henri De Ruiter
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RUITER
Original Assignee
RUITER
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Publication date
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Description

Mit steigendem Umweltbewußtsein und besserer Kenntnis hinsichtlich der Rol­ le von Schadstoffen für den Menschen, aber auch bei komplizierteren techni­ schen Verfahren, die beispielsweise in Reinsträumen durchgeführt werden müssen, spielt die Filtration von Luftströmen eine immer wichtiger werdende Rolle. Während Partikel mit Hilfe sogenannter Staub- oder Partikelfilter übli­ cherweise mechanisch entfernt werden, können gasförmige Schadstoffe nur mit Adsorptionsfiltern abgefangen werden, die durch Physisorption und Chemi­ sorption die Schadstoffe binden.
Bekannte Adsorbentien sind natürliche und synthetische Aktivkohle, Molekular­ siebe, saure und basische Ionenaustauscher und poröse Polymere.
Körnige Adsorbentien können als Schüttung oder durch Kleberpunkte verbun­ den, als Blöcke oder Platten eingesetzt werden. Ein hochdurchlässiges Filter­ material besteht aus einer dreidimensionalen Trägermatrix an deren Stegen mittels einer Haftmasse körnige Adsorbentien haften. Es können auf hoch­ durchlässigen textilen Flächengebilden mit Hilfe aufgedruckter Kleberhäufchen körnige Adsorbentien aufgebracht werden, ein Verfahren, das insbesondere für Schutzanzüge Bedeutung hat. Schließlich können Adsorbentien in hochdurch­ lässige, bauschige Vliese eingebracht und (meist) thermisch fixiert werden.
Pulverförmige Adsorbentien werden teils in offene Träger (Vliese) eingeblasen, teils mit Hilfe einer Binderdispersion auf einem luftdurchlässigen Träger aufge­ bracht. In den meisten Fällen ist die Masse zu gering (zu wenig Kapazität) oder aber der Binder, der die Teilchen einschließt, stört die Adsorption.
Eine viel verwendete Form für Partikelfilter sind Faltenfilter. Sie gestatten auf engem Raum eine große Filterfläche unterzubringen, so daß eine hohe Luft­ durchlässigkeit erzielt werden kann. Das flächige Material darf nur eine verhält­ nismäßig geringe Dicke haben um viele Falten unterbringen zu können und soll eine ausreichende Steifheit haben.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Faltenfilter mit adsorbierenden Ei­ genschaften zu schaffen, welche ein überdurchschnittliche Luftdurchlässigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird durch ein Filtermaterial mit dem Kennmerk des Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Material besteht aus einem flachen, hochluft­ durchlässigen Träger, der beidseitig mit körnigen Adsorbentien beladen ist, die mit einem Kleber am Träger haften, wobei höchstens 15% der Oberfläche der Adsorbentien zum Kleber Kontakt haben. Die große kleberfreie Oberfläche der Adsorbentien ist Voraussetzung für eine gute Adsorptionskinetik. Dabei können die körnigen oder kugelförmigen Adsorbentien aus natürlicher oder syntheti­ scher Aktivkohle (mit oder ohne Imprägnierungen), Ionenaustauschern, Mole­ kularsieben und porösen Polymeren bestehen.
Der flache Träger ist bevorzugterweise ein ca. 30-60 g/m2 schweres PP-Git­ ter mit Öffnungen von ca. 0,5-3 mm, die der Größe der Adsorbentienkörner angepaßt sind. Sie sind etwa 1-3 mal so groß wie die zu fixierenden Teilchen. Kunststoff-Gitter aus thermoplastischen Materialien (worunter Polyolefine) wur­ den bereits als Versteifung für Faltenfilter vorgeschlagen. Die Verwendung sol­ cher Gitter als eigentlicher Träger für die Adsorbentien ist hingegen neu. Das PP-Gitter wird mit einem hochviskosen Kleber (vorzugsweise <10.000 cp) mit guter Anfangshaftung abgequetscht (Abquetscheffekt 80-100%) und durch ein Bett körniger Adsorbentien gezogen. Auf diese Art können beispielsweise pro m2 bis zu 600 g Aktivkohlekügelchen (mittl. Durchmesser 0,5 mm) und bis zu 450 g "Splitterkohle" (0,4-0,8 mm) aufgebracht werden. Grundsätzlich sind Teilchen von 0,3-2 mm geeignet. Die hohe Anfangshaftung des Klebers ("Fliegenleimeffekt") bewirkt, daß die Teilchen schon beim ersten Kontakt ihre endgültige Position einnehmen. Danach wird der Kleber vernetzt. Je nach Kle­ berart gibt es zwei Möglichkeiten:
Ist der Kleber ein feuchtevernetzendes präpolymeres Isocyanat (z. B. Levacast 43131 N, der Bayer AG), so wird nach dem Kleberauftrag das PP-Gitter durch ein Bett angefeuchteter Adsorbentien geführt und aufgewickelt oder abgetafelt, um während einiger Stunden den Kleber auskondensieren zu lassen. Handelt es sich um rauhe, körnige Adsorbentien, können dünne offene Vliese als Ab­ deckung mit aufgewickelt werden, deren Härchen sich ausreichend mit den Adsorbentien verhaken, um eine Weiterverarbeitung zu ermöglichen.
Ist der Kleber ein maskiertes präpolymeres Isocyanat mit dem dazugehörigen Vernetzer (z. B. Impranil HS 62 + Imprafis HSC, der Bayer AG), so wird das mit Kleber beaufschlagte PP-Gitter ebenfalls durch ein Bett von Adsorbentien ge­ führt und danach thermisch unter Druck auskondensiert. Das kann sowohl auf einer (Flach-)Kaschiermaschine, wie auf einem herkömmlichen Thermodruck­ kalander bei 150°C bis 200°C. Bei dieser Arbeitsweise ist das Flächengebilde flacher, weil die Adsorbentien in das erweichte PP-Gitter hineingedrückt wer­ den. Die Haftung zu ggf. mitlaufenden Abdeckvliesen ist besser als bei Ver­ wendung von Levacast. Sehr gute Abdeckungen lassen sich auch mit einem leichten Textil, welches mit einem Schmelzkleberpunkt versehen ist, erreichen. Die Befürchtung, daß PP-Gitter könnte unter Hitzeeinwirkung schrumpfen tritt nicht ein, weil das Material im Kalander durch den Anpressdruck festgehalten wird und allein schon die aneinander stoßenden Adsorbentien sich einem Schrumpf wiedersetzten.
Das fertige Material, egal nach welcher Arbeitsweise hergestellt, läßt sich ins­ besondere nach leichter Erwärmung sehr gut falten. Nach Abkühlung ist die ur­ sprüngliche Steifheit wieder vorhanden.

Claims (15)

1. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Gitter aus thermoplastischem Kunststoff mit Hilfe einer Haftmasse beidseitig Adsorbentien angebracht sind.
2. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Träger-Gitter aus einem Po­ lyolefin, insbesondere Polyproylen besteht.
3. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach An­ spruch 1 und/ oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trä­ ger-Gitter ein Flächengewicht von 20-150 g/m2, bevorzugterweise von 30-70 g/m2 hat.
4. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen eine Größe von 0,5-3 mm, vorzugsweise 0,5-2,0 mm haben, und ein- bis dreimal die der fixierten Teilchen haben.
5. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien körnig oder kugelförmig sind und eine Größe von 0,3-2 mm, vorzugsweise 0,4-1,0 mm haben.
6. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien aus natürlicher oder synthetischer Aktivkohle mit oder ohne Imprägnierung, Ionenaustauscher, Molekularsiebe und poröse Polymere bestehen.
7. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse bei der Applikation eine Viskosität von < 5000 cp, be­ vorzugterweise < 10000 cp bei einer hohen Anfangsklebrigkeit hat.
8. Hochdurchlässige Filterschicht mit-adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse durch Abquetschen des Gitters aufgetragen wird und ein Abquetscheffekt von 50-200%, vorzugsweise 70-110% vorliegt.
9. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse aus einem feuchtevernetzenden präpolymeren Isocy­ anat besteht.
10. Hochdurchlässige Filterschicht mit adsorptiven Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse aus einem maskierten, präpolymeren Isocyanat und einem Diamin als Vernetzer besteht.
11. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Trägergitter mit einem feuchtevernetzendem präpoly­ meren Isocyanat beaufschlagt und abgequetscht wird, durch ein Bett von Adsorbentien, die bevorzugterweise angefeuchtet sind, gezogen wird und ggf. unter Einfluß von Luftfeuchtigkeit der Kleber vernetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auf­ trag der Adsorbentien eine sich mit den Adsorbentien verhakende faseri­ ge Abdeckung ein- oder beidseitig zuläuft und das "Sandwich" im aufge­ wickelten Zustand vernetzt wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplasti­ sches Trägergitter mit einem präpolymeren maskierten Isocyanat und ei­ nem Diamin als Vernetzer beaufschlagt und abgequetscht wird, durch ein Bett von Adsorbentien gezogen wird und auf einer (Flach-)Kaschierma­ schine oder -Trommel bzw. Thermodruckkalander unter Andrücken der Kleber thermisch vernetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auftrag der Adsorbentien ein- oder beidseitig ein sich mit den Adsorben­ tien verhakende, faserige Abdeckung zu läuft und sich bei der Vernetzung teilweise mit dem Kleber verbindet.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auf­ trag der Adsorbentien eine mit einem Kleberpunkt versehene Abdeckung ein- oder beidseitig zu läuft und sich währen der Vernetzung mit den Ad­ sorbentien verbindet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012010313A1 (de) * 2012-05-24 2013-11-28 Neenah Gessner Gmbh Filtermaterial für die Filtration von Prozessflüssigkeiten des Funkenerosionsverfahrens

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DE102012010313A1 (de) * 2012-05-24 2013-11-28 Neenah Gessner Gmbh Filtermaterial für die Filtration von Prozessflüssigkeiten des Funkenerosionsverfahrens

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