DE19850998A1 - Formbares, luftdurchlässiges Material mit absorbierenden Eigenschaften - Google Patents

Abstract

Es wird ein elastisches, selbsttragendes, hochluftdurchlässiges Material, bestehend aus hochluftdurchlässigem, dreidimensionalen elastischen Trägermaterial, an dessen Stegen oder Rippen Adsorbentien mit Hilfe einer Haftmasse befestigt sind, beschrieben. Das Material kann vor der Vernetzung der Haftmasse in eine bestimmte Form gebracht werden und wird in dieser durch die anschließende Vernetzung der Haftmasse dauerhaft fixiert.

Description

Zur Reinigung von Luftströmen werden vermehrt hochluftdurchlässige PU-Schaumplatten eingesetzt, an deren Stegen mit Hilfe einer Haftmasse körnige Adsorbentien angebracht sind. In einer besonderen Ausführung handelt es sich um einen großporigen, retikulierten PU- Schaum mit einer Porosität von 8-12 ppi, der mit einem feuchtvernetzenden, präpolymeren Isocyanat abgequetscht (Abquetscheffekt ca. 100%), mit Kugelkohle bestreut wird und an der Luft aushärtet. Die Verwendung einer angefeuchteten Kohle beschleunigt die Vernetzung. Derartige Platten lassen sich nicht mehr permanent verformen, weil der Schaum eine hohen Elastizität besitzt (Rückstellvermögen) und die aufgebrachten Adsorbentien, die sich praktisch berühren, sich ebenfalls einer Verformung widersetzen. Es besteht aber ein Bedarf an einem permanent verformbaren Material, z. B. zur Herstellung von Faltenfiltern.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu finden, eine permanente Verformung des Filtermaterials zu erreichen.

Die Problemlösung ist dem Anspruch 1 zu entnehmen. Es wurde gefunden, daß wenn die Vernetzung des Klebers nach der Formgebung stattfindet, die Form beibehalten wird. Wichtig ist dabei, daß bei der Formgebung die Adsorbentien nicht abgestreift werden. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines feuchtvernetzenden Klebers und eines angefeuchteten Adsorbens schon nach 1-2 Minuten die Haftung zwischen dem Adsorbens und dem feuchtvernetzenden Isocyanat ausreicht, um eine problemlose Handhabung zu garantieren. Nach der Formgebung dringt die Feuchtigkeit mehr und mehr in den Kleber ein und fixiert die Form durch die vollständige Vernetzung des Klebers.

Eine weitere Voraussetzung ist, daß das Rückstellvermögen des Klebers größer ist als jenes des PU-Schaums. Da das fertige Material elastisch sein soll, werden Kleber auf Isocyanatbasis bevorzugt. Theoretisch eignen sich Kleber, die folgende Voraussetzungen erfüllen: sehr hohe Anfangshaftung, damit das Material vor der Vernetzung handhabbar ist und daß der ausgehärtete Kleber das Rückstellvermögen des PU-Schaums blockiert. So kann beispielsweise der PU-Schaum mit heißem Schmelzkleber beaufschlagt und auf beheizten Quetschwalzen abgequetscht und mit Adsorbentien bestreut werden.

Die beladenen Schaummatten können in warmen Zustand verformt werden und behalten ihre Form nach Abkühlung.

Die Verwendung eines Schmelzklebers als Haftmasse ist wegen der einfachen Arbeitsweise verlockend, hat aber den Nachteil, daß sich die beladenen Matten in der Wärme durchbiegen können. Der Effekt ist um so geringer, je dicker die Matte und je besser die Belegung ist, und stört nicht, wenn die Filtermatte z. B. durch ein Drahtgeflecht gestützt ist. Es hat sich gezeigt, daß die bereits erwähnten Faltenfilter durch ihre Form die Stabilität außerordentlich erhöhen, sodaß die Verwendung von Schmelzklebern (mit vorzugsweise hoher Erweichungstemperatur) in diesem Fall sinnvoll ist.

Eine interessante Anwendung der Erfindung sind Faltenfilter, die auf Grund der selbsttragenden Eigenschaften keiner tragenden Elemente bedürfen. Bei Filterkästen, wie sie in der Klimatechnik viel zur Anwendung kommen, kann das Filtermaterial bereits bei der Herstellung in geeignete (Kunststoff)rahmen eingebracht werden und der Kleber in diesen ausgehärtet werden.

Beispiel

Ein 20 mm dicker und 30 cm breiter großporigen, retikulierten PU-Schaum und einer Porosität von 10 ppi wurde mit Levacast 43131 N der Bayer AG abgequetscht (Abquetscheffekt 105%) und mit einer angefeuchteten Kugelkohle (25% feuchte, Durchmesser ca. 0,5 mm, Hersteller Kureha, Japan) bestreut. Es konnten im Schaum 220 g/l Kohle untergebracht werden. Eine Minute nach Einbringen der Kohle und abrütteln des Überschusses wurde die 30 cm breite Schaumbahn in einen 15 cm hohen, 30 × 50 cm großen Kartonrahmen in gefalteter Form eingelegt. Es ließen sich problemlos 240 cm Schaumbahn in Form von 16 Falten einführen, was einer Kohlemenge von mehr als 3 kg entspricht.

Vergleichsweise wurde der Rahmen mit 5 (nicht gefalteten) Schaumplatten die etwa die gleiche Kohlemenge enthielten gefüllt (Gesamthöhe 10,4 cm). Der Luftwiderstand der mit Hilfe eines Manometers bei 1 m/sec qualitativ geschätzt wurde, war ca. 2× größer als beim Faltenfilter mit gleicher Kohlemenge.

Die Erfindung eignet sich auch grundsätzlich für Anwendungen wo eine permanente Verformung gewünscht ist, die elastischen Eigenschaften des Materials aber erhalten bleiben sollen. Als Beispiel seien Fluchtmasken, selbstabdichtende Filtereinsätze aber auch Einlagen zur Verstärkung besonders gefährdeter Stellen in Schutzanzügen erwähnt.

Als Adsorbens eignet sich insbesondere Aktivkohle, die sauer oder basisch imprägniert sein kann, aber auch stark saure und basische Ionenaustauscher, die flüchtige Basen und Säuren sehr gut adsorbieren.

Die Teilchengröße der Adsorbentien kann von 0,1 bis 2 mm variieren, doch sind solche von 0,2 bis 1 mm insbesondere 0,3 bis 0,65 mm bevorzugt. Kugelkohle eignet sich wegen ihrer guten Rieselfähigkeit besser als Splitterkohle, jedoch sind auch mit abgerundeter Kornkohle vernünftige Beladungen erziehbar.

Claims (8)

1. Elastisches, selbsttragendes und permanent verformbares luftdurchlässiges Material mit adsorbierenden Eigenschaften, bestehend aus einem hochluftdurchlässigen, dreidimensionalen elastischen Trägermaterial, an dessen Stegen oder Rippen Adsorbentien mit Hilfe einer Haftmasse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vor der Verfestigung der Haftmasse verformbar ist und durch die Verfestigung der Hafimasse die Verformung fixiert ist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein großporiger, retikulierter PU-Schaum ist.

3. Material nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse ein feuchtvernetzendes präpolymeres Isocyanat ist.

4. Material nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Adorbens Aktivkohle ist.

5. Material nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle eine Kugelkohle oder eine Kornkohle mit einer Teilchengröße von 0,1-2 mm, bevorzugterweise 0,2-1 mm, insbesondere 0,3-0,65 mm ist.

6. Material nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens ein saurer oder basischer Ionenaustausch ist.

7. Selbsttragender, gegebenenfalls selbstabdichtende Faltenfilter, hergestellt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

8. Fluchtmaske hergestellt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.