DE20306251U1 - Adsorption filter material, e.g. used in air filters, comprises adsorption layer made from first activated charcoal layer with granular and/or spherical activated charcoal between first and second layers - Google Patents
Adsorption filter material, e.g. used in air filters, comprises adsorption layer made from first activated charcoal layer with granular and/or spherical activated charcoal between first and second layers Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adsorptionsfiltermaterial bzw. Flächenfiltermaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches sich insbesondere zur Herstellung von Schutzmaterialien, wie z. B. Schutzanzügen, insbesondere ABC-Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen, aber auch für andere Anwendungszwecke (z. B. für Luftfilter oder für den medizinischen Bereich) eignet. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung bzw. der Einsatz des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials bzw. Flächenfiltermaterials für die vorgenannten Zwecke.The present invention relates to an adsorption filter material or surface filter material after Preamble of claim 1, which is particularly for the production of protective materials such. B. protective suits, in particular ABC protective suits, protective gloves, Protective covers and the like, but also for other applications (e.g. B. for Air filter or for the medical field). Another subject of the present The invention is the use of the adsorption filter material according to the invention or Surface filter material for the aforementioned purposes.
Es gibt eine Reihe von Stoffen, die von der Haut aufgenommen werden und zu schweren körperlichen Schäden führen. Als Beispiele seien chemische Kampfstoffe, wie z. B. das blasenziehende Lost (Gelbkreuz) und das Nervengift Sarin, erwähnt. Menschen, die mit solchen Giften in Kontakt kommen können, müssen einen geeigneten Schutzanzug tragen bzw. durch geeignete Schutzmaterialien gegen diese Gifte geschützt werden.There are a number of substances that absorbed by the skin and become severe physical damage to lead. Examples are chemical warfare agents, such as. B. the blistering Lost (yellow cross) and the nerve poison Sarin mentioned. People with such Poisons can come into contact have to wear a suitable protective suit or suitable protective materials protected against these poisons become.
Grundsätzlich gibt es drei Typen von Schutzanzügen: Luft- und wasserdampfundurchlässige Schutzanzüge, die mit einer für chemische Gifte undurchlässigen Gummischicht ausgestattet sind und sehr schnell zu einem Hitzestau beim Träger führen, des weiteren Schutzanzüge, die mit einer Membran ausgestattet sind, welche zwar Wasserdampf, nicht aber die erwähnten Gifte hindurchläßt, und schließlich die permeablen, luft- und wasserdampfdurchlässigen Schutzanzüge, welche den höchsten Tragekomfort bieten.There are basically three types of Protective suits: Air and water vapor impermeable protective suits that with one for impervious to chemical poisons Rubber layer are equipped and heat accumulates very quickly at the carrier lead the other protective suits, which are equipped with a membrane, which is water vapor, but not the ones mentioned Lets poisons through, and finally the permeable, air and water vapor permeable protective suits, which the highest Offer comfort.
Hauptsächlich verwendet man luftdurchlässige Materialien. Denn Schutzanzüge gegen chemische Kampfstoffe, die für einen längeren Einsatz unter den verschiedensten Bedingungen gedacht sind, dürfen beim Träger zu keinem Hitzestau führen.Mainly air-permeable materials are used. Because protective suits against chemical warfare agents that are suitable for prolonged use among various Conditions are allowed at the carrier do not lead to heat build-up.
Die luftdurchlässigen, permeablen Schutzanzüge besitzen im allgemeinen eine Adsorptionsschicht auf Basis von Aktivkohle, welche chemische Gifte und Schadstoffe (z. B. chemische Kampfstoffe) sehr dauerhaft binden bzw. adsorbieren kann, so daß auch von stark kontaminierten Anzügen für den Träger keinerlei Gefahr ausgeht. Die Adsorptionsschicht ist dabei im allgemeinen auf einem textilen, insbesondere luftdurchlässigen Trägermaterial fixiert bzw. aufgebracht.The air permeable, permeable protective suits generally an adsorption layer based on activated carbon, which chemical poisons and pollutants (e.g. chemical warfare agents) very much can permanently bind or adsorb, so that even highly contaminated suits for the carrier no danger poses. The adsorption layer is generally fixed or applied on a textile, in particular air-permeable carrier material.
Dabei sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ausgestaltungen für die aktivkohlehaltige Adsorptionsschicht derartiger Schutzanzüge bekannt, wobei im allgemeinen ein sandwichartiger bzw. verbundartiger Aufbau aus einer textilen Trägerschicht, einer hiermit verbundenen Adsorptionsschicht und einer daran befestigten Außen- bzw. Abdeckschicht vorliegt.Here are from the prior art different configurations for the activated carbon-containing adsorption layer of such protective suits is known, generally a sandwich-like or composite structure from a textile carrier layer, an associated adsorption layer and an attached thereto Outside- or cover layer is present.
Zum einen besteht die Möglichkeit,
als Adsorbens pulverförmige
Aktivkohle zu verwenden, die zusammen mit einem polymeren Bindemittel
als Dispersion auf das textile Trägermaterial aufgedruckt werden
kann (siehe z. B.
Weiter ist es bekannt, bei derartigen
Schutzanzügen
als Adsorbentien – anstelle
von pulverförmiger
Aktivkohle – kornförmige oder
kugelförmige
Aktivkohleteilchen mit mittleren Durchmessern von bis zu ca. 1 mm
zu verwenden (siehe z. B.
Schließlich ist es bekannt, bei den
permeablen, luftdurchlässigen
Schutzanzügen
der zuvor beschriebenen Art als Adsorbens Aktivkohlefasergewebe,
-gewirke oder -vliese zu verwenden, welche auf der einen Seite mittels
eines Schmelzklebers flächig mit
einer textilen Trägerlage
verbunden und auf der der Trägerlage
abgewandten Seite mit einem textilen Abdeckmaterial bzw. "Außenmaterial" versehen sind (siehe
z. B.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Adsorptionsfiltermaterial bzw. Flächenfiltermaterial bereitzustellen, welches die zuvor geschilderten Nachteile – zumindest teilweise – vermeidet.It is therefore the object of the present invention to provide an adsorption filter material or surface filter material, which avoids - at least partially - the disadvantages described above.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Adsorptionsfiltermaterials bzw. Flächenfiltermaterials, welches sich insbesondere für die Herstellung von Schutzmaterialien, insbesondere ABC-Schutzmaterialien, wie z. B. Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen, aber auch für andere Anwendungszwecke eignet.Another task of the present The invention is to provide an adsorption filter material or surface filter material, which is especially for the production of protective materials, in particular ABC protective materials, such as B. protective suits, Protective gloves, protective covers and the like, but also for others Suitable applications.
Wiederum eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Adsorptionsfiltermaterials bzw. Flächenfiltermaterials, insbesondere zur Verwendung in Schutzmaterialien, wie z. B. ABC-Schutzmaterialien (z. B. Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen), aber auch für andere Zwecke (z. B. im Bereich der Luftfilter oder für den medizinischen Bereich), welches eine große Adsorptions- bzw. Beladungskapazität und gleichzeitig ein gutes Durchbruchverhalten, insbesondere Anfangsdurchbruchverhalten, aufweist.Another task of the The present invention is to provide an adsorption filter material or surface filter material, especially for use in protective materials, such as. B. ABC protective materials (e.g. protective suits, protective gloves, Protective covers and the like), but also for other purposes (e.g. in the field the air filter or for the medical field), which has a large adsorption or loading capacity and at the same time good breakthrough behavior, especially initial breakthrough behavior, having.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Adsorptionsfiltermaterials bzw. Flächenfiltermaterials, insbesondere zur Verwendung in Schutzmaterialien, wie z. B. ABC-Schutzmaterialien (z. B. Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen), welches gleichermaßen einen hohen Tragekomfort gewährleistet.Another task of the present The invention is to provide an adsorption filter material or surface filter material, especially for use in protective materials, such as. B. ABC protective materials (e.g. protective suits, protective gloves, Protective covers and the like), which equally one high wearing comfort guaranteed.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem wird durch ein Adsorptionsfiltermaterial nach Anspruch 1 gelöst. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The basis of the present invention Problem is caused by an adsorption filter material according to claim 1 solved. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß ein Adsorptionsfiltermaterial (Flächenfiltermaterial), welches die jeweils vorteilhaften Eigenschaften von korn- bzw. kugelförmiger Aktivkohle einerseits und Aktivkohlefasern andererseits in einem einzigen Material vereint, dazu führt, daß das Durchbruchverhalten des Filtermaterials, insbesondere zu Beginn des Adsorptionsvorgang, bei gleichzeitig guter Gesamtadsorptionskapazität verbessert bzw. optimiert werden kann. Gleichermaßen kann auf diese Weise die gewichtsbezogene Gesamtbeladungsmenge an Aktivkohle in dem Filtermaterial gegenüber herkömmlichen Filtermaterialien mit Aktivkohle allein deutlich reduziert werden, weil die erforderliche anfängliche "Adsorptionsspontaneität" und somit das gute Anfangsdurchbruchverhalten des Filtermaterials durch die faserförmige Aktivkohle sichergestellt wird.It has now surprisingly been found that an adsorption filter material (Surface filter material), which the respective advantageous properties of granular or spherical activated carbon on the one hand and activated carbon fibers on the other hand in a single material united, leads to that this Breakthrough behavior of the filter material, especially at the beginning of the adsorption process, with a good overall adsorption capacity or can be optimized. Likewise, the weight-based total load of activated carbon in the filter material across from usual Filter materials with activated carbon alone can be significantly reduced, because the required initial "adsorption spontaneity" and thus the good Initial breakthrough behavior of the filter material through the fibrous activated carbon is ensured.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Adsorptionsfiltermaterial bzw. Flächenfiltermaterial, insbesondere zur Herstellung von Schutzmaterialien wie ABC-Schutzanzügen, welches
- – eine erste Schicht bzw. Lage,
- – eine zweite Schicht bzw. Lage und
- – eine zwischen der ersten Schicht bzw. Lage und der zweiten Schicht bzw. Lage angeordnete Adsorptionsschicht bzw. -lage, die eine erste Aktivkohleschicht/-lage mit korn- und/oder kugelförmiger Aktivkohle aufweist,
- A first layer or layer,
- - a second layer or layer and
- An adsorption layer or layer arranged between the first layer or layer and the second layer or layer and having a first activated carbon layer / layer with granular and / or spherical activated carbon,
Obwohl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Aktivkohlefasern auch zusammen mit den Aktivkohlekörnern bzw. -kügelchen innerhalb einer einzigen Aktivkohleschicht vorliegen können, ist erfindungsgemäß die Ausführungsform bevorzugt, bei der die Adsorptionsschicht/-lage zusätzlich eine zweite Aktivkohleschicht/-lage mit Aktivkohlefasern aufweist, d. h. die Aktivkohlekörner bzw. -kügelchen ei nerseits und die Aktivkohlefasern andererseits in separaten, jedoch aneinander angrenzenden bzw. miteinander verbundenen Adsorptionsschichten/-lagen vorliegen.Although according to one embodiment the present invention, the activated carbon fibers also together with the activated carbon grains or globules can be present within a single activated carbon layer the embodiment according to the invention preferred, in which the adsorption layer / layer additionally an second activated carbon layer / layer with activated carbon fibers, d. H. the activated carbon grains or globules on the one hand and the activated carbon fibers on the other hand in separate, but to each other adjacent or interconnected adsorption layers / layers available.
Im folgenden wie auch voranstehend werden die Begriffe "Lage" und "Schicht" synonym gebraucht und bezeichnen erfindungsgemäß nicht nur durchgängige, kontinuierliche, sondern auch unterbrochene, diskontinuierliche Lagen bzw. Schichten.In the following as well as above the terms "location" and "layer" are used synonymously and do not designate according to the invention only continuous, continuous, but also interrupted, discontinuous Layers or layers.
Die in dem erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterial
verwendete korn- oder kugelförmige
Aktivkohle kann durch Carbonisieren mit nachfolgender Aktivierung
geeigneter organischer Ausgangsmaterialien in Korn- bzw. Kugelform
hergestellt werden. Beispiele für
geeignete Polymere sind beispielsweise divinylbenzolvernetztes Polystyrol.
Dieses kann beispielsweise in Form von Ionenaustauschern (z. B. Kationenaustauschern)
oder Vorstufen solcher Ionenaustauscher vorliegen. Bei den Ausgangsmaterialien
kann es sich beispielsweise auch um poröse, insbesondere makroporöse, oder
aber gelförmige Polymerkügelchen
oder -körnchen
oder aber um Pechkügelchen
oder -körnchen
handeln. Die Herstellung korn- oder kugelförmiger Aktivkohle ist dem Fachmann
bekannt. Beispielsweise kann verwiesen werden auf die
Erfindungsgemäß geeignete korn- bzw. kugelförmige Aktivkohlepartikel weisen mittlere Teilchendurchmesser von 0,05 bis 1 mm, insbesondere 0,1 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,6 mm, auf. Erfindungsgemäß geeignete korn- bzw. kugelförmige Aktivkohlepartikel weisen im allgemeinen eine spezifische innere Oberfläche (BET) von mindestens 800 m2/g, insbesondere mindestens 900 m2/g, vorzugsweise im Bereich von 800 bis 1.500 m2/g, auf.Granular or spherical activated carbon particles suitable according to the invention have average particle diameters of 0.05 to 1 mm, in particular 0.1 to 0.8 mm, preferably 0.1 to 0.6 mm. Granular or spherical activated carbon particles suitable according to the invention generally have a specific internal surface area (BET) of at least 800 m 2 / g, in particular at least 900 m 2 / g, preferably in the range from 800 to 1,500 m 2 / g.
Was die erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohlefasern anbelangt, so werden diese durch Carbonisieren und nachfolgende Aktivierung geeigneter organischer Ausgangsfasern hergestellt, insbesondere von Cellulosefasern, Fasern auf Basis von Cellulosederivaten, Phenolharzfasern, Polyvinylalkoholfasern, Pechfasern, Acrylharzfasern, Polyacrylnitrilfasern, aromatischen Polyamidfasern, Formaldehydharzfasern, divinylbenzolvernetzten Polystyrolfasern, Ligninfasern, Baumwollfasern und Hanffasern. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß carbonisierte und aktivierte Fasern auf Basis von Cellulose und Cellulosederivaten eingesetzt.What the used according to the invention As far as activated carbon fibers are concerned, they are carbonized and subsequent activation of suitable organic starting fibers manufactured, in particular of cellulose fibers, fibers based of cellulose derivatives, phenolic resin fibers, polyvinyl alcohol fibers, Pitch fibers, acrylic resin fibers, polyacrylonitrile fibers, aromatic Polyamide fibers, formaldehyde resin fibers, divinylbenzene crosslinked polystyrene fibers, Lignin fibers, cotton fibers and hemp fibers. Preferably be carbonized according to the invention and activated fibers based on cellulose and cellulose derivatives used.
Die Herstellung derartiger Aktivkohlefasern ist
dem Fachmann bekannt. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise
verwiesen werden auf die
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Fasern
erhält
man nach dem Verfahren gemäß der
Das erfindungsgemäß verwendete Aktivkohlefasermaterial, insbesondere die zweite Aktivkohleschicht, liegt vorzugsweise als textiles Aktivkohlefasergebilde vor. Beispiele hierfür sind Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, Gewirre, Vliese, Filze oder sonstige Textilverbundstoffe. Vorzugsweise sind hier Nonwoven-Materialien zu nennen, wie Vliese, Filze, Gelege (z. B. multidirektionale Gelege), daneben aber auch Gewebe. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Nonwoven-Material ist beispielsweise derart ausgebildet, daß die Aktivkohlefasern (Kohlenstoffasern) mit thermoplastischen, klebrig wirkenden Bikomponentenfasern zusammen ein Aktivkohlefasergefüge bilden, wobei der Gehalt an thermoplastischen Bikomponentenfasern 50 Gew.-%, bezogen auf das Gefüge, nicht überschreiten sollte.The activated carbon fiber material used according to the invention, in particular the second activated carbon layer, is preferably as textile activated carbon fiber structure. Examples include tissues, Knitted fabrics, knitted fabrics, scrims, knitted fabrics, fleeces, felts or other Textile composites. Nonwoven materials are preferred here to be named, such as fleeces, felts, scrims (e.g. multi-directional scrims) but also tissue. A preferred nonwoven material according to the invention is, for example, designed such that the activated carbon fibers (carbon fibers) with thermoplastic, sticky bicomponent fibers together form an activated carbon fiber structure, the content of thermoplastic bicomponent fibers being 50% by weight, based on the structure, do not exceed should.
Erfindungsgemäß verwendbare, textile Aktivkohlefasergebilde haben im allgemeinen ein Flächengewicht von 10 bis 200 g/m2, insbesondere 10 bis 150 g/m2, vorzugsweise 10 bis 120 g/m2, besonders bevorzugt 20 bis 100 g/m2, ganz besonders bevorzugt 25 bis 80 g/m2.Textile activated carbon fiber structures which can be used according to the invention generally have a basis weight of 10 to 200 g / m 2 , in particular 10 to 150 g / m 2 , preferably 10 to 120 g / m 2 , particularly preferably 20 to 100 g / m 2 , very particularly preferably 25 to 80 g / m 2 .
Die erfindungsgemäß eingesetzten Aktivkohlefasern haben insbesondere mittlere Faserdurchmesser im Bereich von 1 bis 25 μm, insbesondere 2,5 bis 20 μm, vorzugsweise 5 bis 15 μm. Ihre längenbezogene Masse (Titer) liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 10 dtex, insbesondere 1 bis 5 dtex.The activated carbon fibers used according to the invention in particular have average fiber diameters in the range from 1 to 25 μm, in particular 2.5 to 20 μm, preferably 5 to 15 μm. Your length-related Mass (titer) is generally in the range from 1 to 10 dtex, especially 1 to 5 dtex.
Um ein optimales Verhältnis von Adsorptionskapazität einerseits und Durchbruchverhalten andererseits des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials zu erhalten, sollte das Verhältnis des mittleren Teilchendurchmessers der korn- bzw. kugelförmigen Aktivkohlepartikel zum mittleren Faserdurchmesser der Aktivkohlefasern in einem bestimmten Bereich ausgewählt sein. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn der mittlere Teilchendurchmesser der korn- bzw. kugelförmigen Aktivkohlepartikelmindestens um das Dreifache, insbesondere mindestens um das Vierfache, vorzugsweise mindestens um das Fünffache, be sonders bevorzugt mindestens um das Sechsfache, größer ist als der mittlere Faserdurchmesser der Aktivkohlefasern. Somit gilt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform: insbesondere > 4, vorzugsweise > 5, besonders bevorzugt > 6 oder mehr.In order to obtain an optimal ratio of adsorption capacity on the one hand and breakthrough behavior on the other hand of the adsorption material according to the invention, the ratio of the average particle diameter of the granular or spherical activated carbon particles to the average fiber diameter of the activated carbon fibers should be selected in a certain range. Particularly good results are obtained if the average particle diameter of the granular or spherical activated carbon particles is at least three times, in particular at least four times, preferably at least five times, particularly preferably at least six times, larger than the average fiber diameter of the activated carbon fibers , According to a preferred embodiment, the following therefore applies: in particular> 4, preferably> 5, particularly preferably> 6 or more.
Die gesamte Aktivkohlemenge (d. h. Aktivkohlekörner/-kugeln plus Aktivkohlefasern), bezogen auf das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial, kann in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen beträgt sie 25 bis 300 g/m2, insbesondere 30 bis 250 g/m2, vorzugsweise 50 bis 250 g/m2, besonders bevorzugt 60 bis 220 g/m2.The total amount of activated carbon (ie activated carbon grains / balls plus activated carbon fibers), based on the adsorption filter material according to the invention, can vary within wide limits. Generally be it wears 25 to 300 g / m 2 , in particular 30 to 250 g / m 2 , preferably 50 to 250 g / m 2 , particularly preferably 60 to 220 g / m 2 .
Im allgemeinen sind die erste Aktivkohleschicht mit der korn- bzw. kugelförmigen Aktivkohle und die zweite Aktivkohleschicht mit den Aktivkohlefasern unmittelbar aneinander angrenzend bzw. unmittelbar übereinander angeordnet. Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erste Aktivkohleschicht und die zweite Aktivkohleschicht dauerhaft miteinander verbunden, insbesondere nahtlos verbunden, vorzugsweise verklebt, sind und einen Verbund bilden.Generally the first layer is activated carbon with the granular or spherical Activated carbon and the second activated carbon layer with the activated carbon fibers directly adjacent to one another or directly one above the other arranged. Preferred according to the invention it is when the first activated carbon layer and the second activated carbon layer permanently connected, in particular seamlessly connected, are preferably glued, and form a composite.
Je nach Anwendung ist es möglich, die
korn- bzw. kugelförmige
Aktivkohle und/oder die Aktivkohlefasern mit mindestens einem Katalysator
zu imprägnieren.
Der Katalysator kann beispielsweise ausgewählt sein aus Metallen und Metallverbindungen
(z. B. von Übergangsmetallen,
insbesondere Edelmetallen). Vorzugsweise ist der Katalysator ausgewählt aus
der Gruppe von Kupfer, Cadmium, Silber, Platin, Palladium, Zink
und Quecksilber sowie deren Verbindungen. Die Menge an Katalysator,
bezogen auf das imprägnierte
Aktivkohlematerial, kann in weiten Grenzen variieren; im allgemeinen
liegt sie im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 12
Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 12 Gew.-%. Die Imprägnierung der Aktivkohle mit
Katalysatoren ist aus dem Stand der Technik bekannt. Für weitere
Einzelheiten kann beispielsweise verwiesen werden auf die zuvor
zitierte Literaturstelle von H. v. Kienle, E. Bäder, "Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung", Ferdinand Enke
Verlag, Stuttgart 1980, sowie die
Bei den beiden äußeren Schichten des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials handelt es sich insbesondere um vorzugsweise luftdurchlässige Textilmaterialien, insbesondere textile Flächengebilde, wie Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, Gewirre, Vliese, Filze oder sonstige Textilverbundstoffe. Das Textilmaterial hat im allgemeinen ein Flächengewicht von 50 bis 300 g/m2, insbesondere 75 bis 250 g/m2, vorzugsweise 90 bis 175 g/m2. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, eine der beiden Außenschichten oder aber auch beide Außenschichten oleophob auszustatten. Dies hat den Vorteil, daß die zumeist organischen Giftstoffe von der Oberfläche der Außenschichten) abgewiesen werden und nicht ins Gewebe eindringen können.The two outer layers of the adsorption material according to the invention are in particular preferably air-permeable textile materials, in particular textile fabrics, such as woven fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics, scrims, knitted fabrics, nonwovens, felts or other textile composite materials. The textile material generally has a basis weight of 50 to 300 g / m 2 , in particular 75 to 250 g / m 2 , preferably 90 to 175 g / m 2 . According to a special embodiment, it can be provided that one of the two outer layers or else both outer layers is provided with an oleophobic finish. This has the advantage that the mostly organic toxins are rejected by the surface of the outer layers and cannot penetrate into the tissue.
Die beiden Außenschichten dienen im allgemeinen als Trägerschicht für die Adsorptionsschicht. Es liegt somit ein sandwichartiger Aufbau des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials vor.The two outer layers generally serve as a carrier layer for the Adsorption. There is thus a sandwich-like structure of the Adsorption filter material according to the invention in front.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, daß die erste Schicht und die zweite Aktivkohleschicht als Trägerschicht für die erste Aktivkohleschicht dienen bzw. daß die zweite Schicht und die erste Aktivkohleschicht als Trägerschicht für die zweite Aktivkohleschicht dienen.In particular, it can be provided that the first layer and the second activated carbon layer as a carrier layer for the serve first activated carbon layer or that the second layer and first activated carbon layer as carrier layer for the serve second layer of activated carbon.
Auf diese Weise wird ein Adsorptionsfiltermaterial bereitgestellt, daß als mehrschichtiges, insbesondere luftdurchlässiges Verbundmaterial aus mehreren, jeweils miteinander verbundenen Schichten ausgebildet ist, wobei die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials jeweils miteinander verbunden sind, insbesondere nahtlos, vorzugsweise durch Verkleben; der Klebstoffauftrag zum dauerhaften und nahtlosen Verbinden von jeweils zwei Schichten erfolgt im allgemeinen in einer Menge von 5 bis 100 g/m2, insbesondere 5 bis 75 g/m2, vorzugsweise 10 bis 50 g/m2. Dabei können die für diese Zwecke aus dem Stand der Technik bekannten Auftragungsarten und Klebstoffe verwendet werden. Beispielsweise kann die Verklebung durch einen vollflächigen oder punktförmigen (z. B. punktrasterförmigen) Klebstoffauftrag erfolgen. Geeignet sind auch Schmelzklebervliese. Als Klebstoffe können ferner reaktive Schmelzkleber (z. B. auf Polyurethanbasis) dienen. Die Befestigung der korn- bzw. kugelförmigen Aktivkohle kann beispielsweise dadurch er folgen, daß auf die jeweilige Trägerschicht, d. h. die erste Außenschicht bzw. die zweite Aktivkohleschicht, Kleberhäufchen als punktförmiges Raster aufgetragen werden, an denen die Aktivkohlekugeln bzw. -körner dann befestigt werden. Die Verklebung als solche ist dem Fachmann geläufig.In this way, an adsorption filter material is provided which is formed as a multilayer, in particular air-permeable composite material from a plurality of layers which are each connected to one another, the individual layers of the adsorption filter material according to the invention being connected to one another, in particular seamlessly, preferably by gluing; the adhesive application for the permanent and seamless connection of two layers is generally carried out in an amount of 5 to 100 g / m 2 , in particular 5 to 75 g / m 2 , preferably 10 to 50 g / m 2 . The types of application and adhesives known from the prior art for this purpose can be used. For example, the adhesive can be applied by applying the adhesive over the entire surface or in the form of a dot (for example a dot pattern). Hot-melt adhesive fleeces are also suitable. Reactive hotmelt adhesives (e.g. based on polyurethane) can also serve as adhesives. The attachment of the granular or spherical activated carbon can follow, for example, that on the respective carrier layer, ie the first outer layer or the second activated carbon layer, adhesive piles are applied as a dot-shaped grid, to which the activated carbon balls or granules are then attached. Adhesive bonding as such is familiar to the person skilled in the art.
Was das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial als solches anbelangt, so besitzt dieses ein resultierendes Gesamtflächengewicht, bezogen auf das Adsorptionsfiltermaterial, von 75 bis 1.000 g/m2, insbesondere 100 bis 800 g/m2, vorzugsweise 125 bis 500 g/m2. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial gas- bzw. luftdurchlässig ausgebildet; die Gas- bzw. Luftdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials beträgt dabei vorzugsweise mehr als 50 1 · m –2 · s–1, insbesondere mehr als 100 1 · m–2 · s–1, vorzugsweise mehr als 200 1 · m–2 · s–1, und kann bis zu 10.000 1 · m–2 · s–1 betragen. Vorzugsweise besitzt das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial eine Wasserdampfdurchgangsrate von mindestens 5 l/m2 pro 24 h, insbesondere mindestens 10 l/m2 pro 24 h, vorzugsweise mindestens 12 l/m2 pro 24 h.As for the adsorption filter material according to the invention as such, it has a resulting total basis weight, based on the adsorption filter material, of 75 to 1,000 g / m 2 , in particular 100 to 800 g / m 2 , preferably 125 to 500 g / m 2 . The adsorption filter material according to the invention is preferably designed to be gas or air permeable; the gas or air permeability of the adsorption filter material according to the invention is preferably more than 50 1 · m -2 · s -1 , in particular more than 100 1 · m -2 · s -1 , preferably more than 200 1 · m -2 · s -1 , and can be up to 10,000 1 · m -2 · s -1 . The adsorption filter material according to the invention preferably has a water vapor transmission rate of at least 5 l / m 2 per 24 h, in particular at least 10 l / m 2 per 24 h, preferably at least 12 l / m 2 per 24 h.
Im allgemeinen ist das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial waschbar und folglich dekontaminierbar bzw. regenerierbar ausgebildet. Für diese Zwecke ist das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial im allgemeinen thermisch stabil, insbesondere bis zu Temperaturen von 100°C oder mehr, vorzugsweise bis zu Temperaturen von 150°C oder mehr.In general, the adsorption filter material according to the invention washable and consequently decontaminable or regenerable. For this Purpose is the adsorption filter material according to the invention generally thermally stable, especially up to temperatures from 100 ° C or more, preferably up to temperatures of 150 ° C or more.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, daß zwischen der ersten Schicht und der Adsorptionsschicht und/oder zwischen der zweiten Schicht und der Adsorptionschicht zusätzlich eine im allgemeinen wasserdampfdurchlässige, zumindest im wesentlichen gas- bzw. luftundurchlässige Sperrsicht vorgesehen ist. Es resultiert dann ein zwar gas- bzw. luftundurchlässiges, aber wasserdampfdurchlässiges Adsorptionsfiltermaterial nach der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform wird im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.According to a particular embodiment, it can be provided that between the first layer and the adsorption layer and / or between the second layer and the adsorption layer a generally water vapor permeable, at least substantially gas or air impermeable barrier view is additionally provided. The result is a gas or air impermeable, however Water vapor permeable adsorption filter material according to the present invention. This embodiment is described in more detail below using an exemplary embodiment.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained below one is just an embodiment illustrative drawing closer explained. In the drawing shows
Die einzige Figur,
Zwischen der Adsorptionsschicht
Das in
Das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial eignet sich zur Herstellung von Schutzmaterialien aller Art, insbesondere von Schutzanzügen (sowohl für den zivilen als auch für den militärischen Bereich), von Schutzhandschuhen und von Schutzabdeckungen, vorzugsweise alle vorgenannten Schutzmaterialien für den ABC-Einsatz. Weiterhin eignet sich das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial auch für die Herstellung von Filtern und Filtermatten aller Art, insbesondere zur Entfernung von Schad-, Geruchs- und Giftstoffen aus Luft- und/oder Gasströmen, wie Gasmaskenfiltern, Geruchsfiltern, Flächenfiltern, Luftfiltern, insbesondere Filtern für die Raumluftreinigung, adsorptionsfähigen Trägerstrukturen und Filtern bzw. Filtermaterialien für den medizinischen Bereich.The adsorption filter material according to the invention is suitable for the production of protective materials of all kinds, in particular of protective suits (as well as the civil as well for the military Area), protective gloves and protective covers, preferably all the aforementioned protective materials for ABC use. Farther The adsorption filter material according to the invention is also suitable for the Manufacture of filters and filter mats of all kinds, in particular to remove harmful substances, odors and toxins from air and / or Gas streams, such as gas mask filters, odor filters, surface filters, air filters, in particular Filter for room air cleaning, adsorbable support structures and filters or Filter materials for the medical field.
Erfindungsgemäß wird das Adsorptionsfiltermaterial nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise derart verwendet, daß, von der Anströmrichtung her betrachtet, der Luftstrom – nach Passieren der ersten Schicht ("Außenschicht") – zunächst auf die Adsorptionsschicht mit korn- bzw. kugelförmiger Aktivkohle, anschließend auf die Aktivkohleschicht mit Aktivkohlefasern trifft.According to the adsorption filter material according to the present invention preferably used such that, of the flow direction considered here, the airflow - after Passing the first layer ("outer layer") - first on the Adsorption layer with granular or spherical activated carbon, then on hits the activated carbon layer with activated carbon fibers.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die mit dem erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterial hergestellten Schutzmaterialien selbst.Another subject of the present Invention are also those with the adsorption filter material according to the invention manufactured protective materials themselves.
Schließlich ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung des Durchbruchverhaltens eines wie zuvor beschriebenen Adsorptionsfiltermaterials durch Verwendung von Aktivkohle sowohl in Form von Körnern bzw. Kugeln einerseits und Fasern andererseits.Finally, there is another subject the present invention a method for improving breakthrough behavior an adsorption filter material as described above by use of activated carbon both in the form of grains or balls on the one hand and fibers on the other.
Mit dem erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterial wird ein leistungsfähiges Material bereitgestellt, welches die Eigenschaften einer hohen Adsorptionskapazität einerseits und eines guten Durchbruchverhaltens andererseits in einem einzigen Material miteinander vereint. Gleichzeitig ermöglicht das erfindungsgemäße Adsorptionsfiltermaterial eine deutliche Reduzierung der Gesamtbeladungsmenge mit Aktivkohle, da das Durchbruchverhalten bzw. die Anfangsspontaneität durch die Aktivkohlefasern gewährleistet wird. Dadurch kann das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Materialien nicht unerheblich reduziert werden.With the adsorption filter material according to the invention will be a powerful Material provided which has the properties of a high adsorption capacity on the one hand and good breakthrough behavior on the other hand in one Material united together. At the same time, the adsorption filter material according to the invention enables a significant reduction in the total load of activated carbon, because the breakthrough behavior or the initial spontaneity the activated carbon fibers guaranteed becomes. This allows the basis weight of the Adsorption filter material according to the invention the materials known in the prior art are not insignificantly reduced become.
Durch die Verbesserung des Spontaneitätsverhaltens wird bei dem erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterial der besonders wichtige Anfangsdurchbruch von Schad- bzw. Giftstoffen deutlich reduziert.By improving spontaneity behavior is in the adsorption filter material according to the invention the particularly important breakthrough of pollutants and toxins significantly reduced.
Je nach Anwendungserfordernis wird ein Adsorptionsfiltermaterial bereitgestellt, welches neben einer hohen Wasserdampfdurchlässigkeit entweder luftdurchlässig (bei Nichtvorhandensein einer Sperrschicht) oder aber luftundurchlässig (bei Vorhandensein einer Sperrschicht) ausgebildet werden kann. Die Waschbarkeit des erfindungsgemäßen Adsorptionsfiltermaterials ermöglicht darüber hinaus eine gute Dekontaminierbarkeit bzw. Regenerierbarkeit.Depending on the application requirement an adsorption filter material is provided, which in addition to a high water vapor permeability either breathable (if there is no barrier layer) or airtight (if Presence of a barrier layer) can be formed. The washability of the adsorption filter material according to the invention allows about that good decontamination and regenerability.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.Further refinements, modifications and Variations as well as advantages of the present invention are known to those skilled in the art when reading the description easily recognizable and realizable without that he thereby leaving the scope of the present invention.
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