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Dokumentenidentifikation DE19860659A1 06.07.2000
Titel Poröse Schicht oder Körper mit adsorbierenden Eigenschaften
Anmelder Ruiter, Ernest de, Dipl.-Chem. Dr., 51381 Leverkusen, DE
Erfinder Ruiter, Ernest de, Dipl.-Chem. Dr., 51381 Leverkusen, DE
DE-Anmeldedatum 29.12.1998
DE-Aktenzeichen 19860659
Offenlegungstag 06.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.07.2000
IPC-Hauptklasse B01J 20/30
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren beschrieben, um aus körnigen Adsorbentien und körnigen Schmelzkleberteilchen poröse Körper und Platten herzustellen.

Beschreibung[de]

Poröse Körper aus körniger Aktivkohle, die mit Hilfe eines Schmelzklebers zusammengehalten wird, sind bekannt. Um die Leistung der Kohle nicht zu beeinträchtigen, soll der Schmelzkleber nur Brücken bilden, ohne die Oberfläche der Kohle zuzuschmieren.

In einem bekannten Verfahren wird die körnige Aktivkohle mit einem körnigen Schmelzkleber warm vermischt. Ein warmer Mischvorgang führt allerdings immer zu einer teilweisen Verschmierung der Oberfläche der Adsorbentien. Würde man den Mischvorgang ohne Erwärmung durchführen, findet sehr schnell eine Entmischung statt, in dem die Schmelzkleberteilchen durch die Schicht der Adsorbentien hindurchrieseln. Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu finden, um die Mischung aus Adsorbentien und Schmelzkleber ohne Erwärmung handhaben zu können, ohne daß eine Entmischung auftritt.

Die Aufgabe wurde durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst. Die körnigen bzw. kugelförmigen oder stäbchenförmigen Adsorbentien werden mit einem vermahlenen, körnigen Schmelzkleber vermischt, wobei eine solche Wassermenge zugegeben wird, daß die Schmelzkleberteilchen durch Kapillarkräfte an der Oberfläche der Adsorbentien haften und in sehr gleichmässiger Verteilung vorliegen. Das Wasser soll lediglich die Oberfläche der Adsorbentien überziehen, denn ein größerer Überschuß würde die Schmelzkleberteilchen wegspülen (Abb. 1). Das Material bleibt rieselfähig oder bildet eine gut formbare Masse, womit die gewünschten Formkörper hergestellt werden. Beispiele für diese sind dünne oder dicke Platten, hohle Zylinder, Körper für Schüttungen usw. Nach Einbringen in die Form erhitzt man, um das Wasser zu verdampfen und den Schmelzkleber zu schmelzen. Es sind solche Schmelzkleber zu empfehlen, die bei 100°C bereits etwas klebrig sind und nach Aufhebung der Wasserbrücken zufolge ihrer Klebrigkeit an Ort und Stelle haften.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Schmelzkleberkörner etwa 0,1 bis 2× die Größe der körnigen Adsorbentien haben sollten, wobei diese Angabe nicht als Einschränkung zu betrachten ist.

Eine bevorzugte Ausführung dünner Platten besteht darin, daß ein- oder beidseitig eine hochluftdurchlässige Verstärkung angebracht ist ("Fliegengitter"). Derartige Sandwichstrukturen lassen sich im warmen Zustand leicht verformen und eignen sich zur Herstellung von Faltenfiltern. Durch die Verstärkung werden die selbsttragenden Eigenschaften noch verbessert.

Beispiel 1

1000 g einer Kugelkohle der Fa. Kureha (Japan) mit Durchmesser 0,4-0,6 mm wurde mit 420 g Wasser versetzt. Die Menge war nötig, um eine benetzte Oberfläche zu erreichen. Sodann wurden 95 g Schmelzkleber der Fa. Atochem (Platamid H 106 PA) zugemischt. Die Korngröße variierte von 300 µm-1000 µm. In eine Fotoschale von 30-40 cm wurde ein ca. ebenso großes Fliegengitter gelegt und dieses mit einer ca. 13 mm dicken Schicht der Kohle/Schmelzklebermischung bedeckt. Nach Abdecken mit einem zweiten Gitter und leichtem Andrücken wurde die Schale in einem Trockenschrank auf 150°C erhitzt. Nach Abkühlen konnte der Schale eine Platte mit erstaunlicher Festigkeit entnommen werden. Nach Wärmen auf 100°C konnte der Platte eine wellige Struktur gegeben werden (Abb. 2). Die Kohlemenge/m2 beträgt flach 8,3 kg und die Luftdurchlässigkeit ca. 230 l/m2 bei 10 mm WS.

Beispiel 2

Um eine noch wesentlich höhere Luftdurchlässigkeit zu erreichen, wurde eine Stäbchenkohle mit Ø 0,7 mm und 3 mm Länge in gleicher Weise wie im Beispiel 1 zu einer 30 × 40 × 2 cm großen Platte hergestellt. Mit Hilfe der Benzoladsorption (34% bei 0,1 Sättigungsdruck) konnte gezeigt werden, daß die Kapazität praktisch jener der Ausgangskohle entsprach.

Für die Platten der Beispiele 1 und 2 war die dynamische Adsorptionsleistung hervorragend. Selbst bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/s und 100 ppm/CCl4 auf der Anströmseite konnte auf der Abströmseite kein CCl4 nachgewiesen werden. Die beschriebenen Filterplatten sind deshalb bestens geeignet, um die Zuluft von Reinsträumen und gasförmigen, schädlichen Substanzen zu befreien. Selbstverständlich können die Filterplatten bzw. sonstige erfindungsgemäße Körper in bekannter Weise imprägniert werden.

Die Herstellung der Filterplatten kann direkt in einem Rahmen mit eingelegtem Gitter geschehen, auf welchem das Gemisch Adsorbentien/Schmelzkleber aufgebracht und erhitzt wird. Auf diese Weise wird jeglicher Abfall vermieden, und die Abdichtung an der Innenseite des Rahmens ist automatisch hergestellt.

Der beschriebenen Technik zur Herstellung einer "fixierten" Schüttung sind keine Grenzen gesetzt. Weitere Beispiele sind Filterpatronen für Gasmasken, Filterpatronen in Form eines hohlen Zylinders, Filterpastillen zur Reinigung von Wasser bzw. "Veredlung" von Getränken usw.

Für besondere Fälle kann das Adsorbens ein Ionenaustauscher sein.

Schließlich besteht ein interessantes Verfahren zur Herstellung zylindrischer Filterpatronen darin, daß der Zwischenraum zwischen zwei konzentrisch angeordneten, aus Gittermaterial bestehenden Rohren mit der erfindungsgemäßen Adsorbentien/Schmelzklebermischung gefüllt und alles bis zur Schmelztemperatur erhitzt wird. Bevorzugte Wandstärken sind 1-40 mm, insbesondere 2-20 mm.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung poröser Körper mit adsorbierenden Eigenschaften, bestehend aus körnigen Adsorbentien, die durch Brücken aus körnigen Schmelzkleberteilchen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien mit dem Schmelzkleber in Gegenwart von einer Menge Wasser, ausreichend, um an der Oberfläche einen die Mischung stabilisierenden Film zu erzeugen, vermischt, in die gewünschte Form gebracht und bis zum Schmelzen des Klebers erhitzt werden.
  2. 2. Verfahren zu Herstellung poröser Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Adsorbens eine mittlere Teilchengröße von 0,2-3,0 mm, vorzugsweise 0,3-1,0 mm und insbesondere 0,4-0,8 mm, hat.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine Kugelkohle ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine Splitterkohle ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine Stäbchenkohle ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens ein Ionenaustauscher ist.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Schmelzkleber eine Teilchengröße von 0,1× bis 2× die der Adsorbentien hat.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkleber bereits bei 100°C klebrig zu werden beginnt.
  9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkleberanteil 15 ± 10% beträgt.
  10. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper die Form einer Platte mit einer Dicke von 1-40 mm, vorzugsweise 2-20 mm, hat, und die Platte eine oder mehrere gitterförmige Verstärkungen aufweisen kann, die sich vorzugsweise an der Außenseite befinden und durch den Schmelzkleber mit der Adsorbentienschicht verbunden sind.
  11. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper die Form eines hohlen Zylinders mit einer Wandstärke von 1-40 mm, vorzugsweise 2-20 mm, hat und an seiner Außen- und Innenseite eine gitterförmige Verstärkung haben kann.






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