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Dokumentenidentifikation DE102006009847A1 06.09.2007
Titel Verfahren von Absorbieren von Schadstoffen und Gerüchen
Anmelder Sweredjuk, Robert, Dr., 87463 Dietmannsried, DE
Erfinder Sweredjuk, Robert, Dr., 87463 Dietmannsried, DE
Vertreter Patentanwaltskanzlei Hutzelmann, 89296 Osterberg
DE-Anmeldedatum 01.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006009847
Offenlegungstag 06.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B01D 53/04(2006.01)A, F, I, 20060301, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01D 53/72(2006.01)A, L, I, 20060301, B, H, DE   B01J 20/24(2006.01)A, L, I, 20060301, B, H, DE   A61L 9/01(2006.01)A, L, I, 20060301, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zum Absorbieren von Schadstoffen, insbesondere von Aldehyden, flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und von Gerüchen, und zum dauerhaften Schützen, insbesondere der Raumluft vor diesen Schadstoffen, wobei eine proteinreaktive Substanz zumindest in der Nähe von Schadstoffemittenten bzw. potentiellen Schadstoffemittenten vorgesehen wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Absorbieren von Schadstoffen, insbesondere von Aldehyden, flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und von Gerüchen, und zum dauerhaften Schützen insbesondere der Raumluft vor diesen Schadstoffen.

Es sind verschiedenartige Verfahren und auch Vorrichtungen bekannt, die es erlauben, kurzfristig Schadstoffe aus umgebenden Medien, wie zum Beispiel Raumluft zu entfernen. Zu diesen Schadstoffen gehören vor allem Aldehyde, deren bekanntester Vertreter das Formaldehyd ist.

Diese bekannten Verfahren weisen jedoch alle den Nachteil auf, daß diese keine dauerhafte Wirkung entfalten. So nimmt die oftmals eingesetzte Aktivkohle zwar sehr schnell relativ große Mengen Schadstoffe auf, gibt diese jedoch in Abhängigkeit von den jeweiligen Umgebungsbedingungen, wenigstens teilweise ab. Diese erneute Freisetzung wird vor allem durch hohe Temperaturen begünstigt. Aktivkohle ist damit zwar gut dafür geeignet, Schadstoffe schnell zu adsorbieren, jedoch ist sie nicht dazu geeignet die adsorbierten Schadstoffe dann auch zu absorbieren und damit dauerhaft zu entfernen und unschädlich zu machen.

Dieses Problem besteht auch bei allen anderen bekannten Verfahren. Die eigentlich angestrebte Absorption wird nicht erreicht. Es findet immer nur eine reversible Adsorption statt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine dauerhafte Beseitigung von Schadstoffen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine proteinreaktive Substanz zumindest in der Nähe von Schadstoffemittenten bzw. potentiellen Schadstoffemittenten vorgesehen wird.

Damit werden Schadstoffe einerseits schnell der Umgebung entzogen und andererseits in die proteinreaktive Substanz eingebettet und somit dauerhaft unschädlich gemacht. Eine unerwünschte Freisetzung findet nicht statt.

Dabei hat es sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn als proteinreaktive Substanz ein Eiweiß-Hydrolysat, insbesondere enzymatisch abgebaute Skleroproteine verwendet werden.

Eiweiß-Hydrolysate und besonders enzymatisch abgebaute Skleroproteine haben sich als besonders vorteilhaft bei der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erwiesen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn die proteinreaktive Substanz in flüssiger, pastöser, viskoser oder pulverförmiger Form verwendet wird.

Hierdurch ergeben sich vielfältigste Einsatzmöglichkeiten.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß der proteinreaktiven Substanz Zusatzstoffe beigefügt sind.

Dabei hat es sich als außerst vorteilhaft erwiesen, wenn Harnstoff, Zeolithe, Aluminiumoxid, anorganische Photokatalysatoren und/oder Konservierungsstoffe oder dergleichen beigefügt sind.

Durch insbesondere derartige Zusatzstoffe lässt sich die proteinreaktive Substanz besonders gut an die aufzunehmenden Schadstoffe anpassen.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß die proteinreaktive Substanz vor Verwendung sprühgetrocknet wird.

Hierdurch erschließen sich wieder weitere Einsatzgebiete. Zudem kann die Substanz problemlos gelagert und transportiert werden.

Eine ebenfalls sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch dann vor, wenn die proteinreaktive Substanz auf einen Träger, einen Gegenstand, eine Beschichtung, ein Beschichtungssystem oder dergleichen aufgebracht ist.

Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn die proteinreaktive Substanz in einen Träger, einen Gegenstand, eine Beschichtung oder dergleichen eingebracht ist.

Dadurch ergeben sich viele unauffällige Einsatzmöglichkeiten, bei denen zusätzlich noch die Schadstoffe direkt beim Emittenten aufgenommen werden.

Erfindungsgemäß ist es auch äußerst vorteilhaft, wenn die proteinreaktive Substanz in Farben, Lacke, Beschichtungen, Beizen, Putze oder dergleichen eingebracht wird.

Hiermit läßt sich die proteinreaktive Substanz auch nachträglich sehr einfach anbringen.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch darin zu sehen, daß die proteinreaktive Substanz in Wasch- und Reinigungsmitteln vorgesehen wird.

Damit können Schadstoffe emittierende Gegenstände schnell behandelt werden. Zudem werden etwaige in den Wasch- und Reinigungsmitteln enthaltenen Schadstoffe daran gehindert, in die Umgebung zu entweichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es auch sehr vorteilhaft, wenn die proteinreaktive Substanz in Imprägniermitteln und/oder Faserbeschichtungen, insbesondere für Textilien oder dergleichen vorgesehen ist.

Dadurch lassen sich zum Beispiel durch Farbstoffe schadstoffemittierende Textilien einfach, schnell und kostengünstig behandeln.

Es hat sich erfindungsgemäß auch als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn die proteinreaktive Substanz in Wand-, Decken- und/oder Bodenbelägen eingesetzt wird.

Damit lassen sich auch nachhaltige Sanierungen von schadstoffbelasteten Räumen einfach und schnell durchführen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

Viele der heute üblichen Baustoffe, wie zum Beispiel Spanplatten, Gipskartonplatten, Bodenbeläge, sowie Wand- und Deckenpaneelen insbesondere aus Holz und Holzwerkstoffen emittieren unter anderem Aldehyde und weitere flüchtige organische Verbindungen, kurz Schadstoffe.

Diese Emissionen führen besonders bei den angestrebten Niedrigstenergiehäusern, die nur noch einen geringen Luftaustausch aufweisen, zu dem unerwünschten und gesundheitlich äußerst bedenklichen Nebeneffekt, daß sich diese Substanzen in der Raumluft anreichern und von Personen aufgenommen werden.

Leider ist es jedoch nicht einfach möglich, bei der Herstellung der Baustoffe diese Schadstoffe einfach wegzulassen.

Diese Schadstoffe werden bei der Verarbeitung von insbesondere Nadelhölzern aus natürlichen Holzinhaltsstoffen gebildet. Bei der Verarbeitung laufen thermische und thermisch-hydrolytische, sowie oxidative Prozesse bzw. Reaktionen ab, die zur Bildung von Aldehyden und auch von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) führen. Der bekannteste Vertreter der Aldehyde ist das Formaldehyd, das neben anderen Aldehyden und VOCs in größeren Mengen insbesondere in Spanplatten und OSB-Platten anzutreffen ist. Oftmals werden sogar die geltenden Grenzwerte insbesondere für Formaldehyd erheblich überschritten.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet hierfür eine dauerhafte Lösung, die nicht nur eine Emission von Schadstoffen aus den mit dieser Lösung behandelten Gegenständen verhindert, sondern auch etwaige trotzdem entwichene Schadstoffe aus der Raumluft aufnimmt.

Eine proteinreaktive Substanz vorzugsweise in Form einer wässrigen Proteinhydrolysat-Lösung wird während der Herstellung der Platten auf die Holzspäne aufgebracht. Nach abtrocknen der überschüssigen Feuchtigkeit verbleibt auf der Oberfläche der Holzspäne ein dünner Film der proteinreaktiven Substanz. Diese proteinreaktive Substanz nimmt die aus den Holzspänen austretenden Schadstoffe direkt auf. Es stehen ausreichend Reaktionspartner in Form von Aminosäure-Resten zur Verfügung, die ein Abreagieren der Schadstoffe ermöglichen, so daß diese in der proteinreaktiven Substanz chemisch gebunden werden.

Zusätzlich stellt dieser dünne Film der proteinreaktiven Substanz eine wirksame Diffusionssperre für die Schadstoffe dar, so daß diese auf keinen Fall aus den Holzspänen entweichen können. Die ebenfalls auftretende Wasserdampfdiffusion wird durch diesen Schutzfilm jedoch nicht behindert.

Der dünne Film ist dabei meist äußerst elastisch und widersteht so auch mechanischen Beanspruchungen.

Es ist aber auch denkbar, daß die proteinreaktive Substanz nachträglich aufgebracht wird oder aber in ein Bindemittel für die zu formenden Platten eingemischt wird.

Es ist zudem denkbar, daß die proteinreaktive Substanz in Farben, Lacke, Beizen, Holzschutzmittel, Beschichtungen, Kunstharzen, insbesondere Kunstharzbeschichtungen, Verputze oder dergleichen eingebettet wird, so daß beim Auftragen dieselbe Schutzwirkung wie bereits beschrieben erzielt werden kann. Zudem ist es dann möglich auch Wand- und Bodenbeläge nach Ihrer Verlegung zu behandeln.

Es ist aber auch denkbar, daß die proteinreaktive Substanz bei Gipskartonplatten oder Gipsfaserplatten aber auch bei Putzen und sonstigen Beschichtungen zum Einsatz kommt.

Desweiteren ist es denkbar, daß die proteinreaktive Substanz Reinigungs- und Waschmitteln zugesetzt wird, wodurch bei jeder Reinigung eine Schutzschicht aufgebracht bzw. erneuert wird.

Dabei ist es auch denkbar, daß in Wasch- und Reinigungsmitteln enthaltene Enzyme (z.B. Proteasen, Lipasen, Amylasen) derart modifiziert werden, daß diese ebenfalls als proteinreaktive Substanz einsetzbar sind. Bei Reinigungs- und Waschmitteln werden Enzyme nur im Rahmen ihres aktiven Zentrums, das heisst nur eine bestimmte Gruppe von Aminosäuren innerhalb des Enzyms weist eine entsprechende Aktivität auf, die eine Reinigungswirkung entfalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die restlichen, nicht zum aktiven Zentrum gehörenden Aminosäurereste zur Aufnahmen und zum Abbau von Schadstoffen genutzt werden. Dabei können diese Aminosäurereste derart modifiziert werden, daß der Schadstoffabbau ermöglicht bzw. erheblich verbessert wird. Derartige Enzyme weisen dann einerseits die herkömmlichen Eigenschaften auf und nunmehr zusätzlich die Funktion der Schadstoffaufnahme und des Schadstoffabbaus.

Auch textile Materialien oder Papiere können mit der proteinreaktiven Substanz versehen werden, wodurch auch Dampfsperren, Tapeten oder dergleichen gleichzeitig zur Schadstoff- und/oder Geruchsbeseitigung eingesetzt werden können.

Die proteinreaktive Substanz kann in flüssiger Form, als Pulver, Paste oder auch in wässriger Lösung eingesetzt werden. Die Wahl der jeweiligen Darreichungsform ist im wesentlichen abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck. Ein Pulver kann zum Beispiel durch Sprühtrocknung der flüssigen Form gewonnen werden.

Die proteinreaktive Substanz kann damit in vielfältigster Art und Weise eingesetzt werden. Es ist beispielsweise denkbar, daß eine selektive Beschichtung entweder einzelner oder mehrerer Lagen eines Verbundmaterials oder bestimmter Einzelteile eines Verbundmaterials, wie zum Beispiel Späne, Furniere, Folien oder dergleichen vorgenommen wird.

Zusätzlich kann die proteinreaktive Substanz mit weiteren Substanzen wie zum Beispiel Harnstoff, Zeolithe, bestimmte Konservierungsmittel oder dergleichen dotiert bzw. versetzt werden, wodurch die Rezeptivität gegenüber bestimmten Schadstoffen/Gerüchen beeinflusst und eingestellt werden kann.

Die Konzentration dieser Dotierung ist abhängig einerseits von der Konzentration der auftretenden Schadstoffe und andererseits von der Schadstoffgruppe.

Die Geschwindigkeit des Reaktionsverlaufes zur Abreaktion bzw. Neutralisation der Schadstoffe kann aber auch von dem pH-Wert der proteinreaktiven Substanz abhängig sein.

Für bestimmte Anwendungen kann die proteinreaktive Substanz mehr oder weniger klebrig ausgestaltet werden. Eine klebrige Ausrüstung kann durch lange Molekülketten erzeugt werden.

Auch wenn die proteinreaktive Substanz nur partiell aufgebracht wird, oder aber die erzeugte Schutzschicht beschädigt wird, wird immernoch eine hervorragende Schadstoff/Geruchsabsorption erzielt.

Zunächst werden die Schadstoffe bzw. Gerüche von der proteinreaktiven Substanz adsorbiert, das heisst reversibel gebunden, d.h. physisorbiert und in einem weiteren Reaktionsschritt absorbiert, d.h. chemisorbiert, das bedeutet an entsprechenden Reaktionspartnern der reaktiven Substanz abreagiert und gebunden. Das Abreagieren ist ein Prozess, der gegenüber der Adsorption erheblich länger dauert, so daß zunächst eine Überlagerung zwischen den beiden Prozessen stattfindet. Eine Abgabe der adsorbierten Schadstoff-/Geruchsmoleküle findet jedoch im wesentlichen nicht statt, da sofort auch die Absorption stattfindet, so daß keine Zeit für die Wiederfreisetzung der adsorbierten Moleküle zur Verfügung steht.


Anspruch[de]
Verfahren zum Absorbieren von Schadstoffen, insbesondere von Aldehyden, flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und von Gerüchen, und zum dauerhaften Schützen insbesondere der Raumluft vor diesen Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine proteinreaktive Substanz zumindest in der Nähe von Schadstoffemittenten bzw. potentiellen Schadstoffemittenten vorgesehen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als proteinreaktive Substanz ein Eiweiß-Hydrolysat, insbesondere enzymatisch abgebaute Skleroproteine verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in flüssiger, pastöser, viskoser oder pulverförmiger Form verwendet wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der proteinreaktiven Substanz Zusatzstoffe beigefügt werden. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Harnstoff, Zeolithe, Aluminiumoxid, anorganische Photokatalysatoren und/oder Konservierungsstoffe oder dergleichen beigefügt werden. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz vor Verwendung sprühgetrocknet wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz auf einen Träger, einen Gegenstand, eine Beschichtung, ein Beschichtungssystem oder dergleichen aufgebracht wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in einen Träger, einen Gegenstand, eine Beschichtung oder dergleichen eingebracht wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in Farben, Lacke, Beschichtungen, Beizen, Putze oder dergleichen eingebracht wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in Wasch- und Reiunigungsmitteln vorgesehen wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Reinigungsmitteln enthaltene Enzyme modifiziert werden. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzyme in ihrem passiven Bereich derart modifiziert werden, daß die dortigen Aminosäurereste Schadstoffe aufzunehmen und abzubauen vermögen. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in Imprägniermitteln und/oder Faserbeschichtungen, insbesondere für Textilien oder dergleichen vorgesehen wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die proteinreaktive Substanz in Wand-, Decken- und/oder Bodenbelägen, Ausbauplatten, z.B. OSB-Platten oder dergleichen eingesetzt wird.






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