**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Textiles Material mit eingelagertem körnigem Feststoff zum Behandeln von fluiden Medien, bei welchem mindestens zwei Schichten textilen Materials mit dazwischenliegender Schicht körnigen Feststoffes derart gebildet sind, dass das fluide Medium praktisch senkrecht zu den Schichten durchströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Schichten zum Teil oder vollständig aus vernadelbarem Material bestehen und durch Vernadeln mechanisch miteinander verbunden sind.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Schichten von körnigem Feststoff zwischen Schichten aus textilem Material, welche miteinander durch Vernadelung verbunden sind, angeordnet sind.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der textilen Schichten aus Vlies mit eingenadeltem Gewebe besteht.
4. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der textilen Schichten aus Vlies mit angenadeltem Gewebe besteht.
5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernadelung in einzelnen Vernadelungsnähten mit einem Abstand von 5 bis 20 mm ausgeführt ist.
6. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der körnige Feststoff in einzelnen, durch Vernadelungsnähte voneinander getrennten Kammern untergebracht ist.
7. Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern durch sich überschneidende Vernadelungsnähte gebildet werden.
8. Verfahren zur Herstellung von textilem Material gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass körniger Feststoff ein- oder mehrschichtig zwischen vernadelbare Vliese aufgebracht und dann die Vliese durch Vernadeln miteinander verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein textiles Material mit eingelagertem körnigem Feststoff, z. B. einem Sorptionsmittel, zum Behandeln von fluiden Medien. Unter fluiden Medien werden Flüssigkeiten und/oder Gase verstanden.
Körnige Sorptionsmittel, z. B. Aktivkohle, werden heute in grossem Umfang zur Behandlung von fluiden Medien verwendet. Die körnigen Sorptionsmittel sind in der Regel als Schüttungen zwischen oder vor einer durchlässigen Trennschicht angebracht, wobei diese Trennschicht eine Porengrösse aufweist, die kleiner als der kleinste Korndurchmesser der Schüttung ist. Die Trennschicht besteht meist aus textilem Material, das aus synthetischen oder natürlichen Fasern besteht. Das fluide Medium wird durch die Trennschichten und die Schüttung gefördert. Dabei kommt das fluide Medium in direkten Kontakt mit dem körnigen Sorptionsmittel. An der Kontaktfläche, die gleichzeitig Phasengrenze ist, erfolgt aufgrund des Sorptionsvorgangs der erwünschte Stoffaustausch. Aus dem fluiden Medium werden spezifisch Teilchen normalerweise als Moleküle im Sorptionsmittel zurückgehalten.
Das Sorptionsverfahren dient heute zum überwiegenden Teil zur Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen z. B. zum Entfärben von Rohzucker in Lösung oder zum Entfernen von Fusel aus Whisky. Das Sorptionsverfahren findet aber auch in immer grösserem Umfang Anwendung im Umweltschutz, z. B. zum Entfernen von Ge ruchsstoffen aus Abluft oder von Schadstoffen aus Abwasser.
Die heute bekannten Methoden bei der Verwendung von Schüttungen aus einem Sorptionsmittel haben verschiedene Nachteile, von welchen die folgenden von besonderer Bedeutung sind: - Schüttungen sind nur mit erheblichen Umtrieben aus zuwechseln, wenn das Sorptionsmittel durch Aufnahme der spezifischen Teilchen gesättigt ist und somit ersetzt werden muss.
- Schüttungen, insbesondere horizontaldurchströmte, ha ben den Nachteil, dass sie durch Transport oder beim Ge brauch sich weiter setzen, so dass oben eine Zone mit lockerer Schüttung oder sogar ein Leerraum entstehen kann, durch welchen das fluide Medium durchtreten kann, ohne dass es mit dem Sorptionsmittel in innigen
Kontakt gelangt. Es sind zwar Methoden bekannt, um diesen Nachteilen zu begegnen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die obere Umrandung einer
Schüttung aus flexiblem Material besteht, welches durch
Federdruck auf die Schüttung gedrückt wird, um einen möglichen Leerraum zu verhindern. Alle diese Methoden haben jedoch den Nachteil, dass zusätzliche Massnahmen, z. B. Federn, notwendig werden.
- Schüttungen, die innerhalb von Trennschichten einge bracht sind, wirken für fremde Feststoffe, die im fluiden
Medium mitgeführt werden, als Filter. Die fremden Fest stoffe werden nämlich durch die Poren zwischen den Kör nern der Schüttung zurückgehalten, belegen aber auf diese
Weise die aktive Oberfläche des Sorptionsmittels, beson ders wenn es sich bei den genannten Feststoffen um kleb rige oder schlammige handelt. Diesem Nachteil kann zwar dadurch entgegengewirkt werden, dass das fluide Medium vor dem Durchströmen durch die Schüttung auf bekannte
Art filtriert wird. Es ist aber leicht einzusehen, dass durch solche zusätzliche Filtrierstufen die Bedienung aufwen diger wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material der eingangs genannten Art zur Behandlung von fluiden Medien zu schaffen, das die erwähnten Nachteile der Schüttung sowie der möglichen Verunreinigung der Schüttung durch fremde Feststoffe nicht aufweist. Des weitern soll der im Material untergebrachte Feststoff von möglichst feiner Körnung sein, und das Auswechseln des zum Behandeln der fluiden Stoffe dienenden Feststoffes, z.B. des Absorptionsmittels, sollte einfach sein.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die textilen Schichten zum Teil oder vollständig aus vernadelbarem Material bestehen, und durch Vernadeln mechanisch miteinander verbunden sind.
Beim erfindungsgemässen Material kann nach einem Nachlassen der Wirksamkeit des Feststoffes, das Ganze leicht ausgewechselt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Feststoffe verschüttet werden. Bei entsprechender Wahl der Porengrösse des vernadelbaren Materials können sehr feinkörnige Feststoffe zwischen den textilen Schichten enthalten sein. Es leuchtet ein, dass dadurch die aktive Makrooberfläche des Feststoffes relativ gross wird. Durch das Vernadeln wird die porige Struktur des vernadelbaren Materials nicht wesentlich beeinflusst, so dass im Gegensatz zum Vernähen von Stoffen keine störenden Durchgangslöcher entstehen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von textilem Material. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass körniger Feststoff ein- oder mehrschichtig zwischen vernadelbaren Vliesen aufgebracht wird und dass die Vliese durch Vernadeln miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren ist sehr einfach.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
näher erläutert. Zum besseren Verständnis kann Bezug auf die Fig. 1 und 2 genommen werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch drei vorvernadelte Vliese und zwei Schichten von Feststoffen vor der Vernadelung,
Fig. 2 das vernadelte textile Material, welches durch Anbringen von Vernadelungsnähten verfestigt ist.
Wie Fig. 1 zeigt, werden bei der Herstellung abwechslungsweise Schichten aus vernadelbaren Vliesen V und Schichten aus Feststoffen S, z. B. Sorptionsmittel, übereinander angeordnet und dann vernadelt (Fig. 2). Die Vernadelung erfolgt durch Durchstossen von feinen Stahlnadeln, an welchen üblicherweise mehrere Mitnehmerhaken, sogenannte Bärte, angebracht sind. Durch diese Mitnehmerhaken werden die Fasern des Vlieses V0 mit dem Vlies Vm und dem untersten Vlies Vu in bekannter Art der Vernadelungstechnik miteinander verbunden. In Fig. 2 ist mit dem Pfeil P die Strömungsrichtung des zu behandelnden fluiden Mediums eingezeichnet.
Der Abstand A zwischen den Vernadelungsnähten wird entsprechend den mechanischen Anforderungen an das textile Material eingestellt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand A zwischen 5 und 20 mm zu halten. Der FeststoffS wird vorteilhaft in Schichtdicken von 2 bis 10 mm verwendet. Es ist ferner möglich, die mechanisch durch Vernadeln verbundenen Vliese mit der in der Nadelfilztechnik bekannten Art durch Sprühen von härtbarem Klebstoff oder gleichwertigen Methoden auszurüsten.
Das erfindungsgemässe textile Material kann auch mit anderem Schichtaufbau als in Fig. 2 gezeigt hergestellt werden. Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, bei der Herstellung des textilen Materials gemäss der Erfindung zusätzlich zu den Vliesen noch Gewebe zu verwenden. Mittels der bekannten Vernadelungstechnik können ebenfalls Gewebe oder Stützgitter aus Stapelfasern oder Monofilamenten mit vorvernadelten Vliesen verbunden werden. Die Stapelfasern oder Monofilamente bestehen vorteilhaft aus synthetischem Material. Es entsteht dadurch ein mehrschichtiges textiles Material bestehend aus Vliesen, Geweben und Sorptionsmittelschichten. Die Festigkeit in Flächenrichtung kann dabei entsprechend den Erfordernissen gross gehalten werden.
Als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass durch die Endvernadelung eine Naht entsteht, die für das durchtretende fluide Medium gleichen oder grösseren Widerstand aufweist als derjenige der dazwischenliegenden Schichten von Sorptionsmittel und textilem Material. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, weil sonst das fluide Medium durch das Material durchströmen könnte, wobei der gewünschte Kontakt mit dem Sorptionsmittel nicht hergestellt würde. Dieser Nachteil haftet beispielsweise den bekannten Materialien an, bei denen das Sorptionsmittel durch Nähen mit Nadel und Faden zwischen Gewebe eingelagert wurde. Bei bekannten Materialien könnte dieser Nachteil lediglich durch Dichten mit einem raumfüllenden Klebstoff beseitigt werden.
Demgegenüber werden beim erfindungsgemässen Material die durch die Nadeln erzeugten Einstiche durch das Mitschleppen von Fasern abgedichtet.
Es ist dies ein entscheidender Vorteil.
Es hat sich ferner gezeigt, dass das erfindungsgemässe textile Material mit eingelagerten Feststoffen, z. B. einem Sorptionsmittel, für das durchtretende fluide Medium eine Filterwirkung aufweist, so dass das körnige Sorptionsmittel nicht durch fremde Feststoffe belegt und dadurch für den Sorptionsvorgang unwirksam gemacht wird.
Durch die geeignete Wahl des in Anströmrichtung zuerst liegenden Vliesmaterials können die Filtriereigenschaften derart eingestellt werden, dass mit dem fluiden Medium zuströmende fremde Feststoffe nur bis zu einer bestimmten kleinsten Grösse zurückgehalten werden (Filterfeinheit), sowie dass eine bestimmte Menge an fremden Feststoffen (Beladung, Staubspeicherfähigkeit) zurückgehalten wird. Diese Abstimmung der Filtereigenschaften und der Menge des eingelagerten Sorptionsmittels, usw. ermöglichen die volle Ausnützung des z. B. als Wegwerfmatte verwendbaren erfindungsgemässen textilen Materials.
Das erfindungsgemässe textile Material kann vorzugsweise als Wegwerfmaterial verwendet werden, indem es durch Nadeln, Nähen, Kleben, Ultraschallschweissen oder andere Verbindungsmethoden zu Säcken, Taschen, Schläuchen, Platten und weitere speziell in der Sorptions- und Filtriertechnik bekannten Formen konfektioniert und in Vorrichtungen der Durchströmung des fluiden Stoffes ausgesetzt wird. Beim Unwirksamwerden des eingelagerten Feststoffes, z. B. des Sorptionsmittels, und/oder der Beladung des filtrierenden Vlieses kann das konfektionierte Material durch neues ersetzt werden.
Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen Materials ist die Filtrierung des fluiden Mediums nach Durchtritt durch den körnigen Feststoff, z. B. des Sorptionsmittels. Es ist in der Praxis bekannt, dass Sorptionsmittel durch Abrieb oder allgemein durch physikalische oder chemische Einwirkungen in geringer Menge desintegrieren und dadurch den fluiden Stoff mit kleinen Partikeln des Sorptionsmittels verunreinigen kann. Es ist daher in gewissen Fällen zweckmässig, nach dem Durchtritt durch eine Schüttung Sorptionsmittel das fluide Medium nochmals zu filtrieren, um die beschriebenen Partikel zurückzuhalten. Beim erfindungsgemässen Material wird diese Filtrierung ohne zusätzlichen Aufwand durch das Vlies Vu bewerkstelligt. Dieses Vlies kann entsprechend den Anforderungen an die Filtriereigenschaften gewählt werden.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIMS
1. Textile material with embedded granular solid for treating fluid media, in which at least two layers of textile material with an intermediate layer of granular solid are formed such that the fluid medium can flow through practically perpendicular to the layers, characterized in that the textile layers for Part or all of needled material and are mechanically connected by needling.
2. Material according to claim 1, characterized in that two or more layers of granular solid between layers of textile material, which are interconnected by needling, are arranged.
3. Material according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the textile layers consists of fleece with a needled fabric.
4. Material according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the textile layers consists of nonwoven with needled fabric.
5. Material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the needling is carried out in individual needling seams with a distance of 5 to 20 mm.
6. Material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the granular solid is accommodated in individual chambers separated from one another by needling seams.
7. Material according to claim 6, characterized in that the chambers are formed by intersecting needling seams.
8. A process for the production of textile material according to one of claims 1 to 7, characterized in that granular solid is applied in one or more layers between needlable nonwovens and then the nonwovens are connected to one another by needling.
The present invention relates to a textile material with embedded granular solid, for. B. a sorbent, for treating fluid media. Fluid media are understood to mean liquids and / or gases.
Granular sorbents, e.g. B. activated carbon, are widely used today for the treatment of fluid media. The granular sorbents are generally applied as beds between or in front of a permeable separation layer, this separation layer having a pore size that is smaller than the smallest grain diameter of the bed. The separating layer usually consists of textile material, which consists of synthetic or natural fibers. The fluid medium is conveyed through the separating layers and the bed. The fluid medium comes into direct contact with the granular sorbent. The desired mass transfer takes place at the contact surface, which is also the phase boundary, due to the sorption process. Specifically, particles from the fluid medium are normally retained as molecules in the sorbent.
The sorption process is mainly used for cleaning liquids and gases such. B. to decolorize raw sugar in solution or to remove fuzz from whiskey. The sorption process is also increasingly used in environmental protection, e.g. B. to remove Ge odorants from exhaust air or pollutants from waste water.
The methods known today when using beds from a sorbent have various disadvantages, of which the following are of particular importance: - Beds are only to be replaced with considerable agitation if the sorbent is saturated by the absorption of the specific particles and must therefore be replaced .
- Fills, in particular flowed through horizontally, have the disadvantage that they continue to move due to transport or use, so that a zone with loose fill or even an empty space can arise at the top, through which the fluid medium can pass without it the sorbent inside
Contact came. Methods are known to counter these disadvantages. This can happen, for example, in that the upper border of a
Filling made of flexible material, which through
Spring pressure is pressed on the bed to prevent a possible empty space. However, all of these methods have the disadvantage that additional measures, e.g. B. springs become necessary.
- Fills that are introduced within separating layers act for foreign solids in the fluid
Medium carried as a filter. The foreign solids are held back by the pores between the grains of the bed, but they prove this
Way, the active surface of the sorbent, especially if it is sticky or muddy in the solids mentioned. This disadvantage can be counteracted in that the fluid medium is known to flow through the bed
Kind is filtered. However, it is easy to see that such additional filtering stages make operation more difficult.
It is therefore an object of the present invention to provide a material of the type mentioned at the outset for the treatment of fluid media which does not have the disadvantages mentioned of the bed and the possible contamination of the bed by foreign solids. Furthermore, the solid contained in the material should be as fine as possible, and the replacement of the solid used to treat the fluid substances, e.g. of the absorbent, should be simple.
According to the invention, this is achieved in that the textile layers consist partly or completely of needable material and are mechanically connected to one another by needling.
In the case of the material according to the invention, after the effectiveness of the solid has weakened, the whole can be easily replaced without the risk of solids being spilled. With an appropriate choice of the pore size of the needled material, very fine-grained solids can be contained between the textile layers. It is obvious that this makes the active macro surface of the solid relatively large. Needling does not significantly affect the porous structure of the needlable material, so that in contrast to sewing fabrics, there are no disruptive through holes.
The invention also relates to a method for producing textile material. This method is characterized in that granular solid is applied in one or more layers between needled nonwovens and that the nonwovens are connected to one another by needling. This procedure is very simple.
An embodiment of the invention is as follows
explained in more detail. For a better understanding, reference can be made to FIGS. 1 and 2. It shows:
1 shows a section through three pre-needled nonwovens and two layers of solids before needling,
Fig. 2 shows the needled textile material, which is consolidated by attaching needling seams.
As Fig. 1 shows, layers of needled nonwovens V and layers of solids S, z. B. sorbent, one above the other and then needled (Fig. 2). The needling is carried out by piercing fine steel needles, to which several carrier hooks, so-called beards, are usually attached. By means of these catch hooks, the fibers of the fleece V0 are connected to the fleece Vm and the bottom fleece Vu in a known type of needling technique. The direction of flow of the fluid medium to be treated is shown in FIG. 2 with the arrow P.
The distance A between the needling seams is set according to the mechanical requirements for the textile material. It has proven advantageous to keep the distance A between 5 and 20 mm. The solid S is advantageously used in layer thicknesses of 2 to 10 mm. It is also possible to equip the nonwovens mechanically connected by needling with the type known in needle felting technology by spraying curable adhesive or equivalent methods.
The textile material according to the invention can also be produced with a different layer structure than that shown in FIG. 2. For example, it has proven advantageous to use fabrics in addition to the nonwovens in the manufacture of the textile material according to the invention. The known needling technique can also be used to connect fabrics or support grids made of staple fibers or monofilaments to needled nonwovens. The staple fibers or monofilaments advantageously consist of synthetic material. This creates a multilayered textile material consisting of nonwovens, fabrics and sorbent layers. The strength in the surface direction can be kept large according to the requirements.
It has been shown to be particularly advantageous in the present invention that the end needling creates a seam which has the same or greater resistance to the fluid medium passing through than that of the layers of sorbent and textile material lying in between. This is essential because otherwise the fluid medium could flow through the material, the desired contact with the sorbent not being produced. This disadvantage is associated, for example, with the known materials in which the sorbent has been embedded between tissue by sewing with a needle and thread. With known materials, this disadvantage could only be eliminated by sealing with a space-filling adhesive.
In contrast, in the material according to the invention, the punctures generated by the needles are sealed by the entrainment of fibers.
It is a crucial advantage.
It has also been shown that the textile material according to the invention with embedded solids, e.g. B. a sorbent, has a filtering effect for the fluid medium passing through, so that the granular sorbent is not occupied by foreign solids and is thereby rendered ineffective for the sorption process.
Through a suitable choice of the fleece material lying first in the direction of flow, the filtering properties can be adjusted in such a way that foreign solids flowing in with the fluid medium are only retained up to a certain smallest size (filter fineness), and that a certain amount of foreign solids (loading, dust storage capacity) ) is withheld. This coordination of the filter properties and the amount of sorbent stored, etc. allow full use of the z. B. usable as a disposable mat according to the invention textile material.
The textile material according to the invention can preferably be used as a disposable material, by making it up by means of needles, sewing, gluing, ultrasonic welding or other connection methods to sacks, bags, hoses, plates and other forms especially known in sorption and filtration technology and in devices for the flow of the exposed to fluid. When the stored solid becomes ineffective, e.g. B. the sorbent, and / or the loading of the filtering fleece, the assembled material can be replaced by new.
An important advantage of the material according to the invention is the filtration of the fluid medium after it has passed through the granular solid, for. B. the sorbent. It is known in practice that sorbents can disintegrate in a small amount by abrasion or generally by physical or chemical effects and thereby contaminate the fluid substance with small particles of the sorbent. It is therefore advisable in certain cases to filter the fluid medium again after passing through a bed of sorbent in order to retain the particles described. In the case of the material according to the invention, this filtration is accomplished by the fleece Vu without any additional effort. This fleece can be selected according to the requirements for the filtering properties.