DE3781105T2 - Adsorptives blatt. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft adsorptive Blätter oder -Platten.
• Bisher sind pulverisierter oder granulierter, aktivierter Kohlenstoff und Ionenaustauscherharz in großem Umfang im Stand der Technik als Adsorbentien zur Entfernung verschiedenartiger Fremdmaterialien, wie schlecht riechender Komponenten, färbender Komponenten oder spezifischer schädlicher Chemikalien, aus Gasen oder Flüssigkeiten bekannt. Um diesen aktivierten Kohlenstoff und das Ionenaustauscherharz zur Entfernung schlecht riechender Komponenten, färbender Komponenten und spezifischer schädlicher Chemikalien in Gasen oder Flüssigkeiten zu benutzen, werden sie in begrenzte Abschnitte zwischen filterförmige Bauteile gebracht, die in einem Durchgang für das gepumpte Gas oder den Flüssigkeitsfluß angeordnet sind. Da die Adsorbentien einen begrenzten Abschnitt der Vorrichtung einnehmen, ist entweder ein beträchtlich hoher Druck zur Förderung des Gases oder der Flüssigkeiten erforderlich, oder das Adsorbenz muß in einer vergleichsweise großen Granulatgröße hergestellt werden, was zu einer reduzierten Adsorptionswirkung führt. Bisher sind diese Nachteile als unvermeidbar angesehen worden.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile ist in dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 2025/1982 eine Technik vorgeschlagen worden, bei der ein vliesartiges, schützendes und staubsammelndes Filter aus Glasfasern auf einer oder beiden Seiten eines flachen Blattes angeordnet ist, das aktivierte Kohlefaser zum Aufbau einer Schichtstruktur enthält, wobei ersteres und letztere durch Vernadelung leicht miteinander verbunden sind. Wir haben jedoch gefunden, daß solche Schichtstrukturen keine lange Standzeit haben, weil die aktivierte Kohlefaser nicht sicher mit der anderen Faser verbunden ist und leicht beschädigt wird.
• Die vorliegende Erfindung ist aus unserem Bemühen entstanden, diese Nachteile des Standes der Technik zu überwinden oder zu vermeiden.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein adsorptives Blatt angegeben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Vlies mit Absorptionsfasern umfaßt, das aus einer Mischung von synthetischen Fasern mit relativ hoher Schmelztemperatur, synthetischen Fasern mit relativ niedriger Schmelztemperatur und Adsorptionsfasern so hergestellt worden ist, daß Kontaktpunkte zwischen den Fasern mit relativ niedriger Schmelztemperatur und anderen Fasern durch eine Erweichung der Fasern mit relativ niedriger Schmelztemperatur verbunden sind.
• Wir beschreiben im folgenden eine Ausführungsform unseres adsorptiven Blattes, die auch ein zweites Vlies aus synthetischen Fasern umfaßt, das synthetische Fasern mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und gegebenenfalls synthetische Fasern mit einer relativ niedrigen Schmelztemperatur umfaßt. Das zweite Vlies ist in einer Schichtstruktur mit wenigstens einer Oberfläche des ersten Vlieses fest verbunden.
• Wir haben erfindungsgemäß praktische Ausführungsformen des adsorptiven Blattes hergestellt, die eine hohe Adsorptionswirkung für schlecht riechende Komponenten, färbende Komponenten und schädliche Chemikalien in Gasen und Flüssigkeiten besitzen und auch eine ausgezeichnete Porosität und Luftdurchlässigkeit haben und bei denen die Adsorptionsfasern sicher gehalten werden ohne jede Befürchtung, daß sie im Gas- oder Flüssigkeitsstrom wegfliegen.
• Wir haben auch gefunden, daß unsere praktischen Ausführungsformen lange Zeit ohne bemerkenswerte Reduzierung der Adsorptionskraft wegen der Entfernung von Staub und Aerosolen benutzt werden können.
• Wir werden im folgenden erklären, wie Ausführungsformen des adsorptiven Blattes hergestellt werden können, um eine Vielzahl von Fremdmaterialien einschließlich polarer Materialien wie Chloridionen, Ammoniumionen oder dergleichen in Gasen oder Flüssigkeiten zu adsorbieren und zu entfernen.
• Die Erfindung wird im folgenden im Detail beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
• Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des adsorptiven Blattes,
• Figur 2 eine ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen adsorptiven Blattes,
• Figur 3 einen Schnitt durch ein wasserdichtes erfindungsgemäßes adsorptives Blatt,
• Figuren 4, 5 und 6 Draufsichten verschiedener Ausführungsformen von Rotationsfiltern, die jeweils erfindungsgemäße adsorptive Blätter umfassen,
• Figur 7 eine Seitenansicht einer Vielzahl von Rotationsfiltern gemäß Figur 4, die rotierbar in gleichmäßigen Abständen auf einer einzigen Welle montiert sind und in einem geschnitten dargestellten Rohr angeordnet sind,
• Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Filters in Säulenform, das ein erfindungsgemäßes adsorptives Blatt enthält, und
• Figur 9 einen Längsschnitt des in ein Rohr eingebauten Filters gemäß Figur 8.
• Das in Figur 1 dargestellte adsorptive Blatt ist zusammengesetzt aus einem Vlies 2, das Adsorptionsfasern enthält, und einem Vlies 3, das synthetische Fasern enthält, die mit einer Oberfläche des Vlieses 2 in einer Schichtstruktur verbunden sind.
• Das Vlies 2 wird hergestellt durch Mischen von Adsorptionsfasern, wie aktivierten Kohlefasern, Ionenaustauscherfasern und dergleichen, mit synthetischen Fasern mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und synthetischen Fasern mit einer relativ niedrigen Schmelztemperatur und nachfolgendes Verbinden der so gemischten Fasern an ihren Kontaktstellen durch eine Erweichung der Fasern mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur.
• Übrigens ist es nicht notwendig, daß die Fasern relativ hoher Schmelztemperatur vollständig getrennt von den Fasern mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur sind; sie können einstückig als Verbundfasern gebildet werden, die sowohl ein Polymer mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und ein Polymer mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur umfassen. Es ist z. B. gegenüber einem kombinierten Fasertyp, bei dem die unterschiedlichen Fasern nebeneinander vorliegen, besonders bevorzugt, daß die Verbundfaser ein synthetisches Hochpolymer mit einer relativ hohen Schmelztemperatur als Kern und ein synthetisches Polymer mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur als Hülle enthält.
• Aktivierte Kohlefasern können durch Herstellung eines optisch isotropen faserbildenden Pechs durch Polymerisation von Kohlenteer hergestellt werden, wobei die Pechfaser durch Verspinnen des gebildeten Pechs im geschmolzenen Zustand gebildet wird und es verhindert wird, daß die gebildete Pechfaser schmilzt (d. h. stabilisiert wird) durch Behandlung bei einer Temperatur von 200 bis 400º C in einem oxidativen Gas und anschließende Überführung in einen aktivierten Zustand durch Durchführung einer Aktivierungsreaktion bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1000º C in einem aktivierenden Gas. Pech, das durch Bearbeitung von Schwerölen auf Petroleum- oder Kohlebasis hergestellt worden ist, kann auch als optisch anisotropes Pech benutzt werden.
• Dadurch, daß die Pechfaser nicht geschmolzen wird, hat die aktivierte Kohlefaser eine vergröberte Netzwerkstruktur. Durch Überführung der Pechfaser in einen aktivierten Zustand bekommt sie eine große Zahl von Mikroporen mit einem Durchmesser im Angström-Bereich auf ihrer Oberfläche, was zu einer merkbar vergrößerten Oberfläche führt. Die Adsorption von Fremdmaterial in Gasen und Flüssigkeiten, wie schlecht riechenden Komponenten, färbenden Komponenten und spezifischen Chemikalien, wird mit Hilfe dieser Mikroporen erreicht. Die Art des adsorbierten Materials wird durch den Durchmesser der Mikroporen festgelegt, und die Menge des adsorbierten Materials wird durch die Zahl, den Durchmesser und die Tiefe der Mikroporen bestimmt. Obwohl Durchmesser, Zahl, Tiefe oder dergleichen der Mikroporen in Abhängigkeit der Rohstoffe und der Herstellbedingungen variieren, bevorzugen wir es, daß jede Mikropore eine spezifische Oberfläche im Bereich von 500 bis 2500 m²/g hat. Weiterhin liegt der bevorzugte Durchmesser der aktivierten Kohlefaser im Bereich von 7 - 25 µm. Die aktivierte Kohlefaser kann entweder eine Filamentfaser oder eine Stapelfaser sein. Im Fall von Filamentfasern wird ein Filamentfaservlies durch Ziehen einer Zahl von Fasern, die unter dem Einfluß eines Luftstroms durch eine Spinndüse extrudiert werden, Dispergierung derselben in der Luft und willkürliche ("random") Ablage auf einer Maschine zur Bahnenherstellung hergestellt. Wenn Stapelfasern eingesetzt werden, wird ein Stapelfaservlies durch Schneiden der Fasern des vorgenannten Vlieses oder Schneiden von Filamentfasern auf eine geeignete Länge und anschließendes Herstellen des Vlieses unter Verwendung der so erhaltenen Stapelfasern hergestellt. Durch die Verwendung von aktivierter Kohlefaser können schlecht riechende Materialien wie Hydrogensulfid, Methylsulfid, Methylmercaptan, Trimetylamin, Ammoniak und dergleichen entfernt werden. Darüber hinaus können färbende Substanzen, Material auf Huminbasis, Phenol, chlorierte Kohlenwasserstoffe und dergleichen entfernt werden.
• Eine Ionenaustauscherfaser ist die Faser, die aus einem Harz hergestellt worden ist, das eine Ionenaustauschergruppe wie eine Anionenaustauschergruppe, eine Kationenaustauschergruppe, eine Chelatgruppe oder dergleichen enthält. Anionenaustauschergruppen schließen basische Austauschergruppen ein, die erhalten werden durch Behandlung von halogenalkylierter Faser mit tertiären Aminen wie Trimethylamin oder dergleichen oder sekundären Aminen wie Dipropylamin oder dergleichen. Kationenaustauschergruppen schließen stark sauere Kationenaustauschergruppen ein, die erhalten werden durch die Verwendung von Chlorsulfonsäure und dergleichen, und schwachsaure Kationenaustauschergruppen, die durch Verwendung von Carbonsäure oder dergleichen erhalten werden. Chelatgruppen schließen chelatbildende funktionelle Gruppen wie Iminodiessigsäure und dergleichen ein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf die spezifischen Ionenaustauschergruppen, die oben erwähnt sind, beschränkt. Bei Verwendung einer Ionenaustauscherfaser können saure Gase, wie Schwefelwasserstoff, Halogenwasserstoffe, schwefelhaltige saure Gase und dergleichen entfernt werden. Darüber hinaus können polare Materialien wie Chromsäure, Amine und dergleichen entfernt werden.
• Als synthetische Faser mit einer relativ hohen Schmelztemperatur werden synthetische Fasern aus Polyester, Polyolefin, Polyamid und dergleichen verwendet. Als synthetische Faser mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur bevorzugen wir den Einsatz von Fasern, die eine um wenigstens 40º C niedrigere Erweichungstemperatur als die ebenfalls vorhandene Faser mit der relativ hohen Schmelztemperatur hat. Obwohl vorzugsweise sowohl die Fasern mit dem relativ hohen als auch die mit dem niedrigeren Schmelzpunkt derselben Gruppe angehören, kann (auch) eine Kombination von unterschiedlichen Arten von synthetischen Fasern eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß die Fasern eine gewisse Affinität zueinander haben.
• Falls beide synthetische Fasern Polyester sind, wird vorzugsweise ein Polyester mit einer Erweichungstemperatur oberhalb von 240º C als relativ hochschmelzende Faser und ein Polyester mit einer Erweichungstemperatur im Bereich von 100 bis 150º C als relativ niedrig schmelzende Faser eingesetzt. Insbesondere wird die Faser mit der relativ niedrigeren Schmelztemperatur vorzugsweise durch eine Reaktion zwischen entweder einer dibasischen Säure oder ihren Derivaten, einem Glycol und einem oder mehreren anderen dibasischen Säuren oder Glycolen erhalten. Ein spezifisches Beispiel ist ein Polyestercopolymer, das Terephthalsäure, Isophtalsäure und Ethylenglycol als Hauptkomponenten enthält. Polyolefinfasern oder dergleichen können ebenfalls als Fasern mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur eingesetzt werden. Wenn Polyester für beide synthetischen Fasern verwendet wird, ist das Resultat in Bezug auf Fülle und elastische Rückstellfähigkeit ausgezeichnet. Andere Alternativen schließen die Verwendung von Polypropylen als relativ hochschmelzender Faser und Polyethylen, Polystyrol, Ethylenpropylencopolymer und dergleichen als relativ niedrig schmelzende Faser ein.
• Wie oben erwähnt, können die relativ hoch und die relativ niedrigen schmelzende Faser als Verbundfaser vorliegen. Die bevorzugte Feinheit der vorgenannten Verbundfaser ist kleiner als 10 den (=denier). Vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur hierauf beschränkt werden. Wir bevorzugen es weiterhin, daß die Feinheit des Polymers mit der relativ höheren Schmelztemperatur bei der Verbundfaser im Bereich von 1/2 bis 1/6 der Feinheit der gesamten Verbundfaser liegt.
• Wir bevorzugen, daß die Fasern mit der relativ hohen und der relativ niedrigen Schmelztemperatur auf eine Länge von 50 - 150 mm geschnitten werden und gekräuselt (gecrimpt) werden, um sicherzustellen, daß das Vermischen ("blending") mittels eines später zu beschreibenden Kremplers zufriedenstellend bewirkt wird und die Bindung zur adsorptiven Faser leicht erreicht wird.
• Wir werden nun im Detail beschreiben, wie eine Ausführungsform eines adsorptiven Blattes gemäß Figur 1 hergestellt werden kann. Adsorptionsfaser, synthetische Faser mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und synthetische Faser mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur werden einer Krempelmaschine oder einer ähnlichen Maschine zugeführt, in der sie dispergiert und miteinander gemischt werden, um ein Bahn zu bilden, und die so erhaltene Bahn wird einem Heißluftofen oder dergleichen zugeführt, in dem sie auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwischen der Erweichungstemperatur der relativ hochschmelzenden Faser und der relativ niedriger schmelzenden Faser liegt, um die Faser mit niedrigerer Schmelztemperatur zu erweichen, damit sie die andere Faser an ihren Kontaktpunkten bindet. Auf dieses Weise wird ein Vlies 2 mit Adsorptionsfasern erhalten, das eine gute Festigkeit, Füllfähigkeit und Elastizität hat, wie in Figur 1 dargestellt.
• Ein anderes Vlies 3 aus synthetischer Faser wird mit der unteren Fläche des Vlieses 2 in einer Schichtstruktur verbunden. Das Vlies 3 besteht nur aus synthetischer Faser wie Polyester, Polyamid, Polyolefin und dergleichen mit einem relativ hohen Schmelzpunkt, oder es besteht aus einer Mischung der vorgenannten synthetischen Fasern mit synthetischen Fasern, die eine relativ niedrige Schmelztemperatur haben, die im wesentlichen derjenigen der Fasern des Vlieses 2 ähnlich ist. Es sollte angemerkt werden, daß die synthetischen Fasern mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und diejenigen mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur als Verbundfasern vorliegen können. Weiterhin sollte angemerkt werden, daß dieses Vlies ebenfalls Adsorptionsfasern enthalten kann.
• Wenn beide Vliese 2 und 3 synthetische Fasern mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur enthalten, können sie durch Erweichung der Fasern mit der relativ niedrigeren Schmelztemperatur miteinander verbunden werden. Wenn das Vlies 3 keine Fasern mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur enthält, wird es vernadelt, um sicherzustellen, daß die Fasern der zwei Vliese 2 und 3 ausreichend miteinander verbunden werden, so daß die zwei Schichten des Vlieses nicht auseinanderfallen.
• Da das fertige adsorptive Blatt 1 das Vlies 3 aus synthetischer Faser als eine Schicht enthält, kann dieses Gewebe Staub, Nebel oder dergleichen Fremdmaterialien entfernen, die den Adsorptionseffekt der Adsorptionsfaser reduzieren könnten. Das adsorptives Blatt 1 hat daher eine verlängerte Standzeit.
• Als ein Beispiel wurde für ein aktiviertes Kohlefaservlies 2 Pech mit einer Erweichungstemperatur von 279,7º C (gemessen nach der Metra-Methode), einem Gehalt an unlöslicher Substanz (Q1) auf Quinolinbasis von 34,5 Gew.-% und einem Gehalt an unlöslichem Material (B1) an Aromaten von 79,0 Gew.-% als Rohmaterial eingesetzt (die Bestimmung von Q1 und B1 wurde gemäß dem japanischen Industriestandard K-2425 durchgeführt). Die visuelle Beurteilung mit einem Polarisationsmikroskop zeigte, daß dieses Pech optisch isotrop war. Es zeigte einen nicht- kristallinen Halo in seinem Röntgen-Pulverdiffraktions- Spektrum.
• 100 kg des vorgenannten isotropen Pechs wurden bei Raumtemperatur zerkleinert, und das zerkleinerte Pech wurde dem Schmelzteil einer Spinnmaschine zugeführt, die einen Einschraubenextruder mit einem Durchmesser von 40 mm aufwies. Das Pech, das bei einer Temperatur von 335º C im Schmelzzustand gehalten wurde, wurde durch eine Spinndüse mit 128 Extrusionsbohrungen mit einer Geschwindigkeit von 0,625 g/min pro Extrusionsbohrung extrudiert, um Pechfasern zu erzeugen. Die erzeugten Pechfasern wurden mittels eines Luftabsaugers abgezogen, mit einer Luftblasmaschine aufgelockert und dann willkürlich auf einem Förderband abgelegt, um eine Bahn zu bilden. Die so erhaltene Bahn wurde von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 200º C 30 Minuten lang in einer oxidativen Atmosphäre (50 Vol.-% NO&sub2;) erhitzt. Danach wurde es auf eine Temperatur von 400º C 90 Minuten lang erhitzt, wodurch es einen Zustand annimmt, in dem es nicht schmilzt. Weiterhin wurde die Vliesbahn 30 Minuten lang unter Verwendung von Dampf bei einer Aktivierungstemperatur von 850º C aktiviert.
• Die Adsorptionseigenschaften dieser aktivierten Kohlefaser ergaben sich durch eine spezifische Oberfläche von 1782 m²/g (gemessen nach der BET-Methode), eine Benzoladsorptionskraft von 45 Gew.-% (gemessen nach dem japanischen Industriestandard K-174) und einen mittleren Durchmesser der Mikroporen von 17 Angström, während die Fasereigenschaften dargestellt wurden durch einen Faserdurchmesser von 17 µm, eine Faserreißfestigkeit von 14 kg/mm², gemessen nach dem japanischen Industriestandard R-7601, einen Elastizitätsmodul von 1100 kg/mm² und eine Dehnung von 2,1 %.
• Faserbindemittel (hergestellt von Unitika Ltd. unter dem Handelsnamen "Melty" mit 4 denier pro Faser, einer Faserlänge von 51 mm, einer Faserreißfestigkeit von 3,2 g/denier, einer Dehnung von 45 % und einer Erweichungstemperatur von 110º C) wurde zu der aktivierten Kohlefaser unter Verwendung eines Rollkremplers mit Metalldrähten von 15/1000 Nadeln pro Zoll hinzugefügt, um eine gemischte Vliesbahn mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min zu bilden. Der Faserbinder war eine Verbundfaser, deren Kernteil aus Polyethylenterephtalat mit einer Erweichungstemperatur von 240º C und deren Umhüllungsteil aus einem Polyestercopolymerisat mit einer Erweichungstemperatur von 110º C bestand. Die erhaltene Bahn wurde mit einer Dichte von einer Nadel pro cm² mit Hilfe einer Vernadelungsmaschine vernadelt und dann mit einer heißen Preßwalze in heißem Zustand zusammengepreßt, um Dicke und Struktur der Bahn einzustellen, wodurch sich ein "Blatt" ergab.
• Für das Vlies 3 wurde eine Polyethylen-Terephtalatfaserbahn mithilfe einer Rollkrempelmaschine hergestellt, wobei Polyethylen-Terephtalatfaser mit einer Erweichungstemperatur von 240º C, einem Titer von 2 den pro Faser, einer Faserlänge von 51 mm, einer Faserreißfestigkeit von 4,5g/den und einer Dehnung von 32 %. Die Bahn wurde genadelt mithilfe einer Vernadelungsmaschine.
• Nachdem die Vliese 2 und 3 horizontal übereinander gelegt wurden, wurden sie genadelt mit einer Nadeldichte von 1 Nadel/cm² mithilfe einer Vernadelungsmaschine und dann mit einer heißen Preßwalze in heißem Zustand zusammengepreßt, um ihre gemeinsame Dicke und Struktur einzustellen, wodurch sich ein uniformes, flaches Blatt ergab.
• Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform des adsorptiven Blattes 11, die ebenfalls in Übereinstimmung mit der Erfindung ist und synthetische Faservliese 13 und 14 aufweist, die in einer Schichtstruktur mit beiden Seiten eines Adsorptionsfasern enthaltenden Vlieses 12 verbunden sind. Das Vlies 12 hat dieselbe Struktur wie Vlies 2, und das Vlies 13 und 14 haben dieselbe Struktur wie Vlies 3. Falls die Vliese 13 und 14 Fasern mit relativ niedriger Schmelztemperatur enthalten, kann die Befestigung der Vliese 13 und 14 an dem Vlies 12 durch Hitzebindung erreicht werden, während diese Befestigung durch Vernadelung erreicht wird, wenn sie keine Fasern mit relativ niedriger Schmelztemperatur enthalten. Eines oder beide der Vliese 13 und 14 können Fasern mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur enthalten. Durch diese Struktur, bei der die synthetischen Faservliese 13 und 14 mit beiden Seiten des Adsorptionsvlieses 12 in einer Schichtstruktur verbunden sind, können eine unerwartete Trennung (Herabfallen) der Adsorptionsfasern und das Anhaften von verschmutztem Material aufgrund des direkten Kontakts mit den Adsorptionsfasern verhindert werden, wodurch ein zusätzlicher Vorteil über diejenigen hinaus, die bei der ersten beschriebenen Ausführungsform vorliegen, erreicht werden.
• Ein steifes Blatt kann zwischen die Vliese 2 oder 12 und das Vlies 3, 13 oder 14 eingebettet werden. Ein gewebtes oder gewirktes Gewebeblatt, ein Netz oder dergleichen, hergestellt von Metall- oder Kunststoffmaterial, kann als steifes Blatt eingesetzt werden. Da Adsorptionsfasern mit relativ niedriger Festigkeit mit synthetischen Fasern und einem steifen Blatt bei dieser Konstruktion verstärkt werden, hat das adsorptives Blatt ausgezeichnete Festigkeit und kann in einem weiten Bereich von Anwendungen eingesetzt werden.
• Verschiedene Materialien können bei den Vliesen 2 und 12 und die Vliese 3, 13 und 14 verwendet werden. Wenn z. B. Kupferfasern mit einem extrem kleinen Durchmesser im Bereich von 20 bis 40 µm in eine der Schichten, die das Blatt bilden, eingeschlossen werden, können seine bakteriziden und antistatischen Eigenschaften verbessert werden. Weiterhin wird die Wasseradsorptionsfähigkeit verstärkt, wenn eine wasseradsorbierende Faser eingeschlossen wird.
• Ein wasserdichtes adsorptives Blatt 20 gemäß Figur 3 umfaßt ein adsorptives Blatt 21 wie in Figur 1, das mit einem luftdurchlässigen wasserdichten Blatt 22 abgedeckt ist. Das luftdurchlässige wasserdichte Blatt 22 umfaßt ein Blatt aus hydrophobem Kunststoff mit einer großen Zahl von feinen Poren. Blätter von Polyolefin, Fluorkohlenwasserstoffharzen, Polyaminosäuren und dergleichen können als Kunststoffblatt eingesetzt werden. Zur Erzeugung der feinen Poren können verschiedene Mittel, wie z. B. Laserbestrahlung und dergleichen angewandt werden. Wir bevorzugen es, daß jede der feinen Poren eine Form hat, bei der der Porendurchmesser an den äußeren Enden der Pore kleiner ist als in ihrem mittleren Teil. Um eine solche Konfiguration herzustellen, kann jedes Ende der Pore kontrahiert werden oder ein anderes Material hinzugefügt bekommen, das sich später verfestigt. Wenn das Kunststoffblatt feine Poren dieser Konfiguration aufweist, hat das resultierende Blatt gute Wasserdichtigkeit und gute Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, wie wir gefunden haben. Das Adsorptionsfaserblatt 21 kann das Äquivalent der Adsorptionsvliese 2 und 12 sein. Das so erhaltene wasserdichte adsorptives Blatt 20 kann so benutzt werden wie es ist. Ein wasseradsorbierendes Tuch oder dergleichen kann in einer Schichtstruktur auf seiner Außenseite angebracht werden, oder sein äußerer Umfang kann mit einem wasseradsorbierenden Tuch von Baumwolle, Wolle, Kunstseide oder dergleichen Material oder einem Tuch aus synthetischen Fasern oder dergleichen Material abgedeckt werden.
• Das wasserdichte adsorptives Blatt 20 kann als Feudel oder als Deodorierungstuch eingesetzt werden.
• Erfindungsgemäß aufgebaute adsorptive Blätter können für den Gebrauch als Reinigungsfilter zur Luftreinigung in einer Fabrik, einem Raum oder dergleichen oder zur Reinigung von Flüssigkeiten, die farbige Komponenten oder dergleichen enthalten, gestaltet werden. Zusätzlich können solche Blätter für den Gebrauch in der Medizin gestaltet werden, beispielsweise Masken, medizinische Tücher, medizinische Kleidung, als Basisgewebe für Umschläge, Bandagen oder dergleichen, oder als Abdeckungen, Windeln, physiologische Waren, Staubsäcke für Küchenabfälle, Vorhänge, Handschuhe, Feuerschutzvorrichtungen usw..
• Figur 4 zeigt die Verwendung eines erfindungsgemäßen adsorptiven Blattes in einem Filter 30, das eine Vielzahl von Flügeln 31 aus dem adsorptives Blatt und eine Nabe 32 umfaßt. Jeder der Flügel 31 aus dem adsorptiven Blatt hat eine im wesentlichen elliptische Form. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur hierauf beschränkt sein. Die Flügel 31 können verschiedene Formen, wie z. B. runde Formen annehmen. Die Vielzahl der Flügel 31 aus dem adsorptives Blatt sind an dem äußeren Umfang der Nabe 32 geneigt wie bei einem Propeller angeordnet. Wenn sie in der Zuflußrichtung der Luft oder der Flüssigkeit betrachtet werden, überlappen sich die Flügel 31 teilweise. Da die Flügel 31 mit der Nabe in einer überlappenden Beziehung verbunden sind, kommen sie mit hoher Effizienz mit der Luft oder der Flüssigkeit in Kontakt. Da sie mit der Nabe 32 in einem geneigten Zustand wie bei einem Propeller verbunden sind, fließt darüber hinaus Luft oder Flüssigkeit, ohne von den Flügeln 31 gestoppt zu werden, wobei sie an den Flügeln entlangfließen, nachdem sie mit diesen in Kontakt gekommen sind. Luft oder Flüssigkeit passieren so den Zwischenraum zwischen benachbarten Flügeln 31. Als Ergebnis werden Luft oder Flüssigkeit mit minimalem Druckverlust durch das Filter geführt, wodurch entsprechende Energie gespart wird.
• Da die adsorptiven Flügel 31 durch eine durch die Nabe 32 geführte Welle in Rotation versetzt werden, kommen sie erhöht mit der Luft oder der Flüssigkeit in Kontakt, was dazu führt, daß Fremdmaterialien, wie übel riechende Materialien oder dergleichen, mit einer hohen Effizienz entfernt werden.
• Die Flügel 31 werden aus dem vorgenannten adsorptiven Blatt oder aus Adsorptionsvlies hergestellt. Es ist besonders vorteilhaft, daß sie aus einer Faser vom Kern- Hülle-Typ hergestellt werden. Jeder der Flügel 31 wird aus einer einzelnen Schicht oder einem einzigen Blatt 1 oder 11 oder aus Adsorptionsvliesen 2 oder 12 gebildet. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur hierauf beschränkt werden. Alternativ können sie in Form einer Vielschicht-Struktur gebildet werden, bei der die äußere Schicht aus einem Blatt 1 oder 11 oder aus Adsorptionsvlies 2 oder 12 hergestellt ist und bei der die innere Schicht aus einem Netz oder Gitter von metallischem Material oder Kunststoffmaterial, Papiervlies oder aus einem geformten Kunststoffmaterial oder dergleichen besteht. Wenn undurchlässige Materialien wie Metall, Kunststoffmaterial oder dergleichen für die innere Schicht verwendet wird, wird eine erhöhte Festigkeit erreicht; die Entfernung von Fremdmaterialien, wie schlecht riechenden Materialien oder dergleichen, wird jedoch nur durch den Kontakt mit dem Gas oder der Flüssigkeit erreicht, weil kein Gas oder keine Flüssigkeit hindurchtreten kann. Andererseits wird, wenn relativ hochfeste poröse Materialien wie ein Netz oder dergleichen als innere Schicht angewandt werden, nicht nur eine erhöhte Festigkeit sichergestellt, sondern es wird auch ein verbesserter Kontakt mit dem Gas oder der Flüssigkeit aufgrund der Tatsache erreicht, daß das Gas oder die Flüssigkeit nun durch die Flügel treten können, was dazu führt, daß die Effizienz der Entfernung von übel riechenden Materialien und dergleichen erhöht wird.
• Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, kann ein Filter vom Rotationstyp eine Vielzahl von Flügeln umfassen, die aus einem adsorptives Blatt hergestellt worden sind und im Zentrum miteinander verbunden sind. Wie in Figur 5 gezeigt, kann z. B. ein Filter 40 vom Rotationstyp aus einem kreisförmigen adsorptiven Blatt dadurch hergestellt werden, daß eine Vielzahl von Ausstanzungen gebildet wird, die sich radial nach innen in Richtung auf einen zentralen Teil 43 erstrecken, um eine Vielzahl von Flügeln 41 zu bilden, daß man jeden dieser Flügel 41 neigt, sie thermisch fixiert und dann zwei Naben 42 mit dem zentralen Teil 43 verbindet. Wie in Figur 6 gezeigt, kann weiterhin ein Filter 50 vom Rotationstyp dadurch hergestellt werden, daß man Schnitte ausführt, von denen sich jeder von einer Ecke eines quadratischen Blattes zu dessen Zentrum erstreckt, um eine Vielzahl von Flügeln 51 zu bilden, das man eine Kante der vier Klingen 51 zum Zentrum faltet und dann die gefalteten Flügel 51 mit zwei im Zentrum angeordneten Naben 52 fest verbindet.
• Um die Kontaktwirksamkeit mit Gas oder Flüssigkeit zu erhöhen, ist es möglich die Fläche jedes Flügels, die Zahl der Flügel und den Abstand zwischen benachbarten Flügeln zu wechseln. Das Filter vom Rotationstyp kann mit einer Rotationswelle fest verbunden werden, um sicherzustellen, daß es nicht rotiert. Wie in Figur 7 gezeigt, kann eine Vielzahl von Rotationsfiltern 60, von denen jedes eine Vielzahl von Flügel 61 und eine Nabe 62 umfaßt, in der Flußrichtung der Luft oder der Flüssigkeit angeordnet werden.
• Neben den in den Zeichnungen dargestellten Filtern des Rotationstyps können Filter erfindungsgemäß andere Formen annehmen. Unsere Filter haben eine gute Kontakteffizienz mit Gas oder Flüssigkeit gezeigt. Praktische Ausführungsformen können im wesentlichen Fremdmaterialien wie schlecht riechende Materialien, färbende Materialien und dergleichen in Gasen oder Flüssigkeiten vollständig adsorbieren und entfernen.
• Filter vom Rotationstyp können eingesetzt werden zur Entfernung verschiedener Fremdmaterialien in Gas (z. B. Abgas aus einem Diazo-Kopierer oder Flüssigkeit, und darüber hinaus können sie übel riechende Materialien und dergleichen in einem Raum, Kühlschrank oder dergleichen entfernen.
• Die Figuren 8 und 9 zeigen ein Adsorptionsfilter 70, das eine säulenförmige Adsorptionsmasse 71 hat und mit einem wasserundurchlässigen Film 72 bedeckt ist. Letzteres kann aus synthetischen Harz wie Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyester oder dergleichen Materialien hergestellt sein. Im Idealfall sollte der Film eine wesentliche thermische Schrumpfung aufweisen, so daß er bei Erhitzung in engen Kontakt mit dem säulenförmigen Adsorptionsmaterial 71 schrumpft. Die Adsorptionsmasse 71 wird durch straffes Aufrollen eines adsorptiven Blattes 1 oder 11 oder eines Adsorptionvlieses 2 oder 12 gebildet. Das Adsorptionsfilter 70 wird in ein Rohr 73 eingesetzt benutzt. Aufgrund der Tatsache, daß die Adsorptionsmasse 71 mit einem wasserundurchlässigen Film 72 bedeckt ist, bestehen keine Bedenken, daß zu filternde Flüssigkeit durch den Film 72 nach außen austreten könnte. Ferner kann jede Leckage von Flüssigkeit an den Enden des Filters verhindert werden durch Einbau eines Bauteils an den Enden, wobei die äußere periphere Fläche des Filters abgedeckt ist. Dadurch, daß man die Länge des undurchlässigen Films 72 länger macht als die Länge der Adsorptionsmasse 71 und einen überstehenden Teil des Films flüssigkeitsdicht mit dem Rohr verbindet, kann jede Leckage von zu filternder Flüssigkeit zuverlässig verhindert werden.

Claims (13)

1. Adsorptives Blatt, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Vlies umfaßt, das Adsorptionsfasern enthält und hergestellt worden ist aus einer Mischung von synthetischen Fasern mit einer relativ hohen Schmelztemperatur, synthetischen Fasern mit einer relativ niedrigen Schmelztemperatur und Adsorptionsfasern, wobei Kontaktpunkte zwischen den Fasern mit der relativ niedrigeren Schmelztemperatur und anderen Fasern durch Erweichung der Fasern mit der relativ niedrigen Schmelztemperatur untereinander verbunden werden.

2. Blatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zweites Vlies umfaßt, das synthetische Fasern enthält und synthetische Fasern mit einer relativ hohen Schmelztemperatur und gegebenenfalls synthetische Fasern mit einer relativ niedrigen Schmelztemperatur einschließt, wobei das zweite Vlies in einer Schichtstruktur mit wenigstens einer Oberfläche des ersten Vlieses verbunden ist.

3. Blatt nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsfasern aktivierte Kohlefaser und/oder Ionenaustauscherfasern umfassen.

4. Blatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser mit relativ hoher Schmelztemperatur und die Faser mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur in derselben Schicht einheitlich als Verbundfaser ausgebildet sind.

5. Blatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfaser so aufgebaut ist, daß ein synthetisches Polymer mit einer relativ hohen Schmelztemperatur als Kernkomponente und ein synthetisches Polymer mit einer relativ niedrigeren Schmelztemperatur als Umhüllungskomponente dienen.

6. Blatt nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Vlies dadurch miteinander verbunden worden sind, daß man die Fasern mit relativ niedrigerer Schmelztemperatur erweichen läßt, um die beiden Gewebe untrennbar miteinander zu verbinden.

7. Blatt nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Vlies dadurch miteinander verbunden sind, daß die Fasern durch Vernadelung miteinander verfilzt sind.

8. Blatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein steifes Blatt zwischen zwei Vliesschichten eingebettet ist, und zwar vorzugsweise zwischen zwei Adsorptionsfasergewebeschichten.

9. Blatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem luftdurchlässigen wasserdichten Blatt abgedeckt ist.

10. Filter, umfassend ein adsorptives Blatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsfaserblatt in den Flügeln, Paddeln oder Scheiben eines Filters vom Rotationstyp eingesetzt wird.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Flügeln, die das adsorptives Blatt umfassen, mit Abstand zueinander fest mit einer Nabe verbunden sind, die auf einer Rotationswelle fest montiert ist, oder mit einer Nabe, die rotierbar auf einer stationären Welle montiert ist.

13. Filter in Säulenform, dadurch gekennzeichnet, daß es ein adsorptives Blatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt, das zu einer Säulenform aufgerollt und gas- und flüssigkeitsdicht mit einem gas- und flüssigkeitsundurchlässigen Film bedeckt ist.