DE1013263B - Verfahren zur Herstellung von Filtern aus koernigem Kunststoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Filtern aus körnigem Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Filtern aus Kunststoff. Filter aus Kunststoffen sind an sich bekannt, z. B. als sogenannte elektrostatische Luftfilter. Bei diesen wird die bekannte Eigenschaft mancher Kunstsltoffe ausgenutzt, daß sie sich durch die Bewegung der durchtretenden I, uft elektrostatisch aufladen und dadurch eine wesentlich größere Aktivität zeigen als normale mechanische Filter mit sonst vergleichbaren Abmessungen.
• Bei Verwendung von Kunststoffen für den Auf-I) au der Filter kommt man also bei mindestens gleicher Lwistung gegenüber gewöhnlichen mechanischen Filtern, die nicht aus Kunststoff bestehen, mit geringerem Volumen und Gewicht bei meist erheblich einfacherem Aufhau aus.
• Bisher sind für die Herstellung derartiger Kunststoffilter bevorzugt solche Kunststoffe verwendet worden, die sich durch Ziehen, Verspritzen oder Vergießen in die Form von Folien oder Fäden bringen lassen. Aus den Folien wurden na, ch Wellung und gegebenenfalls zusätzlicher Lochung poröse Wickel hergestellt, die dann als Filterkörper dienen. Beim Aufbau gitter-und gewebeartiger Kunststoffilter wird von Kunststoffäden ausgegangen. Bei dem Aufbau der letztgenannten Filter wird zusätzlich von der Tatsache Gebrauch gemacht, diaß zackige, fransige und aufgelockerte Oberflächen info, lge ihrer Spitzenwirkung glatten Obernächen überlegen sind, weswegen die Fäden entsprechend behandelt oder gegebenenfalls Asbest oder sonstige Fasern, mit einem dünnen Kunststoffüberzug versehen, mit zum Aufbau der Filter verwendet werden.
• Filter der geschilderten Art finden ein weites Anwendungsgebiet bei der Reinigung von Luft und Gasen für die verschiedensten Zwecke, beispielsweise beim Ansaugen von Luft als Verbrennungs-oder Kühlmittel in Diesel-oder Ottomotoren, Reinigun, g der Luft von Pollenstaub in Sanatorien und Krankenhäusern. Be-und Entlüftung von Räumen ohne ausreichende Ventilation usw.
• Es sind bereits Filterkörper bekanntgeworden, die aus körnigem Kunststoffmaterial hergestellt sind, wobei die einzelnen Körner des Materials an ihren BerVithrungsstellen im Zustand lockerer Lagerung miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann durch Verfritten od. dgl. hergestellt werden. Es ist ferner bekannt,zurHerstellung von Filtern Kunststoffe in Verbindung mit Weichmachern in der Weise zu verwenden, daR Gemische dieser Kunststoffe mit den Weichmachern und porenerzeugenden Stoffen zu Filterkörpern geformt und dann längere Zeit auf einer Temperatur von etwa 150 bis 160° gehalten werden. Die zugegebenen Stoffe haben dabei die Auf- gabe, die Poren zu bilden, wobei sie entweder im Filtermedium verbldiben oder nach dessen Formung wieder daraus entfernt werden.
• Nach einem weiteren Vorschlag ist ein Verfahren zur Behandlung von faserförmigen oder kornigen Filterkörpern bekantgeworden, welches darin besteht, in die Filterkörper oder auf deren Oberfläche Kunststoffpartikeln aus Dispersionen zu bringen, wobei das Dispersionsmittel nachträglich durch Verdampfen entfernt wird. Durch diese Maßnahme soll die Blockierung aktiver Zentren der Fasern und Zusatzstoffe 3e vermieden und dadu, rch die Filterwirkung erhöht werden. Einem weiteren bekannten Herstellungsverfahren von Kunststoffiltern zufolge werden Fasern und Gewebe aus Kunststoff zunächst kalt gepreßt und dann in erhitzten Formen solcher Form nachgepreßt, daß die Fasern und Gewebe an den nachgepreßten Stellen zu einem Versteifungsgerüst verdichtet werden. Um eine größere Porosität der so hergestellten Filterkörper zu erreichen, können den Kunststoffasern Füllstoffe zugesetzt werden, die nach Fertigstellung des Gebildes wieder herausgelöst werden. Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Filter sind bezüglich ihrer Filterwirkung nicht immer geeignet, vor allem dann nicht, wenn an diese besonders hohe Anforderungen bezücligh der Adsorption von Giftstoffen gestellt werden. Es ist anzunehmen, daß ein Grund hierfür darin liegt, daß die Poren der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Filter zu grob sind oder daß die Oberflächen der eingelagerten Aktivstoffe nicht genügend frei bleiben, so dfaß ihre Adsorptionsleistung erheblich herabgesetzt wird.
• Gemäß der Erfindung wird nun ein Verfahren zur Herstedlung von Filterkörpern aus körnigem Kunststoff beschrieben, welche die bestehenden Nachteile nicht aufweisen. Das ernndungsgemäße Verfähren ist dadurch gekennzeichnet, daß dem körnigen Kunststoff vor dem drucklos und kurzzeitig erfolgenden Erhitzen unterhalb seines Schmelzpunktes pulverförmige Stoffe, wie Silikagel, Aktivkohle usw., beigemischt werden. Durch diese Maßnahme bleibt nicht nur die Oberfläche der Kunststoffkörner, sondern auch die Oberfläche der zugegebenen Aktivstoffe weitestgehend frei. Die erfindungsgemäß hergestellten Filter können auch ferner für die Filteung jeden Mediums, gegen das die gewählten Kunststoffe beständig sind, also gleidhgültig ob es sich um Flüssigkeiten oder Gase handelt, Verwendung finden.
• Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Filter mit sehr feinen Poren erzeugt werden können, dürfte den neuartigen Filtern als besonders aussichtsreiches Anwendungsgebiet vor allen Dingen das der Feinstaubfilterung, welches bei der Abscheidung von Staub aus hygienischen Gründen eine hohe volkswirtschaftliche Bedeutung hat, zukommen. Gedacht ist dabei unter anderem an Feinstaubfilter für Gasschutzgeräte und Staubmasken zur Vermeidung von gesundheitlichen Schäden (chemische Gase. Silikose usw.).
• Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugegebenen Stoffe können so ausgewählt werden, daß sie je nach dem Verwendungszweck des Filters auf das zu reinigende Medium zusätzliche Wirkung ausüben. So kann beispielsweise Silikagel mit eingelagert werden, um eine Trocknung eines zu filternden Gases herbeizuführen. Die Einlagerung von Aktivkohle kann erfolgen, um gleichzeitig noch die starke Adsorptionswirkung von Aktivkohle gegenüber dem zu reinigenden Medium, z. B. Rauchgase, auszunutzen. Die Einlagerung von Asbestfäden kann vorgenommen werden, um die Filterwirkung dieser feinen Fäden-mit ihrer hochaktiven Oberfläche zusätzlich auszunutzen. Die gewählten Beispiele lassen sich, wie ersichtlich, beliebig vermehren. Es dürfte ohne weiteres verständlich sein, daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene neuartige Art der Herstellung von Kunststoffiltern geradezu ideale Möglichkeiten für den Aufbau der Filter und die Kombination von Filterwerkstoffen bietet.
• Als Kunstostoffe für den Aufbau der Filter kommen in Frage : Zellulosederivate (z. B. Nitrozellulose, Azetylzellulose, Athylzellulose und Hvdratzellulose), Harze (z. B. Naturharze, Phenolharze, Harnstoßharze, und Melaminharze) und Polymeren (z. B. Polyamide, Polymethylmethakrylate, Polyakrylnitril, Polyvinylchlorid und seine Polymeren, Polystyrol, Polyisobutylen, Polyöthylen und seine Fluorderivate sowie schließlich Wachse).
• Die Überführung der erwähnten Stoffe in die körnige bzw. pulverige Form kann beispielsweise geschehen durch Schmelzen des betreffenden Stoffes und Verdüsen der Schmelze mittels Wasser oder Preßluft.
• Es sind aber auch andere Herstellungsarten durchaus s mögich. Die bekannten Arten der Eunststoffpulverbsrstellung sind nicht Gegenstand der Erfindung.
• Ob bei dem weiteren Erzeugungsverfahren durch Absiebung zunächst Siebfraktionen möglichst gleicher Korngröße hergestellt und diese für die Erzeugung der Filter benutzt oder bestimmte Siebfraktionen gemeinsam verwendet werden, richtet sich nach dem Zweck, dem das Filter dienen soll.
• Zweck, dem das F'ilter dienen soll.
• Dem Pulver aus ausgewähltenKörnern,werdientujSS) Aktivstoffe beigemischt und in entsprechende Formez aus Metall, Graphit oder Keramik lose eingefüllt-oder gegebenenfalls beim Einfüllen einer leichten Pressung unterworfen. Die so ovrbereiteten Formen werden bei der Erweichungstemperatur des jeweils verwendeten Kunststoffes, jedenfalls genügend unterhalb ihres Schmelzpunktes, kurzzeitit erhitzt, so daß es zur Bildung eines porösen Kunststoffsinterkörpers komnat. bei dem die einzelnen, in ihrer Gestalt weitgehenderhalten gebliebenen Kunststoffteilchen an ihren gegenseitigen Berührungspunkten zusammengesintert s@@@ Die Zusatzstoffe werden beim Sintervogang in den porösen Kunststoffsinterkörper mit eingebundeit und jeweils innerhalb des porösen Kunststoffkörper @@@ der Stelle festgehalten, an der sich die einzeln-ea-'lgß chen beim Einfüllen zufällig einlagerten. Dabei'tßN ihre Oberfläche weitestgehend erhalgen. Bei der S@@@ terung ist die angewandte Atmosphäre natürlich d@r Art des verwendeten Kunststoffes anzupassen, damit keine unerwünschten Veränderungen während. dat Sinterung eintreten können. Die so erzeugten porosen Sinterkörper haben eine erstaunliche Festigkeit @@@ ist verständlich, daß sich auf die geschliderte Werse beliebige Formen für die Filgerköprper erzeugen lassen und daß es mögloich ist, die Gestalt der Filter kö@@@@ ohne weiteres den Gegebenheiten anzupassen, die @@@@ der Befestigung oder dem Einsetzen dieser Teile @@ die Filtergehause, Rahrleitungen od. dgl. vorisJ Die Porosität läßt sich beeinflussen durch Kormor@@@ und Korngröße des verwendeten Kusntstoffpul @@@@ Vermischung verschiedener Siebfraktionen, f@@@@@ durch angewandte Fülltechnik sowie schließlich d@@@ die gewählte Singerdauer und Sintertemperatur.
• Wie schon oben angedeutet, lasssen sich Filter der geschilderten Art zum Filtern von Flüssigkeiten, sowet sic den verwendeten Kunstston'nichtangreifea,! vor allen Dingen zur Reinigung von Gasen, Diirn,.
• Rauch usw. mit bestem Erfolg verwenden.'',!,','j Erwähnt sei nur der Einsatz als Feinstaubunt für Gasschutzgeräte und Staubmasken sowies@@@@ Rauchfilter. z. B. in Spitzen für Zigarren und Zige rettem spwoe a;s Eomlage in Tabakpfeifen.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H: Verfahren zur Herstellung von Filtern aus körnigem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß dem körnigen Kunststoff vor dem drucklos kurzzeitit erfolgenden Erfitaen unterhalb selies Schmelzpunktes pulverförmige Stoffe, wie S@@ kagel, Aktivkohle usw., beigemischt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften : L Deutsche Patentschriften Nr. 887 265, 745 49' 716120,601436;.: deutschePatentanmeldungenSeh1265IVc/1.2' S 26512IVc/12d ; schweizerische Patentschriften Nr. 295037,''''a 176366.