CH629137A5 - Textile material with incorporated granular solid material - Google Patents

Description

  
 

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   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. 

Claims (8)

1. 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. 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. 3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der textilen Schichten aus Vlies mit eingenadeltem Gewebe besteht.
4. 4. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der textilen Schichten aus Vlies mit angenadeltem Gewebe besteht.
5. 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. 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. 7. Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern durch sich überschneidende Vernadelungsnähte gebildet werden.
8. 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. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.