CH650699A5

CH650699A5 - Matte zur behandlung von gasen und daempfen.

Info

Publication number: CH650699A5
Application number: CH1359/79A
Authority: CH
Inventors: Max Klein
Original assignee: Max Klein
Priority date: 1978-02-13
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1985-08-15
Also published as: BE874060A; FR2422429A1; NO152238C; ZA79647B; IT7947922A0; GB2015056A; IL56637A; BR7900874A; FI790475A; MX151433A; AT372875B; DK55179A; SE434015B; FI69762B; DE2905212A1; IL56637A0; NO152238B; FI69762C; SE7901213L; ATA105079A

Description

' Die vorliegende Erfindung betrifft eine gegenüber Gasen und/oder dampfförmigen fliessenden Strömen durchlässige 55 Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen.

Die erfindungsgemässen Matten sollen eine gute Festigkeit und Porosität aufweisen, sodass ein guter Durchfluss von Gasen oder dampfförmigen fliessenden Strömen gewährleistet ist. Ferner sollen sie jedoch eine ausreichende 60 Dichte besitzen, um fein verteilte Feststoffteilchen und/oder mitgerissene Flüssigkeitströpfchen aus Aerosolen und gasförmigen oder dampfförmigen fliessenden Strömen auszu-filtrieren. Ferner sollen die Matten bewirken, dass flüssige Tröpfchen, die von den genannten gasförmigen oder dampf-65 förmigen Strömen mitgerissen wurden, zusammenfliessen. Schliesslich sollen die Matten in der Lage sein, gewisse Gase aus den gasförmigen oder dampfförmigen Strömen zu entfernen.

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Die erfindungsgemässen Matten enthalten als wesentlichen Bestandteil Glasfasern mit sehr kleinen Durchmessern, beispielsweise einem durchschnittlichen Durchmesser von 6,3 x 10~3 mm und ferner Mikropartikeln und mindestens ein Bindemittel.

Es sind Vliese aus reinen Glasfasern bekannt, die mit Polyvinylalkohol, das zu 98% hydrolisiert ist, gebunden sind. Es sei in diesem Zusammenhang auf das Material mit der Bezeichnung Owens-Corning DE 636 verwiesen, das im Beispiel 1 näher erläutert ist.

Die Verwendbarkeit dieser Vliese aus Glasfasern war jedoch ziemlich eingeschränkt. Beispielsweise wurden sie als Trennvorrichtung für Akkumulatorplatten verwendet und als Basis für Dachpappen, bzw. Dachdeckermaterialien, welche mit Teer bedeckt werden sollten. Jedoch ist die Verwendung eines Vlieses aus Glasfasern und Polyvinylalkohol (PVA) zur Behandlung von fluiden Medien, wie oben beschrieben, nicht bekannt.

Seit Jahren sind verschiedene Industriezweige mit den Problemen von Feststoffteilchen oder feinen Tröpfchen von Flüssigkeiten oder gefahrlichen Gasen, welche in die Arbeitsbereiche eintreten und oft durch Ventilationen oder Rauchabzüge in die umgebende Atmosphäre abgegeben werden, konfrontiert und sie müssen diese schwierigen Umweltprobleme lösen. In manchen Fällen handelt es sich dabei nur um Staubteilchen von der Arbeit mit anorganischen Materialien wie z. B. die Gewinnung von Mineralien aus Erzen oder die Staubentwicklung bei Mal- oder Poliervorgängen.

In anderen Fällen spielen auch Flüssigkeitströpfchen mit, welche aus chemischen Operationen mitgerissen werden, wie z.B. bei der elektrolytischen Metallveredlung, bei der Sprüh-beschichtung von irgendwelchen Gegenständen oder bei der Herstellung von bestimmten Kunstharzen. In anderen Fällen kann es sich um gefährliche Gase handeln, wie z.B. Schwefeldioxid, das in die Atmosphäre eingebracht wird, beispielsweise durch Verbrennen von Brennstoffölen oder bituminöser Kohle mit hohem Schwefelgehalt. Die Herstellung eines Polyphenylenoxids-polystyrolmischpolymeren bewirkt die teilweise Abgabe von einverteilten Kunstharzteilchen oder Pellets, Staubteilchen und ölige Weichmachertröpfchen, die offensichtlich in Form eines Aerosoles in die Luft mitgerissen werden.

Bisher wurden einige Anstrengungen unternommen um diese Probleme zu bewältigen, und zwar beispielsweise indem man (i) ein Filtermedium anwandte, wie z.B. Matten aus Glasfasern, welche mittels eines Phenolformaldehyd-harzbindemittels abgebunden waren, oder (ii) Glaswolle-Luftfilter in Fensteröffnungen oder anderen Auslassöffnungen. Jedoch sind alle diese Filtermedien im allgemeinen ziemlich dick und doch nicht dicht genug um feinere Teilchen oder Gase zurückzuhalten und dementsprechend werden in unerwünschter Weise fluide Medien durch diese hindurchgelassen und treten in die Atmosphäre aus. Darüberhinaus weisen manche dieser Matten unter anderen Nachteilen auch eine unerwünscht niedrige Reissfestigkeit auf, was zu zu häufigen Brüchen und Rissen führt, wodurch ihre Verwendbarkeitsdauer unterbrochen wird, und es werden zeitraubende Reparaturen notwendig.

Andere Versuche schliessen beispielsweise die Anwendung von elektrostatischen Stammabscheiden ein, wie z. B. den seit langem bekannten Cottrell elektrostatischen Abscheider, aber diese Vorrichtungen sind bezüglich der Installation, des Betriebes und der Wartung sehr kostspielig und sie halten keinerlei Gase zurück, wie z.B. Schwefeldioxid.

Überraschenderweise zeigte es sich, dass die oben genannten Nachteile durch die erfindungsgemässen Matten behoben werden können, die gegenüber Gasen und/oder dampfförmigen fliessenden Strömen durchlässig sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine gegenüber Gasen und/oder dampfförmigen fliessenden Strömen durchlässige Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die folgenden Bestandteile enthält:

(a) Glasfasern, die eine Länge von 6,3 mm bis unterhalb einer Länge, bei der eine Neigung zur Ausbildung von schnurartigen Faserverwicklungen besteht, aufweisen und einen Durchmesser von 3 • 10"3 bis 12 • 10~3 mm besitzen

(b) Mikropartikel eines geschäumten thermoplastischen Polymermateriales, das im geschäumten Zustand nicht brüchig ist und welches aus der Gruppe von Polymermaterialien ausgewählt ist, die Styrolpolymere, niedere Polyolefine aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten und Poly-methylpenten umfasst oder

(b') Mikropartikel aus einem flexiblen geschäumten Polyurethan und

(c) mindestens ein Bindemittel, das ausgewählt ist aus

(ca) einem verträglichen organischen Bindemittel, welches in kaltem Wasser unlöslich und in heissem Wasser löslich ist und welches gegenüber den Glasfasern, den Mikropartikeln und irgendwelchen anderen Bestandteilen der Matte inert ist oder

(cb) einer Mischung aus verfilzten Baumwollfasern und irgendwelchen dieser Mikropartikeln,

und wobei das Bindemittel über die ganze Matte verteilt enthalten ist und die Komponenten der Matte in den folgenden Mengenverhältnissen anwesend sind:

(A) die Mikropartikel in einer Menge von 2-50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte

(B) das Bindemittel in einer Menge von 2-10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte, falls ein organisches Bindemittel verwendet wird und im Bereich von 5,8-11 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte, wenn eine Mischung aus Bindemitteln eingesetzt wird und

(C) die Glasfasern in einer Menge entsprechend dem Rest auf 100 Gew.-% der fertigen Matte und wobei die fertige Matte eine Zugfestigkeit von 0,2-5,3 kg pro cm aufweist.

Die in den erfindungsgemässen Matten enthaltenen Glasfasern müssen eine Länge von mindestens 6,3 mm aufweisen, wobei jedoch zu lange Fasern vermieden werden sollen, weil diese bei der Bearbeitung im Holländer zu einer Verwicklung der langen Fasern miteinander, unter Ausbildung einer schwer bearbeitbaren Fasermasse, die einer Schnur ähnelt, führen würden. Der Durchmesser der Fasern muss im Bereich von 3 • 10-3 bis 12 • 10~3 liegen und speziell bevorzugte Glasfasern besitzen einen Durchmesser von 6,3 • 10~3 mm.

Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Matte werden die Glasfasern mit Mikropartikeln eines geschäumten thermoplastischen Polymermaterials vermischt, das im geschäumten Zustand nicht brüchig ist und aus der Gruppe von Polymermaterialien ausgewählt ist, die Styropolymere, niedere Polyolefine aus der Gruppe Olyäthylen, Polypropylen, Polybuten und Polymethylpenten umfasst. Gemäss einer anderen Ausführungsart der Erfindung werden die Glasfasern mit Mikropartikeln aus einem flexiblen geschäumten Polyurethan vermischt.

Die Glasfasern und die Mikropartikeln werden aneinander mit mindestens einem Bindemittel gebunden, das aus der weiter oben definierten Klasse von Bindemitteln ausgewählt ist. Dabei tritt die Bindung zwischen den Glasfasern und den Mikropartikeln hauptsächlich an den Berührungsflächen auf.

Als Bindemittel, welche in kaltem Wasser unlöslich, und in heissem Wasser, beispielsweise bei einem Wasser von etwa 80 °C löslich ist, kann beispielsweise PVA verwendet werden.

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Wesentlich ist, dass das Bindemittel gegenüber den Glasfasern, den Mikropartikeln und irgendwelchen anderen Bestandteilen der Matte inert ist. Ferner soll das Bindemittel auch so ausgewählt werden, dass es beim vorgesehenen Verwendungszweck gegenüber den gasförmigen Strömen oder dampfförmigen Strömen, zu deren Behandlung die Matten eingesetzt werden sollen, inert ist und auch gegenüber allen von diesen gasförmigen Strömen oder dampfförmigen Strömen mitgerissene Flüssigkeitströpfchen oder Aerosolen oder festen Partikeln.

Wie bereits erwähnt wurde, kann als Bindemittel ferner eine Fasermischung aus verfilzten Baumwollfasern und po-lymeren Mikropartikeln verwendet werden und im Beispiel 5 wird diese spezielle Ausführungsart näher erläutert.

In diesem Falle werden die Baumwollfasern mit den Mikropartikeln in Anwesenheit eines Verdünnungsmittels, beispielsweise Wasser, vermischt. Dabei tritt entweder eine chemische Reaktion zwischen den Baumwollfasern und den fraglichen Mikropartikeln auf oder eine physikalische Bindung zwischen den beiden Komponenten. Diese im Bindemittel enthaltenen Mikropartikeln haben also andere Eigenschaften als die unter (b), bzw. (b') genannten Mikropartikeln. Es stehen analytische Arbeitsverfahren zur Verfügung, um zwischen diesen beiden unterschiedlichen Arten an Mikropartikeln in derartigen Filtermatten unterscheiden. Als Beispiel für ein derartiges analytisches Verfahren sei die Quecksilber-Eindringungsanalyse genannt, die auch Informationen bezüglich der Porosität der Matte liefert. Mit diesen analytischen Methoden kann also bei der fertigen Matte der Gehalt an jeder Art der beiden unterschiedlichen Mikropartikeln bestimmt werden.

Die unter (b), bzw. (b') genannten Mikropartikeln können 5 bis 50% der Matte ausmachen und vorzugsweise zwischen etwa 10 bis etwa 35%, und insbesondere bevorzugt von etwa 15 bis etwa 25%, und das verträgliche, organische Bindemittel ist in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10% und vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis etwa 8% anwesend oder die Fasermischung von Baumwollfasern und Mikropartikeln wird in einem Mengenbereich von etwa 5,8 bis etwa 11% angewandt und die Glasfasern sind in einer Menge anwesend, die den Gesamtgehalt auf 100% ergänzt. Die Reissfestigkeit der erfindungsgemässen Matten variiert von etwa 0,9 bis etwa 5,34 kg pro cm.

Die Mikropartikelkomponente der erfindungsgemässen Gas-Dampfbehandlungsmatten sind Mikropartikel aus irgendwelchen geschäumten bzw. expandierten, thermoplastischen Styrolpolymeren oder Niederpolyolefinen, die in expandierter Form nicht brüchig sind oder aus einem flexiblen, geschäumten Polyurethan, welches ebenso in geschäumter Form nicht brüchig ist. Diese Mikropartikel aus einem geschäumten, thermoplastischen Styrolpolymeren oder Niederpolyolefin sind eingänglicher in der US-Patentschrift Nr. 4 207 378 beschrieben, und zwar als expandierte (geschäumte), thermoplastische Polymere, die in expandierter Form nicht brüchig sind, wie z.B. ein Styrolpolymer oder ein Nie-derpolyolefin z. B. Polyäthylen bis und mit Polymethylpen-ten, welche in der Form von Mikropartikeln vorliegen, und (a) von etwa 40 bis etwa 325 Mikron lang sind und von etwa 20 bis etwa 325 Mikron breit, (b) im wesentlichen vollständig oder gänzlich vollständig frei von intakten Zellen der expandierten Polymerpartikeln, aus welchen sie hergestellt werden und (c) im wesentlichen keinerlei Gleichmässigkeit bezüglich der Gestalt des einzelnen Mikropartikels aufweisen, und (d) eine Dichte von etwa 85% bis etwa zur im wesentlichen gleichen spezifischen Dichte von nicht expandiertem Polymer aufweisen, als welchen das oben genannte expandierte Polymer hergestellt wurde.

Diese Mikropartikel aus geschäumtem, thermoplastischem Styrolpolymer oder einem Niederpolyolefin werden aus sogenannten Einheitsstücken aus irgendeinem der expandierten, thermoplastischen, im expandierten Zustand s nicht brüchigen Styrolpolymer oder Niederpolyolefin als Ausgangsmaterial hergestellt. Unter dem Ausdruck «Einheitsteilchen» wird irgendeine fein verteilte, frei fliessende Form irgendeines dieser Styrolpolymeren oder Niederpolyolefinen verstanden, wie z.B. (i) verschieden grosse Granulalo te, die hergestellt werden, indem man das jeweilige extrudier-te Polymer in Stückchen ziemlich kleiner Länge zerschneidet, die üblicherweise als Pellets oder Kristalle (wie bei Styrolpolymeren) bezeichnet werden oder als Pellets oder Würfel einer Polyäthylen-Polystyrolmischung, (ii) die verschiedeis nen Grössen von Styrolpolymerplättchen, welche durch Sus-pensionspolymerisierung erhalten werden oder durch irgendwelche Formgebung der Teilchen, indem man irgendwelche dieser verschiedenen Polymerformen zerkleinert, (iii) sogenanntes «Mahlgut» einschliesslich dem grobvermahlenen, 20 geformten Polymer oder Abfall oder Abschnitte von solchen Polymeren verschiedenster Grösse, wie z.B. 3,175 mm dick, 6,35 mm breit und 9,535 mm lang und (iv) irgendwelche anderen Formen kleiner Grössenordnung.

Die Herstellung und die Eigenschaften der flexiblen Po-25 lyurethanschäume werden beispielsweise in den Werken «Handbook of Foamed Plastics», Bender, Rene J., Abschnitt X, Seiten 173-236, Lake Publishing Corporation, Li-bertyville, Illinois, U.S.A. (1955), «Polyurethanes: Chemi-stry and Technology», Saunders and Frisch, Kapitel VII, 30 Teil II, Interscience Publishers, New York, N.Y. U.S.A. (1964), und «The Development and Use of Polyurethane Fo-ams», Doyle, E.N., Seiten 233-256, McGraw Hill Book Company, New York, N.Y. U.S.A. (1971) beschrieben.

Die flexiblen Polyurethanschäume, welche geeignet sind, 35 um daraus geschäumte Polyurethanmikropartikel herzustellen, sollten im allgemeinen eine Dichte von nicht mehr als 95,3 g pro Liter aufweisen und vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 47,7 bis etwa 15,9 g pro Liter und sie zeigen eine ausgezeichnete Erholung nach 75% Zusammenpressung mit 40 etwa weniger als 1% hohem Verlust (bestimmt gemäss ASTM Test D-1564-64T).

Die flexiblen Polyurethanschäume werden nicht wie die vorangegangenen Styrolpolymeren und Niederpolyolefinen in Form von Inhaltsstückchen erhalten sondern in Form von 45 kontinuierlich geschäumten Blöcken infolge der Reaktion, welche zu den Polyurethanen führt. Dementsprechend werden die geschäumten Polyurethanblöcke zuerst in Einheitsteilchen zerkleinert (beispielsweise in ähnlicher Weise wie man eine Zerkleinerung ausführt, um derartige Materialien so in verschiedene Gegenstände des Füllstoffs einzubringen).

Die geschäumten Polyurethanmikropartikel werden mehr in der US-Patentschrift Nr. 4 200 679 beschrieben, und zwar dass sie gebrochene und miteinander verbundene Trennwandanteile von aneinander liegenden Zellen des flexi-55 bien Schaumes enthalten, wobei diese Trennwandteile im wesentlichen vollständig frei von intakten Zellen und Zellenfenstern sind und sie sind dreieckige Teilchen mit im allgemeinen ungleichlangen Kanten und die Trennwandteile zeigen hakenähnliche Ausläufe, Einschnitte, Auszackungen 60 und Rillen bzw. Hohlkehlen, die aufgrund der Zerstörung der Zellen und Zellenfenster des flexiblen Schaumausgangsmaterials entstehen.

Die Mikropartikel aus irgendwelchen expandierten, thermoplastischen Materialien, wie z.B. in expandierter Form 65 nicht spröder Styrolpolymeren oder Niederpolyolefin oder flexiblem, geschäumtem Polyurethan, werden hergestellt, indem man die jeweiligen Ausgangsmaterialien an expandierten Polymereinheitsteilchen in einer Feinverkleinerungsma-

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schine, wie z. B. derjenigen, die von Fitzpatrick Company (832 Industriai Drive, Elmhurst, Illinois 60120, U.S.A.) hergestellt wird, gemäss dem technischen Bulletin Nr. 152 (von 1968), indem man die fixen Räumblätter anwendet (dort bezeichnet als «Code DS225») anstelle der Blätter oder anderer Zerkleinerungselemente, welche in der Zerkleinerungskammer Model DAS06 rotierend eingebaut sind, und wobei beide Vorrichtungen auf Seite 5 des genannten Bulletins dargestellt sind. Diese Kammer wird flüssigkeitsdicht verschlossen und zwar beispielsweise mittels eines Verschlusses der Bezeichnung Code M44D6 oder Code MA44D6 (siehe obere Hälfte der Seite 3 des technischen Bulletins Nr. 152).

Die Zerkleinerungskammer Model DAS06 weist einen rechteckigen horizontalen Querschnitt auf und weist ein Paar einander parallel gegenüberstehende vollständig vertikale Wände auf, welche vollständig an ihren gegenüberliegenden Enden mit einer Platte eines Paares einander gegenüberstehender, vertikal gewölbter Wände verbunden, wobei jede dieser Wände ihre Konvexseite nach aussen gerichtet hat.

Sechszehn identische, flügeiförmige Verkleinerungsarme sind einzeln entfernbar aber sie werden von ihren Führungsbasen dargetragen, die einander nahe liegen in der Nähe des Anschlags und einander umgeben, und sie sind mit der Schlosskurbel verbunden über ihre freien äusseren Montageenden. Diese Arme dehnen sich in radialer Richtung von der Schlosskurbel hinweg aus (beispielsweise 127 mm von ihrer Achse zum äusseren Ende jeden Armes), wobei der erste eine Folge von vier Armen sich horizontal in Richtung einer gewölbten Wand erstreckt, der zweite von vier aufeinanderfolgenden vertikal angeordnet ist, der dritte der Viererreihe sich in Richtung der anderen gewölbten Wand erstreckt und der vierte der Vierergruppe vertikal senkrecht angeordnet ist.

Jeder Arm weist einen rechteckigen Querschnitt in einer Ebene, die von der Gesamtlänge der Schaftachse und dem Arm und jedem Arm, der 180° von diesem entfernt ist, bestimmt ist, auf. Das äussere Ende jeden Armes trifft mit rechten Winkeln mit seinen zwei breiteren Seiten (5,4 mm Breite) und mit seiner schmäleren oder Schlagseite (9,525 mm Breite) in Drehrichtung zusammen. Die schmälere Seite trifft ebenso mit rechten Winkeln mit den zwei breiteren Seiten zusammen, welche zueinander parallel sind, und zwar während des grössten Bereiches ihrer Breite und das hintere Drittel ihrer Oberfläche ist gegeneinander abgeschrägt und läuft in der Messerkante ihres hinteren Endes aus.

Jedes frei stehende Ende der Kesselkurbel steckt in der entsprechenden Stopfbüchse in seiner Nachbarschaft einer der beiden parallelen vertikalen Wände durch ein Lager, welches sich auf demjeweiligen Achszapfen befindet, das am Tragwerk der Maschine befestigt ist und in einem gewissen Abstand ausserhalb derjeweiligen Wand angeordnet ist. Eine Antriebsriemenscheibe ist auf jedem Ende der Kesselkurbel, welche sich über das jeweilige Achslager hinweg erstreckt, montiert.

Der Boden der Zerkleinerungskammer ist ein austauschbares, wannenförmiges, gewölbtes Sieb, welches nach unten konvex gewölbt ist, mit einem inneren Radius (von der Achse der Kesselkurbel) entsprechend der Länge eines Verkleinerungsarmes plus 0,762 mm Spiel. Die gesamte rechteckige Öffnung für das Sieb hat derartige Dimensionen und Formen, dass es entfernbar, flüssigkeitsdicht und am Boden der vier Wände der Verkleinerungskammer befestigt werden kann.

Das Sieb weist versetzt angeordnete Reihen von beispielsweise runden Löchern auf mit verschiedenen Durchmessern auf, wie beispielsweise von 0,102 bis etwa 3,175 mm,

und diese sind in kleinem Abstand zueinander mit ausreichend Platz dazwischen angeordnet, so dass das Sieb unter Betriebsbedingungen ausreichend widerstandsfähig ist.

Mit Ausnahme des Einfülltrichters für das Ausgangsma-5 terial auf einer Seite ist die Decke der Kammer gewölbt und zwar mit der konvexen Seite nach oben, und zwar mit einem Radius (von der Achse der Kesselkurbel), der ausreichend ist um zu gewährleisten, dass die rotierenden Arme ein Spiel von 0,762 mm von der inneren Oberfläche einer Mehrzahl io (beispielsweise drei) Vorbrecherstäben (etwa 20,32 cm lang und 6,35 mm breit), welche über 3,175 mm über ihre ganze Länge in die kleineren Kammer hineinragen und voneinander entfernt angeordnet sind, und eine parallele Richtung zur Achse der Kesselkurbel aufweisen.

15 Die ausgewählte Antriebsriemenscheibe auf der Kesselkurbel wird mit Treibriemen von einer Antriebsscheibe, die auf einer Motorachse zieht, angetrieben und man kann bei Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 4700 bis etwa 8000 Umdrehungen pro Minute und insbesondere bei Geschwin-20 digkeiten von etwa 5000 bis 7500 Umdrehungen pro Minute arbeiten.

Ziel der vorliegenden Erfindung sind auch Matten, welche als Gas-Dampfabsorptionsfilter oder Behandlungsmatten bezeichnet werden können. Diese schliessen die grundle-25 genden oder primären Bestandteile (a) Glasfasern, (b) Mikropartikel, und (c) organisches Bindemittel ein, wobei die jeweiligen Materialien in dem weiter oben genannten jeweiligen relativen Mengenbereich zu den anderen vorhanden sind, und zwar zusammen mit einer Menge fein verteilter 30 Aktivkohle (als erstes gasabsorbierendes Mittel) und zwar in einer Menge, unter der unerwünschtes Ausstauben von Aktivkohleteilchen auftreten kann, eine ausreichende Menge eines Fasergemisches, um die Aktivkohleteilchen gegen Ausstauben festzuhalten, und eine Menge eines faserbildenden 35 Terephthalatpolyesters, die ausreichend ist, um die Reissfestigkeit der Matte in den weiter oben angegebenen Bereichen zu halten, ohne dass die Porosität der Matte in unerwünschter Weise vermindert wird.

Dementsprechend kann beispielsweise zusätzlich zu den 40 drei primären Bestandteilen (a), (b) und (c) diese Absorptionsfilter und Behandlungsmatten bezüglich ihres Gesamtgehaltes Aktivkohle bis zu einem Maximum von etwa 25%, Polyesterfasern im Bereich von etwa 2% bis etwa 7,5% und von etwa 2% bis etwa 30% Fasergemisch enthalten. 45 Es kann irgendwelche gasabsorbierende Aktivkohle verwendet werden unabhängig von ihren verschiedenen Quellen, wie beispielsweise Tierkohle, Holzkohle, Destillationsrückstände oder Nussschalenkohle (pecan nut shells) angewandt werden.

so Ebenso ist es Ziel der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemässen Matten herzustellen. Allgemein besteht die Herstellung der Gas-Dampfbehandlungsmatten darin, dass man in Wasser in einer Breimaschine (wie sie bei der Papierherstellung verwendet wird), eine Menge von (a) Mikroparti-55 kein irgendeines geschäumten, thermoplastischen Styrolpolymeren und ein Niederpolyolefin von Polyäthylen bis und mit Polymethylpenten und ein flexibles Polyurethan, wobei jedes dieser Polymeren in geschäumter Form nicht brüchig ist, und (b) Glasfasern, die sich wie oben beschrieben aus Glas-60 filamenten zusammensetzen, dispergiert und die Mischung aus (a) und (b) rührt während der kurzen Zeitspanne, die mindestens ausreicht um jedes der beiden Materialien klumpen- und zusammenballungsfrei zu machen und die Materialien im wesentlichen gleichmässig miteinander zu mischen, 65 und zwar in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Teilen Mikropartikel zu etwa 4 bis etwa 45 Teilen Glasfasern. Anschliessend mischt man ein organisches Bindemittel (wie weiter oben beschrieben) oder eine Fasermischung (wie weiter

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unten mehr beschrieben wird) in einer Menge zu, dass die fertig hergestellte Matte eine Reissfestigkeit und eine Porosität aufweist, die beide im weiter oben angegebenen Bereich liegen, und sodann führt man die so erhaltene Mischung in einen Einfüllkasten ein, und zwar in einer Konzentration von 0,1% bis 0,5% der beigemischten Mikropartikel und Glasfasern und man rührt die Mischung darin ausreichend um eine gleichmässige Dispersion zu erhalten.

Diese Dispersion wird sodann aus dem Vorratskasten in den Einfülltrichter (der Fourdrenier-Maschine) mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 3,3 bis 5,5 kg pro Minute eingefüllt, und zur gleichen Zeit verdünnt man gleichmässig mit Wasser, welches ebenso in den Einfülltrichter mit einer Geschwindigkeit von 3800 bis 9000 Liter eingefüllt wird.

Die so erhaltene, verdünnte Ausgangsmaterialaufschläm-mung wird sodann auf das Fourdrenier-Sieb aufgebracht, welches sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, dass eine feuchte Matte erhalten wird, welche nach Trocknen ein Grundgewicht von etwa 2,25 bis etwa 22,5 kg/m2 aufweist, und man entfernt kontinuierlich die feuchte Masse vom Sieb und führt sie einer geeigneten Trocknung zu.

Die Gas-Dampfbehandlungsmatten können hergestellt werden, indem man der Mischung im Breiapparat vorteilhafterweise vor Zumischung des Bindemittels eine getrennte Menge sowohl von Natriumhexametaphosphat und konzentrierter Schwefelsäure in solchen Mengen zusetzt, dass der pH-Wert der Mischung auf 2,5 herabgesetzt wird.

Die Gas-Dampfabsorptionsbehandlungsmatten werden hergestellt, indem man eine Fasermischungssuspension aus nass verfilzten Baumwollfasern und Mikropartikeln in Wasser herstellt (wie dies weiter unten beschrieben ist) und getrennt davon eine Suspension von Mikropartikeln in Wasser in den Mengen, wie sie weiter unten mehr angegeben werden.

Sodann wird eine Ausgangsmaterialsuspension hergestellt, indem man in Wasser einen angegebenen Mengenbereich einer Fasermischungssuspension mit Wasser mischt und eine Menge eines faserbildenden Polyäthylenterephtha-latpolyesters zusetzt und zwar in einer Menge, dass der fertigen Matte eine ausreichende Reissfestigkeit verliehen wird, ohne dass deren Porosität nachteilig beeinflusst wird. Sodann wird fein verteilte Aktivkohle zugemischt, und zwar in einem Mengenbereich bis zu etwa 25% der geplanten Menge an totalem Feststoffgehalt bei der hergestellten Matte, sowie eine wässrige Suspension von Mikropartikeln, die zugegeben wird, dass in der fertigen Matte etwa 10% bis etwa 30% Mikropartikel anwesend sind.

Der Rest der Zugabe besteht in einer Suspension aus Glasfasern, Mikropartikeln und Bindemitteln und zwar jedes in dem Mengenbereich, wie dies weiter vorher für die Gas-Dampfbehandlungsmatten angegeben wurde, und man setzt dieses Material in der Menge zu im Vergleich zu den anderen Feststoffen, dass man die erwünschte Reissfestigkeit und Porosität erhält. Die schlussendlich erhaltene Suspension aus all diesen Bestandteilen wird sodann in den Einfülltrichter einer Papierherstellungsmaschine eingebracht und zwar mit der Geschwindigkeit, wie sie für die Matten beschrieben worden ist, die keine Aktivkohle und keinen Polyester enthalten, und man verdünnt in ähnlicher Weise mit Wasser und bringt die Suspension sodann auf das Fourdre-nier-Sieb auf und trocknet sie, wie dies auch bei den anderen Matten der Fall war.

In jedem Fall der Herstellung von Matten, bei welchen organische Bindemittel angewandt werden, ist es vorteilhaft, dass Bindemittel der Suspension hergestellt werden um sie innerhalb der letzten Minute oder in einer anderen Zeitspanne des Rührens zuzusetzen, bevor man das Ausgangsmaterial in den Lagerbehälter der Papiermaschine einbringt, und weiter ist es bevorzugt, dass das Vlies, welches das Fourdre-nier-Sieb entfernt, sofort einer Strahlungswärme von einer relativ nahe befindlichen Quelle bei einer Temperatur von s etwa 600° bis etwa 700 C ausgesetzt wird. Dies bewirkt schnelles Lösen des Polyvinylalkoholes (PVA) in Wasser, das in der Matte enthalten ist, und beschleunigt das Trocknen des Polyesters an den Berührungspunkten der wasserunlöslichen Bestandteile.

io Die Herstellung von irgendwelchen erwünschten Styrolpolymer, Niederpolyolefin oder Polyurethan Mikropartikeln aus Einheitspartikeln als Ausgangsmaterial von irgendwelchen expandierten (geschäumten) Polymeren (Styrolpolymer, Niederpolyolefin oder Polyurethan) wird im folgenden 15 Beispiel als bevorzugte Ausführungsform näher erläutert.

Beispiel A

Mikropartikel aus expandierten, extrudierten Polystyrolpellets:

2o 425 Liter mit Treibmittel imprägnierte, extrudierte Polystyrolpellets (Kristalle) werden auf im wesentlichen runde Pellets von etwa 6,35 bis 12,7 mm aufgeblasen, welche eine Schüttdichte von 12 g/1 aufweisen. Dieses Material wird in einer Pulverisierungsmaschine (wie weiter oben beschrieben), 25 welche mit einem Einfülltrichter von 10,16 cm Durchmesser und 7,62 cm Länge und einem gewölbten Bodensieb mit Löchern von 0,1016 mm Durchmesser ausgerüstet ist, eingefüllt. Der Rotor wurde mit 6000 Umdrehungen pro Minute betrieben und der Einfülltrichter wurde so eingestellt, dass 30 die expandierten Polystyroleinheitsstückchen mit einer Geschwindigkeit von 35,4 Litern pro 5 Minuten (d.h. 425 Liter pro Stunde) eingebracht wurden. Die expandierten Polystyroleinheitspartikel des Ausgangsmaterials, die in den Einfülltrichter eingebracht wurden, waren mit ausreichend Wasser 35 benetzt, um ihre äusseren Oberflächen im wesentlichen vollständig mit Wasser bedeckt zu haben. Die so benetzten expandierten Polystyroleinheitspartikel wurden sodann in den Fülltrichter kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 35,4 Litern pro 5 Minuten eingefüllt, während zur gleichen 40 Zeit Wasser in die Zerkleinerungskammer durch zwei Düsenöffnungen von 1,6 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 7,57 Litern pro Minute eingespritzt wurde.

Die Mischung der expandierten Polystyrolmikropartikel, welche das Bodensieb der Pulverisierungskammer verliessen, 45 wurde in einem offenen Behälter mit einem Wasserablauf am Boden gesammelt, in welchem sich das freie Wasser absetzte, und die Polystyrolmikropartikel mit dem an sie gebundenen Wasser (im Verhältnis von 2 Teilen Mikropartikeln zu 98 Teilen Wasser) stiegen aufgrund der eingeschlossenen Luft so an die Oberfläche des freien Wassers. Das freie Wasser wurde abgelassen und man erhielt so eine Kunststoffmatte der expandierten Polystyrolmikropartikel mit dem physikalisch daran gebundenen Wasser. Die Kunststoffmatte wog 255,15 kg und enthielt 5,1 kg Mikropartikeln und 250,05 kg 55 Wasser, das an sie gebunden war.

27,4 kg dieser Kunststoffmatte wurden in einem geschlossenen, doppellagigen Baumwollsack eingebracht und man übte Druck aus bis 22,71 Liter Wasser ausgepresst waren. Die verbleibenden 4,08 kg enthielten 544 g expandierter 6o Polystyrolmikropartikel, die sodann in einer offenen Wanne in einem Ofen, der bei 43,33 °C gehalten wurde, getrocknet.

Mikropartikel von anderen thermoplastischen, expandierten Styrolpolymeren oder Niederpolyolefinen, die in expandierter Form nicht spröde sind, oder irgendwelchen flexi-65 bien, geschäumten (d.h. expandierten) Polyurethanen, welche in Form ihres Schaumes oder expandierten Form nicht brüchig bzw. nicht spröde sind, können hergestellt werden, indem man die Verfahrensweise von Beispiel A anwendet

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und das Ausgangsmaterial nämlich die Polystyroleinheitsteilchen durch Einheitsteilen irgendeines anderen anwendbaren, expandierten Polymeres ersetzt.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Gas-Dampfbehandlungsmatten sei nun anhand der Beispiele, welche bevorzugte Ausführungsformen beschreiben, näher beschrieben.

Beispiel 1

Grundlegende Gas-Dampfbehandlungsmatten.

In 15 139 Litern Wasser, welche in einer Breimaschine für die Papierherstellung (die nur etwas grössere Kapazität aufweist) gefüllt waren, wurden mittels eines Förderbandes 23,27 kg (auf Trockenbasis) Polystyrolmikropartikel (in Form von wasserenthaltendem Produkt mit 8% Mikroparti-kelfeststoffgehalt) zugefügt. Die in der Breimaschine enthaltene Mischung wurde sodann während 3 Minuten bei einer Rotorgeschwindigkeit von 506 Umdrehungen pro Minute gerührt, wodurch die Mikropartikel in Wasser dispergiert wurden.

Während man die Mischung rührte, wurden 22,73 kg Natriumhexametaphosphat zugemischt und anschliessend mischte man 3,785 Liter konzentrierter Schwefelsäure (98,6%) zu. Diese Massnahme setzte den pH-Wert des Ansatzes auf 2,5 herab.

Das Rühren wurde unterbrochen, während aus einer Anzahl von Packungen eine Gesamtmenge von 113,64 kg Glasfasern eines Länge von 6,35 mm und einem Durchmesser von 6,3 Mikron, nämlich Owens-Corning Elektro Qualität DE 636, zugesetzt wurden, wobei die Zahl die Filamente pro Bündel angibt (gebunden mit Stärke, Öl und einem kationischen oberflächenaktiven Bindemittel).

Man rührte wieder mit dem Rotor und zwar während 10 Minuten und während der letzten 30 Sekunden davon wurden 10,25 kg (kalt) wasserquellbarer Polyvinylalkohol (98% hydrolisiert) in Form von Fasern als Bindemittel zugesetzt. Die so hergestellte vollständige anfangliche Breimischung wurde in den Mischerkasten übergepumpt (dieser dient nur als Lagerbehälter, um Ausgangsmaterialmengen der Breimaschinenmischung aufzunehmen) und man rührte hier nur gerade so stark, dass es ausreichend war, um die unlöslichen Bestandteile in Suspension zu halten.

Es wurden 7570 Liter Spülwasser in die Breimaschine eingeführt und man rührte um irgendwelche Glasfasern und/ oder Mikropartikel, welche sich abgesetzt hatten und in der Breimaschine verblieben waren, während die erste Breimischung in den Mischerkasten übergepumpt wurde, zu suspendieren. Die so erhaltene sogenannte Breimaschinenspül-mischung wurde sodann in den Mischerkasten übergepumpt und mit der anfänglichen Breimischung vermischt, wodurch man die Ausgangsmischung für die Mattenherstellung erhielt, welche 0,64% Feststoffe enthielt.

Die Ausgangsmaterialmischung wurde sodann in den Einfüllbehälter der Maschine (ebenso einen Ausgangsmaterial-Lagerbehälter) übergeführt, wobei man die Inhaltsstoffe unter Durchmischung hielt, wie auch im Mischerkasten. Von diesem Einfüllkasten wurde die Mischung zur Mattenherstellung in den Einfülltrichter der Fourdrenier-Maschine mit einer Geschwindigkeit von 4,32 kg Feststoffen pro Minute eingebracht und man mischte hier mit klarem Verdünnungswasser mit einer Geschwindigkeit von 6056 Liter/min.

Die so erhaltene gleichmässige Ausgangsmaterial-Aufschlämmung für das Vlies (nach Verdünnung im Einfülltrichter) wurde auf das sich bewegende Fourdrenier-Sieb aufgebracht (86 Stränge in Maschinenrichtung und 60 Stränge quer), das sich mit einer Geschwindigkeit von 15,24 m/ min. bewegte, wodurch man eine anfängliche Vliesmatte erhielt, welche nach späterer Fertigtrocknung ein Basisgewicht von 19,1 kg zeigte.

Die 9,525 mm dicke feuchte Matte (der Fourdrenier-Maschine) nach Vorbeigang an den Saugkästen unter dem Austrittsende des Fourdrenier-Siebes wurde auf ein endloses Förderband (112 x 84 Mesh-Sieb) aufgebracht, welches ebenfalls mit 15,24 m/min. bewegt wurde. Nach etwa 1,5 m nach Ende des Fourdrenier-Siebes wurde die feuchte Matte (diesem Förderband) etwa 10 cm unterhalb einer Batterie (etwa 60,5 cm lang) von Infrarotlampen (52,4 kW bei 3,8 Ampère, 480 Volt, Einzelphasen 60 Hz Wechselstrom) hindurchgeführt, wobei man auf der Mattenoberfläche eine durch Widerstände einstellbare Temperatur von etwa 649 °C erreichte. Die Exposition der feuchten Matte zu dieser Temperatur für etwa 2,4 sek. bewirkte schnell die Lösung von Polyvinylalkohol.

Das teilweise getrocknete Vlies wurde sodann durch einen Tunneltrockner (etwa 3,67 m lang und 1,83 m breit) hindurchgeführt, wobei man eine Temperatur von etwa 121 °C einhielt und sodann wurde das Vlies abwechselnderweise einmal oberhalb und einmal unterhalb der nächsten einer Serie von 6 Trockentrommeln hindurchgeführt, wobei die erste Trockentrommel eine Temperatur von 113 °C aufwies und die Temperatur stieg bei jeder dieser Trommeln an, bis sie bei der letzten Trommel eine Temperatur von 127 °C erreicht hat. Die endgültige trockene Matte wird sodann durch ein Paar Zugwalzen hindurchgeführt und man wickelt auf einer Trommel auf. Das trockene Mattenvlies hat eine glatte Oberfläche auf beiden Seiten und es wird glatt auf die Trommel aufgewickelt, ohne dass sich Risse oder Verknitterungen bilden.

Bezogen auf die Ausgangsmengen der wesentlichen Materialien enthielt die fertiggestellte trockene Gas-Dampfbe-handlungs-Matte etwa 15,8% der expandierten Polystyrol-Mikropartikel, etwa 77,2% Glasfasern und etwa 6,97% Polyvinylalkohol Bindemittel. Der Gehalt dieser wesentlichen Bestandteile kann gemäss den erwünschten Variationen in der Porosität, in der Gas- oder Dampf-Fliessgeschwindigkeit und in der Dichte durch geeignete Variationen der Bestandteile, die enthalten sind, erreicht werden. Beispielsweise kann die Porosität vermindert werden, indem man den Gehalt an Mikropartikeln herabsetzt und zwar auf irgendeinen Wert bis herab zu einem Minimum von etwa 2%, ohne dass die entsprechende Reissfestigkeit abnimmt.

Alternativerweise kann die Porosität und Fliessgeschwindigkeit erhöht werden, indem man den Gehalt von Mikropartikeln erhöht und zwar in gewissen Formulierungen bis zu einem Bereich von 50%.

Man kann das Beispiel 1 wiederholen und die Menge Schwefelsäure teilweise oder gänzlich vermindern und ebenso die Menge Natriumhexametaphosphat (welches üblicherweise angewandt wird, um die Glasfasern zu dispergieren) kann man ebenso teilweise oder gänzlich vermindern, um die anfängliche Breimaschinensuspension herzustellen, da die Mikropartikel anscheinend die Dispersion der Feststoffbestandteile während des Rührens in Wasser erleichtern.

Abhängig von der gewünschten endgültigen Verwendung der Gas-Dampfbehandlungs-Matte kann ein Flächengewicht vermindert oder vergrössert werden, indem man entweder ein Feststoffgehalt in der wässrigen Ausgangssuspension im Einfülltrichter der Papiermaschine erhöht oder erniedrigt oder die Geschwindigkeit des Fourdrenier-Siebes erhöht oder vermindert. Der Ersatz kann teilweise oder vollständig erfolgen.

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Beispiel 2

Gas-Dampfbehandlungs-Matte mit Polyurethan-Mikropartikeln.

In einem rostfreien Stahlbehälter von 3,51 Volumen der 31 Wasser enthielt, wurden 21,5 g (Ausgangsmaterial-Qualität) flexible Polyurethan-Mikropartikel, welche 20% Feststoffe (dementsprechend 4,3 g trockene Mikropartikel und 17,5 ml Wasser) mittels eines Pressluft getriebenen Rührwerkes suspendiert. Sodann wurden 15 g der gleichen 0,635 cm langen Glasfasern der Qualität DE 636, wie in Beispiel 1, zugegeben und man rührte weiter. Während der letzten 10 Minuten einer Stunde Rührzeit wurden sodann 1,375 g Polyvinylalkohol (gleiches Material, wie in Beispiel 1) zugefügt.

60% der so erhaltenen Aufschlämmung wurden sodann über ein Sieb zur Herstellung von handgeschöpftem Papier in einer üblichen Laboratoriumsvorrichtung zur Herstellung von handgeschöpftem Papier gegossen, welche einen 30,48 cm hohen Messingtank aufwies mit einer quadratischen Grundfläche von 20,32 cm. Man mischte von oben. Das Wasserablassventil wurde sodann geöffnet und die Feststoffe der Aufschlämmung ergaben ein Blatt auf dem Sieb und das Wasser tropfte durch das Sieb infolge Schwerkrafteinwirkung aus der Aufschlämmung mit steigender Dichte ab. Nachdem kein weiteres Wasser auf Grund der Schwerkrafteinwirkung abtropfte, wurde das nasse Blatt in einem Ofen mit einem Heissluftstrom von 121 °C während 5 Minuten getrocknet. Das so erhaltene 12,57 g schwere handgeschöpfte Blatt zeigte eine Reissfestigkeit von 1,41 kg/cm.

In Beispiel 2 wird kein Natriumhexametaphosphat und keine Schwefelsäure angewandt, weil die Mikropartikel die Dispersion der Glasfasern, welche in das Wasser eingebracht werden, zu einem grossen Ausmass erleichtert, wodurch eine Vielzahl von Faserbündeln gebildet wird. Andere erfin-dungsgemässe Matten können in ähnlicher Weise hergestellt werden, ohne dass man diese beiden anorganischen Substanzen anwendet und indem man Mikropartikel aus anderen wirksamen Polymeren verwendet.

Beispiel 3

Matte gemäss Beispiel 2, jedoch mit Fasergemisch-Bindemittel anstelle von Polyvinylalkohol. Es wurde das Beispiel 2 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass man während des Rührens nach Zumischen der Glasfasern, anstelle von Polyvinylalkohol 60 g der Fasermischungssuspension aus Beispiel 5 zusetzte, wodurch man 1,2 g Fasermischungsfeststoffe (zusammengesetzte, gehol-länderte, vernetzte nass verfilzte Baumwollfasern und Polystyrolmikropartikel) zusetzte. Die Herstellung der Matte wurde sodann in gleicher Weise ausgeführt, wie in Beispiel 2. Die so erhaltene trockene Matte zeigte eine Reissfestigkeit von 0,61 kg/cm

Beispiel 4

Matte gemäss Beispiel 3, jedoch mit Polystyrol anstelle von Polyurethan.

Es wurde das Beispiel 3 wiederholt, indem man Polysty-rol-Mikropartikel anstelle von Polyurethan-Mikropartikeln anwandte und ebenso das Fasergemisch als Bindemittel anstelle von Polyvinylalkohol. Das so erhaltene trockene Vlies zeigte eine Reissfestigkeit von 0,22 kg/cm.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Adsorbentien enthaltenden Gas-Dampffilter oder Behandlungsmatten ist im folgenden Beispiel 5 angegeben.

Beispiel 5

Adsorptionsmatte Aktivkohle enthaltend: (a) Herstellung einer Fasermischungssuspension.

Eine Fasermischungssuspension, die so genannt wird, weil nass verfilzte Baumwollfasern und Mikropartikel miteinander in einem Holländer vermischt werden, wurde hergestellt, indem man 363,6 kg (Trockenbasis) nass verfilzte Baumwollfasern (wie sie bei der Papierherstellung verwendet werden, enthaltend 1454,41 Wasser zusammen mit den Fasern) und 181,8 kg (Trockenbasis) Polystyrol-Mikropartikel (6% Feststoffe zusammen mit 2848,5 1 gebundenem Wasser) in 13 3541 Wasser in eine Breimaschine einbrachte und man rührte während 3 Minuten, wie in Beispiel 1. Dadurch wurden die Baumwollfasern und die Mikropartikel verteilt und man erhielt eine Suspension, die frei von Klumpen und Zusammenballungen im Wasser war.

Die Baumwollfasern und die Mikropartikel der Dispersion wurden sodann in einen Papierherstellungs-Holländer übergepumpt, bei welchem die Druckwalze auf 65% maximalen Druckes eingestellt war und man betrieb bei 110 Umdrehungen pro Minute während 6 Stunden die Anlage, wobei die Röschheit (Freeness), die anfänglich 760 betragen hatte auf 600 abfiel. Dann wurde die Walzeneinstellung geändert, wodurch man eine stärkere Fibrillierung und weniger Schneidewirkung erreichte, indem man nur den Bürsten-walzendruck anwandte, wobei die Walze lediglich das Bett berührte. Das erwünschte Ziel war in 2 Stunden erreicht, sobald die Röschheit auf450 reduziert war. Der Inhalt des Holländers, nämlich die Fasermischung wurde im Holländer belassen, während ausreichend rührte, um die Dispersion für spätere Verwendung in Suspension zu halten.

Die nass verfilzten Baumwollfasern waren diejenigen, die üblicherweise zur Herstellung von Schreibpapier angewandt werden, um den Baumwollstoffgehalt zur Verfügung zu stellen. Sie werden hauptsächlich aus Baumwollstoffabschnitten und Baumwoll-Charpie hergestellt, welche gewaschen, wenn nötig gebleicht und in Fasern aufgetrennt werden (beispielsweise in einem Holländer) und zwar mit einer Länge von 4,23 mm bis etwa 1,27 cm, die in eine Nassverfilzungsma-schine eingebracht werden, wodurch man ein Vlies zwischen Druckwalzen herstellt und dieses Vlies ist etwa 2,1 mm dick (enthält etwa 80% Feuchtigkeit) und wird lagenweise auf einer Pallete aufgefaltet und zwar üblicherweise bis zu einem Totalgewicht von etwa 363,8 kg

(b) Mikropartikel-Suspension: In 75701 Wasser in der Breimaschine wurden 136,4 kg (Trockenbasis) Polystyrol-Mikropartikel (ein Produkt das Wasser gebunden enthält und 16% Mikropartikel-Feststoffe und 715,91 Wasser enthält) zugemischt und man rührte bis man eine einheitliche Dispersion erhielt und man rührte ausreichend weiter bis die Suspension bald weiter verwendet wurde.

(c) Ausgangsmaterialsuspension:

Es wurde eine Ausgangsmaterialsuspension in einem Mischer hergestellt, indem man

(I)30 2801 Wasser,

(II) dem Wasser 189,31 der oben beschriebenen Fasermischungssuspension zumischte, wodurch man eine verdünnte Fasermischungssuspension erhielt,

(III) anschliessend 91 kg leicht wasserdispergierbare, halbdurchscheinende, optisch aufgehellte Polyäthylentereph-thalatpolyester (vorzugsweise 1,27 cm lange Fasern von 1,5 Denier-Dicke, hergestellt nach einem üblichen Schmelzspinnverfahren, welche eine spezielle Ausrüstung aufweisen, welche verträglich ist mit den meisten anionischen, kationischen oder nicht ionischen Bindemitteln und die eine schnelle und eine ausgezeichnete Dispersion mit einer Vielzahl von Ausgangsmaterialien und Zusatzstoffen ergibt, zumischt und die Viskosität der Lösung liegt bei 770 ± 20 von !4 g gelöst in 50 ml Lösungsmittel (pro Gewicht, 40 Teile Tetrachlorät-han und 60 Teile Phenol) bei 25 °C. (Die Lösungsviskosität ist die Viskosität der Polymerlösung dividiert durch die Viskosität des Lösungsmittels und das Resultat -1 wird mit 1000 multipliziert). Der Schmelzpunkt dieses Materiales ist

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48,67 °C. Das Material ist nicht eingehend in kochendem Wasser und die Streckgrenze liegt bei 45% und das Material ist erhältlich als Trevira 101 von American Hoechst Corporation, Fibres Division, Spartenburg, South Carolina 29301,

(IV) anschliessend mischt man 172,7 kg fein verteilte Aktivkohle (Nuchar S-N von der Westvaco Corporation, Co-vington, Va. 24426) zu und ebenso

(V) die oben erwähnte Mikropartikelsuspension, welche 136,4 kg (Trockenbasis) Polystyrolmikropartikel in Form eines Wasser enthaltenden Produktes (etwa 16% Mikroparti-kelfeststoffe) zu und dadurch gibt man 7161 Wasser zu den 75701, die anfänglich vorhanden waren und schliesslich,

(VI) fügt man 4163,51 der Fasermischungssuspension (enthaltend 193,4 kg Feststoffe) und 15 1401 der im Folgenden definierten Glasfasern, Mikropartikel und Bindersuspension enthalten 187,7 kg suspendierte Feststoffe zu.

(d) Glasfaser, Mikropartikel und Bindersuspension: Diese Suspension wurde nach der Verfahrensweise nach Beispiel 1 (die 4 ersten Verfahrensschritte von dort) hergestellt, indem man in eine Breimaschine 11 3541 Wasser einfüllte, 22,73 kg (Trockenbasis) Polystyrol-Mikropartikel in Form des wasserhaltigen Produktes (enthaltend 6% Feststoffe und 3561 Wasser) zumischte, 22,73 kg Natriumhexamethaphos-phat löste und 3,81 Schwefelsäure (98,6%) zufügte und 113,64 kg der gleichen 6,35 mm Glasfasern und 10,23 kg der gleichen Polyvinylalkoholfasern zufügte. Dieses Suspension wurde sodann in einem Mischerkasten umgepumpt.

Dann wurde die Breiherstellungsmaschine mit weiteren 37851 Wasser gewaschen und man rührte den Inhalt wie in Beispiel 1. Die so erhaltene Spülsuspension wurde sodann mit der Breimaschinensuspension im Mischerkasten vermischt. So erhielt man die Glasfaser-, Mikropartikel- und Bindersuspension als zweiten Bestandteil in Schritt (VI) der Ausgangsmaterialsuspension.

Während man im Vorratsmischbehälter rührte, wurde die gleichmässig vermischte Ausgangsmaterialsuspension in Fülltrichter der Fourdrenier-Maschine eingebracht und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit und mit der gleichen Wasserbeimischung, wie in Beispiel 1 und man brachte die Mischung auf ein Fourdreniersieb auf. Nach Durchgang über die Saugboxen lief das so erhaltene Wasservlies weiter auf ein endloses Förderband und wurde sodann getrocknet, indem man zuerst unter einer Batterie Infrarotlampen hindurchführte und schliesslich durch einen Trockentunnel und über eine Reihe von sechs Trockenwalzen.

Die endgültig hergestellte adsorbierende Matte, welche Aktivkohle enthielt, war von gleichmässigem Aussehen und sie wies ein Flächengewicht von 15 bis 15,45 kg, sowie eine Reissfestigkeit von 1,074 kg/cm in der Maschinenrichtung und 0,895 kg/cm in der Querrichtung.

Die Polystyrol-Mikropartikel aus Beispiel 1,4 und 5 können teilweise oder vollständig durch irgendwelche andere anwendbare expandierte thermoplastische Styrolpolymere oder Niederpolyolefinen oder flexible Polyurethane, die alle in expandierter Form nicht spröde sind, ersetzt werden. Unter Niederpolyolefinen werden Polymermaterialien verstanden, wie z.B. Polyäthylen bis und mit Polymethylpentan, einschliesslich also Polypropylen und Polybutylen.

In allen Beispielen 1-5 und auch bei allen hier angegebenen Modifikationen können die Mikropartikel mit jeder beliebigen Menge Wasser zusammen angewandt werden als auch in trockenem Zustand. Die Mikropartikel, welche bei diesen Beispielen angewandt wurden, zeigten verschiedene Wassergehalte, weil diese leicht erhältlich waren und dementsprechend mit niederen Kosten verbunden.

In ähnlicher Weise können die Baumwollfasern, die zur Herstellung der Fasermischung angewandt werden, in Form von nass verfilzten Baumwollfasern vorliegen, die üblicherweise etwa 80% Wasser enthalten, weil dies so wirtschaftlich ist. Doch ist es nicht auszuschliessen diese Baumwollfasern auch trockenem Zustand anzuwenden, wenn sie so erhältlich sind oder wenn es aus irgendeinem speziellen Grund erwünscht ist.

Die Aktivkohle Nuchar S-N von Westvaco, wie sie in Beispiel 5 verwendet wurde, kann durch irgendeine andere Aktivkohle von der gleichen Firma ersetzt werden. Beispielsweise verwendet man im Falle, dass Phenol adsorbiert werden soll Nuchar N-A ebenfalls von Westvaco. Diese Aktivkohle ergibt ein saures Waschwasser, wenn man mit Wasser wäscht und dementsprechend ist sie auf Grund ihres sauren Zustandes besser geeignet für die Adsorption von Phenol, das in grösserem Masse zurückgehalten wird.

Beide diese Qualitäten Aktivkohle können durch irgendwelche andere erhältliche Aktivkohlematerialien ersetzt werden, beispielsweise durch DARCO, erhältlich von I. C. I. (USA) Ltd., oder z.B. durch das Produkt NORIT von American Norit Co. Die Aktivkohle von Barneby-Cheney aus Nusschalen (pecan nut shells) ist hochwirksam, beispielsweise für die Adsorption von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom, weil sie in diesem Falle eine viel höhere Adsorptionskapazität zeigt als Aktivkohle aus einer anderen Quelle. Dementsprechend kann das Beispiel 5 vollständig wiederholt werden, indem man das Produkt von Barneby-Cheney verwendet.

Der Polyester in Beispiel 5 kann durch irgendeinen anderen Faser bildenden Terephthalatpolyester ersetzt werden, z.B. durch FORTREL-Polyäthylenterephthalat und das Produkt KODEL, nämlich Dimethyl-l,4-cyclohexandime-thanolterephthalat. Es sei nochmals wiederholt, dass in den Beispielen nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindimg näher erläutert wurden, ohne dass dadurch eine Einengung des Erfindungsgedankens beabsichtigt ist. Dementsprechend können irgendwelche Polyestermaterialien angewandt werden und zwar irgendwelchen erhältlichen Durchmessern im Bereich von 1,5 und 3 Denier.

Die erfindungsgemässen Matten sind wirksam für die Entfernung und/oder Zurückgewinnung von verschiedenen Gasen und Dämpfen, entweder anorganischen oder organischen, wie beispielsweise Schwefeldioxid, chlorierte Alkane, wie z. B. Kohlenstofftetrachlorid und andere chlorierte Alkane und Benzol und Phenol.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Gegenüber Gasen und/oder dampfförmigen fliessenden Strömen durchlässige Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Bestandteile enthält:

(a) Glasfasern, die eine Länge von 6,3 mm bis unterhalb einer Länge, bei der eine Neigung zur Ausbildung von schnurartigen Faserverwicklungen besteht, aufweisen und einen Durchmesser von 3 • 10"3 bis 12 • 10-3 mm besitzen.

(b) Mikropartikel eines geschäumten thermoplastischen Polymermateriales, das im geschäumten Zustand nicht brüchig ist und welches aus der Gruppe von Polymermaterialien ausgewählt ist, die Styrolpolymere, niedere Polyolefine aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten und Poly-methylpenten umfasst oder

(b') Mikropartikel aus einem flexiblen geschäumten Polyurethan und

(c) mindestens ein Bindemittel, das ausgewählt ist aus

(ca) einem verträglichen organischen Bindemittel, welches in kaltem Wasser unlöslich und in heissem Wasser löslich ist und welches gegenüber den Glasfasern, den Mikro-partikeln und irgendwelchen anderen Bestandteilen der Matte inert ist oder

(cb) einer Mischung aus verfilzten Baumwollfasern und irgendwelchen dieser Mikropartikeln,

und wobei das Bindemittel über die ganze Matte verteilt enthalten ist und die Komponenten der Matte in den folgenden Mengenverhältnissen anwesend sind:

(A) die Mikropartikel in einer Menge von 2-50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte

(B) das Bindemittel in einer Menge von 2-10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte, falls ein organisches Bindemittel verwendet wird und im Bereich von 5,8-11 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte, wenn eine Mischimg aus Bindemitteln eingesetzt wird und

(C) die Glasfasern in einer Menge entsprechend dem Rest auf 100 Gew.-% der fertigen Matte und wobei die fertige Matte eine Zugfestigkeit von 0,2-5,3 kg pro cm aufweist.
2. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikeln diejenigen eines Styrolpolymeren sind.
3. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Styrolpolymeren ein Polystyrol ist.
4. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikeln aus einem flexiblen geschäumten Polyurethan bestehen.
5. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropartikeln aus einem niederen Polyolefin bestehen.
6. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Polyäthylen ist.
7. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen nach einem der Patentansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bindemittel eine Mischung aus Baumwollfasern und Mikropartikeln enthält.
8. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bindemittel enthaltenen Baumwollfasern verfilzte Baumwollfasern sind und dass die Mikropartikeln des Bindemittels Polystyrolmikropartikeln sind.
9. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss einem der Patentansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein verträgliches organisches Bindemittel enthält, welches in kaltem Wasser unlöslich und in heissem

Wasser löslich ist und welches gegenüber den Glasfasern, den Mikropartikeln und irgendwelchen anderen Bestandteilen der Matte inert ist.
10. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen ge-5 mäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel ein Polyvinylalkohol ist, der zu mindestens 98% hydrolysiert ist.
11. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie io 77,2 Gew.-% Glasfasern

15,8 Gew.-% Polystyrol-Mikropartikel und 6,97 % Polyvinylalkohol enthält, wobei die Glasfasern 6,35 mm lang sind und einen Durchmesser von 6,3 • 10~3 mm besitzen.

i5 12. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weitere Bestandteile enthält:

d) einen aus Teilchen bestehenden Zusatzstoff, der fein verteilte Aktivkohle ist, und der in einer Menge im Bereich

20 von 2 Gew.-% bis unterhalb derjenigen Menge liegt, bei welcher mehr als ein nur unbedeutendes Ausstäuben des aus Teilchen bestehenden Zusatzstoffes aus der fertigen Matte auftritt,

e) einen faserbildenden Terephthalatpolyester in einer 25 Menge, die im Bereich von 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Matte liegt und f) eine Bindemittelmischung aus verfilzten Baumwollfasern und Mikropartikeln in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Matte.

30 13. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester ein Polyäthylenterephthalat ist.
14. Matte zur Behandlung von Gasen und Dämpfen gemäss Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der 35 Polyäthylenterephthalat-Polyester in der Form von leicht in Wasser dispergierbaren, halbdurchscheinenden, optisch aufgehellten Fasern vorliegt, die eine Ausrüstung aufweisen, welche mit den meisten anionischen, kationischen oder nicht ionischen Bindemitteln verträglich ist und welche schnelle 40 und ausgezeichnete Dispersionen mit einer Vielzahl an Ausgangsmaterialien und Zusatzstoffen ergeben und eine Lösungsviskosität bei 25 °C von 770 ± 20 aufweisen, wenn lA g in 50 ml eines Lösungsmittels gelöst ist, das 40 Gew.-Teile Tetrachloräthan und 60 Gew.-Teile Phenol enthält, und wo-45 bei der Schmelzpunkt der Fasern 48,67 °C beträgt und sie in kochendem Wasser nicht eingehend sind und eine Streckgrenze beim Zerreissen von 45% aufweisen.

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