DE19950980A1

DE19950980A1 - Anwendung wirkstoffimprägnierter Fasermaterialien für die Luft- und Gasreinigung

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Publication number: DE19950980A1
Application number: DE19950980A
Authority: DE
Inventors: Rainer Haas; Franz Dietrich Oeste; Heinrich Wendel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-04
Filing date: 1999-10-24
Publication date: 2001-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft die Anwendung von Fasermaterialien, die eine oder mehrere Wirkstoffkomponenten enthalten, von denen mindestens eine als Beschichtung und/oder Imprägnation vorliegt, und die in definiert inhomogener Verteilung in den Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern angeordnet sind, für die Behandlung von Gasen, insbesondere zur Luftreinigung.

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung von Fasermaterialien, die eine oder mehrere Wirkstoftkomponenten enthalten, von denen mindestens eine als Beschichtung und/oder Imprägnation vorliegt, und die in definiert inhomogener Verteilung in den Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern angeordnet sind, für die Behandlung von Gasen, insbesondere zur Luftreinigung.

In der deutschen Offenlegungsschrift DOS DE 198 34 916 A1 v. 11. 3. 99 sowie in den deutschen Patentanmeldungen Az. 198 42 528.7 v. 16. 9. 98, Az. 199 15 177.6 v. 3.4.99, Az. 199 17 399.0 v. 16. 4. 99, Az. 199 39 901.8 v. 22. 8. 99 der internationalen Patentanmeldung Az. PCT/EP 99/06755 vom 13. 9. 99 und der USA-Patentanmeldung Serial No. 09/346,042 vom 15. 9. 99 werden Verfahren und Wirkstoffe zur Herstellung von wirkstoffimprägnierten Fasermaterialien und ihre Anwendung zur Wasserbehandlung beschrieben. Eine umfassende Zusammenstellung der möglichen Fasermaterialien und Wirkstoffe ist in der Deutschen Patentanmeldung Az. 199 39 901.8 dargestellt. Je nach Einsatzzweck sind die Fasermaterialien in besonderer Weise mit einem oder mehreren Wirkstoffen imprägniert bzw. mit weiteren wirkstoffimprägnierten und/oder nicht imprägnierten Fasern und/oder wirkstoffhaltigen Partikeln und/oder nicht- wirkstoffhaltigen Partikeln zu einem faserhaltigen Formkörper geformt, dessen beliebige Form durch den Anwendungszweck bestimmt wird.

Es hat sich nun überraschend gezeigt, daß diese wirkstoffimprägnierten Fasermaterialien auch zur Reinigung von Luft, Stäuben und Gasen, im induviduellen Personenschutz, im Haushaltsbereich, in der Öffentlichkeit, in zahlreichen urbanen Einrichtungen und auch zur industriellen Abluft- und Abgasreinigung, eingesetzt werden können.

Die Anwendungsformen der wirkstoffimprägnierten Fasermaterialien zur Luft- und Gasreinigung sind vielfältig. Sie können in eingehauster Form als technische Vorrichtungen zur Luftreinigung eingesetzt werden, als Vorrichtungen zur Luftreinigung in teileingehausten Einrichtungen oder in offener Anwendung vorgenommen werden. Dementsprechend vielseitig sind ihre Eisatzmöglichkeiten, insbesondere die zur Luftreinigung. Offene Anwendungen z. B. als Putze, Beschichtungen, Vorhänge, Anhänge zur Luftreinigung vorzugsweise in emissions- bzw. immissionsreichen Gebieten sind gegeben auf Dächern, an Außenfassaden von Häusern, an Straßenbäumen, Lärmschutzwänden, Straßeneinfassungen, Verkehrsinseln, an Straßenbeleuchtungen, an verkehrsreichen Plätzen. Zur Luftreinigung in teileingehauster Anwendung z. B. als Tapeten, Putze, Beschichtungen, Vorhänge, Anhänge zur Luftreinigung von Innenräumen, Fahrgastkabinen, Küchen und Großküchen, Büros und Bürohäusern, Lokalen jeglicher Art, Behandlungs- und Operationseinrichtungen jeglicher Art, insbesondere Krankenhäuser, Quarantäneeinrichtungen und Arztpraxen einschließlich ihrer Warte- und Aufenthaltsräume, Tierkliniken, Tierarztpraxen, Tierheime, Ställe, Einrichtungen zur Tierkadaververarbeitung, Fabrikations- und Lagerräume jeglicher Art, insbesondere solche, in denen Medikamente, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel hergestellt, verarbeitet, gekühlt, gelagert und verkauft werden, Kaufhallen, Kinos, Theater, Festzelte, Schutzräume, Wohnräume sowie Versammlungsräume jeglicher Art, Toiletten, Kläranlagen, Wasserwerke, Züge, Bahnen, Busse, Pkw und sowie Fahrer- und Fahrgastkabinen jeglicher Art, Straßentunneln und Unterführungen. Zur Luftreinigung, Luftentkeimung oder Reinraumkonditionierung in eigehauster Anwendung als Festbettfilter oder Bewegtbettfilter z. B. als Luftfilter, Zu- oder Abluftreinigungseinrichtung, Luftreinigung in Abluftströmen, Klimaanlagen, Küchendunstabzügen, Dunstabzugshauben.
Die Anwendung ist jedoch nicht auf die o. g. Beispiele beschränkt.

Eine bevorzugte Anwendung wirkstoffimprägnierter faserhaltiger Formkörper ist der Personenschutz. Im einfachsten Fall kann dieser in der Form einer modifizierten Staubmaske geschehen, die durch Wirkstoffimprägnation zusätzlich zum Staub auch gasförmige Fremdstoffe entfernt, wie in den folgenden Beispielen dargestellt wird.

Beispiel 1

In Maler- und Lackierbetrieben werden häufig handelsübliche Staubmasken auf Cellulosebasis als Atemschutz eingesetzt. Diese Staubmasken haben den Zweck, das Einatmen von Farben und Lacken als Aerosol zu verhindern. Neben den Aerosolen enthalten die Farben und Lacke jedoch auch oftmals toxische Lösungsmittel. Diese durchdringen nahezu ungehindert die handelsüblichen Staubmasken und führen zu akuten und chronischen Vergiftungen. Abhilfe könnte eine handelsübliche Schutzmaske schaffen. Allerdings ist das Atmen unter Schutzmaske sehr beschwerlich, so daß mindestens 50% der Arbeitszeit für Ruhepausen eingesetzt werden müßten.

Eine erfindungsgemäße Staubmaske, die statt aus reiner Cellulose aus wirkstoffimprägnierten Fasermaterialien, bestehend aus 49% Cellulose, 49% pulverförmiger Aktivkohle (10 µm) und 2% Chitosan als Bindemittel gemäß den o. g. Patentanmeldungen hergestellt wurde, hält sowohl Aerosole von Farben und Lacken als auch toxische Lösungsmittel mit nahezu gleicher Effektivität zurück wie eine handelsübliche Schutzmaske. Im Gegensatz zur Schutzmaske ist das Atmen unter der erfindungsgemäßen Staubmaske jedoch nur unwesentlich schwerer als bei Verwendung einer herkömmlichen Staubmaske ohne Wirkstoffimprägnierung.

Beispiel 2

Im individuellen Personenschutz werden in Ballungsgebieten, besonders in den USA und in Japan, hauptsächlich bei Smog, Staubmasken aus Cellulose von der Bevölkerung getragen. Wie in Beispiel 1 werden nur Aerosole und Staub von der Maske zurückgehalten. Gasförmige Schadstoffe gelangen ungehindert in die Lungen. Im Bereich der Zivilbevölkerung ist das Tragen von handelsüblichen Schutzmasken im normalen, täglichen Leben unmöglich.

Eine erfindungsgemäße Staubmaske, die statt aus reiner Cellulose aus wirkstoffimprägnierten Fasermaterialien, bestehend aus 49% Cellulose, 49% pulverförmiger Aktivkohle (10 µm) sowie 2% Chitosan als Bindemittel gemäß den o. g. Patentanmeldungen hergestellt wurde, hält sowohl Staub als auch toxische Gase, wie z. B. Kohlenwasserstoffe aus Autoabgasen, mit nahezu gleicher Effektivität zurück wie eine handelsübliche Schutzmaske. Im Gegensatz zur Schutzmaske ist das Atmen unter der erfindungsgemäßen Staubmaske jedoch nur unwesentlich schwerer als bei Verwendung einer herkömmlichen Staubmaske ohne Wirkstoffimprägnierung.

Beispiel 3

In herkömmlichen Dunstabzugshauben befindet sich normalerweise ein Filter aus Kunstfaservlies zur Fettaufnahme sowie ein Aktivkohlefilter mit gekörnter bzw. geformter Aktivkohle zur Aufnahme organischer Substanzen und von Gerüchen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann pulverförmige Aktivkohle mit geeigneten Bindemitteln, z. B. Chitosan, in den Kunstfaservlies-Filter integriert werden und somit den zweiten Aktivkohlefilter ersetzen.

Wie aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt geworden ist, lassen sich einige Chalkogenide, insbesondere aus den Gruppen der Oxide und Mischoxide, die Nebengruppenelemente enthalten, durch elektrische und/oder elektromagnetische Felder, insbesondere Licht, derart anregen, daß sie Reaktionen wie z. B. Bindungsspaltung, Oxidation, Reduktion, die Abspaltung von Wasserstoff und die stromlose Wasserzersetzung zu Wasserstoff und Sauerstoff in der Gasphase herbeiführen oder beschleunigen können. Zu dieser Gruppe zählen auch die Photokatalysatoren. Die Katalyse durch Feld-angeregte Stoffe kann nicht nur in Flüssigkeiten durchgeführt werden; sondern auch in Gasphasen. Beispiele dafür werden z. B. in den DOS P 40 23 995.0, P 42 41 451.2, P 43 20 070.2, P 43 36 081.5, P 43 41 496.6 und P 43 20 218.7 genannt.

Die photokatalytisch beschleunigten Oxidations-Reaktionen in der Gasphase laufen besonders effektiv dann ab, wenn Möglichkeit zur Radikalbildung gegeben sind. Diese sind z. B. dann gegeben, wenn die Reaktionen bei hinreichendem Feuchtigkeitsgehalt am Katalysator ablaufen. Dadurch wird ermöglicht, daß an der "feuchten" Oberfläche der Photokatalysatoren OH-Radikale entstehen. Ein weiterer Vorteil ist durch die Gegenwart von Halogenid gegeben. Dadurch wird ermöglicht, daß an der Oberfläche der Photokatalysatoren Halogen-Radikale entstehen. Derartige Radikale lassen die Oxidation wesentlich effektiver ablaufen.

Nach den o. g. Veröffentlichungen werden verschiedene Wirkstoffe zur Herstellung solcher Photokatalysatoren benötigt. Nach den dort mitgeteilten Lehren sind die verschiedenen Wirkstoffe dabei schichtförmig in den Photokatalysatoren übereinandergelegt. Beispielsweise zwiebelschalenartig aufgebaute Dreischicht-Katalysatoren auf Titanträgern, indem diese durch Beschichten mit Gelen und Kalzinieren von Trägern erzeugt wurden. Derartige Schalen bestehen z. B. aus einer unteren Titandioxid-Eisen-III-oxid-Mischschicht, einer Titandioxid- Zwischenschicht und einer oberen Palladiumschicht oder einer unteren Titandioxid-Eisen-III- oxid-Mischschicht, einer Titandioxid-Zwischenschicht und einer oberen Palladium- Silberchlorid-Schicht oder einer unteren Titandioxid-Eisen-III-oxid-Mischschicht, einer Titandioxid-Zwischenschicht, einer Palladium-Zwischenschicht und einer oberen Palladium- Thoriumoxid-Schicht.

Das wesentliche Problem derartiger feldaktivierbarer Katalysatoren liegt in ihrem zwiebelschalenförmigen Aufbau. Damit die unteren Katalysatorschichten zugänglich für die umzusetzenden Stoffe bleiben, müssen die Deckschichten nämlich eine hinreichende Durchlässigkeit behalten. Das führt bei den genannten dreischichtigen Katalysatoren zu Problemen, wenn optimierte Umsatzraten bzw. gleichbleibende Katalysatorqualität erzielt werden soll.

Ein besonderes Problem der Photokatalysatoren ist ihre Aktivität, die auch zur Zerstörung ihrer Bindung an den Trägem führen kann, wenn es sich bei dem Binder um organische Substanz handelt. Das führte zu Vorschlägen, die Photokatalysatoren vor ihrer Bindung an die Träger mit inaktiven Schichten einzuhüllen, die vor ihrem Einsatz wieder abzulösen waren. Diese problembehafteten Verfahren haben sich aber schließlich nicht durchsetzen können.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten multifunktionalen Fasermaterialien enthalten als wirksamen Komponenten dagegen die Wirkstoffe, im Beispiel photokatalytischer, sorptiver und chemiesorptiver Wirkstoffe, vorzugsweise als jeweils einfache Imprägnierung und/oder Beschichtung der Fasern und/oder Partikel, wobei die verschiedenen Wirkstoffe in dem Fasermaterial für die erfindungsgemäße Gasbehandlung nicht übereinander sondern nebeneinander und zwar eng benachbart auf verschiedenen Partikeln und/oder Fasern liegen. Es wurde nämlich herausgefunden, daß diese Art und Weise der Anordnung der unterschiedlichen Komponenten weitaus wirksamer ist.

Wichtiges Ergebnis des speziellen Herstellungsverfahrens der multifunktionellen Fasermaterialien ist die enge räumliche Nachbarschaft der unterschiedlich ausgerüsteten Fasern und/oder Partikel beliebig vielfältiger Funktionalität, die sich zwar gegenseitig berühren, aber nicht abdecken. Somit gewährleisten sie eine ungehinderte Wechselwirkung von Reaktionsteilnehmern und Feldern, insbesondere Photonen, mit jeder Wirkstoffkomponente des katalytischen Systems. Dadurch ergeben sich wesentlich günstigere Umsatzraten. Die erfindungsgemäße Bindung der Wirkstoffe auf Fasern und Partikeln im System des Fasermaterials, das vorzugsweise papier-, nudel- oder fadenartige Form hat, ist insbesondere durch ihre Anordnung und weniger durch Bindemittelwirkung verursacht, weil die Fasern überwiegend durch physikalische Wirkung, z. B. durch Umschlingung, Verdrillung und Verzahnung im Fasermaterial, das vorzugsweise dem Erscheinungsbild von Papier, Filz, Vlies, Gewebe oder Faden entspricht, festgehalten wird.

Vorzugsweise für diesen Zweck eingesetzte Wirkstoffträger sind Glasfasern, aber auch Cellulose-Fasern. Darunter vorzugsweise Glasfasern mit Faser-Durchmessern unter 10 µm, wie sie z. B. bei Spinnprozessen gewonnen werden, die als Verfahrensbestandteile Zentrifugalspinnverfahren und/oder Blasspinnverfahren enthalten. Die Cellulosefasern werden bevorzugt in langfaseriger Form eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen Fasermaterialien, die als feldaktivierbare Katalysatoren eingesetzt werden, enthalten mindestens einen Wirkstoff in der Form einer Beschichtung und/oder Imprägnierung in definiert inhomogener Verteilung im Fasermaterial. Mindestens ein Wirkstoff ist dabei derart angeordnet, daß er in einem vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und gegebenenfalls Partikel in vorbestimmter Menge vorliegt, und in einem weiteren vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und gegebenenfalls Partikel nicht oder in einer davon abweichenden Menge vorliegt.

Die erfindungsgemäßen multifunktionalen Fasermaterialien lassen sich weitaus effektiver anwenden, als dies mit den bisher eingesetzten vergleichbaren Katalysatoranordnungen zur Gasbehandlung möglich war. Nicht allein, weil durch die beliebige Anordnung, Wahl, Zusammensetzung und Menge der Wirkstoffe auf den Fasermaterialien eine geeignete Aktivität gegeben ist, sondern weil die Fasermaterialien topographische Gestaltung zulassen, die im Vergleich zu den bisher für diesen Zweck eingesetzten Anwendungen wesentlich besser an die prozeßspezifischen Anwendungen angepaßt werden können als es bisher praktiziert und beschrieben worden ist.

Die Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Fasermaterialien als Seidenpapier oder feine Fäden herzustellen, ermöglicht völlig neuartige Reaktorkonstruktionen, die dem Bedarf entgegenkommen, die in dem kontinuierlich durchströmten Reaktor angeordneten Photokatalysator-Partikel allseitig zu bestrahlen, um bei minimiertem Strahlungsenergieeintrag einen hinreichenden Umsatzgrad zu erzielen.

Die bevorzugte Anordnung der feldaktivierten Katalysatoren sind Bündel von Seidenpapierstreifen oder sehr dünne Fäden auf der Basis von Glasfasern, vorzugsweise im Gemisch mit Cellulosefasern als Photokatalysatorträger und ggf. zur Verbesserung der mechanischen Stabilität, die als "Festbett" im Reaktor jeweils an einem Ende zu frei pendelnden Bündeln an einem oder mehreren Stellen im Reaktor, vorzugsweise seinem oberen Teil fixiert sind. Die Gasströmung im Reaktor ist vorzugsweise so bemessen, daß die herabhängenden Katalysatorbündel hinreichend turbulent in der Gasströmung flattern.

Für einfache und/oder feldaktivierte Katalysatoren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich aber auch Fasermaterial-Teilchen, die in dem zu behandelnden Gas als Fluidbett oder Wirbelbett bewegt werden. Die Verfahrensparameter der Sorptionsprozesse, die in derartigen Wirbelbetten ablaufen, können derart austariert werden, daß bei ausgewählter Mindest- Gewichtszunahme der Fasermaterialien, die vorzugsweise in der Nähe ihrer Beladungsgrenze liegt, ihre Sedimentation eintritt, so daß das sedimentierte beladene Fasermaterial ausgeschleust werden kann.

Als Katalysatorträger können aber auch dünne Metalldrähte oder längliche Metallfolien, vorzugsweise aus Aluminium, dienen, die mit den geeigneten Katalysatoren vorzugsweise ungleich beschichtet sind. Geeignet sind auch Anordnungen von Fasern und/oder Partikeln auf Oberflächen, die dort mittels eines Binders fixiert sind. Derartige Oberflächen werden nach an und für sich bekannten Verfahren erhalten, wenn Kurzfasern definierter Länge unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes auf die Binder-beschichtete Oberfläche appliziert werden. Nach physikalischer oder chemischer Erhärtung des Binders sind die Fasern und/oder Partikel auf der Oberfläche fixiert.

Es können auch bewegte Einrichtungen als Träger der erfindungsgemäßen multifunktionalen Katalysatoren für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, deren Bewegung nicht durch das strömende Gasmedium verursacht wird, sondern durch zusätzlichen Eintrag von Bewegungsenergie induziert wird. Vorzugsweise eignet sich hierfür die Vibrationsbewegung und/oder die Rotationsbewegung der Katalysatoren.

Es hat sich gezeigt, daß die Bewegung der multifunktionalen Fasermaterialien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gasbehandlung durchweg auch für einfache, also nicht feldaktivierte katalytische Prozesse und einfache Reaktions- und Sorptionsverfahren an den multifunktionalen Fasermaterialien auch vorteilhaft sein kann. Die Fasermaterialien können aber auch in statischen Systemen, z. B. als einfache eingehauste Festbetten aus Fasermaterial-Teilchen, einfache Festbetten aus Fasermaterial-Formkörpern, einfache Festbetten aus geschnittenen Fasermaterial-Streifen, einfache Festbetten, die aus wellpappenförmigem Fasermaterial gewickelt sind und die parallel zur Wickelachse durchströmt werden, angewendet werden.

Vorzugsweise die Photokatalysator-haltigen multifunktionalen Fasermaterialien lassen sich aber auch in offener, teilweise eingehauster oder nicht eingehauster Form zur Gasbehandlung anwenden. Typische Beispiele dafür sind z. B. Papier-, Vlies- und/oder Stoff-Tapeten und -Vorhänge aus den multifunktionalen Fasermaterialien. Vorteilhaft sind auch Vorhänge aus einfachen unzusammenhängenden und mit Beschwerungen versehenen Fäden, wie sie z. B. in Durchgängen gebräuchlich sind. In einer besonderen Form der Oberflächenbeschichtung lassen sich die Fasermaterialien in der Form eines dünnflüssigen vorzugsweise wäßrigen Breies im Spritzverfahren auftragen. Nach einem ähnlichen Verfahren können die Fasern enthaltende Feststoffkomponente und das Bindemittel über separate Düsensysteme nach an und für sich bekannten Verfahren gemeinsam als Beschichtung auf Innen- oder Außen-Oberflächen aufgesprüht werden. Einrichtungen zur Luftumwälzung in großen Räumen können z. B. mit dekorativen Leichtpapierstreifen aus dem erfindungsgemäßen Fasermaterial ausgestattet werden, die mit dem Luftstrom eindrucksvoll bewegt werden. Besonders erwünschter Nebeneffekt der Bestrahlung von Photokatalysatoren ist ihre keimtötende Eigenschaft.

Das multifunktionale photokatalytisch aktive Fasermaterial ist besonders für diese Zwecke geeignet, weil es nicht nur in der Lage ist, für sich allein unter geeigneter Bestrahlung den photokatalytischen Abbau von Schadstoffen herbeizuführen, sondern zusätzlich Schadstoffe aus der Luft zu speichern. In und/oder in der direkten Umgebung der meisten Einrichtungen, in denen derart offene Anwendungen der erfindungsgemäßen Fasermaterialien eingesetzt und installiert werden können, wie z. B. Bürohäuser, Restaurants, Krankenhäuser, Arztpraxen, Operationssäle, Fabrikhallen, Kaufhallen, Kinos, Theater, Konzerthäuser, Festzelte, Schutzräume, Wohnräume, Küchen, Großküchen, Toiletten, Versammlungsräume jeder Art, Kläranlagen, Wasserwerke, Züge, Straßenbahnen, Busse, Pkw, sonstige Fahrgastkabinen jeglicher Art, Außenfassaden von Hochhäusern, Straßenbäume, Lärmschutzwände, Straßentunnel und Unterführungen, Verkehrsinseln, Straßenlaternen, Vorrichtungen zur Fixierung von Dekorationen in den Innenstadtstraßen, Bahnhöfe, wechseln in der Regel relativ kurze emissionsreiche Perioden mit längeren emissionsarmen Perioden ab.

Während der emissionsreichen Perioden können die sorptiven Wirkstoff-Komponenten des multifunktionalen photokatalytisch aktiven Fasermaterials die Schadstoffkomponenten als Sorbat aufnehmen, wie z. B. organische Schadstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe von Aktivkohle, Kohlenmonoxid von Porphinen oder Mischoxiden der Nebengruppenelemente, Stickoxide von Aktivkohle, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und Kohlenoxisulfid von Verbindungen des Yttriums, Scandiums, der Lanthaniden und Actiniden und/oder von Aktivkohle, Ozon, Chlor und organische Photooxidantien von Aktivkohle. Die während dieser Hauptemissionsperioden auf den Sorbentien in einer reversiblen flüchtigen Bindung verbliebenen Schadstoffe und/oder ihre Umwandlungsprodukte können dann während der emissionsarmen Perioden vorzugsweise unter Bestrahlung mit kurzwelligem Licht, vorzugsweise UV-Strahlung, den photokatalytisch aktiven Komponenten, die vorzugsweise als wesentliche Bestandteile eines oder mehrere der Oxide und Mischoxide des Eisens, des Mangans, sowie der 3., 4. und 5. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente enthalten, mineralisiert werden. In den Außenbereichen kann neben dem wirksamen Sonnenlicht zusätzlich während der lichtarmen Perioden mit kurzwelligem Licht bestrahlt werden.

In den Außenbereichen installierte multifunktionale photokatalytisch aktive Fasermaterialien entledigen sich ihrer zu anorganischen Feststoffen oder Lösungen (Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Salzsäure) mineralisierten Schadstofffracht auf natürlichem Weg mit Regenwasser oder sie werden gelegentlich abgesprüht. Vorzugsweise durch Kalksteinschüttungen lassen sich die sauren Lösungen im Tropfbereich neutralisieren. In Innenräumen können die dort installierten Fasermaterialien gelegentlich erneuert werden oder sie werden zur Reaktivierung ebenfalls gespült oder gewaschen.

Beispiel 4

Tapete mit Eigenschaften zur Beseitigung von Gerüchen, Schadstoffen, Bakterien, Viren, Sporen und sonstigen schädlichen gasförmigen und partikulären organischen und anorganischen Luftbestandteilen.

8 g Eisen und 1 g Mangan werden in Form von Eisen-III-chlorid und Kaliumpermanganat in 2,5 l Wasser gelöst. In dieser Lösung werden 30 g gebleichter Zellstoff dispergiert. Die Dispersion wird unter weiterem Rühren auf pH 8 eingestellt und 10 min unter langsamem Rühren unter diesen Bedingungen belassen. Dazu wird 10 g photokatalytisch aktives Titandioxidpulver P 25 der Degussa AG hinzugefügt und danach die Dispersion noch weitere 5 min durchbewegt.

In einem zweiten Ansatz werden 4 g Natriumalginat in 2,5 l Wasser gelöst. In dieser Lösung werden 25 g gebleichter Zellstoff dispergiert. Dazu wird 20 g gepulverte gasaktivierte Aktivkohle vom Typ SA Supra der Norit GmbH hinzugefügt und danach die Dispersion noch weitere 20 min durchbewegt. Die Dispersion wird unter weiterem Rühren dann auf pH 0,5 eingestellt und 10 min unter langsamem Rühren unter diesen Bedingungen belassen. Danach wird auf pH 3 neutralisiert.

In einem dritten Ansatz werden 10 g Cer werden in Form von Cer-IV-ammoniumsulfat in 2,5 l Wasser gelöst. In dieser Lösung werden 30 g gebleichter Zellstoff dispergiert. Dazu wird 3 g Niob in Form von Niob-V-chlorid hinzugefügt und danach die Dispersion noch weitere 20 min durchbewegt. Die Dispersion wird unter weiterem Rühren dann auf pH 9 eingestellt und 10 min unter langsamem Rühren unter diesen Bedingungen belassen. Danach wird auf pH 7 neutralisiert.

Die gewonnenen Faserdispersionen werden anschließend unter Rühren miteinander vereinigt und 10 min unter Rühren miteinander vermischt. Anschließend werden die Faserdispersionen mittels eines feinmaschigen Metallsiebes in eine feuchte faserhaltige Phase und eine flüssige Phase getrennt. Nach Pressen und Trocknen wird ein Papier erhalten, das die gewünschten photokatalytischen, sorptiven und chemisorptiven Funktionen in sich vereint, wobei die einzelnen Wirk-Funktionen definiert inhomogen über das Papier verteilt sind. Die Tapete ist hinreichend beständig gegen vorsichtiges Besprühen mit Wasser. Somit können gelegentlich wasserlösliche und im Wesentlichen saure Reaktionsprodukte, die sich auf dem Papier im Einsatz ansammeln, abgewaschen werden.

Die Bestrahlung des Papiers mit UV-Licht von Wellenlängen größer 200 nm führt zur raschen Desinfektion, die wesentlich effektiver ist, als die Bestrahlung herkömmlicher Tapete. Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Zigarettenrauchgeruch und Fäulnisgerüche werden ebenfalls auch ohne Bestrahlung beseitigt. Die Tapete wird vorzugsweise derart eingesetzt, daß sie währen Ruhezeiten zur Regeneration und Desinfektion UV-bestrahlt wird.

In ähnlicher Weise wie organische Fasern können auch anorganische Fasern, wie z. B. Mikroglasfasern als Fasermaterialbestandteile eingesetzt werden. Vorzugsweise werden hierzu hinreichend lösliche Glasfasern eingesetzt, die durch allmähliche Auflösung in der Lunge keine Gesundheitsprobleme beim Einatmen verursachen.

Ähnlich den in Beispiel 4 genannten Papiertapeten können auch Fäden mit unterschiedlicher Wirkstoffbeschichtung hergestellt werden. Aus diesen Fäden als solchen können z. B. Fadenvorhänge oder gewebte Vorhänge hergestellt werden, die z. B. zusätzlich zu ihren schadstoffabbauenden Eigenschaften Funktionen der Raumteilung oder des Sichtschutzes übernehmen können. Auch sie können in Intervallen oder kontinuierlich zum photolytischen Schadstoffabbau bestrahlt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gasbehandlung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die dafür eingesetzten wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper notwendig einen Faseranteil enthalten sowie gegebenenfalls einen Partikelanteil und enthaltend

- einen Anteil von mindestens einem Wirkstoff, der durch eine oder mehrere der Eigenschaften hohe Sorptionsaktivität, oxidationsbeschleunigende katalytische Aktivität, reduktionsbeschleunigende katalytische Aktivität, hydrolysebeschleunigende katalytische Aktivität, photokatalytische Aktivität, induzierbare katalytische Aktivität durch elektrische Felder, gekennzeichnet ist und/oder enthaltend
- einen Anteil von einem oder mehreren Wirkstoffen der reaktiv mit mindestens einem Bestandteil des Gases reagiert

wobei der Wirkstoff zur Gasbehandlung in einer oder mehrerer der zusammenhängenden Formen Beschichtung, Behang, Schüttung, Vorrichtung, oder unzusammenhängend vorliegen kann und wobei der Wirkstoffinhalt mindestens eines der Merkmale a), b) oder c) aufweist und wobei die Konsistenz der wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper mindestens eines der Merkmale d) aufweisen und wobei die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper gegebenenfalls einer der Wirkungen e) und f) ausgesetzt werden:

a) daß mindestens ein Wirkstoff zur Gasbehandlung in der Form einer Beschichtung und/oder Imprägnierung in definiert inhomogener Verteilung in dem Fasermaterial derart angeordnet ist, daß der Wirkstoff in einem vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikeln in einer vorbestimmten Menge vorliegt und daß der Wirkstoff in einem weiteren vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikel nicht oder in einer vom ersten vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikeln abweichenden Menge vorhanden ist;
b) daß die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper zumindest mit einem Depot für den Wirkstoff zur Gasbehandlung verbunden sind, so daß der Wirkstoff erst beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fasermaterials auf das Fasermaterial gelangt und somit für die Gasbehandlung zur Verfügung steht;
c) daß in den wirkstoffhaltigen Papieren, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern einer oder mehrere der Wirkstoffe zur Gasbehandlung in definiert homogener Verteilung in einer oder mehrerer der Formen Fasern, Partikeln, Imprägnierung und/oder Beschichtung von Fasern und /oder Partikeln enthalten ist;
d) daß die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper, die gegebenenfalls einen Partikelanteil enthalten, dem zu behandelnden Gas ausgesetzt werden in einer oder mehrerer der Konsistenzklassen fester Faserverbund als Schüttung von Körpern, fester Faserverbund gegebenenfalls mit Partikelanteil als Monolith oder aus mehreren Monolithen zusammengesetzte Einheit, als Wirbelbett von Papierstückchen, als ein- oder mehrseitig fixierte Bänder und/oder Fäden und/oder Vorhang, als Tapete, in der Form beflockter Oberflächen, als Verputz, oder als ungebundene Fasern gegebenenfalls mit Partikelanteil im Wirbelbett vorliegen;
e) daß die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper kontinuierlich und/oder diskontinuierlich mindestens der Behandlung mit mindestens einer der Wirkungen Lichtstrahlen und/oder elektrische Felder und/oder Wasserwäsche unterworfen werden;
f) daß die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper kontinuierlich und/oder diskontinuierlich relativ zu dem behandelnden Gas bewegt werden.

Zur weitergehenden Erläuterung wird hier noch einmal auf die Ausführungen in den Deutschen Patentanmeldungen v. 22. 8. 99, Az. 199 39 901.8 und vom 2. 10. 99, Az. 199 47 635.7 zur Herstellung wirkstoffhaltiger faserhaltiger Formkörper für Wasserreinigung und Analytik hingewiesen, die erfindungsgemäß zur Luft- und Gasreinigung eingesetzt werden können.

Als faserhaltige Formkörper oder Fasermaterialien werden dort die erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien definiert, die aus Fasern und gegebenenfalls Partikeln geformt werden. Die ggf. Partikel enthaltenden erfindungsgemäßen Papiere und faserhaltigen Formkörper werden bevorzugt aus einem überwiegend faserhaltigen wäßrigen Brei hergestellt, der durch Mischung aus mindestens zwei verschiedenen Faserkomponenten hergestellt wurde, von denen mindestens eine bereits eine Beschichtung und/oder Imprägnation mit Wirkstoffen enthält oder im Laufe des weiteren Herstellungsprozesses und/oder auch Einsatzes des Papiers bzw. faserhaltigen Formkörpers noch bekommt. Es ist aber auch ohne Weiteres möglich, das erfindungsgemäße Material durch Mischung aus nur einer Faserkomponente und einer Partikelkomponente herzustellen.

Anstelle des Faserbreies als einer Quelle des erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterials können auch Endlosfasern oder Langfasern aber auch Kurzfasern zur Textilherstellung eingesetzt werden, wobei zur Herstellung des erfindungsgemäßen Fasermaterials auf der Basis von Textilien wie z. B. Filzen, Vliesen, Gestricken oder Geweben unterschiedliche Fasern angewendet werden, von denen mindestens eine bereits eine Beschichtung und/oder Imprägnation mit Wirkstoffen enthält oder im Laufe des weiteren Herstellungsprozesses und/oder auch Einsatzes des Papiers bzw. faserhaltigen Formkörpers noch bekommt.

Als Komponenten der erfindungsgemäß eingesetzten faserhaltigen Materialien kommen auch solche Bestandteile in Frage, die nicht die Form von Fasern haben und die hier unter dem Begriff "Partikel" zusammengefaßt sind. Dies können z. B. gemahlene und gebrochene Partikel, geformte Partikel, sphärische Partikel, Hohlkörper, schaumförmige Partikel, Faserhäcksel, flächige Teilchen wie z. B. Blattgold, Glimmer, Graphit, Molybdänsulfid und Glasflakes sein.

Als Faserkomponenten für die erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien werden vorzugsweise Cellulose, Kunststoff, Glas, Metalle und Metallegierungen, Keramik, darunter auch die Hartstoffe aus den Gruppen der Nitride, Oxide, Boride, Carbide und Silicide, Glas, Kohlenstoff und Bor eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Faserstoffe und Partikel, die ganz oder teilweise aus Wirkstoffen bestehen, die eine oder mehrere der Komponenten Aktivkohle, Metall und Metallegierung, Kunstharze und/oder Aktivkohle mit ionenaustausch- und/oder zur Komplexbildung fähigen Gruppen enthalten sowie poröse Polyolefine, die mit Wirkstoffen beladen sind und/oder die sich mit Wirkstoffen beladen lassen.

Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten geformten Fasermaterialien geschieht vorzugsweise aus einem faserhaltigen Brei, wie er auch für die Papierherstellung geeignet ist. Dieser wird durch teilweise Entwässerung soweit eingedickt, daß er formbar wird und kann durch Brikettierung oder Extrusion in Briketts, Nudeln oder jede weitere beliebige Form umgeformt werden, die nach Trocknung bereits einsatzfähig für ihren Bestimmungszweck sein können. Ohne Vorentwässerung kann der faserhaltige Brei auch mit einer Rillenwalze auf eine saugfähige Unterlage gepreßt werden, wobei sich ebenfalls nudelförmige Formlinge bilden lassen.

Die nach dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien zur Gasbehandlung erhaltenen Papiere, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper, entsprechen dem in der Deutschen Patentanmeldung v. 22. 8. 99, Az. 199 39 901.8 dargestellten Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien zur Wasserbehandlung können zwar bei oberflächlicher Betrachtung einen außerordentlich homogenen Eindruck machen, der sich kaum von jenem unterscheidet, den die nach herkömmlichem Verfahren wirkstoffbeschichteten Faserstoffe machen. Mindestens bei vergrößernder Betrachtung erkennt man den Unterschied, nämlich daß bei dem erfindungsgemäßen Material unbeschichtete und/oder anders beschichtete Fasern und/oder Partikel neben den beschichteten Fasern und/oder Partikeln liegen. Weiterhin ist erkennbar, daß die Komponenten mit gleicher Beschichtungskonditionierung im statistischen Mittel gleiche Abstände voneinander haben und damit in einer definiert inhomogenen Verteilung in den erfindungsgemäßen Gegenständen vorliegen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich diese Wirkstoffe - egal ob es sich um Partikel oder Fasern aus Wirkstoff oder Beschichtungen mit Wirkstoff handelt - effektiv in eine Wirkstoffumgebung einbetten, ohne daß der Zugang von Luft und Gasen an ihre Wirkstoffoberfläche gestört, abgedeckt oder neutralisiert wird.

Eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten fasergebundenen Partikel ist der Sinterprozeß, bei dem eine schmelzbare Faser, vorzugsweise Polyolefinfaser, bei der Sintertemperatur der Polyolefinfaser mindestens einer oder mehrere Partikel-Komponenten aus der Gruppe der Aktivkohlen, Ruße, Photokatalysatoren, Metalle, oder Edelmetalle auf die Faser einwirken gelassen werden, bis sie an der Faser fixiert sind.

Wegen des großen Umfanges der einsetzbaren Materialien und Arbeitsweisen, mit denen die erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien, darunter insbesonders die Papiere, die textilen Gebilde und die faserhaltigen Formkörper hergestellt werden können und aus denen sie zusammengesetzt sind und ihrer umfangreichen Anwendbarkeit sind hier wesentliche Merkmale der in der Deutschen Patentanmeldung v. 22. 8. 99, Az. 199 39 901.8, beschriebenen Erfindung zusammengefaßt. Diese Materialien sind auch zur Reinigung von Luft und Gasen geeignet.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper, die auch Partikel enthalten können, zur Gasphasenbehandlung, enthaltend einen oder mehrere Wirkstoffe, von denen mindestens einer als Beschichtung und/oder Imprägnation vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Wirkstoffe, die mindestens in einer der Wirkstofformen, Beschichtung und Imprägnation vorliegen, und zusätzlich als Wirkstoffpartikel und/oder Wirkstoffaser vorliegen können, in definiert inhomogener Verteilung in den Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern so angeordnet sind, daß mindestens eine der Wirkstoffbeschichtungen und/oder Wirkstoffbelegungen nicht auf allen Bestandteilen der Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper vorliegt oder in gleicher Bedeckung vorhanden ist, zumindest aber nicht gleichzeitig aufgebracht worden ist.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern kann mindestens ein Anteil der Fasern und/oder Partikel mit mindestens einem Wirkstoff beschichtet und/oder mit mindestens einem Wirkstoff imprägniert sein.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern kann mindestens der als Beschichtung und/oder Imprägnation der Fasern und/oder Partikel vorhandene Wirkstoffgehalt in der Folge mindestens einer chemischen und/oder mindestens einer physikalischen Reaktion in der Gegenwart eines diese Fasern und/oder Partikel umgebenden Luft- bzw. Gasraums erzeugt sein.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Papiere, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper sind dadurch gekennzeichnet, daß jeweils von dem gesamten Faser- und/oder Partikelbestandteil dieser Teile mindestens ein Anteil der als wirkstoffbeschichteten und/oder wirkstoffimprägnierten Fasern und/oder wirkstoffbeschichteten und/oder wirkstoffimprägnierten Partikel vorliegenden Anteile seine Wirkstoffbeschichtung und/oder Wirkstoffimprägnation in der Folge mindestens einer chemischen und/oder physikalischen Reaktion in der Gegenwart eines sie umgebenden Fluids erhalten hat, von der die anderen als Fasern und/oder Partikel vorhandenen Anteile nicht und/oder nicht in gleicher Weise betroffen werden, indem dies durch mindestens eine Vorkehrung nämlich

- Separation der derart mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln während der chemischen und/oder physikalischen Reaktion von den nicht derart mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln und/oder
- unterschiedliche Stoffwahl für die Substanz, aus der die Fasern und/oder Partikel zusammengesetzt sind und Auswahl geeigneter reaktiver Stoffe für die Zusammensetzung der mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln während der chemischen und/oder physikalischen Reaktion

herbeigeführt wird.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Papiere, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper sind dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wirkstoffen beladenen Papiere, Fasermaterialien und/oder faserhaltigen Partikeln aus mindestens einer der Komponenten aus den Gruppen der mit mindestens einem Wirkstoff beladenen Papiere, Fasermaterialien, faserhaltigen Partikeln, deren Produktions-Vorstufen, Fasersuspensionen, entwässerten Fasern, deren Vorstufen bestehen, deren Wirkstoffbeladung in getrennten Prozeßstufen vorgenommen wurde und Partikeln oder Fasern, deren Substanz überwiegend oder vollständig aus Wirkstoff bestehen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Papiere, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper können mindestens einen Wirkstoff aus und einer oder mehrerer der Substanzen aus den Stoffgruppen der

- zur Ionenaufnahme fähige Fest-Harze
- zur Ionenaufnahme fähige Flüssig-Harze
- Huminstoffe
- zur Ionenaufnahme fähige anorganische Stoffe
- zur Aufnahme von Metallen und Metalloiden und ihren Verbindungen fähige anorganische Stoffe
- lipophilen Stoffe
- Aktivkohle
- zur Amalgambildung fähige Metalle
- zur Mercaptidbildung fähige organische Stoffe
- zur Bildung von Komplexen mit anorganischen Stoffen fähige organische Stoffe
- schwerlösliche Hydroxide
- Aktiv-Kohlenstoff-Partikel
- Aktiv-Kohlenstoff-Fasern
- mit Stickstoff angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Carboxylatgruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Carboxylsäuregruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Sulfonatgruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Sulfonsäuregruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- photokatalytisch aktive Substanzen
- zur Säurebindung fähige Stoffe
- Fulleren-Kohlenstoffe und ihre Derivate
- Zeolithe
- Schichtsilikate, insbesondere Tone und ihre künstlichen Derivate
- Metallhydride mit legierungsartig gebundenem Wasserstoff metallisches Zink
- Hydride aus der Gruppe der Platinmetalle
- mit Carboxylatgruppen angereicherte Öle, Wachse oder Harze
- mit Carboxylsäuregruppen angereicherte Öle, Wachse oder Harze
- überwiegend aliphatische hochsiedende Öle
- immobilisierte Enzyme und lösliche bzw. solubilisierbare Enzyme
- Naturstoffe wie Alginsäure, Chitosan und ihre Salze
enthalten.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern kann ein Wirkstoff auch aus einer oder mehreren der Substanzen aus den Stoffgruppen

- Kunststoff
- Metall
- Keramik
- Kohlenstoff
- Cellulose
- Glas
- Bor
- Siliciumcarbid

bestehen.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern kann ein Wirkstoff aus einer oder mehreren der Substanzen aus den Stoffgruppen der schwerlöslichen oder unlöslichen Oxide und/oder Mischoxide bestehen.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern können die Wirkstoffe mindestens ein Element enthalten das mindestens eine der beiden Eigenschaften besitzt, nämlich

a) daß es eine hohe Neigung zur Bildung von Komplexen hat und
b) daß seine Oxide und/oder Mischoxide sich einfach durch Hydrolyse und/oder Oxidation in der Form hochporöser Substanz mit ausgedehnter innerer und äußerer Fest- Fluid-Phasengrenzfläche bilden lassen.

Bei den erfindungsgemäßen Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern können die Wirkstoffe eine oder mehrere der Substanzen aus den Stoffgruppen der

- Zirkonoxide und Zirkonhydroxide,
- Titanoxide und Titanhydroxide,
- Hafniumoxide und Hafniumhydroxide,
- Nioboxide und Niobhydroxide,
- Tantaloxide und Tantalhydroxide,
- Titanoxide und Titanhydroxide,
- Zinnoxide und Zinnhydroxide,
- Ceroxide und Cerhydroxide,
- Siliciumoxide und Siliciumhydroxide,
- Aluminiumoxide und Aluminiumhydroxide,
- Eisenoxide und Eisenhydroxide,
- Manganoxide und Manganhydroxide,
- Molybdänoxide und Molybdänhydroxide,
- Wolframoxide und Wolframhydroxide,
- Germaniumoxide und Germaniumhydroxide

enthalten.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern können die Wirkstoffe aus mindestens einem der Stoffe aus den Stoffgruppen der schwerlöslichen oder unlöslichen Oxide und/oder Mischoxide bestehen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Papiere, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper können mindestens eines der Metalle und/oder Metalloide aus einer oder mehreren der Element-Gruppen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 des Periodensystems zumindest zeitweise in metallischer Form enthalten, dessen Zweck z. B. Reaktiv, Photokatalysator, Katalysator, Sorbens oder Wasserstoffspeicher sein kann.

In Partikel- oder Faserform, als Legierung oder Reinmetall können erfindungsgemäß eingesetzten Fasermaterialien die Metalle Eisen, Mangan, Cer, Magnesium, Calcium, Titan zumindest zeitweise in metallischer Form enthalten zum Zweck der Bildung einer Korrosionsschicht aus Wirkstoffen.

Claims

1. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien zur Behandlung von Gasen insbesondere zur Reinigung von Luft eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper notwendig einen Faseranteil enthalten und gegebenenfalls einen Partikelanteil und enthaltend

- einen Anteil von mindestens einem Wirkstoff, der durch eine oder mehrere der Eigenschaften hohe Sorptionsaktivität, oxidationsbeschleunigende katalytische Aktivität reduktionsbeschleunigende katalytische Aktivität, hydrolysebeschleunigende katalytische Aktivität, photokatalytische Aktivität, induzierbare katalytische Aktivität durch elektrische Felder, gekennzeichnet ist und/oder enthaltend
- einen Anteil von einem oder mehreren Wirkstoffen der reaktiv mit mindestens einem Bestandteil des Gases reagiert

wobei der Wirkstoff zur Gasbehandlung in einer oder mehrerer der zusammenhängenden Formen Beschichtung, Behang, Schüttung, Vorrichtung, oder unzusammenhängend vorliegen kann und wobei der Wirkstoffinhalt mindestens eines der Merkmale a), b) oder c) aufweist und wobei die Konsistenz der wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper mindestens eines der Merkmale d) aufweisen und wobei die wirkstoffhaltigen Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper gegebenenfalls einer der Wirkungen e) und f) ausgesetzt werden.

a) daß mindestens ein Wirkstoff zur Gasbehandlung in der Form einer Beschichtung und/oder Imprägnierung in definiert inhomogener Verteilung in dem Fasermaterial derart angeordnet ist, daß der Wirkstoff in einem vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikeln in einer vorbestimmten Menge vorliegt und daß der Wirkstoff in einem weiteren vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikel nicht oder in einer vom ersten vorbestimmten Anteil der das Fasermaterial bildenden Fasern und/oder Partikeln abweichenden Menge vorhanden ist;
b) daß die wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper zumindest mit einem Depot für den Wirkstoff zur Gasbehandlung verbunden ist, so daß der Wirkstoff erst beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fasermaterials auf das Fasermaterial gelangt und somit für die Gasbehandlung zur Verfügung steht;
c) daß in den wirkstoffhaltigen Papieren, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern einer oder mehrere der Wirkstoffe zur Gasbehandlung in definiert homogener Verteilung in einer oder mehrerer der Formen Fasern, Partikeln, Imprägnierung und/oder Beschichtung von Fasern und /oder Partikeln enthalten ist;
d) daß die wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper die gegebenenfalls einen Partikelanteil enthalten, dem zu behandelnden Gas ausgesetzt werden in einer oder mehrerer der Konsistenzklassen fester Faserverbund als Schüttung von Körpern, fester Faserverbund gegebenenfalls mit Partikelanteil als Monolith oder aus mehreren Monolithen zusammengesetzte Einheit, als Wirbelbett von Papierstückchen, als ein- oder mehrseitig fixierte Bänder und/oder Fäden und/oder Vorhang, als Tapete, in der Form beflockter Oberflächen, als Verputz, oder als ungebundene Fasern gegebenenfalls mit Partikelanteil im Wirbelbett;
e) daß die wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper kontinuierlich und/oder diskontinuierlich mindestens der Behandlung mit mindestens einer der Wirkungen Lichtstrahlen und oder elektrischen Feldern und/oder Wasserwäsche unterworfen werden.
f) daß die wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörper kontinuierlich und/oder diskontinuierlich relativ zu dem behandelnden Gas bewegt werden.

3. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien zur

- industriellen Abgasreinigung
- Reinigung von Luft und Gasen
- Außenluftreinigung an verkehrsreichen Plätzen
- Luftreinigung von Innenräumen, Fahrgastkabinen, Küchen (Abzüge), Büros, Lokalen, Toiletten, Versammlungsräumen, Klimaanlagen

eingesetzt werden.

4. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien zum individuellen Personenschutz eingesetzt werden.

5. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien als kombinierte Staub-/Gasmaske eingesetzt werden.

6. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien in Dunstabzugshauben eingesetzt werden.

7. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die neben photokatalytischen Wirkstoff-Beschichtungen und/oder Imprägnierungen weitere Wirkstoffe in der Form von Beschichtungen und/oder Imprägnierungen enthaltenden Fasermaterialien in einer oder mehrerer der Anwendungsformen Papiertapeten, Stofftapeten, Vorhänge aus textilen Materialien, Vorhänge aus Fäden, Vorhänge aus Papierstreifen, einseitig fixierte Bündel von Flatterbändern, Putze, Anhänge derart angeordnet werden, daß sie mindestens zeitweise der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden und/oder mindestens zeitweise künstlicher kurzwelliger Lichtstrahlung ausgesetzt werden.

8. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Sinterverfahren als Wirkstoffe Partikel aus einer oder mehrerer der Gruppen

- Aktivkohlenstoffe
- Ruße
- Photokatalysatoren
- Metalle
- Edelmatalle

auf die Faser aufgebracht werden.

9. Verfahren zur Herstellung wirkstoffhaltiger Papiere, Fasermaterialien oder faserhaltigen Formkörpern nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserkomponente Cellulosefasern, Polyolefinfasern und/oder Glasfasern eingesetzt werden.

10. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien einen oder mehrere Wirkstoffe

- zur Ionenaufnahme fähige Fest-Harze
- zur Ionenaufnahme fähige Flüssig-Harze
- Huminstoffe
- zur Ionenaufnahme fähige anorganische Stoffe
- zur Aufnahme von Metallen und Metalloiden und ihren Verbindungen fähige anorganische Stoffe
- lipophilen Stoffe
- Aktivkohle
- zur Amalgambildung fähige Metalle
- zur Mercaptanbindung fähige organische Stoffe
- zur Bildung von Komplexen mit anorganischen Stoffen fähige organische Stoffe
- schwerlösliche Hydroxide
- Aktiv-Kohlenstoff-Partikel
- Aktiv-Kohlenstoff-Fasern
- mit Stickstoff angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Carboxylatgruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Carboxylsäuregruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Sulfonatgruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- mit Sulfonsäuregruppen angereicherte Aktivkohlenstoffe
- photokatalytisch aktive Substanzen
- zur Säurebindung fähige Stoffe
- Fulleren-Kohlenstoffe und ihre Derivate
- Zeolithe
- Schichtsilikate und ihre Derivate
- Metallhydride mit legierungsartig gebundenem Wasserstoff
- metallisches Zink
- Hydride aus der Gruppe der Platinmetalle
- mit Carboxylatgruppen angereicherte Öle, Wachse oder Harze
- mit Carboxylsäuregruppen angereicherte Öle, Wachse oder Harze
- überwiegend aliphatische hochsiedende Öle
- immobilisierte Enzyme und lösliche bzw. solubilisierbare Enzyme
- Schichtsilikate
- Alkali- und/oder Erdalkalicarbonate und/oder
- Alkali- und/oder Erdalkalihydroxyde

enthalten.

11. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffhaltigen Fasermaterialien als Faserkomponente eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthalten:

- Kunststoff,
- Polyolefin,
- Metall,
- Keramik,
- Kohlenstoff,
- Cellulose,
- Glas,
- Bor,
- Siliciumcarbid,
- Zirkonoxide und Zirkonhydroxide,
- Titanoxide und Titanhydroxide,
- Hafniumoxide und Hafniumhydroxide,
- Nioboxide und Niobhydroxide,
- Tantaloxide und Tantalhydroxide,
- Titanoxide und Titanhydroxide,
- Zinnoxide und Zinnhydroxide,
- Ceroxide und Cerhydroxide,
- Siliciumoxide und Siliciumhydroxide,
- Aluminiumoxide und Aluminiumhydroxide,
- Eisenoxide und Eisenhydroxide,
- Manganoxide und Manganhydroxide,
- Molybdänoxide und Molybdänhydroxide,
- Wolframoxide und Wolframhydroxide,
- Germaniumoxide und Germaniumhydroxide.

12. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkstoffthaltigen Fasermaterialien aus einem oder mehreren Faserbreien hergestellt werden.

13. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 12, enthaltend einen oder mehrere Wirkstoffe, von denen mindestens einer als Beschichtung und/oder Imprägnation vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Wirkstoffe, die mindestens in einer der Wirkstofformen Beschichtung und/oder Imprägnation vorliegen, und zusätzlich als Wirkstoffpartikel und/oder Wirkstoffaser vorliegen können, in definiert inhomogener Verteilung in den Papieren, Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörpern so angeordnet sind, daß mindestens eine der Wirkstoffbeschichtungen und/oder Wirkstoffbelegungen nicht auf allen Bestandteilen der Fasermaterialien und faserhaltigen Formkörper vorliegt oder in gleicher Bedeckung vorhanden ist, zumindest aber nicht gleichzeitig aufgebracht worden ist.

14. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anteil der Fasern und/oder Partikel mit mindestens einem Wirkstoff beschichtet und/oder mit mindestens einem Wirkstoff imprägniert ist.

15. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der als Beschichtung und/oder Iinprägnation der Fasern und/oder Partikel vorhandene Wirkstoffgehalt in der Folge mindestens einer chemischen und/oder mindestens einer physikalischen Reaktion in der Gegenwart eines diese Fasern und/oder Partikel umgebenden Fluids erzeugt wird.

16. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils von dem gesamten Faser- und/oder Partikelbestandteil dieser Teile mindestens ein Anteil der als wirkstoftbeschichtete und/oder wirkstoffimprägnierte Fasern und/oder wirkstoffbeschichtete und/oder wirkstoffimprägnierte Partikel vorliegenden Anteile seine Wirkstoffbeschichtung und/oder Wirkstoffimprägnation in der Folge mindestens einer chemischen und/oder physikalischen Reaktion in der Gegenwart eines sie umgebenden Fluids erhalten hat, von der die anderen als Fasern und/oder Partikel vorhandenen Anteile nicht und/oder nicht in gleicher Weise betroffen werden, indem dies durch mindestens eine Vorkehrung nämlich

- Separation der derart mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln während der chemischen und/oder physikalischen Reaktion von den nicht derart mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln und/oder
- unterschiedliche Stoffwahl für die Substanz, aus der die Fasern und/oder Partikel zusammengesetzt sind und Auswahl geeigneter reaktiver Stoffe für die Zusammensetzung der mit Wirkstoff zu beschichtenden Fasern und/oder mit Wirkstoff zu beschichtenden Partikeln während der chemischen und/oder physikalischen Reaktion herbeigeführt wird.

17. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wirkstoffen beladenen Papiere, Fasermaterialien und/oder faserhaltigen Partikeln aus mindestens einer der Komponenten aus den Gruppen der mit mindestens einem Wirkstoff beladenen Papiere, Fasermaterialien, faserhaltigen Partikeln, deren Produktions-Vorstufen, Fasersuspensionen, entwässerten Fasern, deren Vorstufen bestehen, deren Wirkstoffbeladung in getrennten Prozeßstufen vorgenommen wurde und Partikeln oder Fasern, deren Substanz überwiegend oder vollständig aus Wirkstoff bestehen.

18. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe als Bestandteile mindestens ein Element enthalten das mindestens eine von den beiden Eigenschaften hat, nämlich

19. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der Metalle aus einer oder mehreren der Element-Gruppen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 des Periodensystems zumindest zeitweise in metallischer Form enthalten.

20. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der Metalle Eisen, Mangan, Cer, Magnesium, Calcium, Titan zumindest zeitweise in metallischer Form enthalten.

21. Verfahren zur Anwendung wirkstoffhaltiger Fasermaterialien nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den wirkstoffhaltigen Fasermaterialien hergestellten Produkte von beliebiger Form sind.