DE2528089B2 - Mit adsorptionsstoff gefuelltes papier und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit feinverteiltem Pulver aus Adsorptionsstoff gefülltes Papier, vorzugsweise Filtrierpapier für Kaffeefilter.

Papiere dieser Art dienen als Adsorptionspapiere und ziehen aus zu reinigenden Gasen oder Flüssigkeiten, von denen sie entweder durchströmt werden oder Hie an ihnen vorbeiströmen, Moleküle oder Molekülgruppen heraus, indem diese sich am Papier niederschlagen. Die Neigung dieser herauszuziehenden Stoffe, sich an dem Papier niederzuschliagen, wird verstärkt durch die eingesetzten Adsorptionsstoffe.

Aus der deutschen Patentschrift 6 55 783 ist ein Filtrierpapier für Kaffeefilter bekannt, das als Adsorptionsstoff mit pulverisierter Aktivkohle gefüllt ist.

Es hat sich gezeigt, daß vorwiegend polare Moleküle und MoleküJgruppen für Lebewesen, insbesondere auch für den Menschen, schädlich sind, wenn sie durch Einatmen, Nahrungszufuhr oder auf andere Weise in den Organismus gelangen, im Gegensatz zu unpolaren Molekülen und Molekülgruppen, unter denen sich im Durchschnitt wesentlich weniger Schadstoffe befinden.

Es ist daher zweckmäßig, aus flüssigen und gasförmigen Medien die als Übermittler für Schadstoffe an lebewesen in Frage kommen, den Anteil an polaren Molekülen und Molekülgruppen zu reduzieren, wenn man die Schädlichkeit herabsetzen wilL Zu diesem 5iweck ist es Aufgabe der Erfindung, ein adsorbierendes Papier der eingangs genannten Art zu schaffen, das bevorzugt polare Moleküle und Molekülgruppen aus vorbeiströmenden oder durchsetzenden Flüssigkeiten oder Gasen zu adsorbieren gestattet

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsstoff Meerschaum eingesetzt wird.

Die Erfindung macht sich den Umstand zu Nutze, daß Meerschaum eine merkliche Selektivwirkung bei der Adsorption zu Gunsten polarer Moleküle und Moleküigruppen aufweist Diese günstige Selektivwirkung zeigt sich in besonders hohem Maße bei brecciösem porösem Meerschaum aus dem Madrider Tertiärbecken, der deshalb bevorzugt als Adsorptionsstoff eingesetzt wird. Der brecciöst! poröse Meerschaum ist auch deshalb vorteilhaft weil er in großen Mengen preisgünstig zur Verfugung sieht Bei diesem brecciösen porösen Meerschaum handelt es sich um ein Gestein aus gerundeten bis eckigen bräunlich weißen Domänen, die geringfügige Farbdifferenzen gegeneinander aufweisen und durch eine weiße Matrix getrennt sind, so daß sie sich schon vom bloßen Auge erkennen lassen. Beim Hammerschlag spaltet das Gestein bevorzugt an der Oberfläche dieser Domänen. Wird das brecciöse poröse Material granuliert zur Herstellung von Filtergranulat, dann entstehen die Granulate vorwiegend aus den härteren Domänen, während das dazwischen gelegene Matrixmaterial zu feinem Pulver zerstäubt und als Granulat nicht mehr verwertbar ist Dieses aus Strukturgründen für Granulat unverwertbare Material hat hervorragende Adsorptionseigenschaften mit einer erheblichen Selektivwirkung zu Gunsten polarer Schadstoffe und wird, da es zudem als Abfall bei der Granulatherstellung preisgünstig zur Verfügung steht, gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung eingesetzt. Diese Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der beim Granulieren des brecciösen, porösen Meerschaums auf eine Korngröße von 0,1 bis 5 Millimeter Durchmesser entstehende feinere Abfall als Adsorptionsstoff eingesetzt wird.

Es empfiehlt sich, den Meerschaum pulverisiert auf eine Teilchengröße von 1 bis 20 μ, vorzugsweise von 1 bis 8 μ, einzusetzen.

Es empfiehlt sich, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Papiers 5 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis 15 Gewichtsprozent Meerschaum einzusetzen. Bei einer solchen Beimischrate erzielt man hervorragende Adsorptionseigenschaften durch die Füllung die Haltbarkeit des Papieres wesentlich zu beeinträchtigen.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar bei Durchlauffilterpapieren die beim Aufbrühen von Kaffee verwendet werden. Für diesen und andere Zwecke setzt man zweckmäßig ein poröses und ungeleimtes Papier ein — und zwar bevorzugt ein solches mit einem Gewicht von 60 bis 120 Gramm pro Quadratmeter, das nach der Erfindung mit Meerschaum gefüllt ist.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionspapiers nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meerschaumpartikelchen in einen zum Herstellen des Papiers angesetzten Brei eingerührt werden, ehe dieser ausgeformt und durch Trocknen verfestigt wird. Nach diesem Verfahren entsteht ein Papier, in das die Adsorptionspartikelchen eingebettet sind. Solche Papiere eignen sich besonders als DurchlauffUterpapiere, bei denen das zu reinigende Medium das Adsorptionspapier durchsetzt, wie es zum Beispiel beim KdTeeauf- to brühen der Fall ist. Wünscht man ein Papier, dessen Oberfläche hohe Adsorptionseigenschaften aufweist, dann empfiehlt sich ein anderes Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zum Herstellen des Papiers angesetzter Brei ausgeformt und angetrocknet wird und daß auf diesem die Mecrschaumpartikelchcn gestreut und/oder aufgewalzt werden, so daß sie von der Restfeuchtigkeit des Breies oberflächlich benetzt werden und beim anschließenden Verfestigen des Papiers durch Fertigtrocknen durch die im Papierbrei enthaltenen Bindemittel oberflächlich am Papier haften. Man kann diese beiden Verfahren auch miteinander kombinieren, indem ein Teil der eingesetzten Meerschaumpartikelchen in den zur Herstellung des Papiers angesetzten Brei eingerührt wird, ehe dieser ausgeformt wird, und der Rest auf den ausgeformten und angetrockneten Brei aufgestreut wird.

Bei dem nach der Erfindung bevorzugt eingesetzten breceiösen porösen Meerschaum handelt es sich um eine Abart des nicht brecciösen Meerschaums. Die

größte bekannte Fundstelle des nicht brecciösen Meerschaums liegt bei Eski Schehir in der Türkei. Der brecciöse Meerschaum zersetzt sich nicht in kochender Salzsäure 1 :1 sondern löst sich darin höchstens zu zwei Dritteln und erleidet beim Erhitzen auf 300 Grad Celsius einen Gewichtsverlust von höchsten 15 Gewichtsprozent. Der Magnesiumgehalt des brecciösen porösen Meerschaums beträgt etwa meCir als 5 Gewichtsprozent bezogen auf die Trockensubstanz und ritzt aufgrund seiner größeren Härte den nicht porösen Eski Schehir Meerschaum. Die Dichte, gemessen am lufttrockenen Stück, beträgt beim brecciösen porösen Meerschaum zirka !,2 Gramm pro Kubikzentimeter, dagegen beim nicht brecciösen Meerschaum OJS bis 0,6 Gramm pro Kubikzentimeter. Wird das Meerschaummaterial feingepuivert und die Dichte am Gaspyknometer bestimmt dann erzielt man beim brecciösen porösen Meerschaum und beim nicht brecciösen Meerschaum die gleichen Werte, nämlich 1,8 bis 2 Gramm pro Kubikzentimeter. Bei beiden Meerschaumarten handelt es sich um ein Magnesiumsilikathydrat, aber insbesondere wegen der unterschiedlichen Struktur um verschiedene Gesteine. Der nicht brecciöse Meerschaum aus Eski Schehir ist stark porös und homogen und kann deshalb zu Schmuck, Zigarettenspitzen und dergleichen verarbeitet werden. Im Gegensatz dazu weist der Madrider Meerschaum eine brecciöse Struktur mit Domänen auf, die, gegenüber der dazwischen gelegenen Matrix, eine andere, nämlich geringere Porösität aufweisen, so daß die Gesamtporösjtät des Madrider Meerschaums gegenüber dem Eski Schehir Meerschaum geringer ist Bemerkenswert ist die große Oberfläche des brecciösen porösen Meerschaums, die 100 Quadratmeter pro Gramm betrs&t und für die hervorragenden Adsorpttonseigenschaften mitverantwortlich ist

Beispiel

1000 Gramm Zellstoff werden in 50 Liter Wasser dispergiert und naövermahlen. In den entstandenen homogenen Zellstroffbrei werden 150 Gramm Meerschaumpulver eingerührt Bei dem Meerschaumpulver handelt es sich um das bei der Herstellung von Granulat Madrider brecciösem Meerschaum anfallende

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feinpulverisierte Abfallmaterial, das auf 1 bis 8 μ feinvermahlen ist Durch Zugabe von Allaun (Al2SO*)3 · 18 H2O wird der Brei auf einen pH-Wert von 5 eingestellt und dann auf einer Papiermaschine zu Blättern mit einem Gewicht von 70 Gramm pro Quadratmeter ausgeformt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   - 1. Mit feinverteiltern Pulver aus Adsorptioijsstoff gefülltes Papier, vorzugsweise Filtrierpapier für Kaffeefilter, dadurch gekennzeichnet,, daß als Adsorptionsstoff Meerschaum eingesetzt is -
2. 2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß brecciöser poröser Meerschaum aus dem Madrider Tertiärbecken als Adsorptionsstoff eingesetzt ist
3. 3. Papier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Granulieiren des brecciösen, porösen Meerschaums auf eine Korngröße von 0,1 bis 5 Millimeter Durchmesser entstehende feinere Abfall als Adsoptionsstoff eingesetzt ist
4. 4. Papier nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meerschaum pulverisiert auf eine Teilchengröße von 1 bis 20μ Durchmesser eingesetz ist.
5. 5. Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Papiers, 5 bis 20 Gewichtsprozent Meerschaum eingesetzt sind.
6. 6. Verfahren zur Herstellung von Papier nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meerschaumpartikelchen in einen zum Herstellen des Papiers angesetzten Brei eingerührt werden, ehe dieser ausgeformt und durch Trocknen verfestigt wird.
7. 7. Verfahren zur Herstellung von Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Herstellen des Papiers angesetzter Brei ausgeformt und angetrocknet wird und daß auf diesem die Meerschaum partikelchen so gestreut und/oder so aufgewalzt werden, daß sie von der Restfeuchtigkeit des Breies oberflächlich benetzt werden und beim anschließenden Verfestigen des Papiers durch Fertigtrocknen durch die im Papierbrei enhaltenen Bindemittel oberflächlich am Papier haften.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der eingesetzten Meerschaumpartikelchen in den zur Herstellung des Papiers angesetzten Brei eingerührt werden, ehe dieser ausgeformt wird, und der Rest auf den ausgeformten und angetrockneten Brei aufgestreut oder aufgewalzt wird.