DE3145267A1

DE3145267A1 - Aktivkohle-stapelfasern enthaltendes mischgarn und daraus hergestelltes gewebe

Info

Publication number: DE3145267A1
Application number: DE19813145267
Authority: DE
Inventors: Hasso von 4000 Düsseldorf Blücher; Hubert von Blücher; Ernest de Dipl.-Chem. Dr. 5090 Leverkusen Ruiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1983-05-19
Also published as: EP0079488A2; DE3278083D1; EP0079488B1; ATE32359T1; EP0079488A3; US4457345A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

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5 Köln 41,-Rädersche-idtstr. 1_

Beschreibung :

Aktivkohle wird insbesondere als Granulat für die verschiedensten Zwecke, z.B. Anlagen zur Rückgewinnung von Lösungsmitteldämpfen, Filteranlagen zum Entfärben von Flüssigkeiten, für Geruchsfilter in Dunsthauben, medizinische Anwendungen, Gasmaskenfilter, ABC-Schutzanzüge etc. eingesetzt.

Seit kurzem kommen für Flächenfilter Gewebe oder Vliese aus Aktivkohle auf den Markt. In Form von Fasern ist Aktivkohle besonders wirksam wegen des günstigen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen, das die Zugänglichkeit der Poren verbessert. Diese Gewebe oder Vliese aus Aktivkohle werden durch Karbonisieren von Geweben oder Vliesen aus kohlenstoffhaltigen Materialien und anschließende Aktivierung mit Wasserdampf, aber nie durch Verarbeiten von einzelnen Kohlefasern hergestellt. Dem Vorteil der hohen Adsorptionsfähigkeit solcher Flächenfilter steht allerdings der Nachteil der nur sehr begrenzten mechanischen Widerstandsfähigkeit gegenüber.

Deshalb eignen sie sich unter Umständen für stationäre Anlagen, aber beispielsweise nicht für Schutzanzüge gegen chemische Kampfstoffe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Aktivkohlefaser mit der mechanischen Festigkeit eines Gewebes aus nicht karbonisierten Fasern zu ver-

einen. Dies wurde erreicht durch ein Mischgarn, das zu 5o bis 75, insbesondere 2o bis 4o Gewichtsprozent aus Aktivkohle-Stapelfasern und im übrigen aus textilen Stapelfasern besteht, sowie durch Gewebe, die aus diesem Mischgarn hergestellt sind.

Das erfindungsgemäße Mischgarn wird dadurch hergestellt, daß man ein an sich bekanntes Kabel aus Aktivkohle-Einzelfilamenten zu Stapelfasern zerschneidet, schonend mit textlien Stapelfasern vermischt und verspinnt. Die Aktivkohle-Stapelfasern haben zweckmäßig eine Länge von 1 bis 1o cm. Damit diese Stapelfasern nicht beim Vermischen mit den anderen zur Herstellung des Mischgarnes verwendeten textlien Pasern zerbrechen sondern möglichst in der vorgegebenen Länge erhalten bleiben, werden die Aktivkohle-Stapelfasern mit den anderen Stapelfasern vergleichbarer Länge zweckmäßig in einer Trägerflüssigkeit, insbesondere Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit, vermischt. Am besten läßt man die Aktivkohle-Stapelfasern nach dem Abschneiden von einem Kabel, das üblicherweise aus I0.000 bis mehreren 100.000 Einzelfilamenten besteht, in ein Bad fallen, in das gleichzeitig die textlien Einzelfasern eingetragen werden. In dem flüssigen Medium können dann noch zusätzliche Maßnahmen zur Vermischung der Stapelfasern ergriffen werden, in vielen Fällen wird aber bereits eine ausreichende Vermischung der verschiedenen Stapelfasern beim Abtrennen der Trägerflüssigkeit und dem anschließenden Verspinnen zu dem Mischgarn erreicht.

Bei den textlien Fasern, die erfindungsgemäß mit den Aktivkohle-Stapelfasern zu Mischgarnen versponnen

werden sollen, kann es sich um die verschiedensten natürlichen oder synthetischen, organischen oder anorganischen Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, Wolle, Seide, Polyester-, Polyamid-, oder Aramidfasern, Glasfasern oder andere Mineralfasern handeln. Polyamid-Polyester- oder Aramidfasern werden für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mischgarne bevorzugt. Die textlien Stapelfasern des Mischgewebes können aus einem flammfesten synthetischen Polymeren bestehen oder flammfest ausgerüstet sein.

Die Aktivkohle-Stapelfasern haben in der Regel einen Titer von o,5 bis 2o, insbesondere 1 bis 5 dtex. Der Titer der textlien Fasern bewegt sich in der Regel in der gleichen Größenordnung. Das Gemisch der Aktivkohle-Stapelfasern mit den textlien Stapelfasern läßt sich in bekannter Weise zu Mischgarnen verspinnen und diese lassen sich wiederum gut verweben. Dabei kann das die Aktivkohle-Stapelfaser enthaltende Mischgarn je nach dem Anwendungszweck des Gewebes entweder nur im Schuss, nur in der Kette oder sowohl in Kette und Schuss verwendet werden. Falls für Kette oder Schuss ein rein textiles Garn verwendet wird, braucht dieses nicht aus dem gleichen Material wie die Stapelfasern des Mischgarns zu bestehen, sondern kann dem besonderen Verwendungszweck des Gewebes angepasst sein.

Damit die erfindungsgemäßen Gewebe aus den Aktivkohle-Stapelfasern enthaltendem Mischgarn ihre Filterwirkung voll entfalten können, besitzen die Gewebe zweckmäßig eine Luftdurchlässigkeit von 1o bis 1.ooo, insbesondere

15o bis 3οο l/min * 1οο cm bei 1 mbar Unterdruck. Die Luftdurchlässigkeit läßt sich durch das Verweben eines losen Garnes, das dann auch dicht geschlagen sein kann oder durch ein offenes Gewebe erreichen.

Ungeachtet der Luftdurchlässigkeit sollte das Gewebe eine Reißfestigkeit von 1oo bis 2o.ooo, insbesondere 2oo bis 2.OOO Newton/5 cm besitzen, Was sich sowohl durch die Wahl genügend reißfester Stapelfasern für das Mischgarn als auch durch das Mitverweben sehr reißfester Garne erreichen läßt.

Das Flächengewicht der Mischgewebe kann von 5o bis

2
1.5oo g/m reichen, für die meisten Anwendungszwecke

2 wird ein Flächengewicht von 2oo bis 4oo g/m bevorzugt.

Insgesamt zeichnen sieh die erfindungsgemäßen Gewebe durch hervorragende textile Eigenschaften, gute Festigkeit und eine Adsorptionsaktivität aus, die, bezogen auf die eingesetzte Menge der Aktivkohlefaser, Geweben aus reinen Aktivkohlefasern nicht nachstand.

Die erfindungsgemäßen Gewebe aus den Aktivkohle-Stapelfasern enthaltenden Mischgarnen werden bevorzugt für Flächenfilter verwendet. Hier sind sie wegen ihrer besseren mechanischen Eigenschaften vielseitiger einsetzbar und widerstandsfähiger als die durch Karbonisieren von Geweben hergestellten Flächenfilter. Die guten textlien Eigenschaften und Festigkeiten der erfindungsgemäßen Gewebe ermöglichen auch ihre Verwendung zur Herstellung von Schutzanzügen, insbesondere solchen für gewerbliche oder militärische Zwecke, d.h. zum Schutz gegen Chemikalien oder chemische Kampfstoffe.

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Beispiel

Voroxydierte Polyacrylnitrilfasern von 1,5 dtex wurden in bekannter Weise als Kabel mit 32o.ooo Einzelfilamenten karbonisiert und anschließend in einem hierfür geeigneten Ofen mit Wasserdampf aktiviert. Damit wurde ein Kabel von Aktivkohlefasern mit guten mechanischen

Eigenschaften und einer BET-Oberfläche gemessen mit 1o

Stickstoff von 35o m /g erhalten.

In ähnlicher Weise wurden Zellulosefasern karbonisiert und aktiviert. Ihre BET-Oberfläche, gemessen mit Stick-

stoff, betrug 1.1oo m /g. Die hohe Aktivität geht zwar auf Kosten der mechanischen Festigkeit, gestattet aber trotzdem die nachstehend beschriebene Weiterverarbeitung zum Mischgarn bzw. das anschließende Verweben.

Ferner wurden aus Pech hergestellte Kohlefasern von 18 dtex mit Wasserdampf aktiviert. Die mit Stickstoff gemessene BET-Oberfläche betrug ; chender mechanischer Festigkeit.

gemessene BET-Oberfläche betrug 800 m /g bei ausrei-

Aus den Kabeln der Aktivkohlefasern wurden Stapelfasern von 3 cm Länge geschnitten. Ein Gewichtsteil dieser Aktivkohle-Stapelfasern wurde in Wasser mit 2 Gewichtsteilen einer Polyester-Stapelfaser von gleichfalls 3 cm Länge und 1 dtex vermischt und anschließend versponnen. Es wurden Mischgarne von etwa 7o dtex erhalten und daraus Gewebe mit einem Flächengewicht von etwa

2
28o g/m hergestellt, deren mechanische Eigenschaften denen gleichartiger Polyester-Mischgewebe mit Wolle bzw. Zellwolle entsprechen. Die Aktivität der Aktivkohlefasern wurde durch das Verspinnen zum Mischgarn und Verweben zum Mischgewebe nicht beeinflusst.

Claims

3H5267

PATENTANWALT DR. HANS-GTJNTHER EGGEiRTrDIPLOMCHEMIKER

5 Köln 41, Räderscheidtstr. 1

Köln, den 12. November 1981 7o

Hubert von Blücher, Freytagstraße 45, 4ooo Düsseldorf Hasso von Blücher, Sohnstraße 58, 4ooo Düsseldorf 1 Dr. Ernest de Ruiter, Höhenstraße 57a, 5o9o Leverkusen

Aktivkohle-Stapelfasern enthaltendes Mischgarn und daraus hergestelltes Gewebe

Pate nt ansprüche:

1. Mischgarn aus'textlien Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, daß es 5 bis 75, insbesondere 2o bis 4o Gewichtsprozent Aktivkohle-Stapelfasern enthält.

2. Mischgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle-Stapel Casern einen Titer von o,5 bis 2o, insbesondere 1 bis 5 dtex, haben.

3. Mischgarn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Faser eine Polyamid-Polyester oder Aramidfaser ist.

4. Mischgarn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Faser flammfest oder flammfest ausgerüstet ist.

5. Mischgarn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle-Stapelfasern eine Länge von 1 bis 1o cm haben.

6. Verfahren zur Herstellung von Mischgarn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kabel aus Aktivkohle-Einzelfilamenten zu Stapelfasern zerschneidet und in einer Trägerflüssigkeit mit den textlien Stapelfasern vermischt, von der Trägerflüssigkeit trennt und verspinnt.

7.-Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß Kette und/oder Schuss aus einem Mischgarn nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bestehen.

8. Gewebe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Luftdurchlässigkeit: von 1o bis 1.ooo, insbesondere 15o bis 3oo l/min * I00 cm bei 1. mbar Unterdruck.

9. Gewebe nach Anspruch 7 ode,r 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe eine Reißfestigkeit von I00 bis 2o.ooo, insbesondere 2oo bis 2.000 N/5 cm, besitzt.

1o. Gewebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht des Gewebes 5o bis
trägt.

5o bis 1.5oo, insbesondere 2oo bis 4oo g/m , be-

11. Verwendung des Gewebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis to für Flächenfilter.

12. Verwendung des Gewebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1o für Schutzanzüge, insbesondere ABC-Schutzanzüge für zivile oder militärisehe Zwecke.