DE3247652A1

DE3247652A1 - Verfahren zum dekontaminieren von textilen flaechengebilden

Info

Publication number: DE3247652A1
Application number: DE19823247652
Authority: DE
Inventors: Hasso Von Bluecher; Hubert Von Bluecher; Ernest De Dipl Chem Dr Ruiter
Original assignee: BLUECHER HASSO VON; Ruiter ernest De dipl-Chemdr
Current assignee: Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE3247652C2

Description

Verfahren zum Dekontaminieren von textilen Flächen-
gebilden Beschreibung Bei textilen Flächengebilden, insbesondere flexiblen Flächenfiltern, die zum Schutz von Innenräumen oder als Schutzkleidung gegen viele Schadstoffe, wie chemische Kampf- und Geruchsstoffe, Bakterien oder Viren oder einfach als Filter zum Zurückhalten solcher Schadstoffe verwendet werden, besteht angesichts verhältnismäßig hoher Kosten dieser Materialien das Problem einer Regenerierung zur Weiterverwendung.
Diese zumeist organischen Schadstoffe lassen sich durch Oxydation zerstören. So geschieht zum Beispiel das Dekontaminieren von mit Kampfstoffen verseuchten Gegenständen mit einer Calciumhypochloritlösung.
Flächenfilter aus einer luftdurchlässigen flexiblen Trägerschicht und einem darauf fixierten Adsorbens, insbesondere Aktivkohle, sind bekannt. Bei dem Schutzmaterial der DE-PS 2951 827 sind ein- oder beidseitig Adsorbenskörner mittels einer erstarrten Haftmasse auf einer luftdurchlässigen flexiblen Trägerschicht fixiert. Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 32 11 322.6 ist ein Flächenfilter, bei dem ein Gemisch aus einem pulverförmigen Adsorbens und einem polymeren Bindemittel in einem bestimmten Muster auf eine luftdurchlässige, flexible Trägerschicht aufgedruckt ist. Hierbei kann das aufgedruckte Muster ein leitfähiges Adsorbens, wie z.B. Aktivkohle, enthalten und die Form eines durchgehenden Netzes besitzen.
Flächenfilter, insbesondere Schutzanzüge, können nach der deutschen Patentanmeldung P 31 45 267.1 auch aus einem luftdurchlässigen Gewebe bestehen, das Aktivkohlestapelfasern enthält.
Um in einem textilen Flächenfilter Substanzen mit spezifischen Adsorptionseigenschaften, z.B. Aktivkohle, an dem Trägermaterial von textilen Flächenfiltern zu fixieren, ist von den Erfindern in der deutschen Patentanmeldung P 32 00 959.3 auch schon vorgeschlagen worden, für das textile Flächengebilde Fasern zu verwenden, die bei erhöhter Temperatur vorübergehend klebrig werden ohne zu schmelzen,- z.B. heterofile Fasern aus zwei koaxilen Komponenten, von denen die äußere einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.
Schließlich können textile Flächegebilde nach der deutschen Patentanmeldung P 32 43 484.7 u.a. aus Garnen hergestellt werden, bei denen ein Adsorbens, insbesondere Aktivkohle, in einer das Garn ummantelnden Schicht vorliegt.
Es wurde nun nach Mitteln und Wegen gesucht, derartige Flächenfilter, aber auch andere zum Schutz gegen Chemikalien dienende textile Flächengebilde, auf einfache Weise zu regenerieren, insbesondere zu dekontaminieren, ohne hierfür auf besondere zudem meist aggressive Chemikalien angewiesen zu sein.
Erfindungsgemäß wird das textile Flächengebilde, insbesondere Flächenfilter, elektrisch leitend ausgebildet und dann in der Weise dekontaminiert, daß es bei der Elektrolyse einer wässrigen Elektrolytlösung als Anode geschaltet wird. Bei den meisten der oben genannten textilen Flächenfilter, die Aktivkohle als Adsorbens enthalten, ist bereits die Voraussetzung erfüllt bzw. leicht erfüllbar, daß das textile Flächengebilde als Ganzes, z.B. auch nach seiner Verarbeitung als Schutzanzug, den elektrischen Stron leiten kann. Diese Leitfähigkeit kann dadurch zustande kommen, daß sich die Aktivkohlekörner in einer Schicht oder in einem bestimmten Raster berühren, daß die Aktivkohle wie im Fall der deutschen Patentanmeldungen P 32 11 322.6 oder P 32 43 484.7 als leitfähiger Bestandteil eines durchgehenden Systems für dessen elektrische Leitfähigkeit sorgt, oder daß Aktivkohlefasern oder -fäden einem textilen Flächengebilde die erforderliche Leitfähigkeit verleihen.
Das textile Flächengebilde kann auch dadurch elektrisch leitend sein, daß es mit einer leitfähigen Schicht ummantelte oder metallisierte Fasern oder Garne oder Metallfäden enthält. Metallisierte textile Flächengebilde sind beispielsweise aus der EP-PS 10 711 bekannt. Für die Zwecke der Erfindung sollte das Metall der Metallisierung bzw. der in das textile Flächengebilde einander berührend eingelagerten Metallfäden aus einem als Anode bei der Wasserelektrolyse hinreichend beständigen Metall, z.B.
Nickel oder Edelmetallen bestehen.
Es ist nicht unbedingt nötig, daß das Adsorbens selbst stromleitend in das System eingebaut ist, sondern es genügt offenbar, daß die oxydierenden Substanzen in unmittelbarer Nähe der zu zerstörenden Schadstoffe entstehen. So können Flächenfilter, die selbst nicht leitend sind, auch elektrochemisch entgiftet bzw. regeneriert werden, wenn sie mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen sind. Diese elektrisch leitende Schicht kann ein durchgehendes aufgedrucktes Muster einer leitfähigen Masse sein, und nicht nur aus Aktivkohle, sondern auch aus Kohle allgemein oder einem bei der Wasserelektrolyse hinreichend beständigen Anodenmaterial, z.B. verschiedenen Metalloxiden bestehen. Die elektrisch leitende Schicht kann auch aus stromleitenden Fasern oder Fäden, z.B. aus Kohle oder Metall oder aus metallisierten Fäden bestehen.
Insbesondere kann ein Netz aus diesen leitenden Fäden oder eine entsprechend ausgestanzte Metallfolie aufkaschiert werden. Eine ausreichende Entgiftung der Adsorbensteilchen oder einer Adsorbensschicht ist offenbar immer noch gewährleistet, solange sich die leitende Schichten oder Fäden im Abstand von wenigen Millimetern, vorzugsweise 1-3 mm, von dem zu dekontaminierenden Material befinden.
Um die in der beschriebenen Weise aufgebauten textilen Flächengebilde, insbesondere Flächenfilter oder Schutzanzüge, auf möglichst einfache Weise durch Anlegen von Gleichstrom als Anode in einer wässrigen Elektrolytlösung entgiften zu können, empfiehlt es sich, an dem elektrisch leitenden textilen Flächengebilde bzw. seiner elektrisch leitenden Schicht, Anschlüsse zur Erleichterung der Stromzufuhr anzubringen.
Die erfindungsgemäße Dekontaminierung bzw. Regenerierung der elektrisch leitend ausgebildeten textilen Flächengebilde geschieht dadurch, daß sie in eine wässrige Lösung eingebracht werden, die genügend Ionen enthält, um einen Stromtransport und damit eine Oxydation an der Anode zu ermöglichen. Natürliche Wässer enthalten die hierfür erforderlichen Salze häufig bereits in ausreichender Menge.
Außerdem ist es ohne weiteres möglich, die erforderliche Elektrolyte, z.B. Natriumsulfat, in der zumindest für die erste Entgiftung erforderlichen geringen Menge in das textile Flächengebilde, z.B. als Bestandteil der Ummantelung der Faser, einer Schlichte oder der aufgedruckten Substanzen einzubringen.
Als Elektrolyt wird man bevorzugt solche Salze einsetzen, die nur die Elektrolyse des Wassers mit der Produktion des nativen Sauerstoffs an der Anode bewirken, also selbst nicht verbraucht werden und keine. schädlichen Nebeneffekte haben.
Es empfiehlt sich, als Bestandteil. der wässrigen Elektrolytlösung Elektrolyte zu wählen, die an der Anode vorübergehend zur Bildung von Persäuren bzw. Wasserstoffperoxid führen, wie das beispielsweise für lösliche Sulfate, z.B. Natriumsulfat bekannt ist. Die Peroxoverbindungen sind etwas beständiger als der native Sauerstoff und erklären die insbesondere für das Entgiften von Schutz ausrüstungen so wichtige "Abstandswirkung, nämlich das Vermögen, auch noch in einem gewissen Abstand zur Anode entgiftend zu wirken.
i Um die Wirksamkeit der elektrolytischen Dekontaminierung zu erhöhen, enthält das elektrisch leitende textile Flächengebilde vorzugsweise zusätzlich Substanzen, die die Zersetzung von anorganischen Peroxoverbindungen katalytisch fördern, wie z.B. Schwermetalle oder ihre Verbindungen. Damit kann z.B. in geringer Menge die Aktivkohle beladen sein oder man bringt sie so auf die zu entgiftenden Oberflächen, daß der aktive Sauerstoff hier gezielt entsteht.
Wenn das elektrisch leitende textile Flächengebilde als Anode geschaltet in ein wässriges Bad eingebracht wird, das ionenleitend ist und damit als Elektrolyt wirken kann, eine geeignete Gegenelektrode als Kathode angebracht wird und eine Gleichstromniederspannung aus einer Stromquelle, z. B. einer Batterie oder einem Akkumulator angelegt wird, so werden die von dem textilen Flächengebilde zurUckerhaltenen, insbesondere adsorbierten Schadstoffe, durch die anodische Oxydation sehr schnell zerstört. Die Oxydationsprodukte, meist nur Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Wasser oder Nitrat sind völlig ungefahrlich und können leicht ausgewaschen werden.
Das ist von besonderem Vorteil für Schutzanzüge, die üblicherweise mehrschichtig aufgebaut sind und zumindest aus einer hitzebeständigen, tröpfchenabweisenden Außenschicht und einer darunter liegenden Filterschicht bestehen. Bildet man die Filterschicht als leitfähige Schicht in einer der beschriebenen Arten aus, so ist nicht nur ihre schnelle Entgiftung durchführbar, sondern es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei elektrochemischer Dekontaminierung der Filterschicht auch die Außenschicht mit entgiftet wird. Das ist auch der Fall, wenn zwischen Außenschicht und Filterschicht ein metallisiertes Gittergewebe eingelagert und dieses bei der elektrolytischen Entgiftung als Anode geschaltet wird. Es genügt also, die oxydierenden Stoffe in unmittelbarer Nähe der Gifte zu erzeugen, um deren Zerstörung zu erreichen.
Nicht nur Schutzanzüge lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Prinzip entgiften, sondern auch Stiefel und Handschuhe können aus elektrisch leitfähigen Flächengebilden hergestellt sein oder diese als Oberflächenschicht enthalten, die der Elektrolytlösung zugänglich ist. Die elektrochemische Entgiftung erreicht auch hier zumindest gleich gute Ergebnisse wie die klassischen Dekontaminierungsmethoden.
Der bei der elektrolytischen Entgiftung an der Kathode entstehende Wasserstoff bietet angesichts der Kürze der Zeit, die für eine wirksame Entgiftung nötig ist, bei ausreichender Belüftung keine Probleme. Sofern spezielle Anlagen bzw. Behälter für die erfindungsgemäße Elektrolyse oder Dekontaminierung, z.B. im gewerblichen Bereich zur Entgiftung von industriellen Flächenfiltern, vorgesehen sind, kann der Fachmann in geeigneter Weise, z.B. mit Hilfe von Diaphragmen, für eine explosionssichere Ausbildung der Kathodenräume sorgen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Dekontaminieren von textilen Flächengev).

bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man das textile Flächengebilde elektrisch leitend ausbildet und als Anode bei der Elektrolyse einer wässrigen Elektrolytlösung verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Elektrolytlösung Elektrolyte enthält, die an der Anode vorübergehend zur Bildung von Verbindungen mit oxydierenden Eigenschaften führen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende textile Flächengebilde Substanzen enthält, die die Zersetzung von Peroxoverbindungen katalytisch fördern.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende textile Flächengebilde elektrisch leitende Fasern oder Garne enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende textile Flächengebilde metallisierte oder mit einer leitfähigen Schicht ummantelte Fasern oder Garne oder Metallfäden enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch-leitende textile Flächengebilde ein Flächengebilde ist, daß mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht ein durchgehendes aufgedrucktes Muster einer leitfähigen Masse ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Masse des aufgedruckten Musters ein Adsorbens, insbesondere Aktivkohle enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht aus elektrisch leitenden Fasern oder Fädenbesteht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Fäden aus Kohle oder einem bei der Wasserelektrolyse hinreichend beständigen Anodenmaterial bestehen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem elektrisch leitenden textilen Flächengebilde Aktivkohlekörner fixiert sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende textile Flächengebilde die Aktivkohle in der Nähe der leitenden Schicht enthält.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Flächengebilde die Struktur eines Flächenfilters hat.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem elektrisch leitenden textilen Flächengebilde ein Leiter zur Erleichterung des Stromanschlusses angebracht ist.
15. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 auf Schutzanzüge, die ein elektrisch leitendes textiles Flächengebilde enthalten.