DE4134222A1 - Filter fuer fahrgastzellen - Google Patents

Filter fuer fahrgastzellen

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Description

Mit zunehmender Verkehrsdichte sind die Insassen von Verkehrsmitteln im Straßenverkehr in steigendem Maße einer Geruchsbelästigung durch Abgase aus­ gesetzt. Der deutschen Offenlegungsschrift DE 32 28 156 A1 ist zu entnehmen, daß zur Beseitigung der Geruchsbelästigung Aktivkohle ein geeignetes Adsorbens ist, daß aber andererseits das Adsorbens nur zu einem geringen Teil mit Kleber oder Binder beaufschlagt sein darf, weil sonst die Zugänglichkeit der Poren leidet und der gewünschte Effekt nicht erreicht wird.
Des weiteren ist es zweckmäßig, die Adsorbentien gegen das Verstopfen der Poren durch Staub- bzw. Rußpartikeln zu schützen, weshalb die Verwendung eines Vorfilters notwendig ist. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 39 04 623 A1 beschreibt einen Geruchsfilter, bei dem ein Partikelfilter und ein Adsorptionsfilter flächig unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam zickzack­ förmig gefaltet werden. Dabei wird zuerst das Partikelfilter und anschließend die Adsorptionsschicht durchströmt. Diese Ausführung ist mit dem Nachteil behaftet, daß die einzelnen Lagen des Filters separat hergestellt werden müssen, und daß die Verarbeitung zum Filterelement wegen der mehrlagigen Struktur nicht einfach ist.
Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung eine wesentlich einfachere Konstruktion zu schaffen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß für die Partikelfilterschicht und für die Adsorberschicht die gleiche Trägerschicht verwendet werden kann, auf der so­ wohl Mikrofasern wie Adsorber haften. Grundsätzlich besteht die Trägerschicht aus einem sehr luftdurchlässigen, steifen, thermisch verformbaren Material, auf dessen einen Seite Mikrofasern zum Haften gebracht werden können, und dessen andere Seite die Adsorber trägt. Die Mikrofasern können aber auch zwischen und auf die Adsorber angebracht werden, sofern eine ausreichende Haftung erreicht wird. Eine bevorzugte Ausführung der Partikelfilterschicht besteht in Elektret-Filtermateri­ al aus Polycarbonat bzw. Polypropylen, welches z. B. nach dem Melt-Blow-Verfah­ ren direkt auf den Träger aufgebracht werden kann, was wiederum eine gewisse Rauhheit des letzteren verlangt, damit die Mikrofasern hängen bleiben. Eine weite­ re Möglichkeit ist, die Partikelfilterschicht mittels eines Sprühklebers aufzubringen. Die Trägerschicht kann auch ein z. B. Polyesterfasern enthaltendes, sogenanntes "Filterpapier" sein, dessen Abscheidungsgrad durch die Mikrofasern verbessert ist.
Die Adsorber sind bevorzugterweise Aktivkohle, doch sind feuchtigkeitsunempfind­ liche Molekularsiebe sowie poröse Polymere, meist auf Basis von Styrol und Di­ vinylbenzol, ebenfalls geeignet. Aktivkohlen auf Pechbasis (Kugelform) haben sich sehr gut bewährt, doch auch Kornkohle, insbesondere eine solche mit einem mitt­ leren Mikroporen-Durchmesser um 10 Å und gutem Meso- und Makroporensystem, ist durchaus verwendbar (Porenvolumen Mikro-, Meso- und Makroporen an­ nähernd im Verhaltnis 1:1:1). Ebenso geeignet sind Aktivkohlekügelchen, die durch Carbonisieren bzw. Aktivieren von Ionenaustauscher-Harzen bzw. Vorstufen erhalten werden. Generell haben sich Korngrößen von 0,3 bis ca. 1 mm bewährt bei Auflagen von 100-500 g/m2.
Die Adsorber werden vorzugsweise mit einer Klebermasse fixiert, die als diskonti­ nuierliche Schicht mittels einer Rotationsdruckschablone in Form von Kleberhäuf­ chen aufgetragen wird. Ein solches Auftrageverfahren ist u. a. der deutschen Of­ fenlegungsschrift DE 33 04 349 A1 zu entnehmen. Geeignete Kleber sind die dem Fachmann bekannten (eingedickten) Kunststoff-Dispersionen sowie Systeme, die Präpolymere mit blockierten Isocyanaten enthalten, die nach Erhitzen und Abspal­ ten des blockierenden Oxims mit einem Polyamin vernetzt werden. Auch Abmi­ schungen dieser als "High Solids" bekannten Systeme mit den erwähnten Disper­ sionen sind brauchbar. Ein wesentlicher Punkt ist dabei eine gute Anfangshaftung. Des weiteren sollte das Klebersystem so beschaffen sein, daß sich unter dem Ad­ sorberteilchen eine Art Sockel ausbildet, weil solches die Anströmbarkeit des Teil­ chens verbessert.
Beispiel 1
Eine Trägerschicht, bestehend aus einem ca. 100 g schweren, steifen Polyester­ vlies, welches in Luftfiltern Verwendung findet, wurde mittels einer 25 mesh-Scha­ blone mit einer Haftmasse, bestehend aus 1000 Teilen Impranil HS 62 und 62 Tei­ len Imprafix HS-C bedruckt (Auflage ca. 40 g/m2) und anschließend mit einer Ku­ gelkohle auf Pechbasis, Durchmesser 0,5-0,8 mm, innere Oberfläche ca. 1200 m2/g, bestreut und der Überschuß entfernt. Menge der anhaftenden Aktivkoh­ le: 220/m2. Sodann wurde das Material während 2 Minuten auf 160°C erhitzt, um die Vernetzung der Klebermasse durchzuführen. Bei einem Druck von 10 mm WS sank nach dieser Beladung der Luftdurchtritt von ca. 1300 l/m2 min. auf ca. 1130 l/m2 min. Danach wurde die Rückseite der Trägerschicht mit PP-Mikrofasern nach dem Melt-Blow-Verfahren belegt.
Beispiel 2
Eine einseitig gerauhte PES-Wirkware von ca. 80 g/m2 wurde auf der glatten Seite wie im Beispiel 1 mit Adsorbern beladen. Auf der gerauhten Seite wurden nach dem Melt-Blow-Verfahren Mikrofasern aufgetragen. Die Luftdurchlässigkeit betrug bei 10 mm WS mehr als 2000 l.
Beispiel 3
Es kamen die gleichen Materialien wie im Beispiel 2 zur Anwendung, jedoch wur­ den die Adsorber auf der gerauhten Seite aufgebracht und anschließend mit den Mikrofasern überdeckt.
Beispiel 4
Eine Trägerschicht, bestehend aus einem 50 g schweren, Polyesterfasern enthal­ tenden Filterpapier für Luftfilter, mit einer Luftdurchlässigkeit von annähernd 5000 l/m2 min. wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Aktivkohlekügelchen be­ laden. Anschließend wurden mit Hilfe eines PU-Schmelzkleberwebs (ca. 14 g/m2) zwei dieser Filterschichten zusammenlaminiert, und zwar so, daß die Aktivkohlekü­ gelchen innen lagen und das Papier die Außenschichten bildete. Nun wurde auf einer Seite eine Mikrofaserschicht wie in Beispiel 1 aufgebracht. Die Luftdurchläs­ sigkeit der kombinierten Filterschichten betrug annähernd 2000 l/m2 min.
Bei dieser Arbeitsweise ist die vordere Papierschicht Träger für die Partikelfilter­ schicht (Mikrofasern) und für eine Lage Aktivkohlekügelchen, während die hintere Papierschicht eine Lage Aktivkohlekügelchen trägt, gleichzeitig aber als Ab­ deckung fungiert, die verhindert, daß eventuell abgelöste Aktivkohlekugeln in den Frischluftstrom gelangen. Das so erhaltene Filtermaterial läßt sich sehr gut mit einem heißen "Messer" dauerhaft falten. Die Sandwich-Konstruktion des Adsorpti­ onsfilters führt zu einer besonders hohen Steifigkeit des Materials.
Beispiel 5
Wie Beispiel 4, jedoch wurde statt des "Filterpapiers" ein sehr offenes, grobes und steifes Polyestervlies genommen.

Claims (15)

1. Filter zur Beseitigung der insbesondere durch Abgase verursachten Ge­ ruchsbelästigung im Innenraum von Kraftfahrzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf ein und demselben luftdurchlässigem Trägermaterial so­ wohl eine Partikelfilterschicht wie eine Adsorptionsfilterschicht angebracht sind.
2. Filter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine körnige Aktivkohle mit Korngrößen von 0,3 bis 1,0 mm ist.
3. Filter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine kugelförmige Aktivkohle auf Pechbasis oder auf Basis eines carbonisierten porösen Polymeren mit einem Durchmesser von 0,1-1,0 mm, insbesonde­ re 0,3-0,8 mm, ist.
4. Filter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorber "poröse Polymere", insbesondere auf Basis von Styrol/Divinylbenzol sind.
5. Filter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens ein hydrophobes Molekularsieb ist.
6. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorberkörner mit Hilfe einer diskontinuierlich aufgebrachten Haftmasse am Träger haften.
7. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse mit einer Rotationsdruckschablone in Form von Häufchen in einer Höhe von 0,05-0,5 mm und einem Durchmes­ ser von 0,1-1 mm aufgebracht wird.
8. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse aus einer eingedickten Kunststoffdis­ persion besteht.
9. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse, wenigstens teilweise, aus einem löse­ mittelfreien oder -armen präpolymeren PU-System mit maskierten Isocya­ natgruppen und einem Di- bzw. Polyamin als Vernetzer besteht.
10. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein thermisch verformbares, sehr luftdurchlässiges Vlies ist.
11. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Gewebe oder Gewirk ist, wel­ ches bevorzugterweise durch ein thermoplastisches Kunstharz versteift ist.
12. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Gitter aus einem thermisch verformbaren Kunststoff ist.
13. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein durch Kunststoff-Fasern, ins­ besondere Polyesterfasern, verstärktes für Luftfilter geeignetes Filterpapier ist.
14. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelfilter aus einem direkt auf den Träger auf­ gebrachten Mikrofaser-Verbund besteht.
15. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern durch ein Melt-Blow-Verfahren aufge­ bracht sind.
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