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Filtermaterial für Gase und Dämpfe Die Erfindung betrifft die Verwendung
von porösen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten als Filtermaterial für
Gase und Dämpfe. Die Verwendung poröser Materialien, wie Bims, Kieselsäuregel, aktive
Kohle, Infusorienerde, Bleicherde u. dgl., für diese Zwecke ist bekannt. Es ist
auch bekannt, Filter dadurch herzustellen, daß man derartige poröse Materialien
in Harze einbettet.
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Hierbei wirken jedoch nur die eingeschlossenen porösen Materialien
als Filter, während das Harz den Zusammenhang zwischen den einzelnen porösen Teilchen
herstellt. Man versuchte auch, in Kunstharz während des Erstarrens Gase einzublasen,
um dadurch die Harze porös zu machen. Mit diesen Proedukten hat die vorliegende
Erfindung nichts zu tun.
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Die Erfindung geht davon aus, daß bei der Kondensation von Harnstoff
mit Formaldehyd (Patent 484 972) man zu kreidigen porösen Produkten gelangt. Will
man irgendwelche geformten Körper oder Gegenstände herstellen, so werden die kreidigen
Kondensationsprodukte gekörnt und gepulvert, evtl. mit Weichmachungsmitteln, Farbstoffen,
Fasern usw. versetzt und heiß verpreßt. Die kreidigen Produkte sind also als Zwischenprodukte
aufzufassen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man diese bei der Herstellung von Formkörpern
aus Harnstoff und Formaldehyd entstehenden Zwischenprodukte als Filtermassen für
Gase Dämpfe und Schwebstoffe verwenden kann, denn die Zwischenprodukte besitzen
mikroskopische Poren. Diese Produkte bieten, als Filtermassen benutzt, gegenüber
den verschiedensten Filtermaterialien zahlreiche Vorteile.
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Im Gegensatz zu Bims beispielsw, eise wirkt der poröse Körper nicht
nur rein mechanisch, sondern, wenn auch nur schwach, adsorptiv filtrierend. Im Gegensatz
zu Bims läßt sich ferner das Produkt mit absolut gleichen und viel feineren Hohlräumen
herstellen, während die bekannten Filtermaterialien oft mit ungleichmäßigen Lunkern
durchsetzt sind.
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Gegenüber der aktiven Kohle, deren Adsorptionskraft das Produkt zwar
nicht erreicht, hat die Masse. z. B. als Trägermaterial für Filterchemikalien, den
Vorzug, daß es bei zweckdienlicher Herstellung ein außerordentlich geringes scheinbares
spezifisches Gewicht (Schüttgewicht) aufweist und im Gegensatz zu anderen bekannten
Trägermaterialien auch reichliche Mengen einer Chemikallösung aufzunehmen imstande
ist, wo es sich beispielsweise darum handelt, saure oder basische Gase durch Filter
zu absorbieren. Diese Eigenschaft macht es besonders geeignet für Filter, bei denen
das Gewicht eine Rolle spielt, z. B. Atemfilter. Ein sehr wichtiger Vorteil ist
ferner, daß sich die trockene poröse Masse ohne wesentliche Staubbildung, also fast
ohne Abfall zu ergeben, brechen und körnen läßt. Die poröse Filtermasse ist andererseits
in kompakter Form wegen ihrer gleichmäßigen feinen Poren sehr gut als Schwebstoffilter
geeignet und hat, für diesen
Zxveclk benutzt, noch den Vorteil,
daß sie sich sehr leicht zu Filtern mit großer Filterfläche (Platten. Becher, Kerzen
usxv.) herstellen läßt.
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Die Herstellung der Filtermasse geschi z. B. in folgender Weise :
@ I00 g Harnstoff werden in 200 g För aldehyd (30%ig) gelöst. Es werden 0,5 g Schwefelsäure
(mit etwas Wasser verdünnt) oder wahlweise 5 g NaOH (in sväßriger Lösung) zugegehen.
Es bildet sich spontan ein kapillar durchsetztes Kondensat. Dieses Kondensat kann
ausgewaschen, neutralisiert, gehärtet, getrocknet und gegebenenfalls gebrocken oder
gekörnt werden. Die Herstellung des Kondensationsproduktes geht am besten ohne Wärmezufuhr
vor sich. Die Zugabe von Kondensationsmitteln, ob sauer oder alkalisch, ist nicht
unbedingt erforderlich.
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Die Kondensation geht auch ohne Kondensationsmittelzugahe vor sich.
Will man mit dem Körper nach der Erfindung molekulare Bestandteile aus Gasen ausscheiden
oder abfiltrieren. so kann man den Körper körnen oder pulvern und die Filtration
mit dieser gekörnten oder pulverförmigen Masse vornehmen. Nian kann aber auch schon
während der Kondensation aus dem Körper besondere Filtergegenstände, wie Platten,
Becher, Kerzen 0. dgl., herstellen, indem man die Kondensation in entsprechenden
Formen vor sich gehen läßt. Derartig geformte Filtrierkörper eignen sich besonders
für die Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen. Besonders für diesen letzteren
Zweck ist es vorteilhaft, daß man bei der Herstellung der Filtermasse clie Art der
Porosität zu einem gewissen Grade willkürlich beeinflußt. Führt man z B. die Kondensation
unter Zugabe von Salzlösungen, : Säuren, Basen oder gashaltigen Flüssigkeiten durch,
die nachträglich aus dem Filtermate-@iál wieder herausneutralisiert oder herausgelöst
werden können bzw. entweichen, oder wird die Kondensation in der Verdünnung irgendwelcher
Verdünnungsmittel vorgenommen, so daß die einzelnen Moleküle einerseits zwar noch
einen genügenden Zusammenhalt besitzen (z. B. für größere Stücke evtl.
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Filterplatten, Formlinge o. dgl.), andererseits alter genügend auseinandergehalten
werden, so werden je nach den Arbeitsbedingungen Filtermaterialien mit verschieden
großen Porenquerschnitten erhalten. Der der Masse anhaftende Formalingeruch kann
z. B. durch Chemikalien oder Erhitzung beseitigt werden.
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Gegebenenfalls können die Produkte einer nachträglichen Härtung unter
erhöhter Temperatur, evtl, unter Druck, unterworfen werden. Zur Erhöhung der chemischen
oder mechanischen Widerstandsfähigkeit und zur Verbesserung der Filterwirkung können
auch andere Filterstoffe oder Faserstoffe verschiedener Art dem Kondensat einverleibt
werden.