DE69123060T2

DE69123060T2 - Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffe adsorbierenden Materials

Info

Publication number: DE69123060T2
Application number: DE69123060T
Authority: DE
Inventors: Ito Hiroshi; Mitsumasa Matsushita; Takashi Ohta; Tadaoki Okumoto; Koji Sasaki; Norio Sato
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1990-04-28
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: US5174938A; EP0585975A1; US5348929A; DE69123060D1; CA2041287A1; EP0455143A1; EP0585975B1

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials und ein poröses, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material zur Verwendung in Vorrichtungen zur Steuerung des Verdampfungsverlustes.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Eine recht große Menge an Treibstoff verdampft, wenn dieser in einen Kraftfahrzeug- Treibstofftank durch einen Einfüllstutzen eingefüllt wird. Ein Teil des Treibstoffs in dem Treibstofftank und in dem Schwimmergehäuse des Vergasers verdampft ebenfalls, während das Kraftfahrzeug läuft oder steht.
Um das Austreten des verdampften Treibstoffs in die Luft der Atmosphäre zu verhindern, wird eine mit einem adsorbierenden Material gefüllte Filterbüchse beispielsweise an dem Treibstofftank angebracht. Das adsorbierende Material in der Filterbüchse dient dazu, den verdampften Treibstoff aufzunehmen bzw. einzuschließen. Eine derartige, mit einem adsorbierenden Material gefüllte Verdampfungsverlust-Kontrollvorrichtung wird auch dazu verwendet, Brennstoff aufzunehmen bzw. einzuschließen, der aus Brennstoff-Vorrattanks verdampft oder ausläuft, die von denjenigen, die an Kraftfahrzeugen installiert sind, verschieden sind. Bei solchen Verdampfungsverlust-Kontrollvorrichtungen wurde bisher Aktivkohle als den Treibstoff bzw. Brennstoff adsorbierendes Material verwendet. Treibstoff, der von Aktivkohle adsorbiert wurde, kann davon zu einem Zeitpunkt desorbiert werden, wenn die Vorrichtungen einem Vorgang des Spülens unterworfen werden. Aktivkohle kann daher bei wiederholter Adsorption und Desorption von Treibstoff bzw. Brennstoff wiederholt verwendet werden (siehe Figur 1 und die nachfolgend gegebenen Erläuterungen zu dieser Figur). Jedoch gelangen Filterbüchsen, in denen Aktivkohle verwendet wird, häufig in einen Zustand, in dem die Vorrichtungen nicht in der Lage sind, verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff in ausreichendem Maße aufzunehmen. Daher wird nicht aufgenommener Brennstoff- bzw. Treibstoffdampf an die Luft der Atmosphäre abgegeben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde der Grund dieses Phänomens untersucht. Im Ergebnis wurde nun gefunden, daß die Arbeitskapazität von Aktivkohle (d.h. die Fähigkeit von Aktivkohle, Benzindampf einzuschließen) signifikant sinkt, wenn diese in Kontakt mit flüssigem Benzin steht. Es wurde auch gefunden, daß ein derartiger Kontakt zwischen Aktivkohle und flüssigem Benzin erfolgt, wenn flüssiges Benzin, das auf den Innenflächen der Leitungen um die Filterbüchse herum oder auf den von Aktivkohle freien Flächen am oberen Ende der Filterbüchse kondensiert, in Kontakt mit der Aktivkohle kommt.
Eine derartige unerwünschte Kondensation von Benzindampf im Leitungssystem und in der Filterbüchse passiert sehr häufig, wenn die Temperatur der Umgebungsluft hoch ist oder wenn der Dampfdruck des Benzins in dem Treibstofftank oder Vergaser sehr hoch ist.
Es gibt noch einen weiteren Faktor, der den unerwünschten Rückgang der Arbeitskapazität von Aktivkohle hervorruft. Der auf der Aktivkohle adsorbierte Treibstoffdampf ist aus verschiedenen Molekülen unterschiedlicher Größen zusammengesetzt. Dabei können diejenigen, die nicht mehr als 4 oder 5 Kohlenstoffatome aufweisen, einfach während des Schritts des Spülens der Filterbüchse wieder desorbiert werden. Größere Moleküle konnten jedoch nicht so leicht desorbiert werden wie die kleinen. Aufgrund dieses Unterschieds der Desorptionsgeschwindigkeit sinkt die Arbeitskapazität der Aktivkohle, wenn sie für eine lange Zeitdauer verwendet wird.
Es wurde bereits vorgeschlagen, organische Polymere (wie beispielsweise Polypropylene, Styrol-Butadien-Copolymere usw.) anstelle von Aktivkohle zu verwenden (siehe japanische offengelegte Patentanmeldungen Nr.67,222/89 und 227,861/89). Das Brennstoff- bzw. Treibstoff-Adsorptionsvermögen eines derartigen adsorbierenden Materials sinkt, wenn die Adsorption und Desorption des Brennstoffs bzw. Treibstoffs (oder der Adsorptions- bzw. Desorptionszyklus) wiederholt werden. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Festigkeit von Primärteilchen und die Bindungskraft zwischen den Primärteilchen (oder Festigkeit von Sekundärteilchen) niedrig sind und damit Primärteilchen zerstört werden und Sekundärteilchen zerfallen, wenn sie wiederholt einem Vorgang z.B. des Quellens (während der Adsorption) und Schrumpfens (während der Desorption) oder einer Vibration unterworfen werden. Eine derartige Zerstörung oder ein derartiger Zerfall führen zu einer Erniedrigung des Adsorptionsvermögens des Materials aufgrund der Bildung von Feinteil chen, die leicht verstreut werden und eine ungleichmäßige Verteilung des Adsorptionsmittels hervorrufen. Gleichzeitig mit dem Rückgang der Teilchengröße wird die Prozentmenge an Leerräumen (oder die Porosität) in dem Adsorptionsmittel kleiner. Dies führt ebenfalls zu einem Rückgang des Adsorptionsvermögens, da die Poren des adsorbierenden Materials leichter während des Quellens verstopfen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials zu schaffen, das nicht nur ausgezeich net in Bezug auf seine Haltbarkeit gegenüber der Wiederholung von Adsorptions-/Desorptionszyklen ist, sondern auch in Bezug auf sein Vermögen zum Einschließen verdampften Treibstoffs bzw. Brennstoffs.
Das Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff/Treibstoff adsorbierenden Materials gemaß der Erfindung umfaßt die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
Die oben angegebenen und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend noch besser offenbar aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Figuren, in denen ein Beispiel beispielhaft veranschaulicht ist.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Figuren 1A und 1B sind Ansichten, die eine Filterbüchse erklären, an der das Brennstoff/Treibstoff adsorbierende Material gemäß der Erfindung angebracht wird.
Figur 2 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand gebundener feiner Polymerteilchen in dem Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 1 zeigt.
Figur 3 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand feiner Polymerteilchen in dem auf einem Träger aufgebrachten, Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 2 zeigt.
Figur 4 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand gebundener feiner Polymerteilchen in dem Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 4 zeigt.
Figur 5 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand feiner Polymerteilchen in dem auf einem Träger aufgebrachten, Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 6 zeigt.
Figur 6 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand gebundener feiner Polymerteilchen in dem auf einem Träger aufgebrachten, Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 9 zeigt.
Figur 7 ist eine schematische Veranschaulichung, die den Zustand gebundener feiner Polymerteilchen in dem auf einem Träger aufgebrachten, Treibstoff adsorbierenden Material gemäß Beispiel 10 zeigt.
Die vorliegende Erfindung hat drei Aspekte, die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials geschaffen, das die Schritte umfaßt, daß man in einem Lösungsmittel ein organisches Polymer mit der Funktion, einen Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen, und ein Bindemittel aus thermoplastischem Harz löst; daß man das organische Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels reagieren läßt; daß man nach Abschluß der Reaktion das gebildete Polymergel gewinnt; daß man das Polymergel unter Erhalt von Körnchen als Zwischenstufen trocknet und granuliert und daß man anschließend die Körnchen auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Bindemittel aus thermoplastischem Harz schmilzt.
Unter dem Begriff "organisches Polymer mit der Funktion, Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen" wird in der vorliegenden Beschreibung ein organisches Polymer verstanden, das in der Lage ist, verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff (und auch ausgelaufene Brennstoff-Flüssigkeit) einzuschließen und das wenigstens zu solch einem Grad vernetzt werden kann, bei dem sich ein Gel bildet. Unter dem Ausdruck "Funktion des Einschließens" wird in der vorliegenden Beschreibung die Fähigkeit verstanden, sich in Brennstoff bzw. Treibstoff zu lösen oder durch Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen zu werden.
Der Ausdruck "das Polymer reagieren lassen" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung, zu ermöglichen, daß das Polymer irgendwelche chemischen Reaktionen eingeht, einschließlich Vernetzung und Polymerisation. Solche Reaktionen kann man in irgendeiner beliebigen Form ablaufen lassen, einschließlich z. B. Suspensions-Polymerisation, Emulsions-Polymerisation und Lösungs-Polymerisation. Wie nachfolgend gezeigt wird, werden feine Polymergel-Teilchen erhalten, wenn derartige Polymere einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation unterworfen werden, und ein Polymergel wird im Fall einer Suspensions-Polymerisation gebildet.
Das organische Polymer und das Lösungsmittel werden vorzugsweise in dem folgenden Verhältnis verwendet: Organisches Polymer: 2 bis 70 Gew.-%; Lösungsmittel: 30 bis 98 Gew.-%.
Beispiele von thermoplastischen Harzen, die als Bindemittel verwendbar sind, schließen ein: Olefinische Harze wie beispielsweise PP (Polypropylene), PE (Polyethylene) oder EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymere); Styrol-Harze wie beispielsweise Polystyrole oder Styrol-Acrylnitril-Copolymere; Acrylsäure-Harze; Polycarbonat-Harze und Säure-modifizierte Polyolefin-Harze wie beispielsweise mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polyolefine.
Das thermoplastische Harz wird als Bindemittel verwendet, um Körnehen gegenseitig miteinander zu verschmelzen, wie dies nachfolgend erläutert wird. Das Harz nimmt nicht an der Reaktion des organischen Polymers teil und geht eine Vernetzung nur in einem solchen Ausmaß ein, daß sein Schmelzvermögen im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Es ist nötig, ein organisches Polymer und ein thermoplastisches Harz zu verwenden, die sich in dem Lösungsmittel lösen.
Das thermoplastische Harz wird in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% verwendet, bezogen auf das Gewicht des organischen Polymers. Wenn seine Menge geringer ist als 10 Gew.-%, spielt das Harz seine Rolle als Bindemittel nur unzureichend. Wenn seine Menge im Gegensatz dazu 50 Gew.-% übersteigt, kann daraus ein unerwünscht niedriges Vermögen zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff aufgrund der überschüssigen Gegenwart des Harzes resultieren.
Das thermoplastische Harz wird in einer Lösung gelöst, die das organische Polymer enthält, bevor das letztere der Gelbildungs-Reaktion unterworfen wird. Ein Teil des Harzes wird daher in die Struktur der feinen Polymergel-Teilchen eingeschlossen und dient als Bindemittel für diese. Dementsprechend können die Teilchen physikalisch fest und beispielsweise stoßbeständig sein.
Darüber hinaus können die Teilchen durch das Bindemittel miteinander verbunden werden, wodurch poröse Sekundärkörner gebildet werden, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Solche Körner können in eine Adsorptionskammer mit hoher Porosität gegeben werden und zeigen daher eine hochgradig erhöhte Adsorptionswirksamkeit.
Es ist bevorzugt, ein Vernetzungsmittel zu verwenden, das in der Lage ist, das organische Polymer, das die Funktion hat, Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen, zu vernetzen, das jedoch nicht in der Lage ist, das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz zu vernetzen.
Sofern erwünscht, können Vernetzungs-Hilfsmittel zusammen mit Vernetzungsmitteln zur Förderung der Reaktion verwendet werden.
Vernetzungsmittel können in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet werden, und Vernetzungs-Hilfsmittel können in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-% verwendet werden, beides bezogen auf das Gewicht des Polymers.
Es kann bevorzugt sein, Sauerstoff aus der Lösung des organischen Polymers zu entfernen, bevor es der Reaktion unterworfen wird. Beispielsweise kann Stickstoffgas in Blasenform in eine Lösung des Polymers eingeleitet werden. Alternativ dazu kann ein Behälter, der die Polymerlösung enthält, wiederholt evakuiert und mit Stickstoffgas gefüllt werden. Durch derartige Verfahrensschritte kann Sauerstoffgas, das in der Lösung gelöst ist, entfernt werden.
Im Fall einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation kann die Reaktion in der nachfolgend beschriebenen Weise unter Verwendung einer ein Dispergiermittel enthaltenden Lösung durchgeführt werden. Zuerst wird eine Lösung, die ein organisches Polymer und ein Vernetzungsmittel enthält, unter Rühren einer Lösung zugesetzt, die ein Dispergiermittel enthält. Die Suspension wird dann gerührt, bis sich das Vernetzungsmittel fast vollständig zersetzt hat, wodurch es ermöglicht wird, daß die Reaktion des organischen Polymers in Gegenwart eines Dispergiermittels abläuft.
Beispiele verwendbarer Dispergiermittel schließen Polyvinylalkohole (PVA), Gelatine, Tragacanth-Gummi, Gummi arabicum, Stärke, Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Polyacrylate, Alkaliseifen, organische Aminoseifen, Sulfate höherer Alkohole, synthetische oberflächenaktive Mittel (Tenside) wie beispielsweise nicht-ionische Tenside (z.B. Tweene), Proteine, pflanzliche Gummen, Alginate und Saponin ein.
Es kann bevorzugt sein, die ein Dispergiermittel enthaltende Lösung einer Desoxidation vor der Reaktion zu unterwerfen, wie im Fall der Polymerlösung. In üblichen Fällen wird Wasser als Lösungsmittel für die ein Dispergiermittel enthaltende Lösung verwendet. Das Dispergiermittel kann in der Lösung in einer Konzentration von etwa 1 bis 5 Gew.-% enthalten sein.
Nach vollständigem Abschluß der Reaktion wird die Reaktionsmischung abgekühlt, um zu ermöglichen, daß sich diese in zwei Phasen auftrennt, nämlich eine Polymerschicht und eine wäßrige Schicht. Anschließend wird die Polymerschicht (obere Schicht) abgetrennt und dadurch eine Paste von cremeartigen, feinen Polymergel-Teilchen gewonnen. Die Paste enthält feine Polymergel-Teilchen mit einer Korngröße von 10 bis 100 µm, zusammen mit dem thermoplastischen Harz, dem Lösungsmittel und dem Dispergiermittel.
Es kann bevorzugt sein, das Dispergiermittel aus der Paste zu entfernen, indem man diese mit warmem Wasser einer Temperatur von 50 bis 70 ºC wäscht. Durch diesen Verfahrensschritt können feine Polymergel-Teilchen erhalten werden, die aufgebaut sind aus feinen Polymerteilchen, die mit dem thermoplastischen Harz vermischt sind.
Danach werden die resultierenden feinen Polymergel-Teuchen, die das thermoplastische Harz enthalten, mittels eines Granulators granuliert, beispielsweise mittels eines Hochgeschwindigkeitsmischers oder eines Sprühtrockners. Dies ergibt Zwischenstufen-Körner mit einer Korngröße von etwa 1 bis 5 mm. In den so erhaltenen Körnern sind die feinen Polymerteilchen gegenseitig in einem nicht-festen Zustand mit der anderen Mischungskomponente, d.h. mit dem thermoplastischen Harz, verbunden (siehe Figur 2).
Andererseits wird im Fall einer Lösungs-Polymerisation ein Vernetzungsmittel einer Lösung eines organischen Polymers zugesetzt. Anschließend wird die Reaktion des Polymers durchgeführt, ohne daß man irgendein Dispergiermittel verwendet. Durch diese Reaktion kann ein Polymergel erhalten werden. Das gebildete Polymergel wird vorzugsweise mit Wasser oder einem Lösungsmittel gewaschen und dann größenmäßig zu Körnern reduziert, die eine Korngröße in dem oben genannten Bereich aufweisen. Dies geschieht mittels z.B. gewöhnlicher Pulverisierung oder Gefrier-Pulverisierung.
Die Körner werden dann auf eine Temperatur erhitzt, bei der das thermoplastische Harz schmilzt (z.B. 80 bis 120 ºC im Fall eines EVA). Dadurch schmilzt das auf der Oberfläche der Körner vorhandene thermoplastische Harz und verbindet die Körner miteinander, wodurch ein physikalisch festes, Brennstoffe bzw. Treibstoffstoffe adsorbierendes Material gebildet wird.
Alternativ dazu kann ein Brennstoffe adsorbierendes Material, das auf einen Träger aufgebracht ist, produziert werden durch beschichtungsmäßiges Auftragen der feinen Polymergel-Teilchen auf einen Träger.
In diesem Fall werden die feinen Polymergel-Teilchen beschichtungsmäßig auf einen Träger aufgebracht und anschließend getrocknet, wodurch das Lösungsmittel freigesetzt und so ein Zwischenprodukt gebildet wird, bei dem eine große Zahl feiner Polymerteilchen mit dem thermoplastischen Harz in einem nicht-festen Zustand verbunden sind und auf der Oberfläche des Trägers angebracht sind. Das Zwischenprodukt wird dann auf eine Temperatur erhitzt, bei der das thermoplastische Harz schmilzt. Durch diese Verfahrensweise kann ein auf einem Träger aufgebrachtes, Brennstoffe adsorbierendes Material erhalten werden, das feine Polymerteilchen umfaßt, die auf einem Träger mit dem thermoplastischen Harz aufgeschmolzen sind.
Es ist auch möglich, ein auf einem Träger aufgebrachtes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material in derselben Weise wie oben beschrieben herzustellen, indem man das Polymergel anstelle der feinen Polymergel-Teilchen verwendet.
Beispiele verwendbarer Träger schließen ein: Körnchen, Platten, Gewebe und Fäden. Diese können aus Kunststoffmaterialien, Keramikmaterialien oder Metallen hergestellt sein. Das überzugsmäßige Aufbringen der feinen Polymergel-Teilchen kann erfolgen durch Eintauchen des Trägers in die feinen Polymergel-Teilchen. Alternativ dazu kann die Paste aus den Gelteilchen auf einen Träger unter Verwendung beispielsweise einer Sprühpistole aufgebracht werden.
Das wie oben beschrieben erhaltene kornförmige, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material kann in jede beliebige Form gebracht werden, einschließlich beispielsweise Wabenform, Plattenform und Filmform.
Die Form des Brennstoff adsorbierenden Materials, das auf einen Träger aufgebracht wurde, ist grundsätzlich identisch mit der Form des verwendeten Trägers. Das adsorbierende Material kann jedoch auch in jede gewünschte Form gebracht werden, einschließlich Waben und Platten. Die Dicke oder der Durchmesser eines derartigen Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials liegt vorzugsweise im oben angegebenen Bereich.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung löst sich nicht in Brennstoff bzw. Treibstoff und quillt nur auf, indem es verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff einschließt (oder adsorbiert). Das adsorbierende Material kann daher regeneriert werden, indem man den eingeschlossenen Brennstoff bzw. Treibstoff durch Spülen austreibt (oder eliminiert), und kann wiederholt verwendet werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der Erfindung kann nicht nur in Filterbüchsen bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, sondern auch in beliebigen anderen Vorrichtungen zur Kontrolle des Verdampfungsverlustes, einschließlich solchen, die auf Brennstofftanks von Siedekesseln aufgebracht werden sollen.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material, das in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt wurde, ist in hohem Maße fähig, Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das organische Polymer, das als Basismaterial verwendet wurde, die Fähigkeit aufweist, in einem erheblichen Ausmaß durch Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff wie z.B. Benzin zu quellen. Dies ist zurückzuführen auf seine starke Affinität zu verdampftem Brennstoff bzw. Treibstoff.
In dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung sind die feinen Polymerteilchen über das thermoplastische Harz miteinander verbunden. Dementsprechend hat das adsorbierende Material als Ganzes eine merklich verbesserte physikalische Festigkeit und kznn in hohem Maße beständig gegen den Adsorptions- bzw. Desorptionszyklus unter Einschließen und Wiederfreisetzen des Brennstoffs bzw. Treibstoffs sein.
Die organischen Polymere in dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material sind chemisch miteinander verbunden, was dem adsorbierenden Material eine dreidimensionale Struktur gibt. Darauf beruhend kann das adsorbierende Material als Ganzes hochgradig flexibel sein und weist eine in hohem Maße verstärkte Fähigkeit zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff auf.
In dem Fall, in dem das adsorbierende Material auf einem Träger aufgezogen ist, weist es eine merklich erhöhte physikalische Festigkeit im Ganzen auf, da der Träger als Grundgerüst dient. Außerdem hat das adsorbierende Material eine große Oberfläche für das Volumen der verwendeten feinen Polymerteilchen, da die Teilchen an der Oberfläche des Trägers angeordnet werden. Die auf die Einheit bezogene Volumenkapazität des adsor bierenden Materials zur Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff kann daher hoch sein.
Wenn das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material durch Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen ist, kann es einem Schritt des Spülens unter Freisetzen des eingeschlossenen Brennstoffs bzw. Treibstoffs unterworfen werden. Das adsorbierende Material erlangt seine Brennstoff-Einschlußfähigkeit durch Spülen zurück und kann daher wiederholt verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials geschaffen werden, das exzellent nicht nur im Hinblick auf eine Haltbarkeit im Rahmen des Adsorptions-/Desorptionszyklus ist, sondern auch im Hinblick auf sein Brennstoff-Einschließvermögen.
Als zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials geschaffen, das die Schritte umfaßt, daß man ein organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in einem Lösungsmittel löst; der resultierenden Lösung ein Bindemittel aus Pulvern eines thermoplastischen Harzes zusetzt; das organische Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels unter Bildung eines ein Pulver aus einem thermoplastischen Harz enthaltenden Polymergels reagieren läßt; das gebildete Polymergel nach dem Abschluß der Reaktion gewinnt; das Polymergel einem Schritt der Granulation unter Erhalt von Körnchen als Zwischenstufen unterwirft und anschließend die Körnchen auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Pulver aus thermoplastischen Harz schmelzen und aneinander haften.
Unter dem Ausdruck "organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist" wird in der vorliegenden Beschreibung ein organisches Polymer verstanden, das in der Lage ist, verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff (und auch ausgelaufenen flüssigen Brennstoff bzw. Treibstoff) einzuschließen, und das zu wenigstens einem solchen Grad vernetzt werden kann, daß ein Gel gebildet wird. Unter dem Ausdruck "Funktion des Einschließens" wird in der vorliegenden Beschreibung die Fähigkeit verstanden, sich in Brennstoff bzw. Treibstoff zu lösen oder durch Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen zu werden.
Der Ausdruck "das Polymer reagieren lassen" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung, zu ermöglichen, daß das Polymer irgendwelche chemischen Reaktionen eingeht, einschließlich Vernetzung und Polymerisation. Es ist möglich, daß man derartige Reaktionen in irgendeiner beliebigen Form ablaufen läßt, einschließlich z.B. Suspensions-Polymerisation, Emulsions-Polymerisation und Lösungs-Polymerisation. Wie nachfolgend gezeigt wird, kann ein Gel aus feinen Polymerteilchen durch Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation erhalten werden, und ein Polymergel kann im Fall einer Lösungs-Polymerisation erhalten werden.
Das organische Polymer und das Lösungsmittel werden vorzugsweise in dem folgenden Verhältnis verwendet: Organisches Polymer: 2 bis 50 Gew.-%; Lösungsmittel: 50 bis 98 Gew.-%.
Beispiele von Pulvern aus thermoplastischem Harz, die als Bindemittel verwendbar sind, schließen solch kristalline Polymere wie beispielsweise PP, PE, PBT (Polybutylenterephthalat), PET (Polyethylenterephthalat), POM (Polyoxymethylen) und Nylon ein. Wie nachfolgend erläutert wird, werden derartige Pulver aus einem thermoplastischen Harz als Bindemittel verwendet, um die als Zwischenstufe erhaltenen Körnchen durch ihr Schmelzen dazu zu bringen, gegenseitig aneinander zu haften. Das Harz nimmt nicht an der Reaktion des organischen Polymers teil. Es geht eine Vernetzung überhaupt nicht oder nur in einem solchen Ausmaß ein, daß das Schmelzvermögen der Pulver nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Solche Pulver aus thermoplastischem Harz werden in einem Lösungsmittel zusammen mit einem organischen Polymer zugesetzt. Es ist jedoch nötig, Pulver aus thermoplastischem Harz zu verwenden, die sich nicht vollständig in dem Lösungsmittel lösen.
Die Pulver aus thermoplastischem Harz werden in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% verwendet, bezogen auf das Gewicht des organischen Polymers. Wenn die Menge geringer ist als 20 Gew.-%, spielen die Pulver die Rolle als Bindemittel nur unzureichend. Wenn im Gegensatz dazu die Menge 70 Gew.-% übersteigt, kann ein unerwünscht niedriges Brennstoff-Einschlußvermögen aufgrund der überschüssigen Gegenwart der Pulver aus thermoplastischem Harz resultieren.
Es ist bevorzugt, Pulver aus thermoplastischem Harz zu verwenden, die eine Korngröße von 0,01 bis 2.000 µm aufweisen. Es ist bevorzugt, ein Vernetzungsmittel zu verwenden, das in der Lage ist, das organische Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, zu vernetzen, das jedoch nicht in der Lage ist, das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz zu vernetzen.
Sofern erwünscht, können Vernetzungs-Hilfsmittel in Kombination mit Vernetzungsmitteln verwendet werden, um die Reaktion zu fördern.
Vernetzungsmittel können in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet werden, und Vernetzungs-Hilfsmittel können in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-% verwendet werden, beides bezogen auf das Gewicht des Polymers.
Es kann bevorzugt sein, Sauerstoff aus der Lösung des organischen Polymers zu entfernen, bevor es einer Reaktion unterworfen wird. Beispielsweise kann Stickstoffgas in Blasenform in eine Lösung des Polymers eingeleitet werden. Alternativ dazu kann ein Behälter, der die Polymerlösung enthält, wiederholt evakuiert und mit Stickstoffgas gefüllt werden. Durch derartige Verfahrensschritte kann Sauerstoffgas, das in der Lösung gelöst ist, aus dieser entfernt werden.
Im Fall einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation kann die Reaktion in der nachfolgend beschriebenen Weise unter Verwendung einer ein Dispergiermittel enthaltenden Lösung durchgeführt werden.
Zuerst wird eine ein organisches Polymer und ein Vernetzungsmittel enthaltende Lösung unter Rühren einer ein Dispergiermittel enthaltenden Lösung zugesetzt. Danach wird die resultierende Suspension gerührt, bis das Vernetzungsmittel fast vollständig zerfallen ist.
Hierdurch wird es möglich, daß die Reaktion des organischen Polymers in Gegenwart eines Dispergiermittels abläuft.
Beispiele verwendbarer Dispergiermittel schließen Polyvinylalkohole (PVA), Gelatine, Tragacanth-Gummi, Gummi arabicum, Starke, Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Polyacrylate, Alkaliseifen, organische Aminoseifen, Sulfate höherer Alkohole, synthetische oberflächenaktive Mittel (Tenside) wie beispielsweise nicht-ionische Tenside (z.B. Tweene), Proteine, pflanzliche Gummen, Alginate oder Saponin ein.
Es kann bevorzugt sein, die das Dispergiermittel enthaltende Lösung vor der Reaktion einer Desoxidation zu unterwerfen, wie im Fall der Polymerlösung. In üblichen Fällen wird Wasser als Lösungsmittel für die ein Dispergiermittel enthaltende Lösung verwendet. Das Dispergiermittel kann in der Lösung in einer Konzentration von etwa 1 bis 5 Gew.-% enthalten sein.
Nach dem Abschluß der Reaktion wird die Reaktionsmischung abgekühlt, um zu ermöglichen, daß sich diese in zwei Phasen auftrennt, nämlich eine Polymerschicht und eine wäßrige Schicht. Anschließend wird die Polymerschicht (obere Schicht) abgetrennt und dadurch eine cremeartige Paste eines Polymergels gewonnen. Das Polymergel enthält feine Polymerteilchen mit einer Korngröße von 10 bis 100 µm, die Pulver aus thermoplastischem Harz als Bindemittel, die an den Teilchen haften und mit diesen vermischt sind, das Lösungsmittel und das Dispergiermittel.
Danach wird das Polymergel, das die feinen Polymerteilchen und die Pulver aus einem thermoplastischen Harz enthält, mittels eines Granulators granuliert, beispielsweise mittels eines Hochgeschwindigkeitsmischers oder eines Sprühtrockners. Dies ergibt Zwischenstufen-Körnchen mit einer Korngröße von etwa 1 bis 5 mm. In den so erhaltenen Körnchen sind die feinen Polymerteilchen miteinander in einem nicht-festen Zustand mit den Pulvern aus thermoplastischem Harz, die um die feinen Polymerteilchen angeordnet sind und an diesen haften (siehe Figur 4), verbunden.
Die Zwischenstufen-Körnchen werden dann auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Pulver aus dem thermoplastischen Harz schmelzen (beispielsweise auf 140 bis 150 ºC im Fall von PE). Während des Erhitzens schmelzen die Pulver aus thermoplastischem Harz, die um die feinen Polymerteilchen herum vorhanden sind, und haften aneinander. So wird ein physikalisch festes Material zur Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff gebildet (siehe Figur 4).
Die Pulver aus thermoplastischem Harz, die in dem resultierenden, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material enthalten sind, sind durch thermisches Schmelzen gebunden. Die Bindungsfestigkeit der Pulver kann stärker sein als die von üblichen Kleber- Bindemitteln. Zudem sind die Pulver einheitlich auf der Oberfläche der feinen Polymerteilchen zugegen, da sie einem Schritt des thermischen Schmelzens unterworfen werden, nachdem sie einheitlich mit den feinen Polymerteilchen in einem kaum löslichen Lösungsmittel vermischt wurden. Die Bindekraft kann daher im Bereich des gesamten Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials einheitlich sein. Daher besteht in nur geringerem Umfang die Gefahr, daß das adsorbierende Material an schwach gebundenen Stellen bricht. Außerdem weist das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material eine poröse Struktur auf, wie dies in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist. Es kann also Brennstoff bzw. Treibstoff in hocheffizienter Weise adsorbieren.
Andererseits wird in dem Fall einer Lösungs-Polymerisation ein Vernetzungsmittel einer Lösung des organischen Polymers zugesetzt. Anschließend wird die Reaktion des Polymers durchgeführt, ohne irgendein Dispergiermittel zu verwenden. Durch diese Reaktion kann ein Polymergel erhalten werden, in dem die Pulver aus thermoplastischem Harz dispergiert sind. Das gebildete Polymergel wird einer Granulation in der oben beschriebenen Weise unterworfen. Hierbei ergeben sich Zwischenstufen-Körnchen, die dann auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Pulver durch thermisches Schmelzen haften können.
In einer Modifikation des vorliegenden Verfahrens werden die Pulver aus thermoplastischem Harz mit einem Polymergel aus feinen Polymerteilchen gemischt, statt sie zu einer Lösung des organischen Polymers vor dessen Reaktion zuzusetzen. Die resultierende Mischung wird einer Granulation und einem Schritt des Erhitzens unterworfen. In diesem Fall wird die Reaktion des organischen Polymers im Rahmen einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation durchgeführt.
Dementsprechend wird durch die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials bereitgestellt, das die Schritte umfaßt, daß man ein organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in einem Lösungsmittel löst; unter Rühren die resultierende Lösung einer getrennt davon hergestellten Lösung, die ein Dispergiermittel enthält, zusetzt; das organische Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels unter Bildung eines Polymergels aus feinen Polymerteilchen reagieren läßt; nach Abschluß der Reaktion das gebildete Polymergel gewinnt; das resultierende, ein Harzpulver enthaltende Gel einem Schritt der Granulation unter Erhalt von Zwischenstufen-Körnchen unterwirft und anschließend die Körnchen auf eine Temperatur aufheizt, bei der Pulver aus thermoplastischem Harz schmelzen und aneinander haften.
Es ist auch möglich, ein auf einem Träger aufgezogenes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material herzustellen, indem man auf einem Träger beschichtungsmäßig ein Polymergel, das Pulver aus thermoplastischem Harz enthält (beispielsweise ein Pulver aus thermoplastischem Harz enthaltendes Gel, das durch eines der vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen hergestellt wurde), aufbringt.
Genauer gesagt, können ein Polymergel, das feine Polymerteilchen enthält, und Pulver aus einem thermoplastischen Harz beschichtungsmäßig auf einen Träger aufgebracht und anschließend getrocknet werden. Hierbei ergibt sich ein Zwischenprodukt, in dem eine große Zahl feiner Polymerteilchen schwach mit Pulvern aus thermoplastischem Harz gebunden und auf der Oberfläche des Trägers befestigt sind. Das Zwischenprodukt wird anschließend auf die Schmelztemperatur der Pulver aus thermoplastischem Harz oder eine Temperatur über dieser Temperatur erhitzt. Durch diese Verfahrensweise kann ein auf einem Träger aufgebrachtes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material erhalten werden, das feine Polymerteilchen umfaßt, die auf einem Träger mit geschmolzenen Pulvern aus thermoplastischem Harz gebunden sind.
Ein auf einem Träger aufgezogenes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material kann auch in derselben Weise hergestellt werden, indem man eine Mischung eines Polymergels, das durch Lösungs-Polymerisation hergestellt wurde, und Pulver aus thermoplastischem Harz verwendet.
Beispiele verwendbarer Träger schließen Körnchen, Platten, Gewebe und Fäden ein, die aus Kunststoffmaterialien, Keramikmaterialien, Metallen oder dergleichen hergestellt sein können. Der Schritt des beschichtungsmäßigen Aufbringens kann durchgeführt werden, indem man den Träger in ein ein Pulver aus thermoplastischem Harz enthaltendes Polymergel eintaucht.
Alternativ dazu kann ein derartiges Gel - sofern dies erwünscht ist, nach Verdünnen mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln - beschichtungsmäßig auf einen Träger aufgetragen werden, wofür man z.B. eine Sprühpistole verwendet. Es ist auch möglich, ein derartiges Gel beschichtungsmäßig unter Verwendung eines Walz-Beschichters aufzutragen.
Das wie oben beschrieben erhaltene kornförmige Material zur Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff kann in jede beliebige Form gebracht werden, einschließlich z.B. Waben, Platten und Filme.
Die Form des Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials, das auf einen Träger aufgebracht wurde, ist grundsätzlich identisch mit der des verwendeten Trägers. Das adsorbierende Material kann jedoch in jede gewünschte Form gebracht werden, einschließlich Waben und Platten. Die Dicke oder der Durchmesser eines derartigen Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials liegt vorzugsweise innerhalb des obigen Grenzwertes.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung löst sich nicht in Brennstoff und quillt nur bei Einschließen (oder Adsorbieren) von verdampftem Brennstoff bzw. Treibstoff. Das adsorbierende Material kann daher regeneriert werden, indem man eingeschlossenen Brennstoff bzw. Treibstoff auspült (oder eliminiert), und das Material kann wiederholt verwendet werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur in Filterbüchsen bei Automobilen verwendet werden, sondern in beliebigen anderen Vorrichtungen zur Kontrolle des Verdampfungsverlustes, einschließlich solchen, die auf Brennstofftanks von Siedekesseln aufgebracht werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material, das in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt wurde, ist in hohem Maße in der Lage, Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die organischen Polymere, die als Basismaterial verwendet werden, die Fähigkeit aufweisen, in erheblichem Ausmaß durch Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff wie z.B. Benzin aufgrund ihrer starken Affinität für verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff zu quellen.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der Erfindung weist eine erhöhte physikalische Festigkeit als Ganzes auf, da die feinen Polymerteilchen miteinander über die Pulver aus einem thermoplastischen Harz verbunden sind. Das adsorbierende Material kann daher in hohem Maße exzellent in Bezug auf seine Haltbarkeit im Adsorptions-/Desorptionszyklus sein, d.h. bei wiederholtem Einschließen und Freisetzen von Brennstoff bzw. Treibstoff.
In dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material werden Pulver aus thermoplastischem Harz als Bindemittel verwendet. Es ist daher möglich, das Bindemittel einheitlich auf die Oberfläche der feinen Polymerteilchen aufzubringen. Darüber hinaus kann ein derartiges Bindemittel recht leicht eingemischt werden.
Außerdem sind in dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material gemäß der Erfindung die organischen Polymere chemisch aneinander gebunden, und daher weist das resultierende, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material eine dreidimensionale Struktur auf. Deswegen kann das adsorbierende Material in hohem Maße als Ganzes flexibel sein und zeigt ein stark verbessertes Brennstoff- bzw. Treibstoff-Einschlußvermögen.
In dem Fall, in dem das adsorbierende Material auf einen Träger aufgebracht ist, weist es eine merklich verbesserte physikalische Festigkeit als Ganzes auf, da der Träger als Grundgerüst dient. Außerdem weist das adsorbierende Material eine große Oberfläche für das Volumen der verwendeten feinen Polymerteilchen auf, da die Teilchen auf der Oberfläche des Trägers angeordnet sind. Das auf die Volumeneinheit bezogene Vermögen des adsorbierenden Materials zur Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff kann daher recht hoch sein.
Wenn das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material durch die Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen ist, kann die Vorrichtung zur Kontrolle des Verdampfungsverlustes, die dieses Material enthält, einem Schritt des Spülens unter Freisetzung des eingeschlossenen Brennstoffs bzw. Treibstoffs unterworfen werden. Das adsorbierende Material erlangt sein Vermögen zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff durch den Schritt des Spülens zurück und kann daher wiederholt verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials geschaffen werden, das exzellent nicht nur im Hinblick auf seine Haltbarkeit in dem Adsorptions-/Desorptionszyklus ist, sondern auch im Hinblick auf sein Vermögen zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff.
Als dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials, das auf einem Träger aufgezogen ist, geschaffen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß man ein organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in einem Lösungsmittel löst; der resultierenden Lösung ein Bindemittel aus Pulvern aus thermoplastischen Harzen zusetzt; das organische Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels unter Bildung eines ein Pulver eines thermoplastischen Harzes enthaltenden Polymergels reagieren laßt; nach Abschluß der Reaktion das gebildete Polymergel gewinnt; das Polymergel auf einen thermoplastischen Träger beschichtungsmäßig aufbringt; das beschichtete Produkt trocknet und das getrocknete Produkt auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Pulver aus thermoplastischem Harz und der Oberflächenbereich des thermoplastischen Trägers schmelzen und gegenseitig aneinander haften.
Unter dem Begriff "organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist" wird in der vorliegenden Beschreibung ein organisches Polymer verstanden, das in der Lage ist, verdampften Brennstoff bzw. Treibstoff (und auch ausgelaufenen flüssigen Brennstoff bzw. Treibstoff) einzuschließen, und das zu wenigstens einem solchen Grad vernetzt werden kann, daß ein Gel gebildet wird.
Unter dem Begriff "Funktion des Einschließens" wird in der vorliegenden Beschreibung die Fähigkeit verstanden, Brennstoff bzw. Treibstoff zu adsorbieren oder durch Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen zu werden.
Der Begriff "das Polymer reagieren lassen" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung, zu ermöglichen, daß das organische Polymer irgendwelche chemischen Reaktionen eingeht, einschließlich Vernetzung und Polymerisation. Es ist möglich, daß man derartige Reaktionen in irgendeiner beliebigen Form ablaufen laßt, einschließlich z.B. Suspensions-Polymerisation, Emulsions-Polymerisation und Lösungs-Polymerisation. Wie nachfolgend gezeigt wird, kann ein Gel aus feinen Polymerteilchen durch Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation erhalten werden, und ein Polymergel kann im Fall einer Emulsions-Polymerisation erhalten werden.
Das organische Polymer und das Lösungsmittel werden vorzugsweise in dem folgenden Verhältnis verwendet: Organisches Polymer: 2 bis 30 Gew.-%; Lösungsmittel: 70 bis 98 Gew.-%.
Beispiele von Pulvern aus thermoplastischem Harz, die als Bindemittel verwendbar sind, schließen solch kristalline Polymere wie beispielsweise PP, PE, PBT, PET, POM und Nylon ein. Wie nachfolgend erläutert wird, werden derartige Pulver aus thermoplastischem Harz als Bindemittel verwendet, um die als Zwischenstufe erhaltenen Körnchen durch ihr Schmelzen dazu zu bringen, gegenseitig aneinander zu haften. Das Harz nimmt nicht an der Reaktion des organischen Polymers teil. Es geht eine Vernetzung überhaupt nicht oder nur in einem solchen Ausmaß ein, daß das Schmelzvermögen der Pulver nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Solche Pulver aus thermoplastischem Harz werden einem Lösungmittel zusammen mit einem organischen Polymer zugesetzt. Es ist jedoch nötig, Pulver aus thermoplastischem Harz zu verwenden, die sich nicht vollständig in dem Lösungsmittel lösen.
Die Pulver aus thermoplastischem Harz werden in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% verwendet, bezogen auf das Gewicht des organischen Polymers. Wenn die Menge geringer ist als 20 Gew.-%, spielen die Pulver die Rolle als Bindemittel nur unzureichend. Wenn im Gegensatz dazu die Menge 70 Gew.-% übersteigt, kann ein unerwünscht niedriges Brennstoff- bzw. Treibstoff-Einschlußvermögen aufgrund der überschüssigen Gegenwart der Pulver aus thermoplastischem Harz resultieren.
Es ist bevorzugt, Pulver aus thermoplastischem Harz zu verwenden, die eine Korngröße von 0,01 bis 1.000 µm aufweisen. Es ist bevorzugt, ein Vernetzungsmittel zu verwenden, das in der Lage ist, das organische Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, zu vernetzen, das jedoch nicht in der Lage ist, das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz zu vernetzen.
Vernetzungsmittel können in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet werden, und Vernetzungs-Hilfsmittel können in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-% verwendet werden, beides bezogen auf das Gewicht des Polymers.
Es kann bevorzugt sein, Sauerstoff aus der Lösung des organischen Polymers zu entfernen, bevor es der Reaktion unterworfen wird. Beispielsweise kann Stickstoffgas in Blasenform in eine Lösung des Polymers eingeleitet werden. Alternativ dazu kann ein Behälter, der die Polymerlösung enthält, wiederholt evakuiert und mit Stickstoffgas gefüllt werden. Durch derartige Verfahrensschritte kann Sauerstoffgas, das in der Lösung gelöst ist, aus dieser entfernt werden.
Im Fall einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation kann die Reaktion in der nachfolgend beschriebenen Weise unter Verwendung einer ein Dispergiermittel enthaltenden Lösung durchgeführt werden.
Zuerst wird eine Lösung, die ein organisches Polymer und ein Vernetzungsmittel enthält, unter Rühren und Erhitzen einer Lösung zugesetzt, die ein Dispergiermittel enthält. Danach läßt man die Reaktion unter Erhitzen und Rühren der resultierenden Suspension ablaufen, bis das Vernetzungsmittel fast vollständig zersetzt ist.
Beispiele verwendbarer Dispergiermittel schließen Polyvinylalkohole (PVA), Gelatine, Tragacanth-Gummi, Gummi arabicum, Stärke, Methylcellulosen, Carboxy-methylcellulosen, Polyacrylate, Alkaliseifen, organische Aminoseifen, Sulfate höherer Alkohole, synthetische oberflächenaktive Mittel (Tenside) wie beispielsweise nicht-ionische Tenside (z.B. Tweene), Proteine, pflanzliche Gummen, Alginate und Saponin ein.
Es kann bevorzugt sein, die ein Dispergiermittel enthaltende Lösung vor der Reaktion einer Desoxidation zu unterwerfen, wie im Fall der Polymerlösung. In üblichen Fällen wird Wasser als Lösungsmittel für die ein Dispergiermittel enthaltende Lösung verwendet.
Das Dispergiermittel kann in der Lösung in einer Konzentration von etwa 1 bis 5 Gew.-% enthalten sein.
Nach dem Abschluß der Reaktion wird die Reaktionsmischung abgekühlt, um zu ermöglichen, daß sich diese in zwei Schichten auftrennt, nämlich eine Polymerschicht und eine wäßrige Schicht. Anschließend wird die Polymerschicht (obere Schicht) abgetrennt und dadurch eine cremeartige Paste eines Polymergeis gewonnen. Das Polymergel enthält feine Polymerteilchen mit einer Korngröße von 10 bis 100 µm, sowie Pulver aus thermoplastischem Harz als Bindemittel, zusammen mit dem Lösungsmittel und dem Dispergiermittel.
Anschließend wird das Pulver aus thermoplastischem Harz und feine Polymerteilchen enthaltende Polymergel beschichtungsmäßig auf die Oberfläche eines thermoplastischen Trägers aufgebracht und danach getrocknet. Hierbei ergibt sich ein Zwischenprodukt, in dem eine große Anzahl feiner Polymerteilchen mit dem Pulver aus thermoplastischem Harz in einem nicht-festen Zustand gebunden sind und gleichzeitig die Teilchen und die Pulver auf der Oberfläche des thermoplastischen Trägers befestigt sind.
Das Zwischenprodukt wird dann auf eine Temperatur erhitzt, die gleich der Schmelz(oder Fusions-)temperatur des thermoplastischen Harzes (oder höher als diese) und gleichzeitig gleich der Schmelz- (oder Fusions-)temperatur der Oberfläche des thermoplastischen Trägers (oder höher als diese) ist. Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann so ein auf einem Träger aufgezogenes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material erhalten werden, in dem Pulver aus thermoplastischem Harz geschmolzen und miteinander verbunden sind und dadurch eine große Zahl feiner Polymerteilchen miteinander verbunden sind und gleichzeitig mit dem thermoplastischen Träger verbunden sind.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material weist eine Struktur auf, in der der Träger und das Bindemittel aneinander durch thermisches Schmelzen haften. Aus diesem Grund kann das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material hochgradig beständig gegen Stöße sein. Außerdem kann der Träger fest und kaum brechbar sein, da er aus einem thermoplastischen Harz besteht, welches üblicherweise aufgrund seiner Natur flexibel ist.
Außerdem bilden - wie in den Figuren 6 und 7 gezeigt - die feinen Polymerteilchen 50 eine poröse Struktur mit dem Bindemittel und zeigen so eine verbesserte Permeabilität und eine verbesserte Wirksamkeit des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff.
Andererseits wird im Fall einer Lösungs-Polymerisation ein Vernetzungsmittel einer Lösung eines organischen Polymers zugesetzt, und anschließend wird die Reaktion ohne Verwendung irgendeines Dispergiermitteis durchgeführt. Durch diese Reaktion kann ein Polymergel erhalten werden, in dem die Pulver aus thermoplastischem Harz dispergiert sind. Das so gebildete Polymergel wird beschichtungsmäßig auf einen Träger aufgetragen und einem Vorgang des Trocknens und Erhitzens in derselben Weise unterworfen, wie dies oben beschrieben wurde.
Der thermoplastische Träger kann in Form von z.B. Körnchen, Platten, Geweben, Netzen oder Fäden vorliegen. Der Träger kann hergestellt sein z.B. aus solchen kristallinen thermoplastischen Harzen wie PP, PE, PBT, PET, POM und Nylon.
Es kann bevorzugt sein, einen thermoplastischen Träger zu verwenden, der aus einem Material besteht, das identisch mit demjenigen ist, das für die Pulver aus thermoplastischem Harz verwendet wurde, oder aus einem Material, das eine Schmelztemperatur hat, die gleich deijenigen oder nahe deijenigen der Pulver aus thermoplastischem Harz ist.
Es ist möglich, einen thermoplastischen Träger zu verwenden, der einen Kern und eine Oberflächenschicht umfaßt, die z.B. aus solchen kristallinen thermoplastischen Harzen besteht, wie sie oben beschrieben wurden. In einem solchen Fall ist der Kern vorzugsweise aus einem Harz mit einem Schmelzpunkt hergestellt, der höher ist als derjenige, der Oberflächenschicht.
Beispiele von Harzen, die für den Kern verwendbar sind, schließen thermoplastische Harze wie beispielsweise PE, PP, PBT, PET, POM und Nylon, Polyimide, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyamidoimide, Polyphenylenoxide oder PPS (Polyphenylensulfid) und wärmehärtende Harze aus z.B. Harzen der Phenol-, Melamin-, Epoxy-, Polyimid-, Harnstoff-, Polyester-, Diallylphthalat-, Silicon- oder Polyurethan-Reihe ein. Es ist auch möglich, Metalle oder keramische Materialien zu verwenden.
Das Überziehen mit dem Polymergel kann durchgeführt werden unter Eintauchen eines thermoplastischen Trägers in das Gel. Alternativ dazu kann ein derartiges Gel - sofern erwünscht, nachdem es mit Wasser oder mit einem anderen Lösungsmittel verdünnt wurde - überzugsmaßig auf einen thermoplastischen Träger unter Verwendung z.B. einer Sprühpistole aufgebracht werden. Es ist auch möglich, ein derartiges Gel beschichtungsmaßig unter Verwendung eines Walzenbeschichters aufzubringen.
In einer Modifikation des vorliegenden Verfahrens werden die Pulver aus thermoplastischem Harz mit einem Polymergel aus feinen Polymerteilchen gemischt, statt sie einer Lösung eines organischen Polymers in der Anfangsstufe des Verfahrens zuzusetzen. Die resultierende Mischung wird dann beschichtungsmäßig auf einen thermoplastischen Träger aufgebracht und anschließend einem Schritt des Granulierens und Erhitzens in der oben beschriebenen Weise unterworfen. In diesem Fall wird die Reaktion des organischen Polymers im Rahmen einer Suspensions-Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation durchgeführt.
Dementsprechend kann ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material, das auf einem Träger aufgebracht ist, auch hergestellt werden durch ein Verfahren, das die Schritte umfaßt, daß man ein organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, löst; unter Rühren die resultierende Lösung einer separat hergestellten Lösung zusetzt, die ein Dispergiermittel enthält; das organische Polymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels unter Bildung eines Polymergels aus feinen Polymerteilchen umsetzt; nach Abschluß der Reaktion das Polymergel gewinnt,
Pulver aus thermoplastischem Harz dem Polymergel zusetzt; die resultierende Mischung beschichtungsmäßig auf einen thermoplastischen Träger aufträgt; das beschichtete Produkt trocknet und das getrocknete Produkt auf eine Schmeiztemperatur erhitzt, wie dies oben beschrieben wurde.
Die Form des Materials zur Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff, das wie oben beschrieben erhältlich ist, ist grundsätzlich identisch mit derjenigen des verwendeten Trägers. Das adsorbierende Material kann in jede gewünschte Form gebracht werden, einschließlich z.B. Waben, Platten und Filme.
Das gemäß dem vorliegenden Verfahren erhaltene, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material löst sich nicht in Brennstoff bzw. Treibstoff und quillt nur durch Einschließen (Adsorbieren) von verdampftem Brennstoff bzw. Treibstoff. Das adsorbierende Material kann daher durch Ausspülen (oder Eliminieren) des eingeschlossenen Brennstoffs bzw. Treibstoffs regeneriert und wiederholt verwendet werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß dem vorliegenden Verfahren kann nicht nur in Filterbüchsen für Kraftfahrzeuge verwendet werden, sondern auch in beliebigen anderen Vorrichtungen zur Kontrolle eines Verdampfungsverlustes, einschließ lich solcher Vorrichtungen, die auf Brennstofftanks von Siedekesseln aufgebracht werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material, das in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt wird, ist in hohem Maße in der Lage, Brennstoff bzw. Treibstoff einzuschließen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die organischen Polymere, die als Basismaterial verwendet werden, das Vermögen aufweisen, in erheblichem Ausmaß durch Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff wie z.B. Benzin aufgrund ihrer starken Affinität zu verdampftem Brennstoff bzw. Treibstoff zu quellen.
Das physikalische adsorbierende Material gemäß der Erfindung hat eine erhöhte physikalische Festigkeit als Ganzes, da die feinen Polymerteilchen über die Pulver aus thermoplastischem Harz miteinander verbunden sind.
Der Träger trägt ebenfalls zur Verbesserung der Gesamtfestigkeit des adsorbierenden Materials bei, da er die Rolle eines Grundgerüsts spielt. Außerdem können die feinen Polymerteilchen und der Träger fest mit den thermoplastischen Pulvern und dem thermoplastischen Harz, das auf der Oberfläche des Trägers zugegen ist, verbunden werden.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material kann daher in hohem Maße exzellent im Hinblick auf seine Haltbarkeit beim Adsorptions-/Desorptionszyklus sein, d.h. beim wiederholten Einschließen und Freisetzen von Brennstoff.
In dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material werden Pulver aus thermoplastischem Harz als Bindemittel verwendet. Es ist daher möglich, dafür zu sorgen, daß das Bindemittel einheitlich an der Oberfläche der feinen Polymerteilchen haffet. Außerdem kann das Bindemittel recht leicht eingemischt werden.
In dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material sind die organischen Polymere chemisch miteinander verbunden. Daher weist das resultierende Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material eine dreidimensionale Struktur auf. Deswegen kann das adsorbierende Material als Ganzes in hohem Maße flexibel sein und zeigt ein hochgradig verbessertes Brennstoff- bzw. Treibstoff-Adsorptionsvermögen.
Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material hat eine große Oberfläche für das Volumen der feinen Polymerteilchen, da die Teilchen in einer Schicht enthalten sind, die auf der Oberfläche des Trägers angeordnet ist. Dementsprechend kann das adsorbierende Material außergewöhnlich im Hinblick auf sein Vermögen zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff pro Volumeneinheit der feinen Polymerteilchen sein.
Wenn das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material durch die Adsorption von Brennstoff bzw. Treibstoff gequollen ist, kann die Vorrichtung zur Kontrolle des Verdampfungsverlustes, die dieses Material enthält, einem Schritt des Spülens zur Freisetzung des eingeschlossenen Brennstoffs bzw. Treibstoffs unterworfen werden. Das adsorbierende Material erlangt sein Brennstoff- bzw. Treibstoff-Einschlußvermögen durch den Spülschritt zurück und kann daher wiederholt verwendet werden.
Wie oben beschrieben, kann ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials geschaffen werden, das exzellent nicht nur im Hinblick auf seine Haltbarkeit im Adsorptions-/Desorptionszyklus ist, sondern auch im Hinblick auf sein Brennstoff- bzw. Treibstoff-Einschlußvermögen.
Es wird nun auf die Figuren 1A und 1B Bezug genommen. Dabei wird die Erklärung anhand einer Filterbüchse für ein Kraftfahrzeug gegeben, in die das Brennstoff- bzw. Treibstoff adsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht ist.
Wie in Figur 1A gezeigt, wird das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material 20 in einer Adsorptionskammer 2 angeordnet, die im Inneren des Gehäusekörpers 10 einer Filterbüchse 1 gebildet ist. Der Gehäusekörper 10 ist zylindrisch und ist mit einem Deckel 11 an seinem oberen Ende und mit einer Bodenplatte 12 an seinem unteren Ende versehen. Der Deckel 11 ist mit einem Spülrohr 16 und mit einem ersten und einem zweiten Einleitrohr 13 und 14 versehen, wobei deren Enden 141 in das Innere der Adsorptionskammer 2 vorstehen.
Das erste Einleitrohr 13 ist mit dem oberen Raum der Schwimmerkammer 81 eines Vergasers verbunden, und das zweite Einleitrohr 14 ist mit einem Treibstofftank 82 verbunden. Das Spülrohr 16 ist mit einem Spül-Auslaß 85 verbunden. Die Bodenplatte 12 weist eine Öffnung für ein Spülluft-Rohr 15 auf. Die Rohre 13, 14, 15 und 16 sind mit Ventilen 131, 142, 151 bzw. 161 versehen.
Eine perforierte Platte 17 ist am unteren Ende der Adsorptionskammer 2 angeordnet, und eine weitere perforierte Platte 18 ist am oberen Ende der Kammer angeordnet. Die perforierte Platte 17 wird durch eine Feder 101 nach oben gedrückt, und die perforierte Platte 18 wird durch eine Feder 102 nach unten gedrückt. In dem in Figur 1A gezeigten System wird Benzin 8 als Treibstoff verwendet.
Benzindampf, der im Schwimmergehäuse 81 des Vergasers oder im Treibstofftank 82 verdampft ist, strömt über das erste oder das zweite Einleit-Rohr 13 und 14 in die Adsorptionskammer 2, wo er in Kontakt mit dem Treibstoff adsorbierenden Material 20 kommt und adsorbiert wird. Während der Zeit der Adsorption sind die Ventile 131 und 142, die an den Einleit-Rohren 13 und 14 angeordnet sind, offen, und das Ventil 161 an dem Spülrohr 16 und das Ventil 151 an dem Spülluft-Rohr 15 sind geschlossen.
Im Verlauf des Adsorption sschrittes quillt das Treibstoff adsorbierende Material 20 durch Einschließen von Benzindampf.
Nach Adsorption einer großen Menge Benzindampf kann das adsorbierende Material regeneriert werden. Sofern erwünscht, kann das adsorbierende Material, nachdem es für eine lange Zeitdauer unter wiederholter Regeneration verwendet wurde, durch ein frisches Material ersetzt werden, indem man den Deckel 11 von dem Gehäusekörper 10 abnimmt.
Die Regeneration des adsorbierenden Materials kann durchgeführt werden, indem man Luft durch das Spülluft-Rohr 15 einläßt, wobei die Stellung der Ventile 131, 142, 151 und 161 umgekehrt wird. Das Abgas wird in den Spülauslaß 85 über das Spülrohr 16 abgelassen. Während des Spülschrittes spielt die Luft, die in die Filterbüchse eingeleitet wird, eine wichtige Rolle beim Freisetzen und Abgeben des Benzindampfes, der durch das Treibstoff adsorbierende Material adsorbiert wurde.
Ein weiterer Typ von Filterbüchse, die in diesem Beispiel verwendet wurde, ist in Figur lB gezeigt. Die Filterbüchse 1 besteht aus einem Gehäusekörper 10, einem Treibstoff adsorbierenden Material 20, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde und in das obere erste Abteil 25 des Gefäßes gepackt wurde, und Aktivkohle 30, die in das untere zweite Abteil 35 gepackt wurde.
Der Gehäusekörper 10des ver ist von zylindrischer Form und weist einen Deckel 11 und eine Unterplatte 12 auf. An dem Deckel 11 ist ein erstes Einleit-Rohr 13, dessen Ende in das erste Abteil 25 eingeschoben ist und sich bis nahe in dessen zentralen Abschnitt erstreckt, ein zweites Einleit-Rohr 14, dessen Ende 141 in gleicher Weise in das erste Abteil 25 eingeschoben ist, und ein Spülrohr 16 befestigt. Das erste Einleit-Rohr 13 steht in Verbindung mit dem Raum im oberen Teil des Schwimmergehäuses 81 eines Vergasers, während das zweite Einleit-Rohr 14 mit dem Treibstofftank 82 in Verbindung steht. Das Spülrohr 16 steht in Verbindung mit einem Spülauslaß 85. Ein Spülluft-Rohr 15 ist zu der Bodenplatte hin offen. Die Rohre 13, 14,15 und 16 sind jeweils mit Ventilen 131, 142, 151 bzw. 161 versehen. Eine perforierte Platte 17 findet sich im unteren Teil des Gehäusekörpers 10, und eine weitere perforierte Platte 18 ist im oberen Teil des Gehäusekörpers angeordnet. Das erste Abteil 25 ist von dem zweiten Abteil 35 durch eine perforierte Platte 19 abgetrennt, die allgemein zwischen den perforierten Platten 17 und 18 angeordnet ist. Kornförmige Aktivkohle 30 ist zwischen die perforierten Platten 17 und 19 gepackt, und ein Treibstoff adsorbierendes Material 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen die perforierten Platten 19 und 18 gepackt. Die perforierte Platte wird mittels einer Feder 101 nach oben gedrückt, während die perforierte Platte 18 mittels einer Feder 102 nach unten gedrückt wird. Benzin wird in Figur 1B durch die Bezugsziffer 8 bezeichnet.
Verdampfter Treibstoff wird mit der Filterbüchse 1 in der folgenden Weise eingeschlossen: Benzin verdampft in dem Schwimmergehäuse 81 oder in dem Treibstofftank 82, und der resultierende Dampf gelangt in das erste Abteil 25 der Filterbüchse 1 durch das erste Einleitrohr 13 oder das zweite Einleitrohr 14. Der Dampf kommt dann in Kontakt mit dem Treibstoff adsorbierenden Material 20 in dem ersten Abteil und wird durch dieses adsorbiert. Der Benzindampf, der nicht durch das Treibstoff adsorbierende Material 20 adsorbiert wurde, wird in das zweite Abteil 35 geleitet, wo er durch die Aktivkohle 30 adsorbiert wird. Während dieses Adsorptionsschrittes sind die Ventile 131 und 142 an den Rohren 13 und 14 offen, während die Ventile 161 und 151 an den Spülrohren 16 und 15 geschlossen sind. Der Treibstoffdampf wird zuerst durch das Treibstoff adsorbierende Material 20 als Ergebnis von dessen Lösungs- oder Quellvermögen in dem Treibstoff adsorbiert und anschließend durch die Einwirkung der Aktivkohle 30 adsorbiert.
Nachdem die beiden Adsorbentien den Benzindampf bis zum Sättigungspunkt adsorbiert haben, wird der Deckel 11 entfernt, und die adsorbierenden Materialien werden durch frische ersetzt. Alternativ dazu können die adsorbierenden Materialien regeneriert werden, indem man Luft durch das Spülluft-Rohr 15 zuleitet und das Abgas in den Spülauslaß 85 durch das Rohr 16 abläßt. Bei diesem Spülschritt sind die Ventile 161 und 151 geöffnet. Die in die Filterbüchse eingeleitete Luft macht es möglich, daß der Benzindampf von dem Treibstoff adsorbierenden Material und der Aktivkohle entfernt wird und danach in den Spülauslaß 85 abgeleitet wird.
Die wie oben beschrieben aufgebaute Filterbüchse ist in der Lage, wirksam Benzindampf als verdampften Treibstoff einzuschließen, ohne eine Verschlechterung der Arbeitskapazität der Aktivkohle hervorzurufen.
Wie oben beschrieben, ist das Treibstoff adsorbierende Material in der Lage, verdampften Treibstoff wie beispielsweise Benzin in recht wirksamer Weise einzuschließen und kann wiederholt bei Wiederholung des Adsorptions-/Desorptionszyklus verwendet werden.

Beispiele

In den folgenden Beispielen sind Angaben von Teilen und Prozentmengen auf das Gewicht bezogene Angaben, solange nichts spezielles angegeben ist.

Beispiel 1 (erster Aspekt)

Ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material gemäß der Erfindung wurde in der folgenden Weise hergestellt: Zuerst wurden 24 g eines Ethylen-Propylen-Ethylidennorbornen-Copolymers (EP 33; Hersteller: Firma Japan Synthetic Rubber Co.) als organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in Toluol gelöst (Gewicht der Lösung: 380 g).
Anschließend wurden 16 g eines EVA-Harzes (EVAFLEX 420; Hersteller: Firma Mitsui Polychemical Co.) als thermoplastisches Harz-Bindemittel zusätzlich der Lösung zugesetzt und in dieser gelöst (Gewicht der Lösung: 400 g).
Der resultierenden Lösung wurde Benzoylperoxid als Vernetzungsmittel in einer Menge von 20 Teilen (reduziert auf 100 % reines Produkt) pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt. Der resultierenden Lösung wurde Divinylbenzol als Vernetzungs- Hilfsmittel in einer Menge von 20 Teilen pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt Stickstoffgas (N&sub2;) wurde dann in Blasenform in die so hergestellte Lösung als Desoxidationsbehandlung eingeleitet, um den darin gelösten Sauerstoff zu entfernen.
Andererseits wurden 1.200 g einer wäßrigen 1 %igen Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) als Dispergiermittel mit einem Polymerisationsgrad von 500 und einem Verseifungsgrad von 86,5 bis 89 Mol-% in ein Druckgefäß gegeben. Ein Hochleistungsrührer wurde am oberen Ende des Gefäßes eingepaßt, und das Gefäß wurde dann verschlossen. Das Gefäß wurde evakuiert und anschließend mit Stickstoff gefüllt. Diese Desoxidationsbehandlung wurde dreimal wiederholt, um Sauerstoff zu entfernen, der in der Lösung gelöst war.
Danach wurde die wie oben beschrieben hergestellte EP-EVA-Lösung in die in dem Druckgefäß enthaltene PVA-Lösung gegossen, wobei die letztgenannte Lösung kräftig mit dem Rührer unter Bildung einer Dispersion gerührt wurde. Nach Abschluß des Eingießens wurde der Inhalt des Druckgefäßes derselben Desoxidationsbehandlung unterworfen, wie sie oben beschrieben wurde, und wurde anschließend weitere 15 min gerührt.
Danach wurde der Rührer durch einen herkömmlichen Propellerrührer ersetzt, und die Reaktionsmischung, die in dem Druckgefäß enthalten war, wurde bei 120 bis 300 Upm gerührt. Während dieses Vorgangs wurde die Temperatur der Mischung auf 92 ºC angehoben. Die resultierende Mischung wurde weitere 6 h lang gerührt. Anschließend wurde eine 20 %ige Lösung eines Oxidations-Inhibitors in Toluol (als Polymerisations- Inhibitor) der Reaktionsmischung zugesetzt, um die Reaktion zu beenden.
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Druckgefäß mit Eiswasser gekühlt, und man ließ es anschließend bei Raumtemperatur 3 h lang stehen. Während dieser Zeit trennte sich die Reaktionsmischung in zwei Phasen: eine obere, cremige Schicht aus feinen Polymergel- Teilchen und eine untere wäßrige Schicht. Die feinen Polymergel-Teilchen der oberen Schicht wurden anschließend gewonnen.
Danach wurden die feinen Polymergel-Teilchen unter Verwendung von 0,2 l Wasser bei einer Temperatur von 60 ºC pro 100 g der Creme-Teilchen gewaschen. Es wurden feine Polymergel-Teuchen erhalten, die aus feinen Polymerteilchen aufgebaut waren, die durch die Reaktion des organischen Polymers gebildet worden waren, sowie das thermoplastische Harz. Die so erhaltenen feinen Polymergel-Teilchen wurden getrocknet und granuliert, indem man sie in Portionen in einen Hochgeschwindigkeitsmischer gab. Es wurden Zwischenstufen-Körnchen mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm erhalten.
Danach wurden die Körnchen 10 min lang auf 100 ºC erhitzt. Diese Temperatur ist höher als die Schmelztemperatur des EVA-Harzes. Dies ergab ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Mittel gemäß der Erfindung (welches als "Probe 13" bezeichnet wurde).
Das so erhaltene Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material, wie es schematisch in Figur 2 gezeigt ist, war aufgebaut aus feinen Polymerteilchen 50 und dem thermoplastischen Harz, das um die Teilchen 50 herum und an diesen befestigt angeordnet war. Mit anderen Worten: Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material 5 bestand aus feinen Polymerteilchen 50, die auf die Oberfläche des Trägers 55 (Figur 3) mit dem geschmolzenen thermoplastischen Harz 52 gebunden waren, das als Bindemittel fungierte.

Beispiel 2 (erster Aspekt)

Die cremigen feinen Polymergel-Teilchen, die gemäß Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden gewonnen und mit warmen Wasser wie in Beispiel 1 gewaschen. Die resultierenden feinen Polymergel-Teuchen wurden beschichtungsmäßig auf der Oberfläche von Polyethylenterephthalat-Fasern eines Durchmessers von etwa 1 mm als Träger aufgebracht. Der Vorgang des Beschichtens erfolgte mittels Eintauchen. Danach wurde der mit den feinen Polymergel-Teilchen überzogene Träger auf 100 ºC erhitzt. Dies ist höher als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes.
Es wurde ein auf einem Träger aufgezogenes Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material mit einem Durchmesser von 1,5 mm erhalten (dieses wird als "Probe 14" bezeichnet).
Wie schematisch in Figur 3 gezeigt ist, ist das so hergestellte, auf einem Träger aufgebrachte, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material aufgebaut aus feinen Polymerteilchen 50, die durch die Vernetzungsreaktion des organischen Polymers erzeugt wurden, das thermoplastische Harz 52, das als Bindemittel dient, und den Träger 55, der die feinen Teilchen 50 und das Harz 52 trägt. Mit anderen Worten: Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material 5 besteht aus feinen Polymerteilchen 50, die auf die Oberfläche des Trägers 55 mit dem geschmolzenen thermoplastischen Harz 52 aufgebracht wurden, das als Bindemittel fungiert.

Beispiel 3 (erster Aspekt)

Die Eigenschaften von Proben 13 und 14, die in den Beispielen 1 und 2 hergestellt worden waren, wurden in der folgenden Weise bestimmt.

Haltbarkeit beim Adsorptions-/Desorptionszyklus:

Eine Probe des Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials, die in einem Drahtsieb-Behälter aus nichtrostendem Stahl (Maschenweite: 100 mesh) enthalten war, wurde 24 h lang in Toluol getaucht. Unmittelbar, nachdem man die Probe aus dem Lösungsmittel herausgenommen hatte, wurde das adsorbierende Material einem Belastungstest unterworfen. Darin wurden darauf nach unten drückende Lasten aufgebracht, und das Gewicht der Last (gf) beim Bruch wurde bestimmt.

Vermögen des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff:

Jede Probe des Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials (Gewicht: ca. 0,2 g) wurde in einen Behälter aus Drahtsieb aus nichtrostendem Stahl (Gewicht: V) gegeben, und das Gesamtgewicht (W) der Probe und des Behälters wurde gewogen. Der Behälter wurde zusammen mit der Probe in Toluol als Brennstoff eingetaucht und wurde aus dem Brennstoff nach Ablauf der in Tabelle 1 gezeigten Zeit herausgenommen. Das Gesamtgewicht (Y) des Behälters und der Probe wurde jedes Mal gewogen, als der Behälter und die Probe herausgenommen wurden. Die Adsorptionsrate (%) des adsorbierenden Materials wurde berechnet in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung: Adsorption (%)
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Bezüglich Probe 14 wurden etwa 0,2 g der Probe aus einem auf einem Träger aufgezogenen, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material (Träger: etwa 0,1 g; Polymermaterialien: etwa 0,1 g) in denselben Behälter (Gewicht: V) gegeben, und das Gesamtgewicht (W) der Probe und des Behälters wurde gewogen. Die Probe wurde in der Weise, wie dies oben erklärt wurde, behandelt, und die Adsorptionsrate wurde bestimmt.
Zum Zweck des Vergleichs wurde ein cremiges Produkt aus feinen Polymergel-Teilchen in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das thermoplastische Harz als Bindemittel nicht verwendet wurde. Das Produkt wurde sorgfältig mit warmem Wasser bis zu einem Zustand gewaschen, in dem kein PVA als Dispergiermittel darauf zurückgeblieben war, und wurde anschließend einem Vorgang des Trocknens und Granulierens in derselben Weise wie in Beispiel 1 unterworfen. Dies führte zu einem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material, das als "Vergleichsprobe C3" bezeichnet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung (Proben 13 und 14) der Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C3) im Hinblick auf die Belastung beim Bruch überlegen waren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die feinen Polymerteilchen, die die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung ausmachen, mit dem thermoplastischen Harz gebunden sind, das als Bindemittel fungiert. Folglich können die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien als Ganzes physikalisch fester sein als diejenigen der Vergleichsprobe.
Insbesondere ist Probe 14 sehr fest, da die Teilchen auf einem Träger aufgezogen sind.
Die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung sind auch exzellent im Hinblick auf ihre Haltbarkeit bei Wiederholung des Adsorptions-/Desorptionszyklus. Andererseits ist die Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C3) trotz der Tatsache, daß ihr Adsorptionsvermögen recht hoch ist, deutlich im Hinblick auf die Belastung beim Bruch zu dem Zeitpunkt unterlegen, wenn sie Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbiert hat, da die feinen Polymerteilchen, die die Probe ausmachen, nicht mit dem thermoplastischen Harz verbunden sind. Ein derartiges Adsorptionsmaterial hat daher eine schlechte Haltbarkeit während des Verlaufs des Adsorptions-/Desorptionszyklus.

Beispiel 4 (zweiter Aspekt)

Ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material wurde in der folgenden Weise hergestellt: Zuerst wurden 14 g eines Ethylen-Propylen-Ethylidennorbornen-Copolymers (EP 33; Hersteller: Firma Japan Synthetic Rubber Co.) als organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in Toluol gelöst (Gewicht der Lösung: 140 g).
Anschließend wurden 9,3 g von Pulvern eines aus einem Polyethylen-(PE)Harz bestehen den thermoplastischen Harzes der Lösung zugesetzt und mit dieser vermischt (Gewicht der Mischung: 149,3 g). Das Pulver des thermoplastischen Harzes hatte eine Korngröße von etwa 30 µm.
Der resultierenden Mischung wurde Benzoylperoxid als Vernetzungsmittel in einer Menge von 20 Teilen (reduziert auf 100 % reines Produkt) pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt. Der resultierenden Mischung wurde außerdem Divinylbenzol als Vernetzungs-Hilfsmittel in einer Menge von 20 Teilen pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt. Stickstoffgas wurde dann in Blasenform in die so hergestellte Mischung im Rahmen einer Desoxidationsbehandlung eingeleitet, um den darin gelösten Sauerstoff zu entfernen.
Andererseits wurden 800 g einer wäßrigen 1 %igen Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) als Dispergiermittel mit einem Polymerisationsgrad von 500 und einem Verseifungsgrad von 86,5 bis 89 Mol- % in ein Druckgefäß gegeben. Ein Hochleistungsrührer wurde am oberen Ende des Gefäßes befestigt, und das Gefäß wurde dann verschlossen. Das Gefäß wurde evakuiert und anschließend mit Stickstoffgas gefüllt. Diese Desoxidationsbehandlung wurde dreimal wiederholt, um Sauerstoff zu entfernen, der in der Lösung gelöst war.
Danach wurde die wie oben beschrieben hergestellte desoxidierte Copolymer-Lösung unter kräftigem Rühren in die in dem Druckgefäß enthaltene desoxidierte PVA-Lösung gegossen, und so eine Dispersion hergestellt. Nach Abschluß des Eingießens wurde der Inhalt des Druckgefäßes derselben Desoxidationsbehandlung unterworfen, wie sie oben beschrieben wurde, und es wurde anschließend weitere 15 min gerührt.
Danach wurde der Rührer durch einen herkömmlichen Propellerrührer ersetzt, und die Reaktionsmischung, die in dem Druckgefäß enthalten war, wurde bei 400 bis 500 Upm gerührt, wobei die Temperatur der Mischung auf 92 ºC angehoben wurde. Die resultierende Mischung wurde weitere 6 h lang gerührt. Anschließend wurde eine 20 %ige Lösung eines Oxidations-Inhibitors in Toluol (als Polymerisations-Inhibitor) der Reaktionsmischung zugesetzt, um die Reaktion zu beenden.
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Druckgefäß mit Eiswasser gekühlt, und man ließ es anschließend bei Raumtemperatur 3 h lang stehen. Während dieser Zeit trennte sich die Reaktionsmischung in zwei Phasen: eine obere, cremige Schicht aus Polymergel und eine untere wäßrige Schicht. Die obere Schicht wurde anschließend abgetrennt, und ein Gel aus feinen Polymerteilchen, das Pulver aus thermoplastischem Harz enthielt, die darauf hafteten, d.h. ein ein thermoplastisches Harz in Pulverform enthaltendes Polymergel, wurde gewonnen. Das gewonnene Polymergel wurde einem Granulationsschritt unterworfen, indem man das Produkt in kleinen Portionen in einen Hochgeschwindigkeitsmischer gab. Es wurden Zwischenstufen-Körnchen mit einer Korngröße von 1 bis 3 mm erhalten.
Danach wurden die Zwischenstufen-Körnchen 10 min lang auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Schmelztemperatur (150 ºC) des thermoplastischen Harzes (PE) erhitzt. Es wurde ein körniges Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material gemäß der Erfindung (welches als "Probe 15" bezeichnet wurde) erhalten.
Wie schematisch in Figur 4 gezeigt ist, ist das so hergestellte, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material aus feinen Polymerteilchen 50, die durch die Vernetzung des organischen Polymers erzeugt wurden, und einer Schicht aus Pulvern eines thermoplastischen Harzes 52, die mit den Polymerteilchen 50 vermischt sind und daran haften, aufgebaut. In dem Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Material 5 sind die Pulver 52 aus thermoplastischem Harz verschmolzen und spielen die Rolle eines Bindemittels zum Binden der feinen Polymerteilchen 50.

Beispiel 5 (zweiter Aspekt)

Ein ein Pulver eines thermoplastischen Harzes enthaltendes Polymergel wurde in derselben Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Pulver aus thermoplastischem Harz dem Polymergel aus feinen Polymergel-Teilchen, die ohne Verwendung irgendwelches Pulver aus thermoplastischem Harz hergestellt worden waren, zugesetzt wurden, statt sie der Lösung des EP zuzusetzen.
Das so erhaltene Polymergel wurde in derselben Weise wie in Beispiel 4 granuliert und erhitzt. Es wurde ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material (Probe 16) erhalten, das dieselbe Struktur hatte wie das in Figur 4 gezeigte Material.

Beispiel 6 (zweiter Aspekt)

Das ein Pulver eines thermoplastischen Harzes enthaltende Polymergel, das in Beispiel 4 hergestellt worden war, wurde beschichtungsmäßig auf die Oberfläche eines Trägers aus Nylonfasern mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm aufgetragen. Der Vorgang des Beschichtens erfolgte mittels Eintauchen. Nach dem Eintauchen wurde der beschichtete Träger auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur (150 ºC) der Pulver aus thermoplastischem Harz erhitzt.
Es wurde ein auf einem Träger aufgebrachtes körniges, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm erhalten (das als "Probe 17" bezeichnet wurde).
Wie schematisch in Figur 5 gezeigt ist, ist das so hergestellte, auf einem Träger aufgebrachte, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material aus feinen Polymerteilchen 50, die durch die Vernetzungsreaktion des organischen Polymers erzeugt wurden, einer Schicht der Pulver 52 aus thermoplastischem Harz als Bindemittel, die um die Teilchen herum zugegen sind, und einem Träger 55, der die Teilchen und die Pulver trägt, aufgebaut. Mit anderen Worten: Das Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material 5 besteht aus einer Schicht von geschmolzenen Pulvern eines thermoplastischen Harzes 52, die die Rolle eines Bindemittels spielt, unter Binden der feinen Polymerteilchen 50 an die Oberfläche des Trägers 55.

Beispiel 7 (zweiter Aspekt)

Ein ein Pulver eines thermoplastischen Harzes enthaltendes Polymergel wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 hergestellt. Das Polymergel wurde beschichtungsmäßig aufgetragen, getrocknet und erhitzt, und zwar in derselben Weise wie in den Beispielen 5 und 6. So wurde ein auf einem Träger aufgezogenes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material hergestellt (das als "Probe 18" bezeichnet wurde).
Das so erhaltene, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material hatte dieselbe Struktur wie das in Figur 5 gezeigte.

Beispiel 8 (zweiter Aspekt)

Die Eigenschaften der Proben 15 bis 18, die in den Beispielen 4 bis 7 hergestellt worden waren, wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 bestimmt.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Kontroll-Brennstoff-Adsorptionsmaterial (Vergleichsprobe C4) in derselben Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Pulver aus thermoplastischem Harz überhaupt nicht zugesetzt wurden. Die Eigenschaften der Vergleichsprobe wurden in derselben Weise wie in Beispiel 4 bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
Es ergibt sich aus Tabelle 2, daß die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung (Proben 15 bis 18) der Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C4) im Hinblick auf die Belastung bei Bruch überlegen waren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die feinen Polymerteilchen, aus denen die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung bestehen, mit den Pulvern aus thermoplastischem Harz verbunden sind. Folglich können die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien als Ganzes physikalisch fester sein als diejenigen der Vergleichsprobe.
Insbesondere die Proben 17 und 18 sind hochgradig fest, da sie auf einem Träger aufgezogen sind.
Die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung sind daher auch ausgezeichnet im Hinblick auf die Haltbarkeit bei Wiederholung des Adsorptions-/Desorptionszyklus. Andererseits ist die Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C4) trotz der Tatsache, daß ihr Adsorptionsvermögen recht hoch ist, deutlich unterlegen im Hinblick auf die Belastung beim Bruch zu dem Zeitpunkt, wenn sie Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbiert hat, da die feinen Polymerteilchen, die die Probe ausmachen, nicht mit dem thermoplastischen Harz verbunden sind. Ein derartiges Adsorptionsmaterial hat daher eine schlechte Haltbarkeit während des Verlaufs des Adsorptions-/Desorptionszyklus. Tabelle 2

Beispiel 9 (dritter Aspekt)

Zuerst wurde eine 10 %ige Lösung aus 20 g eines Ethylen-Propylen-Ethylidennorbornen- Copolymers (EP 33; Hersteller: Firma Japan Synthetic Rubber Co.) als organisches Polymer, das die Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, hergestellt durch Lösen des Copolymers in Toluol (Gewicht der Lösung: 200 g).
Danach wurden 13 g eines Pulvers aus Polyethylen-(PE-)Harz als Pulver eines thermoplastischen Harzes der Lösung zugesetzt und mit dieser vermischt (Gewicht der Mischung: 213 g). Das Pulver hatte eine Korngröße von etwa 30 µm.
Der resultierenden Mischung wurde Benzoylperoxid als Vernetzungsmittel in einer Menge von 20 Teilen (reduziert auf 100 % reines Produkt) pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt. Der resultierenden Mischung wurde Divinylbenzol als Vernetzungs-Hilfsmittel in einer Menge von 20 Teilen pro 100 Teile des oben angegebenen Polymers zugesetzt. Stickstoff wurde dann in Blasenform in die so hergestellte Mischung im Rahmen einer Desoxidationsbehandlung eingeleitet, um den darin gelösten Sauerstoff zu entfernen.
Andererseits wurden 640 g einer wäßrigen 1 %igen Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) als Dispergiermittel mit einem Polymerisationsgrad von 500 und einem Verseifungsgrad von 86,5 bis 89 Mol-% in ein Druckgefäß gegeben. Ein Hochleistungsrührer wurde am oberen Ende des Gefäßes befestigt, und das Gefäß wurde dann verschlossen. Das Gefäß wurde evakuiert und anschließend mit Stickstoffgas gefüllt. Diese Desoxidationsbehandlung wurde dreimal wiederholt, um in der Lösung gelösten Sauerstoff zu entfernen.
Danach wurde die wie oben beschrieben hergestellte desoxidierte Copolymer-Lösung unter kräftigem Rühren in die in dem Druckgefäß enthaltene desoxidierte PVA-Lösung gegossen, und so eine Dispersion hergestellt. Nach vollständigem Abschluß des Eingießens wurde der Inhalt des Druckgefäßes derselben Desoxidationsbehandlung unterworfen, wie sie oben beschrieben wurde, und der Inhalt wurde anschließend weitere 15 min gerührt.
Danach wurde der Rührer durch einen herkömmlichen Propellerrührer ersetzt, und die Reaktionsmischung, die in dem Druckgefäß enthalten war, wurde bei etwa 120 bis 300 Upm gerührt. Währenddessen wurde die Temperatur der Mischung auf 92 ºC angehoben. Die resultierende Mischung wurde weitere 6 h lang gerührt. Anschließend wurde eine 20 % ige Lösung eines Oxidations-Inhibitors in Toluol (als Polymerisations-Inhibitor) der Reaktionsmischung zugesetzt, um die Reaktion zu beenden.
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Druckgefäß mit Eiswasser gekühlt, und man ließ es anschließend bei Raumtemperatur 3 h lang stehen. Während dieser Zeit trennte sich die Reaktionsmischung in zwei Phasen: eine obere, cremige Schicht aus Polymergel und eine untere wäßrige Schicht. Die obere Schicht wurde anschließend abgetrennt und so ein Polymergel gewonnen, das feine Polymerteilchen, die durch die Reaktion des organischen Polymers erzeugt worden waren, und Pulver aus thermoplastischem Harz enthielt, die auf der Oberfläche der Teilchen hafteten. Danach wurde das Gel beschichtungsmäßig auf die Oberfläche eines thermoplastischen Trägers aufgebracht, der aus PE-Körnchen mit einem Durchmesser von ca. 1,5 mm bestand. Das Beschichten erfolgte durch Eintauchen.
Das mit dem Überzug versehene Zwischenprodukt wurde anschließend 3 min lang auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur (150 ºC) des PE-Harzes, das für das Pulver verwendet worden war, die höher lag als die Schmelztemperatur (150 ºC) des für den Träger verwendeten PE-Harzes, erhitzt. Es wurde ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material gemäß der Erfindung erhalten (welches als "Probe 19" bezeichnet wurde).
Wie schematisch in Figur 6 gezeigt ist, besteht das so hergestellte, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material aus feinen Polymerteilchen 50, die durch die Vernetzung des organischen Polymers erzeugt worden waren, einem Pulver 52 aus thermoplastischem Harz als Bindemittel, das um die Teilchen zugegen ist, einem thermoplastischen Träger 60, der die Teilchen trägt, und einem Pulver. Genauer gesagt, waren die thermoplastischen Pulver 52 geschmolzen und fungierten als Bindemittel zum Binden der feinen Polymerteilchen 50. Das Pulver und die Teilchen waren auf die Oberfläche des thermoplastischen Trägers 60 gebunden und bildeten ein auf einem Träger aufgezogenes, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material 5. Die Bindung zwischen den Teilchen 50 und dem Träger 60 wird durch das Pulver 52 sichergestellt, so daß die Teilchen und der Träger miteinander verschmolzen sind und aneinander haften.

Beispiel 10 (dritter Aspekt)

Ein Polymergel, das feine Polymerteilchen und ein Pulver eines thermoplastischen Harzes enthält, wurde in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Pulver aus thermoplastischem Harz einem Polymergel aus feinen Polymerteilchen zugegeben wurde, die aus dem organischen Polymer hergestellt worden waren, ohne irgendein Pulver eines thermoplastischen Harzes zu verwenden, statt das Pulver der Lösung des Harzes EP 33 zuzusetzen. Das Polymergel wurde dann beschichtungsmäßig auf einem thermoplastischen Träger aufgetragen.
Wie in Figur 7 gezeigt ist, lag der thermoplastische Träger 6 in Form eines Körnchens vor, das aus einem Kern 62 und einer Oberflächenschicht 63 bestand. Der Kern 62 bestand aus Polypropylen-Harz, und die Oberflächenschicht 63 bestand aus einem PE-Harz. Der Durchmesser des Kerns 62 betrug etwa 0,8 mm, und die Dicke der Oberflächenschicht 63 betrug etwa 0,01 mm.
Das organische Polymer und das thermoplastische Harzpulver wurden in demselben Verhältnis wie in Beispiel 9 verwendet.
Danach wurde das mit einem Überzug versehene Produkt auf 150 ºC erhitzt. Diese Temperatur ist höher als die Schmelztemperatur der Pulver aus thermoplastischem Harz und auch höher als diejenige der Oberflächenschicht 63 des Trägers. Es ergab sich ein Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material gemäß der Erfindung (das als "Probe 20" bezeichnet wurde).
Der Schritt des Erhitzens wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt.
Das so erhaltene, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierende Material, wie es in Figur 7 gezeigt ist, besteht aus einem thermoplastischen Träger 6, der aus einem Kern 62 und einer Oberflächenschicht 63 besteht, und feinen Polymerteilchen 50, die mit den Pulvern aus thermoplastischem Harz verbunden sind.

Beispiel 11 (dritter Aspekt)

Die Eigenschaften von Proben 19 und 20, die in den Beispielen 9 und 10 hergestellt worden waren, wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 bestimmt.
Für Vergleichszwecke wurde ein cremeartiges Polymergel, das feine Polymerteilchen enthielt, in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Pulver eines thermoplastischen Harzes als Bindemittel überhaupt nicht zugesetzt wurde. Das Polymergel wurde einem Schritt der Granulation unterworfen (ohne auf einen Träger aufgebracht zu werden). Dies ergab ein komförmiges, Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierendes Material (das als "Probe C5" bezeichnet wurde). Die Eigenschaften des adsorbierenden Materials wurden bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Es ergibt sich aus Tabelle 3, daß die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemaß der Erfindung (Proben 19 und 20) der Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C5) im Hinblick auf die Belastung bei Bruch überlegen waren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die feinen Polymerteilchen, aus denen die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung bestehen, nicht nur durch Schmelzen der Pulver des thermoplastischen Harzes als Bindemittel gebunden sind, sondern auch durch das Schmelzen des thermoplastischen Trägers. Folglich können die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien als Ganzes hochgradig fest sein.
Die Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung zeigen damit eine deutliche Haltbarkeit bei wiederholter Adsorption und Desorption von Brennstoff bzw. Treibstoff.
Außerdem können die adsorbierenden Materialien auch ausgezeichnet im Hinblick auf ihr Vermögen zum Einschließen von Brennstoff bzw. Treibstoff sein.
Andererseits ist die Vergleichsprobe (Vergleichsprobe C5) trotz der Tatsache, daß ihr Adsorptionsvermögen recht hoch ist, deutlich unterlegen im Hinblick auf die Belastung bei Bruch zu dem Zeitpunkt, wenn sie Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbiert hat, da weder Pulver eines thermoplastischen Harzes noch thermoplastische Träger zum Binden der feinen Polymerteilchen, aus denen das adsorbierende Material besteht, verwendet wurden. Ein derartiges Adsorptionsmaterial weist daher eine schlechte Haltbarkeit während des Verlaufs des Adsorptions-/Desorptionszyklus auf.
Nach Beschreiben der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den in den beigefügten Figuren gezeigten Ausführungsformen ist es die Absicht, daß die Erfindung nicht durch irgendeine der Einzelheiten der Beschreibung beschränkt ist, solange dies nicht speziell angegeben ist, sondern so verstanden werden soll, wie dies im Rahmen des Umfangs der Erfindung ist, wie er sich aus den beigefügten Patentansprüchen ergibt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials, umfassend die Schritte, daß man

- ein organisches Polymer, das eine Funktion des Einschließens von Brennstoff bzw. Treibstoff aufweist, in einem Lösungsmittel unter Herstellung einer Polymerlösung löst;

- ein thermoplastisches Harz als Bindemittel in Pulverform der Polymerlösung zusetzt, wobei das Bindemittel-Pulver aus einem thermoplastischen Harz in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% eingesetzt wird, bezogen auf das Gewicht organischen Polymers, und nicht vollständig in dem Lösungsmittel löslich ist;

- der Polymerlösung ein Vernetzungsmittel zusetzt;

- das organische Polymer in Gegenwart des Vernetzungsmittels reagieren läßt;

- die resultierenden Polymer-Gel-Teilchen, die das thermoplastische Harz als Bindemittel enthalten, nach Abschluß der Vernetzungreaktion trocknet; und

- die Teilchen auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Bindemittel aus thermoplastischem Harz schmilzt und die Polymer-Gel-Teuchen miteinander verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Vernetzungsmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet wird, bezogen auf das Gewicht des organischen Polymers.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin ein Vernetzungs-Hilfsmittel mit dem Vernetzungsmittel kombiniert wird und die Gesamtmenge des Yernetzungsmittels und des Vernetzungs- Hilfsmittels im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gewicht des organischen Polymers.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin in dem Fall, daß die Reaktion des organischen Polymers in Gegenwart des Vernetzungsmittels in Form einer Suspensions- Polymerisation oder Emulsions-Polymerisation durchgeführt wird, ein Dispergiermittel in das Reaktionssystem eingeschlossen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die resultierenden Polymer-Gel- Teilchen, die das Bindemittel aus thermoplastischen Harz enthalten, aus dem Reaktions- System gewonnen und beschichtungsmäßig auf einen Träger aufgebracht werden und das mit einer Beschichtung versehene Produkt getrocknet und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der das Bindemittel aus thermoplastischem Harz schmilzt und die Polymer-Gel- Teilchen miteinander und auf dem Träger bindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin der Träger einen Kern und eine Oberflächenschicht, die über dem Kern geschaffen ist, umfaßt, wobei die Oberflächenschicht einen Schmelzpunkt aufweist, der niedriger ist als der Schmelzpunkt des Kerns.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Bindemittel-Pulver aus thermoplastischem Harz wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe Polyethylene, Polypropylene, Polybutylenterephthalate, Polyethylenterephthalate, Polyoxymethylene und Nylone umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das Bindemittel-Pulver aus thermoplastischem Harz eine Korngröße in einem Bereich von 0,01 bis 2.000 µm aufweist, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 1.000 µm.

9, Verfahren nach Anspruch 5, worin der Träger in Form von Körnern, Platten, Geweben, Netzen oder Fäden vorliegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 9, worin der Träger aus einem Material besteht, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenen, Polypropylenen, Polybutylenterephthalaten, Polyethylenterephthalaten, Polyoxymethylenen und Nylonen.

11. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Oberflächenschicht des Trägers aus einem Material besteht, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenen, Polypropylenen, Polybutylenterephthalaten, Polyethylenterephthalaten, Polyoxymethylenen und Nylonen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 9 bis 11, worin der Kern des Trägers aus einem Material besteht, das einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der der Oberflächenschicht, und das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus thermoplastischen harzen, wärmehärtenden Harzen, Metallen und Keramik-Materialien.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin das thermoplastische Harz ein Material ist, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenen, Polypropylenen, Polybutylenterephthalaten, Polyethylenterephthalaten, Polyoxymethylenen, Nylonen, Polyimiden, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyamidoimiden, Polyphenylenoxiden und Polyphenylensulfiden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, worin das wärmehärtende Harz ein Material ist, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Harzen der Phenol-Reihe, der Melamin-Reihe, der Epoxy-Reihe, der Polyimid-Reihe, der Harnstoff-Reihe, der ungesättigten Polyester- Reihe, der Diallylphthalat-Reihe, der Silicon-Reihe und der Polyurethan-Reihe.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin das organische Polymer ein Material ist, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylenen, Polypropylenen, Polyisoprenen, Polybutadienen, Polyisobutylenen, Polystyrolen, Polynorbornenen, Polysiloxanen, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymeren, Styrol-Butadien-Copolymeren, Ethylen-Propylen-Copolymeren, Isobutylen-Isopren-Copolymeren, Butadien-Acrylnitril- Copolymeren, Ethylen-Vinylaeetat-Copolymeren, Acrylsäure-Copolymeren, Styrol-Isopren- Copolymeren und Polyepichlorhydrinen.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin das Lösungsmittel gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Toluol, Benzol, Xylol, Dimethylbenzol, Trimethylbenzol, Cyclohexan, Pentan, Hexan, Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und Trichlorethylen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, worin der Schritt des Zusetzens des Bindemittels aus einem thermoplastischen Harz durchgeführt wird nach Abschluß der Vernetzungsreaktion zwischen dem organischen Polymer und dem Vernetzungsmittel und Gewinnen der gebildeten Polymer-Gel-Teilchen und diesem Schritt ein Verfahrensschritt folgt, bei dem man die resultierenden, ein Bindemittel-Pulver aus einem thermoplastischen Harz enthaltenden Polymer-Gel-Teilchen einer Granulation unter Erhalt von Körnchen als Zwischenprodukten unterwirft, die dann wärmebehandelt werden.

18. Verwendung eines Brennstoff bzw. Treibstoff adsorbierenden Materials, das nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 hergestellt wurde, als Mittel zur Steuerung des Brennstoff- bzw. Treibstoff-Verdampfungsverlustes in Filterbüchsen von Kraftfahrzeugen oder Siedekessel-Brennstofftanks.