[0001] Aktivkohle.wird insbesondere als Granulat für die verschiedensten Zwecke, z.B. Anlagen
zur Rückgewinnung von Lösungsmitteldämpfen, Filteranlagen zum Entfärben von Flüssigkeiten,
für Geruchsfilter in Dunsthauben, medizinische Anwendungen, Gasmaskenfilter, ABC-Schutzanzüge
etc. eingesetzt.
[0002] Seit kurzem kommen für Flächenfilter Gewebe oder Vliese aus Aktivkohle auf den Markt.
In Form von Fasern ist Aktivkohle besonders wirksam wegen des günstigen Verhältnisses
von Oberfläche zu Volumen, das die Zugänglichkeit der Poren verbessert. Diese Gewebe
oder Vliese aus Aktivkohle werden durch Karbonisieren von Geweben oder Vliesen aus
kohlenstoffhaltigen Materialien und anschließende Aktivierung mit Wasserdampf, aber
nie durch Verarbeiten von einzelnen Kohlefasern hergestellt. Dem Vorteil der hohen
Adsorptionsfähigkeit solcher Flächenfilter steht allerdings der Nachteil der nur sehr
begrenzten mechanischen Widerstandsfähigkeit gegenüber. Deshalb eignen sie sich unter
Umständen für stationäre Anlagen, aber beispielsweise nicht für Schutzanzüge gegen
chemische Kampfstoffe.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Aktivkohlefaser mit der
mechanischen Festigkeit eines Gewebes aus nicht karbonisierten Fasern zu vereinen.
Dies wurde erreicht durch ein Mischgarn, das zu 5o bis 75, insbesondere 2o bis 4o
Gewichtsprozent aus Aktivkohle-Stapelfasern und im übrigen aus textilen Stapelfasern
besteht, sowie durch Gewebe, die aus diesem Mischgarn hergestellt sind.
[0004] Das erfindungsgemäße Mischgarn wird dadurch hergestellt, daß man ein an sich bekanntes
Kabel aus Aktivkohle-Einzelfilamenten zu Stapelfasern zerschneidet, schonend mit textilen
Stapelfasern vermischt und verspinnt. Die Aktivkohle-Stapelfasern haben zweckmäßig
eine Länge von 1 bis 1o cm. Damit diese Stapelfasern nicht beim Vermischen mit den
anderen zur Herstellung des Mischgarnes verwendeten textilen Fasern zerbrechen sondern
möglichst in der vorgegebenen Länge erhalten bleiben, werden die Aktivkohle-Stapelfasern
mit den anderen Stapelfasern vergleichbarer Länge zweckmäßig in einer Trägerflüssigkeit,
insbesondere Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit, vermischt. Am besten läßt man
die Aktivkohle-Stapelfasern nach dem Abschneiden von einem Kabel, das üblicherweise
aus 10.000 bis mehreren 1
00.
000 Einzelfilamenten besteht, in ein Bad fallen, in das gleichzeitig die textilen Einzelfasern
eingetragen werden. In dem flüssigen Medium können dann noch zusätzliche Maßnahmen
zur Vermischung der Stapelfasern ergriffen werden, in vielen Fällen wird aber bereits
eine ausreichende Vermischung der verschiedenen Stapelfasern beim Abtrennen der Trägerflüssigkeit
und dem anschließenden Verspinnen zu dem Mischgarn erreicht.
[0005] Bei den textilen Fasern, die erfindungsgemäß mit den Aktivkohle-Stapelfasern zu Mischgarnen
versponnen werden sollen, kann es sich um die verschiedensten natürlichen oder synthetischen,
organischen oder anorganischen Fasern, wie beispielsweise Baumwolle, Wolle, Seide,
Polyester-, Polyamid-, oder Aramidfasern, Glasfasern oder andere Mineralfasern handeln.
Polyamid-Polyester- oder Aramidfasern werden für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Mischgarne bevorzugt. Die textilen Stapelfasern des Mischgewebes können aus einem
flammfesten synthetischen Polymeren bestehen oder flammfest ausgerüstet sein.
[0006] Die Aktivkohle-Stapelfasern haben in der Regel einen Titer von o,5 bis 2
0, insbesondere 1 bis 5 dtex. Der Titer der textilen Fasern bewegt sich in der Regel
in der gleichen Größenordnung. Das Gemisch der Aktivkohle-Stapelfasern mit den textilen
Stapelfasern läßt sich in bekannter Weise zu Mischgarnen verspinnen und diese lassen
sich wiederum gut verweben. Dabei kann das die Aktivkohle-Stapelfaser enthaltende
Mischgarn je nach dem Anwendungszweck des Gewebes entweder nur im Schuss, nur in der
Kette oder sowohl in Kette und Schuss verwendet werden. Falls für Kette oder Schuss
ein rein textiles Garn verwendet wird, braucht dieses nicht aus dem gleichen Material
wie die Stapelfasern des Mischgarns zu bestehen, sondern kann dem besonderen Verwendungszweck
des Gewebes angepasst sein.
[0007] Damit die erfindungsgemäßen Gewebe aus den Aktivkohle-Stapelfasern enthaltendem Mischgarn
ihre Filterwirkung voll entfalten können, besitzen die Gewebe zweckmäßig eine Luftdurchlässigkeit
von 1o bis 1.
000, insbesondere 15o bis 3oo 1/min 1oo cm
2 bei 1 mbar Unterdruck. Die Luftdurchlässigkeit läßt sich durch das Verweben eines
losen Garnes, das dann auch dicht geschlagen sein kann oder durch ein offenes Gewebe
erreichen.
[0008] Ungeachtet der Luftdurchlässigkeit sollte das Gewebe eine Reißfestigkeit von 1oo
bis 2
0.
000, insbesondere 2oo bis 2.ooo Newton/5 cm besitzen, was sich sowohl durch die Wahl
genügend reißfester Stapelfasern für das Mischgarn als auch durch das Mitverweben
sehr reißfester Garne erreichen läßt.
[0009] Das Flächengewicht der Mischgewebe kann von 5o bis 1.5
00 g/m
2 reichen, für die meisten Anwendungszwecke wird ein Flächengewicht von 2oo bis 4oo
g/m
2 bevorzugt.
[0010] Insgesamt zeichnen sich die erfindungsgemäßen Gewebe durch hervorragende textile
Eigenschaften, gute Festigkeit und eine Adsorptionsaktivität aus, die, bezogen auf
die eingesetzte Menge der Aktivkohlefaser, Geweben aus reinen Aktivkohlefasern nicht
nachstand.
[0011] Die erfindungsgemäßen Gewebe aus den Aktivkohle-Stapelfasern enthaltenden Mischgarnen
werden bevorzugt für Flächenfilter verwendet. Hier sind sie wegen ihrer besseren mechanischen
Eigenschaften vielseitiger einsetzbar und widerstandsfähiger als die durch Karbonisieren
von Geweben hergestellten Flächenfilter. Die guten textilen Eigenschaften und Festigkeiten
der erfindungsgemäßen Gewebe ermöglichen auch ihre Verwendung zur Herstellung von
Schutzanzügen, insbesondere solchen für gewerbliche oder militärische Zwecke, d.h.
zum Schutz gegen Chemikalien oder chemische Kampfstoffe.
Beispiel
[0012] Voroxydierte Polyacrylnitrilfasern von 1,5 dtex wurden in bekannter Weise als Kabel
mit 32o.ooo Einzelfilamenten karbonisiert und anschließend in einem hierfür geeigneten
Ofen mit Wasserdampf aktiviert. Damit wurde ein Kabel von Aktivkohlefasern mit guten
mechanischen Eigenschaften und einer BET-Oberfläche gemessen mit Stickstoff von 35o
m
2/g erhalten.
[0013] In ähnlicher Weise wurden Zellulosefasern karbonisiert und aktiviert. Ihre BET-Oberfläche,
gemessen mit Stickstoff, betrug 1.loo m
2/g. Die hohe Aktivität geht zwar auf Kosten der mechanischen Festigkeit, gestattet
aber trotzdem die nachstehend beschriebene Weiterverarbeitung zum Mischgarn bzw. das
anschließende Verweben.
[0014] Ferner wurden aus Pech hergestellte Kohlefasern von 18 dtex mit Wasserdampf aktiviert.
Die mit Stickstoff gemessene BET-Oberfläche betrug 8
00 m
2/g bei ausreichender mechanischer Festigkeit.
[0015] Aus den Kabeln der Aktivkohlefasern wurden Stapelfasern von 3 cm Länge geschnitten.
Ein Gewichtsteil dieser Aktivkohle-Stapelfasern wurde in Wasser mit 2 Gewichtsteilen
einer Polyester-Stapelfaser von gleichfalls 3 cm Länge und 1 dtex vermischt und anschließend
versponnen. Es wurden Mischgarne von etwa 7o dtex erhalten und daraus Gewebe mit einem
Flächengewicht von etwa 28o g/m
2 hergestellt, deren mechanische Eigenschaften denen gleichartiger Polyester-Mischgewebe
mit Wolle bzw. Zellwolle entsprechen. Die Aktivität der Aktivkohlefasern wurde durch
das Verspinnen zum Mischgarn und Verweben zum Mischgewebe nicht beeinflusst.
1. Mischgarn aus textilen Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, daß es 5 bis 75, insbesondere
20 bis 40 Gewichtsprozent Aktivkohle-Stapelfasern enthält.
2. Mischgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle-Stapelfasern
einen Titer von 0,5 bis 20, insbesondere 1 bis 5 dtex, haben.
3. Mischgarn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Faser
eine Polyamid-, Polyester- oder Aramidfaser ist.
4. Mischgarn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Faser
flammfest oder flammfest ausgerüstet ist.
5. Mischgarn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle-Stapelfasern
eine Länge von 1 bis 10 cm haben.
6. Verfahren zur Herstellung von Mischgarn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kabel aus Aktivkohle-Einzelfilamenten
zu Stapelfasern zerschneidet und in einer Trägerflüssigkeit mit den textilen Stapelfasern
vermischt, von der Trägerflüssigkeit trennt und verspinnt.
7. Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß Kette und/oder Schuss aus einem Mischgarn nach
einem der Ansprüche 1 bis 5 bestehen.
8. Gewebe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Luftdurchlässigkeit von 1o bis
1.000, insbesondere 15o bis 300 1/min . 1oo cm2 bei 1 mbar Unterdruck.
9. Gewebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe eine Reißfestigkeit
von 100 bis 2o.ooo, insbesondere 2oo bis 2.ooo N/5 cm, besitzt.
10. Gewebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht
des Gewebes 5o bis 1.5oo, insbesondere 2oo bis 4oo g/m2, be- trägt.
11. Verwendung des Gewebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1o für Flächenfilter.
12. Verwendung des Gewebes nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1o für Schutzanzüge,
insbesondere ABC-Schutzanzüge für zivile oder militärische Zwecke.