CZ294709B6 - Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě - Google Patents
Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě Download PDFInfo
- Publication number
- CZ294709B6 CZ294709B6 CZ20013569A CZ20013569A CZ294709B6 CZ 294709 B6 CZ294709 B6 CZ 294709B6 CZ 20013569 A CZ20013569 A CZ 20013569A CZ 20013569 A CZ20013569 A CZ 20013569A CZ 294709 B6 CZ294709 B6 CZ 294709B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polyurethane
- filters
- particles
- oxides
- cellulose
- Prior art date
Links
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 31
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 claims description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- -1 SiOi2 Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 20
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- GXGAKHNRMVGRPK-UHFFFAOYSA-N dimagnesium;dioxido-bis[[oxido(oxo)silyl]oxy]silane Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])=O GXGAKHNRMVGRPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005183 environmental health Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229940099273 magnesium trisilicate Drugs 0.000 description 1
- 229910000386 magnesium trisilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019793 magnesium trisilicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XKLJHFLUAHKGGU-UHFFFAOYSA-N nitrous amide Chemical compound ON=N XKLJHFLUAHKGGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000011238 particulate composite Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Postup je navržen pro přípravu aktivních filtrů na bázi polyurethanového systému, tvořeného polyurethanovou drtí, doplněnou o další absorpčně aktivní složky, např. oxidy a pojiva, např. na bázi celulózy, zejména filtrů pro odstraňování cigaretového kouře, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot systémů mazání motorů, filtrů pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů motorů, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot sacího traktu vzduchu motorů, filtrů pro filtraci dávkovacích systémů paliva motorů, případně dalších typů filtrů. Tuhá polyurethanová pěna se ve vhodném drticím zařízení rozdrtí při teplotě -60 .degree.C až -20 .degree.C na částice o střední velikosti od 1 .mi.m do 100 .mi.m, tyto částice polyurethanu se pak smísí buď s práškovou aluminou, SiO.sub.2.n., MgO nebo Fe.sub.2.n.O.sub.3.n. o velikosti částic 1 až 20 .mi.m, nebo se směsí všech uvedených oxidů, a dále s hydroxyethylcelulózou a/nebo karboxymethylcelulózou, a/nebo oxycelulózou o střední molární hmotnosti 5x10.sup.3.n. až 5x10.sup.5 .n.Da v hmotnostním poměru polyurethan : oxidy : derivát celulózy = 1 : 0,1 - 0,3 : 0,01 - 0,2 s malým přídavkem vody tak, že vznikne těstovitá hmota, která se po homogenizaci ve šnekovém směšovači vytlačí ve formě fibril přes hubici o průměru otvorů 0,2 mm do bezvodého ethanolu za současného sekání tak, aby vznikly válcovité částice o délce 1 mm. Tyto částice jsou následně odděleny od alkoholové fáze a podrobeny dostatečnému tepelnému zpracování pro odstranění zbytkové vody a ethanolu.ŕ
Description
Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě
Oblast techniky
Vynález se týká postupu přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě, použitelných zejména jako cigaretové filtry nebo jako filtry pro čištění vzduchu, plynných směsí a disperzí od materiálů a látek přítomných v těchto soustavách jako nežádoucí příměsi ve formě hrubých, koloidních nebo molekulárních disperzí, případně všech těchto komponent současně.
Dosavadní stav techniky
Teoretickými otázkami procesů sorpce plynů, par, kapalin a disperzí nízkomolekulámích a vysokomolekulárních látek, jakož i strukturou sorpčních materiálů se zabývá celá řada autorů monografií. Obecně aktivita adsorbentů závisí na mnoha faktorech, z hlediska jejich struktury především na měrném povrchu adsorbentů, jeho povrchové aktivitě (tj. koncentraci aktivních míst determinované chemickým složením, případně povrchovou koncentrací defektů), distribuci volného objemu podle velikosti pórů, a dalších.
Zvlášť vysoké nároky z hlediska sorpčních vlastností jsou kladeny na sorbenty využívané k odstraňování škodlivin z cigaretového kouře. Při řešení filtru cigaretové špičky (nebo všeobecně filtry do cigarety) je nutno filtru konstruovat takovým způsobem, aby kladl co nejnižší aerodynamický odpor při kouření, tj. nepůsobil fyzickou námahu), měl nízkou hmotnost, měl dostatečnou kapacitu pro plánovaný počet cigaret (tj. vysoký specifický povrch), aby neměl chuťové charakteristiky cigaretového aerosolu a aby selektivně adsorboval jen nejnebezpečnější chemické substance, kterými jsou zejména karcinogeny (benzpyren, nitrosamin, benzen, formaldehyd, aromatické aminy).
Jak je z výše uvedeného patrné, jedné se o poměrně široké spektrum vlastností, které musí být dosaženy v poměrně malém objemu ve vzájemném synergickém účinku. Kromě klasických materiálů na výrobu těchto filtrů se nově ověřují a využívají lehčené porézní - pěnové hmoty, např. polyurethany.
Přímá aplikace polyurethanů, jako nosičů aktivních adsorbentů pro odstraňování škodlivin z plynů, případně z cigaretového kouře, je rovněž předmětem řady řešení, chráněných patenty.
Sorbent, u něhož se předpokládá splnění výše uvedených požadavků je navržen například v patentu SU 3 718 612, kde je popsána polyurethanové matrice, vytvořená částicemi drceného polymeru bez mikroporézní struktury. V patentu GB 1 346 536 se popisuje způsob výroby cigaretového filtru tím způsobem, že částice filtračního materiálu na bázi polyurethanové drtě se rozemelou a naskládají rovnoměrným způsobem. Tyto částice se pak ženou přes komoru, kde se pokryjí lepidlem síťujícím teplem. Tímto způsobem připravená směs se pak vytvaruje do požadovaného tvaru filtru a tepelně síťuje. V tomto patentu se popisuje také zařízení a mechanický postup výroby. Nezabývá se chemickým složením vlastního filtru, kde se jedná o blíže nespecifikovaný polyurethanový materiál. V patentu US 3 650 278 se popisuje mechanická filtrace cigaretového dýmu bez použití adsorpčního materiálu. Jedná se o konstrukci jehlových ventilů s nastavitelným průřezem, a tím i stupněm filtrace. Při využití této konstrukce dochází k odstranění toxických látek zejména kondenzací dehtu. Tato konstrukce může být po modifikaci využita jako první kondenzační část nově konstruovaného filtru. Do této kategorie patří i patentová přihláška WO 89/03183, ve které se popisuje konstrukce hliníkového filtru tvořeného lamelovanou válcovou hliníkovou fólií v cylindrickém, mřížkovém, nebo trubkovitém uspořádání.
Z hlediska přípravy a charakterizace vlastní aktivní adsorpční matrice na bázi polyurethanu je zajímavý patent US 3 718 612, kde jako adsorpční aktivní matrice byly použity částice drceného
-1 CZ 294709 B6 tuhého polyurethanu bez mikroporézní struktury. Polyurethanové částice esterového typu se připravují drcením tuhé polyurethanové pěny a opracováním horkou vodou nebo párou. Tímto způsobem se dosahuje hydrolýzy nezreagovaného isokyanátu a jiných volných látek s cílem získání inertní matrice filtru. Částice se drží na maximální velikost kolem 750 pm. Takto lze připravit matrice bez škodlivých zbytkových látek, které by se uvolňovaly při kouření. Při vlastní výrobě tuhého polyurethanu lze do reakční směsi přidávat ve vodě rozpustné soli prvků V.A a VI. A skupiny periodické tabulky prvků, jako například alkalické soli wolframu. Přídavek těchto solí zrychluje vlastní reakční rychlost tvorby polyurethanu. Do směsi se dále mohou přidávat anorganická plniva, jako hydroxid hlinitý, trisilikát hořčíku a podobně. Předpokládá se, že tato plniva mají příznivý účinek na odstranění určitých dráždivých složek z tabákového dýmu. Tímto způsobem připravená matrice filtru vykazovala vysokou povrchovou energii a byla elektricky nabitá.
V patentu US 3 650 278 se popisuje adsorpční systém pro pohlcování cigaretového dýmu z popelníku. Jedná se o uspořádání pomocí kanálků, čímž se zvýší povrch styčných ploch a hnacího agregátu pro vytvoření proudění vzduchu sorpčním materiále. Z cigaretového dýmu se v první fázi odstraňují mikročástice na filtru vytvořeném ze skelné vaty nebo kovových vláken. Jako adsorpční materiál se používá aktivní uhlí nebo aktivovaný hliník impregnovaný manganistanem draselným. V této aplikaci se používá jako matrice mechanického filtru z polyurethanu esterového typu.
Dispergování částeček aktivního uhlí v matrici filtru s vytvořením aktivních ventilačních kanálků se popisuje v přihlášce EP 0 908 110. V tomto případě s příslušný filtr skládá ze dvou částí o různé porozitě sorpční hmoty.
V přihlášce WO 99/15730 se popisuje pěnový postup přípravy filtru pro filtraci oleje, benzínu a vzduchu v automobilovém průmyslu na bázi mechanicky připravené buničiny. Z této matrice se připraví filtrační listy, které se před vlastním naskládáním (žlábkováním) impregnují pogumováním, nebo latexem, případně se mohou impregnovat polyurethanem. Jako příměsi do vlastní matrice filtračního materiálu, buničiny, se mohou přidávat různá vlákna jiného původu, např. bavlněná nebo vlněná.
Zajímavými se jeví také patentové přihlášky, případně patenty, ve kterých se popisuje příprava partikulární kompozitní matrice na bázi pěnového polyurethanu a aktivního uhlí. Vysokého stupně specifického povrchu je dosaženo tím způsobem, že se připravená polyurethanové pěna s otevřenými póry impregnuje termoplastickým lepidlem v rozpouštědle, které je současně zpěňovadlem. Tímto postupem se dosahuje toho, že vnitřek pórů je pokryt lepicí vrstvou, na které se pak zachycují mikročástice aktivního uhlí do požadovaného stupně naplnění. Dále se tato komplexní matrice polyurethan-pojivo-sorbent sučí při pokojové teplotě, aby se odstranilo zpěňovadlo do stavu, kdy se pěna zhroutí na původní objem. Pak se tato komplexní matrice může zahřívat v inertní atmosféře při zvýšené teplotě po dobu, pokud se neodpaří všechna zbytková rozpouštědla a další činidla. Tímto způsobem se navíc k lepicímu účinku připravuje i zachycení částic aktivního uhlí mechanickým sevřením v důsledku smrštění polyurethanové matrice. Zahřívání v inertní atmosféře se může provádět např. v dusíku při teplotě maximálně 120 °C. Při výrobě tohoto filtru lze použít široký výběr kombinací pojivá nebo zpěňovadla.
V přihlášce WO 98/16296 se popisuje příprava a vlastnosti filtru na polyurethanové bázi, určeného pro filtraci kapalin a plynů od písku V přihlášce EP 0 663 226 se popisuje kazetový filtr vhodný jednak pro sedimentaci těžkých makroskopických nečistot z motorového oleje nebo benzínu tím způsobem, že pro hrubé očištění se využívá účinku gravitace (sedimentace) s následnou filtrací přes aktivní polyurethanový filtr.
Filtry pro filtraci vzduchu nasávaného do výbušných a vznětových motorů jsou popsány v řadě patentových přihlášek, kde se navrhuje technické řešení přívodu vzduchu k vlastnímu aktivnímu
-2CZ 294709 B6 sorpčnímu materiál na bázi polyurethanu originálním způsobem, pro dosažení oddělení hrubých nečistot sedimentací nebo mechanickou filtrací přes kovové filtry.
Přihláška EP 0 803 275 popisuje přípravu filtru vhodného pro čištění vzduchu v budovách a všeobecně v klimatizaci, kde se vzduch žene vysokou rychlostí čisticím systémem filtru pro odstranění prachových částic a zápachu. Jako sorpční matrice se využívá třírozměrná síťovaná pěnová polyurethanová matrice s vnitřními póry, jejich počet je 50 na palec, to je 50.2,54 cm'1. Připravená pěnová polyurethanová matrice je charakteristická pravidelnou dodekánhedronovou konfigurací. Vlastní polyurethanová matrice se ještě upravuje přídavkem baktericidních činidel. Jako plnivo je možné do matrice filtru použít aktivní uhlí, aktivní kaolin, aktivní hliník, silikagel, a podobně.
Další přihlášky, WO 97/26980 a WO 98/42429, popisují filtry vzduchu do sacího potrubí motoru. Tyto patenty jsou si velmi podobné, liší se jenom použitým konstrukčním materiálem kolem aktivní polyurethanové filtrační matrice, nebo celých částí konstrukce z tvrzeného polyurethanu. Chemické složení směsi pro přípravu polyurethanové matrice není blíže specifikováno, detailně se popisuje jen konstrukce filtru.
Většina výše uvedených řešení umožňuje přípravu aktivních sorbentů na bázi polyurethanového systému, ale příprava těchto systémů podle nich je technologicky náročná, což se následně projevuje na konečné ceně produkce.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody většinu dosavadních řešení do značné míry odstraňuje postup přípravy aktivních filtrů na bázi polyurethanového systému, tvořeného polyurethanovou drtí, doplněnou o další absorpční aktivní složky (například oxidy), a pojivá (například na bázi celulózy), zejména filtrů pro odstraňování cigaretového kouře, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot systémů mazání motorů, filtrů pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, motorů, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot sacího traktu vzduchu motorů, filtrů pro filtraci dávkovačích systémů paliva motorů, případně dalších typů filtrů, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tuhá polyurethanová pěna běžně industriální produkce se ve vhodném drticím zařízením (např. kladívkový mlýn, čelisťový drtič, koloidní mlýn, kulový mlýn apod.) rozdrtí při teplotě -60 °C až -20 °C na částice o střední velikosti od 1 pm do 100 pm, tyto částice polyurethanu se pak smísí buď s práškovou aluminou, SiO2, MgO nebo Fe2O3 o velikosti částic 1 až 20 pm, nebo se směsí všech neuvedených oxidů, a dále se smísí s hydroxyethylcelulózou a/nebo karboxymethylcelulózou, a/nebo oxycelulózou o střední molámí hmotnosti 5x103 až 5x105 Da v hmotnostním poměru polyurethan : oxidy : derivát celulózy = 1:0,1 až 0,3 : 0,01 až 0,2 s malým přídavkem vody tak, že vznikne těstovitá hmota, která se po homogenizaci ve šnekovém směšovači vytlačí ve formě fíbril přes hubici s otvory o průměru 0,2 mm do bezvodého ethanolu za současného sekání tak, aby vznikly válcovité částice o délce 1 mm, přičemž tyto částice se následně oddělují od alkoholové fáze a podrobují dostatečnému tepelnému zpracování pro odstranění zbytkové vody a ethanolu.
Polyurethanovou drť připravenou popsaným způsobem lze dále podrobit plazmochemickému opracování účinkem vysokofrekvenčního výboje o frekvenci 1 až 20 MHz a dopředném výkonu 100 až 400 W ve fluidním loži ve vzduchu za atmosférického tlaku po dobu setrvání v reaktivní zóně nejvýše 1 až 3 sekundy.
Polyuretanová drť připravená tímto způsobme se použije jako přísada do celulózové vlákniny, ve které se jako klížidlo použije vodorozpustné deriváty celulózy, např. hydroxyethylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, karboxymethylcelulóza, a/nebo oxycelulóza v hmotnostním poměru celulózová vláknina : polyurethan : vodorozpustný derivát celulózy = 1 : 0,1 až 0,3 : 0,05 až 0,1.
-3 CZ 294709 B6
Systém se pak standardním způsobem zpracuje podle požadavků na jednotlivé užití filtrů např. na archovacím stroji.
Postup podle vynálezu bude blíže vysvětlen na následujících příkladech.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Tuhá polyuretanová pěna běžně industriální produkce se rozdrtí při teplotě -20 °C v vhodném kladívkový mlýnu na částice o střední velikosti od 30 pm. Částice polyurethanu se pak smísí s práškovou aluminou, SiO2, MgO a Fe2O3 o velikosti částic 1 až 20 pm a s hydroxyethylcelulózou o střední molámí hmotnosti 5 x 103 až 5 x 105 Da v hmotnostním poměru polyurethan : oxidy : derivát celulózy =1 : 0,2 a 0,15 a s přídavkem vody, aby vznikla těstovitá hmota. Po homogenizaci ve šnekovém hnětači se hmota vytlačí přes hubici s otvory o průměru 0,2 mm do prostředí bezvodého ethanolu ve formě fibril. Fibrily se za hubicí sekají, čímž vzniknou válcovité částice o délce cca 1 mm. Částice se oddělí od alkoholové fáze a podrobí dostatečnému tepelnému a plazmatickému zpracování, při kterém se odstraní zbytková voda a ethanol, například účinek koronového nebo vysokofrekvenčního výboje. U vytvořeného sorbentu se testuje celková sorpční kapacita.
Příklad 2
Polyuretanová drť připravená způsobem podle příkladu 1 se podrobí plazmochemickému opracování účinkem vysokofrekvenčního výboje o frekvenci 13,56 MHz a dopředném výkonu 180 W ve vznosu, ve fluidním loži ve vzduchu při atmosférickém tlaku, tak, aby doba setrvání v reaktivní zóně nepřesáhla 1 až 3 sekundy. Opracované polyurethanová částice se zachycují, například v sériově zapojeném cyklonu a zpracují dále postupem podle příkladu 1.
Příklad 3
Polyuretanová drť připravená způsobem podle příkladu 1 se použije jako přísada do celulózové vlákniny, ve které se jako pojivo použije hydroxyethylcelulóza, v hmotnostním poměru celulózová vláknina : polyurethan : vodorozpustný derivát celulózy = 1 : 0,2 : 0,1. Systém se dále zpracuje standardním způsobem na archovacím stroji nebo lisováním do tvaru vhodného pro uvažovanou aplikaci. Plošný netkaný vláknitý útvar se aktivuje účinkem koronového výboje při teplotě 150 až 220 °C.
Průmyslová využitelnost
Způsob přípravy sorbentu na bázi částicového polyurethanu pro sorpci toxických látek z plynných směsí, aerosolů, případně jiných disperzí, vhodný pro aplikaci při ochraně zdraví životního prostředí, případně při účelových separacích směsných soustav. Je použitelný zejména jako náplň pro cigaretové filtry nebo například jako vrstevnaté lože pro průtočné reaktory, pro separaci toxických látek z plynných směsí nebo kapalných, zejména vodných, roztoků.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Postup přípravy aktivních filtrů na bázi polyurethanového systému, tvořeného polyurethanovou drtí, doplněnou o další absorpčně aktivní složky, například oxidy, a pojivá, například pojivá na bázi celulózy, zejména filtrů pro odstraňování cigaretového kouře, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot systémů mazání motorů, filtrů pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, motorů, filtrů pro odstraňování mikroskopických nečistot sacího traktu vzduchu motorů, filtrů pro filtraci dávkovačích systémů paliva motorů, případně dalších typů filtrů, vyznačený tím, že tuhá polyurethanová pěna běžné industriální produkce se ve vhodném drticím zařízení rozdrtí při teplotě -60 °C až -20 °C na částice o střední velikosti od 1 pm do 100 pm, tyto částice polyurethanu se pak smísí buď s práškovou aluminou, SiO2, MgO, nebo Fe2O3 o velikosti částic 1 až 20 pm, nebo se směsí všech uvedených oxidů, a dále s hydroxyethylcelulózou a/nebo karboxymethylcelulózu, a/nebo oxycelulózou o střední molární hmotnosti 5xl03 až 5xl05 Da v hmotnostním poměru polyurethan: oxidy: derivát celulózy = 1:0,1 až 0,3:0,1 až 0,2 s malým přídavkem vody tak, že vznikne těstovitá hmota, která se po homogenizaci ve šnekovém směšovači vytlačí ve formě fibril přes hubici s otvory o průměru 0,2 mm do bezvodého ethanolu za současného sekání tak, aby vznikly válcovité částice o délce 1 mm, přičemž tyto částice se následně oddělují od alkoholové fáze a podrobují dostatečnému tepelnému zpracování pro odstranění zbytkové vody a ethanolu.
- 2. Postup podle nároku 1,vyznačený tím, že polyuretanová drť se před míšením aktivuje účinkem vysokofrekvenčního výboje o frekvenci 1 až 20 MHz a dopředném výkonu 100 až 400 W ve vznosu ve fluidním loži ve vzduchové atmosféře při celkovém tlaku 1 bar a době pobytu částic v aktivní zóně 1 až 3 sekundy.
- 3. Postup podle nároku 1,vyznačený tím, že směs polyurethanu, oxidů kovů a SiO2 se použije jako zanáška do celulózové vlákniny a jako klížidlo se použije derivát celulózy, výhodně hydroxyethylcelulóza, karboxymethylcelulóza, nebo oxycelulóza a systém se následně zpracuje standardním papírenským postupem to je odvodněním a lisováním v archovacím stroji do tvaru vhodného pro následnou aplikaci, a vytvořený plošný netkaný vláknitý útvar se aktivuje tepelně a/nebo plazmochemicky účinkem koronového výboje o výkonu 1 až 5 W cm'2 po dobu 2 až 20 sekund.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20013569A CZ294709B6 (cs) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20013569A CZ294709B6 (cs) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20013569A3 CZ20013569A3 (cs) | 2003-05-14 |
| CZ294709B6 true CZ294709B6 (cs) | 2005-02-16 |
Family
ID=5473575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20013569A CZ294709B6 (cs) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ294709B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2928565B1 (fr) * | 2008-03-14 | 2012-08-31 | Rhodia Operations | Materiau composite de cohesion elevee, procede de preparation et utilisations, notamment dans les filtres a cigarettes. |
-
2001
- 2001-10-04 CZ CZ20013569A patent/CZ294709B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20013569A3 (cs) | 2003-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1406716B1 (en) | Filter element | |
| US20160107114A1 (en) | Honeycomb air filter and methods thereof | |
| EP3169171B1 (en) | Electronic vapour provision system | |
| CN1787869B (zh) | 陶瓷柴油发动机废气过滤器 | |
| DE69935209T2 (de) | Zeolith-formkörper, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung | |
| EP2536498B1 (de) | Adsorptive strukturen mit partikel- und/oder aerosolfilterfunktion und verfahren zur herstellung solcher adsorptiver strukturen | |
| KR102271900B1 (ko) | 공기청정기용 흡착필터 및 그 제조방법 | |
| JP7188383B2 (ja) | ガス吸着剤、消臭繊維シートおよびガス吸着剤の製造方法 | |
| US5348922A (en) | Gas adsorbing element and method for forming same | |
| WO2004091753A1 (ja) | 有害物質の除去方法及び有害物質除去フィルター | |
| KR102221927B1 (ko) | 보존성이 강화된 활성탄소 코팅용액의 제조방법 및 그를 적용한 물품 | |
| CN110538553B (zh) | 一种电气石基负离子空气净化功能性复合滤材的制备方法 | |
| JP2012020278A (ja) | 多環芳香族炭化水素の除去方法 | |
| CZ294709B6 (cs) | Postup přípravy filtrů na bázi polyurethanové drtě | |
| JP6910955B2 (ja) | 複合ガス吸着材およびそれを用いた吸着フィルター並びに複合ガス吸着材の製造方法 | |
| EP2760579A1 (de) | Selbsttragende strukturen mit adsorptiven eigenschaften | |
| Brochocka et al. | Effective removal of odors from air with polymer nonwoven structures doped by porous materials to use in respiratory protective devices | |
| RU2398628C2 (ru) | Фильтрующая среда для очистки жидкости и газа, способ ее получения и способ фильтрования | |
| KR102518897B1 (ko) | 공기 정화용 활성탄 성형체 및 그 제조방법 | |
| JP2010125401A (ja) | アルデヒド除去材 | |
| JPS6075322A (ja) | 空気清浄器の消臭フイルタ− | |
| US20220088572A1 (en) | Nano-Structured Composite Materials for Chemical Air Pollutant and Odor Removal from Air | |
| Brochocka et al. | Method for introducing zeolites and MCM-41 into polypropylene melt-blown nonwovens | |
| Matei et al. | REDUCTION OF HARMFUL COMPONENTS OF CIGARETTE SMOKE USING MCM-48 | |
| JP2000262834A (ja) | 空気清浄化フィルター |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20081004 |