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DE4027799A1 - Geruchsfilter fuer fahrzeugkabinen - Google Patents

Geruchsfilter fuer fahrzeugkabinen

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Description

Die Offenlegungsschrift DE 32 18156 A1 beschreibt Filtersysteme, mit deren Hilfe Schad- und Geruchsstoffe aus Luftströmen entfernt werden können. Als Anwen­ dungsgebiete werden Innenräume, aber auch Fahrzeugkabinen genannt.
Wie Insassen von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, sind zwei Ein­ flüssen ausgesetzt: den sog. Schadstoffen, wie Co, NOx und in geringerem Maß SO₂, die man nicht oder kaum riecht, sofern keine hohen Konzentrationen vorlie­ gen, und Geruchsstoffen, die zum Großteil aus unvollständig Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, bestehen.
Während für den normalen Kraftfahrzeugbenutzer die Schadstoffe keine ernste Bedrohung bedeuten und man ihn deshalb nicht vor diesen Stoffen schützen muß, bedeuten dagegen Geruchsstoffe eine sehr erhebliche Belästigung.
Schadstoffe wie Co und NOx sind nach heutigem Stand der Technik nur schwer eli­ minierbar und wenn, dann nur mit aufwendigen, voluminösen Filtersystemen, für die normalerweise gar kein Platz vorhanden ist.
Gerüche sind nicht meßbar, sie sind eine Empfindung. Ihre Besonderheit liegt darin, daß sie schon in geringsten Konzentrationen wahrnehmbar sind bzw. wenn es sich um unangenehme Gerüche handelt, als Belästigung empfunden werden. So konnte anhand von Versuchen mit einem stationären Diesel festgestellt werden, daß selbst bei 100 000facher Verdünnung der Abgase mit Frischluft ein unange­ nehmer Geruch wahrnehmbar ist. Es ist deshalb nicht erstaunlich, wenn es beson­ derer Filter bedurfte, um die Gerüche des Straßenverkehrs von der Fahrzeugkabi­ ne fernzuhalten.
Eine in der DE 32 28 156 A1 beschriebene bevorzugte Form besteht aus einem großporigen, retikulierten PU-Schaum, der mit einer Haftmasse beaufschlagt wird und dann mit Aktivkohleteilchen, insbesondere 0,4-1,0 mm große Aktivkohlekü­ gelchen, bestreut wird. Durch die besondere Art der Haftmasse bilden sich kleine "Tragsockeln" aus, die in der genannten Anmeldung als Tragsäulen bezeichnet sind, was aber zu einer falschen Vorstellung führt. Ein Filter dieser Art wird dem­ nächst von einem bekannten Automobilhersteller als Ergänzung zur Klimaanlage eingeführt.
Das grundsätzliche Prinzip der dreidimensionalen Matrix, an welcher relativ kleine Adsorberteilchen haften, ist in der Offenlegungsschrift DE 38 13 563 A1 enthalten. Die Vorteile sind: ein sehr geringer Druckabfall und, als Folge der kleinen Teilchen, eine sehr gute Adsorptions- und Desorptionskinetik. Der geringe Druckabfall ist für die Anwendung solcher Filter in Kraftfahrzeugen von enormer Wichtigkeit, weil die Gebläseleistung kaum gesteigert werden kann, die Menge Frischluft jedoch nicht erheblich reduziert werden darf, wenn man ein Filter nutzt.
Die gebräuchlichen Adsorbentien sind auf Basis von Aktivkohle. Aktivkohle nimmt bekannterweise ab einer relativen Feuchte von 70% schnell bis zu 30% ihres Gewichts an Wasser auf, wodurch ihre Adsorptionsfähigkeit geschmälert wird. Ein anderer Nachteil ist, daß ein solches Filter bei feuchter Witterung Feuchtigkeit auch im Ruhezustand aufnimmt und diese an den Innenraum abgeben kann. Bei 1 kg Kohle sind das immerhin 0,3 l Wasser, was zum Beschlagen der Scheiben führen kann. Dies mag auch der Grund sein, warum der Einsatz derartiger Filter vorerst nur zusammen mit einer Klimaanlage erfolgt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Adsorberharze, die für die Lösemittelrückgewinnung in flüssiger Phase entwickelt wurden, sich sehr gut zur Beseitigung der Geruchsbelästigung im Straßenverkehr eignen. Solche Harze sind Divinylbenzol enthaltende Produkte, die ein sehr regelmäßig aufgebautes Mikro­ porensystem enthalten, welches über Transportporen sehr gut zugänglich ist. Sie können auch als organische Zeolite bezeichnet werden. Eine wichtige Eigenschaft ist ihre Hydrophobie. Da die Adsorber für die Rückgewinnung von Lösemitteln aus Wasser entwickelt wurden, wurde auf eine sehr ausgeprägte Hydrophobie viel Wert gelegt. Da diese Adsorber keine Feuchtigkeit aufnehmen, ist auch das bei Verwen­ dung von Aktivkohle mögliche Beschlagen der Fenster nicht mehr zu befürchten. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Geruchsfilter für Fahrzeugkabinen all­ gemein einsetzbar sind, also auch ohne Klimaanlage. Wenn auch die erfindungs­ gemäßen Filter in erster Linie zur Beseitung von Gerüchen gedacht sind, so darf nicht übersehen werde, daß auch Schadstoffe, wie z. B. Kohlenwasserstoffe, Aromaten und deren Crackprodukte, die zwar nur in niedrigen Konzentrationen vorkommen, aber deren gesundheitliches Risiko noch lange nicht ausreichend er­ forscht ist, adsorbiert werden.
Beispiel 1
Ein offenporiger, retikulierter PU-Schaum, Porengröße ca. 15-20 PPl, Dicke 10 mm, Litergewicht ca. 30 g, wurde mit einem PU-Reaktivsystem ("Hig Solid", Bayer AG) heaufschlagt (25-36 g/l Schaum) und mit Sorbathen-Kügelchen (DOW Chemical Corp.) von ca. 0,5 mm bestreut. Durch die hervorragende Klebrigkeit der Haftmasse war die nötige Anfangshaftung gewährleistet. Beim Erhitzen bis auf 160°C nahm zuerst die Viskosität der Haftmasse stark ab, wodurch einerseits eine hervorragende Verklebung, andererseits eine Art von "Tragesockel" (Einschnürung) unter jedem Kügelchen entstand, welche die Zugänglichkeit noch verbesserte. Ab 140°C trat die Vernetzung ein, wodurch die Haftmasse erstarrte.
Beispiel 2
Wie Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß den High Solids 15 Gew.-% eines Halo­ genfreien Flammschutzmittels zugefügt wurde. Die Ergebnisse wurden nicht be­ einflußt.
Auf einem Prüfstand (VW, 6-Zyl. Diesel, 2000 T/min., Normallast) wurden Dieselab­ gase bis zu einer Verdünnung 1 : 100 000 auf Gerüche geprüft (Testpersonen), wobei die Dieselgerüche noch wahrnehmbar waren. Sodann wurden Abgase in einer Verdünnung von nur 1 : 1000 durch ein Geruchsfilter, bestehend aus 6 Lagen des Schaums von Beispiel 1 bzw. 2 geleitet. Die Gerüche waren eliminiert.

Claims (9)

1. Geruchsfilter für die in Fahrzeugkabinen eingebrachte Frischluft, bestehend aus einem luftdurchlässigen, bevorzugterweise dreidimensionellen Träger mit darauf fixierten Adsorberharzen.
2. Geruchsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein offenporiger, retikulierter Polyurethanschaum ist.
3. Geruchsfilter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse ein Reaktivsystem ist, welches vor dem Erreichen der Vernetzungs­ temperatur ein Viskositätsminimum durchläuft.
4. Geruchsfilter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmasse ein Flammschutzmittel enthält.
5. Geruchsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorberharze kugelförmig sind und einen mittleren Durchmesser von ca. 0,3-0,6 mm haben.
6. Geruchsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorberharze ein sehr regelmäßiges Mikro­ porensystem mit fast identischen Porendurchmessern ("organische Molekular­ siebe", ⌀ je nach Aufbau 5-10 Å) haben und die Mikroporen über "Makro­ poren" gut zugänglich sind.
7. Geruchsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorber im wesentlichen auf Polymerisaten bzw. Kopolymerisate von Divinylbenzol und Vinylbenzol basieren.
8. Geruchsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Adsorber unempfindlich gegenüber Feuchtig­ keit sind.
9. Systeme zum Einführen von Frischluft in Fahrzeugkabinen, welche zwecks Beseitigung der Geruchsbelästigung im Straßenverkehr ein Geruchsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche beinhalten.
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