DE19514885C2 - Framed adsorption air filter and process for its manufacture - Google Patents

Framed adsorption air filter and process for its manufacture

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Description

Die Erfindung betrifft ein Adsorptions-Luftfilter der in der Präambel des ersten Produktanspruchs dargelegten Art. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstel­ lung eines solchen Luftfilters.The invention relates to an adsorption air filter in the preamble of the first Art claim set out. It also relates to a manufacturing process development of such an air filter.

Filterstrukturen aus Adsorber- und Binder-Partikeln, wobei der Adsorber meist Aktivkohle ist, finden Verwendung z. B. in Lüftungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, in Raumluftgeräten, in Einweg-Gasmasken und als Staubsau­ ger-Sekundärfilter.Filter structures made of adsorber and binder particles, with the adsorber mostly Activated carbon is used, e.g. B. in ventilation and air conditioning systems from Motor vehicles, in indoor air devices, in disposable gas masks and as a vacuum cleaner ger secondary filter.

US-A-5,332,426 offenbart ein Adsorptions-Luftfilter, bei welchem mehrere Ad­ sorber- und Binder-Partikeln in der offenen Matrix jeweils zu irregulären Agglo­ meraten verschweißt sind. Das Herstellungsverfahren beruht auf dem Vorerhit­ zen der adsorbierenden Partikeln auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzbe­ reichs des Bindemittels, dem anschließenden Vermischen der Adsorber- mit den Bindemittel-Partikeln bei gleichzeitigem Ausbilden der Agglomerate, dem Aussie­ ben definierter Agglomerat-Fraktionen, dem drucklosen Verformen der Agglo­ merate zu dem gewünschten Flächengebilde in einer offenen Form und dem Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzbereichs des Bindemittels. Anschließend wird das Flächengebilde abgekühlt.US-A-5,332,426 discloses an adsorption air filter in which multiple ad sorber and binder particles in the open matrix to form irregular agglomerates merate are welded. The manufacturing process is based on pre-heating zen of the adsorbing particles to a temperature above the melting point rich of the binder, the subsequent mixing of the adsorber with the Binder particles with simultaneous formation of the agglomerates, the Aussie ben defined agglomerate fractions, the pressure-free deformation of the agglo merate to the desired fabric in an open form and the Heat to a temperature above the melting range of the binder. The fabric is then cooled.

Die (unveröffentlichte) Deutsche Patentanmeldung P 44 42 713.1 befaßt sich mit einem gattungsgemäßen Luftfilter, wobei die Partikelstruktur räumlich eine irreguläre Verteilung von Adsorber- und Bindemittel-Partikeln dergestalt aufweist, daß mit bloßem Auge keine Agglomerat-Strukturen erkenn­ bar sind. Die Adsorber-Partikeln, bevorzugt aus Aktivkohle, weisen eine mittlere Größe von 100 bis 7000 µm auf. Das Material des Bindemittels ist so ausge­ wählt, daß es bei Temperaturen unter 100°C auf der Adsorber-Oberfläche nicht spreitet.The (unpublished) German patent application P 44 42 713.1 deals with with a generic air filter, the particle structure spatially a irregular distribution of adsorbent and binder particles  has such that no agglomerate structures can be seen with the naked eye are cash. The adsorber particles, preferably made of activated carbon, have a medium one Size from 100 to 7000 µm. The material of the binder is so chooses that it is not at temperatures below 100 ° C on the adsorber surface spreads.

Das Herstellungsverfahren dieses Adsorptions-Luftfilters beruht auf folgenden Schritten:
The manufacturing process of this adsorption air filter is based on the following steps:

  • a) Mischen bei Raumtemperatur und für 5 min von 70 bis 95 Gew.-% Adsor­ ber-Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt, aufweisend eine mittlere Partikelgröße von 100 bis 7000 µm, mit 30 bis 51 Gew.-% Bindemittel-Par­ tikeln regulärer oder irregulärer Gestalt bei einer mittleren Partikelgröße von 90 bis 5% derjenigen der Adsorber-Partikeln, wobei der Schmelzbereich der Bindemittel-Partikeln kleiner ist als derjenige der Adsorber-Partikeln und wo­ bei das Bindemittel unter 100°C auf der Adsorber-Oberfläche nicht spreitet, und mit 15 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgemisch aus Adsorber, Bindemittel und Wasser, wobei einer kleineren mittleren Größe der Adsorber-Partikeln der höhere Binderanteil zugeordnet ist;a) Mixing at room temperature and for 5 min from 70 to 95 wt .-% adsor particles of regular or irregular shape, with a medium one Particle size from 100 to 7000 µm, with 30 to 51 wt .-% binder par particles of regular or irregular shape with an average particle size of 90 to 5% of those of the adsorber particles, the melting range of Binder particles is smaller than that of the adsorber particles and where the binder does not spread on the adsorber surface below 100 ° C, and with 15 to 70 wt .-% water, based on the total mixture Adsorber, binder and water, with a smaller medium size Adsorber particles of higher binder content is assigned;
  • b) Überführen des Gemisches als lockere Schüttung in den Hohlraum einer be­ heizbaren, druckdicht schließenden und für eine Druckbelastung von minde­ stens 106 Pa ausgelegten Preßform;b) transferring the mixture as a loose bed into the cavity of a heatable, pressure-tight closing and designed for a pressure load of at least 10 6 Pa die;
  • c) druckdichtes Verschließen der Preßform;c) pressure-tight closing of the mold;
  • d) Erhitzen des Gemisches in der geschlossenen Form für 5 bis 10 min auf eine Temperatur von mindestens 100°C und mindestens 5°C oberhalb des Schmelzbereichs des Bindemittels, jedoch unterhalb des Schmelzbereichs des Adsorbers;d) heating the mixture in the closed mold for 5 to 10 min on a Temperature of at least 100 ° C and at least 5 ° C above the Melting range of the binder, but below the melting range the adsorber;
  • e) anschließende Dekompression unter Ablassen des Wasserdampfs aus dem Formwerkzeug und dem Formteil;e) subsequent decompression while releasing the water vapor from the Molding tool and the molding;
  • f) Abkühlenlassen des Formteils auf Raumtemperatur;f) allowing the molding to cool to room temperature;
  • g) Entnehmen des entstandenen selbsttragenden Formteils aus dem Formhohl­ raum.g) removing the resulting self-supporting molded part from the mold cavity room.

Beide Filtertypen dieses Standes der Technik sind zwar in gewisser Weise in sich selbsttragend, werfen jedoch dennoch Probleme auf, wenn sie in kompli­ zierter geformte Einbauräume eingesetzt werden sollen. Die flächenhaft ausge­ bildeten Filterstrukturen müssen dann entsprechend dem ihnen zur Verfügung stehenden Raum gebogen oder auch geknickt geformt werden. Um dennoch auch bei Transport und Lagerung sowie bei der Handhabung während des Ein­ baues eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, ist das Anbringen eines stabilisierenden Rahmens um die Umfangskanten des Filters erforderlich. Dies konnte bisher nur in Zeit- und kostenintensiver Weise durch zusätzliche Arbeits­ gänge nach der Herstellung erfolgen, z. B. durch Auftragen einer Klebemittel­ schicht zwischen Filter und Rahmen, durch Umschäumen, Umgießen mit Poly­ urethan-Integralschaum oder durch Eingießen in eine Einbettungsmasse.Both filter types of this state of the art are in some way in self-supporting, but still pose problems if they are incomplete gracefully shaped installation spaces are to be used. The area Filter structures formed must then be available to them standing space can be bent or bent. To still also during transport and storage as well as during handling during on To ensure adequate stability, the installation of a stabilizing frame around the peripheral edges of the filter required. This has so far only been able to do so in a time-consuming and cost-intensive manner through additional work gears take place after production, e.g. B. by applying an adhesive layer between filter and frame, by foaming, casting with poly urethane integral foam or by pouring into an embedding compound.

Analoge Nachteile treten auf, wenn der Rahmen des Filtermaterials zusätzlich oder ausschließlich der Abdichtung zwischen Filter und Einbauraum dienen soll. Falls nicht letztere selbst die Dichtungsvorrichtungen gegenüber dem Filtermate­ rial enthält, muß, wieder in mindestes einem separaten, nachträglichen Arbeits­ gang nach der Herstellung, das Umfassen mit einer Abdichtung erfolgen. Neben dem genannten Umschäumen oder Umgießen birgt das Ankleben einer vorge­ formten Dichtung auf die Umfangsseiten des Luftfilters den Nachteil in sich, daß sehr viel Klebemittel aufgewendet werden muß, um die körnige Struktur an den Klebeflächen auszufüllen und zu überdecken, damit eine ausreichende Haftung des umlaufenden Dichtungsmaterial gewährleistet ist.Analog disadvantages occur when the frame of the filter material is additional or should only serve as a seal between the filter and the installation space. If not the latter itself, the sealing devices against the filter mat rial contains, must, at least in a separate, subsequent work aisle after manufacture, cover with a seal. Next the above-mentioned foaming or casting involves sticking one pre molded seal on the peripheral sides of the air filter the disadvantage that a lot of adhesive has to be used to adhere the granular structure to the Fill in and cover the adhesive surfaces to ensure sufficient adhesion of the surrounding sealing material is guaranteed.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die genannten Nachteile zu überwinden und ein gattungsgemäßes Luftfilter sowie dessen Herstellungsverfahren so auszugestal­ ten, daß insbesondere das Filtermaterial mit einer es umfangsseitig umlaufenden Rahmung, gewünschtenfalls mit zusätzlicher Dichtwirkung, versehen ist, wobei diese Rahmung/Dichtung fest haftend mit dem Filtermaterial, ohne das Vorhan­ densein einer zusätzlichen, dazwischenliegenden Haftvermittlerschicht, verbun­ den ist. Auch geformte, z. B. gebogene oder geknickte, Strukturen des Luftfil­ ters sollen durch einen solcherart angebrachten Rahmen formstabil erhalten werden. Separate Arbeitsgänge zum Anbringen einer solchen Rahmung/­ Dichtung sollen nicht anfallen.The invention has for its object to overcome the disadvantages mentioned and a Generic air filter and its manufacturing process ten that in particular the filter material with a circumferential it Framing, if desired with additional sealing effect, is provided, wherein this frame / seal adheres firmly to the filter material without the curtain an additional, intermediate adhesive layer that is. Also shaped, e.g. B. curved or kinked structures of the air fil ters should be dimensionally stable through such a frame  become. Separate operations for attaching such a frame / Seal should not be incurred.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Adsorptions-Luftfilter mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie in einem Verfahren mit den Kennzeichen des ersten Verfahrensanspruchs. Jeweils vorteilhafte Ausgestal­ tungen sind in den Unteransprüchen formuliert.The solution to this problem consists in an adsorption air filter with the kenn Drawing features of claim 1 and in a method with the Characteristics of the first procedural claim. Each advantageous embodiment are formulated in the subclaims.

Es wurde gefunden, daß es entgegen den bisher vorliegenden Lösungen möglich ist, ein Adsorptions-Luftfilter der genannten Art herzustellen, bei welchem ein die Adsorber-Partikelfläche jedweder Gestalt umlaufender, stabilisierender Rah­ men ohne erkennbare, eigenständige Haftvermittlerschicht an dem Filtermaterial direkt befestigt ist. Das Rahmen-/Filtermaterial muß für die Partikeln selbst un­ durchlässig sein, um deren Ausbrechen durch es hindurch zu verhindern.It has been found that, contrary to the solutions available hitherto, it is possible is to produce an adsorption air filter of the type mentioned, in which a the adsorber particle surface of any shape surrounding, stabilizing frame men without a recognizable, independent adhesive layer on the filter material is attached directly. The frame / filter material must be un for the particles themselves be permeable to prevent them from breaking out through it.

Möglich ist eine solche Ausgestaltung mit einem Luftfilter gemäß der (unveröffentlichten) Deutschen Patentanmeldung P 44 42 713.1.Such an embodiment is possible with an air filter according to the (unpublished) German patent application P 44 42 713.1.

Um einen erschütterungsfreien Einbauzustand für das Filter in dem vorgesehe­ nen, zugehörigen Einbauraum zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, daß der Rah­ men zumindest an einer seiner nach außen weisenden Flächen Profilierungen aufweist, welche in entsprechende Profilierungen an der (den) korrespondieren­ den Gegenfläche(n) des Einbauraumes formschlüssig eingreifen können. Diese Art der Fixierung des Rahmens ist insbesondere beim Einbau des Filters in Kli­ ma- und Lüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen sinnvoll, wo im Betrieb starke Er­ schütterungen auftreten und Klappergeräusche vermieden werden sollen.To ensure a vibration-free installation condition for the filter in the NEN to ensure associated installation space, it is advantageous that the frame profiling at least on one of its outward-facing surfaces has, which correspond in corresponding profiles on the (the) can positively engage the counter surface (s) of the installation space. This The type of fixation of the frame is particularly when installing the filter in Kli ma and ventilation systems of motor vehicles make sense where strong Er vibrations occur and rattling noises should be avoided.

Der Rahmen kann in sich luftdicht ausgestaltet sein, so daß ihm zusätzlich eine Dichtwirkung zwischen Filtermaterial und Einbauraum zukommt.The frame can be designed to be airtight in itself, so that it additionally has a There is a sealing effect between the filter material and the installation space.

Zur Erreichung dieses Ziels können bevorzugt die umfangsseitigen Außenflächen des Rahmens als zu ihren korrespondierenden Gegenflächen des Einbauraumes hin gerichtete Dichtlippen oder Dichtkanten ausgebildet sein. Die Ausgestaltung solcher Dichtlippen und Dichtkanten ist Stand der Technik und als solche nicht Gegenstand der Erfindung.To achieve this goal, the peripheral outer surfaces can be preferred of the frame as their corresponding counter surfaces of the installation space  sealing lips or sealing edges directed towards it. The design such sealing lips and sealing edges is state of the art and as such is not Subject of the invention.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Luftfilters besteht darin, daß der Werkstoff des Rahmens ein Thermoplast oder ein thermoplastisches Elastomer in massiver Form ist, wobei die Innenfläche des Rahmens in die umfangsseitige Partikelstruktur des Luftfiltermaterials verzahnend eingreift. Dies ist in einem Ausmaß von bis zur Hälfte des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der Fall, d. h., das Rahmen-/Dichtungs-Material umfaßt gewissermaßen die nach außen weisenden Filterpartikel und ist infolge dieser Verzahnung besonders fest mit der Partikelfilterstruktur verbunden. Dabei ist auch eine besonders wirkungsvolle Abdichtung des Überganges zwischen Filtermaterial und Rahmung gewährleistet. Insbesondere bei einer starken Biegebeanspruchung während des Transportes, der Lagerung oder im Einbauzustand des Luftfilters, wenn dieses gekrümmt oder geknickt vorgeformt ist, sind diese Kennzeichen von Vorteil.Another advantageous embodiment of the air filter is that the Material of the frame is a thermoplastic or a thermoplastic elastomer is massive shape, the inner surface of the frame in the peripheral Particle structure of the air filter material interlocks. This is in one Extent of up to half the average particle diameter, d. that is, the frame / gasket material to some extent includes the outside pointing filter particles and is particularly strong due to this interlocking with the Particle filter structure connected. It is also a particularly effective one Sealing of the transition between filter material and frame guaranteed. Especially when there is a strong bending load during transport, the storage or installed condition of the air filter if it is curved or is preformed, these characteristics are advantageous.

Der Rahmen kann auch ein Vliesstoff sein, der zumindest teilweise synthetische Fasern enthält. Dabei ist zumindest ein Teil der Fasern bindefähig dergestalt, daß diese Fasern im gleichen Temperaturbereich wie die Bindemittel-Partikeln schmelzfähig, das heißt erweichbar, sind. Die Masse dieser schmelzfähigen Fasern verschließt die Lücken im Vliesstoffverbund derart, daß dieser luftdicht ist.The frame can also be a nonwoven that is at least partially synthetic Contains fibers. At least some of the fibers are capable of binding in such a way that these fibers in the same temperature range as the binder particles are meltable, that is, softenable. The mass of this meltable Fibers close the gaps in the nonwoven composite in such a way that it is airtight is.

Im Interesse einer besonderen Gewichtsersparnis kann die Rahmung auch aus Schaumstoff bestehen, wenn auf die Dichtwirkung weniger Wert gelegt wird. Dies ist insbesondere beim Einbau als Sekundärluftfilter von Staubsaugern der Fall.In the interest of a special weight saving, the framing can also be done Foam exists if less importance is attached to the sealing effect. This is particularly the case when installing as a secondary air filter for vacuum cleaners Case.

Der Rahmen kann auch aus Natur- oder Kunstgummi bestehen und die zur Fixie­ rung im Einbauraum sowie zur zusätzlichen Abdichtung notwendigen, bereits genannten Dichtlippen, Dichtkanten und Profilierungen aufweisen. The frame can also be made of natural or synthetic rubber and the fixie already in the installation space and for additional sealing have mentioned sealing lips, sealing edges and profiles.  

Die anspruchsgemäße, vorteilhafte Ausgestaltung des Luftfilters mit der Rah­ mung und Dichtung ist möglich mit einem Verfahren, wie es in der DE-Patentan­ meldung P 44 42 713.1 dargelegt ist. Das Prinzip der erfindungsgemäßen Wei­ terentwicklung dieses Verfahrens besteht darin, daß man die im Formhohlraum während der Herstellung des Luftfilters vorherrschenden Druck- und Tempera­ turverhältnisse ausnutzt, um das Rahmen- oder Dichtungsmaterial an die Kanten des Luftfilters umfangsseitig fest zu binden. Ein zusätzlicher Arbeitsvorgang nach der Filterfertigung ist nicht erforderlich.The sophisticated, advantageous embodiment of the air filter with the frame Mung and seal is possible with a method as it is in the DE patent message P 44 42 713.1 is set out. The principle of the Wei according to the invention The development of this method is that one in the mold cavity Pressure and tempera prevailing during the manufacture of the air filter conditions used to the frame or sealing material to the edges of the air filter on the circumference. An additional process after filter manufacture is not necessary.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem eingangs be­ schriebenen Schritt c), d. h. vor dem druckdichten Verschließen der Preßform, die Schüttung mit einem diese in ihrem Umfang vollständig umfassenden, für das Schüttgut undurchlässigen Rahmen umlegt. Der Rahmen sollte dabei paßge­ nau den Umfang des Schüttgutes im Formhohlraum umfassen. Man ordnet den Rahmen zweckmäßig entlang der dem Umfang der Schüttung entsprechenden Innenwandung der Form an.The process is characterized in that before the beginning step c), d. H. before the pressure tight sealing of the mold, the fill with a full scope of this, for the bulk material impermeable frame. The frame should fit include the circumference of the bulk material in the mold cavity. You arrange it Appropriately along the frame corresponding to the circumference of the fill Inner wall of the mold.

Der Werkstoff für den Rahmen bzw. die Dichtung wird so ausgewählt, daß das im Adsorber-Schüttgut vorhandene thermoplastische Bindemittel unter der an­ zuwendenden Wärme im Formhohlraum sich an das Dichtungsmaterial anlegt, von diesem nicht abgestoßen wird und daß nach dem Abkühlen das Bindemittel zu einer festen Haftung mit dem Rahmen befähigt ist. Solche Materialeigen­ schaften sind dem Fachmann geläufig und stellen bei der Auswahl kein Problem dar.The material for the frame or the seal is selected so that the existing thermoplastic binder in the adsorber bulk material under the heat applied in the mold cavity is applied to the sealing material, is not repelled by this and that after cooling the binder is capable of firm liability with the frame. Such material properties are familiar to the expert and pose no problem in the selection represents.

Selbstverständlich muß der Werkstoff für den Rahmen bzw. für die Dichtung auch den vorherrschenden Temperaturbedingungen, der Feuchte und dem Druck während des Verpressens ohne Zerstörung oder nachteilige Veränderung seiner Eigenschaften widerstehen können. Beispiele für solche Werkstoffe sind Poly­ urethan-Integralschaum, Polyester, Polyamid oder regenerierte Zellulose. Eine Verfahrensvariante besteht darin, daß man einen Rahmen aus rein thermoplastischem oder thermoplastischem, massivem Elastomer-Material verwendet. Dieses wird so ausgewählt, daß es unter Einfluß der während des Verpressens vorherrschenden Temperatur zähfließend ist. Dabei umfließt es gleichsam die nach außen weisenden Oberflächen der Kanten der Schüttgut­ fläche und verzahnt sich mit dieser.Of course, the material for the frame or for the seal also the prevailing temperature conditions, humidity and pressure during pressing without destroying or adversely changing its Properties can withstand. Examples of such materials are poly integral urethane foam, polyester, polyamide or regenerated cellulose.  One method variant is that you have a frame made of pure thermoplastic or thermoplastic, solid elastomer material used. This is selected so that it is influenced by the during the Pressing prevailing temperature is viscous. It flows around as it were the outward-facing surfaces of the edges of the bulk material surface and interlocks with this.

Als Rahmen kann man auch einen synthetische Fasern enthaltenden Vliesstoff verwenden, bei welchem zumindest ein Teil der Fasern bei den während des Erhitzens in der geschlossenen Form vorherrschenden Temperaturen schmilzt bzw. erweicht, so daß nach dem Abkühlen dieser Faseranteil als Bindefasern wirkt, welche zum einen eine Verbindung mit dem Schüttgut herstellen, zum anderen durch einfließendes Fasermaterial in die Hohlräume des Vliesstoffs diesen luftdicht ausgestalten.A non-woven fabric containing synthetic fibers can also be used as a frame use, in which at least some of the fibers in the during Heating in the closed mold melts prevailing temperatures or softened, so that after cooling this fiber portion as binding fibers acts, which on the one hand create a connection with the bulk material, on the other others through inflowing fiber material into the cavities of the nonwoven make it airtight.

Wird auf eine besonders leichtgewichtige Rahmung Wert gelegt, kann man für dessen Werkstoff ein Schaumstoffband auswählen.If you value a particularly lightweight frame, you can use for choose a foam tape from its material.

Die Dichtung kann, unter Verzicht auf eine Verformung während des Preßvor­ gangs, als vorgeformtes Spritzgußteil in die Form eingelegt werden, oder man verwendet ein entsprechend des Umfanges des Luftfilters abgelängtes Band.The seal can, without deformation during the pressing gangs, are inserted as a preformed injection molded part in the mold, or one uses a tape cut to the size of the air filter.

Geeignete Dichtungsmaterialie hierfür sind insbesondere Natur- oder Kunst­ gummi sowie ABS, EPDM und SBR. Daß diese Materialien den Einflüssen der Preßbedingungen widerstehen müssen, wurde bereits eingangs deutlich ge­ macht.Suitable sealing materials for this are in particular nature or art rubber as well as ABS, EPDM and SBR. That these materials are influenced by the Press conditions have to withstand, was already clear at the beginning makes.

Beispiel 1example 1

Ein Staubsauger-Sekundärfilter mit Aktivkohle als Adsorbermasse wird in gebogener, dem Einbauraum angepaßter Form hergestellt. Seine Dicke beträgt 10 mm, der Biegeradius 200 mm, seine Länge 100 mm und seine Breite 150 mm. Der Rahmen besteht aus geschlossenzelligem Poly­ urethanschaum mit einer Rohdichte nach DIN 53 420 von 21 kg/m3.A vacuum cleaner secondary filter with activated carbon as the adsorber mass is produced in a curved shape that is adapted to the installation space. Its thickness is 10 mm, the bending radius is 200 mm, its length is 100 mm and its width is 150 mm. The frame consists of closed-cell polyurethane foam with a bulk density according to DIN 53 420 of 21 kg / m 3 .

Der Schaumstoff wird auf das erforderliche Maß abgelängt und als solches Rah­ menband entlang des inneren Umfangsprofils des Formnestes angelegt. Danach erfolgt die Zugabe der schüttfähigen Aktivkohle-/Binder-Mischung in das vom Schaumstoffband umschlossene Formnestvolumen. Das schüttfähige Gemisch wurde dabei folgendermaßen hergestellt:
The foam is cut to the required size and, as such, a menband is placed along the inner circumferential profile of the mold cavity. The pourable activated carbon / binder mixture is then added to the cavity volume enclosed by the foam tape. The pourable mixture was produced as follows:

  • a) Mischen bei Raumtemperatur und für 5 min von 70 bis 95 Gew.-% Adsor­ ber-Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt, aufweisend eine mittlere Partikelgröße von 100 bis 7000 µm, mit 30 bis 51 Gew.-% Bindemittel- Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt bei einer mittleren Partikelgröße von 90 bis 5% derjenigen der Adsorber-Partikeln, wobei der Schmelzbe­ reich der Bindemittel-Partikeln kleiner ist als derjenige der Adsorber-Parti­ keln und wobei das Bindemittel unter 100°C auf der Adsorber-Oberfläche nicht spreitet, und mit 15 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Ge­ samtgemisch aus Adsorber, Bindemittel und Wasser, wobei einer kleineren mittleren Größe der Adsorber-Partikeln der höhere Binderanteil zugeordnet ist;a) Mixing at room temperature and for 5 min from 70 to 95 wt .-% adsor particles of regular or irregular shape, with a medium one Particle size from 100 to 7000 µm, with 30 to 51 wt .-% binder Particles of regular or irregular shape with a medium particle size from 90 to 5% of that of the adsorber particles, the melting area rich of the binder particles is smaller than that of the adsorber particles and the binder below 100 ° C on the adsorber surface does not spread, and with 15 to 70 wt .-% water, based on the Ge Velvet mixture of adsorber, binder and water, with a smaller one The higher binder content is assigned to the medium size of the adsorber particles is;
  • b) Überführen des Gemisches als lockere Schüttung in den Hohlraum einer beheizbaren, druckdicht schließenden und für eine Druckbelastung von mindestens 106 Pa ausgelegten Preßform;b) transferring the mixture as a loose bed into the cavity of a heatable, pressure-tight closing mold designed for a pressure load of at least 10 6 Pa;
  • c) druckdichtes Verschließen der Preßform;c) pressure-tight closing of the mold;
  • d) Erhitzen des Gemisches in der geschlossenen Form für 5 bis 10 min auf ei­ ne Temperatur von mindestens 100°C und mindestens 5°C oberhalb des Schmelzbereichs des Bindemittels, jedoch unterhalb des Schmelzbereichs des Adsorbers;d) heating the mixture in the closed form for 5 to 10 min on egg ne temperature of at least 100 ° C and at least 5 ° C above the Melting range of the binder, but below the melting range the adsorber;
  • e) anschließende Dekompression unter Ablassen des Wasserdampfs aus dem Formwerkzeug und dem Formteil;e) subsequent decompression while releasing the water vapor from the Molding tool and the molding;
  • f) Abkühlenlassen des Formteils auf Raumtemperatur;f) allowing the molding to cool to room temperature;
  • g) Entnehmen des entstandenen selbsttragenden Formteils aus dem Formhohl­ raum.g) removing the resulting self-supporting molded part from the mold cavity room.

Danach wird das Formwerkzeug druckdicht geschlossen, bei einer Temperatur von 180°C 5 Minuten lang erhitzt und anschließend der entstandene, bei Über­ druck befindliche Dampf durch eine verschließbare Öffnung im Formwerkzeug abgelassen. Nach dem Erkalten wird das gebrauchsfertige Aktivkohlefilter mit der fest mit ihm verbundenen Schaumstoffrahmung entnommen.The mold is then closed in a pressure-tight manner at one temperature heated at 180 ° C for 5 minutes and then the resulting, at over pressure steam through a closable opening in the mold drained. After cooling, the ready-to-use activated carbon filter is included the foam frame firmly attached to it.

Beispiel 2Example 2

Ein Filter für die Lüftungsanlage eines Automobils mit den Abmessungen 200 mm × 150 mm × 10 mm wird hergestellt, indem zunächst eine Aktiv­ kohle-/Bindemittel-Mischung wie in Beispiel 1 hergestellt wird.A filter for the ventilation system of an automobile with the dimensions 200 mm × 150 mm × 10 mm is made by first activating coal / binder mixture as prepared in Example 1.

Ebenfalls analog Beispiel 1 wird ein Rahmenband abgelängt und in das Formnest eingelegt, wobei jedoch der Rahmen aus einem Vliesstoff mit je zur Hälfte Polyesterfasern und Copolyesterfasern besteht. Letztere dienen als Bindefasern und erweichen beim Erhitzen des Formwerkzeugs auf 180°C für 5 Minuten derart, daß sie bezüglich der Aktivkohle-Partikeln kle­ befähig werden und ferner die Faserlücken im Vliesstoffverbund verschlie­ ßen. Das Formwerkzeug wird wie in Beispiel 1 bedient; nach dem Abkühlen kann wiederum ein gebrauchsfertiges Filter entnommen werden.Similarly to Example 1, a frame tape is cut to length and into the Form nest inserted, but the frame made of a nonwoven with half of it consists of polyester fibers and copolyester fibers. The latter serve as binding fibers and soften when the mold is heated 180 ° C for 5 minutes such that they clot with the activated carbon particles become capable and also close the fiber gaps in the nonwoven composite eat. The molding tool is operated as in Example 1; after cooling a ready-to-use filter can be removed.

Claims (15)

1. Adsorptions-Luftfilter mit einer selbsttragenden, geformten Struktur von Adsorber-Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt, welche miteinander durch Bindemittel-Partikeln mit ebenfalls regulärer oder irregulärer Gestalt verbunden sind, wobei der Schmelzbereich der Bindemittel-Partikeln kleiner ist als derjenige der Adsorber-Partikeln und wobei die mittlere Größe der Bindemittel-Partikeln kleiner ist als diejenige der Adsorber-Partikeln, wobei die besagte selbsttragende Struktur räumlich eine irreguläre Verteilung von Adsorber- und Bindemittel-Partikeln dergestalt aufweist, daß mit bloßem Auge keine Agglomerat-Strukturen erkennbar sind, wobei ferner die Adsorber-Partikeln eine mittlere Größe von 100 bis 7000 µm besitzen und wobei das Material des Bindemittels unter 100°C auf der Adsorber-Ober­ fläche nicht spreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter einen den Umfang der Flächen­ struktur von Adsorber-Partikeln vollständig umlaufenden, für die Partikeln undurchlässigen Rahmen aufweist, welcher direkt mit der Partikelstruktur, ohne das Vorhandensein einer abgegrenzten, dazwischenliegenden Haft­ vermittlerschicht, verbunden ist.1. Adsorption air filter with a self-supporting, shaped structure of adsorber particles of regular or irregular shape, which are connected to one another by binder particles with a regular or irregular shape, the melting range of the binder particles being smaller than that of the adsorber particles and wherein the mean size of the binder particles is smaller than that of the adsorber particles, said self-supporting structure spatially having an irregular distribution of adsorbent and binder particles such that no agglomerate structures are visible to the naked eye, and furthermore the adsorber particles have an average size of 100 to 7000 microns and the material of the binder does not spread below 100 ° C on the surface of the adsorber, characterized in that the air filter completely surrounds the circumference of the surface structure of adsorber particles , for the particles has impermeable frame, which is directly connected to the particle structure, without the presence of a delimited, intermediate adhesive layer. 2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen zu­ mindest an einer seiner nach außen weisenden Flächen Profilierungen auf­ weist, welche in entsprechende Profilierungen an der (den) korrespondie­ renden Gegenfläche(n) des Einbauraumes für den Luftfilter formschlüssig eingreifen können. 2. Air filter according to claim 1, characterized in that the frame Profiles on at least one of its outward-facing surfaces points, which in corresponding profiles on the correspondent (s) the counter surface (s) of the installation space for the air filter can intervene.   3. Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in sich luftdicht ist.3. Air filter according to claim 1 or 2, characterized in that the frame is airtight in itself. 4. Luftfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseiti­ gen Außenflächen des Rahmens als zu ihren korrespondierenden Gegenflä­ chen des Einbauraumes hin gerichtete Dichtlippen oder Dichtkanten aus­ gebildet sind.4. Air filter according to claim 3, characterized in that the peripheral side outer surfaces of the frame as their corresponding counter surfaces of the installation space facing sealing lips or sealing edges are formed. 5. Luftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rahmen aus einem massiven Thermoplasten oder einem thermoplastischen Elastomeren besteht und daß die Innenflächen des Rah­ mens in die Partikelstruktur des Luftfilters in einem Ausmaß von bis zur Hälfte des durchschnittlichen Partikeldurchmessers verzahnend eingreifen.5. Air filter according to one of the preceding claims, characterized records that the frame made of a solid thermoplastic or a thermoplastic elastomers and that the inner surfaces of the Rah in the particle structure of the air filter to an extent of up to Engage half of the average particle diameter. 6. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein synthetische Fasern enthaltender Vliesstoff ist, wobei zumindest ein Teil der Fasern im gleichen Temperaturbereich wie die Bindemittel-Partikeln schmelzfähig ist.6. Air filter according to claim 1, characterized in that the frame is nonwoven containing synthetic fibers, with at least part of Fibers in the same temperature range as the binder particles is meltable. 7. Luftfilter nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus Schaumstoff besteht.7. Air filter according to claim 1 to 2, characterized in that the frame consists of foam. 8. Luftfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus Natur- oder Kunstgummi besteht.8. Air filter according to claim 3 or 4, characterized in that the frame consists of natural or synthetic rubber. 9. Verfahren zur Herstellung des Adsorptions-Luftfilters nach Anspruch 1 bis 8 mit den Schritten:
  • a) Mischen bei Raumtemperatur und für 5 min von 70 bis 95 Gew.-% Adsorber-Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt, aufweisend eine mittlere Partikelgröße von 100 bis 7000 µm, mit 30 bis 51 Gew.-% Bindemittel-Partikeln regulärer oder irregulärer Gestalt bei einer mittle­ ren Partikelgröße von 90 bis 5% derjenigen der Adsorber-Partikeln, wobei der Schmelzbereich der Bindemittel-Partikeln kleiner ist als der­ jenige der Adsorber-Partikeln und wobei das Bindemittel unter 100°C auf der Adsorber-Oberfläche nicht spreitet, und mit 15 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgemisch aus Adsorber, Bindemittel und Wasser, wobei einer kleineren mittleren Größe der Adsorber-Parti­ keln der höhere Binderanteil zugeordnet ist;
  • b) Überführen des Gemisches als lockere Schüttung in den Hohlraum einer beheizbaren, druckdicht schließenden und für eine Druckbelastung von mindestens 106 Pa ausgelegten Preßform;
  • c) druckdichtes Verschließen der Preßform;
  • d) Erhitzen des Gemisches in der geschlossenen Form für 5 bis 10 min auf eine Temperatur von mindestens 100°C und mindestens 5°C oberhalb des Schmelzbereichs des Bindemittels, jedoch unterhalb des Schmelzbereichs des Adsorbers;
  • e) anschließende Dekompression unter Ablassen des Wasserdampfs aus dem Formwerkzeug und dem Formteil;
  • f) Abkühlenlassen des Formteils auf Raumtemperatur;
  • g) Entnehmen des entstandenen selbsttragenden Formteils aus dem Formhohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem druckdichten Verschließen der Preßform die Schüttung mit einem diese in ihrem Umfang voll­ ständig und paßgenau umfassenden, für das Schüttgut undurchlässigen Rahmen umlegt, wobei man den Rahmen entlang der dem Umfang der Schüttung entsprechenden Innenwandung der Form anordnet und wobei man ein Material für den Rahmen auswählt, an welches das in der Schüttung vorhandene Bindemittel unter Druck- und Temperatureinwirkung während des nachfolgenden Verpressens sich anlegt und mit welchem es sich nach dem Abkühlen haftend zu verbinden in der Lage ist.
9. A method for producing the adsorption air filter according to claim 1 to 8 with the steps:
  • a) Mixing at room temperature and for 5 min from 70 to 95 wt .-% adsorber particles of regular or irregular shape, having an average particle size of 100 to 7000 microns, with 30 to 51 wt .-% binder particles of regular or irregular shape with a mean particle size of 90 to 5% of that of the adsorber particles, the melting range of the binder particles being smaller than that of the adsorber particles and the binder not spreading on the adsorber surface below 100 ° C., and with 15 to 70 wt .-% water, based on the total mixture of adsorber, binder and water, with a smaller average size of the adsorber particles the higher binder content is assigned;
  • b) transferring the mixture as a loose bed into the cavity of a heatable, pressure-tight closing mold designed for a pressure load of at least 10 6 Pa;
  • c) pressure-tight closing of the mold;
  • d) heating the mixture in the closed form for 5 to 10 minutes to a temperature of at least 100 ° C. and at least 5 ° C. above the melting range of the binder, but below the melting range of the adsorber;
  • e) subsequent decompression while releasing the water vapor from the mold and the molded part;
  • f) allowing the molding to cool to room temperature;
  • g) Removal of the resulting self-supporting molded part from the mold cavity, characterized in that before the pressure-tight closure of the mold, the bed with a full and accurate fit in this scope, for the bulk material impermeable frame, whereby the frame along the Arrange the circumference of the bed corresponding to the inner wall of the mold and where one selects a material for the frame to which the binder present in the bed attaches under pressure and temperature during the subsequent pressing and with which it adheres after cooling in the Location is.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mas­ siven Rahmen aus einem Thermoplasten oder einem thermoplastischen Ela­ stomeren verwendet, welcher bzw. welches bei der während des Verpres­ sens des Schüttgutes vorherrschenden Temperatur zähfließend ist.10. The method according to claim 9, characterized in that a mas sive frame made of a thermoplastic or a thermoplastic Ela isomer used, which or which during the pressing sens of the bulk material temperature is viscous. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Rahmen einen synthetische Fasern enthaltenden Vliesstoff verwendet und diesen sich während Schritt d) mit dem Umfang der Schüttung vermittels seiner thermoplastischen Bindefasern haftend verbinden läßt.11. The method according to claim 9, characterized in that one as a frame a non-woven fabric containing synthetic fibers and this during step d) with the extent of the bed by means of its can bond thermoplastic binding fibers. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Rahmen ein Schaumstoffband verwendet.12. The method according to claim 9, characterized in that one as a frame a foam tape is used. 13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Rah­ men aus Natur- oder Kunstgummi verwendet.13. The method according to claim 9, characterized in that one Rah men made of natural or synthetic rubber. 14. Verfahren nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rahmen als abgelängtes Band einlegt.14. The method according to claim 9 to 13, characterized in that one Insert the frame as a cut tape. 15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rah­ men als vorgeformtes Spritzgußteil in die Form einlegt.15. The method according to claim 9, characterized in that the Rah men as a preformed injection molded part in the mold.
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