包括多层过滤材料的空气过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆中的空调系统的内部空气过滤元件的多层过滤材料(12)。通过包含离子交换颗粒(20)的离子交换层(13)和至少一个附加层(14、15)可以实现减少的微生物负荷。所述离子交换层(13)直接邻接所述附加层(14、15)。

Air filter including multilayer filter material

The invention relates to a multilayer filter material (12) for an internal air filter element of an air conditioning system in a vehicle. Reduced microbial loads can be achieved by an ion exchange layer (13) containing ion exchange particles (20) and at least one additional layer (14, 15). The ion exchange layer (13) is directly adjacent to the additional layer (14, 15).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多层过滤材料的空气过滤器
本专利技术涉及一种用于车辆的内部空气过滤器的多层过滤材料。本专利技术还涉及一种用于车辆的空调系统的内部空气过滤器，该内部空气过滤器通过这种多层过滤材料制成。最后，本专利技术涉及一种用于车辆的空调系统，该空调系统配备有至少一个这种内部空气过滤器。
技术介绍
在车辆中，特别是在公路车辆中，需要为车辆内部，优选为乘客舱提供清洁空气。对车辆内部供应空气通常通过空调系统进行，该空调系统从内部吸入空气，通过内部空气过滤器清洁空气，并且将空气返回到内部(再循环空气操作)，或从环境吸入新鲜空气并且通过内部空气过滤器清洁空气并且将空气输送到内部(新鲜空气操作)。同样地，在现代空调系统中，在这种再循环空气操作和这种新鲜空气操作之间的任何中间位置都是可能的(混合空气操作)。尽管这种内部空气过滤器最初仅需要从空气中过滤出粗杂质，但是对这种内部空气过滤器和在此使用的过滤材料的需求不断增加。同时，借助于内部空气过滤器，可以实现对花粉、粉尘和气味的吸入空气的清洁。特别地，从吸入的空气中除去有气味的物质在这里存在困难，因为不同的有气味的物质也需要不同的过滤材料。然而，如果对于越来越多的不同的有气味物质，需要相应数量的不同过滤材料，则空气过滤器的通流阻力增加，这妨碍了空调系统的经济操作模式。因此，优选使用多层过滤材料，其总是代表对相应清洁任务的优化折衷。只要这种空气过滤器可以过滤掉颗粒杂质，因此过滤掉空气中的固体和/或液体杂质，以及气态杂质，这种空气过滤器通常也被称为混合过滤器。这种混合过滤器很容易按规格列出，通常考虑以下气体：正丁烷、甲苯、二氧化硫、氮氧化物、臭氧。这些混合过滤器例如根据ISO标准11155第2部分规定。然而，该标准规范表示在大约30年前在高人口密度的欧洲地区中发现的气味污染。然而，现今的外部空气条件，例如存在于欧洲，特别是亚洲的高人口密度区域，与这些早期的外部空气条件不同。例如，今天的环境空气可以含有胺和醛，它们传输气味，并且根据标准规范，不能或者只能通过上述混合过滤器进行不充分的过滤。从DE102005016677A1中已知一种具有多层过滤材料的过滤元件，其中布置在流入侧的活性层设置有活性炭纤维，具有颗粒吸附剂的吸附剂层在流出侧邻接该活性炭纤维。具有活性炭纤维的另一活性层可在流出侧邻接该吸附剂层。这里使用的吸附剂可包括活性炭、沸石、环糊精、硅酸盐、离子交换剂和硅铝酸盐。从DE102012007503A1中已知另一种吸附性过滤介质，其中多个第一过滤层设置有第一吸附物质，并且与第一过滤层不同的多个第二过滤层设置有第二吸附物质，第一过滤层和第二过滤层交替并且具有不同的通流阻力或各自的压力损失。从DE102009021020A1中已知另一种吸附性过滤材料，并且其含有装载有金属阳离子的交换树脂。在车辆空调系统的过滤器中可能发生的另一个困难是微生物(例如，过滤材料上的细菌、藻类和真菌)的累积和增殖或分别生长。这些微生物可以从空气流进入乘客舱，使得最终乘客暴露于这些微生物。
技术实现思路
本专利技术涉及的问题是，对于在引言中提到的类型的过滤材料，或者相应地对于配备有该过滤材料的内部空气过滤元件，或者相应地对于配备有该过滤材料的空调系统，表示一种改进的实施例，其特别是通过减少微生物的生长而区别开。此外，可选地，还可以针对具有相对小的通流阻力的多种有气味物质实现有效的清洁效果。根据本专利技术，该问题由独立权利要求的主题解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。本专利技术基于在被构造成具有至少两层的过滤材料中设置离子交换层和至少一个另外的层的总体思路，其中离子交换层直接邻接这种另外的层。已经发现，这种离子交换层对一系列微生物是有害的，因此微生物不再能够在过滤材料中繁殖，或者只能以降低的速率繁殖。由此减少了微生物对车辆乘员的污染。优选其中离子交换层在安装状态下相对于为过滤材料规定的通流方向布置在另外的层的上游、直接邻接于该另外的层的实施例。因此，微生物必须通过离子交换层，以便到达相应的后续层，从而在后续层中降低了微生物繁殖的风险。一个实施例是特别有利的，其中离子交换层是吸湿的并且含有与水形成有毒环境的离子。吸湿性离子交换层从空气流吸收水。一方面，由此实现了明显较少的水分到达相应的后续层，使得可在那里积聚的微生物缺乏供生物生长的实质成分，即水。因此，可以有效地减少微生物的繁殖。另一方面，所述有毒环境在离子交换层中通过水与离子结合产生，该有毒环境阻碍离子交换层中的生物生长。此外，大量的微生物在通过离子交换层的途中暴露于这种有毒环境中被杀死。进一步的发展是有利的，其中离子交换层含有酸离子，酸离子与水形成酸性环境。这种酸性环境，具有例如最大为3.0的pH值，对微生物极其有害。根据一个有利的实施例，作为另外的层，可以设置具有未浸渍的活性炭颗粒的活性层和具有浸渍的活性炭颗粒的浸渍层。这里，活性层可以布置在离子交换层和浸渍层之间。特别地，活性层可以是直接邻接离子交换层的层。该实施例基于这种总体思路：为过滤材料配备至少三层，这些层在过滤材料的通流方向上彼此贴靠或者各层彼此层叠。根据本专利技术，这涉及至少一个具有未浸渍的活性炭颗粒的活性层、具有浸渍的活性炭颗粒的浸渍层、和具有离子交换颗粒的离子交换层。因此，提出了用于多层过滤材料的至少三个功能层，它们通过不同的清洁功能彼此不同。根据本专利技术，这些清洁功能或各个功能层以目标方式彼此协调，使得对于各种有气味的物质发生特别有效的清洁效果。特别地，已经发现，利用所提出的三种不同吸附剂层，能够特别有效地从相应的空气流中除去以下有害物质：氨、乙醛、硫化氢、2-丁酮、三甲胺、己醛、丙酸和正丁烷。通过各种研究，在此惊奇地发现，这些不同吸附剂的多层布置显示出比这些吸附剂的相应混合物的单层布置更高的效率。由于基本上仅需要这三个功能层，因此也可以实现具有相对低的通流阻力的相关空气过滤元件。已经证明，这种结构特别有利，其中活性层布置在离子交换层和浸渍层之间。使用时，已经证明有利的是，在安装状态下，离子交换层相对于为过滤材料提供的通流方向布置在浸渍层上游。通过以下实施例可以实现特别高的吸附程度，这些实施例可以替代地或累积地或以任何期望的组合实现。例如，活性层的灰含量可以限制为最多3重量％。优选地，活性层中的灰含量比浸渍层中的灰含量少，特别是少至少50％。此外，活性层可以具有未浸渍的活性炭颗粒，其基本上具有30×60或30×70目的粒度，其中目对应于筛网的目宽度，该筛网对于具有所述粒度的颗粒而言仍然可穿透。浸渍层可以用活性炭颗粒制备，其中“浸渍”在于活性炭颗粒对烃的吸附能力已经被添加剂降低。例如，活性炭颗粒已经通过酸和/或碱或相应的碱性溶液处理。例如，浸渍层可以具有浸渍有碘化钾的活性炭颗粒。另外或可替代地，浸渍层可具有浸渍有碳酸钾(钾碱)的活性炭颗粒。优选一种变体，其中浸渍层既含有浸渍有碘化钾的活性炭颗粒成分，也含有浸渍有碳酸钾的活性炭颗粒成分。优选地，这里，浸渍有碘化钾的成分大于浸渍有碳酸钾的成分。特别地，浸渍有碘化钾的成分大约是浸渍有碳酸钾的成分的两倍。这里这样的组成是特别有利的：其中浸渍层具有10重量％的浸渍有碘化钾的活性炭颗粒成分、5重量％的浸渍有碳酸钾的活性炭颗粒成分，其中剩余的85重量％由未浸渍的活性炭的颗粒和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的空调系统的内部空气过滤元件(4)的多层过滤材料，所述多层过滤材料包括：‑离子交换层(13)，其具有离子交换颗粒(20)；以及‑至少一个另外的层(14、15、25、26、27、28)，‑其中所述离子交换层(13)直接邻接所述另外的层(14、15、25、26、27、28)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 DE 102016204525.31.一种用于车辆的空调系统的内部空气过滤元件(4)的多层过滤材料，所述多层过滤材料包括：-离子交换层(13)，其具有离子交换颗粒(20)；以及-至少一个另外的层(14、15、25、26、27、28)，-其中所述离子交换层(13)直接邻接所述另外的层(14、15、25、26、27、28)。2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于，处于安装状态下的所述离子交换层(13)相对于针对所述过滤材料(12)规定的通流方向(29)而布置在与其直接邻接的所述另外的层(14、15、25、26、27、28)的上游。3.根据权利要求1或2所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换层(13)是吸湿的并且含有与水形成有毒环境的离子。4.根据权利要求3所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换层(13)含有与水形成酸性环境的酸离子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换层(13)具有阳离子交换颗粒。6.根据权利要求1至5中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换层(13)具有带有磺酸基团的离子交换颗粒(20)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换颗粒(20)被构造成至少部分地为纤维状并且包含在具有过滤材料纤维的非织造材料层中。8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述离子交换颗粒(20)被构造成至少部分地为粉状并且包含在具有过滤材料纤维的非织造材料层中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤材料，其特征在于，-作为另外的层，设置具有未浸渍的活性炭颗粒(16)的活性层(14)和具有浸渍的活性炭颗粒(17、18)的浸渍层(15)，-将所述活性层(14)布置在所述离子交换层(13)和所述浸渍层(15)之间，-所述离子交换层(13)在安装状态下相对于针对所述过滤材料(12)规定的通流方向(29)而布置在所述浸渍层(15)上游。10.根据权利要求9所述的过滤材料，其特征在于，-所述活性层(14)的灰成分含量最多为5重量％或最多为3重量％，和/或-所述活性层(14)具有粒度为30×60或30×70目的活性炭颗粒(16)。11.根据权利要求9或10所述的过滤材料，其特征在于，-所述浸渍层(15)具有浸渍有碘化钾的活性炭颗粒(17)，和/或-所述浸渍层(15)具有浸渍有碳酸钾的活性炭颗粒(18)。12.根据权利要求9至11中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述浸渍层(15)具有浸渍有碘化钾的活性炭颗粒(17)成分和浸渍有碳酸钾的活性炭颗粒(18)成分，其中浸渍有碘化钾的成分大于浸渍有碳酸钾的成分。13.根据权利要求9至12中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述活性层(14)在一侧上直接邻接所述浸渍层(15)并且在另一侧上直接邻接所述离子交换层(13)。14.根据权利要求9-13中任一项所述的过滤材料，其特征在于，-所述浸渍层(15)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·海因，K·默茨，B·伦兹，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE