纺粘型无纺布材料、包括纺粘型无纺布材料的物件、过滤介质、过滤元件及其应用制造技术

一种用于对流体进行过滤的、尤其是用在内部空间空气过滤器（32）中的过滤介质（10）包括纺粘型无纺布材料，所述纺粘型无纺布材料至少部分地由具有至少一种第一塑料组分（2）和一种第二塑料组分（3）的圆形分段的多组分纤维（1）构成。所述多组分纤维（1）在最大程度上未分割并且为了进行制造而以纺粘型无纺布方法（S4）将圆形分段的长丝精纺成纺粘型无纺布材料（10）。所述圆形分段的长丝而后形成所述多组分纤维（4），其中所述第一塑料组分（2）和/或所述第二塑料组分（3）尤其由聚丙烯构成。

Spunbond nonwovens, including spunbond nonwovens, filter media, filter elements and their applications

A filter medium (10) for filtering a fluid, particularly for use in an internal space air filter (32), includes a spunbond type non-woven fabric material, which is at least partially composed of a multi-component fiber (1) having a circular segment of at least one first plastic component (2) and one second plastic component (3). The multi-component fiber (1) is undivided to the greatest extent and the circular segmented filament is spun into a spunbond type non-woven material (10) by a spunbond type non-woven fabric method (S4) for manufacturing. The round segmented filament then forms the multi-component fiber (4), wherein the first plastic component (2) and / or the second plastic component (3) are particularly composed of polypropylene.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纺粘型无纺布材料、包括纺粘型无纺布材料的物件、过滤介质、过滤元件及其应用
本专利技术涉及一种纺粘型无纺布材料、一种带有纺粘型无纺布材料的物件、特别是一种过滤介质、一种过滤元件及其应用。在对流体的介质、像比如用于车辆或建筑物的内部空间的空气进行过滤时，使用过滤介质。已知的过滤介质比如是纸、泡沫、织物和也被称为无纺布材料的无纺布。本专利技术涉及无纺布以及与作为过滤介质的无纺布的组合。尽管能够想到用于不同的应用领域的过滤介质，但是在此尤其探讨用于在HVAC（加热、通风和空调）领域内并且对用于机动车的内部空间的输入空气（Zuluft）进行过滤的问题。然而，所描述的过滤元件和过滤介质必要时也能够用在其他应用中，例如用作用于燃料电池、风扇或者开关柜的过滤器或者用作用于马达或压缩机的吸入过滤器。在制造过滤元件时对过滤介质进行处理，例如对过滤介质进行层压、压花、折叠、打褶或切割。过滤介质必须适合于这些处理步骤。同样，过滤介质必须适合于进一步处理步骤、例如必要时进行喷射、发泡（Einschäumen）或者用泡沫来包围（Umschäumen）、粘入或粘合。特别是在大城市中的增加的空气污染结合现代的空调设备的使用使得以下措施成为必要，即：借助于合适的过滤器对从外部比如引导到机动车或者房屋的内部空间中的并且经过处理的或者经过空气调节的空气进行净化。为此，例如考虑颗粒过滤器、气味过滤器或其彼此间的组合，以便应该尽可能好地过滤出或者吸收包含在周围空气中的悬浮物、颗粒或气味。为了对尤其用于机动车的内部空间的空气进行过滤，经常使用例如形成折叠包的折叠的或打褶的过滤介质。为此，将首先面状的过滤材料薄片折叠成锯齿形或者也使其成波浪形。折叠包比如由侧带和顶带或其它框架来保持。这样的过滤元件能够以能更换的方式被固定在过滤容纳部中。由此形成的过滤组件能够被安装在相应的机动车的空调设备中。通过折叠部形成能够以预先给定的结构尺寸使过滤面积最大化并且因此降低介质速度、即通过过滤介质的流速。因此，比如能够实现更低的通流阻力和更高的过滤效率或者因此能够提高使用寿命。
技术介绍
作为过滤介质的无纺布原则上为人所知。按应用情况，过滤介质需要一定的刚度、特定的用于有待过滤的流体中的颗粒的阻挡能力、特定的穿透性或者特定的压力损失以及特定的材料特性。例如已经提出了一种无纺布复合材料（Vliesgewebeverbund），该无纺布复合材料通过水射流针刺（Wasserstrahlvernadelung）来固化并且被安置到载体结构上。例如，DE102011009227A1公开了一种用于制造相应的无纺布的方法，其中实现流体动力学上的针刺，以用于产生湿毡或干毡。EP2479331B1提出，使作为纺粘型无纺布得到处理的多组分纤维分割，以用于获得特别精细的纤维结构。在此，生产尤其用于卫生产品的、多层的无纺布。从US2002/0013111A1中已知由多种组分构成的能分割的聚酯纤维。将纤维作为短纤维（Stapelfaser）处理成面状的材料并且对其进行针刺。根据US2002/0013111A1用水射流来执行流体动力学上的针刺，所述水射流使各根纤维的多种组分分割并且因此产生特别薄且细的纤维结构。无纺布也经常包含有双组分纤维作为所谓的芯-外皮纤维（Kern-Mantelfaser）。例如，US20070220852A1描述了一种作为过滤介质的、具有用作粘合纤维的芯-外皮纤维的纺粘型无纺布。在这种情况下，所述芯比如具有比外皮更高的熔点，从而能够通过加热到外皮的软化或熔化温度这种方式来实现粘合纤维彼此间的连接以及与无纺布的其它纤维的连接并且由此实现稳定的无纺布。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种纺粘型无纺布材料、一种具有纺粘型无纺布材料的物件、特别是一种隔绝或包装材料、以及一种基于纺粘型无纺布材料的得到改进的过滤介质，其特别是用作比如车辆中或者HVAC领域内、比如建筑物技术中的内部空间空气过滤器。此外，一项任务在于，提供一种用于过滤组件的、得到改进的或者替代的过滤元件。过滤介质：几何结构因此，提出了一种用于用纺粘型无纺布材料对流体进行过滤的过滤介质，所述过滤介质至少部分地由分段的、特别是圆形分段的多组分纤维所构成，所述多组分纤维则具有至少一种第一塑料组分和一种第二塑料组分。圆形分段的多组分纤维在文献和技术中也作为分段式-饼-纤维（Segmented-Pie-Faser）为人所知。如果多组分纤维主要具有两种组分，则其被称为双组分纤维。多组分纤维的其他构型例如是芯-外皮纤维，对于所述芯-外皮纤维来说由一种组分构成的芯被由另一种组分构成的外皮所包围。多组分纤维的并排构型也为人所知。面状的过滤介质特别适合用在用于机动车中或者HVAC应用中的输入空气的内部空间空气过滤器中。已经发现，通过纺粘型无纺布方法获得的圆形分段的多组分纤维具有有利的过滤特性。多组分纤维也能够被称为聚组分或多组分纤维。“分段的”是指，在不同的塑料组分之间存在着基本上沿着纤维的长度延展范围存在的边界面。不排除在多组分纤维之内存在另外的分段或者沿着长度延展范围延伸的塑料组分。在相应的多组分纤维的横截面中产生由不同的塑料组分构成的饼块的式样的视图。原则上能够考虑，塑料组分这个概念并不意味着所述分段具有不同的成分。也能够通过制造过程来产生分段之间的边界面。但是，在本专利技术的范围内，塑料组分这个概念描述了分段的材料的成分并且对于多组分纤维来说存在着至少两种不同的成分。在实施方式中，用作过滤介质的纺粘型无纺布的多组分纤维具有基本上圆形的横截面。相较于常见的纺粘型无纺布，对其而言在用作过滤介质时多组分纤维基本上被分割。在那里，从组分中产生的纤维区段通常具有不规则的、例如三角形的横截面。在过滤介质的实施方式中，相应的圆形分段的多组分纤维具有外周面，并且塑料组分在多组分纤维的外周面上彼此邻接。在实施方式中，外周面沿着相应的多组分纤维的塑料组分之间的边界面具有纵向凹槽。例如，能够在制造过程中通过熔化或者基于在纺丝（Spinnen）时尚为液态的塑料材料的表面张力而产生纵向凹槽。相应的多组分纤维基本上能够具有光滑的表面。例如，能够考虑，外周面沿着圆周具有小于2μm的平均粗糙深度。塑料组分之间的、沿着多组分纤维的长度延展范围延伸的边界层或边界面能够实现得到改进的过滤作用。电荷或几何上的过渡区、例如棱边或凹槽能够改进对于来自有待过滤的流体的颗粒的捕集。根据过滤介质的所力求的特性，圆形分段的多组分纤维能够以不同的纤维厚度而存在。在过滤介质的特定的实施方式中，圆形分段的多组分纤维具有处于10μm与40μm之间、优选处于15μm与30μm之间的平均直径。在其他实施方式中，平均直径处于20μm与60μm之间并且优选处于30μm与40μm之间。对于所提出的多组分纤维来说，相应的第一和第二塑料组分彼此附着并且作为整体构成圆形分段的纤维。对于已知的、具有被分割、被毡合（verfilzen）或者被针刺的多组分纤维的过滤介质来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纺粘型无纺布材料，所述纺粘型无纺布材料至少部分地由具有至少一种第一塑料组分（2）和一种第二塑料组分（3）的圆形分段的多组分纤维（1）构成，其中多组分纤维（1）具有圆形的横截面，并且其中该多组分纤维（1）的份额至少为50%，对于所述多组分纤维来说圆形分段（2、3）在所述多组分纤维（1）的内部的分段界限（4）上沿着其长度延展范围（L）彼此连接，并且其中所述纺粘型无纺布材料被热固化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170328 DE 102017002957.1;20170328 EP 17163369.61.纺粘型无纺布材料，所述纺粘型无纺布材料至少部分地由具有至少一种第一塑料组分（2）和一种第二塑料组分（3）的圆形分段的多组分纤维（1）构成，其中多组分纤维（1）具有圆形的横截面，并且其中该多组分纤维（1）的份额至少为50%，对于所述多组分纤维来说圆形分段（2、3）在所述多组分纤维（1）的内部的分段界限（4）上沿着其长度延展范围（L）彼此连接，并且其中所述纺粘型无纺布材料被热固化。


2.根据权利要求1所述的纺粘型无纺布材料，其中多组分纤维（1）的份额为70%、优选80%，对于所述多组分纤维来说所述圆形分段（2、3）在所述多组分纤维（1）的内部的分段界限（4）上沿着其长度延展范围（L）彼此连接。


3.根据权利要求1或2所述的纺粘型无纺布材料，其中相应的圆形分段的多组分纤维（1）具有外周面（7），并且所述塑料组分（2、3）在所述多组分纤维（1）的外周面（7）上彼此邻接。


4.根据权利要求3所述的纺粘型无纺布材料，其中所述外周面（7）沿着所述塑料组分（2、3）之间的边界面（6）具有纵向凹槽（6'）。


5.根据权利要求3或4所述的纺粘型无纺布材料，其中所述外周面（7）沿着其圆周（5）具有小于2μm的平均粗糙深度（Rz）。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述圆形分段的多组分纤维（1）具有至少10μm、优选至少20μm并且进一步优选具有至少30μm的平均直径（D）。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中分段的多组分纤维（1）具有至少四个、优选至少六个并且进一步优选至少八个圆形分段（2、3）。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述多组分纤维（1）的塑料组分（2、3）在水射流处理的影响下没有从彼此上面分割。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中对于所述多组分纤维（1）的最大50％、优选最大30％、进一步优选最大20％的长度份额来说所述多组分纤维（1）的圆形分段（2、3）彼此分割。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述纺粘型无纺布材料（1）具有机器方向（M），并且所述多组分纤维（1）沿着所述机器方向（M）定向。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述塑料组分（2、3）借助于热作用，尤其在所述第一与第二塑料组分（2、3）之间的界限（4、6）的区域中彼此部分地熔接。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述多组分纤维（1）仅仅借助于热空气粘结来彼此连接。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述纺粘型无纺布材料（10）具有处于1.0mm到2.0mm之间、优选处于1.2mm到1.8mm之间、进一步优选处于1.3mm到1.7mm之间的厚度（D）。


14.根据权利要求1至11中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述多组分纤维（1）在热作用下彼此连接成无纺布。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述纺粘型无纺布材料（10）具有处于0.5mm到1.5mm之间、优选处于0.7mm到1.3mm之间、进一步优选0.8mm到1.2mm之间的厚度。


16.根据权利要求1至15中任一项的纺粘型无纺布材料，其中所述多组分纤维（1）的塑料组分（2、3）作为驻极体被充电。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述纺粘型无纺布材料（10）具有处于80g/m2与160g/m2之间、优选处于90g/m2与110g/m2之间、处于80g/m2与100g/m2之间或者处于110g/m2与130g/m2之间的单位面积重量。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述第一塑料组分（2）和/或所述第二塑料组分（3）由聚丙烯构成。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述第一塑料组分（2）具有第一熔点（T2）并且所述第二塑料组分（3）具有第二熔点（T3），其中所述第一熔点（T2）高于所述第二熔点（T3），并且在所述第一与第二熔点（T2、T3）之间存在至少8K、优选至少10K并且进一步优选至少15K的差。


20.根据权利要求1至19中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述第一塑料组分的质量份额在20％与80％之间、优选在40％与60％之间、进一步优选在45％和55％之间。


21.根据权利要求1至20中任一项所述的纺粘型无纺布材料，其中所述第一塑料组分（2）和/或所述第二塑料组分（3）具有第一份额的、带有第一熔点（TA）的第一热塑性材料（MA）和第二份额的、带有第二熔点（TB）的第二热塑性材料（MB），其中所述第一熔点（TA）高于所述第二熔点（TB）。


22.根据权利要求21所述的纺粘型无纺布材料，其中不同的多组分纤维（1）的第二热塑性材料（MB）为了固化所述纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：S奥伦特，T普姆泽尔，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE