过滤介质和制造这种过滤介质的方法技术

本发明专利技术涉及一种过滤介质和一种用于制造这种过滤介质的方法。所述过滤介质(1)用于过滤空气流，且具有带有大量双组分纤维的无纺织物。根据本发明专利技术，所述无纺织物构造成单层纤维复合材料(2)，所述纤维复合材料具有由双组分纤维组成的第一结构(3.1)和由连续的双组分纤维组成的第二结构(3.2)，通过用第二结构铺放覆盖第一结构，使第二结构(3.2)嵌入第一结构(3.1)。第一结构与第二结构的包覆的纤维一起形成一种非常稳定的单层的材料，这种材料在具有良好的过滤效果同时具有出人意料的高刚度、非常高的透气性和高容尘量。

【技术实现步骤摘要】
过滤介质和制造这种过滤介质的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有无纺织物的过滤介质和一种根据权利要求11的用于制造这种过滤介质的方法。
技术介绍
打褶的、即折叠的过滤介质广泛已知地用于在很多过滤元件中使用并且用于扩大过滤表面。为了获得可打褶的并且因此具有固有刚性的、保持折纹形状的介质，以及为了获得相应的过滤技术性能，通常将所述材料布置成多层的。用于基于合成纤维的材料的载体层通常是非常稳定的纺粘型无纺织物或短纤维无纺织物，所述纺粘型无纺织物或短纤维无纺织物由PES纤维或聚烯烃纤维构成。在一些构成方案中，所使用的纤维可以作为双组分纤维结构存在。热结合的双组分结构通常具有比均聚物纤维更高的刚度。载体层由较粗的纺粘型或短纤维组成并且主要具有承载功能或增强/打褶功能，而由施加到载体层上的微纤维实现细颗粒的分离。微纤维层本身没有承载能力并且没有足够的强度。附加地部分地用层压在微纤维层上的覆盖物保护微纤维层。微纤维例如包括聚丙烯或由聚碳酸酯聚合物。根据所使用的聚合物类型和工艺，通常还给所述微纤维加载静电荷。就是说，用于前面所述用途的常规过滤材料由具有粗纤维的刚性的纺粘型无纺织物层和细的微纤维层组成，所述纺粘型无纺织物层按纺粘法制造，所述微纤维层按熔喷法制造。这两个层例如通过超声波轧光法相互连接。这种结构和工艺例如由WO2010/049052或EP1208959B1中已知。备选地，这些层例如也通过热熔法或喷胶进行层压。除了例如借助于具有微纤维的纺粘型无纺织物实现的载体结构的组合以外，由短纤维连同载体结构组成的复合材料也是已知的。这种具有短纤维的复合材料非常适合于实现过滤器的高容尘量并由此实现长使用寿命。这里经常使用摩擦带静电的纤维，这种纤维由于其有限的无纺织物强度或不足的刚性而与载体层压。这种层压通常是例如利用超声波、针刺或利用借助于热熔胶进行的粘合来实现。所有这些实施形式的共同点在于，层压体是由至少两个具有不同纤维/不同纤维直径的不同的层组成。在实践中，这种复合材料在过滤材料的打褶、即折叠期间不断地导致对工艺过程的干扰，因为这两个层会相互脱离或在打褶时发生钩挂。在过滤元件中，通常会观察到所述层发生分离，这会导致在复合基质中形成“口袋”或形成小折纹。由于对通过流的干扰，所述口袋或折纹对于其中安装有过滤介质的过滤器盒的压力损失有负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种过滤介质，所述过滤介质结合了良好的稳定性、可加工性和容尘量，并且至少部分地消除了现有技术的缺点。另一个目的是说明一种制造这种过滤介质的方法。过滤介质需要高刚度，由此能够容易地且以工业规模对所述过滤介质进行打褶，即使其具有折纹。对于过滤介质的压力损失有利的是，材料较薄。在介质尽可能薄的情况下，可以减小褶皱间距，以由此降低过滤元件的压力损失。同时，有利的是，在过滤盒的压力损失相近的情况下，通过调整材料厚度、透气性和无纺织物构造在过滤盒中实现尽可能高的容尘量。高容尘量意味着长的使用寿命。同时，为了节省成本，同时还希望使用尽可能少的面密度或过滤介质量。所述目的通过具有权利要求1的特征的过滤介质来实现。根据本专利技术已经认识到有利的是，实现一种由无纺织物制成的具有单层的过滤介质，在所述过滤介质中，所有纤维相互连接，即形成纤维复合材料。根据本专利技术的过滤介质用于过滤空气流，并且所述过滤介质具有带有大量双组分纤维的无纺织物。根据本专利技术，无纺织物构造成单层的纤维复合材料，所述纤维复合材料具有由双组分纤维组成的第一结构和由连续的双组分纤维组成的第二结构，其中，通过用第二结构铺放覆盖(bespinnen)第一结构，第二结构嵌入第一结构中。第一结构与第二结构的包覆(aufspannen)的纤维一起形成一种非常稳定的单层的材料，这种材料在具有良好的过滤效果同时具有出人意料的高刚度、非常高的透气性和高容尘量。在根据本专利技术的过滤介质的一个特别有利的并且因此优选的改进方案中，双组分纤维由至少两种聚合物组分组成，所述聚合物组分的熔点相差至少15度并且尤其具有皮/芯纤维结构(cover-core)或双侧并列型纤维结构。芯和皮的(或并列的)纤维结构的优选聚合物是聚丙烯，在纤维的芯中特别是也可以使用聚酯。芯和皮的(或并列的)纤维结构的两种组分的比例可以在9:1和1:1之间变化，优选在8:2和7:3之间。这里，较少的成分是熔点较低的组分。特别有利的是，双组分纤维的聚合物组分由聚烯烃组成，例如由聚丙烯(PP)组成。已经认识到有利的是，第一和第二结构的双组分纤维的低熔点聚合物组分的聚合物种类是相同的，以确保材料一致性，就是说，第一和第二结构的双组分纤维的低熔点聚合物组分是同类的聚合物。在根据本专利技术的过滤介质中，第一结构的双组分纤维可以设计成短纤维、纺粘型无纺织物长丝、这些技术的组合，并且必要是可以与熔喷长丝一起构成。特别优选的是，第一结构热式、机械式或化学式地固化。第一结构是指由合成纤维制成的面式纤维结构，这种面式纤维结构可以是热式、机械式或借助于粘合剂固化的。可以按不同的充分已知的方法或不同方法的组合来制造第一结构的无纺织物：纺粘型无纺织物、熔喷无纺织物、纺粘型无纺织物与熔喷无纺织物的复合材料、由短纤维制成的干式铺放的无纺织物、由短纤维制成的湿式无纺织物、载体材料与纳米纤维的组合或者不同技术的相应组合物。这些不同的无纺织物制造方法是本领域技术人员公知，并且因此不再进行说明。这里特别是也可以考虑将包括粗纤维(＞1dtex)和较细的纤维(例如＜1dtex的微纤维)的多层无纺织物结构用作第一结构。为了实现过滤介质的渐变结构，第一和第二结构的双组分纤维可以具有不同的纤维直径。已经认识到有利的是，第一结构的至少按重量30％、尤其是至少按重量50％由双组分纤维组成(按重量％是指重量百分比)。在过滤介质的改进方案中，第一结构配备有驻极体功能、抗菌配置和/或着色。由聚丙烯制成的纤维例如可以特别好地持续加载静电荷。这可以例如通过电晕充电来进行。也可以设想采用其他引入静电荷的方法。过滤介质的第一结构可以具有20至150g/m2、尤其是40至80g/m2的面密度。施加到预先铺放的无纺织物上的连续的纺粘型无纺织物纤维主要由双组分纤维制成。这些纤维由至少两种聚合物组分组成。所述纤维可以是皮/芯纤维结构或并列纤维结构。芯和皮(或并列)纤维结构的优选聚合物由聚烯烃族组成。聚烯烃是指由烯烃制成的聚合物。这些聚合物常见但非限制性的示例包括聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。在一个构成方案中，但也可以在纤维的芯中使用PES。芯和皮(可选地并列地)所使用的两种聚合物在其熔点上至少相差15℃。两个芯组分和皮组分(或并列组分)的比例可以在9:1和1:1之间变化，优选在8:2和7:3之间。较少的成分较是低熔点的组分。连续的纺粘型无纺织物纤维或长丝的面密度为15至150g/m2，优选为40至80g/m2。如果预铺放的无纺织物在其组成上构造成不对称的，则可以根据希望的特性设置将连续的纺粘型纤维施加到预铺放的无纺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于过滤气流的过滤介质(1)，所述过滤介质具有包括大量双组分纤维的无纺织物，其特点在于，所述无纺织物构造成具有由双组分纤维组成的第一结构(3.1)和由连续的双组分纤维组成的第二结构(3.2)的单层纤维复合材料(2)，所述第二结构(3.2)嵌入所述第一结构(3.1)中。/n

【技术特征摘要】
20190410 EP 19168408.31.用于过滤气流的过滤介质(1)，所述过滤介质具有包括大量双组分纤维的无纺织物，其特点在于，所述无纺织物构造成具有由双组分纤维组成的第一结构(3.1)和由连续的双组分纤维组成的第二结构(3.2)的单层纤维复合材料(2)，所述第二结构(3.2)嵌入所述第一结构(3.1)中。


2.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，所述双组分纤维由至少两种聚合物组分组成，并且所述双组分纤维的所述至少两种聚合物组分在其熔点上相差至少15度并且特别是具有皮/芯纤维结构或并列纤维结构。


3.根据权利要求1或2所述的过滤介质，其特征在于，所述第一结构(3.1)和第二结构(3.2)的双组分纤维的低熔点聚合物组分的聚合物种类相同。


4.根据前述权利要求之一所述的过滤介质，其特征在于，所述第一结构(3.1)和第二结构(3.2)的双组分纤维具有不同的纤维直径。


5.根据前述权利要求之一所述的过滤介质，其特征在于，所述聚合物组分由聚烯烃组成。


6.根据前述权利要求之一所述的过滤介质，其特征在于，第一结构(3.1)的双组分纤维实施成短纤维、纺粘型无纺织物长丝、熔喷长丝。


7.根据前述权利要求之一所述的过滤介质，其特征在于，第一结构(3.1)是热地、机械地或化学地固化的。

【专利技术属性】
技术研发人员：O·施陶登迈尔，H·沙赫特，A·霍林斯沃思，T·戈格斯，A·科洛，R·库尔策，A·格赖纳，
申请(专利权)人：卡尔·弗罗伊登伯格公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE