CN101031347A - 用于气体过滤的过滤介体、过滤装置及所述过滤介体的生产方法 - Google Patents

用于气体过滤的过滤介体、过滤装置及所述过滤介体的生产方法 Download PDF

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Abstract

过滤介体，其用于过滤气体如空气，用以为场所或机动车实现通风和/或加热和/或空气调节，所述过滤介体包括至少一纤维网，其中至少一纤维网由至少两类平均直径不同的纤维的一混合体构成，各类纤维尤其具有一纤度，所述纤度小于或等于50分特，优选大于或等于1分特。本发明还涉及一所述过滤介体的生产方法。

Description

用于气体过滤的过滤介体、过滤装置及所述过滤介体的生产方法
技术领域
[01]本发明的目的在于提出一过滤介体(média filtrant)，其用于过滤如空气的气体，以便为场所或机动车实现通风和/或加热和/或空气调节，并提出包括所述过滤介体的一过滤装置。
[02]本发明的目的还在于提出一应用所述装置的过滤方法、以及一所述过滤介体的生产方法。
背景技术
[03]现有技术的过滤介体由直径基本恒定的混合纤维构成。
[04]其如专利文献FR 2 761 901中所描述的，可以通过梳理纤维获得，或其可以通过将一热塑性聚合物穿过管道而获得。
[05]本领域技术人员根据应用，选择他所希望用来生产一过滤介体的纤维的平均直径。
[06]通常，采用纤度(单位：分特(décitex))来表征一批纤维的平均直径。
[07]通常，越希望获得强大的过滤效力，越选择“细”的纤维，尤其是纤度(titrage)小于5分特的纤维。因此通常导致较低的填塞量(capacitéde colmatage)。
[08]相反，当希望获得填塞量较高的过滤介体时，会选择“粗”的纤维，尤其是纤度高于5分特的纤维。但因此导致过滤效力弱小。
[09]这些方法的问题在于获得这类过滤介体的难度，所述过滤介体既要具有强大的过滤效力，也要具有良好的填塞量。
发明内容
[10]本发明的目的在于弥补上述缺点。因此，本发明的目的在于实现一具有高效力与良好填塞量的过滤介体。
[11]借助于一过滤介体得以达到所述目的，所述过滤介体用于过滤气体如空气，用以为场所或机动车实现通风和/或加热和/或空气调节，所述过滤介体包括至少一纤维网，其中至少一纤维网由至少两类平均直径不同的纤维的一混合体构成。
[12]发明者可能注意到，出人意料的是，一按照本发明的过滤介体可以同时获得较高的过滤效力与良好的填塞量。
[13]根据所述的按照本发明的过滤介体的其它特征：
[14]-各类纤维具有一纤度，所述纤度小于或等于50分特，优选大于或等于1分特。
[15]-两类平均直径的纤维的纤度不同于一系数，该系数大于或等于1.5，优选大于或等于1.6，甚至大于或等于2。
[16]-所述的至少两类平均直径不同的纤维的混合体包括10％至90％的更小平均直径的纤维，其优选包括25％至75％的更小平均直径的纤维，尤其包括基本50％的更小平均直径的纤维。
[17]-所述纤维网的纤维优选地选自以下的组类：热塑性纤维组，所述热塑性纤维如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺；丙烯酸纤维或预氧化丙烯酸纤维组；芳族聚酸胺纤维组；酚醛纤维组；碳氟纤维组；无机纤维组，所述无机纤维如玻璃纤维；金属纤维组。
[18]-所述纤维网的纤维为长纤维，且通过一梳理作业被混合，从而形成一梳理网(voile de carde)。
[19]-所述纤维网的纤维具有一平均长度，所述平均长度大于或等于38毫米，且优选小于或等于120毫米。
[20]-所述过滤介体还包括一第二纤维网，该第二纤维网平行于所述纤维网——其由至少两类平均直径不同的纤维的一混合体构成——地布置，并且所述过滤介体还包括被设置在所述两个纤维网之间的活性粒子、尤其是活性碳粒子。
[21]-所述第二纤维网的纤维的纤度小于或等于所述由纤维混合体构成的纤维网的纤维的最小纤度。
[22]本发明还涉及一过滤装置，其特别地被用于过滤气体如空气，并用于对场所或机动车进行通风和/或加热和/或空气调节，所述过滤装置包括上面所述的过滤介体。
[23]过滤装置包括一承架件，所述承架件通常由一柔性的或硬性的聚合带构成，过滤介体被固定在所述承架件上。一常规的过滤装置通常包括两个或四个两两平行的聚合带。过滤介体在被固定在聚合带上之前，通常被弄皱成折叠式。
[24]本发明还涉及过滤如空气的气体的过滤方法，其中，以进入的空气流首先穿过所述的由至少两类平均直径不同的纤维构成的纤维网的方式，将一根据本发明的过滤装置布置在一空气流管中，其中所述过滤装置包括：一由至少两类平均直径不同的纤维构成的纤维网，以及一第二纤维网与位于所述两网之间的活性粒子。
[25]本发明还涉及过滤介体生产方法，所述过滤介体用于过滤气体如空气，所述生产方法包括至少以下的连续步骤：
[26]-配备纤维，所述纤维包括至少两类平均直径不同的纤维，并且其纤度小于或等于50分特，且优选大于或等于1分特，
[27]-混合所述配备好的纤维，
[28]-把混合体引入一梳理装置中，
[29]-进行一梳理作业，以便形成一梳理网。
[30]按照一实施方式，所述方法使用这类纤维，其中两类平均直径纤维的纤度不同于一系数，该系数大于或等于1.5，优选大于或等于1.6，甚至大于或等于2。
[31]按照一更有利的特征，所述方法包括一后续步骤，即：进行纤维液压粘合，尤其是通过喷水进行纤维液压粘合，以便提高所述梳理网的机械固结。
[32]还更有利的是，在所述梳理作业过程中加入一栅网。
[33]按照另一特征，所述方法包括一后续的成形步骤，尤其是一辊轧或压延的成形步骤，在所述步骤中，将所述梳理网与一第二网引入一成形装置中，从而允许接合所述两网，且在所述步骤中，将活性粒子尤其是活性碳粒子插放在所述两网之间，这尤其是在一辊轧或压延的操作期间进行。
具体实施方式
[34]其它有利的细节与特征从对以下非限制性的优选实施方式的描述中体现出来。
[35]按照已有技术(例1与例2)以及按照本发明(例3)，利用过滤介体制出三个组合型过滤器，其中所述过滤介体包括：一上部纤维网、一下部纤维网以及在两层纤维网之间的活性碳，其特征如下：
      上部纤维网     活性碳   下部纤维网
    纤维2.8dtex     纤维5.5dtex
  例1     100％     0％     300g/m2   2.8dtex
  例2     0％     100％     300g/m2   2.8dtex
  例3     50％     50％     300g/m2   2.8dtex
[36]所使用的纤维按照专利FR 2 761 901的教导进行梳理。
[37]上部纤维网的表面密度(masse surfacique)为38g/m2。
[38]下部纤维网的表面密度为40g/m2。
[39]与按照本发明的例3不同的是，例1与例2使用具有单一类的纤维(population de fibres)的过滤介体，而在本发明的例3中两类纤维相混合。
[40]活性碳利用一粘结剂被保持在两纤维网之间。
[41]在相同条件下实施打皱(plissage)之后，三种过滤介体被固定在两个由聚丙烯制成的5毫米的泡沫条带上，从而得到宽206毫米、长208.5毫米且高30毫米的过滤装置。
[42]过滤装置在由ISO/TS 11155-1标准确定的条件下进行表征。
[43]上部纤维网被放置于空气入口处。所使用的灰尘为SAE精细类型，即ISOFINE，(A2精细测试灰尘-ISO 12103-1)。
[44]以下表格总结了所获得的结果：
  带有过滤介体的过滤装置   在420m3/h下的压力损失(Pa)   在180m3/h下的填塞量(g)
  例1   146   19.7
  例2   142   55.6
  例3   152   48.9
[45]针对三个例子进行的测量显示：过滤介体的纤维类型不会对压力损失造成重大影响(估计压力损失测量值的离散差约为10％)。
[46]通常观察到，一由“粗”纤维构成的过滤介体的填塞量(例2)大大高于一由“细”纤维构成的过滤介体的填塞量(例1)。
[47]然而，令人意外的是，一由“粗”纤维与“细”纤维混合体构成的过滤介体(例3)的填塞量接近一“粗”纤维过滤介体(例2)的填塞量。
[48]为了界定过滤器的特征，还在过滤器的不同生命阶段，测量平均效力随粒度谱(spectre particulaire)(微米)的变化量(％)。
[49]确定一新过滤器出口处的压力Po——其中使一负载75mg/m3/h的Isofine灰尘的180m3/h的空气流通过该新过滤器，并记录在恒定的负载空气流量下、对于特征压力尤其是Po+125Pa、Po+250Pa所述效力随时间的效力变化量。
[50]图1示出对于一压力Po+125Pa，针对所述的三个例子例1、例2和例3所述的平均效力随粒度谱的变化。
[51]可注意到，在通常情况下，一“细”纤维介体(例1)的平均效力远高于一“粗”纤维介体(例2)的平均效力。
[52]令人意外的是，可注意到按照本发明的由“粗”纤维和“细”纤维的混合体构成的过滤介体(例3)的平均效力接近于一“细”纤维介体(例1)的平均效力。
[53]在这样一过滤器——其利用由纤维混合体构成的过滤介体——的不同生命阶段中可观察到这种性质，且以下表格证明了该性质。取用对于1微米的微粒尺寸值——其代表了机动车内需过滤的最大量灰尘——所述效力随压力的数值。
    过滤装置          在1μm下的平均效力
    P＝Po  P＝Po+125Pa  P＝Po+250Pa
    例1     65％  93％  95％
    例2     50％  85％  88％
    例3     58％  91％  95％
[54]按照本发明因此获得一出色的过滤介体，其允许获得这样的过滤器，所述过滤器的平均效力高，同时还具有较高的填塞量。
[55]本发明并不仅局限于这些实施类型，并且应当以非限制性方式解释本发明，且其包括任何过滤介体和这类过滤装置：其中，至少一纤维网由至少两类平均直径不同的纤维构成。

Claims (16)

1.过滤介体，其用于过滤气体如空气，用以为场所或机动车实现通风和/或加热和/或空气调节，所述过滤介体包括至少一纤维网，
其特征在于，至少一纤维网由至少两类平均直径不同的纤维的一混合体构成。
2.按照权利要求1所述的过滤介体，其特征在于，各类纤维具有一纤度，所述纤度小于或等于50分特，优选大于或等于1分特。
3.按照权利要求1或2所述的过滤介体，其特征在于，两类平均直径的纤维的纤度不同于一系数，该系数大于或等于1.5，优选大于或等于1.6，甚至大于或等于2。
4.按照上述权利要求中任一项所述的过滤介体，其特征在于，所述的至少两类平均直径不同的纤维的混合体包括10％至90％的更小平均直径的纤维，其优选包括25％至75％的更小平均直径的纤维，尤其包括基本50％的更小平均直径的纤维。
5.按照上述权利要求中任一项所述的过滤介体，其特征在于，所述纤维网的纤维优选地选自以下的组类：热塑性纤维组，所述热塑性纤维如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺；丙烯酸纤维或预氧化丙烯酸纤维组；芳族聚酸胺纤维组；酚醛纤维组；碳氟纤维组；无机纤维组，所述无机纤维如玻璃纤维；金属纤维组。
6.按照上述权利要求中任一项所述的过滤介体，其特征在于，所述纤维网的纤维为长纤维，且通过一梳理作业被混合，从而形成一梳理网。
7.按照权利要求6所述的过滤介体，其特征在于，所述纤维网的纤维具有一平均长度，所述平均长度大于或等于38毫米，且优选小于或等于120毫米。
8.按照上述权利要求中任一项所述的过滤介体，其特征在于，所述过滤介体还包括一第二纤维网，该第二纤维网平行于所述纤维网——其由至少两类平均直径不同的纤维的一混合体构成——地布置，并且所述过滤介体还包括被设置在所述两个纤维网之间的活性粒子、尤其是活性碳粒子。
9.按照权利要求8所述的过滤介体，其特征在于，所述第二纤维网的纤维的纤度小于或等于所述由纤维混合体构成的纤维网的纤维的最小纤度。
10.过滤装置，其特别地被用于过滤气体如空气，并用于对场所或机动车进行通风和/或加热和/或空气调节，其特征在于，所述过滤装置包括一如权利要求1至9中任一项所述的过滤介体。
11.过滤方法，其过滤气体如空气，其特征在于，将按照权利要求10所述的过滤装置插入一空气流管中，其中所述过滤装置包括一按照权利要求8或9所述的过滤介体；并且，所述过滤装置的所述由至少两类平均直径不同的纤维构成的纤维网被设置在气流入口处。
12.过滤介体生产方法，所述过滤介体用于过滤气体如空气，所述生产方法包括至少以下的连续步骤：
-配备纤维，所述纤维包括至少两类平均直径不同的纤维，并且其纤度小于或等于50分特，且优选大于或等于1分特，
-混合所述配备好的纤维，
-把混合体引入一梳理装置中，
-进行梳理作业，以便形成一梳理网。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，两类平均直径纤维的纤度不同之处在于一系数，该系数大于或等于1.5，优选大于或等于1.6，甚至大于或等于2。
14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法包括一后续步骤，即：进行纤维液压粘合，尤其是通过喷水进行纤维液压粘合，以便提高所述梳理网的机械固结。
15.按照权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，在所述梳理作业过程中加入一栅网。
16.按照权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括一后续的成形步骤，尤其是一辊轧或压延的成形步骤，在所述步骤中，将所述梳理网与一第二网引入一成形装置中，从而允许接合所述两网，且在所述步骤中，将活性粒子尤其是活性碳粒子插放在所述两网之间，这尤其是在一辊轧或压延的操作期间进行。
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