CN110831685A - 过滤介质和制造方法、过滤元件、过滤元件的应用和水喷入系统 - Google Patents

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Abstract

过滤介质（200、300），特别是用于过滤水，所述过滤介质包括至少一第一层（201、301）作为支撑层和一第二层（202、302）作为相对所述第一层（201、301）下游侧布置的过滤层，其中，不仅所述第一层（201、301）而且所述第二层（202、302）具有至少一种至少抗细菌的有效物质。此外公开了过滤元件、过滤元件的应用和用于制造过滤介质的方法。最后，本发明还涉及具有根据本发明的过滤元件的水喷入系统。

Description

过滤介质和制造方法、过滤元件、过滤元件的应用和水喷入 系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的过滤介质、过滤元件、过滤元件的应用、用于制造过滤介质的方法和水喷入系统。
背景技术
由DE 10 2011 104 628 A1 公开了一种过滤介质，该过滤介质具有至少两个过滤分层，至少两个过滤分层中的一个过滤分层配备有抗微生物有效物质，例如配备有吡啶硫酮锌或银、特别是纳米银，或配备有其它金属。第二过滤分层尤其可以是下游侧布置的过滤分层。
DE 10 2013 021 071 A1 公开了一种用于在机动车内部空间过滤器中过滤空气的过滤介质。该过滤介质具有多层结构，其包含至少一抗过敏过滤分层、一颗粒过滤分层、一或多个带有活性炭的吸附分层以及包含作为有效物质的吡啶硫酮锌的抗细菌过滤分层。
现有技术的上述过滤介质首先由于其结构完全适用于汽车通风设备中的相对小的通风装置功率和压差，不适用于液体系统中的使用，在液体系统中，过滤介质通常经受明显较高的压差。内部空间过滤介质不能被机械地加载，使得其也可被使用在液体系统中。此外，内部空间过滤介质的抗微生物特性对于液体系统来说也不够，因为水中的菌芽生长在数天静止状态和夏季超过60℃的温度下在马达舱区域中明显高于在通风设备的空气通道区域中。抗微生物效果的上述形式对于针对内部空间区域的空气过滤器可能是足够的，但不适用于液体系统。
从现有技术出发，本发明的目的现在是提供一种过滤介质，该过滤介质在抑制菌芽生长方面也为水过滤领域提供了令人满意的结果并且满足在耐压差性方面提高的要求。
本发明通过具有权利要求1特征的过滤介质来解决该任务。
发明内容
根据本发明的过滤介质可用于例如在过滤元件中过滤水，如其在用于内燃机的水喷入系统中使用的那样。这种系统通常具有水箱、泵、一或多个过滤器、控制系统、流体管路和喷入阀或喷入喷嘴。如在水较长时间段停留并经受促进细菌和菌类生长的较高温度的所有系统中那样，在此情况下存在形成生物膜的风险，这尤其会导致过滤元件被堵塞，由此不能再被穿流并且水喷入系统由此不再能够满足其功能。这应当被防止。
相应的过滤介质包括至少一第一层作为支撑层和一第二层作为相对第一层下游侧布置的过滤层。第二层在此情况下可以具有比第一层更高的粉尘收纳容量，尤其是至少高两倍的粉尘收纳容量。作为支撑层，除了无纺物（熔喷物、纺粘物等）之外，还可以使用细网孔的筛网或网格，其尤其可以由塑料制成。这些筛网或网格同样可配备有抗微生物有效物质。
由此可以有效地避免微生物体、尤其是细菌的繁殖，即通过所有过滤分层形成生物膜。
根据本发明，不仅第一层，而且第二层具有至少一种抗细菌的有效物质。在此情况下使用抗细菌既指抑细菌性质，也指杀细菌性质。
有利地，有效物质可以不仅对细菌是有效的，而且不仅具有抑细菌和/或杀细菌效果，且具有抑真菌和/或杀真菌效果。
杀细菌应被理解为是指杀死细菌效果。在此情况下，必须在它们使用之后在最初4小时内以一定份额、优选至少99%杀死细菌。相比之下，抑细菌物料仅具有抑制生长的效果。
此外，有效物质可以是选自包括吡啶硫酮（Pyrithion）和/或其金属盐的分组的有效物质，其中，所述金属盐特别是碱金属盐、特别是钠盐、碱土金属盐或过渡金属盐，优选来自锌、锰、铜和铁，或该分组包括吡啶硫酮衍生物和/或其金属盐，其中，所述金属盐特别是碱金属盐、特别是钠盐、碱土金属盐或过渡金属盐，优选来自锌、锰、铜和铁。替换或附加的是通式NR4 + X-或R＝NR2 +X-的季铵盐（quartäres Ammoniumsalz），其中，R在本文中表示有机基团，并且其中，R可以相同或不同，并且其中，R优选为通式- OCH3的至少一种烷氧基（Alkoxy-Gruppe）、通式R3Si-O-的硅氧基（Siloxy-Gruppe）或通式R1R2R3Si-O-R4的烷氧硅烷基（Alkoxysilyl-Gruppe）、特别是三烷氧硅烷丙基（Trialkoxysilylpropylgruppe），并且其中，X-是阴离子，特别是选自F、Cl、Br或I的卤化物。
吡啶硫酮金属盐或吡啶硫酮衍生物金属盐可以是锌盐，特别是吡啶硫酮锌。
此外可以设置的是，季铵盐具有三烷氧硅烷丙基，特别是二甲基十四烷基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵（Dimethyltetradecyl [3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid）或3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵（3-(tri-methoxysilyl)propyldimethyl octadecyl ammoniumchlorid）。
相对于纯表面覆层，在制造技术方面给多个层、即尤其还有支撑层配备至少抗细菌的有效物质首先是不利的。然而，通过为多个层配备至少抗细菌的有效物质，可不仅在过滤介质的净化侧，而且在未净化侧上且越过所有层减少或防止细菌生长。此外有利的是，过滤介质在其整个厚度上具有至少一种至少抗细菌的有效物质。仅表面抗细菌地被覆层的过滤介质、例如内部空间过滤介质不可满足水系统中的要求，因为在过滤介质内部中或在层边界处也面临细菌/菌类生长的威胁，其可导致结块。通过具有支撑层的配置，有利地实现了改善的抗压强度。
第一层和第二层可以分别设有含有效物质的浸渍部和/或含有效物质的覆层。此外，通过浸渍部和/或覆层可以实现有效物质、特别是吡啶硫酮锌在层的整个过滤平面上较均匀的分布。
含有效物质的覆层和/或浸渍部可以具有基于聚丙烯酸酯的接合剂。特别优选地，接合剂可以是所谓的疏水性改性的聚丙烯酸酯（HASE）或与聚氨酯交联形成混合聚合物的聚丙烯酸酯。
根据覆层的层厚度而定，含有效物质的、特别是含吡啶硫酮锌的聚丙烯酸酯覆层允许部分吡啶硫酮锌分子的缓慢洗出，使得该覆层具有沉淀效果（Depotwirkung）。这尤其在过滤介质被使用在水喷入系统的过滤元件中时是有利的，因为由此在回冲过程中也可实现带有至少抗细菌效果的液压系统的组成部分，这些组成部分在空间上很强地与过滤元件分离，例如泵。
第二层可以被构造为无纺物层，其中，该无纺物层具有至少80重量%的合成纤维，尤其是PET纤维、PBT纤维、PA纤维和/或PP纤维和/或PE纤维。纤维可以有利地是熔喷纤维和/或短纤维。
具有覆层或浸渍部的过滤介质的透空气性可以为100至850 l/m2s、优选180-700l/m2s。相应的结论可以涉及相对于其它介质、特别是水的透过性。透空气性的上述值应当在ISO 9237的背景下去理解，根据ISO 9237为了测量而施加200Pa的压差。
构造为支撑层的第一层尤其可以具有网格结构，其优选具有小于0.8mm的厚度。还要明显更小的厚度也是可能的，其中，最小厚度受用于网格的材料的强度特性影响。构造为网格结构的第一层用于机械地稳定第二层，这在第二层是无纺物层时是特别重要的，并具有排放功能。第一层可以具有至少80重量%的合成纤维，特别是PET纤维、PBT纤维、PA纤维和/或PP纤维和/或PE纤维。
在本发明的一种特别有利的设计方案中，过滤介质除了所述至少两个前述层之外还具有至少一个第三层、尤其纺粘层，所述第三层相对第二层被构造在下游侧，其中，第三层被构造为支撑层。
第三层尤其可以被构造成具有比第二层小的粉尘收纳容量，尤其是具有至少小两倍的粉尘收纳容量。根据该实施方式，构造为过滤层的第二层在一定程度上以夹层方式被收纳在两个支撑层（第一层和第三层）之间。这点具有的优点是，过滤层可以在两个可能的穿流方向上优化地被支撑。在过滤介质使用在水喷入系统的过滤元件中时，这是有利的，因为为了反向冲洗系统组件、例如喷入喷嘴/喷入阀和/或泵，会出现流动方向的反转。
特别优选地，过滤介质的每层现在具有含有效物质的浸渍部和/或含有效物质的覆层。这对于确保在中间层或支撑层中在清洁侧或未清洁侧上不形成菌芽负载是特别有利的。最优选地，将过滤介质的每层，即两个、三个或更多的层单个地配备有效物质。在此，层也可以分别被有效物质穿透。
因此，可由实验室工人或针对颜料和漆料的工程师通过程序化工作来调节浸渍部和/或覆层中的吡啶硫酮锌的浓度与接合剂的浓度之间的比例，使得在168小时之后至少0.1重量%的吡啶硫酮锌可在65 ℃的水中从覆层和/或浸渍部中冲洗出来。
根据另一实施方式，第一层可具有比第二层更小的厚度、尤其是小至少1.5倍的厚度。由此，尽管覆层和必要时随之出现的纤维横截面增大，仍对于层实现了一定的蓬松，这对于高的粉尘收纳容量是重要的。
在此，被构造成过滤层的第二层可以被选择为，使得大小为10μm的粉尘颗粒或微生物也被定量地、即超过95%、尤其超过99%地保留。关于待过滤粉尘颗粒大小的相应规格在大多数市场上可获得的过滤介质的情况下在产品数据页中给出。
第一层可具有比第二层更小的单位面积重量、特别是小至少1.2倍的单位面积重量。总体上，第一层仅用于支撑第二层，第二层可承担从水中分离颗粒的实际任务。然而，微生物也可以直接积聚并扩散到网格或其它支撑结构的较大的面上，因此它也具有至少一种至少抗细菌的有效物质。
本发明的另一方面涉及一种过滤元件，其可被构造为圆形过滤元件或扁平过滤元件。过滤元件具有由根据本发明的过滤介质构成的过滤介质包。过滤介质包尤其可以是折叠的过滤介质包，其为了形成柱状过滤元件例如可具有星形折叠部。优选地，过滤元件是用于内燃机或燃气轮机的水喷入系统的水过滤元件。
过滤元件尤其可具有至少一个端部盘，其可以与过滤介质包材料锁合地连接、例如焊接。过滤元件也可具有两个端部盘，例如一闭合和一敞开的端部盘或两个敞开的端部盘，其中，过滤元件设计取决于设置用于使用的流体系统。其它的过滤器结构形式对于本领域技术人员来说是已知的。
本发明的另一方面涉及过滤元件在内燃机和/或燃气轮机的水喷入设备的流体管路的预过滤器和/或主过滤器中的应用。
特别优选地，不仅预过滤器，而且主过滤器，即水喷入设备的两个不同的部位可具有根据本发明的过滤元件，使得既不在预过滤器中，也不在主过滤器中面临形成生物膜的威胁。通过两级的过滤，可以更可靠地保护水喷入设备的喷入喷嘴和/或喷入阀免受污染。
此外，预过滤器可包括壳体和布置在壳体中的过滤元件。
根据本发明的用于制造过滤介质的方法包括以下步骤：提供单个的层；每个层用有效物质、尤其吡啶硫酮锌溶液单个覆层和/或单个浸渍；并随后接合成过滤介质。
为了对层进行覆层或浸渍，可以使用具有随后的干燥的上浆法，其中，干燥可以在室温下执行或在升高的温度下、例如100℃或更高温度下执行。
在执行上浆法时，可以使用其中溶解了有效物质的水性溶液。附件地，溶液可以包含上述聚丙烯酸酯，其作为极细颗粒或粉末被收纳在其中并改善了有效物质在层/纤维上的附着。
本发明的最后方面涉及一种用于内燃机的水喷入系统，其具有水箱和至少一个喷入装置、例如具有一个或多个喷入喷嘴或喷入阀。喷入装置与水箱流体地连接，其中，在水箱与至少一个喷入装置之间的流体管路中存在至少一个过滤元件，所述过滤元件涉及根据本发明的过滤元件。由此，可以有效地应对由于微生物体的生长而形成生物膜的问题，微生物体在水性介质中直接是大问题。
附图说明
下面借助于附图根据实施例详细解释本发明。
示例性地：
图1示出商用车中的流体管路的示意性且简化的线路图；和
图2示出第一过滤介质的示意性结构；和
图3示出第二过滤介质的示意性结构。
具体实施方式
附图仅示出了示例且不可被理解为限制性。
图1以简化方式示出具有水沿流动方向100的流体流的内燃机水喷入设备的介质管路的结构。可看到具有补充填充接管1的可加热水箱2和用于查明水质、液位和/或温度的传感器3。
水箱2具有通向沿流动方向100布置在水箱后面的泵模块5的第一输入管路11。如图1中所示，泵模块5可以设有截止阀、孔口、止回阀、压力传感器和可选的加热器。
为了保护泵模块免受来自水箱的污染，输入管路11具有预过滤器4。该过滤器从流体流中过滤出大小级别大于25μm的污物颗粒。
第二输入管路6将流体进一步导引至沿流动方向100布置在泵模块5后面的喷嘴组件9。通过喷嘴组件9的喷嘴10可以将水喷入到内燃机的活塞式马达或燃气轮机中。可选地，可以通过压力传感器8在将介质供应到喷嘴组件9中时检查介质压力。
第二输入管路6具有主过滤器7，该主过滤器保护喷嘴组件9免于堵塞或污染。主过滤器7也经常被描述为精滤器。它用于从流体流中过滤出颗粒大小大于9μm的颗粒。
预过滤器4和精滤器4的最大负载优选为至少10克、优选至少12克。
预过滤器4在输送方向100上的压降在通流量为110 l/h时优选最大为100 mbar。
在80 l/h的通流量下，精滤器或主过滤器7的压降优选地最大为500 mbar。
图2示出了根据本发明的用于在预过滤器4和/或主过滤器7中使用的过滤介质200的结构。
过滤介质200具有至少一个第一层201和至少一个第二层202。
过滤介质200的第一层201在此是入流侧的层，如在图2中根据流动方向100可看出的那样。
第一层201是支撑层并且可以被构造为无纺物层或网格层。第一层201的绝大多数纤维由合成塑料形成。在此，在无纺物层的情况下可以例如并优选地涉及PBT纤维（聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维）。替换地，网格可以在PBT基础上构造。第一层201可以具有小于130g/m2、特别是在70-110 g/m2之间的单位面积重量。第二层202的平均厚度尤其可以小于0.7mm、尤其在0.4至0.6 mm之间。
第二层202是过滤层并被构造为无纺物层。第二层的绝大多数纤维在此可以有利地是PET纤维。第二层202能够具有大于140 g/m2、尤其在160-180 g/m2之间的单位面积重量。第二层202的平均厚度可以大于0.8mm、特别是在0.9至1.2mm之间。平均纤维直径为4至40μm。关于厚度和纤维直径的数据可以以显微镜方式确定。
过滤介质200可以在过滤元件中设置成之字形折叠。过滤介质200可以在过滤元件中布置为具有星形横截面的空心柱状的波纹件。波纹件在其两个末端顶端面的每个上分别通过一端部盘来限界。前述类型的过滤元件例如由DE 10 2016 008 502 A1 公开，在本发明的范围内特别是在过滤元件的结构方面全面参照该文献。
根据本发明，不仅第一层201，而且第二层202具有至少抗细菌的有效物质，根据该示例性实施方式，该有效物质为吡啶硫酮锌。
有效物质、在此吡啶硫酮锌可以以覆层或浸渍部204的形式布置在第一和第二层201、202的纤维上或可以穿过这些层，使得这些层在一定程度上被浸泡在有效物质中。
预过滤器4的过滤介质的更换可以在水喷入系统中例如每15年进行一次。
图3示出了用于主过滤器7的过滤介质300的结构，该过滤介质本身当然也可以在其它应用中用于预过滤器4。
过滤介质300至少三层式利用第一层301、第二层302和第三层303构成。
主过滤器7的第一层301是入流侧层。该入流侧层可以类似于预过滤器4的第一层201地构造，特别是关于层的单位面积重量和厚度。它被构造为支撑层并且可以由网格材料和/或无纺物材料构成。第一层的纤维或网格结构可至少80重量%由PBT材料构成。
过滤介质300的第二层302优选地被构造为精滤器。在此，它可以是由熔喷纤维构成的无纺物层。绝大多数熔喷纤维可以特别优选地构造为PBT纤维。相对纤维素纤维，PBT熔喷纤维在类似测量条件下具有提高超过四倍的粉尘存储容量。
第二层302能够具有大于130g/m2的单位面积重量、尤其在140-180g/m2之间。第二层302的平均厚度可以大于0.8mm、特别是在0.9至1.1mm之间。平均纤维直径为0.1至10μm。关于厚度和纤维直径的数据可以以显微镜方式确定。
第三下游侧层303同样可以被构造为支撑层，即无纺物层。该层303可以优选被构造为纺粘层。纺粘层具有比布置在其上的第一层和第二层301和302更小的层厚度、优选小至少1.5倍的层厚度。作为纺粘纤维材料可以使用至少80%的PET纤维。下游侧层303在此同样能够被构造为支撑层。该纺粘层一方面能够实现排放并总体上给过滤介质300赋予了较高的刚度。
吡啶硫酮锌覆层或浸渍部在图3中作为附图标记304示出。
主过滤器7的过滤介质300的整体具有初始分离度，其根据ISO 19438:2003-11通过颗粒计数来确定，对于颗粒大小大于10μm的颗粒而言，该初始分离度大于99.5%。
主过滤器7的过滤介质300的整体在300mbar下在用50mg/l粉尘的空气流加载时并在根据ISO 19438:2003-11的入流分配为0.16 l/cm2h时具有100 g/m2的粉尘存储能力。
高的粉尘存储容量使得过滤器能够在商用车中以两年或更长的更换间隔进行更换。
主过滤器的过滤介质300可以类似于预过滤器的过滤介质200布置在过滤元件中或者替代地折叠或未折叠地在平面框架结构中布置在扁平过滤元件中。
根据ASTM D 737的预过滤器4的过滤介质200的透空气性优选至少是主过滤器7的过滤介质300的透空气性的三倍那么大。
在此，预过滤器4的过滤介质200在200Pa下的透空气性可以在150至250 l/m2/s之间，其中，过滤介质的透空气性相对于具有类似结构的过滤介质并在类似测量条件下然而具有未覆层的和/或未经浸渍的层的过滤介质略微减小。
预过滤器4的过滤介质200的厚度优选在0.5 kPa的压力下为0.25至0.4 mm。
主过滤器7的过滤介质300在200Pa下的透空气性在此可以在500至850 l/m2/s之间，其中，过滤介质的透空气性相对于具有类似结构的过滤介质和在类似测量条件下然而具有未覆层的和/或未经浸渍的层的过滤介质略微增加。
预过滤器4的过滤介质200的厚度优选在0.5kPa的压力下为0.8至2.0 mm。
下面详细描述用于制造预过滤器4和主过滤器7的根据本发明的过滤介质200和300的方法。
在上浆法（也称为全浴池浸渍）的范围内，将覆层或浸渍部施加到层的纤维上。
在湿处理的范围内，这些层在此首先被导引通过具有浸渍或覆层剂的浴池。在该浴池中布置所谓的漂染液，其具有吡啶硫酮锌。浴池温度可以优选为40-60℃，并且作用时间为约20至30分钟。
在辊压机中可以对过滤介质进行压出。
接着可以进行过滤介质200、300的干燥过程或凝聚过程。
干燥过程可以在120℃且凝聚过程可以在140℃分别进行大致2分钟长度。
此外，所述漂染液包括水和疏水接合剂体系，优选基于聚丙烯酸酯，其将吡啶硫酮锌结合至对应层的纤维上。
在制造时，所述层优选单个地被浸渍和/或覆层并然后上下叠置以提供根据本发明的过滤介质。
吡啶硫酮锌在所述漂染液中的浓度优选为5至20 g/l之间。每kg无纺物材料的吡啶硫酮锌的浓度可以优选至少为2g、特别优选4-20 g。
在65℃下的水中储存168小时并进行导引能力测量，水的导引能力增加。这表明一些量的吡啶硫酮锌已经被洗出。在长耐用时间的情况下，吡啶硫酮锌的缓慢洗出是有利的，因为水箱和管路中的水通过洗出被消毒，或者至少减少了菌芽的生长。
溶液的导电性应小于200 μS。
过滤介质200和300的抗细菌活性根据AATCC 100:2012检查方法来确定。在此，过滤介质在37℃下与细菌接触20小时。使用金黄色葡萄球菌（根据ATCC 6528）和大肠杆菌（根据ATCC 11 229）作为检查菌芽。对于仅具有PBT纤维的过滤介质，这两种菌芽显示出大于99.4%、特别是99.4至99.99%的抗细菌活性。
此外，以所谓的抗霉性试验（AATCC 30-III-2013）的形式查明抗真菌活性。使用中性曲霉（ATCC 6275）和球壳拟南杆菌（ATCC 6205）作为检查真菌。在28℃和大于90%的湿度下培养时间为7天。在该研究中，经浸渍的过滤介质没有显示出结垢。
在结果上，抗细菌和抗真菌研究显示了对于过滤介质200和300效果而言的优异结果。
预过滤器和主过滤器的层在这些示例中始终用PBT纤维或PET纤维来描述。替代地，所述层也可以具有聚酰胺纤维或聚丙烯纤维。
过滤介质在大的pH值范围上是稳定的，然而尤其是在pH=0.6至pH=9之间的pH值范围中是稳定的。

Claims (17)

1.过滤介质（200、300），特别是用于过滤水，所述过滤介质包括至少一第一层（201、301）作为支撑层和一第二层（202、302）作为相对所述第一层（201、301）下游侧布置的过滤层，
其特征在于，
不仅所述第一层（201、301）而且所述第二层（202、302）具有至少一种抗细菌的有效物质。
2. 根据权利要求1所述的过滤介质（200、300），其特征在于，所述有效物质是选自如下分组的有效物质，所述分组包括：吡啶硫酮和/或吡啶硫酮金属盐，其中，所述金属盐特别是碱金属盐、特别是钠盐、碱土金属盐或过渡金属盐，优选选自锌、锰、铜和铁的分组；吡啶硫酮衍生物和/或吡啶硫酮衍生物金属盐；和/或通式NR4 + X-或R＝NR2 +X-的季铵盐，其中，R是有机基团，其中，R相同或不同，并且其中，R优选是通式-OCH3的至少一种烷氧基、通式R3Si-O-的硅氧基或通式R1R2R3Si-O-R4的烷氧硅烷基、特别是三烷氧硅烷丙基。
3.根据权利要求2所述的过滤介质（200、300），其特征在于，所述吡啶硫酮金属盐或吡啶硫酮衍生物金属盐是锌盐、特别是吡啶硫酮锌。
4.根据权利要求2所述的过滤介质，其特征在于，所述季铵盐具有三烷氧硅烷丙基，特别是二甲基十四烷基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵或3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。
5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（200、300），其特征在于，所述第一层（201、301）和所述第二层（202、302）分别设有含有效物质的浸渍部和/或含有效物质的覆层。
6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，含有效物质、尤其含吡啶硫酮锌的所述覆层和/或浸渍部具有基于聚丙烯酸酯的接合剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，所述第二层（202，302）被构造为无纺物层并具有至少80重量%的合成纤维、尤其由共聚物、PET纤维、PBT纤维、PA纤维和/或PP纤维、PE纤维构成的纤维，所述合成纤维优选是熔喷纤维和/或短纤维。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，所述过滤介质的透空气性为100至850 l/m2s、优选180-700 l/m2s。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，所述第一层（201、301）具有优选厚度小于0.8mm的网格结构，和/或所述第一层（201、301）具有至少80重量%的合成纤维，尤其是由共聚物、PET纤维、PBT纤维、PA纤维和/或PP纤维、PE纤维构成的纤维。
10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，所述过滤介质（300）具有至少一个第三层（303）、尤其是纺粘层，所述第三层相对所述第二层（302）被构造在下游侧，其中，所述第三层（303）被构造为支撑层，其中，所述过滤介质（200、300）的每个层（201、202、301、302、303）具有含有效物质的浸渍部和/或含有效物质的覆层。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，在所述浸渍部和/或覆层中，选择吡啶硫酮锌的浓度与接合剂的浓度之间的比例，使得至少0.1重量%的吡啶硫酮锌在168小时以后在水中在65℃下能从所述覆层和/或浸渍部中冲洗出来。
12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质（1），其特征在于，所述第一层（201、301）具有比所述第二层（202、302）更小的厚度、尤其小至少1.5倍的厚度，和/或所述第一层（201、301）具有比所述第二层（202、302）更小的单位面积重量、尤其小至少1.2倍的单位面积重量。
13.过滤元件，优选圆形过滤元件或扁平过滤元件，其具有过滤介质包、优选折叠的过滤介质包，所述过滤介质包由根据权利要求1至12中任一项所述的过滤介质构成。
14.根据权利要求13所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件具有至少一个端部盘，所述端部盘材料锁合地与所述过滤介质包连接、优选焊接。
15.根据权利要求13或14所述的过滤元件在内燃机和/或燃气轮机的水喷入设备的流体管路中的预过滤器（4）和/或主过滤器（7）中的应用。
16.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质的方法，其特征在于，所述层（201、202、301、302、303）首先被单个地提供，单个地用所述有效物质、优选吡啶硫酮锌溶液覆层或浸渍，优选通过上浆法，并随后将这些层接合成所述过滤介质（200、300）。
17.用于内燃机的水喷入系统，其具有水箱和至少一个喷入装置，所述喷入装置与所述水箱流体地连接，其中，在所述水箱与所述至少一个喷入装置之间的流体管路中存在至少一个过滤元件，其特征在于，所述过滤元件是根据权利要求13或14所述的过滤元件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111789054A (zh) * 2020-07-29 2020-10-20 辽宁省海洋水产科学研究院 一种芽孢杆菌菌液应用于刺参苗种培养的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3107655B1 (fr) * 2020-02-28 2022-02-11 Sogefi Filtration Spa Agencement de filtration et utilisation d’un dispositif de filtration, avec fonction anti-bulles, pour epurer une eau destinee a une chambre de combustion d’un vehicule
CN111686514A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 雅弦科技有限公司 一种过滤材料及其制备方法、过滤装置及新风系统
US20220047978A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Mann+Hummel Life Sciences & Environment Holding Singapore Pte. Ltd. Anti-microbial, anti-allergenic bio-functional air filter medium for residential air filtration and air filter element
CN113046922A (zh) * 2021-02-23 2021-06-29 丹视(上海)智能科技有限公司 用以制作抗菌抗病毒熔喷布的设备及实现方法
DE202022105638U1 (de) 2022-10-06 2022-10-25 Mahle Gmbh Filtermedium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1938072A (zh) * 2004-03-26 2007-03-28 华金·埃斯普埃拉斯佩尼亚尔瓦 生产方法及使用所述方法获得的过滤器，该过滤器包括无纺布和 /或过滤注入器结构或薄片，并被用于从处于嗜肺性军团杆菌增殖危险的任何设备中过滤和除去嗜肺性军团杆菌
CN101223241A (zh) * 2005-07-15 2008-07-16 圣萨拉姆集团 缓释性热塑性聚合物组合物以及由其制成的制品
EP2392395A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-07 Goodrich Corporation Aircraft potable water system
DE102011104628A1 (de) * 2011-06-06 2012-12-06 Mann + Hummel Gmbh Antimikrobielles Filtermedium und Filtermodul
DE102013021071A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Mann + Hummel Gmbh Filtermedium, Filterelement und Filteranordnung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070269643A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 James Calvin Bennett Antimicrobial pool filter
JP2008095266A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Hodai Lee ナノ素材を用いた複合繊維フィルター、ナノ素材を用いた複合繊維フィルターの製造装置及びナノ素材を用いた複合繊維フィルターの製造方法
US20140332459A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Goodrich Corporation Biocide-loaded electrospun nanofibers supported by adhesive-free thin fabric for pathogen removal filtration
DE102014002033A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Hydac Fluidcarecenter Gmbh Filterelement und Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums für ein solches Filterelement
DE102016008502A1 (de) 2016-07-15 2017-06-01 Mann + Hummel Gmbh Filterelement und Verfahren zur Herstellung desselben

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1938072A (zh) * 2004-03-26 2007-03-28 华金·埃斯普埃拉斯佩尼亚尔瓦 生产方法及使用所述方法获得的过滤器，该过滤器包括无纺布和 /或过滤注入器结构或薄片，并被用于从处于嗜肺性军团杆菌增殖危险的任何设备中过滤和除去嗜肺性军团杆菌
CN101223241A (zh) * 2005-07-15 2008-07-16 圣萨拉姆集团 缓释性热塑性聚合物组合物以及由其制成的制品
EP2392395A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-07 Goodrich Corporation Aircraft potable water system
DE102011104628A1 (de) * 2011-06-06 2012-12-06 Mann + Hummel Gmbh Antimikrobielles Filtermedium und Filtermodul
DE102013021071A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Mann + Hummel Gmbh Filtermedium, Filterelement und Filteranordnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111789054A (zh) * 2020-07-29 2020-10-20 辽宁省海洋水产科学研究院 一种芽孢杆菌菌液应用于刺参苗种培养的方法

Also Published As

Publication number Publication date
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DE102017006462A1 (de) 2019-01-10

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