CZ36083U1 - Vícevrstvý filtrační materiál - Google Patents

Description

Technické řešení se týká vícevrstvého filtračního materiálu na filtraci vzduchu se segmentovou strukturou střední filtrační vrstvy, jejíž skladbou lze programově měnit filtrační účinnost, tlakovou ztrátu, absorpční schopnost na prachové částice, tím i životnost filtru a jeho energetickou náročnost při provozování. Uvedený vícevrstvý filtrační materiál je vhodný zejména na výrobu kapsových filtrů.

Dosavadní stav techniky

K výrobě vzduchových kapsových filtrů se používají textilní vícevrstvé filtrační materiály s vlákennou strukturou, která se skládá ze samostatných vlákenných vrstev s rozdílnými lineárními hmotnostmi vláken (jemností) a vrstvy jsou uspořádané tak, že ze směru proudění vzduchu se postupně zvyšuje objemová hmotnost vlákenné vrstvy. Obvykle se jedná o dvou až čtyřvrstvé struktury, u nichž na výstupní straně je nosná vrstva s vysokou pevností v tahu, která dodává útvaru dostatečnou mechanickou pevnost, na ni přiléhají ze strany proudění vzduchu postupně netkané textilie mechanicky, chemicky nebo termicky zpevněné ze staplových vláken, netkané textilie typu meltblown z mikrovláken případně nanovlákenná struktura. U takového textilního laminátu objemová hmotnost jednotlivých fimkčních vrstev postupně roste směrem k výstupní straně, současně se snižuje lineární hmotnost vláken to znamená, že se zmenšuje příčný průměr vláken.

Je známá cela řada variant na takové vrstevnaté materiály.

Dokument EP 0564799 A2 (DE 4212112 AI) popisuje vícevrstvý filtrační materiál, který obsahuje hrubý filtr, jemný filtr a nosnou vrstvu, které jsou uloženy v tomto sledu ke směru proudění vzduchu filtračním materiálem. Nosná vrstva je netkaná textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 10 až 100 g/m², o tloušťce 0,5 až 3 mm, prodyšností vzduchu 500 až 5000 l/m².s a tlakovou ztrátou 10 mm vodního sloupce. Na nosnou vrstvu přiléhá jemný filtr, který tvoří netkaná textilie typu meltblown kvazi nekonečných mikrovláken s průměrem fibril 0,5 až 15 pm a o plošné hmotnosti 0,5 až 10 g/m². Hrubý filtr je netkaná textilie ze syntetických a/nebo přírodních vláken, má plošnou hmotnost 50 až 300 g/m² a tloušťku mezi 1 až 20 mm. Nevýhodou takového filtračního materiálu je vyšší tlaková ztráta, při požadavku vyšší absorpční kapacity média.

Dokument JP-H 0427404 popisuje materiál na filtraci vzduchu, který se získá laminací nejméně dvou vlákenných vrstev, které jsou tvořeny vlákny rozdílných průměrů, přičemž jemnost vláken ve směru od vstupní k výstupní straně roste. Vrstvy jsou spojeny technologií spunlace a vodní paprsek je aplikován na výstupní stranu pro zvýšení absorpční kapacity.

Dokument WO 2010049052 AI popisuje dvojvrstvý filtrační materiál sestávající z nosné vrstvy a vrstvy mikrovláken. Nosná vrstva je z nekonečných bikomponentních vláken typu spunbond, která je na straně proudění vzduchu a na výstupní straně je vrstva nekonečných mikrovláken typu meltblown. Nevýhodou tohoto řešení je, že vrstva mikrovláken na výstupní straně není mechanicky chráněna proti poškození.

Dokument WO 2013170890 AI (US 2015122127 AI) popisuje filtrační médium vhodné pro plynové turbíny, jenž se skládá z porézní membrány na výstupní straně a na ni ze strany vstupní přiléhá předfiltrační vrstva skládající se z kompozitu vyrobeného technologií wet-laid a skládající se ze směsi skleněných a syntetických. Nevýhodou tohoto útvaru je malá absorpční kapacita pro filtrované prachové částice.

-1 CZ 36083 UI

Dokument EP 1254693 A2 (DE 20221987 UI) definuje vícevrstvý vzduchový filtr obsahující filtrační vrstvu a elektrostaticky aktivní vrstvu fleece o plošné hmotnosti 10 až 100 g/m², která má zvýšil absorpční schopnost filtračního média, nevýhodou je nestálost statického náboje v čase a s tím spojená klesající účinnost.

Dokument US 6315805 B1 popisuje dvojvrstvé nebo vícevrstvé filtrační médium pro filtraci vzduchu, které sestává nejméně z jedné vrstvy mikrovláken typu meltblown, která je uložena na vstupní stranu filtračního nosné vrstvy, které také může být vícevrstvá a jednotlivé vrstvy mají velikost pórů větší, než je velikost pórů následující vrstvy nebo vrstev. Filtrační vrstva zahrnuje nejméně jednu vrstvu netkané textilie typu spunbond nebo typu wet-laid anebo profilovanou netkanou textilii. Nevýhodou takového útvaru je nižší absorpční kapacita prachu a vyšší tlaková ztráta.

Dokument JP 2017170429 A řeší problematiku zvýšené absorpční účinnosti vícevrstvého filtračního média za přispění elektrostatického náboje. Filtrační médium zahrnuje nosnou vrstvu a vrstvu jemných vláken na nosnou vrstvu přiléhající ze strany proudění vzduchu. Vrstva jemných vláken je vícevrstvá struktura, první vrstva jemných vláken má kladný náboj, druhá vrstva má záporný náboj. Řešení zlepší záchytnou schopnost malých prachových částic, ale celková záchytná schopnost filtračního média je značně limitována.

Dokument CN 108543348 A dokumentuje vícevrstvou filtrační textilii a způsob její výroby. Filtrační textilie je připravena kombinací 2 až 5 dílčích vrstev spojených ultrazvukovým svařováním. Textilie obsahuje dvě nebo více vrstev netkaných textilií a vrstvu tkaniny, kde netkaná textilie je vyrobena technologií meltblown, spunbond, spunlace, mechanickým vpichováním nebo je to jejich kompozit. Netkaná textilie typu spunbond tvoří vnější vrstvu, ostatní typy mohou tvořit alespoň jednu vnitřní vrstvu, přičemž plošná hmotnost netkané textilie meltblown, spunbond a jejich laminátu je 20 až 350 g/m² a plošná hmotnost vpichované netkané textilie nebo netkané textilie typu spun-lace je 100 až 650 g/m². Filtr připravený z takového média má sice vysokou mechanickou pevnost v tahu, ale nízkou absorpční schopnost na prach a vysokou počáteční tlakovou ztrátu při provozování a je vhodný pro filtrační vaky nebo filtrační rukávce.

Obdobnou strukturu jako předchozí patent definuje dokument CN 110201454 A. Vícevrstvý filtrační materiál sestává z povrchové vrstvy, vrstvy mikrovláken typu meltblown, vrstvy tvořené tkaninou, vrstvy jsou spojeny v tomto pořadí. Povrchová vrstva je osnovní nebo útková pletenina z jádrové příze obsahující uhlíková vlákna. Střední filtrační vrstva obsahuje polypropylenovou nosnou mřížku a mikrovlákna typy meltblown na ni přiléhající. Nosná tkanina je vyrobena z jemné polypropylenové příze. Materiál vykazuje dobrou rozměrovou stabilitu, pevnost ale v průběhu instalace a používání je nutná regenerace z důvodu nízké absorpční kapacity.

Dokument JP 2019013903 A popisuje filtrační médium z netkané textilie mající vícevrstvou strukturu, která obsahuje vodu absorbující vrstvu skládající se z nasákavých vláken WF a je na straně přivrácené k proudění vzduchu. Vrstva na výstupní straně laminátu je z vodoodpudivá vrstva, která je tvořena vlákny s menším příčným průměrem, než je průměr vláken nasákavé vrstvy. Část nasákavých vláken WF zasahuje částečně do nenasákavých vláken ve směru tloušťky laminátu. Toto řešení je vhodné pro odfiltrování jemných částic solí a je určeno filtraci vzduchu nasávacích systémů motorů.

Vícevrstvá netkané textilie typu wet-laid je popsána v dokumentu KR 20180022258 A, využívá vlákennou vrstvu z aktivovaných uhlíkových vláken nezpevněných pojivém, na kterou z jedné nebo obou stran přiléhají vrstva ze skleněných nebo polyesterových vláken. Uvedená struktura má vysokou filtrační účinnost a je schopna absorbovat pachy, využití je hlavně pro výrobu kabinových filtrů automobilů a ve výrobě vysoce účinných filtrů skupin HEPA a ULPA.

-2 CZ 36083 UI

Dokument CZ 306831 B6 popisuje vícevrstvé filtrační médium pro vzduchovou filtraci založeném na laminátu z textilu nebo celulózy a nejméně dvou nanovlákenných vrstev připravených z polymemího polyamidového roztoku s antibakteriálním efektem dosaženým podílem chlorhexidinu CHX nebo dodecyltrimethyammonia DTAB. Útvar má vysokou filtrační účinnost, ale zanedbatelnou absorpční schopnost na prachové částice.

Dokument US 2019329169 Al (CN 110087752 A, DE 102016015248 Al, EP3558486A1, WO 2018114764 AI) popisuje vysoce účinné filtrační médium skládající se z nej méně jedné nosné vrstvy, nejméně z jedné filtrační vrstvy, která na nosné vrstvě leží. Filtrační vrstva je navržena ze skleněných vláken a nejméně jedné textilní krycí vrstvy, která leží na filtrační vrstvě. Filtrační vrstvu tvoří směs nejméně dvou typů skleněných vláken, přičemž první typ ze směsi má průměr vláken 0,6 ± 0,3 pm a druhý typ vláken má průměr 1,0 ± 0,3 pm, hmotnost poměr nastoupení jednotlivých vláken je v rozsahu 1:1,1 do 1:4.

Dokument DE 102009010935 AI popisuje filtrační médium, které se skládá z nosné netkané textilie, další absorpční vrstvy aplikované na nosnou textilii a která představuje částice aktivního uhlíku nebo uhlíkové nano trubice. Vrstvu obsahující uhlíkové částice pokrývá mikro nebo nanovlákenný textilní materiál. Všechny vrstvy jsou spolu spojeny provázání paprsky vody.

Dokument DE 102018102822 AI (US 2020398200 Al, CA3087215A1, CN 111629808 A, KR 20200106546 A, WO 2019154591 AI) popisuje filtrační médium obsahující netkanou textilii z bikomponentních vláken, vrstvu polyesterových mikrovláken typu meltblown. Netkaná textilie z bikomponentních vláken má plošnou hmotnost 69 až 180 g/m², tloušťku 0,32 až 0,82 mm, mikrovlákenná vrstva tvoří nejméně 25% hmotnosti bikomponentní vrstvy má plošnou hmotnost 9 až 35 g/m² a tloušťku 0,07 až 0,22 mm, přičemž jemnost mikrovláken je nejméně 1 pm. Tento útvar může být opatřen dodatečnou ochrannou vrstvou typu spunbond nebo meltblown.

Kapsové filtry pro jemnou filtraci vzduchu se zpravidla vyrábí z vícevrstvých filtračních materiálů na bázi netkaných textilií se strukturou předfiltr - jemný filtr - nosná vrstva. Filtrační účinnost jednotlivých funkčních vrstev filtru lze odvodit ze zkušební normy EN ISO 16890.2016. Předfiltrační vrstva by měla odfiltrovat většinu hrubých částic, to znamená ty, které jsou větší než 10 pm a část jemných částic v rozmezí 0,3 až 10 pm. Jemný filtr je určen na filtraci zbytku částic v rozmezí 0,3 až 10 pm až do deklarované hranice, kteráje limitující pro zařazení filtru do filtrační třídy. Nosná vrstva zajišťuje mechanickou pevnost filtračního laminátu a specifická filtrační účinnost od ní není očekávána.

Zkušební norma EN ISO 16890:2016 stanovující účinnost filtru pro prachové částice 0,3 až 10 pm klasifikuje filtry do základních tříd ISOePMl, ISOePM2,5, ISOePMIO a hrubé filtry.

K uvedené třídě se ještě uvádí účinnost, která musí být pro zařazení do dané třídy minimálně 50 % a vlastní uváděná hodnota je odstupňována po 5 %. To vytváří klasifikační systém 4 základních skupin s celkovým počtem 49 filtračních tříd. Toto hodnocení by mělo zajistit, že filtry jsou mnohem více hodnoceny na základě jejich skutečné filtrační účinnosti, což pomáhá uživatelům vybírat filtry cíleněji dle potřeby odfiltrování konkrétní velikosti částic a požadované finální čistoty přefiltrovaného vzduchu.

Aby se koncovým uživatelům usnadnil výběr energeticky nejúčinnějších vzduchových filtrů, Evropské průmyslové sdružení pro vnitřní klima (HVAC), průmyslové a potravinářské chlazení (EUROVENT) vyvinulo spolu s velkými výrobci filtrů a vzduchotechnických systémů klasifikační systém energetické účinnosti pro vzduchové filtry, který je součástí certifikace EURO VENT. Metoda stanovení je popsána v dokumentu EURO VENT 4/21 a spočívá v laboratorní metodě testování vzduchových filtrů tříd M5-F9 popsané v EN 779: 2012, základní parametry jsou stanoveny při průtoku při 3 400 m³ /h. Energetická náročnost filtru se na základě naměřených výsledků simuluje výpočtem na provozní období jednoho roku (6000 provozních hodin). Hodnota

-3 CZ 36083 Ul reprezentativní spotřeby elektrické energie se používá pro klasifikaci vzduchových filtrů do tříd energetické účinnosti, je definováno celkem šest energetických tříd a to A+, A, B, C, D a E.

Kombinace klasifikace filtrů dle normy EN ISO 16980:2016 a energetického zatřídění dle Eurovent4/21 vytváří předpoklad celé řady vzájemných kombinací, které by měly plně pokrýt požadavky a očekávání zákazníků na parametry filtrace. Jelikož kapsové filtry pro jemnou filtraci využívají zpravidla třívrstvé vlákenné struktury (předfiltr - jemný filtr - nosná vrstva) a výsledná filtrační účinnost se odvíjí od střední vrstvy zajišťující jemnou filtraci, která je v současných řešeních maximálně dvouvrstvá, možnost výroby filtračního média s plánovatelnými technickými parametry při dosažení dlouhodobě akceptovatelných provozních nákladů je značně obtížná.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky eliminuje vícevrstvý filtrační materiál podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že vrstva zajišťující jemnou filtraci (A) je tvořena minimálně dvěma konstrukčními paralelními segmenty, každý segment obsahuje alespoň jednu vrstvu mikrovláken typu meltblown a alespoň jeden ze segmentů obsahuje alespoň jednu vrstvu netkané textilie typu spunbond, která má prodyšnost pro vzduch vyšší něž vrstva mikrovláken meltblown, přičemž všechny vrstvy to je předfiltrační vrstva (1) vrstva jemné filtrace (A) složená ze segmentů a nosná vrstva (4) jsou spolu vzájemně spojeny.

Výhodná provedení jsou definována v nárocích na ochranu.

Objasnění výkresů

Obr. 1 představuje filtrační materiál se dvěma segmenty zajišťujícími jemnou filtraci ve složení segmentu (SM): netkaná textilie meltblown - netkaná textilie spunbond, podíl složky meltblown je konstatní.

Obr. 2 představuje filtrační materiál se třemi segmenty zajišťujícími jemnou filtraci ve složení segmentu (SM): netkaná textilie meltblown - netkaná textilie spunbond, podíl složky meltblown je proměnný.

Obr. 3 představuje filtrační materiál se třemi segmenty zajišťujícími jemnou filtraci ve složení segmentu (SMS): netkaná textilie spunbond - netkaná textilie meltblown - netkaná textilie spunbond, podíl složek spunbond a meltblown je proměnný.

Příklady uskutečnění technického řešení

Vícevrstvý filtrační materiál se skládá z předfiltrační vrstvy, vrstvy zajišťující jemnou filtraci a nosné vrstvy.

Střední filtrační vrstva zajišťující jemnou filtraci je složena z více vlákenných vrstev typu spunbond a mikrovlákenných vrstev typu meltblown, které se liší objemovou hmotností, lineární hmotností vláken, porozitou a prodyšností. Základní segment je tvořen alespoň jednou vrstvou typu spunbond a alespoň jednou mikrovlákennou vrstvou typu meltblown.

Základní konstrukční segment může tvořit dvouvrstvý laminát typu spunbond-meltblown SM. třívrstvý laminát spunbond-meltblown-spunbond SMS nebo čtyřvrstvý laminát spunbond-meltblown-meltblown-spunbond SMMS.

-4 CZ 36083 UI

V případě, že základní konstrukční segment je tvořen laminátem SM. pak v případě dvou segmentové vrstvy jemné filtrace lamináty SM přiléhají tak, že je v kontaktu vrstva spunbond ameltblown sousedních segmentů nebo na sebe přiléhají obě vrstvy spunbond sousedních segmentů. Pokud je vrstva jemné filtrace tvořena více jak dvěma lamináty SM, pak k sobě vždy přiléhají vrstvy spunbond a meltblown sousedních segmentů a na jejich pořadí ve směru proudění vzduchu nezáleží. Objemová hmotnost, prodyšnost a/nebo porozita jednotlivých vrstev meltblown může být u všech segmentů vrstvy jemné filtrace stejná, nebo se mění tak, že vždy v následujícím segmentu po směru proudění vzduchu má vrstva meltblown vyšší objemovou hmotnost a/nebo prodyšnost nižší, než je u vrstvy předchozího segmentu.

Pokud segment je tvořen lamináty SMS nebo SMMS. pak jejich plošné hmotnosti a/nebo prodyšnosti jsou ve směru proudění vzduchu vrstvou jemné filtrace A stejné nebo směrem k výstupní straně vrstvy jemné filtrace vzrůstá plošná hmotnost a/nebo porozita a prodyšnost klesá. Je přípustná vzájemná kombinace různých typů laminátů SM, SMS nebo SMMS.

Mikrovlákenná textilie meltblown je z polypropylenu, polyetylénu nebo polyesteru, průměr mikrovláken je v rozmezí 0,5 až 10 pm ale zejména v rozmezí 2 až 4 pm, plošná hmotnost je v rozsahu 3 až 100 g/m². Spunbondová textilie je na bázi polypropylenu, polyetylénu nebo polyesteru má plošnou hmotnost 10 až 50 g/m², nekonečná vlákna vykazují průměr v rozmezí 10 až 35 pm.

Finální vícevrstvý filtrační materiál kromě střední vrstvy zajišťující jemnou filtraci obsahuje předfiltrační vrstvu, která na střední vrstvu přiléhá na vstupu ze směru proudění vzduchu a nosnou vrstvu, která je uložena na straně výstupní. Předfiltrační vrstva je netkaná textilie ze syntetických a/nebo přírodních vláken, je zpevněna mechanicky, termicky nebo chemicky a/nebo skleněné rouno z nekonečných filamentů, které může být na vstupní straně opatřeno krycí netkanou textilií, polymemí mřížkou nebo síťovinou. Nosná netkaná textilie je typu spunbond a má plošnou hmotnost 30 až 100 g/m² a je z polypropylenu nebo polyesteru. Všechny vrstvy to znamená předfiltrační vrstva, vrstva zajišťující jemnou filtraci tvořená dílčími segmenty a nosná vrstva jsou spolu vzájemně spojeny ultrazvukem, přičemž podíl pojené plochy z celkové plochy povrchu finálního laminátu je 0,5 až 5 %, nebo prošitím vaznými nitěmi.

Příklad 1

Na obr. 1 je znázorněn vícevrstvý filtrační materiál, který se skládá z předfiltrační vrstvy i o plošné hmotnosti 120 g/m², složené ze směsi polypropylenových střížových vláken o jemnostech 0,22 tex a0,67tex zastoupených v poměru 50:50, vlákna vrstvy jsou mechanicky provázána. Na ni z výstupní strany směrem k proudění vzduchu přiléhá vrstva A zajišťující jemnou filtraci, která se skládá ze dvou segmentů Bl. B2 tvořených netkanými textiliemi spunbond-meltblown SM na sebe paralelně uložených. První segment B1 se skládá z první vlákenné vrstvy 21, což je netkaná textilie meltblown ze 100 % polypropylenových mikrovláken a má plošnou hmotnost 30 g/m², tloušťku 0,32 mm, což odpovídá objemové hmotnosti 93,8 kg/m³ a má prodyšnost 580 l/m².s. Druhou vrstvou 31 prvního segmentu B1 je netkaná textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 20 g/m² a tloušťce 0,21 mm, pevnost v tahu je MD/CD 49,0/22,0 N/5cm. Druhý segment B2 má identické složení vrstev jako první segment Bl a na první segment B1 těsně přiléhá z jeho rubní strany vrstvou 22 tvořenou polypropylenovými mikrovlákny. Druhá spunbondová vrstva 32 druhého segmentu B2 leží na nosné vrstvě 4, kterou tvoří polypropylenová netkaná textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 50 g/m², tloušťce 0,40 mm, pevnost vtahu MD/CD je 105/72N/5cm avykazuje prodyšnost vzduchu 1200 l/m².s. Všechny vrstvy, to je předfiltrační vrstva 1, dva segmenty Bl. B2 zajišťující jemnou filtraci a nosná vrstva 4 jsou spolu vzájemně bodově spojeny ultrazvukovým svařováním, přičemž celkové zastoupení plochy pojivých bodů vůči celkové ploše povrchu jsou 9 0/ Z /o.

-5 CZ 36083 UI

Příklad 2

Vícevrstvý filtrační materiál má stejné složení jako v příkladu 1, ale vrstva A zajišťující jemnou filtraci má v prvním segmentu B1 první mikrovlákennou vrstvu 21 o plošné hmotnosti 15 g/m² (tloušťka 0,16 mm, objemová hmotnost 93,8 kg/m³, prodyšnost 1450 l/m².s), ve druhém segmentu B2 má tato vrstva 22 plošnou hmotnost 35 g/m² (tloušťka 0,4 mm, objemová hmotnost 87,5 kg/m³, prodyšnost 520 l/m².s). Konstrukční parametry druhé vrstvy 31 a 32 obou segmentů Bl a B2, nosné vrstvy 4 a vzájemného spojení vrstev jsou stejné.

Příklad 3

Na obr. 2 je znázorněno další provedení vícevrstvého filtračního materiálu, který se skládá z předfiltrační vrstvy 1 o plošné hmotnosti 80 g/m², složené ze směsi bikomponentních staplových vláken polypropylen/polyetylen o jemnostech 0,67 a 1,1 tex v poměru 70:30, vlákna vrstvy jsou termicky spojena. Na ni z výstupní strany směrem k proudění vzduchu přiléhá vrstva A zajišťující jemnou filtraci, která se skládá ze tří segmentů Bl. B2, B3 tvořených netkanými textiliemi spunbond-meltblown SM na sebe paralelně uložených. První segment Bl se skládá z první vrstvy 21. což je netkaná textilie z polypropylenových mikrovláken typu meltblown, má plošnou hmotnost 10 g/m² (tloušťka 0,10 mm, objemová hmotnost 100,0 kg/m³, prodyšnost 2550 l/m².s). Druhou vrstvou 31 prvního segmentu Bl je netkaná textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 17 g/m², tloušťce 0,18 mm a pevnost v tahu MD/CD je 45/18 N/5 cm, prodyšnost vzduchu je 2400 l/m².s., na ni z rubní strany přiléhá první vrstva 22 segmentu B2 což je polypropylenová textilie meltblown o plošná hmotnosti 15 g/m² (tloušťka 0,16 mm, objemová hmotnost 93,8 kg/m³, prodyšnost 1450 l/m².s), rovněž první vrstvu 23 třetího segmentu B3 tvoří netkané textilie meltblown o plošné hmotnosti 20 g/m² (tloušťka 0,21 mm, objemová hmotnost 95,3 kg/m³, prodyšnost 1100 l/m².s).

Druhou vrstvou 32 a 33 segmentu B2 i B3 je textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 17 g/m² s parametry stejnými jako vrstva 31 segmentu BL Nosnou vrstvou 4 celého útvaru je polypropylenová netkaná textilie typu spunbond o plošné hmotnosti 40 g/m², tloušťce 0,38 mm, pevnost v tahu MD/CD je 90/60 N/5cm a vykazuje prodyšnost vzduchu 1350 l/m².s. Všechny vrstvy, to je předfiltrační vrstva 1, tři segmenty Bl. B2, B3 zajišťující jemnou filtraci a nosná vrstva 4 jsou spolu vzájemně bodově spojeny ultrazvukovým svařováním, přičemž celkové zastoupení plochy pojivých bodů vůči celkové ploše povrchu jsou 2,5 %.

Příklad 4

Vícevrstvý filtrační materiál má provedení dle příkladu 3, ale předfiltrační vrstva 1 má plošnou hmotnost 100 g/m² při stejném složení vlákenné směsi a v tomto provedení u třetího segmentu B3 chybí druhá vrstva 33 z netkané textilie typu spunbond. Skladba ostatních vrstev i jejich vzájemné spojení jsou zcela obdobné jako v příkladu 3.

Příklad 5

Vícevrstvý filtrační materiál zobrazený na obr. 3 se skládá z předfiltrační vrstvy o plošné hmotnosti 65 g/m² složené polyetylentereftalátových vláken jemnosti 0,67/ 1,1 tex v poměru 50:50, které jsou vzájemně spojeny vpichováním, tj. jsou provázány vlastními vlákny. Na výstupní stranu ze směru proudění vzduchu přiléhá vrstva A zajišťující jemnou filtraci skládající se ze tří segmentů Bl, B2, B3, které jsou tvořeny třemi jednotlivými třívrstvými netkanými textiliemi spunlaid typu SMS (spunbond-meltblown-spunbond). První vrstva SMS má plošnou hmotnost 17 g/m² a vykazuje prodyšnost vzduchu 320 l/m².s, druhá vrstvá SMS má plošnou hmotnost 20 g/m² a vykazuje prodyšnost vzduchu 250 l/m².s a třetí vrstva SMS má plošnou hmotnost 25 g/m² a vykazuje prodyšnost vzduchu 180 l/m².s. Nosnou vrstvou 4 je netkaná polypropylenová textilie spunbond o plošné hmotnosti 30 g/m², tloušťce 0,28 mm, pevnost v tahu MD/CD je 87/65 N/5cm a vykazuje prodyšnost vzduchu 1760 l/m².s. Všechny vrstvy, to je předfiltrační vrstva 1,

-6 CZ 36083 UI vrstvy SMS 17. SMS 20 a SMS 25 tvořící vrstvu jemné filtrace A a nosná vrstva 4 jsou spolu vzájemně bodově spojeny ultrazvukovým svařováním, přičemž celkové zastoupení plochy pojivých bodů vůči celkové ploše jsou 2 %.

Průmyslová využitelnost

Uvedené řešení umožňuje výrobu vícevrstvého filtračního materiálu, který vykazuje dlouhodobě nízkou tlakovou ztrátu při provozování filtračního elementu v důsledku střídajících se tenkých ίο vrstev s rozdílnou velikostí pórů a/nebo prodyšností vzduchu a má zvýšenou absorpční schopnost na prachové částice, které se ukládají zejména v části zajišťující jemnou filtraci v oblastech s nízkou objemovou hmotností nebo nízkou porozitou to je ve vrstvě netkané textilie spunbond. Filtrační materiál tohoto řešení vykazuje oproti konkurenčním výrobkům delší životnost při instalaci a v důsledku nižší tlakové ztráty pro provozování vzduchotechnických jednotek při jejich 15 osazení motory s frekvenčními měniči otáček také nižší spotřeby elektrické energie. Současně segmentovým uspořádáním vrstvy zajišťující jemnou filtraci lze programově volit finální filtrační účinnost výsledného filtračního elementu pro prachové částice velikost nad 0,3 mikrometru, a tak výsledný filtrační materiál dimenzovat na konkrétní požadavky zákazníka nebo aplikace.

Claims (10)

1. Filtrační materiál pro vzduchovou filtraci představuje vícevrstvou strukturu, které se skládá z předfiltrační vrstvy (1), vrstvy zajišťující jemnou filtraci (A), to je filtraci částic, které jsou menší než 10 pm, a nosné vrstvy (4), vyznačující se tím, že vrstva zajišťující jemnou filtraci (A) je tvořena minimálně dvěma konstrukčními paralelními segmenty, každý segment obsahuje alespoň jednu vrstvu mikrovláken typu meltblown a alespoň jeden ze segmentů obsahuje alespoň jednu vrstvu netkané textilie typu spunbond, která má prodyšnost pro vzduch vyšší něž vrstva mikrovláken meltblown, přičemž všechny vrstvy, to je předfiltrační vrstva (1), vrstva jemné filtrace (A) složená ze segmentů a nosná vrstva (4), jsou spolu vzájemně spojeny.

2. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že konstrukční segment se skládá z netkané dvouvrstvé textilie spunbond-meltblown (SM).

3. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že konstrukční segment se skládá z netkané třívrstvé textilie spunbond-meltblown-spunbond (SMS).

4. Filtrační materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že vrstva jemné filtrace (A) se skládá ze dvou nebo více segmentů tvořených netkanou dvouvrstvou textilií spunbond-meltblown (SM), přičemž segmenty jsou uloženy tak, že se stýká vrstva spunbond s vrstvou meltblown segmentu následujícího.

5. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že plošná hmotnost a/nebo prodyšnost netkané textilie meltblown je u všech segmentů vrstvy jemné filtrace stejná.

6. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že plošná hmotnost netkané textilie meltblown je v následujícím segmentu vyšší než u vrstvy segmentu předchozího a/nebo je prodyšnost vzduchu nižší.

7. Filtrační materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že netkaná dvouvrstvá textilie spunbondmeltblown (SM) má plošnou hmotnost 20 až 50 g/m².

8. Filtrační materiál podle nároku 3, vyznačující se tím, že netkaná třívrstvá textilie spunbondmeltblown-spunbond (SMS) má plošnou hmotnost 15 až 30 g/m².

9. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že netkaná textilie meltblown je z polypropylenu.

10. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzájemné spojení všech vrstev, to je předfiltrační vrstvy, všech segmentů zajišťující jemnou filtraci a nosné vrstvy, je realizováno vaznými body technologií ultrazvukového svařování.