DE10150073A1 - Multiple layer filter medium used in pleated filters for filtering air, oil, fuel and water comprises a layer of filter-active material made from cellulose fibers and provided with an impregnation covered with a laminated material - Google Patents

Multiple layer filter medium used in pleated filters for filtering air, oil, fuel and water comprises a layer of filter-active material made from cellulose fibers and provided with an impregnation covered with a laminated material

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Abstract

Multiple layer filter medium comprises a layer of filter-active material made from at least 50% cellulose fibers and provided with an impregnation. The layer is covered with a laminated material on at least one side which has no filtration action for the particle size region relevant to the filtration process. An Independent claim is also included for a process for the production of the filter medium comprising impregnating a filter-active material made from at least 50% cellulose fibers with an impregnating material, and binding the filter-active impregnated material on at least one side with a laminated layer.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen mehrlagige Filtermedien. Sie betrifft ausserdem einen Herstellprozeß für solche mehrlagigen Filtermedien. The present invention relates generally to multi-layer Filter media. It also relates to a manufacturing process for such multi-layer filter media.

Hintergrund der Erfindung, Stand der TechnikBackground of the Invention, State of the Art

Filtermedien für die Schmierölfiltration werden vornehmlich auf Basis von Cellulosefasern, welche mit Imprägnierungsmitteln wie Phenolharzen behandelt sind, hergestellt. Der Vorteil dieser Technologie ist, daß sich so relativ kostengünstige Filtermedien herstellen lassen, welche hinsichtlich Schmutzaufnahmekapazität und Filterfeinheit die Anforderungen in den entsprechenden Anwendungsgebieten erfüllen. Darüber hinaus sind diese Medien durch jahrzehntelangen Einsatz erprobt und auch fertigungstechnisch sowie verarbeitungstechnisch hoch optimiert. Filter media for lubricating oil filtration are mainly used Basis of cellulose fibers, which with impregnating agents like Phenolic resins are treated, manufactured. The advantage of this Technology is such a relatively inexpensive filter media Can be produced, which with regard to dirt holding capacity and filter fineness meet the requirements in the corresponding Meet application areas. In addition, these are media tried and tested through decades of use highly optimized in terms of production technology and processing.

Im Bereich der Hydraulik werden kaschierte Glasfasermedien eingesetzt. Bei diesen Medien wird die sehr weiche und wenig feste Glasfaserlage zum Zwecke einer besseren Verarbeitbarkeit (höhere Zugfestigkeit beim Abrollen auf dem Abrollbock der Faltmaschine, Verhinderung von Abfaserung der lungengängigen Glasfasern von der Oberfläche bei der Verarbeitung) verwendet. Eine mechanische Stützfunktion im Betrieb ist den Kaschierlagen in diesem Bereich praktisch nicht zugeordnet, da die kaschierten Glasfasermedien durch Metalldrahtgitter oder Kunststoffgitter in der plissierten Form gehalten werden, welche zusätzlich das Einreissen des Materials bei hohen Differenzdrucken verhindern. Eine weitere Aufgabe der Kaschierlage in diesem Bereich ist der Schutz des Glasfasermaterials vor Beschädigungen durch die Metalldrahtlage bei der Verarbeitung, den sogenannten "Pinholes". Laminated glass fiber media are used in the field of hydraulics used. With these media, the very soft and little solid fiberglass layer for better processability (higher tensile strength when rolling on the trestle Folding machine, prevention of defibrillation of the respirable Glass fibers from the surface used in processing). The lamination layers are a mechanical support function in operation practically not assigned in this area, since the concealed Glass fiber media through metal wire mesh or plastic mesh in the pleated shape are kept, which additionally the Prevent tearing of the material at high differential pressures. Another task of the liner in this area is Protection of the glass fiber material from damage by the Metal wire layer during processing, the so-called "Pinholes".

Mehrlagige Filtermedien sind an sich bekannt. So beschreibt bspw. die US-A-5,427,597 ein Filter für gasförmige Stoffe, bei dem faserige Lagen zur Vorfilterung auf ein Filterpapier aufgebracht sind. Das Filterpapier ist für die Absolutfilterung des zu filternden Gases verantwortlich, wobei zylindrische Stützrohre zur Stabilisierung vorgesehen werden. Multi-layer filter media are known per se. So describes for example, US-A-5,427,597 a filter for gaseous substances the fibrous layers for pre-filtering on filter paper are upset. The filter paper is for absolute filtering responsible for the gas to be filtered, being cylindrical Support tubes are provided for stabilization.

In der DE 197 52 143 Al ist ein Filterelement offenbart, bei dem in Durchströmungsrichtung mehrere Lagen eines Filtermediums aneinandergefügt sind. Anströmseitig ist mindestens eine Lage eines Filtermediums mit hoher Speicherkapazität und geringerem Abscheidegrad und abströmseitig mindestens eine Lage eines Filtermediums mit geringer Speicherkapazität und hohem Abscheidegrad angeordnet. Bevorzugt ist das anströmseitige Filtermedium aus einem cellulosehaltigen Filterpapier oder einem Meltblown und das abströmseitige Filtermedium aus einem cellulosehaltigen Filterpapier hergestellt. DE 197 52 143 A1 discloses a filter element in which several layers of filter medium in the direction of flow are joined together. There is at least one layer on the upstream side a filter medium with high storage capacity and less Degree of separation and at least one layer on the downstream side Filter media with low storage capacity and high Degree of separation arranged. This is preferred on the upstream side Filter medium from a cellulose-containing filter paper or a Meltblown and the downstream filter medium from one made of cellulose filter paper.

Auf Cellulosebasis aufgebaute Filtermedien haben jedoch die Eigenschaft, im Laufe ihrer Einsatzdauer brüchig zu werden, d. h., zu verspröden. Versprödete Filterbälge können im ungünstigsten Fall unter starker mechanischer Beanspruchung, bspw. bei einem Kaltstart, reissen. Dies führt zu Undichtigkeiten im Filter, was zur Folge hat, dass bspw. unfiltriertes Öl an die Schmierstellen gelangt. Es kann dann zu Schäden und zum Verschleiss am Motor kommen. Filter media based on cellulose, however, have the Ability to become brittle over the course of its service life, d. that is, embrittlement. Embrittled filter bellows can be in the worst case under heavy mechanical stress, e.g. during a cold start, tear. this leads to Leaks in the filter, which means that, for example. unfiltered oil reaches the lubrication points. Then it can too Damage and wear to the engine.

Es besteht daher die Notwendigkeit, Filtermedien bereit zu stellen, die diese Nachteile nicht aufweisen. There is therefore a need to have filter media ready places that do not have these disadvantages.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung hat demzufolge die Aufgabe, ein mehrlagiges Filtermedium zur Verfügung zu stellen, das die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. The present invention therefore has the task of to provide multilayer filter media that meet the above avoids described disadvantages of the prior art.

Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Herstellverfahrens für ein solches Filtermedium. Another task is to provide one Manufacturing process for such a filter medium.

Diese und weitere Aufgaben werden durch ein mehrlagiges Filtermedium gelöst, das aus einer Lage filteraktiven Materials, welche zu wenigstens 50% aus Cellulosefasern besteht, aufgebaut und mit einer Imprägnierung versehen ist, wobei die Lage filteraktiven Materials auf mindestens einer Seite mit einem Kaschiermaterial bedeckt ist, das für den im jeweiligen Filtrationsprozess relevanten Partikelgrößenbereich keine Filtrationswirkung aufweist. These and other tasks are covered by a multilayer Filter medium dissolved, which consists of a layer of filter-active material, which consists of at least 50% cellulose fibers and is provided with an impregnation, the layer filter-active material on at least one side with a Laminating material is covered, which is suitable for each Filtration process relevant particle size range none Has filtration effect.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

Zur Lösung des erfindungsgemässen Problems wird ein mehrlagiges Filtermedium vorgeschlagen, welches aus einer Lage filteraktiven Materials besteht, das wiederum mindestens zu 50% aus Cellulosefasern mit einer Imprägnierung aufgebaut ist. Die Imprägnierung besteht bevorzugt aus einem Material auf Phenolharzbasis, kann aber auch andere Materialien, wie bspw. Acrylat umfassen. Die restlichen 50% bestehen aus Kunststofffasern, bspw. Polyester. Diese Lage wird auf einer oder beiden Seiten durch eine Lage aus einem Material bedeckt, welches im für den Filtrationsprozess relevanten Partikelgrößenbereich keine Filtrationswirkung besitzt, was abhängig ist vom Verhältnis Porengröße zu Partikeldurchmesser. Die Porengröße oder "Maschenweite" der Kaschierlage ist dabei sehr viel größer als die der Celluloselage. Die Kaschierlage ist bevorzugt aus einem synthetischen Material, bspw. Polyamide, Polyester, aber auch Polyphenylensulfide und Polytetrafluorethylene, etc. gefertigt. To solve the problem according to the invention, a multilayer Filter medium proposed, which filteractive from one layer Material consists of at least 50% Cellulose fibers with an impregnation is built up. The Impregnation preferably consists of one material Phenolic resin base, but can also other materials, such as. Include acrylate. The remaining 50% consist of Plastic fibers, e.g. polyester. This location is on a or covered on both sides by a layer of one material, which is relevant for the filtration process Particle size range has no filtration effect, which depends on the ratio of pore size to particle diameter. The pore size or "mesh size" of the liner is included much larger than that of the cellulose layer. The liner is preferably made of a synthetic material, for example polyamides, Polyester, but also polyphenylene sulfides and Polytetrafluorethylene, etc. manufactured.

Die Materialien, welche zum Gesamtmedium (Celluloselage und Kaschierlage(n)) zusammengesetzt werden, können durch einen Laminierungsprozess miteinander verbunden werden (Verkleben, Verschweissen, Sintern, etc.). Diese Verbindung kann sowohl flächig als auch nur punktuell durchgeführt werden. Eine andere Möglichkeit der Herstellung besteht darin, die Materialien ohne vorherige Verklebung bei der Verarbeitung zum Filterbalg simultan der Faltmaschine zuzuführen. The materials that make up the overall medium (cellulose layer and Laminating layer (s)) can be put together by a Lamination process are connected to each other (gluing, Welding, sintering, etc.). This connection can be both be carried out over a large area or only selectively. Another Possibility of manufacturing is without the materials previous gluing when processing to filter bellows to be fed to the folding machine simultaneously.

Durch die Kombination der filteraktiven, aber zu Versprödung neigenden Celluloselage mit einer Lage aus wesentlich versprödungsresistenterem synthetischen Material, z. B. Kunststoff, wird die Funktion der mechanischen Festigkeit in die Kaschierlage verlagert. Die Filteraktivität der Celluloselage bleibt selbst bei einsetzender Versprödung erhalten, die Funktion des Schutzes vor einem Durchreißen des Filterbalges wird jedoch von der Kunststofflage übernommen. By combining the filter active, but embrittlement tending cellulose layer with a layer of essential more embrittlement-resistant synthetic material, e.g. B. Plastic, the function of mechanical strength in the Laminating layer shifted. The filter activity of the cellulose layer remains even when embrittlement sets in Protection against tearing of the filter bellows is however taken over from the plastic layer.

Die Vorteile, welche sich hieraus ergeben sind:

  • - Höhere Betriebssicherheit bei Standardanwendungen
  • - Möglichkeit zur Verlängerung der Einsatzdauern von Ölfiltern (Wechselintervallerhöhung)
  • - Höhere Resistenz der Filtermedien gegenüber aggressiveren Betriebsstoffen und Betriebszuständen im Einsatz
  • - Kostengünstige Herstellung eines sehr versprödungsresistenten Filtermediums.
The advantages that result from this are:
  • - Higher operational reliability in standard applications
  • - Possibility to extend the service life of oil filters (increased change interval)
  • - Higher resistance of the filter media to more aggressive operating materials and operating conditions in use
  • - Inexpensive production of a very brittle-resistant filter medium.

Vollsysnthetische Filtermedien, die gleich gute oder noch bessere Eigenschaften aufweisen, sind wesentlich teurer, da für die filteraktive Lage aufwendig dünne Kunststofffasern hergestellt und verbunden werden müssen. Fully synthetic filter media, the same good or still have better properties are much more expensive because for the filter-active layer uses complex, thin plastic fibers must be established and connected.

Das erfindungsgemässe Filtermedium kann in allen Bereiche verwendet werden, für die plissierte Filtermedien einsetzbar sind, z. B. Luftfilter, Ölfilter, Kraftstofffilter, Wasserfilter, und dgl. The filter medium according to the invention can be used in all areas can be used for the pleated filter media are, e.g. B. air filter, oil filter, fuel filter, water filter, and the like

Claims (17)

1. Mehrlagiges Filtermedium, bestehend aus einer Lage filteraktiven Materials, welche zu wenigstens 50% aus Cellulosefasern besteht und mit einer Imprägnierung versehen ist, wobei die Lage filteraktiven Materials auf mindestens einer Seite mit einem Kaschiermaterial bedeckt ist, das für den im jeweiligen Filtrationsprozess relevanten Partikelgrößenbereich keine Filtrationswirkung aufweist. 1. Multi-layer filter medium consisting of one layer filter-active material, which is at least 50% Cellulose fibers are made and impregnated is, the layer of filter-active material on at least one Side is covered with a lamination material that is suitable for the relevant particle size range for each filtration process has no filtration effect. 2. Mehrlagiges Filtermedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung bevorzugt aus einem Material auf Phenolharzbasis besteht. 2. Multi-layer filter medium according to claim 1, characterized characterized in that the impregnation preferably consists of a Phenolic resin based material. 3. Mehrlagiges Filtermedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung aus einem Acrylat besteht. 3. Multi-layer filter medium according to claim 1, characterized characterized that the impregnation from an acrylate consists. 4. Mehrlagiges Filtermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest des filteraktiven Materials aus Kunststofffasern, insbesondere Polyester, besteht. 4. Multi-layer filter medium according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rest of the filter active Material made of plastic fibers, especially polyester. 5. Mehrlagiges Filtermedium nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße des Kaschiermaterials sehr viel größer ist als die des filteraktiven Materials. 5. Multi-layer filter medium according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pore size of the Laminating material is much larger than that of the active filter Material. 6. Mehrlagiges Filtermedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaschiermaterial ein synthetisches Material ist. 6. Multi-layer filter medium according to one of the above Claims, characterized in that the lamination material is synthetic material. 7. Mehrlagiges Filtermedium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyamiden, Polyester, Polyphenylensulfiden und Polytetrafluorethylenen. 7. Multi-layer filter medium according to claim 6, characterized characterized that the synthetic material is selected from the group consisting of polyamides, polyester, Polyphenylene sulfides and polytetrafluoroethylene. 8. Mehrlagiges Filtermedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaschiermaterial auf beiden Seiten des filteraktiven Materials aufgebracht ist. 8. Multi-layer filter medium according to one of the above Claims, characterized in that the lamination material is applied to both sides of the filter-active material. 9. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Filtermediums, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Vorsehen eines filteraktiven Materials, welches zu wenigstens 50% aus Cellulosefasern besteht; b) Imprägnieren des filteraktiven Materials mit einem Imprägniermaterial; und c) Verbinden des filteraktiven, imprägnierten Materials auf mindestens einer Seite mit einer Kaschierlage. 9. Method for producing a multi-layer filter medium, characterized by the following steps: a) providing a filter-active material which consists of at least 50% cellulose fibers; b) impregnating the filter-active material with an impregnating material; and c) connecting the filter-active, impregnated material on at least one side with a liner. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des filteraktiven Materials mit der Kaschierlage mit Hilfe eines Laminationsprozesses durchgeführt wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the Connect the active filter material to the liner with With the help of a lamination process. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden durch Verkleben, Verschweissen oder Sintern bewerkstelligt wird. 11. The method according to claim 9, characterized in that the Connect by gluing, welding or sintering is accomplished. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden über die gesamte Fläche des filteraktiven Materials erfolgt. 12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that connecting across the entire area of the filter active Material. 13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden punktuell erfolgt. 13. The method according to claim 10 or 11, characterized in that that the connection is made selectively. 14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Materialien bei der Verarbeitung zu einem Filterbalg ohne vorherige Verklebung simultan einer Faltmaschine zugeführt werden. 14. The method according to claim 9, characterized in that the materials to be joined during processing into one Filter bellows simultaneously without folding a folding machine be fed. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierlage auf beiden Seiten des filteraktiven Materials aufgebracht wird. 15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized characterized that the lamination on both sides of the filter-active material is applied. 16. Verwendung des mehrlagigen Filtermediums nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für Filter in plissierter Form. 16. Use of the multi-layer filter medium according to one of the Claims 1 to 8 for filters in pleated form. 17. Verwendung des mehrlagigen Filtermediums nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für Filter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luftfilter, Ölfilter, Kraftstofffilter, Wasserfilter und dgl. 17. Use of the multi-layer filter medium according to one of the Claims 1 to 8 for filters selected from the group consisting of from air filter, oil filter, fuel filter, water filter and like.
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