DE102007018938B4 - Filter element with a folded or corrugated filter body and at least one stiffening element made of radiation-crosslinked polymers, filter element intermediate product, method for producing a filter element and use of a filter element - Google Patents
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Abstract
Filterelement (1) zum Einsatz in eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Luft mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper (2) und mit mindestens einem langgestreckten Versteifungselement (4) auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers (2), das quer zur Längsrichtung der Wellen oder Falten angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (4) ein strahlenvernetztes Polymer und mindestens einen Füllstoff umfasst.Filter element (1) for use in a filter device for cleaning air with a folded or corrugated filter body (2) and with at least one elongated stiffening element (4) on the inflow and / or outflow side of the filter body (2), transverse to the longitudinal direction Waves or folds is arranged, wherein the stiffening element (4) comprises a radiation-crosslinked polymer and at least one filler.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Einsatz in eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Luft mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mit mindestens einem langgestreckten Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Wellen oder Falten angeordnet ist, wobei das Versteifungselement ein strahlenvernetztes Polymer und mindestens einen Füllstoff umfasst.The The invention relates to a filter element for use in a filter device for cleaning air with a folded or corrugated filter body and with at least one elongated stiffening element on the Airflow and / or downstream side the filter body, the transverse to the longitudinal direction the waves or folds is arranged, wherein the stiffening element a radiation crosslinked polymer and at least one filler includes.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Filterelementzwischenprodukt für die Herstellung eines solchen Filterelements.It also concerns the invention is a filter element intermediate for the production of such Filter element.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung desselben Filterelementes sowie die Verwendung dieses Filterelementes als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter.The The invention further relates to a method for producing the same Filter element and the use of this filter element as Cabin air filter, circulating air filter, clean room filter, exhaust air filter, domestic filter and / or vacuum cleaner filters.
Derartige
Filterelemente sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Zur Verhinderung
einer Verformung von Luftfiltern bei Durchströmung bzw. um die Verwendung
von nicht-biegesteifen Filtermaterialien zu ermöglichen, werden im Stand der
Technik sogenannte Kleberraupen beschrieben. Die Kleberraupen halten
das Filterelement auch bei hohen Volumenströmen in seiner Form und verhindern
eine Schädigung
des Filters durch Verformung. Im Stand der Technik werden Heißkleber
zur Herstellung der Versteifungselemente beschrieben (
Ferner
wird auch die Verwendung von wärmehärtbaren
Polymeren beschrieben. Derartige Polymere sind allerdings nicht
geeignet, um Versteifungselemente bei Filtermaterialien zu bilden,
welche nicht wärmebeständig sind
(
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es daher, Filterelemente mit gefalteten oder gewellten Filterkörper bereitzustellen, welche auch bei höheren Temperaturen dauerhaft stabil sind.task The present invention is therefore, with folded elements or corrugated filter body provide, which also at higher temperatures permanently are stable.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Filterelementen bereitzustellen.A Another object of the present invention is to provide a simplified To provide methods of making filter elements.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement zum Einsatz in eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Luft mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mindestens einem langgestreckter Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Wellen oder Falten angeordnet ist, wobei das Versteifungselement ein strahlenvernetztes Polymer und mindestens einen Füllstoff umfasst.These Task is solved by a filter element for use in a filter device for Cleaning air with a folded or corrugated filter body and at least one elongate stiffening element on the inflow and / or outflow side of the Filter body, the transverse to the longitudinal direction the waves or folds is arranged, wherein the stiffening element a radiation crosslinked polymer and at least one filler includes.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterelements sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 angegeben.Further embodiments of the filter element according to the invention are in the subclaims 2 to 13 indicated.
Die Erfindung betrifft ferner auch ein Filterelementzwischenprodukt für die Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mit mindestens einem, langgestreckten, Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Falten oder Wellen angeordnet ist, wobei das Versteifungselement eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe und mindestens einen Füllstoff umfasst.The The invention also relates to a filter element intermediate for the Production of the filter element according to the invention with a folded or corrugated filter body and with at least one, elongated, Stiffening element on the inflow and / or outflow of the Filter body, the transverse to the longitudinal direction the folds or shafts is arranged, wherein the stiffening element a radiation-crosslinkable polymer precursor and at least one filler includes.
Durch Bestrahlung wird die strahlenvernetzbare Polymervorstufe in ein strahlen vernetztes Polymer überführt, wobei aus dem erfindungsgemäßen Filterelementzwischenprodukt das erfindungsgemäße Filterelement entsteht.By Irradiation is the radiation crosslinkable polymer precursor in a radiate cross-linked polymer, wherein from the filter element intermediate according to the invention the filter element according to the invention arises.
Unter dem Begriff ”quer zur Längsrichtung der Falten oder Wellen” im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, daß die Versteifungselemente schräg, diagonal, im wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Längsrichtung der Falten oder Wellen angeordnet sind.Under the term "cross to the longitudinal direction of Wrinkles or waves "in the Meaning of the invention is to be understood that the stiffening elements aslant, diagonal, substantially perpendicular or perpendicular to the longitudinal direction the folds or waves are arranged.
Unter dem Begriff ”gefalteter Filterkörper” sind vorzugsweise plissierte oder zickzackförmig gefaltete Filterkörper zu verstehen.Under the term "folded Filter body "are preferred pleated or zigzag folded filter body to understand.
Bei einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Filterelement lang gestreckte Versteifungselemente auf, die sich sich von einem Ende zum anderen Ende des Filterkörpers erstrecken. Vorzugsweise verlaufen die Versteifungselemente in einer geraden Linie.at an embodiment has the filter element according to the invention elongated stiffening elements that extend from one Extend end to the other end of the filter body. Preferably the stiffening elements run in a straight line.
Bei einer Ausführungsform sind die Versteifungselemente im wesentlichen porenfrei ausgebildet.at an embodiment the stiffening elements are formed substantially free of pores.
Bei einer Ausführungsform ist das Versteifungselement selbstklebend und ist vorzugsweise ohne einen zusätzlichen Klebstoff auf dem Filterkörper fixiert.at an embodiment the stiffening element is self-adhesive and is preferably without An additional Adhesive on the filter body fixed.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Filterelement umfassend mindestens ein Versteifungselement auf der Anström- und auf der Abströmseite des Filterkörpers.at an embodiment comprises the filter element comprising at least one stiffening element on the approach and on the downstream side of the Filter body.
Bei
einer Ausführungsform
weist das erfindungsgemäße Filterelement
mindestens 2 Versteifungselemente auf. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Filterelement
Bei einer Ausführungsform weist der Filterkörper zusätzlich einen Seitenstreifen auf, der in der seitlichen Öffnungsebene der Falten oder Wellen des Filterkörpers angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterkörper zusätzlich zwei Seitenstreifen auf, die beiderseits an der Seite der Öffnungsebenen der Falten oder Wellen des Filterkörpers angeordnet sind.at an embodiment points the filter body additionally a side strip in the lateral opening plane of the folds or Waves of the filter body is arranged. In a preferred embodiment, the filter body additionally has two Side strips on both sides on the side of the opening planes the folds or waves of the filter body are arranged.
Unter Seitenstreifen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind strang- und/oder streifenförmige Elemente zu verstehen, die weiter zur Stabilisierung des Filterkörpers beitragen. Vorzugsweise bestehen die Verstärkungselemente aus dem gleichen Material wie die Versteifungselemente.Under Side strips in the sense of the present invention are extruded and / or strip-shaped elements to understand that further contribute to the stabilization of the filter body. Preferably, the reinforcing elements made of the same material as the stiffening elements.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes besteht der Filterkörper aus einem biegsamen Material.at an embodiment of the filter element according to the invention the filter body is made a flexible material.
Die Versteifungselemente dienen als Abstandshalter der Falten oder Wellen zu einander und stabilisieren die Anordnung des Filterkörpers in dem Filterelement, insbesondere bei der Durchströmung mit einem flüssigen oder gasförmigen Fluid.The Reinforcement elements serve as spacers of the folds or waves to each other and stabilize the arrangement of the filter body in the filter element, in particular in the flow with a liquid or gaseous Fluid.
Die Versteifungselemente liegen in langgestreckter Form vor und können in Strang- und/oder Streifenform aufgetragen werden und/oder angeordnet sein. Vorzugsweise weisen die Versteifungselemente eine Dicke in einem Bereich von 0,1 cm bis 0,8 cm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 0,5 cm, auf.The Stiffening elements are in elongated form and can in Strand and / or strip shape are applied and / or arranged be. Preferably, the stiffening elements have a thickness in a range of 0.1 cm to 0.8 cm, more preferably in one range from 0.3 to 0.5 cm, on.
Die strahlenvernetzbare Polymervorstufe, welche zu dem strahlenvernetzten Polymer gehärtet wird, umfasst einen Füllstoff in einer Menge, so dass vor der Strahlenvernetzung die strahlenvernetzbare Polymervorstufe und der Füllstoff eine viskose Formmasse bilden, welche auf den Filterkörper aufgebracht werden kann und im wesentlichen kein Fließverhalten aufweist.The radiation-crosslinkable polymer precursor which is to the radiation crosslinked Polymer is cured, includes a filler in an amount such that, prior to beam crosslinking, the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler form a viscous molding compound which is applied to the filter body can be and has substantially no flow behavior.
Vorzugsweise verbleibt die strahlenvernetzbare Polymervorstufe zu mindestens 95 Volumen-%, vorzugsweise zu 100 Volumen-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe, in dem Bereich, in welchem die strahlenvernetzbare Polymervorstufe ursprünglich aufgebracht wurde. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements weist die Masse aus der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe und dem Füllstoff thixotrope Eigenschaften auf.Preferably the radiation-crosslinkable polymer precursor remains at least 95% by volume, preferably 100% by volume, based on the total volume the radiation-crosslinkable polymer precursor, in the region in which the radiation-crosslinkable polymer precursor was originally applied. at an embodiment of the filter element according to the invention has the mass of the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler thixotropic Properties on.
Bei einer Ausführungsform liegt das strahlengehärtete Polymer in Form eines Netzwerks vor.at an embodiment lies the radiation-hardened Polymer in the form of a network.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente 12,5 bis 27 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des strahlenvernetzten Polymers und des Füllstoffs.at an embodiment For example, the stiffeners comprise 12.5 to 27 weight percent filler on the total weight of the radiation-crosslinked polymer and the filler.
Als Füllstoff wird vorzugsweise ein anorganischer, vorzugsweise mineralischer Füllstoff, verwendet. Der Füllstoff liegt dabei in partikulärer Form vor. Die Partikelgröße liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 10 nm bis 500 μm, weiter bevorzugt in einem Bereich 20 nm bis 50 μm, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 1 μm bis 50 μm, vor.When filler is preferably an inorganic, preferably mineral Filler, used. The filler lies in particulate Form before. The particle size is preferably in a range of 10 nm to 500 microns, on preferably in a range of 20 nm to 50 μm, most preferably in one Range of 1 μm up to 50 μm, in front.
Bei einer Ausführungsform ist der Füllstoff aus der Gruppe, bestehend aus SiO2, Talk, Glas, Wollastonit, Al2O3, Kaolin, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Aluminiumsilikat, Aluminiumnitrit, Aluminiumhydroxid und Mischungen davon ausgewählt.In one embodiment, the filler is selected from the group consisting of SiO 2 , talc, glass, wollastonite, Al 2 O 3 , kaolin, calcium sulfate, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum silicate, aluminum nitrite, aluminum hydroxide, and mixtures thereof.
Bei einer Ausführungsform ist das strahlenvernetzte Polymer aus der Gruppe, bestehend aus Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyolefine, Polyvinylether, Polyvinylamide, ungesättigte Polyester und Mischungen davon, ausgewählt.at an embodiment is the radiation-crosslinked polymer from the group consisting of polyacrylates, Poly (meth) acrylates, polyolefins, polyvinyl ethers, polyvinylamides, unsaturated Polyester and mixtures thereof, selected.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das strahlenvernetzte Polymer Polypropylen oder Polypropyleneinheiten.at a preferred embodiment For example, the crosslinked polymer includes polypropylene or polypropylene units.
Ferner sind Polymere auf der Basis von (Meth)acrylaten, wie Polyester(Methacrylate), Polyether(Methacrylate), Urethan(Methacrylate), Epoxy(Methacrylate), Silikon(Methacrylate), insbesondere deren Blockpolymere, Propfpolymere und/oder Copolymere, bevorzugt.Further are polymers based on (meth) acrylates, such as polyesters (methacrylates), Polyethers (methacrylates), urethane (methacrylates), epoxy (methacrylates), Silicone (methacrylates), in particular their block polymers, graft polymers and / or copolymers, preferred.
Das strahlenvernetzte Polymer kann ferner Pigmente, Farbstoffe, Stabilisatoren, usw. umfassen.The irradiated polymer may further include pigments, dyes, stabilizers, etc. include.
Die Anordnungen und chemischen Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Filterelements werden auch für das Filterelementzwischenprodukt eingesetzt mit dem Unterschied, dass an Stelle des strahlenvernetzten Polymers eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe eingesetzt wird.The Arrangements and chemical compositions of the filter element according to the invention be synonymous for the filter element intermediate used with the difference that instead of the radiation-crosslinked polymer, a radiation-crosslinkable Polymer precursor is used.
Bei einer Ausführungsform ist die strahlenvernetzbare Polymervorstufe aus Monomeren, Oligomeren und/oder vernetzbaren Polymeren der Gruppe, bestehend aus Acrylaten, (Meth)acrylaten, Olefinen, Vinylethern, Vinylamiden, ungesättigte Ester und Mischungen davon, ausgewählt.In one embodiment, the radiation-crosslinkable polymer precursor is selected from monomers, oligomers and / or crosslinkable polymers of the group consisting of acrylates, (meth) acrylates, olefins NEN, vinyl ethers, vinyl amides, unsaturated esters and mixtures thereof.
Die strahlenvernetzbaren Verbindungen können weitere reaktive Gruppen, z. B. Melamin, Isocyanat, Anhydrid, Alkohol, Carbonsäuregruppen für eine zusätzliche thermische Stabilisierung, z. B. durch die chemische Reaktion von Alkohol-, Carbonsäure-, Amin-, Anhydrid-, Isocyanat- und/oder Melamingruppen enthalten.The radiation-crosslinkable compounds may contain other reactive groups, z. As melamine, isocyanate, anhydride, alcohol, carboxylic acid groups for an additional thermal stabilization, e.g. B. by the chemical reaction of Alcohol, carboxylic acid, amine, Anhydride, isocyanate and / or melamine groups.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente vor der Strahlenvernetzung 3 bis 5 Gew.-% Photoinitiatoren, bezogen auf das Gesamtgewicht des strahlenvernetzten Polymers und des Füllstoffs.at an embodiment include the stiffening elements before the radiation crosslinking 3 bis 5 wt .-% of photoinitiators, based on the total weight of the radiation-crosslinked Polymer and the filler.
Als Photoinitiatoren kommen in Betracht z. B. Benzophenon, Alkylbenzophenon, halogenmethylierte Benzophenone, Michlerketone, Anthron, und halogenierte Benzophenone. Ferner eignen sich Benzoin und seine Derivate. Ebenfalls wirksame Photoinitiatoren sind Anthrachinon und zahlreiche seiner Derivate, bspw. β-Methylanthrachinon, tert.-Butylanthrachinon und Anthrachinoncarbonsäureester und besonders wirksame Photoinitiatoren mit einer Acylphosphinoxidgruppe, wie Acylphosphinoxid oder Bis-Acylphosphinoxid, z. B. 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid.When Photoinitiators are suitable for. Benzophenone, alkylbenzophenone, halomethylated benzophenones, Michler ketones, anthrone, and halogenated Benzophenones. Also suitable are benzoin and its derivatives. Also effective photoinitiators are anthraquinone and many of its Derivatives, for example β-methylanthraquinone, tert-butylanthraquinone and anthraquinone carboxylic acid esters and particularly effective photoinitiators having an acylphosphine oxide group, such as acylphosphine oxide or bis-acylphosphine oxide, z. B. 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente zusätzlich zu der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe und dem Füllstoff noch ein Trägermaterial, welches die zu härtenden Versteifungselemente stabilisiert und nach deren Strahlenvernetzung entfernt wird.at an embodiment include the stiffening elements in addition to the radiation crosslinkable Polymer precursor and the filler still a carrier material, which the one to be hardened Stiffening stabilized and after their radiation crosslinking Will get removed.
Bei einer Ausführungsform besteht der Filterkörper aus einem thermoplastischen Polymer. Die Kombination eines thermoplastischen Filterkörpers mit strahlenvernetzten Versteifungselementen ermöglicht die Herstellung und Verwendung eines stabilen Filterelementes bei niedrigeren Temperaturen, die zu keiner Verformung des Filterkörpers führen.at an embodiment consists of the filter body from a thermoplastic polymer. The combination of a thermoplastic Filter body with Radiation-crosslinked stiffening elements allows the production and Use of a stable filter element at lower temperatures, the to no deformation of the filter body to lead.
Bei einer Ausführungsform weisen die strahlenvernetzten Versteifungselemente duroplastische Eigenschaften auf. Das Filterelement wird daher auch bei höheren Temperaturen in Form gehalten.at an embodiment the radiation-crosslinked stiffening elements have thermosetting properties on. The filter element is therefore in shape even at higher temperatures held.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper gelöst, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines gefalteten oder gewellten Filterkörpers,
- b) Aufbringen mindestens eines Versteifungselementes, in vorzugsweise langgestreckter Form, auf den Filterkörper auf der Anström- und/oder Abströmseite quer zur Längserstreckung der Wellen und Falten, wobei das Versteifungselement eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe und mindestens einen Füllstoff umfasst, und
- c) das Versteifungselement durch Bestrahlung gehärtet wird.
- a) providing a folded or corrugated filter body,
- b) applying at least one stiffening element, in preferably elongated form, to the filter body on the inflow and / or outflow side transversely to the longitudinal extent of the waves and folds, wherein the stiffening element comprises a radiation-crosslinkable polymer precursor and at least one filler, and
- c) the stiffening element is cured by irradiation.
Die für das erfindungsgemäße Filterelement beschriebene Anordnungen und chemischen Zusammensetzungen können auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.The for the described filter element according to the invention Arrangements and chemical compositions may also be used in the method of the invention be used.
Vorzugsweise weist die strahlenvernetzbare Polymerstufe mit dem Füllstoff thixotrope Eigenschaften auf. Durch die Zugabe des Füllstoffs wird die Viskosität der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe vorzugsweise so eingestellt, dass die strahlenvernetzbare Polymervorstufe auf den Filterkörper aufgebracht werden kann, ohne in die Falten und Wellen zu fliessen. Vorzugsweise verbleibt die aufgetragene Polymervorstufe zu 95%, vorzugsweise zu 100% an ihrem Auftragsort. Hierdurch wird beispielsweise die Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens ermöglicht.Preferably has the radiation-crosslinkable polymer stage with the filler thixotropic properties. By adding the filler is the viscosity the radiation-crosslinkable polymer precursor is preferably adjusted that the radiation-crosslinkable polymer precursor is applied to the filter body can be, without flowing into the folds and waves. Preferably the applied polymer precursor remains 95%, preferably 100% at their place of work. As a result, for example, the execution a continuous process allows.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlenvernetzung unter Schutzgas durchgeführt. Als Schutzgas kommen bspw. Edelgase, wie Argon, Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe, CO2 und/oder Stickstoff in Betracht. Bei der Verwendung von Schutzgas kann für die Strahlenvernetzung eine Strahlung mit einer niedrigeren Energie verwendet werden.In one embodiment of the method according to the invention, the radiation crosslinking is carried out under protective gas. As protective gas, for example, noble gases, such as argon, hydrocarbons and halogenated hydrocarbons, CO 2 and / or nitrogen come into consideration. When using shielding gas, radiation with a lower energy can be used for the beam crosslinking.
Die Dauer, Intensität und Wellenlänge der Bestrahlung hängt von dem gewünschten Vernetzungsgrad sowie von der eingesetzten Polymervorstufe ab.The Duration, intensity and wavelength the radiation depends from the desired Degree of crosslinking and on the polymer precursor used.
Zusätzlich kann die strahlenvernetzbare Polymervorstufe Photoinitiatoren enthalten.In addition, can the radiation-crosslinkable polymer precursor contains photoinitiators.
Soweit die strahlenvernetzbaren Polymervorstufen Photoinitiatoren enthalten, sollten diese Photoinitiatoren Absorptionswellenlängen im Bereich des emittierten Lichtes haben. Geeignete Photoinitiatoren sind insbesondere die oben genannte Photoinitiatoren mit Acylphosphinoxidgruppen.So far the radiation-crosslinkable polymer precursors contain photoinitiators, These photoinitiators should have absorption wavelengths in the Range of emitted light. Suitable photoinitiators are in particular the above-mentioned photoinitiators with acylphosphine oxide groups.
Die Versteifungselemente, umfassend die strahlenvernetzbare Polymervorstufe und den Füllstoff, können nach üblichen Verfahren auf den Filterkörper aufgebracht werden. Beispielsweise kann das Auftragen von oben erfolgen. Dabei werden die Versteifungselemente von oben auf den Filterkörper, der mit den Faltenkanten oder Biegungen nach oben weist, aufgebracht. Das Aufbringen der Versteifungselemente auf die Faltenkanten oder Biegungen des Filterkörpers kann auch dadurch erfolgen, dass die Versteifungselemente auf ein Trägerelement aufgebracht werden und anschließend von oben der Filterkörper mit den Faltenkanten oder Biegungen nach unten auf die Versteifungselemente aufgesetzt wird.The stiffening elements, comprising the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler, can be applied to the filter body by conventional methods. For example, the application can be done from above. The stiffening elements are applied from the top to the filter body, which faces up with the fold edges or bends. The application of the stiffening elements on the fold edges or bends of the filter body can also take place in that the stiffening elements auf auf a carrier element be brought and then from above the filter body with the fold edges or bends down on the stiffening elements is placed.
Die Viskosität der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff ist vorzugsweise so gewählt, dass der Klebstoff nicht in die Falten und/oder Wellentäler hineinfließt, sondern lediglich die nach oben weisenden Kanten und/oder Biegungen des Filterkörpers verbindet. Das Auftragen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff kann strang-, und/oder streifenförmig erfolgen. Bspw. kann eine Düse zum Auftragen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff verwendet werden.The viscosity the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler is preferably chosen that the adhesive does not flow into the folds and / or troughs, but rather only the upwardly facing edges and / or bends of the filter body combines. The application of the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler can be stranded, and / or strip-shaped respectively. For example. can a nozzle for applying the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler be used.
Die Strahlenvernetzung kann mit Elektronenstrahlen, Röntgen- oder Gammastrahlen, und/oder UV-Strahlung erfolgen.The Radiation crosslinking can be done with electron beams, X-rays or Gamma rays, and / or UV radiation take place.
Bei einer Ausführungsform erfolgt die Strahlenvernetzung bei einer Wellenlänge kleiner als 400 nm. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge in einem Bereich von 30 bis 380 nm.at an embodiment the radiation crosslinking takes place at a wavelength less than 400 nm. Preferably is the wavelength in a range of 30 to 380 nm.
Als Strahlungsquelle können Leuchtmittel, die ein Linienspektrum oder ein Breitbandspektrum abstrahlen, verwendet werden. Bspw. können als Strahlungsquelle Glühlampen, Halogenlampen, Xenonlampen, Quecksilberdampflampen, gepulste Lampen verwendet werden.When Radiation source can Bulbs that emit a line spectrum or a broadband spectrum, be used. For example. can as a source of light bulbs, Halogen lamps, xenon lamps, mercury vapor lamps, pulsed lamps be used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bestrahlung indirekt durch den Filterkörper. Vorzugsweise besteht der Filterkörper aus einem strahlungsdurchlässigen Material. Besonders bevorzugt besteht der Filterkörper aus Polypropylen oder umfasst Polypropylen.at a preferred embodiment the irradiation takes place indirectly through the filter body. Preferably consists of the filter body from a radiolucent Material. Particularly preferably, the filter body is made Polypropylene or comprises polypropylene.
Bei einer Ausführungsform besteht der Filterkörper aus einem thermoplastischen Material.at an embodiment consists of the filter body made of a thermoplastic material.
Bei einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich vorzugsweise mit einem Transportband durchgeführt.at an embodiment becomes the method according to the invention continuously preferably carried out with a conveyor belt.
Bei einer Ausführungsform wird die strahlenvernetzbare Polymervorstufe mit dem Füllstoff durch Aufdüsen auf den Filterkörper aufgetragen, wobei eine auf das Transferband gerichtete Düse zum Auftragen des Klebstoffs verwendet wird.at an embodiment becomes the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler by spraying on the filter body applied, wherein a directed onto the transfer belt nozzle for application of the adhesive is used.
Der Auftrag des Klebstoffes kann auch indirekt erfolgen. Hierzu wird der Klebstoff mittels einer Düse beispielsweise streifenförmig auf ein Transferband aufgetragen. Über Druck der Düse und Geschwindigkeit des Transferbandes kann die Menge des aufzutragenden Klebstoffs reguliert werden. Im Anschluß an das Klebstoffauftragen erfolgt das Eindrücken des Filterkörpers in die strahlenvernetzbare Polymervorstufe, die einen Füllstoff enthält. Für die Stabilisierung von Filtern ist ein regelmäßiger Abstand der Filterfalten oder Filterwellen vorteilhaft.Of the Application of the adhesive can also be done indirectly. For this purpose is the adhesive by means of a nozzle for example, strip-shaped applied to a transfer tape. About pressure of the nozzle and speed of the transfer tape can the amount of adhesive to be applied be regulated. In connection to Adhesive application is carried out by pressing the filter body in the radiation-crosslinkable polymer precursor containing a filler contains. For stabilization Filtering is a regular distance the filter folds or filter waves advantageous.
Die Kombination eines Transferbandes und die Vernetzung unter Schutzgas ermöglicht die Herstellung von Filterelementen in einem sehr wirtschaftlichen Prozeß.The Combination of a transfer belt and cross-linking under inert gas allows the production of filter elements in a very economical Process.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Filterelement um einen Luftfilter.Preferably it is the filter element to an air filter.
Das Filterelement kann als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter verwendet werden.The Filter element can be used as cabin air filter, recirculation filter, clean room filter, Exhaust filter, housing filter and / or vacuum cleaner used become.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, jedoch in keiner Weise beschränken.The The following examples are intended to illustrate the invention, but in no way restrict.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Einem handelsüblichen UV-härtbaren Lack auf Acrylatbasis (BASF 5191/1) wurde solange Kieselgel (Levasil 200, H. C. Starck ca. 40 nm mittlerer Teilchendurchmesser) zugegeben bis ein pastöses Gemisch mit thixotrophen Eigenschaften entstand. In diesem Beispiel betrug der Gewichtsanteil an Kieselgel 18 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des pastösen Gemisches. Dem pastösen Gemisch wurden 4 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des pastösen Gemisches eines Photoinitiator auf Acyloxidbasis zugesetzt, der ein Absorptionsmaximum im langwelligen UV-Bereich (ca. 380 nm) besitzt. Die pastöse Polymervorstufe wurde mit Hilfe einer Spritzenvorrichtung in Strangform auf ein Transferband aufgebracht. Dabei wurden Versteifungselemente mit ca. 4 mm Breite und ca. 6 mm Höhe geformt. In die Versteifungselemente wurde ein gefalteter Kabinenluftfilter aus Polypropylen eingelegt, so dass die Faltenspitzen senkrecht zu den Versteifungselementen angeordnet wurden. Die Vernetzung des Versteifungselementes erfolgte durch drei unterschiedliche Methoden:
- a) Das Filterelement wurde vom Transportband abgenommen und die Streifen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe wurden durch direkte, einminütige Bestrahlung mit einem langwellig emittierenden Strahler (Gallium dotiert) mit ca. 2000 Watt Leistung bei einer Wellenlänge von ca. 380 nm ausgehärtet.
- b) Das Filterelement wurde auf dem Transportband belassen und
die strahlenvernetzbare Polymervorstufe wurde von der Seite des
Filterkörper bestrahlt,
der nicht mit der Polymervorstufe belegt war (
3 ). Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Vernetzung bei Polypropylenfiltermaterialien auch durch die indirekte Bestrahlung durch den Filterkörper erfolgen kann, falls die UV-Transparenz dieses Merkmals hierfür ausreicht. Auf diese Weise können Filterelemente hergestellt werden, bei denen die Abnahme vom Transferband erst nach der Vernetzung der Streifen erfolgte. Dies ermöglicht eine extrem wirtschaftliche Herstellung der Filterelemente in einem kontinuierlichen Prozess. - c) Die Vernetzung wurde wie unter a) beschrieben durchgeführt mit dem Unterschied, dass das Filterelement mit 400 Watt 30 Sekunden in einer Wanne unter CO2-Atmosphäre bestrahlt wurde. Die Vernetzung war dabei vergleichbar zu der längeren hochenergetischen Bestrahlung an Luft in Schritt a). Die Variante c) zeigt deutlich, dass die Leistung des UV-Strahlers reduziert werden kann, falls die Vernetzung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.
- a) The filter element was removed from the conveyor belt and the strips of the radiation-crosslinkable polymer precursor were cured by direct, one-minute irradiation with a long-wavelength emitting radiator (gallium doped) with about 2000 watts of power at a wavelength of about 380 nm.
- b) The filter element was left on the conveyor belt and the radiation-crosslinkable polymer precursor was irradiated from the side of the filter body that was not occupied by the polymer precursor (
3 ). Surprisingly, it was found that the crosslinking in polypropylene filter materials can also be effected by the indirect irradiation through the filter body, if the UV transparency of this feature is sufficient for this. In this way, filter elements can be produced in which the decrease of the transfer belt was made only after the crosslinking of the strips. This allows extremely economical production of the filter elements in a continuous process. - c) Crosslinking was carried out as described under a) with the difference that the filter element was irradiated with 400 W for 30 seconds in a trough under CO 2 atmosphere. The crosslinking was comparable to the longer high-energy irradiation in air in step a). Variant c) clearly shows that the power of the UV emitter can be reduced if the crosslinking is carried out under a protective gas atmosphere.
Beispiel 2Example 2
Um die Versteifungswirkung zu testen, wurden auf einen Filterkörper aus Polypropylen mit einer Grundfläche von 300 × 210 mm 2 Streifen aus einem handelsüblichen UV-vernetzbaren Lack (BASF 5191/1) mit 20 Gew.-% Bariumsulfat (bezogen auf die Gesamtmenge des UV-vernetzbaren Lacks) aufgebracht und mit einer Strahlung von 2000 Watt, bei einer Wellenlänge von ca. 380 nm, für 1 min gehärtet. Anschließend wurde das erfindungsgemäße Filterelement in einem Klimaschrank einer Kfz-Klimaanlage durchströmt. Die Durchströmung erfolgte bei 60°C. Im Vergleich hierzu wurden Filterelemente mit Versteifungselementen aus thermoplastischen Schmelzklebern auf Polyolefinbasis bei 60°C unter den gleichen Bedingungen getestet. Diese wurden zum Teil vom Lüfter der Klimaanlage aufgrund einer massiven Verformung zerstört. Im Unterschied hierzu wies das erfindungsgemäße Filterelement eine hervorragende Formstabilität auf. Das Beispiel zeigt deutlich die verbesserte Stabilität von Filterelementen, welche mit Versteifungselementen aus einem strahlenvernetzten Polymer mit einem Füllstoff hergestellt sind.Around To test the stiffening effect were on a filter body Polypropylene with a base from 300x210 mm 2 strips of a commercial UV-crosslinkable paint (BASF 5191/1) with 20 wt .-% barium sulfate (relative on the total amount of UV-crosslinkable varnish) and with a radiation of 2000 watts, at a wavelength of about 380 nm, for 1 min hardened. Subsequently was the filter element according to the invention flows through in a climate-control cabinet of a car air conditioner. The flow took place at 60 ° C. in the In comparison, filter elements with stiffening elements from thermoplastic polyolefin-based hot melt adhesives at 60 ° C same conditions tested. These were partly from the fan of the Air conditioning destroyed due to massive deformation. In difference For this purpose, the filter element according to the invention excellent dimensional stability on. The example clearly shows the improved stability of filter elements, which with stiffening elements of a radiation-crosslinked polymer with a filler are made.
Figurencharacters
In
Dabei
zeigt
- 11
- Filterelementfilter element
- 22
- Filterkörperfilter body
- 33
- Faltenkantefold edge
- 44
- Versteifungselementstiffener
- 55
- Auftragsvorrichtung strahlenvernetzbares Polymerapplicator radiation-crosslinkable polymer
- 66
- Transportbandconveyor belt
- 77
- UV-LichtquelleUV-light source
- 88th
- Wanne mit Schutzgasatmosphäretub with protective gas atmosphere
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANN+HUMMEL INNENRAUMFILTER GMBH & CO. KG, 954, DE |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |