DE102007050047A1 - Automotive cabin air filter is a porous polymer fleece, fibre layup or woven fibre incorporating a Beta-crystalline structure - Google Patents

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Abstract

Claimed is a porous polymer fleece, fibre layup or woven fibre incorporating a Beta-crystalline structure. The average pore diameter is in the range 0.05-1 microns. Between 20 and 65 percent of the polypropylene fibres by weight incorporate a Beta-crystalline structure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polypropylen-Fasermaterial, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fasermaterial, insbesondere Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, aus Polypropylen-Fasern, welche eine Beta-Kristallitstruktur und eine poröse Oberflächenstruktur aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fasermaterials. Dieses Fasermaterial kann als Filtermaterial, insbesondere als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter, verwendet werden.The The present invention relates to a polypropylene fiber material, as well a method for producing the same. The present invention relates to a fiber material, in particular fiber fabric, nonwoven, Fasergewirk and / or Fiber fabric, made of polypropylene fibers, which has a beta-crystallite structure and has a porous surface structure, and a method for producing such a fiber material. This fiber material can be used as a filter material, in particular as a cabin air filter, Recirculation filter, clean room filter, exhaust filter, housing filter and / or Vacuum cleaner filter, to be used.

Ein Problem bei der Verarbeitung von Fasermaterialien, insbesondere aus Polypropylen-Fasern, ist deren Neigung zum Zerreißen. Gerade bei isotaktischen Polypropylenen mit hoher Kristallinität ist diese Neigung sehr ausgeprägt. Ein derartiger spröder Faserabriss kann in der Produktion von Fasergelegen zu Produktionsausfällen bzw. verlängerten Rüstzeiten führen. Bei der Fertigung von Filtern aus Vliesen führt das spröde Reißen von Fasern zum Einreißen der gesamten Vliesstruktur, insbesondere während des Plissiervorgangs. An den eingerissenen Stellen kommt es dann während des Filterprozesses zum Staubdurchtritt. Es ist daher wünschenswert, den Faserabriss und/oder einen Bandabriss der Vliesstruktur zu vermeiden.One Problem in the processing of fiber materials, in particular made of polypropylene fibers, is their tendency to rupture. Especially with isotactic polypropylenes with high crystallinity this tendency is very pronounced. Such a brittle one Fiber breakage can result in loss of production in the production of fiber webs or prolonged set-up times. In the production of filters made of nonwovens this leads to brittle Tearing fibers to rupture the entire nonwoven structure, especially during the pleating process. At the torn Digits then occur during the filtering process to the dust. It is therefore desirable to have the fiber tear and / or a To avoid banding of the nonwoven structure.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe verschiedener Verfahren zur Zäh-Modifizierung von Bauteilen, z. B. Kunststoffblenden oder Polypropylen-Folien, bekannt. Im Fall von Polystyrol-Bauteilen werden hierzu z. B. Elastomerpartikel im Mikrometerbereich eingesetzt, um sog. High-Impact-Polystyrol (HIPS) zu erzeugen. Bei schlagartiger Beanspruchung dieser Bauteile kommt es durch die Elastomerpartikel zu einer Unterbindung der Rissausbreitung, indem sich aus einzelnen Rissen viele kleine Risse bilden, welche aber nicht zum Bauteilversagen führen. Im Fall von Polypropylen können ähnliche Strategien angewandt werden. Hierbei werden beispielsweise anorganische Füllstoffe in Verbindung mit einem Phasenvermittler eingesetzt ( EP 1 589 070 A1 ).From the prior art, a number of different methods for toughening of components, eg. As plastic screens or polypropylene films, known. In the case of polystyrene components z. B. elastomer particles in the micrometer range used to produce so-called. High-impact polystyrene (HIPS). In the case of sudden loading of these components, the elastomer particles cause the crack propagation to be suppressed, since many small cracks form from individual cracks, but these do not lead to component failure. In the case of polypropylene, similar strategies can be used. In this case, for example, inorganic fillers are used in conjunction with a phase mediator ( EP 1 589 070 A1 ).

Ein relativ neuer Ansatz bei Polypropylen ist die Zähmodifizierung durch Verwendung von Beta-Nukleierungsmitteln ( S. Henning et al. Macromol. Symp., Vol. 214, pp. 157–171, 2004 ). Durch den Einsatz dieser Beta-Nukleierungsmittel werden im Polypropylen Beta-Sphärolithe erzeugt. Bei Beanspruchung dieses modifizierten Materials auf Zug schieben sich die Beta-Kristallite gegeneinander, wodurch sich mikroskopisch kleine Poren bilden ( Behrendt et al., J. Appl. Polym. Sci., Vol. 99, pp. 650–658, 2006 ). Durch die Porenbildung wird die durch die Beanspruchung erzeugte Energie aufgenommen. Es resultiert somit ein zähes Bruchverhalten, wodurch es zwar zu einer irreversiblen Deformation, aber nicht zu einem spröden Trennbruch kommt. Das zähe Bruchverhalten ist vorteilhafter als der spröde Trennbruch, da der spröde Bruch in der Regel zum vollständigen und augenblicklichem Bauteilversagen führt.A relatively new approach to polypropylene is toughening through the use of beta-nucleating agents ( S. Henning et al. Macromol. Symp., Vol. 214, pp. 157-171, 2004 ). The use of these beta-nucleating agents produces beta-spherulites in the polypropylene. Upon stressing of this modified material, the beta crystallites push against each other, forming microscopic pores ( Behrendt et al., J. Appl. Polym. Sci., Vol. 99, pp. 650-658, 2006 ). Pore formation absorbs the energy generated by the stress. This results in a tough fracture behavior, which leads to an irreversible deformation, but not to a brittle fracture. The tough fracture behavior is more advantageous than the brittle separation fracture, since the brittle fracture usually leads to complete and instantaneous component failure.

Der Effekt der Zähmodifizierung von Polypropylen bzw. der Bildung von Mikroporen durch Beta-Nukleierung wurde bei Folien ( EP 0 865 910 A1 ) bereits beschrieben. Die beta-modifizierten Polypropylen-Materialien zeigen im Gegensatz zu den nicht-modifizierten Polypropylen erheblich höhere Dehnbarkeiten, wodurch eine höhere Schadenstoleranz bei Schlag- und/oder Zugbeanspruchung resultiert.The effect of toughening of polypropylene or the formation of micropores by beta-nucleation has been demonstrated in films ( EP 0 865 910 A1 ) already described. The beta-modified polypropylene materials, unlike the unmodified polypropylene, exhibit significantly higher extensibilities, resulting in greater damage tolerance in impact and / or tensile stress.

In Bezug auf die Modifizierung von Fasergelegen und/oder Vliesen ist bisher nur der positive Effekt von Nukleierungsmitteln ohne Beta-Modifizierung beschrieben worden. Hierbei werden als Nukleierungsmittel Sorbitol-Derivate, Natriumbenzoat oder verschiedene Phosphate eingesetzt, die jedoch keine Beta-Nukleierung hervorrufen. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften kommen dabei durch eine engere Kristallitgrößenverteilung, welche durch die Nukleierungsmittel bewirkt wird, zustande. Die Kristallmodifikation besteht jedoch bei den oben genannten Nukleierungsmitteln aus Polypropylen-Fasern in der Alpha-Kristallmodifikation. Die Alpha-Modifikation ist nachteilig, weil diese bei einer mechanischen Beanspruchung keine Mikroporen bildet, sondern zu einem spröden Bruch (trennender Bruch) führt.In Regarding the modification of fiber webs and / or nonwovens so far only the positive effect of nucleating agents without beta modification been described. Here are used as nucleating sorbitol derivatives, Sodium benzoate or various phosphates used, however do not cause beta-nucleation. The improved mechanical Properties come from a narrower crystallite size distribution, which is caused by the nucleating agent. The However, crystal modification exists in the above nucleating agents made of polypropylene fibers in the alpha crystal modification. The alpha modification is disadvantageous because this under a mechanical stress does not form micropores, but a brittle fracture (breaking fraction) leads.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fasermaterial, insbesondere Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, mit höheren Dehnbarkeiten bereitzustellen, wodurch eine höhere Schadenstoleranz bei Schlag- und/oder Zugbeanspruchung bereitgestellt wird. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fasermaterial, insbesondere Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, vorzugsweise mit einem verringerten spröden Bruchverhalten, bereit zu stellen.task The present invention is a fiber material, in particular Fiber fabric, nonwoven, Fasergewirk and / or fiber fabric, with higher Provide extensibilities, resulting in a higher damage tolerance is provided with impact and / or tensile stress. Further It is an object of the present invention, a fiber material, in particular Fiber fabric, nonwoven, Fasergewirk and / or fiber fabric, preferably with a reduced brittle fracture behavior, ready for put.

Auch ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fasermaterial, insbesondere Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, vorzugsweise mit einer höheren Abscheideleistung, Staubbindekapazität und Standzeiten (Beladungszeit), bereit zu stellen.Also it is an object of the present invention to provide a fibrous material in particular fiber fabric, fleece, Fasergewirk and / or fiber fabric, preferably with a higher separation efficiency, dust binding capacity and service life (loading time), to provide.

Die Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines Fasermaterials, insbesondere Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, welches poröse Polypropylen-Fasern mit Beta-Kristallstruktur umfasst, gelöst.The The object is achieved by the provision of a fiber material, in particular Fiber fabric, nonwoven, Fasergewirk and / or fiber fabric, which porous Polypropylene fibers with beta crystal structure comprises dissolved.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials liegt der mittlere Porendurchmesser der Poren der Polypropylen-Fasern in einem Bereich von 0,05–1 μm, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 μm. Bei einer Ausführungsform befinden sich die Poren an der Oberfläche der Fasern. Bei einer anderen Ausführungsform befinden sich die Poren in den Fasern und an der Oberfläche der Fasern. Bei den Poren kann es sich um unregelmäßig geformte und unterschiedlich große Poren handeln. Vorzugsweise handelt sich bei den Poren an der Oberfläche der Fasern um offene Poren, die vorzugsweise nicht untereinander verbunden sind. Unter mittlerer Porendurchmesser ist vorzugsweise der arithmetisch gemittelte Porendurchmesser aller Poren in den Fasern zu verstehen.at an embodiment of the invention Fiber material is the average pore diameter of the pores of Polypropylene fibers in a range of 0.05-1 μm, preferably 0.2 to 0.5 microns. In one embodiment the pores are on the surface of the fibers. at In another embodiment, the pores are in the fibers and the surface of the fibers. At the pores It can be irregular shaped and different big pores act. Preferably, the Pores on the surface of the fibers around open pores, the preferably not interconnected. Below middle Pore diameter is preferably the arithmetic average pore diameter to understand all the pores in the fibers.

Unter „Poren der Polypropylen-Fasern" sind vorzugsweise die Poren in und/oder auf den Polypropylen-Fasern, nicht aber die Zwischenräume des erfindungsgemäßen Fasermaterials selbst zu verstehen.Under "pores the polypropylene fibers "are preferably the pores in and / or on the polypropylene fibers, but not the gaps the fiber material according to the invention itself understand.

Vorzugsweise weisen die Polypropylen-Fasern des erfindungsgemäßen Fasermaterials einen MFI (Melt Flow Rate, Schmelzflußrate) von 20 bis 800 g/10 min, weiter bevorzugt von 100 bis 400 g/10 min auf. Der MFI wird nach DIN ISO 1133 gemessen.Preferably, the polypropylene fibers of the fibrous material according to the invention have an MFI (melt flow rate, melt flow rate) of from 20 to 800 g / 10 min, more preferably from 100 to 400 g / 10 min. The MFI is after DIN ISO 1133 measured.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass das erfindungsgemäße Fasermaterial bei Verwendung als Filtermaterial höhere Staubbindekapazitäten, verbesserte Abscheideleistungen, verbesserte Standzeiten aufweist und/oder sich die Beladungszeiten (Standzeiten) gegenüber herkömmlichen Filtermaterialien verlängern. Das erfindungsgemäße Filtermaterial setzt sich also langsamer zu. Dies beruht auf der porösen Struktur der Polypropylenfasern, in und/oder auf welchen sich der Staub bevorzugt einlagert und/oder ablagert. Die durch die Poren vergrößerte Oberfläche ermöglicht eine verbesserte Staubabscheidung.It was surprisingly found that the inventive Fiber material higher when used as filter material Dust-binding capacities, improved separation performance, has improved service life and / or the loading times Extend (lifetime) compared to conventional filter materials. The filter material according to the invention settles slower too. This is due to the porous structure the polypropylene fibers in and / or on which the dust prefers stores and / or deposits. The enlarged by the pores Surface allows improved dust separation.

Ferner wurde festgestellt, dass das erfindungsgemäße Fasermaterial kein sprödes Bruchverhalten, sondern ein zähes Bruchverhalten aufweist. Das zähe Bruchverhalten des Fasermaterials erfolgt lediglich unter einer irreversiblen Deformation der Fasern. Das Fasermaterial ist stabiler und kann besser zu Filtern verarbeitet werden, ohne zu reißen.Further it was found that the inventive Fiber material no brittle fracture behavior, but a has tough fracture behavior. The tough fracture behavior The fiber material is only under an irreversible deformation the fibers. The fiber material is more stable and can filter better be processed without tearing.

Das erfindungsgemäße Fasermaterial zeigt vorzugsweise eine verbesserte Verarbeitbarkeit durch eine deutlich geringere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen, wie Zug-, Dehn und/oder Schlagbeanspruchungen. Da mechanische Beanspruchungen, wie etwa Zugspannungen, bei der Herstellung von Filtern aus Fasermaterialien nicht vermieden werden können, sind die im Sinne der Erfindung bereitgestellten Fasermaterialien von großem Vorteil.The Fiber material according to the invention preferably shows an improved processability by a much lower Sensitivity to mechanical stresses, such as tensile, tensile and / or impact loads. Since mechanical stresses, such as tensile stresses, in the manufacture of fiber material filters can not be avoided, are within the meaning of the invention provided fiber materials of great advantage.

Das erfindungsgemäßen Fasermaterial weist vorzugsweise eine deutlich höhere Höchstzugkraft und/oder Höchstzugdehnung gegenüber Polypropylen-Fasermaterialien auf, die keine β-Kristallitstruktur aufweisen.The Fiber material according to the invention preferably has a significantly higher maximum tensile strength and / or maximum tensile strain to polypropylene fiber materials that do not have a β-crystallite structure exhibit.

Die Höchstzugkraft und/oder die Höchstzugdehnung kann beispielsweise nach DIN EN ISO 13934-1 gemessen werden. Vorzugsweise weisen die Fasern des erfindungsgemäßen Fasermaterials eine Höchstzugkraft von mindestens 2,5 N, vorzugsweise 2,8 bis 10 N, am meisten bevorzugt von 3 bis 5 N auf. Unter Höchstzugkraft ist insbesondere die Kraft zu verstehen, die benötigt wird, um eine Faser mit einem Durchmesser von 100 μm zu zerreißen.The maximum tensile force and / or the maximum tensile strain may, for example, after DIN EN ISO 13934-1 be measured. Preferably, the fibers of the fiber material according to the invention have a maximum tensile force of at least 2.5 N, preferably from 2.8 to 10 N, most preferably from 3 to 5 N. By "maximum tensile force" is meant, in particular, the force needed to rupture a fiber of 100 μm in diameter.

Bei einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Fasermaterial zähmodifizierte Polypropylen-Fasern bei Raumtemperatur (20–25°C) besonders hohe Dehnbarkeiten von vorzugsweise bis zu 1000%, weiter bevorzugt von 100 bis 1000% auf, ohne zu zerreißen. Die %-Angabe bezieht sich vorzugsweise auf die Länge der Faser nach der Verstreckung bezogen auf die Gesamtlänge der Faser vor der Verstreckung.at an embodiment, the inventive Fiber material toughened polypropylene fibers at room temperature (20-25 ° C) particularly high elongations of preferably up to 1000%, more preferably from 100 to 1000%, without tearing. The% specification preferably refers to the length of the Fiber after drawing based on the total length the fiber before drawing.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials weisen von 1 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 65 Gew.-%, der kristallinen Anteile des Polypropylens, eine Beta-Kristallitstruktur auf. Vorzugsweise weisen 30 bis 80 Gew.-%, weiter bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, des Polypropylens in dem erfindungsgemäßen Fasermaterial, kristallines Polypropylen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polypropylens, auf.at an embodiment of the invention Fiber materials have from 1 to 95 wt .-%, preferably from 20 to 65 wt .-%, of the crystalline portions of the polypropylene, a beta-crystallite structure on. Preferably, 30 to 80 wt .-%, more preferably 40 to have 60 wt .-%, of the polypropylene in the inventive Fiber material, crystalline polypropylene, based on the total weight of polypropylene, on.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials umfasst dieses Polypropylen-Fasern, die aus Polypropylen mit oder in der Beta-Kristallitstruktur bestehen.In one embodiment of the fiber material according to the invention comprises this polypropylene Fa which consist of polypropylene with or in the beta-crystallite structure.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials umfassen die Polypropylen-Fasern mindestens ein Beta-Nukleierungsmittel.at an embodiment of the invention Fiber material, the polypropylene fibers comprise at least one beta-nucleating agent.

Vorzugsweise ist das Beta-Nukleierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Bisamiden, Dicarbonsäuren, Farbpigmenten sowie Salzen und Mischungen davon, ausgewählt.Preferably is the beta-nucleating agent from the group consisting of bisamides, Dicarboxylic acids, color pigments and salts and mixtures thereof, selected.

Insbesondere können Calciumsalze der Dicarbonsäuren eingesetzt werden.Especially Calcium salts of dicarboxylic acids can be used become.

Dicarbonsäuren und/oder deren Salze können aus der Gruppe, bestehend aus Pimelinsäure, Calciumpimelat, Calciumphthalat, Calciumterephthalat, Calciumsuberat, Calciumstearat, und/oder Mischungen davon, ausgewählt werden.dicarboxylic acids and / or salts thereof may be selected from the group consisting of Pimelic acid, calcium pimelate, calcium phthalate, calcium terephthalate, Calcium suberate, calcium stearate, and / or mixtures thereof become.

Bei den Farbpigmenten kann es sich im anorganische und/oder organische Farbpigmente handeln. Die organischen Farbpigmente können beispielsweise Gamma-Chinacridon, beispielsweise E3B® (Hostaperm-Rot E3B von Clariant (ehemals Hoechst)), umfassen.The color pigments may be inorganic and / or organic color pigments. The organic color pigments (E3B from Clariant (formerly Hoechst) Hostaperm Red) include, for example, gamma quinacridone, for example, E3B ®.

Bei dem Bisamid können Bisamide eingesetzt werden, welche über coplanare Phenylringe verfügen. Es kann N,N-Dicyclohexylnaphthalin-2,6-dicarboxamid, welches beispielsweise unter dem Handelsnamen NU100® (New Japan Chemicals Company, Tokio) erhältlich ist, eingesetzt werden.Bisamides containing coplanar phenyl rings can be used in the bisamide. It may be N, N-Dicyclohexylnaphthalin-2,6-dicarboxamide, which (New Japan Chemical Company, Tokyo) is available, for example under the trade name NU100 ® can be used.

Vorzugsweise umfassen die Polypropylen-Fasern ein Beta-Nukleierungsmittel in einer Konzentration von mindestens 10 ppm, weiter bevorzugt 50 ppm bis 100.000 ppm, weiter bevorzugt 100 ppm bis 10.000 ppm, noch weiter bevorzugt 200 bis 1000 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polypropylen-Fasern.Preferably For example, the polypropylene fibers include a beta-nucleating agent in a concentration of at least 10 ppm, more preferably 50 ppm to 100,000 ppm, more preferably 100 ppm to 10,000 ppm, even further preferably 200 to 1000 ppm, based on the total weight of the polypropylene fibers.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials wird als Beta-Nukleierungsmittel γ-Chinacridon in Konzentrationen von 10 bis 10000 ppm, vorzugsweise zwischen 50 und 1000 ppm, eingesetzt.at a preferred embodiment of the invention Fiber material is called beta-nucleating agent γ-quinacridone in concentrations of 10 to 10,000 ppm, preferably between 50 and 1000 ppm used.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials wird als Beta-Nukleierungsmittel Calciumpimelat, Calciumphthalat, Calciumterephthalat, Calciumsuberat oder Calciumstearat, in Konzentrationen von 10 bis 100000 ppm, vorzugsweise zwischen 100 und 10000 ppm, eingesetzt.at a further preferred embodiment of the invention Fiber material is used as beta-nucleating agent calcium pimelate, Calcium phthalate, calcium terephthalate, calcium suberate or calcium stearate, in concentrations of 10 to 100,000 ppm, preferably between 100 and 10000 ppm used.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials wird als Beta-Nukleierungsmittel N,N-Dicyclohexylnaphthalin-2,6-dicarboxamid in Konzentrationen von 10 bis 100000 ppm, vorzugsweise zwischen 100 und 10000 ppm, als eingesetzt.at a further preferred embodiment of the invention As a beta-nucleating agent, fiber material is N, N-dicyclohexylnaphthalene-2,6-dicarboxamide in concentrations of 10 to 100,000 ppm, preferably between 100 and 10,000 ppm when used.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials umfasst dieses Polypropylenfasern mit oder in der Beta-Kristallitstruktur, die isotaktisches Polypropylen enthält.at an embodiment of the invention Fiber material comprises this polypropylene fibers with or in the Beta-crystallite structure containing isotactic polypropylene.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials weisen die Polypropylen-Fasern einen mittleren Faserdurchmesser von 1 μm bis 500 μm, vorzugsweise von 5 μm bis 50 μm und/oder eine mittlere Faserlänge von 1 cm bis 1 m, vorzugsweise von 5 cm bis 50 cm, auf.at an embodiment of the invention Fiber material, the polypropylene fibers have a mean fiber diameter from 1 μm to 500 μm, preferably 5 μm to 50 microns and / or an average fiber length of 1 cm to 1 m, preferably from 5 cm to 50 cm, on.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials weisen die Polypropylen-Fasern durch uniaxiale Verstreckung eine poröse Oberfläche auf. Vorzugsweise werden die Polypropylenfasern auf das 2 bis 10fache, weiter bevorzugt auf das 2 bis 4-fache, verstreckt.at an embodiment of the invention Fiber materials have the polypropylene fibers by uniaxial stretching a porous surface on. Preferably the polypropylene fibers to 2 to 10 times, more preferably on 2 to 4 times, stretched.

Vorzugsweise weisen die Polypropylen-Fasern in dem erfindungsgemäßen Fasermaterial im wesentlichen keine, vorzugsweise keine, punktuellen Verschweißungen auf. Es hat sich herausgestellt, dass sich aufgrund der rauhen Oberflächenstruktur die Polypropylen-Fasern verhaken. Daher ist keine Verschweißung der Fasern notwendig. Dies ist ein großer Vorteil, weil das Herstellungsverfahren erheblich vereinfacht wird. Ferner wird der Strömungswiderstand des Filters vorzugsweise geringer, da die Verschweißungspunke bei herkömmlichen Filtern in Bezug auf die Filterwirkung nicht wirksam sind.Preferably have the polypropylene fibers in the inventive Fiber material essentially no, preferably none, punctual Welds on. It turned out that due to the rough surface structure the polypropylene fibers snag. Therefore, no welding of the fibers is necessary. This is a big advantage because of the manufacturing process considerably simplified. Furthermore, the flow resistance the filter is preferably lower, since the Verschwungsungspunke in conventional filters in terms of filtering effect are not effective.

Bei einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Fasermaterial ein Flächengewicht von 50 bis 500 g/m2, vorzugsweise von 100 bis 150 g/m2, auf.In one embodiment, the fiber material according to the invention has a weight per unit area of 50 to 500 g / m 2 , preferably of 100 to 150 g / m 2 .

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fasermaterials wird die Beta-Kristallit-Struktur durch ein gezieltes Abkühlen von Polypropylenschmelzen erreicht.In one embodiment of the fiber material according to the invention, the beta-crystallite structure achieved by a targeted cooling of polypropylene melts.

Das erfindungsgemäße Fasermaterial, insbesondere das Fasergelege, Vlies, Fasergewirk und/oder Fasergewebe, kann als Filter ausgestaltet sein.The Fiber material according to the invention, in particular the Fiber fabric, nonwoven, Fasergewirk and / or fiber fabric, can as a filter be designed.

Insbesondere kann das Polypropylen-Fasermaterial in Kabinenluftfiltern, Umluftfiltern, Reinraumfiltern, Abluftfiltern, Wohnraumfiltern und/oder Staubsaugerfiltern, verwendet werden.Especially can the polypropylene fiber material in cabin air filters, recirculation filters, Clean room filters, exhaust air filters, domestic filters and / or vacuum cleaner filters, be used.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines Fasermaterials, insbesondere Fasergeleges, Vlieses, Fasergewirkes und/oder Fasergewebes, umfassend die folgenden Schritte, gelöst:

  • a) Aufschmelzen von Polypropylen,
  • b) Zumischen mindestens eines Beta-Nukleierungsmittels,
  • c) Verspinnen der in Schritt b) bereitgestellten Mischung zu Polypropylen-Fasern, und
  • d) Ablegen der Fasern
  • d1) zu einem Fasermaterial oder
  • d2) auf einer Aufnahmevorrichtung,
wobei die Fasern in Schritt c) und/oder Schritt d) verstreckt werden.The object is further achieved by a method for producing a fiber material, in particular fiber fabric, fleece, fiber knitted fabric and / or fiber fabric, comprising the following steps:
  • a) melting of polypropylene,
  • b) admixing at least one beta-nucleating agent,
  • c) spinning the mixture provided in step b) into polypropylene fibers, and
  • d) depositing the fibers
  • d1) to a fiber material or
  • d2) on a receiving device,
wherein the fibers are drawn in step c) and / or step d).

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt a) das Polypropylen bei einer Temperatur aus einem Bereich von 180°C bis 300°C, vorzugsweise 200 bis 260°C, aufgeschmolzen. Vorzugsweise werden in Schritt b) die Beta-Nukleierungsmittel durch Extrusion zugemischt. Hierbei können die gleichen Temperaturen wie in Schritt a) eingesetzt werden. Die Extrusion kann z. B. mit einem Laborextruder Typ 20x25 der Firma Collin durchgeführt werden.at an embodiment of the invention Process is in step a) the polypropylene at a temperature from a range of 180 ° C to 300 ° C, preferably 200 to 260 ° C, melted. Preferably, in step b) the beta-nucleating agents are mixed by extrusion. in this connection the same temperatures as in step a) can be used become. The extrusion can z. Eg with a laboratory extruder type 20x25 Collin company.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fasern nach dem Verspinnen uniaxial verstreckt. Vorzugsweise werden die Polypropylenfasern auf das 2 bis 10fache, weiter bevorzugt auf das 2,5 bis 4-fache der Länge verstreckt, die sie unmittelbar nach der Verspinnung in Schritt c) aufweisen.at an embodiment of the invention Process, the fibers are stretched uniaxially after spinning. Preferably, the polypropylene fibers become 2 to 10 times, more preferably stretched 2.5 to 4 times the length, they have immediately after the spinning in step c).

Die Zugabe des Beta-Nukleierungsmittels bewirkt die Ausbildung einer Beta-Kristallitstruktur während des Abkühlens und vor dem Verstrecken des Faserstranges. Als Beta-Nukleierungsmittel können die vorstehend beschriebenen Stoffe, insbesondere in den vorstehend beschriebenen Konzentrationen, eingesetzt werden.The Addition of the beta-nucleating agent causes the formation of a Beta-crystallite structure during cooling and before stretching the fiber strand. As a beta-nucleating agent can the substances described above, in particular in the concentrations described above.

Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Faser nach dem Spinnen auf eine Temperatur in einem Bereich von 260 bis 170°C, vorzugsweise auf eine Temperatur in einem Bereich von 155 bis 90°C, abgekühlt und dann verstreckt.According to one preferred variant of the method according to the invention After spinning, the fiber will be at a temperature within a range from 260 to 170 ° C, preferably to a temperature in a range of 155 to 90 ° C, cooled and then stretched.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fasern durch einen Spinnbalken aus der Schmelze zu Fasern versponnen. Der Durchmesser der Düsen im Spinnbalken gibt dabei den Faserdurchmesser vor. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen Faser-Meltblown-Prozess.at a preferred embodiment of the invention Procedure, the fibers through a spinning beam from the melt spun into fibers. The diameter of the nozzles in the spinning beam specifies the fiber diameter. These are preferably a fiber meltblown process.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fasern über einen Wickler (Galette) abgezogen und/oder aber auf einem Transportband abgelegt und vorzugsweise so kontinuierlich abgezogen.at an embodiment of the invention Method the fibers are passed over a winder (galette) subtracted and / or stored on a conveyor belt and preferably withdrawn so continuously.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Polypropylen zu Fasern mit einen mittleren Durchmesser von 1 μm bis 500 μm, vorzugsweise von 5 μm bis 50 μm, und/oder einer mittleren Faserlänge von 1 cm bis 1 m, vorzugsweise von 5 cm bis 50 cm, versponnen. Unter dem Begriff mittlerer Durchmesser der Fasern ist vorzugsweise der arithmetisch gemittelte Durchmesser bezogen auf alle Fasern zu verstehen. Unter dem Begriff mittlere Faserlänge der Fasern ist vorzugsweise die arithmetisch Faserlänge bezogen auf alle Fasern zu verstehen.at an embodiment of the invention Process, the polypropylene to fibers with a mean diameter from 1 μm to 500 μm, preferably 5 μm to 50 microns, and / or a mean fiber length from 1 cm to 1 m, preferably from 5 cm to 50 cm, spun. Under the term average diameter of the fibers is preferably the to understand arithmetically averaged diameters relative to all fibers. The term average fiber length of the fibers is preferably the arithmetic fiber length relative to all fibers too understand.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens werden zähmodifizierte Fasern erzeugt, welche sich bei Raumtemperatur unter Ausdünnung, d. h. unter Abnahme des Faserdurchmessers, besonders gut dehnen lassen. Durch die während des Dehnvorgangs gebildeten Mikroporen erscheinen die zähmodifizierten und gedehnten Fasern des erfindungsgemäßen Fasermaterials bei Betrachtung mit dem bloßen Auge opak.at an embodiment of the invention Process are produced toughened fibers which at room temperature under thinning, d. H. under decrease of the fiber diameter, to stretch particularly well. Through the during The micropores formed by the stretching process appear to be the toughened ones and stretched fibers of the fiber material according to the invention Opaque when viewed with the naked eye.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in Schritt d) abgelegte Fasermaterial zu einem Filter plissiert.In one embodiment of the method according to the invention, the fiber deposited in step d) becomes Material pleated to a filter.

Figuren:Characters:

1: 1 :

1 zeigt zwei rasterelekronenmikroskopische Aufnahmen einer zähmodifizierten PP-Faser mit einer Beta-Kristallit-Struktur und einer porösen Oberfläche, welche durch Zugabe von 0,1 Gew.-% Calciumpimelat Beta-Nukleierungsmittel und einer vierfachen Verstreckung der Faser erhalten wurde. Die durch die vierfache Verstreckung der Faser entstandene poröse Oberflächenstruktur mit Poren im μm-Bereich ist deutlich sichtbar. 1 shows two scanning electron micrographs of a toughened PP fiber having a beta crystallite structure and a porous surface obtained by adding 0.1 wt% calcium pimelate beta nucleating agent and a fourfold fiber orientation. The porous surface structure with pores in the μm range, which results from the quadruple stretching of the fiber, is clearly visible.

1a zeigt eine rasterelekronenmikroskopische Aufnahme im Maßstab 100 μm mit einer 500× Vergrößerung. 1a shows a scanning micron micrograph on a scale of 100 microns with a 500 × magnification.

1b zeigt eine rasterelekronenmikroskopische Aufnahme im Maßstab Maßstab 1 mm mit einer 50× Vergrößerung 1b shows a scanning magnification micrograph on a scale of 1 mm with a 50 × magnification

Durch die nachfolgenden Beispiele soll die vorliegende Erfindung näher erläutert, aber in keiner Weise beschränkt werden.By The following examples are intended to further illustrate the present invention explained, but in no way be limited.

Beispiele:Examples:

Beispiel 1example 1

In Polypropylen (PP) mit einem MFI (nach DIN ISO 1133 ) von 400 g/10 min wurden 0,1 Gew.-% Calciumpimelat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polypropylens, durch Extrusion (Düsentemperatur 175°C) eingearbeitet. Das so erhaltene additivierte PP wurde mit einem Spinnbalken zu einem Vlies versponnen, indem das additivierte PP kontinuierlich durch Düsen mit einer Temperatur von 230°C gedrückt und auf ein Transportband abgelegt wurde. Durch die Anhaftung des einen Faserendes am laufenden Transportband wurden die Fasern im Mittel (durchschnittlich) um den Faktor 4 verstreckt. Der mittlere Faserdurchmesser betrug 100 μm.In polypropylene (PP) with an MFI (acc DIN ISO 1133 ) of 400 g / 10 min, 0.1% by weight of calcium pimelate, based on the total weight of the polypropylene, was incorporated by extrusion (die temperature 175 ° C.). The additive-containing PP thus obtained was spun with a spinning beam to form a nonwoven fabric by continuously pressing the additized PP through nozzles at a temperature of 230 ° C. and depositing it on a conveyor belt. As a result of the adhesion of the one fiber end to the moving conveyor belt, the fibers were stretched on average (on average) by a factor of four. The mean fiber diameter was 100 μm.

Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen in 1 zeigen eine deutlich poröse Oberflächenstruktur der hergestellten Fasern.The scanning electron micrographs in 1 show a clearly porous surface structure of the fibers produced.

Beispiel 2:Example 2:

In ein PP mit einem MFI von 400 g/10 min (nach DIN ISO 1133 ) wurden 50 ppm γ-Chinacridon, bezogen auf das Gesamtgewicht von Polypropylen, durch Extrusion (Düsentemperatur 175°C) eingearbeitet. Für das Einstellen dieser niedrigen Farbstoff-Konzentration wurde ein Masterbatch mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-% an γ-Chinacridon verwendet. Das so erhaltene additivierte PP wurde mit einem Spinnbalken zu einem Vlies versponnen, indem das additivierte PP kontinuierlich durch Düsen mit einer Temperatur von 230°C gedrückt und auf ein Transportband abgelegt wurde. Durch die Anhaftung des einen Faserendes am laufenden Transportband kam die gewünschte Verstreckung der Faser um den Faktor 4 zustande. Der mittlere Faserdurchmesser betrug 100 μm.In a PP with an MFI of 400 g / 10 min (after DIN ISO 1133 ) were incorporated 50 ppm of γ-quinacridone, based on the total weight of polypropylene, by extrusion (die temperature 175 ° C). For adjusting this low dye concentration, a masterbatch with a concentration of 0.1% by weight of γ-quinacridone was used. The additive-containing PP thus obtained was spun with a spinning beam to form a nonwoven fabric by continuously pressing the additized PP through nozzles at a temperature of 230 ° C. and depositing it on a conveyor belt. Due to the adhesion of the one fiber end on the moving conveyor belt, the desired stretching of the fiber came about by a factor of 4. The mean fiber diameter was 100 μm.

Vergleichsbeispiel 3:Comparative Example 3

Das Vergleichsbeispiel 3 wurde wie in Beispiel 1 und 2 beschrieben durchgeführt. Es wurde aber kein Calciumpimelat bzw. γ-Chinacridon zugesetzt.The Comparative Example 3 was carried out as described in Examples 1 and 2. However, no calcium pimelate or γ-quinacridone was added.

Tabelle 1 zeigt vergleichend die Höchstzugkraft bzw. Höchstzugdehnung

  • (a) eines Polypropylen-Vlieses gemäß Beispiel 1, dessen Fasern mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat additiviert wurden,
  • (b) eines PP-Vlieses gemäß Beispiel 2, dessen Fasern mit 50 ppm γ-Chinacridon additiviert wurden, und
  • (c) eines PP-Vlieses gemäß Vergleichbeispiel 3 dessen Fasern nicht additiviert wurden.
Table 1 compares the maximum tensile strength and maximum tensile strain
  • (a) a polypropylene nonwoven according to Example 1, the fibers of which were additized with 0.1% by weight calcium pimelate,
  • (b) a PP nonwoven according to Example 2, whose fibers were additized with 50 ppm γ-quinacridone, and
  • (c) a PP nonwoven according to Comparative Example 3 whose fibers were not additized.

Die Prüfung erfolgte nach DIN EN ISO 139341-1 . Je Fasertyp wurden 10 Prüfungen durchgeführt. Die aus den Versuchen ermittelten Zugkräfte und Dehnungen wurden arithmetisch gemittelt. Tabelle 1: Vliestyp Höchstzugkraft [N] Höchstzugdehnung [%] PP-Referenz; ohne Additive (Vergleichsbeispiel 3) 2,3 ± 0,2 816 ± 2,1 PP mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat (Beispiel 1) 3,6 ± 0,1 828 ± 8,3 PP mit 50 ppm γ-Chinacridon (Beispiel 2) 3,2 ± 0,2 817 ± 0,8 The test was carried out after DIN EN ISO 139341-1 , For each fiber type, 10 tests were performed. The tensile forces and strains determined from the tests were arithmetically averaged. Table 1: mat type Maximum tensile strength [N] Maximum elongation [%] PP-reference; without additives (Comparative Example 3) 2.3 ± 0.2 816 ± 2.1 PP with 0.1% by weight calcium pimelate (Example 1) 3.6 ± 0.1 828 ± 8.3 PP with 50 ppm γ-quinacridone (Example 2) 3.2 ± 0.2 817 ± 0.8

Tabelle 1 zeigt deutlich, dass bei den Fasern der additivierten Vliesen durch die Zugabe von 0,1 Gew.-% Calciumpimelat bzw. 50 ppm γ-Chinacridon die Höchstzugkraft bei vergleichbaren Dehnungen um etwa 50% höher ist als bei den Fasern des nicht additivierten Vlies.table 1 clearly shows that the fibers of the additized nonwovens by the addition of 0.1% by weight of calcium pimelate or 50 ppm of γ-quinacridone the maximum tensile force at comparable strains around 50% higher than the fibers of the non-additivated Fleece.

Beispiel 4Example 4

Ähnlich wie in den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispiel 3 beschrieben wurden Vliese hergestellt. Die Fasern wurden jedoch direkt nach der Extrusion (Düsentemperatur 205°C) auf das Dreifache verstreckt. Der mittlere Faserdurchmesser der extrudierten Fasern betrug 15 μm. Die Fasern wurden kontinuierlich zu Vliesen abgelegt, die erhaltenen Vliese hatten ein Flächengewicht von 120 g/m2.Nonwovens were prepared similarly as described in Examples 1 and 2 and Comparative Example 3. However, the fibers were stretched three times immediately after extrusion (die temperature 205 ° C). The mean fiber diameter of the extruded fibers was 15 μm. The fibers were continuously deposited into nonwovens, the nonwoven webs obtained had a basis weight of 120 g / m 2 .

Bei den so hergestellten Vliese wurden die Druckabfälle, das Abscheideverhalten, die Beladung und die Standzeit gemessen (vgl. Tabellen 2/3).at The webs thus produced were the pressure drops, the Separation behavior, the load and the service life measured (cf. Tables 2/3).

Messung des Druckabfalls und des AbscheideverhaltenMeasurement of pressure drop and the separation behavior

Für die Messungen des Druckabfalls und des Abscheideverhalten wurden Rondenstanzlinge (Durchmesser 11,4 cm) hergestellt. Die Messungen erfolgte in Anlehnung an DIN 71460-1 . Je drei Rondenstanzlinge (Durchmesser 11,4 cm) des jeweiligen Vliestyps wurde an einem Strömungskanal (Welas® Hersteller: Palas) in Bezug auf Abscheideleistung und Druckabfall mit NaCl-Partikeln vermessen. Der Druckabfall wurde bei einem Anströmdruck von 130 Pa bestimmt.For the measurements of the pressure drop and the deposition behavior round blanks (diameter 11.4 cm) were produced. The measurements were carried out on the basis of DIN 71460-1 , Each three round punched slivers (diameter 11.4 cm) of the respective type of fleece were measured on a flow channel (Welas ® manufacturer: Palas) in terms of separation efficiency and pressure drop with NaCl particles. The pressure drop was determined at a flow pressure of 130 Pa.

Messung der Standzeit und der BeladungMeasurement of service life and loading

Die Bestimmung der Standzeit und der Beladung erfolgte an einem größeren Strömungskanal mit A2-AC Fine Staub (Normstaub) nach DIN 71460-1 an einem Filter mit folgenden Abmessungen:
B×H×T = 331×175×30 mm; Anströmfläche: 0,0569 m2; Medienfläche: 0,465 m2; Faltenhöhe: 28 mm; Faltenabstand: 7 mm.
The service life and loading were determined on a larger flow channel with A2-AC Fine dust (standard dust) DIN 71460-1 on a filter with the following dimensions:
B × H × T = 331 × 175 × 30 mm; Inflow area: 0.0569 m 2 ; Media area: 0.465 m 2 ; Fold height: 28 mm; Fold distance: 7 mm.

ErgebnisseResults

Druckabfall und AbscheideleistungPressure drop and separation efficiency

Der Druckabfall bezeichnet die Differenz des Druckes des das Vlies durchströmenden Gases vor und nach dem Durchleiten durch das Vlies.Of the Pressure drop refers to the difference in pressure of the fleece flowing through Gas before and after passing through the fleece.

Die Abscheideleistung bezeichnet die prozentuale Menge (Gew.-%) einer im Filter abgeschiedenen Partikelmenge einer bestimmten Größenklasse (z. B. 0,3–0,5 μm) bezogen auf die Gesamtmenge der durch das Filtermedium hindurchgeleiteten Partikel (100 Gew.-%).The Separation efficiency refers to the percentage (% by weight) of a Particles deposited in the filter of a certain size class (eg 0.3-0.5 μm) based on the total amount the passed through the filter medium particles (100 wt .-%).

Der Druckabfall betrug bei einem PP-Vlies mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat 24 Pa bei einem Druck von 130 Pa auf der Anströmseite. Die Abscheideleistung für 0,3–0,5 μm große Partikel betrug 44 Gew.-%.Of the Pressure drop was at a PP nonwoven with 0.1 wt .-% calcium pimelate 24 Pa at a pressure of 130 Pa on the upstream side. The separation efficiency for 0.3-0.5 μm large particles was 44% by weight.

Der Druckabfall betrug bei einem PP-Vlies mit 50 ppm γ-Chinacridon 26 Pa bei 130 Pa Druck auf der Anströmseite. Die Abscheideleistung für 0,3–0,5 μm große Partikel betrug Gew.-48%.Of the Pressure drop was 50 ppm γ-quinacridone for a PP nonwoven fabric 26 Pa at 130 Pa pressure on the inflow side. The separation efficiency for 0.3-0.5 μm particles was 48% by weight.

Der Druckabfall betrug bei einem gleich hergestellten PP-Vlies ohne Additive (Referenz) 17 Pa bei 130 Pa Druck auf der Anströmseite. Die Abscheideleistung für 0,3–0,5 μm große Partikel betrug 25 Gew.-%.Of the Pressure drop was at a same produced PP nonwoven without Additive (reference) 17 Pa at 130 Pa pressure on the upstream side. The separation efficiency for 0.3-0.5 μm large particles was 25% by weight.

Die erhöhte Abscheideleistung korreliert mit einem zunehmenden Druckabfall, was auf die poröse Oberfläche der Fasern in dem durchströmten Vlies zurückzuführen ist. Tabelle 2: Vliestyp Druckabfall bei 130 Pa Anströmdruck in Pa Abscheideleistung für NaCl-Partikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,3–0,5 μm in Gew.-% PP-Referenz; ohne Additive 17 Pa 25% PP mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat 24 Pa 44% PP mit 50 ppm γ-Chinacridon 26 Pa 48% The increased separation efficiency correlates with an increasing pressure drop, which is due to the porous surface of the fibers in the flow-through nonwoven fabric. Table 2: mat type Pressure drop at 130 Pa inflow pressure in Pa Separation capacity for NaCl particles with an average particle diameter of 0.3-0.5 μm in% by weight PP-reference; without additives 17 Pa 25% PP with 0.1% by weight calcium pimelate 24 Pa 44% PP with 50 ppm γ-quinacridone 26 Pa 48%

Tabelle 2 zeigt deutlich, dass durch die Zugabe von 0,1 Gew-% Calciumpimelat bzw. 50 ppm γ-Chinacridon die Abscheideleistung um fast 100% erhöht werden kann.table 2 clearly shows that by the addition of 0.1% by weight of calcium pimelate or 50 ppm γ-quinacridone the separation efficiency by almost 100% can be increased.

Beladungszeit und StaubbindekapazitätLoading time and dust binding capacity

Unter Beladungszeit ist der Zeitraum zu verstehen, der benötigt wird, um bei dem Filter durch die Abscheidung von A2-AC fine einen vorgegebenen Druckabfall zu erreichen.Under Loading time is the period of time needed is used to make the filter by the deposition of A2-AC fine one to achieve predetermined pressure drop.

Die Beladungszeit, bis zu der ein Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem PP-Vlies mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat 50 min. Die Beladungszeit bis zu einem Druckabfall von 200 Pa betrug 74 min.The Loading time, to which a pressure drop of 50 Pa is reached, was for a PP nonwoven with 0.1 wt .-% calcium pimelate 50 min. The loading time up to a pressure drop of 200 Pa was 74 minute

Die Beladungszeit, bis zu der ein Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem PP-Vlies mit 50 ppm γ-Chinacridon 44 min. Die Beladungszeit bis zu einem Druckabfall von 200 Pa betrug 55 min.The Loading time, to which a pressure drop of 50 Pa is reached, was for a PP nonwoven with 50 ppm γ-quinacridone 44 min. The loading time up to a pressure drop of 200 Pa was 55 minute

Die Beladungszeit, bis zu der ein Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem Referenz-PP-Vlies ohne Additive 40 min. Die Beladungszeit bis zu einem Druckabfall von 200 Pa betrug 50 min.The Loading time, to which a pressure drop of 50 Pa is reached, was 40 minutes for a reference PP nonwoven without additives. The loading time up to a pressure drop of 200 Pa was 50 min.

Unter der Staubbindekapazität ist die Menge an A2-AC fine zu verstehen, die auf dem Filter abgeschieden wird, bis ein bestimmter Druckabfall erreicht wird:
Die Staubbindekapazität, die bei einem Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem PP-Vlies mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat 12,51 g A2-AC fine. Die Staubbindekapazität bei einem Druckabfall von 200 Pa betrug 22,19 g.
The dust-binding capacity is the amount of A2-AC fine which is deposited on the filter until a certain pressure drop is reached:
The dust binding capacity, which is achieved at a pressure drop of 50 Pa, was 12.51 g A2-AC fine for a PP nonwoven with 0.1% by weight calcium pimelate. The dust binding capacity at a pressure drop of 200 Pa was 22.19 g.

Die Staubbindekapazität, die bei einem Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem PP-Vlies mit 50 ppm γ-Chinacridon 13,12 g A2-AC fine. Die Staubbindekapazität bei einem Druckabfall von 200 Pa betrug 21,66 g.The Dust binding capacity, which at a pressure drop of 50 Pa was achieved in a PP nonwoven with 50 ppm γ-quinacridone 13.12 g A2-AC fine. The dust binding capacity at a pressure drop of 200 Pa was 21.66 g.

Die Staubbindekapazität, die bei einem Druckabfall von 50 Pa erreicht wird, betrug bei einem Referenz-PP-Vlies ohne Additive 10,54 g A2-AC fine. Die Staubbindekapazität bei einem Druckabfall von 200 Pa betrug 20,33 g.The Dust binding capacity, which at a pressure drop of 50 Pa was achieved, was in a reference PP nonwoven without additives 10.54 g A2-AC fine. The dust binding capacity at a pressure drop of 200 Pa was 20.33 g.

Die genannten Messdaten der Beladungszeiten und Staubbindekapazitäten sind in Tabelle 3 zusammen gefasst. Tabelle 3: Vliestyp Beladungszeit in min Staubbindekapazität in g PP-Referenz; ohne Additive bis 50 Pa Druckabfall (Vergleichsbeispiel 3) 40 10,54 PP-Referenz; ohne Additive bis 200 Pa Druckabfall (Vergleichsbeispiel 3) 50 20,33 PP mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat bis 50 Pa Druckabfall (Beispiel 1) 50 12,51 PP mit 0,1 Gew.-% Calciumpimelat bis 200 Pa Druckabfall (Beispiel 1) 74 22,91 PP mit 50 ppm γ-Chinacridon bis 50 Pa Druckabfall (Beispiel 2) 44 13,12 PP mit 50 ppm γ-Chinacridon bis 200 Pa Druckabfall (Beispiel 2) 55 21,66 The measurement data of the loading times and dust-binding capacities are summarized in Table 3. Table 3: mat type Loading time in min Dust binding capacity in g PP-reference; without additives up to 50 Pa pressure drop (Comparative Example 3) 40 10.54 PP-reference; without additives up to 200 Pa pressure drop (Comparative Example 3) 50 20.33 PP with 0.1 wt .-% calcium pimelate to 50 Pa pressure drop (Example 1) 50 12.51 PP with 0.1 wt .-% calcium pimelate to 200 Pa pressure drop (Example 1) 74 22.91 PP with 50 ppm γ-quinacridone to 50 Pa pressure drop (Example 2) 44 13.12 PP with 50 ppm γ-quinacridone to 200 Pa pressure drop (Example 2) 55 21.66

Anhand der Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Vliese (mit den Additiven Calciumpimelat und γ-Chinacridon) deutlich höhere Staubbindekapazitäten aufweisen und das sich die Beladungszeiten (Standzeiten) verlängern. Anders ausgedrückt: Die erfindungsgemäßen Filter setzen sich langsamer zu. Dies kommt durch die poröse Oberflächenstruktur, in und/oder auf welcher sich der Staub bevorzugt einlagert und/oder ablagert. Die durch die Poren vergrößerte Oberfläche ermöglicht eine verbesserte Staubabscheidung.Based Table 3 it can be seen that the inventive Nonwovens (with the additives calcium pimelate and γ-quinacridone) have significantly higher dust binding capacity and that the loading times (lifetimes) are extended. In other words: the invention Filters settle slower. This comes through the porous Surface structure, in and / or on which the dust preferably stored and / or stored. The enlarged by the pores Surface allows improved dust separation.

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Claims (20)

Fasermaterial, insbesondere Vlies, Fasergelege, Fasergewirk, und/oder Fasergewebe, welches poröse Polypropylen-Fasern mit Beta-Kristallitstruktur umfasst.Fiber material, in particular nonwoven, fiber fabric, Fasergewirk, and / or fiber fabric, which is porous polypropylene fibers comprising beta-crystallite structure. Fasermaterial nach Anspruch 1, wobei der mittlere Porendurchmesser der Poren der Polypropylen-Fasern in einem Bereich von 0,05–1 μm liegt.The fibrous material of claim 1, wherein the middle one Pore diameter of the pores of the polypropylene fibers in one area of 0.05-1 μm. Fasermaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei von 1 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 20 und 65 Gew.-%, des kristallinen Polypropylens der Polypropylenfasern, bezogen auf das Gesamtgewicht des kristallinen Polypropylens, eine Beta-Kristallitstruktur aufweist.A fibrous material according to claim 1 or 2, wherein from 1 to 95 wt .-%, preferably from 20 and 65 wt .-%, of the crystalline Polypropylene polypropylene fibers, based on the total weight of the crystalline polypropylene, has a beta-crystallite structure. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Polypropylen-Fasern, die aus Polypropylen mit oder in der Beta-Kristallitstruktur bestehen.Fiber material according to one of the preceding claims, comprising polypropylene fibers made of polypropylene with or in consist of the beta-crystallite structure. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polypropylen-Fasern mindestens ein Beta-Nukleierungsmittel umfassen.Fiber material according to one of the preceding claims, wherein the polypropylene fibers are at least one beta-nucleating agent include. Fasermaterial nach Anspruch 5, wobei das Beta-Nukleierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Bisamiden, Dicarbonsäuren, organischen Farbpigmenten sowie Salzen und/oder Mischungen davon, ausgewählt ist.The fibrous material of claim 5, wherein the beta-nucleating agent from the group consisting of bisamides, dicarboxylic acids, organic color pigments and salts and / or mixtures thereof, is selected. Fasermaterial nach Anspruch 6, wobei die Dicarbonsäure und/oder deren Salze aus der Gruppe, die aus Pimelinsäure, Calciumpimelat, Calciumphthalat, Calciumterephthalat, Calciumsuberat, Calciumstearat, und/oder Mischungen davon besteht, ausgewählt ist.The fibrous material of claim 6, wherein the dicarboxylic acid and / or their salts from the group consisting of pimelic acid, Calcium pimelate, calcium phthalate, calcium terephthalate, calcium suberate, Calcium stearate, and / or mixtures thereof is selected is. Fasermaterial nach Anspruch 6, wobei die organischen Farbpigmente Gamma-Chinacridon umfassen.A fibrous material according to claim 6, wherein the organic Color pigments gamma-quinacridone include. Fasermaterial nach Anspruch 6, wobei das Bisamid N,N-Dicyclohexylnaphthalin-2,6-dicarboxamid ist.The fibrous material of claim 6, wherein the bisamide N, N-dicyclohexylnaphthalene-2,6-dicarboxamide. Fasermaterial nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Polypropylen-Fasern das Beta-Nukleierungsmittel in einer Konzentration von mindestens 10 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polypropylen-Fasern, umfassen.Fiber material according to one of the claims 5-9 wherein the polypropylene fibers are the beta nucleating agent in a concentration of at least 10 ppm, based on the total weight the polypropylene fibers. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polypropylen-Fasern isotaktisches Polypropylen umfassen.Fiber material according to one of the preceding claims, wherein the polypropylene fibers comprise isotactic polypropylene. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polypropylen-Fasern einen mittleren Faserdurchmesser von 1 μm bis 500 μm, vorzugsweise von 5 μm bis 50 μm, und/oder eine mittlere Faserlänge von 1 cm bis 1 m, vorzugsweise von 5 cm bis 50 cm, aufweisen.Fiber material according to one of the preceding claims, wherein the polypropylene fibers have a mean fiber diameter of 1 μm to 500 μm, preferably 5 μm to 50 microns, and / or a mean fiber length of 1 cm to 1 m, preferably from 5 cm to 50 cm. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polypropylen-Fasern durch uniaxiale Verstreckung eine poröse Oberfläche aufweisen.Fiber material according to one of the preceding claims, wherein the polypropylene fibers by uniaxial stretching a have porous surface. Fasermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polypropylen-Fasern durch uniaxiale Verstreckung eine poröse Oberfläche aufweisen und die daraus hergestellten Filter eine höhere Abscheideleistung, eine höhere Standzeit und/oder eine höhere Staubbeladung im Vergleich zu Filtern, welche über nicht Polypropylen-Fasern mit einer porösen Oberfläche verfügen, aufweisen.Fiber material according to one of the preceding claims, wherein the polypropylene fibers by uniaxial stretching a have porous surface and produced therefrom Filter a higher separation efficiency, a higher Service life and / or a higher dust load in comparison to filter, which does not have polypropylene fibers with a have porous surface. Filter, umfassend ein Fasermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14.A filter comprising a fibrous material according to any one of Claims 1 to 14. Verfahren zur Herstellung eines Fasermateriales, insbesondere Vlieses Fasergeleges, Fasergewirkes und/oder Fasergewebes, umfassend die folgenden Schritte: a) Aufschmelzen von Polypropylen, b) Zumischen mindestens eines Beta-Nukleierungsmittels, c) Verspinnen der in Schritt b) bereitgestellten Mischung zu Polypropylen-Fasern, und d) Ablegen der Fasern d1) zu einem Fasermaterial oder d2) auf einer Aufnahmevorrichtung, wobei die Fasern in Schritt c) und/oder Schritt d) verstreckt werden.Process for producing a fiber material, in particular nonwoven fiber fabric, fiber knitted fabric and / or fiber fabric, comprising the following steps: a) melting of polypropylene, b) Admixing at least one beta-nucleating agent, c) spinning the mixture provided in step b) to polypropylene fibers, and d) depositing the fibers d1) to a fiber material or d2) on a cradle, the fibers in step c) and / or step d) are stretched. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in Schritt a) das Polypropylen bei einer Temperatur aus einem Bereich von 180°C bis 300°C aufgeschmolzen wird.The method of claim 16, wherein in step a) the polypropylene at a temperature in the range of 180 ° C is melted to 300 ° C. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17 zur Herstellung von Polypropylenfasern, wobei in Schritt b) das Beta-Nukleierungsmittel durch Extrusion zugemischt wird.Process according to claim 16 or 17 for the preparation of polypropylene fibers, wherein in step b) the beta-nucleating agent is admixed by extrusion. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Fasern uniaxial, vorzugsweise um das 2 bis 10-fache, verstreckt werden.Method according to one of claims 16 to 18, wherein the fibers are uniaxial, preferably 2 to 10 times, be stretched. Verwendung des Fasermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für einen Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter.Use of the fiber material according to one of the claims 1 to 14 for a cabin air filter, recirculation filter, clean room filter, Extract air filter, housing filter and / or vacuum cleaner filter.
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