DE102017012013A1

DE102017012013A1 - Filterelement

Info

Publication number: DE102017012013A1
Application number: DE102017012013.7A
Authority: DE
Inventors: Eugen Koch; Andreas Scope; Alexander Piry
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Innenraumfilter (2) zum Filtern von Luft (L) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein flächiges Filtermedium (4) und eine Vielzahl an dem Filtermedium (4) angebrachter Funktionspartikel (10), die dazu eingerichtet sind, insbesondere saure Bestandteile der Luft (L) zu neutralisieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen Innenraumfilter, zum Filtern von Luft für ein Kraftfahrzeug.
Technisches Gebiet
Aus Filtermedien hergestellte Filterelemente dienen der Filtrierung von insbesondere gasförmigen Medien, beispielsweise der Filtrierung einer Luftströmung, die dem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges zugeführt wird. Obwohl auf beliebige Filterelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf ein Filtermedium bzw. Filterelement zur Filtrierung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Solche Filter werden im Folgenden kurz als Innenraumfilter bezeichnet. Weitere Anwendungen, für die die Erfindung anwendbar ist, sind Filter für Klimaanlagen in Gebäuden oder Filter zur Reinigung der Luft bei Brennstoffzellen.
Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz von Klimaanlagen macht es wünschenswert und auch erforderlich, die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft mittels geeigneter Filter zu filtern. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter oder Geruchsfilter oder alternativ auch Kombinationen davon in Betracht, die die in der Luft enthaltenen Partikel sowie inhärente Gerüche aus der Umgebungsluft möglichst gut herausfiltern bzw. enthaltene Stoffe der Umgebungsluft adsorbieren sollen. Solche Filter zur Filtrierung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen und Varianten allgemein bekannt, so dass auf deren Aufbau und Funktionsweise nachfolgend nur kurz eingegangen wird.
Von den eingesetzten Filtermedien sollen auch Schadstoffe, wie beispielsweise Staub und Ruß, sowie Pollen, Pilzsporen, Bakterien und Pilze, gefiltert werden. Einige Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen sind bekannt dafür, dass sie Allergiestoffe für den menschlichen Körper bzw. dessen Immunsystem darstellen. Insbesondere diese können allergische Reaktionen im Bereich der Schleimhäute, beispielsweise der Atemwege, der Augen oder Nase, auslösen. Wünschenswert ist eine möglichst umfassende Filterung von Partikeln und anderen potenziell gesundheitsschädlichen Stoffen durch das Filtermedium.
Stand der Technik
Die EP 1 882 511 A2 offenbart beispielsweise ein Filtermedium mit bakterizider Wirkung, insbesondere zur Filterung von Luft für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, bestehend aus mindestens einer Filterschicht, in der Verunreinigungen zurückhaltbar sind, und einer dieser Filterschicht nachgeschalteten bakteriziden Filterschicht, die auf der Reinluftseite der mindestens einen Filterschicht angebracht ist und durch eine Abstandsschicht von der mindestens einen Filterschicht beabstandet ist.
Die WO 2012/168185 A1 beschreibt ein Filtermedium mit antimikrobieller Wirkung, insbesondere zur Filterung von Luft für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, bestehend aus mindestens einer ersten Filterschicht, in der Verunreinigungen zurückhaltbar sind, und einer dieser ersten Filterschicht benachbarten zweiten Filterschicht. Die zweite Filterschicht ist auf der Anströmseite der ersten Filterschicht angebracht und enthält antimikrobielle Stoffe.
Die DE 10 2009 011 059 A1 beschreibt eine Luftreinigungsvorrichtung mit einer Filtereinrichtung und einer Luftfördereinrichtung zur Durchströmung der Filtereinrichtung mit Luft. Die Filtereinrichtung der Luftreinigungsvorrichtung weist mindestens ein Filterelement mit an einem Träger fixierten partikulären Adsorbentien zur Adsorption von Geruchs- und/oder Schadstoffen auf.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen.
Demgemäß wird ein Filterelement zum Filtern von Luft für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend ein flächiges Filtermedium und eine Vielzahl in oder an dem Filtermedium angebrachter Funktionspartikel, die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft zu neutralisieren.
Dadurch, dass die Funktionspartikel dazu eingerichtet sind, saure Schadgase zu neutralisieren, können diese Gase mit Hilfe des Filterelements zuverlässig aus der zu reinigenden Luft entfernt werden. Das Filterelement ist insbesondere ein Innenraumfilter zum Filtern von Luft für ein Kraftfahrzeug. Das Filtermedium kann dazu eingerichtet sein, Partikel wie Staub oder Sand aus der Luft herauszufiltern. Die Funktionspartikel können in das Filtermedium integriert sein. Beispielsweise können die Funktionspartikel zwischen Fasern des Filtermediums angeordnet sein. Das Filtermedium ist vorzugsweise mehrlagig, wobei die Funktionspartikel auch zwischen den Lagen angeordnet sein können. Das Filtermedium kann ein sogenanntes Partikelvlies sein. Hierbei sind die Funktionspartikel in das Filtermedium integriert. Insbesondere sind die Funktionspartikel zwischen Fasern des Filtermediums angeordnet. Die Funktionspartikel können zum Beispiel an Fasern anhaften oder angeklebt sein.
In Ausführungsformen weisen die Funktionspartikel Kaliumkarbonat und/oder Kalziumhydroxid auf. Insbesondere liegen die Funktionspartikel in Kugelform vor.
In Ausführungsformen umfasst das Filterelement zusätzlich Aktivkohle-Funktionspartikel, die an dem Filtermedium angebracht sind. Die Aktivkohle-Funktionspartikel können eine Kugelform aufweisen. Vorzugsweise sind die Aktivkohle-Funktionspartikel auf das Filtermedium aufgestreut. Die Aktivkohle-Funktionspartikel können mit den Funktionspartikeln, die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft zu neutralisieren, vermischt sein oder in voneinander getrennten Schichten angeordnet sein. Die verwendete Aktivkohle kann beispielsweise aus Holz oder Steinkohle gewonnen, Polymer-basiert, Teer-basiert oder Kokosnussschalen-basiert sein. In einer Ausführungsform werden als Grundstoff für die Aktivkohle lonenaustauscherkügelchen verwendet, die auf Polymerbasis, beispielsweise aus Kunstharzen, insbesondere aus mit Divinylbenzen vernetztem Polystyren hergestellt sind. Als hydrophobe Aktivkohlen werden insbesondere solche verstanden, die eine vergleichsweise geringe Wasseraufnahmekapazität aufweisen. Bevorzugt wird eine Aktivkohle verwendet, welche bei einer relativen Luftfeuchte von 50 % eine Wasseraufnahme von <10 Massenprozent, insbesondere bezogen auf den Adsorptionsast der Isotherme aufweist. Besonders bevorzugt beträgt diese Wasseraufnahme <5 Massenprozent. In einer Ausführungsform weist die Aktivkohle eine BET-Oberfläche von größer 600 m²/g auf, bevorzugt größer 800 m²/g (bevorzugt gemessen nach DIN ISO 9277:2003-05). Dadurch kann auf kleinem Bauraum eine ausreichende Adsorption sichergestellt werden. In einer Ausführungsform wird Aktivkohle in schütt- oder rieselfähiger Form, beispielsweise in Form von körner- oder kugelartiger, granulatförmiger oder anderweitig geformter Funktionspartikel verwendet. Die Aktivkohle-Funktionspartikel weisen bevorzugt Aktivkohlepartikelgrößen (mittlere Durchmesser) zwischen 0,1 und 1 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,7 mm auf und können beispielsweise in der Form von Granulat-Aktivkohle oder Kugel-Aktivkohle vorliegen.
In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ein weiteres flächiges Filtermedium, wobei die Funktionspartikel, die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft zu neutralisieren, und/oder die Aktivkohle-Funktionspartikel zwischen den flächigen Filtermedien angeordnet sind. Die Funktionspartikel und die Aktivkohle-Funktionspartikel können durch ein weiteres Filtermedium voneinander getrennt sein.
Beispielsweise wird ein Innenraumfilter zum Filtern von Luft für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend ein flächiges Filtermedium und eine Vielzahl an dem Filtermedium angebrachter Funktionspartikel, die dazu eingerichtet sind, Wasser und/oder Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren, oder die eine antiallergene und/oder antibakterielle Wirkung aufweisen.
In Ausführungsformen sind die Funktionspartikel, die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft zu neutralisieren, teilweise oder vollständig durch Funktionspartikel ersetzt, die dazu eingerichtet sind, Wasser und/oder Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren, oder die eine antiallergene und/oder antibakterielle Wirkung aufweisen.
Als antimikrobieller Stoff kann insbesondere Zink-Pyrithion dienen. Alternativ oder zusätzlich kann Octylisothiazolinon als antimikrobieller Stoff verwendet werden. Weiterhin können die Funktionspartikel antimikrobielle Stoffe auf der Basis von Nanosilber enthalten. Die zweite Filterschicht kann auch antimikrobielle Metalle und Metallverbindungen, insbesondere Silber, Kupfer und Aluminiumverbindungen und/oder 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, weitere Isothiazolinonverbindungen, Benzoesäure und deren Derivate, Benzalkoniumhalogenide, wasserlösliche Coenzyme, öllösliche Coenzyme, Pflanzenextrakte, Antibiotika, biozide Metalle, aliphatische und/oder aromatische Fettsäuren und/oder quartäre Tenside als antimikrobielle Stoffe enthalten. Als antiallergene Stoffe kommen insbesondere Polyphenole, wie Katechine, Tannide oder Flavonoide, in Frage. Es können insbesondere Kaffee-, Gallus-, Ellagin-, Tanninsäure, Cyanidin, Procyanidin, Proanthocyanidine, Rutin, Quercitin, Resveratol verwendet werden. Polyphenole binden vorzugsweise antiallergene Stoffe, sodass die allergische Wirkung vermindert werden kann. Allergene Pollen werden beispielsweise von Polyphenolen denaturiert. Der antiallergene Stoff kann ferner antiallergene Enzyme aufweisen. Antiallergene Enzyme spalten vorzugsweise allergen wirkende Proteine in kleinere unschädlichere Bestandteile auf.
In Ausführungsformen weisen die Funktionspartikel Aktivkohle, Kaliumpermanganat, Silicagel, Zeolith und/oder ein Molekularsieb auf. Die Aktivkohle ist insbesondere dazu eingerichtet, Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren. Kaliumpermanganat weist eine stark oxidierende Wirkung auf und wirkt deshalb desinfizierend.
In Ausführungsformen sind die Funktionspartikel in Schichten angeordnet, die mit Hilfe eines weiteren flächigen Filtermediums voneinander getrennt sind. Das Filtermedium ist insbesondere faltbar und weist vorzugsweise mehrere Lagen auf, die funktionalisiert sind.
In Ausführungsformen sind die Funktionspartikel zumindest teilweise mit dem flächigen Filtermedium verklebt. Die Verklebung kann beispielsweise mit Hilfe eines Schmelzklebstoffs erfolgen. Die Funktionspartikel können zwischen Fasern des Filtermediums angeordnet und mit diesen verklebt sein.
In Ausführungsformen liegen die Funktionspartikel zumindest teilweise lose auf dem flächigen Filtermedium auf. Insbesondere liegen die Funktionspartikel als Schüttgut vor. Die Funktionspartikel können zwischen mehreren Lagen des Filtermediums angeordnet sein.
In Ausführungsformen ist das flächige Filtermedium mehrlagig und/oder flach faltbar und die Lagen sind unterschiedlich funktionalisiert. Ein derartiges Filtermedium ist besonders geeignet für einen Kraftfahrzeuginnenraumfilter. Hierbei wird das Filtermedium bevorzugt gefaltet oder gewellt zur Vergrößerung der Oberfläche. In verschiedenen Ausführungsformen kann das gefaltete oder gewellte Filtermedium zumindest an einer Seite mit einem Seitenband aus Vlies versehen sein oder in einen Kunststoffrahmen eingespritzt sein. Das gefaltete oder gewellte Filtermedium kann an mindestens einer seiner Stirnkanten, dies sind die Seiten des gefalteten oder gewellten Filtermediums, die eine Zickzack- oder Wellenform aufweisen, mit einem Seitenband, insbesondere einem Seitenband aus Vlies, versehen sein.
Ein Kraftfahrzeuginnenraumfilter mit dem beschriebenen Filtermedium kann als austauschbares Filterelement in einem Filtermodul, insbesondere dem Filtermodul einer Kraftfahrzeugklimaanlage, mit einer Filteraufnahme oder einem Filtergehäuse eingesetzt werden.
Weitere mögliche Implementierungen des Filterelements umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Filterelements hinzufügen.
Weitere Ausgestaltungen des Filterelements sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Filterelements. Im Weiteren wird das Filterelement anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Figurenliste
Es zeigt dabei:

1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung;
2: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Innenraumfilters für die Filteranordnung gemäß der 1;
3: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters für die Filteranordnung gemäß der 1;
4: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters für die Filteranordnung gemäß der 1;
5: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters für die Filteranordnung gemäß der 1;
6: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters für die Filteranordnung gemäß der 1; und
7: eine Tabelle mit einer nicht abschließenden Aufzählung unterschiedlicher Funktionszuschläge.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Filteranordnung 1 mit einem Innenraumfilter 2 zur Verwendung in einem Fahrzeug oder Gebäude. Der Innenraumfilter 2 kann weiterhin Anwendung in Luftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, Wasserfahrzeugen und dergleichen finden.
Die Filteranordnung 1 weist neben dem Innenraumfilter 2 weiterhin eine Filteraufnahme 3 auf, die dazu eingerichtet ist, den Innenraumfilter 2 aufzunehmen. Die Filteraufnahme 3 ist beispielsweise kastenförmig und weist einen Filteraufnahmekörper und einen Filteraufnahmedeckel auf, der dazu eingerichtet ist, den Filteraufnahmekörper zu verschließen. Der Innenraumfilter 2 kann mit einer nicht gezeigten Dichteinrichtung fluiddicht gegenüber der Filteraufnahme 3 abgedichtet sein.
Der Innenraumfilter 2 umfasst ein flächiges Filtermedium 4 aus vorzugsweise gefaltetem Filtermaterial. Häufig werden Kunststoffvliesmaterialien zickzackförmig gefaltet als Filtermaterialien für Innenraumfilter 2 verwendet. Auf Faltenprofilen 5 des Filtermediums 4, welche in der 1 gestrichelt dargestellt sind, sind in der Orientierung der 1 an jeweils einer Längsseite des Filtermediums 4 vorderseitig ein Seitenband 6 und rückseitig ein Seitenband 7 angebracht. Es kann dabei eine Verklebung mit beispielsweise einem Schmelzklebstoff oder anderen geeigneten Klebstoffen erfolgen. Durch die Seitenbänder 6, 7 erfährt der Innenraumfilter 2 eine gewisse seitliche Stabilität.
Um ferner eine Versteifung und einen Abschluss an Stirnseiten des Filtermediums 4 zu erzielen, sind Kopfbänder 8, 9 an jeweiligen Endfalten des Filtermediums 4 angebracht. Die Kopfbänder 8, 9 haben ein abgeflachtes rechteckförmiges Profil.
Die beiden Seitenbänder 6, 7 mit den Kopfbändern 8, 9 umschließen das Filtermedium 4 in der Art eines Rahmens. Die Seitenbänder 6, 7 und die Kopfbänder 8, 9 können beispielsweise aus einem Vliesmaterial gefertigt sein. Alternativ können die Seitenbänder 6, 7 und die Kopfbänder 8, 9 aus einem thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen gefertigt sein. Insbesondere sind die Seitenbänder 6, 7 und die Kopfbänder 8, 9 materialeinstückig ausgeführt. Die Seitenbänder 6, 7 und die Kopfbänder 8, 9 können an das Filtermedium 4 angeklebt, mit diesem verschmolzen oder an dieses in einem Spritzgussverfahren angespritzt sein.
Im Betrieb strömt Luft L von einer Rohseite RO senkrecht zu einer flächigen Erstreckung des Filtermediums 4 durch das Filtermedium 4 hin zu einer Reinseite RE. In der Regel werden die Filtermaterialien und Geometrien des Filtermediums 4 oder des Innenraumfilters 2 auf eine vorgegebene Durchströmrichtung angepasst.
Die 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform des Innenraumfilters 2. Der Innenraumfilter 2 umfasst neben dem flächigen Filtermedium 4 eine Vielzahl von an oder in dem Filtermedium 4 angebrachter Funktionspartikel 10, die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft zu neutralisieren. Das Filtermedium 4 kann als sogenanntes Partikelvlies ausgebildet sein. Das heißt, die Funktionspartikel 10 können in das Filtermedium 4 integriert sein. Insbesondere können die Funktionspartikel 10 zwischen Fasern des Filtermediums 4 angeordnet sein. Saure Bestandteile der Luft können beispielsweise Schwefeldioxid (SO₂), Schwefelwasserstoff (H₂S), Salzsäure (HCl), Stickoxide (NO_x), insbesondere NO2, oder dergleichen sein. Die Funktionspartikel 10 können als Schüttgut zwischen zwei Lagen Filtermedium 4, 11 angeordnet sein. Die zweite Lage Filtermedium 11 ist optional. Die Funktionspartikel 10 sind vorzugsweise mit dem Filtermedium 4 und/oder dem Filtermedium 11 verklebt. Hierzu werden die Funktionspartikel 10 auf das mit Klebstoff versehene Filtermedium 4, 11 aufgestreut. Als Klebstoff kann beispielsweise ein Schmelzklebstoff Anwendung finden. Weiterhin können die Funktionspartikel 10 zumindest teilweise lose auf dem Filtermedium 4, 11 aufliegen.
Die Funktionspartikel 10 können Kaliumkarbonat (K₂CO₃) und/oder Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂) umfassen. Die Funktionspartikel 10 können in Form einer Schicht 12 zwischen den in der 2 gezeigten Filtermedien 4, 11 angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich ein dreilagiger Aufbau. Insbesondere können mit Hilfe der Funktionspartikel 10 speziell SO₂ und H₂S reaktiv gebunden werden. Weiterhin kann auch Kohlendioxid (CO₂) reaktiv gebunden werden. Es erfolgt dabei die folgende chemische Reaktion: Ca(OH)₂ + CO₂ → Kalziumkarbonat (CaCO₃) + Wasser (H₂O). Durch die Reaktion von SO₂ mit H₂O und Luftsauerstoff (O₂) entsteht Schwefelsäure (H₂SO₄). Diese wird durch CaCO₃ zu Gips (CaSO₄), H₂O und CO₂ umgesetzt: H₂SO₄ + CaCO₃ → H₂O + CO₂. Die Reaktion der Zuschlagstoffe funktioniert auch und besonders bei hohen Luftfeuchtigkeiten.
Die 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters 2. Der Innenraumfilter 2 weist zusätzlich zu den Funktionspartikeln 10 weitere Funktionspartikel 13 auf, die beispielsweise dazu eingerichtet sein können, Kohlenwasserstoffe oder Geruchsstoffe zu adsorbieren. Die Funktionspartikel 13 können mit den Funktionspartikeln 10 vermischt sein. Die Funktionspartikel 13 können beispielsweise Aktivkohlepartikel, insbesondere Aktivkohlekugeln, sein. Vorzugsweise sind die Funktionspartikel 13 an dem Filtermedium 4, 11 angebracht, insbesondere an dieses angeklebt.
Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters 2. Bei dieser Ausführungsform ist das Filtermedium 4 als Partikelvlies ausgebildet. Das heißt, die Funktionspartikel 10, 13 sind zwischen Fasern des Filtermediums 4 angeordnet. Somit wirkt das Filtermedium 4 als Matrix für die Funktionspartikel, die in diesem eingebettet sind. Das Partikelvlies ist faltbar. Insbesondere kann das Partikelvlies mehrlagig sein.
Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Innenraumfilters 2. Wie die 5 in einer schematischen Schnittansicht zeigt, können die Funktionspartikel 10 und die Funktionspartikel 13 in zwei voneinander getrennten Schichten 12, 14 angeordnet sein.
Die 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Innenraumfilters 2. Wie die 6 zeigt, können die Schichten 12 bzw. 14 mit den Funktionspartikeln 10 bzw. 13 durch eine weitere Lage Filtermedium 15 voneinander getrennt sein. Das Filtermedium 15 ist vorzugsweise zwischen den Filtermedien 4, 11 angeordnet. Dadurch, dass die Funktionspartikel 10 die Eigenschaft aufweisen, saure Schadgase zu neutralisieren und die Funktionspartikel 13, die insbesondere Aktivkohlepartikel sind, die Eigenschaft aufweisen, beispielsweise Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren, ist eine kostenintensive und aufwändige Imprägnierung der Aktivkohle mit der Zielsetzung der Neutralisation von sauren Schadgasen verzichtbar. Da die Sorption der sauren Schadgase an den Funktionspartikel 10 erfolgt, ist eine Querbeeinflussung der Aktivkohleperformance ausgeschlossen.
Weiterhin können die Funktionspartikel 10 dazu eingerichtet sein, Wasser zu adsorbieren. Insbesondere können die Funktionspartikel 10 als Silicaperlen ausgebildet sein. Die Silicaperlen können als Schüttgut auf das Filtermedium 4, 11, 15 aufgebracht sein. Die Silicaperlen können mit dem Filtermedium 4, 11, 15 verklebt sein. Der Innenraumfilter 2 kann ein Molekularsieb aufweisen. Molekularsieb ist die funktionelle Bezeichnung für natürliche und synthetische Zeolithe oder andere Stoffe, die ein starkes Adsorptionsvermögen für Gase, Dämpfe und gelöste Stoffe mit bestimmten Molekülgrößen haben. Das Molekularsieb kann in Kugelform vorliegen. Insbesondere stellen die Funktionspartikel 13 das Molekularsieb dar. Wie die 6 zeigt, können die Silicaperlen und das Molekularsieb mit Hilfe des Filtermediums 15 voneinander getrennt sein. Die Filtermedien 4, 11 decken die Silicaperlen bzw. das Molekularsieb ab. In einer Durchströmungsrichtung des Innenraumfilters 2 sind die Silicaperlen vor dem Molekularsieb positioniert. Hierdurch kann der Luft L die Feuchtigkeit schnell entzogen werden. Die Silicaperlen können mit Heizungsluft wieder regeneriert werden. In dem Innenraumfilter 2 sind die Silicaperlen mit Hilfe von Vliesen und einem Bindekleber im Innenraumfilter 2 gebunden. Die Anordnung aus Silicaperlen, die eine hohe Wasserbeständigkeit aufweisen, und dem Molekularsieb, das eine hohe Restentfeuchtung bewirkt, in Strömungsrichtung, beispielsweise im Umluftbetrieb, ermöglicht eine sehr gute Luftentfeuchtung.
Weiterhin können die Funktionspartikel 10 eine antibakterielle Wirkung aufweisen. Beispielsweise können die Funktionspartikel 10 Kaliumpermanganat (KMnO₄) aufweisen. Bei dieser Ausführungsform des Innenraumfilters 2 sind die Funktionspartikel 13 vorzugsweise keine Aktivkohlepartikel. Wegen der stark oxidierenden Wirkung wird Kaliumpermanganat unter anderem als Desinfektionsmittel, Deodorant und Algizid verwendet.
Außerdem können die Funktionspartikel 10, 13 dazu eingerichtet sein, Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, Pilze oder Pilzsporen, abzutöten und gleichzeitig einen Bewuchs des Filtermediums 4, 11, 15 mit Bakterien, Pilzen und sonstigen Mikroorganismen und insbesondere ein Durchwachsen wirkungsvoll zu verhindern. Unter Durchwachsen versteht man die Ausbreitung von mycelbildenden Mikroorganismen durch eine Sperrschicht, z. B. eine biozide Schicht hindurch. Dies kann auch durch Bakterien geschehen, die sich durch diese Schicht hindurch ausbreiten. Somit kann ein Durchwachsen auch von mycelbildenden Mikroorganismen wirkungsvoll verhindert werden. Vorzugsweise sind in Durchströmungsrichtung des Innenraumfilters 2 feuchtigkeitsabsorbierende Funktionspartikel 10, 13 vor bakteriziden und/oder fungiziden Funktionspartikeln 10, 13 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund der vorgetrockneten Luft L ein reduziertes Wachstum der Mikroorganismen stattfindet.
Die Funktionspartikel 10, 13 können mit antiallergenen und/oder antimikrobiellen Stoffen, wie z. B. Silber, Kupfer und/oder Aluminiumverbindungen ausgerüstet sein. Ein möglicher antimikrobieller Stoff ist Zn-Pyrithion, da es einen wesentlichen pilzhemmenden Effekt und eine sehr geringe Löslichkeit in Wasser aufweist. Ein weiterer Stoff ist Octylisothiazolinon. Außerdem sind Ausrüstungen auf der Basis von Nanosilber und enzymatisch-, chemisch wirkenden Stoffen möglich, wie z. B. 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, Isothiazolinonverbindungen, Benzoesäure und Benzoesäurederivate, Benzalkoniumhalogenide, wasserlösliche und öllösliche Coenzyme, Pflanzenextrakte, weitere biozide Metalle, aliphatische und aromatische Fettsäuren sowie quartäre Tenside, wobei sich die Wirkstoffe sowohl als weitere Option als auch in Kombination mit Zn-Pyrithion einsetzen lassen.
Als antiallergene Stoffe - nicht nur in Bezug auf Pollen - kommen insbesondere Polyphenole, wie Katechine, Tannide oder Flavonoide wie etwa Anthocyanidine, Flavanone, Flavonole, Flavaole oder Isoflavone, Stilbene, Ligane, Ellagitannine oder Phenolsäure in Frage. Diese können sowohl auf der Stufe der allergischen Sensibilisierung als auch bei einer erneuten Aussetzung durch das Allergen wirken. Polyphenol kann unlösliche Komplexe mit allergenen Proteinen bilden, sodass diese hypoallergen werden. Auch können Polyphenole die T-Zellen-Proliferation und Zytokinproduktion behindern sowie die Antikörperproduktion via B-Zellen beeinflussen. Es können insbesondere Kaffee-, Gallus-, Ellagin-, Tanninsäure, Cyanidin, Procyanidin, Proanthocyanidine, Rutin, Quercitin, Resveratol, Olivenblattextrakte und/oder Ginkgoblattextrakte eingesetzt werden. Insbesondere können auch synthetisch erzeugte Polyphenole als antiallergene Stoffe verwendet werden.
Die Ausrüstung der Funktionspartikel 10, 13 mit den antimikrobiellen oder antiallergenen Stoffen kann mit Hilfe unterschiedlicher Prozesse, wie z. B. durch Sprühaufbringung, Pflatschen oder mittels einer Foulardmaschine durchgeführt werden.
Die 7 zeigt in einer tabellarischen Darstellung beispielhaft unterschiedliche Kombinationen der Funktionalisierung der Funktionspartikel 10, 13. Hierbei steht a für Aktivkohle, b für eine Ozonopferlage, c für eine Funktionalisierung, die saure Schadgase neutralisiert, d für eine Funktionalisierung zur Rauchgasentschwefelung, e für Fasermaterialien, Granulat oder Pulver als Adsorber oder Absorber, f für eine Wasserdampfbarriere, g für eine den Feuchtigkeitshaushalt regulierende Funktionalisierung, h für Zeolithe, i für Kaliumpermanganat, j für eine Kohlenwasserstofffilterung, 1 für Silberbeläge, I für enzymatische Beläge oder Proteasen und m für Zyklodextrin zum Geruchseinschluss. Ein x bezeichnet in der 7 eine mögliche Kombination. Ein - zeigt dabei eine eher unerwünschte Kombination.
Beispielsweise ist in Anlehnung an 6 ein Filtermedium für Luft mit einer funktionellen Schichtabfolge c-f-k in Durchströmrichtung möglich, wobei saure Schadgase zunächst neutralisiert werden (c), Feuchtigkeit entfernt wird (f) und mit Hilfe einer Silberfunktionalisierung (k) weitestgehend keimfreie gefilterte Luft erzeugt wird. Die Silberpartikel sind dadurch vor Säuren geschützt und reagieren insbesondere kaum oder gar nicht mit bereits zurückgehaltenen Schwefeloxiden. Man erhält ein flexibel einsetzbares Kombifiltermaterial.
Bezugszeichenliste

1: Filteranordnung
2: Innenraumfilter
3: Filteraufnahme
4: Filtermedium
5: Faltenprofil
6: Seitenband
7: Seitenband
8: Kopfband
9: Kopfband
10: Funktionspartikel
11: Filtermedium
12: Schicht
13: Funktionspartikel
14: Schicht
15: Filtermedium
L: Luft
RE: Reinseite
RO: Rohseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1882511 A2 [0005]
WO 2012/168185 A1 [0006]
DE 102009011059 A1 [0007]

Claims

Innenraumfilter (2) zum Filtern von Luft (L) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein flächiges Filtermedium (4) und eine Vielzahl in oder an dem Filtermedium (4) angebrachter Funktionspartikel (10), die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft (L) zu neutralisieren, wobei die Funktionspartikel (10) Kaliumkarbonat und/oder Kalziumhydroxid aufweisen.
Innenraumfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Aktivkohle-Funktionspartikel (13), die an dem Filtermedium (4) angebracht sind.
Innenraumfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein weiteres flächiges Filtermedium (11), wobei die Funktionspartikel (10), die dazu eingerichtet sind, saure Bestandteile der Luft (L) zu neutralisieren, und/oder die Aktivkohle-Funktionspartikel (13) zwischen den flächigen Filtermedien (4, 11) angeordnet sind.
Innenraumfilter (2) zum Filtern von Luft (L) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein flächiges Filtermedium (4) und eine Vielzahl in oder an dem Filtermedium (4) angebrachter Funktionspartikel (10), wobei die Funktionspartikel (10) Silicaperlen umfassen.
Innenraumfilter nach Anspruch 4, wobei die Funktionspartikel (10) ein Molekularsieb aufweisen.
Innenraumfilter nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Silicaperlen (10) und das Molekularsieb in Schichten (12, 14) angeordnet sind, die mit Hilfe eines weiteren flächigen Filtermediums (15) voneinander getrennt sind.
Innenraumfilter nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Funktionspartikel (10, 13) zumindest teilweise mit dem flächigen Filtermedium (4, 11, 15) verklebt sind.
Innenraumfilter nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Funktionspartikel (10, 13) zumindest teilweise lose auf dem flächigen Filtermedium (4, 11, 15) aufliegen.
Innenraumfilter nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das flächige Filtermedium (4, 11, 15) mehrlagig und/oder flach faltbar ist und die Lagen unterschiedlich funktionalisiert sind.
Innenraumfilter nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Filtermedium gefaltet ist.