DE10349298A1

DE10349298A1 - Filtermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE10349298A1
Application number: DE10349298A
Authority: DE
Original assignee: Bwf Tec & Co KG GmbH
Current assignee: Bwf Tec & Co KG GmbH
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: WO2005039736A1; DE10349298B4; CN1871057A

Abstract

Bei einem Filtermaterial mit einer Stützmateriallage (1), auf der wenigstens einseitig eine Auflage aufgenommen ist, die eine innere, aus Stapelfasern bestehende Basisfilzlage (2) und eine mit deren stützmaterialabgewandten Seite verbundene, eine vergleichsweise geringe Durchlässigkeit aufweisende Deckschicht aufweist, lassen sich dadurch eine vergleichsweise hohe mechanische Festigkeit und Beständigkeit sowie ein hoher Abscheidungsgrad erreichen, dass zur Bildung der Deckschicht eine dreidimensionale, auf der Basisfilzlage (2) verankerte, äußere Deckfilzlage (4) vorgesehen ist, die zumindest teilweise aus gegenüber den Stapelfasern dünneren Fasern besteht, und dass zumindest die Deckfilzlage (4) als fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedanken ein regenerierbares Filtermaterial für leistungsstarke Filter, insbesondere zur Entstaubung von Industrieabgasen, mit einer Stützmateriallage, auf der wenigstens einseitig eine Auflage aufgebracht ist, die eine innere, aus Stapelfasern bestehende Basisfilzlage und eine mit deren stützmaterialabgewandter Seite verbundene, eine vergleichsweise geringe Durchlässigkeit aufweisende Deckschicht aufweist und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filtermaterials ein.
Bei einem bekannten Filtermaterial dieser Art ist die Deckschicht als aus einer PTFE-Folie hergestellte Membran ausgebildet, die auf die darunter sich befindende Stützmaterial- oder Filzlage auflaminiert ist. Dieser Stand der Technik ist in 4 schematisch dargestellt. Die hier vorgesehene Membran stellt ein sehr dünnes, praktisch lediglich zweidimensionales Element dar, das in Folge dessen sehr empfindlich gegen mechanische Beanspruchung und Oberflächenverletzungen ist. Ein weiterer, ganz besonderer Nachteil ist jedoch darin zu sehen, dass die Membrane nur punktuell auf der Stützmateriallage fixiert ist und sich bei mechanischer Beanspruchung nach gewisser Zeit von der Stützmateriallage lösen kann. Dieser als Delamination bekannte Nachteil wird durch die bei einem regenerierbaren Filtermaterial erforderlichen Abreinigungsvorgänge, bei denen eine Druckbeaufschlagung von der Rückseite her erfolgt, noch verstärkt. In verfahrenstechnischer Hinsicht ergibt sich der Nachteil, dass die für die Abscheidung von Feinstpartikeln notwendige geringe Porengröße der Membran einen hohen Durchflusswiderstand erzeugt, der sich im Betrieb in einem hohen Druckverlust äußert.
Es sind auch schon Filtermaterialien mit Deckschicht bekannt, die insgesamt durch mechanisches Vernadeln hergestellt werden. Dieser Stand der Technik ist in 5 schematisch angedeutet. Die äußere Deckschicht besteht hierbei aus gegenüber der auf einer Stützmateriallage befestigten inneren Basisfilzlage feineren Fasern. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass hier die Gefahr besteht, dass die feineren Fasern bei der Vernadelung durch die Nadeln beschädigt werden. Diese Gefahr ist umso größer, je feiner die verwendeten Fasern sind. Um eine Schädigung in einem akzeptablen Rahmen zu halten, kann bei der Verwendung feiner Fasern nur eine geringe Verdichtung vorgesehen werden. Abgesehen davon sind die hier als feinere Fasern zum Einsatz kommenden Fasern für viele Fälle nicht fein genug. Infolge der Vernadelung kann auch keine homogene Filzstruktur erreicht werden. Ein weiterer ganz besonderer Nachteil ist auch darin zu sehen, dass ein vergleichsweise großer Anteil der dünnen Fasern der äußeren Schicht durch die Vernadelung in das darunter liegende Material hineintransportiert wird. Die Effektivität der äußeren Schicht wird dabei aufgrund der Ausbildung von Nadeleinstichlöchern und der Reduzierung der Fasermenge in der Deckschicht herabgesetzt.
Es wurde auch schon ein Filtermaterial vorgeschlagen ( DE 44 10 110 C2 ), bei dem ein Stützmaterial vorder- und/oder rückseitig mit einem Faservlies verbunden ist, das durch Wasserstrahlen verfestigt ist. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich jedoch um kein Schichtmaterial mit einer Basisfilzlage und einer auf dieser aufgenommenen Deckschicht. Diese Konstruktion würde jedoch bei Verwendung vergleichsweise feiner Fasern zu einer hohen Anfälligkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung, hoher Knickanfälligkeit und ungenügender Haftung am Stützmaterial führen, von den hohen Materialkosten ganz abgesehen. Außerdem ergibt sich bei dieser bekannten Anordnung infolge der auf dem Trägermaterial bzw. den Lücken dazwischen lokal sehr unterschiedlichen Verdichtung der Vlieslage eine äußerst ungleichmäßige Porenstruktur, die inhomogene Durchströmung und damit reduzierte Abscheideleistung zur Folge hat.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen ein Filtermaterial eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass nicht nur eine hohe Abscheidungsleistung sondern auch eine vergleichsweise hohe mechanische Festigkeit und Standzeit erreicht werden. Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe zielt darauf ab, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials zur Verfügung zu stellen.
Die auf die Verbesserung des Filtermaterials gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Bildung der Deckschicht eine dreidimensionale, auf der Basisfilzlage verankerte, äußere Deckfilzlage vorgesehen ist, die zumindest teilweise aus gegenüber den Stapelfasern der Basisfilzlage dünneren Fasern besteht, und dass zumindest die Deckilzlage als fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist.
Die auf die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf eine Stützmateriallage wenigstens einseitig eine Auflage aufgebracht wird, die eine innere aus Stapelfasern bestehende Basisfilzlage und eine auf deren stützmaterialabgewandten Seite verankerte, dreidimensionale, äußere Deckfilzlage aufweist, die durch Verdichten eines rohen oder höchstens vorgenadelten Vlieses gebildet wird, das zumindest teilweise aus gegenüber den Stapelfasern der Basisfilzlage dünneren Fasern besteht und durch Hochdruckstrahlen eines Fluids verdichtet wird.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise ein Schichtmaterial mit übereinander angeordneten Filzlagen, wobei in Folge der unterschiedlichen Faserstärken eine von außen nach innen zunehmende Porengröße vorhanden ist. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Vermeidung einer Verstopfung des Filtermaterials aus und erleichtert die Abreinigung, was eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, dass eine gegenüber einer Membrane vergleichsweise dicke Deckfilzlage vorgesehen ist, die eine hohe mechanische Festigkeit und hohe Unempfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchungen der Oberfläche gewährleistet. Durch die Basisfilzlage wird zudem eine Vergleichmäßigung der Dichte und der Poren der Deckfilzlage erreicht. Zusätzlich bewirkt der Abstand zur Stützmateriallage eine vergleichmäßigte Durchströmung, was in einer erhöhten Abscheideleistung insbesondere für Feinststäube resultiert. Die Hochdruckstrahlverdichtung der Deckfilzlage ist in vorteilhafter Weise dazu geeignet, die Deckfilzlage gleichzeitig auf einfache und zuverlässige Weise auf der darunterliegenden Basisfilzlage durch formschlüssige Verbindung der Fasern der beiden Schichten zu verankern. Dadurch kann eine zuverlässige Abreinigung durchgeführt werden, ohne dass eine so genannte Delamination zu befürchten wäre. Durch die Hochdruckstrahlverdichtung wird auch in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die einzelnen Fasern der Deckfilzlage in hohem Maße geschont und praktisch nicht mechanisch geschädigt werden, so dass noch feinere Fasern als bisher verwendet und dennoch eine hohe und homogene Verdichtung erreicht werden können.
Im Gegensatz zur mechanischen Vernadelung wird beim Hochdruckstrahlen eine Verdichtung der Filzlagen durch Verwirbelung der Fasern und nicht durch Fasertransport und Umorientierung in Richtung des Nadeleinstichs erreicht. Zudem ist gewährleistet, dass die in Folge des geringeren Faserdurchmessers und der damit großen abscheideaktiven Oberfläche eine hohe Abscheideleistung für Feinstpartikel aufweisende Deckfilzlage weitestgehend an der Oberfläche gehalten wird und nur in einem sehr geringen Umfang mit der darunter liegenden Basisfilzlage vermischt wird, so dass das zur Bildung der Deckfilzlage eingesetzte Material weitestgehend zur Erzielung der gewünschten hohen Abscheideleistung für Feinstpartikel zum Tragen kommt.
In verfahrenstechnischer Hinsicht ergibt sich der Vorteil, dass die dreidimensionale Struktur der Deckfilzlage eine große abscheideaktive Faseroberfläche bietet, die eine oberflächenorientierte und hohe Abscheideleistung für Feinstpartikel gewährleistet, Dies geschieht bei vergleichsweise geringem Durchflusswiderstand und Druckverlust.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So können zweckmäßig alle Fasern der Deckfilzlage dünner als die zur Bildung der Basisfilzlage verwendeten Stapelfasern sein. Dies ergibt eine besonders hohe Abscheideleistung für Feinstpartikel.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass die auf der Stützmateriallage aufgenommene Auflage über ihrer ganzen Dicke als durch Hochdruckstrahlen verdichteter fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders rationelle Herstellung, da hier die Deckfilzlage und die Basisfilzlage gleichzeitig verdichtet oder jedenfalls endverdichtet werden können. Außerdem kann hierdurch eine erwünschte Zunahme der Porengröße von außen nach innen erreicht werden.
Die Dicke der der Deckfilzlage zugrundeliegenden Fasern beträgt zweckmäßig höchstens 10 μm oder 1,0 dtex. Hierdurch wird eine mit den bekannten Membrananordnungen durchaus vergleichbare Abscheidungswirkung erreicht.
Zweckmäßig finden zur Bildung des fluidstrahlverfestigten Filzes Flüssigkeitsstrahlen vorzugsweise in Form von Wasserstrahlen mit einem Druck von mindestens 20 MPa, vorzugsweise 30 bis 35 MPa, Verwendung. Dieser hohe Druck verbunden mit der vergleichsweise großen Masse von Flüssigkeit gewährleistet die erforderliche gute Verwirbelung und intensive Verbindung der Lagen. Außerdem wird hierdurch auch sichergestellt, dass bei der Verwendung von Splittingfasern diese besonders zuverlässig aufgesplittet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filtermaterial,
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials,
3 eine Alternative zu 2,
4 das bekannte Filtermaterial mit Membran in 1 entsprechender Darstellung und
5 das bekannte, insgesamt durch Vernadeln verdichtete Filtermaterial in 1 entsprechender Darstellung.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist Entstaubung von Industrieabgasen, wobei die Abscheidungswirkung zumindest genauso effizient wie bei mit Membranen versehenen Filtern sein soll, das heißt, es sollen bei einer Gesamtabscheideleistung mit einem Emissionswert von unter 1 mg/Nm³ insbesondere Feinstpartikel mit einer Korngröße unter 5 μm in einem hohen Maße abgeschieden werden.
Das der 1 zugrundeliegende Filtermaterial enthält eine als Gewebe oder Gelege oder dergleichen ausgebildete Stützmateriallage 1, die mit einer Auflage versehen bzw., wie im dargestellten Beispiel, zwischen zwei Auflagen eingebettet ist. Im dargestellten Beispiel ist die Stützmateriallage 1 zwischen zwei einander gegenüberliegenden Basisfilzlagen 2, 3 eingebettet. Die anströmseitige Basisfilzlage 2 ist auf ihrer Außenseite, das heißt auf ihrer von der Stützmateriallage 1 abgewandten Seite, mit einer eine Deckschicht bildenden, dreidimensionalen Deckfilzlage 4 verbunden. Im dargestellten Beispiel sind, wie schon erwähnt, zwei Basisfilzlagen 2, 3 vorgesehen, wodurch die dazwischen angeordnete Stützmateriallage 1 beidseitig gegen äußere Krafteinwirkungen geschützt ist. In vielen Fällen kommt man jedoch mit lediglich einer Basisfilzlage 2 aus, auf der die Deckfilzlage 4 aufgenommen ist.
Jede Basisfilzlage 2, 3 besteht aus Stapelfasern, die einen Durchmesser von 15 μm oder eine Faserfeinheit von 1,7 dtex aufwärts und eine Länge von 20 bis 80 mm aufweisen können. Die Stützmateriallage 1 kann aus Multifilamentfäden, und/oder Stapelfasergarnen und/oder Monofilamenten etc. hergestellt sein, wobei zweckmäßig derselbe oder ein ähnlicher bzw. ein im Einsatz mindestens gleich wertiger Werkstoff wie für die Stapelfasern der Basisfilzlagen 2 bzw. 3 Verwendung findet.
Die Deckfilzlage 4 besteht zumindest teilweise, vorzugsweise ganz, aus wesentlich feineren Fasern als die Basisfilzlagen 2 bzw. 3. Dickere Fasern können in einem geringeren Umfang beigemischt sein. Als feinere Fasern können Feinstfasern mit einem Durchmesser in der Größenordnung von höchstens 10 μm bzw. einer Feinheit von höchstens 1,0 dtex und/oder so genannte Splittingfasern mit einer Stärke von 1 bis 5 μm bzw. einer Feinheit von höchstens 0,3 dtex im geöffneten Zustand und/oder melt blown-Vliese mit einem Faserdurchmesser von 1 bis 5 μm Verwendung finden. Die Dicke der Fasern der Deckfilzlage beträgt dementsprechend maximal 10 μm bzw. 1,0 dtex. Bei den melt blown-Fasern handelt es sich um endlose Fasern, die bereits in Vliesform anfallen. Die verwendeten Feinstfasern und/oder Splittingfasern können dieselbe Länge wie die Stapelfasern, das heißt 20 bis 80 mm, aufweisen. Vorzugsweise sind 30 bis 60 mm vorgesehen.
Zur Bildung der Deckfilzlage 4 kann eine aus Fasern vorstehend erwähnter Art gebildete Mischung Verwendung finden, wobei das Mischungsverhältnis an die Verhältnisse des Einzelfalls angepasst werden kann. In der Regel ist es jedoch zur Vereinfachung der Lagerhaltung zu bevorzugen, wenn zur Bildung der Deckfilzlage 4 nur Fasern einer Art Verwendung finden.
Zumindest die Deckfilzlage 4 ist als fluidstrahlverfestigter Filz, das heißt als durch Hochdruckstrahlen eines Fluids verdichteter Filz, ausgebildet. Das Fluid soll eine vergleichsweise hohe Masse aufweisen. Hierfür findet daher vorzugsweise eine Flüssigkeit, zweck mäßig Wasser, Verwendung. Die genannten Hochdruckstrahlen sorgen nicht nur für eine Verdichtung der Deckfilzlage 4, sondern können gleichzeitig auch eine Verankerung der Deckfilzlage 4 mit der darunter sich befindenden Basisfilzlage 2 bei vergleichsweise geringem Faseraustausch bewirken. Die Deckfilzlage 4 und die darunter sich befindende Basisfilzlage 2 werden dabei durch gegenseitige Verhakung und Verwirbelung miteinander verbunden. Eine Klebeverbindung etc. ist daher vorteilhafterweise nicht erforderlich.
Die Dicke der Deckfilzlage 4 kann, je nach Einsatzfall, 0,1 bis 1 mm betragen. Das Flächengewicht der Deckfilzlage 4 liegt im Bereich von 20 bis 250 g/m², vorzugsweise 100 bis 200 g/m². Die Gesamtdicke des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann etwa bis 1 bis 3 mm betragen, wobei die Differenz zwischen der Gesamtdicke und der Dicke der Deckfilzlage 4 auf die Basisfilzlage bzw. -lagen 2 bzw. 3 und die Stützmateriallage 1 entfallen. Sofern, wie im dargestellten Beispiel, zwei Basisfilzlagen 2, 3 vorgesehen sind, verteilt sich diese Differenz auf die Stützmateriallage und die beiden Basisfilzlagen 2, 3. Sofern nur eine Basisfilzlage vorgesehen ist, kann deren Dicke der gemeinsamen Dicke der beiden Basisfilzlagen des dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann gemäß dem in 2 angedeuteten Beispiel vorgegangen werden. Bei diesem Beispiel wird auf die hier von einer Rolle 5 abwickelbare Stützmateriallage 1 ein- oder beidseitig, hier beidseitig, eine aus Stapelfasern oben erwähnter Art bestehende, hier ebenfalls von einer Rolle abwickelbare Vlieslage 6 bzw. 7 aufgelegt. Üblicherweise werden die auf eine Rolle auf- und hiervon abwickelbaren Vlieslagen 6, 7, um eine derartige Hantierbarkeit zu erreichen, zumindest leicht vernadelt bzw. vorverdichtet. Die auf die Stützmateriallage 1 aufgelegte Vlieslage bzw. -lagen 6, 7 werden im dargestellten Beispiel durch Vernadeln weiter vorverdichtet und mit der Stützmateriallage 1 verbunden, wie durch eine Vernadelungseinrichtung 8 angedeutet ist. Anschließend wird einseitig, hier oben, eine weitere, im gezeigten Beispiel ebenfalls von einer Rolle abwickelbare, äußere Vliesschicht 9 aufgelegt, die zumindest teilweise, vorzugsweise ganz aus Fasern besteht, die dünner d.h. feiner als die Stapelfasern der Vliesschichten 6 bzw. 7 sind.
Die Vliesschicht 9 kann zwecks Erzielung der erforderlichen Hantierbarkeit ebenfalls leicht vernadelt sein. Dies gilt für aus Feinstfasern oder Splittingfasern bestehende Vliese. Bei der Verwendung eines melt-blown-Vlieses kann eine derartige Nadelung entfallen, da hier bereits im Ursprungszustand die erforderliche Hantierbarkeit gegeben ist. Ein derartiges Vlies könnte auch online mit dem die Stützmateriallage 1 und die inneren Vliesschichten 6, 7 enthaltenden Paket erzeugt und auf diesem abgelegt werden. Es ist auch denkbar, die Vliesschicht 9 durch leichtes Vernadeln an der darunter liegenden Schicht anzuheften. In jedem Fall ist die Vernadelung so gering, dass hierdurch keine Beschädigung der dünnen Fasern der Vliesschicht 9 zu befürchten ist.
Das so gebildete Vliespaket wird anschließend einem durch Hochdruckstrahlen 11 bewerkstelligten Verdichtungsvorgang unterworfen. Hierzu kann das Vliespaket, wie bei der Ausführung gemäß 2 ohne Zwischenlagerung direkt wenigstens einer in Linie angeordneten Hochdruckstrahleinrichtung 10 zugeführt werden. Es wäre aber auch denkbar, das in oben beschriebener Weise vor bereitete Vliespaket auf eine Rolle aufzuwickeln und es in dieser Form zu einer an einem anderen Ort befindlichen Hochdruckstrahleinrichtung 10 zu bringen. Bei der Bildung der erwähnten Rolle erweist es sich als zweckmäßig, wenn die äußere Vliesschicht 9, wie oben erwähnt, an der darunter liegenden Schicht angeheftet ist bzw. wenn alle Schichten leicht miteinander vernadelt sind und zusammenhängen.
Der 3 liegt die vorstehend erwähnte Alternative zugrunde. Die 3 zeigt eine Rolle 12, von der ein Vliespaket 13 oben angegebener Art abgezogen wird, das wenigstens einer Hochdruckstrahleinrichtung 10 zur Behandlung mit Hochdruckstrahlen 11 zugeführt wird.
Die Hochdruckstrahlen 11 der Hochdruckstrahleinrichtung 10 bewirken eine Verdichtung der äußeren Vliesschicht 9 zur Deckfilzlage 4 und eine Endverdichtung der Vliesschichten 6, 7 zu den Basisfilzlagen 2, 3. Die Vliesschicht 9 wird dabei auf wenigstens 20%, vorzugsweise auf wenigstens 10% des Ausgangsvolumens verdichtet. Die Hochdruckstrahlen bewirken im Falle der Verwendung von Splittingfasern auch deren Aufsplittung, womit diese ihre extreme Feinheit und große Oberfläche erhalten. Vor der Hochdruckstrahlbeaufschlagung sind die Splittingfasern im Wesentlichen unaufgesplittet, was eine Vliesbildung in herkömmlicher Art in Form von Krempeln und Nadeln begünstigt.
Gleichzeitig mit der Verdichtung erfolgt auch eine Verankerung der Deckfilzlage 4 auf der darunter sich befindenden Basisfilzlage 2 durch gegenseitiges Verhaken. Die Beaufschlagung des Vliespakets mit den Hochdruckstrahlen 11 führt in vorteilhafter Weise zu keiner nennenswerten Vermischung der Fasern der einander benachbarten Schichten. Vielmehr bleibt es bei einem weitgehend entmischten Zustand, das heißt die Fasern der äußeren Vliesschicht 9 bleiben bei der Bildung der Deckfilzlage 4 weitestgehend an der Oberfläche und werden nur im Bereich der Grenzschicht zur benachbarten Basisfilzlage 2 unter Bildung einer ausreichenden Verankerung mit den dortigen Fasern verhakt bzw. verwirbelt.
Der Durchmesser der zur Bildung der Strahlen 11 vorgesehenen Düsenlöcher beträgt zweckmäßig 0,10 bis 0,14 mm. Der Druck, mit dem die Strahlen 11 ejektiert werden, beträgt mindestens 20 MPa, vorzugsweise 30 bis 35 MPa. Dieser Druck genügt, um auch die unter der Deckfilzlage 4 sich befindende Basisfilzlage 2 auf den gewünschten Endverdichtungsgrad zu bringen.
Zweckmäßig wird das Vliespaket, wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, von oben und von unten durch Hochdruckstrahlen 11 beaufschlagt, so dass auch eine zuverlässige Endverdichtung der unteren Vliesschicht 7 zur unteren Basisfilzlage 3 sowie eine gute Haftung dieser Lage erfolgt. Die Hochdruckstrahleinrichtung enthält daher obere und untere Düsenanordnungen. Diese sind zweckmäßig in Transportrichtung des Vliespakets so gegeneinander versetzt, dass zunächst eine Beaufschlagung der Deckschichtseite, hier der oberen Seite, erfolgt, und dann der Gegenseite, hier der unteren Seite. Die Intensität der in das Vliespaket eindringenden Strahlen 11 lässt mit der Eindringtiefe nach, wodurch eine von außen nach innen abnehmende Verdichtung und damit zunehmende Porengröße bewirkt wird, was insbesondere bei Filtern mit lediglich einseitiger Basisfilzlage und einseitiger Verdichtung die Reinigung erleichtert. Der zur Bildung der Hochdruckstrahlen 11 Verwendung findende Druck kann oben und unten unterschiedlich sein. Zweckmäßig ist auf der Deckschichtseite ein größerer Druck vorgesehen als auf der gegenüberliegenden Seite.
Als Fluid findet zweckmäßig eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser Verwendung. Dabei kann es sich um kaltes Wasser handeln. Anstelle eines kalten Fluids könnte selbstverständlich auch ein heißes Fluid Verwendung finden. Sofern als Fluid eine Flüssigkeit Verwendung findet, muss das durch diese auf Enddichte gebrachte Filtermaterial nach der Verdichtung entfeuchtet und getrocknet werden. In 2 sind zur Bewerkstelligung einer Entfeuchtung Quetschwalzen 14 vorgesehen. In 3 ist eine mit Saugzug beaufschlagte Absaugeinrichtung 15 vorgesehen, über die das Filtermaterial hinweggeführt wird. Die Trocknung kann durch Lufttrocknung erfolgen. Zweckmäßig findet hierzu jedoch ein Trockenofen der in 3 bei 16 angedeuteten Art Verwendung.
Sofern eine Ausrüstung des Filtermaterials gewünscht wird, kann dem Fluid ein entsprechendes Ausrüstungsmittel zugesetzt werden bzw. dieses als Fluid verwendet werden. Wo dies infolge der Beschaffenheit des Ausrüstungsmittels nicht möglich ist, kann das Ausrüstungsmittel, wie in 3 angedeutet ist, nach der Verdichtung des Filtermaterial mittels der Hochdruckstrahlen 11 auf das Filtermaterial aufgebracht werden. Im Beispiel gemäß 3 finden hierzu Sprühdüsen 17 Verwendung. Bei der Verwendung eines flüssigen Ausrüstungsmittels erfolgt die Beaufschlagung des Filtermaterials hiermit, wie im dargestellten Beispiel gemäß 3 zweckmäßig im Bereich zwischen zwei Entfeuchtungseinrichtungen, hier in Form von Absaugeinrichtungen 15. Das fertige, getrocknete Material kann, wie 3 weiter zeigt, auf eine Rolle aufgewickelt und so abtransportiert werden.

Claims

Filtermaterial für leistungsstarke Filter, insbesondere zur Entstaubung von Industrieabgasen, mit einer Stützmateriallage (1), auf der wenigstens einseitig eine Auflage aufgebracht ist, die eine innere, aus Stapelfasern bestehende Basisfilzlage (2) und eine mit deren stützmaterialabgewandter Seite verbundene, eine vergleichsweise geringe Durchlässigkeit aufweisende Deckschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Deckschicht eine dreidimensionale, auf der Basisfilzlage (2) verankerte, äußere Deckfilzlage (4) vorgesehen ist, die zumindest teilweise aus gegenüber den Stapelfasern der Basisfilzlage (2) dünneren Fasern besteht, und dass zumindest die Deckfilzlage (4) als fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist.
Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Stützmateriallage aufgenommene Auflage in einem mehr als die Deckfilzlage (4) umfassenden Bereich als fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist.
Filtermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Stützmateriallage (1) aufgenommene Auflage über ihrer ganzen Dicke als fluidstrahlverfestigter Filz ausgebildet ist.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Fasern der Deckfilzlage (4) dünner als die Stapelfasern der Basisfilzlage (2) sind.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfilzlage (4) insgesamt aus gleichen Fasern besteht.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmateriallage (1) aus einem im Einsatz mindestens gleichwertigen Werkstoff wie die Stapelfasern der Basisfilzlage (2) besteht.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmateriallage (1) zwischen zwei Basisfilzlagen (2, 3) aufgenommen ist, von denen nur eine eine Deckfizlage (4) trägt.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Deckfilzlage (4) zugrundeliegenden feineren Fasern einen Durchmesser von höchstens 10 μm oder eine Faserfeinheit von höchstens 1,0 dtex aufweisen.
Filtermaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Deckfilzlage (4) zugrundeliegenden Fasern zumindest teilweise Feinstfasern mit einen Durchmesser von höchstens 10 μm oder einer Faserfeinheit von höchstens 1,0 dtex sind.
Filtermaterial nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der Deckfilzlage (4) zugrundeliegenden Fasern zumindest teilweise Splittingfasern sind.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der Deckfilzlage (4) zugrundeliegenden Fasern zumindest teilweise melt blown-Material sind.
Filtermaterial nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die der Deckfilzlage (4) zugrundeliegenden Feinstfasern und/oder Splittingfasern eine Länge von 20 bis 80 mm, vorzugsweise 30 bis 60 mm, aufweisen.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Deckfilzlage (4) 0,1 bis 1,0 mm beträgt.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Deckfilzlage (4) im Bereich von 20 bis 250 g/m², vorzugsweise im Bereich von 100 bis 200 g/m², liegt.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdicke 1 bis 3 mm beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stützmateriallage (1) wenigstens einseitig eine Auflage aufgebracht wird, die eine innere, aus Stapelfasern bestehende Basisfilzlage (2) und eine auf deren stützmaterialabgewandten Seite verankerte, dreidimensionale äußere Deckfilzlage (4) aufweist, die durch Verdichten eines rohen oder höchstens leicht genadelten Vlieses gebildet wird, das zumindest teilweise aus gegenüber den Stapelfasern der Basisfilzlage (8) dünneren Fasern besteht und durch Hochdruckstrahlen (11) eines Fluids verdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfilzlage (4) mit der Verdichtung durch Hochdruckstrahlen (11) auch an der benachbarten Basisfilzlage (2) verankert wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfilzlage (2) mit der Verdichtung der Deckfilzlage (4) durch Hochdruckstrahlen (11) zumindest endverdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfilzlage (2) aus einem auf die Stützmateriallage (1) aufgelegten, aus Stapelfasern bestehenden, rohen oder vorgenadelten Vlies gebildet wird, das vor der Endverdichtung durch Vernadeln vorverdichtet und mit der Stützmateriallage (1) verbunden wird und das dann mit der Verdichtung des der nachträglich aufgelegten Deckfilzlage zugrundeliegenden äußeren Vlieses (9) durch Hochdruckstrahlen (11) bis auf Enddichte verdichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der äußeren Vliesschicht (9) eine Verdichtung auf weniger als 20, vorzugsweise auf weniger als 10% des Ausgangsvolumens erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Hochdruckstrahlen mit einem Druck von mindestens 20 MPa, vorzugsweise 30 bis 35 MPa, zur Anwendung kommen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid eine Flüssigkeit Verwendung findet.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Wasser Verwendung findet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein kaltes Fluid Verwendung findet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial nach der Endverdichtung durch Hochdruckstrahlen mit einem Ausrüstungsmittel beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial nach der Beaufschlagung mit Flüssigkeitsstrahlen entfeuchtet und getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial vor der endgültigen Entfeuchtung und Trocknung mit dem Ausrüstungsmittel beaufschlagt wird.