DE20122003U1

DE20122003U1 - Composite filter for vacuum cleaner bag, has prebonded upstream tier and non-prebonded downstream tier such that ratio of absolute pore volume between upstream tier and downstream tier is greater than predetermined value

Info

Publication number: DE20122003U1
Application number: DE20122003U
Authority: DE
Original assignee: Airflo Europe NV
Current assignee: Airflo Europe NV
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2011-03-03

Abstract

The ratio of absolute pore volume of a prebonded upstream tier (37) and a non-prebonded downstream tier (38) of a filter (36) is kept more than two. The absolute projected fiber coverage of the upstream tier and the downstream tier, is kept more than 95%. Independent claims are also included for the following: (1) Vacuum cleaner bag; and (2) Composite filter manufacturing method.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft einen mehrlagigen Filter zum Entfernen von festen Partikeln bzw. Teilchen, die in einem Strom von Umgebungsluft mitgerissen werden. Genauer betrifft sie einen mehrlagigen Filter, der wenigstens eine nicht vorgebondete, stromaufwärts angeordnete Lage und eine nicht vorgebondete, stromabwärts angeordnete Lage umfasst, die zum Filtern von Partikeln aus Umgebungsluft nützlich sind.The invention relates to a multilayer Filters for removing solid particles or particles in a Stream of ambient air are entrained. It affects more precisely a multi-layer filter that contains at least one non-pre-bonded upstream arranged layer and a non-pre-bonded, downstream one Location includes that are useful for filtering particles from ambient air.

Der Begriff "vorgebondet" bedeutet hier, dass eine Filtermediumzusammensetzung, wie thermisch bondbare Schmelzfasern oder klebend bindbare Fasern, in einer solchen Weise behandelt wird, dass der Bindemechanismus aktiviert wird, um auf diese Weise ein separates, freistehendes, zusammenhängendes und typischerweise selbsttragendes Vlies dieser Filterzusammensetzung zu bilden. Ein solches vorgebondetes Vlies kann mechanisch durch Prozesse, wie Aufwickeln auf eine Rolle, Abwickeln von einer Rolle, Schneiden und Ähnliches, mechanisch verarbeitet werden.The term "pre-bonded" here means that a filter medium composition, such as thermally bondable melt fibers or adhesively bindable fibers, is treated in such a way that the binding mechanism is activated in order to create a separate, free-standing, coherent and typically self-supporting fleece of this filter composition to build. Such a pre-bonded fleece can be mechanically Processes such as winding on a roll, unwinding from a roll, Cutting and the like, processed mechanically.

Der Begriff "Lage" bedeutet hier ein Band, das aus nicht vorgebondetem Filtermaterial als eine Lage einer einheitlichen Lagestruktur gebildet ist. Im Gegensatz dazu bedeutet eine "Schicht" ein separates, vorgebondetes, selbsttragendes Vlies aus Filtermaterial.The term "location" means here is a tape made of non-pre-bonded filter material as one Location of a uniform location structure is formed. In contrast a "layer" means a separate, pre-bonded, self-supporting fleece made of filter material.

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technikbackground of the invention and prior art

In der letzten Zeit wurde die Technik zum Filtern von Partikeln aus Gasen sowohl in herkömmlichen Anwendungen, wie verbraucherorientiertem Staubsaugen von Schmutz und Staub, als auch in sehr anspruchsvollen industriellen Anwendungen, wie ein Entfernen von spezifischen Teilchengrößenanteilen einer breiten Vielzahl von Verschmutzungen, von inert bis biochemisch empfindlich, aus Gasen unter anderem hoch entwickelt. Es ist nun sehr anerkannt, dass die verschmutzenden Partikel in einem Gasstrom eine große Vielfalt von Größen, geometrischen Formen, z.B. länglich und sphärisch, und chemi schen und physischen Zusammensetzungen, z.B. geruchsfreie und geruchsabgebende Partikel, haben können.Lately, technology has been for filtering particles from gases in both conventional applications, like consumer-oriented vacuuming of dirt and dust, as even in very demanding industrial applications, such as a Removing a wide variety of specific particle size fractions from contamination, from inert to biochemically sensitive Gases, among other things, highly developed. It is now very recognized that the polluting particles in a gas stream have a wide variety of sizes, geometric Shapes, e.g. elongated and spherical, and chemical and physical compositions, e.g. odorless and odor-emitting particles.

Folglich hat sich die Filtrationstechnologie entwickelt, um Filtermedien bereitzustellen, die zum optimalen Filtern von spezifischen Anteilen der verschmutzenden Partikel angepasst sind. Auch hat diese Technologie Techniken zum Maximieren verschiedener Leistungscharakteristika von Filtern entwickelt, wie ein Aufrechterhalten eines geringen Druckabfalls über den Filter und ein Erhöhen der Filterlebensdauer, um so die Zeitdauer zwischen dem Austauschen von Filterelementen zu erweitern.Hence the filtration technology designed to provide filter media that are used for optimal filtering adapted from specific proportions of polluting particles are. This technology also has techniques to maximize various Performance characteristics of filters designed as maintaining a low pressure drop across the filter and an increase the filter life, so the time between replacing of filter elements to expand.

Der herkömmliche Ansatz, um diese Ziele zu erreichen, bestand darin, ein mehrschichtiges Filtermedium bereitzustellen, das aus getrennten, individuell entworfenen Schichten zusammengesetzt ist, die jede für sich das Erzielen in erster Linie einer und manchmal mehrerer spezifischer Filterfunktionen vorgesehen waren. Beispielsweise wird ein sehr offenes, poröses und dünnes Scrim häufig verwendet, um darunter liegende Filterschichten vor Abrasion durch sich schnell bewegende, große und harte Partikel zu schützen; eine poröse und voluminöse Schicht wird typischerweise verwendet, um wesentliche Mengen an hauptsächlich großen Partikeln einzufangen bzw. zu speichern, und eine Schicht mit geringer Porosität und aus Filamenten mit ultrafeinem Durchmesser wird üblicherweise zum Entfernen der kleinsten Partikel zum Erhöhen der Filtrationseffizienz vorgesehen. Aus der großen verfügbaren Auswahl werden separate Filterschichten ausgewählt und in einer vorher ausgewählten Anordnung kombiniert, dann als Gruppe angeordnet, um einen mehrschichtigen und daher multifunktionalen Filter zu bilden. Die eine oder mehreren benachbarten Schichten können aneinander gebondet sein, oder die Schichten können ungebondet sein. Wahlweise können die einzelnen Schichten zwischen Abdeckungen, typischerweise aus Papier, für strukturelle Integrität und einfache Handhabung angeordnet sein.The traditional approach to these goals to achieve was to provide a multi-layer filter medium that is composed of separate, individually designed layers is, each one for itself achieving primarily one and sometimes more specific Filter functions were provided. For example, a very open, porous and thin Scrim frequently used to filter layers underneath from abrasion fast moving, big and protect hard particles; a porous and voluminous Layer is typically used to make substantial amounts of mainly large particles capture or store, and a layer with low porosity and out Ultrafine diameter filaments are commonly used for removal the smallest particles to increase filtration efficiency. The large selection available becomes separate Filter layers selected and in a previously selected one Combined arrangement, then arranged as a group to form a multilayer and therefore to form multifunctional filters. The one or more neighboring layers can bonded to one another, or the layers may be unbonded. Optional can the individual layers between covers, typically made of Paper, for structural integrity and easy to use.

Ein Nachteil des zuvor genannten Mehrschichtsystems zum Konstruieren von multifunktionalen Filtern besteht darin, dass ein wiederholtes Bearbeiten der Filtermedien vorhanden ist, was übermäßig sein kann. Das heißt, dass Filtermaterial in einer gegebenen Schicht wird zuerst verarbeitet, um eine einzelne Schicht zu bilden, dann wird es bearbeitet, um diese Schicht in dem mehrschichtigen Filter zusammenzusetzen. Jeder Schritt führt zu einer weiteren Verdichtung und Abdeckung bzw. Bedeckung, selbst nur geringen, des finalen Filterprodukts. Dies neigt dazu, den Druckabfall durch den Filter zu erhöhen und die Staubspeicherkapazität zu reduzieren, wodurch die Lebensdauer eingeschränkt wird, Die WO 01/03802 offenbart einen mehrlagigen Filter, umfassend wenigstens eine nicht vorgebondete stromaufwärts angeordnete Lage und eine nicht vorgebondete stromabwärts angeordnete Lage. Wie jedoch nachher im einzelnen gezeigt wird (2), tritt in diesem mehrlagigen Filter ein verhältnismäßig hoher Druckabfall über den mehrlagigen Filter auf. Außerdem ist auch die Lebensdauer dieses Filters gering.A disadvantage of the aforementioned multi-layer system for constructing multifunctional filters is that there is repeated processing of the filter media, which can be excessive. That is, filter material in a given layer is first processed to form a single layer, then it is processed to assemble that layer in the multi-layer filter. Each step leads to further compression and coverage, even a small amount, of the final filter product. This tends to increase the pressure drop across the filter and reduce the dust holding capacity, thereby limiting the life WO 01/03802 discloses a multi-layer filter comprising at least one non-pre-bonded upstream layer and one non-pre-bonded downstream layer. However, as will be shown in detail later ( 2 ), a relatively high pressure drop across the multilayer filter occurs in this multilayer filter. The lifespan of this filter is also short.

Daher ist es das der Erfindung zugrunde liegende objektive Problem, einen mehrlagigen Filter bereitzustellen, bei dem der Druckabfall über den Filter gering gehalten wird und der eine lange Lebensdauer hat.It is therefore the basis of the invention lying objective problem of providing a multilayer filter at which the pressure drop over the filter is kept low and has a long service life.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Dieses objektive Problem wird durch einen mehrlagigen Filter zum Filtern eines Stroms an Umgebungsluft gelöst, umfassend wenigstens ein stromaufwärts angeordnetes Band und ein stromabwärts angeordnetes Band, wobei das Verhältnis des absoluten Porenvolumens von stromaufwärts angeordnetem Band zu stromabwärts angeordnetem Band RAPV > 2 und die absolute projizierte Faserüberdeckung bzw. Faserbedeckung des stromaufwärts angeordneten Bands und des stromabwärts angeordneten Bands APFC > 95%.This objective problem is solved by a multi-layer filter for filtering a stream of ambient air solved, comprising at least one upstream band and one downstream arranged band, the ratio of the absolute pore volume from upstream arranged band to downstream arranged band RAPV> 2 and the absolute projected fiber coverage the upstream arranged band and the downstream band APFC> 95%.

Aufgrund der Parameter dieses mehrlagigen Filters wird der Druckabfall über das Filtermedium gering gehalten und die Lebensdauer des Filters wird erhöht.Due to the parameters of this multilayer Filters the pressure drop across the filter medium is kept low and the service life of the filter will be raised.

Vorzugsweise kann das stromaufwärts angeordnete Band und/oder das stromabwärts angeordnete Band eine nicht vorgebondete Lage sein.Preferably, the one located upstream Band and / or the downstream arranged tape may be a non-pre-bonded layer.

Damit wird ein mehrlagigen Filter bereitgestellt, der aus wenigstens zwei gestapelten Lagen an Filtrationsmaterial aufgebaut ist, die zusammen gebondet sind, um eine einheitliche Lagenstruktur zu bilden.It becomes a multi-layer filter provided that of at least two stacked layers of filtration material is built that are bonded together to form a unified Form layer structure.

Die Zusammensetzung des Filtrationsmaterials in jedem gegebenen Band, insbesondere in jeder gegebenen Lage ist vorausgewählt, um eine gewünschte Filterfunktion durchzuführen. Beispielsweise können feine (d.h. mit kleinem Durchmesser) und dicht gepackte Fasern ausgewählt sein, um sehr kleine Staubpartikel, wie solche von etwa fünf Mikrometern und kleiner, zu speichern. Zusätzlich können auch elektrostatisch geladene Fasern verwendet werden, um den Durchgang dieser und sogar kleinerer Partikel zu verhindern. In gleicher Weise können voluminöse ("bulky") hochporöse Medien, die entwickelt wurden, um eine große Staubspeicherkapazität zu haben, verwendet werden, um Schmutzpartikel mittlerer und großer Größe einzufangen bzw. zu halten.The composition of the filtration material in any given band, especially in any given position preselected to a desired one Perform filter function. For example, fine (i.e. with a small diameter) and densely packed fibers around very small dust particles, such as those of about five micrometers and smaller, save. additionally can electrostatically charged fibers are also used to make the passage to prevent this and even smaller particles. In the same way can voluminous ("bulky") highly porous media, designed to have a large dust storage capacity used to capture medium and large size dirt particles or to keep.

Falls der mehrlagige Filter nicht vorgebondete Lagen umfasst, wird das Bonden wenigstens einer und vorzugsweise aller Lagen, um die einheitliche Struktur zu bilden, erst begonnen, nachdem das Stapeln aller Lagen einer gewünschten mehrlagigen Filterstruktur vollendet wurde. Die resultierende Struktur ist ein einzelner Körper, der aus verschiedenen Arten von Filtrationsmaterial zusammengesetzt ist, die als unterschiedliche Lagen erscheinen.If the multi-layer filter is not comprises pre-bonded layers, the bonding is at least one and preferably all layers to form the unified structure, just started after stacking all layers of a desired multi-layer filter structure was accomplished. The resulting structure is a single body that composed of different types of filtration material that appear as different layers.

Daher wird die Lagenstruktur gebildet, indem ein Stapel von Lagen aus ausgewählten Filtrationsmaterialien aufgebaut wird. Da die Lagen nicht vorgebondet sind, sind die Komponenten jeder Lage, d.h. Fasern, Körnchen bzw. Granulat etc., im Allgemeinen lose durch mechanische oder Air-Laying-Verfahren auf die darunter liegende Schicht abgelegt. Innerhalb einer Lage ist die Zusammensetzung an Filtermaterial größtenteils gleichmäßig und es gibt eine "verschwommene" ("fuzzy") Grenzfläche zwischen den Lagen.Therefore the layer structure is formed adding a stack of layers of selected filtration materials is built up. Since the layers are not pre-bonded, the components are any position, i.e. Fibers, granules or granules etc., generally loosely by mechanical or air-laying processes deposited on the layer below. Within one location the composition of filter material is largely uniform and there is a "fuzzy" interface between the locations.

Vorzugsweise umfasst der mehrlagige Filter der zuvor genannten Art ein Verhältnis von mittlerem Porendurchmessern von stromaufwärts- zu stromabwärts angeordnetem Band RPD in dem Bereich von 4 < RPD < 10.Preferably, the multilayer comprises Filters of the aforementioned type have a ratio of average pore diameters from upstream too downstream arranged band RPD in the range of 4 <RPD <10.

Aufgrund dieses Verhältnisses ist die Staubhaltekapazität des stromaufwärts angeordneten Bands stark vergrößert, so dass das stromaufwärts angeordnete Band als Vorfilter für das stromabwärts angeordnete Band dient, ohne den Druckabfall über den mehrlagigen Filter zu erhöhen.Because of this relationship is the dust holding capacity the upstream arranged bands greatly enlarged, see above that that's upstream arranged band as a pre-filter for that downstream arranged band serves without the pressure drop across the multi-layer filter to increase.

Zusätzlich aber nicht ausschließlich kann ein solcher mehrlagiger Filter einen mittleren Porendurchmesser des stromaufwärts angeordneten Bands PDU mit PDU > 60 μm, vorzugsweise in dem Bereich 80 μm < PDU < 200 μm umfassen.Additionally but not exclusively can such a multi-layer filter has an average pore diameter the upstream arranged bands PDU with PDU> 60 μm, preferably in the range 80 μm <PDU <200 μm.

Alle zuvor diskutierten mehrlagigen Filter können stromaufwärts angeordnete Bänder mit einem relativen Porenvolumen RPVU > 94 %, vorzugsweise RPVU > 96%, einer Dichte ADU < 0,05 g/cm³ und einer Dicke D in dem Bereich von 0,5 mm < D < 2,5 mm umfassen. Ein Auswählen dieser Parameter resultiert in einem stromaufwärts angeordneten Band mit dem gewünschten RAPV und APFC.All the multilayer filters discussed above can have upstream bands with a relative pore volume RPVU> 94%, preferably RPVU> 96%, a density ADU <0.05 g / cm ³ and a thickness D in the range of 0.5 mm <D < Include 2.5 mm. Selecting these parameters results in an upstream band with the desired RAPV and APFC.

Weiterhin können diese mehrlagigen Filter auch stromabwärts angeordnete Bänder mit einem relativen Porenvolumen RPVD umfassen, das kleiner als RPVU ist, einer Dichte („apparent density") ADD in dem Bereich von 0,07 g/cm³ < ADD < 0,14 g/cm³ und einer Dicke D in dem Bereich von 0,1 mm < D < 0,4 mm. Ein Auswählen dieser Parameter resultiert in einem stromabwärts angeordneten Band mit dem gewünschten RAPV und APFC.Furthermore, these multilayer filters can also comprise downstream belts with a relative pore volume RPVD that is smaller than RPVU, an density (“apparent density”) ADD in the range of 0.07 g / cm ³ <ADD <0.14 g / cm ³ and a thickness D in the range of 0.1 mm <D <0.4 mm Selecting these parameters results in a downstream band with the desired RAPV and APFC.

Weiterhin kann das stromaufwärts angeordnete Band jedes der zuvor diskutierten mehrlagigen Filter vorzugsweise Fasern mit einer Länge in dem Bereich von 0,1 mm bis 3,0 mm umfassen.Furthermore, the upstream can Preferably tape each of the multilayer filters discussed previously Fibers with a length in the range of 0.1 mm to 3.0 mm.

Aufgrund einer solchen Struktur kann das stromaufwärts angeordnete Band voluminöser gemacht werden, um eine größere Straubhaltekapazität bereitzustellen.Because of such a structure that upstream arranged volume more voluminous be made to provide a larger hold-up capacity.

Vorzugsweise können die zuvor diskutierten mehrlagigen Filter ein stromaufwärts angeordnetes Band mit einem Staubrückhaltevermögen DR bezüglich Staubpartikeln mit einem Durchmesser, der dem mittleren Porendurchmesser des stromabwärts angeordneten Bands entspricht, von DR > 99 % umfassen.Preferably, those previously discussed multilayer filter an upstream arranged belt with a dust retention capacity DR with respect to dust particles Diameter, which is the average pore diameter of the downstream Corresponds to bands, from DR> 99 % include.

Dieses Merkmal vermeidet ein Verstopfen des stromabwärts angeordneten Bands und hält damit einen geringen Druckabfall durch den Filter aufrecht und erhöht weiterhin die Lebensdauer des mehrlagigen Filters.This feature avoids clogging the downstream arranged bands and holds thus maintains a low pressure drop through the filter and continues to increase the lifespan of the multi-layer filter.

Zusätzlich aber nicht ausschließlich kann dieser Effekt in einem mehrlagigen Filter erhöht werden, indem die Orientierung der Fasern in Flussrichtung in dem stromaufwärts angeordneten Band höher als in dem stromabwärts angeordneten Band ist. Eine solche Struktur verbessert weiterhin ein Aufrechterhalten des Druckabfalls durch den Filter.Additionally, but not exclusively, this effect can be increased in a multi-layer filter the orientation of the fibers in the flow direction is higher in the upstream band than in the downstream band. Such a structure further improves maintenance of the pressure drop across the filter.

Die zuvor diskutierten mehrlagigen Filter können ein stromaufwärts angeordnetes Band aus trockengelegten, thermisch bondbaren Schmelz-, Bikomponenten- oder Monokomponenten-Polymertasern und ein stromabwärts angeordnetes Band aus Meltblown-Fasern umfassen. In diesem Aspekt besteht ein einzelnes Band aus einer einzigen Art von Filtermedium, z.B. 100 % Bikomponenten-Polymerfasern, Meltblown-, Stapelfasern oder Spunbond-Filamenten.The multilayer previously discussed Filters can an upstream arranged band of dry, thermally bondable melting, Bicomponent or monocomponent polymer fibers and a downstream one Ribbon made of meltblown fibers include. In this aspect, a single band consists of one single type of filter medium, e.g. 100% bicomponent polymer fibers, Meltblown, staple or spunbond filaments.

Alternativ kann der mehrlagige Filter ein stromaufwärts angeordnetes Band mit einer Zusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 100 Gew.-% Bikomponenten-Polymerfasern, einer Mischung aus wenigstens 10 Gew.-% Bikomponenten-Polymerfiasern mit einer komplementären Menge von natürlichen Fasern, wie Fluff-Pulp-Fasern oder Kokon-Fasern, Stapelfasern oder eine Mischung daraus, oder eine Mischung aus wenigstens 10 Gew.-% thermisch bondbaren Monokomponenten-Polymerschmelzfasern mit einer komplementären Menge an Fluff-Pulp-Fasern, Stapelfasern oder einer Mischung daraus, umfassen.Alternatively, the multi-layer filter an upstream arranged tape with a composition selected from the group consisting of 100% by weight bicomponent polymer fibers, a mixture of at least 10% by weight of bicomponent polymer fibers a complementary Amount of natural fibers, like fluff pulp fibers or cocoon fibers, staple fibers or a mixture thereof, or a mixture of at least 10% by weight of thermally bondable monocomponent polymer melt fibers with a complementary Amount of fluff pulp fibers, staple fibers or a mixture thereof, include.

In diesem Aspekt besteht ein einzelnes Band aus einer Mischung von Medien, wie einem Air-Laid, üblicherweise einer gleichmäßigen Mischung aus Bikomponenten-Polymerfasern und Fluff-Pulp(FP)-Fasern.There is one in this aspect Band of a mixture of media, such as an air-laid, usually an even mixture made from bicomponent polymer fibers and fluff pulp (FP) fibers.

Da es auch erwünscht ist, eine Bandstruktur, insbesondere eine Lagenstruktur, bereitzustellen, können benachbarte Bänder oder Lagen in einem Stapel unterschiedliche Zusammensetzungen haben. Trotzdem kann die Zusammensetzung eines Bands in dem Stapel wiederholt werden, wobei jedoch wenigstens ein Band aus einer anderen Zusammensetzung zwischen den Bändern derselben Zusammensetzung vorhanden sein sollte.Since it is also desirable to have a band structure, in particular a layer structure can be provided by neighboring ones bands or layers in a stack have different compositions. Nevertheless, the composition of a tape in the stack can be repeated be, however, at least one tape of a different composition between the bands the same composition should be present.

Diese Struktur des mehrlagigen Filters, bei dem wenigstens ein Band eine nicht vorgebondete Lage ist, unterscheidet sich von der herkömmlicher Mehrschichtfiltrationsme dien, die durch Schichten einer Mehrzahl von individuellen Filtermediumschichten, die jeweils vorgebondet wurden, um ein selbsttragendes Vlies vor dem Bilden der mehrlagigen Schichtstruktur zu bilden, gebildet sind.This structure of the multilayer filter, where at least one band is a non-pre-bonded layer different from the conventional Multilayer Filtration Media serving by layering a plurality of individual filter medium layers, each pre-bonded were made to form a self-supporting fleece before forming the multi-layer To form layer structure are formed.

Eine solche einheitliche Lagenstruktur stellt eine Zahl signifikanter Vorteile gegenüber herkömmlichen Filtermedien bereit. In einem Aspekt kann die einheitliche Lagenstruktur voluminöser gemacht werden, um eine größere Staubspeicherkapazität als eine Schichtstruktur aus einzelnen, vorgebondeten Schichten mit Zusammensetzungen, die jeweils den Lagen der einheitlichen Struktur entsprechen, bereitzustellen. Dies liegt daran, dass jeder Teil des herkömmlichen Filtermediums wenigstens zweimal komprimiert wird: einmal, wenn die einzelne Schicht durch Bonden gebildet wird und ein zweites Mal, wenn die einzelnen Schichten geschichtet werden, um den Filter zu bilden.Such a uniform layer structure provides a number of significant advantages over conventional filter media. In one aspect, the uniform layer structure can be made more voluminous to have a larger dust storage capacity than one Layer structure from individual, pre-bonded layers with compositions, which each correspond to the locations of the uniform structure. This is because every part of the conventional filter medium at least is compressed twice: once when the single layer through Bonding is formed and a second time when the individual layers be layered to form the filter.

Vorzugsweise können die Bikomponenten-Polymerfasern einen Mantel aus einem Polymer und einen Kern aus einem anderen Polymer mit einem Schmelzpunkt höher als der des einen Polymers aufweisen. Der Kern kann Polypropylen umfasse und der Mantel kann Polyethylen umfassen.Preferably the bicomponent polymer fibers a jacket made of one polymer and a core made of another Polymer with a melting point higher than that of one polymer. The core can be polypropylene and the jacket may comprise polyethylene.

Zusätzlich kann der Kern exzentrisch bezüglich des Mantels angeordnet sein. In einer solchen Struktur kräuseln sich die Fasern mit dem Ergebnis, dass die Voluminösität der Lage weiter erhöht wird.In addition, the core can be eccentric in terms of of the jacket. In such a structure, curl the fibers with the result that the volume of the layer is further increased.

Vorzugsweise und alternativ können die zuvor diskutierten mehrlagigen Filter ein stromaufwärts angeordnetes Band umfassen, das weiterhin Fasern, ausgewählt aus wenigstens ungeladenen Split-Film-Fasern, geladenen Split-Film-Fasern oder gemischten elektrostatischen Fasern, hat.Preferably and alternatively, the Previously, multilayer filters discussed an upstream one Band, which further comprises fibers selected from at least uncharged Split-film fibers, charged split-film fibers or mixed electrostatic Fibers.

Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung nun einen mehrlagigen Filter bereit, umfassend wenigstens zwei Bänder, insbesondere zwei nicht vorgebondete Lagen, wobei jedes Band, insbesondere jede Lage, unabhängig wenigstens ein Filtrationsmaterial umfasst und von dem benachbarten Band, insbesondere der benachbarten Lage, verschieden ist, wobei die Bänder, insbesondere die Lagen, zusammen gebondet sind, um eine einheitliche Struktur, insbesondere eine Lagenstruktur, zu bilden, die eine erste Randoberfläche, die zum Empfangen von in Luft mitgerissenen Partikeln ausgebildet ist, und eine zweite Randoberfläche, die zum Auslassen von gefilterter Luft ausgebildet ist, aufweist, wobei dieser mehrlagige Filter einen reduzierten Druckabfall und eine verlängerte Lebensdauer aufweist.Accordingly, the present Invention now a multilayer filter ready, comprising at least two bands, especially two non-pre-bonded layers, each band, in particular any position, independent comprises at least one filtration material and from the neighboring one Band, especially the neighboring location, is different, whereby the bands, especially the layers that are bonded together to form a uniform Structure, in particular a layer structure, to form a first Edge surface designed to receive airborne particles and a second edge surface, which is designed to discharge filtered air, this multilayer filter has a reduced pressure drop and an extended one Has lifespan.

Alle zuvor diskutierten mehrlagigen Filter können in Staubsaugerbeuteln und allgemeiner in Vakuumfiltern verwendet werden. Unter "Vakuumfilter" ist eine Filterstruktur gemeint, die zum Betrieb vorgesehen ist, indem ein Gas, vorzugsweise Luft, das üblicherweise trockene, feste Partikel mit sich reisst, durch die Struktur geführt wird. In dieser Anmeldung wurde die Konvention angenommen, die Seitenlagen und Schichten der Struktur bezüglich der Richtung des Luftstroms zu bezeichnen. Das heißt beispielsweise, die Filtereinlassseite ist "stromaufwärts" und die Filterauslassseite bzw. Filterentladeseite ist "stromabwärts". Manchmal werden hier die Begriffe "vor" und "hinter" verwendet, um die relativen Positionen von Strukturelementen als stromaufwärts bzw. stromabwärts zu bezeichnen. Natürlich wird es einen Druckgradienten über den Filter während der Filtration geben, der manchmal als "Druckabfall" bezeichnet wird. Staubsauger verwenden üblicherweise beutelförmige Filter. Normalerweise ist die stromaufwärts angeordnete Seite eines Staubsaugerbeutelfilters die Innenseite, und die stromabwärts angeordnete Seite ist außen.All of the multilayer discussed earlier Filters can used in vacuum cleaner bags and more generally in vacuum filters become. Under "vacuum filter" is a filter structure meant, which is intended to operate by a gas, preferably Air that usually dries dry, solid particles through which structure is guided. In this application, the convention was accepted, the side layers and layers of the structure with respect the direction of the air flow. For example, the filter inlet side is "upstream" and the filter outlet side or filter discharge side is "downstream". Sometimes here the terms "before" and "behind" are used to describe the relative positions of structural elements as upstream or downstream to call. Naturally there will be a pressure gradient across the filter during filtration, sometimes referred to as a "pressure drop". Vacuum cleaners usually use bag-shaped Filter. Typically, the upstream side is one Vacuum cleaner bag filter the inside, and the downstream one Side is outside.

Zusätzlich zu Staubsaugerbeuteln kann die neue Filterzusammensetzung in Anwendungen, wie Heizungsventilations- und Klimatisier(HVAC)-Systemen, Fahrzeugkabinenluftfiltern, Hocheffizienz- (sogenannte "HEPA") und Reinraumfiltern, Emissionskontrollbeutelhausfiltern, Atemfiltern, Operationsgesichtsmasken und Ähnlichem, verwendet werden. Optional kann der mehrlagige Filter in solchen Anwendungen mit einem zusätzlichen Kohlefilter oder einer Schicht, die Teilchen enthält, in Reihe mit dem mehrlagigen Filter der Erfindung verwendet werden, z.B., um Gerüche oder toxische Verunreinigungen zu absorbieren. Weiterhin können gewisse Anwendungen, wie HEPA- und Reinraumfilter, zusätzliche Schichten in Reihe mit dem mehrlagigen Filter der Erfindung verwenden, wie eine Polytetrafluorethylen(PTFE)-Membran mit geringer Porosität, angeordnet an einer Randoberfläche einer geeigneten einheitlichen Lagenstruktur als mehrlagiger Filter.In addition to vacuum cleaner bags, the new filter composition can be used in applications such as Hei ventilation and air conditioning (HVAC) systems, vehicle cabin air filters, high efficiency (so-called "HEPA") and clean room filters, emission control bag house filters, breathing filters, surgical face masks and the like can be used. Optionally, the multi-layer filter can be used in such applications with an additional carbon filter or layer containing particles in series with the multi-layer filter of the invention, for example to absorb odors or toxic contaminants. Furthermore, certain applications, such as HEPA and clean room filters, may use additional layers in series with the multi-layer filter of the invention, such as a low porosity polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane arranged on an edge surface of a suitable unitary layer structure as a multi-layer filter.

Die vorliegende Erfindung stellt auch einen mehrlagigen Filter bereit, hergestellt mit einem Verfahren umfassend die Schritte

(a) Legen eines Filtrationsmaterials auf einen Träger, um das stromaufwärts angeordnete Band zu bilden,
(b) Ablegen des stromabwärts angeordneten Bands auf das stromaufwärts angeordnete Band, und
(c) Bonden der Bänder, um einen mehrlagigen Filter mit einer einheitlichen Struktur zu bilden.

The present invention also provides a multi-layer filter made by a method comprising the steps

(a) placing a filtration material on a support to form the upstream ribbon,
(b) depositing the downstream belt onto the upstream belt, and
(c) Bonding the ribbons to form a multi-layer filter with a uniform structure.

Vorzugsweise kann das stromaufwärts angeordnete Band und/oder das stromabwärts angeordnete Band eine nicht vorgebondete Lage sein und ein Filter mit einer einheitlichen Lagenstruktur gebildet werden.Preferably, the one located upstream Band and / or the downstream arranged tape be a non-pre-bonded layer and a filter with a uniform layer structure.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENSHORT DESCRIPTION THE FIGURES

1 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der neuen Filterzusammensetzung mit einer einheitlichen Lagenstruktur aus zwei Lagen zeigt. 1 is a schematic diagram showing a cross section of an embodiment of the new filter composition with a unitary layer structure of two layers.

2 ist eine schematische Darstellung, die den Druckabfall des mehrlagigen Filters von 1 und eines mehrlagigen Filters des Stands der Technik zeigt 2 Fig. 3 is a diagram showing the pressure drop of the multi-layer filter of 1 and a prior art multi-layer filter

3 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen Filterzusammensetzung mit einer einheitlichen Lagenstruktur aus drei Lagen zeigt. 3 Fig. 4 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new filter composition with a unitary layer structure of three layers.

4 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen Filterzusammensetzung mit einer einheitlichen Lagenstruktur aus vier Lagen zeigt. 4 Fig. 4 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new filter composition with a unitary layer structure of four layers.

5 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen Filterzusammensetzung mit einer einheitlichen Lagenstruktur aus fünf Lagen zeigt. 5 Fig. 3 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new filter composition with a unitary layer structure of five layers.

6 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen zweilagigen Filterzusammensetzung aus 1 in Kombination mit einer daran anliegenden Filterschicht zeigt. 6 Fig. 3 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new two-layer filter composition 1 in combination with an adjacent filter layer.

7 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen dreilagigen Filterzusammensetzung von 3 in Kombination mit einer daran anliegenden Filterschicht zeigt. 7 FIG. 14 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new three-layer filter composition of FIG 3 in combination with an adjacent filter layer.

8 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen vierlagigen Filterzusammensetzung von 4 in Kombination mit einer daran anliegenden Filterschicht zeigt. 8th FIG. 12 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new four layer filter assembly of FIG 4 in combination with an adjacent filter layer.

9 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen fünflagigen Filterzusammensetzung von 5 in Kombination mit einer daran anliegenden Filterschicht zeigt. 9 FIG. 14 is a schematic diagram showing a cross section of another embodiment of the new five-layer filter composition of FIG 5 in combination with an adjacent filter layer.

10 ist eine schematische Querschnittsdarstellung, die die zweilagige Filterzusammensetzung von 6, gebondet an eine anliegende Filterschicht mit einem Klebemittel oder einer mittels Ultraschall gebondeten Schicht, zeigt. 10 Fig. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the two-layer filter composition of 6 , bonded to an adjacent filter layer with an adhesive or an ultrasonically bonded layer.

11 ist eine schematische Querschnittsdarstellung, die die dreilagige Filterzusammensetzung von 7, gebondet an eine anliegende Filterschicht mit einem Klebemittel oder einer mittels Ultraschall gebondeten Schicht, zeigt. 11 Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing the three-layer filter composition of 7 , bonded to an adjacent filter layer with an adhesive or an ultrasonically bonded layer.

12 ist eine schematische Querschnittsdarstellung, die die vierlagige Filterzusammensetzung von 8, gebondet an eine anliegende Filterschicht mit einem Klebemittel oder einer mittels Ultraschall gebondeten Schicht, zeigt. 12 FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating the four-layer filter composition of FIG 8th , bonded to an adjacent filter layer with an adhesive or an ultrasonically bonded layer.

13 ist eine schematische Querschnittsdarstellung, die die fünflagige Filterzusammensetzung von 9, gebondet an eine anliegende Filterschicht mit einem Klebemittel oder einer mittels Ultraschall gebondeten Schicht, zeigt. 13 Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing the five-layer filter composition of 9 , bonded to an adjacent filter layer with an adhesive or an ultrasonically bonded layer.

14 ist eine schematische Darstellung eines Inline-Prozesses zum Herstellen eines mehrlagigen Filters gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 14 FIG. 4 is a schematic illustration of an inline process for manufacturing a multilayer filter in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispieledescription preferred embodiments

Im folgenden und bevor die bevorzugten Ausführungsbeispiele explizit diskutiert werden, werden verschieden Filtermaterialzusammensetzungen, die in geeigneter Weise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ausführlicher beschrieben: Bezüglich der Diskussion unten wurde der DIN 44956-2-Test verwendet, um die Zunahme an Druckabfall von fünf unterschiedlichen Beispielen an Staubsaugerbeutelkonstruktionen nach einer Staubladung mit feinem Staub mit den folgenden Graden zu bestimmen: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 und 2,5 Gramm.In the following and before the preferred embodiments are explicitly discussed, ver Filter material compositions that are suitably used in the present invention have been described in more detail: Regarding the discussion below, the DIN 44956-2 test was used to measure the increase in pressure drop from five different examples of vacuum cleaner bag designs after a fine dust load with the determine the following degrees: 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 grams.

Luftdurchlässigkeit nach Feinstaubbeladungstest: Der Staubbeladungsteil von DIN 44956-2 wird mit 0,5 Gramm Zuwächsen von 0 bis 2,5 g/(m² s) für sieben Beutel jeder Probe durchgeführt. Die Druckabfallwerte wurden jedoch nicht nochmals aufgezeichnet. Die maximalen andauernden Luftdurchlässigkeitswerte wurden dann bei den Beuteln bestimmt, welche die bestimmten Staubbeladungsgrade aufweisen.Air permeability after fine dust loading test: The dust loading part of DIN 44956-2 is carried out with increments of 0.5 gram from 0 to 2.5 g / (m ² s) for seven bags of each sample. However, the pressure drop values were not recorded again. The maximum continuous air permeability values were then determined for the bags which have the determined degrees of dust loading.

StandardstaubsaugerfilterpapierStandard vacuum cleaner filter paper

Dieses Material, das manchmal als "Standardpapier" bezeichnet wird, wurde herkömmlicherweise als eine einzelne Schicht verwendet, bei der es Staubfiltration und -einschließung sowie die Festigkeit und den Abrasionswiderstand bereitstellt, wie es für einen Staubsaugerbeutel erforderlich ist. Dieses Material ist auch fest genug, um eine einfache Herstellung auf einer Standardbeutelherstellungsvorrichtung zu ermöglichen. Dieses Papier setzt sich überwiegend aus ungebleichtem Wood-Pulp mit 6–7 % einer synthetischen Faser, wie Poly[ethylenterephthalat] (PET)-artiger Polyester, zusammen, und wird durch das Nasslegeverfahren hergestellt. Das Standardpapier hat typischerweise ein Flächengewicht von 30–80 g/m² und häufig etwa 50 g/m². Die PET-Fasern haben typischerweise eine Feinheit von 1,7 dtex und Längen von 6–10 mm. Dieses Papier hat eine Luftdurchlässigkeit in dem Bereich von etwa 200–500 l/(m² s) und eine mittlere Porengröße von etwa 30 mm. Die Leistung, bestimmt nach dem DIN 44956-2-Test, beträgt jedoch nur etwa 86 %. Ein weiteres Charakteristikum ist, dass die Poren schnell mit Staub verstopfen und die Staubspeicherkapazität weiter durch die sehr dünne Papierdicke von nur etwa 0,20 mm beschränkt ist.This material, sometimes referred to as "standard paper", has traditionally been used as a single layer, providing dust filtration and containment, as well as the strength and abrasion resistance required for a vacuum cleaner bag. This material is also strong enough to allow easy manufacture on a standard bag maker. This paper is primarily composed of unbleached wood pulp with 6-7% of a synthetic fiber, such as poly [ethylene terephthalate] (PET) type polyester, and is made by the wet-laid process. The standard paper typically has a basis weight of 30-80 g / m ² and often about 50 g / m ² . The PET fibers typically have a fineness of 1.7 dtex and lengths of 6-10 mm. This paper has an air permeability in the range of about 200-500 l / (m ² s) and an average pore size of about 30 mm. The performance, determined according to the DIN 44956-2 test, is only about 86%. Another characteristic is that the pores clog quickly with dust and the dust storage capacity is further limited by the very thin paper thickness of only about 0.20 mm.

Spunbondd-NonwovenSpunbondd nonwoven

Ein Nonwoven aus Spunbondpolymertasern kann als zweite Filtrationslage in der Struktur eingesetzt werden. Die Fasern können aus einem beliebigen spunbondfähigen Polymer sein, wie Polyamide, Polyester oder Polyolefine. Das Flächengewicht des Spunbond-Nonwoven sollte etwa 10–100 g/m² und vorzugsweise etwa 30–40 g/m² sein. Das Spunbond-Nonwoven sollte eine Luftdurchlässigkeit von etwa 500–10.000 l/(m² × s) und vorzugsweise etwa 2.000–6.000 l/(m² s), gemessen nach DIN 53887, betragen. Das Spunbond kann auch elektrostatisch geladen sein.A nonwoven made of spunbond polymer fibers can be used as a second filtration layer in the structure. The fibers can be made of any spunbondable polymer such as polyamides, polyesters or polyolefins. The basis weight of the spunbond nonwoven should be about 10-100 g / m ² and preferably about 30-40 g / m ² . The spunbond nonwoven should have an air permeability of approximately 500-10,000 l / (m ² × s) and preferably approximately 2,000-6,000 l / (m ² s), measured in accordance with DIN 53887. The spunbond can also be electrostatically charged.

Scrim oder TrägervliesScrim or non-woven backing

Scrim bezeichnet allgemein ein sehr offenes, poröses Papier oder Nonwoven mit leichtem Flächengewicht. Das Flächengewicht des Scrim beträgt typischerweise etwa 10–30 g/m² und häufig etwa 13–17 g/m². Das Scrim, manchmal als Stützvlies bezeichnet, hat üblicherweise eine Luftdurchlässigkeit von etwa 500–10.000 l/(m² s). Es wird in erster Linie dazu verwendet, andere Lagen oder Schichten vor Abrasion zu schützen. Das Scrim kann auch die größten Partikel filtern. Das Scrim, wie auch jede andere Lage der Filterzusammensetzung, kann elektrostatisch geladen sein, unter der Voraussetzung, dass das Material geeignete dielektrische Eigenschaften aufweist.Scrim generally refers to a very open, porous paper or nonwoven with a light basis weight. The basis weight of the scrim is typically about 10-30 g / m ² and often about 13-17 g / m ² . The scrim, sometimes referred to as support fleece, usually has an air permeability of approximately 500-10,000 l / (m ² s). It is primarily used to protect other layers or layers from abrasion. The scrim can also filter the largest particles. The scrim, like any other layer of the filter composition, can be electrostatically charged, provided that the material has suitable dielectric properties.

Nassgeulegtes Papier mit hoher StaubkapazitätNassgeulegtes Paper with a high dust capacity

Nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, hier häufig als "nassgelegtes Kapazitätspapier" bezeichnet, ist voluminöser ("bulkier"), dicker und durchlässiger als Standardstaubsaugerbeutelfilterpapier. Es führt mehrere Funktionen durch. Diese umfassen einen Widerstand gegenüber Stoßbelastung, Filtern von großen Schmutzpartikeln, Filtern eines signifikanten Anteils von kleinen Staubpartikeln, Speichern bzw. Zurückhalten von großen Mengen an Partikeln, wobei der Luft ein einfaches Durchströmen erlaubt wird, dadurch ein Bereitstellen eines geringen Druckabfalls bei hoher Partikelbeladung, was die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels erhöht.Wet paper with high dust capacity, here frequently as "wet laying Capacity paper " voluminous ("bulkier"), thicker and more permeable than Standard vacuum cleaner bag filter paper. It performs several functions. These include resistance to impact loads, filtering large dirt particles, Filtering a significant proportion of small dust particles, Save or hold back of great Amounts of particles, with the air allowing easy flow providing a low pressure drop high particle load, which increases the lifespan of the vacuum cleaner bag elevated.

Das nassgelegte Kapazitätspapier umfasst üblicherweise eine Fasermischung aus Wood-Pulp-Fasern und synthetischen Fasern. Es umfasst typischerweise bis zu etwa 70 % Wood-Pulp und entsprechend mehr synthetische Fasern, wie PET, als das zuvor beschriebene Standardpapier. Es hat eine größere Dicke als das Standardpapier von etwa 0,32 mm bei einem typischen Flächengewicht von 50 g/m². Die Porengröße ist sehr viel größer, die mittlere Porengröße kann größer als 160 μm sein. Damit kann das Papier sehr viel mehr Staub in seinen Poren halten, bevor es verstopft. Das Flächengewicht des nassgelegten Kapazitätspapiers beträgt typischerweise etwa 30–150 g/m² und vorzugsweise etwa 50–80 g/m².The wet-laid capacity paper usually comprises a fiber mixture of wood pulp fibers and synthetic fibers. It typically comprises up to about 70% wood pulp and correspondingly more synthetic fibers, such as PET, than the standard paper described above. It has a greater thickness than the standard paper of approximately 0.32 mm with a typical basis weight of 50 g / m ² . The pore size is much larger, the average pore size can be larger than 160 μm. This allows the paper to hold a lot more dust in its pores before it clogs. The basis weight of the wet-laid capacity paper is typically about 30-150 g / m ² and preferably about 50-80 g / m ² .

Das nassgelegte Kapazitätspapier hat eine Feinstaubpartikelfiltrationsleistung von etwa 66–67 %, bestimmt nach DIN 44956-2. Es ist wesentlich, dass das nassgelegte Kapazitätspapier eine Luftdurchlässigkeit aufweist, die höher als die des Standardfilterpapiers ist. Die untere Grenze der Durchlässigkeit sollte damit vorzugsweise wenigstens etwa 500 l/(m² s), weiter bevorzugt wenigstens 1000 l/(m² s) und am meisten bevorzugt wenigstens etwa 2000 l/(m² s) betragen. Die obere Grenze der Durchlässigkeit ist so definiert, dass sichergestellt wird, dass das Papier einen Hauptteil der Staubpartikel größer als etwa 10 mm filtert und zurückhält. Entsprechend kann das stromabwärts angeordnete sekundäre bzw. zweite Hochleistungsfiltermedium feine Partikel sehr viel länger ausfiltern und aufnehmen, bevor sich eine wesentliche Druckabfallszunahme über bzw. durch den Filter zeigt. Dementsprechend sollte die Luftdurchlässigkeit des nassgelegten Kapazitätspapiers vorzugsweise höchstens 8000 l/(m² s), weiter bevorzugt höchsten etwa 5000 l/(m² s) und am meisten bevorzugt höchstens 4000 l/(m² s) betragen. Daraus erkennt man, dass das nassgelegte Kapazitätspapier außergewöhnlich gut als Mehrzweckfiltrationslage entworfen ist, um stromaufwärts der sekundären Hocheffizienzfiltrationslage angeordnet zu werden.The wet-laid capacity paper has a fine dust particle filtration capacity of about 66-67%, determined according to DIN 44956-2. It is essential that the wet-laid capacity paper have an air permeability that is higher than that of the standard filter paper. The lower limit of permeability should therefore preferably be at least about 500 l / (m ² s), more preferably at least 1000 l / (m ² s) and most preferably at least about 2000 l / (m ² s). The upper limit of permeability is defined to ensure that the paper filters and retains a majority of the dust particles larger than about 10 mm. Correspondingly, the secondary or second high-performance filter medium arranged downstream can filter and absorb fine particles for a much longer time before a significant increase in pressure drop over or through the filter becomes apparent. Accordingly, the air permeability of the wet-laid capacity paper should preferably be at most 8000 l / (m ² s), more preferably at most about 5000 l / (m ² s) and most preferably at most 4000 l / (m ² s). From this it can be seen that the wet-laid capacity paper is exceptionally well designed as a multi-purpose filtration layer to be placed upstream of the secondary high efficiency filtration layer.

Trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazitätdry-laid Paper with a high dust capacity

Trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, hier manchmal als "trockengelegtes Kapazitätspapier" bezeichnet, wurde nicht als Filter in Staubsaugerbeuteln verwendet.Dried paper with high Dust capacity here sometimes as "drained Capacity paper " not used as a filter in vacuum cleaner bags.

Trockengelegtes Papier wird nicht aus einer Wassersuspension bzw. einem Wasserbrei gebildet, sondern wird mittels einer Air-Laying-Technik und vorzugsweise mittels eines Fluff-Pulpverfahrens hergestellt. Wasserstoffbinden, was eine große Rolle bei gegenseitiger Anziehung molekularer Ketten spielt, ist bei fehlendem Wasser nicht wirksam. Damit ist bei gleichem Flächengewicht trockengelegtes Kapazitätspapier üblicherweise wesentlich dicker als Standardpapier und als nassgelegtes Kapazitätspapier. Bei dem typischen Gewicht von 70 g/m² beträgt die Dicke z.B. 0,90 mm.Dried paper is not formed from a water suspension or a water slurry, but is produced using an air-laying technique and preferably using a fluff-pulp process. Hydrogen bonding, which plays a major role in the mutual attraction of molecular chains, is not effective in the absence of water. This means that with the same basis weight, dry capacity paper is usually much thicker than standard paper and wet capacity paper. With the typical weight of 70 g / m ² , the thickness is, for example, 0.90 mm.

Die trockengelegten Kapazitätspapiergebilde können in erster Linie durch zwei Verfahren gebondet werden. Das erste Verfahren ist Latexbonden, bei dem das Latexbindemittel aus wasserbasierten Dispersionen appliziert wird. Imprägniertechniken, wie Versprühen oder Eintauchen und Quetschen (Volarwalzenanwendung, "padder roll application"), in beiden Fällen gefolgt von einem Trocken- und Wärmehärteverfahren, können verwendet werden. Das Latexbindemittel kann auch in diskreten Mustern, wie Punkten, Rauten, Gitterschnitte oder Wellenlinien mittels Gravurrollen, gefolgt von einem Trocknen und Härten aufgebracht werden.The drained capacity paper structures can are primarily bonded by two processes. The first The process is latex bonding, in which the latex binder consists of water-based Dispersions is applied. Impregnation techniques such as spraying or Immersion and squeezing (volar roller application, "padder roll application"), followed in both cases from a dry and heat hardening process, can be used become. The latex binder can also be in discrete patterns, such as Dots, diamonds, cross cuts or wavy lines using engraving rollers, followed by drying and hardening be applied.

Das zweite Verfahren ist das thermische Bonden, z.B. durch Verwenden von Bindefasern. Bindefasern, hier manchmal als " thermisch bondbare Schmelzfasern" bezeichnet, sind in dem "Nonwoven Fabric Handbook" (Ausgabe 1992) definiert als "Fasern mit geringerem Erweichungspunkt als andere Fasern in dem Vlies. Unter Applizierung von Wärme und Druck wirken sie als Bindemittel." Diese thermisch bondbaren Schmelzfasern schmelzen im Allgemeinen an Orten vollständig, an denen ausreichend Wärme und Druck für das Vlies appliziert werden, wodurch die Matrixfasern an ihren Überkreuzungspunkten aneinander haften. Beispiele umfassen Co-Polyesterpolymere, die bei Erwärmung einem großen Bereich fibröser Materialien anhaften.The second method is thermal Bonding, e.g. by using binding fibers. Binding fibers, here sometimes called "thermal bondable melt fibers " are in the "Nonwoven Fabric Handbook "(edition 1992) defined as "fibers with a lower softening point than other fibers in the nonwoven. Applying heat and pressure act as binders. "These thermally bondable melt fibers generally melt completely in places where sufficient Warmth and Pressure for that Fleece can be applied, which causes the matrix fibers at their crossover points stick together. Examples include co-polyester polymers that when warming a big one Area more fibrous Stick materials.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann thermisches Bonden durch ein Hinzufügen von wenigstens 20 %, vorzugsweise bis zu 50 % einer Bikomponenten-("B/C")-Polymerfaser zu dem trockengelegten Vlies erzielt werden. Beispiele von B/C-Fasern umfassen Fasern mit einem Kern aus Polypropylen ("PP") und einem Mantel eines wärmeempfindlicheren Polyethylens ("PE"). Der Begriff "wärmeempfindlich" bedeutet, dass die thermoplastischen Fasern bei einer Temperatur von 3–5 °C unter dem Schmelzpunkt weich und klebrig oder wärmeschmelzbar werden. Das Mantelpolymer sollte vorzugsweise einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 90–160 °C und das Kernpolymer sollte einen höheren Schmelzpunkt aufweisen, vorzugsweise um wenigstens etwa 5 °C höher als der des Mantelpolymers. Beispielsweise schmilzt PE bei 121 °C und PP schmilzt bei 161–163°C. Dies hilft beim Bonden des trockengelegten Vlieses, wenn es zwischen dem Walzenspalt eines thermischen Kalanders oder in einem Durchströmofen ("through-air oven") geführt wird, indem thermisch gebondete Fasern mit geringerer Wärme und geringerem Druck erhalten werden, um eine weniger kompakte, offenere und atmungsfähigere Struktur herzustellen. In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kern von dem Kern/Mantel der B/C-Faser exzentrisch in Bezug auf den Mantel angeordnet. Je näher der Kern an einer Seite der Faser angeordnet ist, desto eher wird sich die B/C-Faser während des thermischen Bondschritts kräuseln und dabei das Volumen des trockengelegten Kapazitätspapiers erhöhen. Dies wird natürlich seine Staubspeicherkapazität vergrößern. Daher sind in einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kern und der Mantel Seite an Seite bzw. längsseits in der B/C-Faser angeordnet und das Bonden wird mittels eines Durchströmofens erzielt. Ein thermischer Kalander, der das Vlies stärker komprimieren würde, als beim Durchströmbonden, ist in diesem Fall weniger bevorzugt. Andere Polymerkombinationen, die in Kern/Mantel- oder Seite-an-Seite-B/C-Fasern verwendet werden, umfassen PP mit niedrigschmelzenden Co-Polyesterpolymeren und Polyester mit Nylon 6. Die trockengelegte Hochkapazitätslage kann auch im Wesentlichen vollständig aus Bikomponentenfasern gebildet sein. Andere Variationen von Bikomponentenfasern können zusätzlich zu "Mantel/Kern" verwendet werden, wie Seite-an-Seite"-, "Islands in the sea"- und "Orange"-Ausführungsbeispiele, offenbart in "Nonwoven Textiles", Jirsak, O., und Wadsworth, L.C., Carolina Academic Press, Durham, North Carolina, 1999, S. 26–29, dessen gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.In a preferred embodiment, thermal bonding can be achieved by adding at least 20%, preferably up to 50%, of a bicomponent ("B / C") polymer fiber to the drained nonwoven. Examples of B / C fibers include fibers with a polypropylene ("PP") core and a sheath of a more heat-sensitive polyethylene ("PE"). The term "heat sensitive" means that the thermoplastic fibers become soft and sticky or heat fusible at a temperature of 3-5 ° C below the melting point. The shell polymer should preferably have a melting point in the range of about 90-160 ° C and the core polymer should have a higher melting point, preferably at least about 5 ° C higher than that of the shell polymer. For example, PE melts at 121 ° C and PP melts at 161-163 ° C. This helps bond the drained nonwoven when it is passed between the nip of a thermal calender or in a through-air oven by obtaining thermally bonded fibers with less heat and pressure to make it less compact, more open and create a more breathable structure. In a further preferred embodiment, the core of the core / cladding of the B / C fiber is arranged eccentrically with respect to the cladding. The closer the core is to one side of the fiber, the more likely the B / C fiber will crimp during the thermal bonding step, increasing the volume of the drained capacity paper. This will of course increase its dust storage capacity. Therefore, in a further preferred exemplary embodiment, the core and the cladding are arranged side by side or lengthwise in the B / C fiber and the bonding is achieved by means of a flow-through furnace. In this case, a thermal calender that would compress the fleece more than through-flow bonding is less preferred. Other polymer combinations used in core / sheath or side-by-side B / C fibers include PP with low melting co-polyester polymers and polyester with nylon 6. The drained high capacity layer can also be made essentially entirely of bicomponent fibers. Other variations of bicomponent fibers can be used in addition to "sheath / core" such as side-by-side, "Islands in the sea" and "Orange" embodiments disclosed in "Nonwoven Textiles", Jirsak, O., and Wadsworth, LC , Carolina Academic Press, Durham, North Carolina, 1999, pp. 26-29, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

Allgemein liegt die mittlere Porengröße von trockengelegtem Kapazitätspapier zwischen der Porengröße von Standardpapier und nassgelegtem Kapazitätspapier. Die Filtrationsleistung, wie sie durch den DIN 44956-2-Test bestimmt wird, beträgt etwa 80 %. Trockengelegtes Kapazitätspapier sollte etwa das gleiche Flächengewicht und die gleiche Durchlässigkeit wie das oben beschriebene nassgelegte Kapazitätspapier aufweisen, d.h., in einem Bereich von etwa 500–8000 l/(m² s), vorzugsweise etwa 1000 – 5000 l/(m² s) und am meisten bevorzugt etwa 2000–4000 l/(m² s). Es weist eine exzellente Staub speicherkapazität auf und hat den Vorteil, dass es bezüglich Gewicht und Dicke sehr viel gleichmäßiger als die nassgelegten Papiere ist.Generally, the average pore size of dry capacity paper is between the pore size of standard paper and wet capacity paper. The filtration performance, as determined by the DIN 44956-2 test, is approximately 80%. Dried capacity paper should have about the same basis weight and the same permeability as the wet-laid capacity paper described above, ie in a range of about 500-8000 l / (m ² s), preferably about 1000-5000 l / (m ² s) and most preferably about 2000-4000 l / (m ² s). It has an excellent dust storage capacity and has the advantage that it is much more uniform in weight and thickness than the wet-laid papers.

Verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele von trockengelegtem Kapazitätspapier werden in Betracht gezogen. Eines ist eine latexgebondete Fluff-Pulp-Faserzusammensetzung. Das heißt, die Fasern, die dieses Papier umfassen, bestehen im Wesentlichen aus Fluff-Pulp. Der Begriff "Fluff-Pulp" bedeutet eine Nonwovenkomponente des Filters dieser Erfindung, die durch mechanisches Zerkleinern von Pulprollen, d.h. fibröses Material aus Holz oder Baumwolle, dann aerodynamisches Transportieren des Pulp zu Vliesbildekomponenten von Maschinen für Air-Laying oder Trockenbilden ("dry forming"). Eine Wiley-Mühle kann verwendet werden, um den Pulp zu zerkleinem. So genannte Dan-Web- oder M- und J-Maschinen sind zum Trockenbilden nützlich. Eine Fluff-Pulp-Komponente und die trockengelegten Lagen aus Fluff-Pulp sind isotrop und sind damit charakterisiert durch ungeordnete Faserorientierungen in den Richtungen aller drei orthogonalen Dimensionen. Das heißt, sie weisen einen großen Anteil von Fasern auf, die weg von der Ebene des Nonwoven und insbesondere senkrecht zu der Ebene orientiert sind, verglichen mit dreidimensionalen anisotropen Nonwoven. Fasern aus Fluff-Pulp, die in dieser Erfindung verwendet werden, sind vorzugsweise etwa 0,5–5 mm lang. Die Fasern werden durch ein Latexbindemittel zusammengehalten. Das Bindemittel kann entweder als Pulver oder Emulsion appliziert werden.Various preferred embodiments of drained capacity paper are being considered. One is a latex bonded fluff pulp fiber composition. This means, the fibers that comprise this paper essentially exist from fluff pulp. The term "fluff pulp" means a nonwoven component of the filter of this invention by mechanical crushing of pulp rolls, i.e. fibrous Material made of wood or cotton, then aerodynamic transport of pulp to non-woven components of machines for air-laying or dry forming ("dry forming "). A Wiley mill can be used to shred the pulp. So-called Dan web or M and J machines are useful for dry forming. A fluff pulp component and the dry layers of fluff pulp are isotropic and are therefore characterized by disordered fiber orientations in the directions of all three orthogonal dimensions. That means they have a large share of fibers on that away from the plane of the nonwoven and in particular are oriented perpendicular to the plane compared to three-dimensional anisotropic nonwoven. Fluff pulp fibers used in this invention are preferably about 0.5-5 mm long. The fibers are held together by a latex binder. The binder can can be applied either as powder or emulsion.

Das Bindemittel ist in dem trockengelegten Kapazitätspapier üblicherweise in dem Bereich von etwa 10–30 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 20–30 Gew.-% Bindemittelfeststoffen, basierend auf dem Gewicht der Fasern, vorhanden.The binder is in the dry Capacity paper usually in the range of about 10-30 % By weight and preferably from about 20-30% by weight of binder solids, based on the weight of the fibers.

In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das trockengelegte Kapazitätspapier eine thermisch gebondete Mischung aus Fluff-Pulp-Fasern und wenigstens Splitfilmfasern oder Bikomponentenpolymerfasern. Die Mischung aus Fluff-Pulp-Fasern umfasst noch bevorzugterweise Fluff-Pulp-Fasern und Bikomponentenpolymerfasern.In another preferred embodiment the drained capacity paper includes a thermally bonded one Mixture of fluff pulp fibers and at least split film fibers or Bicomponent polymer fibers. The blend of fluff pulp fibers includes more preferably fluff pulp fibers and bicomponent polymer fibers.

SplitfilmfasernSplit film fibers

Splitfilmfasern sind im Wesentlichen flache, rechteckige Fasern, die bevor oder nachdem sie in die zusammengesetzte Struktur der Erfindung aufgenommen worden sind, elektrostatisch geladen werden. Die Dicke der Splitfilmfasern kann zwischen 2–100 Mikrometern liegen, die Breite kann zwischen 5 und 500 Mikrometern liegen und die Länge kann zwischen 0,5 und 15 mm liegen. Die bevorzugten Dimensionen der Splitfilmfasern sind jedoch eine Dicke von etwa 5 bis 20 Mikrometern, eine Breite von etwa 15 bis 60 Mikrometern und eine Länge von etwa 0,5 bis 8 mm.Split film fibers are essentially flat, rectangular fibers before or after being put into the composite Structure of the invention have been included electrostatically Loading. The thickness of the split film fibers can be between 2-100 micrometers , the width can be between 5 and 500 micrometers and the length can be between 0.5 and 15 mm. The preferred dimensions the split film fibers, however, are about 5 to 20 microns thick, a width of about 15 to 60 microns and a length of about 0.5 to 8 mm.

Die Splitfilmfasern der Erfindung sind vorzugsweise aus einem Polyolefin, wie Polypropylen. Es kann jedoch ein beliebiges Polymer, das zur Herstellung von Fasern geeignet ist, für die Splitfilmfasern der zusammengesetzten Struktur der Erfindung verwendet werden. Beispiele geeigneter Polymere umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyolefine, wie Homopolymere und Copolymere von Polyethylen, Polyterephthalaten, wie Poly(ehtylenterephthalat) (PET), Poly(butylentherephthalat) (PBT), Poly(cyclohexyl-dimethylenterephthalat) (PCT), Polykarbonat und Polychlortrifluorethylen (PCTFE). Andere geeignete Polymere umfassen Nylon, Polyamide, Polystyrene, Poly-4-methylpenten-1, Polymethylmethacrylate, Polyurethane, Silikone, Polyphenylensulfide. Die Splitfilmfasern können auch eine Mischung aus Homopolymeren oder Copolymeren umfassen. In der vorliegenden Anmeldung wird die Erfindung beispielhaft mit Splitfilmfasern aus Polypropylen erläutert.The split film fibers of the invention are preferably made of a polyolefin such as polypropylene. However, it can any polymer that is suitable for the production of fibers is for the split film fibers of the composite structure of the invention be used. Examples of suitable polymers include, but are not limited on polyolefins, such as homopolymers and copolymers of polyethylene, Polyterephthalates, such as poly (ethylene terephthalate) (PET), poly (butylene terephthalate) (PBT), poly (cyclohexyl dimethylene terephthalate) (PCT), polycarbonate and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE). Other suitable polymers include nylon, polyamides, polystyrene, poly-4-methylpentene-1, polymethyl methacrylate, Polyurethanes, silicones, polyphenylene sulfides. The split film fibers can also include a blend of homopolymers or copolymers. In the present application, the invention is exemplified with Split film fibers made of polypropylene explained.

Die Verwendung von PP-Polymeren mit verschiedenen Molekulargewichten und Morphologien in geschichteten Filmstrukturen wurde nachgewiesen, um Filme mit einer geeigneten Ausgewogenheit mechanischer Eigenschaften und Sprödigkeit herzustellen, die zur Herstellung von Splitfilmfasern benötigt wird. Diese PP-Splitfilmfasern können anschließend auch mit der geeigneten Stärke an Crimp bzw. Kräuselung versehen werden. Alle Dimensionen der Splitfilmfasern können natürlich während der Herstellung der Fasern verändert werden.The use of PP polymers with different molecular weights and morphologies in layered Film structures have been demonstrated to work with a suitable film Balance of mechanical properties and brittleness to produce, which is required for the production of split film fibers. These PP split film fibers can subsequently also with the appropriate strength on crimp or crimp be provided. All dimensions of the split film fibers can of course during the Manufacture of fibers to be changed.

Ein Verfahren zur Herstellung der Splitfasern ist in dem US-Patent Nr. 4,178,157 offenbart. Polypropylen wird geschmolzen und in einem Film extrudiert, der dann in einen großen Schlauch (Ballon) geblasen wird, in den Umgebungsluft eingebracht wird oder der ein Eindringen ermöglicht, gemäß herkömmlicher Blase-Streck-Technik. Ein Aufladen des Ballons mit Luft dient dazu, den Film abzuschrecken und die molekulare Struktur der PP-Molekularketten biaxial zu orientieren, was in einer erhöhten Festigkeit resultiert. Der Ballon stürzt dann zusammen, und der Film wird zwischen zwei oder mehr Paaren von Rollen gestreckt, in denen der Film in der Walzenspalte von zwei sich berührenden Rollen gehalten wird, wobei verschiedene Drücke zwischen den beiden sich berührenden Rollen appliziert werden. Dies ergibt ein zusätzliches Strecken in der Maschinenrichtung, was dadurch erreicht wird, dass die zweite Gruppe von Rollen mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit betrieben wird als die erste Gruppe. Das Resultat ist eine noch größere molekulare Orientierung des Films in der Maschinenrichtung, die anschließend die lange Dimension der Splitfilmfasern wird.A method of making the split fibers is described in U.S. Patent No. 4,178,157 disclosed. Polypropylene is melted and extruded into a film, which is then blown into a large tube (balloon), introduced into the ambient air, or which allows penetration, according to conventional Bla se-stretching technique. Charging the balloon with air serves to quench the film and to biaxially orient the molecular structure of the PP molecular chains, which results in increased strength. The balloon then collapses and the film is stretched between two or more pairs of rolls in which the film is held in the nip by two contacting rolls, different pressures being applied between the two contacting rolls. This results in additional stretching in the machine direction, which is achieved by operating the second group of rollers at a higher surface speed than the first group. The result is an even greater molecular orientation of the film in the machine direction, which subsequently becomes the long dimension of the split film fibers.

Der Film kann bevor oder nachdem er abgekühlt wurde, elektrostatisch aufgeladen werden. Obwohl verschiedene elektrostatische Aufladetechniken verwendet werden können, um den Film aufzuladen, haben sich zwei Verfahren als am geeignetsten herausgestellt. Das erste Verfahren umfasst ein Durchführen des Films etwa in der Mitte eines Zwischenraums von etwa 1,5 bis 3 Inch zwischen zwei Gleichstrom-Korona-Elektroden. Koronastäbe mit Emitterpins aus metallischem Draht können verwendet werden, bei denen eine Koronaelektrode ein positives Gleichstromspannungspotential von etwa 20 bis 30 kV und die gegenüberliegende Elektrode eine negative Gleichstromspannung von etwa 20 bis 30 kV aufweist.The film can be before or after he cooled down was electrostatically charged. Although different electrostatic Charging techniques can be used to charge the film two methods have been found to be the most suitable. The first method involves performing the film approximately in the Center a gap of about 1.5 to 3 inches between two DC corona electrodes. Corona rods with metallic emitter pins Can wire are used in which a corona electrode has a positive DC voltage potential from about 20 to 30 kV and the opposite electrode one negative DC voltage of about 20 to 30 kV.

Das zweite bevorzugte Verfahren verwendet die elektrostatische Ladetechniken, die in dem US-Patent Nr. 5,401,456 (Wadsworth und Tsai, 1995) beschrieben wurden, die als Tantret-Technik I und -Technik II bezeichnet werden, die hier weiter beschrieben werden. Es hat sich gezeigt, dass die Technik II, bei der der Film an isolierten Rollen hängt, wenn der Film um den inneren Umfang von zwei negativ geladenen Metallschalen mit einem positiven Koronadraht jeder Schale geführt wird, die größten Spannungspotentiale auf die Filme überträgt. Allgemein können mit der Technik II positive 1000 bis 3000 Volt oder mehr auf eine Seite der Filme übertragen werden und mit ähnlichen Größenordnungen mit negativen Vorzeichen auf die andere Seite des geladenen Films.The second preferred method uses the electrostatic charging techniques described in U.S. Patent No. 5,401,456 (Wadsworth and Tsai, 1995), referred to as Tantret Technique I and Technique II, which are further described here. Technique II, in which the film hangs on isolated rolls, has been shown to impart the greatest potential potential to the films when the film is passed around the inner periphery of two negatively charged metal shells with a positive corona wire on each shell. In general, Technique II can transfer positive 1000 to 3000 volts or more to one side of the film and similar magnitudes with negative signs to the other side of the loaded film.

Die Technik I, bei der Filme eine Metallrolle mit einer Gleichstromspannung von –1 bis –10 kV berühren und ein Draht mit einer Gleichstromspannung von +20 bis + 40 kV etwa 1 bis 2 Inch oberhalb der unter negativer Vorspannung stehenden Rolle angeordnet wird, wobei jede Seite des Films nacheinander dieser Rollen-Draht-Ladekonfiguration ausgesetzt wird, resultiert in geringerem Spannungspotential, wie auf den Oberflächen der Filme gemessen wurde. Der Technik 1 werden typischerweise Spannungen von 300 bis 1500 Volt auf der Filmoberfläche mit allgemein gleichen, aber entgegengesetzten Polaritäten auf jeder Seite erzielt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die höheren Oberflächenpotentiale, die mit der Technik II erreicht werden, nicht zu einer besseren messbaren Filtrationsleistung der Vliese aus den Splitfilmfasern führen. Daher und da es einfacher ist, den Film einzuführen und durch die Technik-I-Vorrichtung zu führen, wird dieses Verfahren vorwiegend genutzt, um die Filme vor dem Splitprozess aufzuladen.Technique I where films touch a metal roll with a DC voltage of -1 to -10 kV and a wire with a DC voltage of +20 to + 40 kV is placed about 1 to 2 inches above the roll under negative tension, each Exposing this roll-wire loading configuration to the side of the film one after the other results in lower voltage potential as measured on the surfaces of the films. Of the technique 1 voltages of 300 to 1500 volts are typically achieved on the film surface with generally the same but opposite polarities on each side. However, it has been shown that the higher surface potentials that can be achieved with technology II do not lead to better measurable filtration performance of the nonwovens from the split film fibers. Therefore, and since it is easier to insert the film and pass it through the Technik I device, this method is mainly used to load the films before the split process.

Die abgekühlten und gestreckten Filme können heiß oder kalt elektrostatisch aufgeladen werden. Der Film wird dann gleichzeitig gestreckt und in schmale Breiten gespalten, typischerweise bis zu etwa 50 Mikrometern. Die gespaltenen, flachen Filamente werden dann mit einem Tau aufgenommen, das in einer kontrollierten Anzahl von Kräuselungen pro Zentimeter gekräuselt wird und dann in die gewünschte Stapellänge geschnitten wird.The cooled and stretched films can hot or cold electrostatically charged. The film then becomes simultaneous stretched and split into narrow widths, typically up to about 50 microns. The split, flat filaments are then recorded with a rope that is in a controlled number of Ripples curled per centimeter and then into the one you want staple length is cut.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das trockengelegte Papier mit hoher Staubkapazität eine Mischung Fluff-Pulp-Fasern, Bikomponentenpolymerfasern und elektrostatisch geladenen Splitfilmfasern. Vorzugsweise sind die Fluff-Pulp-Fasern in etwa 5–85 Gew.-%, weiter bevorzugt etwa 10–70 Gew.-% und am meisten bevorzugt in etwa 40 Gew.-% vorhanden, die Bikomponentenfasern in etwa 10–60 Gew.%, weiter bevorzugt in etwa 10–30 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 40 Gew.-%. Diese trockengelegte Papier mit hoher Staubkapazität kann thermisch gebondet sein, vorzugsweise bei hohen Temperaturen von 90–160 °C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur, die geringer als 110 °C ist und am meisten bevorzugt bei etwa 90 °C.In a particularly preferred embodiment the dry paper with a high dust capacity comprises a mixture Fluff pulp fibers, bicomponent polymer fibers and electrostatic loaded split film fibers. The fluff pulp fibers are preferably in about 5-85% by weight, more preferably about 10-70 % And most preferably present in about 40% by weight of the Bicomponent fibers in about 10-60 % By weight, more preferably about 10-30% by weight and most preferred about 40% by weight. This dry paper with high dust capacity can be thermal be bonded, preferably at high temperatures of 90-160 ° C preferably at a temperature which is less than 110 ° C and most preferably at about 90 ° C.

Gemischte elektrostatische FasernMixed electrostatic fibers

Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele des trockengelegten Kapazitätspapiers umfassen ein thermisch gebondetes Papier mit 100 % "gemischten elektrostatischen Fasern", eine Mischung aus 20–80 % gemischten elektrostatischen Fasern und 20–80 % B/C-Fasern und eine Mischung aus 20–80 % gemischte elektrostatische Fasern, 10–70 % Fluff-Pulp- und 10–70 % B/C-Fasern. Filter aus "gemischten elektrostatischen Fasern" werden durch ein Mischen von Fasern mit sehr unterschiedlichen triboelektrischen Eigenschaften und ein Reiben dieser gegeneinander oder gegen Metallteile von Maschinen, wie Drähte oder Kardierzylinder während des Kardierens, hergestellt. Dies macht eine Faserart bezüglich der anderen Faserarten positiver oder negativer geladen und verbessert die Coulomb-Anziehung für Staubpartikel. Die Herstellung von Filtern mit diesen Arten von gemischten elektrostatischen Fasern wird in dem US-Patent Nr. 5,470,485 und der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 02 246 811 A2 gelehrt.Other preferred embodiments of the drained capacity paper include thermally bonded paper with 100% "blended electrostatic fibers", a blend of 20-80% blended electrostatic fibers and 20-80% B / C fibers, and a blend of 20-80% blended electrostatic fibers Fibers, 10-70% fluff pulp and 10-70% B / C fibers. Filters of "mixed electrostatic fibers" are produced by mixing fibers with very different triboelectric properties and rubbing them against each other or against metal parts of machines, such as wires or carding cylinders during carding. This makes one type of fiber more positively or negatively charged with respect to the other types of fibers and improves the Coulomb attraction for dust particles. The manufacture of filters with these types of mixed electrostatic fibers is described in U.S. Patent No. 5,470,485 and European patent application no. EP 02 246 811 A2 taught.

In dem US-Patent 5,470,485 besteht das Filtermaterial aus einer Mischung aus (I) Polyolefinfasern und (II) Polyacrylnitrilfasern. Die Fasern (I) sind Bikomponenten-PP/PE-Fasern des Kern/Mantel- oder Seite-an-Seite-Typs. Die Fasern II sind "halogenfrei". Die (I)-Fausern weisen auch einige "halogen-substituierte Polyolefine" auf, während die Acrylnitrilfasern kein Halogen aufweisen. Das Patent erwähnt, dass die Fasern gründlich mit nichtionischem Detergens, mit Alkali oder Lösungsmittel gewaschen und dann gut gespült werden müssen, bevor sie zusammengemischt werden, so dass sie keine Schmiermittel oder antistatischen Mittel mehr haben. Obwohl das Patent lehrt, dass das produzierte Faservlies vernadelt werden sollte, können diese Fasern auch auf Mengen von 5–20 mm geschnitten werden und mit thermischen Bikomponenten-Bindefasern ähnlicher Länge gemischt werden, und auch mit dem möglichen Hinzufügen von Fluff-Pulp, so dass trockengelegtes, thermisch gebondetes Papier in dieser Erfindung verwendet werden kann.In the U.S. patent 5,470,485 the filter material consists of a mixture of (I) polyolefin fibers and (II) polyacrylonitrile fibers. The fibers ( I ) are bicomponent PP / PE fibers of the core / sheath or side-by-side type. The fibers II are "halogen-free". The (I) fists also have some "halogen substituted polyolefins" while the acrylonitrile fibers have no halogen. The patent mentions that the fibers must be washed thoroughly with nonionic detergent, with alkali or solvent and then rinsed well before being mixed together so that they no longer have any lubricants or antistatic agents. Although the patent teaches that the nonwoven fabric produced should be needled, these fibers can also be cut to 5-20 mm and mixed with thermal bicomponent binder fibers of similar length, and also with the possible addition of fluff pulp so that drained, thermally bonded paper can be used in this invention.

Die EP 02 246 811 beschreibt den triboelektrischen Effekt, wenn zwei verschiedene Arten von Fasern gegeneinander gerieben werden. Sie lehrt, ähnliche Arten von Fasern zu verwenden, wie das US-Patent 5,470,485 , außer dass die -CN-Gruppen der Polyacrylnitrilfasern durch Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor) substituiert werden. Nach einer ausreichenden Menge von Substitutionen von -CN durch CI-Gruppen können die Fasern als "modacrylisch" bezeichnet werden, wenn das Copolymer 35–85 Gew.-% Acrylnitrileinheiten umfasst. Die EP 0 246 811 lehrt, dass das Verhältnis von Polyolefin zu substituiertem Acrylnitril (vorzugsweise modacrylisch) von 30:70 bis 80:20 nach Oberfläche und weiter bevorzugt von 40:60 bis 70:30 reichen kann. In gleicher Weise lehrt das US-Patent 5,470,485 , dass das Verhältnis von Polyolefin zu Polyacrylnitrilfasern in dem Bereich von 30:70 bis 80:20 bezüglich einer Oberfläche des Filtermaterials ist. Damit können diese Bereiche der Verhältnisse von Polyolefin zu acrylischen oder modacrylischen Fasern in den obengenannten Proportionen in dem trockengelegten, thermisch gebondeten Kapazitätspapier verwendet werden.The EP 02 246 811 describes the triboelectric effect when two different types of fibers are rubbed against each other. It teaches to use similar types of fibers as the US patent 5,470,485 , except that the -CN groups of the polyacrylonitrile fibers are substituted by halogen (preferably fluorine or chlorine). After a sufficient amount of substitution of -CN by CI groups, the fibers can be described as "modacrylic" if the copolymer comprises 35-85% by weight of acrylonitrile units. The EP 0 246 811 teaches that the ratio of polyolefin to substituted acrylonitrile (preferably modacrylic) can range from 30:70 to 80:20 by surface and more preferably from 40:60 to 70:30. The US patent teaches in the same way 5,470,485 that the ratio of polyolefin to polyacrylonitrile fibers is in the range of 30:70 to 80:20 with respect to a surface of the filter material. These ranges of the ratios of polyolefin to acrylic or modacrylic fibers can therefore be used in the proportions mentioned above in the drained, thermally bonded capacity paper.

Meltblownvliesmeltblown

Ein synthetisches Polymerfaser-Meltblownvlies kann wahlweise als eine Lage zwischen einer Mehrzwecklage und einer Hocheffizienzfiltrationslage eingesetzt werden. Die Meltblownvlieslage erhöht die gesamte Filtrationsleistung durch Einfangen von Partikeln, die durch die Mehrzweckfiltrationslage hindurchgingen. Die Meltblownvlieslage kann wahlweise auch elektrostatisch aufgeladen werden, um zu dem Filtern von Feinstaubpartikeln beizutragen. Die Aufnahme einer Meltblownvlieslage bringt eine Zunahme an Druckabfall bei einer gegebenen Staubbeladung mit sich, verglichen mit Zusammensetzungen, die keine Meltblownvlieslage aufweisen.A synthetic polymer fiber meltblown fleece can optionally be used as a layer between a multipurpose layer and a High efficiency filtration layer can be used. The meltblown nonwoven layer elevated the total filtration performance by trapping particles that passed through the multi-purpose filtration layer. The meltblown nonwoven layer can also be electrostatically charged to the To contribute to the filtering of fine dust particles. The inclusion of a meltblown nonwoven layer brings an increase in pressure drop for a given dust load with itself compared to compositions that do not have a meltblown nonwoven layer.

Das Meltblownvlies weist vorzugsweise ein Flächengewicht von etwa 10–50 g/m² und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 100–1500 l/(m² s) auf.The meltblown nonwoven preferably has a basis weight of approximately 10-50 g / m ² and an air permeability of approximately 100-1500 l / (m ² s).

Hochvoluminöse Meltblown-NonwovenHigh-volume meltblown nonwoven

Eine andere Entdeckung aus der jüngsten Forschung, verbesserte Staubsaugerbeutel zu entwickeln, war die Entwicklung eines hochvoluminösen ("high bulk") MB-Vlieses oder -Lage, das stromaufwärts des Filtrationsgrad-MB-Vlieses als ein Vorfilter statt eines nassgelegten Kapazitätspapiers oder trockengelegten Kapazitätspapiers verwendet werden könnte. Der hochvoluminöse MB-Vorfilter kann in einem Meltblownvertahren hergestellt werden, der eine gekühlte Abschreckluft bzw. Kühlluft mit einer Temperatur von etwa 10 °C verwendet. Im Gegensatz dazu verwendet herkömmliches MB üblicherweise Raumluft bei einer Umgebungstemperatur von 33–45 °C. Auch der Sammelabstand zwischen dem MB-Düsenausgang zu dem Vliesaufnahmeband wird in dem hochvoluminösen MB-Prozess auf 400–600 mm vergrößert. Für eine normale MB-Herstellung beträgt der Abstand normalerweise 200 mm. Außerdem wird ein hochvoluminöses MB-Nonwoven unter Verwendung einer Strecklufttemperatur mit geringerer Temperatur von etwa 215–235 °C statt der normalen Strecklufttemperatur von 280–290 °C und einer geringerer MB-Schmelztuemperatur von 200–225 °C, verglichen mit 260–280 °C für die Filtrationsgrad-MB-Herustellung, hergestellt. Die kältere Abschreckluft, geringere Strecklufttemperatur, geringere Schmelztemperatur und der größere Sammelabstand kühlt die MB-Filamente stärker ab. Das Abführen von Wärme resultiert in einem geringeren Recken der Filamente und damit in größeren Faserdurchmessern als man sie in typischen Filtrationsgrad-MB-Vliesn finden würde. Die kühleren Filamente schmelzen mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit thermisch zusammen, wenn sie auf dem Kollektor abgelegt werden. Damit würde das hochvoluminöse Meltblown-Nonwoven eine offenere Fläche aufweisen. Selbst mit einem Flächengewicht von 120 g/m² beträgt die Luftdurchlässigkeit des hochvoluminösen Meltblown-Nonwovens 806 l/(m² s). Im Gegensatz dazu hat ein sehr viel leichteres (z.B. 22 g/m²) Filtrationsgrad-MB-PP-Vlies eine maximale Luftdurchlässigkeit von nur 450 l/(m² s). Die Filtrationsleistung des hochvoluminösen MB-Nonwovens, wie sie durch den DIN 44956-2-Test bestimmt wird, betrug 98 %. Wenn die beiden mit dem hochvoluminösen MB-Nonwoven auf der Innenseite des Beutels zusammen angeordnet wurden, betrug die Luftdurchlässigkeit immer noch 295 l/(m² s) und die Filtrationsleistung des Paars betrug 99,8 %. Das hochvoluminöse Meltblown-Nonwoven kann ungeladen sein oder wahlweise elektrostatisch aufgeladen, unter der Voraussetzung, dass das Nonwoven aus einem Material mit geeigneten dielektrischen Eigenschaften ist.Another discovery from recent research to develop improved vacuum cleaner bags has been the development of a high bulk MB nonwoven or sheet that uses upstream of the degree of filtration MB nonwoven as a pre-filter instead of a wet-laid capacity paper or drained capacity paper could be. The high-volume MB pre-filter can be manufactured using a meltblown process that uses cooled quenching air or cooling air at a temperature of around 10 ° C. In contrast, conventional MB usually uses indoor air at an ambient temperature of 33–45 ° C. The collection distance between the MB nozzle outlet and the fleece take-up belt is also increased to 400-600 mm in the high-volume MB process. For normal MB production, the distance is normally 200 mm. In addition, a high volume MB nonwoven is made using a stretch air temperature with a lower temperature of about 215-235 ° C instead of the normal stretch air temperature of 280-290 ° C and a lower MB melt temperature of 200-225 ° C compared to 260-280 ° C for filtration grade MB manufacture. The colder quenching air, lower expanded air temperature, lower melting temperature and the larger collecting distance cool the MB filaments more. The dissipation of heat results in less stretching of the filaments and thus in larger fiber diameters than would be found in typical filtration grade MB nonwovens. The cooler filaments are less likely to melt together thermally when deposited on the collector. This would make the high-volume meltblown nonwoven more open. Even with a basis weight of 120 g / m ² , the air permeability of the high-volume meltblown nonwoven is 806 l / (m ² s). In contrast, a much lighter (eg 22 g / m ² ) filtration grade MB-PP fleece has a maximum air permeability of only 450 l / (m ² s). The filtration performance of the high-volume MB nonwoven, as determined by the DIN 44956-2 test, was 98%. When the two were placed together with the high volume MB nonwoven on the inside of the bag, the air permeability was still 295 l / (m ² s) and the filtration performance of the pair was 99.8%. The high-volume meltblown nonwoven can be uncharged or optionally electrostatically charged, provided that the nonwoven is made of a material with suitable dielectric properties.

Das hochvoluminöse MB-Nonwoven dieser Erfindung sollte von dem "Filtrationsgrad-MB", das auch in der mehrlagigen Vakuumfilterstruktur dieser Offenbarung verwendet wird, unterschieden werden. Das Filtrationsgrad-MB-Vlies ist ein herkömmliches Meltblown-Nonwoven, das allgemein durch ein geringeres Flächengewicht von typischerweise etwa 22 g/m² und eine geringe Porengröße charakterisiert ist. Zusätzliche typische Charakteristika von Filtrationsgrad MB-Nonwoven aus Propylen sind in Tabelle 1 gezeigt. Ein bevorzugtes hochvoluminöses MB-Nonwoven aus Polypropylen umfasst optimalerweise etwa 5–20 Gew.-% Ethylenvinylacetat. Ein Filtrationsgrad MB-Nonwoven hat allgemein eine hohe Staubentfernungsleistung, d.h. größer als etwa 99 %.The high volume MB nonwoven of this invention should be distinguished from the "Filtration Degree MB" that is also used in the multi-layer vacuum filter structure of this disclosure. The filtration grade MB nonwoven is a conventional meltblown nonwoven, which is generally characterized by a lower basis weight of typically about 22 g / m ² and a small pore size. Additional typical characteristics of filtration grade MB nonwoven from propylene are shown in Table 1. A preferred high-volume MB nonwoven made of polypropylene optimally comprises about 5-20% by weight of ethylene vinyl acetate. A degree of filtration MB nonwoven generally has a high dust removal performance, ie greater than about 99%.

Tabelle 1

Table 1

Hochvoluminöses MB-Nonwoven ist in der Filterleistung ähnlich wie die trockengelegten und nassgelegten oben genannten Kapazitätspapiere. Daher ist ein hochvoluminöses MB-Nonwoven gut geeignet, um große Mengen an großen Staubpartikeln zu entfernen und große Staubmengen zu halten bzw. zurückzuhalten. Dementsprechend ist eine hochvoluminöse MB-Nonwovenlage geeignet, um stromaufwärts und als Vorfilter der Filtrationsgrad-MB-Lage in einer Vakuumfilterstruktur dieser Erfindung angeordnet zu werden.High-volume MB nonwoven is in the Filter performance similar like the drained and wet drained capacity papers above. Therefore, it is a high volume one MB Nonwoven works well to handle large amounts of large dust particles to remove and large To hold or retain dust quantities. Accordingly is a high volume MB nonwoven layer suitable for upstream and as a pre-filter of the filtration grade MB layer to be arranged in a vacuum filter structure of this invention.

(Modulares) Spunblown-Nonwoven(Modular) spunblown nonwoven

Eine neue Art von Meltblow-Technologie, wie sie in G. Ward, "Nonwovens World", Sommer 1998, S. 37–40 beschrieben wird, ist verfügbar, um ein (modulares) Spunblown-Nonwoven herzustellen, das geeignet ist, als eine Grobfilterlage in der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Wahlweise kann das Spunblown-Nonwoven als Filtrationsgrad-Meltblownvlieslage, wie sie in der neuen Struktur erwünscht ist, verwendet werden. Spezifikationen des (modularen) Spunblown-Nonwoven sind in Tabelle II gezeigt.A new type of meltblow technology, such as that found in G. Ward, "Nonwovens World", Sommer 1998 , Pp. 37-40, is available to make a (modular) spunblown nonwoven suitable for use as a coarse filter sheet in the present invention. Optionally, the spunblown nonwoven can be used as a filtration grade meltblown nonwoven layer as desired in the new structure. Specifications of the (modular) spunblown nonwoven are shown in Table II.

Das Verfahren zum Herstellen des (modularen) Spunblown-Nonwoven ist allgemein ein Meltblownverfahren mit einer gröberen modularen Düse und bei dem eine kältere Streckluft verwendet wird. Diese Bedingungen erzeugen ein grobes Meltblownvlies mit höherer Festigkeit und Luftdurchlässigkeit bei vergleichbarem Flächengewicht von herkömmlichen Meltblownvliesn.The process of making the (Modular) spunblown nonwoven is generally a meltblown process with a coarser one modular nozzle and a colder one Stretch air is used. These conditions create a rough one Meltblown fleece with higher Strength and air permeability with a comparable basis weight from conventional Meltblownvliesn.

Mikrodenier-Spunbond-NonwovenMicrodenier spunbond nonwoven

Ein Spunbond ("SB")-Nonwoven, hier manchmal als Mikrodenier-Spunbond bezeichnet, kann ebenfalls in dieser Erfindung in der gleichen Weise wie die zuvor genannte Grobfilterlage oder die Filtrationsgrad-Meltblownvlieslage verwendet werden. Spezifikationen von Mikrodenier-Spunbond sind in Tabelle II aufgelistet. Ein Mikrodenier-Spunbond ist insbesondere charakterisiert durch Filamente mit einem Durchmesser von kleiner als 12 μm, was 0,10 Denier für Polypropylen entspricht. Zum Vergleich haben herkömmliche SB-Vlies für Wegwert- bzw. Einwegartikel typischerweise Filamentdurchmesser von durchschnittlich 20 μm. Ein Mikrodenier-Spunbond kann von der Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel, Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) und Ason Engineering, Inc. (Ason Spunbond Technology) erworben werden.A spunbond ("SB") nonwoven, sometimes referred to herein as a microdenier spunbond, can also be used in this invention in the same manner as the aforementioned coarse filter layer or filtration grad meltblown nonwoven layer can be used. Specifications of microdenier spunbond are listed in Table II. A microdenier spunbond is particularly characterized by filaments with a diameter of less than 12 μm, which corresponds to 0.10 denier for polypropylene. For comparison, conventional self-service fleece for disposable or disposable items typically have filament diameters of 20 μm on average. A microdenier spunbond can be purchased from Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel, Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) and Ason Engineering, Inc. (Ason Spunbond Technology).

Tabelle II

Table II

Bevorzugte AusführungsbeispielePreferred embodiments

Repräsentative Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung sind in 1, 3 – 13 schematisch dargestellt, die im Folgenden ausführlich beschrieben werden. In den Figuren ist die Luftrichtung durch den Pfeil A angegeben.Representative products according to the present invention are shown in 1 . 3 - 13 schematically represented, which are described in detail below. In the figures, the direction of air is indicated by arrow A.

In 1 ist ein einheitlicher mehrlagiger Filter 36 aus zwei Lagen dargestellt. Die stromaufwärts angeordnete (Dreckluftseite) Lage 37 ist eine trockengelegte FP-Kapazitätslage mit dem allgemeinen Gewicht von 10–150 g/m², typischen Gewichtsbereich von 20–80 g/m² und mit einem bevorzugten Gewicht von 75 g/m². Die FP-Schicht 37 hat verschiedene Mischungen an Pulp-Fasern und Bikomponenten-(B/C)-Fasern. Die Bikomponentenfasern umfassen 60% PE und 40% PP. Die stromabwärts angeordnete Lage 38 ist eine Hochleistungs-MB-Komponente mit einem Gewicht von 5–100 g/m², vorzugsweise 24 g/m². Die unabhängig zusammengesetzten Lagen 37 und 38 treffen sich an der Grenzfläche 36A. Diese Grenzfläche unterscheidet sich von der in einer Schichtstruktur bzw. einem Laminat aus zwei vorgebondeten Schichten in einer Mehrschichtzusammensetzung. Aufgrund der Tatsache, dass das Bilden einer vorgebondeten Schicht nicht erforderlich ist, um die einheitliche Struktur 36 herzustellen, kann wenigstens eine der Lagen 37 und 38 ausreichend locker sein, dass sie nicht als freistehendes Vlies zur Aufnahme als eine Schicht in einer herkömmlichen Mehrschichtzusammensetzung gebildet werden kann.In 1 is a uniform multi-layer filter 36 represented from two layers. The upstream (dirty air side) location 37 is a drained FP capacity layer with the general weight of 10-150 g / m ² , typical weight range of 20-80 g / m ² and with a preferred weight of 75 g / m ² . The FP layer 37 has various blends of pulp and bicomponent (B / C) fibers. The bicomponent fibers comprise 60% PE and 40% PP. The downstream location 38 is a high performance MB component with a weight of 5-100 g / m ² , preferably 24 g / m ² . The independently composed layers 37 and 38 meet at the interface 36A , This interface differs from that in a layer structure or a laminate of two pre-bonded layers in a multi-layer composition. Due to the fact that the formation of a pre-bonded layer is not necessary to the uniform structure 36 can produce at least one of the layers 37 and 38 be sufficiently loose that it cannot be formed as a free-standing nonwoven to be included as a layer in a conventional multi-layer composition.

Die stromaufwärts angeordnete Lage hat ein absolutes Porenvolumen von 21,4 cm³/g, die stromabwärts angeordnete Lage von 7,7 cm³/g, was ein Verhältnis des absoluten Porenvolumens RAPV = 2,78 ergibt. Die absolute projizierte Faserbedeckung, d.h. die Einheitsfläche, die durch die Fasern bedeckt ist, wenn senkrecht auf die Lage gesehen wird, der stromaufwärts angeordneten Lage APFC ist 97,7%, die APFC der stromabwärts angeordneten Lage ist 99,3 %.The upstream layer has an absolute pore volume of 21.4 cm ³ / g, the downstream layer of 7.7 cm ³ / g, which gives a ratio of the absolute pore volume RAPV = 2.78. The absolute projected fiber coverage, ie the unit area covered by the fibers when viewed perpendicular to the layer, the upstream layer APFC is 97.7%, the APFC of the downstream layer is 99.3%.

Um die Staubhaltekapazität zu optimieren, wird ein Verhältnis von mittlerem Porendurchmesser von stromaufwärts angeordneter Lage zu stromabwärts angeordneter Lage von 6,21 realisiert, wobei der mittlere Porendurchmesser der stromaufwärts angeordneten Lage 87 Mikrometer beträgt, die mittlere Porengröße der stromabwärts angeordneten Lage 14 Mikrometer beträgt.To optimize the dust holding capacity, becomes a relationship from average pore diameter from upstream to downstream Layer of 6.21 realized, the average pore diameter of upstream arranged layer is 87 microns, the average pore size of the downstream Location is 14 microns.

Um die obigen RAPV- und APFC-Werte zu erhalten, umfasst die stromaufwärts angeordnete Lage eine Dicke von 1,7 mm, eine Dichte von 0,044 g/cm³ und ein relatives Porenvolumen von 94,4%. Die stromabwärts angeordnete Lage umfasst eine Dicke von 0,21 mm, eine Dichte von 0,11 g/cm³ und ein relatives Porenvolumen von 87,4%. Es versteht sich, dass diese Werte nur beispielhaft sind; insbesondere können die obigen RAPV- und APFC-Werte auch mit unterschiedlicher Dicke, Dichte und relativem Porenvolumen erhalten werden.To obtain the above RAPV and APFC values, the upstream layer has a thickness of 1.7 mm, a density of 0.044 g / cm ³ and a relative pore volume of 94.4%. The downstream layer comprises a thickness of 0.21 mm, a density of 0.11 g / cm ³ and a relative pore volume of 87.4%. It is understood that these values are only exemplary; in particular, the above RAPV and APFC values can also be obtained with different thickness, density and relative pore volume.

2 illustriert den stark verbesserten Druckabfall über den Filter in Abhängigkeit von der Staubmenge, die durch den mehrlagigen Filter gefiltert wird. Die obere Kurve zeigt den mehrlagigen Filter mit den oben diskutierten Charakteristika. Die untere Kurve zeigt einen Filter des Stands der Technik, der aus einem Spunbond als stromaufwärts angeordneter Lage und einem Meltblown als stromabwärts angeordneter Lage besteht. Die stromaufwärts angeordnete Lage des Stands der Technik hat ein absolutes Porenvolumen von 6,9 g/cm³, die stromabwärts angeordnete Lage von 8,1 g/cm³, woraus sich ein Verhältnis von absolutem Porenvolumen RAPV = 0,85 ergibt. Die absolute projizierte Faserbedeckung der stromaufwärts angeordneten Lage ist APFC = 69,3%. Die APFC der stromabwärts angeordneten Lage ist 92,3%. 2 illustrates the greatly improved pressure drop across the filter depending on the amount of dust filtered through the multi-layer filter. The upper curve shows the multi-layer filter with the characteristics discussed above. The lower curve shows a prior art filter consisting of a spunbond as the upstream layer and a meltblown as the downstream layer. The upstream layer of the prior art has an absolute pore volume of 6.9 g / cm ³ , the downstream layer of 8.1 g / cm ³ , which results in a ratio of absolute pore volume RAPV = 0.85. The absolute projected fiber coverage of the upstream layer is APFC = 69.3%. The APFC of the downstream layer is 92.3%.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) hat dieselbe Struktur, wie das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel umfasst jedoch eine stromaufwärts angeordnete Lage in Form einer trockengelegten FP-Kapazitätslage mit einem Gewicht von 50 g/m². Die FP-Schicht hat verschiedene Mischungen an Pulp-Fasern und Bikomponenten-(B/C)-Fasern. Die Bikomponentenfasern umfassen 60% PE und 40% PP. Die stromabwärts angeordnete Lage ist eine Hochleistungs-MB-Komponente mit einem Gewicht von 24 g/m². Die stromaufwärts angeordnete Lage hat ein absolutes Porenvolumen von 22,7 cm³/g, die stromabwärts angeordnete Lage von 7,7 cm³/g, was ein Verhältnis des absoluten Porenvolumens RAPV = 2,95 ergibt. Die absolute projizierte Faserbedeckung der stromaufwärts angeordneten Lage APFC ist 99,9%. Die APFC der stromabwärts angeordneten Lage ist 99,3 %.Another embodiment (not shown) has the same structure as that in FIG 1 shown embodiment. However, this exemplary embodiment comprises an upstream layer in the form of a drained FP capacitance layer with a weight of 50 g / m ² . The FP layer has different blends of pulp fibers and bicomponent (B / C) fibers. The bicomponent fibers comprise 60% PE and 40% PP. The downstream layer is a high performance MB component with a weight of 24 g / m ² . The upstream layer has an absolute pore volume of 22.7 cm ³ / g, the downstream layer of 7.7 cm ³ / g, which gives a ratio of the absolute pore volume RAPV = 2.95. The absolute projected fiber coverage of the upstream layer APFC is 99.9%. The APFC of the downstream layer is 99.3%.

Um die Staubhaltekapazität zu optimieren, wird ein Verhältnis von mittlerem Porendurchmesser von stromaufwärts angeordneter Lage zu stromabwärts angeordneter La ge von 5,93 realisiert, wobei der mittlere Porendurchmesser der stromaufwärts angeordneten Lage 83 Mikrometer beträgt, die mittlere Porengröße der stromabwärts angeordneten Lage 14 Mikrometer beträgt.To optimize the dust holding capacity, becomes a relationship from average pore diameter from upstream to downstream La realized of 5.93, the average pore diameter of upstream arranged layer is 83 microns, the average pore size of the downstream Location is 14 microns.

Um die RAPV- und APFC-Werte zu erhalten, umfasst die stromaufwärts angeordnete Lage eine Dicke von 1,2 mm, eine Dichte von 0,042 g/cm³ und ein relatives Porenvolumen von 94,7%. Die stromabwärts angeordnete Lage umfasst eine Dicke von 0,21 mm, eine Dichte von 0,11 g/cm³ und ein relatives Porenvolumen von 87,4%.In order to obtain the RAPV and APFC values, the upstream layer has a thickness of 1.2 mm, a density of 0.042 g / cm ³ and a relative pore volume of 94.7%. The downstream layer comprises a thickness of 0.21 mm, a density of 0.11 g / cm ³ and a relative pore volume of 87.4%.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) umfasst die stromaufwärts angeordnete Lage Splitfilmfasern und „gemischte elektrostatische Fasern". Splitfilmfasern und "gemischte elektrostatische Fasern" werden nicht in allen Variationen der stromaufwärts angeordneten Lage verwendet, aber wenigstens 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % B/C-Fasern oder andere Arten von thermisch bondbaren Schmelzfasern sollten verwendet werden, um ein passendes thermisches Bonden zu erzielen. Im Allgemeinen werden wenigstens 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % Pulp-Fasern verwendet, um die Abdeckung und Filtrationsleistung zu verbessern. Die Lage kann frei von B/C-Fasern oder anderen Arten von thermisch bondbaren Schmelzfasern sein, wenn ein Latexbindemittel verwendet wird.In another embodiment (not shown) the upstream layer comprises split film fibers and "mixed electrostatic fibers ". Split film fibers and "mixed electrostatic fibers " not used in all variations of the upstream layer, but at least 10% and preferably at least 20% B / C fibers or other types of thermally bondable melt fibers can be used to achieve a suitable thermal bonding. Generally at least 10% and preferably at least 20% pulp fibers used to cover and filter performance to improve. The location can be free of B / C fibers or other types of thermally bondable melt fibers when a latex binder is used.

3 stellt einen einheitlichen mehrlagigen Filter 39 aus drei Lagen dar. Die erste Lage 40 ist eine grobe trockengelegte Komponente aus 100 % B/C-Fasern. Sie dient in erster Linie als Vorfilter und schützt das stromabwärts angeordnete Filtermaterial. Der breiteste Gewichtsbereich beträgt 10–100 g/m² mit einem typischen Gewichtsbereich von 20–80 g/m² und einem bevorzugten Gewicht von 50 g/m². Die stromaufwärts angeordnete Lage 41 ist eine trockengelegte FP-Kapazitätskomponente wie in den oben diskutierten Ausführungsbeispielen. Die stromabwärts angeordnete Lage 42 besteht aus MB-Medien mit hoher Filtrationsleistung oder anderen Materialien mit ultrafeinen Faserdurchmessern, wie modularem Spunblown oder Mikrodenier-Spunblown. 3 represents a uniform multi-layer filter 39 from three layers. The first layer 40 is a rough, drained component made from 100% B / C fibers. It primarily serves as a prefilter and protects the filter material located downstream. The broadest weight range is 10-100 g / m ² with a typical weight range of 20-80 g / m ² and a preferred weight of 50 g / m ² . The upstream location 41 is a drained FP capacitance component as in the embodiments discussed above. The downstream location 42 consists of MB media with high filtration performance or other materials with ultra-fine fiber diameters, such as modular spunblown or microdenier spunblown.

4 ist eine graphische Darstellung eines einheitlichen Mehrlagenfilters 43 aus vier Lagen von Material. Die erste Lage 44 ist zusammengesetzt aus trockengelegtem FP oder 100 % B/C-Fasern. Der breiteste Gewichtsbereich beträgt 10–100 g/m², das typische Gewicht beträgt 20–80 g/m² und das Zielgewicht ist 50 g/m². Die stromaufwärts an geordnete Lage 45 ist eine trockengelegte FP-Kapazitätslage wie in den obigen Ausführungsbeispielen diskutiert wurde. Alternativ kann die Lage 45 wenigstens 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % B/C-Fasern, 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % Pulp-Fasern umfassen und kann verschiedene Mengen von geladenen oder ungeladenen Splitfilmfasern umfassen. Sie kann verschiedene Mengen von "gemischten elektrostatischen Fasern" umfassen. Wenigstens 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % B/C-Fasern oder andere Arten von thermisch bondbaren Schmelzfasern sollten verwendet werden, um ein passendes thermisches Bonden zu erzielen. Im Allgemeinen werden wenigstens 10 % und vorzugsweise wenigstens 20 % Pulp-Fasern verwendet, um die Bedeckung und Filtrationsleistung zu steigern. Die Lage kann frei von B/C-Fasern oder anderen Arten von thermisch bondbaren Schmelzfasern sein, wenn Latexbindemittel verwendet wird. Die stromabwärts angeordnete Lage 46 umfasst MB-Filtermedien wie im Zusammenhang mit den obigen Ausführungsbeispielen diskutiert wurde. Die Außenlage 47 ist ein trockengelegtes FP aus Air-Laid-Pulp und B/C-Fasern. 4 is a graphical representation of a uniform multi-layer filter 43 from four layers of material. The first layer 44 is composed of dry FP or 100% B / C fibers. The broadest weight range is 10–100 g / m ² , the typical weight is 20–80 g / m ² and the target weight is 50 g / m ² . The upstream orderly location 45 is a drained FP capacitance as discussed in the above embodiments. Alternatively, the location 45 comprise at least 10% and preferably at least 20% B / C fibers, 10% and preferably at least 20% pulp fibers and may comprise different amounts of charged or uncharged split film fibers. It can include various amounts of "mixed electrostatic fibers". At least 10% and preferably at least 20% B / C fibers or other types of thermally bondable melt fibers should be used to form a to achieve suitable thermal bonding. Generally at least 10% and preferably at least 20% pulp fibers are used to increase coverage and filtration performance. The layer may be free of B / C fibers or other types of thermally bondable melt fibers if latex binders are used. The downstream location 46 includes MB filter media as discussed in connection with the above embodiments. The outside location 47 is a drained FP made of air-laid pulp and B / C fibers.

5 ist eine graphische Darstellung eines einheitlichen Mehrlagenfilters 48 aus fünf Materiallagen. Die erste Lage 49 ist aus trockengelegtem FP oder 100 % B/C-Fasern zusammengesetzt. Der breiteste Gewichtsbereich ist 10–100 g/m², das typische Gewicht ist 20–80 g/m² und das Zielgewicht ist 50 gi/m². Die stromaufwärts angeordnete Lage 50 ist eine trockengelegte FP-Kapazitätskomponente wie oben diskutiert. Die stromaufwärts angeordnete Lage 50 ist eine trockengelegtes FP-Kapazitätskomponente wie oben diskutiert. Die Komponente 51 umfasst Kohlekörnchen bzw. Kohlegranulat oder Kohlefasern, um Gerüche zu absorbieren und Schadstoff- und toxische Gase aus der Luft zu entfernen. Die Komponente 52 ist ein MB-Medium mit hoher Filtrationsleistung wie bezüglich der obigen Ausführungsbeispiele diskutiert wurde. Die Komponente 53 ist ein trockengelegtes FP, das aus Air-Laid-Pulp und B/C-Fasern zusammengesetzt ist. 5 is a graphical representation of a uniform multi-layer filter 48 from five layers of material. The first layer 49 is composed of dry FP or 100% B / C fibers. The broadest weight range is 10-100 g / m ² , the typical weight is 20-80 g / m ² and the target weight is 50 gi / m ² . The upstream location 50 is a drained FP capacity component as discussed above. The upstream location 50 is a drained FP capacity component as discussed above. The component 51 includes carbon granules or granules or carbon fibers to absorb odors and remove pollutant and toxic gases from the air. The component 52 is an MB medium with high filtration performance as discussed with respect to the above embodiments. The component 53 is a drained FP, which is composed of air-laid pulp and B / C fibers.

6 stellt einen einheitlichen mehrlagigen Filter 54 derselben Konstruktion, wie in 1 gezeigt, dar, die aus zwei Lagen 55, 56 zusammengesetzt ist, die an eine äußere Trägerschicht 57 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht zwischen 10 und 100 g/m² gebondet ist. 6 represents a uniform multi-layer filter 54 same construction as in 1 shown, which consists of two layers 55 . 56 is composed of an outer carrier layer 57 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight between 10 and 100 g / m ² .

7 stellt eine einheitliche Filterzusammensetzung 58 derselben Konstruktion, wie in 3 gezeigt, dar, die aus drei Lagen 59, 60 und 61 zusammengesetzt ist, die an eine äußere Schicht 62 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht zwischen 10 und 100 g/m² gebondet ist. 7 provides a uniform filter composition 58 same construction as in 3 shown, consisting of three layers 59 . 60 and 61 is composed of an outer layer 62 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight between 10 and 100 g / m ² .

8 stellt eine einheitliche Filterzusammensetzung 63 derselben Konstruktion, wie in 4 dar, die aus vier Lagen 64–67 zusammengesetzt ist, die an eine äußere Schicht 68 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht von 10–100 g/m² gebondet ist. 8th provides a uniform filter composition 63 same construction as in 4 that consists of four layers 64-67 is composed of an outer layer 68 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight of 10-100 g / m ² .

9 stellt eine einheitliche Filterzusammensetzung 69 derselben Konstruktion, wie in 5 dar, die aus fünf Lagen 71–75 zusammengesetzt ist, die an eine äußere Schicht 76 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht von 10–100 g/m² gebondet ist. 9 provides a uniform filter composition 69 same construction as in 5 that consist of five layers 71-75 is composed of an outer layer 76 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight of 10-100 g / m ² .

10 stellt eine Schichtstruktur aus einer einheitlichen Filterzusammensetzung 77 derselben Konstruktion, wie in 2 gezeigt, dar, die aus zwei Lagen 78, 79 zusammengesetzt ist, an eine äußere Trägerschicht 81 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht zwischen 10 und 100 g/m² gebondet ist, abgesehen davon, dass die äußere Schicht mittels Klebstoff oder einem Klebemittel 80 gebondet ist, bei dem letzteres ein Latexbindemittel oder ein Hotmeltklebemittel sein könnte. 10 provides a layer structure from a uniform filter composition 77 same construction as in 2 shown, which consists of two layers 78 . 79 is composed of an outer carrier layer 81 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight between 10 and 100 g / m ² , apart from the fact that the outer layer by means of glue or an adhesive 80 is bonded, in which the latter could be a latex binder or a hot melt adhesive.

11 stellt eine Schichtstruktur einer einheitlichen Filterzusammensetzung 82 derselben Konstruktion, wie in 3 gezeigt, dar, die aus drei Lagen 83–85 zusammengesetzt ist, an eine äußere Schicht 87 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht zwischen 10 und 100 g/m² gebondet ist, abgesehen davon, dass die äußere Schicht mittels Klebstoff oder einem Klebemittel 86 gebondet ist. 11 provides a layer structure of a uniform filter composition 82 same construction as in 3 shown, consisting of three layers 83-85 is composed of an outer layer 87 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight between 10 and 100 g / m ² , apart from the fact that the outer layer by means of glue or an adhesive 86 is bonded.

12 stellt eine Schichtstruktur einer einheitlichen Filterzusammensetzung 87A derselben Konstruktion, wie in 4 dar, die aus vier Lagen 88–91 zusammengesetzt ist, an eine äußere Schicht 93 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht von 10–100 g/m² gebondet ist, abgesehen davon, dass die äußere Schicht mittels Klebstoff oder einem Klebemittel 92 gebondet ist. 12 provides a layer structure of a uniform filter composition 87A same construction as in 4 that consists of four layers 88-91 is composed of an outer layer 93 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight of 10-100 g / m ² , apart from the fact that the outer layer by means of glue or an adhesive 92 is bonded.

13 stellt eine Schichtstruktur einer einheitlichen Filterzusammensetzung 94 derselben Konstruktion, wie in 5 dar, die aus fünf Lagen 95-99 zusammengesetzt ist, an eine äußere Schicht 101 aus Papier, Scrim oder Nonwoven mit einem Gewicht von 10–100 g/m² gebondet ist, abgesehen davon, dass die äußere Schicht mittels Klebstoff oder einem Klebemittel 100 gebondet ist. 13 provides a layer structure of a uniform filter composition 94 same construction as in 5 that consist of five layers 95-99 is composed of an outer layer 101 is bonded from paper, scrim or nonwoven with a weight of 10-100 g / m ² , apart from the fact that the outer layer by means of glue or an adhesive 100 is bonded.

Wenn ein Bonden zwischen Schichten in den Ausführungsbeispielen der 10–13 angegeben ist, können herkömmliche Verfahren zum Zwischenschichtbonden, wie Ultraschallbonden statt oder in Verbindung mit dem oben erwähnten Klebstoff-/Klebemittel-Bonden verwendet werden.When bonding between layers in the embodiments of the 10 - 13 , conventional interlayer bonding methods, such as ultrasound bonding, can be used instead of or in conjunction with the above-mentioned adhesive / adhesive bonding.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen eines Ausführungsbeispiels der neuen Filterzusammensetzung mit einer einheitlichen Lagenstruktur aus MB- und FP-Zusammensetzungen ist in 14 gezeigt. Der dargestellte Prozess stellt ein Produkt bereit, das an einem Scrim, Papier oder Nonwoven angeordnet bzw. laminiert ist, um die Handhabung, das Halten oder Verpacken zu vereinfachen. Es ist auch möglich, einen unlaminierten mehrlagigen Filter bereitzustellen, in dem das Scrim, Papier oder Nonwoven durch ein Trägerband ersetzt wird, um die nicht vorgebondeten Lagen durch das Verfahren zu führen. Die einheitliche Filterzusammensetzung besteht zum Schluss aus wenigstens zwei Lagen, wobei jede Lage mehr als eine Art von Faser oder anderem Material enthalten kann, und besteht im Allgemeinen aus drei bis fünf Lagen, die thermisch oder latexgebondet sind. Das elektrostatische Laden der Filterzusammensetzung wird vorzugsweise In-line durch das "kalte" elektrostatische Tantret-Aufladeverfahren durchgeführt, obwohl MB-Fasern In-line bei Austritt aus der MB-Düse "heiß" aufgeladen werden können. Auch können die Splitfilmfasern, die während ihrer Herstellung elektrostatisch aufgeladen wurden, durch die FP-Applikatoren eingeführt werden. Außerdem können "gemischte elektrostatische Fasern", die aufgrund unterschiedlicher triboelektrischer Eigenschaften gegensätzliche Polaritäten aufweisen, nachdem sie gegeneinander gerieben wurden, durch die FP-Applikatoren in die Zusammensetzung aufgenommen werden.A preferred method for producing an embodiment of the new filter composition with a uniform layer structure from MB and FP compositions is in 14 shown. The illustrated process provides a product that is laminated to a scrim, paper, or nonwoven to simplify handling, holding, or packaging. It is also possible to provide an unlaminated multi-layer filter in which the scrim, paper or nonwoven is replaced by a carrier tape in order to guide the non-pre-bonded layers through the process. The unitary filter composition ultimately consists of at least two layers, each layer containing more than one type of fiber or other material, and generally consists of three to five layers that are thermally or latex bonded. The electrostatic charging of the filter composition is preferably carried out in-line by the "cold" electrostatic Tantret charging method, although MB fibers can be "hot" charged in-line upon exiting the MB nozzle. The split film fibers, which were electrostatically charged during their manufacture, can also be introduced through the FP applicators. In addition, "mixed electrostatic fibers", which are opposite due to different triboelectric properties Having polarities after they have been rubbed against each other, FP applicators incorporate them into the composition.

Nun Bezug nehmend auf 14 ist eine optionale Abwickelvorrichtung 1 bei dem Anfangspunkt der Linie angeordnet, um das Einführen einer optionalen Trägerschicht 2 zu ermöglichen, die ein Scrim, Papier oder Nonwoven sein kann. Die Komponenten 1, 2, 4 und 5 sind insoweit optional, als die erfinderische einheitliche Filterzusammensetzung an ein Scrim, Papier oder Nonwoven nur zur Vereinfachung der Handhabung, des Faltens oder des Verpackens laminiert wird. Ein Förderband 3 erstreckt sich über die ge samte Länge der Linie; es kann jedoch auch in kürzere Abschnitte geteilt sein, wobei ein Förderbandabschnitt die Anordnung von Lagen in die nächsten Abschnitte einführt, wie es in dem Prozess erforderlich ist. Auch an dem Startpunkt der Linie ist ein optionaler Klebemittelapplikator 4, um ein Klebemittel 5 in Form von Klebstoff oder Hotmelt-Klebemittel abzugeben. Diese Klebemittelapplizierstation kann verwendet werden, eine Trägerschicht an die einheitliche Lagenstruktur der neuen Zusammensetzung In-line zu laminieren. Es sollte jedoch festgestellt werden, dass der Applikator 4 nicht für das Vorbonden von Lagen innerhalb der einheitlichen Struktur vorgesehen ist.Now referring to 14 is an optional unwinder 1 placed at the starting point of the line to introduce an optional backing 2 to enable, which can be a scrim, paper or nonwoven. Components 1, 2, 4 and 5 are optional insofar as the inventive uniform filter composition is laminated to a scrim, paper or nonwoven only to simplify handling, folding or packaging. A conveyor belt 3 extends over the entire length of the line; however, it can also be divided into shorter sections, with a conveyor belt section introducing layers into the next sections as required in the process. There is also an optional adhesive applicator at the starting point of the line 4 to an adhesive 5 dispense in the form of adhesive or hot melt adhesive. This adhesive application station can be used to in-line laminate a backing to the uniform layer structure of the new composition. However, it should be noted that the applicator 4 is not intended for the pre-bonding of layers within the uniform structure.

Als nächstes gibt es, wie in 14 gezeigt, wenigstens eine und vorzugsweise zwei FP-Applikatoreinheiten 6 und 8. Die hauptsächliche Funktion der FP-Applikatoreinheiten an dem Beginn der Linie besteht darin, trockengelegte Lagen 7 und 9 herzustellen und auf der optionalen Klebemittellage 5 oder auf dem Förderband 3, wenn die optionale Trägerschicht 2 und das Klebemittel 5 nicht verwendet werden, abzulegen. Die trockengelegten Lagen 7 und 9 haben unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften, um die Erfordernisse des Endprodukts zu erfüllen. In jeder Hinsicht besteht die Rolle der Lagen 7 und 9 in erster Linie darin, die MB- oder verwandten Filtermedienlagen 12 und 14 zu tragen und zu schützen. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel setzen sich die FP-Lagen 7 und 9 hauptsächlich aus "Pulp" und Nikomponenten-(B/C)-Fasern zusammen. Verschiedene Arten von B/C-Fasern können, wie oben beschrieben, verwendet werden. Beispielsweise hat eine bevorzugte Art einen Kern aus einer Faser mit höherem Schmelzpunkt, wie PP, und einen Mantel aus einer Faser mit geringerem Schmelzpunkt, wie PE. Andere bevorzugte Zusammensetzungen von "Pulp" und B/C-Kern/Mantel-PP/PE sind 50 % "Pulp"/50 % B/C-Fasern in Lage 7 und 25 % "Pulp"/75 % B/C-Fasern in Lage 9. Wenn im Abschnitt 23 kein Latexbindemittel angewendet wird, sollten wenigstens 20 % B/C-Fasern oder andere Arten von thermischen Bindefasern verwendet werden. Wenn andererseits Latexbindemittel nachfolgend in Abschnitten 23 und 27 appliziert wird, dann können 100 % "Pulp"-Fasern durch die FP-Applikatorköpfe 6 und 8 appliziert werden. Es ist auch möglich, 100 % B/C-Fasern von dem FP-Applikator 6 oder -Applikator 8 oder von beiden Applikatorköpfen 6 und 8 zu applizieren.Next there is, like in 14 shown, at least one and preferably two FP applicator units 6 and 8th , The main function of the FP applicator units at the beginning of the line is to drain layers 7 and 9 to manufacture and on the optional adhesive layer 5 or on the conveyor belt 3 if the optional backing 2 and the adhesive 5 not used to file. The drained locations 7 and 9 have different compositions and properties to meet the needs of the final product. The role of the layers exists in every respect 7 and 9 primarily in the MB or related filter media layers 12 and 14 to carry and protect. In the illustrated embodiment, the FP layers settle 7 and 9 mainly composed of "pulp" and ni-component (B / C) fibers. Different types of B / C fibers can be used as described above. For example, a preferred type has a core of higher melting point fiber such as PP and a cladding of lower melting point fiber such as PE. Other preferred compositions of "pulp" and B / C core / sheath PP / PE are 50% "pulp" / 50% B / C fibers 7 and 25% "pulp" / 75% B / C fibers in position 9 , If in section 23 no latex binder is used, at least 20% B / C fibers or other types of thermal binder fibers should be used. If, on the other hand, latex binders are described in sections below 23 and 27 is applied, then 100% "pulp" fibers through the FP applicator heads 6 and 8th be applied. It is also possible to use 100% B / C fibers from the FP applicator 6 or applicator 8 or both applicator heads 6 and 8th to apply.

In zusätzlichen Ausführungsbeispielen können statt 100 % B/C-Fasern reguläre Monokomponentenstapelfasern aus PP, PET, Polyamid und andere Fasern für bis zu 80 % der B/C- oder thermischen Bindefasern substituiert werden, die durch einen der FP- Applikatorköpfe 6, 8, 15, 18 und 20 appliziert werden können. Viele Arten von thermisch bondbaren Fasern, die vollständig schmelzen und auch als "Schmelzfasern" ("melt fibers") bekannt sind, können auch statt der B/C-Fasern verwendet werden, ausgenommen in trockengelegten Lagenkomponenten, bei denen 100 % B/C-Fasern verwendet würden.In additional exemplary embodiments, instead of 100% B / C fibers, regular monocomponent staple fibers made of PP, PET, polyamide and other fibers can be substituted for up to 80% of the B / C or thermal binder fibers, which can be replaced by one of the FP applicator heads 6 . 8th . 15 . 18 and 20 can be applied. Many types of thermally bondable fibers that melt completely and are also known as "melt fibers" can also be used in place of the B / C fibers, except in drained sheet components where 100% B / C- Fibers would be used.

14 illustriert weiterhin einen optionalen Verdichter bzw. Kompaktor 10, der die Dicke des Vlies reduziert und die Faser-an-Faser-Adhäsion der FP-Lagen 7 und 9 erhöht. Es sollte berücksichtigt werden, dass das umfassende Vorbonden, das typischerweise verwendet wird, um die Schichten einzeln zu erzeugen, nicht das Ziel dieses optionalen Verdichtungsschritts ist, der in diesem erfinderischen In-line-Prozess verwendet wird. Der Verdichter 10 kann ein Kalander sein, der erwärmt sein kann oder nicht. Die MB- oder verwandten Filtermedien 12 und 14 können durch einen oder mehrere MB-Düsen 11 und 13 auf die FP-Lagen 7 und 9 abgelegt werden. Die hauptsächliche Funktion der MB-Komponente besteht darin, als Hochleistungsfilter zu dienen, d.h., kleine Prozentzahlen von Partikeln kleiner Größer (weniger als etwa 5 Mikrometer) zu entfernen. Die Spezifizierungen der Filtrationsgrad-MB-Medien und verwandten Arten von Filtermedien mit ultrafeinen Faserdurchmessern sind in Tabelle 1 gegeben. 14 further illustrates an optional compressor or compactor 10 , which reduces the thickness of the fleece and the fiber-to-fiber adhesion of the FP layers 7 and 9 elevated. It should be borne in mind that the extensive pre-bonding typically used to create the layers individually is not the goal of this optional densification step used in this inventive in-line process. The compressor 10 can be a calender that may or may not be heated. The MB or related filter media 12 and 14 can through one or more MB nozzles 11 and 13 to the FP locations 7 and 9 be filed. The main function of the MB component is to serve as a high performance filter, ie to remove small percentages of particles of smaller sizes (less than about 5 microns). The specifications of the filtration grade MB media and related types of filter media with ultrafine fiber diameters are given in Table 1.

Der Prozess kann wenigstens einen oder mehrere MB-Düsen 11 und/oder einen oder mehrere verwandten Feindenier-Faserapplikatoren 13 (ultrafeine Faserdurchmesser), bezeichnet als X, umfassen. Wenn beispielsweise zwei identische MB-Einheiten verwendet werden, sind die Einheiten 11 und 13 gleich. Andere Variationen, die unter die Breite dieser Erfindung fallen, umfassen ein Vorhandensein der ersten Einheit als ein (modulares) Spunblown- oder Mikrodenier-Spunbond-(SB)-System als erstes, um einen Filtergradienten von gröberen zu feineren Hochleistungsfiltern zu bilden. Eine weitere beabsichtigte Variation besteht darin, ein oder mehrere (modulate) Spunblown- oder Mikrodenier-SB-Systemen in Serie zu verwenden. Eine weitere Variation besteht darin, zuerst ein Mikrodenier-SB- gefolgt von einem Spunblownsystem zu verwenden.The process can have at least one or more MB nozzles 11 and / or one or more related Feindenier fiber applicators 13 (ultrafine fiber diameter) referred to as X. For example, if two identical MB units are used, the units are 11 and 13 equal. Other variations that fall within the breadth of this invention include having the first unit as a (modular) spunblown or microdenier spunbond (SB) system first to form a filter gradient from coarser to finer, high performance filters. Another intended variation is to use one or more (modulated) spunblown or microdenier SB systems in series. Another variation is to first use a microdenier SB followed by a spunblown system.

Die nächste in 14 gezeigte Vorrichtungskomponente ist ein weiterer FP-Applikator 15, der ein FP-Vlies auf die Lage 14 (oder auf die Lage 12, wenn eine zweite MB-Lage 13 nicht umfasst ist) ablegt. Dann bewegt sich die nicht-vorgebondete Anordnung von Lagen mit Lage 16 als oberste durch einen weiteren optionalen Verdichter 17. Als nächstes wird das Zwischenprodukt unter eine oder mehrere zusätzliche FP-Einheiten 18 und 20 befördert. Die FP-Applikatorköpfe 15 und 18 fügen die trockengelegte Kapazitätslage in die Struktur ein. Der FP-Applikator 20 ist hauptsächlich dazu entworfen, ein sehr offenes (d.h. voluminöses) FP in erster Linie für Staubspeicherkapazität als Filter herzustellen. Die sehr offene FP-Lage 21 ist vorzugsweise aus 100 % Bikomponenten-B/C-Faser oder Mischungen aus B/C mit Verhältnissen von B/C zu "Pulp" hergestellt, die als höher charakterisiert sind als zur Herstellung grober Vorfilter-FP-Vliese normalerweise verwendet. Eines oder beide der FP-Lagen 16 und 19 können auch Splitfilmfasern und "gemischte elektrostatische Fasern" umfassen. Wenn keine B/C-Fasern oder andere Arten von thermischen Bondfasern in dem FP-Lagen 16 und 19 verwendet werden, dann sollte Latexbindemittel bei den Einheiten 23 und 27 appliziert werden, um die Lagen zu bonden. Wenn B/C-Fasern oder andere Arten von thermischen Bondfasern in einem der FP-Applikatorköpfe 15 und 18 umfasst sind, dann kann Latexbindemittel immer noch bei den Einheiten 23 und 27 appliziert werden.The next in 14 The device component shown is another FP applicator 15 that a FP fleece on the location 14 (or on the location 12 if a second MB location 13 is not included). Then the non-pre-bonded arrangement of layers with layer moves 16 as the top one by another optional compressor 17 , Next, the intermediate is under one or more additional FP units 18 and 20 promoted. The FP applicator heads 15 and 18 add the drained capacity in the Structure. The FP applicator 20 is primarily designed to produce a very open (ie voluminous) FP primarily for dust storage capacity as a filter. The very open FP location 21 is preferably made from 100% bicomponent B / C fiber or mixtures of B / C with ratios of B / C to "pulp" which are characterized as being higher than is normally used for the production of coarse pre-filter FP nonwovens. One or both of the FP locations 16 and 19 may also include split film fibers and "mixed electrostatic fibers". If there are no B / C fibers or other types of thermal bonding fibers in the FP layers 16 and 19 latex binder should be used with the units 23 and 27 can be applied to bond the layers. If B / C fibers or other types of thermal bonding fibers in one of the FP applicator heads 15 and 18 latex binders can still be included in the units 23 and 27 be applied.

Das Zwischenprodukt der obersten Lage 21 bewegt sich dann durch einen weiteren Verdichter 22 und danach durch einen Abschnitt der Produktionslinie, in dem die bisher losen, ungebondeten Lagen einem oder mehreren Bindeprozessschritte unterworfen werden, die kumulativ wirksam sind, um die einheitlichen Lagenstruktur des mehrlagigen Filters zu bilden. Vorzugsweise sind alle Filterkomponenten, die in die einheitliche Lagenstruktur aufgenommen sein werden, in dem Zwischenprodukt in diesem Stadium vor dem Binden der Lagen zusammen aufgenommen.The intermediate product of the top layer 21 then moves through another compressor 22 and then through a section of the production line in which the previously loose, unbonded layers are subjected to one or more binding process steps which are cumulatively effective to form the uniform layer structure of the multi-layer filter. Preferably, all filter components that will be included in the uniform layer structure are included in the intermediate product at this stage before the layers are bound.

Mit weiterer Bezugnahme auf 14 kann man sehen, dass die Bindeschritte beginnend in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Latexbindemittel 24, das von dem Applikator 23 appliziert wird, stattfinden. Das Latex kann aus einer flüssigen Dispersion oder Emulsion gesprayt werden, durch eine Walze oder Gravurapplikation appliziert werden, oder als trockenes Pulver auf das Substrat gesprayt werden und dann thermisch geschmolzen oder daran gebondet werden. Das Latex dient auch als Abdichtmittel, indem es Staub eliminiert, der von den Außenoberflächen der FP-Lage austreten kann. Nach dem Hinzufügen von Latexbindemittel bei 23 bewegt sich das Zwischenprodukt durch eine Heizeinheit 25, die das Latexbindemittel trocknet und aushärtet, um die Zusammensetzung zu bonden. Die Heizeinheit kann ein geheizter Kalander, oder ein Infrarot-Mikrowellen- oder Konvektionsofen sein. Eine Kombination von diesen kann auch verwendet werden. Ein Durchströmofen wird bevorzugt. Wenn B/C-Fasern oder andere Arten von thermischen bondbaren Schmelzfasern in dem Zwischenprodukt vorhanden sind, dann können die Öfen 25 und 29 dazu dienen, diese Fasern thermisch zu schmelzen, um das Bonden und das Bilden der einheitlichen Struktur fortzusetzen.With further reference to 14 one can see that the binding steps start with a latex binder in the illustrated embodiment 24 by the applicator 23 is applied take place. The latex can be sprayed from a liquid dispersion or emulsion, applied by a roller or engraving application, or sprayed onto the substrate as a dry powder and then thermally melted or bonded to it. The latex also serves as a sealant by eliminating dust that can leak from the outer surfaces of the FP sheet. After adding latex binder at 23, the intermediate moves through a heating unit 25 which dries and cures the latex binder to bond the composition. The heating unit can be a heated calender, or an infrared microwave or convection oven. A combination of these can also be used. A flow-through furnace is preferred. If B / C fibers or other types of thermally bondable melt fibers are present in the intermediate, then the ovens can 25 and 29 serve to thermally melt these fibers to continue bonding and forming the unitary structure.

Nach dem Ofen 25 wird das Zwischenprodukt durch das System 26 abgekühlt, und dann wird ein zweites Latexbindemittel bei 27 appliziert. Wie dargestellt, sind der Bewegungsweg und die Sprayeinheit 27 so angeordnet, um das Latexbindemittel auf die gegenüberliegende Seite der ersten Applikation zu applizieren. Das Zwischenprodukt umfassend das zweite Latexbindemittel 28 wird dann durch einen zweiten Durchströmofen 29 und durch einen weiteren Abkühlabschnitt 30 geführt. Als nächstes wird der vollständig gebondete mehrlagige Film eine einheitliche Lagenstruktur in der Station 31 zum kalten elektrostatischen Aufladen, vorzugsweise ein Tantret-J-System, aufgeladen. Zuletzt wird der mehrlagige Film 32 auf eine gewünschte Breite oder mehrere Breiten auf der Schlitzvorrichtung 33 geschlitzt und durch die Winde 34 aufgerollt. Obwohl das elektrostatische Aufladen so dargestellt wird, dass es gegen Ende des Prozesses stattfindet, ist es auch beabsichtigt, ein Aufladen in einem Stadium vor der Applizierung von Latexbindemittel durchgeführt werden kann, unter der Voraussetzung, dass das Bindemittel und die nachfolgenden Prozessschritte die Ladung von dem Zwischenprodukt nicht wesentlich abziehen.After the oven 25 becomes the intermediate through the system 26 cooled, and then a second latex binder is applied at 27. As shown, the path of movement and the spray unit 27 so arranged to apply the latex binder to the opposite side of the first application. The intermediate product comprises the second latex binder 28 is then passed through a second through-flow furnace 29 and through another cooling section 30 guided. Next, the fully bonded multilayer film becomes a single layer structure in the station 31 for cold electrostatic charging, preferably a Tantret-J system. Finally, the multi-layer film 32 to a desired width or multiple widths on the slot device 33 slotted and through the winds 34 rolled up. Although electrostatic charging is shown to occur towards the end of the process, it is also intended that charging can be done at a stage prior to the application of latex binder, provided that the binder and subsequent process steps remove the charge from that Do not subtract the intermediate product significantly.

Claims

Multi-layer filter for filtering a stream of ambient air, comprising at least one upstream band and one downstream arranged band, whereby the ratio of the absolute pore volume from upstream arranged band to downstream arranged band RAPV> 2, and the absolute projected fiber coverage of the upstream Bands and the downstream arranged bands APFC> 95%.

The multi-layer filter of claim 1, wherein the upstream Band and / or the downstream arranged tape is a non-pre-bonded layer.

Multi-layer filter according to claim 1 or 2, wherein the ratio of average pore diameter from upstream to downstream Band RPD 4 <RPD <10.

A multilayer filter according to claim 3, wherein the average pore diameter the upstream arranged bands PDU> 60 μm, preferably 80 μm <PDU <200 μm.

A multi-layer filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the upstream band is one relative pore volume RPVU> 94%, preferably RPVU> 96%, a density ADU <0.05 g / cm ³ and a thickness D in the range of 0.5 mm <D <2.5 mm.

The multi-layer filter of claim 5, wherein the downstream band has a relative pore volume RPVD that is less than the RPVU, a density ADD in the range of 0.07 g / cm ³ <ADD <0.14 g / cm ³ and a thickness D in the range of 0.1 mm <D <0.4 mm.

A multi-layer filter according to any one of claims 1 to 6, wherein the upstream Tape fibers with a length in the range of 0.1 mm to 3.0 mm.

A multilayer filter according to claim 7, wherein the orientation of the Fibers in the flow direction in the upstream band higher than in the downstream arranged band is.

A multi-layer filter according to any one of claims 1 to 8, wherein the upstream Band a dust retention capacity DR regarding Dust particles with a diameter equal to the average pore diameter the downstream arranged bands, of DR> 99%.

A multi-layer filter according to any one of claims 1 to 9, wherein the upstream Tape dry-drained, thermally bondable melting, bicomponent or monocomponent polymer fibers and the downstream one Band includes meltblown fibers.

The multi-layer filter of claim 10, wherein the upstream Band has a composition consisting of the group 100% by weight bicomponent polymer fibers, a mixture of at least about 10% by weight bicomponent polymer fibers with a complementary amount of natural Fibers, staple fibers or a mixture of these, and a mixture of at least about 10% by weight with a complementary amount on fluff pulp fibers, staple fibers or a mixture of these selected is.

The multi-layer filter of claim 11, wherein the bicomponent polymer fibers a jacket made of one polymer and a core made of another Polymer with a higher Have melting point than that of the one polymer.

The multi-layer filter of claim 12, wherein the core is polypropylene and the jacket is polyethylene.

The multi-layer filter of claim 13, wherein the core is eccentric is arranged with respect to the jacket.

The multi-layer filter of claim 10, wherein the upstream Band further comprises fibers consisting of at least uncharged split film fibers, charged split film fibers or mixed electrostatic fibers selected were.

Vacuum cleaner bags comprising a multi-layer filter according to one of the present claims.

Multi-layer filter made by a process comprising the steps (a) Laying a filtration material on top of one Carrier, around that upstream to form an arranged band (b) Placing the downstream Bands on the upstream arranged band, and (c) Bonding the tapes to a multilayer Form filters with a uniform structure.

The multi-layer filter of claim 17, wherein the upstream Band and / or the downstream arranged tape is a non-pre-bonded layer and a filter is formed with a uniform layer structure.

Vacuum cleaner bag comprising a multi-layer filter according to claim 17 or 18.