DE2503615C2

DE2503615C2 - Mehrschichtenfilter

Info

Publication number: DE2503615C2
Application number: DE2503615A
Authority: DE
Inventors: jun. Patrick H. St. Paul Minn. Carey
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1986-10-23
Also published as: CA1044615A; FR2258888B1; JPS50108677A; GB1481666A; DE2503615A1; JPS6036807B2; FR2258888A1; IT1029389B

Description

c) die Zwischenschicht ein Flächengewicht von höchstens 3 mg/cm² hat, und daß

d) die Grund- und die Deckschicht weniger als 20% zum Druckabfall durch das Filtermedium beitragen.

2. Mehrschichtenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern lösungsgeblasen sind.

3. Mehrschichtenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichten abgerundete Partikel des Polymerisats enthalten, aus dem die lösungsgeblasenen Mikrofasern hergestellt worden sind.

4. Mehrschichtenfüter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, diß die Mikrofasern einen durchschnittlichen Durchmesser von höchstens 03 um aufweisen.

5. Mehrschichtenfilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht höchstens

0,5 mg/cm² wiegt

6. Mehrschichtenfilter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern aus einem Vinylchlorid-Polymerisat bestehen.

7. Verwendung des Mehrschichtenfilters nach den Ansprüchen 1 bis 6 in Zimmerluftreinigern und Atem-Schutzgeräten.

30 Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtenfüter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die üblichen mechanischen Luftfilter, wie z. B. Rauch- oder Abgasfilter, die die Form von ziemlich dicken, aus dichtgewickelten Bahnen von feinen Glasfasern gebildeten Platten haben, die zur Entfernung von Staub und sonstigen feinteiligen Luftverunreinigungen in Wohnungen, Büros oder Fabriken verwendet werden, haben den Nachteil, daß sie nur kurze Zeii mit maximaler Wirkung arbeiten. Innerhalb weniger Wochen nach der Inbetriebnahme haben diese Filter gewöhnlich eine solche Menge von Partikeln aufgenommen, so daß die mittels eines Luftgebläses hindurchgeleitete Luftmenge stark reduziert wird. Je weniger Luft durch das Filter bewegt wird, umso geringer ist die Aufnahme von Schmutzpartikeln, die aus der Luft entfernt werden sollen.

Aus der US-PS 36 06 740 ist eir Mehrschichtenfüter mit einer innen liegenden Lage aus Mikrofasern und mit einer die Grundschicht und die Deckschicht bildenden porösen Materialbahn bekannt. Das Filter wird hergestellt, indem die Materialbahn um die separat gefertigte Lage aus Mikrofasern gelegt wird und entlang der Längskanten so vernäht wird, daß die Mikrofasern innerhalb der Deckschichten eingeschlossen sind.

Ferner ist in der DE-AS 10 90 181 ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Filtriermaterialbahnen beschrieben, bei dem grobe und feine Fasern in einem Gasstrom auf einer wandernden Auffangfläche aufgebracht werden.

Das solcherart hergestellte Filtermedium weist, über den Querschnitt gesehen, eine graduelle Änderung der Verteilung von groben und feinen Fasern auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Mehrschichtenfüter derart weiterzuentwikkeln, daß eine höhere Abtrennwirkung für teilchenförmige Verunreinigungen in Luft bei niedrigem Druckabfall mit einer geringeren Masse an Mikrofasern erreicht wird.

so Diese Aufgabe wird gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Mehrschichtenfüter besteht aus einer vorgefertigten, selbsttragenden und porösen Bahn als Fasergrundschicht, die im folgenden auch als Trägerschicht bezeichnet wird, mindestens einer dünnen, leichten Zwischenschicht aus polymeren Mikrofasern, die auf der Fasergrundschicht aufgebracht sind, und einer porösen Bahn als Deckschicht, die im folgenden auch Oberschicht genannt wird. Die verwendeten Mikrofasern sind sehr fein, ihr Durchmesser beträgt gewöhnlich höchstens 0,5 μπι, vorzugsweise höchstens 0,3 μπι, und sie werden nur in sehr geringen Mengen verwendet. Die Mikrofaserschicht ist so ungewöhnlich dünn und leicht, daß sie nicht selbsttragend ist, d. h. wenn es auch möglich ist, die Mikrofaserschicht eine gewisse Zeit allein zu handhaben, so kann sie doch im allgemeinen nicht so hergestellt werden, daß sie als solche brauchbar ist und für sich allein auf eine Lagerrolle aufgewickelt, von dieser abgewickelt und auf eine poröse Bahn aufgebracht werden kann. Die Mikrofaserschicht wird daher in situ auf der porösen Bahn gebildet, indem die Mikrofasern aus einer mikrcuäseniiasse, die auf die Bahn gerichtet ist, gesammelt werden. Die Zwischenschicht hat ein Kiächengewicht von höchstens 3 mg/cm². Erfindungsgemäß tragen die Grund- und die Deckschicht weniger als 20%

zum Druckabfall durch das Medium bei.

Vorzugsweise verwendet man in dem Filter der Erfindung lösungsgeblasene polymere Mikrofasern. Sowohl schmelzgeblasene als auch lösungsgeblasene Mikrofasern sind seit langem bekannt zur Verwendung in Filtern. Diese Mikrofasern werden hergestellt durch Extrudieren eines verflüssigten (geschmolzenen oder gelösten), normalerweise festen Polymers durch eine öffnung in einen rasch strömenden Gasstrom, der die extrudierte Masse zu sehr feinen Fasern auszieht und verjüngt, die sich dann auf dem Wege im Gasstrom zu einer

Sammelvorrichtung verfestigen; vgL Van A. Wente, »Superfine Thermoplastic Fibers«, Industrial Engineering Chemistry. Bd.48(1956), S. 1342 ff„ und US-PS 24 64 301,24 83 406,26 12 679,29 88 469,30 73 735 und 32 31 639. Verschiedene dieser Patentschriften befassen sich mit der Filtration und in einigen, z. B. in der US-PS 30 73 735, sind Mehrschichtenfilter beschrieben, be> denen eine Schicht geblasener Mikrofasern in Verbindung mit Schichten dickerer Fasern verwendet wird.

Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Filters sind bisher nicht erreicht worden. Ein besonderes Merkmal des Filters der Erfindung ist der ungewöhnlich niedrige Widerstand gegenüber dem Fluß des Gasstroms. Bei eiiiem vorgegebenen Teilchendurchgang durch das Filter wird im allgemeinen ein ungewöhnlich niedriger Druckabfall in dem behandelten Gasstrom hervorgerufen. Darauf folgt, daß größere Gasvolumen durch das Filter mit schwächeren Gebläsen bewegt werden können. 1 ο

Der Ausdruck »Teilchendurchgang« bedeutet die Anzahl von Partikeln in einem durch das Filter geleiteten Gasstrom, gemessen in Prozent der Zahl von Partikeln, die in das Filter eindringen. Der Ausdruck »anfänglicher Teilchendurchgang« ist der Teilchendurchgang bei der anfänglichen Benutzung des Filters.

Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Filters bringen große Vorteile mit sich, besonders bei der Filterung von Zinimeriuft Das Filter ermöglicht den Betrieb eines Zimmerluftreinigers, der über einen langen Zeitraum hinweg gleichmäßig hohe Leistungen erreicht Der Zimmerluftreiniger besteht aus a) einem Gebläse, das die Luft durch einen Einlaß ansaugt, sie in einem Luftweg entlangführt und dann durch einen Auslaß wieder ausbläst, b) dem erfindungsgemäßen Mehrschichtenfilter, das in einer auswechselbaren Zuführungsrolle angebracht ist und sich ijiier zum Luftstrom zu einer Aufaahmerolle erstreckt, und c) einer Antriebseinrichtung, die das Filter in einer vorbestimmten Geschwindigkeit von der Zuführungsrolle zur Aufnahmerolle bewegt Da der Druckabfall bei dem Filter der Erfindung niedrig ist, kann ein geräuschloses Gebläse mit geringer Leistung verwendet werden. Weiterhin kann das Filter in einer ziemlich niedrigen Geschwindigkeit durch den Zimmerluftreiniger bewegt wenden, da der Druckabfall über einen längeren Zeitraum niedrig bleibt So kann z. B. eine 30 cm breite Fiherbahh in einem Zimmerluftreiniger mit einer Leistung von 400 Liter/min in einer Geschwindigkeit von höchstens 5 cm pro Tag weiterbewegt werden. Dies bedeutet daß die Filterrolle nur in großen Abständen von 90 bis 180 Tagen ausgewechselt werden muß. Das Filter ist billig, wodurch ein sparsames Filtern mit hoher Leistung auf lange Zeit ermöglicht wird. Eine derartige Leistungsfähigkeit wurde mit mechanischen Filtern bisher nicht erreicht

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht eines Zimmerluftreinigers der Erfindung;

F i g. 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein Filter der Erfindung;

F i g. 3 zeigt in graphischer Darstellung den anfänglichen Teilchendurchgang im Verhältnis zum Druckabfall in dem erfindungsgemäßen Filter, wobei der Teilchendurchgang in Prozent auf der Ordinate und der Druckabfall in mm Wassersäule auf der Abszisse angegeben ist;

F i g. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung des Filters der Erfindung.

Der Zimmerluftreiniger 10 in Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 11, in dem eine Aufnahmerolle 12 und eine Zuführungsrolle 13 des Filters 14 angebracht sind. Das Filter erstreckt sich von der Zuführungsrolle 13 zu der Aufnahriierolle 12 und läuft durch einen Luftstrom, der von einem Gebläse 15 erzeugt wird. Das Gebläse 15 saugt Luft in das Gehäuse 11 durch einen Einlaß 16, treibt die Luft durch die Länge des Filters zwischen Zuführungs- und Aufnahmerolle und bläst sie durch einen Auslaß 17 wieder heraus. Ein Motor 18 bewegt das Filter von der Zuführungs- zu der Aufnahmerolle in einer vorbestimmten Geschwindigkeit Der Motor kann kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten.

Das Filter 14, wie in F i g. 2 dargestellt besteht aus einer porösen Bahn 21 als Träger, einer Zwischenschicht 22 aus Mikrofasern und einer porösen Bahn 23 als Oberschicht.

Die Träger- und die Oberschichtbahn weisen eine starke Durchlässigkeit (Porosität) auf, so daß sie nur zu einem kleinen Teil zum Druckabfall (normalerweise höchstens 20%) in dem Filter beitragen. Die als Träger- und Oberschicht dienenden Bahnen können verschiedentlich ausgebildet sein, vorzugsweise verwendet man jedoch Faservliesbahnen. Zur Herstellung solcher Bahnen werden Stapelfasern als lockere Bahn auf eine Kardiermaschine gebracht und zu einer dünnen Bahn verdichtet Die Bahn wird in verdichteter Form gehalten durch Verschmelzen der Fasern an ihren Berührungsstellen oder durch Verwendung eines harzartigen Bindemittels, mit dem die Bahn nur schwach imprägniert wird, um die Durchlässigkeit (Porosität) des Faservlieses zu bewahren. Die Fasern in den Bahnen bestehen im allgemeinen aus Fasern eines synthetischen Polymerisats wie Polyäthylenterephthalat; es können aber auch natürliche Fasern verwendet werden. Vorzugsweise werden Fasern mit einem Titer von 1,5 bis 3 Denier verwendet

Die poröse Trägerschicht besteht aus einer selbsttragenden Bahn, die in den meisten Fällen ein Flächengewicht von etwa 1,7 mg/cm² aufweist. Bei solchen erfindungsgemäßen Filtern, bei denen die Trägerbahn als Vorfilter dient, kann sie auch dicker sein und ein Flächengewicht von bis zu 8,5 mg/cm² haben. Die Oberschicht ist gewöhnlich ähnlich, sie kann aber auch von geringerem Flächengewicht und größerer Durchlässigkeit sein. Bei solchen Filtern, bei denen die Oberschichtbahn dem zu filternden Luftstrom zugekehrt ist, kann diese als Vorfilter dienen.

Die Dicke der Mikrofaserschicht und die Anzahl dieser Schichten in dem erfindungsgemäßen Filter hängt von der besonderen Verwendung des Filters ab. Das Filter kann verschieden gestaltet sein, je nach den verschiedenen Bedingungen beim Gebrauch, wie Oberflächengeschwindip-keit des zu filternden Gasstroms, Antriebskraft des Gebläses, Teilchendurchgang während eines einzigen Durchgangs des zu reinigenden Gasstroms und Druckabfall. Die erfindungsgemäßen Filter können als sogenannte absolute (»HEPA«) Filter verwendet werden wie auch als Filter, die einen größeren Prozentsatz an Partikeln durchlassen, aber mit niedrigerer Oberflächengeschwindigkeit arbeiten.

Die Mikrofaserschicht oder -schichten bei Filtern, die in den erfindungsgemäßen Zimmerluftreinigern Ver-

Wendung finden, sind im allgemeinen ziemlich dünn; sie wiegen höchstens 0,5 mg, vorzugsweise höchstens 0,25 mg/cm². Bei anderen Verwendungszwecken können die Schicht bzw. Schichten dicker sein, obwohl selbst bei einem absoluten Filter das Flächengewicht im allgemeinen höchstens 3 mg, meistens höchstens 1,5 mg/cm² )

beträgt

In den erfindungsgemäßen Zimmerluftreinigern, die gewöhnlich mit einer Oberflächengeschwindigkeit von j

30 m/min arbeiten, wird im allgemeinen ein Filter verwendet, das einen Druckabfall von 0,75 bis 1,25 cm Wassersäule aufweist Bei absoluten (HEPA) Filtern, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 15 m/min arbeiten, wird ein Filter mit einem Druckabfall von 7,5 bis 10 cm Wassersäule verwendet. Bei Atemfiltern weist %

das Filter einen Druckabfall von 0,75 bis 1,25 cm Wassersäule bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 4,5 m/ |'i

ίο min auf. |f

Für die Mikrofaserschicht verwendet man vorzugsweise lösungsgeblasene Mikrofasern. Eine geeignete Vor- fe

richtung zur Herstellung einer solchen Mikrofaserschicht ist in F i g. 4 dargestellt Diese Vorrichtung besteht aus I

einem Standrohr 25, in dem sich eine Polymerlösung befindet, einer Pumpe 26, z. B. einer Zenith-Pumpe, einem f

Extruder 27, zu dem die Lösung gepumpt wird, und einem Filter 28, durch das die Lösung hindurchgeleitet wird ρ

und das Fremdpartikeln oder Gele entfernt, die die Extrudieröffnungen verstopfen könnten. Der Extruder 27 ;

besteht aus einem Hohlraum 23, in den durch einen Einlaß 30 Luft eingeleitet wird. Eine Nadel 31 mit kleinem ;!

Durchmesser innerhalb dieses Raums ist mit der Zuführungsleitung der Lösung verbunden. Die Nadel 31 ragt durch eine schmale öffnung 32 in eine Frontplatte 33 des Luftraums 29 hinein, wobei sich das Ende der Nadel in geringer Entfernung, beispielsweise 1,5 mm, jenseits der Frontplatte befindet. Durch den Einlaß 30 wird Luft

hineingeleitet, die durch die öffnung 32 wieder austritt, das extrudierte Polymerisat verjüngt und die erhaltenen Mikrofasern auf eine poröse Bahn 35 fördert, die als Träger dient. Der Luftstrom durchdringt die Bahn 35 über einen zweiten Hohlraum 39, aus dem Luft ausgestoßen wird. Ein Gitter 40 bedeckt die öffnung des Luftraums, um die Bahn in dem Luftraum flach zu halten. Die Bahn 35 wird von einer Zuführungsrolle 36 über eine Leitrolle 37 zu einer Aufnahmerolle 38 bewegt Die poröse Oberschichtbahn wird von einer Zuführungsrolle 41 abgewikkelt über eine Leitrolle 42, wo sie auf die Mikrofaserschicht laminiert wird.

Beispiele für die zur Herstellung lösungsgeblasener Mikrofasern geeigneten Polymerisate sind Vinylchlorid-, Styrol-, Vinylbutyral- und Vinylidenchlorid-Polymerisate. Diese Polymerisate können in Lösungsmitteln wie Toluol, Äthanol, Tetrahydrofuran oder Methyläthylketon oder in Gemischen dieser Lösungsmittel gelöst werden, um die erforderliche Viskosität einzustellen. Vinylchlorid-Polymerisate sind bevorzugt, da sie sich gut verarbeiten lassen. Es wurde weiterhin festgestellt, daß sich Filter aus Polyvinylchloridfasern während des

Gebrauchs elektrostatisch aufladen. Man nimmt an, daß diese Aufladung die Fähigkeit der Mikrofaserzwischen- t

schicht verbessert, die Partikeln anzuziehen und festzuhalten. Auch Mikrofasern, die aus anderen Polymerisaten '

hergestellt worden sind, entwickeln eine elektrostatische Aufladung.
Durch mikroskopische Untersuchung der Schicht aus lösungsgeblasenen Mikrofasern in bevorzugten Filtern

der Erfindung wurde das Vorhandensein von abgerundeten Partikeln des Polymerisats festgestellt, aus dem die ^:

Mikrofasern gebildet worden sind.

Man nimmt an, daß die abgerundeten Partikeln dazu beitragen, daß sich Zwischenräume zwischen den Mikrofasern bilden, die für den niedrigen Druckabfall mitverantwortlich sind. Diese abgerundeten Partikeln, die :■

sich anscheinend während des Blasvorgangs entwickeln, haben einen Durchmesser von 1 bis 3 μπι. ;

AO F i g. 3 zeigt verschiedene Kurven des anfänglichen Teilchendurchgangs im Verhältnis zum Druckabfall in · /

dem erfindungsgemäßen Filter, wobei die Ordinate den Teilchendurchgang in Prozent und die Abszisse den ^

Druckabfall in mm Wassersäule angibt Die Kurven A und B legen den Bereich der Verhältnisse von Teilchendurchgang zu Druckabfall fest, wie ihn Filter der Erfindung bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 6 m/min aufweisen, die Kurven Cund D bei Filtern bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 30 m/min.

Wie aus den Kurven ersichtlich, haben die Filter der Erfindung, die einen höheren Druckabfall haben (z. B. wegen größerer Dicke), einen niedrigeren Teilchendurchgang. Die verschiedenen Filter der Erfindung können sich in Bezug auf das Verhältnis von anfänglichem Teilchendurchgang zu Druckabfall unterscheiden. Dies hängt beispielsweise von der Fasergröße, Faserdichte und sonstigen Eigenschaften der Mikrofaserschicht ab. Im allgemeinen bleibt das Verhältnis jedoch innerhalb der Bereiche, wie sie durch die beiden Kurvenpaare in F i g. 3 angegeben sind. Eine Abänderung der Dicke einer Mikrofaserschicht oder der Anzahl der Schichten verändert auch die Werte des Druckabfalls und des Teilchendurchgangs, jedoch bleibt im allgemeinen das Verhältnis bestehen, wie es durch die beiden Kurvenpaare in F i g. 3 dargestellt ist

Die in F i g. 3 gezeigten Kurven dienen als brauchbare Norm für die Regelung des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Filter. Die Beschaffenheit einer Schicht lösungsgeblasener Mikrofasern kann z. B. durch Abänderung des Feststoffgehalts in der Lösung variiert werden, die durch die Vorrichtung zur Bildung von Mikrofasern extrudiert wird, oder durch die Extrudierbedingungen. Im allgemeinen gilt, daß der Durchmesser der hergestellten Fasern umso niedriger ist, je niedriger der Feststoffgehalt der Polymerlösung ist. Wenn der FestEioffgehalt zu niedrig ist, bilden sich keine Fasern; wenn der Feststoffgehalt zu hoch ist, sind die Mikrofasern zu grob für die gewünschten Filtereigenschaften. Die Fließgeschwindigkeit der Polymerlösung kann auch variiert werden und liegt im allgemeinen unter 10 oder 15 ml/min, um die Abmessungen und die Anzahl der Fasern zu regeln. Gleichermaßen kann auch die Luftgeschwindigkeit um die Nadel variiert werden.

Um den erforderlichen Feststoffgehalt für ein bestimmtes Polymerisat und ein bestimmtes Lösungsmittel und die geeigneten Extrudierbedingungen zu bestimmen, extrudiert man eine Anzahl von Polymerlösungen mit verschiedenem Feststoffgehalt um verschiedene Mikrofaserschichten auf einem porösen Trägermaterial herzustellen, und zeichnet das Verhältnis von anfänglichem Teilchendurchgang zu statischem Druck für die verschiedenen Schichten auf. Wegen der ziemlich starken Durchlässigkeit der Trägerschicht kann die Wirkung der porösen Bahn auf den Druckabfall außer acht gelassen werden. Die Mikrofaserschichten bildenden Polymerlösungen, die ein ähnliches Verhältnis zwischen den Kurven wie in F i g. 3 dargestellt haben, sind im allgemeinen als

Lösungen geeignet.

Wennein erfindungsgemäßes Filter mehr als eine Mikrofaserschicht enthält, sind diese Schichten gewöhnlich im wesentlichen identisch; sie können aber auch hinsichtlich des Materials, aus dem die Fasern hergestellt werden, des Durchmessers der Fasern, der zahlenmäßigen Dichte der Fasern usw. abweichen. Mehrere Mikrofaserschiqhten können direkt aneinander liegen, beispielsweise wenn Mikrofaserschichten auf zwei verschiedenen porösen. Trägerbahnen zusammengefaßt sind, die dann miteinander Schicht gegen Schicht laminiert werden, oder sie können durch andere Schichten, z. B. poröse Trägerbahnen, voneinander getrennt sein.

Die erfindungsgemäßen Filter können nicht nur in Zimmerluftreinigern, sondern auch z. B. in Atemschutzgeräten.ver_:wendet werden, wobei das Filter quer zum Luftaufnahmestrom in dem Atemschutzgerät untergebracht ist_: Beispiele für Gesichtsschutzmasken von geringem Gewicht der allgemeinen becherförmigen Ausführung sind inden US-PS 33 33 585 und 35 21 630 beschrieben.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiele 1 bis 7

Gemäß Tabelle I wird eine Anzahl verschiedener Polymerlösungen hergestellt und auf eine poröse Bahn als Träger extrudiert Man verwendet dazu eine Vorrichtung, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, wobei man als Extrudiemadel eine 1,25 cm lange Nadel (Nr. 21 gauge) verwendet. Als poröse Bahn verwendet man eine kardierte, aus regellos angeordneten Fasern bestehende Faservliesbahn aus Polyesterfasern eines Titers von 1,75. Denier, die mit alkohollöslichem Nylon verklebt ist und ein Flächengewicht von etwa 1,7 mg/cm² besitzt. Eine Schicht Mikrofasern mit einem durchschnittlichen Flächengewicht von etwa 0,2 mg/cm² wird auf dem Träger· gesammelt. Auf die Mikrofaserschicht wird eine poröse Bahn als Oberschicht laminiert, die ähnlich der Trägerschicht ist, aber nur 0,9 mg/cm² wiegt. Das Material wird dann hinsichtlich anfänglichem Teilchendurchgang und statischem Druck bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 30 m/min untersucht. Die Ergebnisse sind in. Tabelle I zusammengefaßt Für jedes Polymerisat wird ein Bereich für den statischen Druck und den anfänglichen Teilchendurchgang vermerkt, da verschiedene Proben unter Anwendung verschiedener Luftdrukke in dem Hohlraum hergestellt werden.

Es wird eine Standard-Testvorrichtung verwendet, bei der ein Royco Modell 256 Aerosolgenerator einen Luftstrom,erzeugt, der Kaliumchloridpartikeln von 0,1 bis 1,9 μπι Durchmesser enthält. Dieser Luftstrom wird durch einen Trockner und zwei Strömungsmesser in einen Hohlraum geleitet, der eine Spanneinrichtung enthält, mit der eine Probe innerhalb des Luftstroms eingesetzt werden kann. Die Luftaufnahmeleistung des Aerosolgenerators beträgt 1,4 kg/cm², der Zerstäubungsdruck in dem Gerät 0,56 kg/cm², und der Durchfluß durch den Trockner 15 bis 30 Liter/min. Durch den Aerosolgenerator werden aus einer Kaliumchloridlösung in destilliertem Wasser mit einem Feststoffgehalt von 0,5 Gewichtsprozent Partikeln gebildet. In den mit Luft gefüllten Hohlraum erstrecken sich beidseits der Spanneinrichtung Testsonden, die die Anzahl der Partikeln in dem Luftstrom an jeder Seite der Probe messen. Die Testsonden gehören zu einem linearen Lichtstreuungsphotometer T.PA.-2C, hergestellt von der Air Techniques Inc. Vor der Einführung der Probe in den mit Luft gefüllten Hohlraum wird die Vorrichtung so eingestellt, daß die Vorrichtung zum Teilchennachweis 100% anzeigt Nach der Einführung der Probe mißt die stromabwärts eingesetzte Sonde (durch Zählung der Partikel) den Prozentsatz der durch die Probe durchdringenden Partikeln. Der statische Druck wird durch einen Wasserdruckmesser gemessen.

Tabelle I

Λ Ji

Beispiel	Polymerisat	Lösungsmittel	Verfahrensbedingungen	Fließge	Luftdruck	Vorschubge	Filtereigenschaften	Anfänglicher	ro
			Feststoff	schwindigkeit,	im Hohlraum,	schwindigkeit,	Druckabfall¹)	Teilchendurchgang,	Oi
			gehalt,	ml/min	kg/cm²	m/min	mm WS	%
			Gew.-%	6,7	1,4-1,8	03		47-55	S
1	Polyvinylbutyral	Toluol/Äthanol-Gemisch	4				8,2-10,2
	(Monsanto's »Butvar«	im Gewichtsverhältnis
	B-90)	60:40		4,5	0,9-1,2	0,3		31-46	Oi
2	Polyvinylchlorid	Tetrahydrofuran/	6				9,6-14
	(Union Carbide QYTQ-7;	Methyläthylketon-Gemisch
	i.v. von 1,0)	im Gewichtsverhältnis
		70:30		4,5	0,7-1	0,4		30-51
3	Polyvinylidenchlorid	Methyläthylketon	8				8,4-15
	(Dow's F-310 »Saran«)			4,5	0,7-1	0,4		32-51
4	chloriniertes	Tetrahydrofuran/	8				8,1-11,4
	Polyvinylchlorid	Methyläthylketon-Gemisch
	(Goodrich's »Geon«	im Gewichtsverhältnis
	605X560)	70:30		3,0	0,7-1	0,45		38-55
5	Vinylchlorid-Copolymeri- sat²)	Methyläthylketon	14				8,6-11,4
	(Union Carbide's
	»Bakelite« VAGH)			3,0	0,7-1	0,45		35-53
6	Polyvinylchlorid	Tetrahydrofuran/	14				8,6-11,9
	(Union Carbide's	Methyläthylketon-Gemisch
	QYAC-10;	im Gewichtsverhältnis
	i. v. von 0,53	70:30		4,5	035-0,7	0,45		20-28
7	Polystyrol	Toluol	6				14,5-17,2
	(Union Carbide's
	»Bakelite« SKD 3955)

') gemessen bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 30 m/min.

²) bestehend aus 9t % Vinylchlorid, 3% Vinylacetat und 6% Hydroxylgruppen berechnet als Vinylalkohol.

Beispiel 8

Ein Ver-bundfilter wird hergestellt, indem man vier Filterschichten gemäß Beispiel 5 aufeinanderlegt. Die MikrofaseFschichten wiegen jedoch jeweils 0,65 mg/cm². Dieses Verbundfilter wird mit zwei handelsüblichen »HEPA«'F-iltern bezüglich des anfänglichen Teilchendurchgangs und des statischen Drucks verglichen. Das 5 erste handelsübliche Filter (»Dexter«, Grade X1401) enthält mit Kunstharz ausgerüstete Glasfasern von etwa 0,2 bis 2μιη Durchmesser, das zweite (»Microsorban«) geblasene Polystyrolmikrofasern von etwa 0,25 bis 2μπι Durchmesser.

Die Versuche werden gemäß den in Military Standard 282, Test Method 102.1 beschriebenen Verfahren durchgeführt unter Verwendung von Dioctylphthalatpartikeln von durchschnittlich 0,3 μπι und einer Oberflä- 10 chengeschwindigkeit von etwa 3,1 m/min. Die Messungen werden rasch durchgeführt, um jegliche Einwirkung von Dioctylphthalat auf die Polyvinylchloridfaser zu vermeiden. Wie aus den in Tabelle II zusammengefaßten Ergebnissen zu ersehen ist, ist der Teilchendurchgang durch das Filter des Beispiels bei ähnlichem Druckabfall geringer,

Tabeiie Ii

Anfänglicher Statischer Druck, Mikrofasern

Teilchendurchgang ram WS in dem Filter,

mg/cm²

erstes Vergleichsfilter	0,015	5	8
zweites Vergleichsfilter	0,007	5,3	18
erfindungsgemäßes Filter	0,003	53	2,6

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

',. 30

;·ί 35

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrschichtenfilter, bestehend aus einer vorgefertigten, selbsttragenden und porösen Fasergrundschicht, mindestens einer Zwischenschicht aus polymeren Mikrofasern, wobei im Falle mehrerer Zwischenschichten jeweils eine poröse Trennschicht vorgesehen ist, und einer abschließenden porösen Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Mikrofasern der Zwischenschicht einen durchschnittlichen Durchmesser von höchstens 0,5 |im aufweisen,
ίο b) die Zwischenschicht nicht selbsttragend ist und in situ auf der Fasergrundschicht erzeugt wurde,