DE2754305A1

DE2754305A1 - Stoffilter und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2754305A1
Application number: DE19772754305
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hirakawa
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4225642A; GB1573270A; CA1071851A

Description

k - 163 11, Minamihonmachi 1-chome,

5.Dezember 1977 Higashi-ku, Osaka-shi,

Osaka, Japan

Beschreibung Stoffilter und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Stoffilter aus einem gev/ebten oder gestrickten Stoff mit thermoplastischem, polymerem Fasermaterial und mit einer durch Aufrauhen einer Oberfläche des Stoffes erzeugten Faserschicht, die im wesentlichen aus thermoplastischen, polymeren Fasern besteht sov/ie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stoffilters.

Übliche Filter v/erden aus nicht gewebten !Materialien oder aus gewebten Stoffen hergestellt. Das Weben des Stoffes erfolgt dabei unter Verwendung gezogener oder gesponnener Fäden oder es werden Verbundgewebe verwendet. Im allgemeinen sind Stofffilter aus gewebten, gezogenen Fäden insofern vorteilhaft, als sie besonders gut gereinigt werden können, jedoch andererseits nachteilig, als beim Filtern ein hoher Druckabfall auftritt und nur eine geringe Auffangwirkung vorhanden ist. Stoffilter aus gesponnenen Fäden haben eine gute Auffangwirkung, sind jedoch insofern nachteilig, als sie schlecht zu reinigen sind und einen hohen Druckabfall verursachen. Filter aus nicht gewebten Materialien verursachen nur einen geringen Druckabfall, sind jedoch insofern nachteilig, als ihre Auffangwirkung gering und ihre Reinigung schv/ierig ist.

Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von folgenden Definitionen ausgegangen:

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Der Ausdruck "Auffangwirkung" bezeichnet die in Gewichtsprozenten angegebene Menge von Feststoffpartikeln, v/elche von dem Filter aus einer Suspension herausgefiltert wurden, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht der i-'eststoff partikel in der Suspension.

Der Ausdruck "Druckabfall" bezeichnet die Druckdifferenz in dem zu filternden Medium vor und hinter dem Filter, üblicherweise erhöht sich der Druckabfall mit der Bildung eines "Kuchens aus ausgefilterten Feststoffpartikeln an der Stoffilteroberflache.

Der Ausdruck "Reinigbarkeit" betrifft den Grad der Leichtigkeit, mit der der "Kuchen" von der Oberfläche des Stoffilters nach Beendigung des Filtervorganges entfernt werden kann. Bei einigen Stoffen lässt sich der Kuchen leicht trennen und von der Stoffilteroberflache entfernen. In anderen Fällen ist es jedoch schwierig, den Kuchen von der Stoffilteroberflache zu entfernen. Wenn nach einem Reinigungsvorgang ein Teil des Kuchens als Feststoffrückstand in dem Stoffilter zurückbleibt und sich in Öffnungen des Stoffilters ablagert, durch welches die Suspension hindurchströmt, dann führen wiederholte Filtervorgänge zu einen Ansteigen des Druckabfalls über dem Stofffilter. Ein starkes Ansteigen des Druckabfalls hat zur Folge, dass das Filter wertlos wird.

Zur Verbesserung der Sammel- bzw. Auffangwirkung und zur Verringerung des Druckabfalls wurde bereits der Versuch unternommen, die Oberfläche eines üblichen Stoffilters aufzurauhen, um auf diesem eine Faserschicht zu erzeugen. Dieser Versuch erwies sich während der ersten Filterzyklen tatsächlich als

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erfolgreich, weil eine verbesserte Auffangwirkung und ein verringerter Druckabfall erreicht wurden. Andererseits führte die Herstellung der Faserschicht jedoch dazu, dass es sich als sehr schwierig erwies, den Kuchen von der Stoffilteroberflache zu lösen. Im Verlauf einer längeren Einsatzzeit sammelten sich somit Feststoffpartikel in der Faserschicht, was zu einem Ansteigen des Druckabfalls führte und schliesslich dazu, dass das Stoffilter mit aufgerauhter Oberfläche einen höheren Druckabfall aufwies als übliche Stoffilter ohne aufgerauhte Oberfläche .

Wenn eine Oberfläche eines üblichen Filters aus nicht gewebtem Material abgesengt oder einer Endbehandlung mit einer Kunstharzappretur unterzogen wird, dann wird die Reinigbarkeit etwas verbessert. Die so erreichte verbesserte Reinigbarkeit erweist sich jedoch in der Praxis noch nicht als ausreichend. Insbesondere dann, wenn ein Filter aus nicht gewebtem Material zur Filterung von Gasen verwendet wird, wenn also beispielsv/eise eine Filtertüte unter Anwendung schwacher mechanischer Massnahmen, beispielsweise durch Schütteln, entleert werden soll, dann kann das Ausschütteln des Staubs nicht befriedigend ausgeführt werden, da das Filter aus nicht gewebtem Material zu steif ist. Ausserdem führt das Absengen eines Filters aus nicht gewebten Materialien in einigen Fällen zu einer Verschlechterung der Reinigbarkeit.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Stoffilter mit einer hohen Auffangwirkung, einem niedrigen Druckabfall und einer hervorragenden Reinigbarkeit sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filters anzugeben.

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Diese Aufgabe wird bei einem Filter der eingangs beschriebenen Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Teil der Fasern der Faserschicht miteinander zur Bildung eines Netzwerks aus verschweissten Fasern an der Oberfläche der Faserschicht verschweisst ist. Zur Herstellung eines solchen Filters hat sich ein Verfahren besonders bewährt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Faserschicht in Kontakt mit einem Medium bringt, dessen Temperatur höher ist als der Schmelzpunkt der thermoplastischen, polymeren Fasern, um auf diese Weise einen Teil der Fasern miteinander zu verschweissen und an der Oberfläche der Faserschicht ein Netzwerk aus miteinander verschweissten Fasern zu bilden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung v/erden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit einem Rasterelektronenmikroskop erzeugte Ansicht einer Oberfläche eines aus einem gesponnenen Garn gewebten Stoffes zur Herstellung eines erfindungsgemässen Stoffilters in 40-facher Vergrösserung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch nach dem Aufrauhen der Stoffoberfläche und dem Verschmelzen von Fasern der Faserschicht, ebenfalls in 40-fächer Vergrösserung und

Fig. 3 eine mit einem Rasterelektronenmikroskop in 40-fächer Vergrösserung hergestellte Ansicht einer Oberfläche eines erfindungsgemassen Stoffilters nach dem Kalandrieren des in Fig. 2 gezeigten Materials.

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Der gewebte oder gestrickte Stoff, der zur Herstellung eines erfindungsgemässen Stoffilters Verwendung finden kann, enthält thermoplastische, polymere Fasern, welche später die Fasern der aufgerauhten Faserschicht bilden. Die thermoplastischen, polymeren Fasern können aus einem Polyester, beispielsweise Polyathylenterephthalat; einem aliphatischen Polyamid, beispielsweise Nylon 6 oder Nylon 66; einem aromatischen Polyamid, beispielsweise Poly(m-Phenylenisophthalamid); einem Polyolefin, beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen; Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid bestehen. Der Ausdruck "Faser" bezeichnet in der vorliegenden Anmeldung einschliesslich der Ansprüche, falls nichts anderes vermerkt ist, sowohl Stapelfasern als auch kontinuierliche Filamente.

Der gewebte oder gestrickte Stoff kann aus gezogenen oder gesponnenen Fäden gewebt ocer gestrickt oder ein Verbundgewebe sein. Der gewebte oder gestrickte Stoff aus gezogenen Fäden ist aus thermoplastischen, polymeren Fäden zusammengesetzt. Der gesponnene oder gestrickte Stoff aus gesponnenen Fäden ist aus thermoplastischen, polymeren, aus aus Fasern gesponnenen Fäden zusammengesetzt oder die gesponnenen Fäden bestehen aus einer Mischung von 40 oder mehr Gew.-% thermoplastischer, polymerer Fasern und weniger als 40 Gew.-% natürlicher Fasern, beispielsweise Baumwolle oder Wolle; regenerierten Fasern, beispielsweise Viskose-Kunstseide, oder halbsynthetische Fasern, beispielsweise sekundäre oder tertiäre Zelluloseazetatfasern. Im Falle eines gewebten Stoffes bestehen vorzugsv/eise die Schussfäden aus thermoplastischen, polymeren Fasern. In diesem Fall können die Kettfaden des gewebten Stoffes aus thermoplastischen, polymeren Fasern, anderen Fasern oder

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einer Mischung von thermoplastischen, polymeren Fasern und anderen Fasern bestehen. Ein gewebter Stoff mit Kettfäden aus Glasfasern und Schussfäden aus thermoplastischen, polymeren Fasern wird für die Zwecke der Erfindung besonders bevorzugt. Ein solcher gewebter Stoff besitzt eine hohe Formstabilität und ermöglicht die Bildung einer Faserschicht, welche derjenigen bei einem gewebten Stoff ähnlich ist, bei dem Kett- und Schussfäden aus thermoplastischen, polymeren Fasern bestehen.

Hinsichtlich der gewebten oder gestrickten Stoffe, die erfindungsgemäss einsetzbar sind, bestehen hinsichtlich einer speziellen Struktur der Stoffe keine Beschränkungen. Satinartig und köperartig gewebte Stoffe v/erden jedoch bevorzugt, da bei diesen Bindungsarten die Oberfläche in eine Faserschicht mit der richtigen Faserdichte umgewandelt werden kann. Ganz besonders vorteilhaft sind satinartig gewebte Stoffe, da sich Satin leicht aufrauhen lässt, um eine Faserschicht zu bilden, welche beim Einfangen von Staub eine hohe Aufiangwirkung zeigt.

Die Faserschicht wird durch Aufrauhen einer Oberfläche des gewebten oder gestrickten Stoffes erzeugt. Bezüglich der Art des Aufrauhens bestehen keine besonderen Beschränkungen. Das Aufrauhen kann also mit irgendeiner üblichen Aufrauhmaschine erfolgen, beispielsweise mit einer Drahtkarde, mit einer RoIlkardenrauhmaschine oder mit einer Karborundumrauhmaschine. Bei dem Stoffilter gemäss der Erfindung wird ein Teil der thermoplastischen, polymeren Fasern der Faserschicht miteinander verschweisst, so dass sich ein Netzwerk von miteinander verschweissten Fasern an der Oberfläche der Faserschicht ergibt. Das Netzwerk aus miteinander verschv/eissten Fasern wird erzeugt, indem

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man die Faserschicht in Kontakt mit einem Heizmedium bringt, das eine Temperatur aufweist, die höher ist als die Schmelztemperatur der thermoplastischen, polymeren Fasern. Hinsichtlich des Ileizmediums bestehen keine besonderen Beschränkungen. Üblicherweise werden als Heizmedium jedoch Flammen erzeugt, indem man einen Brennstoff, beispielsweise Gas, oder einen flüssigen Brennstoff verbrennt. In diesem Fall lässt man den Stoff mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 50 bis 150 m/min vorwärtslaufen, und zwar derart, dass die Faserschicht des Stoffes für eine sehr kurze Zeit in Kontakt mit den Flammen gebracht wird. Dieser Vorgang ist einem üblichen Absengvorgang ähnlich, erfolgt jedoch bei gleicher Temperatur der Flammen mit niedrigerer Geschwindigkeit als das übliche Absengen. Andererseits kann das Heizmedium auch eine Heizplatte oder ein Heizrohr oder eine Heiztrommel sein, deren Temperatur höher ist als die Schmelztemperatur der thermoplastischen, polymeren Fasern.

Betrachtet man Fig. 1, so erkennt man, dass die Oberfläche eines aus gesponnenen Fäden gewebten Stoffes uneben ist. Betrachtet man dagegen Fig. 2, so erkennt man, dass die dort gezeigte Oberfläche der Faserschicht relativ eben ist, wobei diese Faserschicht dadurch erzeugt wird, dass die Oberfläche des gewebten Stoffes aufgerauht und dann in Kontakt mit einem Heizmedium mit der oben angegebenen Temperatur gebracht wird, so dass die Oberfläche der Faserschicht mit einem Netzwerk von miteinander verschweissten Fasern 1 bedeckt ist. Die Bildung eines Netzv/erks von miteinander verschweissten Fasern auf der aufgerauhten Faserschichtoberfläche führt also dazu, dass die Faserschicht eine relativ hohe Glattheit und Formtreue besitzt.

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Die Fasern in der Faserschicht werden durch das Netzwerk von miteinander verschweissten Fasern dagegen geschützt, dass sie aufgrund des Angreifens mechanischer Kräfte aus der Faserschicht gelöst werden. Ein Kuchen aus Festkörperpartikeln, welcher auf der Faserschicht mit vernetzter Oberfläche sitzt, kann also leicht von dieser gelöst werden, wobei das Stoffilter mit der an der Oberfläche vernetzten Faserschicht eine hervorragende Sammelwirkung und - während langer Einsatzzeiten des Filters - einen niedrigen Druckabfall aufweist.

Vorzugsweise enthält die Faserschicht auf der Oberfläche des gewebten oder gestrickten Stoffes zumindest 10, vorzugsweise zumindest 50 "Knoten" aus zwei oder mehr miteinander verschweissten Fasern pro cm der Oberfläche der Faserschicht.

Die oben beschriebenen Eigenschaften eines Stoffilters gemäss der Erfindung führen zu folgenden Vorteilen:

1. Selbst wenn das Stoffilter für einen langen Zeitraum kontinuierlich eingesetzt wird, ergibt sich im wesentlichen keine Verstopfung des Stoffilters.

2. Das Stoffilter kann kontinuierlich für eine lange Zeit eingesetzt werden, ohne dass man den angesammelten "Kuchen" bzw. den Staub von der Filteroberfläche entfernt. Dies bedeutet, dass sehr lange Filterzyklen bis zu einer Reinigung des Filters möglich sind.

3. Die Lebensdauer des Stoffilters ist langer als diejenige üblicher Stoffilter.

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4. Die Strömungsgeschwindigkeit für ein Medium (eine Flüssigkeit oder ein Gas), v/elches feste Partikel enthält, kann bei Einsatz eines erfindungsgemässen Stoffilters höher sein als bei Einsatz eines konventionellen Stoffilters.

5. Eine Filtervorrichtung, in der ein erfindungsgemässer Stoffilter verwendet wird, kann kleiner sein als eine Filtermaschine mit einem üblichen Stoffilter.

6. Da die Weichheit des erfindungsgemässen Stoffilters im wesentlichen ebenso gross ist wie diejenige des für seine Herstellung verv/endeten Stoffes, kann der aufgefangene Staub - wenn mit Hilfe des Filters trockener Staub ausgefiltert werden soll - leicht durch mechanische Massnahmen, beispielsweise mittels Vibrationen, von dem Stoffilter entfernt werden, die unter Einsatz einer schwachen Energiequelle erzeugt werden können.

7. Durch geeignete Wahl der Struktur des Stoffilters unter Berücksichtigung der Grosse der auszufilternden Feststoff partikel ist es möglich, die Sammelwirkung des Stofffilters zu verbessern.

8. Die Wartung des Stoffilters ist einfach und leicht durchzuführen.

Nach der Erzeugung des Netzwerks an der Oberfläche der Faserschicht besitzt das Stoffilter vorzugsweise eine Luftdurch-

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lässigkeit von 2 bis 40 ml/cm /see, und zwar gemessen nach der Norm ASTH D 737-69. Wenn die Luftdurchlässigkeit geringer ist

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als 2 ml/cm /sec, dann kann das Stoffilter in einigen Fällen während des Filtervorganges einen hohen Druckabfall verursachen. Ferner kann das Stoffilter dann, wenn die Luftdurchlässigkeit höher als etwa 40 ml/cm /see ist, in einigen Fällen eine sehr schlechte Sammelwirkung besitzen.

Damit der "Kuchen" von der Oberfläche der Faserschicht leicht entfernt werden kann, sollte die Anzahl der Fasern, welche auf eine Länge von mehr als 1 mm über die Oberfläche der Faserschicht vorstehen, 20 oder weniger pro 100 cm² der Oberfläche betragen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Stoffilter zur Verfestigung des Netzwerks aus den verschweissten Fasern kalandriert wird. Hierfür eignet sich jede übliche Kalandriervorrichtung, beispielsweise ein Rollkalander, ein Reibungskalander oder ein Druckkalander. Das Kalandrieren kann unter einem Druck von mindestens 1 kg/cm² durchgeführt werden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Kalandrieren bei der Erweichungstemperatur der thermoplastischen, polymeren Fasern oder bei einer höheren Temperatur durchgeführt wird, vorzugsweise bei einer Temperatur von 0,8 T oder mehr, wobei T die Schmelztemperatur bzw. m m

der Schmelzpunkt der thermoplastischen, polymeren Fasern in ⁰K ist. Die Temperatur beim Kalandrieren sollte jedoch auf jeden Fall unter der Schmelztemperatur der thermoplastischen, polymeren Fasern liegen. Die Optimalwerte für Temperatur und Druck beim Kalandrieren hängen von verschiedenen Parametern ab, beispielsweise von der Struktur und dem Gewicht des Stoffilters, von Art und Dicke der verwendeten Fäden, von der Art der Faserschicht und von der Grosse und Form der auszufilternden Feststoff partikel. Die Luftdurchlässigkeit des kalandrierten Stoff-

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filters sollte jedoch vorzugsweise in einem Bereich zwischen

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2 und 20 ml/cm /see liegen.

Fig. 3 zeigt die behandelte Oberfläche eines erfindungsgemassen Stoffilters nach dem Kalandrieren. Man sieht, dass die mitein-, ander verschweissten Fasern breit„gequetscht sind, so dass sich eine flache Oberfläche 2 ergibt. Beim Kalandrieren wird also eine erhöhte Glätte der Oberfläche der Faserschicht mit den miteinander verschweissten Fasern erzielt. Wenn ein erfindungsgemässes Filter nach dem Kalandrieren, beispielsweise für das Filtern von Gasen eingesetzt wird, ist die Reinigbarkeit bezüglich des gesammelten trockenen Staubes bei Anwendung mechanischer Vibrationen ebenso gut oder etwas besser, als bei üblichen Stoffiltern aus gezogenen fäden, welche eine sehr glatte Oberfläche haben. Die grosse Glätte des kalandrierten Stoffilters führt während des Filtervorganges zu einer Abnahme des Druckabfalls und zu einer Erhöhung der Sammelwirkung. Stoffilter gemäss der Erfindung erweisen sich für die Filtration von Gas, beispielsweise bei industriellen Tütenfiltern, elektrischen Reinigern und Luftreinigern, als sehr wirksam. Stoffilter qemäss der Erfindung können aber auch für das Filtern von Flüssigkeiten eingesetzt werden.

Beispiele 1 und 2 Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Bei den Beispielen 1 und 2 wurde jeweils ein feiner Miederwarensatin verwendet, der eine doppelte Kette aufwies, welche, wie die Schussfäden, aus einem gesponnenen Garn bestand, das

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eine Garnnummer von 20 aufwies und aus Polyäthylenterephthalat-Stapelfasern mit einer Stärke von 1,5 Denier und einer Stapellänge von 51 mm bestand. Der feine Miederwarensatin hatte eine Kettfadendichte von 73 Fäden/25,4 mm und eine Schussfadendichte von 58 Fäden/25,4 mm. Eine Oberfläche des Satins war zur Bildung einer Faserschicht mit einer Drahtkarde aufgerauht.

Gemäss Beispiel 1 liess man den aufgerauhten Satin mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min durch eine Gassengmaschine laufen, derart, dass die Faserschicht in Kontakt mit Flammen gelangte, welche in der Sengmaschine durch Verbrennen eines gasförmigen Brennstoffs erzeugt wurden.

Gemäss Beispiel 2 liess man den aufgerauhten Satin mit einer Geschwindigkeit von 15O m/min in der in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebenen Weise durch die Gassengmaschine laufen. Die Stoffilter gemäss Beispiel 1 und 2 besassen Netzwerke aus verschweissten Polyäthylenterephthalatfasern. Aus den Proben gemäss Beispiel 1 und 2 wurde jeweils eine zylinderförmige Filtertüte mit einem Durchmesser von 16 cm und einer Länge von 90 cm genäht. Die Filtertüte wurde in eine Filtersimulatormaschine eingesetzt und filterte bei einer konstanten Einlassgeschwindigkeit von 10 g/min eine Suspension, die mit einer Konzentration von 22 g/m Kieselerdepartikel mit einem mittleren Durchmesser von 1,3 jum enthielt, und zwar mit einer Verteilungskonstante von 1,0 nach dem Rosin-Rammler-Gesetzt, um die Kieselerdepartikel an der inneren Oberfläche der zylinderförmigen Filtertüte zu sammeln. Die Luft mit den darin enthaltenen Kieselerdepartikeln wurde mit einer offensichtlichen

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Anströmgeschwindigkeit von 1,2 m/min gefiltert. Der Zusammenhang zwischen dem flächenmässigen Staubbelag und dem Druckabfall wurde in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet, und es wurde die Sammelwirkung des Stoffilters gemessen. Als der Druckabfall einen Wert von 150 mmWS erreichte, wurde der Filtervorgang unterbrochen und das obere Ende der Filtertüte wurde in horizontaler Richtung mechanisch geschüttelt, und zwar mit einer Amplitude von 2 cm und einer Frequenz von 5 Hz für die Dauer einer Minute. Die Reinigbarkeit des Filters hinsichtlich der gesammelten Kieselerdepartikel wurde durch folgende Gleichung bestimmt:

^W1 Reinigbarkeit (%) = ττ— ,

wobei W = Gesamtgewicht der in der Filtertüte gesammelten Kieselerdepartikel und VL· = Gewicht der bei der Reinigung aus der Filtertüte entfernten Kieselerdepartikel. Der Zyklus aus dem oben beschriebenen Filtervorgang und der anschliessenden Reinigung wurde 50-mal wiederholt. Der Druckabfall in einem η-ten Zyklus des Filtervorganges wurde als eine Filtrationsperiode T dargestellt, welche sich auf den Zeitraum zwischen dem Beginn des η-ten Filterungszyklus und dem Zustand bezieht, bei dem der Druckabfall an dem Tuchfilter einen Wert von 150 mmWS erreichte und der Filtervorgang beendet wurde. Je länger die Filtrationsperiode bzw. die Filterungsdauer, desto kleiner ist also der Druckabfall. Die Sammlungswirkung des Tuchfilters wurde als ein Durchdringungsindex dargestellt, welcher sich auf das Verhältnis zwischen dem Gewicht der Kieselerdepartikel, die das Tuchfilter passiert haben, und dem Gesamtgewicht der Kieselerdepartikel in der gealterten Suspension

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bezieht. Je niedriger der Durchdringungsindex, desto höher ist also die Sammelwirksamkeit.

Nach dem 50sten Zyklus eines Filtervorgangs mit anschliessender Reinigung wurde die restliche Staubbelastung des Tuchfilters gemessen, und zwar in g/m des in dem Tuchfilter zurückbleibenden Staubs. Je grosser die restliche Staubbelastung, desto kleiner ist also die Reinigbarkeit des Stoffliters.

Bei einem Vergleichsbeispiel 1 wurde die gleiche Filterprüfung wie bei Beispiel 1 unter Verwendung eines Stoffilters aus feinem Miederwarensatin durchgeführt. Der Stoff besass eine doppelte Kette sowie Schussfäden, wobei die Kettfäden und Schussfäden jeweils aus Polyäthylenterephthalat-Multifilamentgarnen mit 250 Denier/48 Fäden bestanden. Der Stoff besass eine Kettfadendichte von 73 Fäden/25,4 mm und eine Schussfadendichte von 58 Fäden/25,4 mm.

Bei einem Vergleichsbeispiel 2 wurde der gleiche Filterversuch wie in Beispiel 1 durchgeführt, und zwar mit dem gleichen Satin wie in Beispiel 1, wobei der Satin jedoch nicht aufgerauht und abgesengt wurde.

Bei einem Vergleichsbeispiel 3 wurde der gleiche Filterversuch wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei als Stoff der gleiche Satin wie in Beispiel 1 verwendet wurde, der zwar aufgerauht wurde, bei dem jedoch keine Schweissvernetzung durchgeführt wurde.

Bei einem Vergleichsbeispiel 4 wurde der gleiche Filterversuch

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durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch ein nicht gewebtes Filtermaterial verwendet wurde, welches mit Nadeln perforiert war, aus Polyäthylenterephthalat-Stapelfasern mit einer Dicke von 1,5 Denier bestand und ein Gewicht von 400 g/m aufwies.

Bei einem Vergleichsbeispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie bei Vergleichsbeispiel 4 vorgegangen, wobei das Filtermaterial jedoch mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min durch eine Gasabsengmaschine hindurchgeführt wurde, so dass die Oberfläche des nicht gewebten Filtermaterials in Kontakt mit den Flammen der Absengmaschine kam.

Die bei den Beispielen 1 und 2 sowie den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 gewonnenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

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Tabelle

Beispiel. Nr. Stoff art	ufrauhen Verschwel Lu (ro	nein	ssen ftdurchl. ?/an²/sec)	Fi	L Zyklus	92	lterleistuna -	41.7	Restl. Staub- belaatg. (g/nO
Vergleichs beispiel: " 1 ausgez.Fäden gewebt	nein	nein	13,5	Filtrations- dauer, _ . . T Reini 1 barke (min) (%)	69		4.2	81
" 2 ausgesp.Fäden gewebt	nein	nein	10,0	8.4	42	50. Zyklus	0.5	231
3	nein	Έ0 m/min	6,3	15.7	81	Filtrations- _ dauer T_r„ g. . .50 ^lt: Durchdrin gungsindex (min) (xlO )	0.7	450
Beispiel *■ ausgesp.Fäden gewebt	ja	la bei ISO m/min	V	30.0	83	5.2	0.4	280
2	ja		6,5	31.3		10.5		316
Vergleichs		nein		31.7	40	8.3	19.0
beispiel : ⁴ aus nicht gewobenem Material	nein	ja bei 80 m/min	22_;6		28	24.5	17.6	615
•te μ	ja	26_;0	40.5	20.9		720
		32.5
	9.3
9.1

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Die Tabelle 1 zeigt die folgenden Eigenschaften der untersuchten Filter.

1. Das aus gezogenen Fäden gewebte Stoffilter gemäss Vergleichsbeispiel 1 besitzt eine sehr kurze Filtrationsdauer und eine sehr niedrige Sammelwirkung, sowohl beim ersten als auch beim 50. Zyklus.

2. Das aus gesponnenem Garn gewebte Stoffilter gemäss Vergleichsbeispiel 2 hatte eine kurze Filtrationsdauer im ersten und im 50. Zyklus.

3. Das aufgerauhte, aus gesponnenem Garn hergestellte Tuchfilter gemäss Vergleichsbeispiel 3 besass im ersten Zyklus eine grosse Filtrationsdauer. Dieses Filter besass jedoch im 50. Zyklus eine verkürzte Filtrationsdauer. Dies bedeutet, dass beim Einsatz eines derartigen Filters für einen langen Zeitraum die Filterleistung absinkt.

4. Die erfindungsgemässen Stoffilter gemäss Beispiel 1 und 2 hatten im ersten und 50.Zyklus eine lange Filtrationsdauer und im 50.Zyklus eine hohe Sammelwirkung, welche derjenigen des Filters gemäss Vergleichsbeispiel 3 ähnlich war.

5. Das Filter aus nicht gewebtem Material gemäss Vergleichsbeispiel 4 und 5 hatte im 50. Zyklus eine kurze Filtrationsdauer. Die Leistung von nicht gewebten Filtermaterialien verschlechterte sich also im Verlauf der Filterzyklen.

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Es ist zu beachten, dass die Filtrationsdauer der erfindungsgemässen Filter gemäss Beispiel 1 und 2 im 50.Zyklus etwa das 2 bis 4,5-fache der Filtrationsdauer bei üblichen Stofffiltern ausmacht. Bei Einsatz eines Stoffilters gemäss vorliegender Erfindung ist es also möglich, die erforderlichen Reinigungsvorgänge erst nach einer längeren Einsatzzeit des Filters durchzuführen. Wenn andererseits das Reinigen des Filters von Staub in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt wird, ist es möglich, die Filterung bei Verwendung eines erfindungsgemässen Filters bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten durchzuführen.

Beispiel 4 und Vergleichsbeispiele 6 und 7

Es wurde in der gleichen Weise,wie in Beispiel 1 beschrieben, vorgegangen, mit der Ausnahme, dass als Ausgangsmaterial ein feiner Miederwarensatin verwendet wurde, der eine doppelte Kette besass und dessen Schussfäden eine Garnnummer von 20 besassen, wobei Kettfäden und Schussfäden jeweils aus PoIyäthylenterephthalat-Stapelfasern mit einer Dicke von 1,5 Denier bestanden, wobei die Kettfadendichte 73 Fäden/25,4 mm und 48 Fäden/25,4 mm betrug und wobei das aufgerauhte Material nach Vernetzen der Oberfläche zwischen einer heissen Metallwalze mit einer Temperatur von 170 C und einer Papierwalze mit einem Druck von 5 kg/cm kalandriert wurde. (Das Aufrauhen und das Vernetzen erfolgten in der im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebenen Weise).

Bei einem Vergleichsbeispiel 6 wurde die gleiche Prozedur wie in Beispiel 4 durchgeführt, wobei jedoch der Satin nicht aufgerauht, nicht vernetzt und nicht kalandriert wurde.

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Bei einem Vergleichsbeispiel 7 wurde die gleiche Prozedur durchgeführt wie gemäss Beispiel 4, v/obei der Satin zwar aufgerauht wurde, jedoch anschliessend weder eine Vernetzung noch ein Kalandrieren stattfand. Die beim Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 6 und 7 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Die Tabelle 2 zeigt, dass das Stoffilter gemäss Beispiel 4 einen kleineren Druckabfall und eine höhere Sammelwirkung und Staubentfernungswirkung aufweist, als das Stoffilter gemäss Beispiel 6. Die Filtrationszeit des Stoffilters gemäss Beispiel 4 ist beim ersten Zyklus ähnlich hoch wie vom 5O. Zyklus. Die Filtrationsdauer des Stoffilters gemäss Vergleichsbeispiel 7 ist jedoch beim 50. Zyklus merklich kleiner als beim ersten Zyklus.

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OO

I

Beispiel
Nr.

Verfahren

ja nein

nein

Tabelle

1

2

Filter - Leistunq

.Zyklus

50.. Zyklus

15.7

69

10.5 16.5

Restl.
Staub-
BeIa <3tg.
(g/ta²)

^T50

67

O
co

ja ja

nein

Luft- ^FÄiH?^tionS" Filtrations-Durchdrin-
dauer dauer gungsindex
durchlässig- T₁ RejLn£g_bar- T₅₀
ml/oiT/sec (min) (%) (min) (xlO~⁴)

30.0

42

8.3 1.3

208

0.

28

00
KJ

ja

15.2

22.7

92

20.9 0.3

390

0.

92

.Γ»

18.6

73

0.

K)

^.
O
.r-

6.1

cn

Aufrauhen Kalandrieren
Verschweissen

♦ 305

Vergleichs-
beiSpiel . .
^ ₆ nein nein

7

4

Claims

Patentansprüche :

Stoffilter aus einem gewebten oder gestrickten Stoff mit thermoplastischem, polymerem Fasernaterial und mit einer durch Aufrauhen einer Oberfläche des Stoffes erzeugten Faserschicht, die im wesentlichen aus thermoplastischen polymeren Fasern besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Fasern der Faserschicht
miteinander zur Bildung eines Netzwerks aus verschweissten Fasern an der Oberfläche der Faserschicht verschweisst ist.

Stoffilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine

2
Luftdurchlässigkeit zwischen etwa 2 und 40 ml/cm /see.

Stoffilter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine

2
Luftdurchlässigkeit zv/ischen etwa 2 und 20 ml/cm /see.

Stoffilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Fasern, welche in einer Länge von mindestens 1 mm über seine Oberfläche

2 vorstehen, maximal 20 pro 100 cm beträgt.

Stoffilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als gewebter Stoff ein Satin vorgesehen ist.

809824/0747

A 42 G-H) b

k - 163 27b430b

5.L)ezenber 1'J77 - 2 -

6. Stoffiltor nach einem der Ansprache 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als gev;ebter Stoff ein Köper vorgesehen ist.

7. Stoffilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus einen der folgenden Stoffe bestehen: Polyester, aliphatisches Polyamid, Polyolefin, aromatisches Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid.

8. Stoffilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass die Faserschicht pro cm ihrer Oberfläche mindestens zehn Knoten aus zwei oder mehr miteinander verschveissten Fasern aufv/eist.

Verfahren zum Herstellen eines Stoffilters nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem ein gewebter oder gestrickter Stoff mit thermoplastischem, polymerem Fasermaterial aufgerauht wird, um an einer Oberfläche desselben eine Faserschicht zu erzeugen, die im wesentlichen aus thermoplastischen, polymeren Fasern besteht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Faserschicht in Kontakt mit einem Medium bringt, dessen Temperatur höher ist als der Schmelzpunkt der thermoplastischen polymeren Fasern, um auf diese V.'eise einen Teil der Fasern miteinander zu verschweissen und an der Oberfläche der Faserschicht ein Netzwerk aus miteinander verschweissten Fasern zu bilden.

809824/0747

Λ 42 640 b k - 163

5. Dezember 1977 -3- 27 5A3Ü5

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht in Kontakt mit einer durch Verbrennen eines Brennstoffs erzeugten Flamme gebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht anschliessend in Kontakt mit einem Heizmedium gebracht wird und unter einem Druck von mindestens 1 kg/cm kalandriert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalandrieren bei einer Temperatur durchgeführt wird, die mindestens so hoch ist wie die Erweichungstemperatur der thermoplastischen polymeren Fasern, jedoch niedriger als deren Schmelztemperatur.

80982Λ/07Α7