DE60113127T2

DE60113127T2 - Verfahren zur Herstellung von Filtern

Info

Publication number: DE60113127T2
Application number: DE60113127T
Authority: DE
Inventors: Jr. H. William Morgan
Original assignee: MORGAN JUN; Morgan jun H William Michigan City
Current assignee: MORGAN JUN; Morgan jun H William Michigan City
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: US20030024871A1; EP1310287B1; BR0105230B1; CA2362236C; BR0105230A; ES2250333T3; CA2362236A1; JP2003154222A; DE60113127D1; JP4289649B2; US6921448B2; EP1310287A1; ATE303192T1; CN1419949A; CN1264593C

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit und findet besondere Anwendung auf eine Mikrofasereinheit einer Kartuschen- oder Beutelkonstruktion mit überlappenden Schichten aus Fasermaterial, bei der ein aktives Material zwischen den Schichten angeordnet ist.
Wie in U.S.-Patent Nr. 3,816,304; 4,902,427; 5,389,166 und 5,679,251 offenbart, wurden Filtereinheiten hergestellt, bei denen ein aktives Material innerhalb des Fasermaterials verteilt war. Filtereinheiten aus geblasenem Mikrofasermaterial, das entweder zu Kartuschen oder Filterbeuteln gebildet wird, sind wirtschaftlich und extrem effizient. Ein Beispiel solcher Einheiten ist in U.S.-Patent Nr. 4,983,292 offenbart. Bisher jedoch hat die Einleitung eines aktiven Materials zusammen mit derartigen geblasen Mikrofaserneinheiten nicht stattgefunden. Ein derartiges aktives Material wird im Allgemeinen in einer pulverisierten oder kleinkörnigen Form eingeleitet. Wenn das aktive Material in den Strom aus geblasenen Mikrofasern eingeleitet wird, verteilt der Luftstrom, der zu den Mikrofasern gehört, das aktive Material, wobei dieses im Wesentlichen daran gehindert wird, auf den Strängen aus geblasenen Fasern abgelagert zu werden.
Bei dieser Erfindung wurde entdeckt, dass die Luftströmung unterbrochen würde, wenn die Strömung des Fasermaterials in einer lateralen Richtung abgelenkt würde, wodurch dem aktiven Material ermöglicht würde, sich vor Erreichen des Dorns, auf dem die Filtereinheit gebildet wird, auf den Materialsträngen abzulagern. Auf diese Weise wird das aktive Material zwischen Schichten von Strängen des Fasermaterials angeordnet, die zusammengeschmolzen werden, wodurch das aktive Material innerhalb der gebildeten Filtereinheit gehalten wird.
Demgemäß ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Filtereinheit aus geblasenen Mikrofasern zu schaffen, in der aktives Material verteilt ist.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bildung einer Filtereinheit mit geblasenen Mikrofasern zu schaffen, die ein in Schichten angeordnetes aktives Material aufweist.
Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Filtereinheit zu schaffen, die mit aktivem Material gebildet ist und wirtschaftlich herzustellen ist.
Weitere Aufgaben dieser Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Querschnittsansicht der Filtereinheit ist, die das aktive Material zeigt, das innerhalb der Einheit in Schichten angeordnet ist.
2 eine Seitenansicht ist, die zeigt, wie die Filtereinheit aus 1 gebildet wird.
Die Filtereinheit 10, die in 1 im Querschnitt gezeigt ist, umfasst mehrere einander überlappende verschmolzene Schichten aus Basismaterial 12, innerhalb derer sich ein aktives Material 14 in geschichteter Form befindet. Die Einheit 10, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist, weist eine zylindrische Form auf und ist im Handel als Kartuschenfilter bekannt. Es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung ebenfalls auf beutelartige Filter angewendet werden könnte. Die Einheit 10 weist einen offenen Kern 16 auf. Die äußerste und innerste Schicht der Einheit 10 sind vorzugsweise nur aus dem Basismaterial gebildet, um eine Abdichtung für das aktive Material 14, das innerhalb der Schichten des Basismaterials innerhalb der mittleren Abschnitte der Einheit verteilt ist, oder zwischen diesen angeordnet ist, zu bilden. Das Basismaterial 12 ist vorzugsweise geblasene Mikrofaser, wie beispielsweise Polypropylen.
Abhängig von der beabsichtigten Verwendung der Filtereinheit, wie beispielsweise zu Bewässerungs- oder Düngungszwecken, zu Sterilisationszwecken oder Reinigungszwecken kann das aktive Material 14 eine Vielzahl ausgewählter Substanzen umfassen. Für die Wasserfiltration kann das aktive Material beispielsweise aus Kohlenstoffpartikeln bestehen.
2 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung der Filtereinheit aus 1. Es sind eine Düse 18 und ein Dorn 20 bereitgestellt. Normalerweise wird bei der Herstellung von Kartuschenfiltern verflüssigtes geschmolzenes Basismaterial aus der Düse 18 in mehrere längliche Stränge geblasen, die auf einen Dorn 20 aufgewickelt werden. Wenn die Stränge in ihrer erwärmten Form um den Dorn 20 gewickelt werden, liegt eine unterbrochene Anhaftung zwischen den Strängen vor. Dadurch wird die poröse Beschaffenheit der Filtereinheit ermöglicht. Nachdem die gewünschte Dicke des Materials auf dem Dorn 20 erreicht worden ist, wird die Strömung der Stränge des Materials durch die Düse 18 beendet und die aufgewickelte einander überlappende Fasereinheit wird von dem Dorn entfernt. Eine längliche Einheit wird daraufhin in Abschnitte in Längsrichtung von gewünschter Länge geschnitten und angemessen verpackt.
Bei dieser Erfindung wird der Pfad des geblasenen Basismaterials 12 unterbrochen, indem er beispielsweise mit Hilfe einer Rolle 22 lateral versetzt wird. Dieser Versatz des Basismaterials bricht oder lenkt den Luftstrom, der die Stränge des Basismaterials begleitet, beim Austritt aus der Düse 18 um. Eine Spendedüse 24, die zwischen der Rolle 22 und dem Dorn 20 angeordnet ist, trägt das aktive Material 14, beispielsweise durch Schwerkraft oder mit Hilfe eines anderen Mittels, in geschichteter Form auf die Stränge des Basismaterials 12 auf. Die gesteuerte Strömung des aktiven Materials 14 wird beim Auftragen auf die Stränge des Basismaterials von dem Luftstrom aus der Düse 18 aufgrund der Umlenkung des Materialstrangs, die von der Rolle 22 verursacht wird, nicht gestört oder unterbrochen. Das Basismaterial 12 mit seiner Sicht aus aktivem Material 14 wird daraufhin auf den Dorn 20 aufgewickelt, was zur Folge hat, dass das aktive Material zwischen den anhaftenden Schichten des Basismaterials einfangen wird, wenn sie auf dem Dorn 20 abgekühlt werden. Normalerweise würde die Filtereinheit 10 gebildet, indem zuerst mehrere Schichten aus Basismaterial 12 auf dem Dorn aufgewickelt würden und danach das aktive Material 14 eingeleitet würde. Die Einleitung des aktiven Materials 14 auf die Stränge des Basismaterials würde kurz vor dem Erreichen des endgültigen Durchmessers der Filtereinheit enden, um zu ermöglichen, dass mehrere Stränge, die nur aus dem Basismaterial bestehen, auf die äußere Schicht der Einheit aufgewickelt würden. Auf diese Weise würde das aktive Material zwischen reinen Schichten aus Basismaterial eingegrenzt, wobei das Basismaterial als Vorfilter dienen könnte.
Zum Verpacken der Einheit 10, die eine längliche zylindrische Form aufweist, kann über der länglichen zylindrischen Einheit 10 vor oder nach ihrer Entfernung von dem Dorn 20 Schrumpfverpackungskunststoff angeordnet werden. Danach wird die Einheit, wenn sie von dem Dorn 20 entfernt worden ist, in spezifische Längen geschnitten. Auf diese Weise wird die Außenseite der Filtereinheit sauber gehalten, wobei das aktive Material nicht zur Außenseite der Einheit wandert.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit (10), das folgende Schritte umfasst: (a) Bereitstellung eines verflüssigten, geschmolzenen Basismaterials, (b) Pressen des Basismaterials mit Hilfe eines Luftstroms durch eine Düse (18) zu mehreren sich vermischenden länglichen Strängen (12), (c) Wickeln der Stränge auf einen Dorn (20) in einer überlappenden, selbsthaftenden Weise, um eine Filtereinheit (10) zu bilden, wobei das Verfahren durch folgenden Schritt gekennzeichnet ist: (d) Unterbrechen des Luftstroms bei Austritt aus der Düse (18) an einer Stelle zwischen der Düse (18) und dem Dorn (20) und (e) Auftragen eines aktiven Materials (14) auf die Stränge (12) zwischen der Stelle und dem Dorn (20), wo der gesteuerte Strom von aktivem Material nicht durch die Luft aus der Düse (18) gestört wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aktive Material (14) Kohlenstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Basismaterial Polypropylen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (e) die Filtereinheit (10) mit einer länglichen zylindrischen Form erzeugt, woraufhin die Filtereinheit (10), während sie sich auf dem Dorn (20) befindet, in eine Hülle gewickelt wird, die eingewickelte Filtereinheit von dem Dorn (20) entfernt und die eingewickelte Einheit in Komponenten einer ausgewählten Länge geschnitten wird.