EP1590066A2 - Filter element and method for the production thereof - Google Patents

Filter element and method for the production thereof

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Publication number
EP1590066A2
EP1590066A2 EP04707482A EP04707482A EP1590066A2 EP 1590066 A2 EP1590066 A2 EP 1590066A2 EP 04707482 A EP04707482 A EP 04707482A EP 04707482 A EP04707482 A EP 04707482A EP 1590066 A2 EP1590066 A2 EP 1590066A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solution
filter element
nano
microfibers
carrier material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04707482A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Czado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG
Original Assignee
Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10310435A external-priority patent/DE10310435B3/en
Application filed by Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG filed Critical Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG
Publication of EP1590066A2 publication Critical patent/EP1590066A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0028—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions provided with antibacterial or antifungal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0032—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions using electrostatic forces to remove particles, e.g. electret filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/10—Multiple layers

Definitions

  • the invention relates to a filter element such as is used, for example, as an air filter to improve comfort and safety, in which air contaminants such as soot, dust, pollen, insects, etc. are retained, and a method for its production.
  • HEPA filters Highly efficient filters are able to remove the finest dust, i.e. H. to separate almost completely the finest particles, which can lead to serious damage to health due to their ability to enter the lungs.
  • JP-A 56024013 describes such a high-performance HEPA filter.
  • a HEPA filter made of polypropylene melt fibers is described in US 4,824,451.
  • the melt fibers have a diameter of approximately 5 ⁇ m.
  • the pores of the filter medium are smaller than 30 ⁇ m.
  • the fibers form a fabric that is cold calendered at a defined pressure in order to improve the filter efficiency.
  • the resulting calendered fabric has pores of ⁇ 20 ⁇ m.
  • US Pat. No. 6,123,752 discloses a highly effective filter medium made of electrostatically charged fibers made of a non-conductive thermoplastic material.
  • the thermoplastic material has a specific resistance> 10 14 Ohm.cm, it is preferably made of polypropylene.
  • the fibers have a diameter of ⁇ 5 ⁇ m and the basis weight of the filter medium is ⁇ 60 g / m 2 .
  • This known filter medium is suitable for HEPA filters with a relatively small pressure drop.
  • a vacuum cleaner filter bag is known from US Pat. No. 6,156,086, wherein at least one side wall of the filter bag has a laminate of a carrier layer and a filter layer.
  • the filter layer is preferably a highly effective microfiber filter medium with HEPA properties.
  • a composite particle filter describes US 6,372,004. There, mono- or bicomponent polymer fibers or the like are used. This known composite particle filter is provided, for example, for use in vacuum cleaner filter bags, but it can also be used in vehicle fresh air filters or in clean room filters or the like.
  • a pleated filter made of a multi-layer filter medium is known for example from DE 100 13 315 A1, the filter medium consisting of at least one filter paper layer with a basis weight between (30 and 100) g / rm 2 , a microfiber non-woven layer with a basis weight of (5 to 120) g / m 2 and a nonwoven support layer made of synthetic polymer fibers with a basis weight of (10 to 120) g / m 2 , and the layers contain fused polymer areas, through which the layers are additionally consolidated in themselves and connected to the filter paper layer.
  • HEPA filters generally consist of micro-glass fiber media that are suspected of causing health damage due to the release of glass fibers and binders.
  • Typical glass fiber HEPA filters consist of approximately (0.5 to 1) ⁇ m thick micro-glass fiber media, which are usually pleated into pleated packs with a pleat spacing of approximately (3 to 6) mm and a pleat height of (20 to 80) mm.
  • the folds of the fold pack are usually fixed in such a way that, for example, metal grids protrude into the folds or that the folds are separated from one another by means of spacer elements such as plastic or the like.
  • the filters have only very limited spaces available, which is why very high demands are placed on the filters, namely a high separation rate with low air resistance, coupled with inexpensive filter production and a long service life.
  • Particulate filter media have the shortcoming that air resistance increases sharply as the separation performance improves. For this reason, a compromise between separation performance and still acceptable air resistance is required.
  • the invention has for its object to provide a filter element, that is, a highly efficient particle filter with improved separation performance while reducing air resistance. This object is achieved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the filter element according to the invention are characterized in claims 2 to 11.
  • the invention is also based on the object of providing a method for producing such a highly efficient filter element with improved separation performance and reduced air resistance, which is simple and inexpensive to implement.
  • the invention has the advantage that the separation performance of the filter element according to the invention for particles is significantly increased without thereby simultaneously increasing the air resistance to the same extent as is the case with conventional dust filter materials, or the air flow resistance is even reduced.
  • Spunbond or meltblown nonwovens made of polypropylene (PP) or polyester (PES) are preferably used for the air-permeable carrier material of the filter element according to the invention. It is also possible to use spunbond or meltblown nonwovens made of polyamide and / or polyacrylic.
  • the air-permeable carrier material is coated with the nano and / or microfibers, for example using a method as described in US Pat
  • a web-shaped carrier material is passed between at least two spray devices designed as electrodes for an electrostatic field, and each side of the carrier material is coated with the nano- and / or microfibers of opposite polarity produced by the spray devices.
  • the web-shaped carrier material can be a scrim, knitted fabric, knitted fabric or a nonwoven.
  • the older patent application DE 101 36 256 describes a device for producing fibers in an electrostatic spinning process, with a storage vessel for a polymer solution or melt, with a conveying device arranged in the storage vessel, with at least one spray electrode or with at least one spray plate, and with a counter electrode , The at least one spray electrode or the at least one spray plate is arranged in the conveying device in such a way that the polymer solution or melt conveyed by the conveying device from the storage vessel runs onto the at least one spray electrode or onto the at least one spray plate.
  • spunbond or meltblown nonwovens as air-permeable carrier materials
  • other carrier materials such as mechanically by needles or
  • Water-jet-bonded nonwovens chemically-bonded nonwovens, scrims, knitted fabrics and knitted fabrics are used.
  • the method according to the invention for producing a filter element according to the invention is improved by additives which influence the surface tension, the viscosity, the conductivity and / or the polarity or charge of the solution in a defined manner, and can be controlled in a simple manner in a defined manner by these additives.
  • the nano and / or microfibers form from the solution in question, in that an electrostatic force acts on the solution in the electrostatic high-voltage field, by means of which the fibers are pulled out of the solution.
  • the surface tension and the viscosity of the solution counteract the electrostatic force and must be overcome in order to form the nano and / or microfibers.
  • additives which reduce the surface tension of the solution.
  • the additives for reducing the surface tension of the solution can be surfactants, preferably perfluorinated surfactants.
  • additives to charge stability stabilize the electrical charges introduced into the nano and / or microfibers in an improved manner, which, in addition to the desired mechanical particle separation, also results in particle separation based on electrostatic forces, so that the efficiency of the particle filter medium is considerable is improved.
  • the air-permeable carrier material is not only electrostatically coated with nano and / or microfibers on one side or in successive process steps on both sides, but if the two sides of the air-permeable carrier material are coated simultaneously Nano and / or microfibers of opposite electrical polarity are coated. It is advantageous to adapt the solution to the electrical polarity, since a polymer solution usually sprays differently under the influence of a positive high voltage than under the influence of a negative high voltage. As a result, it is advantageously also possible to use two different polymers in different concentrations and with different additives and in this way to produce a composite filter element which is precisely adapted to the respective application.
  • the air-permeable carrier material does not lie on any electrode according to the invention, it cannot be discharged by an electrode itself and consequently retains a higher electrostatic charge, which - as has already been explained above - has a positive effect on the particle filtration properties.
  • germicidal substances are, for example, bacteriocides and / or Fungicides.
  • Organic or inorganic heavy metal salts such as copper or silver salts can also be used.
  • the application amount of the electrostatically produced nano and / or microfibers on the air-permeable carrier material has a basis weight between (0.05 and 20) g / m 2 , preferably between (0.1 and 10) g / m 2 preferably between (0.1 and 5) g / m 2 , quality control with conventional online measuring methods, such as measuring the thickness or measuring the weight per unit area, is not very meaningful during the manufacturing process. It is therefore advantageous to add an optically active substance to the solution to be spun into the nano and / or microfibers and to record this online during the manufacturing process.
  • the optically active substance can be a dye, a fluorescent dye or an optical brightener.
  • the proportion of the optically active substance in the solution is - similar to the proportion of any bacteriocides and / or fungicides added to the solution (0.01 to 5)%.
  • the nano and / or provided with an optically active substance are incorporated into the optically active substance.
  • Microfibers on the air-permeable carrier material, that is, the carrier coated in this way is excited, for example, with UV light and the reflected light or fluorescence can be measured online to determine the coating quality.
  • nano and / or microfibers are mechanically sensitive and can be damaged by further processing such as, for example, pleating the surface material made of air-permeable carrier material and nano and / or microfibers on the carrier material, it is advantageous to apply the nano and / or microfibers to cover the carrier material with an air-permeable protective layer.
  • This protective layer can be a protective fleece.
  • the usual methods such as laminating, gluing or welding, for example by means of embossing / thermal calendering or ultrasonic welding, are suitable.
  • the carrier materials are preferably coated bipolarly with nano and / or microfibers of opposite electrical polarity; such a technique is not known from the cited DE 100 13 315 A1.
  • At least two air-permeable carrier materials coated with nano and / or microfibers are preferably bonded to one another with protective layers or nonwovens, which results in significantly higher particle separation rates.
  • antibacterial additives and additives which enable online quality measurement result in significant advantages in terms of product uniformity and consequently in terms of the duration of use of filter elements according to the invention.
  • the filter has a size of 280 mm x 200 mm x 50 mm (L, W, H) and consequently an inflow area of 0.056 m 2 .
  • the filter media area is 0.72 m 2 and consists of 40 pleats with a pleat height of 45 mm and a pleat spacing of 7 mm.
  • the filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two spunbonded nonwoven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 and one each bipolarly coated with approx. 1 g / m 2 nano and microfibers another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 .
  • the deposition rate that can be achieved with this filter is 97% for the (0.3 to 0.5) ⁇ m fraction of NaCI as a measuring aerosol - measured at a volume flow of 150 m 3 / h and an associated pressure loss of 42 Pa at 23 ° C.
  • the flow velocity at the filter is 0.74 m / sec, the flow velocity through the filter medium is 5.75 cm / sec.
  • the comparison filter is specified as H10 filter in accordance with D1N EN 1822-1.
  • the comparison filter has a size of 180 mm x 200 mm x 50 mm and consequently an inflow area of 0.036 m 2 .
  • the filter media area is 0.72 m 2 and consists of 40 pleats with a pleat height of 45 mm and a pleat spacing of 4.5 mm.
  • the filter medium is a glass fiber paper with a thickness of 0.5 mm.
  • the deposition rate that can be achieved with this comparative filter is approx. 95% for the (0.3 to 0.5) ⁇ m fraction of NaCI as a measuring aerosol - measured at a volume flow of 150 m 3 / h and an associated pressure loss of 195 Pa 23 ° C.
  • the flow velocity at the filter is 1.15 m / sec and the flow velocity through the filter medium is 5.77 cm / sec. More detailed information on the separation performance, ie on the fraction separation efficiency of the comparison filter, can be found in Table I below.
  • the filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two spunbonded nonwoven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 , each coated bipolar with approx. 0.5 g / m 2 nano and microfibers and another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 .
  • These four layers are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 of sprayed hot-melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together.
  • the achievable deposition rate is approx.
  • the filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a weight per unit area of 15 g / m 2 , two nonwovens each coated bipolar with approx. 0.5 g / m 2 of nano and microfibers, one of which is a meltblown fleece made of polypropylene with a weight per unit area of 25 g / m 2 and the other is a spunbonded nonwoven on polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 , and another
  • the four layers are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 of sprayed hot melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together.
  • the deposition rate that can be achieved with this is approx. 98% for the (0.3-0.5) ⁇ m fraction of NaCI as a measurement aerosol.
  • the 'flow speed through the medium is 9.6 cm / sec.
  • Table II Detailed information on the separation performance, ie the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
  • the filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two meltblown non-woven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 25 g / m 2 each bipolarly coated with approx. 0.5 g / m 2 nano and microfibers , and another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 .
  • the four layers of the filter medium are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 sprayed hot-melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together.
  • the separation rate that can be achieved with this filter medium is approx. 99.5% for the (0.3 - 0.5) ⁇ m fraction of NaCI as measurement aerosol.
  • the comparison flatware is specified as an H11 filter in accordance with DIN EN 1822-1.
  • the filter medium is a glass fiber paper with a thickness of 0.6 mm.
  • the separation rate that can be achieved with this filter medium is approx. 98% for the (0.3 - 0.5) ⁇ m fraction of NaCI as a measurement aerosol - measured on a diecut with a diameter of 10 cm, i.e. with a flow area of 78 cm 2 , with a volume flow of 45 l / min and an associated pressure loss of 300 Pa at 23 ° C.
  • the flow rate through the filter medium is 9.6 cm / sec.
  • Table II Detailed information on the separation performance, i.e. the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
  • water-soluble polymers polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidine, polyethylene oxide and its copolymers, cellulose derivatives, starch and mixtures of the listed polymers.
  • Polystyrenes such as PS, SAN, SBS, ABS, etc., polycarbonate, polyvinyl chloride, polyacrylate, polymethacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl acetate, polyvinyl ether, polyurethane, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, poly-cycloolefins, cellulose derivatives as well as mixtures and copolymers of the listed polymers -
  • Thermoplastics used in accordance with the invention are: polyolefins, polyesters, polyoxymethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyaryl ether ketone, polyvinylidene fluoride and mixtures of the listed polymers.

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Abstract

The invention relates to a highly efficient filter element with an improved separation capacity for relatively low air resistance and a method for the production of said type of filter element comprising at least two layers which are made of a porous carrier material and which are coated on two opposite sides with a fibre layer made of nanofibres and/or microfibres having a defined electric polarity. Said filter element is produced according to said method wherein nanofibres and/or microfibres are formed from a solution wherein an electrostatical force acts upon the solution in a high-voltage field. The force separates the solution from the nanofibres and/or the microfibres, the surface tension, the viscosity, the conductivity and/or the loading of the solution is adjusted by additional substances.

Description

Filterelement und Verfahren zu seiner HerstellungFilter element and process for its manufacture
Die Erfindung betrifft ein Filterelement, wie es beispielsweise als Luftfilter zur Anwendung gelangt, um eine Verbesserung des Komforts und der Sicherheit zu bewirken, in dem Luftverunreinigungen wie Ruß, Staub, Pollen, Insekten usw. zurückgehalten werden, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a filter element such as is used, for example, as an air filter to improve comfort and safety, in which air contaminants such as soot, dust, pollen, insects, etc. are retained, and a method for its production.
Hocheffiziente Filter (HEPA-Filter) sind in der Lage, feinsten Staub, d. h. feinste Partikel, die aufgrund ihrer Lungengängigkeit zu schweren Gesundheitsschädigungen führen können, nahezu vollständig abzuscheiden.Highly efficient filters (HEPA filters) are able to remove the finest dust, i.e. H. to separate almost completely the finest particles, which can lead to serious damage to health due to their ability to enter the lungs.
Beispielsweise beschreibt die JP-A 56024013 einen solchen HEPA-Filter hoher Leistungsfähigkeit.For example, JP-A 56024013 describes such a high-performance HEPA filter.
Ein HEPA-Filter aus Polypropylen-Schmelzfasern ist in der US 4,824,451 beschrieben. Bei diesem bekannten HEPA-Filter weisen die Schmelzfasern einen Durchmesser von ca. 5 μm auf. Die Poren des Filtermediums sind kleiner als 30 μm. Die Fasern bilden ein Gewebe, das mit einem definierten Druck kalt kalandriert wird, um die Filterwirksamkeit zu verbessern. Das resultierende kalandrierte Gewebe weist Poren von < 20 μm auf.A HEPA filter made of polypropylene melt fibers is described in US 4,824,451. In this known HEPA filter, the melt fibers have a diameter of approximately 5 μm. The pores of the filter medium are smaller than 30 μm. The fibers form a fabric that is cold calendered at a defined pressure in order to improve the filter efficiency. The resulting calendered fabric has pores of <20 μm.
Ein hochwirksames Filtermedium aus elektrostatisch geladenen Fasern aus einem nichtleitenden thermoplastischen Material offenbart die US 6,123,752. Das thermoplastische Material weist eiήen spezifischen Widerstand > 1014 Ohm.cm auf, es besteht vorzugsweise aus Polypropylen. Die Fasern besitzen einen Durchmesser von < 5 μm und das Flächengewicht des Filtermediums beträgt < 60 g/m2. Dieses bekannte Filtermedium ist für HEPA-Filter mit relativ kleinem Druckabfall geeignet. Aus der US 6,156,086 ist eine Staubsauger-Filtertüte bekannt, wobei mindestens eine Seitenwand der Filtertüte ein Laminat aus einer Trägerschicht und einer Filterschicht aufweist. Bei der Filterschicht handelt es sich vorzugsweise um ein hochwirksames Mikrofaser-Filtermedium mit HEPA-Eigenschaften.US Pat. No. 6,123,752 discloses a highly effective filter medium made of electrostatically charged fibers made of a non-conductive thermoplastic material. The thermoplastic material has a specific resistance> 10 14 Ohm.cm, it is preferably made of polypropylene. The fibers have a diameter of <5 μm and the basis weight of the filter medium is <60 g / m 2 . This known filter medium is suitable for HEPA filters with a relatively small pressure drop. A vacuum cleaner filter bag is known from US Pat. No. 6,156,086, wherein at least one side wall of the filter bag has a laminate of a carrier layer and a filter layer. The filter layer is preferably a highly effective microfiber filter medium with HEPA properties.
Ein Composit-Partikelfilter beschreibt die US 6,372,004. Dort kommen Mono- oder Bikomponenten-Polymerfasem oder dergleichen zur Anwendung. Dieser bekannte Composit-Partikelfilter ist beispielsweise zum Einsatz bei Staubsauger-Filterbeuteln vorgesehen, er kann jedoch auch bei Fahrzeug-Frischluftfiltern oder bei Reinraumfiltern oder dergleichen zur Anwendung gelangen.A composite particle filter describes US 6,372,004. There, mono- or bicomponent polymer fibers or the like are used. This known composite particle filter is provided, for example, for use in vacuum cleaner filter bags, but it can also be used in vehicle fresh air filters or in clean room filters or the like.
Bei bekannten hocheffizienten Filterelementen besteht jedoch der Mangel, daß die gewünschten hohen Abscheidungsraten entsprechend hohe Luftwiderstände des Filterelementes bedingen. Aus solchen hohen Luftwiderständen resultieren wiederum hohe Energiekosten zum Transport des zu filternden Mediums durch dasIn the case of known highly efficient filter elements, however, there is a defect that the desired high deposition rates require correspondingly high air resistances of the filter element. Such high air resistance in turn results in high energy costs for transporting the medium to be filtered through the
Filterelement hindurch. Diese Energiekosten können die Anschaffungs kosten des Filterelementes während seiner Einsatzzeit um ein Vielfaches übersteigen. Aus diesem Grunde werden HEPA-Filter üblicherweise in plissierter Form eingesetzt, um eine möglichst große Filterfläche in dem zur Verfügung stehenden Filtervolumen unterzubringen und den Luftwiderstand zu senken. Ein plissierter Filter aus einem mehrlagigen Filtermedium ist beispielsweise aus der DE 100 13 315 A1 bekannt, wobei das Filtermedium mindestens aus einer Filterpapierschicht mit einem Flächengewicht zwischen (30 und 100) g/rm2, einer Mikrofaser-Vliesschicht mit einem Flächengewicht von (5 bis 120) g/m2 und einer Stützvliesschicht aus synthetischen polymeren Fasern mit einem Flächengewicht von (10 bis120) g/m2 besteht, und die Schichten verschmolzene Polymerbereiche enthalten, durch die die Schichten zusätzlich in sich selbst verfestigt und mit der Filterpapierschicht verbunden sind.Filter element through. These energy costs can exceed the acquisition costs of the filter element many times during its service life. For this reason, HEPA filters are usually used in a pleated form in order to accommodate the largest possible filter area in the available filter volume and to reduce the air resistance. A pleated filter made of a multi-layer filter medium is known for example from DE 100 13 315 A1, the filter medium consisting of at least one filter paper layer with a basis weight between (30 and 100) g / rm 2 , a microfiber non-woven layer with a basis weight of (5 to 120) g / m 2 and a nonwoven support layer made of synthetic polymer fibers with a basis weight of (10 to 120) g / m 2 , and the layers contain fused polymer areas, through which the layers are additionally consolidated in themselves and connected to the filter paper layer.
Ein Mangel der bekannten plissierten Filterelemente besteht darin, daß relativ viel Filtermaterial eingesetzt werden muß, um akzeptable Luftwiderstandswerte zu erzielen. Außerdem neigen diese bekannten Filterelemente zu Verstopfungen, woraus ein schwankender Luftdurchsatz resultiert, wie in der zuletzt genannten DE 100 13 315 A 1 ausgeführt wird. HEPA-Filter bestehen im allgemeinen aus Mikro-Glasfasermedien, die in Verdacht stehen, durch die Freisetzung von Glasfasern und Bindemittel Gesundheitsschäden zu verursachen. Typische Glasfaser- HEPA-Filter bestehen aus zirka (0,5 bis 1 ) μm starken Mikro-Glasfasermedien, die üblicherweise zu Faltenpacks mit einem Faltenabstand von zirka (3 bis 6) mm bei einer Faltenhöhe von (20 bis 80) mm plissiert werden. Dabei werden die Falten des Faltenpacks üblicherweise in der Art fixiert, daß beispielsweise Metallgitter in die Falten hineinragen oder daß die Falten mittels Distanzelementen wie Kunststoff raupen oder dergleichen voneinander separiert werden. Bei vielen Filteranwendungen stehen den Filtern nur sehr begrenzte Räume zur Verfügung, weshalb an die Filter sehr hohe Anforderungen gestellt werden, nämlich eine hohe Abscheidungsrate bei niedrigem Luftwiderstand, gepaart mit einer preisgünstigen Filterherstellung und einer langen Lebensdauer. Partikelfiltermedien weisen jedoch den Mangel auf, daß mit einer Verbesserung der Abscheidungsleistung der Luftwiderstand stark anwächst. Aus diesem Grunde ist ein Kompromiß zwischen Abscheidungsleistung und noch akzeptablem Luftwiderstand erforderlich. Noch schwieriger gestaltet sich dieser Kompromiß, wenn neben partikulären Verunreinigungen auch Schadgase - in einer nachgeschalteten Filterstufe, bei der es sich um einen Absorberfilter, wie beispielsweise einen Aktivkohlefilter handelt - aus dem zu filternden Medium, insbesondere aus der Luft entfernt werden sollen. Dieser zusätzliche Absorberfilter führt zu einer weiteren Erhöhung des Luftwiderstandes, weshalb unter Umständen der Zwang besteht, bei der Abscheidungsleistung für Partikel Abstriche zu machen. In diesem Zusammenhang wird noch einmal beispielhaft auf die obengenannte DE 100 13 315 A1 verwiesen, wo ausgeführt ist, daß durch ein plissiertes Filtermedium, das aus einem mit Mikrofasern beschichteten Papierfiltermedium und einem damit fest verbundenen Stützvlies besteht, bezüglich Luftwiderstand und Abscheidungsleistung Verbesserungen erreichbar sind.A shortcoming of the known pleated filter elements is that a relatively large amount of filter material has to be used in order to achieve acceptable air resistance values. In addition, these known filter elements tend to clog, which results in a fluctuating air throughput, as stated in the last-mentioned DE 100 13 315 A1. HEPA filters generally consist of micro-glass fiber media that are suspected of causing health damage due to the release of glass fibers and binders. Typical glass fiber HEPA filters consist of approximately (0.5 to 1) μm thick micro-glass fiber media, which are usually pleated into pleated packs with a pleat spacing of approximately (3 to 6) mm and a pleat height of (20 to 80) mm. The folds of the fold pack are usually fixed in such a way that, for example, metal grids protrude into the folds or that the folds are separated from one another by means of spacer elements such as plastic or the like. In many filter applications, the filters have only very limited spaces available, which is why very high demands are placed on the filters, namely a high separation rate with low air resistance, coupled with inexpensive filter production and a long service life. Particulate filter media, however, have the shortcoming that air resistance increases sharply as the separation performance improves. For this reason, a compromise between separation performance and still acceptable air resistance is required. This compromise is even more difficult if, in addition to particulate contaminants, harmful gases - in a downstream filter stage, which is an absorber filter, such as an activated carbon filter - are also to be removed from the medium to be filtered, in particular from the air. This additional absorber filter leads to a further increase in air resistance, which is why there may be a need to make compromises in the separation performance for particles. In this context, reference is once again made to the above-mentioned DE 100 13 315 A1, where it is stated that improvements in air resistance and separation performance can be achieved by means of a pleated filter medium which consists of a paper filter medium coated with microfibers and a supporting fleece firmly connected thereto.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, d. h. einen hocheffizienten Partikelfilter mit verbesserter Abscheidungsleistung bei gleichzeitig verringertem Luftwiderstand zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Filterelementes sind in den Ansprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.The invention has for its object to provide a filter element, that is, a highly efficient particle filter with improved separation performance while reducing air resistance. This object is achieved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the filter element according to the invention are characterized in claims 2 to 11.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen hocheffizienten Filterelementes verbesserter Abscheidungsleistung und reduziertem Luftwiderstand zu schaffen, das einfach und preisgünstig realisierbar ist.The invention is also based on the object of providing a method for producing such a highly efficient filter element with improved separation performance and reduced air resistance, which is simple and inexpensive to implement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 12 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 13 bis 29 gekennzeichnet.This object is achieved according to the invention by the features of claim 12. Preferred embodiments of the method according to the invention are characterized in claims 13 to 29.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Abscheidungsleistung des erfindungsgemäßen Fiiterelementes für Partikel wesentlich erhöht ist, ohne daß hierdurch gleichzeitig der Luftwiderstand in demselben Maße erhöht wird, wie das bei herkömmlichen Staubfiltermaterialien der Fall ist, bzw. der Luft- Durchströmwiderstand wird sogar gesenkt.The invention has the advantage that the separation performance of the filter element according to the invention for particles is significantly increased without thereby simultaneously increasing the air resistance to the same extent as is the case with conventional dust filter materials, or the air flow resistance is even reduced.
Bei dem luftdurchlässigen Trägermaterial des erfindungsgemäßen Filterelementes werden bevorzugt Spunbond- oder Meltblown-Vliese aus Polypropylen (PP) oder Polyester (PES) angewandt. Desgleichen ist es möglich, Spunbond- oder Meltblown- Vliese aus Polyamid und/oder Polyacryl zu verwenden. Das luftdurchlässige Trägermaterial wird mit den Nano- und/oder Mikrofasern beschichtet, wobei beispielsweise ein Verfahren zur Anwendung gelangt, wie es in derSpunbond or meltblown nonwovens made of polypropylene (PP) or polyester (PES) are preferably used for the air-permeable carrier material of the filter element according to the invention. It is also possible to use spunbond or meltblown nonwovens made of polyamide and / or polyacrylic. The air-permeable carrier material is coated with the nano and / or microfibers, for example using a method as described in US Pat
DE 100 63 518 A1 beschrieben ist. Dort wird ein Verfahren zum elektrostatischen Spinnen von Polymeren zur Herstellung von Nano- und/oder Mikrofasern beschrieben, wobei wenigstens eine leicht in die Gasphase überführbare Substanz mit einer Elektronegativität > 2 oder erhöhter molarer Masse einer Polymerlösung oder -schmelze zugesetzt und in einen Raum zwischen den Elektroden einer Spinnvorrichtung eingebracht wird. Die Nano- und/oder Mikrofasern können beispielsweise auch durch ein elektrostatisches Spinnverfahren aus einer Polymerschmelze oder -lösung erzeugt und zu einem Vlies abgelegt werden, wie in der DE 101 09 474 C1 offenbart ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein bahnförmiges Trägermaterial zwischen wenigstens zwei als Elektroden für ein elektrostatisches Feld ausgebildeten Absprüheinrichtungen hindurchgeführt und jede Seite des Trägermaterials mit den mittels der Absprüheinrichtungen erzeugten Nano- und/oder Mikrofasern mit entgegengesetzter Polarität beschichtet. Bei dem bahnförmigen Trägermaterial kann es sich um ein Gelege, Gewirke, Gestricke oder ein Vlies handeln.DE 100 63 518 A1 is described. There, a process for the electrostatic spinning of polymers for the production of nano and / or microfibers is described, wherein at least one easily convertible substance with an electronegativity> 2 or increased molar mass is added to a polymer solution or melt and into a space between the Electrodes of a spinning device is introduced. The nano and / or microfibers can also be produced, for example, by means of an electrostatic spinning process from a polymer melt or solution and deposited into a nonwoven, as in FIG DE 101 09 474 C1 is disclosed. In this known method, a web-shaped carrier material is passed between at least two spray devices designed as electrodes for an electrostatic field, and each side of the carrier material is coated with the nano- and / or microfibers of opposite polarity produced by the spray devices. The web-shaped carrier material can be a scrim, knitted fabric, knitted fabric or a nonwoven.
Die ältere Patentanmeldung DE 101 36 256 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von Fasern in einem elektrostatischen Spinnverfahren, mit einem Vorratsgefäß für eine Polymerlösung oder -schmelze, mit einer im Vorratsgefäß angeordneten Fördereinrichtung, mit wenigstens einer Absprühelektrode oder mit wenigstens einem Absprühblech, und mit einer Gegenelektrode. Die wenigstens eine Absprühelektrode oder das wenigstens eine Absprühblech ist in der Fördereinrichtung derartig angeordnet, daß die von der Fördereinrichtung aus dem Vorratsgefäß geförderte Polymerlösung oder -schmelze auf die wenigstens eine Absprühelektrode oder auf das wenigstens eine Absprühblech abläuft.The older patent application DE 101 36 256 describes a device for producing fibers in an electrostatic spinning process, with a storage vessel for a polymer solution or melt, with a conveying device arranged in the storage vessel, with at least one spray electrode or with at least one spray plate, and with a counter electrode , The at least one spray electrode or the at least one spray plate is arranged in the conveying device in such a way that the polymer solution or melt conveyed by the conveying device from the storage vessel runs onto the at least one spray electrode or onto the at least one spray plate.
Außer Spunbond- oder Meltblown-Vliesen als luftdurchlässige Trägermaterialien können auch andere Trägermaterialien wie mechanisch durch Nadeln oderIn addition to spunbond or meltblown nonwovens as air-permeable carrier materials, other carrier materials such as mechanically by needles or
Wasserstrahlen verfestigte Vliese, chemisch verfestigte Vliese, Gittergelege, Gewirke und Gestricke zur Anwendung gelangen.Water-jet-bonded nonwovens, chemically-bonded nonwovens, scrims, knitted fabrics and knitted fabrics are used.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Mikrofaser-Vliesstoffen durch elektrostatisches Verspinnen von geschmolzenen oder in Lösung befindlichen Polymeren wird die Polymerlösung oder -schmelze also auf eine Elektrode aufgebracht und durch eine hohe elektrische Spannung aufgeladen. Wird in der Nachbarschaft eine Gegenelektrode vorgesehen, so wirken die elektrostatischen Kräfte auf die Polymerlösung oder -schmelze und ziehen feinste Fasern aus dieser heraus. Eine Verbesserung dieser bekannten Verfahrensweise zur Herstellung von Luftfiltermaterialien sind in der oben erwähnten DE 101 09 474 C1 , in der ebenfalls oben erwähnten älteren Patentanmeldung DE 101 36 256 sowie in der älteren Patentanmeldung DE 101 36 255 beschrieben. Hier ist die Absprühelektrodenanordnung von einer Anzahl Absprühdrähte gebildet, die auf einer Transporteinrichtung zum Transport durch ein Vorratsgefäß für eine Polymerlösung oder -schmelze voneinander beabstandet zueinander parallel angeordnet sind.In the known processes for the production of microfiber nonwovens by electrostatic spinning of melted or solution-containing polymers, the polymer solution or melt is therefore applied to an electrode and charged by a high electrical voltage. If a counter electrode is provided in the neighborhood, the electrostatic forces act on the polymer solution or melt and pull out the finest fibers from it. An improvement of this known procedure for the production of air filter materials are described in the above-mentioned DE 101 09 474 C1, in the older patent application DE 101 36 256, also mentioned above, and in the older patent application DE 101 36 255. Here is the Spray electrode arrangement formed by a number of spray wires, which are arranged on a transport device for transport through a storage vessel for a polymer solution or melt, spaced apart from one another and parallel to one another.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelementes wird durch Zusätze, welche die Oberflächenspannung, die Viskosität, die Leitfähigkeit und/oder die Polarität bzw. Ladung der Lösung definiert beeinflussen, verbessert und kann durch diese Zusätze in einfacher Weise definiert gesteuert werden.The method according to the invention for producing a filter element according to the invention is improved by additives which influence the surface tension, the viscosity, the conductivity and / or the polarity or charge of the solution in a defined manner, and can be controlled in a simple manner in a defined manner by these additives.
Die Nano- und/oder Mikrofasern bilden sich aus der besagten Lösung, indem im elektrostatischen Hochspannungsfeld auf die Lösung eine elektrostatische Kraft wirkt, mittels welcher die Fasern aus der Lösung herausgezogen werden.. Dabei wirkt die Oberflächenspannung und die Viskosität der Lösung der elektrostatischen Kraft entgegen und muß überwunden werden, um die Nano- und/oder Mikrofasern bilden zu können. Das wird erfindungsgemäß durch Zusätze erreicht, die die Oberflächenspannung der Lösung vermindern. Bei den Zusätzen zur Reduktion der Oberflächenspannung der Lösung kann es sich um Tenside, vorzugsweise um perfluorierte Tenside, handeln.The nano and / or microfibers form from the solution in question, in that an electrostatic force acts on the solution in the electrostatic high-voltage field, by means of which the fibers are pulled out of the solution. The surface tension and the viscosity of the solution counteract the electrostatic force and must be overcome in order to form the nano and / or microfibers. According to the invention, this is achieved by additives which reduce the surface tension of the solution. The additives for reducing the surface tension of the solution can be surfactants, preferably perfluorinated surfactants.
Damit auf die Lösung zur Herstellung der Nano- und/oder Mikrofasern im elektrostatischen Hochspannungsfeld überhaupt eine elektrostatische Kraft wirken kann, müssen in der Lösung elektrische Ladungen vorhanden sein. Diese Ladungen können durch Zugabe von Leitfähigkeits-Zusätzen vermehrt bzw. stabilisiert werden. Bei diesen Leitfähigkeitszusätzen handelt es sich im allgemeinen um organische Salze. Es hat sich erstaunlicherweise gezeigt, daß die Wirksamkeit dieser Zusätze stark von der Polarität der Lösung abhängig ist. Es ist deshalb vorteilhaft, stark polare Lösungsmittel zu verwenden, die jedoch nicht für alle gewünschten Polymere geeignet sind. In Fällen der zuletzt genannten Art hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Polarität der Lösung durch Zugabe von hochpolaren Substanzen zu steuern. Bei diesen hochpolaren Substanzen handelt es sich zum Beispiel um Acetamid. Des weiteren hat es sich gezeigt, daß Zusätze zur Ladungsstabilität die in die Nano- und/oder Mikrofasern eingebrachten elektrischen Ladungen verbessert stabilisieren, woraus neben der erwünschten mechanischen Partikelabscheidung auch eine auf elektrostatischen Kräften beruhende Partikelabscheidung erfolgt, so daß die Effizienz des Partikel-Fiitermediums erheblich verbessert ist.In order for an electrostatic force to act at all on the solution for producing the nano and / or microfibers in the electrostatic high-voltage field, electrical charges must be present in the solution. These charges can be increased or stabilized by adding conductivity additives. These conductivity additives are generally organic salts. Surprisingly, it has been shown that the effectiveness of these additives is highly dependent on the polarity of the solution. It is therefore advantageous to use strongly polar solvents, which, however, are not suitable for all desired polymers. In cases of the latter type, it has proven to be advantageous to control the polarity of the solution by adding highly polar substances. These highly polar substances are, for example, acetamide. Furthermore, it has been shown that additives to charge stability stabilize the electrical charges introduced into the nano and / or microfibers in an improved manner, which, in addition to the desired mechanical particle separation, also results in particle separation based on electrostatic forces, so that the efficiency of the particle filter medium is considerable is improved.
Als überraschend hat sich erwiesen, daß erheblich verbesserte Filtereigenschaften erzielt werden, wenn das luftdurchlässige Trägermaterial nicht nur auf einer Seite oder in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten auf beiden Seiten elektrostatisch mit Nano- und/oder Mikrofasern beschichtet wird, sondern wenn die beiden Seiten des luftdurchlässigen Trägermaterials gleichzeitig mit Nano- und/oder Mikrofasern entgegengesetzter elektrischer Polarität beschichtet werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Lösung an die elektrische Polarität anzupassen, da eine Polymerlösung unter dem Einfluß einer positiven Hochspannung üblicherweise anders absprüht als unter dem Einfluß einer negativen Hochspannung. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, zwei unterschiedliche Polymere in unterschiedlichen Konzentrationen und mit voneinander verschiedenen Zusätzen anzuwenden und auf diese Weise ein an den jeweiligen Anwendungsfall genau richtig angepaßtes Komposit-Filterelement herzustellen.It has been found to be surprising that significantly improved filter properties are achieved if the air-permeable carrier material is not only electrostatically coated with nano and / or microfibers on one side or in successive process steps on both sides, but if the two sides of the air-permeable carrier material are coated simultaneously Nano and / or microfibers of opposite electrical polarity are coated. It is advantageous to adapt the solution to the electrical polarity, since a polymer solution usually sprays differently under the influence of a positive high voltage than under the influence of a negative high voltage. As a result, it is advantageously also possible to use two different polymers in different concentrations and with different additives and in this way to produce a composite filter element which is precisely adapted to the respective application.
Da das luftdurchlässige Trägermaterial erfindungsgemäß auf keiner Elektrode aufliegt, kann es auch nicht durch eine Elektrode selbst entladen werden und behält folglich eine höhere elektrostatische Aufladung, was sich - wie bereits weiter oben ausgeführt worden ist - auf die Partikel-Fiitrationseigenschaften positiv auswirkt.Since the air-permeable carrier material does not lie on any electrode according to the invention, it cannot be discharged by an electrode itself and consequently retains a higher electrostatic charge, which - as has already been explained above - has a positive effect on the particle filtration properties.
Ein Problem, das sich aus dem üblicherweise zeitlich langen Einsatz von Filterelementen ergeben kann, ist der Befall der Filterelemente mit Keimen, die unter Umständen durch das Filterelement hindurch wachsen können und folglich auf der Reinluftseite zu einer Kontamination führen können. Um einem solchen Befall mit Keimen vorzubeugen, ist es vorteilhaft, wenn der zu Nano- und/oder Mikrofasern zu verspinnenden Lösung keimtötende Substanzen zugegeben werden. Bei diesen keimtötenden Substanzen handelt es sich beispielsweise um Bakteriozide und/oder Fungizide. Auch organische oder anorganische Schwermetallsalze wie beispielsweise Kupfer- oder Silbersalze können zur Anwendung gelangen.A problem that can result from the use of filter elements, which is usually long in time, is the infestation of the filter elements with germs, which can possibly grow through the filter element and consequently lead to contamination on the clean air side. In order to prevent such an infestation with germs, it is advantageous to add germicidal substances to the solution to be spun into nano and / or microfibers. These germicidal substances are, for example, bacteriocides and / or Fungicides. Organic or inorganic heavy metal salts such as copper or silver salts can also be used.
Nachdem bei dem erfindungsgemäßen Filterelement die Auftragsmenge der elektrostatisch hergestellten Nano- und/oder Mikrofasern auf dem luftdurchlässigen Trägermaterial ein Flächengewicht zwischen (0,05 und 20) g/m2, vorzugsweise zwischen (0,1 und 10) g/m2, weiter bevorzugt zwischen (0,1 und 5) g/m2 besitzt, ist während des Herstellungsprozesses eine Qualitätskontrolle mit herkömmlichen Online-Meßverfahren, wie die Messung der Dicke oder die Messung des Flächengewichtes, wenig aussagefähig. Deshalb ist es vorteilhaft, der zu den Nano- und/oder Mikrofasern zu verspinnenden Lösung eine optische wirksame Substanz zuzugeben und diese während des Herstellungsverfahrens online zu erfassen. Bei der optisch wirksamen Substanz kann es sich um einen Farbstoff, einen Fluoreszenz-Farbstoff oder einen optischen Aufheller handeln. Der Anteil der optisch wirksamen Substanz in der Lösung beträgt - ähnlich wie der Anteil der gegebenenfalls der Lösung zugesetzten Bakteriozide und/oder Fungizide (0,01 bis 5) %. Die mit einer optisch wirksamen Substanz versehenen Nano- und/oder. Mikrofasern auf dem luftdurchlässigen Trägermaterial, das heißt der solchermaßen beschichteten Träger wird beispielsweise mit UV-Licht angeregt und das reflektierte Licht bzw. die Fluoreszenz kann zur Bestimmung der Beschichtungsqualität online gemessen werden.After in the filter element according to the invention the application amount of the electrostatically produced nano and / or microfibers on the air-permeable carrier material has a basis weight between (0.05 and 20) g / m 2 , preferably between (0.1 and 10) g / m 2 preferably between (0.1 and 5) g / m 2 , quality control with conventional online measuring methods, such as measuring the thickness or measuring the weight per unit area, is not very meaningful during the manufacturing process. It is therefore advantageous to add an optically active substance to the solution to be spun into the nano and / or microfibers and to record this online during the manufacturing process. The optically active substance can be a dye, a fluorescent dye or an optical brightener. The proportion of the optically active substance in the solution is - similar to the proportion of any bacteriocides and / or fungicides added to the solution (0.01 to 5)%. The nano and / or provided with an optically active substance . Microfibers on the air-permeable carrier material, that is, the carrier coated in this way is excited, for example, with UV light and the reflected light or fluorescence can be measured online to determine the coating quality.
Da Nano- und/oder Mikrofasern mechanisch empfindlich sind und durch die weitere Verarbeitung wie beispielsweise ein Plissieren des Flächenmaterials aus luftdurchlässigem Trägermaterial und Nano- und/oder Mikrofasern auf dem Trägermaterial geschädigt werde können, ist es vorteilhaft, die Nano- und/oder Mikrofasern auf dem Trägermaterial mit einer luftdurchlässigen Schutzlage zu bedecken. Bei dieser Schutzlage kann es sich um ein Schutzvlies handeln. Um das Schutzvlies mit dem faserbeschichteten Trägermaterial bzw. -vlies zu verbinden, sind die üblichen Verfahren wie Laminieren, Kleben oder Verschweißen beispielsweise mittels Präge/Thermokalandern oder Ultraschallschweißen geeignet. Gegenüber dem aus der oben abgehandelten DE 100 13 315 A1 bekannten plissierten Filter ergeben sich durch den Einsatz von Nano- und/oder Mikrofasern deutliche Verbesserungen bezüglich Materialeinsparung und vergleichsweise niedrigen Druckabfällen bei sonst gleichen Abscheidungsleistungen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß die Trägermaterialien bipolar mit Nano- und/oder Mikrofasern entgegengesetzter elektrischer Polarität beschichtet; eine derartige Technik kennt die zitierte DE 100 13 315 A1 nicht.Since nano and / or microfibers are mechanically sensitive and can be damaged by further processing such as, for example, pleating the surface material made of air-permeable carrier material and nano and / or microfibers on the carrier material, it is advantageous to apply the nano and / or microfibers to cover the carrier material with an air-permeable protective layer. This protective layer can be a protective fleece. In order to connect the protective nonwoven to the fiber-coated carrier material or nonwoven, the usual methods such as laminating, gluing or welding, for example by means of embossing / thermal calendering or ultrasonic welding, are suitable. Compared to the pleated filter known from DE 100 13 315 A1 discussed above, the use of nano and / or microfibers results in significant improvements in material savings and comparatively low pressure drops with otherwise the same separation performance. According to the invention, the carrier materials are preferably coated bipolarly with nano and / or microfibers of opposite electrical polarity; such a technique is not known from the cited DE 100 13 315 A1.
Im Vergleich zur ebenfalls oben abgehandelten DE 101 09 474 C1 werden erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens zwei mit Nano- und/oder Mikrofasern beschichtete luftdurchlässige Trägermaterialien mit Schutzlagen bzw. -vliesen miteinander verbunden, woraus deutlich höhere Partikel-Abscheidungsraten resultieren. Darüber hinaus ergeben sich durch antibakterielle Zusätze und durch Zusätze, die eine Online-Qualitätsmessung ermöglichen, wesentliche Vorteile bezüglich der Produktgleichmäßigkeit und folglich bezüglich der Einsatzdauer erfindungsgemäßer Filterelemente.In comparison to DE 101 09 474 C1, which is also dealt with above, at least two air-permeable carrier materials coated with nano and / or microfibers are preferably bonded to one another with protective layers or nonwovens, which results in significantly higher particle separation rates. In addition, antibacterial additives and additives which enable online quality measurement result in significant advantages in terms of product uniformity and consequently in terms of the duration of use of filter elements according to the invention.
Zur weiteren Verdeutlichung der obigen Ausführungen wird auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele und die zugehörigen Tabellen hingewiesen:To further clarify the above statements, reference is made to the following exemplary embodiments and the associated tables:
Beispiel Filter 1 :Example filter 1:
Der Filter besitzt eine Größe von 280 mm x 200 mm x 50 mm (L, B, H) und folglich eine Anströmfläche von 0,056 m2. Die Filtermedienfläche beträgt 0,72 m2 und setzt sich aus 40 Falten mit einer Faltenhöhe von 45 mm und einem Faltenabstand von 7 mm zusammen. Das Filtermedium besteht aus einem Polypropylen-Abdeckvlies mit einem Flächengewicht von 15 g/m2, zwei jeweils bipolar mit ca. 1 g/m2 Nano- und Mikrofasern beschichteten Spinnvlies-Trägergeweben aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 und einem weiteren Abdeckvlies aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 15 g/m2. Diese vier Lagen sind mittels Prägekalandern miteinander verbunden. Die mit diesem Filter erreichbare Abscheidungsrate liegt bei 97 % für die (0,3 bis 0,5) μm-Fraktion von NaCI als Meßaerosol - gemessen bei einem Volumenstrom von 150 m3/h und einem damit einhergehenden Druckverlust von 42 Pa bei 23° C. Die Anströmgeschwindigkeit am Filter beträgt 0,74 m/sec, die Durchströmgeschwindigkeit durch das Filtermedium beträgt 5,75 cm/sec.The filter has a size of 280 mm x 200 mm x 50 mm (L, W, H) and consequently an inflow area of 0.056 m 2 . The filter media area is 0.72 m 2 and consists of 40 pleats with a pleat height of 45 mm and a pleat spacing of 7 mm. The filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two spunbonded nonwoven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 and one each bipolarly coated with approx. 1 g / m 2 nano and microfibers another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 . These four layers are connected by means of embossing calenders. The deposition rate that can be achieved with this filter is 97% for the (0.3 to 0.5) μm fraction of NaCI as a measuring aerosol - measured at a volume flow of 150 m 3 / h and an associated pressure loss of 42 Pa at 23 ° C. The flow velocity at the filter is 0.74 m / sec, the flow velocity through the filter medium is 5.75 cm / sec.
Detailliertere Angaben zur Abscheidungsleistung, d. h. zum Fraktionsabscheidegrad sind der Tabelle I weiter unten zu entnehmen.More detailed information on the separation performance, i.e. H. For the degree of fraction separation, see Table I below.
Vergleichsbeispiel Filter 2:Comparative example filter 2:
Der Vergleichsfilter ist gemäß D1N EN 1822-1 als H10 Filter spezifiziert. Der Vergleichsfilter hat eine Größe von 180 mm x 200 mm x 50 mm und folglich eine Anströmfläche von 0,036 m2. Die Filtermedienfläche beträgt 0,72 m2 und setzt sich aus 40 Falten mit einer Faltenhöhe von 45 mm und einem Faltenabstand von 4,5 mm zusammen. Das Filtermedium ist ein Glasfaserpapier mit einer Dicke von 0,5 mm.The comparison filter is specified as H10 filter in accordance with D1N EN 1822-1. The comparison filter has a size of 180 mm x 200 mm x 50 mm and consequently an inflow area of 0.036 m 2 . The filter media area is 0.72 m 2 and consists of 40 pleats with a pleat height of 45 mm and a pleat spacing of 4.5 mm. The filter medium is a glass fiber paper with a thickness of 0.5 mm.
Die mit diesem Vergleichsfilter erreichbare Abscheidungsrate liegt bei ca. 95 % für die (0,3 bis 0,5) μm-Fraktion von NaCI als Meßaerosol - gemessen bei einem Volumenstrόm von 150 m3/h und einem damit einhergehenden Druckverlust von 195 Pa bei 23° C. Die Anströmgeschwindigkeit am Filter beträgt 1 ,15 m/sec und die Durchströmungsgeschwindigkeit durch das Filtermedium beträgt 5,77 cm/sec. Detailliertere Angaben zur Abscheidungsleistung, d. h. zum Fraktionsabscheidegrad des Vergleichsfilters sind der nachfolgenden Tabelle I zu entnehmen.The deposition rate that can be achieved with this comparative filter is approx. 95% for the (0.3 to 0.5) μm fraction of NaCI as a measuring aerosol - measured at a volume flow of 150 m 3 / h and an associated pressure loss of 195 Pa 23 ° C. The flow velocity at the filter is 1.15 m / sec and the flow velocity through the filter medium is 5.77 cm / sec. More detailed information on the separation performance, ie on the fraction separation efficiency of the comparison filter, can be found in Table I below.
Tabelle I: Fraktionsabscheidegrad (Partikelgröße in μm) von NaCI als MeßaerosolTable I: Degree of fraction separation (particle size in μm) of NaCI as measurement aerosol
Beispiel Flächenware 3: Example of surface goods 3:
Das Filtermedium besteht aus einem Polypropylen-Abdeckvlies mit einem Flächengewicht von 15 g/m2, zwei jeweils bipolar mit ca. 0,5 g/m2 Nano- und Mikrofasern beschichteten Spinnvlies-Trägergewebe aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 und einem weiteren Abdeckvlies aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 15 g/m2. Diese vier Lagen sind mittels ca. 0,5 g/m2 gesprühter Schmelzklebefasern zwischen jeder Schicht und durch anschließend leichtes Andrücken miteinander verbunden. Die damit erreichbare Abscheidungsrate liegt bei ca. 97 % für die (0,3 - 0,5) μm Fraktion von NaCI als Meßaerosol - gemessen an einem Stanzling mit einem Durchmesser von 10 cm, d. h. einer Anströmfläche von 78 cm2 bei einem Volumenstrom von 45 l/min und einem damit einhergehenden Druckverlust von 95 Pa bei 23° C. Die Durchströmungsgeschwindigkeit durch das Filtermedium beträgt 9,6 cm/sec. Detaillierte Angaben zur Abscheidungsleistung, d. h. zum Fraktionsabscheidegrad sind der Tabelle II weiter unten zu entnehmen.The filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two spunbonded nonwoven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 , each coated bipolar with approx. 0.5 g / m 2 nano and microfibers and another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 . These four layers are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 of sprayed hot-melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together. The achievable deposition rate is approx. 97% for the (0.3 - 0.5) μm fraction of NaCI as a measurement aerosol - measured on a diecut with a diameter of 10 cm, ie a flow area of 78 cm 2 with a volume flow of 45 l / min and an associated pressure loss of 95 Pa at 23 ° C. The flow rate through the filter medium is 9.6 cm / sec. Detailed information on the separation performance, ie the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
Beispiel Flächenware 4:Example of surface goods 4:
Das Filtermedium besteht aus einem Polypropylen-Abdeckvlies mit einem Flächengewicht von 15 g/m2, zwei jeweils bipolar mit ca. 0,5 g/m2 Nano- und Mikrofasern beschichteten Vliesen, von denen das eine ein Meltblownvlies aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 25 g/m2 und das andere ein Spinnvlies auf Polypropylen mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 ist, und einem weiterenThe filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a weight per unit area of 15 g / m 2 , two nonwovens each coated bipolar with approx. 0.5 g / m 2 of nano and microfibers, one of which is a meltblown fleece made of polypropylene with a weight per unit area of 25 g / m 2 and the other is a spunbonded nonwoven on polypropylene with a basis weight of 60 g / m 2 , and another
Abdeckvlies aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 15 g/m2. Die vier Lagen sind mittels ca. 0,5 g/m2 gesprühter Schmelzklebefasern zwischen jeder Schicht und durch anschließend leichtes Andrücken miteinander verbunden.Covering fleece made of polypropylene with a basis weight of 15 g / m 2 . The four layers are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 of sprayed hot melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together.
Die damit erreichbare Abscheidungsrate liegt bei ca. 98 % für die (0,3 - 0,5) μm Fraktion von NaCI als Meßaerosol. - Gemessen an einem Stanzling mit einem Durchmesser von 10 cm, das heißt einer Anströmfläche vom 78 cm2 bei einem Volumenstrom von 45 l/min und einem damit einhergehenden Druckverlust von 120 Pa bei 23°C. Die' Durchströmungsgeschwindigkeit durch das Medium beträgt 9,6 cm/sec. Detaillierte Angaben zur Abscheidungsleistung, d.h. zum Fraktionsabscheidegrad sind der Tabelle II weiter unten zu entnehmen.The deposition rate that can be achieved with this is approx. 98% for the (0.3-0.5) μm fraction of NaCI as a measurement aerosol. - Measured on a die cut with a diameter of 10 cm, i.e. an inflow area of 78 cm 2 at a volume flow of 45 l / min and a pressure loss of 120 associated therewith Pa at 23 ° C. The 'flow speed through the medium is 9.6 cm / sec. Detailed information on the separation performance, ie the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
Flächenware 5:Area product 5:
Das Filtermedium besteht aus einem Polypropylen-Abdeckvlies mit einem Flächengewicht von 15 g/m2, zwei jeweils bipolar mit ca. 0,5 g/m2 Nano- und Mikrofasern beschichteten Meltblownvlies-Trägergeweben aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 25 g/m2, und einem weiteren Abdeckvlies aus Polypropylen mit einem Flächengewicht von 15 g/m2. Die vier Lagen des Filtermediums werden mittels ca. 0,5 g/m2 gesprühten Schmelzklebefasern zwischen jeder Schicht und durch anschließend leichtes Andrücken miteinander verbunden. Die mit diesem Filtermedium erreichbare Abscheidungsrate liegt bei ca. 99,5 % für die (0,3 - 0,5) μm Fraktion von NaCI als Meßaerosol. - Gemessen an einem Stanzling mit einem Durchmesser 10 cm, das heißt mit einer Anströmfläche von 78 cm2, bei einem Volumenstrom von 45 l/min und einem damit einhergehenden Druckverlust von 160 Pa bei 23° C. Die Durchströmungsgeschwindigkeit durch das Filtermedium beträgt 9,6 cm/sec. Detaillierte Angaben zur Abscheidungsleistung, das heißt zum Fraktionsabscheidegrad sind der Tabelle II unten zu entnehmen.The filter medium consists of a polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 , two meltblown non-woven carrier fabrics made of polypropylene with a basis weight of 25 g / m 2 each bipolarly coated with approx. 0.5 g / m 2 nano and microfibers , and another polypropylene cover fleece with a basis weight of 15 g / m 2 . The four layers of the filter medium are connected by means of approx. 0.5 g / m 2 sprayed hot-melt adhesive fibers between each layer and then lightly pressed together. The separation rate that can be achieved with this filter medium is approx. 99.5% for the (0.3 - 0.5) μm fraction of NaCI as measurement aerosol. - Measured on a die cut with a diameter of 10 cm, that is to say with a flow area of 78 cm 2 , at a volume flow of 45 l / min and an associated pressure loss of 160 Pa at 23 ° C. The flow rate through the filter medium is 9. 6 cm / sec. Detailed information on the separation performance, i.e. the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
Flächenware Vergleichsbeispiel 6:Comparative Example 6:
Die Vergleichs-Flächenware ist gemäß DIN EN 1822-1 als H11 -Filter spezifiziert. Das Filtermedium ist ein Glasfaserpapier mit einer Dicke von 0,6 mm. Die mit diesem Filtermedium erreichbare Abscheidungsrate liegt bei ca. 98 % für die (0,3 - 0,5) μm Fraktion von NaCI als Meßaerosol - gemessen an einem Stanzling mit einem Durchmesser von 10 cm, das heißt mit einer Anströmfläche von 78 cm2, bei einem Volumenstrom von 45 l/min und einem damit einhergehenden Druckverlust von 300 Pa bei 23° C. Die Durchströmungsgeschwindigkeit durch das Filtermedium beträgt 9,6 cm/sec. Detaillierte Angaben zur Abscheidungsleistung, das heißt zum Fraktionsabscheidegrad sind der nachfolgenden Tabelle II zu entnehmen.The comparison flatware is specified as an H11 filter in accordance with DIN EN 1822-1. The filter medium is a glass fiber paper with a thickness of 0.6 mm. The separation rate that can be achieved with this filter medium is approx. 98% for the (0.3 - 0.5) μm fraction of NaCI as a measurement aerosol - measured on a diecut with a diameter of 10 cm, i.e. with a flow area of 78 cm 2 , with a volume flow of 45 l / min and an associated pressure loss of 300 Pa at 23 ° C. The flow rate through the filter medium is 9.6 cm / sec. Detailed information on the separation performance, i.e. the degree of fraction separation, can be found in Table II below.
Tabelle II: Fraktionsabscheidegrad (Partikelgröße in μm) von NaCI als MeßaerosolTable II: Degree of fraction separation (particle size in μm) of NaCI as measurement aerosol
Erfindungsgemäß sind als wasserlösliche Polymere geeignet: Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidin, Polyethylenoxid und dessen Copolymere, Cellulosederivate, Stärke sowie Mischungen der aufgeführten Polymere.According to the invention the following are suitable as water-soluble polymers: polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidine, polyethylene oxide and its copolymers, cellulose derivatives, starch and mixtures of the listed polymers.
In organischen Lösungsmitteln lösbare Polymere sind:Polymers soluble in organic solvents are:
Polystyrole wie PS, SAN, SBS, ABS, etc., Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyvinylacetat, Polyvinylacetat, Polyvinylether, Polurethan, Polyamid, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyacrylnitril, Poly-Cycloolefine, Cellulosederivate sowie Mischungen und Copolymere der aufgeführten Polymere-Polystyrenes such as PS, SAN, SBS, ABS, etc., polycarbonate, polyvinyl chloride, polyacrylate, polymethacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl acetate, polyvinyl ether, polyurethane, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, poly-cycloolefins, cellulose derivatives as well as mixtures and copolymers of the listed polymers -
Erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende Thermoplaste sind: Polyolefine, Polyester, Polyoxymethylen, Polychlortrifluorethylen, Polyphenylensulfid, Polyaryletherketon, Polyvinylidenfluorid sowie Mischungen der aufgeführten Polymere. Thermoplastics used in accordance with the invention are: polyolefins, polyesters, polyoxymethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyaryl ether ketone, polyvinylidene fluoride and mixtures of the listed polymers.

Claims

A n s p r ü c h e: Expectations:
1. Filterelement, das mindestens eine Lage aus einem luftdurchlässigen Trägermaterial aufweist, das an mindestens einer seiner beiden sich gegenüberliegenden Seiten mit einer Faserschicht aus Nano- und/oder Mikrofasern einer bestimmten elektrischen Polarität beschichtet ist,1. filter element which has at least one layer made of an air-permeable carrier material which is coated on at least one of its two opposite sides with a fiber layer made of nano and / or microfibers of a certain electrical polarity,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß das Trägermaterial der mindestens einen Lage an seinen beiden sich gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer Faserschicht aus Nano- und/oderthat the carrier material of the at least one layer on its two opposite sides each with a fiber layer made of nano and / or
Mikrofasern entgegengesetzter elektrischer Polarität beschichtet ist, wobei mindestens zwei Lagen aus mit Nano- und/oder Mikrofasern beschichtetem Trägermaterial vorgesehen sind.Microfibers of opposite electrical polarity is coated, at least two layers of nano- and / or microfibre-coated carrier material being provided.
2. Filterelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmenge der Faserschichten der Lagen, zur Ausbildung eines progressiven Filterelementes, von der Anströmseite zur Abströmseite hin zunimmt.2. Filter element according to claim 1, characterized in that the coating amount of the fiber layers of the layers, to form a progressive filter element, increases from the upstream side to the downstream side.
Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus unterschiedlichen Trägermaterialien und/oder aus unterschiedlichen Nano- und/oder Mikrofasermaterialien bestehen.Filter element according to claim 2, characterized in that the layers consist of different carrier materials and / or of different nano and / or microfiber materials.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nano- und/oder Mikrofasern des beschichteten Trägermaterials der mindestens einen Lage mit einer luftdurchlässigen Schutzlage bedeckt sind.Filter element according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the nano and / or microfibers of the coated carrier material of the at least one layer are covered with an air-permeable protective layer.
5. Filterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlage mit den Nano- und/oder Mikrofasern des beschichteten Trägermaterials der mindestens einen Lage zusammenlaminiert, zusammengeklebt, verschweißt, vernadelt oder vernäht ist.5. Filter element according to claim 4, characterized in that the protective layer with the nano and / or microfibers of the coated carrier material of the at least one layer is laminated together, glued, welded, needled or sewn.
6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Faserschicht aus Nano- und/oder Mikrofasern ein Flächengewicht zwischen (0,05 und 20) g/m2, vorzugsweise zwischen (0,1 und 10) g/m2, weiter bevorzugt zwischen (0,1 und 5) g/m2, aufweist.6. Filter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one fiber layer made of nano and / or microfibers has a basis weight between (0.05 and 20) g / m 2 , preferably between (0.1 and 10) g / m 2 , more preferably between (0.1 and 5) g / m 2 .
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nano- und/oder Mikrofasern der mindestens einen Faserschicht einen Durchmesser zwischen (50 und 10.000) nm, vorzugsweise zwischen (100 und 3000) nm, weiter bevorzugt zwischen (150 und 1500) nm, aufweisen.7. Filter element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nano and / or microfibers of the at least one fiber layer have a diameter between (50 and 10,000) nm, preferably between (100 and 3000) nm, more preferably between (150 and 1500) nm.
8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Trägermaterial ein Flächengewicht zwischen (10 und 500) g/m2, vorzugsweise zwischen (15 und 150) g/m2 aufweist.8. Filter element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the air-permeable carrier material has a basis weight between (10 and 500) g / m 2 , preferably between (15 and 150) g / m 2 .
9. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeich net, daß das luftdurchlässige Trägermaterial ein Spunbond- oder Meltblown-Vlies aus Polypropylen, Polyester, Polyamid und/oder Polyacryl ist.9. Filter element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the air-permeable carrier material is a spunbond or meltblown fleece made of polypropylene, polyester, polyamide and / or polyacrylic.
10. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Trägermaterial ein naß- oder trockengelegter Vliesstoff ist, der durch thermische und/oder chemische Bindung verfestigt ist.10. Filter element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the air-permeable carrier material is a wet or dry laid nonwoven fabric which is consolidated by thermal and / or chemical bonding.
11. Fiiterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Trägermaterial aus einem Schaumstoff, einem Nadelvlies, oder aus Glas- oder Steinwolle besteht.11. filter element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the air-permeable carrier material consists of a foam, a needle fleece, or of glass or rock wool.
12. Verfahren zur Herstellung eines Filterelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Nano- und/oder Mikrofasern aus einer Lösung gebildet werden, indem in einem Hochspannungsfeld auf die Lösung eine elektrostatische Kraft wirkt, die die Lösung zu den Nano- und/oder Mikrofasern auseinanderzieht, wobei die Oberflächenspannung, die Viskosität, die Leitfähigkeit und/oder die12. A method for producing a filter element according to one of claims 1 to 11, characterized in that the nano and / or microfibers are formed from a solution by an electrostatic force acting on the solution in a high voltage field, which causes the solution to the nano- and / or microfibers apart, the surface tension, the viscosity, the conductivity and / or the
Ladung der Lösung durch Zusätze eingestellt wird.Charge of the solution is set by additives.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet-, ' daß der Lösung als die Oberflächenspannung vermindernde Zusätze Tenside, vorzugsweise perfluorierte Tenside, zugegeben werden.13. The method according to claim 12, characterized in that the solution as surface tension reducing additives surfactants, preferably perfluorinated surfactants, are added.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung der Lösung durch Zugabe von Leitfähigkeitszusätzen eingestellt wird.14. The method according to claim 12, characterized in that the charge of the solution is adjusted by adding conductivity additives.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitfähigkeitszusätze organische Salze verwendet werden.15. The method according to claim 14, characterized in that organic salts are used as conductivity additives.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nano- und/oder Mikrofasern in einem elektrostatischen Spinnverfahren aus der Lösung hergestellt werden, die einen Zusatz mindestens einer Substanz enthält, die wenigstens ein Oxydationspotential oder mehrere Oxydationspotentiale aufweist, die durch cyklovoltametrische Messungen ermittelbar sind.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the nano and / or microfibers are produced in an electrostatic spinning process from the solution which contains an additive of at least one substance which has at least one oxidation potential or a plurality of oxidation potentials which can be determined by cyclovoltametric measurements.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß der Lösung keimtötende Substanzen zugegeben werden.17. The method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that the solution germicidal substances are added.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als keimtötende Substanzen Bakteriozide und/oder Fungizide zugegeben werden.18. The method according to claim 17, characterized in that bacteriocides and / or fungicides are added as germicidal substances.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Bakteriozide und/oder Fungizide in der Lösung (0,01 bis 5) % beträgt.19. The method according to claim 18, characterized in that the proportion of bacteriocides and / or fungicides in the solution is (0.01 to 5)%.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung eine optisch wirksame Substanz zugegeben wird.20. The method according to any one of claims 12 to 19, characterized in that an optically active substance is added to the solution.
21. Verfahren nach -Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als optisch wirksame Substanz ein Farbstoff, ein Fluoreszenz-Farbstoff oder ein optischer Aufheller zugegeben wird.21. The method according to claim 20, characterized in that a dye, a fluorescent dye or an optical brightener is added as the optically active substance.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der optisch wirksamen Substanz in der Lösung auf (0,01 bis 5) % beträgt. 22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that the proportion of the optically active substance in the solution is (0.01 to 5)%.
23. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des elektrostatischen Spinnverfahrens der Lösung ein Zusatz mindestens einer Substanz oder mehrerer Substanzen zugegeben wird, die in ihrer Strukturformel über ein mindestens 2 Atome umfassendes ττ~ Elektronensystem verfügen, das mit wenigstens einer funktionellen Gruppe der Substanz in Resonanz treten kann.23. The method according to claim 12, characterized in that in order to improve the electrostatic spinning process of the solution, an additive of at least one substance or several substances is added, which have in their structural formula an at least 2 atoms comprising ττ ~ electron system with at least one functional group of Substance can resonate.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein π-Elektronensystem verwendet wird, das aus mehreren miteinander verbundenen Benzolkernen oder höheren Aromaten besteht.24. The method according to claim 23, characterized in that a π-electron system is used which consists of several interconnected benzene nuclei or higher aromatics.
25. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungs-Zusatz ein unsubstituiertes Amin aufweist.25. The method according to claim 12, characterized in that the solution additive has an unsubstituted amine.
26. Verfahren nach Anspruch 12, dad urch gekennzeichnet, daß der Lösungs-Zusatz ein mit mindestens einem aliphatischen oder aromatischen Rest substituiertes Amin aufweist.26. The method according to claim 12, characterized in that the solution additive has an amine substituted with at least one aliphatic or aromatic radical.
27. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungs-Zusatz ein polares Lösungsmittel mit einer Dieelektrizitätskonstanten > 10 aufweist.27. The method according to claim 12, characterized in that the solution addition has a polar solvent with a dielectric constant> 10.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungs-Zusatz eine Amino-, Amido-, Immino-, Azzo-, Nitro-, Carboxy-, Hydroxy-, Thio-, Sulfo- und/oder Halogeno-Gruppe oder Metall aufweist.28. The method according to claim 27, characterized in that the solution additive has an amino, amido, immino, azzo, nitro, carboxy, hydroxyl, thio, sulfo and / or halogeno group or metal.
29. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungs-Zusatz mindestens eine Substanz aus der Gruppe der Charge-Transfer Komplexe aufweist. 29. The method according to claim 12, characterized in that the solution addition comprises at least one substance from the group of charge transfer complexes.
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