EP3648865A1 - Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem - Google Patents

Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem

Info

Publication number
EP3648865A1
EP3648865A1 EP18731793.8A EP18731793A EP3648865A1 EP 3648865 A1 EP3648865 A1 EP 3648865A1 EP 18731793 A EP18731793 A EP 18731793A EP 3648865 A1 EP3648865 A1 EP 3648865A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
filter
filter medium
fibers
filter element
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18731793.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Krauss
Christine OPRISCH
Heiko Wyhler
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.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP3648865A1 publication Critical patent/EP3648865A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0224—Water treatment or cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • B01D39/083—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N55/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur
    • A01N55/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur containing metal atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • 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
    • B01D46/0028—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
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • 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
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0222—Water recovery or storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0622—Melt-blown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627—Spun-bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0654—Support layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1258—Permeability
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • C02F1/505—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment by oligodynamic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling

Definitions

  • the invention relates to a filter medium according to the preamble of claim 1, a filter element, a use of the filter element, a method for producing the filter medium and a water injection system.
  • a filter medium which has at least two filtration layers, one of which is equipped with an antimicrobial agent, for example.
  • an antimicrobial agent for example.
  • the second filter layer may, in particular, be a filter layer arranged downstream.
  • DE 10 2013 021 071 A1 discloses a filter medium for the filtration of air in a cabin filter of a motor vehicle.
  • This filter medium has a multilayer structure which has at least one anti-allergenic filter layer, a particle filter layer, one or more activated carbon adsorption layers, and an antibacterial filter layer containing zinc pyrithione as the active ingredient.
  • the above-described filter medium of the prior art is initially due to its structure, which is tailored to the relatively small fan performance and differential pressures in automotive ventilation systems, not for use in fluid systems in which the filter medium usually exposed to a much higher differential pressure is.
  • a cabin air filter medium is not mechanically so strong that it could also be used in fluid systems.
  • the antimicrobial properties of the interior filter medium for liquid systems are not sufficient because the growth of bacteria in the water at several days standstill and summer temperatures of more than 60 ° C in the engine compartment is much higher than in the area of an air duct of the ventilation system.
  • the named form of anti-discrimination microbial effect may be sufficient for air filters for indoor use, but is not suitable for liquid systems.
  • the invention solves this problem by a filter medium having the features of claim 1.
  • the filter medium according to the invention can be used for the filtration of water, for example.
  • a filter element as it is used in a water injection system for internal combustion engines.
  • Such systems typically include a water tank, a pump, one or more filters, a control system, fluid lines, and injectors or nozzles.
  • a control system typically include a water tank, a pump, one or more filters, a control system, fluid lines, and injectors or nozzles.
  • a corresponding filter medium comprises at least a first layer as a support layer and a second layer as a downstream arranged to the first layer filtration layer.
  • the second layer can have a higher dust absorption capacity, in particular an at least two times higher dust absorption capacity, than the first layer.
  • tight-meshed screen meshes or meshes which may consist in particular of plastics, can be used as a support layer. These screen meshes or meshes can be equipped equally with the antimicrobial agent. As a result, a growth of microorganisms, especially bacteria, ie biofilm formation through all filter layers, can be effectively avoided.
  • both the first layer and the second layer have at least one at least antibacterial active ingredient.
  • Antibacterial bacteriostatic properties as well as bactericidal properties are referred to here.
  • the active ingredient can not only be effective against bacteria, but have a bacteriostatic and / or bactericidal as well as fungistatic and / or fungicidal action.
  • bactericidal is meant a bactericidal effect.
  • the bacteria must be killed to a certain extent, preferably at least 99% within the first 4 hours, after their application.
  • bacteriostatic substances have only a growth-inhibiting effect.
  • the active substance may be an active substance from the group comprising pyrithione and / or a metal salt thereof, wherein the metal salt is in particular an alkali metal salt, in particular a sodium salt, an alkaline earth metal salt or a transition metal salt, preferably from the group consisting of zinc, manganese, copper and Iron, is or a Pyrithion derivative and / or a metal salt thereof, wherein the metal salt is in particular an alkali metal salt, in particular a sodium salt, an alkaline earth metal salt or a transition metal salt, preferably from the group zinc, manganese, copper and iron.
  • the metal salt is in particular an alkali metal salt, in particular a sodium salt, an alkaline earth metal salt or a transition metal salt, preferably from the group zinc, manganese, copper and iron.
  • a quaternary ammonium salt of the general formula NR 4 + X - or R NR 2 + X - , wherein R herein denotes an organic radical and wherein R may be the same or different, and R preferably contains at least one alkoxy group general formula -OCH 3, a siloxy group of the general formula R 3 Si-O- or an alkoxysilyl group of the general formula R 1 R 2 R 3 Si-O-R 4 , in particular a Tnalkoxysilylpropyl distr, and wherein X "is an anion is, in particular a halide from the group F, Cl, Br or I.
  • the pyrithione metal salt or pyrithione derivative metal salt may be a zinc salt, especially zinc pyrithione.
  • the quaternary ammonium salt has a trialkoxysilylpropyl group, in particular dimethyltetradecyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride or 3- (tri-methoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammonium chloride.
  • Equipping a plurality of layers, that is to say in particular also the support layer, with the at least antibacterial active substance is initially rather disadvantageous in terms of manufacturing technology than a coating having a surface coating on the surface.
  • the filter medium has the at least one at least antibacterial active ingredient over its entire thickness.
  • By a configuration with support layer advantageously improved pressure resistance is achieved.
  • the first layer and the second layer can each be provided with an active substance-containing impregnation and / or a coating containing active ingredient.
  • an active substance-containing impregnation and / or a coating containing active ingredient in addition, a more homogeneous distribution of the active ingredient, in particular of the zinc pyrithione, over the entire filter level of the layer can be achieved by the impregnation and / or coating.
  • the active ingredient-containing coating and / or impregnation may comprise a binder based on polyacrylate.
  • the binder may be a so-called hydrophobically modified polyacrylate (HASE) or a polyacrylate, which is crosslinked with polyurethane to form a hybrid polymer.
  • HASE hydrophobically modified polyacrylate
  • the active ingredient-containing, in particular zinc pyrithione-containing, polyacrylate coating allows a slow washout of parts of the zinc pyrithione molecules, so that the coating has a depot effect. This is particularly advantageous when the filter medium is used in a filter element of a water injection system, since in a backwash and components of the hydraulic system can be achieved with an at least antibacterial effect, which are spatially separated from the filter element, such as a pump.
  • the second layer may be formed as a nonwoven layer, said nonwoven layer at least 80 wt.% Synthetic fibers, in particular PET fibers, PBT fibers, PA fiber and / or PP fibers and / or PE fibers comprises.
  • the fibers may advantageously be meltblown and / or staple fibers.
  • the air permeability of the filter medium with the coating or impregnation may be 100 to 850 l / m 2 s, preferably 180-700 l / m 2 s.
  • Appropriate conclusions can be drawn on the permeabilities to other media, especially water.
  • the above-mentioned values of the air permeability are to be understood against the background of ISO 9237, which according to the measurement is to be applied with a differential pressure of 200 Pa.
  • the first layer formed as a support layer may in particular have a lattice structure, preferably with a thickness of less than 0.8 mm. Even significantly smaller thicknesses are possible, wherein a minimum thickness is influenced by the strength properties of the material used for the grid.
  • the first layer formed as a lattice structure serves for mechanical stabilization of the second layer, which is especially important when the second layer is a nonwoven layer, and has a drainage function.
  • the first layer may comprise at least 80% by weight of synthetic fibers, in particular PET fibers, PBT fibers, PA fibers and / or PP fibers and / or PE fibers.
  • the filter medium in addition to the at least two aforementioned layers at least one third layer, in particular a spunbond layer, which is formed downstream of the second layer, wherein the third layer is formed as a support layer.
  • the third layer may in particular be formed with a lower dust absorption capacity, in particular with at least a two times lower dust absorption capacity than the second layer.
  • the second layer which is formed as a filtration layer, quasi sandwiched between the two support layers, first layer and third layer, added. This has the advantage that the filtration layer can be optimally supported in both possible directions of flow. When using the filter medium in a filter element of a water injection system, this is advantageous since reversing the flow direction can occur for backwashing system components such as the injection nozzles / valves and / or the pump.
  • each layer of the filter medium now has an active substance-containing impregnation and / or an active substance-containing coating. This is particularly advantageous to ensure that no germ load in intermediate layers or supporting layers on the clean or raw side builds.
  • each layer of the filter medium, the two, three or more layers, is individually provided with the active ingredient. The layers can also be penetrated by the active ingredient in each case.
  • the ratio between the concentration of zinc pyrithione and the concentration of binder in the impregnation and / or coating can therefore be adjusted by a laboratory assistant or an engineer for paints and varnishes by routine work such that at least 0.1% by weight of zinc pyrithione is present h in water at 65 ° C from the coating and / or impregnation is ausschwemmbar.
  • the first layer may have a smaller thickness, in particular a thickness at least 1.5 times smaller, than the second layer.
  • the second layer formed as a filtration layer is to be selected such that dust particles or microbes having a size of 10 ⁇ m are also retained quantitatively, that is to say more than 95%, in particular more than 99%.
  • a corresponding specification regarding the size of the dust particles to be filtered is given in the product data sheet for most commercially available filter media.
  • the first layer may have a lower weight per unit area, in particular a surface weight that is at least 1.2 times lower than the second layer. Overall, the first layer is only the support of the second layer, which can take over the actual task of particle separation from the water. However, even on the larger surfaces of a grid or other support structures microbes can accumulate and spread, which is why this has at least one at least antibacterial active ingredient.
  • a filter element which may be formed as a round filter element or flat filter element.
  • the filter element has a filter media pack from the filter medium according to the invention.
  • the filter media pack may in particular be a folded filter media pack, which may, for example, have a star fold to form a cylindrical filter element.
  • the filter element is preferably a water filter element of a water injection system for an internal combustion engine or gas turbine.
  • the filter element may have at least one end plate, which is materially connected to the filter media pack, for example, may be welded.
  • the filter element may also have two end disks, for example a closed and an open end disk or two open end disks, the filter element design depending on the fluid system intended for use.
  • Other filter designs are known in the art.
  • Another aspect of the invention relates to a use of the filter element in a pre-filter and / or a main filter of a fluid line of a water injection system of an internal combustion engine and / or a gas turbine.
  • both the prefilter and the main filter can have a filter element according to the invention, so that biofilm formation threatens neither in the prefilter nor in the main filter.
  • the injection nozzles and / or valves of the water injection system can be even more reliably protected against contamination.
  • the pre-filter may comprise a housing and a filter element disposed in the housing.
  • An inventive method for producing the filter medium comprises the steps of providing the individual layers, the single coating and / or individual impregnation of each layer with the active ingredient, in particular a Zinkpyrithionates, and a subsequent assembly to the filter medium.
  • the padding process with a subsequent drying can be used, wherein the drying can be carried out at room temperature or at elevated temperature, for example 100 ° C. or more.
  • an aqueous solution in which the active ingredient is dissolved can be used.
  • the solution o. G. Containing polyacrylates, which are incorporated therein as the finest particles or powder and improve the adhesion of the active ingredient to the layers / fibers.
  • a final aspect of the invention relates to a water injection system for an internal combustion engine having a water tank and at least one injection device, for example with one or more injection nozzles or valves.
  • the injection device is fluidly connected to the water tank, wherein in a Fluid line between the water tank and the at least one injection device is present at least one filter element, which is a filter element according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic and simplified circuit diagram of the fluid line in a commercial vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic structure of a first filter medium
  • Fig. 3 shows a schematic structure of a second filter medium.
  • FIG. 1 shows in a simplified manner the structure of a medium line of a water injection system of an internal combustion engine with a fluid flow of water in the flow direction 100.
  • a heatable water tank 2 with a refill 1 and a sensor 3 for determining the water quality, the level and / or the temperature ,
  • the water tank 2 has a first supply line 1 1 to a water tank in the flow direction 100 downstream pump module 5.
  • the pump module 5 can, as shown in Fig. 1, be provided with a shut-off valve, a diaphragm, a check valve, a pressure sensor and an optional heater.
  • the supply line 1 1 a pre-filter 4. This filters dirt particles in the order of greater than 25 ⁇ from the fluid flow.
  • a second supply line 6 forwards the fluid further to a nozzle arrangement 9 downstream of the pump module 5 in the flow direction 100.
  • a nozzle arrangement 9 downstream of the pump module 5 in the flow direction 100.
  • the injection of water into a piston engine or a gas turbine of the internal combustion engine can take place.
  • the medium pressure when the medium is fed into the nozzle arrangement 9 can be checked.
  • the second supply line 6 has a main filter 7, which protects the nozzle assembly 9 from clogging or contamination.
  • the main filter 7 is also often described as a fine filter. It serves to filter particles with a particle size larger than 9 ⁇ m from the fluid stream.
  • the maximum loading of the prefilter 4 and the fine filter 4 is preferably at least 10 grams, preferably at least 12 grams.
  • the pressure drop of the prefilter 4 in the conveying direction 100 is preferably at most 100 mbar at a flow rate of 1 10 l / h.
  • the pressure drop of the fine filter or main filter 7 is preferably at most 500 mbar at a flow rate of 80 l / h.
  • FIG. 2 shows the structure of a filter medium 200 according to the invention for use in a pre-filter 4 and / or main filter 7.
  • the filter medium 200 has at least one first layer 201 and at least one second layer 202.
  • the first layer 201 of the filter medium 200 is the inflow-side layer, as can be seen in FIG. 2 on the basis of the flow direction 100.
  • the first layer 201 is a support layer and may be formed as a nonwoven layer or as a grid layer.
  • the vast majority of the fibers of the first layer 201 are formed from a synthetic plastic. In the case of a nonwoven layer, for example, these may preferably be PBT fibers (polybutylene terephthalate fibers).
  • the grid may be formed on a PBT basis.
  • the first layer 201 may have a weight per unit area of less than 130 g / m 2 , in particular between 70 and 110 g / m 2 .
  • the average thickness of the second layer 202 may in particular be less than 0.7 mm, in particular between 0.4 and 0.6 mm.
  • the second layer 202 is a filtration layer and is formed as a nonwoven layer.
  • the vast majority of fibers of the second layer may advantageously be PET fibers.
  • the second layer 202 may have a weight per unit area of more than 140 g / m 2 , in particular between 1 60 and 180 g / m 2 .
  • the average thickness of the second layer 202 may be more than 0.8 mm, in particular between 0.9 to 1, 2 mm.
  • the average fiber diameter is 4 to 40 ⁇ . The data regarding thickness and fiber diameter can be determined microscopically.
  • the filter medium 200 may be provided in a zigzag fold in a filter element.
  • the filter medium 200 may be arranged in the filter element as a hollow cylindrical bellows with a star-shaped cross-section. The bellows is limited at each of its two end faces by one end plate.
  • a filter element of the type described above is disclosed, for example, in DE 10 201 6 008 502 A1, to which reference is made in full, in particular with regard to the construction of a filter element in the context of the present invention.
  • both the first layer 201 and the second layer 202 have an at least antibacterial active ingredient, which according to this exemplary embodiment is zinc pyrithione.
  • the active substance here zinc pyrithione, can be applied in the form of a coating or impregnation 204 on the fibers of the first and the second layer 201, 202. arranges or penetrate the layers so that the layers are so to speak soaked in the drug.
  • the replacement of the filter medium of the prefilter 4 can take place in a water injection system, for example, every 15 years.
  • FIG. 3 shows the structure of a filter medium 300 for the main filter 7, which of course can also be used for the pre-filter 4 in other applications.
  • the filter medium 300 is constructed with at least three layers with a first layer 301, a second layer 302 and a third layer 303.
  • the first layer 301 of the main filter 7 is an upstream side. It may be formed analogously to the first layer 201 of the prefilter 4, in particular with regard to the basis weight and the thickness of the layer. It is designed as a support layer and may consist of a grid material and / or a nonwoven material. The fibers or the lattice structure of the first layer may be formed of at least 80% by weight of PBT material.
  • the second layer 302 of the filter medium 300 is preferably designed as a fine filter. It may be a nonwoven layer of meltblown fibers. The majority of meltblown fibers may be particularly preferably formed as PBT fibers. Compared with cellulose fibers, PBT meltblown fibers have a more than fourfold increased dust storage capacity under analogue measuring conditions.
  • the second layer 302 may have a weight per unit area of more than 130 g / m 2 , in particular between 140 and 180 g / m 2 .
  • the average thickness of the second layer 302 may be more than 0.8 mm, in particular between 0.9 to 1, 1 mm.
  • the average fiber diameter is 0.1 to 10 ⁇ .
  • the data regarding thickness and fiber diameter can be determined microscopically.
  • the third outflow-side layer 303 may also be formed as a support layer, namely as a nonwoven layer.
  • This layer 303 may preferably be formed as a spunbond layer.
  • the spunbond layer has a lower layer thickness, preferably an at least 1.5 times smaller layer thickness, than the first and second layer 301 and 302 arranged above it. At least 80% PET fibers can be used as the spunbond fiber material.
  • the outflow-side layer 303 may also be formed as a support layer.
  • the bung bond layer on the one hand allows drainage and gives the filter medium 300 a higher overall rigidity.
  • the zinc pyrithione coating or impregnation is shown as reference 304 in FIG.
  • the totality of the filter medium 300 of the main filter 7 has an initial degree of precipitation determined by particle counting in accordance with ISO 19438: 2003-1 1 of more than 99.5% for particles having a particle size greater than 10 ⁇ m.
  • the totality of the filter medium 300 of the main filter 7 has a dust storage capacity of 100 g / m 2 at 300 mbar when loaded with a stream of air with 50 mg / l of dust and with a flow distribution of 0.1 6 l / cm 2 h according to ISO 19438: 2003 -1 1 on.
  • the high dust storage capacity allows the filter to be replaced in a replacement interval of two years or more in a commercial vehicle.
  • the filter medium 300 of the main filter may be arranged analogously to the filter medium 200 of the prefilter in a filter element or alternatively be folded in a flat filter element or arranged unfolded in a planar frame structure.
  • the air permeability of the filter medium 200 of the prefilter 4 according to ASTM D 737 is preferably at least three times as large as the air permeability of the filter medium 300 of the main filter 7.
  • the air permeability of the filter medium 200 prefilter 4 at 200 Pa may be between 150 to 250 l / m 2 / s, the air permeability of the filter medium with respect to a filter medium with analog structure and under analog measurement conditions but with uncoated and / or unimpregnated layers slightly decreases.
  • the thickness of the filter medium 200 of the prefilter 4 is preferably 0.25 to 0.4 mm at a pressure of 0.5 kPa.
  • the air permeability of the filter medium 300 main filter 7 at 200 Pa can be between 500 to 850 l / m 2 / s, wherein the air permeability of the filter medium with respect to a filter medium with analog structure and under analog measurement conditions but slightly increases with uncoated and / or unimpregnated layers.
  • the thickness of the filter medium 200 of the prefilter 4 is preferably 0.8 to 2.0 mm at a pressure of 0.5 kPa.
  • the coating or impregnation is applied to the fibers of the layers as part of a padding process, also known as full bath impregnation.
  • the layers are first passed through a bath with impregnating or coating agent.
  • the so-called fleet is arranged, which has the zinc pyrithione.
  • the bath temperature may preferably be 40-60 ° C and the exposure time about 20 to 30 min.
  • the filter medium can be pressed out.
  • a drying process or a condensation process of the filter medium 200, 300 take place.
  • the drying process can be carried out at 120 ° C and the condensation process at 140 ° C for about 2 minutes each.
  • the liquor also comprises water and a hydrophilic binder system, preferably based on polyacrylate, which binds the zinc pyrithione to the fibers of the respective layers.
  • the layers are preferably individually impregnated and / or coated in the production and then deposited one above the other to provide the filter medium according to the invention.
  • the concentration of zinc pyrithione in the liquor may preferably be between 5 to 20 g / l.
  • concentration of zinc pyrithione per kg of nonwoven material may preferably be at least 2 g, more preferably 4-20 g.
  • the electrical conductivity of the solution should be less than 200.
  • filter media 200 and 300 The antibacterial activity of filter media 200 and 300 was determined according to test method AATCC 100: 2012. The filter medium was placed in bacterial contact at 37 ° C for 20 h. The test organisms used were Staphylococcus aureus (according to ATCC 6528) and Escherichia coli (according to ATCC 1 1 229). Both germs showed for filter media exclusively with PBT fibers an antibacterial activity of more than 99.4%, in particular from 99.4 to 99.99%.
  • the antifungal activity was determined in the form of the so-called mildew resistance test (AATCC 30-III - 2013).
  • the test fungus used was Aspergillus niber (ATCC 6275) and Chaetomium globosum (ATCC 6205).
  • the incubation period was 7 days at 28 ° C and more than 90% humidity.
  • the impregnated filter media showed no growth in the study.
  • the antibacterial and antifungal study showed excellent results for the effect of the filter media 200 and 300.
  • the layers of the prefilter and the main filter were always described in the examples with PBT fibers or PET fibers.
  • the layers may also comprise polyamide fibers or polypropylene fibers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Ein Filtermedium (200, 300), insbesondere zur Filtration von Wasser, umfassend zumindest eine erste Lage (201, 301) als Stützlage und eine zweite Lage (202, 302) als abstromseitig zur ersten Lage (201, 301) angeordnete Filtrationslage, wobei sowohl die erste Lage (201, 301) als auch die zweite Lage (202, 302) zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweisen. Ferner werden ein Filterelement, eine Verwendung des Filterelements und ein Verfahren zur Herstellung des Filtermediums offenbart. Schließlich betrifft die Erfindung noch ein Wassereinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Filterelement.

Description

Beschreibung
Filtermedium und Herstell verfahren, Filterelement, Verwendung
des Filterelements und Wassereinspritzsystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filtermedium nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Filterelement, eine Verwendung des Filterelements, ein Verfahren zur Herstellung des Filtermediums und ein Wassereinspritzsystem.
Stand der Technik
Aus der DE 10 201 1 104 628 A1 ist ein Filtermedium bekannt, das zumindest zwei Filtrationsschichten aufweist, von denen eine mit einem antimikrobiellen Wirkstoff ausgestattet ist, bspw. mit Zinkpyrithion oder mit Silber, insbesondere Nanosilber, oder mit anderen Metallen. Die zweite Filterschicht kann insbesondere eine abströmseitig angeordnete Filterschicht sein.
Die DE 10 2013 021 071 A1 offenbart ein Filtermedium zur Filtration von Luft in einem Innenraumfilter eines Kraftfahrzeugs. Dieses Filtermedium weist einen mehrlagigen Aufbau auf, der zumindest eine antiallergene Filterschicht, eine Partikelfilterschicht, eine oder mehrere Adsorptionsschichten mit Aktivkohle sowie eine antibakterielle Filterschicht aufweist, die Zinkpyrithion als Wirkstoff enthält.
Das oben beschriebene Filtermedium des Standes der Technik eignet sich zunächst auf Grund seiner Struktur, die ganz auf die relativ kleinen Lüfterleistungen und Differenzdrücke in automobilen Lüftungsanlagen zugeschnitten ist, nicht für einen Einsatz in Flüssigkeitssystemen, bei denen das Filtermedium in der Regel einem deutlich höheren Differenzdruck ausgesetzt ist. Ein Innenraumfiltermedium ist mechanisch nicht so belastbar, dass es auch in Flüssigkeitssystemen eingesetzt werden könnte. Darüber hinaus sind auch die antimikrobiellen Eigenschaften des Innenraumfiltermediums für Flüssigkeitssysteme nicht ausreichend, da das Keimwachstum im Wasser bei mehrtägigem Stillstand und Temperaturen im Sommer von mehr als 60°C im Bereich des Motorraums wesentlich höher ist als im Bereich eines Luftkanals der Lüftungsanlage. Die genannte Form von anti- mikrobieller Wirkung mag für Luftfilter für den Innenraumbereich hinreichend sein, eignet sich jedoch nicht für Flüssigkeitssysteme.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Filtermedium bereitzustellen, welches auch für den Bereich der Wasserfiltration ein zufriedenstellendes Ergebnis hinsichtlich des Hemmens von Keimwachstum liefert und die erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Differenzdruckbeständigkeit erfüllt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Filtermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Filtermedium kann zur Filtration von Wasser eingesetzt werden, bspw. in einem Filterelement, wie es in einem Wassereinspritzsystem für Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt wird. Solche Systeme weisen in der Regel einen Wassertank, eine Pumpe, einen oder mehrere Filter, ein Steuerungssystem, Fluidleitungen und Einspritzventile oder -düsen auf. Wie bei allen Systemen, bei denen Wasser über einen längeren Zeitraum steht und höheren, das Bakterien- und Pilzwachstum fördernden Temperaturen ausgesetzt ist, besteht hierbei die Gefahr einer Biofilmbildung, was insbesondere dazu führen kann, dass das Filterelement verstopft, dadurch nicht mehr durchströmt werden kann und das Wassereinspritzsystem hierdurch seine Funktion nicht mehr erfüllen kann. Dies gilt es zu verhindern.
Ein entsprechendes Filtermedium umfasst zumindest eine erste Lage als Stützlage und eine zweite Lage als abströmseitig zur ersten Lage angeordnete Filtrationslage. Die zweite Lage kann hierbei eine höhere Staubaufnahmekapazität, insbesondere eine zumindest um das Zweifache höhere Staubaufnahmekapazität, aufweisen als die erste Lage. Als Stützlage können neben Vliesen (Melt- blown, Spunbond und dergleichen) auch engmaschige Siebgewebe bzw. Gitter eingesetzt werden, die insbesondere aus Kunststoffen bestehen können. Diese Siebgewebe bzw. Gitter sind gleichermaßen mit dem antimikrobiellen Wirkstoff ausrüstbar. Hierdurch kann ein Durchwachsen von Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, d. h. eine Biofilmbildung durch alle Filterschichten, effektiv vermieden werden.
Erfindungsgemäß weisen sowohl die erste Lage als auch die zweite Lage zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff auf. Mit antibakteriell werden hierbei sowohl bakteriostatische Eigenschaften als auch bakterizide Eigenschaften bezeichnet.
Vorteilhaft kann der Wirkstoff nicht nur gegen Bakterien wirksam sein, sondern eine sowohl bakteriostatische und/oder bakterizide als auch fungistatische und/oder fungizide Wirkung aufweisen.
Unter bakterizid wird eine Bakterien abtötende Wirkung verstanden. Die Bakterien müssen hierbei zu einem gewissen Anteil, bevorzugt mindestens 99 % innerhalb der ersten 4 Stunden, nach ihrer Anwendung abgetötet werden. Im Vergleich dazu haben bakteriostatische Substanzen lediglich eine das Wachstum hemmende Wirkung.
Ferner kann es sich bei dem Wirkstoff um einen Wirkstoff aus der Gruppe umfassend Pyrithion und/oder ein Metallsalz davon handeln, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen, ist oder ein Pyrithion-Derivat und/oder ein Metallsalz davon, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen, ist. Alternativ oder zusätzlich ein quartäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel NR4 +X~ oder R=NR2+X~, wobei mit R hierin ein organischer Rest bezeichnet wird und wobei R gleich oder verschieden sein kann, und wobei R bevorzugt zumindest eine Alkoxy-Gruppe der allgemeinen Formel -OCH3, eine Siloxy-Gruppe der allgemeinen Formel R3Si-0- oder eine Alkoxysilyl-Gruppe der allgemeinen Formel R1 R2R3Si-0-R4, insbesondere eine Tnalkoxysilylpropylgruppe, ist und wobei X" ein Anion ist, insbesondere ein Halogenid aus der Gruppe F, Cl, Br oder I. Bei dem Pyrithion-Metallsalz oder Pyrithion-Derivat-Metallsalz kann es sich um ein Zinksalz, insbesondere Zinkpyrithion, handeln.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das quartäre Ammoniumsalz eine Trialkoxysilylpropylgruppe aufweist, insbesondere Dimethyltetradecyl [3- (trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid oder 3-(tri-methoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammoniumchlorid ist.
Das Ausrüsten mehrerer Lagen, also insbesondere auch der Stützlage, mit dem zumindest antibakteriellen Wirkstoff ist fertigungstechnisch gegenüber einer reinoberflächlichen Beschichtung zunächst eher von Nachteil. Durch das Ausrüsten mehrerer Lagen mit dem zumindest antibakteriellen Wirkstoff kann allerdings ein Bakterienwachstum sowohl auf der Reinseite als auch auf der Rohseite des Filtermediums und über alle Lagen hinweg vermindert oder verhindert werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Filtermedium über seine gesamte Dicke den zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweist. Ein lediglich oberflächlich antibakteriell beschichtetes Filtermedium, wie z. B. ein Innenraumfiltermedium, kann die Anforderungen in einem Wassersystem nicht erfüllen, da auch in einem Inneren des Filtermediums bzw. an den Lagengrenzen ein Bakterien-/Pilzwachstum droht, das zu einem Verblocken führen kann. Durch eine Konfiguration mit Stützlage wird vorteilhaft eine verbesserte Druckbeständigkeit erreicht.
Die erste Lage und die zweite Lage können jeweils mit einer wirkstoffhaltigen Imprägnierung und/oder einer wirkstoffhaltigen Beschichtung versehen sein. Durch die Imprägnierung und/oder Beschichtung kann zudem eine homogenere Verteilung des Wirkstoffs, insbesondere des Zinkpyrithions, über die gesamte Filterebene der Lage erreicht werden.
Die Wirkstoff haltige Beschichtung und/oder Imprägnierung kann ein Bindemittel auf Basis von Polyacrylat aufweisen. Besonders bevorzugt kann das Bindemittel ein sogenannter hydrophob modifiziertes Polyacrylat (HASE) sein oder ein Polyacrylat, welches mit Polyurethan zu einem Hybridpolymer vernetzt ist. Je nach Schichtdicke der Beschichtung erlaubt die wirkstoffhaltige, insbesondere zinkpyrithionhaltige, Polyacrylatbeschichtung ein langsames Auswaschen von Teilen der Zinkpyrithion-Moleküle, so dass die Beschichtung eine Depotwirkung aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Filtermedium in einem Filterelement eines Wassereinspritzsystems eingesetzt wird, da hierdurch bei einem Rückspülvorgang auch Bestandteile des hydraulischen Systems mit einer zumindest antibakteriellen Wirkung erreicht werden können, die räumlich stark von dem Filterelement getrennt sind, beispielsweise eine Pumpe.
Die zweite Lage kann als Vlieslage ausgebildet sein, wobei diese Vlieslage zumindest zu 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere PET-Fasern, PBT- Fasern, PA-Faser und/oder PP-Fasern und/oder PE-Fasern, aufweist. Bei den Fasern kann es sich vorteilhafter Weise um Meltblown- und/oder Stapelfasern handeln.
Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums mit der Beschichtung oder Imprägnierung kann 100 bis 850 l/m2s, vorzugsweise 180-700 l/m2s, betragen. Entsprechende Rückschlüsse können auf die Durchlässigkeiten gegenüber anderen Medien, insbesondere Wasser, gezogen werden. Die o. g. Werte der Luftdurchlässigkeit sind vor dem Hintergrund der ISO 9237 zu verstehen, der gemäß zur Messung ein Differenzdruck von 200 Pa anzulegen ist.
Die als Stützlage ausgebildete erste Lage kann insbesondere eine Gitterstruktur, vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als 0,8 mm, aufweisen. Noch deutlich kleinere Dicken sind möglich, wobei eine Mindestdicke durch die Festigkeitseigenschaften des für das Gitter eingesetzten Materials beeinflusst wird. Die als Gitterstruktur ausgebildete erste Lage dient zur mechanischen Stabilisierung der zweiten Lage, was vor allem wichtig ist, wenn es sich bei der zweiten Lage um eine Vlieslage handelt, und hat eine Drainagefunktion. Die erste Lage kann zumindest 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere PET-Fasern, PBT-Fasern, PA-Faser und/oder PP-Fasern und/oder PE-Fasern, aufweisen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Filtermedium zusätzlich zu den zumindest zwei vorgenannten Lagen zumindest eine dritte Lage, insbesondere eine Spunbond-Lage, aufweisen, welche abströmseitig zur zweiten Lage ausgebildet ist, wobei die dritte Lage als Stützlage ausgebildet ist.
Die dritte Lage kann insbesondere mit einer geringeren Staubaufnahmekapazität, insbesondere mit einer zumindest um das zweifache geringeren Staubaufnahmekapazität, als die zweite Lage, ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist die zweite Lage, die als Filtrationslage ausgebildet ist, quasi sandwichartig zwischen den zwei Stützlagen, erste Lage und dritte Lage, aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass die Filtrationslage in beiden möglichen Durchströmungsrichtungen optimal gestützt werden kann. Bei einem Einsatz des Filtermediums in einem Filterelement eines Wassereinspritzsystems ist dies vorteilhaft, da zum Rückspülen von Systemkomponenten wie den Einspritzdüsen /-ventilen und/oder der Pumpe eine Umkehr der Strömungsrichtung auftreten kann.
Besonders bevorzugt weist nun jede Lage des Filtermediums eine Wirkstoff haltige Imprägnierung und/oder eine Wirkstoff haltige Beschichtung auf. Dies ist besonders von Vorteil um abzusichern, dass sich keine Keimbelastung in Zwischenlagen oder Stützlagen auf der Rein- oder Rohseite aufbaut. Am meisten bevorzugt ist jede Lage des Filtermediums, die zwei, drei oder noch mehr Lagen, einzeln mit dem Wirkstoff ausgerüstet. Die Lagen können dabei jeweils auch von dem Wirkstoff durchdrungen sein.
Das Verhältnis zwischen der Konzentration an Zinkpyrithion und der Konzentration an Bindemittel in der Imprägnierung und/oder Beschichtung kann daher von einem Labormitarbeiter oder einem Ingenieur für Farben und Lacke durch Routinearbeiten so eingestellt werden, dass zumindest 0,1 Gew.% an Zinkpyrithion nach 1 68 h in Wasser bei 65°C aus der Beschichtung und/oder Imprägnierung ausschwemmbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Lage eine geringere Dicke, insbesondere eine um zumindest 1 ,5-fach geringere Dicke, als die zweite Lage aufweisen. Dadurch wird, trotz Beschichtung und einer ggf. damit einher- gehenden Faserquerschnittsvergrößerung für die Lage eine gewisse Bauschigkeit erreicht, die für eine hohe Staubaufnahmekapazität wichtig ist.
Die als Filtrationslage ausgebildete zweite Lage ist dabei so zu wählen, dass auch Staubpartikel bzw. Mikroben mit einer Größe von 10 μηι quantitativ, also zu mehr als 95 %, insbesondere mehr als 99 %, zurückgehalten werden. Eine entsprechende Spezifikation hinsichtlich der Größe der zu filternden Staubpartikel ist bei den meisten kommerziell erhältlichen Filtermedien im Produktdatenblatt angegeben.
Die erste Lage kann ein geringeres Flächengewicht, insbesondere ein um zumindest 1 ,2-fach geringeres Flächengewicht, als die zweite Lage aufweisen. Insgesamt dient die erste Lage lediglich der Stützung der zweiten Lage, welche die eigentliche Aufgabe der Partikelabscheidung aus dem Wasser übernehmen kann. Allerdings können sich gerade auch auf den größeren Flächen eines Gitters oder anderer Stützstrukturen Mikroben anlagern und ausbreiten, weshalb auch diese den zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filterelement, das als Rundfilterelement oder Flachfilterelement ausgebildet sein kann. Das Filterelement weist einen Filtermedienpack aus dem erfindungsgemäßen Filtermedium auf. Der Filtermedienpack kann insbesondere ein gefalteter Filtermedienpack sein, der zur Bildung eines zylindrischen Filterelements bspw. eine Sternfaltung aufweisen kann. Bevorzugt handelt es sich bei dem Filterelement um ein Wasserfilterelement eines Wassereinspritzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine oder Gasturbine.
Insbesondere kann das Filterelement zumindest eine Endscheibe aufweisen, die mit dem Filtermedienpack stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise verschweißt sein kann. Das Filterelement kann auch zwei Endscheiben aufweisen, beispielsweise eine geschlossene und eine offene Endscheibe oder zwei offene Endscheiben, wobei das Filterelementdesign von dem zum Einsatz vorgesehenen Fluidsystem abhängt. Weitere Filterbauformen sind dem Fachmann bekannt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung des Filterelements in einem Vorfilter und/oder einem Hauptfilter einer Fluidleitung einer Wassereinspritzanlage einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Gasturbine .
Besonders bevorzugt können sowohl der Vorfilter als auch der Hauptfilter, also zwei verschiedene Stellen der Wassereinspritzanlage, ein erfindungsgemäßes Filterelement aufweisen, sodass eine Biofilmbildung weder beim Vorfilter noch im Hauptfilter droht. Durch eine zweistufige Filtration können die Einspritzdüsen und/oder -ventile der Wassereinspritzanlage noch zuverlässiger vor Verschmutzung geschützt werden.
Ferner kann der Vorfilter ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Filterelement umfassen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Filtermediums umfasst die Schritte des Bereitstellens der einzelnen Lagen, der Einzelbeschichtung und/oder Einzelimprägnierung einer jeden Lage mit dem Wirkstoff, insbesondere einer Zinkpyrithionlösung, und einem anschließenden Zusammenfügen zu dem Filtermedium.
Zur Beschichtung oder Imprägnierung der Lagen kann das Foulardierungsver- fahren mit einer anschließenden Trocknung angewandt werden, wobei die Trocknung bei Raumtemperatur durchgeführt oder bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 100°C oder mehr, durchgeführt werden kann.
Bei Durchführung des Foulardierungsverfahrens kann eine wässrige Lösung zum Einsatz kommen, in der der Wirkstoff gelöst ist. Zusätzlich kann die Lösung o. g. Polyacrylate enthalten, die als feinste Partikel bzw. Pulver darin aufgenommen sind und die Anhaftung des Wirkstoffs an den Lagen/Fasern verbessern.
Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wassereinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Wassertank und zumindest einer Einspritzvorrichtung, bspw. mit einer oder mehreren Einspritzdüsen oder -ventilen. Die Einspritzvorrichtung ist fluidisch mit dem Wassertank verbunden, wobei in einer Fluidleitung zwischen dem Wassertank und der zumindest einen Einspritzvorrichtung zumindest ein Filterelement vorliegt, bei dem es sich um ein erfindungsgemäßes Filterelement handelt. Hierdurch kann der Problematik der Biofilmbildung durch Wachstum von Mikroorganismen, die gerade bei wässrigen Medien ein großes Problem darstellt, effektiv begegnet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Figuren näher erläutert.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1 schematisches und vereinfachtes Schaltbild der Fluidleitung in einem Nutzfahrzeug; und
Fig. 2 schematischer Aufbau eines ersten Filtermediums; und
Fig. 3 schematischer Aufbau eines zweiten Filtermediums.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Weise den Aufbau einer Mediumsleitung einer Wassereinspritzanlage einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Fluidstrom von Wasser in Strömungsrichtung 100. Man erkennt einen beheizbaren Wassertank 2 mit einem Nachfüllstutzen 1 und einen Sensor 3 zur Ermittlung der Wasserqualität, des Füllstandes und/oder der Temperatur.
Der Wassertank 2 weist eine erste Zuleitung 1 1 zu einem dem Wassertank in Strömungsrichtung 100 nachgeordneten Pumpenmodul 5 auf. Das Pumpenmodul 5 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem Absperrventil, einer Blende, einem Rückschlagventil, einem Drucksensor und einer optionalen Heizung versehen sein. Um das Pumpenmodul vor Verschmutzungen aus dem Wassertank zu schützen, weist die Zuleitung 1 1 einen Vorfilter 4 auf. Dieser filtert Schmutzpartikel in der Größenordnung von größer als 25 μηι aus dem Fluidstrom.
Eine zweite Zuleitung 6 leitet das Fluid weiter zu einer dem Pumpenmodul 5 in Strömungsrichtung 100 nachgeordneten Düsenanordnung 9 weiter. Durch die Düsen 10 der Düsenanordnung 9 kann die Einspritzung von Wasser in einen Kolbenmotor oder eine Gasturbine der Verbrennungskraftmaschine erfolgen. Optional kann durch einen Drucksensor 8 der Mediumsdruck bei Zuführung des Mediums in die Düsenanordnung 9 überprüft werden.
Die zweite Zuleitung 6 weist einen Hauptfilter 7 auf, welcher die Düsenanordnung 9 vor einer Verstopfung oder einer Verschmutzung schützt. Der Hauptfilter 7 wird auch oft als Feinfilter beschrieben. Er dient der Filtration von Partikeln mit einer Partikelgröße die größer sind als 9 μηι aus dem Fluidstrom.
Die maximale Beladung des Vorfilters 4 und des Feinfilters 4 beträgt vorzugsweise zumindest 10 Gramm, vorzugsweise zumindest 12 Gramm.
Der Druckabfall des Vorfilters 4 in Förderrichtung 100 beträgt vorzugsweise maximal 100 mbar bei einem Durchfluss von 1 10 l/h.
Der Druckabfall des Feinfilters bzw. Hauptfilters 7 beträgt vorzugsweise maximal 500 mbar bei einem Durchfluss von 80 l/h.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Filtermediums 200 zur Verwendung in einem Vorfilter 4 und/oder Hauptfilter 7.
Das Filtermedium 200 weist zumindest eine erste Lage 201 und zumindest eine zweite Lage 202 auf.
Die erste Lage 201 des Filtermediums 200 ist dabei die anströmseitige Lage, wie man in Fig. 2 anhand der Strömungsrichtung 100 erkennen kann. Die erste Lage 201 ist eine Stützlage und kann als Vlieslage oder als Gitterlage ausgebildet sein. Die überwiegende Anzahl der Fasern der ersten Lage 201 sind aus einem synthetischen Kunststoff gebildet. Dabei kann es sich im Fall einer Vlieslage beispielsweise und bevorzugt um PBT-Fasern (Polybutylenterephthalat- Fasern) handeln. Alternativ kann das Gitter auf PBT-Basis ausgebildet sein. Die erste Lage 201 kann ein Flächengewicht von weniger als 130 g/m2, insbesondere zwischen 70 - 1 10 g/m2 aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 202 kann insbesondere weniger als 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,4 bis 0,6 mm betragen.
Die zweite Lage 202 ist eine Filtrationslage und ist als Vlieslage ausgebildet. Die überwiegende Anzahl von Fasern der zweiten Lage können dabei vorteilhaft PET- Fasern sein. Die zweite Lage 202 kann ein Flächengewicht von mehr als 140 g/m2, insbesondere zwischen 1 60 - 180 g/m2 aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 202 kann mehr als 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,9 bis 1 ,2 mm, betragen. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt 4 bis 40 μηι. Die Daten bezüglich der Dicke und des Faserdurchmessers können mikroskopisch bestimmt werden.
Das Filtermedium 200 kann in einer Zickzack-Faltung in einem Filterelement vorgesehen sein. Das Filtermedium 200 kann im Filterelement als ein hohlzylindrischer Faltenbalg mit sternförmigen Querschnitt angeordnet sein. Der Faltenbalg wird an jeder seiner beiden endständigen Stirnflächen durch jeweils eine Endscheibe begrenzt. Ein Filterelement der vorbeschriebenen Art ist beispielsweise der DE 10 201 6 008 502 A1 , auf welche insbesondere hinsichtlich des Aufbaus eines Filterelements im Rahmen der vorliegenden Erfindung vollumfänglich Bezug genommen wird, offenbart.
Erfindungsgemäß weisen sowohl die erste Lage 201 als auch die zweite Lage 202 einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff auf, bei dem es sich gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform um Zinkpyrithion handelt.
Das Wirkstoff, hier Zinkpyrithion, kann in Form einer Beschichtung oder Imprägnierung 204 auf den Fasern der ersten und der zweiten Lage 201 , 202 ange- ordnet sein oder die Lagen durchdringen, sodass die Lagen gewissermaßen in dem Wirkstoff getränkt sind.
Der Austausch des Filtermediums des Vorfilters 4 kann in einem Wassereinspritzsystem bspw. alle 15 Jahre erfolgen.
Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Filtermediums 300 für den Hauptfilter 7, welches selbst verständlich in anderen Anwendungen auch für den Vorfilter 4 eingesetzt werden kann.
Der Filtermedium 300 ist zumindest dreilagig mit einer ersten Lage 301 , einer zweiten Lage 302 und einer dritten Lage 303 aufgebaut.
Die erste Lage 301 des Hauptfilters 7 ist eine anströmseitige Lage. Sie kann analog zur ersten Lage 201 des Vorfilters 4 ausgebildet sein, insbesondere hinsichtlich des Flächengewichts und der Dicke der Lage. Sie ist als Stützlage ausgebildet und kann aus einem Gittermaterial und/oder einem Vliesmaterial bestehen. Die Fasern oder die Gitterstruktur der ersten Lage können zumindest zu 80 Gew.% aus PBT-Material ausgebildet sein.
Die zweite Lage 302 des Filtermediums 300 ist bevorzugt als Feinfilter ausgebildet. Dabei kann es sich um eine Vlieslage aus Meltblown-Fasern handeln. Die überwiegende Anzahl an Meltblown-Fasern kann besonders bevorzugt als PBT- Fasern ausgebildet sein. Gegenüber Cellulosefasern haben PBT-Meltblownfasern eine mehr als vierfach erhöhte Staubspeicherkapazität unter analogen Messbedingungen.
Die zweite Lage 302 kann ein Flächengewicht von mehr als 130 g/m2, insbesondere zwischen 140 - 180 g/m2 aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 302 kann mehr als 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,9 bis 1 ,1 mm, betragen. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt 0,1 bis 10 μηι. Die Daten bezüglich der Dicke und des Faserdurchmessers können mikroskopisch bestimmt werden. Die dritte abströmseitige Lage 303 kann ebenfalls als eine Stützlage, nämlich als Vlieslage ausgebildet sein. Diese Lage 303 kann bevorzugt als eine Spunbond- Lage ausgebildet sein. Die Spunbondlage weist eine geringere Lagendicke, vorzugsweise eine zumindest 1 ,5-fach geringere Lagendicke, auf, als die darüber angeordnete erste und zweite Lage 301 und 302. Als Spunbond-Fasermaterial können zumindest zu 80% PET-Fasern genutzt werden. Die abströmseitige Lage 303 kann dabei ebenfalls als Stützlage ausgebildet sein. Die Spundbondlage ermöglicht einerseits eine Drainage und verleiht dem Filtermedium 300 insgesamt eine höhere Steifigkeit.
Die Zinkpyrithion-Beschichtung oder Imprägnierung ist in Fig. 3 als Bezugszeichen 304 dargestellt.
Die Gesamtheit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7 weist einen Anfangsab- scheidungsgrad, bestimmt durch Partikelzählung gemäß ISO 19438:2003-1 1 von mehr als 99,5 % für Partikel einer Partikelgröße von größer als 10 μηι auf.
Die Gesamtheit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7 weist ein Staubspeichervermögen von 100 g/m2 bei 300 mbar bei Beladung mit einem Luftstrom mit 50 mg/l Staub und bei einer Anströmungsverteilung von 0,1 6 l/cm2h gemäß ISO 19438:2003-1 1 auf.
Die hohe Staubspeicherkapazität erlaubt es den Filter in einem Austauschintervall von zwei Jahren oder mehr in einem Nutzfahrzeug auszutauschen.
Das Filtermedium 300 des Hauptfilters kann analog zum Filtermedium 200 des Vorfilters in einem Filterelement angeordnet sein oder alternativ in einem Flachfilterelement gefaltet oder ungefaltet in einer ebenen Rahmenstruktur angeordnet sein.
Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 gemäß ASTM D 737 ist vorzugsweise zumindest dreifach so groß wie die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7. Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 200 Vorfilters 4 bei 200 Pa kann dabei zwischen 150 bis 250 l/m2/s betragen, wobei die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums gegenüber eines Filtermediums mit analogen Aufbau und unter analogen Messbedingungen jedoch mit unbeschichteten und/oder unimprägnierten Lagen geringfügig abnimmt.
Die Dicke des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 beträgt bevorzugt 0,25 bis 0,4 mm bei einem Druck von 0,5 kPa.
Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 300 Hauptfilters 7 bei 200 Pa kann dabei zwischen 500 bis 850 l/m2/s betragen, wobei die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums gegenüber eines Filtermediums mit analogem Aufbau und unter analogen Messbedingungen jedoch mit unbeschichteten und/oder unimprägnierten Lagen geringfügig zunimmt.
Die Dicke des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 beträgt bevorzugt 0,8 bis 2,0 mm bei einem Druck von 0,5 kPa.
Nachfolgend wird eine Methode zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filtermedien 200 und 300 des Vorfilters 4 und des Hauptfilters 7 näher beschrieben.
Die Beschichtung oder Imprägnierung wird im Rahmen eines Foulardierungsver- fahrens, auch als Vollbadimprägnierung bekannt, auf die Fasern der Lagen aufgebracht.
Im Rahmen einer Nassbehandlung werden die Lagen dabei zunächst durch ein Bad mit Imprägnierungs- oder Beschichtungsmittel geleitet. In diesem Bad ist die sogenannte Flotte angeordnet, welche das Zinkpyrithion aufweist. Die Badtemperatur kann vorzugsweise 40-60 °C betragen und die Einwirkzeit ca. 20 bis 30 min.
In einer Walzenpresse kann das Filtermedium ausgepresst werden.
Anschließend kann ein Trocknungsprozess oder ein Kondensationsprozess des Filtermediums 200, 300 erfolgen. Der Trocknungsprozess kann bei 120 °C und der Kondensierungsprozess bei 140 °C jeweils etwa 2 Minuten lang erfolgen.
Die Flotte umfasst zudem Wasser und ein hydrophobes Bindemittelsystem, vorzugsweise auf Polyacrylatbasis, welches das Zinkpyrithion an die Fasern der jeweiligen Lagen bindet.
Die Lagen werden bei der Herstellung bevorzugt einzeln imprägniert und/oder beschichtet und sodann übereinander zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Filtermediums abgelegt.
Die Konzentration des Zinkpyrithions in der Flotte kann vorzugsweise zwischen 5 bis 20 g/l betragen. Die Konzentration des Zinkpyrithions pro kg Vliesmaterial kann vorzugsweise zumindest 2 g, besonders bevorzugt 4-20 g betragen.
Eine Lagerung in Wasser bei 65°C über 168 h und eine Leitfähigkeitsmessung ergab, dass die Leitfähigkeit des Wassers zunahm. Dies weist darauf hin, dass einige Mengen an Zinkpyrithion ausgewaschen wurden. Bei langen Standzeiten ist die langsame Auswaschung von Zinkpyrithion von Vorteil, da Wasser im Wassertank und in den Leitungen durch das Auswaschen desinfiziert werden oder zumindest das Wachstum von Keimen verringert wird.
Die elektrische Leitfähigkeit der Lösung sollte weniger als 200 betragen.
Die antibakterielle Aktivität der Filtermedien 200 und 300 wurden gemäß der Prüfmethode AATCC 100:2012 bestimmt. Dabei wurde das Filtermedium in Bakterienkontakt bei 37°C über 20 h versetzt. Als Prüfkeim wurden Staphylococcus aureus (gemäß ATCC 6528) und Escherichia coli (gemäß ATCC 1 1 229) genutzt. Beide Keime zeigten für Filtermedien ausschließlich mit PBT-Fasern eine antibakterielle Aktivität von mehr als 99,4 %, insbesondere von 99,4 bis 99,99 %.
Weiterhin wurde die antifungizide Aktivität in Form des sogenannten Mildew Widerstandstests (AATCC 30-III - 2013) ermittelt. Als Prüf-fungus wurde Aspergillus niber (ATCC 6275) und Chaetomium globosum (ATCC 6205) genutzt. Die Inkubationszeit betrug 7 Tage bei 28 °C und mehr als 90 % Feuchte. Die imprägnierten Filtermedien zeigten in der Untersuchung keinen Bewuchs. Im Ergebnis zeigte die antibakterielle und antifungizide Untersuchung hervorragende Ergebnisse für die Wirkung der Filtermedien 200 und 300.
Die Lagen des Vorfilters und des Hauptfilters wurden in den Beispielen stets mit PBT-Fasern oder PET-Fasern beschrieben. Alternativ können die Lagen auch Polyamid-Fasern oder Polypropylenfasern aufweisen.
Die Filtermedien sind über einen großen pH-Wertbereich beständig, insbesondere jedoch in einem pH-Wertbereich zwischen pH=0,6 bis pH=9

Claims

Ansprüche
1 . Filtermedium (200, 300), insbesondere zur Filtration von Wasser, umfassend zumindest eine erste Lage (201 , 301 ) als Stützlage und eine zweite Lage (202, 302) als abströmseitig zur ersten Lage (201 , 301 ) angeordnete Filtrationslage,
dadurch gekennzeichnet, dass
sowohl die erste Lage (201 , 301 ) als auch die zweite Lage (202, 302) zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweisen.
2. Filtermedium (200, 300) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff ein Wirkstoff ist aus der Gruppe umfassend Pyrithion und/oder ein Metallsalz davon, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz ist, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen ist, ein Pyrithion-Derivat und/oder ein Metallsalz davon, und/oder ein quartäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel NR4 +X_ oder wobei R ein organischer Rest ist, wobei R gleich oder verschieden ist, und wobei R bevorzugt zumindest eine Alkoxy-Gruppe der allgemeinen Formel -OCH3, eine Siloxy-Gruppe der allgemeinen Formel R3S1-O- oder eine Alkoxysilyl-Gruppe der allgemeinen Formel R1 R2R3Si-0-R4, insbesondere eine Trialkoxysilylpro- pylgruppe, ist.
3. Filtermedium (200, 300) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrithion-Metallsalz oder Pyrithion-Derivat-Metallsalz ein Zinksalz, insbesondere Zinkpyrithion ist.
4. Filtermedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das quartäre Ammoniumsalz eine Trialkoxysilylpropylgruppe aufweist, insbesondere Dimethyltetradecyl [3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid oder 3-(tri-me- thoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammoniumchlorid ist.
5. Filtermedium (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (201 , 301 ) und die zweite Lage (202, 302) jeweils mit einer wirkstoffhaltigen Imprägnierung und/oder einer wirkstoffhaltigen Beschichtung versehen sind.
6. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirkstoffhaltige, insbesondere zinkpyrithrionhaltige, Beschichtung und/oder -Imprägnierung ein Bindemittel auf Basis von Poly- acrylat aufweist.
7. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (202, 302) als Vlieslage ausgebildet und zumindest zu 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere Fasern aus einem Copolymer, PET-Fasern, PBT-Fasern, PA-Fasern und/oder PP-Fasern, PE-Fasern, aufweist, die bevorzugt Meltblown- und/oder Stapelfasern sind.
8. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 100 bis 850 l/m2s, vorzugsweise 180-700 l/m2s, beträgt.
9. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (201 , 301 ) eine Gitterstruktur, vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als 0,8 mm, aufweist und/oder die erste Lage (201 , 301 ) zumindest zu 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere Fasern aus einem Copolymer, PET-Fasern, PBT-Fasern, PA-Fasern und/oder PP-Fasern, PE-Fasern, aufweist.
10. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (300) zumindest eine dritte Lage (303), insbesondere eine Spunbond-Lage, aufweist, welche abströmseitig zur zweiten Lage (302) ausgebildet ist, wobei die dritte Lage (303) als Stützlage ausgebildet ist, wobei jede Lage (201 , 202, 301 , 302, 303) des Filtermediums (200, 300) eine wirkstoffhaltige Imprägnierung und/oder eine wirkstoffhaltige Beschichtung aufweist.
1 1 . Filtermedium (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Konzentration an Zinkpyrithion und der Konzentration an Bindemittel in der Imprägierung und/oder Beschichtung derart gewählt ist, dass zumindest 0,1 Gew.% an Zinkpyrithion nach 1 68 h in Wasser bei 65°C aus der Beschichtung und/oder Imprägnierung ausschwemmbar ist.
12. Filtermedium (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (201 , 301 ) eine geringere Dicke, insbesondere eine um zumindest 1 ,5-fach geringere Dicke, als die zweite Lage (202, 302) aufweist und/oder die erste Lage (201 , 301 ) eine geringeres Flächengewicht, insbesondere ein um zumindest 1 ,2-fach geringeres Flächengewicht, als die zweite Lage (202, 302) aufweist.
13. Filterelement, bevorzugt Rundfilterelement oder Flachfilterelement, das einen Filtermedienpack, bevorzugt einen gefalteten Filtermedienpack, aus einem Filtermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
14. Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement zumindest eine Endscheibe aufweist, die stoffschlüssig mit dem Filtermedienpack verbunden ist, bevorzugt verschweißt.
15. Verwendung des Filterelements nach Anspruch 13 oder 14 in einem Vorfilter (4) und/oder Hauptfilter (7) in einer Fluidleitung einer Wassereinspritzanlage einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Gasturbine.
1 6. Verfahren zur Herstellung eines Filtermediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (201 , 202, 301 , 302, 303) zunächst einzeln bereitgestellt, einzeln mit dem Wirkstoff, bevorzugt einer Zinkpyrithionlösung, beschichtet oder imprägniert werden, bevorzugt durch ein Foulardierungsverfahren, und anschließend zu dem Filtermedium (200, 300) zusammengefügt werden.
17. Wassereinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Wassertank und zumindest einer Einspritzvorrichtung, die fluidisch mit dem Wassertank verbunden ist, wobei in einer Fluidleitung zwischen dem Wassertank und der zumindest einen Einspritzvorrichtung zumindest ein Filterelement vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement ein Filterelement nach Anspruch 13 oder 14 ist.
EP18731793.8A 2017-07-07 2018-06-12 Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem Withdrawn EP3648865A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017006462.8A DE102017006462A1 (de) 2017-07-07 2017-07-07 Filtermedium und Herstellverfahren, Filterelement und Verwendung des Filterelements
PCT/EP2018/065454 WO2019007642A1 (de) 2017-07-07 2018-06-12 Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3648865A1 true EP3648865A1 (de) 2020-05-13

Family

ID=62631083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18731793.8A Withdrawn EP3648865A1 (de) 2017-07-07 2018-06-12 Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200217275A1 (de)
EP (1) EP3648865A1 (de)
CN (1) CN110831685A (de)
DE (1) DE102017006462A1 (de)
WO (1) WO2019007642A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3107655B1 (fr) * 2020-02-28 2022-02-11 Sogefi Filtration Spa Agencement de filtration et utilisation d’un dispositif de filtration, avec fonction anti-bulles, pour epurer une eau destinee a une chambre de combustion d’un vehicule
CN111686514A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 雅弦科技有限公司 一种过滤材料及其制备方法、过滤装置及新风系统
CN111789054A (zh) * 2020-07-29 2020-10-20 辽宁省海洋水产科学研究院 一种芽孢杆菌菌液应用于刺参苗种培养的方法
US20220047978A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Mann+Hummel Life Sciences & Environment Holding Singapore Pte. Ltd. Anti-microbial, anti-allergenic bio-functional air filter medium for residential air filtration and air filter element
CN113046922A (zh) * 2021-02-23 2021-06-29 丹视(上海)智能科技有限公司 用以制作抗菌抗病毒熔喷布的设备及实现方法
DE202022105638U1 (de) 2022-10-06 2022-10-25 Mahle Gmbh Filtermedium

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2245875B1 (es) * 2004-03-26 2006-11-16 Joaquin Espuelas Peñalva Proceso de fabricacion y filtro de tejido no tejido y/o de laminas o estructuras inyectadas filtrantes obtenidos por dicho proceso para la filtracion y eliminacion de la legionella pneumofila.
KR100804762B1 (ko) * 2005-07-15 2008-02-19 유켄가이샤 산 살라 코포레이션 서방성 열가소성 중합체 조성물 및 이를 포함하는 성형품
US20070269643A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 James Calvin Bennett Antimicrobial pool filter
JP2008095266A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Hodai Lee ナノ素材を用いた複合繊維フィルター、ナノ素材を用いた複合繊維フィルターの製造装置及びナノ素材を用いた複合繊維フィルターの製造方法
US8678201B2 (en) * 2010-06-04 2014-03-25 Goodrich Corporation Aircraft potable water system
DE102011104628A1 (de) * 2011-06-06 2012-12-06 Mann + Hummel Gmbh Antimikrobielles Filtermedium und Filtermodul
US20140332459A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Goodrich Corporation Biocide-loaded electrospun nanofibers supported by adhesive-free thin fabric for pathogen removal filtration
DE102013021071A1 (de) 2013-12-18 2015-06-18 Mann + Hummel Gmbh Filtermedium, Filterelement und Filteranordnung
DE102014002033A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Hydac Fluidcarecenter Gmbh Filterelement und Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums für ein solches Filterelement
DE102016008502A1 (de) 2016-07-15 2017-06-01 Mann + Hummel Gmbh Filterelement und Verfahren zur Herstellung desselben

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019007642A1 (de) 2019-01-10
CN110831685A (zh) 2020-02-21
DE102017006462A1 (de) 2019-01-10
US20200217275A1 (en) 2020-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3648865A1 (de) Filtermedium und herstellverfahren, filterelement, verwendung des filterelements und wassereinspritzsystem
EP3083002B1 (de) Filtermedium, filterelement und filteranordnung
EP2809425B1 (de) Adsorptives filtermedium
EP1917895B1 (de) Antibakterieller Staubsaugerfilterbeutel
EP2684591B1 (de) Luftfilter für die innenraumluft von kabinen von fahrzeugen, land-, bau- und arbeitsmaschinen
DE60120943T2 (de) Biostatischer filter
DE112020000414T5 (de) Antibakterieller Spunlace-Vliesstoff und Herstellungsverfahren dafür
EP2836070A1 (de) Verbundmaterial mit einem trägermaterial und einem antimikrobiell wirksamen agens
EP1712268A1 (de) Filterelement und Filteranordnung
EP3478390B1 (de) Filtermedium, beschichtunglösung zum erzeugen eines beschichtung eines solchen filtermediums und verfahren zur herstellung eines solchen filtermediums
DE102016204525A1 (de) Luftfilter mit einem mehrlagigen Filtermaterial
WO2010072288A2 (de) Suspension zur behandlung von filtern oder filtermaterialien, verfahren zur behandlung von filtern oder filtermaterialien und filter oder filtermaterialien mit einer bioziden beschichtung
EP1972247B1 (de) Verwendung eines geruchsabsorbierenden Flächengebildes und Verfahren zur dessen Herstellung
DE60006402T2 (de) Luftfilter
DE202021103950U1 (de) Klimaanlagen-Verbundfilter
DE202005018547U1 (de) Adsorptionsfiltermaterial mit biologischer und chemischer Schutzfunktion
DE2355893C3 (de) Bakterieide Membran für Wasserreiniger
DE112021002134T5 (de) Filter
DE102014002033A1 (de) Filterelement und Verfahren zum Herstellen eines Filtermediums für ein solches Filterelement
EP3935946A1 (de) Vorrichtung zur abreicherung von aktiven mikroorganismen in fluiden
DE102015116547B4 (de) Photokatalytisches Filter zum Abbau von Mischgas und Herstellungsverfahren dafür
DE102012004610A1 (de) Luftfiltervorrichtung, Luftfilter und Luftaufbereitungsanlage
EP2189083B1 (de) Polyurethan-Schaum-Matratze, enthaltend mindestens ein antimikrobielles Additiv
DE102015120727A1 (de) Filter zum Entfernen von Schadstoffen
CH380304A (de) Filter für die Luftreinigung in Luftzirkulationsanlagen

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MANN+HUMMEL GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20230103