EP3755450A1 - Filtermedium - Google Patents

Filtermedium

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Publication number
EP3755450A1
EP3755450A1 EP19707328.1A EP19707328A EP3755450A1 EP 3755450 A1 EP3755450 A1 EP 3755450A1 EP 19707328 A EP19707328 A EP 19707328A EP 3755450 A1 EP3755450 A1 EP 3755450A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter medium
layer
layers
medium according
filters
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.)
Pending
Application number
EP19707328.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Elke Schmalz
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.)
Twe & Co KG GmbH
Original Assignee
Twe & Co KG 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 Twe & Co KG GmbH filed Critical Twe & Co KG GmbH
Publication of EP3755450A1 publication Critical patent/EP3755450A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
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    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
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    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1291—Other parameters

Definitions

  • the invention relates to a filter medium for folded filter elements or pocket filters, in which at least two nonwoven layers are interconnected by fluidization of the fibers, a method for its production, a method for its electrical charging, an electrically charged filter medium (electret) and the use of filter medium.
  • the layers of multilayer filter media have been mostly glued. Through the adhesive, the permeability can be hindered.
  • Another disadvantage is that very small particles accumulate in the voids between the layers. As a result, the pressure difference is often unnecessarily high in the case of conventional filters or increases steeply relatively quickly.
  • fine fiber layers are deposited directly on a carrier layer.
  • the layers are then usually only loosely connected.
  • the surfaces of fine-fiber layers are not resistant to mechanical influences. Already at low stress uneven surfaces with protruding fibers. There is no abrasion-resistant surface and positive connection with the fine fibers.
  • DE 101 36 256 describes the production of staple fibers on a carrier material.
  • the layers are welded or laminated together. Again, the pressure difference is unnecessarily high.
  • DE 697 32 032 describes a filter in which the layers are connected by melting and spray coatings. Again, the pressure difference is unnecessarily high.
  • DE 198 04 940 describes a filter medium in which a nonwoven layer is deposited on a voluminous carrier layer and the layers are connected with liquid or gaseous high-pressure media jets.
  • the composite may consist of nonwoven fabric and / or filament spunbonded nonwoven fabric. Needling is considered disadvantageous in this document. A fine separation layer is not integrated.
  • WO 201 1/1 12309 A1 describes a highly elastic nonwoven material for closures of diapers with a high restoring force after deformation.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multi-layered filter medium for folded filter elements or bag filters, in which the individual layers are connected to one another in a form-fitting manner and in whose composite at least one fine fiber layer is abrasion-resistant.
  • a filter medium for folded filter elements for example minipleat filters
  • pocket filters containing at least two nonwoven layers, characterized in that at least two nonwoven layers layers are interconnected by turbulence of the fibers, wherein at least one of these layers is a fine fiber layer.
  • the filter medium according to the invention preferably contains at least one spunlace layer and at least one fine fiber layer.
  • the filter medium may also contain a storage layer.
  • the storage layer preferably consists of 1 to 3 layers of parallel web.
  • the filter medium according to the invention preferably contains exactly two nonwoven layers, if it is a filter medium for folded filter media. It is preferably a spunlace layer and a fine fiber layer. As an alternative to the fine fiber layer, it is also possible to use a storage layer. If the filter medium from a
  • the Spunlace Mrs is preferably located on the upstream side of the filter medium.
  • the filter medium consists of a spunlacite layer and a storage layer, then the storage layer is preferably located on the upstream side of the filter medium.
  • the filter medium is to be suitable for pocket filters, then preferably at least 3 fiber layers are present. These are preferably a storage layer, a spunlace layer and a fine fiber layer, wherein the storage layer preferably lies on the upstream side of the filter medium.
  • a transition layer may be provided which is, for example, a spunlace layer.
  • the spunlace layer is preferably arranged on the upstream side or between the storage layer and the fine fiber layer or on the outflow side.
  • the filter medium according to the invention preferably belongs to one of the particle filter classes ePM10, ePM2.5, ePM1, M5, M6, F7, F8, F9, E10, E1 1, MERV 8 - MERV 16.
  • the initial separation efficiency for DEFIS droplets having a size of 0.3 to 2.5 miti is preferably in a range of 15 to 95%.
  • the filter medium preferably contains less than 0.5% by weight of adsorbents (such as, for example, activated carbon).
  • adsorbents such as, for example, activated carbon
  • the nonwovens and fibers described in this patent application are by definition not adsorbents according to this invention.
  • the initial pressure difference of the filter medium according to the invention in the new state is preferably in a range of 5 to 250 Pa.
  • the initial pressure difference of the filter medium in the new state is in a range of 5 to 400 Pa at a flow rate of 16.7 cm / s.
  • the flow rate can also be measured at other speeds, such as in a range of 5 to 500 cm / s.
  • the initial pressure difference is in a range of 5 to 250 Pa for these flow rates.
  • the fibers or nonwoven layers for the filter medium that are fluidized are preferably non-hydrophobic and charged. As a result, the fibers can be well swirled by means of water jets.
  • the filter medium preferably has a flexural rigidity of at least 1 N with a sample size of 10 x 10 cm.
  • the bending stiffness can be up to 50 N. A higher bending stiffness has the advantage that these layers can be folded more easily and then not back up again, but the fold is retained. In addition, pockets of bag filters do not bulge so much and thus do not obstruct the outflow of air from neighboring bags.
  • the bending strength can be measured for example with a tensile tester Zwick.
  • the maximum tensile force elongation of the filter medium is preferably in a range of 0 to 150%, more preferably in a range of 30 to 100%.
  • the maximum tensile force elongation can be determined, for example, according to ISO 9073-15 "Simple Strip Tensile Test on Textile Fabrics", Part 2, Nonwovens and Composites. Due to this particularly low elasticity, this material can be folded particularly well and is also much more dimensionally stable in pocket filters.
  • the total thickness of the filter medium is preferably in a range of 0.5 to 10 mm. If the total thickness of the filter media is less than 0.5 mm, the rigidity for pleat stability may be too low.
  • the basis weight of the filter medium is preferably in a range of 50 to 400 g / m 2 . If the basis weight of the filter medium is below this range, then it may happen that there is too little dust storage capacity. If the basis weight is above this range, then it may be that filter does not make economic sense.
  • the filter medium preferably also has a storage layer.
  • the storage layer preferably has a basis weight in a range from 20 to 200 g / m 2 , particularly preferably 30 to 120 g / m 2 , very particularly preferably 40 to 90 g / m 2 .
  • the thickness of the storage layer is preferably in a range of 0.8 to 6 mm, more preferably 1 to 5 mm.
  • the material of the storage layer is preferably parallel web (here the fibers are oriented in the machine direction).
  • the nonwoven of the storage layer is preferably formed of polyolefin fibers. However, the nonwoven may also be wholly or partly made of polyester fibers (for example polyethylene terephthalate).
  • the polyethylene terephthalate may preferably also be at least partially a copolymer of polyethylene terephthalate.
  • a polyolefin nonwoven fabric has the advantage of being better than Polyethylene terephthalate nonwovens can be electrically charged.
  • the proportion of polyethylene terephthalate (PET) in the storage layer is preferably in a range of 30 to 100% by weight.
  • Particularly preferred polyolefin fibers are polyethylene and polypropylene fibers.
  • the nonwoven of the storage layer is preferably thermally solidified. This has the advantage that it then has a particularly high storage capacity in the composite, as it keeps its volume.
  • the storage layer may preferably consist of one to three layers, which are produced for example in one step.
  • the material is parallel web. It may alternatively be a laid fleece.
  • the spunlace layer is preferably a hydroentangled fiber fleece.
  • the material of the spunlace layer is preferably formed from polyolefin fibers. However, the nonwoven may also be wholly or partly made of polyester fibers (for example polyethylene terephthalate) or else copolymer or bicomponent fibers.
  • the basis weight of the spunlace layer is preferably in a range of 30 to 200 g / m 2 .
  • the spiky layer preferably has a thickness in a range of 0.5 to 2 mm.
  • the spunlace layer is preferably consolidated in one work step and connected to the fine fiber layer by means of high-energy water jets. The water jet pressures are for example in a range of 4 to 20 MPa. The solidification and layer connection take place in the hydroentanglement plant.
  • the holes in the nozzle strips of the solidification bar have, for example, diameters between 0.05 mm and 0.13 mm and are arranged in one, two or three rows. Two or three solidification bars are preferably used.
  • the energy input can also be distributed to up to five solidification bars.
  • the spunlace layer may preferably have a proportion of more than 40% by weight of bicomponent fibers and / or melt-adhesive fibers.
  • the spunlace layer can also be structured in three dimensions.
  • the advantages of a 3D structure are the enlargement of the surface and thus a higher dust storage capacity.
  • the 3D structure also acts as a spacer between the folds.
  • drums or exchangeable cups with patterning or corresponding openings are used on the hardening drums. The fixation of the 3D structure, for example, by a subsequent thermal treatment.
  • the fibers of the spunlace layer preferably have a length in a range of 38 to 60 mm.
  • the material of the fine fiber layer is preferably polypropylene, polyethylene, polycarbonate and / or polyester.
  • the polyester may preferably be polybutylene terephthalate.
  • the material is particularly preferably polypropylene.
  • the fine fiber layer may contain ferroelectric material (such as perovskites, especially BaTiOs or AIT1O3). These additives increase the charge stability.
  • the ferroelectric material is preferably contained in the fibers of the fine fiber layer and most preferably dispersed in the polymer of the fibers (for example as an additive).
  • the content of ferroelectric material in the fine fiber layer is preferably in a range of 0.01 to 50% by weight based on the fiber material.
  • the basis weight of the fine fiber layer is preferably in a range of 5 to 50 g / m 2 , most preferably in a range of 10 to 35 g / m 2 .
  • the preferred fiber fineness distribution of the fine fiber layer is in the range of 0.1 miti to 4 miti with a maximum between 0.6 miti and 1, 2 miti.
  • the fine fiber layer preferably has a thickness in a range of 0.08 to 1 mm.
  • the fine fiber layer may preferably consist of one, two or three layers. It can also be deposited on a carrier nonwoven fabric (stiffness carrier or carrier layer), preferably a filament spunbonded nonwoven fabric or a thermally bonded nonwoven fabric having a basis weight in the range of 10 g / m 2 to 200 g / m 2 .
  • This carrier nonwoven fabric may be disposed between the fine fiber layer and the storage layer or at the outflow side or upstream side.
  • the fibers of the fine fiber layer preferably have a median average diameter in a range of 600 to 1200 nm.
  • the fiber fineness of the fibers of the fine fiber layer is preferably in a range of 0.3 to 3.3 dtex.
  • At least one of the layers is preferably a meltblown nonwoven (ultrafine spunvias). At least one of the layers may, for example, also be a nanofiber layer.
  • At least one layer of meltblown fleece then preferably none of the other layers is a nanofiber layer.
  • the maximum tensile force elongation of the fine fiber layer is preferably in a range of 0 to 150%, more preferably in a range of 30 to 100%.
  • the maximum tensile force elongation can be determined, for example, according to ISO 9073-15 "Simple Strip Tensile Test on Textile Fabrics", Part 2, Nonwovens and Composites. Due to this particularly low elasticity, the material can be unrolled without distortion and processed without delay. Arrangement of the layers
  • At least one further nonwoven fabric layer preferably filament spunbonded fabric or thermally bonded nonwoven fabric (transitional or protective layer), may be arranged between the storage layer and the spunlace layer and / or on the side of the fine fiber layer facing away from the spunlace layer.
  • This nonwoven fabric layer may preferably have a surface mass in a range of 10 to 50 g / m 2 .
  • the material of this nonwoven layer (transition or protective layer) is preferably polypopylene, polyethylene, or polyester.
  • this nonwoven fabric layer (transition or protective layer) is preferably arranged below the fine fiber layer and is connected in a form-fitting manner to the spun lacquer layer by turbulence. This nonwoven layer simultaneously acts as a protective layer against abrasion from the outside.
  • the spunlace layer and the fine fiber layer are preferably connected to one another in a form-fitting manner.
  • the spun-layer and the fine-fiber layer are most preferably hydroentangled with one another.
  • the protective layer and / or the storage layer can also be reinforced.
  • the storage layer may be positively connected to the spunlace layer.
  • the hydroentanglement is used in conjunction with a thermal treatment. This process combination has the advantage that in addition to the layer connection the required stiffness for folding is achieved. Alternatively, however, the storage layer can simply be laid onto the composite of the remaining layers.
  • the storage layer may also be positively bonded to the spunlace layer and also to the fine fiber layer, most preferably by hydroentanglement.
  • the spunlace layer and the fine fiber layer together preferably have a thickness in a range of 0.7 to 1.5 mm.
  • the entire filter medium preferably has a thickness in a range of 0.7 mm - 10 mm.
  • the filter medium preferably contains no layer which is not based on thermoplastic materials, and in particular no layer of metal, wood or paper. This has the advantage that the filter medium can be easily thermally deformed, melted, welded and glued.
  • the filter medium preferably has no film, more preferably no polymer film. Equally preferably, the filter medium also has no paper or cellulose short fibers. Through a foil or paper, even if they are perforated, the pressure difference is unnecessarily increased and hinders the flow.
  • the layers of the filter medium are not bonded together.
  • the pressure difference can be reduced.
  • the filter medium according to the invention is not impregnated with a Flarz or even provided with a cured Flarz. As a result, a low pressure difference can be realized.
  • adjacent layers are connected to each other with over 90% of their respective surfaces, very particularly connected to each other over the entire surface.
  • the object on which the invention is based is achieved by a method for producing the filter medium according to the invention, characterized in that at least two nonwoven layers are connected to one another in a form-fitting manner by turbulence (for example with high-energy water jets).
  • none of the nonwoven layers is formed in organic solvent. This has the advantage that the five-position systems do not have to be explosion-proof.
  • turbulence preferably high-energy water jets or steam jets are used. Water jets are particularly preferred.
  • the hydroentanglement plant is supplied with a nonwoven fabric for the fine fiber layer.
  • This nonwoven fabric may preferably have the above-described properties singly or in combination.
  • fibers for the spunlace layer are also fed to the hydroentanglement system.
  • These fibers can preferably be carded before delivery and placed by means of cross-cutters or cross-stackers, or fed as a parallel web.
  • These fibers may preferably have the above-described properties of the spunlace layer individually or in combination.
  • the web may preferably be stretched prior to being fed to the swirling device.
  • the swirling apparatus will be in addition to the nonwoven fabric for the fine fiber layer and the fibers for the spunlace layer
  • Nonwoven / nonwoven fabric supplied to the storage layer may preferably have the above-described properties singly or in combination.
  • the resulting filter medium can be calendered to increase rigidity, reduce thickness and densify.
  • the resulting filter medium is preferably dried and fixed in an oven. After drying and / or calendering, the filter medium is preferably charged electrically. The electrical charging is preferably done inline. Electric charging in the context of the invention should be understood as a synonym for polarization. In the technical field of filters, these two terms are often used as synonyms.
  • the object underlying the invention is achieved by a method for electrically charging the filter medium according to the invention, characterized in that the filter medium is charged electrically (for example, positively and / or negatively).
  • the filter medium is electrically charged with a charging device.
  • the charging device preferably has one to five, most preferably two to four pairs of electrodes and counterelectrodes.
  • the electrodes are preferably coupled to a generator.
  • the voltage for charging is preferably set in a range of 15 to 60 kV, more preferably 20 to 30 kV.
  • the current intensity for charging is preferably set in a range of 1 to 10 mA, most preferably in a range of 2 to 5 mA.
  • the distance of the electrode to the counter electrode is preferably set to a distance in a range of 10 to 40 mm.
  • the working speed is preferably set in a range of 10 to 100 m / min.
  • the charging device can also be combined with the furnace.
  • the object underlying the invention is achieved by an electrically charged filter medium obtainable by the aforementioned method.
  • the object of the invention is based on the use of the filter medium as a liquid filter (such as oil filters or fuel filters), air filters (for example as motor intake air filters), filters for ventilation systems (air conditioning systems, ventilation systems), filters for gas turbines, cabin filters , also for vehicles, for fine dust absorption from outside air or filters for vacuum cleaners in the form of folded filter elements, filter bags or filter bags.
  • a liquid filter such as oil filters or fuel filters
  • air filters for example as motor intake air filters
  • filters for ventilation systems air conditioning systems, ventilation systems
  • filters for gas turbines for gas turbines
  • cabin filters also for vehicles, for fine dust absorption from outside air or filters for vacuum cleaners in the form of folded filter elements, filter bags or filter bags.
  • a polypropylene (PP) meltblown nonwoven fabric having a thickness of 0.25 mm and a basis weight of 25 g / m 2 was fed as a fine fiber layer to a water jet installation.
  • a nonwoven made of a mixture of PP and PP / PE fibers having a fiber length of 38 mm and an areal mass of 70 g / m 2 was applied to the fine fiber layer.
  • the spun-lacate layer was created from this fiber fleece.
  • the fleece formation from these fibers was initially done by carding and laying by means of Quertäfler. These two layers were subsequently hydroentangled in the water jet installation with customary parameters and then dried and calendered. The drying took place at 149 ° C.
  • the filter medium was electrically charged in a charging device with 4 pairs of electrodes and counter electrodes at a voltage of 20-30 kV and a current of 3.7 to 4.4 mA.
  • the distance of the electrode was 15 mm.
  • the working speed during charging was 25 m / min.
  • the filter medium described in this first embodiment is characterized by the following textile-physical values: basis weight:
  • DEFIS di-ethyl-flexyl-sebacate
  • a polypropylene (PP) meltblown nonwoven fabric having a thickness of 0.25 mm and a basis weight of 15 g / m 2 was fed as a fine fiber layer to a water jet installation.
  • a polypropylene filament spunbonded nonwoven fabric (as a transitional layer) having a basis weight of 15 g / m 2 was fed to the waterjet plant under the meltblown nonwoven fabric.
  • the spunlace layer was created from this fiber fleece.
  • the fleece formation from these fibers was initially done by carding and laying by means of cross-members. These layers were subsequently hydroentangled in the water jet installation with customary parameters and at the same time a three-dimensional structure was produced. This patterning was done by hydroentanglement on a cylinder having 6 mm diameter holes. The pressure of the water jets pushed the fibers of the layers into these holes so that a three-dimensional structuring was obtained. Drying and fixing took place at 149 ° C.
  • the parallel nonwoven consisted of polyester fibers with a basis weight of 60 g / m 2 .
  • the filter medium described in this second exemplary embodiment is characterized by the following textile-physical values: basis weight:
  • DEFIS di-ethyl-flexyl-sebacate
  • MFP-3000 16.7 cm / second

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtermedium für gefaltete Filterelemente oder Taschenfilter bei dem wenigstens zwei Vliesschichten enthalten sind, die durch Verwirbelung der Fasern miteinander verbunden sind, ein Verfahren zu dessen Herstellung, ein Verfahren zu dessen elektrischer Aufladung, ein elektrisch aufgeladenes Filtermedium sowie die Verwendung des Filtermediums.

Description

Filtermedium
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Filtermedium für gefaltete Filterelemente oder Ta- schenfilter, bei dem wenigstens zwei Vliesschichten durch Verwirbelung der Fasern miteinander verbunden sind, ein Verfahren zu dessen Herstellung, ein Verfahren zu dessen elektrischer Aufladung, ein elektrisch aufgeladenes Filtermedium (Elektret) sowie die Verwendung des Filtermediums.
Die Schichten von mehrschichtigen Filtermedien werden bislang meistens verklebt. Durch den Klebstoff kann die Durchlässigkeit behindert werden.
Ein weiterer Nachteil ist, dass sich sehr kleine Partikel in den Hohlräumen zwischen den Schichten ansammeln. Die Druckdifferenz ist bei den her- kömmlichen Filtern dadurch oft unnötig hoch bzw. steigt relativ schnell steil an.
Es gibt auch Verfahren, bei denen die Feinfaserschichten unmittelbar auf einer Trägerschicht abgelegt werden. Die Schichten sind anschließend meist nur locker miteinander verbunden. Die Oberflächen von feinfasrigen Schichten sind nicht beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen. Es entstehen schon bei geringer Beanspruchung ungleichmäßige Oberflächen mit abstehenden Fasern. Es existiert dort keine abriebbeständige Oberflä- che und formschlüssige Verbindung mit den feinen Fasern.
Andere Verfahren wiederum bedienen sich der partiellen Verschweißung oder dem Laminieren der Filterschichten. Diese ganzflächige oder partielle Verbindung behindert, zumindest an den Flächen, die verbunden sind, den Luftdurchfluss durch den Filter und erhöht somit den Filterwiderstand. Die WO 2004 069378 beschreibt einen Luftfilter, bei dem die Vliesschichten mit Schmelzklebefasern adhäsiv verbunden sind.
Die DE 101 36 256 beschreibt die Erzeugung von Spinnfasern auf einem Trägermaterial. In der DE 20 2005 019 004 werden die Schichten miteinander verschweißt oder laminiert. Auch hier ist die Druckdifferenz unnötig hoch.
Die DE 697 32 032 beschreibt einen Filter, bei dem die Schichten durch An- schmelzen und Sprühbeschichtungen verbunden werden. Auch hier ist die Druckdifferenz unnötig hoch. Die DE 198 04 940 beschreibt ein Filtermedium, bei dem eine Vliesschicht auf einer voluminösen Trägerschicht abgelegt wird und die Schichten mit flüssigen oder gasförmigen Hochdruckmedienstrahlen verbunden werden. Der Verbund kann aus Faservliesstoff und/oder Filament-Spinnvliesstoff be- stehen. Eine Vernadelung wird in diesem Dokument als nachteilig angese- hen. Eine Feinabscheideschicht ist nicht integriert.
Die WO 201 1/1 12309 A1 beschreibt ein hochelastisches Vliesmaterial für Verschlüsse von Windeln mit einer hohen Rückstellkraft nach Deformatio- nen.
Die DE 699 10 660 T2 beschreibt Staubfilterbeutel mit Papierschichten, wo- bei einzelne Schichten elektrisch aufgeladen sein können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein mehr- schichtiges Filtermedium für gefaltete Filterelemente oder Taschenfilter be- reitzustellen, bei dem die Einzelschichten formschlüssig miteinander ver- bunden sind und in dessen Verbund wenigstens eine Feinfaserschicht ab- riebbeständig integriert ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in einer ersten Ausfüh- rungsform durch ein Filtermedium für gefaltete Filterelemente (beispielswei- se Minipleatfilter) oder Taschenfilter enthaltend wenigstens zwei Vlies- schichten gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vlies- schichten durch Verwirbelung der Fasern miteinander verbunden sind, wo- bei wenigstens eine dieser Schichten eine Feinfaserschicht ist.
Dies hat den Vorteil, dass die Schichten formschlüssig verbunden sind und bei sehr kleinen Partikeln der Druckdifferenzanstieg gleichmäßiger und langsamer als bei Filtern des Standes der Technik ist und das Medium zur Feinstaubfiltration geeignet ist.
Das erfindungsgemäße Filtermedium enthält vorzugsweise wenigstens eine Spunlaceschicht und wenigstens eine Feinfaserschicht. Wahlweise kann das Filtermedium auch eine Speicherschicht enthalten. Die Speicherschicht besteht bevorzugt aus 1 bis 3 Lagen Parallelvlies.
Das erfindungsgemäße Filtermedium enthält vorzugsweise genau zwei Vliesschichten, wenn es sich um ein Filtermedium für gefaltete Filtermedien handelt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine Spunlaceschicht und eine Feinfaserschicht. Alternativ zur Feinfaserschicht kann auch eine eine Speicherschicht eingesetzt werden. Wenn das Filtermedium aus einer
Spunlaceschicht und einer Feinfaserschicht besteht, dann befindet sich die Spunlaceschicht vorzugsweise an der Anströmseite des Filtermediums. Wenn das Filtermedium aus einer Spunlaceschicht und einer Speicher- schicht besteht, dann befindet sich die Speicherschicht vorzugsweise an der Anströmseite des Filtermediums.
Wenn das Filtermedium für Taschenfilter geeignet sein soll, dann liegen vorzugsweise wenigstens 3 Faserschichten vor. Dies sind vorzugsweise ei- ne Speicherschicht, eine Spunlaceschicht und eine Feinfaserschicht, wobei die Speicherschicht vorzugsweise an der Anströmseite des Filtermediums liegt.
Optional kann eine Übergangsschicht vorgesehen sein, die beispielsweise eine Spunlaceschicht ist. Die Spunlaceschicht ist vorzugsweise an der An- strömseite oder zwischen der Speicherschicht und der Feinfaserschicht o- der an der Ausströmseite angeordnet. Vorzugsweise gehört das erfindungsgemäße Filtermedium zu einer der Par- tikelfilterklassen ePM10, ePM2,5, ePM1 , M5, M6, F7, F8, F9, E10, E1 1 , MERV 8 - MERV 16. Der Anfangsabscheidegrad für DEFIS-Tröpfchen mit einer Größe von 0,3 bis 2,5 miti liegt vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 95%.
Vorzugsweise enthält das Filtermedium weniger als 0,5 Gew.% Adsorben- tien (wie beispielsweise Aktivkohle). Die in dieser Patentanmeldung be- schriebenen Vliese und Fasern sind gemäß dieser Erfindung per Definition keine Adsorbentien. Die Anfangsdruckdifferenz des erfindungsgemäßen Filtermediums im Neu- zustand liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 250 Pa. Besonders bevorzugt liegt die Anfangsdruckdifferenz des Filtermediums im Neuzustand in einem Bereich von 5 bis 400 Pa bei einer Durchströmungsgeschwindig- keit von 16,7 cm/s. Die Durchströmungsgeschwindigkeit kann auch bei an- deren Geschwindigkeiten wie beispielsweise in einem Bereich von 5 bis 500 cm/s gemessen werden. Vorzugsweise liegt die Anfangsdruckdifferenz auch für diese Durchströmungsgeschwindigkeiten in einem Bereich von 5 bis 250 Pa.
Die Fasern oder Vliesschichten für das Filtermedium, die verwirbelt werden, sind vorzugsweise nicht hydrophobiert und geladen. Dadurch können die Fasern mittels Wasserstrahlen gut verwirbelt werden.
Das Filtermedium hat vorzugsweise eine Biegesteifigkeit von wenigstens 1 N bei einer Probengröße von 10 x 10 cm. Die Biegesteifigkeit kann bei bis zu 50 N liegen. Eine höhere Biegesteifigkeit hat den Vorteil, dass sich diese Schichten leichter falten lassen und sich anschließend nicht wieder zurück- steilen, sondern die Falte erhalten bleibt. Zudem beulen sich Taschen von Taschenfiltern dann nicht so stark aus und behindern so nicht die Ausströ- mung der Luft von benachbarten Taschen. Die Biegefestigkeit kann bei spielsweise mit einer Zugprüfmaschine der Firma Zwick gemessen werden. Die Höchstzugkraft-Dehnung des Filtermediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 150%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 100%. Die Höchstzugkraft-Dehnung kann beispielsweise nach ISO 9073-15 „Einfacher Streifen-Zugversuch an textilen Flächengebilden“, Teil 2, Vlies- und Verbundstoffe, bestimmt werden. Durch diese besonders niedrige Elas- tizität kann dieses Material besonders gut gefaltet werden und ist auch in Taschenfiltern wesentlich formstabiler.
Die Gesamtdicke des Filtermediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 10 mm. Wenn die Gesamtdicke des Filtermediums unterhalb von 0,5 mm liegt, so kann es dazu kommen, dass die Steifigkeit für die Falten- stabilität zu gering ist.
Die Flächenmasse des Filtermediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 400 g/m2. Wenn die Flächenmasse des Filtermediums unterhalb dieses Bereiches liegt, so kann es dazu kommen, dass es zu geringer Staubspeicherfähigkeit kommt. Wenn das Flächenmasse oberhalb dieses Bereiches liegt, so kann es sein, dass er Filter ökonomisch nicht sinnvoll ist.
Speicherschicht
Das Filtermedium weist vorzugsweise auch eine Speicherschicht auf.
Die Speicherschicht weist vorzugsweise eine Flächenmasse in einem Be- reich von 20 bis 200 g/m2, besonders bevorzugt 30 bis 120 g/m2, ganz be- sonders bevorzugt 40 bis 90 g/m2 auf. Die Dicke der Speicherschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,8 bis 6 mm, besonders bevorzugt 1 bis 5 mm. Das Material der Speicherschicht ist vorzugsweise Parallelvlies (hierbei sind die Fasern in Maschinenrichtung orientiert). Das Vlies der Speicherschicht ist vorzugsweise aus Polyolefinfasern gebildet. Das Vlies kann aber auch ganz oder teilweise aus Polyesterfasern (beispielsweise Polyethylenterephthalat) hergestellt sein. Das Polyethylenterephthalat kann vorzugsweise auch wenigstens teilweise Copolymer von Polyethylentereph- thalat sein. Ein Polyolefinfaservlies hat den Vorteil, dass es sich besser als Vliese aus Polyethylenterephthalat elektrisch aufladen lässt. Der Anteil an Polyethylenterephthalat (PET) in der Speicherschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 100 Gew.%.
Als Polyolefinfasern sind besonders bevorzugt Polyethylen- und Polypropy- lenfasern.
Das Vlies der Speicherschicht ist vorzugsweise thermisch verfestigt. Dies hat den Vorteil, dass es dann eine besonders hohe Speicherkapazität im Verbund hat, da es sein Volumen hält.
Die Speicherschicht kann vorzugsweise aus ein bis drei Lagen bestehen, die beispielsweise in einem Arbeitsschritt hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Material Parallelvlies. Es kann alternativ auch ein gelegtes Vlies sein.
Sounlaceschicht
Die Spunlaceschicht ist vorzugsweise ein wasserstrahlverfestigtes Faser- vlies. Das Material der Spunlaceschicht ist vorzugsweise aus Polyolefinfa- sern gebildet. Das Vlies kann aber auch ganz oder teilweise aus Polyester- fasern (beispielsweise Polyethylenterephthalat), oder auch Copolymer- oder Bikomponentenfasern hergestellt sein. Die Flächenmasse der Spunlace- schicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 200 g/m2. Die Spun- laceschicht hat vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,5 bis 2 mm. Vorzugsweise wird die Spunlaceschicht in einem Arbeitsschritt verfes- tigt und mit der Feinfaserschicht mittels energiereicher Wasserstrahlen ver- bunden. Die Wasserstrahldrücke liegen dabei beispielsweise in einem Be- reich von 4 bis 20 MPa. Die Verfestigung und Schichtverbindung erfolgen in der Wasserstrahlverfestigungsanlage. Die Bohrungen in den Düsenstreifen des Verfestigungsbalkens besitzen beispielsweise Durchmesser zwischen 0,05 mm und 0,13 mm und sind in ein, zwei oder drei Reihen angeordnet. Eingesetzt werden vorzugsweise zwei oder drei Verfestigungsbalken. Der Energieeintrag kann aber auch auf bis zu fünf Verfestigungsbalken verteilt werden. Für Faltenfilter kann die Spunlaceschicht vorzugsweise einen Anteil von mehr als 40 Gew.% Bikomponentenfasern und/oder Schmelzkleberfasern aufweisen.
Die Spunlaceschicht kann auch dreidimensional strukturiert sein. Die Vortei- le einer 3D-Struktur sind die Vergrößerung der Oberfläche und damit ver- bunden eine höhere Staubspeicherfähigkeit. In Filtermedien für gefaltete Filterelemente fungiert die 3D-Struktur gleichzeitig als Abstandshalter zwi- schen den Falten. Zum Erzielen der 3D-Struktur werden Trommeln oder Wechselschalen mit Musterung bzw. entsprechenden Öffnungen auf den Verfestigungstrommeln eingesetzt. Die Fixierung der 3D-Struktur erfolgt beispielsweise durch eine nachfolgende thermische Behandlung.
Die Fasern der Spunlaceschicht haben vorzugsweise eine Länge in einem Bereich von 38 bis 60 mm.
Feinfaserschicht
Das Material der Feinfaserschicht ist vorzugsweise Polypropylen, Polyethy- len, Polycarbonat und/oder Polyester. Der Polyester kann vorzugsweise Po- lybutylenterephthalat sein. Besonders bevorzugt ist das Material Polypropy- len.
Die Feinfaserschicht kann ferroelektrisches Material (wie beispielsweise Perowskite, insbesondere BaTiOs oder AIT1O3) enthalten. Diese Zusätze erhöhen die Ladungsstabilität. Das ferroelektrische Material ist vorzugswei- se in den Fasern der Feinfaserschicht enthalten und ganz besonders bevor- zugt in dem Polymer der Fasern dispergiert (beispielsweise als Additiv). Der Gehalt an ferroelektrischem Material in der Feinfaserschicht liegt vorzugs- weise in einem Bereich von 0,01 bis 50 Gew.% bezogen auf die Fasermas- se.
Die Flächenmasse der Feinfaserschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 g/m2, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 35 g/m2. Die bevorzugte Faserfeinheitsverteilung der Feinfaserschicht liegt im Bereich von 0,1 miti bis 4 miti mit einem Maximum zwischen 0,6 miti und 1 ,2 miti.
Die Feinfaserschicht hat vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,08 bis 1 mm. Über die Faserdurchmesserverteilung der Feinfaserschicht wird beispielsweise die Druckdifferenz und der Abscheidegrad gegenüber kleinen Partikeln eingestellt.
Die Feinfaserschicht kann vorzugsweise aus ein, zwei oder drei Lagen be- stehen. Sie kann auch auf einen Trägervliesstoff (Steifigkeitsträger bzw. Trägerschicht), vorzugsweise ein Filament-Spinnvliesstoff oder einen ther- misch verfestigten Faservliesstoff mit einer Flächenmasse im Bereich von 10 g/m2 - 200 g/m2, abgelegt sein. Dieser Trägervliesstoff kann zwischen der Feinfaserschicht und der Speicherschicht oder an Ausströmseite oder Anströmseite angeordnet sein.
Die Fasern der Feinfaserschicht haben vorzugsweise im Median einen durchschnittlichen Durchmesser in einem Bereich von 600 bis 1200 nm. Die Faserfeinheit der Fasern der Feinfaserschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,3 bis 3,3 dtex.
Wenigstens eine der Lagen ist vorzugsweise ein Meltblownvlies (Feinstfa- ser-Spinnviies). Wenigstens eine der Lagen kann beispielsweise auch eine Nanofaserschicht sein.
Ist wenigstens eine Lage aus Meltblownvlies, dann ist vorzugsweise keine der anderen Lagen eine Nanofaserschicht.
Die Höchstzugkraft-Dehnung der Feinfaserschicht liegt vorzugsweise in ei- nem Bereich von 0 bis 150%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 100%. Die Höchstzugkraft-Dehnung kann beispielsweise nach ISO 9073-15„Einfacher Streifen-Zugversuch an textilen Flächengebilden“, Teil 2, Vlies- und Verbundstoffe, bestimmt werden. Durch diese besonders nied- rige Elastizität kann das Material verzugfrei abgerollt werden und ohne Ver- zug verarbeitet werden. Anordnung der Schichten
Zwischen der Speicherschicht und der Spunlaceschicht und/oder auf der der Spunlaceschicht abgewandten Seite der Feinfaserschicht kann wenigs- tens eine weitere Vliesstoffschicht, vorzugsweise Filament-Spinnvliesstoff oder thermisch verfestigter Faservliesstoff (Übergangs- oder Schutzschicht) angeordnet sein. Diese Vliesstoffschicht kann vorzugsweise eine Flächen- masse in einem Bereich von 10 bis 50 g/m2 aufweisen. Das Material dieser Vliesstoffschicht (Übergangs- oder Schutzschicht) ist vorzugsweise Polyp- ropylen, Polyethylen, oder Polyester.
Vorzugsweise ist diese Vliesstoffschicht (Übergangs- oder Schutzschicht) bei Bedarf unter der Feinfaserschicht angeordnet und wird mit der Spun- laceschicht durch Verwirbelung formschlüssig verbunden. Diese Vliesstoff- schicht wirkt gleichzeitig als Schutzschicht gegen Abrieb von außen.
Vorzugsweise sind die Spunlaceschicht und die Feinfaserschicht form- schlüssig miteinander verbunden. Ganz besonders bevorzugt sind die Spun- laceschicht und die Feinfaserschicht miteinander wasserstrahlverfestigt. Dabei kann auch die Schutzschicht und/oder die Speicherschicht mit verfes- tigt werden.
Die Speicherschicht kann mit der Spunlaceschicht formschlüssig verbunden sein. Beispielsweise wird dazu die Wasserstrahlverfestigung in Verbindung mit einer Thermobehandlung eingesetzt. Diese Prozesskombination hat den Vorteil, dass neben der Schichtverbindung die erforderliche Steifigkeit zum Falten dabei erzielt wird. Die Speicherschicht kann aber auch alternativ ein- fach auf den Verbund der übrigen Schichten aufgelegt sein.
Die Speicherschicht kann auch mit der Spunlaceschicht und auch der Fein- faserschicht formschlüssig verbunden werden, ganz besonders bevorzugt durch Wasserstrahlverfestigung.
Die Spunlaceschicht und die Feinfaserschicht haben zusammen vorzugs- weise eine Dicke in einem Bereich von 0,7 bis 1 ,5 mm. Das gesamte Filtermedium hat vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,7 mm - 10 mm.
Das Filtermedium enthält vorzugsweise keine Schicht, die nicht auf thermo- plastischen Materialien basiert, und insbesondere keine Schicht aus Metall, Holz oder Papier. Dies hat den Vorteil, dass das Filtermedium leicht ther- misch verformt, geschmolzen, geschweißt und verklebt werden kann.
Das Filtermedium weist vorzugsweise keine Folie, ganz besonders bevor- zugt keine Polymerfolie auf. Gleichermaßen bevorzugt weist das Filtermedi- um auch kein Papier oder Cellulose-Kurzfasern auf. Durch eine Folie oder Papier, selbst wenn sie gelocht sind, wird die Druckdifferenz unnötig erhöht und die Durchströmung behindert.
Vorzugsweise sind die Schichten des Filtermediums nicht miteinander ver- klebt. Dadurch, dass kein Klebstoff eingesetzt wird, kann die Druckdifferenz erniedrigt werden.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Filtermedium nicht mit einem Flarz imprägniert oder gar mit einem ausgehärteten Flarz versehen. Dadurch kann eine niedrige Druckdifferenz realisiert werden.
Vorzugsweise sind benachbarte Schichten mit über 90% ihrer jeweiligen Flächen miteinander verbunden, ganz besonders vollflächig miteinander verbunden.
Verfahren zur Flerstellunq des Filtermediums
In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zugrunde liegen- de Aufgabe durch ein Verfahren zur Fierstellung des erfindungsgemäßen Filtermediums gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vliesschichten durch Verwirbelung (beispielsweise mit energiereichen Was- serstrahlen) formschlüssig miteinander verbunden werden.
Vorzugsweise wird keine der Vliesschichten in organischem Lösungsmittel gebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Fierstellungsanlagen nicht explosi- onsgeschützt werden müssen. Zur Verwirbelung werden vorzugsweise energiereiche Wasserstrahlen oder Dampfstrahlen eingesetzt. Wasserstrahlen sind besonders bevorzugt.
Vorzugsweise wird der Wasserstrahlverfestigungsanlage ein Vliesstoff für die Feinfaserschicht zugeführt. Dieser Vliesstoff kann vorzugsweise die oben beschriebenen Eigenschaften einzeln oder in Kombination haben.
Vorzugsweise werden der Wasserstrahlverfestigungsanlage zusätzlich zum Vliesstoff für die Feinfaserschicht auch Fasern für die Spunlaceschicht zu- geführt. Diese Fasern können vorzugsweise vor der Zuführung gekrempelt und mittels Quertäfler oder Kreuzleger gelegt sein oder als Parallelvlies zu- geführt werden. Diese Fasern können vorzugsweise die oben beschriebe- nen Eigenschaften der Spunlaceschicht einzeln oder in Kombination haben. Das Vlies kann vorzugsweise vor der Zuführung zur Verwirbelungsvorrich- tung verstreckt werden.
Beispielsweise wird der Verwirbelungsvorrichtung zusätzlich zum Vlies für die Feinfaserschicht und zu den Fasern für die Spunlaceschicht ein
Vlies/Vliesstoff für die Speicherschicht zugeführt. Dieser Vliesstoff kann vorzugsweise die oben beschriebenen Eigenschaften einzeln oder in Kom- bination haben.
Nach der Verfestigung und Verbundherstellung kann das entstandene Fil- termedium zur Steifigkeitserhöhung, Dickenreduzierung und Verdichtung kalandriert werden.
Nach der Verfestigung und Schichtverbindung und eventuell vor der Kaland- rierung wird das entstandene Filtermedium vorzugsweise in einem Ofen ge- trocknet und fixiert. Nach dem Trocknen und/oder Kalandrieren wird das Filtermedium vorzugs- weise elektrisch aufgeladen. Die elektrische Aufladung geschieht vorzugs- weise inline. Elektrische Aufladung im Sinne der Erfindung soll als Synonym für Polari- sierung verstanden werden. Im technischen Gebiet der Filter werden diese beiden Begriffe oft als Synonyme verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zugrunde liegen- de Aufgabe durch ein Verfahren zur elektrischen Aufladung des erfindungs- gemäßen Filtermediums gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter- medium elektrisch (beispielsweise positiv und/oder negativ) aufgeladen wird.
Vorzugsweise wird das Filtermedium mit einer Ladeeinrichtung elektrisch aufgeladen. Die Ladeeinrichtung hat vorzugsweise ein bis fünf, ganz be- sonders bevorzugt zwei bis vier Paare von Elektroden und Gegenelektro- den. Die Elektroden sind vorzugsweise mit einem Generator gekoppelt. Die Spannung zum Laden wird vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 60 kV, besonders bevorzugt 20 bis 30 kV, eingestellt. Die Stromstärke wird zum Laden vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 10 mA, ganz beson- ders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 5 mA, eingestellt. Der Abstand der Elektrode zur Gegenelektrode wird vorzugsweise auf einen Abstand in einem Bereich von 10 bis 40 mm eingestellt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 100 m/min eingestellt. Optional kann die Ladeeinrichtung auch mit dem Ofen kombiniert sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zugrunde liegen- de Aufgabe durch ein elektrisch aufgeladenes Filtermedium erhältlich durch das vorgenannte Verfahren gelöst.
In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zugrunde liegen- de Aufgabe durch die Verwendung des Filtermediums als Flüssigkeitsfilter (wie beispielsweise Ölfilter oder Kraftstofffilter), Luftfilter (beispielsweise als Motoransaugluftfilter), Filter für raumlufttechnische Anlagen (Klimaanlagen, Lüftungsanlagen), Filter für Gasturbinen, Innenraumfilter, auch für Fahrzeu- ge, zur Feinstaubaufnahme aus der Außenluft oder Filter für Staubsauger in Form von gefalteten Filterelementen, Filtertaschen oder Filterbeuteln gelöst. Ausführunqsbeispiel
Ein Polyproplyen (PP) - Meltblownvliesstoff mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Flächenmasse von 25 g/m2 wurde als Feinfaserschicht einer Wasserstrahlanlage zugeführt. Auf die Feinfaserschicht wurde vor Eintritt in die Wasserstrahlverfestigungsanlage ein Vlies aus einer Mischung von PP und PP/PE-Fasern mit einer Faserlänge von 38 mm und mit einer Flächen- masse von 70 g/m2 aufgelegt. Aus diesem Faservlies entstand die Spun- laceschicht. Die Vliesbildung aus diesen Fasern erfolgte zunächst durch Krempeln und Legen mittels Quertäfler. Diese zwei Schichten wurden an- schließend in der Wasserstrahlanlage mit üblichen Parametern wasser- strahlverfestigt und anschließend getrocknet und kalandriert. Das Trocknen erfolgte bei 149 °C. Anschließend wurde das Filtermedium in einer Ladeein- richtung mit 4 Paaren von Elektroden und Gegenelektroden bei einer Span- nung zum Laden von 20 - 30 kV und einer Stromstärke von 3,7 bis 4,4 mA elektrisch aufgeladen. Der Abstand der Elektrode betrug 15 mm. Die Ar- beitsgeschwindigkeit beim Aufladen betrug 25 m/min.
Das in diesem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Filtermedium ist charakterisiert durch folgende textil-physikalische Werte: Flächenmasse:
105 g/m2, Dicke: 0,9 mm, Luftdurchlässigkeit: 430 l/(m2s). Mit dem erhalten- den Filtermedium konnten wenigstens 70 Gew.% von DEFIS-Tröpfchen (DEFIS = Di-Ethyl-Flexyl-Sebacat) mit einer Partikelgröße von 0,3 pm - 2,5 pm aus einem Luftstrom bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 16,7 cm/Sekunde (MFP-3000) herausgefiltert werden. Die Druckdifferenz zu Be- ginn der Filtration betrug 90 Pa.
Für ein zweites Ausführungsbeispiel wurde folgendes Filtermedium herge- stellt:
Ein Polyproplyen (PP) - Meltblownvliesstoff mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Flächenmasse von 15 g/m2 wurde als Feinfaserschicht einer Wasserstrahlanlage zugeführt. Zusätzlich wurde unter dem Meltblown- Vliesstoff der Wasserstrahlanlage ein Polypropylen-Filamentspinnvliesstoff (als Übergangsschicht) mit einer Flächenmasse von 15 g/m2 zugeführt. Auf diese Feinfaserschicht wurde vor Eintritt in die Wasserstrahlverfestigungs- anlage ein Vlies aus einer Mischung von PP und PP/PE-Fasern mit einer Faserlänge von 38 mm und mit einer Flächenmasse von 70 g/m2 aufgelegt. Aus diesem Faservlies entstand die Spunlaceschicht. Die Vliesbildung aus diesen Fasern erfolgte zunächst durch Krempeln und Legen mittels Quertäf- ler. Diese Schichten wurden anschließend in der Wasserstrahlanlage mit üblichen Parametern wasserstrahlverfestigt und gleichzeitig eine dreidimen- sionale-Struktur erzeugt. Diese Strukturierung erfolgte durch Wasserstrahl- Verfestigung auf einem Zylinder, der Löcher mit einem Durchmesser von 6 mm aufwies. Der Druck der Wasserstrahlen drückte die Fasern der Schich- ten in diese Löcher, so dass eine dreidimensionale Strukturierung erhalten wurde. Das Trocknen und Fixieren erfolgte bei 149 °C.
Anschließend wurde auf die Filament-Spinnvliesstoffschicht zusätzlich noch ein Parallelvlies als Speicherschicht aufgelegt. Das Parallelvlies bestand aus Polyesterfasern mit einer Flächenmasse von 60 g/m2.
Das in diesem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Filtermedium ist charakterisiert durch folgende textil-physikalische Werte: Flächenmasse:
160 g/m2, Dicke: 3,9 mm, Luftdurchlässigkeit: 860 l/(m2s). Mit dem erhalten- den Filtermedium konnten wenigstens 35 Gew.% von DEFIS-Tröpfchen (DEFIS = Di-Ethyl-Flexyl-Sebacat) mit einer Partikelgröße von 0,3 pm - 2,5 pm aus einem Luftstrom bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 16,7 cm/Sekunde (MFP-3000) herausgefiltert werden. Die Druckdifferenz zu Be- ginn der Filtration betrug 90 Pa. In dem fertigen Filtermedium hatte der Ver- bund aus Spunlaceschicht, Feinfaserschicht und Filament- Spinnvliesstoffschicht eine Dicke von etwa 1 ,65 mm, während die Speicher- schicht eine Dicke von 2,25 mm hatte.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zu ständigen Fachmanns variiert werden.
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Claims

Patentansprüche
1 . Filtermedium für gefaltete Filterelemente oder Taschenfilter enthaltend wenigstens zwei Vliesschichten, dadurch gekennzeichnet, dass we- nigstens zwei Vliesschichten durch Verwirbelung der Fasern miteinan- der verbunden sind, wobei wenigstens eine dieser Schichten eine Fein- faserschicht ist.
2. Filtermedium gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsdruckdifferenz des Filtermediums im Neuzustand in einem Be- reich von 5 bis 400 Pa bei einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 16,7 cm/s liegt.
3. Filtermedium gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium wenigstens eine Spunlace- schicht und wenigstens eine Feinfaserschicht enthält.
4. Filtermedium gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium wenigstens eine Spunlace- schicht und wenigstens eine Feinfaserschicht, und zusätzlich eine Speicherschicht enthält, wobei die Speicherschicht bevorzugt aus 1 bis 3 Lagen Parallelvlies besteht.
5. Filtermedium gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinfaserschicht aus ein, zwei oder drei La- gen besteht, wobei insbesondere wenigstens eine Lage ein Melt- blownvliesstoff ist.
6. Filtermedium gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinfaserschicht eine Dicke in einem Bereich von 0,08 bis 1 mm aufweist.
7. Filtermedium gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Spunlaceschicht und die Feinfaserschicht form- schlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere durch Wasser- strahlverfestigung verbunden sind.
8. Verfahren zur Herstellung des Filtermediums nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vliesschichten durch Verwirbelung formschlüssig miteinander verbun- den werden.
9. Verfahren zur Herstellung des Filtermediums nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium nach dem Trocknen kalandriert wird.
10. Verfahren zur elektrischen Aufladung des Filtermediums nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedi- um elektrisch aufgeladen wird.
1 1 . Elektrisch aufgeladenes Filtermedium erhalten nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10.
12. Verwendung des Filtermediums nach einem der Ansprüche 1 bis 7 o- der 1 1 als Flüssigkeitsfilter, Luftfilter, Filter für raumlufttechnische An- lagen, Filter für Gasturbinen, Innenraumfilter, zur Feinstaubaufnahme aus der Außenluft oder Filter für Staubsauger.
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