ES2208481T3 - Filtro de material compuesto y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Un filtro de material compuesto para filtrar una corriente de aire ambiente, que comprende al menos un estrato no preunido colocado corriente arriba y un estrato no preunido colocado corriente abajo, en el que la relación de volumen absoluto de poro del estrato corriente arriba al del estrato corriente abajo RAPV > 2, y la cobertura absoluta de fibra proyectada del estrato corriente arriba a la del estrato corriente abajo APFC > 95%.

Description

Filtro de material compuesto y procedimiento de fabricación.

Campo de la invención

La invención se refiere a un filtro de material compuesto para eliminar partículas sólidas atrapadas en una corriente de aire del ambiente. Más específicamente, se refiere a un filtro de material compuesto que comprende al menos un estrato corriente arriba, no preunido, y un estrato corriente abajo, no preunido, útil para filtrar partículas del aire ambiente.

El término "preunido" significa aquí que una composición de un medio fitrante, tal como fibras de fusión unibles térmicamente o fibras que unibles por adherencia, se tratan de una manera efectiva para activar el mecanismo de unión, formándose por ello una red separada, que se mantiene libremente, cohesionada y, típicamente, que se soporta por sí, de esa composición filtrante. Tal red preunida puede manipularse mecánicamente por procedimientos tales como bobinado sobre un rodillo, desenrollado de una bobina, corte y otros similares.

El término "estrato" significa aquí una banda formada de material filtrante, no preunida, en forma de un estrato de estructura unitaria estratificada. A diferencia, "capa" significa un velo separado, preunido, autosoportado, de material filtrante.

Antecedentes y técnica anterior

En los últimos años, la tecnología para filtrar partículas de gases se ha sofisticado tanto en aplicaciones comunes tales como la limpieza en vacío de suciedad y manchas, orientada al consumidor, como aplicaciones industriales fuertemente demandadas, tales como eliminación de fracciones de partículas de un tamaño específico, presentes en gases, de amplias variedades de contaminantes, entre los que están incluidos desde contaminantes inertes a contaminantes bioquímicamente sensibles. Hoy es bien conocido que las partículas contaminantes de una corriente de gas pueden tener una variedad de tamaños, formas geométricas, por ejemplo, alargadas y esféricas, y composiciones químicas y físicas, por ejemplo, partículas inodoras o que emiten olor.

Consecuentemente, la tecnología de filtración ha evolucionado proporcionando medios filtrantes que se adaptan para filtrar óptimamente fracciones específicas de partículas contaminantes. Esta tecnología ha desarrollado también técnicas para optimizar varias características de comportamiento de los filtros, tales como el mantenimiento de una baja caída de presión a través del filtro y el aumento de la vida en servicio del filtro de manera que se alargue la cuantía de tiempo entre las sustituciones de los elementos filtrantes.

El enfoque tradicional para conseguir estos objetivos ha sido proporcionar un medio filtrante multicapas compuesto por capas diseñadas individualmente, cada una para realizar principalmente una función y, a veces, varias funciones filtrantes específicas. Por ejemplo, frecuentemente se usa un tamiz muy abierto, poroso y delgado para proteger las capas filtrantes subyacentes frente a la abrasión de partículas grandes y duras en rápido movimiento; típicamente se usa una capa porosa y voluminosa para capturar cantidades sustanciales de partículas principalmente grandes, y usualmente se prescribe una capa de baja porosidad, de filamentos de diámetro ultrafino, para eliminar las partículas más pequeñas con el fin de aumentar la eficacia de filtración. De las muchas opciones disponibles, se seleccionan capas filtrantes separadas y se combinan en una secuencia preseleccionada y luego se montan como grupo para formar una multicapa y, por tanto, un filtro multifuncional. Las capas adyacentes se pueden unir entre sí o las capas pueden no unirse. Opcionalmente, las capas individuales pueden interponerse entre coberturas, típicamente de papel, para integridad estructural y facilidad de manejo.

Un inconveniente del sistema multicapas antes mencionado para construir filtros multifuncionales es que hay un procesamiento repetido del medio filtrante, que puede ser excesivo. Esto es, el material del filtro de una determinada capa se procesa primeramente para formar una capa individual, luego se procesa para montar esa capa en un filtro multicapas. Cada etapa se añade a la compactación y el cubrimiento, aunque sea ligero, del producto final. Esto tiende a elevar la caída de presión a través del filtro y reduce la capacidad de retener el polvo, lo que limita su vida en servicio.

El documento WO 01/03802 describe un filtro de material compuesto que comprende al menos un estrato no preunido corriente arriba y un estrato no preunido corriente abajo. Sin embargo, como se comentará detalladamente más adelante (Fig. 2), en este filtro de material compuesto se produce una caída de presión relativamente alta a través del filtro de material compuesto. Además, también el tiempo de vida en servicio de ese filtro es bajo.

A la vista de esto, el problema objetivo que subyace en la invención es proporcionar un filtro de material compuesto en el que la caída de presión a través del filtro se mantiene baja y que tiene un tiempo alto de vida en servicio.

Sumario de la invención

El problema objetivo se resuelve con un filtro de material compuesto para filtrar una corriente de aire ambiente, que comprende corriente arriba al menos un estrato no preunido y, corriente abajo, un estrato no preunido, siendo la relación de volumen absoluto de poros del estrato corriente arriba al del estrato corriente abajo RAPV >2 y la cobertura absoluta de fibra proyectada del estrato corriente arriba y del estrato corriente abajo APFC > 95%.

Debido a los parámetros de este filtro de material compuesto, la caída de presión a través del medio filtrante se mantiene baja y se aumenta el tiempo de vida en servicio del filtro.

Además, esta invención permite proporcionar un filtro de material compuesto hecho de al menos dos estratos apilados de material de filtración unidos para formar una estructura unitaria estratificada. La composición del material de filtración de cualquier estrato dado se preselecciona para desarrollar la función de filtración deseada. Por ejemplo, se pueden seleccionar fibras finas (esto es, de pequeño diámetro) y empaquetadas densamente para capturar pertículas muy pequeñas de polvo, tales como las de aproximadamente 5 micrómetros o menos. Además, también se pueden usar fibras cargadas electrostáticamente para parar el paso de estas partículas e incluso de partículas menores. Análogamente, se pueden usar medios voluminosos, muy porosos, diseñados para que tengan gran capacidad de retención de polvo, para capturar partículas de suciedad de tamaño mediano a grande.

Puesto que el filtro de material compuesto de la invención comprende estratos preunidos, la unión de al menos uno de los estratos y, preferiblemente, de todos los estratos para formar una estructura individual comienza sólo después de haberse completado el apilamiento de todos los estratos de una deseada estructura particular de un filtro de material compuesto. La estructura resultante es un cuerpo unitario compuesto por diferentes tipos de material filtrante que aparecen como estratos distintos.

A la vista de esto, la estructura estratificada se forma acumulando una pila de estratos de materiales de filtración seleccionados. A causa de que los estratos no están preunidos, los componentes de cada estrato, esto es, fibras, gránulos, etc., generalmente se depositan por procedimientos mecánicos o de depósito con aire sobre la capa que subyace. Dentro de cada estrato, la composición del material del filtro es considerablemente uniforme y hay una interfaz "vellida" entre los estratos.

Preferiblemente, el filtro de material compuesto de la clase mencionada aquí antes comprende una relación del diámetro de poro aparente del estrato corriente arriba al del estrato corriente abajo, RPD, en el intervalo de 4 < RPD < 10.

Debido a esta relación, la capacidad del estrato corriente arriba de retener polvo se aumenta grandemente, de manera que el estrato corriente arriba actúa como prefiltro para el estrato corriente abajo sin aumentar la caída de presión a través del filtro de material compuesto.

Adicionalmente, aunque no exclusivamente, tal filtro de material compuesto puede comprender un diámetro medio de poro del estrato de arriba, PDU, que es mayor que 60 \mum, preferiblemente del intervalo 80 \mum < PDU < 200 \mum.

Todos los filtros de materiales compuestos discutidos en lo que antecede pueden comprender estratos corriente arriba con un volumen relativo de poro RPVU > 94%, preferiblemente RPVU > 96%, una densidad aparente ADU < 0,05 g/cm^{3} y un espesor D en el intervalo de 0,5 mm < D < 2,5 mm. La elección de estos parámetros da por resultado un estrato corriente arriba con los RAPV y APFC requeridos.

Además, estos filtros de material compuesto pueden comprender también estratos corriente abajo con un volumen relativo de poro, RPVD, que es menor que RPVU, una densidad aparente ADD en el intervalo 0,07 g/cm^{3} < ADD < 0,14 g/cm^{3} y un espesor D en el intervalo de 0,1 mm < D < 0,4 mm. La elección de estos parámetros da por resultado un estrato corriente abajo con los RAPV y APFC requeridos.

Además, el estrato corriente arriba de cualquier filtro de material compuesto discutido en lo que antecede puede comprender, preferiblemente, fibras que tienen una longitud en el intervalo de 0,1 mm a 3,0 mm.

Debido a una estructura así, el estrato corriente arriba puede hacerse más voluminoso para conseguir una mayor capacidad de retención de polvo.

Preferiblemente, los filtros de material compuesto discutidos en lo que antecede pueden comprender un estrato corriente arriba que tiene una retención de polvo DR siendo DR > 99% con respecto a partículas de polvo con un diámetro que corresponde al diámetro medio de poro del estrato corriente abajo.

Esta característica evita el atasco del estrato corriente abajo y, por tanto, mantiene además baja la caída de presión a través del filtro y aumenta el tiempo de vida en servicio del filtro de material compuesto.

Adicionalmente, aunque no exclusivamente, este efecto se puede incrementar en un filtro de material compuesto en el que la orientación de las fibras en la dirección de la corriente en el estrato corriente arriba es mayor que en el estrato corriente abajo. Tal estructura mejora, además, el mantenimiento de la caída de presión a través del filtro.

Como se ha discutido antes, los filtros de material compuesto pueden comprender un estrato de fibras monocomponentes o bicomponentes de polímero, de fusión unibles térmicamente, depositadas en seco, y un estrato corriente abajo de fibras sopladas en estado fundido. En este aspecto, un estrato individual está constituido por un único tipo de medio filtrante, por ejemplo, 100% de fibras bicomponentes de polímero, sopladas en estado fundido, fibras cortadas o filamentos unidos por hilado.

Alternativamente, el filtro de material compuesto puede comprender un estrato corriente arriba que tiene una composición seleccionada entre el grupo constituido por 10% de fibras bicomponentes de polímero, una mezcla de al menos 10% de fibras bicomponentes de polímero con una cantidad complementaria de fibras naturales tales como fibras vellidas de pulpa o fibras de kokon, fibras cortadas o una mezcla de ellas, y una mezcla de al menos aproximadamente 10% de fibras monocomponentes de polímero de fusión unibles térmicamente con una cantidad complementaria de fibras vellidas de pulpa, fibras cortadas o una mezcla de ellas.

En este aspecto, un estrato individual está constituido por una mezcla de medios tales como una mezcla usualmente uniforme de fibras de polímero depositadas con aire y fibras vellidas de pulpa (FP).

Puesto que también es deseable proporcionar una estructura estratificada, los estratos adyacentes de un apilamiento pueden tener composiciones diferentes. Sin embargo, se puede repetir una composición de un estrato en un apilamiento, aunque entre los estratos de la misma composición debe estar presente al menos un estrato de composición diferente.

La estructura del filtro de material compuesto se diferencia de las de los medios de filtración multicapas convencionales que están formados por una pluralidad de láminas individuales superpuestas de medios filtrantes, cada una de las cuales ha sido preunida formando una red que se soporta por sí antes de formar la superposición de multicapas laminares.

Esta estructura unitaria estratificada proporciona varias ventajas significativas sobre los medios filtrantes convencionales. En un aspecto, la estructura estratificada unitaria puede hacerse más voluminosa para lograr una mayor capacidad de retención de polvo que el conjunto de láminas superpuestas, con capas preunidas individualmente que tienen composiciones que corresponden, respectivamente, a las de los estratos de la estructura unitaria.

Preferiblemente, las fibras bicomponentes de polímero de esta estructura pueden tener una envoltura de un polímero y un núcleo de un polímero diferente que tiene un punto de fusón más alto que el del primer polímero. El núcleo puede comprender polipropileno y la vaina puede comprender polietileno.

Además, el núcleo puede estar colocado excéntricamente respecto a la vaina. En tal estructura, las fibras fruncirán, con el resultado de que aumenta más la voluminosidad del estrato.

Preferible y alternativamente, el filtro de material compuesto en consideración comprende un estrato corriente arriba que además tiene fibras seleccionadas entre al menos una fibra de las fibras no cargadas de película hendida, fibras cargadas de película hendida y fibras electrostáticas mixtas.

Consecuentemente, la presente invención proporciona un filtro de material compuesto que comprende al menos dos estratos no preunidos, comprendiendo cada estrato, independientemente, al menos un material de filtración, estrato que es distinto del estrato adyacente, en el que los estratos están unidos entre sí para formar una estructura unitaria estratificada que tiene una primera superficie límite adaptada para recibir partículas atrapadas en el aire, y una segunda superficie límite adaptada para descargar el aire filtrado, filtro de material compuesto que tiene una caída reducida de presión y un prolongado tiempo de vida en servicio.

Todos los filtros de material compuesto considerados antes pueden realizarse en bolsas para aspiradoras y, más en general, en filtros de vacío. Por "filtro de vacío" se entiende una estructura filtrante que funciona haciendo pasar a través de la estructura un gas, preferiblemente aire, que usualmente tiene atrapadas partículas sólidas. Se ha convenido en esta solicitud referirse a los lados, estratos y capas de la estructura en relación a la corriente de aire. Esto es, por ejemplo, el lado de la entrada de aire es "corriente arriba" y el lado de la descarga de aire es corriente abajo. Ocasionalmente, en la memoria se han usado los términos "frente a" y "detrás" para denotar que las posiciones relativas de elementos de la estructura están corriente arriba y corriente abajo, respectivamente. Obviamente, habrá un gradiente de presión, denominado a veces "caída de presión", a través del filtro durante la filtración. Típicamente, las aspiradoras para limpieza usan filtros en forma de bolsas. Normalmente, la cara corriente arriba de un filtro bolsa de vacío es la interior y la cara corriente abajo es la exterior.

Además de las bolsas para aspiradoras, el filtro de material compuesto de la invención se puede usar en aplicaciones tales como calentamiento por aire y acondicionamiento por aire (sistemas HVAC), filtros de aire para la cabina de vehículos, filtros de alta eficiencia (denominados "HEPA") y filtros para limpieza de habitaciones, filtros bolsa domésticos de control de la emisión, caretas para respirar, caretas de cirujanos y similares. Opcionalmente, el filtro de material compuesto se puede usar en tales aplicaciones con una capa de fibra de carbono o que contiene partículas en serie con el filtro de material compuesto de la invención, por ejemplo para absorber olores o contaminantes tóxicos. Además, ciertas aplicaciones tales como HEPA y filtros para limpieza de habitaciones pueden emplear capas adicionales en serie con el filtro de material compuesto de la invención, tales como una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE) adherida como lámina a una superficie límite de una adecuada estructura unitaria estratificada, un filtro de material compuesto.

La presente invención también proporciona un procedimiento para hacer un filtro de material compuesto de la clase considerada, que comprende las etapas de:

(a) depositar un material de filtración sobre un soporte para formar el estrato no preunido situado corriente arriba;

(b) depositar sobre el estrato corriente arriba el estrato no preunido situado corriente abajo; y

(c) unir los estratos para formar un filtro de material compuesto que tiene una estructura unitaria estratificada.

Breve descripción de las figuras

Fig. 1. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal una realización del filtro de material compuesto de acuerdo con la invención, que tiene una estructura unitaria estratificada de dos estratos.

Fig. 2. Es un diagrama que muestra la caída de presión del filtro de material compuesto de la Fig. 1 y un filtro de material compuesto de la técnica anterior.

Fig. 3. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de acuerdo con la invención, que tiene una estructura unitaria estratificada de tres estratos.

Fig. 4. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de acuerdo con la invención, que tiene una estructura unitaria estratificada de cuatro estratos.

Fig. 5. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de acuerdo con la invención, que tiene una estructura unitaria estratificada de cinco estratos.

Fig. 6. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de dos estratos de la Fig. 1 en combinación con una capa filtrante adyacente a él.

Fig. 7. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de tres estratos de la Fig. 3 en combinación con una capa filtrante adyacente a él.

Fig. 8. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de cuatro estratos de la Fig. 4 en combinación con una capa filtrante adyacente a él.

Fig. 9. Es un diagrama esquemático que muestra en corte transversal otra realización del filtro compuesto de cinco estratos de la Fig. 5 en combinación con una capa filtrante adyacente a él.

Fig. 10. Es un diagrama esquemático que muestra el filtro de material compuesto de dos estratos de la Fig. 6 unido a una capa filtrante adyacente por un adhesivo o ultrasónicamente.

Fig. 11. Es un diagrama esquemático que muestra el filtro de material compuesto de tres estratos de la Fig. 7 unido a una capa filtrante adyacente por un adhesivo o ultrasónicamente.

Fig. 12. Es un diagrama esquemático que muestra el filtro de material compuesto de cuatro estratos de la Fig. 8 unido a una capa filtrante adyacente por un adhesivo o ultrasónicamente.

Fig. 13. Es un diagrama esquemático que muestra el filtro de material compuesto de cinco estratos de la Fig. 9 unido a una capa filtrante adyacente por un adhesivo o ultrasónicamente.

Fig. 14. Es un diagrama esquemático de un procedimiento en línea para producir un filtro de material compuesto de acuerdo con una realización preferente de la presente invención.

Descripción de realizaciones preferentes

En lo que sigue, y antes de discutir explícitamente las realizaciones preferentes de la invención, se describen más detalladamente diferentes composiciones de materiales de filtros que se pueden usar adecuadamente en la presente invención.

En cuanto a la discusión siguiente, se ha empleado el ensayo de DIN-44956-2 para determinar el aumento de la caída de presión de cinco diferentes ejemplos de bolsas para aspiradoras después de cargar con polvo fino a los siguientes niveles: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 y 2,5 gramos.

Ensayo de permeabilidad del aire después del ensayo de carga con polvo fino: La parte de carga de polvo de DIN 44956-2 se realiza a incrementos de 0,5 gramos desde 0 a 2,5 g.m^{-2}.s^{-1} en siete bolsas de cada muestra. Sin embargo, los valores de la caída de presión no se registran de nuevo. Se determinan luego los valores máximos sostenibles de la permeabilidad del aire en las bolsas, que tenían los niveles especificados de carga de polvo.

Material estándar de bolsas filtro de aspiradoras por vacío

Este material, denominado a veces "papel estándar", se ha usado tradicionalmente como pliego único que proporciona la filtración y retención del polvo, así como la resistencia mecánica y a la abrasión requeridas para una bolsa para aspiradora. Este material es también lo suficientemente rígido para poder fabricarlo con un equipo estándar de manufactura de bolsas. El material está compuesto predominantemente por pulpa de madera no blanqueada con 6-7% de fibra sintética tal como poliéster del tipo de poli(tereftalato de etileno) (PET) y se produce por el procedimiento de depósito en húmedo. El papel estándar típicamente tiene un peso de base de aproximadamente 30-80 g/m^{2} y, comúnmente, de aproximadamente 50 g/m^{2}. Típicamente, las fibras de PET tienen una finura de 1,7 dtex y longitudes de 6-10 mm. El papel tiene una permeabilidad al aire de aproximadamente 200-500 L.m^{-2}.s^{-1} y un tamaño medio de poro de aproximadamente 30 mm. Sin embargo, la eficiencia, determinada según el ensayo DIN 44956-2, es de sólo aproximadamente 86%. Otra característica es que los poros se obturan rápidamente con polvo y que la capacidad de retener polvos está además limitada por el muy fino espesor del papel, de sólo de aproxímadamente 0,20 mm.

Hoja no tejido unida por hilado

En la estructura, se puede emplear como estrato de filtración una hoja no tejida de fibras de un polímero unidas por hilado. Las fibras puden ser de cualquier polímero capaz de unirse por hilado, tal como poliamidas, poliésteres o poliolefinas. El peso de base de la hoja no tejida unida por hilado debe ser de aproximadamente 10-100 g/m^{2} y, preferiblemente, de aproximadamente 30-40 g/m^{2}. La hoja no tejida unida por hilado debe tener una permeablidad al aire de aproximadamente 500-10.000 L.m^{-2}.s^{-1} y, preferiblemente, de aproximadamente 2.000-6.000 L.m^{-2}.s^{-1}, medida según DIN 53887. La hoja unida por hilado también puede ser cargada electrostáticamente.

Red o malla soporte

Red se refiere a un papel u hoja no tejida, generalmente de poco peso, muy porosa. Típicamente, el peso de base de la red es de aproximadamente 10-30 g/m^{2} y, frecuentemente, de aproximadamente 13-17 g/m^{2}. La red, a veces denominada malla soporte, usualmente tiene una permeabilidad al aire de 500-10000 L.m^{- 2}.s^{-1} aproximadamente. Se utiliza principalmente para proteger otros estratos o capas frente a la abrasión. La red también puede filtrar las partículas más grandes. La red, al igual que cualquier estrato del material compuesto del filtro, puede cargarse electrostáticamente siempre que el material tenga propiedades dieléctricas adecuadas.

Material depositado en húmedo, de alta capacidad de retención de polvo

El material depositado en húmedo, de alta capacidad de retención de polvo, denominado aquí con frecuencia "papel de capacidad depositado en húmedo", es un papel de filtro más voluminoso, más grueso y más permeable que el papel estándar usado para bolsas de aspiradoras por vacío para limpieza. Realiza múltiples funciones. Entre éstas están incluidas las de resistir cargas por choque, filtración de grandes partículas de suciedad, filtración de una parte significativa de pequeñas partículas de polvo, retención de grandes cantidades de partículas a la vez que permite que pase fácilmente a través el aire, por lo que la caída de presión es pequeña para una carga alta de partículas y se alarga la vida en servicio del filtro.

El papel de alta capacidad depositado en húmedo comprende una mezcla de fibras de pulpa de madera y fibras sintéticas. Típicamente contiene hasta como máximo aproximadamente 70% de pulpa de madera y, correspondientemente, más fibra sintética, tal como PET, que el papel estándar descrito antes. Tiene un espesor mayor que el papel estándar, de aproximadamente 0,32 mm a un peso de base típico de 50 g/m^{2}. El tamaño de poro es también mucho mayor, en tanto que el tamaño medio de poro puede ser mayor que 160 mm. Así, el papel es capaz de retener mucho más polvo en sus poros antes de obturarse. El peso de base del papel de alta capacidad depositado en húmedo es de aproximadamente 30-150 g/m^{2} y, preferiblemente, de aproximadamente 50-80 g/m^{2}.

El papel de ata capacidad depositado en húmedo tiene una eficiencia de filtración de las partículas finas de polvo de aproximadamente 66-67%, determinada según DIN 44956-2. Es importante que el papel de alta capacidad depositado en húmedo tiene una permeabilidad al aire más alta que la del papel de filtro estándar. El límite inferior de permebilidad debe ser así, preferiblemente, de al menos aproximadamente 500 L.m^{-2}.s^{-1}, más preferiblemente de como mínimo aproximadamente 2.000 L.m^{-2}.s^{-1}. El límite superior de la permeabilidad se define para segurar que el papel filtra y retiene una fracción importante de las partículas de polvo mayores que aproximadamente 10 mm. Consecuentemente, un medio filtrante secundario de alta eficacia, colocado corriente abajo, es capaz de filtar y retener partículas finas mucho antes de que se manifieste la indicación de un aumento sustancial de la caída de presión a través del filtro. Consecuentemente, la permeabilidad al aire del papel de alta capacidad depositado en húmedo debe ser, preferiblemente, de como máximo aproximadamente 8.000 L.m^{-2}.s^{-1}, más preferiblemente de como máximo aproximadamente 5.000 L.m^{-2}.s^{-1} y, muy preferiblemente, de como máximo 4.000 L-m^{-2}.s^{-1}. Puede verse así que el papel de alta capacidad depositado en húmedo está bien diseñado para un estrato de filtración multifuncional a situar corriente arriba del estrato secundario de filtración de alta eficiencia.

Material depositado en seco, de alta capacidad para polvo

El material depositado en seco, de alta capacidad para polvo, denominado aquí a veces "papel de capacidd depositado en seco", no se había usado como filtro en bolsas de aspiradores por vacío para limpieza. El papel depositado en seco no se forma a partir de una suspensión acuosa, sino que se produce con tecnología de depósito por aire y, preferiblemente, por un procedimiento de "pulpa vellida". La unión por puente de hidrógeno, que juega un importante papel en la atracción de cadenas moleculares, no funciona en ausencia de agua. Así, para el mismo peso de base, usualmente el papel depositado en seco es más grueso que el papel estándar y el papel de capacidad depositado en húmedo. Por ejemplo, para un peso típico de 70 g/m^{2}, el espesor es de 0,90 mm.

Las redes de papel de capacidad depositado en seco pueden unirse principalmente por dos procedimientos. El primer procedimiento es el de unión con látex, en el que el aglutinante de látex puede aplicarse a partir de dispersiones acuosas. Se pueden usar técnicas de saturación tales como proyección o inmersión y estrujadura (aplicación con rodillo de almohadilla), a lo que sigue, en ambos casos, el secado y un proceso de curado con batido. El aglutinante de látex también se puede aplicar en configuraciones discretas tales como marcas en forma de diamantes, huellas cruzadas o líneas onduladas hechas con un rodillo de estampación.

El segundo procedimiento es el de unión por calor, por ejemplo utilizando fibras de aglutinante. Las fibras de aglutinante se denominan a veces en esta memoria "fibras de fusión unibles térmicamente", se definen según el Nonwoven Fabric Handbook (edición de 1992) como "fibras con un punto de ablandamiento más bajo que el de otras fibras de la red. Después de la aplicación de calor y presión, estas fibras actúan como un adhesivo". Por lo general, estas fibras de fusión térmicamente unibles funden completamente en puntos en los que se aplican a la red calor y presión suficientes, por lo que las fibras de la matriz se unen entre sí en sus puntos de cruce. Entre los ejemplos están incluidos polímeros copoliéster que, cuando se calientan, adhieren una amplia gama de materiales fibrosos.

En una realización preferente, la unión por calor se puede realizar añadiendo al menos 20%, preferiblemente hasta 50% de una fibra de polímero bicomponente ("B/C"), a la red depositada en seco. Entre los ejemplos de fibras B/C están incluidas fibras con un núcleo de polipropileno ("P/P") y una envoltura de polietileno más sensible al calor ("PE"). El término "sensible al calor" significa que las fibras termoplásticas se ablandan y quedan pegajosas o fusibles por calor a una temperatura de 3-5ºC por debajo del punto de fusión. El polímero de la envoltura debe tener, preferiblemente, un punto de fusión en el intervalo de 90-160ºC y el polímero del núcleo debe tener un punto de fusión más alto, preferiblemente como mínimo 5ºC más alto que el punto de fusión del polímero de la envoltura. Por ejemplo, el PE funde a 12ºC y el PP funde a 161-163ºC. Esto coadyuva a la unión de la red depositada en seco cuando pasa por el espacio entre rodillos de una calandria térmica o por un horno de calentamiento por aire, lográndose que las fibras se unan térmicamente con menos batido y presión, produciéndose una estructura menos compactada, más abierta y respirable. En una realización más preferente, el núcleo de del conjunto núcleo/envoltura de la fibra B/C se coloca excéntricamente respecto a la envoltura. Cuanto más hacia un lado de la fibra se sitúa el núcleo, más probable es que la fibra B/C frunza durante la etapa de unión por calor y, por tanto aumente la masa de capacidad de retención depositada en seco. Obviamente, esto mejorará la capacidad de retener polvo. Así, en otra realización preferente más, el núcleo y la envoltura se sitúan adyacentes en la fibra B/C y la unión se logra con un horno de calentamiento por aire. En este caso se prefiere menos una calandria térmica, que comprimiría la red más que mediante la unión por aire. Entre otras combinaciones de polímeros que se pueden usar en fibras de núcleo/envoltura y fibras B/C adyacentes están incluidos PP con poliéster, polímeros de bajo punto de fusión y poliéster con nailon 6. El estrato de capacidad depositado en seco también puede estar constituido esencialmente por fibras bicomponentes. Se pueden usar otras variaciones de fibras bicomponentes además de la de envoltura/núcleo, tales como las realizaciones de "fibras adyacentes", "islas en el mar" y "naranja", descritas en Nonwoven Textiles, Jirsak, O. y Wadsworth, L. C., Carolina Academic Press, Durham, North Carolina, 1999, pags. 26-29.

Por lo general, el tamaño medio de poro del papel de alta capacidad depositado en seco es intermedio entre el del papel estándar y el papel de alta capacidad depositado en húmedo. La eficiencia de filtración, determinada según DIN 44956-2, es de aproximadamente 80%. El papel de capacidad depositado en seco debe tener aproximadamente el mismo peso de base y la misma permeabilidad que el papel de capacidad depositado en seco descrito antes, esto es, en el intervalo de aproximadamente 500-8.000 L.m^{-2}.s^{-1}, preferiblemente de aproximadamente 1.000-5.000 L.m^{-2}.s^{-1} y, muy preferiblemente, de aproximadamente 2.000-4.000 L.m^{-2}.s^{-1}. Tiene una excelente capacidad de retención de polvo y tiene la ventaja de tener un peso y un espesor mucho más uniformes que los papeles depositados en húmedo.

Se contemplan varias realizaciones preferentes del papel de capacidad depositado en seco. Una es una composición de fibras de pulpa vellida unidas con látex. Esto es, las fibras que comprende el papel constan esencialmente de pulpa vellida. El término "pulpa vellida" significa un componente no tejido del filtro de esta invención que se prepara mecánicamente mediante rodillos de trituración de pulpa, esto es, material fibroso de celulosa de madera o algodón, transportando luego aerodinámicamente la pulpa a componentes, que forman redes, de máquinas de depósito por aire o de conformación en seco. Para triturar la pulpa se puede usar una maquina de molienda Wiley. Las llamadas máquinas Dan Web o M y J se usan para conformación en seco. Un componente de pulpa vellida y los estratos de pulpa vellida depositados en seco son isótropos y se caracterizan, por ello, por la orientación al azar de las fibras en la dirección de las tres dimensiones ortogonales. Esto es, tienen una gran proporción de las fibras orientadas desviadas del plano de la red no tejida y, en particular, perpendicular al plano, en comparación con las redes no tejidas tridimensionalmente anisótropas. Las fibras de pulpa vellida utilizadas en esta invención preferiblemente tienen una longitud de aproximadamente 0,5-5 mm. Las fibras se mantienen juntas con un aglutinante de látex. El aglutinante se puede aplicar como polvo o emulsión.

Usualmente, el aglutinante presente en el papel de capacidad depositado en seco puede estar en el intervalo de 10-30% en peso y, preferiblemente, de aproximadamente 20-30% de sólidos del aglutinante en relación al peso de fibras.

Otra realización preferente del papel de capacidad depositado en seco es una mezcla unida térmicamente de fibras de pulpa vellida y al menos una entre "fibras de película hendida" y fibras bicomponentes de polímero. Más preferiblemente, la mezcla de fibras de pulpa vellida comprende fibras de pulpa vellida y fibras bicomponentes de polímero.

Fibras de película hendida

Las fibras de película hendida son fibras esencialmente planas, rectangulares, que se pueden cargar electrostáticamente antes o después de ser incorporadas en la estructura de material compuesto de la invención. El espesor de las fibras de película hendida puede variar de 2 a 100 micrómetros, la anchura puede variar de 5 micrómetros a 500 micrómetros y la longitud puede variar de 0,5 a 15 mm. Sin embargo, las dimensiones preferidas de las fibras de película hendida son: un espesor de aproximadamente 5 a 20 micrómetros, una anchura de aproximadamente 15 a 60 micrómetros y una longitud de aproximadamente 0,5 a 8 mm.

Preferiblemente, las fibras de película hendida de la invención se hacen de una poliolefina tal como polipropileno. Sin embargo, para las fibras de película hendida de las estructuras de material compuesto de la invención se puede usar cualquier polímero que sea adecuado para hacer fibras. Entre los ejemplos de polímeros adecuados están incluidos, aunque no exclusivamente, poliolefinas como homopolímeros y copolímeros de polietileno, politereftalatos tales como poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(tereftalato de butileno) (PBT), poli(tereftalato de ciclohexildimetileno) (PCT), policarbonatos y policlorotrifluoroetileno (PCTFE). Entre otros polímeros adecuados están incluidos nailons, poliamidas, poliestirenos, poli-4-metilpenteno-1, poli(metacrilatos de metilo), poliuretanos, siliconas, poli(sulfuros de fenileno). Las fibras de película hendida pueden comprender también una mezcla de homopolímeros o copolímeros. En la presente solicitud, la invención se ejemplifica con fibras de película hendida hechas de polipropileno.

Se ha visto que el uso de polímeros PP de varios pesos moleculares y diferentes morfologías en las estructuras de láminas en capas produce películas con un balance apropiado de propiedades mecánicas y fragilidad requeridas para producir fibras de película hendida. A estas fibras de película hendida de PP puede darse posteriormente el nivel deseado de fruncido. Obviamente, durante la manufactura de las fibras se pueden variar todas las dimensiones de las fibras de película hendida.

En la patente U.S. nº. 4.178. 157 se describe un procedimiento para producir fibras hendidas. Se funde polipropileno y se extruye formando una película que luego se sopla formando un tubo grande (balón) en el que se introduce o se deja que entre aire, de acuerdo con procedimientos convencionales de estiramiento con soplado. La inflación del balón con aire sirve para atenuar la película y orientar biaxialmente la estructura molecular de las cadenas moleculares de PP, lo que da por resultado una mayor resistencia mecánica. Se rompe luego el balón y la película es estira entre dos o más pares de rodillos, manteniéndose la película en el espacio entre dos rodillos en contacto, aplicándose cantidades variables de presión entre los rodillos de contacto. Esto da por resultado un estiramiento adicional en la dirección de procesamiento, que se realiza haciendo girar el segundo conjunto de rodillos a una velocidad superficial más rápida que la del primer conjunto. El resultado es una orientación molecular aún mayor de la película en la dirección del proceso, que posteriormente se convertirá en la dirección longitudinal de las fibras de película hendidas.

La película puede cargarse electrostáticamente antes o después de haberse enfriado. Aunque se pueden emplear varias técnicas de carga electrostática para cargar la película, se ha encontrado que son dos los procedimientos más preferibles. El primer procedimiento implica hacer pasar la película aproximadamente por el centro un espacio de aproximadamente 38 mm y 76 mm entre electrodos corona de DC. Se pueden usar barras corona con clavijas emisoras de alambre metálico en las que un electrodo corona tiene un voltaje de DC de aproximadamente 20 a 30 kV y el electrodo opuesto tiene un voltaje de DC negativo de aproximadamente 20 a 30 kV.

El segundo procedimiento, preferido, utiliza tecnologías de carga electrostática descritas en la patente U.S. nº. 5.401.446 (Wadsworth y Tsai, 1995), a las que se hace referencia como Técnica I y Técnica II de Tantret(tm), que se describen en la patente. Se ha encontrado que la Técnica II, en la que la película se suspende sobre rodillos aislados a medida que la película pasa en torno a la circunferencia interior de dos cubiertas metálicas cargadas negativamente con un alambre corona positiva en cada cubierta, imparte a las películas las tensiones de máximo voltaje. Por lo general, con la Técnica II se pueden impartir tensiones positivas de 1.000 a 3.000 volts o más en un lado de las películas, con magnitudes similares de voltios negativos en el otro lado de la película cargada. La Técnica I, en la que las películas tienen contacto con un rodillo metálico con un voltaje de DC de -1 a -10 kV y en la que un alambre que tiene un voltaje de DC positivo de +20 a +40 kV se pone en contacto de 25,4 a 40,8 mm por encima del rodillo cargado negativamente, estando expuesto cada lado de la película sucesivamente a esta configuración de carga de rodillo/alambre, da por resultado tensiones de más bajo voltaje según medidas hechas en las superficies de la películas. Con la Técnica I, típicamente se obtienen tensiones de 300 a 1.500 voltios sobre la superficie de la película, siendo, generalmente, iguales pero opuestas las polaridades en cada lado. No se ha encontrado, sin embargo, que las más altas tensiones de superficie obtenidas con la Técnica II den eficiencias de filtración mejor medibles en las redes hechas con fibras hendidas de película. Por tanto, y a causa de que es más fácil atar y hacer pasar la película a través del dispositivo de la Técnica I, este procedimiento se usa hoy en día predominantemente para cargar las películas antes del proceso de hendimiento.

La película enfriada y estirada se puede cargar electrostáticamente en caliente o en frío. La película se estira luego y simultáneamente se hiende a anchuras pequeñas, típicamente de hasta como máximo 50 micrómetros. Los filamentos hendidos, planos, se reúnen luego en una mecha que se frunce en un número controlado de frunces por centímetro y luego se cortan a la longitud que se desee.

En una realización particularmente preferida, el papel de alta capacidad para polvo, depositado en seco, comprende una mezcla de la totalidad de fibras de pulpa vellida, fibras bicomponentes de polímero, y fibras de película hendida cargadas electrostáticamente. Preferiblemente, las fibras de pulpa vellida estarán presentes en la cantidad de aproximadamente 5 a 85% en peso, más preferiblemente de aproximadamente 10 a 70% en peso y, muy preferiblemente, de aproximadamente 40%; las fibras bicomponentes estarán presentes en la cantidad de aproximadamente 10 a 60% en peso, más preferiblemente de aproximadamente 10 a 30% en peso y, muy preferiblemente, de aproximadamente 20%, y las fibras de película hendida cargadas electrostáticamente estarán presentes en la cantidad de aproximadamente 20 a 80% en peso, más preferiblemente de aproximadamente 40% en peso. Esta fibra de alta capacidad para polvo, depositada en seco, puede unirse térmicamente, preferiblemenete a alta temperatura, de 90 a160ºC, más preferiblemente a una temperatura inferior a 110ºC y, muy preferiblemente, a aproximadamente 90ºC.

Fibras electrostáticas mezcladas

Otras realizaciones preferentes del papel de capacidad depositado en seco comprenden un papel unido térmicamente con 100% de "fibras electrostáticas mixtas", una mezcla de 20-80% de fibras electrostáticas mixtas y 20% de fibras B/C, y una mezcla de 20-80% de fibras electrostáticas mixtas, 10-70% de fibras de pulpa vellida y 10-70% de fibras B/C. Los filtros de "fibra electrostática mixta" se hacen mezclando fibras con propiedades triboleléctricas ampliamente diferentes y haciendo que rocen unas con otras o con partes metálicas de máquinas, tales como alambres de cilindros de cardas durante el cardado. Esto hace uno de los tipos de fibras más cargadas positiva o negativamente con respecto al otro tipo de fibras y aumenta la atracción electrostática de partículas de polvo. La producción de filtros con estas fibras electrostáticas mixtas se describe en la patente U.S. nº. 5.470.485 y en la solicitud de patente europea EP 0 246 811.

En la patente U.S. nº. 5.470.485, el material del filtro es una mezcla de (I) fibras de poliolefina y (II) fibras de acrilonitrilo. Las fibras (I) son fibras bicomponentes de PP/PE del tipo núcleo/envoltura o del tipo de fibras adyacentes. Las fibras II son "exentas de halógeno". Las fibras (I) tiene también algunas "poliolefinas sustituidas con halógeno", mientras que las fibras de acrilonitrilo no tienen halógeno. La patente hace constar que las fibras deben lavarse a fondo con detergente no iónico, con álcali o disolvente, y luego enjuagar bien antes de mezclarlas de manera que no haya lubricantes o agentes antiestáticos. Aunque la patente indica que el conglomerado de fibras producido debe ser punzonado con aguja, estas fibras también se podrían cortar a longitudes de 5-20 mm y mezclar con fibras bicomponentes de fusión unibles térmicamente, de similar longitud, y también por la posible adición de pulpa vellida de manera que el papel unido térmicamente puede utilizarse en esta invención.

El documento EP 0 246 811 describe el efecto triboleléctrico del roce de dos diferentes tipos de fibras entre sí. Indica el uso de tipos similares de fibras de la patente U.S. nº. 5.470.485, excepto que diferentes grupos -CN de las fibras de acrilonitrilo pueden ser sustituidos por halógeno (preferiblemente flúor o cloro). Después de una suficiente sustitución de grupos -CN por grupos -Cl, la fibra puede calificarse de "modacrílica" si el copolímero comprende de 35 a 85% en peso de unidades de acrilonitrilo. El documento EP 0 246 811 indica que la relación de poliolefina a acrilonitrilo sustituido (preferiblemente modacrílico) puede variar de 30:70 a 80:20 por área superficial y, más preferiblemente, de 40:60 a 70:30. Análogamente, la patente U.S. nº. 5.470.485 da cuenta de que la relación de fibras de poliolefina o fibras de poliacrilonitrilo es de 30:70 a 80:20, en relación a la superficie relativa del material del filtro. Así, estos intervalos de relaciones de fibras de poliolefina a fibras acrílicas o modacrílicas puede usarse en las proporciones antes indicadas en el papel de capacidad depositado en seco, unido térmicamente.

Malla soplada en estado fundido

Opcionalmente, una malla de fibra de polímero sintético, soplada en estado fundido, puede emplearse como estrato entre un estrato multifuncional y un estrato filtrante de alta eficiencia. El estrato de malla soplada en estado fundido aumenta la eficiencia global de filtración por capturar algunas partículas que han pasado por el estrato multifuncional de filtración. Opcionalmente, el estrato de malla soplada en estado fundido también puede cargarse electrostáticamente para coadyuvar en la captación de partículas finas de polvo. La inclusión de un estrato de malla soplada en estado fundido implica un aumento de la caída de presión a una carga de polvo dada, en comparación con materiales compuestos que no tienen un estrato de malla soplada en estado fundido.

Preferiblemente, la malla soplada en estado fundido tiene un peso de base de aproximadamente 10-50 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 100-1.500 l.m^{2}.s^{-1}.

Trama voluminosa no tejida soplada en estado fundido

Otro descubrimiento de investigaciones recientes para desarrollar bolsas de aspiradoras por vacío para limpieza fue el desarrollo de una red o estrato MB de gran volumen que se podría usar corriente arriba de una malla MB como prefiltro en lugar de papel de capacidad depositado en húmedo o papel de capacidad depositado en seco. El prefiltro voluminoso MB puede hacerse por un procedimiento de soplado en estado fundido usando aire a aproximadamente 10ºC para enfriar. A diferencia, el MB convencional normalmente usa aire a una temperatura ambiente de 35-45ºC. También, la distancia de recogida desde la salida de la boquilla de MB al transportador que recibe la red se aumenta a 400-600 mm en el procedimiento de producción de MB voluminoso. La distancia normalmente es de aproximadamente 200 mm para la producción regular de MB. Además, la trama voluminosa MB no tejida se hace usando una temperatura de atenuación más baja, una temperatura del aire de aproximadamente 215-235ºC en vez de la temperatura normal del aire de atenuación de 280-290ºC, y una temperatura de fusión del MB más baja, de aproximadamente 200-225ºC en comparación con los 260-280ºC para la producción de MB de calidad de filtración. El aire más frío para enfriar, la temperatura más baja del aire de atenuación, una temperatura de fusión más baja y una distancia de recogida mayor hacen que los filamentos MB se enfríen más. La eliminación del batido da por resultado menos estiramiento de los filamentos y, por tanto, unos diámetros de los filamentos mayores que los que se encontrarían en redes MB típicas de calidad para filtración. Es mucho menos probable que los filamentos más fríos fundan juntos térmicamente cuando se depositan sobre el colector. Así, la trama voluminosa no tejida, soplada en estado fundido, tendría una superficie abierta mayor. Incluso con un peso de base de 120 g/m^{2}, la permeabilidad al aire de la trama no tejida de alto volumen, soplada en estado fundido es de 806 L.m^{-2}.s^{-1}. A diferencia, una red de filtración de calidad MB, mucho más ligera (por ejemplo, de 22 g/m^{2}) tenía una permeabilidad máxima de sólo 450 L.m^{-2}.s^{-1}. La eficiencia de filtración de la trama voluminosa no tejida, determinada según el ensayo DIN 44956-2, era de 98%. Cuando las dos se pusieron juntas con la trama voluminosa MB en el interior de la bolsa, la permeabilidad al aire era todavía de 295 L.m^{-2}.s^{-1} y la eficiencia de filtración de la pareja era de 99,8%. La trama voluminosa MB no tejida, soplada en estado fundido, puede ser no cargada u, opcionalmente, puede cargarse electrostáticamente, con tal de que la trama no tejida sea de un material que tiene adecuadas propiedades dieléctricas.

La trama voluminosa MB no tejida de esta invención debe distinguirse de la de "filtración de calidad MB" que también se emplea en la estructura de filtros multiestratos para vacío de esta descripción. La red de filtración de calidad MB es una trama convencional no tejida soplada en estado fundido caracterizada en general por un bajo peso de base, típicamente de aproximadamente 22 g/m^{2}, y un tamaño de poro pequeño. En la Tabla 1 se presentan características típicas adicionales de la trama de polipropileno no tejida de la calidad MB. Una trama voluminosa MB preferida, no tejida, de polipropileno incluye, de manera óptima, aproximadamente 5-20% en peso de acetato de etilenvinilo. La trama MB no tejida de filtración tiene, generalmente, una alta eficiencia de eliminación de polvo, esto es, mayor que aproximadamente 99%.

TABLA I

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La trama voluminosa MB no tejida es similar en cuanto a la eficacia filtrante a los papeles de capacidad depositados en húmedo que se han mencionado antes. Así, la trama voluminosa MB, no tejida, está bien adaptada para eliminar grandes cantidades de partículas grandes de polvo y retener grandes cantidades de polvo. Consecuentemente, el estrato voluminoso MB no tejido es adecuado para ponerlo corriente arriba y como prefiltro para un estrato MB calidad de filtración en una estructura de filtro para vacío de esta invención.

Trama no tejida (modular) soplada a hilo

Se dispone de un nuevo tipo de tecnología de soplado en estado fundido descrito por Ward, G., en Nonwovens World, verano de 1998, págs. 37-40, para producir una malla no tejida soplada a hilo (modular) adecuada como estrato filtrante basto en la presente invención. Opcionalmente, la trama soplada a hilo puede utilizarse como estrato de malla soplada en estado fundido, de calidad de filtración, como se denomina en la nueva estructura. Las espacificaciones de las tramas sopladas a hilo (modulares) no tejidas se presentan en la Tabla II.

El procedimiento para hacer la trama soplada a hilo (modular) es, generalmente, un procedimiento de soplado en estado fundido con un molde modular más áspero y usando un aire de atenuación más frío. Estas condiciones producen una red soplada en estado fundido más grosera, con una resistencia mecánica y permeabildad más altas, a peso base comparable, que las de redes convencionales de soplado en estado fundido.

Trama no tejida unida por hilado de microdenier

En esta invención se puede utilizar también, de la misma manera que el estrato filtrante basto o el estrato de malla soplada en estado fundido de calidad de filtración mencionados antes, una trama no tejida, unida por hilado ("SB"), ocasionalmente denominada trama unida por hilado de microdenier. En la Tabla II se presentan las especificaciones de la trama unida por hilado de microdenier. La trama unida por hilado de microdenier se caracteriza particularmente por filamentos de menos de 12 mm de diámetro, que corresponde a un denier de 0,10 para polipropileno. Como comparación, las redes SB convencionales para artículos desechables típicamente tienen diámetros medios de 20 mm. La trama unida por hilado de microdenier puede obtenerse de Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel, Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) y Ason Enginnering, Inc. (Ason Spunbond Technology).

TABLA II

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Realizaciones preferentes

En las Figs. 1,3-13 se ilustran esquemáticamente productos representativos de acuerdo con la presente invención, que se describen más detalladamente en lo que sigue. En todas las figuras, la dirección de la corriente de aire se indica con la flecha A.

En la Fig. 1, se representa un filtro individual 36 de material compuesto hecho con dos estratos. El estrato de la cara 37 corriente arriba (lado del aire sucio) es un estrato de FP de capacidad depositada en seco con un intervalo más amplio de peso de 10-150 g/m^{2}, un intervalo típico de peso de 20-80 g/m^{2} y con un peso preferido de 75 g/m^{2}. La capa 37 de FP tiene dos mezclas diferentes de fibras de pulpa y fibras bicomponentes (B/C). Las fibras bicomponentes comprenden 60% de PE y 40% de PP. El estrato corriente abajo 38 tiene un componente MB de alta eficiencia con un peso de 5-100 g/m^{2}, preferiblemente de 24 g/m^{2}. Notablemente, los estratos 37 y 38 compuestos independientemente se encuentran en la interfaz 36A. Esta interfaz es diferente de la de un montaje laminar de dos capas preunidas en un material compuesto multicapas. Debido al hecho de que no se necesita la formación de una capa preunida para producir la estructura 36, al menos uno de los estratos 37 y 38 puede ser tan ligero que no podría formarse en una red situada libremente para incorporarse como capa en un material compuesto multicapas.

El estrato corriente arriba tiene un volumen absoluto de poro de 21,4 cm^{3}/g, y el estrato corriente abajo, de 7,7 cm^{3}/g, de lo que resulta una relación de volumen absoluto de poros RAPV = 2,78. La cobertura absoluta proyectada de fibra, esto es, la superficie específica cubierta por fibras cuando se mira perpendicularmente al estrato, del estrato corriente arriba, APFC, es de 97,7%. La APFC del estrato corriente abajo es de 99,3%.

Para optimizar la capacidad de retener polvo, se aplica una relación de diámetro medio de poro del estrato de arriba al del estrato de abajo de 6,21, siendo el diámetro medio de poro del estrato corriente arriba de 87 micrómetros, y el tamaño medio de poro del estrato de abajo de 14 micrómetros.

Con el fin de obtener los valores de RAPV y APFC antes indicados, el estrato corriente arriba tiene un espesor de 1,7 mm, una densidad aparente de 0,044 g/cm^{2} y un volumen relativo de poro de 94,4%. El estrato corriente abajo tiene un espesor de 0,21 mm, una densidad aparente de 0,11 g/cm^{2} y un volumen relativo de poro de 87,4%. Ha de entenderse que estos valores son sólo a modo de ejemplo; en particular, los valores anteriores de RAPV y APFC se pueden obtener también con un espesor, una densidad y un volumen relativo de poro diferentes.

La Fig. 2 ilustra la caída de presión, muy mejorada, a través del filtro dependiendo de la cantidad de polvo filtrada por el filtro de material compuesto. La curva de arriba corresponde al filtro de material compuesto con las características discutidas en lo que antecede. La curva de abajo corresponde a un filtro de la técnica anterior, que consta de un estrato unido por hilado corriente arriba y un estrato soplado en estado fundido corriente abajo. El sustrato corriente arriba de la técnica anterior tiene un volumen absoluto de poro de 6,9 cm^{3}/g, y el estrato corriente abajo de 8,1 cm^{3}/g, de lo que resulta una relación de volúmenes absolutos de poro, RAPV, igual a 0,85. La cobertura absoluta proyectada de fibra, APFC, del estrato corriente arriba es de 69,3%, y la APFC del estrato corriente abajo es de 92,3%.

Otra realización (no representada) tiene la misma estructura que la realización presentada en la Fig. 1. Esta realización, sin embargo, comprende un estrato corriente arriba en forma de un estrato de FD de capacidad depositado en seco con un peso de 50 g/m^{2}. La capa de FP tiene diferentes mezclas de fibras de pulpa y fibras bicomponentes (B/C). Las fibras bicomponentes comprenden 60% de PE y 40% de PP. El estrato corriente es un componente MB de alta eficiencia con un peso de 24 g/m^{2}. El estrato corriente arriba tiene un volumen absoluto de poro de 22,7 cm^{3}/g, el estrato corriente abajo de 7,7 cm^{3}/g, resultando así una relación de volúmenes absolutos de poro RAPV = 2,95. La cobertura absoluta proyectada de fibra del estrato de arriba, APFC es de 99,9%. La APFC del estrato corriente abajo es de 99,3%.

Para optimizar la capacidad de retención de polvo, se aplica una relación de diámetro medio de poro del estrato de arriba al del estrato de abajo de 5,93, siendo el diámetro medio de poro del estrato corriente arriba de 83 micrómetros y el diámetro medio de poro del estrato corriente abajo de 14 micrómetros.

Con el fin de obtener los valores de RAPV y APFC, el estrato corriente arriba tiene un espesor de 1,2 mm, una densidad aparente de 0,042 g/cm^{3} y un volumen relativo de poro de 94,7%. El estrato corriente abajo tiene un espesor de 0,21 mm, una densidad aparente de 0,11 g/cm^{3} y un volumen relativo de poro de 87,4%.

En otra realización (no representada), el estrato corriente arriba comprende fibras de película hendida y "fibras electrostáticas mixtas". Las fibras de película hendida y las "fibras electrostáticas mixtas" no se usan en todas las variaciones del estrato corriente arriba, pero como mínimo tendrían que usarse 10% y preferiblemente como mínimo 20% de fibras B/C u otros tipos de fibras de fusión unibles térmicamente con el fin de conseguir una unión térmica adecuada. Por lo general, se usa 10% y, preferiblemente, como mínimo 20% de fibras de pulpa para lograr una cobertura y una eficacia de filtración mejoradas. El estrato puede estar exento de fibras B/C u otros tipos de fibras de fusión térmicamente unibles si se usa aglutinante de látex.

La Fig. 3 representa un filtro unitario 39 de material compuesto que consta de tres estratos. El primer estrato 40 es un componente basto depositado en seco, hecho de 100% de fibras B/C. Principalmente actúa como prefiltro y protege el material del filtro corriente abajo. El intervalo más amplio de peso es de 10-100 g/m^{2} con un intervalo típico de peso de 20-80 g/m^{2} y un peso preferido de 50 g/m^{2}. El estrato 41 corriente arriba es un componente de FP de capacidad depositado en seco, como se ha discutido en las realizaciones anteriores. El estrato 42 corriente abajo consta de medios MB de alta eficiencia de filtración u otros materiales de fibras de diámetro ultrafino, tales como trama modular soplada a hilo o trama unida por hilado de microdenier.

La Fig. 4 es un diagrama de un filtro individual 43 de material compuesto hecho con cuatro estratos de material. El primer estrato 44 está compuesto por trama de FP depositada en seco de 100% de fibras B/C. El intervalo más amplio de peso es de 10-100 g/m^{2}, el intervalo típico de peso es de 20-80 g/m^{2} y el peso diana es de 50 g/m^{2}. El estrato 45 corriente arriba es un estrato de capacidad de FP depositado en seco, según se ha discutido en las realizaciones anteriores. Alternativamente, el estrato 45 puede contener como mínimo 10% y, preferiblemente, como mínimo 20% de fibras B/C, 10% y, preferiblemente, como mínimo 20% de fibras de pulpa y puede contener cantidades variables de "fibras electrostáticas mixtas". Para conseguir una unión térmica adecuada, se debe usar como mínimo 10% y, preferiblemente, como mínimo 20% de fibras B/C u otros tipos de fibras de fusión unibles térmicamente. Por lo general, se usa 10% como mínimo y, preferiblemente, 20% como mínimo de fibras de pulpa para una cobertura y eficiencia de filtración intensificadas. El estrato puede estar exento de fibras B/C u otros tipos de fibras fusibles térmicamente unibles si se usa aglutinante de látex. El estrato 46 corriente abajo contiene medios filtrantes de MB según se ha discutido en realizaciones anteriores. El estrato exterior 47 es una trama de FP depositada en seco compuesta por pulpa depositada por aire y fibras B/C.

La Fig. 5 es un diagrama de un filtro unitaria 48 de material compuesto que consta de cinco estratos de material. El primer estrato 49 está compuesto por trama de FP depositada en seco y 100% de fibras B/C. El intervalo más amplio de peso es de 10-100 g/m^{2}, el intervalo típico de peso es de 20-80 g/m^{2} y el peso diana es de 50 g/m^{2}. El estrato 50 corriente arriba es un componente de capacidad de FP depositado en seco según se ha discutido antes. El componente 51 contiene gránulos de carbón o fibras de carbón para absorber olores y eliminar contaminantes y gases tóxicos del aire. El componente 52 es una trama MB de alta eficiencia de filtración, según lo discutido respecto a realizaciones anteriores. El componente 53 es una FP depositada en seco compuesta por pulpa depositada con aire y fibras de B/C.

La Fig. 6 representa un filtro unitario 54 de material compuesto de la misma construcción que la representada en la Fig. 1, compuesto por dos estratos, 55, 56, unidos a una capa exterior 57 de soporte que consta de una red o trama no tejida con un peso de varía de 10 a 100 g/m^{2}.

La Fig. 7 representa un filtro unitaria 58 de material compuesto de la misma construcción que la representada en la Fig. 3, que consta de tres estratos 59, 60 y 61, unidos a una capa exterior 62 que consta de un papel, una red o una trama no tejida con un peso que varía de 10-100 g/m^{2}.

La Fig. 8 representa un filtro unitario 63 de material compuesto de la misma construcción que la representada en la Fig. 4, que consta de cuatro estratos 64-67, unidos a una capa exterior 68 que consta de un papel, una red o una trama no tejida con un peso que varía de 10-100 g/m^{2}.

La Fig. 9 representa un filtro unitario 69 de material compuesto de la misma construcción que la representada en la Fig. 5, que consta de cinco estratos 71-75, unidos a una capa exterior 76 que consta de un papel, una red o una trama no tejida con un peso que varía de 10-100 g/m^{2}.

La Fig. 10 representa un filtro unitaria 77 laminar de la misma construcción que la representada en la Fig. 1, compuesto por dos estratos 78, 79 unidos a una capa exterior 81 de soporte que consta de un papel, un tamiz o una trama no tejida con un peso que varía de 10 a 100 g/m^{2}, en el que la capa exterior está unida por una cola o un adhesivo 80, pudiendo ser el último un aglutinante de látex o un adhesivo de fusión en caliente.

La Fig. 11 representa un filtro unitario 82 laminar de la misma construcción que la representada en la Fig. 3, compuesto por tres estratos 83-85 unidos a una capa exterior 87 que consta de un papel, un tamiz o una trama no tejida con un peso que varía de 10 a 100 g/m^{2}, en el que la capa exterior está unida por cola o un adhesivo 86.

La Fig. 12 representa un filtro unitario 87A laminar de la misma construcción que la representada en la Fig. 4, compuesto por cuatro estratos 88-91 unidos a una capa exterior 93 que consta de un papel, un tamiz o una trama no tejida con un peso que varía de 10 a 100 g/m^{2}, en el que la capa exterior está unida por cola o un adhesivo 92.

La Fig. 13 representa un filtro unitario 94 laminar de la misma construcción que la representada en la Fig. 5, compuesto por cinco estratos 95-99 unidos a una capa exterior 101 que consta de un papel, un tamiz o una trama no tejida con un peso que varía de 10 a 100 g/m^{2}, en el que la capa exterior está unida por cola o un adhesivo 100.

Cuando en las realizaciones de las figs. 10-13 se indica una unión entre capas, se pueden usar procedimientos convencionales de unión de capas, tales como unión por ultrasonidos, en vez de o junto a, los procedimientos de unión por cola/adhesivo mencionados antes.

En la Fig. 14 se presenta un procedimiento preferente para producir una realización del nuevo filtro de material compuesto de la presente invención que comprende una estructura unitaria estratificada de composiciones de MB y FP. El procedimiento ilustrado proporciona un producto láminar acoplado a una red o trama no tejida para facilitar la manipulación, el plegado o envasado. También es posible proporcionar un filtro no laminar de material compuesto reemplazando la red, el papel o la trama no tejida con un vehículo soporte para conducir los estratos nopreunidos a través del proceso. El filtro unitario final de material compuesto consta de al menos dos estratos, aunque cada estrato puede contener más de un tipo de fibra u otros materiales discutidos antes, y generalmente consta de tres a cinco estratos que están unidos térmicamente o con látex. La carga electrostática del filtro de material compuesto preferiblemente se hace en línea por el procedimiento de carga electrostática "en frío" de Tantret, aunque las fibras MB se pueden cargar "en caliente" en línea después de salir de la boquilla de MB. También, las fibras de película hendida, que se cargaron electrostáticamente durante su producción, pueden introducirse por los dispositivos aplicativos de FP. Además, al material compuesto pueden incorporarse, mediante los dispositivos aplicativos de FP, "fibras electrostáticas mixtas" que tienen polaridades opuestas después de rozar entre sí debido a diferentes propiedades triboleléctricas.

En cuanto a la Fig. 14, en el extremo de comienzo de la línea está localizado un desovillador para suministrar una capa soporte 2 opcional, que puede ser una red, papel o trama no tejida. Los componentes 1, 2, 4 y 5 son opcionales en tanto que el filtro individual de material compuesto está unido como lámina a una red, papel o trama no tejida sólo para facilitar la manipulación, plegado o envasado. Una cinta transportadora corre a lo largo de toda la línea; sin embargo, también se puede separar en secciones más cortas, suministrando cada sección de la cinta transportadora el montaje de estratos a las secciones siguientes según lo requiera el proceso. También en el extremo inicial de la línea hay un opcional dispositivo aplicativo 4 de adhesivo para aportar un adhesivo 5 en forma de cola o adhesivo de fusión en caliente. Esta estación de aplicación de adhesivo se puede utilizar cuando se desee para pegar una capa laminar soporte a la estructura unitaria estratificada del nuevo material compuesto.

Sin embargo, debe señalarse que el dispositivo aplicativo 4 no está previsto que preúna estratos dentro de la estructura estratificada.

Como se indica en la Fig. 14, hay al menos una unidad 6, preferiblemente dos unidades 6 y 8 aplicativas de FP. La función principal de las unidades aplicativas de FP al comienzo de la línea es producir y depositar estratos 7 y 9 depositados en seco sobre el opcional estrato 5 adhesivo, o sobre la cinta transportadora 3 si no se usan la opcional capa soporte 2 y el adhesivo 5. Los estratos 7 y 9 depositados en seco pueden ser iguales o tener composiciones y propiedades diferentes para satisfacer los requerimientos del producto final. En cualquier caso, la función de los estratos 7 y 9 es, principalmente, soportar y proteger las MB o los estratos 12 y 14 afines de medios filtrantes. En la realización ilustrada, los estratos 7 y 9 de FP constan principalmente de "pulpa" y fibras bicomponentes (B/C). Como se ha descrito antes, se pueden usar diferentes tipos de fibras B/C. Por ejemplo, un tipo preferido tiene un núcleo de una fibra de alto punto de fusión, tal como PP, y una envoltura de una fibra de más bajo punto de fusión, tal como PE. Otras composiciones preferidas de "pulpa" y núcleo B/envoltura C de PP/PE son 50% de "pulpa"/50% de fibras B/C en el estrato 7 y 25% de "pulpa"/75% de fibras B/C en el estrato 9. Si en la sección 23 no se aplica aglutinante de látex, se debe usar al menos 20% de fibras B/C u otros tipos de fibras unibles térmicamente. Por otra parte, si posteriormente se aplica aglutinante de látex en las secciones 23 y 27, mediante las cabezas aplicativas de FP 6 y 8 se puede aplicar 100% de fibra de "pulpa". También es posible aplicar 100% de fibras B/C con el dispositivo aplicativo 6 o el 8, o con ambas cabezas aplicativas 6 y 8.

En realizaciones adicionales, en vez de 100% de fibras B/C, fibras regulares monocomponente cortadas de PP, PET, poliamida y otras fibras pueden ser sustituidas por hasta 80% de las fibras B/C o las fibras unibles térmicamente que se pueden aplicar mediante cualquiera de las cabezas aplicativas de FP 6, 8, 15, 18 y 20. También se pueden usar, en vez de las fibras B/C, muchos tipos de fibras de fusión unibles térmicamente que funden completamente y son también conocidas como "fibras de fusión", excepto en componentes depositados en seco, en los que se usaría 100% de fibra B/C.

La Fig. 14 ilustra el opcional compactador 10 que disminuye el espesor de la red y aumenta la adherencia fibra a fibra de los estratos de FP 7 y 9. Debe tenerse en cuenta que la extensiva preunión empleada típicamente para producir separadamente las capas no se el objetivo de esta etapa opcional de compactación utilizada en este procedimiento inventivo en línea. El compactador 10 puede ser una calandria, que se puede calentar o no. Las fibras MB o los medios filtrantes afines 12 y 14 pueden depositarse en una o más boquillas 11 y 13 de MB sobre los estratos de FP 7 y 9. La función principal del componente MB es actuar como filtro de alta eficiencia, esto es, eliminar pequeños porcentajes de partículas de pequeño tamaño (de menos de aproximadamente 5 micrómetros). En la Tabla I se dan las especificaciones de los medios de filtración de calidad MB y tipos afines de fibra de diámetro ultrafino de medios filtrantes.

El procedimiento puede incluir al menos una o varias boquillas 11 y/o uno o más dispositivos aplicativos 13 de fibras de bajo denier (diámetro ultrafino de fibra), designados X. Por ejemplo, si se utilizan dos unidades de MB idénticas, las unidades 11 y 13 serán las mismas. Otras variaciones contempladas para incluirlas en el espíritu de esta invención son tener primeramente una primera unidad como sistema soplado a hilo (modular) o unido por hilado de microdenier (SB) para formar un gradiente de filtración de filtros bastos a finos de alta eficiencia. Otra variación contemplada es usar en tandem uno o más sistemas de soplado a hilo (modular) o SB de microdenier. Otra variación más es usar primeramente un sistema SB de microdenier y seguidamente un sistema de soplado a hilo.

El siguiente componente del equipo representado en la Fig. 14 es otro dispositivo aplicativo 15 de FP que deposita una red de FP en la parte de arriba del estrato 14 (o en el estrato 12 si no está incluido un segundo estrato 13 MB). Luego, el conjunto no preunido de estratos, siendo el más alto estrato 16, se desplaza a través de otro compactador 17 opcional. Seguidamente el producto intermedio se conduce por debajo de una o más unidades adicionales 18 y 20 de FP. Las cabezas aplicativas de FP 15 y 18 incorporan el estrato de capacidad depositado en seco en la estructura. El dispositivo aplicativo 20 de FP está diseñado principalmente para producir FP muy abierta (esto es, voluminosa), principalmente con capacidad de retención de polvo, más bien que como filtro. El estrato 21 de FP muy abierta se produce preferiblemente de 100% de fibras bicomponentes B/C o mezclas de B/C, con relaciones de B/C a "pulpa" caracterizadas por ser más altas que las normalmente usadas para producir redes prefiltro bastas de FP. Uno de los estratos de FB, o ambos, 16 y 19, pueden contener también fibras de película hendida y "fibras electrostáticas mixtas". Si en los estratos 16 y 19 no se usan fibras B/C u otros tipos de fibras unibles térmicamente, se debe aplicar aglutinante de látex en las unidades 23 y 27 para unir los estratos. Si en cualquiera de las cabezas aplicativas de FP 15 y 18 se incorporan fibras de B/C u otros tipos de fibras unibles térmicamente, también se puede aplicar aglutinante de látex en las unidades 23 y 27. El producto intermedio con el estrato más alto 21 se desplaza luego a través de otro compactador 22 y de aquí, a través de una sección de la línea de producción en la que previamente se someten estratos sueltos, no unidos, a una o más etapas del proceso de unión que son acumulativamente efectivas, para formar la estructura individual estratificada del filtro de material compuesto. Preferiblemente, todos los componentes del filtro que se incorporarán a la estructura individual estratificada se incorporan al producto intermedio en esta etapa antes de unir entre sí los estratos.

Haciendo referencia nuevamente a la Fig. 14, se ve que las etapas de unión tienen lugar comenzando en la realización ilustrada con la aplicación del aglutinante de látex 24 con el dispositivo aplicativo 23. El látex se puede proyectar como dispersión o emulsión líquida, aplicar con rodillo de impregnación o estampa, o proyectar como polvo seco sobre el sustrato y luego fundir o unir a él. El látex sirve también como selladura en tanto que minimiza el polvo que puede emanar de la superficie externa del estrato de FP. Después de haber añadido el aglutinante de látex en 23, el producto intermedio se traslada a través de la unidad de calentamiento 25, que seca y cura el aglutinante de látex para unir el material compuesto. La unidad de calentamiento puede ser una calandria calentada, o un horno de rayos infrarrojos, de microondas o de convección. También puede usarse una combinación de éstos. Se prefiere un horno de calentamiento por aire. Si en el producto intermedio están presentes fibras B/C u otros tipos de fibras de fusión unibles térmicamente, los hornos 25 y 29 pueden servir para fundir térmicamente tales fibras y continuar la unión y formación de la estructura individual.

Desde el horno 25, el producto intermedio es enfriado por el sistema 26 y luego se aplica en 27 un segundo aglutinante de látex. Como se ilustra, el camino de desplazamiento y la unidad de proyección 27 están colocados para aplicar el aglutinante de látex en el lado opuesto a la primera aplicación. El producto intermedio que contiene el segundo aglutinante de látex 28 pasa a través de un segundo horno 29 de calentamiento por aire y a través de otra sección de enfriamiento 30. Seguidamente, la película de material compuesto completamente unida, que tiene una estructura estratificada, se carga en la estación de carga electrostática en frío 31, preferiblemente un sistema Tantret J. Finalmente, la película 32 de material compuesto se hiende a la anchura deseada, o en múltiples anchuras, en la mesa 33 y se bobina por la bobinadora 34. Aunque se ilustra que la carga electrostática tiene lugar hacia el final del proceso, se contempla que la carga se pueda efectuar en una etapa previa a la aplicación del aglutinante de látex, con tal de que el aglutinante y las siguientes etapas de proceso no drenen significativamente la carga del producto intermedio.

Claims (18)

1. Un filtro de material compuesto para filtar una corriente de aire ambiente, que comprende al menos un estrato no preunido colocado corriente arriba y un estrato no preunido colocado corriente abajo, en el que

la relación de volumen absoluto de poro del estrato corriente arriba al del estrato corriente abajo RAPV > 2, y

la cobertura absoluta de fibra proyectada del estrato corriente arriba a la del estrato corriente abajo APFC > 95%.

2. El filtro de material compuesto de la reivindicación 1, en el que la relación del diámetro medio de poro del estrato corriente arriba al del estrato corriente abajo RPD es 4 < RPD < 10.

3. El filtro de material compuesto de la reivindicación 1, en el que el diámetro medio de poro del estrato corriente arriba es PDU > 60 \mum, preferiblemente 80 \mum < PDU < 200 \mum.

4. El filtro de material compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el estrato corriente arriba comprende un volumen relativo de poro RPVU > 94%, preferiblemente RPVU > 96%, una densidad aparente ADU < 0,05 g/cm^{3} y un espesor D en el intervalo de 0,05 mm < D < 2,5 mm.

5. El filtro de material compuesto de la reivindicación 4, en el que el estrato corriente abajo comprende un volumen relativo de poro RPVD que es menor que RPVU, una densidad aparente ADD en el intervalo de 0,07 g/cm^{3} < ADD < 0,14 g/cm^{3} y un espesor D en el intervalo de 0,1 mm < D < 0,4 mm.

6. El filtro de material compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el estrato corriente arriba comprende fibras que tienen una longitud en el intervalo de 0,1 mm a 3,0 mm.

7. El filtro de material compuesto de la reivindicación 6, en el que la orientación de las fibras en la dirección de la corriente en el estrato corriente arriba es mayor que en el estrato corriente abajo.

8. El filtro de material compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el estrato corriente arriba comprende una retención de polvo, DR, respecto a partículas de polvo con un diámetro que corresponde al diámetro medio de poro del estrato corriente abajo de DR >99%.

9. El filtro de material compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el estrato corriente arriba comprende fibras bicomponentes o monocomponente de polímero, depositadas en seco, fusibles unibles térmicamente, y el estrato corriente abajo comprende fibras sopladas en estado fundido.

10. El filtro compuesto de la reivindicación 9, en el que el estrato corriente arriba tiene una composición seleccionada entre el grupo constituido por 100% de fibras bicomponentes de polímero, una mezcla de al menos aproximadamente 10% en peso de fibras bicomponentes de polímero con una cantidad complementaria de fibras naturales, fibras cortadas o una mezcla de ellas, y una mezcla de al menos 10% en peso de fibras monocomponente de polímero, fusibles unibles térmicamente, con una cantidad complementaria de fibras de pulpa vellida, fibras cortadas o una mezcla de ellas.

11. El filtro de material compuesto de la reivindicación 10, en el que las fibras bicomponentes de polímero tienen una envoltura de un polímero y un núcleo de un polímero diferente que tiene un punto de fusión más alto que el del primer polímero.

12. El filtro de material compuesto de la reivindicación 11, en el que el núcleo es de polipropileno y la envoltura es de polietileno.

13. El filtro de la reivindicación 12, en el que el núcleo está dispuesto excéntricamente respecto a la envoltura.

14. El filtro de material compuesto de la reivindicación 9, en el que el estrato corriente arriba comprende fibras seleccionadas entre al menos una de las fibras de película hendida no cargadas, fibras de película hendida cargadas y fibras electrostáticas mixtas.

15. Una bolsa para aspiradora, que comprende un filtro de material compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

16. Un procedimiento de fabricación de un filtro de material compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende las etapas de

(a) depositar un material de filtración sobre un soporte para formar el estrato no preunido a situar corriente arriba,

(b) depositar sobre el estrato corriente arriba el estrato no preunido a situar corriente abajo, y

(c) unir los estratos para formar un filtro de material compuesto que tiene una estructura unitaria estratificada.

17. Un filtro de material compuesto producido por el procedimiento de la reivindicación 16.

18. Una bolsa para aspiradora, que comprende un filtro de material compuesto producido por el procedimiento de la reivindicación 16.