ES2610974T3 - Material de filtro para gases acabado de manera retardante de las llamas con alta capacidad de almacenamiento de polvo - Google Patents
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Abstract
Material de filtro impregnado por un lado con aglutinante, en particular para la filtración de gases, caracterizado porque el material de filtro comprende un lado no impregnado con aglutinante, que contiene un agente ignífugo libre de halógeno y boro.
Description
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DESCRIPCION
Material de filtro para gases acabado de manera retardante de las llamas con alta capacidad de almacenamiento de polvo
La invencion se refiere a un material de filtro acabado de manera retardante de las llamas con alta capacidad de almacenamiento de polvo, que es adecuado en particular para la separacion de impurezas lfquidas y solidas de gases.
Estado de la tecnica
El uso de materiales de filtro acabados de manera retardante de las llamas para la filtracion de gases adquiere en la mayona de los campos de la filtracion de gases cada vez mas importancia. Los materiales de filtro de aire para la filtracion del aire de combustion en la mayona de los velmculos de pasajeros ya estan acabados de manera retardante de las llamas, por ejemplo, frente a un cigarrillo aspirado, todavfa encendido, no pueda provocar un incendio en el velmculo. Pero tambien en el ambito domestico, los materiales de filtro acabados de manera retardante de las llamas desempenan un papel importante, como por ejemplo en el caso de la filtracion de aire aspirado en el caso de instalaciones de climatizacion o en el caso de campanas extractoras encima de zonas para cocinar.
Los materiales de filtro acabados de manera retardante de las llamas se conocen desde hace mucho tiempo. Una posibilidad de produccion de materiales de filtro retardantes de las llamas consiste en una seleccion correspondiente de materias primas no inflamables, como por ejemplo fibras que contienen halogeno, fibras inorganicas, partfculas ceramicas para filtros sinterizados o fibras de plastico, en las que ya se ha incorporado un agente igmfugo. Se conoce un medio de filtro de aire de fibras halogenadas por ejemplo del documento GB 1406431 A.
Otra posibilidad consiste en un tratamiento para retardo de las llamas posterior del material de filtro terminado. Esta variante es en la mayona de los casos mas economica y permite el empleo de esencialmente mas materias primas diferentes para la produccion del material de filtro. Dado que muchos materiales de filtro para la mejora de la rigidez, firmeza y resistencia se impregnan ademas con una disolucion o dispersion de resina sintetica, el agente igmfugo se incorpora normalmente en el agente de impregnacion. De este modo incluso tras un contacto a largo plazo con gas humedo o incluso mojado no es tan facil de eluir del material de filtro como el agente igmfugo aplicado por separado. Dado que la mayona de los agentes igmfugos en estado seco estan presentes en forma de partfculas, que no participan en una union firme con el material de filtro, pueden unirse a traves del agente de impregnacion al material de filtro. Los agentes igmfugos, que son adecuados para una adicion a los agentes de impregnacion habituales, son por ejemplo compuestos organicos que contienen halogeno, siliconas, compuestos que contienen fosforo, compuestos que contienen nitrogeno, compuestos que contienen boro, oxidos de metal, hidratos de metal y grafito. Un ejemplo de un material de filtro con una impregnacion retardante de las llamas es el material de filtro L4- 6i27SGF2 de la empresa NEENAH Gessner, Bruckmuhl. Este material de filtro ha demostrado hace muchos anos a nivel mundial que es util como material de filtro de aire para el aire aspirado de motores de combustion interna.
Para muchas aplicaciones ya no es suficiente la capacidad de almacenamiento de polvo de materiales de filtro impregnados por completo en su totalidad. Una posibilidad, de aumentar la capacidad de almacenamiento de polvo de materiales de filtro impregnados, es una aplicacion de agente de impregnacion en un lado. La ventaja de estos materiales de filtro consiste en una superficie muy abierta y por tanto una capacidad de almacenamiento de polvo muy alta del lado no impregnado y su firmeza, rigidez y resistencia mediante el lado contrario impregnado. El uso de materiales de filtro impregnados por un lado se conoce desde hace mucho tiempo y se describe por ejemplo en el documento DE 19752143 A1 en una forma de realizacion preferida.
Sin embargo, estos materiales de filtro tienen la desventaja, de que el lado no impregnado no es retardante de las llamas, especialmente cuando se usan por ejemplo celulosa o fibras sinteticas como materia prima. Por tanto se intento dotar de retardancia a las llamas tambien tales materiales de filtro.
La incorporacion de agentes igmfugos que contienen halogeno o boro en la impregnacion tiene un efecto retardante de las llamas sobre todo el material de filtro, es decir tambien sobre el lado no impregnado. Sin embargo, en caso de incendio, las sustancias halogenadas y que contienen boro desprenden productos de descomposicion toxicos y por tanto no se desean.
Por tanto existe una necesidad urgente de un material de filtro, que presente un alto grado de separacion, una alta capacidad de almacenamiento de polvo y efecto retardante de las llamas, sin liberar en caso de incendio productos de descomposicion toxicos.
En el documento US 2008/0022645 A1 se describen medios de filtro. Estos pueden estar impregnados con aglutinantes y contener agentes igmfugos. En los ejemplos, las fibras se pulverizan por ambos lados con una mezcla de un acetato de etilenvinilo-aglutinante de latex (AIR-FLEX®-192), el agente igmfugo Flovan® CGN y un aminosiloxano.
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El documento DE 27 23 528 A1 trata de materiales de filtro impregnados por un lado, que no contienen agente igmfugo. Durante la produccion pueden impregnarse uniformemente las fibras con una resina que confiere resistencia a la humedad.
Sumario de la invencion
El objetivo se alcanza segun la invencion mediante un material de filtro impregnado con aglutinantes, por un lado, que comprende un lado no impregnado con aglutinante, que contiene un agente igmfugo libre de halogeno y boro.
Descripcion detallada de la invencion
El material de filtro segun la invencion comprende preferiblemente al menos un material seleccionado del grupo constituido por napas depositadas en humedo, napas depositadas en seco, tejidos y espumas.
Por napas depositadas en seco deben entenderse entre otros las napas de fibras depositadas en seco, napas sopladas en fusion y napas de hilatura.
Las napas de fibras depositadas en seco estan compuestas por fibras de longitud finita. Para la produccion de napas de fibras depositadas en seco pueden emplearse fibras tanto naturales como sinteticas. Ejemplos de fibras naturales son celulosa, lana, algodon y lino. Fibras sinteticas son por ejemplo fibras de poliolefina, fibras de poliester, fibras de poliamida, fibras de politetrafluoroetileno y fibras de poli(sulfuro de fenileno). Las fibras empleadas pueden ser o bien rectas o bien rizadas. Las napas de fibras depositadas en seco tambien pueden ser las napas de fibras depositadas por aire. Para la solidificacion, la napa de fibras depositada en seco puede contener fibras de union por fusion de uno o varios componentes, que se funden total o parcialmente a una temperatura inferior a la temperatura de fusion de las otras fibras y solidifican la napa. La produccion de las napas de fibras depositadas en seco tiene lugar segun el estado de la tecnica conocido tal como se describe en el libro “Vliesstoffe, W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wiley-VCH, 2000”. Las napas de fibras depositadas en seco pueden solidificarse a traves de las fibras de union por fusion de uno o varios componentes ya mencionadas. Posibilidades de solidificacion adicionales son por ejemplo punzonado, punzonado por chorro de agua o empapar o pulverizar la napa con aglutinantes lfquidos con un secado posterior.
Las napas sopladas en fusion estan compuestas por fibras continuas polimericas. Para la produccion de las napas sopladas en fusion para el material de filtro segun la invencion se usa el procedimiento de soplado en fusion conocido en el area tecnica, tal como se describe por ejemplo en Van A. Wente, “Superfine Themoplastic Fibers”, Industrial Engineering Chemistry, vol. 48, pag.1342 - 1346. Polfmeros adecuados son por ejemplo poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), poli(naftalato de etileno), poli(naftalato de butileno), poliamida, poli(sulfuro de fenileno) y poliolefinas. A este respecto, los diametros de fibra tfpicos oscilan preferiblemente entre 0,5 -10 |im y de manera especialmente preferible entre 0,5 - 3 |im. A los polfmeros se les pueden anadir segun los requisitos ademas aditivos, como por ejemplo agentes de hidrofilizacion, agentes de hidrofobizacion, aceleradores de la cristalizacion o colorantes. Segun el requisito puede modificarse en su propiedad la superficie de las napas sopladas en fusion mediante procedimientos de tratamiento de superficie, como por ejemplo tratamiento con corona o tratamiento con plasma.
Las napas de hilatura estan compuestas igualmente por fibras continuas polimericas, sin embargo en la mayona de los casos su diametro de fibra es considerablemente mayor que el de las fibras sopladas en fusion. Las napas de hilatura se producen segun el procedimiento de napas de hilatura conocido en el area tecnica, tal como se describe por ejemplo en los documentos de patente US 4.340.563 A, US 3.802.817 A, US 3.855.046 A y US 3.692.618 A. Los polfmeros adecuados para el procedimiento de napas de hilatura son por ejemplo poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), poli(naftalato de etileno), poli(naftalato de butileno), poliamida, poli(sulfuro de fenileno) y poliolefinas.
Por espumas deben entenderse todas las espumas de celula abierta de polfmeros organicos. Por su estructura de celula abierta son permeables al aire y son adecuadas para las tareas de filtracion mas diversas. La produccion de espumas adecuadas se describe a modo de ejemplo en los documentos US 3 171 820 A, DE 1504551 A, DE 601435 A y GB 1111928 A.
Las napas depositadas en humedo en el sentido de esta invencion son todas las napas, que pueden generarse con los procedimientos de deposicion en humedo conocidos en el area tecnica para la produccion de materiales de filtro. Los materiales para el material de filtro segun la invencion estan compuestos preferiblemente por fibras naturales, sinteticas, inorganicas o una mezcla de las mismas. Ejemplos de fibras naturales son celulosa, algodon, lana y canamo, en las que el material de celulosa empleado puede ser celulosas libres de madera y/o que contienen madera de comferas y/o arboles de hoja caduca, celulosas de regeneracion y celulosas en fibrillas. Las fibras inorganicas son por ejemplo fibra de vidrio, fibras de basalto, fibras de cuarzo y fibras de metal. Como fibras sinteticas son adecuadas por ejemplo fibras de poliester, fibras de polipropileno, fibras de varios componentes con diferentes puntos de fusion de los componentes individuales, fibras de poliamida y fibras de poliacrilonitrilo. El tftulo
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de las fibras sinteticas asciende normalmente a 0,1 dtex - 8,0 dtex, de manera especialmente preferible a 0,5 dtex - 5 dtex y la longitud de corte normalmente a 3 mm - 20 mm, de manera especialmente preferible de 4 mm a 12 mm. Los materiales para el material de filtro segun la invencion pueden estar compuestos al 100% por fibras naturales, sinteticas o inorganicas, pero tambien es posible cualquier mezcla aleatoria de estos tipos de fibras. El experto sabe elegir de manera espedfica la composicion correcta debido a su conocimiento y su experiencia segun las propiedades de material requeridas. Una capa de material puede estar compuesta por varias capas, que o bien se generan y se combinan en una maquina para papel con una alimentacion de pasta adecuada para el mismo o bien por bandas de papel individuales, que estan compuestas por materiales de filtro y se unen entre sf en una operacion de trabajo separada. A este respecto, las capas individuales pueden estar configuradas en sus propiedades de manera distinta.
En una forma de realizacion preferida, el material de filtro segun la invencion es un material de filtro a base de papel. Es decir, que el material de filtro en esta forma de realizacion esta compuesto por (fibras de) celulosa y opcionalmente de manera adicional por fibras sinteticas, en particular fibras de poliester. A este respecto las fibras sinteticas tienen, en particular las fibras de poliester, preferiblemente 0,3 - 8,0 dtex y una longitud de corte de 3 - 12 mm. Segun una forma de realizacion especialmente preferida, el material de filtro segun la invencion a base de papel esta compuesto por (fibras de) celulosa junto con el 0 - 50% en peso de fibras de poliester con 0,3 - 8,0 dtex y una longitud de corte de 3 - 12 mm con respecto al 100% del material de filtro no impregnado. En esta forma de realizacion, el material de filtro presenta preferiblemente una masa por unidad de superficie de 60 - 250 g/m2, un grosor de 0,2 - 2,2 mm, una permeabilidad al aire de 50 - 3000 l/m2s y una porosidad del 70 - 95%. A este respecto, la porosidad se define como la relacion de la densidad real del medio de filtro con respecto a la densidad promedio de las fibras empleadas.
En una forma de realizacion preferida adicional, el material de filtro segun la invencion esta compuesto por el 5 - 25% en peso de fibras de union por fusion con 0,5 - 8,0 dtex y una longitud de corte de 3 - 12 mm y el 70 - 90% en peso de fibras de poliester con 0,3 - 8,0 dtex y una longitud de corte de 3 -12 mm con respecto al 100% del material de filtro no impregnado. En esta forma de realizacion, el material de filtro presenta preferiblemente una masa por unidad de superficie de 30 - 300 g/m2, un grosor de 0,2 - 2,2 mm, una permeabilidad al aire de 50 - 3000 l/m2s y una porosidad del 70 - 95%.
La invencion no se limita a las realizaciones expuestas. En el contexto de la invencion es posible sin mas, que el material de filtro segun la invencion este compuesto por varias capas o estratos. Ademas, tambien es posible que antes y/o despues del material de filtro segun la invencion esten previstas una o varias capas de otros materiales, en caso de que de este modo no se influya en el efecto retardante de las llamas o al menos no esencialmente.
De este modo, el material de filtro segun la invencion puede presentar por ejemplo una capa de prefiltrado compuesta por una napa soplada en fusion, una napa de hilatura, una napa de fibras cortadas depositada en seco, una napa depositada en humedo, una napa de fibra de vidrio, un tejido o una espuma. La capa de prefiltrado se encuentra en el lado de ataque del material de filtro. A este respecto, el termino lado de ataque especifica el lado del material de filtro, desde el que se conduce la mezcla que va a filtrarse a traves del material de filtro.
En una forma de realizacion preferida, la capa de prefiltrado del material de filtro segun la invencion esta compuesta por una napa soplada en fusion con una masa por unidad de superficie de 8 g/m2 -120 g/m2, un grosor de 0,1 mm - 1,5 mm y una permeabilidad al aire de 1000 l/m2s - 5000 l/m2s.
El material de filtro segun la invencion esta impregnado en un lado con un aglutinante, de modo que el lado opuesto esta libre de aglutinante. En esta solicitud, el aglutinante se denomina en ocasiones tambien “agente de impregnacion”. Por el lado impregnado se entiende la parte del material de filtro, que esta limitada por la superficie del material de filtro, sobre la que se aplica el aglutinante. El lado opuesto se denomina la parte del material de filtro, que esta limitada por una superficie, que esta opuesta a la superficie del lado impregnado y no contiene aglutinante. Preferiblemente el material de filtro segun la invencion es laminar, es decir que presenta dos superficies opuestas, que de manera especialmente preferible estan dispuestas de manera paralela entre sf
El aglutinante se aplica mediante impregnacion sobre el material de filtro y penetra al menos en un parte del material de filtro. A este respecto, la superficie impregnada del material de filtro sigue siendo permeable en particular para gases.
Si el material de filtro segun la invencion presenta un lado mas abierto y un lado mas denso, entonces la impregnacion se aplicara preferiblemente sobre el lado mas denso. El lado mas denso se diferencia del lado mas abierto por un tamano de poro promedio mas pequeno, siendo el tamano de poro promedio del lado mas denso preferiblemente al menos el 5%, mas preferiblemente al menos el 10% y de manera especialmente preferible al menos el 20% mas pequeno que el del lado mas abierto.
Como aglutinante se aplican las sustancias conocidas para materiales de filtro, como por ejemplo resinas fenolicas o resinas epoxfdicas de disoluciones alcoholicas, pero tambien dispersiones acuosas por ejemplo de acrilatos, estireno-butadienos, poli(acetatos de vinilo), poliuretanos, resinas fenolicas o mezclas de los mismos. Una posible
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clase adicional de aglutinante son disoluciones acuosas de por ejemplo poli(alcohol vimlico), resina de melamina o resina de urea. Aparte de los aglutinantes lfquidos tambien pueden emplearse aglutinantes solidos, en forma de polvo, de polfmeros termoplasticos.
Segun se necesite pueden anadirse al aglutinante ademas excipientes diferentes, como por ejemplo agentes de hidrofilizacion, agentes de hidrofobizacion o colorantes.
La impregnacion tiene lugar segun el estado de la tecnica conocido mediante por ejemplo pulverizacion, aplicacion con rodillo, aplicacion en espuma o espolvoreo. La proporcion tfpica del agente de impregnacion seco con respecto al peso total del material de filtro asciende al 0,5 - 50% en peso, preferiblemente el 5 - 35% en peso. La proporcion del agente de impregnacion seco se refiere, en el sentido de la invencion, a la proporcion del agente de impregnacion en el material de filtro, que se seco durante 30 minutos a 100°C en una estufa de secado de aire de circulacion.
El lado no impregnado del material de filtro segun la invencion contiene un agente igmfugo libre de halogeno y boro. A este respecto, el lado no impregnado representa la parte del material de filtro, que esta limitada por una superficie, que esta opuesta a la superficie del lado impregnado. Preferiblemente, la superficie impregnada y la superficie no impregnada en el material de filtro segun la invencion estan dispuestas de manera paralela entre su Opcionalmente, el lado impregnado tambien puede contener un agente igmfugo libre de halogeno y boro. Por tanto, segun una forma de realizacion preferida del material de filtro segun la invencion, solo el lado no impregnado contiene un agente igmfugo libre de halogeno y boro.
El agente igmfugo libre de halogeno y boro puede comprender un componente que contiene nitrogeno y/o un componente que contiene fosforo. Ejemplos de componentes que contienen nitrogeno son urea, compuestos de urea y compuestos de guanidina. Ejemplos de componentes que contienen fosforo son esteres de acido fosforico y sus sales, esteres de acido fosfonico y sus sales, esteres de acido fosfmico (ester de acido fosforico(I)) y sus sales (por ejemplo 10-oxido de 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno y sus derivados), fosfatos y polifosfatos, prefiriendose los esteres de acido fosforico y sus sales, los esteres de acido fosfonico y sus sales, y DOPO y sus derivados.
Con respecto a la capacidad de almacenamiento de polvo del material de filtro es ventajoso fijar el agente igmfugo directamente a la fibra, es decir sin aglutinante. Esto se logra preferiblemente mediante la union del agente igmfugo a la superficie de la fibra, entendiendose por la superficie de la fibra la superficie de las fibras contenidas en el material de filtro, o por medio de un agente igmfugo libre de halogeno y boro poco soluble. De esta manera se logra ventajosamente que el agente igmfugo libre de halogeno y boro no pueda eluirse.
Poco soluble significa, en el sentido de la presente solicitud, que la solubilidad del agente igmfugo en agua destilada a 20°C se encuentra preferiblemente como maximo en el 3,5% en peso, de manera especialmente preferible como maximo en el 3,0% en peso y de manera muy especialmente preferible como maximo en el 2,5% en peso, con respecto al 100% en peso de la suma del peso del agua y del agente igmfugo.
La union puede tener lugar mediante grupos reactivos adecuados, que estan contenidos en el agente igmfugo libre de halogeno y boro, en particular en el componente que contiene nitrogeno y/o fosforo del agente igmfugo, comprendiendo preferiblemente el componente que contiene nitrogeno grupos reactivos adecuados. Como grupos reactivos son adecuados por ejemplo grupos metilol y/o aldelmdo. Los componentes que contienen nitrogeno adecuados, que contienen los grupos reactivos, son por ejemplo metilol-urea, metilol-melamina-formaldetudo y productos de reaccion de compuestos de urea, compuestos de guanidina o dicianodiamida con compuestos multifuncionales como por ejemplo glioxal o glutardialdetudo. A este respecto, el agente igmfugo en un disolvente, por ejemplo metanol o agua, como disolucion o dispersion puede pulverizarse sobre el material de filtro. Al evaporarse el disolvente se forma una union entre el agente igmfugo y la superficie de la fibra de las fibras contenidas en el material de filtro.
Preferiblemente, el agente igmfugo libre de halogeno y boro contiene, aparte del componente que contiene nitrogeno con grupos reactivos, un componente que contiene fosforo. Este puede seleccionarse del grupo de los compuestos que contienen fosforo, de modo que o bien reacciona con el componente que contiene nitrogeno para dar compuestos poco solubles en agua o bien es de origen poco soluble en agua. A este respecto, la solubilidad del componente que contiene fosforo poco soluble en agua destilada a 20°C se encuentra preferiblemente como maximo en el 3,5% en peso, de manera especialmente preferible como maximo en el 3,0% en peso y de manera muy especialmente preferible como maximo en el 2,5% en peso, con respecto al 100% en peso de la suma del peso del agua y del componente que contiene fosforo. De manera especialmente preferible el componente que contiene fosforo se selecciona del grupo constituido por: esteres de acido fosforico y sus sales, esteres de acido fosfonico y sus sales, y DOPO (10-oxido de 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno) y sus derivados.
El agente igmfugo libre de halogeno y boro puede aplicarse segun los metodos conocidos en el estado de la tecnica, por ejemplo mediante pulverizacion, aplicacion con rodillo, aplicacion en espuma o espolvoreo. La proporcion tfpica del agente igmfugo libre de halogeno y boro seco con respecto al peso total del material de filtro asciende al 0,5 -
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50% en peso, preferiblemente el 10 - 30% en peso. La proporcion del agente igmfugo seco se refiere, en el sentido de la invencion, a la proporcion del agente igmfugo en el material de filtro, que se seco durante 30 minutes a 100°C en una estufa de secado de aire de circulacion.
El material de filtro segun la invencion tiene preferiblemente una masa por unidad de superficie de 30 - 300 g/m2, de manera especialmente preferible de 60 g/m2 - 250 g/m2 y de manera muy especialmente preferible de 90 g/m2 - 180 g/m2. El grosor del material de filtro segun la invencion es preferiblemente de 0,2 mm - 2,2 mm, de manera especialmente preferible de 0,4 mm - 1,5 mm y de manera muy especialmente preferible de 0,45 mm - 1,0 mm. A este respecto, el grosor del material de filtro segun la invencion se refiere a la distancia entre la superficie sobre la que se ha aplicado el aglutinante y la superficie opuesta. La permeabilidad al aire es preferiblemente de 20 l/m2s - 3000 l/m2s, mas preferiblemente de 30 l/m2s - 1600 l/m2s, de manera especialmente preferible de 50 l/m2s - 1000 l/m2s y de manera muy especialmente preferible de 100 l/m2s - 500 l/m2s. La porosidad del material de filtro segun la invencion es preferiblemente del 70 - 95% y de manera especialmente preferible del 75% - 90%. En el material de filtro segun la invencion el grado de separacion es segun la norma ISO 5011 preferiblemente de al menos el 90%, mas preferiblemente al menos el 95% y de manera muy especialmente preferible al menos el 99%. La capacidad de almacenamiento de polvo segun la norma ISO 5011 es preferiblemente de al menos 1,0 g/200 cm3, mas preferiblemente al menos 1,5 g/200 cm3 y de manera especialmente preferible al menos 2,0 g/200 cm3. El material de filtro segun la invencion tiene preferiblemente un retardo de las llamas segun la norma DIN 53438 de al menos F1 y al menos K1. La resistencia a la elucion es preferiblemente de al menos F1 y al menos K1.
En una forma de realizacion preferida de la invencion, el material de filtro segun la invencion tiene una masa por unidad de superficie de 60 g/m2 - 250 g/m2, un grosor de 0,2 mm - 2,2 mm y una permeabilidad al aire de 20 l/m2s - 3000 l/m2s.
Metodos de ensayo
1) Antes de la determinacion del grado de separacion y de la capacidad de almacenamiento de polvo segun la norma ISO 5011, asf como de la resistencia a la elucion y del retardo de las llamas segun la norma DIN 53438 se tratan (endurecen) las muestras durante 10 minutos a 160°C en la estufa de secado de aire de circulacion y a continuacion se aclimatan durante 24 horas a 23°C y una de humedad relativa del aire del 50%.
2) El ensayo de la masa por unidad de superficie segun la norma DIN EN ISO 536, del grosor segun la norma DIN EN ISO 534, de la permeabilidad al aire segun la norma DIN EN ISO 9237, del contenido de agente de impregnacion y de la porosidad tiene lugar en muestras no endurecidas, que se han aclimatado antes de la medicion durante 24 horas a 23°C y una humedad relativa del aire del 50%.
Masa por unidad de superficie segun la norma DIN EN ISO 536
Grosor segun la norma DIN EN ISO 534 con una presion de apoyo de 0,1 bar
Permeabilidad al aire segun la norma DIN EN ISO 9237 con una diferencia de presion de 200 Pa
Grado de separacion y capacidad de almacenamiento de polvo segun la norma ISO 5011, medidos con polvo de prueba Iso fine en una superficie de muestra de 200 cm2 y una velocidad de flujo de 12 cm/s.
Al objeto de ensayo se le conecta aguas abajo un filtro absoluto “Glass-Microfiber-Disc Grade 227” de la empresa Munktell. El espolvoreo tiene lugar con una concentracion de polvo de 1000 mg/m3 y se interrumpe, en cuanto se logra una presion final de 3000 Pa.
El grado de separacion y la capacidad de almacenamiento de polvo se calculan segun la siguiente formula:
(P1 - P0)
x 100%
Grado de separacion en % = -
(P1-P0) + (G1-G0)
Capacidad de almacenamiento de polvo en g/200 cm3 = (P1-P0) + (G1-G0)
siendo P0 = Peso del objeto de ensayo antes del espolvoreo
P1 = Peso del objeto de ensayo despues del espolvoreo
G0 = Peso del filtro absoluto antes del espolvoreo
G1 = Peso del filtro absoluto despues del espolvoreo
Resistencia a la elucion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Para la determinacion de la resistencia a la elucion del agente igmfugo libre de halogeno y boro se almacena el material de filtro ignifugado durante 24 h a 23°C en agua desionizada. Despues de un secado posterior a 110°C y aclimatacion a 23°C y una h.r. del 50% se determina el retardo de las llamas segun la norma DIN 53438 parte 2 y 3. En el caso de materiales de filtro impregnados por un lado con aglutinantes se flamea el lado libre de aglutinante, en el caso de materiales de filtro impregnados por completo se flamea el lado atacado en el uso segun lo establecido.
Retardo de las llamas segun la norma DIN 53438, parte 2 y parte 3. En el caso de materiales de filtro impregnados por un lado con aglutinantes se flamea el lado libre de aglutinante, en el caso de materiales de filtro impregnados por completo se flamea el lado atacado en el uso segun lo establecido.
La porosidad se determina a partir de la densidad real del medio de filtro y la densidad promedio de las fibras empleadas:
Porosidad = (1 - densidad de medio de filtro [g/cm3] / densidad de fibras [g/cm3]) * 100%
La proporcion del agente de impregnacion en un material de filtro se calcula segun la formula:
Proporcion de agente de impregnacion en % = (FM imp./FM papel) * 100%
siendo FM Imp. = masa del agente de impregnacion seco por m2 de material de filtro y
FM papel = masa por unidad de superficie del material de filtro impregnado
secandose antes de la determinacion de la proporcion de agente de impregnacion el material de filtro durante 30 minutos a 100°C en una estufa de secado de aire de circulacion.
Ejemplo 1 (comparacion)
Segun el procedimiento conocido generalmente para la produccion de papel se genero en una maquina para papel una banda de material compuesta al 100% por celulosa. Este material de filtro tema una masa por unidad de superficie de 100 g/m2, un grosor de 0,47 mm y una permeabilidad al aire de 170 l/m2s. En una etapa de trabajo separada se impregno por completo este material de filtro con un agente de impregnacion de una dispersion de acrilato acuosa y un agente igmfugo libre de halogeno y boro en su totalidad. Despues del secado, el material de filtro tema una masa por unidad de superficie de 134 g/m2, un grosor de 0,48 mm, una permeabilidad al aire de 150 l/m2s y un contenido en resina del 25%. Este material de filtro esta disponible con la denominacion L4-2i25HPF en la compama Neenah Gessner GmbH, Bruckmuhl. A continuacion se endurecio el material de filtro durante 10 minutos a 160°C. Entonces se determinaron en el material de filtro endurecido el retardo de las llamas antes y despues de la prueba de elucion, el grado de separacion y la capacidad de almacenamiento de polvo. Antes de los examenes se aclimato el material de filtro endurecido durante 24 horas a 23°C y una humedad relativa del aire del 50%. Se resumen los resultados en la tabla 1.
Ejemplo 2 (comparacion)
Se impregno la banda de material del ejemplo 1 con el mismo agente de impregnacion y agente igmfugo que en el ejemplo 1, solo con la diferencia de que esta vez se aplicaron el agente de impregnacion y el agente igmfugo solo por un lado por medio de aplicacion con rodillo sobre el lado de tamiz del material de filtro. Despues del secado, el papel tema una masa por unidad de superficie de 134 g/m2, un grosor de 0,51 mm, una permeabilidad al aire de 164 l/m2s y un contenido en resina del 25%. A continuacion se endurecio el material de filtro durante 10 minutos a 160°C. Entonces se determinaron en el material de filtro endurecido el retardo de las llamas antes y despues de la prueba de elucion, el grado de separacion y la capacidad de almacenamiento de polvo. Antes de los examenes se aclimato el material de filtro endurecido durante 24 horas a 23°C y una humedad relativa del aire del 50%. Se resumen los resultados en la tabla 1.
Ejemplo 3 (invencion)
Sobre el lado no impregnado, esencialmente libre de resina, del material de filtro impregnado por un lado del ejemplo 2 se aplico por pulverizacion un agente igmfugo libre de halogeno y boro segun la invencion, compuesto por una disolucion de 12 g de hidroximetilurea y 27 g de fosfato de trifenilo en 100 g de metanol y se seco. Despues del secado, el material de filtro tema una masa por unidad de superficie de 144 g/m2, un grosor de 0,51 mm, una permeabilidad al aire de 162 l/m2s. El peso de aplicacion del recubrimiento igmfugo secado ascendio a 10 g/m2. A continuacion se endurecio el material de filtro durante 10 minutos adicionales a 160°C, para lograr una union del agente igmfugo con la superficie de la fibra. Entonces se determinaron en el material de filtro endurecido el retardo de la llama antes y despues de la prueba de elucion, el grado de separacion y la capacidad de almacenamiento de polvo. Antes de los examenes se aclimato el material de filtro endurecido durante 24 horas a 23°C y una humedad relativa del aire del 50%. Se resumen los resultados en la tabla 1.
Tabla 1
- Ejemplo 1 (comparacion) Ejemplo 2 (comparacion) Ejemplo 3 (invencion)
- Grado de separacion
- 99,93% 99,84% 99,86%
- Capacidad de almacenamiento de polvo
- 1,86 g/200 cm3 2,57 g/200 cm3 2,50 g/200 cm3
- Retardancia de las llamas
- F1/K1 ninguno F1/K1
- Resistencia a la elucion
- F1/K1 ninguna F1/K1
5 Tal como se deduce de la tabla 1, con el material de filtro segun la invencion (ejemplo 3) se logra el mismo retardo de la llama que con el material de filtro segun el estado de la tecnica hasta el momento (ejemplo 1). La ventaja del material de filtro segun la invencion consiste en una vida util considerablemente mayor con el mismo grado de separacion, en comparacion con el ejemplo 1. De la comparacion de los ejemplos 2 y 3 puede observarse ademas que el material de filtro segun la invencion, incluso tras la aplicacion por pulverizacion del agente igmfugo, mantiene 10 la buena capacidad de almacenamiento de polvo del material de filtro impregnado por un lado (ejemplo 2) y a este respecto presenta un efecto retardante de las llamas.
Claims (11)
-
- 2.REIVINDICACIONESMaterial de filtro impregnado por un lado con aglutinante, en particular para la filtracion de gases, caracterizado porque el material de filtro comprende un lado no impregnado con aglutinante, que contiene un agente igmfugo libre de halogeno y boro.Material de filtro segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el agente igmfugo libre de halogeno y boro esta unido a las fibras contenidas en el material de filtro.10 3.
- 4.15
- 5.20
- 6.25 7.
- 8.30
- 9.
- 10. 35
- 11.40 12.
- 13. 45
- 14.50 15.Material de filtro segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el agente igmfugo libre de halogeno y boro es poco soluble en agua.Material de filtro segun la reivindicacion 2, caracterizado porque el agente igmfugo libre de halogeno y boro comprende al menos un componente que contiene nitrogeno y opcionalmente un componente que contiene fosforo, en el que el componente que contiene nitrogeno esta unido a las fibras.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro comprende al menos un material seleccionado del grupo que consiste en napas depositadas en humedo, napas depositadas en seco y espumas.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aglutinante contiene al menos un representante del grupo que consiste en resina fenolica y resina epoxfdica, resina de melamina, resina de urea y polfmero termoplastico.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aglutinante contiene un agente igmfugo libre de halogeno y boro.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta una masa por unidad de superficie de 60 g/m2 - 250 g/m2.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta un grosor de 0,2 mm - 2,2 mm.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta una permeabilidad al aire de 50 l/m2s - 3000 l/m2s.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta un efecto retardante de las llamas segun la norma DIN 53438 de al menos K1 y al menos F1.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta una resistencia a la elucion segun la norma DIN 53438 de al menos K1 y al menos F1.Material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de filtro presenta sobre el lado de ataque una capa de prefiltrado.Material de filtro segun la reivindicacion 13, caracterizado porque la capa de prefiltrado comprende una napa soplada en fusion, una napa de hilatura, una napa de fibras cortadas depositado en seco, una napa depositada en humedo, una napa de fibra de vidrio, un tejido o una espuma.Elemento de filtro que comprende un material de filtro segun una de las reivindicaciones anteriores.
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