NO163370B

NO163370B - Sylindrisk fiberkonstruksjom samt fremgangsmaate og innretning for fremstilling av samme.

Info

Publication number: NO163370B
Application number: NO850036A
Authority: NO
Inventors: David B Pall; Colin F Harwood; Arthur Bradley; Timothy R Brennan
Original assignee: Pall Corp
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1985-01-04
Publication date: 1990-02-05
Also published as: FR2557893B1; GB2152471B; EP0148638A2; KR850005520A; DK4685D0; DE3480351D1; ATE47731T1; DK4685A; JPH0146169B2; NO163370C; GB2152471A; AU3729585A; CA1255863A; EP0148638A3; ZA8525B; US4594202A; NO850036L; JPS60216818A; KR910009125B1; AU581420B2

Description

Oppfinnelsen angår sylindriske fiberkonstruksjo-

ner, og særlig sylindriske fiberkonstruksjoner som omfatter ikke-vevde, syntetiske, polymere mikrofibrer og som er særlig nyttige som dybdefiltre for en rekke forskjellige fluidumkla-ringsanvendelser. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og en innretning for fremstilling av sådanne fiberkonstruksjoner.

Ikke-vevde konstruksjoner eller strukturer som

er dannet av en rekke forskjellige materialer, innbefattet naturlige og syntetiske fibrer i både stabelform og konti-

nuerlig form, har lenge vært kjente og benyttet ved dybde-filteroperasjoner. Slike dybdefiltre har vanligvis en rekke forskjellig porediametre. Dersom filtermediet er tynt, vil de største partikler i fluidumet som filtreres,

passere gjennom de områder som har de største porer. Der-

som avløpsvæsken som passerer gjennom filtermediet, der-

etter ledes gjennom et andre, likt filterlag, vil noen av de større partikler som er igjen i væsken, bli fjernet etter hvert som de påtreffer mer finporede områder. Be-

nyttelse av et tredje, likt filterlag vil på liknende måte fjerne ytterligere, store partikler, slik at filtrerings-effektiviteten økes ytterligere. Benyttelse av et tykt lag av filtermedium vil ha den samme virkning som benyttelse av flere lag av lik totaltykkelse. Den således oppnådde,

økede effektivitet er ett av motivene for benyttelse av dybdefiltrering.

For å være effektivt for en gitt anvendelse, må

et dybdefilter tilveiebringe det nødvendige effektivitets-

nivå, dvs. en akseptabel grad av fjerning av partikler av en bestemt størrelse som er til stede i et fluidum som filtreres. Et annet viktig mål på ytelsen til et filter er tiden frem til tilstopping ved en gitt driftstype, dvs. det tidspunkt ved hvilket trykket over filteret enten har nådd et nivå ved hvilket en uønsket eller uakseptabel, tilført energimengde er nødvendig for å opprettholde tilstrekkelig strømning, eller muligheten for filtersammenbrudd med led-sagende tap av integritet og spillvæskeforurensning er alt-

for høy.

For å forlenge filterlevetiden har det lenge vært vanlig praksis å konstruere dybdefiltre slik at deres tetthet er lavere i de oppstrøms beliggende partier, slik at det tilveiebringes forholdsvis større porer på opp-strømssiden og mindre porer på nedstrømssiden. Som følge av den graderte tetthet passerer det forurensede fluidum gjennom gradvis mindre porer, og partikkelmaterialet som filtreres fra det innkommende fluidum, trenger gjennom til varierende dybder i overensstemmelse med sin størrelse, slik at filterelementet tillates å oppta mer faste stoffer (høyere smusskapasitet) uten å påvirke strømningen, og tilveiebringer følgelig en lengre effektiv levetid for dybdefilteret. Uttrykt på en annen måte fjerner i teorien de større porer på oppstrømssiden de større partikler som ellers ville tilstoppe de finere porer på nedstrømssiden,

og filterets levetid blir herved forlenget.

Filtermediets tetthet er imidlertid i seg selv en viktig, bestemmende faktor for mediets oppførsel under drift. Den optimale tetthet av et filtermedium er bestemt av to faktorer: (1) For å ha en høy smusskapasitet bør prosenten av pore- eller hulromsvolum i dybdefilteret være så høy som mulig. Grunnen til dette kan innses ved å sammenlikne en sandsikt som er laget ved benyttelse av en metalltrådduk, med en metallplate som har samme størrelse som sikten, men inneholder et eneste hull. Metallplaten vil bli tilstoppet av en eneste partikkel med for stor størrelse, mens sikten, som krever et stort antall partikler for å bli tilstoppet, vil forbli i drift en lengre tid. (2) I et fiber-dybdefilter er det en øvre grense utover hvilken ytterligere økning av hulromsvolumprosenten blir uønsket. Etter hvert som hulromsvolumet økes, blir fiber-dybdefilteret lettere sammentrykket på grunn av trykkfallet som frembringes av det fluidum som passerer gjennom filteret. Dette er særlig besværlig når fluidumet er viskøst der hvor filtermediet, dersom prosenten av hulromsvolum er for høy, vil synke sammen ved et meget lavt differansetrykk. Etter hvert som filteret synker sammen,

blir porene mindre og differansetrykket øker, hvilket for-

årsaker enda mer kompresjon. Den resulterende, raske øk-

ning av trykkfall har da en tendens til å redusere levetiden i stedet for - slik det ellers .kunne ventes med et filter med høyt hulromsvolum - å forlenge denne. Benyttelsen av en meget lav tetthet (stort hulromsvolum) kan også gjøre filteret meget mykt og dermed lett forårsake skade på dette ved normal håndtering.

Det finnes således en praktisk, øvre grense for hulromsvolum, og verdien av denne avhenger av det rene differansetrykk ved hvilket filteret skal benyttes. For enhver gitt driftstype vil det finnes en optimal hulromsvolumprosent ved hvilken filterets levetid vil ligge på et maksimum.

Fra NO utlegningsskrift 141 521 (svarer til US patentskrift 4 116 738) er det kjent en fremgangsmåte for fremstilling av et rørformet filterelement som omfatter en sylindrisk fiberkonstruksjon av ikke-vevde mikrofibrer som er i hovedsaken frie for fiber-til-fiber-binding og er festet til hverandre ved mekanisk sammenfiltring eller sammensnoing. Prosessen omfatter spinning av smeltet termoplastmateriale

i form av et antall fibrer og oppsamling og oppvikling av fibrene direkte på en roterende, rørformet kjerne for fiber-elementet, for på denne å danne et viklet lag av slumpmessig orienterte, uensartet sammenfiltrede fibrer med ønsket dybde og tetthet som utgjør den porøse filterstruktur i filterelementet. Anvendelse av en gasstrøm ved spinneformens åpnin-

ger og rettet i hovedsaken i retning av fibrenes utragning fra åpningene fortynner og avbryter fibrene før eller under avsetning på den rørformede kjerne. Prosessen kan styres slik at fibrene, mens de er smeltet ved fremkomsten fra spinneformens åpninger, størkner, blir stive og er ikke-kleb-

rige ved det tidspunkt da de når frem til kjernen og oppvik-

les. Således oppnås et sømløst filterelement som kan ha sylindrisk form og som omfatter et lag av slumpmessig orienterte, uensartet sammentvinnede, spunne fibrer som har hvilken som helst ønsket dybde og tetthet og har et hulromsvolum på

minst 70% og fortrinnsvis minst 85%.

Ved å styre avstanden mellom spinneformen og den

ytre omkrets av den roterende kjerne, dvs. den oppsamlende flate, og fortynne fibrene før avsetning, idet det benyttes en gasstrøm eller en annen fortynningsanordning, er det mulig å oppnå en ensartet tetthet av matten eller banen på kjernen. Avstanden mellom åpningene og oppsamlingsflaten bestemmer mattens tetthet, idet mattetettheten øker med avtagende avstand. De filterelementer som oppnås ved hjelp av den kjente fremgangsmåte, har helt ensartet fiberdiameter på eksempelvis ca. 15 pm. Dette betyr at det ved den kjente fremgangsmåte vil bli oppnådd filterelementer i form av en sylindrisk fiberkonstruksjon med et i hovedsaken konstant hulromsvolum over i det minste en vesentlig del av fibermassen målt i radialretningen, og med en i hovedsaken konstant porestørrelse over den nevnte del.

Fra DE offentliggjørelsesskrift 2 314 287 er det kjent en fremgangsmåte ved hvilken polypropylen eller en annen fiberdannende polymer smelteekstruderes som en kontinuerlig, smeltet strøm som ved hjelp av et antall gasstrømmer fortynnes til en fin fiber og utpresses på en roterende oppsamlingsflate, såsom en dor. Under oppsamlingen kan det foretas endringer av flere prosessvariabler, såsom (1) det filament-eller fiberformende materiales temperatur, (2) ekstruderings-hastigheten, (3) dorens rotasjonshastighet, (4) avstanden mellom spinneform og dor, og/eller (5) det trykk som utøves \ av en formevalse på doren for å danne et ringformet lag hvis tetthet er forskjellig fra tettheten til det umiddelbart foregående lag. Den resulterende, sylindriske, selvheftende, ikke-vevde konstruksjon avtrekkes fra doren og er tilstrekkelig stiv til å være et sélvbærende element som kan benyttes som filterelement. Det oppnådde filterelement oppviser en tetthetsprofil over sitt tverrsnitt, idet tettheten er lavere ved det ytre lag enn ved det indre lag eller omvendt, eller varierer fra lag til lag.

DE offentliggjørelsesskrift 2 314 264 viser en fremgangsmåte og en innretning for fremstilling av ikke-vevde, selvheftende strukturer eller konstruksjoner. Disse konstruksjoner oppnås ved sprøytespinning av en fiberdannende polymer, såsom polypropylen. Den smeltede polymer ekstruderes som en kontinuerlig, smeltet strøm som ved hjelp av et antall gasstrømmer fortynnes til en fin fiber og utpresses på en oppsamlingsflate. Den kjente konstruksjon er en selvheftende eller selvbindende konstruksjon. Dette betyr at de fortynnede mikrofibrer fremdeles er klebrige i øyeblikket for avsetning på de allerede dannede lag og i noen krysningspunkter vil klebe til andre fibrer, slik at den oppnådde konstruksjon ikke vil være i hovedsaken fri for fiber-til-fiber-binding.

US patentskrift 3 595 '421 viser en metode for hurtig avkjøling og størkning av smeltede, blåste fibrer under fremstilling av ikke-vevd, stoffliknende materiale. Den benyttede smelteblåsingsteknikk innebærer ekstrudering av et smeltet polymermateriale gjennom et pressformhode til fine strømmer og fortynning av strømmene ved hjelp av konvergerende strømmer av oppvarmet gass som har høy hastighet og tilføres fra dyser, og oppbryting av materialstrømmene i usammen-hengende mikrofibrer med liten diameter. Den midlere diameter av de resulterende mikrofibrer ligger vanligvis innenfor et område på ca. 2-6 ^um. Mikrofibrene avsettes på en valse-overflate eller et vandrende ståltrådbelte og blir kryssende sammenfiltret med hverandre for å danne en kontinuerlig, selv-bærende fibermasse. Den kjente fiberkonstruksjon er åpenbart homogen og oppviser ikke noen del som har varierende fiberdiameter for å tilveiebringe varierende porestørrelse over denne del.

US patentskrift 4 044 404 beskriver en matte av fibrer som fremstilles ved hjelp av elektrostatisk binding av et organisk materiale og oppsamling av de spunne fibrer på en mottaker. Den oppnådde matte kan hensiktsmessig benyttes som foring for en proteseanordning. Andre matteutførelser kan benyttes som luftfiltre, og der hvor polymerens egenskaper er riktige, som filtre for væsker, såsom vann eller øl. Slike matter fremstilles av mikrofibrer med en midlere fiberdiameter fra 1 til 2 ^im. Mattene formes med en midlere porestørrelse på 5 pm og en porøsitet på ca. 80%. Dette betyr at den fibermasse som danner den kjente matte, i det vesentlige er dannet av mikrofibrer med i hovedsaken konstant fiberdiameter, hvilket tilveiebringer en i hovedsaken konstant porestørrelse

over matten.

Slik som foran nevnt, har det tidligere vært gjort forsøk på å tilveiebringe dybdefiltre av fiber-materialer og å forlenge disses effektive levetid ved å tilveiebringe en gradert porøsitet som oppnås ved en tetthetsprofil hvor tettheten øker i strømningsretningen for det fluidum som filtreres. Disse forsøk har oppnådd en viss suksess, men filterkonstruksjonene har vesentlige be-grensninger. Disse omfatter forholdsvis kort levetid på grunn av det begrensede område over hvilket porediametre kan endres, og reduksjon av porediametre som følge av kompresjon ved benyttelse med viskøse fluida eller med meget høye væskestrømningshastigheter.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en sylindrisk fiberkonstruksjon som er særlig effektiv som dybdefilter, og en fremgangsmåte og en innretning for fremstilling av en sådan fiberkonstruksjon som i det vesentlige overvinner manglene ved de sylindriske fiber-dybdefiltre som hittil er blitt benyttet.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en sylindrisk fiberkonstruksjon omfattende en fibermasse av ikke-vevde mikrofibrer bestående av termoplastiske olefiner, polyamider eller polyestere, idet mikrofibrene i hovedsaken er frie for fiber-til-fiber-binding og er festet til hverandre ved mekanisk sammenfiltring eller sammensnoing,

og idet fibermassen har et i hovedsaken konstant hulromsvolum i et område fra ca. 64 til ca. 93% over i det minste en vesentlig del av fibermassen målt i radialretningen, hvilken fiberkonstruksjon er kjennetegnet ved at i det minste den nevnte, vesentlige del av fibermassen er dannet av mikrofibrer med varierende fiberdiameter i et område fra ca. 1,5 til ca. 20 um, målt i den nevnte dels radialretning, for å tilveiebringe en varierende porestørrelse over den nevnte del.

Videre er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved fremstilling av den angitte, sylindriske fiberkonstruksjon, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn

(a) å ekstrudere syntetisk polymermateriale fra en fibreringspressform og fortynne det ekstruderte polymer-

materiale for å danne syntetiske, polymere mikrofibrer ved anvendelse av én eller flere gasstrømmer som rettes mot en roterende, frem- og tilbakegående dor og en roterende formevalse som er i operativ forbindelse med doren, (b) å avkjøle de syntetiske, polymere mikrofibrer forut for oppsamlingen av disse på doren til en temperatur under den temperatur ved hvilken mikrofibrene binder seg eller smelter sammen med hverandre, slik at fiber-til-fiber-binding derved i hovedsaken elimineres, og (c) å oppsamle de avkjølte mikrofibrer på doren som en ikke-vevd, syntetisk fibermasse mens en kraft utøves av formevalsen på den ytre overflate av de oppsamlede mikrofibrer,

og hvor fremgangsmåten er kjennetegnet ved at hastigheten for tilførsel av det polymere materiale til fibreringspressformen, og/eller gasstrømningshastigheten av gasstrømmen eller gasstrømmene, og/eller den kraft som anvendes på den ytre overflate av de oppsamlede mikrofibrer ved hjelp av form-valsen, og/eller mengden og typen av avkjøling av mikrofibrene styres på en slik måte at det oppnås en fibermasse med en varierende porestørrelse og et i hovedsaken konstant hulromsvolum i området fra ca. 64 til ca. 93% og bestående av mikrofibrer med varierende fiberdiameter i området fra ca. 1,5

til ca. 20 um over i det minste en vesentlig del av fibermassen målt i dennes radialretning.

Den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte innretning for fremstilling av den angitte fiberkonstruksjon omfatter en roterbar, frem og tilbake bevegelig dor og en roterbar formevalse som er i operativ forbindelse med doren, en fibreringspressform omfattende et antall ekstruderingsdyser, en anordning for tilførsel av polymermateriale til fibreringspressformen, en anordning for tilveiebringelse av høy-hastighets gasstrømmer som danner fortynnede mikrofibrer av polymermaterialet som ekstruderes fra de nevnte dyser, og fører de dannede mikrofibrer frem til doren, og en kjølean-ordning som avkjøler de dannede mikrofibrer før de oppsamles på doren, og innretningen er kjennetegnet ved at den omfatter en hjelpeoppsamlingsanordning i operativ forbindelse med formevalsen og den roterbare dor, slik at i det minste en del av fibrene som unnslipper formevalsen eller den roterbare dor, oppsamles på oppsamlingsanordningen og deretter overføres til formevalsen og derfra til den roterende, frem- og tilbakegående dor.

Slik det vil fremgå av den etterfølgende beskri-velse av oppfinnelsen, har typisk de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen, i forhold til sylindriske fiberdybdefiltre av den tidligere tilgjengelige type, forlenget filterlevetid, dvs. større smusskapasitet med lik effektivitet, eller bedre effektivitet med lik levetid, eller både bedre effektivitet og høyere smusskapasitet. De har også evne til å fjerne mye finere partikkel-forurensninger enn hva' man tidligere har vært i stand til å fjerne ved hjelp av tidligere tilgjengelige, kommersielle, sylindriske fiber-dybdefiltre.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fibreres syntetisk polymermateriale ved ekstrusjon inn i en gasstrøm med høy hastighet og oppsamles som en masse av mekanisk sammenfiltrede eller sammensnodde fibrer i form av en hul eller ringformet, sylindrisk konstruksjon eller struktur, slik det skal beskrives mer detaljert nedenfor. Under undersøkelsene av denne prosess, og dennes produkter, ble det gjort flere overraskende ovservasjoner: (a) Økning av hulromsvolumprosenten (ved reduksjon av tettheten) ga vanligvis bare en liten økning i filterlevetid. (b) Da prosjektet ble innledet, ble det antatt at dersom to filtre som var forskjellige i fiberdiameter,

men for øvrig like, ble sammenliknet, ville filteret med de fineste fibrer være mest kompressibelt. Stikk imot denne antagelse ble det funnet at filteret med finere fibrer hadde en motstand mot kompresjon som var i hovedsaken lik mot-standen til filteret med grovere fibrer, forutsatt at tettheten av de to filtre, dvs. hulromsvolumprosenten, var den samme. Som en konsekvens av denne oppdagelse ble sylindriske filterkonstruksjoner som benyttet fibrer så fine som ca. 1,5 um, fremstilt og funnet å ha tilfredsstillende

motstand mot kompresjon. Sylindriske filterkonstruksjoner, eller sylindriske filterelementer som de iblant benevnes her, som blir fremstilt med fibrer i området fra ca. 1,5 til ca. 2,5 um og med ringfortykkelser av fibermassen på ca. ,1,5 cm, hadde usedvanlig høye effektiviteter, f.eks. over 99,999 prosent for fjerning av bakterieorganismer så små som 0,3 um i diameter. (c) På grunn av de ønskelige egenskaper som kan oppnås med dybdefiltre som er fremstilt av disse meget fine fibrer, ble det fremstilt sylindriske filterkonstruksjoner med fine fibrer i sine nedstrømspartier og grovere fibrer på oppstrømssiden, men med konstant hulromsvolum gjennom det hele. Disse filterelementer kombinerte usedvanlige effektiviteter, f.eks. 99,999 prosent, for fjerning av bakterieorganismer så små som 0,3 um i diameter, med forholdsvis høye smusskapasiteter som kan sammenliknes med smusskapasitetene for mye grovere, konvensjonelle, sylindriske dybdefilterelementer.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivriss av en innretning som kan benyttes for å danne de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et perspektivriss som viser en hjelpeoppsamlingsanordning som kan benyttes sammen med innretningen på fig. 1, fig. 3 viser et delvis gjennomskåret perspektivriss av en sylindrisk fiberkonstruksjon ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser en grafisk fremstilling av harpiks (eller polymermateriale) -trykk som funksjon av fiberdiameter, fig. 5 viser en grafisk fremstilling av fibrer-ingslufttrykk som funksjon av fiberdiameter, fig. 6 viser en grafisk fremstilling av formevalse-lufttrykk som funksjon av fiberdiameter, fig. 7 viser en grafisk fremstilling av harpikshastighet som funksjon av harpikstrykk, og fig. 8 viser en grafisk fremstilling av partikkeldiametre for hvilke f jerningsytelsen er lik 99,9, prosent som funksjon av fiberdiameter.

På fig. 1 er vist en innretning som kan benyttes for forming av sylindriske fiber- eller filterkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen og som omfatter en fiberdanner eller fibrerings-pressform 10 til hvilken smeltet harpiks tilføres ved hjelp av en motordrevet ekstruder 11 og til hvilken varm trykkgass, fortrinnsvis luft, tilføres fra et varmeapparat 12. Fiberdanneren 10 inneholder et stort antall individuelle ekstrusjonsdyser 13 ved hjelp av hvilke den smeltede harpiks omformes til fibrer. I den foretrukne form som er vist på fig. 1, kommer den varme harpiks (eller polymermateriale) -strøm som avgis fra ekstruderen 11 til fiberdanneren 10, ut av hver dyse under trykk (fibreringsluft-trykk). De smeltede, termoplastiske polymer-mikrofibrer som er generelt betegnet med 14, dannes etter hvert som harpiksen ekstruderes fra dysene 13, og fortynnes av de ovennevnte stråler av varm gass som medbringer mikrofibrene oppover i retning av en sylindrisk formevalse 15 som er i operativ, roterende forbindelse med en motordrevet, roterende og fortrinnsvis også frem- og tilbakegående dor 16. Formevalsen 15 kan være avkjølt, f.eks. ved å lede uopp-varmet omgivelsesluft gjennom dens indre partier. Når en understøttet fiberkonstruksjon er i ferd med å dannes, forut for innledning av oppsamling av mikrofibrene på

doren, anbringes en eller flere åpne, forholdsvis stive, sentrale bæredeler eller filterkjerner 17 (såsom den som er vist i detalj på fig. 3) på doren. Alternativt, slik som nedenfor omtalt, er en sentral bæredel eller kjerne for noen lavtrykksanvendelser muligens ikke nødvendig, og i dette tilfelle kan den sylindriske filterkonstruksjonen dannes direkte på en massiv dor. Doren 16 og filterkjernene 17 er utformet slik at kjernene roterer med doren, enten ved hjelp av friksjon mellom filterkjernene og, doren, eller ved benyttelse av fjærer eller et annet arrangement.

Formevalsen 15 er fortrinnsvis montert på

lagre slik at den er fritt roterbar, dvs. den roterer fritt når den er i kontakt med doren 16 eller med fibermateriale som er oppsamlet på doren 16, eller med filterstøttekjerner 17 (som vist på fig. 3) som kan være plassert på doren 16.

Formevalsen 15 er dessuten fortrinnsvis forspent, f.eks. ved hjelp av en luftsylinder 18 som virker på en aksel 9 som er dreibart montert på lagre. Via akselen 9 utøver luftsylinderen 18 forspenning på formevalsen 15 på styrt måte i retning mot eller bort fra doren 16. Avhengig av luftsylinderens friksjonsegenskaper og beskaffenheten av de fibrer som oppsamles, kan dempning av akselen 9 være ønskelig for å hindre vibrasjon av formevalsen 15.

Doren 16 roteres av en motor (ikke vist), vanligvis med en hastighet på fra ca. 50 til ca. 500 omdreininger pr. minutt, og blir i den foretrukne utførelse som er vist på fig. 1, beveget aksialt frem og tilbake med .en hastighet som vanligvis ligger mellom ca. 3,0 og ca. 91,5 m pr. minutt. Lengden av slaget av den resiprokerende dor vil avhenge av den ønskede lengde av den eller de sylindriske filterkonstruksjoner som dannes.

Særlig ved fremstilling av forholdsvis grove fibrer blir en suspensjon av findelte vanndråper 19, eller et annet kjølefluidum, fortrinnsvis innsprøytet i strømmen av fibrer 14 fra den ene eller begge sider ved hjelp av dysene eller munnstykkene 20 og treffer strømmen av fibrer en kort avstand over ekstrusjonsdysene 13, f.eks. 2,5-12,7 cm, for å avkjøle mikrofibrene og hjelpe til å hindre fiber-til-fiber-binding.

Under drift slynges mikrofibrene oppover i retning av formevalsen 15 og doren 16, idet vanligvis i det minste en del treffer formevalsen 15 fra hvilken de kontinuerlig overføres til filterkjernene 17 som er montert på den roterende, frem- og tilbakegående dor 16. Etter hvert som doren 16 roterer og resiprokerer, øker diameteren av den sylindriske masse av fibrer som oppsamles på filterkjernene 17.

Det foretrekkes vanligvis at i det minste hoveddelen av fiberstrømmen 14 treffer formevalsen 15 i stedet for doren 16, da dette resulterer i et mer ensartet og mer reproduserbart produkt i hvilket fibrene oppviser liten eller ingen uønsket mellomfiberbinding, dvs. de er i hovedsaken frie for fiber-til-fiber-binding.

Under noen forhold, særlig ved oppsamling av fibrer som er mindre enn ca. 1,8-2 um i diameter, kan en hjelpe-oppsamlingsdel 22, som er vist på fig. 2, med fordel benyttes. Denne del kan være en flat plate som er stasjonær i forhold til formevalsen. Alternativt kan den ha en moderat radius med den konkave side vendende nedover i retning mot fiberstrømmen 14. Den er fortrinnsvis montert slik at den ene kant ligger ca. 0,25 cm eller mindre fra formevalsens overflate. Oppsamlingsdelen 22 er ved hjelp av braketter 23 festet til rammen 24 som bærer formevalsen 15. Delens 22 funksjon er å oppsamle fine fibrer som ellers ville gå utenom formevalsen. Så snart disse fibrer samles på delen 22, overføres de til formevalsen 15 og derfra til den roterende, resiprokerende dor 16.

Det system som benyttes for fibrering av harpiksen eller polymermaterialet, kan anta en rekke forskjellige former av hvilke mange er blitt angitt i patent- og tidsskriftlitteraturen. Se f.eks. artikkelen med tittelen "Superfine Thermoplastic Fibers" i utgaven av august 1956, årgang 48, nummer 8 av Industrial and Engineering Chemis-try. Harpiksstrømmen eller harpiksstrømmene kan være diskontinuerlige (dvs. avgitt av individuelle dyser) eller kontinuerlige (dvs. avgitt via en spalte), og luftstrømmen eller luftstrømmene kan på liknende måte være kontinuerlige eller diskontinuerlige. Dessuten kan en kombinasjon av disse konstruksjonsutforminger benyttes, f.eks. ved fremstilling av et filterelement av to eller flere polymer-materialer.

Videre kan en rekke prosessvariabler styres for å tilveiebringe hvilken som helst ønsket kombinasjon av fiberdiametre og hulromsvolumer innenfor innretningens grenser. Slik det vil være klart ut fra en betraktning av nedenstående Eksempler, foretrekkes det at fire variabler benyttes ved drift av innretningen på fig. 1. Disse er: (1) Tilførselshastiqhet av harpiks ( eller polymermateriale) til fibreringspressformen: Denne hastighet innstilles ved å øke eller

minske det trykk som utvikles av ekstruderen, hvilket på

sin side oppnås ved å endre dens hastighet. Etter hvert som tilførselshastigheten økes, frembringes grovere fibrer, og porevolumet av den samlede fibersylinder har en tendens til å avta.

(2) Fibrerings- qasstrømninqs-

hastiqheten:

Denne hastighet innstilles ved å endre det

trykk med hvilket gassen, typisk luft, avgis til fibreringspressformen. Etter hvert som gasstrømmens (eller strømmenes) strømningshastighet økes, blir fiberdiameteren mindre og porevolumet har en tendens til å øke.

(3) Formevalsetrykket:

Formevalsetrykket varieres slik det er nødven-dig for å holde hulromsvolumet konstant. Dersom f.eks. fib-reringsgasshastigheten reduseres for å øke mikrofibrenes diameter, må formevalsetrykket reduseres for å opprettholde et konstant hulromsvolum. (4) Mengden og typen av fiberavkjøling;

Kjølemidlene omfatter mengden av sekundærluft, pressform-til-kollektoravstand (se nedenfor), temperaturen på den formevalse som det foretrekkes at fibrene treffer, mengden og måten for avgivelse .av flytende kjølemiddel, og dorens rotasjonshastighet og resiprokeringstakt. Når fiberdiameteren er mindre enn ca. 3-6 um, kreves ikke vannav-kjøling selv om det kan benyttes. Virkningen av disse forskjellige kjølemidler på tettheten av de oppsamlede fibrer varierer og må bestemmes empirisk.

Andre prosessvariabler som påvirker beskaffenheten av den dannede filtersylinder, men som - i den foretrukne driftsmodus - ikke lenger trenger å endres så snart de er innstilt, omfatter: (1) Dersom fibreringspressform-til-kollektor-avstanden (die to collector distance = DCD) er for stor, tillater den fibrene å danne bunter forut for avsetning på formevalsen (et fenomen som er kjent som "surring" (engelsk: "roping")), noe som forårsaker dannelse av et ikke-ensartet produkt. Dersom DCD er for liten, kan fibrene bli utilstrekkelig avkjølt når de oppsamles, og dette kan re-sultere i smelting eller mykning, hvilket har en tendens til å stenge porer og hindre fri strøm av fluida gjennom fibermassen når den benyttes som filtreringsanordning.

Den optimale DCD avhenger av fibrenes diameter og hastighet og av den hurtighet med hvilken de avkjøles, og bestemmes best ved å prøve seg frem.

DCD kan benyttes som en styrende variabel, og ble i virkeligheten også benyttet på denne måte under de tidlige faser av utviklingen av den foreliggende oppfinnelse, men ble innstilt på grunn av at det viste seg lettere og tilstrekkelig å variere de fire variabler som er angitt foran. (2) Temperaturen på harpiksen eller polymermaterialet som tilføres til fibreringspressformen, har kraftig innvirkning på produktegenskapene. Etter hvert som denne temperatur økes, avtar fiberdiameteren, men for høye temperaturer forårsaker produksjon av meget korte fibrer og hagl (engelsk: shot), så vel som betydelig reduksjon av harpiksmolekylvekt som følge av depolymerisering. Den optimale temperatur bestemmes best ved å prøve seg frem da den avhenger av en rekke faktorer, deriblant det spesielle polymermateriale, den ønskede beskaffenhet og struktur og detaljene.ved en gitt innretning, f.eks. ekstruderstør--reisen relatert til harpiksstrømningshastigheten. (3) Temperaturen på fibreringsluften har en forholdsvis liten virkning, forutsatt at den holdes innenfor ca. 2 8° C av harpikstemperaturen. (4) Temperaturen på formevalsen er fortrinnsvis lav, f.eks. nær omgivelsestemperaturen for å hjelpe til å hindre sammensmelting av de på denne oppsamlede fibrer forut for overføring til den roterende, resiprokerende dor. (5) Dorens rotasjonshastighet. Høyere rotasjonshastighet hjelper til å hindre mellomfiberbinding. (6) Dorens resiprokeringshastighet. Høyere resiprokeringshastigheter (eller aksiale translasjons-hastigheter) hjelper til å hindre mellomfiberbinding.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan fiberdiameteren av de sylindriske fiberkonstruksjoner varieres på kontinuerlig eller trinnliknende måte fra én del av den sylindriske konstruksjon av fibermassen til en annen, målt i radialretningen, ved å variere harpiks- og fibreringsluft-strømningshastighetene samtidig som hulromsvolumet opprettholdes i hovedsaken konstant ved å variere formevalsens forspenningskraft på den sylindriske masse av fibrer etter hvert som konstruksjonen formes på den roterende dor. Dersom hulromsvolumet er konstant, varierer po-restørrelsen med fiberdiameteren, slik det kan innses på fig. 8. Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan porediameteren varieres kontinuerlig eller trinnvis fra én del av filteret til en annen på hvilken som helst ønsket måte.

Når den ønskede, utvendige diameter av den sylindriske fiberkonstruksjon er blitt oppnådd, avsluttes operasjonen ved å avbryte eller stanse strømmen av harpiks og luft mot formevalsen 15, og å stanse eller reversere formevalsens 15 forspenning og stanse doren 16, hvoretter den dannede, sylindriske fiberkonstruksjon sammen med kjernen eller kjernene fjernes fra doren 16. Endene av den resulterende, sylindriske konstruksjon avskjæres deretter i passende lengde, og dersom mer enn én kjerne 17 er blitt benyttet, utføres ytterligere avskjæringer for å fra-skille hver seksjon, slik at det dannes individuelle, sylindriske filterkonstruksjoner, iblant her betegnet som filtersylindre, filterelementer eller ganske enkelt som elementer. En sylindrisk filterkonstruksjon i overensstemmelse med oppfinnelsen er vist på fig. 3. Den sylindriske filterkonstruksjon som er generelt betegnet med 30, består av den hule bærekjerne 17 og en fibermasse av ikke-vevde, syntetiske, polymere mikrofibrer 31.

Slik som foran angitt, kan det for noen anvendelser være ønskelig å forme den sylindriske fiberkonstruksjon ifølge oppfinnelsen direkte på doren uten benyttelse av en indre understøttelse eller kjerne. For de fleste formål ønsker man imidlertid at konstruksjonen, når den benyttes som filter, uten sammenbrudd eller tap av integritet skal være i stand til å tåle differansetrykk på 2,81 kg/cm 2eller høyere. Hulromsvolumene for den ubundne fibermasse i filterkonstruksjonene ifølge oppfinnelsen,

som gir ønskede kombinasjoner av høy effektivitet og lang levetid under drift, er vanligvis altfor høye til å tåle trykk av denne størrelse, og ville bryte sammen dersom en indre støttedel ikke var anordnet. For de fleste anvendelser er det følgelig ønskelig å forme filteret på en hul, hullforsynt, eller åpen, forholdsvis stiv, sentral støttedel eller kjerne som er utformet på en slik måte at

den tilveiebringer understøttelse for den oppsamlede fibermasse. Den sentrale støttedel eller kjerne 17 må være åpen eller hullforsynt av natur, som vist i perspektivrisset av en typisk, understøttet, sylindrisk filterkonstruksjon på

fig. 3<*>, da den må tilveiebringe tilstrekkelige passasjer for strøm av filtrert fluidum inn i det sentrale parti av kjernen utenfra/inn-filterkonfigurasjon) eller, omvendt, passasje av fluidum som skal filtreres, fra filterkonstruksjonens hule sentrum inn i fibermassen innenfra/ut-konfigurasjon). Som et typisk eksempel vil kjernen, som er forholdsvis stiv i forhold til massen av samlede fibrer på dennes ytre for å tilveiebringe den nødvendige understøt-telse, ha åpninger 32 med lysvidder som fortrinnsvis er av størrelsesorden 0,6 cm eller mindre, og vanligvis ikke mer_ enn 1,3 cm.

Den sentrale bæredel eller kjernen kan fremstilles ved hjelp av en rekke forskjellige prosesser og av en rekke forskjellige materialer, f.eks. av syntetisk harpiks ved sprøytestøping eller ekstrusjon, eller av metall ved hjelp av konvensjonelle prosesser. Selv om det ikke kreves, kan kjernen ha et stort antall små fremspring på sitt ytre for å bistå ved fastgjøring av mikrofibrene til kjernens ytre.

Et annet alternativ er å bygge opp en bærekjerne av selvbundne fibrer på doren ved å arbeide under slike betingelser at fiber-til-fiber-binding opptrer under den første del av dannelsen av fiberkonstruksjonen, f.eks. ved å minimere typen og mengden av fiberavkjøling, hvoretter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres under slike forhold at fiber-til-fiber-binding i hovedsaken elimineres. Den resulterende konstruksjon har en indre under-støttelse som er nødvendig for å hindre sammenbrudd av elementet under konvensjonelle driftstrykk, og har den ytterligere fordel at den del av konstruksjonen som er selvbindende (den sentrale bæredel) har en viss filtrerings-evne.

For drift under meget lavt trykk, f.eks. i om-radet fra ca. 0,35-1,76 kg/cm 2/ kan de sylindriske dybdefiltre ifølge oppfinnelsen fremstilles direkte på en glatt dor og benyttes uten kjerne. Det er selvsagt også mulig å fremstille en kjerneløs, sylindrisk filterkonstruksjon og senere innlemme en kjerne eller sentral bæredel i denne.

De foretrukne fiberkonstruksjoner som er fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, består av en fibermasse av ikke-vevde, syntetiske, polymere mikrofibrer som er i hovedsaken frie for fiber-til-fiber-binding, som er festet til hverandre ved hjelp av mekanisk sammenfiltring eller sammensnoing, og hvor fibermassen har et i hovedsaken konstant hulromsvolum i området fra ca. 64 til ca. 93%, særlig fra ca. 75 til ca. 85%. Når polypropylen benyttes som harpiks, er det mest foretrukne hulromsvolum ca. 82 prosent. Ringtykkelsen av de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen, særlig når de benyttes som dybdefiltre, ligger typisk i området fra 1,0 til 2,5 cm, fortrinnsvis i området fra 1,3 til 2,0 cm, og mer å foretrekke i området fra 1,5 til 1,8 cm. Slik det vil bli klarere ut fra de etterfølgende Eksempler, resulterer kom-binasjonen av disse egenskaper i sylindriske filterkonstruksjoner med høy filtereffektivitet og øket smusskapasitet eller levetid.

Polymere materialer som er særlig velegnet for benyttelse i overensstemmelse med oppfinnelsen, er termoplastiske materialer, såsom polyole-f iner, særlig polypropylen og polymetylpente n, polyamider, særlig nylon 6, nylon 610, nylon 10, nylon 11, nylon 12 og polyester, særlig polybutylen-tereftalat og polyetylen-tereftalat. Andre passende, men mindre foretrukne, polymerer er tilsats-polymerer, såsom polyvinylfluorid, polyvinylidenfluorid og disses kopolymerer, og polykarbonater.

Fremgangsmåten kan også benyttes på oppløs-ninger av harpikser i passende løsningsmidler, i hvilket tilfelle temperaturene kan variere ned til omgivelsestemperatur eller lavere. Ved denne arbeidsmåte må løs-ningsmiddelet være i det minste overveiende fordampet før fibrene samles, for å unngå fiber-til-fiber-binding.

Herdeplastharpikser i delvis polymerisert form kan fibreres, men er ikke noe foretrukket startmateriale da operasjon med disse er mer komplisert.

Fiberdiametrene kan varieres fra ca. 1,5 jurrr eller mindre opp til 20 jum eller mer. Når imidlertid produktet fremstilles i det foretrukne hulromsvolumområde fra 75 til 85 prosent, gjor fiberdiametere over ca. 20 /im elementene så grove at de har liten brukbarhet for filtreringsanvendelser.

Fiber-sideforholdene (forhold mellom lengde og bredde) er store, f.eks. 1000 eller høyere. Det er riktig-nok vanskelig, selv ved mikroskopisk undersøkelse, å bestemme lengde/diameter-forhold, da fiberendene er vanske-lige å finne.

Forskjellige tilsetninger, såsom aktivert kar-bon, ionebyttingsharpikser og liknende, kan innlemmes i de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen ved f.eks. innmating av disse i strømmen av fibrer forut for nedlegging. De sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen kan også utformet med hvilken som helst ønsket lengde. De sylindriske fiberkonstruksjoner kan videre be-handles ved f.eks. anvendelse av en utvendig understøttelse og innbygging av endedeksler som er formet slik at de pas-ser inn i den spesielle filtermontasje i hvilken det resulterende filterelement skal benyttes.

Uttrykket "i hovedsaken frie for fiber-til-fiber-binding" slik det her benyttes, angår egenskapene til de mikrofibrer som utgjør fibermassedelen av de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen. Mikrofibrene er mekanisk sammenfiltret eller sammensnodd. Det er denne mekaniske sammenfiltring som tilveibringer den strukturelle integritet av konstruksjonens fibermassedel. Ved under-søkelse under et mikroskop med en forstørrelse på 10x-100x kan filterkonstruksjonens fiberdel oppvise tilfeldig fiber-til-fiber-binding, men sådan binding foreligger i et omfang som ikke i betydelig grad ville være skadelig for filter-funksjonen og heller ikke bidra på noen vesentlig måte til filterets strukturelle integritet. ■ Ved bruk av pinsett er det dessuten mulig å skille ut fibrer som har rene, glatte profiler som er uten fremspring og uatskillelige klumper av .fibrer av den type som typisk fremkommer på fibrer i konstruksjoner eller strukturer som inneholder vesentlig fiber-til-fiber-binding.

Uttrykket "i hovedsaken konstant hulromsvolum" slik det her benyttes, betyr at det midlere hulromsvolum av den sylindriske filterkonstruksjons fibermassedel ikke varierer mer enn ca. 1-2 prosent. Hulromsvolumbestemmelser, eller alternativt tettheter, ble utført ved benyttelse av en rekke på fem U-formede målere eller lærer. Lærenes diametere ble valgt slik at forskjellen mellom hver suksessiv lære representerte en femtedel av det totale volum av de samlede fibrer på den sylindriske filterkonstruksjon etter hvert som den ble dannet. Idet polymermaterialet eller harpiksen ble avgitt med konstant hastighet, ble den tid som var nødven-dig for å oppnå hver læres diameter, registrert. Denne prosedyre ble gjentatt etter hvert som ti suksessive filtersylindre ble fremstilt under de samme forhold, og middel-verdien av tidene ble beregnet. Den hulromsvolumprosent som ble bestemt ved hjelp av denne metode, ble funnet å ligge innenfor ca. 2 prosent, og når det dreide seg om finere fibrer, innenfor ca. 1 prosent.

Slik det kan innses på fig. 8 og i den etter-følgende Tabell II, tilveiebrakte filterelementer som hadde et konstant hulromsvolum på 82 prosent og en konstant fiberdiameter over det hele (men som varierte fra element til element fra 1,9 opp til 12,6 um), fjerningsytelser som varierte fra mindre enn 1 pm, f.eks. 0,5 pm eller også

mindre, opp til over 40 um.

Én konfigurasjon som er nyttig på grunn av at den tilveibringer forfiltrering for et meget vidt område av avslutningsfiltre, fremstilles ved benyttelse av et program for formevalsetrykk, harpiksmengde, fibrerings-luftmengde og kjølevannsstrøm, og som frembringer et element med konstant tetthet og med fibrer som varierer i diameter fra ca. 1,9 um ved den innvendige diameter (på nedstrømssiden) til ca. 12,6 jam ved den utvendige diameter (på oppstrømssiden).. Den måte på hvilken fiberdiametrene profileres, kan varieres i vidtgående grad. For noen anvendelser kan f.eks. en høyere andel av fine fibrer benyttes, mens det for andre kan foretrekkes grovere fibrer. For vanlig forfilterdrift er det blitt fremstilt filterelementer i hvilke fibrenes diametere danner en geometrisk rekke. Dersom elementet i en sådan konstruksjon inndeles i N sylindriske partier som hvert inneholder den samme vekt (og volum) av fibrer, er fiberdiameteren av hvert parti større enn diameteren av det tilgrensende nedstrømsparti med faktoren F hvor

Dersom f.eks. antall partier eller seksjoner var 20 (N = 20), ville F være lik 1,105.

En annen konfigurasjon, som er ønskelig fordi den kombinerer absolutt filtrering med forfiltrering, er en konfigurasjon hvor filterets nedstrømsparti er dannet ved benyttelse av konstant fiberdiameter, mens oppstrømspartiet er profilert fra nedstrømspartiets fiberdiameter opp til en stor diameter. Filterelementets nedstrømsparti med konstant fiberdiameter kan utgjøre fra ca. 20 til ca. 80 prosent av fiberfiltermassens totale volum, og tilsvarende kan filterelementets profilerte oppstrømsparti utgjøre fra ca. 80 til ca. 20 volumprosent. En foretrukket konfigurasjon er et filterelement i hvilket omtrent de første 50 volumprosent av elementet har en konstant fiberdiameter på 1,9 pm (nedstrømsparti) og oppstrømspartiet har en struktur med gradert fiberdiameter, dvs. den er profilert, idet fiberdiameteren strekker seg fra 1,9 um opp til 8-12 um.

En annen konfigurassjon er slik som den umiddelbart foregående, men partiet med konstant f iberdiameter har fibrer med diametere på 8 um, og i partiet med gradert fiberdiameter strekker diametrene seg fra 8 opp til 12-16 pm.

Enda en ønskelig konfigurasjon er en konfigurasjon i hvilken filterets nedstrømsparti er dannet ved benyttelse av konstant hulromsvolum, med konstant fiberdiameter, og oppstrømspartiet har både en profilert fiberdiameter og et profilert hulromsvolum.

Filterelementer er blitt dannet ved benyttelse av fibrer som er så små som 1,6 um i diameter. Enda finere fibrer kunne benyttes, men foretrekkes ikke på grunn av at produksjonshastighetene blir gradvis lavere og oppsamling av fibrene blir vanskeligere, med en større andel som ikke oppsamles på noen av innretningens arbeidende deler. Andre elementer er blitt fremstilt med fibrer - som er så

grove som 16 um, men slike elementer har fjerningsytelser (engelsk: removal ratings) som er så store at de har begrenset praktisk anvendelse eller forholdsvis lav smusskapasitet dersom de gjøres helt tette eller kompakte. Filterelementer som er fremstilt med sine nedstrømspartier sammensatt av fibre på 13 pm eller mindre, kan imidlertid for noen anvendelser dra fordel av oppstrømslag som er profilert opp til 16 um eller også høyere.

Filterelementer ifølge oppfinnelsen er blitt fremstilt ved benyttelse av polypropylenharpiks med hulromsvolumer som varierer fra 64 til 93 prosent. Hulromsvolumer over ca. 85 til 88 prosent foretrekkes ikke på grunn av at de deformeres av forholdsvis lavt differansetrykk, f.eks. så lavt som 0,35-0,7 kg/cm 2, med resulterende endring av porediameter. Hulromsvolumer under ca. 75 prosent foretrekkes vanligvis ikke for bruk i driftsområdet for de fleste filtre, som har et differansetrykk på opp til ca. 2,8-4,2 kg/ cm 2, pa grunn av at filterlevetiden avtar etter hvert som hulromsvolumet avtar. En unntagelse er anvendelse av lavere hulromsvolumer ved fremstilling av filtre med fiberdiametere ved den nedre ende av det praktiske fiberdiameterområde, f.eks. 1,6-2,0 um. Sådanne filtre fjerner finere partikler enn hva som ville oppnås ved benyttelse av høyere hulromsvolum og er nyttige av denne grunn. For filteropera-sjoner med filterelementer som er fremstilt av fibrer med diametere fra over ca. 1,6 til 2,0 um, og som arbeider ved differansetrykk på opp til ca. 2,8-4,2 kg/cm 2, ligger det foretrukne hulromsvolum i området fra 78 til 85 prosent. For anvendelser hvor differansetrykkene overskrider 4,2 kg/cm 2 , og opp til trykk pé-ca. 14 kg/cm 2, kan lavere hulromsvolumer ned til 60 prosent eller også mindre være nødvendig for å hindre sammenbrudd eller sammensynking under trykk. Noe høyere hulromsvolumer kan benyttes med filterelementer som er fremstilt av harpiksmaterialer med forholdsvis høyere modul, såsom nylon 6, som har bedre motstand mot deforma-sjon sammenliknet med polypropylen.

Effektivitet, fjerninqsytelse og smusskapasitet ( levetid): Disse egenskaper ble bestemt for filterelementer med en lengde på 25,4 cm, en utvendig diameter (ud) på 6,35 cm og en innvendig diameter (id) på 2,8 cm ved be-nytte Is e-^ayi.en- modifisert versjon av F2-prøven som ble utviklet i 1970-årene på Oklahoma State University. Ved denne prøve ledes en suspensjon av et kunstig forurensningsstoff i et passende prøvefluidum gjennom prøvefilteret mens man kontinuerlig prøvetar eller sampler fluidumet på oppstrøms-siden og nedstrømssiden av filteret under prøving. Samp-lene analyseres av automatiske parikkeltellere med hensyn til sitt innhold av fem eller flere forskjellige, på forhånd valgte parikkeldiametere, og forholdet mellom opp-strømstellingen og nedstrømstellingen registreres auto-matisk. Dette forhold, som i industrien er kjent som beta ( 6 ) -forholdet, tilveiebringer fjerningsytelsen ved hver av de på forhånd valgte partikkeldiametere.

Betaforholdet for hver av de fem eller flere prøvede diametere avsettes som ordinat mot partikkeldiameter som abscisse, vanligvis på en grafisk fremstilling i hvilken ordinaten er en logaritmisk skala og abscissen er en log <2->skala. Deretter trekkes en glatt kurve mellom punktene. Betaforholdet for hvilken som helst diameter innenfor det prøvede område kan da avleses fra denne kurve. Effektiviteten eller virkningsgraden ved en spesiell partikkeldiameter beregnes ut fra betaforholdet ved hjelp av formelen: Virkningsgrad (prosent) = 100 (1 -1/ B).

Som et eksempel, dersom 1000, er virkningsgraden lik 99,9 prosent.

Med mindre annet er angitt, er de fjerningsytelser som er angitt i de nedenfor angitte eksempler, de partikkeldiametere ved hvilke 3 er lik 1000 og virkningsgraden er 99,9 prosent.

Virkningsgrader i området fra 1 til ca. 20-25 pm ble bestemt idet det som prøveforurensning ble benyttet en suspensjon av "AC fint prøvestøv", et naturlig, kiselholdig støv som leveres av AC Spark Plug Company. Forut for anvendelse ble en suspensjon av støv i vann blandet inntil dispersjonen var stabil. Prøvefluidummengden var 10 1 pr. minutt av den vandige suspensjon. Den samme prosedyre ble anvendt på filtre med virkningsgrader på mindre enn 1 pm ved å bestemme virkningsgrader ved vanligvis 1, 1,2, 1,5, 2, 2,5 og 3 um og ekstrapolere dataene til under

1 pm.

Virkningsgrader over ca. 20 pm ble bestemt idet det ble benyttet sfæriske glassperler "nr. 3000" fra Potter's Industries Incorporated suspendert i hydraulisk fluidum av typen MIL-H-5606. Disse glassperler har en størrelsesfordeling som strekker seg fra mindre enn 15 pm opp til 50-55 um og høyere. Viskositeten av dette fluidum er ca. 12 centipoise ved prøvetemperaturen på 3 7,8° C. Prøvefluidummengden var 20 1 pr. minutt. Den høyere viskositet og strømningshastighet tjener til å holde perler med en diameter på opp til ca. 10 0 pm i suspensjon.

Filtre i området 20-25 pm ble ofte prøvet ved hjelp av begge metoder. De resulterende virkningsgrad-og smusskapasitetsdata var vanligvis sammenliknbare.

I både de vannbaserte og de oljebaserte prøver ble trykkfall over prøvefiltrene målt etter hvert som prøvesuspensjonen strømmet gjennom filteret, og ble registrert som funksjon av tiden. Den på filteret innfallende forurensningsmengde som er nødvendig for å utvikle et differansetrykk på 4,2 kg/cm 2, registreres som prøveele-mentets smusskapasitet eller "levetid".

Det er karakteristisk for dybdefiltre, særlig i de grovere kvaliteter, at virkningsgraden har en tendens til å reduseres ved store differansetrykk. Da filtre sjelden utsettes for differansetrykk så høye som 4,2 kg/cm 2, rapporteres virkningsgradsdata som et gjennomsnitt av omtrent de første to tredjedeler av filterets totale levetid.

Slik som foran angitt, blir data som rapporteres som mindre enn 1 pm, oppnådd ved ekstrapolasjon. For å sørge for sikkerhet for at de ekstrapolerte data var noenlunde nær de riktige, eller i det minste konservative, ble et antall av filterelementene med høye virkningsgrader ved under 1 pm prøvet ytterligere ved å lede suspensjoner av bakterier av kjente dimensjoner gjennom elementene. Oppstrøms- og nedstrøms-bakteriekonsentrasjonene ble benyttet til å beregne virkningsgraden. I alle tilfeller enten bekreftet de således bestemte virkningsgrader de ekstrapolerte F2-prøvedata eller indikerte en enda høyere virkningsgrad.

Prøven i de finere områder ved benyttelse av det foran omtalte AC-støv viste vesentlige og reproduser-bare betaforhold så høye som 100 000 til 1 000 000 og til-lot derfor måling av virkningsgrader på opp til og over 99,999 prosent, mens det mindre antall av glassperler til-lot beregning av virkningsgrader på opp til ca. 99,99 prosent ved opp til ca. 40 um, og til suksessivt lavere virkningsgrader ved større diametere.

Filtreringsprøving ved benyttelse av bakterier:

Filtrering av suspensjoner av bakterier av kjent størrelse er en meget nyttig metode med høy følsomhet for bestemmelse av filtervirkningsgrad. Denne prøvemetode er særlig velegnet for anvendelse på filtre som er fremstilt ved benyttelse av finere fibrer og moderat til høy tetthet på grunn av at bakteriefjerning er én av de vesentlige, mulige anvendelser for de finere kvaliteter av filtre ifølge oppfinnelsen.

Bakteriefjerningsprøver ble utført på følgende måte: (a) En suspensjon i vann av en ren stamme av en bakterie med kjente dimensjoner ble fremstilt i en kon-sentrasjon på ca. IO<10> til 5 x IO<12> organismer pr. liter. (b) Filterelementet ble plassert i et passende hus og 1 1 av bakteriesuspensjonen ble ledet gjennom elementet i en mengde på 0,5-1 1 pr. minutt. (c) Aliquot-mengder av avløpsvannet fra filteret ble oppsamlet og fortynnet med sterilt vann til 10, 100, 1000, etc. ganger så stor mengde. Hver sådan fortynnet Aliquot-mengde ble deretter dyrket i en petriskål i et passende vekstmedium. Hver tilstedeværende bakterie utviklet seg, i løpet av 1 til 2 døgn, til en bakteriekoloni som var tilstrekkelig stor til å sees med lav forstørrelse ved benyttelse av et mikroskop. Antallet av kolonier i noen for-tynninger var så stort at koloniene ikke kunne telles, mens det i andre var altfor få til å være statistisk betydnings-fulle. Det fantes imidlertid alltid minst én fortynning som tilveiebrakte en nyttig telling, ut fra hvilken det totale antall bakterier i avløpsvannet kunne beregnes. Når man kjenner til innløpsvann-tellingen og avløpsvann-tel-lingen, kan effektiviteten eller virkningsgraden beregnes.

De bakterier som ble benyttet ved utvikling av denne oppfinnelse, omfattet Pseudomonas diminuta (Ps.d) og Serratia marcescens (Serr. m.), hvis dimensjoner er henholdsvis 0,3 um i diameter x 0,6-0,8 um i lengde og 0,5 pm i diameter x 0,8 pm i lengde.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått under henvisning til de etterfølgende Eksempler som angis som illu-strasjon .

Eksempel 1; Fremstilling av en sylindrisk filterkonstruksjon med ensartet fiberstørrelse og ensartet- hulromsvolum ( ugradert) : Den foran beskrevne innretning ble benyttet til å fremstille en understøttet, sylindrisk filterkonstruksjon med en brukbar, sentral seksjon med en lengde på 91,4 cm. Fibreringspressformens lengde var 15,9 cm, den resiprokerende dors slaglengde var 111,1 cm, dorens rotasjonshastighet var 150 omdreininger pr. minutt, den aksiale transla-sjonshastighet var 1270 cm pr. minutt, og pressform-kollek-tor-avstanden (DCD) var 31,1 cm. Doren var utstyrt med tre hule, hullforsynte (sprinklede) filterkjerner som hver hadde en innvendig diameter (id) på 2,8 cm, en utvendig diameter (ud) på 3,3 cm og en lengde på 24,9 cm, av den type som er vist på fig. 3. Polypropylenharpiks med en smelteflyteindeks på 30-35 ble oppvarmet til 382° C, og ekstruder-

ens omdreiningshastighet ble innstilt slik at den ga en total harpiksstrømningshastighet på 1,83 g pr. sekund gjennom de atskilte dyser, idet hver hadde en gasstrøm som om-ga harpiksekstrusjonskapillaren, ved et harpikstrykk på 43,9 kg/cm 2. (Polypropylenharpiks med en smelteflyteindeks på 30-35 var den harpiks som ble benyttet i alle de angitte Eksempler med mindre annet er angitt). Et fibreringsluft-trykk på 0,28 kg/cm 2 ble benyttet. Den midlere fiberdiameter som ble frembrakt under disse betingelser, var tidligere blitt bestemt til å være 12,5 _um. De således fremstilte mikrofibrer med en diameter på 12,5 jum ble rettet mot den luftavkjølte formevalse som var forspent i retning mot doren ved hjelp av en luftsylinder som var trykksatt til 0,56 kg/cm 2, og ble deretter overført til filterkjernene på den roterende/resiprokerende dor. Fibrering og oppsamling ble fortsatt inntil den utvendige diameter av den fibrøse, sylindriske filterkonstruksjon (iblant omtalt her som "filtersylinder", "filterelement" eller ganske enkelt som "element") oppnådde 6,35 cm.

Den midlere tetthet av fiberdelen av den sylindriske filterkonstruksjon ifølge dette eksempel var slik at den ga et hulromsvolum på ca. 81 prosent (hulromsvolum i prosent er lik 100:(1 -D/d), hvor D er den tilsynela-tende tetthet og d er harpiksens tetthet som er 0,9 g/cm<3 >for den benyttede polypropylen).

Den sentrale seksjon av den sylindriske filterkonstruksjon ble kuttet i tre seksjoner for å danne tre filtersylindre som hver hadde en lengde på 24,9 cm og hadde en tilsvarende 24,9 cm lang filterkjerne i sitt indre. De respektive hulromsvolumer av de tre filtersylindre var like innenfor målefeilen, og hver hadde et hulromsvolum på 81,2 prosent.

De tre filtersylindre som er betegnet A-C nedenfor, ble montert i hus som sørget for passende ende-forseglingsanordninger, og ble prøvet ved benyttelse av den foran omtalte F2-prøvemetode, hvilket ga de nedenfor angitte resultater:

Mikroskopisk undersøkelse av elementene ble foretatt. Med unntagelse av et begrenset antall små lo-kaliserte områder i hvilke en viss uønsket fibermykning hadde inntruffet, kunne de individuelle fibrer trekkes ut av massen ved benyttelse av pinsett, uten tegn på adhesjon til tilgrensende fibrer, dvs. fibrenes profiler var glatte uten noen fremspring som indikerte fiber-til-fiber-binding.

Det skal bemerkes at i dette eksempel, liksom

i de etterfølgende eksempler hvor det ble dannet fibrer på

2,5 um eller større, ble vannpåsprøyting benyttet for å sørge for forsterket avkjøling av fibrene, for derved å bidra ved minimering av uønsket fiber-til-fiber-binding. Vanndusjen ble påført på den generelle måte som er vist på fig. 1, med tilstrekkelig høye påføringshastigheter, i forbindelse med andre avkjølingsteknikker som beskrevet, for å tilveiebringe konstruksjoner som var i hovedsaken frie for fiber-til-fiber-binding, f.eks. i området fra ca. 80 til

3

140 cm pr. minutt.

Eksempel 2: Fordeling av hulromsvolum i sylindriske filter-konstruks joner fremstilt ved benyttelse av konstant formevalsetrykk: Ved benyttelse av den foran beskrevne innretning og den generelle prosedyre som er beskrevet i Eksempel 1, ble en rekke elementer, som hvert hadde ensartet fiber-størrelse, fremstilt direkte på en massiv oppsamlingsdor med en utvendig diameter på 3,3 cm. Elementene ifølge dette eksempel var således forskjellige fra de som ble fremstilt i Eksempel 1 ved at de ikke inneholdt noen sentral bæredel eller kjerne. Hvert av elementene, som er betegnet som filtre D-H i den etterfølgende Tabell I, hadde kon-stante fiberdiametere, men fra filter til filter varierte f iberdiameteren fra 12,5 yim ned til 2,5 um, som angitt i Tabell I. En rekke på fem "U-formede" målere eller lærer ble fremstilt med diameteren av den første lære slik at volumet av oppsamlet fiber representerte en femtedel av det totale volum av oppsamlet fiber mellom 3,3 cm, den innvendige diameter av den dannede filtersylinder, og.6,35 cm, den utvendige diameter av den ferdige filtersylinder eller filterelement. Forskjellen i diameter mellom de andre og første lærer - idet den andre hadde større diameter enn den første - representerte på liknende måte en femtedel av volumet av oppsamlet fiber mellom 3,3 cm og 6,35 cm. På liknende måte representerte differansen i diameter mellom de andre og tredje lærer en femtedel av volumet av oppsamlet fiber mellom 3,3 cm og 6,35 cm, osv., opp til den femte lære. Harpiksstrømningshastigheten ble holdt konstant, og etter hvert som filtersylinderdiameteren øket eller bygget seg opp under forming av hvert av elementene D-H, ble den tid som var nødvendig for å oppnå diameteren av hver av de fem lærer, registrert. Disse tider ble deretter benyttet til å bestemme hulromsvolumprosenten av hver av de fem seksjoner i hvert av elementene, med de resultater som er vist i nedenstående Tabell I:

Målingen av hulromsvolum i fibermassen (eller i virkeligheten den midlere tetthet da fibrenes tetthet er en konstant, dvs. 0,9 g/cm 3) ved hjelp av den foran beskrevne fremgangsmåte er ikke nøyaktig. Det antas at hulromsvolumet i filterelementene er ensartet eller nesten ensartet gjennom hele filtersylinderens tykkelse, og at eventuelle feil som skyldes benyttelse av middelverdiene av disse hulromsvolumer, er små. I de av de angitte eksempler som er utført ved benyttelse av et område av fiberdiametere på et eneste element ved å justere formevalsetrykket, antas således hulromsvolumet å være konstant gjennom hele fibermassen innenfor ca. 1-2 prosent.

Eksempler 3- 12; Fremstilling av en sylindrisk filterkonstruksjon med konstant hulromsvolum og som er profilert for å tilveiebringe et vidt område av porediametere ved varierende fiberdiameter: Nedenstående Eksempler 3-9 viser fremstilling av filtre med konstant eller nesten konstant hulromsvolum og med fjerningsytelser som varierer fra mindre enn 1 pm opp til 40 um. De nedenstående Eksempler 10, 11 og 12 viser hvor-dan de data som er frembrakt i Eksemplene 3-9, kan benyttes til å fremstille filterelementer med gradert fiberdiameter og konstant hulromsvolum.

Trinn 1:

En rekke understøttede, sylindriske filterkonstruksjoner eller filterelementer (Eksempler 3-9), hver med konstant eller nesten konstant hulromsvolum på 82 + 1 prosent og ensartet fiberdiameter, ble fremstilt. Selv om fiberdiameteren i et individuelt element var konstant over rekken av syv elementer som ble dannet, varierte fiberdiametrene fra 1,9 til 12,6 pm som angitt i nedenstående Tabell II. Slik som også angitt i Tabell II nedenfor, tilveiebrakte filterelementene fjerningsytelser i området på fra mindre enn 1 opp til 40 pm.

Disse elementer ble fremstilt ved benyttelse av den generelle prosedyre og innretning ifølge Eksempel 1, men harpikstrykket, <f>ibreringslufttrykket og formevalseluft-trykket ble variert for å oppnå fiberdiametere som strakk seg over området fra 1,9 til 12,6 pm, som angitt i Tabell

II. Det midlere hulromsvolum for hvert prøveelement ble holdt

så nær 82 prosent som mulig, idet det midlere avvik var mindre enn 0,4 prosent. Betingelsene ble kontrollert for i hovedsaken å eliminere fiber-til-fiber-binding i de dannede elementer ved hjelp av de foran beskrevne metoder. Som de mest vesentlige punkter ble fibrene samlet på formevalsen i stedet for på doren, og vannpåsprøyting ble benyttet når fiberdiameteren var 2,5 um eller større. Hvert element ble F2-prøvet, og fjerningsytelsen (diameter av partikler i det innstrømmende fluidum ved hvilken fjerningseffektivi-teten var lik 99,9 prosent) og smusskapasiteten (eller levetiden) ble bestemt. Fremstillingsbetingelsene og de oppnådde prøveresultater er vist i den etterfølgende Tabell II.

Fig. 4, 5, 6, 7 og 8 viser grafisk sammenhengene mellom de viktige parametre i Tabell II.

Trinn 2:

Fig. 4-7 kan benyttes til å utarbeide en drifts-plan som ville fremstille filterelementer med hvilken som helst kombinasjon av fiberdiametere mellom 1,9 og 12,6 pm

Vanligvis foretrekkes det å bygge opp elementer i hvilke den væske som filtreres, vil strømme fra utsiden av elementene i retning mot innsiden og deretter strømme ut gjennom f ilterkjernen (en utenf ra/inn-konfigurasjon). Under noen omstendigheter, f.eks. når man ønsker å bibeholde de oppsamlede, faste stoffer i filterpatronen, kan imidlertid retningen reverseres (innenfra/ut-konfigurasjon). I begge tilfeller er det vanligvis fordelaktig at porene er profilert fra å være store på oppstrømssiden til å være små på nedstrømssiden, ved tilveiebringelse av fibrer med avtagende diameter på gradert eller profilert måte i retning av flui-dumstrømmen, dvs. i den radiale retning, samtidig som porevolumet holdes i hovedsaken konstant.

Profilens konfigurasjon eller form kan variere

i stor grad. Ved noen anvendelser kan det være ønskelig at filterets oppstrømsparti er gradert mens nedstrømspartiet

har ensartet porestørrelse. Alternativt, særlig dersom det er beregnet for bruk som et forfilter, kan hele tykkelsen av filterets fiberparti være variert i en passende profil, med de største porer på oppstrømssiden til de minste porer på nedstrømssiden. Eksempel 10 illustrerer et filter av den sistnevnte type hvor gradvis større fiberdiametere er benyttet etter hvert som filteret er oppbygget. I Eksempel 10 er fiberdiametrene variert som en geometrisk rekke. Variasjon av fiberdiametrene som en geometrisk rekke menes å tilveiebringe et filterelement som er godt tilpasset til en rekke forskjellige ikke-spesifikke anvendelser. For vil-kårlige, spesifikke anvendelser kan andre systemer benyttes, f.eks. lineære eller logaritmiske systemer, kvadratrot-systemer, etc. Alternativt kan fiberdiametrene graderes på kontinuerlig måte uten diskrete trinn i radialretningen, en form for gradering som her betegnes som "kontinuerlig profilert".

Eksempel 10: Element fremstilt med konstant hulromsvolum og varjerende fiberdiameter gjennom det hele: Under benyttelse av den generelle prosedyre og innretning ifølge Eksempel 1 ble dataene ifølge fig. 4-7 (frembrakt i eksemplene 3-9) benyttet på følgende måte: (a) Det totale volum av fiberpartiet av det filterelement som skulle dannes (6,35 cm utvendig diameter x 3,30 cm innvendig diameter x 24,9 cm lengde) ble oppdelt i 15 like, inkrementale volumer; (b) fiberdiameterområdet fra 1,9 til 12,6 um ble deretter oppdelt i 14 trinn med økende fiberdiameter, idet hver fiberdiameter var 14,447 prosent større enn den foregående, idet den første var 1,9 um og den siste 12,6 um (idet dette danner en geometrisk rekke av fiberdiametere som angitt i nedenstående Tabell III); (c) de driftsbetingelser som var nødvendige for å oppnå de 15 fiberdiametere som er angitt i nedenstående Tabell III, ble deretter avlest ut fra figurene 4, 5 og 6.

I dette eksempel er filteret konstruert for å ha et likt, inkrementalt volum av fibermassen ved hver av de valgte fiberdiametere. På grunn av at hulromsvolumet er konstant pa 82 prosent innenfor eksperimentell feil, og tettheten derfor er tilsvarende konstant, var det nødvendig at en lik vekt av mikrofibrene ble avsatt i hvert av de 15 inkrementale volumer. Da harpiksmengden er en funksjon av fiberdiameteren, ble fig. 7 benyttet til å beregne den tid som var nødvendig for å avsette en lik vekt i hvert av de inkrementale volumer. Resultatet var det driftsprogram som er angitt i den etterfølgende Tabell III.

Det 24,9 cm lange filterelement som var fremstilt slik som beskrevet foran, på en kjerne med en innvendig diameter på 2,79 cm, en utvendig diameter på 3,30 cm og en lengde på 24,9 cm, hadde en utvendig diameter på 6,35 cm, dvs. fibermassen hadde en innvendig diameter på 3,30 cm og en utvendig diameter på 6,35 cm. Filterelementet oppviste følgende egenskaper: Det rene trykkfall var 0,13 kg/cm <2>ved 10 1 vann pr. minutt. Levetiden eller smusskapasiteten var 83 g til 4,22 kg/cm 2 differansetrykk; filtreringsvirkningsgraden var over 90 prosent ved 1,0 pm, 99 prosent ved 3,7 pm, 99,9 prosent ved 5 um og 99,99 prosent ved 5,6 pm; bakterie-fjerningsvirkningsgraden som ble prøvet ved benyttelse av organismer av Pseudomonas diminuta (Ps. d) med en diameter på 0,3 pm, var 99,997 prosent.

På grunn av sin meget høye smusskapasitet (lang levetid) og fjerningsevne over hele området av partikkeldiametere fra 0,1 til 40 pm, er denne type filter særlig velegnet som forfilter. Det kan f.eks. benyttes foran et absolutt, klassifisert avslutningsfilter når det benyttes ved kritiske anvendelser, såsom sterilisering av parenterale væsker eller for tilveiebringelse av vann for bruk ved produksjon av mikroelektroniske anordninger. På grun av sin evne til drift over et vidt område ville det også fungere godt som et forfilter for et grovere etterfilter, f.eks. et filter som er klassifisert ved 5 eller 10 pm. For mange andre anvendelser kan det også benyttes som det eneste filter i systemet.

Eksempel 11: Filterelement. med konstant f iberdiameter på 1, 9 pm for de indre 50 prosent av elementets fiberparti og varierende fiberdiameter for de ytre 50 prosent, med konstant hulromsvolum gjennom det hele: Filterelementet ifølge dette eksempel ble fremstilt på samme generelle måte som filterelementet ifølge Eksempel 10, og på samme måte som filterelementet ifølge Eksempel 10 hadde det et hulromsvolum på 82 prosent, men var forskjellig fra Eksempel 10 ved at de første 50 vektprosent av elementets fiberparti var oppbygget av fibrer med en konstant diameter på 1,9 um, med det resterende parti variert, også her som en geometrisk rekke, fra 1,9 til 12,6 um. Dette ble oppnådd ved hjelp av det driftsprogram som er- angitt i den etterfølgende Tabell IV.

Det resulterende element hadde den samme innvendige diameter, utvendige diameter og lengde som elementet i Eksempel 10. Elementet oppviste følgende egenskaper: Rent trykkfall: 0,3 0 kg/cm <2>ved en prøve-strømningshastighet på 10 1 vann pr. minutt; levetid eller smusskapasitet: 36 g til 4,22 kg/cm 2 differansetrykk; filtreringsvirkningsgrad over 99 prosent ved 0,7 um (beregnet ved ekstrapolasjon), målt som 99,9 prosent ved 1,4 um, som 99,99 prosent ved 2,2 um, og som 99,999 prosent ved 3 pm.

På grunn av sin meget høye virkningsgrad ved 2,2 um kan dette filter for nesten alle formål klassifi-seres som 2,2 um absolutt. Det tilveiebringer også meget brukbare fjerningsnivåer for partikler som er så fine som 0,7 pm. Disse høye virkningsgrader, sammenkoplet med den meget høye smusskapasitet på 36 g under den foran beskrevne F2-prøve, tilveiebringer et meget effektivt filter med lang brukstid.

Det skal også bemerkes at selv om effektiviteten eller virkningsgraden for dette filterelement er finere enn for filterelementet i Eksempel 4, er filterets brukstid (smusskapasitet) over 4 ganger høyere, og er i virkeligheten lik brukstiden til et ensartet porefilter med en fjerningsytelse på ca. 20 pm ved en virkningsgrad på 99,9 prosent.

For ytterligere å karakterisere dette ultrafine filterelement med lang levetid, ble et element som var fremstilt på liknende måte, prøvet ved å lede en suspensjon av Pseudomonas diminuta-bakterier gjennom elementet. Denne organisme har sylindrisk form med en diameter på 0,3 pm. Fjerningsvirkningsgraden var 99,997 prosent.

Elementer som er fremstilt på den foran beskrevne måte, er velegnet for filtrering av en rekke forskjellige produkter fra hvilke gjærsopp skal fjernes, idet de ikke bare gir et avløpsvann som er fritt for eller er sterkt re-dusert i sitt innhold av gjærsopp og bakterier, men også et avløpsvann med høy klarhet.

Eksempel 12: Filterelement med konstant fiberdiameter på 2, 9 pm for de indre 59 prosent av fibermassen, og varierende fiberdiametere for de ytre 41 prosent, med konstant hulromsvolum på 82 prosent gjennom det hele:

Filterelementet ifølge dette eksempel ble fremstilt på den generelle måte ifølge Eksempel 10. De første 59 vektprosent av fiberpartiet av det understøttede filterelement ifølge dette eksempel hadde imidlertid fibrer med diametere på 2,9 _um, idet det resterende fiberparti varierte som en geometrisk rekke fra 2,9 til 12,6 um. Dette ble oppnådd ved hjelp av det driftsprogram som er angitt i den etterfølgende Tabell V:

Filterelementet ifølge dette ekesempel ble fremstilt ved hjelp av den generelle prosedyre som er beskrevet i Eksempel 11 foran og hadde den samme innvendige diameter, utvendige diameter og lengde som elementet ifølge Eksempel 11. Elementet oppviste følgende egenskaper: Rent trykkfall: 0,11 kg/cm <2>ved en prøve-strømningshastighet på 10 1 vann pr. minutt;

levetid eller smusskapasitet: 53 g;

filtreringsvirkningsgrad: 90 prosent ved 1,1 pm, 99,9 prosent ved 4,6 um og 99,99 prosent ved 5,8 pm.

Filtre av typen ifølge dette'eksempel har anvendelser på sådanne felter som filtrering av magnetpartik-kelsuspensjoner som benyttes for fremstilling av video-registreringsbånd og for fremkalling av fotografiske film-emulsjoner.

Eksempel 13: Filter med fiberdiametere som varierer fra

8, 5 til 12, 5 pm:

Idet det ble benyttet en liknende prosedyre som prosedyren i Eksempel 10, men idet man startet med fibrer med en diameter på 8,5 pm, ble det fremstilt et filterelement som hadde følgende egenskaper: Levetid eller smusskapasitet: 115 g opp til et trykkfall på 0,042 kg/cm 2 med en fjerningsytelse på 24 pm. Levetiden pa 115 g opp til et trykk pa 0,042 kg/cm 2 er mye høyere sammenliknet med de beste, kommersielt tilgjengelige filtre med lik fjerningsytelse som benytter en struktur med varierende tetthet i motsetning til et i hovedsaken ensartet hulromsvolum og tilsvarende i hovedsaken ensartet tetthet med en konstruksjon eller struktur med varierende eller gradert fiberdiameter.

Eksempler 14- 17:

I litteraturen er det beskrevet en rekke filtre som prøver å oppnå øket levetid eller smusskapasitet ved benyttelse av fibrer med ensartet diameter ved å variere pore-diametrene fra større verdi på oppstrømssiden til lavere verdi på nedstrømssiden ved å redusere hulromsvolumet, dvs.

øke tettheten, av filtermediet på progressiv måte. De egenskaper som kan forventes for et slikt filter, kan pro-

sjekteres ved benyttelse av de prøveresultater som er oppnådd i de etterfølgende Eksempler 14-17.

Filterelementene i denne gruppe av eksempler ble fremstilt på samme generelle måte som i Eksempel 1. Hvert filterelement ble fremstilt med ensartet fiberdiameter på 3,2 pm og med ensartet hulromsvolum i hvert element. Hulromsvolumet varierte imidlertid fra ett element til det neste, som angitt i den etterfølgende Tabell VI.

Det kan utledes ut fra ovennevnte data at dersom man skulle fremstille et sammensatt filter, med hulromsvolum gradert fra 79 til 82 prosent, ville dettes levetid ikke være bedre enn 10,3 g under F2-prøven. Videre ville dets fjerningsytelse eller fjerningsgrad ligge ett eller annet sted mellom 1,7 og 3,8 um. Disse egenskaper, sammenliknet med dataene i Eksemplene 10-12, viser at et element som er fremstilt med et konstant hulromsvolum, men med varierende fiberdiameter, ville ha minst fire ganger levetiden eller smusskapasiteten med lik virkningsgrad.

Den konklusjon at langt bedre levetid kan oppnås ved benyttelse av konstant hulsromsvolum med varierende fiberdiameter, i motsetning til konstant fiberdiameter og varierende hulromsvolum (eller tetthet), understøttes også av liknende data (ikke angitt her) ved andre fiberdiametere enn 3,2 um.

Eksempler 18- 21:

De samme konklusjoner med hensyn til under-legenheten av metoden med å variere hulromsvolumet eller tettheten for å oppnå en gradert porestruktur vis-å-vis variasjon av fiberdiameteren under opprettholdelse av et i hovedsaken ensartet hulromsvolum, understøttes også av de foreliggende Eksempler 18-21. Pilterelementene ifølge eksemplene 18-20 ble fremstilt på kjerner med en utvendig diameter på 3,3 cm. I hvert av eksemplene 18, 19 og 20 var de fibrer som ble avsatt mellom en diameter på 3,3 cm og en diameter på 5,3 cm, identiske, dvs. den benyttede fiberdiameter var 3, 2 ym. Hulromsvolumet i dette parti var 83 prosent i alle tre eksempler.

For filterelementet ifølge Eksempel 18 ble av-setningen av fibrer avsluttet ved diameteren på 5,3 cm.

Filterelementet ifølge Eksempel 19 ble gradert eller profilert mellom en diameter på 5,3 cm og en diameter på 6,35 cm ved å variere fibrenes diameter fra 3,2 pm til 12,5 pm på samme måte som i eksemplene 11 og 12, mens hulromsvolumet ble holdt konstant på 83 prosent.

Filterelementet ifølge Eksempel 20 ble profilert mellom en diameter på 5,3 cm og en diameter på 6,35 cm ved å øke hulromsvolumet fra 83 til over 90 prosent mens fiberdiameteren ble holdt konstant på 3,2 um.

Slik som angitt i den etterfølgende Tabell VII, ble Eksempel 21 utarbeidet på samme måte som Eksempel 20 bortsett fra at fiberdiameteren var 3,6 um gjennom det hele.

Egenskapene til de fire elementer ifølge eksemplene 18-21 er angitt i den etterfølgende Tabell VII.

I eksemplene 19 og 20 ble hulromsvolumer over .90 prosent ikke benyttet på grunn av at de ble bedømt til å være for myke og kompressible til å være praktiske.

Ut fra de data som er angitt i Tabell VII og ved å interpolere mellom eksemplene 20 og 21, kan det innses at denne type element, dersom det fremstilles med en fiberdiameter slik at det gir en fjerningsytelse på 2,8 pm, dvs. lik ytelsen i Eksempel 19, ville ha en smusskapasitet på bare ca. 12 g eller ca. en fjerdedel av kapasiteten i Eks-empe1 19.

Eksempler 22- 24:

Filterelementene ifølge disse eksempler ble fremstilt på liknende måte som i Eksempel 12 bortsett fra at startfiberdiametrene varierte fra 3,2 til 4,8 um i stedet for de 2,9 pm i Eksempel 12. De resulterende konstruksjoner hadde hulromsvolumer på 82 prosent og de egenskaper som er angitt i nedenstående Tabell VIII.

Eksempler 25- 28: Filterelementserie som illustrerer virkningen av variasjon av hulromsvolum:

En serie filterelementer med en utvendig diameter på 6,35 cm, en innvendig diameter på 2,79 cm og en lengde på 24,9 cm ble fremstilt på slike betingelser at det ble frembrakt fibrer på 2,2 um. Ved å variere vanndusj-mengden og formevalsetrykket, ble hulromsvolumet variert fra 72,1 prosent til 91,8 prosent. Egenskapene til de resulterende filtre er angitt i den etterfølgende Tabell IX:

Smusskapasiteten i eksemplene 25-28 ble avsatt som ordinat som funksjon av den 99,99 prosent fjerningsytelse som abscisse, og en linje ble trukket gjennom de fire eksperimentelle punkter. På denne linje ble det inn-sett at smusskapasiteten til et filter som er fremstilt på måten ifølge eksemplene 25-28 med 99,99 prosent virkningsgrad ved 2,2 um, ville ha en smusskapasitet på 5,9 g. Dette står i markert kontrast til smusskapasiteten til filterelementet i Eksempel 11 som hadde 99,99 prosent virkningsgrad ved 2,2 um, men en smusskapasitet på 36 g, dvs. seks ganger høyere.

Eksempler 29- 34: Filterelementserie som illustrerer virkningen av variasjon av hulromsvolum elJer tetthet: En serie filterelementer av liknende utførelse som elementene i eksemplene 25-28, ble fremstilt ved benyttelse av fibrer med diametere på 12,5 um og med hulromsvolumer som varierte fra 63,6 til 89,8 prosent.

Egenskapene til elementene er angitt i den etterfølgende Tabell X.

Når ovennevnte elementer sammenliknes med elementer med lik virkningsgrad som er fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, innses at levetiden er mye høyere for sistnevnte. For å illustrere dette, kan ovenstående Eksempel 29 sammenliknes med Eksempel 13 når begge prøves med en glassperleforurensning som er suspendert i hydraulisk fluidum av typen MIL-H-5606. De har praktisk talt identiske fjerningsytelser på henholdsvis 14 og 15 pm ved en virkningsgrad på 99,9 prosent. Smusskapasiteten i Eksempel 13 er imidlertid 42 g mot bare 12 g for Eksempel

2

29 (ved prøving opp til 4,2 kg/cm trykkfall).

Eksemepler 35- 37;

Denne gruppe eksempler sammenlikner sammensynkingstrykket for et filterelement som er fremstilt med mellomfiberbinding som er forårsaket av bruk av smeltede eller myknede fibrer (Eksempel 35), med filterelementer som er fremstilt ved benyttelse av fibrer som i hovedsaken er frie for denne type av mellomfiberbinding (Eksempler 36 og 37) .

Eksempel 35 er et kjøpt prøveeksemplar av et kommersielt tilgjengelig Hytrex-merkefilter (tilgjengelig fra Osmonics, Inc.) som var fremstilt ved benyttelse av polypropylenfibre og som utmerker seg ved tilstedeværelse av meget sterk mellomfiberbinding. Ved undersøkelse ble bin-dingen funnet å være forårsaket av den innbyrdes adhesjon mellom smeltede eller myknede fibrer for dannelse av en ko-herent masse. Eksempel 35 hadde ingen indre bærekjerne. Eksemplene 36 og 37 ble utført ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, også uten bærekjerner. Sammensynkings-trykkene ble bestemt ved individuell omvikling av yttersiden av hvert av prøveelementene med en tynn, vannugjennomtrenge-lig plastfilm, forsegling av elementets ender og deretter anvendelse av trykk på elementets ytre med vann i et gjen-nomsiktig hus, slik at svikten av elementet kunne obser-veres.

Dimensjonene, ytelsen, hulromsvolumet og sam-mensynkningstrykket for hvert element er angitt nedenfor:

Eksempel 35: Hytrex-element for 20 pm, med

en utvendig diameter på 7 cm, en innvendig diameter på 3,5 cm, en lengde på 25,4 cm og et midlere porevolum på 76,7 prosent. Sammensynkingstrykket var et differansetrykk på 5,63 kg/cm 2.

Eksempel 36: Et filterelement klassifisert for 20 pm ble fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, med en utvendig diameter på 7 cm, en innvendig diameter på 3,5 cm og en lengde på 2 5,4 cm uten bærekjerne. Porevolumet var 7 5 prosent. Sammensynkingstrykket var et differansetrykk pa 1,13 kg/cm 2.

Eksempel 37: Elementet ifølge dette eksempel var av liknende utførelse som i Eksempel 36 bortsett fra at hulromsvolumet var 81,5 prosent. Såmmensynkningstrykket var et differansetrykk på 0,35 kg/cm 2.

De mye lavere sammensynkingstrykk for elementene ifølge oppfinnelsen skyldes det vesentlige fravær av mellomfiberbinding. Omvendt var Hytrex-elementet tilstrekkelig forsterket på grunn av mellomfiberbinding til at det hadde den nødvendige styrke til å tåle et differansetrykk på opp

2

til 5,63 kg/cm .

Eksempler 38 og 39:

Harpiks av typen "Nylon 6" ble innmatet i den samme innretning og behandlet på den samme generelle måte som tidligere beskrevet ved benyttelse av polypropylen. Driftsbetingelsene og egenskapene til de resulterende elementer (når de ble prøvet under benyttelse av F2-prøven) er beskrevet nedenfor:

Eksempel 40:

Filterelementer ble fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen på liknende måte som de foran beskrevne polypropylenelementer, men den benyttede harpiks var poly-metylpenten. Egenskapene og de karakteristiske trekk ved produktene var meget like de som oppnås ved benyttelse av polypropylen.

Eksempel 41:

Et filterelement som var fremstilt på måten ifølge Eksempel 25, ble prøvet ved at det gjennom dette ble ledet 1000 ml av en suspensjon av Pseudomonas diminuta (Ps d), en bakterie på 0,3 um, i vann. Avløpsvannet ble analysert med hensyn til sitt innhold av denne bakterie. Mens det totale antall bakterier i innløpsvannet var 2,3 x 10 12 , ble avløpsvannets innhold funnet å være 1,6 x 10 5, hvilket viste en reduksjon med en faktor pa 1,4 x 10 7. Dette svarer til en virkningsgrad på 99,999 prosent. Eksempel 42: To filterelementer (42A og 42B) ble fremstilt på stort sett liknende måte som Eksempel 11 bortsett fra at de indre 50 prosent av dette element bestod av fibrer med en diameter på 1,7 um, og de ytre 50 prosent var profilert opp til en fiberdiameter på 12,5 um. Begge filtre ble prøvet med Ps d på samme måte som i Eksempel 41, og ble dessuten omsterilisert og prøvet på nytt ved benyttelse av Serratia marcescens (Serr m) som prøveorganisme. Resul-tatene er vist i den etterfølgende Tabell XI.

Eksempel 43:

Den generelle prosedyre ifølge Eksempel 10 ble gjentatt bortsett fra at variasjonen av harpiksstrømnings-hastigheten, av fibreringsluft-strømningshastigheten og av formevalsetrykket var kontinuerlig i motsetning til trinnvis, hvorved det ble fremstilt et filterelement med en kontinuerlig gradert fiberdiameterstruktur, dvs. en kontinuerlig profilert struktur, med egenskaper som er sammenliknbare med egenskapene til filterelementet ifølge Eksempel 10. Eksempel 44: Filterelementer ble fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen og på liknende måte som de foran beskrevne polypropylenelementer, men den benyttede harpiks var polybutylen-tereftalat(PBT). Egenskapene og særtrekkene ved produktene var like de som ble oppnådd ved benyttelse av polypropylen. På grunn av det høyere smeltepunkt for PBT og dettes motstand mot hydrokarboner, vil imidlertid filterelementer som er fremstilt av PBT, være effektive ved høyere temperaturer og under drift hvor de vil komme i kontakt med hydrokarboner som kunne forårsake svelling av polypropylen-fibrene.

Eksempel 45: Relativ kompressibilitet av grove og fine fibrer: Filterelementer ble fremstilt med i hovedsaken ensartet fiberdiameter gjennom det hele på måten ifølge Eksempel 1, med forskjell bare med hensyn til fiberdiameter. Ved benyttelse av et verktøy som likner på en laboratorie-korkbor og som hadde en innvendig diameter på 1,473 cm, ble det utskåret prøver av hvert filterelements fiberpart: nor-malt på elementets lengdeakse, slik at det ble dannet en i hovedsaken sylindrisk prøve med en lengde på ca. 1,52 cm og en diameter på ca. 1,47 cm.

Målte krefter på 0,7 kg/cm<2>, 1,4 kg/cm<2>, 4,22 kg/cm 2 , 6,33 kg/cm 2 og 8,44 kg/cm 2ble individuelt og fort-løpende anvendt på endene av hver av sylindrene mens syl-indrenes tykkelse på hvert nivå av anvendt kraft ble målt samtidig.

Tre elementer med fiberdiametere på 2,0, 6,8 og 12 um ble hvert individuelt prøvet på denne måte. Reduk-sjonen i tykkelse av hvert element, når den ble avsatt som funksjon av anvendt kraft, var meget lik for alle tre fiberdiametere .

Eksempel 46: Sammensynkinq av filterelement ved benyttelse sammen med fluida med høy viskositet og høye strømninqs-hastigheter: To filterelementer 46A og 46B ble fremstilt ved benyttelse av identiske prosedyrer på stort sett liknende måte som Eksempel 24, bortsett fra at det midlere hulromsvolum var 2 prosent lavere (80 prosent i forhold til 82 prosent). Elementet 46A ble prøvet ved benyttelse av den foran beskrevne F2-metode med 10 1 vann pr. minutt. Elementet hadde en fjerningsytelse på 11,2 um og en smusskapasitet på 53 g. Trykkfallet i ren tilstand, forut for prøven, var 0,05 kg/ cm ved en omgivelsestemperatur på fra -6,67 til -3,89° C.

Elementet 46B ble plassert i et F2-prøvestativ som benyttet hydraulisk fluidum av typen MIL-H-5606 ved en temperatur på 3 7,8° C. Ved denne temperatur er viskositeten av MIL-H-5606 lik 12,7 centipoise eller 12,7 ganger viskositeten av vann. Ingen prøveforurensning ble tilsatt til systemet, men i stedet ble rent fluidum ledet gjennom elementet med de strømningshastigheter som er angitt i nedenstående Tabell XII.

Trykkfallet gjennom, filterelementene ifølge oppfinnelsen er proporsjonalt med strøm og med viskositet. Ba-sert på vann-trykkfallet ved 10 l/minutt på 0,05 kg/cm 2, er de beregnede trykkfall for MIL-H-5606 lik 0,56 kg/cm 2ved 10 l/minutt (mot 3,27 kg/cm 2 målt), og ca. 0,77 kg/cm 2 ved

13 l/minutt (mot ca. 5,62 kg/cm 2 målt).

De mye høyere trykkfall ved benyttelse av det viskøse fluidum skyldes kompresjonen av filtermediet. Dette eksempel illustrerer at benyttelse av for høye hulromsvolumer ikke er ønskelig for anvendelse hvor høy strøm av viskøse fluida ved høyt trykfall er involvert, særlig med de finere kvaliteter av filterelement.

Eksempel 47: Filterelement med de indre to tredjedeler med hulromsvolum på 74 prosent og den ytre tredjedel profilert i fiberdiameter til 12, 5 um også med 74 prosent hulromsvolum r.

Et filterelement fremstilles ved benyttelse av den generelle prosedyre ifølge Eksempel 11 modifisert som følger: De første 67 vektprosent av elementets fibermasse oppbygges av fibrer med en diameter på 1,6 um som fremstilles ved benyttelse av et vanndusj-kjølemiddel og med formevalse-lufttrykket innstilt for oppnåelse av et hulromsvolum på 74 prosent. De ytre 33 vektprosent av elementets fibermasse påføres idet det også benyttes et vann-dus j-k jølemiddel , men mens harpikshastigheten, fibreringslufttrykket og formevalsetrykket innstilles på en slik måte at fiberdiameteren profileres på kontinuerlig måte fra 1,6 til 12,5 um mens det opprettholdes et ensartet hulromsvolum oå 74 prosent. Det resulterende filterelement vil ha en titrervæskereduksjon på over 10 (en virkningsgrad på 99,999 prosent) når det prøves under benyttelse av Pseudomonas diminuta-organismer med en diameter på 0,3 um, og vil ha en mye høyere smusskapasitet enn et liknende, sylindrisk filterelement i hvilket 100 prosent av vekten av fibermassen er oppbygget av 1,6 um fibrer med et hulromsvolum på 74 prosent.

Eksempel 48; Filterelement med de indre to tredjedeler med et hulromsvolum på 74 prosent og den ytre tredjedel profilert i både fiberdiameter og hulromsvolum opp til henholdsvis 12, 5 pm og 85 prosent hulromsvolum;

Et filterelement fremstilles ved benyttelse av den generelle prosedyre ifølge Eksempel 47, men modifisert som følger: De ytre 33 vektprosent av elementets fibermasse påføres idet det også benyttes et vanndusj-kjølemiddel mens harpikshastigheten, fibreringslufttrykket og formevalsetrykket innstilles på en slik måte at både fiberdiameteren og hulromsvolumet profileres samtidig, begge på kontinuerlig måte. Fiberdiameteren profileres fra 1,6 opp til 12,5 pm ved den ytre diameter, og hulromsvolumet profileres fra 74 prosent opp til 85 prosent.

Det resulterende filterelement, når det prøves med hensyn til virkningsgrad ved benyttelse av Pseudomonas diminuta-bakterier, vil ha en virkningsgrad som er i hovedsaken lik virkningsgraden ifølge Eksempel 47, men med noe høyere smusskapasitet.

De sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge den foreliggende oppfinnelse kan benyttes ved en rekke forskjellige filtreringsanvendelser. Filterelementene ifølge oppfinnelsen kombinerer forlenget filterlevetid, dvs. høyere smusskapasitet, ved lik virkningsgrad, eller bedre virkningsgrad ved lik levetid, eller både bedre virkningsgrad og høyere smusskapasitet enn tidligere tilgjengelige, kommersielle, sylindriske fiber-dybdefiltre. En kombinasjon av høy smusskapasitet (lang levetid) og fjerningsevne over et stort område av partikkeldiametere gjør filterelementer ifølge oppfinnelsen effektive som forfiltre, f.eks. for anbringelse foran et absolutt, klassifisert avslutningsfilter når det benyttes ved kritiske anvendelser, såsom sterilisering av parenterale væsker eller for tilveiebringelse av vann for bruk ved produksjon av mikroelektroniske anordninger.

Filterelementer ifølge oppfinnelsen er også velegnet for filtrering av en rekke forskjellige produkter fra hvilke gjærsopp og bakterier skal fjernes, idet de ikke bare gir en avløpsvæske som er fri for eller kraftig redu-sert i sitt innhold av gjærsopp og bakterier, men også en avløpsvæske med høy klarhet. Filterelementer ifølge oppfinnelsen kan også benyttes der hvor høye titrervæskereduk-sjoner, sammenkoplet med høye smusskapasiteter, er nødven-dige for fjerning av bakterier.

I tillegg til sin hovedanvendelse som dybdefiltre med høy virkningsgrad og forlenget levetid, kan de sylindriske fiberkonstruksjoner ifølge oppfinnelsen også benyttes som sammensmeltende enheter (coalescers) og ved isolasjonsanvendeIser.

Claims

1. Sylindrisk fiberkonstruksjon omfattende en fibermasse (31) av ikke-vevde mikrofibrer bestående av termoplastiske olefiner, polyamider eller polyestere, idet mikrofibrene i hovedsaken er frie for fiber-til-fiber-binding og er festet til hverandre ved mekanisk sammenfiltring eller sammensnoing, og idet fibermassen har et i hovedsaken konstant hulromsvolum i et område fra ca. 64 til ca. 93% over i det.minste en vesentlig del av fibermassen målt i radialretningen, KARAKTERISERT VED at i det minste den nevnte, vesentlige del av fibermassen er dannet av mikrofibrer med varierende fiberdiameter i et område fra ca. 1,5 til ca. 20 um, målt i den nevnte dels radialretning, for å tilveiebringe en varierende porestørrelse over den nevnte del.

2. Sylindrisk fiberkonstruksjon ifølge krav 1, hvor fibermassen består av ikke-vevde mikrofibrer av polypropylen med et konstant hulromsvolum i området fra ca. 75 til ca. 85%, KARAKTERISERT VED at mikrofibrenes diameter ligger i området fra ca. 1,9 til 12,6 pm.

3. Fremgangsmåte ved fremstilling av en sylindrisk fiberkonstruksjon ifølge krav 1, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn (a) å ekstrudere syntetisk polymermateriale fra en fibreringspressform (10) og fortynne det ekstruderte polymermateriale for å danne syntetiske, polymere mikrofibrer (14) ved anvendelse av én eller flere gasstrømmer som rettes mot en roterende, frem- og tilbakegående dor (16) og en roterende formevalse (15) som er i operativ forbindelse med doren, (b) å avkjøle de syntetiske, polymere mikrofibrer forut for oppsamlingen av disse på doren (16) til en temperatur under den temperatur ved hvilken mikrofibrene binder seg eller smelter sammen med hverandre, slik at fiber-til-fiber-binding derved i hovedsaken elimineres, og (c) å oppsamle de avkjølte mikrofibrer på doren (16) som en ikke-vevd, syntetisk fibermasse mens en kraft utøves av formevalsen på den ytre overflate av de oppsamlede mikrofibrer, KARAKTERISERT VED at hastigheten for tilførsel av det polymere materiale til fibreringspressformen (10), og/eller gasstrømningshastigheten av gasstrømmen eller gasstrømmene, og/eller den kraft som anvendes på den ytre overflate av de oppsamlede mikrofibrer ved hjelp av formevalsen (15), og/eller mengden og typen av avkjøling av mikrofibrene ( 14), styres på en slik måte at det oppnås en fibermasse med en varierende porestørrelse og et i hovedsaken konstant hulromsvolum i området fra ca. 64 til ca. 93% og bestående av mikrofibrer med varierende fiberdiameter i området fra ca. 1,5 til ca. 20 um over i det minste en vesentlig del av fibermassen målt i dennes radialretning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at i det minste hoveddelen av de syntetiske, polymere mikrofibrer (14) bringes i kontakt med formevalsen (15) forut for oppsamling på den roterende, frem- og tilbakegående dor (16).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, KARAKTERISERT VED at i det minste en del av mikrofibrene (14) bringes i kontakt med en hjelpeoppsamlingsdel (22) i operativ forbindelse med formevalsen (15) forut for oppsamlingen på den roterende, frem- og tilbakegående dor (16).

6. Innretning for fremstilling av en sylindrisk fiberkonstruksjon ifølge krav 1, omfattende en roterbar, frem og tilbake bevegelig dor (16) og en roterbar formevalse (15) som er i operativ forbindelse med doren, en fibreringspressform (10) omfattende et antall ekstruderingsdyser (13), en anordning (11) for tilførsel av polymermateriale til fibreringspressformen (10), en anordning (12) for tilveiebringelse av høyhastighets gasstrømmer som danner fortynnede mikrofibrer (14) av polymermaterialet som ekstruderes fra de nevnte dyser (13), og fører de dannede mikrofibrer frem til doren (16), og en kjøleanordning (20) som avkjøler de dannede mikrofibrer før de oppsamles på doren (16) , KARAKTERISERT VED at den omfatter en hjelpeoppsamlingsanordning (22) i operativ forbindelse med formevalsen (15) og den roterbare dor (16), slik at i det minste en del av fibrene som unnslipper formevalsen (15) eller den roterende dor (16), oppsamles på oppsamlingsanordningen og deretter overføres til formevalsen og derfra til den roterende, frem- og tilbakegående dor.