SE531148C2 - Användning av ett material såsom filtergrundmaterial förfarande för tillverkning av filtergrundmaterial, filtergrundmaterial och filter - Google Patents

Description

30 35 531 148 2 tryckfallet över filter ofta eftersom det indikerar när ett filter eller ett filtergrund- material ska bytas ut. Filtren eller filtergrundmaterialen i mekaniska filter byts vanligen ut när det slutliga tryckfallet uppnås. Därför har det varit ett allmänt mål att tillhandahålla engångsfiltergrundmaterial som är förnybara och icke förorenande. Ett känt engångsfiltergrundmaterial som tillhandahåller detta innefattar polylaktid (PLA) i form av fibrer. PLA är attraktivt såsom ett förnybart alternativ till petrokemibaserade produkter eftersom laktatet från vilket det ursprungligen produceras kan utvinnas från jäsningen av jordbruks- biprodukter såsom majsstärkelse eller andra stärkelserika grödor såsom korn, socker eller vete. Vidare är PLA biologiskt nedbrytbart och kan omvandlas för eventuell återanvändning vid odling av fler grödor, i sin tur för framtida omvandling till PLA. l många filter, såsom filtren i klasserna G2 till F6 enligt Eurovent standard EN779:2002 liksom förfilmer av klass F7 ska filtergrundmaterialet företrädesvis tillhandahållas såsom ett ”high loft”-material och ha god mekanisk hållfasthet för att kompression ska undvikas samt, beroende på önskad filtertyp, även för att t.ex. tryckfall ska undvikas, så att effektiv filtrering av luftströmmar ska tillhandahållas. Fackmän uppfattar innebörden av “loft" såsom en tenn för tjockleken (djup) av filtergrundmaterialet vid en specificerad vikt per ytenhet, varvid ett ”high loft"-material kan tillhandahålla ett filtergrundmaterial som har en liten filteryta medan det fortfarande är effektivt för filtrering i jämförelse med ett filtergrundmaterial av mindre tjocklek än ”high loft”-filtergrundmaterialet.

Ett filtergrundmaterial som utgörs av PLA har begränsningar i det att ett fiberduksbaserat filtergrundmaterial som är gjort av PLA-fibrer inte ger det “high loft”-material som krävs för de filtergrundmaterial som ska användas i ett luftreningsfilter, såsom nämnts ovan. Problemet har att göra med att filtergrundmaterialet av PLA blir nedbrutet och/eller komprimerat under tillverkningsprocessen för materialet, speciellt i processen för tillverkning av ett filtergrundmaterial av kardad termobunden fiberduk. Detta kan t.ex. orsaka oönskade högtrycksfall i en luftström som passerar genom filtergrund- materialet i ett filter, som vanligtvis är ett filter av klass G4 till F6 enligt EN 779, speciellt av klass G4, F5 eller F6.

Således är ett problem som är förenat med filtergrundmaterial av PLA enligt känd teknik att det i tillverkningsprocessen för filtergrundmaterialet kan vara svårt att kontrollera egenskaperna i den slutliga produkten så att filtergrundmaterialet kan justeras för en önskad filtertyp. T.ex. kan ett 10 15 20 25 30 35 531 148 3 filtergrundmaterial av PLA många gånger resultera i oacceptabla tryckfall.

Därför skulle filtergrundmaterial enligt känd teknik många gånger kräva en större filteryta för effektiv filtrering av partiklar medan tryckfallet hålls lågt.

Därför kan ett filtergrundmaterial som utgörs av PLA resultera i ett filter eller filtergrundmaterial som måste bytas ut mycket ofta, eller alternativt resultera i ett icke fungerande och/eller ett oönskat filter.

Därför finns det ett behov för ett förbättrat fluidreningsfilter som innefattar filtergrundmaterial som innefattar ett förnybart och icke förorenande material.

Sammanfattning av uppfinningen Med ovannämnda fakta om kända fluidreningsfilter och filtergrundmaterial såsom bakgrund är ett ändamål för föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förbättrat och/eller alternativt filtergrundmaterial och fluidgrundfilter som innefattar filtergrundmaterialet. Ändamålet uppnås helt eller delvis genom användning av ett material såsom ett filtergrundmaterial, ett förfarande för tillverkning av ett filtergrundmaterial, ett filtergrundmaterial som framställs genom förfarandet och ett filter som innefattar filtergrundmaterialet. Utföringsfonner anges i de bifogade osjälvständiga patentkraven, i den följande beskrivningen och i ritningarna.

Enligt en första aspekt av uppfinningen tillhandahålles en användning av ett material, såsom ett filtergrundmaterial för ett fluidreningsfilter.

Filtergrundmaterialet innefattar en polylaktid och en polylaktidfri polyester.

Polylaktiden och den polylaktidfria polyestern är i form av fibrer.

Filtergrundmaterialet innefattar vidare en bindningskomponent för sammanbindning av fibrerna. Bindningskomponenten har en lägre smältpunkt än de ovannämnda polyestrarna.

Filtergrundmatería/ avser här huvuddelen av ett filter som tillhandahåller filtreringen av en fluidström såsom en luftström som passerar genom filtret, vilken del många gånger benämnes såsom ett filtermaterial.

Polylaktidfn' polyester avser här polyester som kan vara någon polyester som inte är en polylaktid, inklusive sampolymerer därav. Ett exempel är polyetylentereftalat och sampolymerer därav.

En polylaktid kan vara rena polylaktider eller i vissa utföringsformer även sampolymerer därav. 10 15 20 25 30 35 531 148 4 Ett sådant filtergrundmaterial möjliggör kontroll av tillverkningen av ett filtergrundmaterial för åstadkommande av de önskade egenskaperna för ett fluidreningsfilter, såsom ett luftreningsfilter. T.ex. kan filtret, vid ett givet start- och sluttrycksfall, uppnå en önskad avsvärtningsgrad, partikeleffektivitet och stoftviktavskiljningsgrad som önskas för en viss filtertillämpning, såsom t.ex. skydd av värme- och kylväxlarutrustningar.

Vidare ger en sammansättning av detta slag möjligheten för en fackman att producera ett engångsluftreningsfilter med ett minimum av icke-förnybara material som ingår i sammansättningen, medan filtergrund- materialet som innefattar denna sammansättning ger de önskade egenskaperna för filtergrundmaterialet, såsom ett lågt tryckfall vid en önskad verkningsgrad, hög eller låg, beroende på de partiklar som är föremål för filtrering. T.ex. är det möjligt att, genom användning av det beskrivna materialet, kontrollera tillverkningen av filtergrundmaterialet så att ett luftreningsfilter av t.ex. klass G4 till F6 enligt standarden EN 779, speciellt klass G4, F5 eller F6 erhålles. Vidare gör materialet det möjligt att t.ex. i dagens existerande utrustningar för värme, ventilation och luftkonditionering eller luftkonditioneringsutrustningar reducera användningen av icke-förnybara tiltertyper med petrokemibaserade fibrer. Vidare underlättar uppfinningen ersättningen av dessa petrokemibaserade fiberfilter eftersom filtren som innefattar ovannämnda filtergrundmaterial kan ersätta de petrokemibaserade fiberfiltren, samtidigt som det inte finns något behov förjustering av luftutsugnings- eller luftinsugningsfläktar, inget behov för ändring av filtertyper eller arrangemang såsom ramar och ingen ändring av eller t.o.m. färre antal filterfickor eller färre filterveck, beroende på önskad typ av filter.

Materialet i fibrer gör att nedbrytning och komprimering av filtergrundmaterial kan undvikas i en filtermaterialprocess så att ett önskat ”high-IofF-material och/eller önskade egenskaper för vissa filter enligt ovan framställs. Vidare ger bindningskomponenten möjlighet till en effektiv termobindning av fibersammansättningen så att t.ex. det önskade ”high-loft”-materialet erhålles.

Enligt en utföringsform kan tiltergrundmaterialet innefatta ett fiberdukmaterial av fibrerna.

Ett sådant fiberdukmaterial möjliggör att nedbrytning och komprimering av filtergrundmaterial kan undvikas i en filtermaterialprocess så att ett önskat ”high-lofF-material och/eller egenskaper för vissa filter enligt ovan framställs. 10 15 20 25 30 35 531 148 5 Enligt en utföringsform kan materialet vara ett kardat fiberdukmaterial av fibrer.

Den kardade fibersammansättningen möjliggör att nedbrytning och komprimering av filtergrundmaterial kan undvikas i en filtermaterialprocess för kardad fiberduk så att ett önskat ”high-lofF-material och/eller egenskaper för vissa filter enligt ovan framställs. Det kardade materialet kan företrädesvis termobindas genom uppvärmning av den kardade sammansättningen så att det önskade materialet bildas. Det uppfinningsenliga materialet kan lösa alla problem med nedbrutet eller komprimerat filtergrundmaterial vid tillverkningen i en filtermaterialprocess för kardad termobunden fiberduk, speciellt för filtergrundmaterial som ska användas i filter av klass G4, F5 eller F6, för vilka klasser det kan vara ett problem med nedbrutna eller komprimerade PLA-filtergrundmaterial.

Enligt en utföringsform kan den polylaktidfria polyestern vara aromatisk polyester.

Enligt en utföringsform kan den aromatiska polyestern vara polyetylentereftalat.

En sammansättning av PLA och aromatisk polyester av detta slag ger möjlighet till ett ”high loft"-fibergrundmaterial som tillhandahåller de önskade egenskaperna för vissa filter, såsom nämnts ovan, och effektivt filtrerar partiklar i en Iuftström samtidigt som t.ex. tryckfallet hålls lågt. Vidare ger den aromatiska polyestern möjlighet till att filtergrundmaterialet görs mekaniskt starkare jämfört med material av PLA.

Enligt en utföringsform kan bindningsmaterialet vara polyolefin såsom polyetylen eller polypropylen, polylaktidfri polyester såsom aromatisk polyester, såsom den som nämnts ovan, en polylaktid och/eller en sampolymer därav.

Enligt en utföringsform kan PLA-delen utgöras av cirka 10 viktprocent eller mer, 25 viktprocent eller mer eller 50 viktprocent eller mer av filtergrundmaterialet eller en del av filtergrundmaterialet.

En del av filtergrundmaterialet avser här en del med annorlunda fibersammansättning än en annan del av filtergrundmaterialet. T.ex. kan delarna vara lagren enligt beskrivning nedan för flerlagrigt fiberflor/fiberduk som innefattar åtminstone två lager av olika fibersammansättningar.

Genom mängden av PLA och PLA-fri polyester är det möjligt att tillhandahålla ett filtergrundmaterial som uppfyller prestandakraven för filtreringen samtidigt som en miljömässig vinst jämfört med rent petrokemibaserade filtergrund- 10 15 20 25 30 35 531 148 6 material tillhandahållas. Speciellt finns det en möjlighet att kontrollera tillverkningen av det uppfinningsenliga filtergrundmaterialet så att en önskad typ av filtergrundmaterial framställs.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett förfarande för tillverkning av ett filtergrundmaterial. Förfarandet innefattar kardning av ett material som innefattar polylaktidfibrer och polylaktidfria fibrer, varvid ett enkellagrigt plant fiberflor erhålles. Förfarandet innefattar vidare stabilisering av materialet i det plana fiberfloret genom sammanbindning eller bindningsfibrer i materialet, varvid en plan fiberduk av fiberflor erhålles.

Förfarandet tillhandahåller ett tillverkningssätt av materialet som används såsom ett filtergru ndmaterial.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare placering av delar av det enkellagriga fiberfloret eller flera kardade enkellagriga fiberflor före steget av att stabilisera materialet så att en flerlagrig plan fiberduk (fiberflor) bildas.

På detta sätt tillhandahållas ett sätt för kontroll av vissa egenskaper i fibergrundmaterialet, såsom vikt per ytenhet liksom ett sätt för erhållande av en hög kvalitet på materialet såsom en fin strukturjämfört med ett filtergrundmaterial i en ”tjock” enkellagrig duk.

Det flerlagriga floret kan innefatta åtminstone två lager av olika fibersammansättningar.

Med ett sådant flerlagrigt flor/duk är det möjligt att tillhandahålla ett progressivt filtergrundmaterial, såsom diskuteras nedan.

Enligt en utföringsform innefattar det kardade enkellagriga fiberfloret. åtminstone två delar som väsentligen bildar intill varandra placerade projektioner på ett huvudplan av floret, varvid förfarandet innefattar vikning av det enkellagrade floret. På detta sätt kan det flerlagriga floret/duken som innefattar de åtminstone två lagren av olika fibersammansättningar bildas. väsentligen bildar intill varandra placerade projektioner avser här att de två delarna är förenade för åstadkommande av de intill varandra varandra placerade projektionerna. Det ska även observeras att floret/duken och även delarna är väsentligen plana. Detta innebär att en delvis plan överlappning av delarna kan tillåtas beroende på sättet för sammanfogning av delarna.

Delarna kan också vara placerade kant mot kant. Därför kan floret/duken tillverkas genom sammanfogning av de separata delarna genom sammanfästning av en kant av en del med en kant av en annan del på ett sätt som innebär kant-mot-kant eller överlappning. Vidare kan duken även 10 15 20 25 30 35 531 148 7 tillverkas såsom en enkel enhet, varvid delarna innefattas i enheten t.ex., såsom fackmannen inser, genom matning av två olika sammansättningar av fibrer till en kardningsmaskin sida vid sida och kardning av de två samman- sättningarna samtidigt, varvid ett flor bildas där de två delarna rör sig i såväl kardnings- som matningsrlktningen.

Med detta förfarande kan ett filtergrundmaterial tillverkas, där det är möjligt att konstruera ett filtergrundmaterial med progressivt finare fibrer av det uppfinningsenliga materialet genom filtergrundmaterialet, såsom sett från luftinmatningssidan till luftutmatningssidan av filtret i vilket filtergrund- materialet ingår. Det progressiva filtergrundmaterialet tillhandahåller möjlighet till ett “high lofF-fibergrundmaterial som effektivt filtrerar partiklar i en luftström samtidigt som t.ex. tryckfallet hålls lågt. Det finns även en möjlighet att använda en minimal filteryta som år plan eller veckad eller har någon annan form som fackmannen känner till.

Enligt ytterligare utföringsformer av förfarandet kan sammansättningen innefatta någon av de specificerade komponenterna och mängderna såsom beskrivs ovan.

Enligt en utföringsform utgör uppvärmning av materialet, varvid termobindning uppstår, stabiliseringssteget.

Termobindning ger ett enkelt och gott sätt för stabilisering av den flerlagriga duken (floret) som är lätt att hantera.

Enligt en tredje aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett filtergrundmaterial för användning i ett fluidreningsfilter, varvid filtergrundmaterialet tillverkas enligt förfarandet ovan.

Ett sådant material ger de fördelar. som diskuterats ovan.

Enligt en fjärde aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett fluidreningsfilter som innefattar filtergrundmaterialet, såsom nämnts ovan.

Ett sådant filter drar nytta av filtergrundmaterialet ovan.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i mer detalj med hänvisning till utföringsformer och exempel.

Beskrivning av ritninqarna Fig. 1 visar en utföringsform av ett filter som innefattar ett filtergrundmaterial.

Fig. 2 visar en schematisk vy ovanifrån av en utföringsform av ett arrangemang för tillverkning av ett filtergrundmaterial. 10 15 20 25 30 35 531 148 8 Fig. 3 visar en schematisk vy ovanifrån av en utföringsform av ett arrangemang för tillverkning av ett progressivt filtergrundmaterial.

DetglLerad beskrivninq av uppfinningen och utföringsforrner Fig. 1 visar en schematisk vy av ett filter som innefattar ett filtergrundmaterial enligt föreliggande uppfinning. Filtret innefattar ett filterpåssystem 1 som innefattar filtergrundmaterialet 2, varvid systemet är monterati en ram 3. Filtergrundmaterialet 2 innefattar en poiylaktid och polylaktidfri polyester, såsom aromatisk polyester. F iltergrundmaterialet 2 kan vidare innefatta något material, enligt diskussion nedan, såsom en bindningskomponent. Såsom en fackman inser, kan filtergrundmaterialet 2 även användas i varje annan filtertyp annan än den som visas i Fig. 1, vilket filter kan dra nytta av användning av det filtergrundmaterial som innefattar en poiylaktid eller en polylaktidfri polyester. Exempel på sådana filtertyper är veckade filter och plana filter.

F iltergrundmaterialet 2 kan tillverkas enligt ett förfarande, såsom visas av arrangemanget i Fig. 2. Förfarandet innefattar sammansättning av färdigställda fibrer som innefattar PLA och PLA-fri polyester såsom polyetylentereftalat (PET) och en bindningskomponent såsom PLA, PET, polyolefin (t.ex. polyetylen och polypropylen) eller sampolymerer därav. De resulterande sammansatta fibrerna placeras i en magasinsmatare 4 från vilken fibrer matas till en kardningsmaskin 6 som matar de sammansatta fibrerna över en vibrationsmatare 5 som vanligen är kallas ”vibramatare” (”vibra feed”) till kardningsmaskinen 6 i en riktning A. Kardningsmaskinen 6 kardar fibrerna så att ett plant fiberflor bildas. Dey kardade plana fiberfiberfloret matas i riktningen A till en läggmaskin 7, där fiberfloret läggs i flera lager genom användning av ett läggförfarande, som är känt för fackmannen, vilket läggförfarande använder en läggningsmaskin 7, och därvid bildas ett flerlagrigt flor. Såsom läggmaskin 7 för användning vid tillverkning av det lagda flerlagriga floret kan någon lämplig läggningsmaskin 7, som är känd av fackmän för laminering av fiberflor, användas, såsom en horisontell läggmaskin 7. Det flerlagriga floret matas (i matningsriktningen B som är vinkelrät mot matningsriktningen A) in i en ugn 8, såsom en vanlig ugn, eller in i en vämmingsugn med luftgenomströmning, såsom en ugn av trumtyp eller plan ugn (torkare), som är känd av fackmän, varvid termobindning av fibrer t.ex. uppstår, dvs. bindningskomponenten smälter och binder samman fibrerna, varvid det 10 15 20 25 30 35 531 148 9 slutliga fibergrundmaterialet bildas. Den kardade sammansättningen kan värmas upp under cirka 1 till 5 minuter vid cirka 80 till 180° C, speciellt vid cirka 110-150° C, t.ex. 1 till 2 minuter vid cirka 120 till 130° C för ett filtergrundmaterial som ska användas i ett filter av klass F5, varvid termobindning uppstår och det slutliga filtergrundmaterialet bildas. Såsom fackmannen inser, beror uppvärmningstemperaturen på filtergrundmaterialet som ska tillverkas och faktorer såsom uppvärrnningstid, önskad tjocklek för filtergrundmaterialet och de fibertyper som innefattas i materialet.

Uppskäming och utrullning eller någon annan avslutning, som är känt av fackmannen, kan sedan fullborda tillverkningen.

Såsom ett exempel på tillverkning av filtergru ndmaterialet, såsom illustreras i Fig. 1, kan de sammansatta fibrerna matas in till kardnings- maskinen 6, varvid kardning utförs och det uppsamlade kardade plana fiberfloret kan införas in i en horisontell läggmaskin 7 (matning i riktningen A) utan att skäras av, läggas kontinuerligt för t.ex. framställning av flera lager, vanligen läggning av åtminstone åtta lager eller plattor för framställning av flera lager, som placeras på ett band ochkontinuerligt matas i riktningen B till en stabiliseringsugn 8 för termobindning av det flerlagriga floret för framställning av filtergrundmaterialet. På detta sätt kan ett icke-progressivt filtergrundmaterial framställas.

“Stapelfibrerna” kan vara i massområdet 1,7 till 17,0 dtex (vikt i gram per 10,000 meter) och ha en längd av 38 till 95 mm. Exempel på fibrer är PLA-fibrerna som har 1,7, 3,3, 6,7 och 17 dtex, och PET-fibrerna med 1,7, 3,3, 6,7, 12 och 17 dtex. Bindningskomponenten kan innefatta en polyester eller en polyolefin, såsom polyetylen och polypropylen och sampolymerer därav. Bindningskomponenten har en smältpunkt som är lägre än smältpunkten för PET- och PLA-fibrerna. Bindningskomponenten kan i sin tur bilda en del av en fiber som kallas en bikomponentfiber. En bikomponentfiber innefattar ett hölje av bindningskomponenten och en kärna av polyester där kärnan t.ex. har högre smältpunkt än höljet. Exempel på kärnmaterial är polylaktider och/eller polylaktidfria ämnen såsom PET. Denna bikomponent- fiber kan även vara fibrer med massområdet 1,7 till 17 dtex, t.ex. ha 2,2, 2.4, 7 och 17 dtex. Vanligtvis utgör bindningskomponenten cirka en tredjedel viktmässigt av bikomponentfibem. Bindningskomponenten har företrädesvis en smältpunkt av cirka 90 till 130 °C, speciellt av cirka 110 °C som är normalt för en PET-baserad sampolymer. Smältpunkten för “stapelfibrema", såsom PET-fibrerna, kan vanligen vara mer än cirka 200 °C, t.ex. cirka 237 till 10 15 20 25 30 35 531 148 10 250°C. Fackmannen inser att parametrarna beror på den typ av filtergrund- material som tillverkas. Valet av bl.a. parametrar, fibertyper och processapparatur är också uppenbart för fackmannen.

Enligt en utföringsform kan filtergrundmaterialet utföras progressivt.

Ett progressivt filter kan framställas genom tillverkning av ett grovt fiberflor/duk och ett flnt fiberflor/duk, där det fina fiberfloret blåses i smält form direkt på det grova fiberfloret. I andra utföringsformer kan de fina fibrerna vara adhesivt bundna till eller Iaminerade på det grova fiberfloret/duken. Det progressiva filtergrundmaterialet kan tillverkas med ett förfarande som behandlas nedan i anslutning till Fig. 3.

En utföringsform av förfarandet för tillverkning av ett filtergrund- material visas av arrangemanget i Fig. 3. Förfarandet baseras på det förfarande som diskuterats i anslutning till Fig. 2 ovan. Förfarandet skiljer sig från det senare i att magasinsmataren 4 är uppdelad i två kammare 4-1, 4-2, varvid var och en kan innefatta en egen sammansättning av fibrer under processen för tillverkning av materialet. Från kamrarna 4-1, 4-2 matas sammansättningarna till kardningsmaskinen 6 över den s.k. ”vibramataren” 5.

I kardningsmaskinen 6 bildas ett enkellagrigt fiberflor som är väsentligen plant. Floret delas i två delar 6-1, 6-2 som väsentligen bildar intill varandra placerade projektioner på ett huvudplan av floret. Varje sammansättning av delarna 6-1, 6-2 motsvarar en av de sammansättningar som matas från magasinsmataren 4. Det enkellagriga fiberfloret matas till en läggmaskin 7 där fiberfloret läggs i flera lager och bildar ett flerlagrigt fiberflor, såsom diskuterats ovan. Delen 6-2 av det enkellagriga fiberfloret utgör lagret eller lagren som bildats på den nedre delen av det flerlagriga floret under Iäggningen av floret och därför utgör delen 6-1 de lager eller de lager som bildats på den övre delen under läggningen. Med det illustrerade förfarandet är det möjligt att framställa ett progressivt filtergrundmaterial. Det kardade enkellagriga floret kan innefatta mer än två delar 6-1, 6-2 som visas i Fig. 3, t.ex. tre delar. Fackmannen inser att antalet delar kan modifieras genom val av antalet magasinsmatarkammare 4-1, 4-2. Vidare kan, såsom också inses, bredden av kamrarna 4-1, 4-2 tvärs matningsrltningen justeras så att ett kardat enkellagrigt flor som har delar av lika eller olika storlek och/eller vikt per ytenhet filtergrundmaterial bildas, varvid motsvarande delar av det lagda floret kan kontrolleras med hänsyn till materialdelarna mellan delarna av det flerlagriga fiberfloret. 10 15 20 25 30 35 531 148 ll Antalet lager av det flerlagriga floret/duken väljs lämpligt med hänsyn till diametern för den fiber som ska användas, den efterföljande behandlingen, den avsedda ytvikten som ska erhållas för produkten, syftet med använd- ningen av den slutliga filtergrundmaterialprodukten osv. För säkerställning av jämn ytvikt i det lagda floret, ska helst 8, ännu hellre 12 till 35 skivor arrangeras och såsom ett speciflkt exempel kan nämnas den som anges i sektionen som avser exempel nedan.

Ytvikten för det lagda floret varierar beroende på tråddiametern och ytvikten för den avsedda slutprodukten men är helst 100 till 500 g/mz.

Enligt en utföringsform ska filtergrundmaterialet användas i ett filter av klass G4, F5 eller F6, och speciellt i ett filter av klass F5. Materialet gör, såsom diskuterats ovan, det möjligt att undvika nedbrutet och/eller komprimerat filtergrundmaterial.

Enligt en utföringsform utgörs filtergrundmaterialet eller utgörs väsentligen PET-fibrer, PLA-fibrer och bikomponentfibrer.

Enligt utföringsformer kan PLA utgöra cirka 95 viktprocent eller mindre, 90 viktprocent eller mindre, 80 viktprocent eller mindre, 70 viktprocent eller mindre, 60 viktprocent eller mindre av filtergrundmaterialet eller en del av filtergrundmaterialet, men inte mindre än cirka 10 viktprocent, cirka 25 viktprocent eller cirka 50 viktprocent av filtergrundmaterialet eller en del av detta.

Enligt en utföringsform är filtergrundmaterialet avsett för användning i ett luftreningsfilter.

Filtergrundmaterialet kan användas för mekanisk eller elektrostatisk filtrering.

Exempel Uppfinningen kommer nu att beskrivas vidare genom den icke-begränsande redogörelsen för experiment som genomförts enligt redogörelsen. l dessa experiment testades aspekterna på olika sammansättningar av filtergrundmaterial för framställning av ett ”high loft”-material.

EXPERIMENTELLA FÖRFARANDEN De filtertyper som avsågs med tillverkningen var sådana som tillhör filterklassen F5 som mäts enligt Eurovent-standarden EN779.2002, varvid ett 10 15 20 25 30 35 531 148 12 filter av klass F5 motsvarar minsta medeleffektivitet för stoftavskiljning om 40 % av partiklar som har en storlek av cirka 0,4 um. Tjockleken av det tillverkade filtergrundmaterialet av denna klass bör företrädesvis vara från 6 till 35 mm.

Tre prov tillverkades med användning av det förfarande som beskrivits ovan i anslutning till Fig. 3. För varje prov tillverkades två sammansättningar av vilka en sammansättning placerades i en magasin- smatarkammare 4-1 och den andra sammansättningen iden andra kammaren 4-2. PET-fibrerna som användes för tillverkning av sammansätt- ningarna visas i tabell 1. PET-bikomponentfibrerna innefattade en kärna av PET som har ett täckt hölje av en sampolymer av PET, där det senare har en smältpunkt av cirka 110 °C, som är mycket lägre än smältpunkten för PET och PLA, såsom nämnts ovan. PLA-fibrerna som användes för tillverkning av sammansättningarna visas i tabell 2. PLA-bikomponentfibrerna utgjordes en kärna av PLA som har ett täckt hölje av en sampolymer av PLA, där den senare har en smältpunkt av cirka 110 till 130 °C, som är mycket lägre än smältpunkten för PLA och PET. Höljet i bikomponentfibrerna utgjorde cirka en tredjedel viktmässigt av bikomponentfibrerna. Tabell 3 visar de fibersamman- sättningar som tillverkades av fibrerna, vilka sammansättningar i sin tur användes för tillverkning av de olika proven. Sammansättningarna som användes för varje prov anges i tabell 4, varvid prov 1 tillverkades såsom ett jämförelseexempel som innehöll 100 viktprocent PLA.

Magasinsmatarkamrarna 4-1, 4-2 var lika breda tvärs matningsrikt- ningen, dvs. varje kammare 4-1, 4-2 var 1,20 m tvärs matningsriktningen.

Sammansättningarna matades för framställning av ett kardat enkellagrigt fiberflor av 9 g/mz som innefattade två plana delar som var placerade sida vid sida och hade väsentligen samma vikt och storlek. Det kardade enkellagriga floret lades horisontellt för framställning av ett flerlagrigt fiberflor med 28 lager, av vilka de 14 bottenlagren innefattade en sammansättning för framställning av en fin flberstruktur för den nedre delen av det plana floret, och de 14 topplagren för framställning av en grov fiberstruktur för den övre delen av det plana floret. Materlalmatningshastigheterna in till läggmaskinen 7 och från läggmaskinen 7 justerades, såsom är känt av fackmän, så att 28 lager framställdes. Exempelvis var hastigheten från läggmaskinen 7 till och genom ugnen 8 som nämns nedan för varje prov cirka 3,5 m/min (floren/dukarna är 2 m breda tvärs matningsriktningen). De flerlagriga floren värmdes upp i en ugn 8 av trumtyp (Fleichner) genom s.k. 531 143 13 ”varmluftsgenomblåsning" under cirka 1,5 till 2 minuter vid cirka 120 °C för proven 1 och 2 och vid 130 °C för prov 3. De tillverkade filtergrundmaterialen hade vart och ett en vikt av 250 g per kvadratmeter.

Tabell 1 PET-baserade fibrer som användes för tillverkniw av prover Fast fiber (SF) Bikomponentfiber (BF) SF-A: 1.5 Den, 57 mm (Tesil 84; BF-A: 2 Den, 51 mm (SN3250CM; Far Silon) Eastem) SF-B: 3 Den, 57 mm (Tesil 84; Silon) BF-B: 4 Den, 51 mm (SN3450CM; Far Eastern) Tabell 2 Polylaktid-baserade fibrer som användes för tillverkning av prover Fast fiber (SF) Bikomponentfiber (BF) SF-C: 1.5 Den, 51 mm (SLN2552D; BF-C: 2 Den, 51 mm (SLN2250CM; Far Far Eastern) Eastern) SF-D: 3 Den, 51 mm (SLN2350D Far BF-D: 4 Den, 51 mm (SLN2450CM; Far Eastern) Eastern) Tabell 3 Fibersammansältningsinnehåll Fiber- Fibertyp och fibermängd sammansättning (vikt-%) SF-A SF-B SF-C SF-D BF-A BF-B BF-C BF-D Fllll-A - - 40 - - - 60 - FM-B - - - 50 - - - 50 FM-C - - - 50 - 50 - - FM-D - - 50 - 50 - - - FM-E 40 - - - 60 - - - FM-F - 25 - 25 - 50 - - 10 15 20 25 30 531 148 14 TabeI|4 Innehåll i provfiltergrundmaterialet Prov Nr Mängd Typ av fibersammansättning och mängder PLA därav (vikt-%) (vikt-%) FM-A Fllll-B FM-C FM-D FM-E FM-F 1 100 50 50 - - - 2 50 - - 50 50 - 12.5 - - - - 50 50 Resultat Såsom nämnts ovan, var de filtertyper som avsågs för tillverkning sådana som tillhör filterklassen F5 och tjockleken av det tillverkade filtergrundmaterialet för den filterklassen ska företrädesvis vara från 6 till 35 mm. Speciellt ska tjockleken företrädesvis vara väl over 6 mm.

Tjocklekarna i provfiltergrundmaterialet anges i tabell 5.

Tabell 5 Prov Nr Mängd Tjocklek för PLA fiberduks- (vikt-%) materialet (mm) (“high loft”) 1 100 5-7 2 50 14-16 3 12.5 14-16 Av de data som visas i tabell 5 framgår det tydligt att filtergrund- materialet och/eller sammansättningen av PLA och PET ger ett fiberduks- filtergrundmaterial som har anmärkningsvärt ökad tjocklek jämfört med materialet i prov nummer 1 som innefattar 100 viktprocent PLA. Således framgår det att prov nummer 2 och 3 båda är väl lämpade för användning i filter av klass F5.

Av dessa framgår det vidare tydligt att filtergrundmaterialet som innefattar cirka 50 viktprocent PLA (prov 2) tillhandahåller det önskade materialet vid tjockleken 14 till 16 mm. Vidare framgår det också tydligt att filtergrundmaterialet som innefattar 12,5 viktprocent av PLA (prov nummer 3) har en del (grov fiberdel) med cirka 25 viktprocent av PLA som ger det önskade materialet. Således är det möjligt att framställa ett filtergrundmaterial 10 15 20 25 531 148 15 som uppfyller prestandakraven för filtreringen samtidigt som en miljömässig fördel över rent petrokemibaserade filtergrundmaterial erhålles. Speciellt indikerar resultaten möjligheten av att kontrollera tillverkningen av det uppfinningsenliga filtergrundmaterialet så att en önskad typ av filtergrund- material erhålles. Fackmannen inser att det kan vara möjligt att framställa ett ”high loft”-material som innefattar 100viktprocent PLA genom justering av tillverkningsparametrar, men att ett sådant material kommer att vara mjukt och formlöst och inte ha den styvhet och den stabilitet som krävs för användning såsom ett filtergrundmaterial. T.ex. kan graden av stabiliserade fibrer genom termobindning vara mycket låg vilket ger ett oönskat material.

Det inses även att det kan vara möjligt att kontrollera tillverkningen av ett filtergrundmaterial av klass F5 för framställning av ett filtergrundmaterial med 250 g/mz som har stabiliserats med t.ex. termobindning så att filtergrund- material som har en tjocklek i följande områden ska erhållas. a) 4 till 7 mm för ett material av 100 vikt-% PLA, b) 7 till 20 mm för ett material av 50 vikt- % PLA, och c) 7 till 20 mm för ett material av 10 vikt-% PLA, Således kan det vara möjligt att kontrollera tillverkningen av det uppfinningsenliga filtergrundmaterialet så att en önskad typ av filtergrundmaterial som är kraftigt och stabilt erhålles. ' Därför tillhandahåller ett filtergrundmaterial som är gjort av en sammansättning av PLA och PET ett attraktivt alternativ till det rent petrokemibaserade filtret liksom för filtergrundmaterialet som utgörs av PLA.

Speciellt kan ett filtergrundmaterial som innefattar PLA och PET såsom beskrivits ovan, där PLA utgör 12,5 viktprocent eller mer, 25 viktprocent eller mer eller speciellt 50 viktprocent eller mer tillhandahålla det attraktiva alternativet.

Claims (20)

10 15 20 25 30 35 531 148 16 PATENTKRAV

1. Användning av ett material som innefattar en första polylaktid och en första polylaktidfri polyester såsom filtergrundmaterial (2) för ett fluidreningsfilter, varvid den första polylaktiden och den första polylaktidfria polyestem är i form av fibrer, och varvid materialet vidare innefattar en bindningskomponent för sammanbindning av fibrerna, vilken bindningskomponent har lägre smältpunkt än den första polylaktidfria polyestern och den första polylaktiden.

2. Användning enligt krav 1, varvid filtergrundmaterialet (2) innefattar ett fiberdukmaterial.

3. Användning enligt krav 2, varvid materialet är ett kardat fiberdukmaterial.

4. Användning enligt något av föregående krav, varvid den första polylaktidfria polyestern är en aromatisk polyester.

5. Användning enligt krav 4, varvid den aromatiska polyestern är polyetylentereftalat.

6. Användning enligt något av föregående krav, varvid bindningskomponenten innefattar en andra polylaktid, en andra polylaktidfri polyester, en polyolefin och/eller en sampolymer därav.

7. Användning enligt krav 6, varvid .den andra polylaktidfria polyestern är en aromatisk polyester.

8. Användning enligt krav 7, varvid den andra polylaktidfria polyestern som är en aromatisk polyester är polyetylentereftalat.

9. Användning enligt något av föregående krav, varvid polylaktidhalten utgör cirka 10 viktprocent eller mer, cirka 25 viktprocent eller mer eller cirka 50 viktprocent eller mer av filtergrundmaterialet eller en del av detta. ' 10 15 20 25 30 35 531 148 17

10. Förfarande för tillverkning av ett filtergrundmaterial (2), varvid förfarandet innefattar: - kardning av ett material som innefattar polylaktidfibrer och polylaktidfria fibrer, varvid ett enkellagrigt plant fiberflor tillhandahålles. - Stabilisering av materialet i det plana fiberfloret genom sammanbindning av materialet eller genom bindningsfibrer i materialet, varvid en plan fiberduk av fiberflor tillhandahålles.

11. Förfarande enligt krav 10, vilket förfarande vidare innefattar: - placering av delar av det enkellagriga fiberfloret eller flera enkellagriga fiberflor före steget av att stabilisera materialet så att ett flerlagrigt plant fiberflor bildas.

12. Förfarande enligt krav 11, varvid det flerlagriga floret innefattar åtminstone två lager med olika fibersammansättning.

13. Förfarande enligt krav 12, varvid det kardade enkellagriga fiberfloret innefattar åtminstone två delar som väsentligen bildar intill varandra placerade projektioner på ett huvudplan av floret, varvid förfarandet innefattar vikning av det enkellagriga floret, så att ett flerlagrigt flor som innefattar åtminstone två lager av olika fibersammansättningar bildas.

14. Förfarande enligt något av kraven 10 till 13, varvid den första polylaktidfria polyestern är en aromatisk polyester.

15. Förfarande enligt krav 14, varvid den aromatiska polyestern är polyetylentereftalat.

16. Förfarande enligt något av kraven 10 till 15, varvid sammansättningen vidare innefattar en bindningskomponent för sammanbindning av fibrerna, vilken bindkomponent har en lägre smältpunkt än de polylaktidfria polyesterfibrerna och polylaktidfibrema.

17. Förfarande enligt krav 16, varvid bindningskomponenten innefattar en polylaktid, en polylaktidfri polyester, en polyolefin och/eller en sampolymer därav. 531 148 18

18. Förfarande enligt något av kraven 10 till 17, varvid uppvärmning av materialet, under vilken termobindning uppstår, tillhandahåller det stabiliserande steget.

19. Filtergrundmaterial som kan erhållas enligt förfarandet, såsom anges i något av kraven 10 till 18.

20. Fluidreningsfilter som innefattar filtergrundmaterialet, såsom 10 anges i krav 19.