DE102016125431A1 - Impregnated gas filter material and filter element made therefrom - Google Patents

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Abstract

Ein imprägniertes Gasfiltermaterial umfasst ein nassgelegtes Vlies und ein Bindemittel, wobei das nassgelegte Vlies 30 Gew.%–45 Gew.% Synthesefasern mit einem Titer von 0,2–5,0 dtex und 55 Gew.%–70 Gew.% natürliche Fasern, anorganische Fasern oder Mischungen daraus umfasst.An impregnated gas filter material comprises a wetlaid web and a binder, wherein the wetlaid web comprises 30% to 45% by weight of synthetic fibers having a titer of 0.2-5.0 dtex and 55% by weight to 70% by weight of natural fibers, inorganic fibers or mixtures thereof.

Description

Die Erfindung betrifft ein imprägniertes Gasfiltermaterial mit erhöhter Versprödungsbeständigkeit und verbesserter Speicherfähigkeit bei der Abscheidung von klebrigem Staub aus Gasströmen und ein Gasfilterelement, das dieses Filtermaterial umfasst.The invention relates to an impregnated gas filter material having increased resistance to embrittlement and improved storage capacity for the separation of sticky dust from gas streams and a gas filter element comprising this filter material.

Stand der TechnikState of the art

Durch die zunehmende Belastung der Umgebungsluft mit Feinstaub und Ruß steigen laufend die Anforderungen an den Abscheidegrad von Filtermaterialen und daraus hergestellten Filterelementen, zum Beispiel für die Bereiche Lüftungs- und Klimatechnik für Gebäude und Fahrzeuginnenräume oder für die Luftversorgung von Verbrennungskraftmaschinen. Höhere Abscheidegrade besonders im Partikelbereich unter 1 µm erfordern Filtermaterialien mit geringen Porendurchmessern, die jedoch recht schnell verstopfen und somit nur eine geringe Staubspeicherfähigkeit aufweisen. Due to the increasing pollution of the ambient air with particulate matter and soot, the requirements for the separation efficiency of filter materials and filter elements produced therefrom are constantly increasing, for example for the areas of ventilation and air conditioning technology for buildings and vehicle interiors or for the air supply of internal combustion engines. Higher degrees of separation, especially in the particle range below 1 μm, require filter materials with small pore diameters, which however clog quite quickly and thus have only a low dust storage capacity.

Um die Staubspeicherfähigkeit zu erhöhen, ist es allgemein üblich, diese Filtermaterialien mit einer Vorfilterschicht zu versehen. Die Vorfilterschicht hat größere Poren als die nachgeschaltete Feinfilterschicht und soll so im Idealfall die großen Partikel ausfiltern, die sonst die kleinen Poren der Feinfilterschicht verstopfen würden. Ein Beispiel für ein solches Filtermaterial ist in der DE 199 20 983 C2 beschrieben. Hier dient ein Meltblownvlies als Vorfilterlage.In order to increase the dust storage capacity, it is common practice to provide these filter materials with a prefilter layer. The pre-filter layer has larger pores than the downstream fine filter layer and should ideally filter out the large particles that would otherwise clog the small pores of the fine filter layer. An example of such a filter material is in DE 199 20 983 C2 described. Here a meltblown fleece serves as pre-filter layer.

Die Kombination aus Vor- und Feinfilterlage hat sich bei reinem mineralischem Staub gut bewährt. Bei der Filtration von klebrigem Staub, wie zum Beispiel von Ruß, wird durch die Vorfilterlage jedoch nur eine geringe Erhöhung der Staubspeicherfähigkeit erzielt. Es wird angenommen, dass die kleinen Staubpartikel nach der Vorfilterlage miteinander verkleben und somit die feinen Poren der Feinfilterlage verstopfen.The combination of pre-filter and fine filter layer has proven itself well with pure mineral dust. However, in the filtration of sticky dust, such as soot, only a small increase in dust holding capacity is achieved by the prefilter layer. It is believed that the small dust particles stick together after the pre-filter layer and thus clog the fine pores of the fine filter layer.

Ein weiterer Nachteil der Kombination aus Vor- und Feinfilterlage ist deren verhältnismäßig große Dicke. Zur Erhöhung der Filterfläche in einem Filterelement mit vorgegebenem Innenraum werden die Filtermaterialien oft noch in Falten gelegt. Je dicker ein Filtermaterial ist, desto weniger Falten können ausgebildet werden und desto geringer wird die zur Verfügung stehende Filterfläche und somit auch die Staubspeicherfähigkeit des Filterelements.Another disadvantage of the combination of pre-filter and fine filter layer is their relatively large thickness. To increase the filter surface in a filter element with a given interior, the filter materials are often placed in folds. The thicker a filter material, the fewer wrinkles can be formed and the lower the available filter surface and thus the dust storage capacity of the filter element.

Imprägnierte Papiere mit einer Vorfilterlage aus einem Meltblownvlies wie in der DE 199 20 983 C2 beschrieben, sind nur sehr wenig versprödungsbeständig. Versprödung tritt ein, wenn das Filtermaterial über eine längere Zeit Temperaturen über 120°C ausgesetzt ist. Das ist zum Beispiel bei der Heißgasfiltration der Fall oder bei Luftfiltern für Verbrennungsmotoren, die in einer heißen Umgebung verbaut sind.Impregnated papers with a pre-filter layer of a meltblown nonwoven as in DE 199 20 983 C2 described, are very little embrittlement resistant. Embrittlement occurs when the filter material is exposed to temperatures above 120 ° C for a long time. This is the case, for example, in hot gas filtration or in air filters for internal combustion engines, which are installed in a hot environment.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gasfiltermaterial und ein Filterelement mit hoher Speicherfähigkeit für klebrige Stäube zu schaffen. Außerdem soll das Gasfiltermaterial bei der Verwendung bei hohen Temperaturen, zum Beispiel unter Motorhauben von Kraftfahrzeugen, eine geringe Versprödung aufweisen.The invention is therefore based on the object to provide a gas filter material and a filter element with high storage capacity for sticky dusts. In addition, the gas filter material when used at high temperatures, for example under bonnets of motor vehicles, have a low embrittlement.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gasfiltermaterial mit den Merkmalen der Anspruchs 1 und ein Filterelement mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by a gas filter material having the features of claim 1 and a filter element having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention

Das erfindungsgemäße Gasfiltermaterial umfasst ein nassgelegtes Vlies und ein Bindemittel, wobei das nassgelegte Vlies 30 Gew.%–45 Gew.% Synthesefasern mit einem Titer von 0,2–5,0 dtex umfasst. Weiterhin umfasst das nassgelegte Vlies 55 Gew.%–70 Gew.% natürliche Fasern, anorganische Fasern oder Mischungen daraus. The gas filter material of the present invention comprises a wetlaid web and a binder wherein the wetlaid web comprises 30% to 45% by weight of synthetic fibers having a titer of 0.2-5.0 dtex. Furthermore, the wet-laid web comprises 55% by weight to 70% by weight of natural fibers, inorganic fibers or mixtures thereof.

Nassgelegte Vliese oder Papiere im Sinne der Erfindung sind alle Vliese, die mit den in der Fachwelt bekannten Nasslegeprozessen zur Herstellung von Filterpapieren erzeugt werden können. Die Papiere für das erfindungsgemäße Filtermaterial bestehen vorzugsweise aus einer Mischung von natürlichen und synthetischen Fasern. Beispiele für natürliche Fasern sind Zellulose, Baumwolle, Wolle, Hanf, wobei das eingesetzte Zellulosematerial holzfreie und/oder holzhaltige Zellulosen von Nadel- und/oder Laubbäumen, Regeneratzellulosen und fibrillierte Zellulosen sein kann. Als Synthesefasern eignen sich zum Beispiel Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polyacrylnitrilfaser und Mehrkomponentenfasern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten der einzelnen Komponenten. Der Titer der Synthesefasern beträgt 0,2 dtex–5 dtex und die Schnittlänge vorzugsweise 3 mm–20 mm, besonders bevorzugt 4 mm–12 mm. Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, dass durch eine Kombination von 30 Gew.%–45 Gew.% Synthesefasern mit natürlichen Fasern eine sehr hohe Speicherfähigkeit für klebrige Stäube und eine ausgezeichnete Versprödungsbeständigkeit erreicht wird. Bei Bedarf können die natürlichen Fasern ganz oder teilweise durch anorganische Fasern ersetzt werden. Anorganische Fasern sind zum Beispiel Glasfaser, Basaltfasern, Quarzfasern und Metallfasern.Wet-laid nonwovens or papers in the sense of the invention are all nonwovens which can be produced with the wet-laying processes known in the art for the production of filter papers. The papers for the filter material according to the invention preferably consist of a mixture of natural and synthetic fibers. Examples of natural fibers are cellulose, cotton, wool, hemp, the cellulose material used being wood-free and / or wood-containing celluloses of coniferous and / or deciduous trees, Regenerated celluloses and fibrillated celluloses. Suitable synthetic fibers are, for example, polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylonitrile fibers and multicomponent fibers having different melting points of the individual components. The denier of the synthetic fibers is 0.2 dtex-5 dtex and the cut length is preferably 3 mm-20 mm, particularly preferably 4 mm-12 mm. Surprisingly, it has been found that a combination of 30 wt.% - 45 wt.% Synthetic fibers with natural fibers, a very high storage capacity for sticky dusts and an excellent resistance to embrittlement is achieved. If necessary, the natural fibers may be wholly or partly replaced by inorganic fibers. Inorganic fibers are, for example, glass fiber, basalt fibers, quartz fibers and metal fibers.

Das nassgelegte Vlies besitzt eine Flächenmasse von 50 g/m2 bis 400 g/m2, bevorzugt von 100 g/m2 bis 300 g/m2, eine Dicke von 0,1–1,0 mm, bevorzugt von 0,2–0,8 mm, und eine Luftdurchlässigkeit von 50–1600 l/m2s, bevorzugt von 100–1000 l/m2s.The wet laid nonwoven has a basis weight of 50 g / m 2 to 400 g / m 2 , preferably from 100 g / m 2 to 300 g / m 2 , a thickness of 0.1-1.0 mm, preferably of 0.2 -0.8 mm, and an air permeability of 50-1600 l / m 2 s, preferably 100-1000 l / m 2 s.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das nassgelegte Vlies für das erfindungsgemäße Filtermaterial aus 30 Gew.%–45 Gew.% Polyester-, Polyamid-, und/oder Polyacrylnitrilfasern mit einem Titer von 0,2–5 dtex und 55 Gew.%–70 Gew.% Zellulosefasern, anorganischer Fasern oder einer Mischung daraus. Dabei hat das nassgelegte Vlies eine Flächenmasse von 100 g/m2–300 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s.In a preferred embodiment, the wet-laid web for the filter material according to the invention consists of 30% by weight to 45% by weight of polyester, polyamide, and / or polyacrylonitrile fibers having a titre of 0.2-5 dtex and 55% by weight-70% by weight .% Cellulose fibers, inorganic fibers or a mixture thereof. The wet-laid web has a basis weight of 100 g / m 2 -300 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm and an air permeability of 100-1000 l / m 2 s.

Das erfindungsgemäße Filtermaterial ist mit einem Bindemittel imprägniert. Dabei kann das Bindemittel das erfindungsgemäße Filtermaterial entweder vollständig durchdringen oder es wird nur auf einer Seite aufgetragen, bevorzugt auf der dichteren Seite des nassgelegten Vlieses, und durchdringt das nassgelegte Vlies nur teilweise, bevorzugt mindestens 50% und höchstens 75 % seiner Dicke. The filter material according to the invention is impregnated with a binder. In this case, the binder can either completely penetrate the filter material according to the invention or it is applied only on one side, preferably on the denser side of the wet laid web, and only partially penetrates the wet laid web, preferably at least 50% and at most 75% of its thickness.

Als Bindemittel kommen die für Filterpapiere bekannten Substanzen zur Anwendung, wie zum Beispiel Phenolharze oder Epoxidharze aus alkoholischen Lösungen, aber auch wässrige Dispersionen zum Beispiel von Acrylaten, Styrol-Butadienen, Polyvinylacetaten, Polyurethane, Phenolharzen oder Mischungen daraus. Eine weitere mögliche Klasse von Bindemittel sind wässrige Lösungen von zum Beispiel Polyvinylalkohol, Melaminharz, Harnstoffharz. Neben den flüssigen Bindemitteln können auch feste, pulverförmige Binder aus thermoplastischen Polymeren zum Einsatz kommen. Je nach Bedarf können dem Bindemittel noch verschiedene Hilfststoffe zugemischt werden, wie zum Beispiel Hydrophilierungsmittel, Hydrophobierungsmittel, Farben.Suitable binders are the substances known for filter papers, for example phenol resins or epoxy resins from alcoholic solutions, but also aqueous dispersions of, for example, acrylates, styrene-butadienes, polyvinyl acetates, polyurethanes, phenolic resins or mixtures thereof. Another possible class of binder is aqueous solutions of, for example, polyvinyl alcohol, melamine resin, urea resin. In addition to the liquid binders, solid, powdery binders of thermoplastic polymers can also be used. Depending on requirements, the binder may also be admixed with various auxiliary substances, such as, for example, hydrophilizing agents, water repellents, and paints.

Die Imprägnierung erfolgt nach dem bekannten Stand der Technik durch zum Beispiel Sprühen, Tauchen, Walzenauftrag, Schaumauftrag oder Bestauben. Der typische Anteil des trockenen Imprägniermittels am Gesamtgewicht des Filtermaterials beträgt 0,5–50 Gew.%, bevorzugt 5–35 Gew.%.The impregnation is carried out according to the known state of the art by, for example, spraying, dipping, roller application, foam application or dusting. The typical proportion of the dry impregnating agent in the total weight of the filter material is 0.5-50% by weight, preferably 5-35% by weight.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Filtermaterial mit einem oder mehreren halogen- und borfreien Flammschutzmitteln versehen. Vorzugsweise werden bei einer vollständigen Durchtränkung des erfindungsgemäßen Filtermaterials mit dem Bindemittel dem Bindemittel ein oder mehrere Flammschutzmittel direkt zugemischt. Bei einem einseitigen Bindemittelauftrag wird das oder die Flammschutzmittel bevorzugt auf die nicht imprägnierte Seite des erfindungsgemäßen Filtermaterials aufgesprüht. Das Bindemittel ist in diesem Fall entweder frei von Flammschutzmitteln oder es enthält ebenfalls Flammschutzmittel. In a preferred embodiment, the filter material according to the invention is provided with one or more halogen and boron-free flame retardants. Preferably, in a complete impregnation of the filter material according to the invention with the binder one or more flame retardants are added directly to the binder. In the case of a single-sided binder application, the flame retardant or agents is preferably sprayed onto the non-impregnated side of the filter material according to the invention. The binder in this case is either free of flame retardants or it also contains flame retardants.

Bekannte Flammschutzmittel sind zum Beispiel Ammoniumsulfat, Ammoniumpolysulfat, Ammoniumphosphat, Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiumhydrat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumhydrat, Dicyandiamid, Guanidin, Guanidinsulfat, Guadininsulfamat, Guanidinphosphat, Polyphosphate, Phosphate.Known flame retardants are, for example, ammonium sulfate, ammonium polysulfate, ammonium phosphate, antimony trioxide, aluminum hydroxide, aluminum hydrate, magnesium hydroxide, magnesium hydrate, dicyandiamide, guanidine, guanidine sulfate, guadinine sulfamate, guanidine phosphate, polyphosphates, phosphates.

Für den Auftrag des Flammschutzmittels auf die nicht imprägnierte Seite beim einseitigen Bindemittelauftrag ist es vorteilhaft, das Flammschutzmittel direkt auf der Faser zu fixieren. Das wird bevorzugt durch Bindung des Flammschutzmittels an die Faseroberfläche erreicht. Die Bindung kann über geeignete reaktive Gruppen erfolgen, die in dem halogen- und borfreien Flammschutzmittel, insbesondere der stickstoff- und/oder phosphorhaltigen Komponente des Flammschutzmittels enthalten sind. Als reaktive Gruppen eignen sich zum Beispiel Methylol- und/oder Aldehydgruppen. Geeignete stickstoffhaltige Komponenten, die mit der Faseroberfläche reagieren können, sind zum Beispiel Methylol-Harnstoff, Methylol-Melamin-Formaldehyd und Umsetzungsprodukte von Harnstoffverbindungen, Guanidinverbindungen oder Diciandiamid mit mehrfunktionellen Verbindungen wie z.B. Glyoxal oder Glutardialdehyd. Zusätzlich zur stickstoffhaltigen Komponente wird für einen ausreichenden Flammschutz noch eine phosphorhaltige Komponente benötigt. Diese wird aus der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Substanzen so ausgewählt, dass sie entweder mit der stickstoffhaltigen Komponente zu in Wasser schwerlöslichen Salzen reagieren oder von Haus aus in Wasser schwer löslich sind. Für das erfindungsgemäße Filtermaterial geeignete phosphorhaltige Komponenten sind zum Beispiel Phosphorsäureester und deren Salze, Phosphonsäureester und deren Salze, oder DOPO (9,10-Dihydro-9-oxa-10phosphaphenanthren-10-oxid) und dessen Derivate.For the application of the flame retardant to the non-impregnated side in one-sided binder application, it is advantageous to fix the flame retardant directly on the fiber. This is preferably achieved by binding the flame retardant to the fiber surface. The bond may be via suitable reactive groups contained in the halogen and boron-free flame retardant, in particular the nitrogen and / or phosphorus-containing component of the flame retardant. Suitable reactive groups are, for example, methylol and / or aldehyde groups. Suitable nitrogen-containing components which can react with the fiber surface are, for example, methylol-urea, methylol-melamine-formaldehyde and reaction products of urea compounds, guanidine compounds or dicandiamide with polyfunctional compounds such as glyoxal or glutaric dialdehyde. In addition to the nitrogen-containing component, a phosphorus-containing component is needed for adequate flame retardancy. This is selected from the large number of available substances so that they either react with the nitrogen-containing component to sparingly soluble in water salts or are sparingly soluble in water in water. Phosphorus-containing components suitable for the filter material according to the invention are, for example, phosphoric esters and their salts, phosphonic acid esters and their salts, or DOPO (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide) and its derivatives.

Die Menge des eingesetzten Flammschutzmittels richtet sich nach Wirksamkeit und Anforderung. Dabei wird der Grad der Flammhemmung nach DIN 53438 Teil 2 und Teil 3 bestimmt.The amount of flame retardant used depends on the effectiveness and requirement. At the same time, the degree of flame retardance decreases DIN 53438 Part 2 and Part 3 certainly.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfasst ein Papier aus 30 Gew.%–45 Gew.% Polyesterfasern und 55 Gew.%–70 Gew.% Laubholzzellstoff. Die Polyesterfasern haben einen Titer von 0,2 dtex–5 dtex und eine Schnittlänge von 4–12 mm. Das Papier hat eine Flächenmasse von 100 g/m2–300 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s. Es ist mit einem Bindemittel, das ein Phenolharz, Epoxidharz und/oder Acrylharz umfasst, in der Weise imprägniert, dass das Papier mit dem Bindemittel vollständig durchtränkt ist. Das Bindemittel enthält ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel. Der Anteil des trockenen Imprägniermittels bestehend aus Bindemittel und Flammschutzmittel am Gesamtgewicht des Papiers beträgt 5–35 Gew.%.A preferred embodiment of the filter material according to the invention comprises a paper of 30% by weight to 45% by weight of polyester fibers and 55% by weight to 70% by weight of hardwood pulp. The polyester fibers have a denier of 0.2 dtex-5 dtex and a cut length of 4-12 mm. The paper has a basis weight of 100 g / m 2 -300 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm and an air permeability of 100-1000 l / m 2 s. It is impregnated with a binder comprising a phenolic resin, epoxy resin and / or acrylic resin in such a way that the paper is completely impregnated with the binder. The binder contains a boron- and halogen-free flame retardant. The proportion of the dry impregnating agent consisting of binder and flame retardant in the total weight of the paper is 5-35 wt.%.

Das erfindungsgemäße Filtermaterial hat eine Flächenmasse von 105 g/m2–400 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s, eine Flammhemmung von K1 und F1 und eine Versprödungsbeständigkeit von mindestens 70% des Ausgangswertes.The filter material according to the invention has a basis weight of 105 g / m 2 -400 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm, an air permeability of 100-1000 l / m 2 s, a flame retardance of K1 and F1 and an embrittlement resistance of at least 70% of the initial value.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfasst ein Papier aus 30 Gew.%–45 Gew.% Polyesterfasern und 55 Gew.%–70 Gew.% Laubholzzellstoff. Die Polyesterfasern haben einen Titer von 0,2 dtex–5 dtex und eine Schnittlänge von 4–12 mm. Das Papier hat eine Flächenmasse von 100 g/m2–300 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s. Es ist mit einem Bindemittel, das ein Phenolharz, Epoxidharz und/oder Acrylharz umfasst, in der Weise imprägniert, dass das Bindemittel auf der dichteren Seite des Papiers, das heißt auf der Siebseite, aufgetragen wird und das Papier ca. 50 % bis 75 % seiner Dicke durchdringt und die Gegenseite frei von Bindemittel bleibt. Das Bindemittel enthält ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel. Auf die nicht imprägnierte Seite des Papiers ist ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel aufgetragen. Der Anteil des trockenen Imprägniermittels bestehend aus Bindemittel und Flammschutzmittel am Gesamtgewicht des Papiers beträgt 5–35 Gew.%. Der Anteil des auf die nicht imprägnierte Seite aufgetragenen trockenen Flammschutzmittels am Gesamtgewicht des Filtermaterials beträgt 10 Gew.%–30 Gew.%.Another preferred embodiment of the filter material according to the invention comprises a paper of 30% by weight - 45% by weight of polyester fibers and 55% by weight - 70% by weight of hardwood pulp. The polyester fibers have a denier of 0.2 dtex-5 dtex and a cut length of 4-12 mm. The paper has a basis weight of 100 g / m 2 -300 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm and an air permeability of 100-1000 l / m 2 s. It is impregnated with a binder comprising a phenolic resin, epoxy resin and / or acrylic resin in such a way that the binder is applied on the denser side of the paper, ie on the wire side, and the paper is about 50% to 75% penetrates its thickness and the other side remains free of binder. The binder contains a boron- and halogen-free flame retardant. On the non-impregnated side of the paper, a boron and halogen-free flame retardant is applied. The proportion of the dry impregnating agent consisting of binder and flame retardant in the total weight of the paper is 5-35 wt.%. The proportion of dry flame retardant applied to the non-impregnated side of the total weight of the filter material is 10% by weight to 30% by weight.

Das erfindungsgemäße Filtermaterial hat eine Flächenmasse von 105 g/m2–400 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s, eine Flammhemmung von K1 und F1 und eine Versprödungsbeständigkeit von mindestens 70% des Ausgangswertes.The filter material according to the invention has a basis weight of 105 g / m 2 -400 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm, an air permeability of 100-1000 l / m 2 s, a flame retardance of K1 and F1 and an embrittlement resistance of at least 70% of the initial value.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfasst ein Papier aus 30 Gew.%–45 Gew.% Polyesterfasern und 55 Gew.%–70 Gew.% Laubholzzellstoff. Die Polyesterfasern haben einen Titer von 0,2 dtex–5 dtex und eine Schnittlänge von 4–12 mm. Das Papier hat eine Flächenmasse von 100 g/m2–300 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s. Es ist mit einem Bindemittel, das ein Phenolharz, Epoxidharz und/oder Acrylharz umfasst, in der Weise imprägniert, dass das Bindemittel auf der dichteren Seite des Papiers, das heißt auf der Siebseite, aufgetragen wird und das Papier ca. 50 % bis 75 % seiner Dicke durchdringt und die Gegenseite frei von Bindemittel bleibt. Das Bindemittel enthält kein Flammschutzmittel. Auf die nicht imprägnierte Seite des Papiers ist ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel aufgetragen. Der Anteil des trockenen Bindemittels am Gesamtgewicht des Papiers beträgt 5–35 Gew.%. Der Anteil des auf die nicht imprägnierte Seite aufgetragenen trockenen Flammschutzmittels am Gesamtgewicht des Filtermaterials beträgt 10 Gew.%–30 Gew.%.Another preferred embodiment of the filter material according to the invention comprises a paper of 30% by weight - 45% by weight of polyester fibers and 55% by weight - 70% by weight of hardwood pulp. The polyester fibers have a denier of 0.2 dtex-5 dtex and a cut length of 4-12 mm. The paper has a basis weight of 100 g / m 2 -300 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm and an air permeability of 100-1000 l / m 2 s. It is impregnated with a binder comprising a phenolic resin, epoxy resin and / or acrylic resin in such a way that the binder is applied on the denser side of the paper, ie on the wire side, and the paper is about 50% to 75% penetrates its thickness and the other side remains free of binder. The binder contains no flame retardant. On the non-impregnated side of the paper, a boron and halogen-free flame retardant is applied. The proportion of dry binder in the total weight of the paper is 5-35% by weight. The proportion of dry flame retardant applied to the non-impregnated side of the total weight of the filter material is 10% by weight to 30% by weight.

Das erfindungsgemäße Filtermaterial hat eine Flächenmasse von 105 g/m2–400 g/m2, eine Dicke von 0,2 mm–0,8 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 100–1000 l/m2s, eine Flammhemmung von K1 und F1 und eine Versprödungsbeständigkeit von mindestens 70% des Ausgangswertes. The filter material according to the invention has a basis weight of 105 g / m 2 -400 g / m 2 , a thickness of 0.2 mm-0.8 mm, an air permeability of 100-1000 l / m 2 s, a flame retardance of K1 and F1 and an embrittlement resistance of at least 70% of the initial value.

PrüfmethodenTest Methods

  • Flächenmasse nach DIN EN ISO 536 Surface mass after DIN EN ISO 536
  • Dicke nach DIN EN ISO 534 Thickness after DIN EN ISO 534
  • Luftdurchlässigkeit nach DIN EN ISO 9237 bei 200 Pa DruckdifferenzAir permeability after DIN EN ISO 9237 at 200 Pa pressure difference
  • Flammhemmung nach DIN 53438, Teil 2 und Teil 3 . Flame retardant after DIN 53438, part 2 and part 3 ,

Der Anteil des Imprägniermittels in einem Papier berechnet sich nach der Formel: Imprägniermittelanteil in % = (FM Imp./FM Papier)·100% mit

FM Imp.
= Masse des trockenen Imprägniermittels pro m2 Papier
FM Papier
= Flächenmasse des imprägnierten Papiers
The proportion of the impregnating agent in a paper is calculated according to the formula: Impregnating agent content in% = (FM Imp./FM paper) · 100% With
FM Imp.
= Mass of dry impregnating agent per m 2 of paper
FM paper
= Basis weight of the impregnated paper

Versprödungsbeständigkeit: Die zu prüfende Probe wird 10 Minuten bei 160°C im Umluftofen nachgehärtet und anschließend nach DIN EN ISO 20187 klimatisiert. Nach der Klimatisierung wird die Ausgangsberstfestigkeit nach DIN EN ISO 2758 bestimmt. Die Probe wird dann für 24 Stunden bei 160 °C im Umluftofen gelagert und anschließend nach DIN EN ISO 20187 klimatisiert. Nach Klimatisierung wird erneut die Berstfestigkeit nach DIN EN ISO 2758 bestimmt. Die Berstfestigkeit des erfindungsgemäßen Gasfiltermaterials soll nach dieser Heißluftbehandlung mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80% der Ausgangsberstfestigkeit betragen. Resistance to embrittlement: The sample to be tested is post-cured for 10 minutes at 160 ° C in a convection oven and subsequently after DIN EN ISO 20187 air-conditioned. After air conditioning, the initial bursting strength decreases DIN EN ISO 2758 certainly. The sample is then stored for 24 hours at 160 ° C in a convection oven and then after DIN EN ISO 20187 air-conditioned. After air conditioning, the bursting strength decreases again DIN EN ISO 2758 certainly. The bursting strength of the gas filter material according to the invention should amount to at least 70%, preferably at least 80%, of the initial bursting strength after this hot air treatment.

BeispieleExamples

Beispiel 1 (Erfindung)Example 1 (Invention)

Nach dem allgemein bekannten Verfahren der Papierherstellung wurde in einer Papiermaschine eine Papierbahn aus 60 Gew.% Eukalyptuszellulose und 40 Gew.% Polyesterfasern (0,5 dtex/5mm) erzeugt. Das so hergestellte Papier hatte eine Flächenmasse von 100 g/m2, eine Dicke von 0,49 mm, und eine Luftdurchlässigkeit von 222 l/m2s. Anschließend wurde dieses Papier mittels eines Zweiwalzenauftrags auf jeder Seite mit einem Resolharz imprägniert und bei 120°C getrocknet. Das imprägnierte Papier hatte eine Flächenmasse von 139 g/m2, eine Dicke von 0,52 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 198 l/m2s. An diesem Filtermaterial wurde die Versprödungsbeständigkeit bestimmt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.According to the well-known method of papermaking, a paper web of 60% by weight of eucalyptus cellulose and 40% by weight of polyester fibers (0.5 dtex / 5 mm) was produced in a paper machine. The paper thus prepared had a basis weight of 100 g / m 2 , a thickness of 0.49 mm, and an air permeability of 222 l / m 2 s. Subsequently, this paper was impregnated with a resole resin by means of a two-roll coating on each side and dried at 120 ° C. The impregnated paper had a basis weight of 139 g / m 2 , a thickness of 0.52 mm, an air permeability of 198 l / m 2 s. On this filter material, the embrittlement resistance was determined. The result is shown in Table 1.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)

Nach dem allgemein bekannten Verfahren der Papierherstellung wurde in einer Papiermaschine eine Papierbahn aus 80 Gew.% Eukalyptuszellulose und 20 Gew.% Polyesterfasern (0,5 dtex/5mm) erzeugt. Das so hergestellte Papier hatte eine Flächenmasse von 101 g/m2, eine Dicke von 0,48 mm, und eine Luftdurchlässigkeit von 210 l/m2s. Anschließend wurde dieses Papier mittels eines Zweiwalzenauftrags auf jeder Seite mit einem Resolharz imprägniert und bei 120°C getrocknet. Das imprägnierte Papier hatte eine Flächenmasse von 142 g/m2, eine Dicke von 0,53 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 191 l/m2s. An diesem Filtermaterial wurde die Versprödungsbeständigkeit bestimmt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Beispiel 1 (Erfindung) Beispiel 2 (Vergleich) Berstfestigkeit vor Heißluftlagerung (Ausgangswert) 337 kPa 288 kPa Berstfestigkeit nach Heissluftlagerung 284 kPa 170 kPa Versprödungsbeständigkeit 84 % des Ausgangswertes 59 % des Ausgangswertes According to the well-known method of papermaking, a paper web of 80% by weight of eucalyptus cellulose and 20% by weight of polyester fibers (0.5 dtex / 5 mm) was produced in a paper machine. The paper thus prepared had a basis weight of 101 g / m 2 , a thickness of 0.48 mm, and an air permeability of 210 l / m 2 s. Subsequently, this paper was impregnated with a resole resin by means of a two-roll coating on each side and dried at 120 ° C. The impregnated paper had a basis weight of 142 g / m 2 , a thickness of 0.53 mm, an air permeability of 191 l / m 2 s. On this filter material, the embrittlement resistance was determined. The result is shown in Table 1. Table 1 Example 1 (Invention) Example 2 (comparison) Bursting strength before hot air storage (initial value) 337 kPa 288 kPa Bursting strength after hot air storage 284 kPa 170 kPa embrittlement 84% of the initial value 59% of the initial value

Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen anschaulich, dass das erfindungsgemäße Gasfiltermaterial eine deutlich höhere Versprödungsbeständigkeit besitzt als das Vergleichsbeispiel.The results of Table 1 clearly show that the gas filter material according to the invention has a significantly higher embrittlement resistance than the comparative example.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19920983 C2 [0003, 0006] DE 19920983 C2 [0003, 0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 53438 Teil 2 und Teil 3 [0019] DIN 53438 Part 2 and Part 3 [0019]
  • DIN EN ISO 536 [0026] DIN EN ISO 536 [0026]
  • DIN EN ISO 534 [0026] DIN EN ISO 534 [0026]
  • DIN EN ISO 9237 [0026] DIN EN ISO 9237 [0026]
  • DIN 53438, Teil 2 und Teil 3 [0026] DIN 53438, part 2 and part 3 [0026]
  • DIN EN ISO 20187 [0028] DIN EN ISO 20187 [0028]
  • DIN EN ISO 2758 [0028] DIN EN ISO 2758 [0028]
  • DIN EN ISO 20187 [0028] DIN EN ISO 20187 [0028]
  • DIN EN ISO 2758 [0028] DIN EN ISO 2758 [0028]

Claims (10)

Imprägniertes Gasfiltermaterial, umfassend ein nassgelegtes Vlies und ein Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass das nassgelegte Vlies 30 Gew.%–45 Gew.% Synthesefasern mit einem Titer von 0,2–5,0 dtex und 55 Gew.%–70 Gew.% natürliche Fasern, anorganische Fasern oder Mischungen daraus umfasst. Impregnated gas filter material comprising a wet-laid nonwoven and a binder, characterized in that the wet-laid nonwoven 30 wt.% - 45 wt.% Synthetic fibers with a titer of 0.2-5.0 dtex and 55 wt.% - 70 wt.% natural fibers, inorganic fibers or mixtures thereof. Imprägniertes Gasfiltermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die natürlichen Fasern aus Zellulosefasern, Baumwollfasern, Wollfasern, Hanffasern oder Mischungen daraus bestehen. Impregnated gas filter material, characterized in that the natural fibers consist of cellulose fibers, cotton fibers, wool fibers, hemp fibers or mixtures thereof. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellulosefaser eine Laubholzzellulose ist. Impregnated gas filter material according to claim 2, characterized in that the cellulose fiber is a hardwood cellulose. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Synthesefasern aus der Gruppe der Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder Polyacrylnitrilfasern ausgewählt sind.Impregnated gas filter material according to one of the preceding claims, characterized in that the synthetic fibers are selected from the group of polyester fibers, polyamide fibers and / or polyacrylonitrile fibers. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterfasern Polyethylenterephthalatfasern sind. Impregnated gas filter material according to claim 4, characterized in that the polyester fibers are polyethylene terephthalate fibers. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel das nassgelegte Vlies vollständig durchdringt. Impregnated gas filter material according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder completely penetrates the wet laid web. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel auf nur einer Seite des nassgelegten Vlieses aufgebracht ist und dieses mindestens zu 50 % und höchstens zu 75 % seiner Dicke durchdringt.Impregnated gas filter material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the binder is applied to only one side of the wet-laid nonwoven and penetrates this at least 50% and at most 75% of its thickness. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel enthält.Impregnated gas filter material according to one of the preceding claims, characterized in that the binder contains a boron- and halogen-free flame retardant. Imprägniertes Gasfiltermaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die nicht imprägnierte Seite des nassgelegten Vlieses ein bor- und halogenfreies Flammschutzmittel aufgebracht ist.Impregnated gas filter material according to claim 7, characterized in that on the non-impregnated side of the wet-laid nonwoven a boron and halogen-free flame retardant is applied. Filterelement, hergestellt aus einem imprägnierten Gasfiltermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Filter element made of an impregnated gas filter material according to any one of the preceding claims.
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