DE10358386A1

DE10358386A1 - Filtermaterial

Info

Publication number: DE10358386A1
Application number: DE2003158386
Authority: DE
Inventors: Stefan KÄMPER; Gerhard Dr. Heuberger; Daniel Hoppmann; Achim Sachs
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Es wird ein Filtermaterial, inbesondere für einen Filter für flüssige oder gasförmige Medien, mit einer mit Adsorptionspartikeln versehenen Adsorptionsschicht vorgestellt, wobei die Adsorptionsschicht mit einer Deckschicht versehen ist. Die Deckschicht besteht dabei aus einem Sprühkleberfadennetz.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Filtermaterial. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Filter für flüssige und/oder gasförmige Medien. Ganz speziell betrifft die Erfindung eine Abdeckschicht für ein solches Filter.

Der Einsatz von Adsorbentien empfiehlt sich, wenn aus einem Gemisch gezielt Substanzen entfernt werden sollen. Unter den Adsorbentien nimmt die Aktivkohle (A-Kohle) eine besondere Stellung ein, die der hohen Adsorptionskapazität infolge einer sehr hohen inneren Oberfläche und dem verhältnismässig unspezifischen Adsorptionsvermögen, d.h., einer physikalischen Adsorption, zuzuschreiben ist. Darüber hinaus kann durch entsprechende Wahl des Ausgangsmaterials und die Art der Aktivierung die A-Kohle dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden.

Eine wichtige Anwendung von A-Kohle stellen flexible Flächenfilter dar, die in der Industrie, bspw. für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, im Haushalt, aber auch bei Schutzbekleidung verwendet werden. Sie bestehen üblicherweise aus einem Träger, der häufig ein offenporiger Schaum ist, auf den durch Tauchen und Abquetschen ein Gemisch von Bindemittel und Adsorbens aufgetragen ist.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe verschiedener Adsorptionsfilter und Verfahren zu deren Herstellung bekannt.

Diese bekannten Adsorptionsfilter lassen sich grundsätzlich in solche unterteilen, bei denen Adsorberpartikel innerhalb einer Vlies- oder Faser- bzw. Schaumschicht angeordnet sind, und in solche, bei denen Adsorberpartikel auf einer Schicht eines Partikelfilters oder zwischen zwei derartigen Schichten angeordnet sind.

So ist bspw. aus der DE-AS 25 02 096 ein Adsorptionsfilter bekannt, bei dessen Herstellung Adsorberpartikel während des Legens des Vlieses in dieses eingebracht werden und ausschliesslich mechanisch, d.h. ohne Bindemittel oder Kleber zwischen den Kreuzungspunkten der zur Vliesherstellung verwendeten Fasern gehalten werden. Auf diese Weise hergestellte Adsorptionsfilter weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So muss das Vlies bspw. eine gewisse Mindestdichte aufweisen, damit ein Herausfallen der Adsorberpartikel bei mechanischer Belastung, z.B. durch Vibration, weitgehend vermieden werden kann, was jedoch nicht immer möglich ist.

Die DE-AS 12 54 127 offenbart eine Filterschicht, bei der Adsorberpartikel mit einem geeigneten Bindemittel, das gegebenenfalls härtbar ist, im Vlies fixiert werden. Hierzu wird eine entsprechende Vliesbahn mit einem Bindemittel besprüht und nachfolgend werden die Adsorberpartikel auf das Vlies aufgebracht und durch das Einwirken eines Vibrationssiebes in der Vliesschicht verteilt.

Ein ähnliches Filter offenbart die US-A-5,124,177. Hier wird eine Vliesbahn zunächst ebenfalls mit einem Bindemittel besprüht und nachfolgend Adsorberpartikel auf das Vlies aufgebracht und in dieses mechanisch eingearbeitet.

Aus der GB 2 194 155 A ist ein aktive Partikel enthaltendes Vliesmaterial bekannt, das durch Einbringen von aktiven Partikeln, wie bspw. Aktivkohle, kurz nach der Extrusion der Polymerfasern gebildet ist. Die aktiven Partikel werden dabei an die Polymerfasern gebunden, während diese noch klebrig sind. Zur Verbesserung des Bindungsverhaltens ist weiterhin vorgesehen, dem faserbildenden Polymer ein Haftpolymer von 5 bis 30 Gew.-% zuzusetzen. Ein Ausstauben des partikulären Materials kann nur dann vollständig verhindert werden, wenn dieses zu maximal 35 Gew.-% in dem Endprodukt enthalten ist. Hierdurch wird jedoch die Adsorptionskapazität des Filtermaterilas stark eingeschränkt.

Zur Vermeidung des Ausrieselns von Adsorberpartikeln werden diese Materialien oftmals eingestrumpft, z.B. in ein PA/PBS-Gewirke, so dass bspw. lose Kohlepartikel in dieser Einstrumpfung aufgefangen werden und somit nicht nach aussen gelangen. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch aufwendig und verursacht unnötige Kosten.

In der DE 198 45 526 C2 wird ein Filtermaterial beschrieben, das aus einer Trägerschicht und einer Adsorptionsschicht besteht, wobei die Adsorptionsschicht von mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden gebildet ist. Der Schmelzkleberanteil der Adsorptionsschicht liegt dabei zwischen 2 und 10 Gew.-%. Auch hierbei muss zur Vermeidung der Ausrieselung von Adsorberpartikeln bei einer besonderen mechanischen Beanspruchung eine Deckschicht auf der von der Trägerschicht abgewandten Seite aufgebracht werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstig herstellbares Filtermaterial zu schaffen, das die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das Filtermaterial nach Anspruch 1 und das Herstellverfahren nach Anspruch 8 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemässe Filtermaterial zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Deckschicht zur Vermeidung des Ausrieselns von Adsorberpartikeln aufweist, die durch ein Sprühkleberfadennetz gebildet wird. Diese Sprühkleberabdeckung kann bspw. unmittelbar im Anschluss an die Imprägnierung der verwendeten Schaumstoffmatten mit Adsorberpartikeln, bspw. Aktivkohle (Aktivkohlematten), erfolgen. Dabei wird der Kleber, insbesondere PUR-Kleber oder Hotmeltkleber, als offenes Netz über Spinnsprühdüsen aufgetragen. Das aus einzelnen Klebefäden bestehende Netz bildet somit die Aussenschicht des Filtermaterials. Das Auftragen einer zusätzlichen Deckschicht, bspw. aus Vlies, Gelege, Gewirk, Gestrick oder dgl., ist daher nicht mehr notwendig, wodurch eine weitere Kosteneinsparung erreicht werden kann.

Es hat sich gezeigt, dass der Druckverlust der Aktivkohlematten äußerst gering ist, d.h., wesentlich geringer als bei einer Matte mit einer zusätzlichen Deckschicht. Die Auswrkung auf die Kapazität ist dabei vernachlässigbar.

Es können dabei Filter verarbeitet werden, die eine Dicke bis zu 40 mm aufweisen.

Claims

Filtermaterial, insbesondere für einen Flachfilter, für flüssige oder gasförmige Medien mit einer mit Adsorptionspartikeln versehenen Adsorptionsschicht, wobei die Adsorptionsschicht mit einer Deckschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus einem Sprühkleberfadennetz besteht.
Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorptionspartikel Aktivkohlepartikel sind.
Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorptionspartikel aus einem Ionenaustauscher oder einem anderen Polymeradsorber bestehen.
Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühkleberfadennetz über Spinnsprühdüsen aufbringbar ist.
Filtermaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefäden ein zweidimensionales Netz bilden, das so ausgebildet ist, dass keine Partikel aus dem Medium herausrieselt.
Filtermaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorptionsschicht aus einem offenporigen Schaum als Träger, belegt mit Aktivkohle oder anderen Adsorberpartikeln besteht.
Filtermaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sprühkleber um einen PUR-Kleber oder einen Hotmeltkleber handelt.
Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Benetzen eines offenporigen Schaums mit einem Sprühkleber, wobei ein Sprühkleberfadennetz gebildet wird; – Belegung des Schaums mit Adsorberpartikeln, wobei eine Adsorptionsschicht gebildet wird; – Trocknen des Sprühklebers; und – Aufbringen des Sprühkleberfasernetzes auf das Filtermaterial.
Filter mit Adsorptionseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Deckschicht aus einem Sprühkleberfadennetz aufweist.
Verwendung eines Filtermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Filterelement in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs.