過濾材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種過濾材料，特別用于空氣過濾器，其中所述過濾材料(1)在流動方向(5)上具有減小的孔徑，且其中過濾材料(1)在流入側(cè)具有基底層(2)，在流出側(cè)具有細纖維層(4)，特別是熔噴層。本發(fā)明的本質(zhì)是在基底層(2)和細纖維層(4)之間布置連接區(qū)域(3)，過濾材料(1)厚度d>0.35mm的，至少在基底層(2)的流入側(cè)設置浸滲體(6)。通過以上所述，結(jié)合各個層(2,4)的優(yōu)點的特別高性能的過濾材料(1)產(chǎn)生。
【專利說明】過濾材料
【技術領域】
[0001]根據(jù)權利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種過濾材料，特別用于空氣過濾器。
【背景技術】
[0002]W02011/110637A2公開了一種用于流體過濾，特別用于液體燃料、水、機油或空氣的過濾的過濾元件的普通過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)包括合成的單種纖維的至少一個無紡過濾層。上述過濾介質(zhì)在待被濾出的顆粒的流動方向具有提高的分離程度。過濾層還具有在流動方向提高的壓縮特征。
[0003]DE29907699U1公開了一種過濾材料，包括至少一個基底材料層和至少一個纖維起絨層。該至少一個纖維起絨層包括具有平均直徑為10至1000納米和另一納米纖維特定參數(shù)的納米纖維起絨層。在此情況下該基底材料層由濾紙構成。
[0004]而DE19731860C1公開了一種由多層構成的過濾材料，其具有與紙基底層一起層壓的纖維層。
[0005]本發(fā)明解決了為普通類型的過濾材料提供改善的或至少可替代的實施方式的問題，其特征在于高吸灰容量和高分離程度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該問題通過獨立權利要求的主題解決。有利的實施方式是從屬權利要求的主題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明基于以下總體理念:在過濾材料的流動方向提供遞減的孔徑，這通過過濾材料流入側(cè)的基底層和流出側(cè)的細纖維層經(jīng)由位于其中的連接區(qū)域彼此連接來實現(xiàn)。此夕卜，至少對在基底層的流入側(cè)設置浸滲體(impregnation)。布置在流入側(cè)上的基底層例如可形成為開放的纖維層。此時，基底層相對于整個過濾材料設置得較厚?；讓拥暮穸劝俜直却笥谡麄€復合材料厚度的75%，優(yōu)選大于80%?；讓拥暮穸燃s為0.3mm至1.0mm,優(yōu)選為約0.60mm至0.65mm。基底層的厚度在0.5kPa測量壓力下測定。在此僅考慮了基底層沒有被進一步被處理的情況。基底層的厚度可用各種處理步驟減小，例如通過纏繞、折疊或校準。此外，基底層包括許多開放的孔。因此，基底層通過這些開放的孔的和厚的基底層厚度具有高吸灰容量。在基底層的流出側(cè)，設置細纖維層。對于比如可形成為所謂熔噴層的細纖維層，具有高分離程度，但只具有低吸灰容量。此時，細纖維層具有總復合材料厚度的25%，特別是20%的較小的最大厚度百分比。借助于有利的構造，細纖維層的厚度可為約0.15mm至0.23mm，優(yōu)選約0.19mm。類似地，細纖維層的厚度在0.5kPa測定壓力下測定。在此僅考慮了未被進一步被處理過的細纖維層。細纖維層的厚度可在各種處理步驟過程中減小，例如通過纏繞、折疊或校準。特別可能的是細纖維層在以下處理步驟或操作程序過程中在一定條件下大于50%的大量壓縮。這種壓縮特別在熱的作用下可為可逆的或不可逆的。借助于通過連接區(qū)域彼此連接，特別是粘合在一起、焊接在一起或卷壓在其上的兩個層，即一方面的基底層和另一方面的細纖維層，這兩個層的相應的優(yōu)點，即基底層的高吸灰容量可與細纖維層的同樣高的分離程度結(jié)合，且由此可產(chǎn)生在整個深度均勻負載的過濾材料。過濾材料的均勻負載將特別防止一個過濾層的污垢吸收容量在另一個過濾層之前耗盡。通常，必須要注意的是在本段落中第一次提及和在下文中再次提及的吸灰容量通常代表對被濾出的顆粒的吸收容量。具有同樣極高過濾容量的均勻負載也通過在流動方向變小的孔徑來保證。至少0.35mm，優(yōu)選0.5?1.0mm的預定厚度還確保了根據(jù)本發(fā)明的過濾材料的長期中的高過濾性能。這種過濾材料例如用于具體表現(xiàn)為環(huán)狀關閉或打開的疊過濾元件，和用于具有交替閉合的通道的在卷曲過濾元件，所述過濾材料特別是用于清潔內(nèi)燃機的進氣。基底層額外具有低可燃性，包括本發(fā)明所述的浸滲體。用于所述基底層的纖維素材料優(yōu)選由質(zhì)量含量至多為22%的樹脂組成，這有利于強度、剛度、尺寸穩(wěn)定性，特別是軋花的間隔物/突起，并有利于外部影響因素(濕氣，潮濕，諸如油、燃料的化學品)的保護。通過本發(fā)明設置在基底層流入側(cè)的一側(cè)浸滲體，可減少非常細的孔(流出側(cè)上)的阻塞以及通過樹脂的穹隅形成的細孔的閉合或減少，使得穿過清潔側(cè)即基底層的流出側(cè)上以及流入側(cè)即原始側(cè)上的樹脂的孔結(jié)構根本不會改變，僅在邊緣改變?；讓又械臉渲靠蓽p少特別位于纖維紙的流出側(cè)上非常細的孔的阻塞，基底層中的樹脂含量與常規(guī)的樹脂含量(質(zhì)量含量25?27% )相比降低。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述浸滲體實質(zhì)有利于流動方向上孔的有利遞減分布，同時避免突然的孔徑變化。此外，可提高分離性能以及污垢存儲容量(特別用于負載由于其細度特別深地進入過濾材料的灰粒)。
[0009]上述浸滲體可配備為固化浸滲體或非固化浸滲體，固化浸滲體在熱的作用下交聯(lián)。此外，它可包括酚醛樹脂、丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明方案的另一有利發(fā)展中，基底層的孔具有65?85 μ m的孔徑，特別是約74 μ m的孔徑。優(yōu)選地，在此情況下，40?80 %的孔在約65?85 μ m孔徑的范圍內(nèi)，因此可實現(xiàn)具有高透氣率和高吸灰容量的相對開放孔的基底層。作為用于基底層的材料，例如聚合物絨頭織物，或含有或不含有人造纖維組分的纖維素是可能的。通過加入聚合物人造纖維，纖維素層例如可構造為可焊接的。因為可選擇更大的孔隙率，在纖維素中加入玻璃纖維產(chǎn)生較高的過濾介質(zhì)容量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的浸滲體不僅能改善防爆保護，還能正面影響材料穩(wěn)定性。因此，例如用于折疊空間的凹槽或突起的軋花結(jié)構提供了較大的尺寸穩(wěn)定性。原則上，可使用在熱的作用下交聯(lián)的固化浸滲體和即使沒有熱的作用也交聯(lián)的非固化浸滲體(Ne)。適宜的浸滲體例如為酚醛樹脂、丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂。
[0012]與基底層相比，細纖維層的孔可具有30?40 μ m的孔徑，其中相似地，約40?80%的孔在此范圍內(nèi)。通過相對非常小的孔徑，細纖維層具有低吸灰容量，但具有相對高的分離程度。用于細纖維層的纖維例如可由聚酰胺(PA)，聚乙烯(PE)、聚酯，或聚丙烯(PP)形成，其中顯然地，經(jīng)涂覆的或完全不同地形成的纖維是容易想到的。細纖維層中的纖維直徑約為1.5?5口111，特別為L 9?3.4 μ m，其中平均直徑約為2.9 μ m。在此情況下，細纖維層的單位面積重量基本低于基底層的單位面積重量，其中例如基底層可具有約138g/m2的單位面積重量，而細纖維層的單位面積重量僅為約20g/m2。
[0013]在以下表I中，示出了當以17.7cm/s的負載速度和30mbar的壓差增加負載來自油燈的煙灰時，對復合過濾材料和各個層的吸灰容量(g/m2)和分離程度(％)。顯然的是在基底層中，5g/m2的吸灰容量顯著高于細纖維層的吸灰容量，例如熔噴層的吸灰容量，因為借助于熔噴層，吸灰容量僅為約0.6~0.7g/m2，即約十分之一。與基底層相比，細纖維層的分離程度更高一些，其中由基底層和細纖維層構成并且通過連接區(qū)域連接的被看作整個復合材料的過濾材料，與各個層相比具有顯著增大的吸灰容量和顯著增大的分離程度。
【權利要求】
1.一種過濾材料(I)，特別用于內(nèi)燃機的空氣過濾器，其中 所述過濾材料(I)在流動方向(5)上具有遞減的孔徑； 所述過濾材料(I)包括流入側(cè)的基底層(2)和流出側(cè)的細纖維層(4)，特別是熔噴層； 其特征在于， 在所述基底層⑵和所述細纖維層⑷之間布置有連接區(qū)域⑶； 所述過濾材料(I)的厚度d > 0.35mm ； 至少在所述基底層(2)的流入側(cè)的一側(cè)設置浸滲體(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的過濾材料,其特征在于， 所述基底層(2)包括纖維素，含有或不含有人造纖維組分。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的過濾材料，其特征在于， 所述基底層(2)的孔具有65?85 μ m,特別為約74 μ m的孔徑。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述細纖維層(4)的孔具有30?40 μ m的孔徑。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述細纖維層(4)包括聚酰胺(PA)，聚乙烯(PE)、聚酯，或聚丙烯(PP)的纖維。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述細纖維層(4)包括直徑為1.5?5 μ m，優(yōu)選1.9?3.4 μ m，特別為約2.9 μ m的纖維。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述基底層⑵和/或所述細纖維層⑷和/或所述連接區(qū)域⑶在流動方向(5)上具有遞減的孔徑。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述連接區(qū)域⑶的孔具有30?35 μ m的孔徑；和/或 所述連接區(qū)域(3)形成為粘結(jié)層。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述基底層(2)的透氣率總計為約8401/m2s ;和/或 所述細纖維層(4)的透氣率總計為約6451/m2s ;和/或 所述過濾材料(I)的透氣率總計為約3551/m2s。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述浸滲體(6)形成為在熱的作用下交聯(lián)的固化浸滲體；或 所述浸滲體(6)形成為非固化浸滲體。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的過濾材料，其特征在于， 所述浸滲體(6)包括酚醛樹脂、丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂。
12.一種過濾元件，包括根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的過濾材料(I)，其特征在于， 所述過濾元件形成為具有交替閉合通道的卷曲過濾器；或 所述過濾元件構造為褶狀的、環(huán)形閉合或打開的過濾元件。
【文檔編號】B01D39/18GK103917283SQ201280054359
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權日:2011年11月10日
【發(fā)明者】勞夫·迪森, 貝恩德·諾伊鮑爾, 比吉特·倫茨, 馬庫斯·施特普 申請人:馬勒國際有限公司