DE102007018938A1 - Air filter has a pleated/corrugate filter body, with a stiffener at the inflow and/or outflow side of an irradiation cross-linked polymer with a bulking material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Einsatz in eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Luft mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mit mindestens einem Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Wellen oder Falten angeordnet ist, wobei das Versteifungselement ein strahlenvernetztes Polymer und mindestens einen Füllstoff umfasst.The The invention relates to a filter element for use in a filter device for cleaning air with a folded or corrugated filter body and with at least one stiffening element on the inflow and / or downstream side of the filter body, the transversely is arranged to the longitudinal direction of the waves or folds, wherein the stiffening element is a radiation cross-linked polymer and comprises at least one filler.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung desselben Filterelementes sowie die Verwendung dieses Filterelementes als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter.The The invention further relates to a method for producing the same Filter element and the use of this filter element as Cabin air filter, circulating air filter, clean room filter, exhaust air filter, domestic filter and / or vacuum cleaner filters.
Derartige
Filterelemente sind in den verschiedensten Ausführungsformen
bekannt. Zur Verhinderung einer Verformung von Luftfiltern bei Durchströmung
bzw. um die Verwendung von nicht-biegesteifen Filtermaterialien
zu ermöglichen, werden im Stand der Technik sogenannte
Kleberraupen beschrieben. Die Kleberraupen halten das Filterelement
auch bei hohen Volumenströmen in seiner Form und verhindern
eine Schädigung des Filters durch Verformung. Im Stand
der Technik werden Heißkleber zur Herstellung der Versteifungselemente beschrieben
(
Ferner
wird auch die Verwendung von wärmehärtbaren Polymeren
beschrieben. Derartige Polymere sind allerdings nicht geeignet,
um Versteifungselemente bei Filtermaterialien zu bilden, welche nicht
wärmebeständig sind (
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es daher, Filterelemente mit gefalteten oder gewellten Filterkörper bereitzustellen, welche auch bei höheren Temperaturen dauerhaft stabil sind.task The present invention is therefore, with folded elements or to provide corrugated filter body, which also are permanently stable at higher temperatures.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Filterelementen bereitzustellen.A Another object of the present invention is to provide a simplified To provide methods of making filter elements.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement zum Einsatz in eine Filtereinrichtung zur Reinigung von Luft mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mindestens einem Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Wellen oder Falten angeordnet ist, wobei das Versteifungselement ein strahlenvernetztes Polymer und mindestens einen Füllstoff umfasst.These Task is solved by a filter element for use in a filter device for cleaning air with a folded or corrugated filter body and at least one stiffening element on the inflow and / or outflow side of the filter body, arranged transversely to the longitudinal direction of the waves or folds wherein the stiffening element is a radiation crosslinked polymer and at least one filler.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterelements sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 angegeben.Further Embodiments of the invention Filter element are specified in the subclaims 2 to 13.
Die Erfindung betrifft ferner auch ein Filterelementzwischenprodukt für die Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper und mit mindestens einem, vorzugsweise langgestreckten, Versteifungselement auf der Anström- und/oder Abströmseite des Filterkörpers, das quer zur Längsrichtung der Falten oder Wellen angeordnet ist, wobei das Versteifungselement eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe und mindestens einen Füllstoff umfasst.The The invention also relates to a filter element intermediate for the preparation of the invention Filter element with a folded or corrugated filter body and with at least one, preferably elongated, stiffening element on the inflow and / or outflow side of the filter body, arranged transversely to the longitudinal direction of the folds or waves wherein the stiffening element is a radiation crosslinkable polymer precursor and comprises at least one filler.
Durch Bestrahlung wird die strahlenvernetzbare Polymervorstufe in ein strahlen vernetztes Polymer überführt, wobei aus dem erfindungsgemäßen Filterelementzwischenprodukt das erfindungsgemäße Filterelement entsteht.By Irradiation is the radiation crosslinkable polymer precursor in a radiate cross-linked polymer, taking off the filter element intermediate according to the invention the filter element according to the invention is formed.
Unter dem Begriff "quer zur Längsrichtung der Falten oder Wellen" im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, daß die Versteifungselemente schräg, diagonal, im wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Längsrichtung der Falten oder Wellen angeordnet sind.Under the term "transverse to the longitudinal direction of the folds or waves" in the context of the invention is to be understood that the stiffening elements oblique, diagonal, substantially vertical or vertical arranged to the longitudinal direction of the folds or waves are.
Unter dem Begriff "gefalteter Filterkörper" sind vorzugsweise plissierte oder zickzackförmig gefaltete Filterkörper zu verstehen.Under The term "folded filter body" are preferably Pleated or zigzag folded filter body to understand.
Bei einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Filterelement lang gestreckte Versteifungselemente auf, die sich sich von einem Ende zum anderen Ende des Filterkörpers erstrecken. Vorzugsweise verlaufen die Versteifungselemente in einer geraden Linie.at an embodiment, the inventive Filter element elongated stiffening elements on which from one end to the other end of the filter body extend. Preferably, the stiffening elements extend in one straight line.
Bei einer Ausführungsform sind die Versteifungselemente im wesentlichen porenfrei ausgebildet.at In one embodiment, the stiffening elements are in formed essentially free of pores.
Bei einer Ausführungsform ist das Versteifungselement selbstklebend und ist vorzugsweise ohne einen zusätzlichen Klebstoff auf dem Filterkörper fixiert.at In one embodiment, the stiffening element is self-adhesive and is preferably without an additional adhesive fixed on the filter body.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Filterelement umfassend mindestens ein Versteifungselement auf der Anström- und auf der Abströmseite des Filterkörpers.at an embodiment comprises the filter element comprising at least one stiffening element on the Anström- and on the downstream side of the filter body.
Bei
einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße
Filterelement mindestens 2 Versteifungselemente auf. Vorzugsweise
weist das erfindungsgemäße Filterelement
Bei einer Ausführungsform weist der Filterkörper zusätzlich einen Seitenstreifen auf, der in der seitlichen Öffnungsebene der Falten oder Wellen des Filterkörpers angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterkörper zusätzlich zwei Seitenstreifen auf, die beiderseits an der Seite der Öffnungsebenen der Falten oder Wellen des Filterkörpers angeordnet sind.at In one embodiment, the filter body additionally a side strip in the side opening plane the folds or waves of the filter body is arranged. In a preferred embodiment, the filter body additionally two side stripes on, on both sides the side of the opening planes of the folds or ripples of the Filter body are arranged.
Unter Seitenstreifen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind strang- und/oder streifenförmige Elemente zu verstehen, die weiter zur Stabilisierung des Filterkörpers beitragen. Vorzugsweise bestehen die Verstärkungselemente aus dem gleichen Material wie die Versteifungselemente.Under Side strips in the sense of the present invention are extruded and / or strip-shaped elements that continue to understand contribute to the stabilization of the filter body. Preferably The reinforcing elements are made of the same material as the stiffening elements.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes besteht der Filterkörper aus einem biegsamen Material.at an embodiment of the invention Filter element consists of the filter body of a flexible Material.
Die Versteifungselemente dienen als Abstandshalter der Falten oder Wellen zu einander und stabilisieren die Anordnung des Filterkörpers in dem Filterelement, insbesondere bei der Durchströmung mit einem flüssigen oder gasförmigen Fluid.The Reinforcement elements serve as spacers of the folds or waves to each other and stabilize the arrangement of the filter body in the filter element, in particular in the flow with a liquid or gaseous fluid.
Die Versteifungselemente liegen vorzugsweise in langgestreckter Form vor und können in Strang- und/oder Streifenform aufgetragen werden und/oder angeordnet sein. Vorzugsweise weisen die Versteifungselemente eine Dicke in einem Bereich von 0,1 cm bis 0,8 cm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 0,5 cm, auf.The Stiffening elements are preferably in elongated form before and can be applied in strand and / or strip form be and / or arranged. Preferably, the stiffening elements a thickness in a range of 0.1 cm to 0.8 cm, more preferably in a range of 0.3 to 0.5 cm, on.
Die strahlenvernetzbare Polymervorstufe, welche zu dem strahlenvernetzten Polymer gehärtet wird, umfasst einen Füllstoff in einer Menge, so dass vor der Strahlenvernetzung die strahlenvernetzbare Polymervorstufe und der Füllstoff eine viskose Formmasse bilden, welche auf den Filterkörper aufgebracht werden kann und im wesentlichen kein Fließverhalten aufweist.The radiation-crosslinkable polymer precursor which is to the radiation crosslinked Polymer is cured, includes a filler in an amount such that, prior to beam crosslinking, the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler form a viscous molding compound which can be applied to the filter body and essentially has no flow behavior.
Vorzugsweise verbleibt die strahlenvernetzbare Polymervorstufe zu mindestens 95 Volumen-%, vorzugsweise zu 100 Volumen-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe, in dem Bereich, in welchem die strahlenvernetzbare Polymervorstufe ursprünglich aufgebracht wurde. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements weist die Masse aus der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe und dem Füllstoff thixotrope Eigenschaften auf.Preferably the radiation-crosslinkable polymer precursor remains at least 95% by volume, preferably 100% by volume, based on the total volume the radiation-crosslinkable polymer precursor, in the region in which the radiation-crosslinkable polymer precursor was originally applied. In one embodiment of the invention Filter element has the mass of the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler thixotropic properties.
Bei einer Ausführungsform liegt das strahlengehärtete Polymer in Form eines Netzwerks vor.at One embodiment is the radiation-cured Polymer in the form of a network.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente 12,5 bis 27 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des strahlenvernetzten Polymers und des Füllstoffs.at In one embodiment, the stiffening elements comprise 12.5 to 27 wt .-% filler, based on the total weight the radiation-crosslinked polymer and the filler.
Als Füllstoff wird vorzugsweise ein anorganischer, vorzugsweise mineralischer Füllstoff, verwendet. Der Füllstoff liegt dabei in partikulärer Form vor. Die Partikelgröße liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 10 nm bis 500 μm, weiter bevorzugt in einem Bereich 20 nm bis 50 μm, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 1 μm bis 50 μm, vor.When Filler is preferably an inorganic, preferably mineral filler, used. The filler is present in particulate form. The particle size is preferably in a range of 10 nm to 500 μm, more preferably in a range of 20 nm to 50 μm, most preferably in a range from 1 μm to 50 μm, in front.
Bei einer Ausführungsform ist der Füllstoff aus der Gruppe, bestehend aus SiO2, Talk, Glas, Wollastonit, Al2O3, Kaolin, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Aluminiumsilikat, Aluminiumnitrit, Aluminiumhydroxid und Mischungen davon ausgewählt.In one embodiment, the filler is selected from the group consisting of SiO 2 , talc, glass, wollastonite, Al 2 O 3 , kaolin, calcium sulfate, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum silicate, aluminum nitrite, aluminum hydroxide, and mixtures thereof.
Bei einer Ausführungsform ist das strahlenvernetzte Polymer aus der Gruppe, bestehend aus Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyolefine, Polyvinylether, Polyvinylamide, ungesättigte Polyester und Mischungen davon, ausgewählt.at One embodiment is the radiation crosslinked polymer from the group consisting of polyacrylates, poly (meth) acrylates, Polyolefins, polyvinyl ethers, polyvinylamides, unsaturated Polyester and mixtures thereof, selected.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das strahlenvernetzte Polymer Polypropylen oder Polypropyleneinheiten.at a preferred embodiment comprises the radiation crosslinked Polymer polypropylene or polypropylene units.
Ferner sind Polymere auf der Basis von (Meth)acrylaten, wie Polyester(Methacrylate), Polyether(Methacrylate), Urethan(Methacrylate), Epoxy(Methacrylate), Silikon(Methacrylate), insbesondere deren Blockpolymere, Propfpolymere und/oder Copolymere, bevorzugt.Further are polymers based on (meth) acrylates, such as polyesters (methacrylates), Polyethers (methacrylates), urethane (methacrylates), epoxy (methacrylates), Silicone (methacrylates), in particular their block polymers, graft polymers and / or copolymers, preferred.
Das strahlenvernetzte Polymer kann ferner Pigmente, Farbstoffe, Stabilisatoren, usw. umfassen.The irradiated polymer may further include pigments, dyes, stabilizers, etc. include.
Die Anordnungen und chemischen Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Filterelements werden auch für das Filterelementzwischenprodukt eingesetzt mit dem Unterschied, dass an Stelle des strahlenvernetzten Polymers eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe eingesetzt wird.The Arrangements and chemical compositions of the invention Filter element are also used for the filter element intermediate used with the difference that in place of the radiation crosslinked Polymers a radiation-crosslinkable polymer precursor is used.
Bei einer Ausführungsform ist die strahlenvernetzbare Polymervorstufe aus Monomeren, Oligomeren und/oder vernetzbaren Polymeren der Gruppe, bestehend aus Acrylaten, (Meth)acrylaten, Olefinen, Vinylethern, Vinylamiden, ungesättigte Ester und Mischungen davon, ausgewählt.at One embodiment is the radiation-crosslinkable polymer precursor from monomers, oligomers and / or crosslinkable polymers of the group, consisting of acrylates, (meth) acrylates, olefins, vinyl ethers, Vinyl amides, unsaturated esters and mixtures thereof.
Die strahlenvernetzbaren Verbindungen können weitere reaktive Gruppen, z. B. Melamin, Isocyanat, Anhydrid, Alkohol, Carbonsäuregruppen für eine zusätzliche thermische Stabilisierung, z. B. durch die chemische Reaktion von Alkohol-, Carbonsäure-, Amin-, Anhydrid-, Isocyanat- und/oder Melamingruppen enthalten.The Radiation-crosslinkable compounds can be more reactive Groups, e.g. As melamine, isocyanate, anhydride, alcohol, carboxylic acid groups for additional thermal stabilization, z. B. by the chemical reaction of alcohol, carboxylic acid, amine, Anhydride, isocyanate and / or melamine groups.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente vor der Strahlenvernetzung 3 bis 5 Gew.-% Photoinitiatoren, bezogen auf das Gesamtgewicht des strahlenvernetzten Polymers und des Füllstoffs.at In one embodiment, the stiffening elements comprise before the radiation crosslinking 3 to 5 wt .-% of photoinitiators, based on the total weight of the radiation-crosslinked polymer and the filler.
Als Photoinitiatoren kommen in Betracht z. B. Benzophenon, Alkylbenzophenon, halogenmethylierte Benzophenone, Michlerketone, Anthron, und halogenierte Benzophenone. Ferner eignen sich Benzoin und seine Derivate. Ebenfalls wirksame Photoinitiatoren sind Anthrachinon und zahlreiche seiner Derivate, bspw. β-Methylanthrachinon, tert.-Butylanthrachinon und Anthrachinoncarbonsäureester und besonders wirksame Photoinitiatoren mit einer Acylphosphinoxidgruppe, wie Acylphosphinoxid oder Bis-Acylphosphinoxid, z. B. 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid.When Photoinitiators are suitable for. Benzophenone, alkylbenzophenone, halomethylated benzophenones, Michler ketones, anthrone, and halogenated Benzophenones. Also suitable are benzoin and its derivatives. Also effective photoinitiators are anthraquinone and many of its Derivatives, for example β-methylanthraquinone, tert-butylanthraquinone and Anthrachinoncarbonsäureester and particularly effective Photoinitiators having an acylphosphine oxide group, such as acylphosphine oxide or bis-acylphosphine oxide, e.g. B. 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Versteifungselemente zusätzlich zu der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe und dem Füllstoff noch ein Trägermaterial, welches die zu härtenden Versteifungselemente stabilisiert und nach deren Strahlenvernetzung entfernt wird.at In one embodiment, the stiffening elements comprise in addition to the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler nor a carrier material, which stabilized to be hardened stiffening elements and is removed after their radiation crosslinking.
Bei einer Ausführungsform besteht der Filterkörper aus einem thermoplastischen Polymer. Die Kombination eines thermoplastischen Filterkörpers mit strahlenvernetzten Versteifungselementen ermöglicht die Herstellung und Verwendung eines stabilen Filterelementes bei niedrigeren Temperaturen, die zu keiner Verformung des Filterkörpers führen.at In one embodiment, the filter body from a thermoplastic polymer. The combination of a thermoplastic Filter body with radiation-crosslinked stiffening elements allows the production and use of a stable Filter element at lower temperatures, which does not cause deformation lead the filter body.
Bei einer Ausführungsform weisen die strahlenvernetzten Versteifungselemente duroplastische Eigenschaften auf. Das Filterelement wird daher auch bei höheren Temperaturen in Form gehalten.at In one embodiment, the radiation-crosslinked stiffening elements thermosetting properties. The filter element will therefore also kept in shape at higher temperatures.
Die Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements mit einem gefalteten oder gewellten Filterkörper gelöst, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines gefalteten oder gewellten Filterkörpers,
- b) Aufbringen mindestens eines Versteifungselementes, in vorzugsweise langgestreckter Form, auf den Filterkörper auf der Anström- und/oder Abströmseite quer zur Längserstreckung der Wellen und Falten, wobei das Versteifungselement eine strahlenvernetzbare Polymervorstufe und mindestens einen Füllstoff umfasst, und
- c) das Versteifungselement durch Bestrahlung gehärtet wird.
- a) providing a folded or corrugated filter body,
- b) applying at least one stiffening element, in preferably elongated form, to the filter body on the inflow and / or outflow side transversely to the longitudinal extent of the waves and folds, wherein the stiffening element comprises a radiation-crosslinkable polymer precursor and at least one filler, and
- c) the stiffening element is cured by irradiation.
Die für das erfindungsgemäße Filterelement beschriebene Anordnungen und chemischen Zusammensetzungen können auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.The described for the filter element according to the invention Arrangements and chemical compositions can also used in the inventive method become.
Vorzugsweise weist die strahlenvernetzbare Polymerstufe mit dem Füllstoff thixotrope Eigenschaften auf. Durch die Zugabe des Füllstoffs wird die Viskosität der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe vorzugsweise so eingestellt, dass die strahlenvernetzbare Polymervorstufe auf den Filterkörper aufgebracht werden kann, ohne in die Falten und Wellen zu fliessen. Vorzugsweise verbleibt die aufgetragene Polymervorstufe zu 95%, vorzugsweise zu 100% an ihrem Auftragsort. Hierdurch wird beispielsweise die Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens ermöglicht.Preferably has the radiation-crosslinkable polymer stage with the filler thixotropic properties. By adding the filler is the viscosity of the radiation-crosslinkable polymer precursor preferably adjusted so that the radiation-crosslinkable polymer precursor can be applied to the filter body, without in the To flow wrinkles and waves. Preferably, the applied remains Polymer precursor to 95%, preferably 100% at their place of application. As a result, for example, the implementation of a continuous Procedure allows.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlenvernetzung unter Schutzgas durchgeführt. Als Schutzgas kommen bspw. Edelgase, wie Argon, Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe, CO2 und/oder Stickstoff in Betracht. Bei der Verwendung von Schutzgas kann für die Strahlenvernetzung eine Strahlung mit einer niedrigeren Energie verwendet werden.In one embodiment of the method according to the invention, the radiation crosslinking is carried out under protective gas. As protective gas, for example, noble gases, such as argon, hydrocarbons and halogenated hydrocarbons, CO 2 and / or nitrogen come into consideration. When using shielding gas, radiation with a lower energy can be used for the beam crosslinking.
Die Dauer, Intensität und Wellenlänge der Bestrahlung hängt von dem gewünschten Vernetzungsgrad sowie von der eingesetzten Polymervorstufe ab.The Duration, intensity and wavelength of irradiation depends on the desired degree of crosslinking as well from the polymer precursor used.
Zusätzlich kann die strahlenvernetzbare Polymervorstufe Photoinitiatoren enthalten.additionally For example, the radiation-crosslinkable polymer precursor may contain photoinitiators.
Soweit die strahlenvernetzbaren Polymervorstufen Photoinitiatoren enthalten, sollten diese Photoinitiatoren Absorptionswellenlängen im Bereich des emittierten Lichtes haben. Geeignete Photoinitiatoren sind insbesondere die oben genannte Photoinitiatoren mit Acylphosphinoxidgruppen.So far the radiation-crosslinkable polymer precursors contain photoinitiators, These photoinitiators should have absorption wavelengths in the range of the emitted light. Suitable photoinitiators are in particular the above-mentioned photoinitiators with acylphosphine oxide groups.
Die Versteifungselemente, umfassend die strahlenvernetzbare Polymervorstufe und den Füllstoff, können nach üblichen Verfahren auf den Filterkörper aufgebracht werden. Beispielsweise kann das Auftragen von oben erfolgen. Dabei werden die Versteifungselemente von oben auf den Filterkörper, der mit den Faltenkanten oder Biegungen nach oben weist, aufgebracht. Das Aufbringen der Versteifungselemente auf die Faltenkanten oder Biegungen des Filterkörpers kann auch dadurch erfolgen, dass die Versteifungselemente auf ein Trägerelement aufgebracht werden und anschließend von oben der Filterkörper mit den Faltenkanten oder Biegungen nach unten auf die Versteifungselemente aufgesetzt wird.The Stiffening elements comprising the radiation-crosslinkable polymer precursor and the filler, can according to usual Procedures are applied to the filter body. For example the application can be done from above. The stiffening elements become from the top of the filter body, with the fold edges or bends upwards, applied. The application of the Stiffening elements on the fold edges or bends of the filter body can also be done by the stiffening elements on a Carrier element are applied and then from above the filter body with the fold edges or bends is placed down on the stiffening elements.
Die Viskosität der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff ist vorzugsweise so gewählt, dass der Klebstoff nicht in die Falten und/oder Wellentäler hineinfließt, sondern lediglich die nach oben weisenden Kanten und/oder Biegungen des Filterkörpers verbindet. Das Auftragen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff kann strang-, und/oder streifenförmig erfolgen. Bspw. kann eine Düse zum Auftragen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe mit dem Füllstoff verwendet werden.The Viscosity of the radiation-crosslinkable polymer precursor with The filler is preferably chosen so that the glue does not enter the folds and / or troughs flows in, but only the upward facing Edges and / or bends of the filter body connects. The application of the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler can be extruded, and / or strip-shaped. For example. can a nozzle for applying the radiation-crosslinkable polymer precursor be used with the filler.
Die Strahlenvernetzung kann mit Elektronenstrahlen, Röntgen- oder Gammastrahlen, und/oder UV-Strahlung erfolgen.The Radiation crosslinking can be performed with electron beams, X-ray or gamma rays, and / or UV radiation.
Bei einer Ausführungsform erfolgt die Strahlenvernetzung bei einer Wellenlänge kleiner als 400 nm. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge in einem Bereich von 30 bis 380 nm.at In one embodiment, the radiation crosslinking takes place a wavelength less than 400 nm. Preferably the wavelength in a range of 30 to 380 nm.
Als Strahlungsquelle können Leuchtmittel, die ein Linienspektrum oder ein Breitbandspektrum abstrahlen, verwendet werden. Bspw. können als Strahlungsquelle Glühlampen, Halogenlampen, Xenonlampen, Quecksilberdampflampen, gepulste Lampen verwendet werden.When Radiation source can be bulbs that have a line spectrum or a broadband spectrum. For example. can as a source of radiation incandescent lamps, halogen lamps, xenon lamps, Mercury vapor lamps, pulsed lamps are used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bestrahlung indirekt durch den Filterkörper. Vorzugsweise besteht der Filterkörper aus einem strahlungsdurchlässigen Material. Besonders bevorzugt besteht der Filterkörper aus Polypropylen oder umfasst Polypropylen.at In a preferred embodiment, the irradiation takes place indirectly through the filter body. Preferably, the Filter body made of a radiation-permeable Material. Particularly preferably, the filter body made of polypropylene or polypropylene.
Bei einer Ausführungsform besteht der Filterkörper aus einem thermoplastischen Material.at In one embodiment, the filter body made of a thermoplastic material.
Bei einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich vorzugsweise mit einem Transportband durchgeführt.at In one embodiment, the invention Process continuously preferably carried out with a conveyor belt.
Bei einer Ausführungsform wird die strahlenvernetzbare Polymervorstufe mit dem Füllstoff durch Aufdüsen auf den Filterkörper aufgetragen, wobei eine auf das Transferband gerichtete Düse zum Auftragen des Klebstoffs verwendet wird.at In one embodiment, the radiation-crosslinkable polymer precursor with the filler by spraying on the filter body applied, wherein a directed onto the transfer belt nozzle used to apply the adhesive.
Der Auftrag des Klebstoffes kann auch indirekt erfolgen. Hierzu wird der Klebstoff mittels einer Düse beispielsweise streifenförmig auf ein Transferband aufgetragen. Über Druck der Düse und Geschwindigkeit des Transferbandes kann die Menge des aufzutragenden Klebstoffs reguliert werden. Im Anschluß an das Klebstoffauftragen erfolgt das Eindrücken des Filterkörpers in die strahlenvernetzbare Polymervorstufe, die einen Füllstoff enthält. Für die Stabilisierung von Filtern ist ein regelmäßiger Abstand der Filterfalten oder Filterwellen vorteilhaft.Of the Application of the adhesive can also be done indirectly. For this purpose is the adhesive by means of a nozzle, for example, strip-shaped applied to a transfer tape. About pressure of the nozzle and speed of the transfer belt can be the amount of the applied Adhesive be regulated. Following the adhesive application the impressions of the filter body in the radiation-crosslinkable polymer precursor containing a filler contains. For the stabilization of filters is a regular distance of filter folds or Filter waves advantageous.
Die Kombination eines Transferbandes und die Vernetzung unter Schutzgas ermöglicht die Herstellung von Filterelementen in einem sehr wirtschaftlichen Prozeß.The Combination of a transfer belt and cross-linking under inert gas allows the production of filter elements in one very economical process.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Filterelement um einen Luftfilter.Preferably it is the filter element to an air filter.
Das Filterelement kann als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter verwendet werden.The Filter element can be used as cabin air filter, recirculation filter, clean room filter, Exhaust filter, housing filter and / or vacuum cleaner used become.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, jedoch in keiner Weise beschränken.The The following examples are intended to explain the invention, but in no way limit.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Einem handelsüblichen UV-härtbaren Lack auf Acrylatbasis (BASF 5191/1) wurde solange Kieselgel (Levasil 200, H. C. Starck ca. 40 nm mittlerer Teilchendurchmesser) zugegeben bis ein pastöses Gemisch mit thixotrophen Eigenschaften entstand. In diesem Beispiel betrug der Gewichtsanteil an Kieselgel 18 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des pastösen Gemisches. Dem pastösen Gemisch wurden 4 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des pastösen Gemisches eines Photoinitiator auf Acyloxidbasis zugesetzt, der ein Absorptionsmaximum im langwelligen UV-Bereich (ca. 380 nm) besitzt. Die pastöse Polymervorstufe wurde mit Hilfe einer Spritzenvorrichtung in Strangform auf ein Transferband aufgebracht. Dabei wurden Versteifungselemente mit ca. 4 mm Breite und ca. 6 mm Höhe geformt. In die Versteifungselemente wurde ein gefalteter Kabinenluftfilter aus Polypropylen eingelegt, so dass die Faltenspitzen senkrecht zu den Versteifungselementen angeordnet wurden. Die Vernetzung des Versteifungselementes erfolgte durch drei unterschiedliche Methoden:
- a) Das Filterelement wurde vom Transportband abgenommen und die Streifen der strahlenvernetzbaren Polymervorstufe wurden durch direkte, einminütige Bestrahlung mit einem langwellig emittierenden Strahler (Gallium dotiert) mit ca. 2000 Watt Leistung bei einer Wellenlänge von ca. 380 nm ausgehärtet.
- b) Das Filterelement wurde auf dem Transportband belassen und
die strahlenvernetzbare Polymervorstufe wurde von der Seite des
Filterkörper bestrahlt, der nicht mit der Polymervorstufe
belegt war (
3 ). Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Vernetzung bei Polypropylenfiltermaterialien auch durch die indirekte Bestrahlung durch den Filterkörper erfolgen kann, falls die UV-Transparenz dieses Merkmals hierfür ausreicht. Auf diese Weise können Filterelemente hergestellt werden, bei denen die Abnahme vom Transferband erst nach der Vernetzung der Streifen erfolgte. Dies ermöglicht eine extrem wirtschaftliche Herstellung der Filterelemente in einem kontinuierlichen Prozess. - c) Die Vernetzung wurde wie unter a) beschrieben durchgeführt mit dem Unterschied, dass das Filterelement mit 400 Watt 30 Sekunden in einer Wanne unter CO2-Atmosphäre bestrahlt wurde. Die Vernetzung war dabei vergleichbar zu der längeren hochenergetischen Bestrahlung an Luft in Schritt a). Die Variante c) zeigt deutlich, dass die Leistung des UV-Strahlers reduziert werden kann, falls die Vernetzung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.
- a) The filter element was removed from the conveyor belt and the strips of the radiation-crosslinkable polymer precursor were cured by direct, one-minute irradiation with a long-wavelength emitting radiator (gallium doped) with about 2000 watts of power at a wavelength of about 380 nm.
- b) The filter element was left on the conveyor belt and the radiation-crosslinkable polymer precursor was irradiated from the side of the filter body that was not occupied by the polymer precursor (
3 ). Surprisingly, it has been found that the crosslinking in polypropylene filter materials can also be effected by the indirect irradiation through the filter body, if the UV transparency of this feature is sufficient for this purpose. In this way, filter elements can be produced in which the decrease of the transfer belt only after the crosslinking of the Strei took place. This allows extremely economical production of the filter elements in a continuous process. - c) Crosslinking was carried out as described under a) with the difference that the filter element was irradiated with 400 W for 30 seconds in a trough under CO 2 atmosphere. The crosslinking was comparable to the longer high-energy irradiation in air in step a). Variant c) clearly shows that the power of the UV emitter can be reduced if the crosslinking is carried out under a protective gas atmosphere.
Beispiel 2Example 2
Um die Versteifungswirkung zu testen, wurden auf einen Filterkörper aus Polypropylen mit einer Grundfläche von 300 × 210 mm 2 Streifen aus einem handelsüblichen UV-vernetzbaren Lack (BASF 5191/1) mit 20 Gew.-% Bariumsulfat (bezogen auf die Gesamtmenge des UV-vernetzbaren Lacks) aufgebracht und mit einer Strahlung von 2000 Watt, bei einer Wellenlänge von ca. 380 nm, für 1 min gehärtet. Anschließend wurde das erfindungsgemäße Filterelement in einem Klimaschrank einer Kfz-Klimaanlage durchströmt. Die Durchströmung erfolgte bei 60°C. Im Vergleich hierzu wurden Filterelemente mit Versteifungselementen aus thermoplastischen Schmelzklebern auf Polyolefinbasis bei 60°C unter den gleichen Bedingungen getestet. Diese wurden zum Teil vom Lüfter der Klimaanlage aufgrund einer massiven Verformung zerstört. Im Unterschied hierzu wies das erfindungsgemäße Filterelement eine hervorragende Formstabilität auf. Das Beispiel zeigt deutlich die verbesserte Stabilität von Filterelementen, welche mit Versteifungselementen aus einem strahlenvernetzten Polymer mit einem Füllstoff hergestellt sind.Around The stiffening effect was tested on a filter body made of polypropylene with a surface area of 300 × 210 mm 2 strips of a commercially available UV-crosslinkable Lacquer (BASF 5191/1) with 20 wt .-% barium sulfate (based on the total amount of the UV-crosslinkable lacquer) and with a radiation of 2000 watts, at a wavelength of approx. 380 nm, for Hardened for 1 min. Subsequently, the filter element according to the invention flows through in a climate-control cabinet of a car air conditioner. The flow through was at 60 ° C. Compared For this purpose, filter elements with stiffening elements made of thermoplastic Polyolefin-based hot melt adhesives at 60 ° C under the same Conditions tested. These were partly from the fan destroyed the air conditioning due to massive deformation. In contrast, the inventive had Filter element excellent dimensional stability. The Example clearly shows the improved stability of Filter elements, which with stiffening elements of a radiation crosslinked Polymer are made with a filler.
Figurencharacters
In
Dabei
zeigt
- 11
- Filterelementfilter element
- 22
- Filterkörperfilter body
- 33
- Faltenkantefold edge
- 44
- Versteifungselementstiffener
- 55
- Auftragsvorrichtung strahlenvernetzbares Polymerapplicator radiation-crosslinkable polymer
- 66
- Transportbandconveyor belt
- 77
- UV-LichtquelleUV-light source
- 88th
- Wanne mit Schutzgasatmosphäretub with protective gas atmosphere
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19713238 A1 [0003] DE 19713238 A1 [0003]
- - US 2006/0005517 A1 [0004] US 2006/0005517 A1 [0004]
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