DE102011111738A1

DE102011111738A1 - Mehrlagiges Filtermaterial und daraus hergestelltes Filterelement

Info

Publication number: DE102011111738A1
Application number: DE102011111738A
Authority: DE
Inventors: Bernd Klausnitzer; Ingrid Meyr; Andreas Demmel
Original assignee: Neenah Gessner GmbH
Current assignee: Neenah Gessner GmbH
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2013029697A3; WO2013029697A8; WO2013029697A2; US20140197095A1; JP2014529495A; KR20140053314A; CN103687657A; EP2747869A2

Abstract

Ein mehrlagiges, abreinigbares Filtermaterial zur Gas- und Flüssigfiltration weist eine Filterlage und eine in Durchströmungsrichtung gesehene nachfolgende Trägerlage auf, wobei die Filterlage im Wesentlichen dendritenfrei ist und aus einem Meltblownvlies aus elastischen Polymerfasern besteht, das eine Bruchdehnung von mindestens 100% besitzt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft mehrlagige, abreinigbare Filtermaterialien und daraus hergestellte Filterelemente zur Abtrennung von groben und feinen Verunreinigungen aus Flüssigkeiten und Gasen.
Hintergrund der Erfindung
Zur Entfernung von festen Verunreinigungen, wie zum Beispiel Staubpartikeln, aus Flüssigkeiten und Gasen gibt es im Wesentlichen zwei unterschiedliche Arten von Filtermaterialien.
Die eine Art sind Tiefenfiltermaterialien, die so aufgebaut sind, dass sie möglichst viel Staub aufnehmen und speichern können, bevor sie verstopfen. Solche Filtermaterialien haben idealerweise einen asymmetrischen Aufbau, das heißt, die Poren- und Faserdurchmesser werden in Durchstömungsrichtung gesehen immer kleiner. Das führt dazu, dass die großen Staubpartikel bevorzugt in der obersten Schicht des Tiefenfiltermaterials abgeschieden und eingelagert werden, während die kleinen Staubpartikel weiter in die Tiefe vordringen, bevor auch sie abgeschieden werden. Durch diese Verteilung der Staubpartikel in der gesamten Tiefe des Filtermaterials kann verhältnismäßig viel Staub eingelagert werden, bevor der Flüssigkeits- oder Gasdurchfluss durch die eingelagerten Staubpartikel so stark behindert wird, dass es zum Verstopfen des Filtermaterials kommt. Diese Filter sind nicht abreinigbar und müssen nach Erreichen eines vorgegebenen Differenzdruckes ausgebaut und weggeworfen werden.
Bei der zweiten Art handelt es sich um Oberflächenfiltermaterialien. Bei diesen Filtermaterialien hat die in Durchströmungsrichtung gesehen erste Filtrationsschicht die kleinsten Poren- und Faserdurchmesser. Die nachfolgende Schicht ist meist offenporiger und hat dickere Fasern. Sie dient hauptsächlich als Träger für die erste Filtrationsschicht und verleiht dem gesamten Filtermaterial die benötigte mechanische Festigkeit und Steifigkeit. Alle Staubpartikel, egal ob sie groß oder klein sind, werden idealerweise auf der ersten Schicht abgeschieden und dringen nicht in das Filtermaterial ein. Dadurch bildet sich an der Oberfläche des Filtermaterials mit der Zeit ein Staubkuchen, der den Flüssigkeits- oder Gasdurchfluss immer stärker behindert. Da der Staubkuchen recht locker auf der Oberfläche des Filtermaterials sitzt, kann er auch verhältnismäßig leicht wieder abgereinigt werden. Die Abreinigung erfolgt idealerweise entweder durch Klopfen, Rütteln, Waschen, Druckstoßimpuls oder Rückspülen. Beim Rückspülen und beim Druckstoßimpuls wird das Filtermaterial kurzzeitig mit sauberer Flüssigkeit bzw. sauberem Gas entgegen der ursprünglichen Durchflussrichtung beaufschlagt. Dadurch wird der Staubkuchen von der Oberfläche des Filtermaterials abgelöst und das so gereinigte Filtermaterial ist bereit für den nächsten Filtrationszyklus. Beim Rückspülen erfolgt dies über einen längeren Zeitraum mit einer verhältnismäßig geringen Durchflussrate des Reinigungsfluids, während beim Druckstoßimpuls das Reinigungsfluid in einem kurzen, kräftigen Stoß beaufschlagt wird.
Filtermaterialien für die Oberflächenfiltration sind entweder ein- oder mehrlagig aufgebaut. Einlagige Oberflächenfiltermaterialien sind zum Beispiel Filterpapiere, die auf der Anströmseite kleinere Poren besitzen als auf der Abströmseite, oder einseitig verdichtete Nadelfilze oder Spinnvliese. Ein einseitig verdichtetes Spinnvlies ist beispielhaft in der Druckschrift DE 10 039 245 A1 beschrieben. Die einlagigen Filtermaterialien besitzen trotz einseitiger Oberflächenverdichtung auf der verdichteten Seite noch verhältnismäßig große Poren und sind nur für recht grobkörnige Stäube geeignet. Feinere Staubpartikel dringen in die Tiefe des Filtermaterials ein und lassen sich nicht mehr abreinigen. Dadurch verstopft das Filtermaterial nach verhältnismäßig kurzer Zeit und muss ausgetauscht werden.
Zur Abscheidung von Feinstäuben wie zum Beispiel Farbpulvern, gemahlenen Harzen oder Zement werden Filtermaterialien mit einem mindesten zweilagigen Aufbau verwendet. Auf einen Träger mit einer hohen mechanischen Festigkeit und Steifigkeit wird entweder eine Membran, eine Nanofaserschicht oder eine Meltblownschicht als Filtrationslage aufgebracht. Die Filtrationslage ist, in Durchströmungsrichtung gesehen, die erste Lage.
Ein Filtermaterial mit einer PTFE-Membran ist z. B. in der Zeitschrift CAV 12/92 (S. 86) beschrieben. Solche Filtermaterialien sind sehr gut geeignet, feine Stäube auch bei hohen Temperaturen abzuscheiden. Das Abreinigungsverhalten gegenüber allen Arten von Stäuben ist außerordentlich gut. Allerdings sind diese Filtermaterialien sehr teuer und die Membran reißt sehr leicht ein und ist nicht besonders verschleißfest.
Die europäische Patentschrift EP 1 326 698 B1 beschreibt beispielhaft ein Filtermaterial mit einer Nanofaserschicht. Die Nanofasern werden im Elektrospinnverfahren hergestellt. Das in dieser Schrift offenbarte Filtermaterial ist ebenfalls geeignet, feine Stäube abzuscheiden. Es besitzt ein ebenfalls sehr gutes Abreinigungsverhalten. Auf Grund der geringen Schichtdicke von kleiner 10 μm und der sehr geringen Faserdurchmesser von 0,01–0,5 μm ist die Nanofaserschicht mechanisch nicht recht stabil und leicht zu zerstören. Außerdem ist das gesamte Filtermaterial durch die geringe Produktivität des Elektrospinnverfahrens sehr teuer.
Ein Beispiel für ein Filtermaterial mit einer Meltblownschicht ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 431 58 A1 beschrieben. Der Vorteil dieser Filtermaterialien ist der vergleichsweise niedrige Preis. Nachteilig ist allerdings auch hier die nicht sehr hohe mechanische Festigkeit der Meltblownschicht.
Die Verwendung von Meltblownvliesen als Filtermaterialien ist seit langem bekannt. Der Meltblownprozess ist z. B. in A. van Wente, „Superfine Thermoplastic Fibers", Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 genauer beschrieben. Mit diesem Prozess lassen sich im Wesentlichen endlose Fasern mit einem Durchmesser von 0,3–15 μm herstellen. Je geringer der Faserdurchmesser ist und je dichter die Fasern beieinanderliegen, desto besser ist das Meltblownvlies zur Abscheidung von feinen Stäuben aus Gasen und Flüssigkeiten geeignet. Leider sinkt aber mit dem Faserdurchmesser auch die mechanische Festigkeit der Fasern. Immer wenn das so hergestellte Meltblownvlies einer mechanischen Belastung ausgesetzt ist, wie z. B. beim Reiben eines Fingers über die Oberfläche oder beim Falten des Filtermaterials während der späteren Filterelementherstellung, brechen einige Fasern und es entstehen Dendriten. Als Dendriten sind gerissene Meltblownfasern unterschiedlicher Länge zu verstehen, die in einem Winkel von 10° bis 90° von der Oberfläche des Meltblownvlieses abstehen. Da das Filtermaterial bei der Herstellung eines Filterelementes meist noch gefaltet wird, ragen die Dendriten in den sonst freien Raum der Anströmseite hinein. Das Abstehen der Dendriten von der Oberfläche des Meltblownvlieses wird noch verstärkt, wenn sich das Meltblownvlies elektrostatisch aufladen lässt. Filterelemente mit derartigen Filtermaterialien aus Meltblownvliesen neigen bereits nach kurzer Zeit zur Verstopfung mit der Konzequenz, dass das Fliterelement ausgetauscht werden muss.
Wie in DE 44 431 58 A1 und DE 10 039 245 A1 beschrieben, lässt sich durch thermische Oberflächenverdichtung mittels eines Kalanders die mechanische Festigkeit und die Oberflächenglätte verbessern. Eine Oberflächenverdichtung, die die mechanische Festigkeit des Meltblownvlieses deutlich erhöht, beeinflusst aber gleichzeitig die Porosität und Luftdurchlässigkeit negativ. Außerdem stellt die thermische Verdichtung einen zusätzlichen Prozessschritt dar. In DE 44 431 58 A1 wird noch offenbart, dass das Meltblownvlies alleine oder zusammen mit einem Träger mit einem Bindemittel verfestigt werden kann, um die Abrieb- und Scheuerbeständigkeit zu erhöhen. Dieses Verfahren wirkt sich aber wieder negativ auf die Luftdurchlässigkeit des Filtermaterials aus und stellt einen weiteren, teuren Verfahrensschritt dar.
Es besteht daher ein dringender Bedarf für ein Filtermaterial, das die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Filtermaterial insbesondere für Kraftfahrzeug-, Staubsauger- und Industriefilter bereitzustellen, das einen sehr guten Abscheidegrad nach EN 779 und ISO EN 1822 in den Filterklassen F5 bis H12 aufweist und sich sehr gut abreinigen lässt. Weiterhin soll ein aus einem derartigen Filtermaterial hergestelltes Filterelement geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung, Ausführungsbeispiele
Die in Durchströmungsrichtung gesehen erste Lage des erfindungsgemäßen Filtermaterials besteht aus einem Meltblownvlies, das zumindest im Wesentlichen frei von Dendriten ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Meltblownvlies aus elastischen Polymerfasern besteht und eine Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1924-2 von mindestens 100% besitzt, wobei das Polymer zur Herstellung der elastischen Polymerfasern eine Bruchdehnung bei 23 ± 2°C nach DIN 53504 von mindestens 100% besitzt. Es hat sich gezeigt, dass ohne derartige Dendriten die Abreinigungsfähigkeit von Meltblownvliesen, die aus feinen Fasern bestehen, wesentlich verbessert wird. Dies wird darauf zurückgeführt, dass sich beim Filtrationsvorgang Staubpartikel besonders gut an den Dendriten festsetzen können und einen Staubkuchen bilden, der sich insbesondere durch Rückspülen oder durch Druckluftstoß nur unvollkommen abreinigen lässt. Ohne derartige Dendriten wird dagegen eine wesentlich glattere Oberfläche des Meltblownvlieses geschaffen, an der der Staubkuchen wesentlich schlechter festhaften kann.
Die Dendritenfreiheit wird durch eine geeignete Polymerauswahl erreicht. Geeignete Polymere sind bevorzugt thermoplastische Elastomere oder Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren mit nicht elastischen thermoplastischen Polymeren. Besonders bevorzugt sind thermoplastische Elastomere und Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren mit nicht elastischen thermoplastischen Polymeren, die antistatische Eigenschaften aufweisen. Die für die Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials geeigneten thermoplastischen Elastomere oder Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren und nicht elastischen thermoplastischen Polymeren besitzen eine Bruchdehnung nach DIN 53504 von mindestens 100%, bevorzugt von mindestens 200% und besonders bevorzugt von mindestens 400%. Die Messung nach DIN 53504 erfolgt bei Raumtemperatur (23 ± 2°C) an Schulterstäben des Typs S1 oder S2. Die Schulterstäbe werden vor der Messung 24 Stunden lang bei 23 ± 2°C und 50 ± 2% Luftfeuchtigkeit klimatisiert. Durch die hohe Elastizität werden die mechanischen Kräfte, wie sie z. B. durch Reibung entstehen, von den Fasern aufgenommen und absorbiert. Statt zu reißen dehnen sich die Fasern und nehmen nach Beendigung der Krafteinwirkung im Wesentlichen wieder ihre ursprüngliche Form ein. Dadurch ergeben sich auch keine Veränderungen in der Porosität und in der Luftdurchlässigkeit.
In weiteren Untersuchungen wurde festgestellt, dass Fasern aus thermoplastischen Elastomeren oder Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren und nichtelastischen thermoplastischen Polymeren, die antistatische Eigenschaften besitzen und sich daher nicht elektrostatisch aufladen lassen, einen weiteren Vorteil bieten. Sollte es trotz der hohen Elastizität trotzdem einmal zu einem Faserriss kommen, so bleiben die Faserenden im Wesentlichen auf der Vliesoberfläche liegen und stehen nicht auf Grund von elektrostatischen Abstoßungen von der Vliesoberfläche ab. Entweder ist das verwendete Polymer an sich antistatisch, wie z. B. thermoplastisches Polyurethan, oder das Polymer bekommt durch den Zusatz eines geeigneten Mittels antistatische Eigenschaften. Geeignete antistatische Mittel sind z. B. Ruß, quarternäre Ammoniumsalze.
Geeignete thermoplastische Elastomere sind z. B. thermoplastisches Polyurethan, olefinisches thermoplastisches Elastomer, Styrol-Block.Copolymer, thermoplastisches Polyester-Elastomer, thermoplastisches Polyether-Polyamid oder Mischungen daraus.
Geeignete nichtelastische thermoplastische Polymere zur Mischung mit thermoplastischen Elastomeren sind z. B. Polypropylen, Polybutylentherephthalat, Polyethylentherephthalat, Polyamid, Polycarbonat oder Mischungen daraus.
Zur Herstellung der Meltblownvliese wird der in der Fachwelt bekannte Meltblownprozess verwendet wie er z. B. in Van A. Wente, „Superfine Thermoplastic fibers", Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 beschrieben ist.
Vorzugsweise besitzt das Meltblownvlies eine Flächenmasse von 5–200 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von 10–8000 l/m²s, eine Dicke von 0,05–2,0 mm, eine Bruchdehnung von mindestens 100%, einen mittleren Faserdurchmesser von 0,3–12 μm, einen Abreinigungsgrad nach 10040 Zyklen von mind. 80%, einen Druckverlust nach 10040 Zyklen von höchstens 600 Pa nach Abreinigung und eine Gesamtzeit für 10070 Zyklen von mind. 2000 min., bevorzugt eine Flächenmasse von 10–150 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von 20–4000 l/m²s, eine Dicke von 0,08–1,5 mm, eine Bruchdehnung von mindestens 200%, einen mittleren Faserdurchmesser von 0,3–10 μm, einen Abreinigungsgrad nach 10040 Zyklen von mind. 85%, einen Druckverlust nach 10040 Zyklen von höchstens 400 Pa nach Abreinigung und eine Gesamtzeit für 10070 Zyklen von mind. 2100 min., und besonders bevorzugt eine Flächenmasse von 15–100 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von 20–2500 l/m²s, eine Dicke von 0,1–1,0 mm, eine Bruchdehnung von mindestens 300%, einen mittleren Faserdurchmesser von 0,3–8 μm, einen Abreinigungsgrad nach 10040 Zyklen von mind. 90%, einen Druckverlust nach 10040 Zyklen von höchstens 300 Pa nach Abreinigung und eine Gesamtzeit für 10070 Zyklen von mind. 2200 min.
Die weitere, insbesondere zweite Lage des erfindungsgemäßen Filtermaterials ist eine Trägerlage für die erste Lage. Die Trägerlage ist im Wesentlichen nicht dehnbar und offenporiger und luftdurchlässiger als die erste Lage. Sie trägt daher nur unwesentlich zur Staubabscheidung bei. Ihre Aufgabe ist es, dem erfindungsgemäßen Filtermaterial die benötigte Reißfestigkeit und Steifigkeit zu geben. Wie hoch die Reißfestigkeit sein muss, hängt vom Einsatzzweck des Filtermaterials ab. Sie muss jedoch immer so hoch sein, dass das Filtermaterial bei den vorgegebenen Einsatzbedingungen nicht reißt und sich nicht verformt. Soll das Filtermaterial für seinen Einsatz gefaltet werden, so ist eine möglichst steife Trägerlage, wie z. B. ein mit Harz getränktes Papier, auszuwählen, damit die Falten auch während der vorgegebenen Betriebsbedingungen ihre Form behalten. Der Fachmann weiß aus der Vielzahl zur Verfügung stehender Träger den für den vorgegebenen Einsatzzweck optimalen herauszusuchen. Geeignete Trägerlagen sind z. B. imprägnierte Papiere aus Zellulosefasern, anorganischen Fasern, Kohlefasern, Kunstfasern oder Mischungen daraus, Spinnvliese, Nadelfilze, Gewebe aus Glasfasern oder synthetischen Fasern, Gitterstrukturen (gewebt, extrudiert) und jegliche Kombination der hier genannten Materialien.
Die genannte Trägerlage hat vorzugsweise folgende physikalischen Eigenschaften:
Flächenmasse: 20–1000 g/m²
Dicke: 0,05–60 mm
Berstfestigkeit nach Mullen: größer 100 kPa
Luftdurchlässigkeit: 10–8000 l/m²s
Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1924-2 bei 100 mm/min Abzugsgeschwindigkeit je nach Material: zwischen 1% (nassgelegte zellulosehaltige Träger) und 40% (synthetische Träger, ausgeführt als Nadelfilz, Spinnvlies, Gewebe)
Zur Erhöhung der Festigkeit oder der Steifigkeit kann das erfindungsgemäße Filtermaterial noch eine dritte Lage enthalten. Die dritte Lage ist ein Stützgitter, das entweder in Durchströmungsrichtung gesehen die letzte Lage bildet oder zwischen der ersten Lage (Meltblownvlies) und der weiteren Lage (Trägerlage) angebracht ist. Geeignete Stützgitter sind z. B. Kunststoffgitter, Metallgitter, Spinnvliese, Glasfasergewebe, Glasfaservlies mit Flächenmassen zwischen 5 und 75 g/m² und einer Mindestluftdurchlässigkeit von 100 l/m².
Alle Lagen des erfindungsgemäßen Filtermaterials werden vorzugsweise entweder mit einem Kleber oder über Schweißverbindungen oder eine Kombination daraus miteinander verbunden.
Geeignete Kleber für diese Anwendung sind z. B. Polyurethankleber, Polyamidkleber und Polyesterkleber, Polyacrylatkleber, Polyvinylacetatkleber oder Styrol-Block-Polymer-Kleber. Besonders bevorzugt sind dabei Polyurethankleber, die mit der Luftfeuchtigkeit vernetzen. Die Kleber können als Pulver oder aufgeschmolzen mittels Rasterwalzen oder Sprühdüsen aufgebracht werden. Wird der Kleber als Pulver aufgebracht, muss der Kleber anschließend durch eine Thermobehandlung aufgeschmolzen werden. Dabei werden dann die benachbarten Lagen des erfindungsgemäßen Filtermaterials unter Druck miteinander verbunden. Wird der Kleber über Rasterwalzen oder Sprühdüsen aufgebracht, liegt er bereits vor dem versprühen in flüssiger Form vor, entweder aufgeschmolzen oder als Lösung bzw. Dispersion.
Der Auftrag über Sprühdüsen kann in Form von feinen Tröpfchen oder in Form von Fäden geschehen. Anschließend werden auch in diesem Verfahren die benachbarten Lagen des erfindungsgemäßen Filtermaterials durch Druck miteinander verbunden. Das Auftragsgewicht des Klebers bewegt sich typischerweise zwischen 2–20 g/m², bevorzugt zwischen 4–15 g/m² und besonders bevorzugt zwischen 5–10 g/m².
Die Schweißverbindung kann sowohl durch eine Ultraschallanlage als auch durch einen Thermokalander erfolgen. Dabei werden die Polymere der zu verschweißenden Lagen bereichsweise aufgeschmolzen und miteinander verschweißt. Dabei können die Schweißverbindungen beliebige geometrische Formen haben wie z. B. Punkte, gerade Linien, gekrümmte Linien, Rauten, Dreiecke usw. Die Fläche der Schweißverbindungen beträgt vorteilhafterweise höchstens 10% der Gesamtfläche des erfindungsgemäßen Filtermaterials.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann zu allen üblichen Elementformen weiterverarbeitet werden. So können daraus z. B. Schläuche, Taschen oder Beutel gefertigt werden. Oder es kann auf allen üblichen Verarbeitungsmaschinen geprägt, gefaltet, in Querrichtung gewellt, in Längsrichtung rilliert, usw. werden.
Wie bereits beschrieben, sind das erfindungsgemäße Filtermaterial und die daraus hergestellten Filter zur Erhöhung der Lebensdauer sehr gut abreinigbar. Geeignete Abreinigungsverfahren sind z. B. das Abwaschen, das Rückspülen, das Abklopfen, das Abrütteln und der Druckstoßimpuls.
Beschreibung der Prüfmethoden
Bruchdehnung soweit nicht anders angegeben nach DIN EN ISO 1924-2 mit 100 mm/min Abzugsgeschwindigkeit, Probenbreite 50 mm, Einspannlänge 100 mm
Flächenmasse nach DIN EN ISO 536
Dicke nach DIN EN ISO 534
Luftdurchlässigkeit nach DIN EN ISO 9237 bei 200 Pa Druckdifferenz
Abreinigungsgrad nach VDI ISO 3926
Mittlerer Faserdurchmesser mittels Methode REM, Gerät Phenom der Fa. FEI in Kombination mit Auswertesoftware Fibermetric, Fa. FEI
Berstfestigkeit nach Mullen nach DIN 53141
Die Messung der Flächenmasse, Dicke, Luftdurchlässigkeit, Berstfestigkeit und Bruchdehnung erfolgt an Proben, die vor der Messung 24 Stunden bei 23 ± 2°C und 50 ± 2% relativer Luftfeuchtigkeit klimatisiert wurden. Die Messung selbst erfolgt bei Raumtemperatur (23 ± 2°C).
Beispiel 1
Die Siebseite einer Trägerlage wurde mit der Siebseite einer Oberlage, bestehend aus einem Meltblownvlies, verklebt. Das Meltblownvlies bestand aus einem thermoplastischen Polyurethan, gefertigt aus dem Rohstoff Elastollan der FA. BASF, und hatte einen mittleren Faserdurchmesser von 2,2 μm, eine Flächenmasse von 20 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von 800 l/m²s, eine Dicke von 0,2 μm und eine Bruchdehnung von 220%. Die Trägerlage bestand aus nassgelegter Cellulose, imprägniert mit 20% Epoxidharz der Fa. Huntsman mit einer Flächenmasse von 122 g/m², einer Luftdurchlässigkeit von 210 l/m²s, und einem Berstdruck von 290 kPa. Die Trägerlage ist unter der Bezeichnung L4-2iHP von der Firma Neenah Gessner GmbH, Brückmühl zu beziehen. Beide Lagen wurden miteinander mit einem feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Schmelzkleber vom Typ PUR 700.7 der Fa. Kleiberit verklebt. Der Auftrag erfolgte über eine Sprühdüse in Form von Filamenten mit einem Auftragsgewicht von 6,0 g/m². Das gesamte Filtermaterial hatte eine Flächenmasse von 148 g/m², eine Dicke von 0,58 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 166 l/m²s. Dieses Filtermaterial wurde als Flachprobe nach VDI ISO 3926 gemessen. Die Ergebnisse sind der Tabelle 1, Beispiel 1 zu entnehmen.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

Die Siebseite einer Trägerlage wurde mit der Siebseite einer Oberlage, bestehend aus einem Meltblownvlies verklebt. Das Meltblownvlies bestand aus einem Polybuthylenterephthalat, gefertigt aus dem Rohstoff Cellanex 2008 der Fa. Ticona, und hatte einen mittleren Faserdurchmesser von 2,0 μm, eine Flächenmasse von 20 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von 760 l/m²s, eine Dicke von 0,18 μm und eine Bruchdehnung von 25%. Die Trägerlage bestand aus nassgelegter Cellulose, imprägniert mit 20% Epoxidharz der Fa. Huntsman mit einer Flächenmasse von 122 g/m², einer Luftdurchlässigkeit von 210 l/m²s, und einem Berstdruck von 290 kPa. Die Trägerlage ist unter der Bezeichnung L4-2iHP von der Firma Neenah Gessner GmbH, Brückmühl zu beziehen. Beide Lagen wurden miteinander mit einem feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Schmelzkleber vom Typ PUR 700.7 der Fa. Kleiberit verklebt. Der Auftrag erfolgte über eine Sprühdüse in Form von Fäden mit einem Auftragsgewicht von 6 g/m². Das gesamte Filtermaterial hatte eine Flächenmasse von 148 g/m², eine Dicke von 0,56 mm und eine Luftdurchlässigkeit von 165 l/m²s. Dieses Filtermaterial wurde als Flachprobe nach VDI ISO 3926 gemessen. Die Ergebnisse sind der Tabelle 1, Beispiel 2 zu entnehmen. Tabelle 1

	Beispiel 1	Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
Abreinigungsgrad nach Zyklus 30	95,5%	77,5%
Abreinigungsgrad nach Zyklus 10040	91,7%	78,9%
Abreinigungsgrad nach letztem Zyklus (10070)	91,4%	74,6%
Druckverlust nach 10040 Zyklen	261 Pa	301 Pa
Gesamtzeit für 10070 Zyklen	2252,34 min	1980,77 min

Wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist, ist das Filterelement aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial (Beispiel 1) in allen Messkriterien deutlich besser abreinigbar als das Filtermaterial mit einer herkömmlichen PBT-Meltblown-Lage (Beispiel 2).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10039245 A1 [0005, 0011]
EP 1326698 B1 [0008]
DE 4443158 A1 [0009, 0011, 0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

A. van Wente, „Superfine Thermoplastic Fibers”, Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 [0010]
EN 779 [0013]
ISO EN 1822 [0013]
DIN EN ISO 1924-2 [0015]
DIN 53504 [0015]
DIN 53504 [0016]
Van A. Wente, „Superfine Thermoplastic fibers”, Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 [0020]
DIN EN ISO 1924-2 [0023]
DIN EN ISO 1924-2 [0031]
DIN EN ISO 536 [0031]
DIN EN ISO 534 [0031]
DIN EN ISO 9237 [0031]
VDI ISO 3926 [0031]
DIN 53141 [0031]
VDI ISO 3926 [0033]
VDI ISO 3926 [0034]

Claims

Abreinigbares Filtermaterial, umfassend eine abreinigbare erste Lage aus einem Meltblownvlies und eine weitere Lage, die eine Trägerlage bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Meltblownvlies aus elastischen Polymerfasern besteht und eine Bruchdehnung nach DIN EN ISO 1924-2 von mindestens 100% besitzt, wobei das Polymer zur Herstellung der elastischen Polymerfasern eine Bruchdehnungnach DIN 53504 von mindestens 100% bei 23 + 2°C besitzt.
Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Polymerfasern aus thermoplastischen Elastomeren oder aus Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren und nicht elastischen Polymeren bestehen.
Filtermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Meltblownvlies der ersten Lage aus einem thermoplastischen, elastischen Polymer besteht, ausgewählt aus der Gruppe der thermoplastischen Polyurethane, olefinischen thermoplastischen Elastomere, Styrol-Block-Copolymere, thermoplastischen Polyester-Elastomere und thermoplastischen Polyether-Polyamide.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Meltblownvlies der ersten Lage antistatisch ist.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Meltblownvlies eine Flächenmasse von 5–200 g/m², eine Dicke von 0,05–2,0 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 10–8000 l/m²s und einen mittleren Faserdurchmesser von 0,3–12 μm besitzt.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage aus einem nassgelegten oder trockengelegten Vlies aus Zellulosefasern oder Synthesefasern oder anorganischen Fasern oder Kohlefasern oder einer Mischung daraus besteht.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage eine Flächenmasse von 20–1000 g/m², eine Dicke von 0,05–60 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 10–8000 l/m²/s und eine Berstfestigkeit von mindestens 100 kPa besitzt.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial eine weitere, ein Stützgitter bildende Lage aufweist, wobei das Stützgitter zwischen dem Meltblownvlies und der Trägerlage oder in Durchströmungsrichtung gesehen hinter der Trägerlage angeordnet ist.
Filtermaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter in Durchströmungsrichtung gesehen die letzte Lage bildet.
Filtermaterial nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter ein Kunststoffgitter, ein Metallgitter, ein Spinnvlies, ein Glasfaservlies oder ein Glasfasergewebe ist.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lagen miteinander durch Kleben und/oder Schweißen verbunden sind.
Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreinigungsgrad nach 10040 Zyklen mindestens 80% beträgt.
Filterelement, hergestellt mit einem Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial als Beutel, Tasche oder Schlauch geformt ist.
Filterelement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial gefaltet und/oder geprägt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial in Längsrichtung rilliert ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial in Querrichtung gewellt ist.