DE102007018937A1 - Filter material, useful as filter e.g. cabin air filter, circulating air filter and/or vacuum cleaner filter, comprises a carrier layer and an adsorption filter layer, which is formed by hot-melt fibers charged with adsorber particle - Google Patents

Filter material, useful as filter e.g. cabin air filter, circulating air filter and/or vacuum cleaner filter, comprises a carrier layer and an adsorption filter layer, which is formed by hot-melt fibers charged with adsorber particle Download PDF

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Abstract

Filter material comprises a carrier layer and an adsorption filter layer, which is formed by hot-melt fibers charged with adsorber particle, where the hot-melt fibers contains charge carrier and/or charge stabilizer and exhibits a charge and/or is rechargeable. An independent claim is included for preparing a filter material comprising spinning the hot-melt fibers that is charged with adsorber particle and applying on a carrier layer, where the hot-melt fibers are electrically charged during the spinning.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermaterial mit einer Trägerschicht und einer Absorptionsfilterschicht sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben, wobei die Adsorptionsfilterschicht von mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden gebildet ist und wobei ferner die Schmelzkleberfäden Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren umfassen und die Schmelzkleberfäden eine Ladung aufweisen und/oder aufladbar sind. Ein bevorzugter Anwendungsbereich für derartige Filtermaterialien ist die Verwendung als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter.The The present invention relates to a filter material having a carrier layer and an absorption filter layer, and a method of manufacturing the same, wherein the adsorption filter layer of adsorber particles loaded melt adhesive threads is formed and wherein further the melt adhesive threads charge carriers and / or Charge stabilizers include and the melt adhesive threads have a charge and / or are rechargeable. A preferred application for such filter materials is the use as Cabin air filter, circulating air filter, clean room filter, exhaust air filter, domestic filter and / or vacuum cleaner filters.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe verschiedener Filter und Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Filter lassen sich in solche unterteilen, bei denen Aktivkohlepartikel auf den Fasern einer Adsorberschicht angeordnet sind ( DE 198 45 526 A1 ). Die Reinigungswirkung kommt bei diesen Filtern überwiegend durch Adsorption zustande. Ferner sind Filter bekannt, bei denen die Fasern einer Filterschicht elektrisch aufgeladen ist ( DE 101 09 474 C1 ). Die Reinigungswirkung kommt bei diesen Filtern überwiegend durch Filtration zustande. Während Aktivkohle-basierte Filter geeignet sind, gasförmige Stoffe durch Adsorption zu binden, eignen sich elektrisch aufgeladene Filter, insbesondere zur Filtration von Feinstaub.From the prior art, a number of different filters and processes for their preparation are known. These filters known from the prior art can be subdivided into those in which activated carbon particles are arranged on the fibers of an adsorber layer ( DE 198 45 526 A1 ). The cleaning effect of these filters is mainly due to adsorption. Furthermore, filters are known in which the fibers of a filter layer is electrically charged ( DE 101 09 474 C1 ). The cleaning effect comes about in these filters mainly by filtration. While activated carbon-based filters are suitable for binding gaseous substances by adsorption, electrically charged filters are suitable, in particular for the filtration of fine dust.

Um Feinstaub auch mit Aktivkohle-basierten Filtern durch Filtration binden können, werden sehr feinmaschige Faserlagen benötigt, die einen hohen Druckabfall an den Filtern hervorrufen. Daher ist eine Verwendung von Aktivkohle-basierten Filtern zu Filtration von Feinstaub nicht bekannt, da zwischen den Adsorberpartikeln ausreichend große Poren notwendig sind, um den Strömungswiderstand niedrig zu halten. Durch derartige offene Strukturen können jedoch keine ausreichenden Partikelfilterwirkungen durch Filtrationseffekte erreicht werden. Um eine gute adsorptive Wirkung zusammen mit einer ausreichenden Filtrationswirkung zu erreichen, werden im Stand der Technik getrennte Schichten aus Adsorbern und Feinstaubfiltern eingesetzt ( DE 102 49 998 B3 ).To be able to bind fine dust with activated carbon-based filters by filtration, very fine-meshed fiber layers are required, which cause a high pressure drop at the filters. Therefore, the use of activated carbon-based filters for filtration of fine dust is not known, since between the adsorber particles sufficiently large pores are necessary to keep the flow resistance low. By means of such open structures, however, sufficient particle filter effects can not be achieved by filtration effects. In order to achieve a good adsorptive effect together with a sufficient filtration effect, separate layers of adsorbers and particulate matter filters are used in the prior art ( DE 102 49 998 B3 ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten und vereinfachten Filter bereitzustellen, der Feinstaub bei einem geringem Druckabfall bindet und auch gasförmige Schadstoffe adsorbiert.task The present invention is therefore an improved and To provide simplified filter, the fine dust at a low Pressure drop binds and also adsorbs gaseous pollutants.

Diese Aufgabe wird durch ein Filtermaterial gelöst, umfassend eine Trägerschicht und eine Adsorptionsfilterschicht, wobei die Adsorptionsfilterschicht von mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden gebildet ist und wobei ferner die Schmelzkleberfäden Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren umfassen und die Schmelzkleberfäden eine Ladung aufweisen und/oder aufladbar sind.These Task is solved by a filter material comprising a carrier layer and an adsorption filter layer, wherein the adsorption filter layer of loaded with adsorbent particles Melt adhesive threads is formed and further wherein the melt adhesive threads Charge carriers and / or charge stabilizers comprise and the melt adhesive threads have a charge and / or rechargeable are.

Überraschenderweise kann von dem erfindungsgemäßen Filterelement Feinstaub äußerst effizient über einen längeren Zeitraum adsorbiert werden, da die Ladung auf den Schmelzkleberfäden stabilisiert ist, ohne dass es zu einem größeren Druckabfall am Filter kommt.Surprisingly can extremely fine dust from the filter element according to the invention adsorbed efficiently over a longer period of time because the charge stabilizes on the melt adhesive threads is without causing a major pressure drop comes on the filter.

Durch die Ladung in und/oder auf den Schmelzkleberfäden wird Feinstaub von dem Filter angezogen und gebunden, wodurch ein Filtrationseffekt entsteht. Vorzugsweise werden Partikel von kleiner als 3 μm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 100 nm bis 2 μm, gebunden. Die Adsorberpartikel adsorbieren vorzugsweise gasförmige und/oder flüssige Stoffe.By the charge in and / or on the melt adhesive threads is Particulate matter attracted and bound by the filter, creating a filtration effect arises. Preferably, particles of less than 3 microns, more preferably in a range of 100 nm to 2 μm, bound. The adsorber particles preferably adsorb gaseous and / or liquid substances.

Überraschenderweise kombiniert ein Filter mit Adsorberpartikeln und Schmelzkleberfäden mit Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren die Reinigungswirkung von Adsorptions- und Filtrationselementen, wodurch ein vereinfachter Filter bereitgestellt werden kann, bei welchem gleichzeitig der Druckabfall geringer ist, als wenn Adsorberpartikel und Schmelzkleberfäden mit Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren in getrennten Filterelementen bereitgestellt werden.Surprisingly combines a filter with adsorbent particles and melt adhesive threads with charge carriers and / or charge stabilizers the cleaning effect of adsorption and filtration elements, resulting in a simplified Filter can be provided, wherein at the same time the Pressure drop is lower than when adsorber and melt adhesive threads with charge carriers and / or charge stabilizers in separate Filter elements are provided.

Erstaunlicherweise wird durch die Kombination eines Filters mit Adsorberpartikeln und Schmelzkleberfäden mit Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren auch eine verbesserte Abscheideleistung erzielt.Amazingly, is achieved by combining a filter with adsorbent particles and Melt adhesive threads with charge carriers and / or Charge stabilizers also achieved improved separation efficiency.

Unter einer Adsorptionsfilterschicht im Sinne der Erfindung wird eine Schicht verstanden, die sowohl durch Adsorption als auch durch Filtration gasförmige, flüssige und/oder partikuläre Stoffe zurückhält.Under an adsorption filter according to the invention is a Layer understood, both by adsorption and by filtration gaseous, liquid and / or particulate Retains substances.

Unter Schmelzkleberfäden, die aufladbar sind, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass in und/oder auf den Schmelzkleberfäden durch Einwirken eines elektrischen Feldes eine ionische und/oder eine Partialladung erzeugt werden kann.Under Hotmelt adhesive threads that are rechargeable is within the meaning of Understand the present invention that in and / or on the melt adhesive threads by the action of an electric field, an ionic and / or a partial charge can be generated.

Unter Schmelzkleberfäden, die Ladung aufweisen, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die Schmelzkleberfäden eine ionische Ladung und/oder eine Partialladung aufweisen.Under Hotmelt adhesive threads which have charge is in the sense the present invention to understand that the melt adhesive threads have an ionic charge and / or a partial charge.

Ladungsträger im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise Substanzen, die eine Ladung tragen und/oder auf die eine Ladung, z. B. durch Ladungsseparation, aufgebracht werden kann.charge carrier For the purposes of the invention are preferably substances which are a charge carry and / or on the one charge, z. B. by charge separation, can be applied.

Ladungsstabilisatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Substanzen, die bereits in der Adsorptionsfilterschicht vorhandene Ladungen stabilisieren können.charge stabilizers For the purposes of the present invention, substances are preferably the charges already present in the adsorption filter layer can stabilize.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes weisen die Schmelzkleberfäden eine Flächenladungsdichte von 10–8 bis 10–6 C/cm2 auf. Vorzugsweise weisen die Schmelzkleberfäden eine Flächenladungsdichte von 10–7 bis 5 × 10–7 C/cm2 auf.In one embodiment of the filter element according to the invention, the melt adhesive threads have a surface charge density of 10 -8 to 10 -6 C / cm 2 . Preferably, the melt adhesive threads have a surface charge density of 10 -7 to 5 × 10 -7 C / cm 2 .

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes weist die Adsorberfilterschicht eine Dicke in einem Bereich von 50 μm bis 500 μm, vorzugsweise 100 μm bis 250 μm, auf.at an embodiment of the invention Filter element, the adsorber filter layer has a thickness in one Range of 50 microns to 500 microns, preferably 100 microns up to 250 μm, on.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials sind die Adsorberpartikel pulver- und/oder granulatförmig und vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Zeolithen, Silikagelen, Aktivkohle, Aluminiumoxid, Calciumchlorid und Mischungen davon, besteht.at an embodiment of the invention Filter material, the adsorbent particles are powdery and / or granular and preferably selected from the group consisting of zeolites, Silica gels, activated charcoal, alumina, calcium chloride and mixtures of which exists.

Die Ladungsstabilisatoren und/oder Ladungsträger im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen eine Zersetzungstemperatur auf, die über dem Erweichungspunkt der Schmelzkleberfäden liegt.The Charge stabilizers and / or charge carriers in the sense of present invention have a decomposition temperature over the softening point of the melt adhesive threads lies.

Bei einer Ausführungsform sind die Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren organische und/oder anorganische Salze und/oder Stoffe, welche verschiebbare Ladungen, z. B ein Π-Elektronensystem, enthalten. Es können polare Substanzen verwendet werden, die sich im elektrischen Feld ausrichten. Im elektrischen Feld richten sich die polaren Substanzen in den Schmelzkleberfäden aus und erzeugen und/oder stabilisieren hierdurch die Ladung in den Schmelzkleberfäden.at In one embodiment, the charge carriers and / or Charge stabilizers organic and / or inorganic salts and / or Substances which displaceable charges, z. B is a Π-electron system. It can be used polar substances that are align in the electric field. In the electric field align the polar substances in the melt adhesive threads and generate and / or stabilize thereby the charge in the melt adhesive threads.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials sind die Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren aus der Gruppe, bestehend aus organischen und anorganischen Salzen, salzartige Verbindungen, ionische Polymere, halogenierte, insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe, metallorganische Komplexverbindungen, insbesondere Metallocene, Halbsandwichkomplexe, Farbstoffe, insbesondere Azofarbstoffe, Verbindungen mit einem konjugierten Π-Elektronensystem und Mischungen davon, ausgewählt. Vorzugsweise weisen die organischen und anorganischen Salze und/oder salzartigen Verbindungen große Anionen mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise über 70 g/mol, weiter bevorzugt über 300, am meisten bevorzugt über 1000 g/mol auf.at a preferred embodiment of the invention Filter material are the charge carriers and / or charge stabilizers from the group consisting of organic and inorganic salts, salt-like Compounds, ionic polymers, halogenated, especially fluorinated Hydrocarbons, organometallic complex compounds, in particular Metallocenes, half-sandwich complexes, dyes, in particular azo dyes, Compounds with a conjugated Π-electron system and mixtures thereof. Preferably, the organic and inorganic salts and / or salt-like compounds large anions with a molecular weight of preferably over 70 g / mol, more preferably over 300, most preferably over 1000 g / mol.

Beispielsweise kann als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator ein Sulfonsäureester, wie zum Beispiel Toluolsulfonsäureester, verwendet werden.For example can be used as a charge carrier and / or charge stabilizer Sulfonic acid esters, such as, for example, toluenesulfonic acid esters, be used.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes werden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator Ammoniumsalze mit Kohlenstoffwasserresten, vorzugsweise mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, weiter bevorzugt mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Tetrakis(decyl)ammoniumbromid und/oder Tetradecyltrimethylammoniumbromid, verwendet.at an embodiment of the invention Filter element are called charge carriers and / or charge stabilizer Ammonium salts with carbon water residues, preferably with 8 to 20 carbon atoms, more preferably 10 to 16 carbon atoms, such as tetrakis (decyl) ammonium bromide and / or tetradecyltrimethylammonium bromide, used.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes werden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator Fettsäuresalze, beispielsweise Alkali- und/oder Erdalkalifettsäuresalze eingesetzt, die vorzugsweise linear sind. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Fettsäuren aus Fettsäuren mit einer Kettenlänge von C10 bis C20, vorzugsweise C18 bis C20, ausgewählt sind. Als sehr geeignete Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator haben sich Natriumoleat und/oder Kaliumstearat erwiesen.In one embodiment of the filter element according to the invention, fatty acid salts, for example alkali metal and / or alkaline earth fatty acid salts, which are preferably linear, are used as charge carriers and / or charge stabilizers. It is further preferred that the fatty acids are selected from fatty acids having a chain length of C 10 to C 20 , preferably C 18 to C 20 . As a very suitable charge carrier and / or charge stabilizer, sodium oleate and / or potassium stearate have been found.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes werden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator Azofarbstoffe verwendet. Beispielsweise werden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator Methylrot, Fuchsinrot, Methylorange, Sudanrot und/oder Echtviolett verwendet.at an embodiment of the invention Filter element are called charge carriers and / or charge stabilizer Azo dyes used. For example, as charge carriers and / or charge stabilizer methyl red, fuchsin red, methyl orange, Sudan red and / or real violet used.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes werden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator Salze, wie Bariumtitanat, Natriumcitrat und/oder Mischungen davon, verwendet.at an embodiment of the invention Filter element are called charge carriers and / or charge stabilizer Salts, such as barium titanate, sodium citrate and / or mixtures thereof, used.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfassen die Schmelzkleberfäden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren Natriumoleat und/oder Polyacrylsäurenatriumsalz. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfassen die Schmelzkleberfäden als Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren Ferrocen und/oder Zirkonocen.In a particularly preferred embodiment of the filter material according to the invention the melt adhesive threads as charge carriers and / or charge stabilizers sodium oleate and / or polyacrylic acid sodium salt. In a further particularly preferred embodiment of the filter material according to the invention, the melt adhesive threads as charge carriers and / or charge stabilizers comprise ferrocene and / or zirconocene.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes ist der Schmelzkleber aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyolefin, Polyester, Polyamid und Mischungen davon, ausgewählt und der Ladungsstabilisator umfasst Natriumoleat und/oder Bariumtitanat.at an embodiment of the invention Filter element is the hot melt adhesive from the group consisting of a polyolefin, polyester, polyamide and mixtures thereof, and the charge stabilizer comprises sodium oleate and / or barium titanate.

Die Adsorberpartikel haften vorzugsweise fest an den Schmelzkleberfäden.The Adsorberpartikel preferably adhere firmly to the melt adhesive threads.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials haften die Adsorberpartikel geringflächig an den Schmelzkleberfäden. Unter geringflächig im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise zu verstehen, dass höchstens 30%, vorzugsweise höchstens 10%, der äußeren Oberfläche der Adsorberpartikel an den Schmelzkleberfäden haften und/oder mit dem Schmelzkleber bedeckt sind. Hierdurch wird die Adsorptionswirkung der Adsorberpartikel nicht und/oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Unter äußerer Oberfläche im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise die Oberfläche zu verstehen, die von außen unmittelbar zugänglich ist.at an embodiment of the invention Filter material adhere the Adsorberpartikel a small area at the melt adhesive threads. Under a small area For the purposes of the invention is preferably to be understood that at most 30%, preferably at most 10%, of the outer Surface of the adsorber particles on the melt adhesive threads adhere and / or covered with the hot melt adhesive. This will the adsorption of Adsorberpartikel not and / or only insignificantly impaired. Under outer surface within the meaning of the invention is preferably the surface to understand the externally directly accessible is.

Unter Schmelzkleberfäden im Sinne der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Fäden aus bei Raumtemperatur, d. h. bei 25°C, festen, Polymerklebstoffen zu verstehen, die vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, am meisten bevorzugt kein Wasser und/oder Lösungsmittel bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmelzklebers, enthalten, die im heißen Zustand, vorzugsweise über 50°C, keine Klebewirkung aufweisen und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur ihre Klebewirkung entfalten.Under Melt adhesive threads in the sense of the present invention are preferably threads from at room temperature, d. H. at 25 ° C, solid, to understand polymer adhesives, preferably less than 5% by weight, more preferably less than 1% by weight, on most preferably no water and / or solvent based on the total weight of the hot melt, contained in the hot Condition, preferably above 50 ° C, no adhesive effect and after cooling to room temperature their Unfold adhesive effect.

Schmelzkleber werden üblicherweise bei erhöhten Temperaturen, d. h. bei über 50°C, auf miteinander zu verklebende Gegenstände aus der Schmelze aufgetragen und härten nach dem Zusammenfügen beim Abkühlen auf Raumtemperatur unter Verfestigung vorzugsweise ohne eine chemische Reaktion.melt adhesive are usually at elevated temperatures, d. H. at over 50 ° C, to be bonded together Apply melted objects and harden after assembly, upon cooling to room temperature with solidification preferably without a chemical reaction.

Die Adsorberpartikel sind vorzugsweise gleichmäßig, insbesondere entlang und um den gesamten Umfang der Schmelzkleberfäden, auf den Schmelzkleberfäden verteilt. Vorzugsweise weisen Schmelzkleberfäden im Sinne der Erfindung im ungeschmolzenen Zustand keine Klebrigkeit untereinander auf und binden die Adsorberpartikel. Vorzugsweise bilden die Schmelzkleberfäden ein dreidimensionales Netz aus. Vorzugsweise sind die Schmelzkleberfäden geeignet im geschmolzenen Zustand Adsorberpartikel zu binden.The Adsorber particles are preferably uniform, in particular along and around the entire circumference of the melt adhesive threads, distributed on the melt adhesive threads. Preferably have Melt adhesive threads in the context of the invention in the unmelted Condition no stickiness among each other and bind the Adsorberpartikel. Preferably, the melt adhesive threads form a three-dimensional Network off. Preferably, the melt adhesive threads are suitable to bind adsorber particles in the molten state.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials ist der Schmelzkleber aus einem Material auf Polyester-, Polyolefin-, Polycarbonat-, Polyurethan- und/oder Polyamidbasis gebildet, wobei vorzugsweise der Schmelzkleber polymereinheitlich zu der Trägerschicht ist. Besonders bevorzugt besteht der Schmelzkleber aus einem Material auf Polyester- und Polyolefinbasis. Bei einer Ausführungsform beträgt das Flächengewicht an Adsorberpartikeln 100 bis 1500 g/m2, vorzugsweise 400 bis 1200 g/m2.In one embodiment of the filter material according to the invention, the hot-melt adhesive is formed from a material based on polyester, polyolefin, polycarbonate, polyurethane and / or polyamide, wherein preferably the hot melt adhesive is polymer-uniform to the carrier layer. Particularly preferably, the hot melt adhesive consists of a material based on polyester and polyolefin. In one embodiment, the weight per unit area of adsorbent particles is 100 to 1500 g / m 2 , preferably 400 to 1200 g / m 2 .

Durch das feste Haften der Adsorberpartikel an den Schmelzkleberfäden besteht die Adsorptionsfilterschicht aus einem regellosen, dreidimensionalen Netz, von dem sich die Adsorberpartikel nicht lösen. Hierdurch wird gleichzeitig eine hohe Luftdurchlässigkeit bei einer hohen Adsorptionskapazität und hoher Spontanität ermöglicht. Unter Spontanität ist das anfängliche Adsorptionsvermögen, d. h. die Adsorption im Anfangszustand ohne Beladung zu verstehen. Durch die elektrostatische Aufladung des Filters wird der Feinstaub ebenfalls effektiv zurückgehalten, ohne dass ein engmaschiges dreidimensionales Netz eingesetzt werden muss, welches zu einer verringerten Luftdurchlässigkeit führen würde.By the firm adhesion of the adsorber particles to the melt adhesive threads the adsorption filter layer consists of a random, three-dimensional Net from which the adsorber particles do not dissolve. hereby at the same time a high air permeability at a high adsorption capacity and high spontaneity allows. Spontaneity is the initial one Adsorption capacity, d. H. the adsorption in the initial state to understand without loading. Due to the electrostatic charge the filter also effectively retains the particulate matter without the need for a close-meshed three-dimensional network, which lead to a reduced air permeability would.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials ist die Trägerschicht aus einem Vlies aus Polyester, Polyolefin, Polycarbonat, Polyurethan, Polyamidbasis, aus retikuliertem PUR-Schaum und/oder Mischungen davon gebildet.at an embodiment of the invention Filter material is the carrier layer of a nonwoven Polyester, polyolefin, polycarbonate, polyurethane, polyamide base, made of reticulated PUR foam and / or mixtures thereof.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials, beispielsweise wenn der Filter einer besonderen starken mechanischen Belastung unterliegt, ist auf der von der Trägerschicht abgewandten Seite der Adsorberschicht eine Deckschicht angeordnet. Diese Deckschicht kann aus einem Vlies, Gelege, Gewirke oder Gestrick bestehen und ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das polymereinheitlich zu dem Material der Trägerschicht und/oder dem Schmelzkleber ist. Vorzugsweise absorbiert die Deckschicht Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von größer als 3 μm, vorzugsweise von 3 μm bis 500 μm. Weiter bevorzugt adsorbiert die Deckschicht Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 3 μm bis 20 μm, am meisten bevorzugt adsorbiert die Deckschicht Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 3 μm bis 10 μm.In one embodiment of the filter material according to the invention, for example when the filter is subject to a particularly strong mechanical load, a cover layer is arranged on the side of the adsorber layer facing away from the carrier layer. This cover layer may consist of a nonwoven, scrim, knitted or knitted fabric and is preferably made of a material which is polymer-uniform to the material of the support layer and / or the hot melt adhesive. Preferably, the cover layer absorbs particles having a mean particle size of greater than 3 microns, preferably from 3 microns to 500 microns. More preferably, the cover layer adsorbs particles having an average particle size of 3 microns to 20 microns, most The cover layer preferably adsorbs particles having an average particle size of 3 μm to 10 μm.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials weisen die Adsorberpartikel einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von 50 μm bis 5 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 50 μm bis 500 μm auf.at an embodiment of the invention Filter material, the adsorbent particles have a mean diameter in a range of 50 μm to 5 mm, preferably in one Range of 50 microns to 500 microns.

Die Schmelzkleberfäden umfassen einen Schmelzkleber, der vorzugsweise einen Schmelzpunkt zwischen 75 und 200°C besitzt, insbesondere zwischen 100 und 150°C. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt des Schmelzklebers mindestens 50°C unter dem Schmelzpunkt des Materials der Trägerschicht.The Hot melt adhesive threads comprise a hot melt adhesive, which is preferably has a melting point between 75 and 200 ° C, in particular between 100 and 150 ° C. Preferably, the melting point is of the hot melt adhesive at least 50 ° C below the melting point the material of the carrier layer.

Bei einer Ausführungsform kann der Schmelzkleber nachträglich noch nachvernetzt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, falls das Filtermaterial in einer Umgebung mit hoher Temperatur eingesetzt werden soll. Vorzugsweise weisen die Schmelzkleberfäden nach dem Vernetzen duroplastische Eigenschaften auf.at In one embodiment, the hot melt adhesive can be retrofitted to be postcrosslinked. This is especially advantageous if the filter material used in a high temperature environment shall be. Preferably, the melt adhesive threads after curing thermosetting properties.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials weisen die Schmelzkleberfäden einen Durchmesser auf, der mindestens um den Faktor 10 kleiner ist als der Durchmesser der Adsorberpartikel. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Schmelzkleberfäden nur mit einem geringen Teil der äußeren Oberfläche der Adsorberpartikel in Kontakt stehen. Dies ermöglicht auch einen besonders geringen Anteil an Schmelzkleber. Bei einer Ausführungsform liegt der Anteil der Schmelzkleberfäden bei 2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtgewicht der Adsorberschicht.at an embodiment of the invention Filter material, the melt adhesive threads have a diameter on, which is at least a factor of 10 smaller than the diameter the Adsorberpartikel. This will allow the Melt adhesive threads only with a small part of the outer Surface of the adsorbent particles in contact. This also allows a very low proportion of hot melt adhesive. In one embodiment, the proportion of melt adhesive threads is at 2 to 10 wt .-%, preferably 5 to 8 wt .-%, based on the Total weight of the adsorber layer.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials weisen die Schmelzkleberfäden eine Dicke in einem Bereich von 5 bis 50 μm, vorzugsweise von 10 bis 20 μm, auf.at an embodiment of the invention Filter material, the melt adhesive threads have a thickness in a range of 5 to 50 μm, preferably 10 to 20 μm, on.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials sind die Ladungsstabilisatoren und/oder Ladungsträger in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schmelzklebers, im Schmelzkleber verteilt.at an embodiment of the invention Filter material are the charge stabilizers and / or charge carriers in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 3 to 5% by weight, based on the weight of the hot melt adhesive, distributed in the hot melt adhesive.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials sind die Ladungsstabilisatoren und/oder Ladungsträger kompatibel zu dem Schmelzkleber. Kompatibel im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Schmelzkleber und der Ladungsträger und/oder der Ladungsstabilisator eine homogene Mischung bilden. Vorzugsweise werden ein polarer Schmelzkleber und ein polarer Ladungsträger und/oder polarer Ladungsstabilisator verwendet oder es werden ein unpolarer Schmelzkleber und ein unpolarer Ladungsträger und/oder unpolarer Ladungsstabilisator verwendet. Beispielsweise können Ammoniumsalze mit langen, unpolaren Alkylsubstituenten, wie beispielsweise C10 bis C20-Alkyl, gut in unpolaren Polyolefin-basierten Schmelzklebstoffen dispergiert werden. Polare Polyacrylsalze können beispielsweise in Kombination mit Polyurethanen eingesetzt werden.In one embodiment of the filter material according to the invention, the charge stabilizers and / or charge carriers are compatible with the hotmelt adhesive. Compatible within the meaning of the invention means that the hotmelt adhesive and the charge carrier and / or the charge stabilizer form a homogeneous mixture. Preferably, a polar hot melt adhesive and a polar charge carrier and / or polar charge stabilizer are used, or a nonpolar hot melt adhesive and a nonpolar charge carrier and / or nonpolar charge stabilizer are used. For example, ammonium salts with long, nonpolar alkyl substituents, such as C 10 to C 20 alkyl, can be well dispersed in nonpolar polyolefin-based hot melt adhesives. Polar polyacrylic salts can be used, for example, in combination with polyurethanes.

Die vorliegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Filters gelöst, wobei Schmelzkleberfäden versponnen werden und mit Adsorberpartikeln beladen werden und auf einer Trägerschicht abgelegt werden, wobei der Schmelzkleber mindestens einen Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisator umfasst und wobei die Schmelzkleberfäden während der Verspinnens und/oder in einem nachfolgenden Schritt elektrisch aufgeladen werden.The This object is further achieved by a method for the production solved the filter described above, wherein melt adhesive threads be spun and loaded with adsorber particles and on a carrier layer are deposited, wherein the hot melt adhesive at least one charge carrier and / or charge stabilizer and wherein the melt adhesive threads during the spinning and / or in a subsequent step electrically to be charged.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schmelzkleberfäden in einem Schmelzspinnverfahren versponnen.at an embodiment of the invention Method are the melt adhesive threads in a melt spinning process spun.

Bei einer Ausführungsform wird der Schmelzkleber aus der Schmelze aus Düsen in Richtung der beabstandet an den Düsen vorbei geführten Trägerschicht versprüht, wobei das Beladen der Schmelzkleberfäden mit Adsorberpartikeln im Bereich zwischen den Düsen und dem Trägervlies erfolgt und anschließend die mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden auf der Trägerschicht abgelegt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE 198 45526 A1 , deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben. Alternativ kann der Schmelzkleber auch aus der Lösung unter Ausbildung von Schmelzkleberfäden versprüht werden.In one embodiment, the hotmelt adhesive is sprayed from the melt from nozzles in the direction of the support layer guided at a distance past the nozzles, wherein the hotmelt adhesive threads are loaded with adsorbent particles in the area between the nozzles and the carrier web and then the melt adhesive threads loaded with adsorbent particles are deposited on the carrier layer become. Such a method is for example in the DE 198 45526 A1 , the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Alternatively, the hot melt adhesive can also be sprayed from the solution to form melt adhesive threads.

Gleichzeitig mit dem Verspinnen oder direkt anschließend kann die Ladungstrennung an den versponnenen Fäden erfolgen.simultaneously with spinning or directly afterwards, the charge separation done on the spun threads.

Die Ladungstrennung kann auch am fertigen Filter durchgeführt werden. Dabei können die Schmelzkleberfäden vor und/oder während ein elektrisches Feld, von vorzugsweise 0,01–100 kV/m, weiter bevorzugt von 0,5 bis 50 kV/m, angelegt wird, auf eine Temperatur erwärmt werden, die eine Ladungstrennung in den Schmelzkleberfäden, beispielsweise durch Dissoziation von Ladungen, erlaubt, und wird anschließend auf eine Temperatur abgekühlt, bei der die getrennten Ladungen in den Schmelzkleberfäden stabilisiert wird. Eine Ladungstrennung wird bei Temperaturen über dem Erweichungsbereich, vorzugsweise über dem Erweichungspunkt der Schmelzkleberfäden erlaubt. Eine Stabilisierung der Ladungstrennung in den Schmelzkleberfäden wird bei Temperaturen unter dem Erweichungspunkt der Schmelzkleberfäden erlaubt, da die getrennten Ladungen bei Temperaturen unter dem Erweichungspunkt fixiert werden.The charge separation can also be carried out on the finished filter. In this case, the melt-adhesive threads before and / or during an electric field, of preferably 0.01-100 kV / m, more preferred from 0.5 to 50 kV / m, are heated to a temperature which allows charge separation in the melt adhesive filaments, for example by dissociation of charges, and is then cooled to a temperature at which the separated charges in the melt adhesive filaments is stabilized. Charge separation is allowed at temperatures above the softening range, preferably above the softening point of the melt adhesive threads. A stabilization of the charge separation in the melt adhesive threads is allowed at temperatures below the softening point of the melt adhesive threads, since the separate charges are fixed at temperatures below the softening point.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schmelzkleberfäden in einem Elektrospinn-Verfahren versponnen. Hierzu wird ein bahnförmiges Material zwischen zwei Elektroden hindurchgeführt und dabei elektrostatisch aufgeladen, wobei die Absprühelektrode und/oder die Aufnahmeelektrode elektrisch geladen sind. Ein derartiges Elektrospinnverfahren ist beispielsweise in der DE 2328015 A1 beschrieben, welches unter Bezugnahme aufgenommen ist.In one embodiment of the method according to the invention, the melt adhesive threads are spun in an electrospinning process. For this purpose, a web-shaped material is passed between two electrodes and thereby charged electrostatically, wherein the spray-off electrode and / or the receiving electrode are electrically charged. Such Elektrospinnverfahren is for example in the DE 2328015 A1 described which is incorporated by reference.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden auf dem Trägermaterial zu einem regellos dreidimensionalen Netz abgelegt.at an embodiment of the invention Process become the adsorbent loaded with adhesive melt adhesive threads on the substrate to a random three-dimensional Network filed.

Die Trägerschicht, die Schmelzkleberfäden und/oder die Adsorptionspartikel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden entsprechend den für das Filtermaterial vorstehend angegebenen Definitionen ausgewählt und/oder hergestellt.The Carrier layer, the melt adhesive threads and / or the adsorbent particles of the process according to the invention will be in accordance with the above for the filter material selected definitions and / or manufactured.

Bei einer Ausführungsform werden die Schmelzkleberfäden aus einer Düse versprüht und zwischen der Düse und Trägervlies, auf dem die Schmelzkleberfäden abgelegt werden, mit Adsorberpartikeln beladen. Der Abstand ist so gewählt, dass die Schmelzkleberfäden noch eine gewisse Klebrigkeit aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Düsen und der Zufuhr der Adsorberpartikel 1 bis 20 cm, vorzugsweise 3 bis 10 cm, weiter bevorzugt 2 bis 5 cm. Vorzugsweise bildet der Sprühstrahl mit der Fläche der Trägerschicht einen spitzen Winkel von vorzugsweise 20 bis 45°. Die Zufuhr der Adsorberpartikel erfolgt bevorzugt über einen Rüttler.at One embodiment, the melt adhesive threads sprayed from a nozzle and between the nozzle and carrier fleece on which the melt adhesive threads be stored loaded with adsorbent particles. The distance is chosen so that the melt adhesive threads still a have some stickiness. Preferably, the Distance between the nozzles and the supply of Adsorberpartikel 1 to 20 cm, preferably 3 to 10 cm, more preferably 2 to 5 cm. Preferably, the spray forms with the surface the carrier layer an acute angle of preferably 20 to 45 °. The supply of Adsorberpartikel preferably takes place via a shaker.

Bei einer Ausführungsform wird zur Verstreckung der Fasern Druckluft eingesetzt. Diese erzeugt einen Luftstrom, sodass einrieselnde Adsorberpartikel entlang der versprühten Schmelzkleberfäden haften bleiben. Anschließend werden die mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden auf die vorbeigeführte Trägerschicht abgelegt, wobei vorzugsweise die Schmelzkleberfäden auf einem durch Luft erzeugten Polster auf der Trägerschicht abgelegt werden. Durch dieses Luftpolster wird verhindert, dass es zu keinem dichten Verbund zwischen Fasern und Adsorbern kommt. Die Adsorberpartikel bleiben vielmehr in einer Art lockerem dreidimensionalen Fasernetz aufgehängt.at one embodiment is to stretch the fibers Compressed air used. This creates a stream of air, so that trickling Adsorberpartikel along the sprayed melt adhesive threads stick to it. Subsequently, the with adsorbent particles laden melt adhesive threads on the past Deposited carrier layer, wherein preferably the melt adhesive threads on a cushion created by air on the carrier layer be filed. This air cushion prevents there is no tight bond between fibers and adsorbers. The Adsorberpartikel remain rather in a kind of loose three-dimensional Fiber network suspended.

Figurencharacters

1 zeigt ein Diagramm der NaCl-Abscheideleistung für Polyesterfiltermaterial mit einem Polyamidüberzug (Colback®, Colbond, Niederlande) mit verschiedenen Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren und verschiedenen Adsorberpartikelgrößen, wobei die Schmelzkleberfäden beim Verspinnen durch Anlegen einer negativen Spannung von –7,5 kV an der Aufsprühelektrode aufgeladen wurden. 1 shows a diagram of the NaCl removal efficiency for polyester filter material with a polyamide coating (Colback ®, Colbond, The Netherlands) with various carriers and / or charge stabilizers and various Adsorberpartikelgrößen, wherein the melt adhesive threads during spinning by applying a negative voltage of -7.5 kV to the Aufsprühelektrode were charged.

2 zeigt ein Diagramm der NaCl-Abscheideleistung für Polyesterfiltermaterial (Colback®, Colbond, Niederlande) mit verschiedenen Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren und verschiedenen Adsorberpartikelgrößen, wobei die Schmelzkleberfäden beim Verspinnen durch Anlegen einer negativen Spannung von –5,0 kV an der Aufsprühelektrode und einer positiven Spannung von + 5,0 kV an den Sprühkopf aufgeladen wurden. 2 shows a diagram of the NaCl removal efficiency for polyester filter material (Colback ®, Colbond, The Netherlands) with various carriers and / or charge stabilizers and various Adsorberpartikelgrößen, wherein the melt adhesive threads during spinning by applying a negative voltage of -5.0 kV to the Aufsprühelektrode and a positive Voltage of + 5.0 kV were charged to the spray head.

3 zeigt ein Diagramm der NaCl-Abscheideleistung für Polyesterfiltermaterial (Colback®, Colbond, Niederlande) mit verschiedenen Ladungsträgern und/oder Ladungsstabilisatoren und verschiedenen Adsorberpartikelgrößen, wobei die Schmelzkleberfäden durch Anlegen einer negativen Spannung von –5,0 kV an der Aufsprühelektrode und einer positiven Spannung von + 5,0 kV an den Sprühkopf aufgeladen wurden, und wobei die vermessenen Proben vor der Messung bei 60°C über Nacht in einem Trockenschrank aufbewahrt wurden. 3 shows a diagram of the NaCl removal efficiency for polyester filter material (Colback ®, Colbond, The Netherlands) with various carriers and / or charge stabilizers and various Adsorberpartikelgrößen, wherein the melt adhesive threads by applying a negative voltage of -5.0 kV to the Aufsprühelektrode and a positive voltage of + 5.0 kV were charged to the spray head, and the measured samples were stored in an oven at 60 ° C overnight prior to measurement.

Durch das nachfolgenden Beispiel soll die vorliegende Erfindung näher erläutert, aber in keiner Weise beschränkt werden.By The following example is intended to further illustrate the present invention explained, but in no way be limited.

Beispiel:Example:

Je 50 g Schmelzkleber auf Polyolefinbasis wurde in einem Becherglas auf einer Heizplatte zum Schmelzen gebracht und unter kräftigem Rühren wurden die unten angegebenen Mengen der jeweiligen Ladungsträgern bzw. Ladungsstabilisatoren zugegeben. Ladungsstabilisator bzw. Ladungsträger Zugabe I [g] Zugabe II [g] Zugabe III [g] Tetrabutylammoniumbromid 2,11 1,06 0,53 Tetradecyltrimethylammoniumbromid 2,21 1,10 0,55 Tetra kis(decyl)ammoniumbromid 4,32 2,16 1,08 Natriumoleat 2,00 1,00 0,50 Bariumtitanat 0,76 0,38 0,19 Polyacrylsäurenatriumsalz 5' 100 (19% Na) (Fluka) 0,50 0,25 0,12 Each 50 g of polyolefin-based melt adhesive was melted in a beaker on a hot plate and with vigorous stirring, the amounts of the respective charge carriers or charge stabilizers specified below were added. Charge stabilizer or charge carrier Addition I [g] Addition II [g] Addition III [g] tetrabutylammonium 2.11 1.06 0.53 tetradecyl 2.21 1.10 0.55 Tetra kis (decyl) ammonium bromide 4.32 2.16 1.08 sodium 2.00 1.00 0.50 barium titanate 0.76 0.38 0.19 Polyacrylic Acid Sodium Salt 5 '100 (19% Na) (Fluka) 0.50 0.25 0.12

Es wurden für jeden Ladungsträger bzw. Ladungsstabilisator und jede Konzentration je zwei ca. DIN A4 große Sprühmuster auf dem Polyesterträgermedium (Colback®, Colbond, Niederlande) unter Zugabe von Aktivkohlegranulat mit einer Korngrößenverteilung von 30 × 70 mesh erzeugt, indem einmal eine negative Spannung von –7,5 kV an der Aufsprühelektrode angelegt (1) und im zweiten Versuch die Aufsprühelektrode mit –5 kV und der Sprühkopf mit +5 kV (2) geladen wurde. Es wurden Adsorptionsfilterschichten mit einer ungefähren Flächengewichtsauflage von 150 g/m2 erzeugt.There were measured for each charge carriers or charge stabilizer and at each concentration produced in each case two approximately DIN A4 wide spray pattern on the polyester carrier medium (Colback ®, Colbond, The Netherlands) with the addition of activated charcoal granules having a grain size distribution of 30 x 70 mesh by even a negative voltage of -7.5 kV applied to the Aufsprühelektrode ( 1 ) and in the second experiment the spray electrode at -5 kV and the spray head at +5 kV ( 2 ) was loaded. Adsorption filter layers having an approximate basis weight laydown of 150 g / m 2 were produced.

Aus den Sprühmustern wurden je zwei Stanzlinge mit einem Durchmesser von 12 cm entnommen und im Strömungskanal die Natriumchloridabscheideleistung bei einer Mediengeschwindigkeit von 16,6 cm/s mit NaCl-Partikeln im Größenbereich von 0,3 bis 5 μm gemessen. Als Medium wurde Luft verwendet. Die Messung wurde gemäß DIN 71460-1 durchgeführt.From the spray patterns, two punched pieces each with a diameter of 12 cm were taken and measured in the flow channel, the Natriumchloridabscheideleistung at a media speed of 16.6 cm / s with NaCl particles in the size range of 0.3 to 5 microns. The medium used was air. The measurement was made according to DIN 71460-1 carried out.

Je ein Stanzling wurde bei ca. 60°C über Nacht im Trockenschrank aufbewahrt, der andere wurde bei Raumtemperatur gelagert. Die Abscheideleistungsbestimmung wurde am nächsten Tag wiederholt und die Zu- und Abnahme der Filtrationseffizienz der gealterten Proben bestimmt (3).One punched product was stored at about 60 ° C overnight in the oven, the other was stored at room temperature. The separation efficiency determination was repeated the next day and the increase and decrease in the filtration efficiency of the aged samples was determined ( 3 ).

Ergebnis:Result:

Bei einer negativen Ladung der Aufsprühelektrode mit –7,5 kV wurden insbesondere bei NaCl-Teilchengrößen im Bereich von 1 bis 5 μm und bei der Verwendung von Natriumoleat 0,5 g als Ladungsstabilisator bzw. Ladungsträger pro 50 g Schmelzkleber eine deutlich verbesserte Filtrationswirkung erhalten. Auf der Y-Achse ist der Fraktionsabscheidegrad angegeben.

Figure 00150001

FAG
= (Fraktionsabscheidegrad)
CRein(x)
= Partikelkonzentration (Teilchen/m3) im gereinigten Meßgas nach dem Durchströmen des Filters in Abhängigkeit von der Partikelgröße.
CRoh(x)
= Partikelkonzentration (Teilchen/m3) im Meßgas vor dem Durchströmen des Filters in Abhängigkeit von der Partikelgröße.
In the case of a negative charge of the sputtering electrode at -7.5 kV, in particular with NaCl particle sizes in the range of 1 to 5 .mu.m and with the use of sodium oleate, 0.5 g as charge stabilizer or charge carrier per 50 g hotmelt adhesive a significantly improved filtration effect was obtained. The fractional efficiency is indicated on the Y-axis.
Figure 00150001
FAG
= (Fraction separation efficiency)
C pure (x)
= Particle concentration (particles / m 3 ) in the purified measuring gas after flowing through the filter as a function of the particle size.
C raw (x)
= Particle concentration (particles / m 3 ) in the measuring gas before flowing through the filter as a function of the particle size.

In einem weiteren Experiment wurde die Aufsprühelektrode mit –5 kV und der Sprühkopf mit + 5 kV geladen. Auch hier wiesen Filtermaterialien mit Natriumoleat enthaltenden Fasern (0,5 g) eine deutlich verbesserte Abscheideleistung auf. Auch nach einer Alterung bei 60°C über Nacht wurden bei Partikelgrößen von 1 bis 5 μm in Kombination mit Natriumoleat 0,5 g pro 50 g Schmelzkleber deutlich verbesserte Abscheidungswerte für die Filtermaterialien erhalten.In Another experiment was the Aufsprühelektrode with -5 kV and the spray head charged with + 5 kV. Again, pointed Filter materials with sodium oleate containing fibers (0.5 g) significantly improved separation efficiency. Even after aging at 60 ° C overnight were at particle sizes from 1 to 5 μm in combination with sodium oleate 0.5 g per 50 g melt adhesive significantly improved deposition values for obtained the filter materials.

Hinsichtlich des Alterungsverhalten wiesen Filtermaterialien mit Polyacrylsäurenatriumsalz 0,25 g als Ladungsstabilisator bzw. Ladungsträger pro 50 g Schmelzkleber nach der Alterung besonders vorteilhafte Werte auf.Regarding the aging behavior had filter materials with polyacrylic acid sodium salt 0.25 g as charge stabilizer or charge carrier per 50 g melt adhesive after aging particularly advantageous values.

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  • - DIN 71460-1 [0060] - DIN 71460-1 [0060]

Claims (23)

Filtermaterial, umfassend eine Trägerschicht und eine Adsorptionsfilterschicht, wobei die Adsorptionsfilterschicht von mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden gebildet ist, wobei ferner die Schmelzkleberfäden Ladungsträger und/oder Ladungsstabilisatoren umfassen und die Schmelzkleberfäden eine Ladung aufweisen und/oder aufladbar sind.Filter material comprising a carrier layer and an adsorption filter layer, wherein the adsorption filter layer of adsorbent loaded with hot melt adhesive threads is formed, further wherein the melt adhesive threads charge carriers and / or charge stabilizers and the melt adhesive threads have a charge and / or are rechargeable. Filtermaterial nach Anspruch 1, wobei die Adsorberpartikel mit höchstens 30% der äußeren Oberfläche an den Schmelzkleberfäden haften.Filter material according to claim 1, wherein the adsorbent particles with no more than 30% of the outer surface adhere to the melt adhesive threads. Filtermaterial, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mit Adsorberpartikeln beladenen Schmelzkleberfäden ein regeloses, dreidimensionales Netz bilden.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the adsorbent loaded with adhesive melt adhesive threads form a regular, three-dimensional network. Filtermaterial, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht aus einem Vlies auf Polyester-, Polyolefin-, Polycarbonat-, Polyurethan-, Polyamidbasis, aus retikuliertem PUR-Schaum und/oder Mischungen davon gebildet ist.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the carrier layer consists of a nonwoven on polyester, Polyolefin, polycarbonate, polyurethane, polyamide base, from reticulated PUR foam and / or mixtures thereof is formed. Filtermaterial, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmelzkleberfäden aus Materialien der Gruppe, bestehend aus Polyester-, Polyolefin-, Polycarbonat-, Polyurethan-, Polyamidbasis und Mischungen davon, ausgewählt ist.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the melt adhesive threads are made of materials of the group, consisting of polyester, polyolefin, polycarbonate, polyurethane, Polyamide-based and mixtures thereof is selected. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmelzkleberbestandteile polymereinheitlich zu der Trägerschicht sind.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the hot melt adhesive components are polymer-uniform to the carrier layer are. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adsorberpartikel aus der Gruppe, bestehend aus Zeolithen, Silikagelen, Aktivkohle, Aluminiumoxid, Calciumchlorid und Mischungen davon, ausgewählt sind.Filter material according to one of the preceding claims, the adsorbent particles being selected from the group consisting of zeolites, Silica gels, activated charcoal, alumina, calcium chloride and mixtures thereof are selected. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adsorberpartikel in einer Menge von 100 bis 1500 g/m2 in der Adsorberschicht enthalten sind.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the adsorber particles are contained in an amount of 100 to 1500 g / m 2 in the adsorbent layer. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adsorberpartikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 μm bis 5 mm, vorzugsweise von 100 μm bis 1 mm, aufweisen.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the adsorbent particles have an average particle diameter in the Range of 50 microns to 5 mm, preferably 100 microns to 1 mm. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmelzkleberfäden eine Dicke in einem Bereich von 5 μm bis 50 μm aufweisen.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the melt adhesive threads have a thickness in a range from 5 μm to 50 μm. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Schmelzkleberfäden mindestens um den Faktor 10 kleiner ist als der Durchmesser der Adsorberpartikel.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the melt adhesive threads at least by a factor of 10 smaller than the diameter of the adsorber particles. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil an Schmelzkleberbestandteilen 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Adsorberschicht, beträgt.Filter material according to one of the preceding claims, the proportion of hotmelt adhesive components being 2 to 10% by weight, based on the total weight of adsorber, is. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladungsstabilisatoren und/oder Ladungsträger aus der Gruppe, bestehend aus organischen und anorganischen Salzen, salzartige Verbindungen, ionische Polymere, halogenierte, insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe, metallorganische Komplexverbindungen, insbesondere Metallocene, Halbsandwichkomplexe, Farbstoffe, insbesondere Azofarbstoffe, Verbindungen mit einem ausgedehnten H-Elektronensystem und Mischungen davon, ausgewählt sind.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the charge stabilizers and / or charge carriers from the group consisting of organic and inorganic salts, salt-like compounds, ionic polymers, halogenated, in particular fluorinated hydrocarbons, organometallic complex compounds, in particular metallocenes, half-sandwich complexes, dyes, in particular Azo dyes, compounds with an extended H-electron system and mixtures thereof are selected. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladungsstabilisatoren und/oder Ladungsträger in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schmelzkleberfäden, in den Schmelzkleberfäden verteilt sind.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the charge stabilizers and / or charge carriers in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, based on the weight of Melt adhesive threads, in the melt adhesive threads are distributed. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ladungsstabilisator und/der Ladungsträger zu den Schmelzkleberfäden kompatibel ist.Filter material according to one of the preceding claims, wherein the charge stabilizer and / or the charge carrier to the melt adhesive threads is compatible. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Deckschicht, welche auf der der Trägerschicht abgewandten Seite der Adsorberschicht angeordnet ist, wobei die Deckschicht eine Filterwirkung für Staubpartikel größer als 3 μm zeigt.Filter according to one of the preceding claims, a cover layer which faces away from the carrier layer Side of the adsorbent layer is arranged, wherein the cover layer a filter effect for dust particles larger than 3 μm. Filter, umfassend ein Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Filter comprising a filter material after a of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials, wobei Schmelzkleberfäden versponnen werden, mit Adsorberpartikel beladen werden und auf einer Trägerschicht abgelegt werden, wobei der Schmelzkleber mindestens einen Ladungsstabilisator und/oder Ladungsträger enthält und wobei die Schmelzkleberfäden während des Verspinnens und/oder in einem nachfolgenden Schritt elektrisch aufgeladen werden.Method for producing a filter material, wherein melt adhesive threads are spun with Adsorberpartikel be loaded and stored on a carrier layer, wherein the hotmelt adhesive comprises at least one charge stabilizer and / or charge carrier contains and wherein the melt adhesive threads during spinning and / or in a subsequent step electrically to be charged. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Schmelzkleberfäden in einem Elektrospinnverfahren versponnen werden, wobei die Absprühelektrode und/oder die Aufnahmeelektrode elektrisch geladen sind.The method of claim 18, wherein the melt adhesive threads be spun in an electrospinning process, wherein the spray-off electrode and / or the receiving electrode are electrically charged. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Schmelzkleberfäden nach dem Ablegen der Schmelzkleberfäden in einem elektrischen Feld aufgeladen werden.The method of claim 18, wherein the melt adhesive threads after depositing the melt adhesive threads in an electric Field to be charged. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schmelzkleberfäden, vor und/oder während ein elektrische Feld angelegt wird, auf eine Temperatur erwärmt werden, die eine Ladungstrennung in den Schmelzkleberfäden erlaubt, und anschließend auf eine Temperatur abgekühlt werden, bei der die getrennte Ladung in den Schmelzkleberfäden stabilisiert wird.The method of claim 20, wherein the melt adhesive threads, before and / or while an electric field is applied, be heated to a temperature which is a charge separation allowed in the melt adhesive threads, and subsequently be cooled to a temperature at which the separated Charge is stabilized in the melt adhesive threads. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 zur Herstellung eines Filtermaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.Method according to one of claims 18 to 21 for producing a filter material according to a of claims 1 to 17. Verwendung des Filtermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter, Wohnraumfilter und/oder Staubsaugerfilter.Use of the filter material according to one of the claims 1 to 17 as cabin air filter, circulating air filter, clean room filter, exhaust air filter, Housing filter and / or vacuum cleaner filter.
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