DE19618461A1

DE19618461A1 - Träger/Faservlies-Anordnung

Info

Publication number: DE19618461A1
Application number: DE19618461A
Authority: DE
Inventors: Michael R Gildersleeve; Tony Alex; Thomas C Gsell; Joanna M Abes
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 1996-11-14
Also published as: GB2300595B; FR2734002B1; GB2300595A; ITTO960289A0; CA2166740A1; FR2734002A1; JPH0924227A; US5665235A; IT1286304B1; GB9606654D0; ITTO960289A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Träger/Faservlies-Anordnung, d. h. ein an ein Trägermaterial gebundenes Faservlies. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Träger/Faservlies-Anordnung sowie Verfahren zur Anwendung einer derartigen Träger/Faservlies-Anordnung.

Filtermedien sind seit vielen Jahren in Gebrauch, um feine Teilchen aus Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, durch Filtra tion abzutrennen. Derartige Filtermedien sind in einer Vielfalt von Materialien erhältlich, um speziellen Filtrationsaufgaben zu genügen. Faservliese, wie sie beispielsweise in US-Patent 4 021 281 beschrieben werden, sind besonders gut geeignet zum Abfiltrieren gewisser Feststoffteilchen aus Fluiden.

Faservliese haben zwar die Fähigkeit, gewisse Teilchen abzu trennen, es ermangelt ihnen jedoch leider an mechanischer Festigkeit, z. B. lassen sie sich leicht verformen. Daraus resultiert, daß häufig ein Trägermaterial mit einem derartigen Faservlies zusammengeführt wird, um so ein Filtermedium mit befriedigenden mechanischen Eigenschaften zu schaffen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Filtermedium in einer Umgebung mit hoher Scherbeanspruchung oder pulsierender Beaufschlagung zur Anwendung gebracht wird oder hohen Rückstromdrücken ausge setzt ist.

Es sind zahlreiche Versuche unternommen wird, Faservliese mit geeigneten Trägermaterialien zusammenzubringen. Zu diesen Ver suchen gehört beispielsweise das Schmelzblasen eines Faser vlieses direkt auf ein Trägermaterial, das Flammkaschieren eines Faservlieses direkt auf ein Trägermaterial und die Ver wendung eines Klebstoffes, um ein Faservlies mit einem Träger material zu verbinden. Keine dieser Techniken ist frei von Problemen, so zum Beispiel schwache Faservlies/Träger-Haftung, erhebliche Verstopfung der Poren des Faservlieses und/oder des Trägermaterials, Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Faservlieses und das Eintragen möglicher Kontaminations quellen.

Somit besteht weiterhin Bedarf nach einem Verfahren zur Anbin dung eines Faservlieses an die Oberfläche eines Trägermate rials, im besonderen eines steifen Trägermaterials, wobei das Verfahren das Anhaften des Faservlieses an dem Trägermaterial sicherstellen soll, ohne daß dabei das Faservlies oder das Trägermaterial in wesentlichem Umfang ungünstig beeinflußt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Verfahren und die daraus resultierende Träger/Faservlies-Anordnung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Träger/Faservlies-Anordnung gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Anspruch 26 gelöst.

Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung sowie zusätz liche Erfindungsmerkmale sind aus der vorliegenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich sowie den Unteransprüchen und weite ren nebengeordneten Ansprüchen.

Die Erfindung schafft eine Träger/Faservlies-Anordnung, die ein Trägermaterial umfaßt, welches an ein nichtgewebtes (non-woven) Mehrkomponentenfaservlies gebunden ist. Die Mehrkomponenten fasern umfassen ein erstes Polymeres und ein zweites Polymeres, derart, daß das zweite Polymere auf mindestens einem Bereich der Oberfläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die unter der Erweichungstempe ratur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt. Die Träger/Faservlies-Anordnung hat eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurchflußrate des nicht gewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein. Die erfindungs gemäße Träger/Faservlies-Anordnung kann ferner ein zweites Faservlies umfassen, welches an das nichtgewebte Mehrkomponen tenfaservlies gebunden ist, derart, daß das nichtgewebte Mehr komponentenfaservlies zwischen dem zweiten Faservlies und dem Trägermaterial liegt, und wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasser durchflußrate des zweiten Faservlieses allein aufweist. Die Erfindung schafft ferner ein Filterelement, welches ein Gehäuse und eine derartige Träger/Faservlies-Anordnung umfaßt, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Träger/Faservlies- Anordnung und Verfahren zur Anwendung einer solchen Träger/Faservlies-Anordnung.

Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung umfaßt ein Trägermaterial, welches an ein nichtgewebtes Mehrkomponenten faservlies gebunden ist, wobei die Mehrkomponentenfasern ein erstes Polymeres und ein zweites Polymeres umfassen, derart, daß das zweite Polymere auf mindestens einem Bereich der Ober fläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erwei chungstemperatur aufweist, die unter der Erweichungstemperatur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt, und wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurchflußrate des nichtge webten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist. Die Träger/Faservlies-Anordnung kann ferner ein zweites Faservlies umfassen, welches an das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies gebunden ist, derart, daß-das nichtgewebte Mehrkomponenten faservlies zwischen dem zweiten Faservlies und dem Trägermate rial liegt, und wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurch flußrate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

Nichtgewebtes Mehrkomponentenfaservlies

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies kann beliebige oder e Mengen von dem ersten und zweiten Polymeren enthalten, derart, daß das zweite Polymere auf wenigstens einem Bereich der Oberfläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die unter der Erweichungs temperatur des ersten Polymeren, des zweiten Faservlieses (falls vorhanden) und des Trägermaterials liegt. Typischerweise umfassen die Mehrkomponentenfasern wenigstens circa 10 Gew.-% eines ersten Polymeren mit einer ersten Erweichungstemperatur und nicht mehr als circa 90 Gew.-% eines zweiten Polymeren mit einer zweiten Erweichungstemperatur, welche niedriger ist als die erste Erweichungstemperatur sowie die Erweichungstemperatur des zweiten Faservlieses (falls vorhanden) und des Trägermate rials. Die Mehrkomponentenfasern umfassen bevorzugt wenigstens circa 30 Gew.-%, noch besser mindestens circa 40 Gew.-% (z. B. circa 40 bis 60 Gew.-%) von dem ersten Polymeren und nicht mehr als circa 70 Gew.-%, noch besser nicht mehr als circa 60 Gew.-% (z. B. circa 60 bis 40 Gew.-%) von dem zweiten Polymeren. Die Mehrkomponentenfasern umfassen bevorzugt einen Kern aus dem ersten Polymeren und wenigstens eine teilweise umgebende Ober flächenbedeckung aus dem zweiten Polymeren. Noch bevorzugter umfassen die Mehrkomponentenfasern einen Kern aus dem ersten Polymeren und eine Hülle aus dem zweiten Polymeren (d. h. das zweite Polymere bildet einen zusammenhängenden Überzug auf der Oberfläche des Kerns aus dem ersten Polymeren).

Die Mehrkomponentenfasern des nichtgewebten Vlieses können aus beliebigen geeigneten Polymeren hergestellt sein. Vorzugsweise ist wenigstens das zweite Polymere, noch besser auch das erste Polymere, ein thermoplastisches Polymeres. Meist bevorzugt sind die Mehrkomponentenfasern des nichtgewebten Vlieses aus geeig neten Polyolefinen und/oder Polyestern hergestellt. Geeignete Polymere umfassen Polyester, Polyethylen, Polypropylen und Polymethylpenten. Das erste Polymere ist bevorzugt Polyester, wobei das zweite Polymere bevorzugt Polyethylen ist. Die Mehr komponentenfasern des nichtgewebten Vlieses lassen sich durch beliebige geeignete Mittel herstellen und durch beliebige geeignete Mittel zu einem nichtgewebten Vlies formen, beispielsweise durch die herkömmlichen Verfahren zur Papier herstellung mittels Langsiebmaschinen. Zwar sind die Mehrkompo nentenfasern bevorzugt Bikomponentenfasern, d. h. Fasern, die aus nur zwei Polymeren hergestellt sind, die Mehrkomponenten fasern können jedoch auch aus mehr als zwei Polymeren herge stellt sein, d. h. das erste und/oder zweite Polymere, wie hier beschrieben, lassen sich als Polymermischungen oder sog. Polymer-Blends denken. Die Mehrkomponentenfasern können auch einen geeigneten Haftvermittler umfassen, z. B. einen Silan- Haftvermittler, insbesondere wenn das Trägermaterial ein Metall ist, z. B. Edelstahl.

Die spezielle Kombination von Polymeren für die Mehrkomponen tenfasern sollte so gewählt sein, daß die Erweichungstemperatu ren des ersten und des zweiten Polymeren sich hinreichend von einander unterscheiden, derart, daß die Erweichung des zweiten Polymeren bewirkt werden kann, ohne dabei das erste Polymere sowie das zweite Faservlies (falls vorhanden) und das Träger material abträglich zu beeinflussen. Somit haben das erste Polymere, das zweite Faservlies (falls vorhanden) und das Trägermaterial bevorzugt Erweichungstemperaturen, die wenig stens circa 20°C, noch besser wenigstens circa 50°C höher liegen als die Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren. Das zweite Polymere hat typischerweise eine Erweichungstemperatur von circa 110°C bis circa 200°C, noch typischer von circa 110°C bis circa 150°C. Obgleich es möglich ist, die Schmelz temperaturen des zweiten Faservlieses (falls vorhanden), des Trägermaterials und des ersten und zweiten Polymeren des nicht gewebten Mehrkomponentenfaservlieses zu berücksichtigten, liefern die Erweichungstemperaturen ein praktischeres Maß für die Temperaturen, bei denen Verformung und/oder Schmelzfluß der verschiedenen Elemente der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies- Anordnung eintreten können.

Die zur Bildung des nichtgewebten Vlieses herangezogenen Mehr komponentenfasern haben bevorzugt einen mittleren oder durch schnittlichen Durchmesser von circa 50 µm oder weniger. Noch bevorzugter haben wenigstens 90%, meist bevorzugt im wesent lichen sämtliche der das nichtgewebte Vlies bildenden Mehr komponentenfasern einen Durchmesser von circa 50 µm oder weni ger. Die das nichtgewebte Vlies bildenden Mehrkomponentenfasern haben typischerweise einen Durchmesser von circa 5 bis 50 µm, noch gebräuchlicher von circa 10 bis 30 µm. Die Mehrkomponen tenfasern können eine beliebige geeignete Länge haben, z. B. circa 0,5 bis 8 cm.

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies kann ein beliebiges geeignetes Flächengewicht (oder flächenbezogene Masse) haben. Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies hat bevorzugt ein Flächengewicht von wenigstens circa 20 g/m², noch besser zwischen circa 20 g/m² und circa 200 g/m² und meist bevorzugt zwischen circa 20 g/m² und circa 100 g/m².

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies kann von beliebiger geeigneter Dicke sein und ist im allgemeinen mindestens circa 50 µm dick. Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies weist bevorzugt eine ausreichende Dicke auf, so daß der Träger/Faser vlies-Anordnung die gewünschte Ablösefestigkeit verliehen wird. Ferner sollte das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies von hinreichender Dicke sein, um die gewünschte physische Trennung zwischen dem zweiten Faservlies, wenn vorhanden, und dem Trägermaterial zu erhalten, um ausreichende seitliche Strömung (z. B. Quer- oder Längsströmung) durch das nichtgewebte Mehr komponentenfaservlies zuzulassen, wodurch der Druckverlust der Träger/Faservlies-Anordnung auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies hat bevorzugt eine Dicke von weniger als circa 5000 µm, noch bevorzugter von weniger als circa 2500 µm und meist bevorzugt von circa 50 bis circa 1000 µm.

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies sollte, was die Dicke anbelangt, so gleichmäßig wie möglich sein. Vorzugsweise weist das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies eine Veränder lichkeit der Dicke von nicht mehr als circa ±10% auf, noch bevorzugter von nicht mehr als circa ±9%, was in etwa 3 Standardabweichungen von der mittleren Dicke des nichtgeweb ten Vlieses darstellt. Meist bevorzugt hat das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies eine Veränderlichkeit der Dicke von nicht mehr als circa ±5%.

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies kann eine beliebige geeignete Luftdurchlässigkeit aufweisen. Typischerweise hat das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies eine Luftdurchlässigkeit von circa 30 000 bis circa 500 000 Liter pro Minute/m². Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies weist bevorzugt eine Luftdurchlässigkeit von circa 100 000 bis circa 300 000 Liter pro Minute/m² auf.

Trägermaterial

Das Trägermaterial kann ein beliebiges geeignetes Material sein, wünschenswerterweise ein Material, das steifer ist als das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies und das zweite Faservlies (sofern vorhanden). Das Trägermaterial hat wünschenswerterweise eine Biegesteifigkeit ("Cantilever Test" nach ASTM D 1388-64 (neu anerkannt 1975; redaktionelle Änderungen in 1975 und 1976)) von wenigstens ungefähr dem 10fachen, vorzugsweise wenigstens ungefähr dem 50fachen, noch besser von wenigstens ungefähr dem 100fachen, z. B. ungefähr dem 500fachen oder mehr, und meist bevorzugt von wenigstens ungefähr dem 1000fachen der Biegesteifigkeit des nichtgewebten Mehrkom ponentenfaservlieses und des zweiten Faservlieses (falls vor handen). Das Trägermaterial hat ferner bevorzugt eine Zug festigkeit von wenigstens ungefähr dem 5fachen, noch besser von wenigstens ungefähr dem 10fachen der Zugfestigkeit des nichtge webten Mehrkomponentenfaservlieses und des zweiten Faservlieses (falls vorhanden). Ferner sollte die Erweichungstemperatur des Trägermaterials größer sein als die Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren der Mehrkomponentenfasern.

Das Trägermaterial ist typischerweise ein polymeres Material oder ein Metall. Geeignete polymere Materialien umfassen Poly amid (z. B. Nylon), Polypropylen, Polyethersulfon (PES), Poly sulfon (PSO), Polyetherimid (PEI), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyetherketon (PEK). Geeignete metallische Werkstoffe umfassen Metalle, wie Aluminium, und Legierungen, wie Edel stahl. Das Trägermaterial kann in einer beliebigen geeigneten Form vorliegen, z. B. schicht-, faser-, maschenförmig und der gleichen.

Das Trägermaterial kann porös sein, derart, daß das gefilterte Fluid durch das Trägermaterial hindurchfließt, oder es kann nichtporös sein, derart, daß das gefilterte Fluid seitlich durch das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies fließt, z. B. zwischen dem zweiten Faservlies (sofern vorhanden) und dem Trägermaterial. Das Trägermaterial ist vorzugsweise porös, im besonderen eine poröse Schicht aus Edelstahl, z. B. mit durch chemisches Ätzen hergestellten Löchern.

Die Haftfreudigkeit des Trägermaterials an das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies läßt sich durch Aufrauhen der Ober fläche des Trägermaterials verbessern. Zum Beispiel kann die Haftfreudigkeit des Trägermaterials, insbesondere wenn es sich um ein Metall, z. B. Edelstahl, handelt, an das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies dadurch gesteigert werden, daß das Trägermaterial einer Ätzbehandlung und/oder einer Wärmebehand lung oder einer anderen oxidativen Oberflächenbehandlung unter zogen wird.

Zweites Faservlies

Die erfindungsgemäße Faservlies-Anordnung kann ein zweites Faservlies umfassen, d. h. ein Faservlies zusätzlich zu dem nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies. Als das zweite Faservlies kann ein beliebiges geeignetes nichtgewebtes Faservlies verwendet werden.

Das zweite Faservlies kann von beliebigen geeigneten Materia lien gebildet und von beliebiger geeigneter Struktur sein. Das zweite Faservlies kann Mehrkomponentenfasern oder Einkomponen tenfasern umfassen und kann also gleich dem nichtgewebten Mehr komponentenfaservlies oder von diesem verschieden sein. Das zweite Faservlies umfaßt bevorzugt Einkomponentenfasern. Das zweite Faservlies kann in der Form eines nichtgewebten Faser vlieses oder einer gewebten (einschließlich einer maschen- oder siebgewebeartigen) Faserstruktur bzw. -vlieses vorliegen, vorzugsweise jedoch als nichtgewebtes Faservlies.

Im allgemeinen stellt bei Verwendung eines zweiten Faservlieses dieses das primäre Filtermedium dar, wobei das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies ein Mittel zum Binden des zweiten Faservlieses an das Trägermaterial ist.

Verfahren zum Zusammenfügen

Die Bindung des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses an das Trägermaterial und das zweite Faservlies (falls vorhanden) wird bewirkt, indem das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies einer Temperatur ausgesetzt wird, die über der Erweichungs temperatur des zweiten Polymeren, aber unter der Erweichungs temperatur des ersten Polymeren, des zweiten Faservlieses (falls vorhanden) und des Trägermaterials liegt. Mit anderen Worten, das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies wird einer Temperatur ausgesetzt, die ausreichend ist, um das zweite Poly mere wenigstens teilweise zu erweichen, ohne dabei die anderen Komponenten der Träger/Faservlies-Anordnung in wesentlichem Umfang zu erweichen, derart, daß das zweite Polymere in aus reichendem Umfang zum Schmelzfluß gebracht werden kann, um die erwünschte Haftung zwischen dem nichtgewebten Mehrkomponenten faservlies und dem zweiten Faservlies (falls vorhanden) und dem Trägermaterial zu bewirken.

Somit schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Träger/Faservlies-Anordnung, wobei das Verfahren folgendes um faßt: (a) Inkontaktbringen eines nichtgewebten Mehrkomponenten faservlies mit einem Trägermaterial, um eine Träger/Faservlies- Anordnung zu bilden, wobei die Mehrkomponentenfasern ein erstes Polymeres und ein zweites Polymeres umfassen, derart, daß das zweite Polymere auf wenigstens einem Bereich der Oberfläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erweichungstempe ratur aufweist, die unter der Erweichungstemperatur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt; (b) Aussetzen des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren und unter der Erweichungstemperatur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt; und (c) Anwenden von Druck auf die Träger/Faservlies-Anordnung, während sich das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren befindet, derart, daß das Trägermaterial an das nichtgewebte Mehrkomponenten faservlies gebunden wird, und die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasser durchflußrate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner folgendes umfassen: In-Position-bringen des nichtgewebten Mehrkomponentenfaser vlieses zwischen das Trägermaterial und ein zweites Faservlies; Unterwerfen des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren und unter der Erweichungstemperatur des ersten Poly meren, des zweiten Faservlieses und des Trägermaterials liegt; und Anwenden von Druck auf die Träger/Faservlies-Anordnung, während sich das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren befindet, derart, daß das Trägermaterial und das zweite Faservlies an das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies gebunden werden, und die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurch flußrate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

Das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies kann der gewünschten Erweichungstemperatur unterworfen werden unter Zuhilfenahme beliebiger geeigneter Mittel, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, folgende gehören: Heizplatten, Induktion, Mikrowellen, Hochfrequenz, Konvektion und dergleichen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Anordnung in einen Ofen oder auf eine heiße Platte gebracht werden oder, noch besser, durch beheizte Quetschwalzen und/oder zwischen beheizten Transportbändern geführt werden, solange ein erwünschter Grad von Haftung, z. B. Ablösefestigkeit, zwischen den Lagen der Anordnung erhalten wird, ohne unzulässiges Verstopfen oder Zusetzen der Poren. In ähnlicher Weise kann ein Bereich der Anordnung auf die gewünschte Temperatur gebracht und sodann mit dem/den rest lichen Bereich/en der Anordnung vereinigt werden.

Meist bevorzugt erfolgt die Anwendung von Wärme auf die Anord nung über einen Zeitraum, der hinreichend ist, um dem nichtge webten Mehrkomponentenfaservlies insgesamt das Erreichen der gewünschten Temperatur zu gestatten. Die für diese Erwärmung benötigte Zeitspanne ist teilweise abhängig von dem Verfahren, durch das die Wärmeanwendung erfolgt, und von den genauen physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Anordnung.

Während sich das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies bei der erhöhten Temperatur befindet, d. h. bei einer Temperatur ober halb der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren, wird auf die Anordnung bevorzugt ein Druck von geeigneter Höhe angewen det, der auf eine beliebige geeignete Weise bewirkt werden kann, z. B. durch Quetschwalzen und dergleichen. Die Höhe des auf die erwärmte Anordnung angewandten Druckes, die erforder lich ist, um gute Haftung der verschiedenen Komponenten der Anordnung zu bewirken, variiert in ähnlicher Weise in Abhängig keit von dem genauen Verfahren, welches angewendet wird, um die Haftung der Komponenten der Anordnung zu bewirken, und der physikalischen Beschaffenheit dieser Komponenten. Im allgemei nen ist ein angewandter Druck von circa 5 bis 1500 kPa aus reichend, wobei die Verwendung von circa 10 bis 1000 kPa ange wandter Druck noch typischer ist.

Die Druckanwendung muß über eine Zeit erfolgen, die hinreichend ist, damit das zweite Polymere der Mehrkomponentenfasern, die das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies bilden, zur Verfor mung oder zum Schmelzfluß gebracht werden kann, um den gewün schten Grad an Haftung zwischen den Komponenten der Anordnung zu bewirken, ohne dabei den Rest der Träger/Faservlies-Anord nung ungünstig zu beeinflussen, z. B. zu verformen und/oder zum Schmelzfluß zu bringen. Im allgemeinen kann der gewünschte Druck circa 1 bis 60 Sekunden lang angewendet werden, vorzugs weise circa 1 bis 30 Sekunden.

Es sollte darauf geachtet werden, daß der angewandte Druck nicht auf eine Weise angewandt wird, die der Träger/Faservlies- Anordnung abträglich ist. Ferner sollte auf die Träger/Faser vlies-Anordnung kein Druck angewendet werden, der das nicht gewebte Mehrkomponentenfaservlies nichtporös machen könnte, oder der Druck nicht so angewendet werden, daß das Absorptions- und Fluidströmungsverhalten über das nichtgewebte Mehrkomponen tenfaservlies (seitliche und/oder vertikale Strömung) in wesentlichem Umfang ungünstig beeinflußt wird, obgleich es in manchen Fällen erwünscht sein kann, einen Bereich des nicht gewebten Mehrkomponentenfaservlieses absichtlich nichtporös zu machen, d. h. undurchlässig für Fluidströmung, um z. B. die Fluidströmung zu beeinflussen. Ein derartiger Ansatz ist besonders nützlich beim fluiddichten Versiegeln der Kanten der Träger/Faservlies-Anordnung, um Fluid-Leckage zu verhindern und den Fluß des Fluids zu einem geeigneten Auslaß zu lenken.

Die Träger/Faservlies-Anordnung wird wünschenswerterweise so hergestellt, daß die Anordnung ausreichend hohe Durchlässig keits- und Haftungseigenschaften aufweist. Im besonderen hat die Träger/Faservlies-Anordnung bevorzugt eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 50%, noch besser von wenigstens circa 70% und meist bevorzugt von wenigstens circa 90% der Wasserdurchflußrate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaser vlieses allein und/oder der Wasserdurchflußrate des zweiten Faservlieses (falls vorhanden). Die Wasserdurchflußrate ist die Wassermenge pro Zeiteinheit pro Druckeinheit pro Oberflächen einheit der Anordnung und wird in der vorliegenden Beschreibung in ml/min/kPa/m² ausgedrückt. Die Wasserdurchflußrate wird, wenn möglich, bei einem angewandten Druck von 7 kPa gemessen, und sämtliche in der vorliegenden Beschreibung angeführten Werte von Wasserdurchflußraten geben Messungen bei einem solchen angewandten Druck wieder.

Ferner hat die Träger/Faservlies-Anordnung bevorzugt Ablöse festigkeiten von zweitem Faservlies/nichtgewebtem Mehrkomponen tenfaservlies und nichtgewebtem Mehrkomponentenfaservlies/ Trägermaterial von wenigstens circa 50 kg/m, noch besser von wenigstens circa 100 kg/m und meist bevorzugt von wenigstens circa 150 kg/m, bezogen auf den trockenen Zustand, und meist bevorzugt auch nach Einweichen in Wasser bei 90°C über 30 Minuten. Die Träger/Faservlies-Anordnung hat idealerweise Ablösefestigkeiten von zweitem Faservlies/nichtgewebtem Mehr komponentenfaservlies und nichtgewebtem Mehrkomponentenfaser vlies/Trägermaterial, die ausreichend hoch sind, so daß die Träger/Faservlies-Anordnung sich nicht durch Abschälen trennen läßt, ohne das zweite Faservlies und/oder das Trägermaterial zu zerstören.

Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung hat wünschens werterweise eine Biegesteifigkeit (ASTM D 1388-64) von wenig stens ungefähr dem 10fachen, vorzugsweise von wenigstens unge fähr dem 50fachen, noch bevorzugter von wenigstens ungefähr dem 100fachen, z. B. ungefähr dem 500fachen oder mehr, und meist bevorzugt von wenigstens ungefähr dem 1000fachen der Biege steifigkeit des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses und des zweiten Faservlieses (falls vorhanden).

Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung kann bevorzugt Scherraten widerstehen, wie sie z. B. bei der dynamischen Filtration vorgefunden werden, von wenigstens circa 200 000 s-¹, noch besser von wenigstens circa 400 000 s-¹ und meist bevorzugt von wenigstens circa 500 000 s-¹. In ähnlicher Weise kann die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung wünschenswerterweise Rückstromdrücken von wenigstens circa 100 kPa, vorzugsweise von wenigstens circa 200 kPa, noch besser von wenigstens circa 400 kPa und meist bevorzugt von wenigstens circa 500 kPa widerstehen.

Verfahren zur Anwendung

Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung kann für jeden geeigneten Zweck verwendet werden, z. B. für jeden Zweck, für den eine herkömmliche Träger/Faservlies-Anordnung benutzt werden könnte. Da die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anord nung hervorragende Haftungseigenschaften aufweist, unter Beibe haltung guter Permeabilitätseigenschaften, kann die erfindungs gemäße Träger/Faservlies-Anordnung auch in Anwendungen und Umgebungen benutzt werden, für die eine herkömmliche Träger/ Faservlies-Anordnung möglicherweise nicht geeignet wäre, wie z. B. in Umgebungen mit hoher Scherbeanspruchung oder pulsieren der Beaufschlagung oder in Anwendungen, in denen die Träger/ Faservlies-Anordnung hohen Rückstromdrücken ausgesetzt ist. Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung ist geeignet für Querstromfiltrations-Vorrichtungen und -Anwendungen und ist besonders gut geeignet für Vorrichtungen und Anwendungen der dynamischen Filtration, insbesondere solchen mit rotierenden und vibrierenden Vorrichtungen zum dynamischen Filtrieren.

Somit schafft die Erfindung ein Filterelement, welches ein Gehäuse und die Träger/Faservlies-Anordnung gemäß der Erfindung umfaßt. Ein derartiges Filterelement kann die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung in einer beliebigen Ausbildung beinhalten, einschließlich beispielsweise in der Form einer Schicht, wobei das Trägermaterial eine Platte ist, einer gefältelten Ausbildung, wobei das Trägermaterial maschenartig ist, oder einer röhrenförmigen Ausbildung, wobei das Träger material ein Rohr ist. Die Erfindung schafft ferner ein Verfah ren zum Filtern eines Fluids, wobei das Verfahren das Hindurch leiten eines Fluids durch die erfindungsgemäße Träger/Faser vlies-Anordnung umfaßt.

Beispiele

Die folgenden Beispiele dienen der weitergehenden Veranschau lichung der Erfindung und sind selbstverständlich nicht in dem Sinne auszulegen, daß sie den Rahmen der Erfindung in irgend einer Weise beschränken.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die herausragenden Permeabilitäts- und Haftungseigenschaften der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies- Anordnung.

Im besonderen wurde die Permeabilität gemessen von: einem nichtgewebten Einkomponentenfaservlies allein (Probe 1A); dem nichtgewebten Einkomponentenfaservlies in einem mit einem Edel stahl-Träger zusammengeführten, aber nicht daran gebundenen Zustand (Probe 1B); einem nichtgewebten Mehrkomponentenfaser vlies allein (Probe 1C); dem nichtgewebten Mehrkomponenten faservlies in einem mit dem Edelstahl-Träger zusammengeführten, jedoch nicht daran gebundenen Zustand (Probe 1D); dem nichtge webten Mehrkomponentenfaservlies in einem mit dem Edelstahl- Träger zusammengeführten und daran gebundenen Zustand (Probe 1E); dem nichtgewebten Einkomponentenfaservlies in einem mit dem Edelstahl-Träger zusammengeführten, jedoch nicht daran gebundenen Zustand, mit dem nichtgewebten Mehrkomponenten faservlies dazwischen (Probe 1F); und dem nichtgewebten Ein komponentenfaservlies in einem an den Edelstahl-Träger gebunde nen Zustand, mit dem nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies dazwischen (Probe 1G). Die Ablösefestigkeiten der verschiedenen gebundenen Ausführungsformen wurden, im jeweils zutreffenden Umfang, ebenfalls bestimmt.

Das in dieser Reihe von Versuchen verwendete nichtgewebte Ein komponentenfaservlies war Reemay® 2016 (Snow Filtration Co. (Cincinatti, Ohio)). Das nichtgewebte Vlies hatte ein Flächen gewicht von circa 46 g/m² und war ein nichtgewebtes wirr geleg tes Spinnfaservlies (spunbonded), welches aus 100% Polyester fasern gebildet war. Die Dicke des nichtgewebten Vlieses betrug circa 229 µm (Prüfverfahren nach ASTM D 1777-64 (neu aner kannt 1975)), während die Luftdurchlässigkeit des Vlieses circa 274 300 Liter pro Minute/m² betrug (Prüfverfahren nach ASTM D 737-75). Die Zugfestigkeit des nichtgewebten Vlieses betrug circa 661 kg/lin. m in Laufrichtung der Maschine und circa 482 kg/lin. m quer zur Laufrichtung der Maschine (Prüf verfahren nach ASTM D 1117-77).

Der Edelstahl-Träger war eine Platte aus Edelstahl 304 mit einer Dicke von circa 305 µm und chemisch geätzten Löchern mit einem Durchmesser von circa 380 µm. Diese Löcher, durch die das Permeat abfließen kann, waren mit einem Mittenabstand von circa 900 µm angeordnet, wodurch eine freie Fläche von circa 16% zum Permeieren geschaffen wurde. Die Oberfläche der Edelstahlplatte wurde während des Ätzens der Löcher chemisch aufgerauht, wodurch die Anbindung verbessert wurde. Die Plattenoberfläche wurde ferner dadurch bindungsfreundlicher gemacht, daß die Platte circa 1 Stunde lang in einem Ofen einer Temperatur von circa 370°C ausgesetzt wurde.

Das in dieser Serie von Versuchen verwendete nichtgewebte Mehr komponentenfaservlies war Celbond® T105 (Hoechst-Celanese, Salisbury, North Carolina). Das nichtgewebte Vlies vom Typ T105 war gebildet aus 100% bikomponentigen, konzentrisch gerichte ten Fasern mit einer Hülle aus linearem Polyethylen niedriger Dichte mit einer Schmelztemperatur von 127°C und einem Poly ester-Kern mit einer Schmelztemperatur von 256°C. Das nichtge webte Vlies vom Typ T105 hatte ein Flächengewicht von circa 68 g/m² und war ein naßgelegtes nichtgewebtes Wirrfaservlies, gebildet von Celbond® T105-Fasern von circa 20 µm Durch messer×1,27 cm Länge. Die Dicke des nichtgewebten Vlieses vom Typ T105 betrug circa 406 µm (Prüfverfahren nach ASTM D 1777-64), während die Luftdurchlässigkeit des Vlieses circa 167 600 Liter pro Minute/m² betrug (Prüfverfahren nach ASTM D 737-75). Die Zugfestigkeit des nichtgewebten Vlieses vom Typ T105 betrug circa 107 kg/lin. m in Laufrichtung der Maschine und circa 71 kg/lin. m quer zur Laufrichtung der Maschine (Prüfverfahren nach ASTM D 1117-77).

Der Filtratfluß wurde bestimmt, indem der Fluß von deminerali siertem Wasser bei Umgebungstemperatur (z. B. circa 20 bis 25°C) bei einem angewandten Druck von circa 7 kPa gemessen wurde. Die Wasserdurchflußrate durch das nichtgewebte Einkompo nentenfaservlies allein betrug circa 425 Liter pro Minute/m² oder circa 62 Liter pro Minute/m²/kPa. Die Permeabilität einer spezifischen, das nichtgewebte Einkomponentenfaservlies umfas senden Anordnung wurde berechnet, indem die Wasserdurchflußrate bei circa 7 kPa angewandtem Druck durch die Anordnung gemessen und diese Durchflußrate durch die Durchflußrate durch die Membran allein (d. h. circa 425 Liter pro Minute/m² oder circa 62 Liter pro Minute/m²/kPa) dividiert wurde, um eine Permea bilität in Prozent zu erhalten. Ähnlich war die Wasserdurch flußrate durch das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies allein circa 436 Liter pro Minute/m² oder circa 63 Liter pro Minute/m²/kPa. Die Permeabilität einer spezifischen Anordnung, die das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies enthielt, in Abwesenheit des nichtgewebten Einkomponentenfaservlieses, wurde berechnet, indem die Wasserdurchflußrate bei circa 7 kPa ange wandtem Druck durch die Anordnung bestimmt und diese Durchfluß rate durch die Durchflußrate durch die Membran allein (d. h. circa 436 Liter pro Minute/m² oder circa 63 Liter pro Minute/m²/kPa dividiert wurde, um eine Permeabilität in Prozent zu erhalten.

Das Verbinden des nichtgewebten Einkomponentenfaservlieses (Textil), des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses (Zwischenschicht) und/oder der Edelstahlplatte (Träger) wurde unter Zuhilfenahme eines Laminators bewirkt. Die Träger/Faser vlies-Anordnung wurde ordnungsgemäß durch Aufeinanderschichten zusammengelegt und sodann in den Laminator eingespeist, der aus einem beheizten oberen und unteren Transportband gebildet war, durch welche die Anordnung geführt wurde. Die Temperatur der Bänder war auf 160 bis 170°C eingestellt, d. h. oberhalb der Schmelztemperatur der Hüll-Komponente der Bikomponentenfasern und unterhalb der Schmelztemperatur der Kern-Komponente der Bikomponentenfasern sowie des nichtgewebten Einkomponenten faservlieses und Edelstahl-Trägers. Der als Bandhöhe bezeich nete Abstand zwischen den beiden Bändern, der 0,9 mm betrug, wurde auf ungefähr die Dicke der ungebundenen Anordnung einge stellt, um die Anordnung vor Anwendung des Spaltdruckes gleich mäßig zu erwärmen. Das thermische Gleichgewicht wurde erreicht, während die Anordnung die beheizten Transportbänder entlang lief, wobei die Verweilzeit vor Anwendung des Spaltdruckes (der bestimmt ist durch die Geschwindigkeit der Transportbänder) circa 60 Sekunden betrug. Der Spalt zwischen dem unteren Transportband und der Quetschwalze, d. h. die Walzenspalthöhe, betrug 0,6 mm, und der Quetschwalzendruck betrug entweder circa 21 kPa (für die Probe 1E) oder circa 186 kPa (für die Probe 1G). Nach Verlassen der Quetschwalze wurde der Träger/Faservlies-Anordnung gestattet, bei Umgebungstemperatur abzukühlen.

Die Ablösefestigkeit zwischen zwei aneinander gebundenen Lagen wurde nach ASTM D 2724-79 bestimmt, indem die zwei Lagen in entgegengesetzte Richtung in einem Winkel von 180° auseinander gezogen wurden. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies-Anordnung ist die Ablöse festigkeit diejenige Belastung, die erforderlich ist, um eine der beiden aneinander gebundenen Lagen von der anderen Lage (die fest ist) wegzuziehen, mit einer Geschwindigkeit von 5,08 cm/min bei konstanter Dehnungsgeschwindigkeit innerhalb eines 2,54 cm breiten auf 10,16 cm langen Streifens der anein ander gebundenen Schichten. Die Ablösefestigkeit von aneinander gebundenen Lagen wurde außerdem bestimmt, nachdem jeder Test streifen 30 Minuten lang in Wasser bei 90°C eingeweicht war.

Die Verbindungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen, in diesen Versuchen bewerteten Anordnungen sind in Tabelle 1 dargelegt.

Wie aus den Daten gemäß Tabelle 1 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung ausgezeichnete Permeabilitäts- und Haftungseigenschaften auf. Im besonderen bleibt bei der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies-Anordnung (wie am Beispiel der Proben 1E und 1G gezeigt) ein wesentlicher Teil der Permeabilität der ungebundenen Anordnung (wie am Beispiel der Proben 1D bzw. 1F gezeigt) und sogar der nicht gewebten Einkomponenten- oder Mehrkomponentenfaservliese allein (wie am Beispiel der Proben 1A bzw. 1C gezeigt) erhalten, wobei sie gleichzeitig ausgezeichnete Haftungseigenschaften aufweist, wie die Ablösefestigkeitswerte zeigen. Tatsächlich hat das Vor handensein des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses wenig nachteilige Auswirkung auf die Permeabilität, wie ein Vergleich der Permeabilitäten der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies- Anordnung, welche die nichtgewebten Einkomponenten- und Mehr komponentenfaservliese mit dem Edelstahl-Träger umfaßt (wie am Beispiel der Probe 1G gezeigt), und des nichtgewebten Einkompo nentenfaservlieses mit dem Edelstahl-Träger allein (wie am Beispiel der Probe 1B gezeigt) veranschaulicht.

Die Träger/Faservlies-Anordnungen (wie am Beispiel der Proben 1E und 1G gezeigt) wiesen ausgezeichnete Ablösefestig keitseigenschaften im nassen und trockenen Zustand zwischen dem nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies und dem Edelstahl- Träger auf. Die Anordnung aus Träger und nichtgewebten Vliesen oder die nichtgewebte Träger/Vlies-Anordnung (wie am Beispiel der Probe 1G gezeigt) zeigte ferner gute Ablösefestigkeits eigenschaften im nassen und trockenen Zustand zwischen dem nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies und dem nichtgewebten Einkomponentenfaservlies.

Beispiel 2

Diese Beispiel veranschaulicht die schlechten Permeabilitäts eigenschaften einer Träger/Faservlies-Anordnung, die in einer Weise ähnlich der in Beispiel 1 beschriebenen hergestellt wurde, wobei jedoch ein nichtgewebtes Einkomponentenfaservlies als eine Zwischenschicht zwischen dem in Beispiel 1 angeführten nichtgewebten Einkomponentenfaservlies und Edelstahl-Träger verwendet wurde, im Gegensatz zu dem, was die Erfindung gebietet.

Es wurde eine Träger/Faservlies-Anordnung ähnlich den von Beispiel 1 hergestellt, wobei der Laminator verwendet wurde (jedoch mit einem Spaltdruck von circa 186 kPa), um die Verbin dung des nichtgewebten Einkomponentenfaservlieses (Textil) von Beispiel 1, eines nichtgewebten Einkomponentenfaservlieses von niedrigerer Schmelztemperatur (Zwischenschicht) und der Edel stahlplatte (Träger) von Beispiel 1 zu bewirken. Die nichtge webte Einkomponentenfaservlies-Zwischenschicht war aus Poly propylen und ist als Typar® T135 (Midwest Filtration Company, Hamilton, Ohio) am Markt. Die nichtgewebte Einkomponenten faservlies-Zwischenschicht hatte ein Flächengewicht von circa 31 g/m² und war ein nichtgewebtes Spinnfaservlies, welches von Fasern mit einem mittleren Durchmesser von circa 23 µm gebildet war. Die Dicke der nichtgewebten Einkomponentenfaservlies- Zwischenschicht betrug circa 254 µm (Prüfverfahren nach ASTM D 1777-64), während die Luftdurchlässigkeit des Vlieses circa 76 200 Liter pro Minute/m² betrug (Prüfverfahren nach ASTM D 737-75). Die Zugfestigkeit der nichtgewebten Einkompo nentenfaservlies-Zwischenschicht betrug circa 482 kg/lin. m in Laufrichtung der Maschine und circa 268 kg/lin. m in Maschinen querrichtung (Prüfverfahren nach ASTM D 1117-77).

Die Permeabilität und Ablösefestigkeit der Anordnung wurden wie beschrieben gemessen, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, und die resultierenden Werte sind in Tabelle 2 festgehalten. Zu Vergleichszwecken wurde die gleiche Anordnung in ungebundener Form auf ähnliche Weise geprüft, und die resul tierenden Werte sind ebenfalls in Tabelle 2 aufgeführt. Im besonderen wurde der Filtratfluß bestimmt, indem der Fluß von demineralisiertem Wasser bei Umgebungstemperatur (z. B. circa 20 bis 25°C) bei einem angewandten Druck von circa 7 kPa gemessen wurde. Die Wasserdurchflußrate durch die ungebundene Anordnung betrug circa 425 Liter pro Minute/m² oder circa 62 Liter pro Minute/m²/kPa. Die Permeabilität der gebundenen Anordnung wurde berechnet, indem die Wasserdurchflußrate bei circa 7 kPa angewandtem Druck durch die Anordnung gemessen und diese Durchflußrate durch die Durchflußrate durch die Membran allein (d. h. circa 425 Liter pro Minute/m² oder circa 62 Liter pro Minute/m²/kPa) dividiert wurde, um eine Permeabilität in Prozent zu erhalten.

Die in Tabelle 2 gezeigten Daten lassen erkennen, daß die Träger/Faservlies-Anordnung, die eine nichtgewebte Einkomponen tenfaservlies-Zwischenschicht verwendete, zwar gute Ablöse festigkeitseigenschaften, aber sehr schlechte Permeabilitäts eigenschaften hatte. Tatsächlich war bei diesem speziellen Ver gleichsbeispiel keine Permeabilität von Bedeutung vorhanden. Obgleich die Einkomponentenfaser von Polypropylen gebildet war, werden die gleichen Ergebnisse für andere Einkomponentenfasern erwartet, wie z. B. Polyethylen, welches eine niedrigere Schmelztemperatur als Polypropylen hat.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die guten Permeabilitäts- und Haftungseigenschaften einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies-Anordnung, im besonderen einer Träger/Faservlies-Anordnung ähnlich den von Beispiel 1, wobei jedoch ein gewebtes Einkomponentenfaservlies, anstelle eines nichtgewebten Vlieses, in Verbindung mit einer Edelstahl platte und einer nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies- Zwischenschicht zur Anwendung kam.

Es wurde eine Träger/Faservlies-Anordnung ähnlich den von Beispiel 1 hergestellt, wobei der Laminator verwendet wurde (jedoch mit einer Verweilzeit von circa 300 Sekunden vor Anwen dung eines Spaltdruckes von circa 186 kPa), um die Verbindung des gewebten Einkomponentenfaservlieses (Textil), des nichtge webten Mehrkomponentenfaservlieses (Zwischenschicht) von Beispiel 1 und der Edelstahlplatte (Träger) von Beispiel 1 zu bewirken. Das gewebte Einkomponentenfaservlies-Textil war aus Polyester und ist als PeCap® 7-5/2 (Tetko, Inc., Briarcliff Manor, New York) am Markt. Das gewebte Einkomponentenfaser vlies-Textil hatte ein Flächengewicht von circa 64 g/m² und war ein Quadratmaschen-Siebgewebe in einfacher Leinwandbindungsart, welches von Fasern mit einem mittleren Durchmesser von circa 33 µm gebildet war. Die Dicke des gewebten Einkomponenten faservlies-Textils betrug circa 65 µm, bei einer Maschenweite von circa 5 µm, mit einer freien Fläche von 2%.

Die Permeabilität und Ablösefestigkeit der Anordnung wurde wie beschrieben gemessen, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 dar gelegt, und die resultierenden Werte sind in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt. Zu Vergleichszwecken wurde die gleiche Anordnung in ungebundener Form auf ähnliche Weise geprüft, und die resultierenden Werte sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt. Im besonderen wurde der Filtratfluß bestimmt, indem der Fluß von demineralisiertem Wasser bei Umgebungstemperatur (z. B. circa 20 bis 25°C) bei einem angewandten Druck von circa 7 kPa gemessen wurde. Die Wasserdurchflußrate durch die ungebundene Anordnung betrug circa 230 Liter pro Minute/m² oder circa 33 Liter pro Minute/m²/kPa. Die Permeabilität der gebundenen Anordnung wurde berechnet, indem die Wasserdurchflußrate bei circa 7 kPa angewandtem Druck durch die Anordnung gemessen und diese Durchflußrate durch die Durchflußrate durch die Membran allein (d. h. circa 230 Liter pro Minute/m² oder circa 33 Liter pro Minute/m²/kPa) dividiert wurde, um eine Permeabilität in Prozent zu erhalten.

Tabelle 3

Wie aus den in Tabelle 3 angeführten Daten ersichtlich, zeigte die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung, die ein gewebtes Faservlies anstelle eines nichtgewebten Faservlieses verwendete, zufriedenstellende Permeabilitäts- und Haftungs eigenschaften.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht ferner die zufriedenstellenden Permeabilitäts- und Haftungseigenschaften einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies-Anordnung unter ungün stigen Filtrationsbedingungen.

Die erfindungsgemäße Träger/Faservlies-Anordnung gemäß Beispiel 3 (und zwar Probe 3B) wurde in einem herkömmlichen Filtergehäuse untergebracht. Eine gelösten Zucker und verschie dene faserige und biologische Trümmerteilchen enthaltene Heiß wassersuspension wurde durch die Träger/Faservlies-Anordnung gepumpt, um das Fluid zu entwässern. Die Filtration wurde bei einem Speisedruck von circa 69 kPa und einer Speisetemperatur von circa 50 bis 70°C ausgeführt. Ferner wurde die Träger/ Faservlies-Anordnung mit circa 40 Hz um eine vertikale Achse in Schwingungen versetzt, bei einer Amplitude von circa 2,54 cm, um den Permeatfluß zu verbessern. Im Verlauf der Filtration wurden faserige und biologische Trümmerteilchen von der Träger/Faservlies-Anordnung nicht durchgelassen, wodurch ein Fluid von erheblich geringerer Trübung durch die Anordnung permeierte. Nach vierstündiger Filtration waren keine Anzeichen einer Schichtentrennung festzustellen. Somit bleibt die Unver sehrtheit der erfindungsgemäßen Träger/Faservlies-Anordnung erhalten, selbst wenn sie über einen längeren Zeitraum hinweg unter der Einwirkung von Fluiden mit hohem Druck, hoher Tempe ratur und schwingungsbedingter Scherung steht.

Alle in der vorliegenden Beschreibung in Bezug genommenen Schriften werden in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text miteinbezogen.

Claims

1. Träger/Faservlies-Anordnung, umfassend ein Träger material, welches an ein nichtgewebtes (non-woven) Mehrkomponentenfaservlies gebunden ist, wobei die Mehrkomponentenfasern ein erstes Polymeres und ein zweites Polymeres umfassen, derart, daß das zweite Polymere auf wenigstens einem Bereich der Oberfläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die unter der Erwei chungstemperatur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt, wobei die Träger/Faservlies- Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurchflußrate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist.

2. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Mehrkomponentenfasern wenigstens circa 10 Gew.-% des ersten Polymeren umfassen und nicht mehr als circa 90 Gew.-% des zweiten Polymeren.

3. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Ablösefestigkeit zwischen dem nichtgewebten Mehr komponentenfaservlies und dem Trägermaterial mindestens circa 50 kg/m beträgt.

4. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 3, wobei das erste und das zweite Polymere Polyolefine und/oder Polyester sind.

5. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 4, wobei das erste Polymere von Polyester und das zweite Polymere von Polyethylen gebildet ist.

6. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Mehrkomponentenfasern einen Kern aus dem ersten Polymeren und eine Hülle aus dem zweiten Polymeren umfassen.

7. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 3, wobei das Trägermaterial eine Biegesteifigkeit von wenig stens ungefähr dem 100fachen der Biegesteifigkeit des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses aufweist.

8. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 7, wobei das Trägermaterial ein metallisches Trägermaterial ist.

9. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 50% der Wasserdurchfluß rate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist.

10. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 9, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 70% der Wasserdurchfluß rate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist.

11. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 90% der Wasserdurchfluß rate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein aufweist.

12. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung ferner ein zweites Faservlies umfaßt, welches an das nichtgewebte Mehr komponentenfaservlies gebunden ist, derart, daß das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies zwischen dem zweiten Faservlies und dem Trägermaterial liegt, und wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasser durchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasser durchflußrate des zweiten Faservlieses allein auf weist.

13. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Mehrkomponentenfasern wenigstens circa 10 Gew.-% von dem ersten Polymeren und nicht mehr als circa 90 Gew.-% von dem zweiten Polymeren umfassen.

14. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Ablösefestigkeit zwischen dem nichtgewebten Mehr komponentenfaservlies und dem Trägermaterial und zwischen dem nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies und dem zweiten Faservlies mindestens circa 50 kg/m beträgt.

15. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 14, wobei das erste und das zweite Polymere Polyolefine und/oder Polyester sind.

16. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 15, wobei das erste Polymere von Polyester und das zweite Poly mere von Polyethylen gebildet ist.

17. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 16, wobei die Mehrkomponentenfasern einen Kern aus dem ersten Polymeren und eine Hülle aus dem zweiten Polymeren umfassen.

18. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 14, wobei das Trägermaterial eine Biegesteifigkeit von wenig stens ungefähr dem 100fachen der Biegesteifigkeit des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses aufweist.

19. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 18, wobei das Trägermaterial ein metallisches Trägermaterial ist.

20. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 50% der Wasserdurchfluß rate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

21. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 20, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 70% der Wasserdurchfluß rate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

22. Träger/Faservlies-Anordnung nach Anspruch 21, wobei die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 90% der Wasserdurchfluß rate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

23. Verfahren zum Filtern eines Fluids, wobei das Verfah ren das Hindurchleiten eines Fluids durch die Träger/Faservlies-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 umfaßt.

24. Verfahren zum Filtern eines Fluids, wobei das Verfah ren das Hindurchleiten eines Fluids durch die Träger/Faservlies-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 umfaßt, derart, daß das nichtgewebte Vlies Fluid-Scherkräften von wenigstens circa 200 000 s-¹ ausgesetzt ist.

25. Filterelement, umfassend ein Gehäuse und die Träger/Faservlies-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22.

26. Verfahren zur Herstellung einer Träger/Faservlies- Anordnung, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

(a) Inkontaktbringen eines nichtgewebten Mehrkompo nentenfaservlieses mit einem Trägermaterial, um eine Träger/Faservlies-Anordnung zu bilden, wobei die Mehrkomponentenfasern ein erstes Polymeres und ein zweites Polymeres umfassen, derart, daß das zweite Polymere auf wenigstens einem Bereich der Oberfläche der Mehrkomponentenfasern vorhanden ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die unter der Erwei chungstemperatur des ersten Polymeren und der des Trägermaterials liegt;
(b) Unterwerfen des nichtge webten Mehrkomponentenfaservlieses einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Poly meren und unter der Erweichungstemperatur des ersten Polymeren und des Trägermaterials liegt; und
(c) Anwenden von Druck auf die Träger/Faservlies- Anordnung, während sich das nichtgewebte Mehrkompo nentenfaservlies bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren befindet, derart, daß das Trägermaterial an das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies gebunden wird und die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchflußrate von wenigstens circa 20% der Wasserdurchflußrate des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses allein auf weist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Verfahren ferner umfaßt: In-Position-bringen des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses zwischen das Trägermate rial und ein zweites Faservlies; Unterwerfen des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlieses einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren und unter der Erweichungstemperatur des ersten Polymeren, des zweiten Faservlieses und des Trägermaterials liegt; und Anwenden von Druck auf die Träger/Faservlies-Anordnung, während sich das nichtgewebte Mehrkomponentenfaservlies bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des zweiten Polymeren befindet, derart, daß das Träger material und das zweite Faservlies an das nichtge webte Mehrkomponentenfaservlies gebunden werden und die Träger/Faservlies-Anordnung eine Wasserdurchfluß rate von wenigstens circa 20% der Wasserdurchfluß rate des zweiten Faservlieses allein aufweist.

28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Verfahren ferner umfaßt: Unterwerfen des nichtgewebten Mehr komponentenfaservlieses einer Temperatur und einem Druck, die ausreichend sind, um einen Bereich des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies undurchlässig für Fluidströmung zu machen.

29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Träger/Faser vlies-Anordnung Kanten aufweist und wenigstens ein Teil dieser Kanten durch den undurchlässigen Bereich des nichtgewebten Mehrkomponentenfaservlies fluid dicht versiegelt ist.