DE4344805C2 - Aus Teilchen bestehende Filterstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf dimensionsstabile Filterstruk­ turen, die aus thermoplastischen Fasern gebildet werden und insbesondere auf derartige Filterstrukturen, die darin einge­ bautes, funktionelles, aus Teilchen bestehendes Material auf­ weisen.

Filterstrukturen, die aus thermoplastischen Fasern gebildet werden und die darin eingebautes, funktionelles, aus Teilchen bestehendes Material aufweisen, können für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden. Derartige Filterstrukturen, die Ak­ tivkohle enthalten, wurden zur Absorption von schädlichen und gefährlichen Gasen verwendet. Es können andere aktivierte Teilchen in Abhängigkeit von der Funktion des Filters verwen­ det werden. Zum Beispiel kann ein Biozid in eine thermoplasti­ sche Filterstruktur zur Zerstörung von Mikroben, die durch das Filter hindurchgehen, eingebaut werden. Die Vielfalt des aus Teilchen bestehenden Materials und die damit verbundenen Funk­ tionen sind ausführlich dokumentiert worden und sind zu aus­ führlich, als daß sie einzeln hier aufgeführt werden können.

Beispiele von Aktivkohle-Filtern für Gasmasken werden in den U.S. Patenten Nr. 4 981 501 und 4 992 084 offenbart. Diese Patente umfassen ein dreidimensionales Trägergerüst für Aktiv­ kohleteilchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 mm. Das Trä­ gergerüst soll aus Drähten, Monofilamenten oder Stützwerk be­ stehen, wobei der Abstand zwischen den Komponenten wenigstens zweimal so groß ist wie der Durchmesser der adsorbierenden Teilchen. Ein großporiger, vernetzter Polyurethan-Schaum wird insbesondere als Trägergerüst für körnige, adsorbierende Teil­ chen offenbart. Diese Patente offenbaren ebenfalls, daß die adsorbierenden Teilchen an heterophile Fasern befestigt werden können, die zwei koaxial angeordnete Komponenten aufweisen, worin eine Komponente einen niedrigeren Schmelzpunkt als die andere hat. Jedoch wird kein Verfahren zur Herstellung eines dimensionsstabilen Trägergerüsts aus derartigen heterophilen Fasern offenbart.

EP-B-0 257 868 beschreibt eine Filterstruktur umfassend: ein schmelzgeblasenes Faservlies verstärkt durch ein thermisch gebundenes, dreidimensionales, faseriges Gerüst von Struktur- Verbundfasern, die eine Strukturkomponente und eine weitere, niedriger schmelzende Komponente umfassen, wobei die Strukturkomponente einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der der niedriger schmelzenden Komponente, wobei ferner die niedriger schmelzende Komponente die Struktur-Verbundfasern an Überkreuzungspunkten verbindet und die Strukturverbundfasern an Fasern auf den gegenüberliegenden Seiten des schmelzgeblasenen Vlieses bindet, um das faserige Gerüst zu stabilisieren; wobei das schmelzgeblasene Faservlies thermoplastische Fasern mit relativ niedrigerem Denier als die Struktur-Verbundfasern umfasst, und die thermoplastischen Fasern in dem faserigem Gerüst verteilt und an dasselbe gebunden sind; und funktionelle Teilchen, die in dem schmelzgeblasenen Vlies verteilt sind und von diesem gehalten werden. Das schmelzgeblasene Vlies wird mit oder ohne funktionelle Partikel gebildet, danach wird die Struktur-Verbundfaser mittels Nadeln durch das Vlies getrieben und danach wird erhitzt.

Es wäre wünschenswert eine dimensionsstabile Filterstruktur aus thermoplastischen Fasern und ein aktives, aus Teilchen bestehendes Material bereitzustellen, in welcher das Trägerge­ rüst für die Struktur ebenfalls ein faseriges Filtermaterial, zusätzlich zum aus Teilchen bestehenden Material trägt. Eine derartige Filterstruktur könnte größere Oberfläche zum Be­ festigen von aus Teilchen bestehendem Material bereitstellen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Teilchen bestehende Filterstruktur, die ein hohes Maß an Dimensionsstabilität auf­ weist und umfaßt ein stabiles Gerüst aus Verbundfasern mit relativ großem Denier, thermoplastische Fasern mit relativ niedrigem Denier, die durch und durch dispergiert sind und an das Gerüst gebunden sind und ein aktives aus Teilchen beste­ hendes Material, das zumindestens an die thermoplastischen Fasern mit geringem Denier gebunden ist. Die Fasern mit grös­ seren Denier bewahren die Stabilität und Permeabilität der Filterstruktur, wobei die Filterstruktur im wesentlichen aus den Fasern mit geringerem Denier und dem aus Teilchen bestehendem Material gebildet wird. Die Fasern mit größeren Denier sollten einen Denier von wenigstens etwa 30 dpf (33 dtx pro Filament) haben und sollten eine relativ höher schmelzende Verbindung und eine relativ niedriger schmelzende Verbindung umfassen. Die niedriger schmelzende Verbindung bindet die Fasern des Gerüsts an den Überkreuzungspunkten. Die Fasern mit nied­ rigerem Denier sollten einen Denier von weniger als etwa 30 dpf (33 dtx pro Filament) haben und sind durch und durch dispergiert und an das Gerüst gebunden, um die thermoplastischen Fasern zu immobilisieren und um eine Oberfläche zum Anbinden des aus Teilchen bestehenden Materials bereizustellen. Das aktive, aus Teilchen bestehenden Material ist wenigstens an die thermoplastischen Fasern mit geringerem Denier gebunden.

In einer spezifischeren Ausführungsform werden die Fasern mit geringem, und großem Denier aus dem gleichen Material gebildet und sind Mantel/Kern-Heterofilament-Fasern, die einen Nylon­ mantel und einen Polyesterkern haben.

Eine Filterstruktur, die aus derartigen Heterofilamenten mit größerem und geringerem Denier gebildet wird, kann in einer Dicke von etwa 1,0 mm bis 250 mm hergestellt werden. Das aus Teilchen bestehende Material kann einen nominalen Teilchen­ durchmesser von 0,1 im bis 5 mm in Abhängigkeit von der Auswahl der Gerüst-Verbundfasern und den thermoplastischen Fasern mit geringerem Denier haben.

Das Verfahren zur Herstellung einer derartigen aus Teilchen bestehenden Filterstruktur umfaßt die Herstellung eines Gerüsts aus Verbundfasern mit relativ größerem Denier, die einen Denier von 30 dpf (33,3 dtx pro Filament) oder größer haben und das thermische Verbinden dieser Fasern an den Überkreuzungspunkten. Thermoplastische Fasern mit geringerem Denier werden in das Gerüst dispergiert und diese Fasern können einen Denier von weniger als 30 dpf (33,3 dtx) haben. Die Fasern mit geringerem Denier werden auf dem Gerüst immobilisiert und ein aus Teilchen bestehendes Material wird auf dem Gerüst disper­ giert und zumindestens an die Fasern mit geringerem Denier thermisch gebunden.

Die Fasern mit geringerem Denier können in das Gerüst durch Hydro-Verschlingung oder durch Luft-Verschlingung oder durch andere geeignete Verfahren dispergiert werden. Alternativ kann ein Gewebe aus thermoplastischen Fasern mit relativ geringerem Denier gebildet werden und Fasern mit größerem Denier können in das Gewebe mit geringerem Denier eingebaut werden, um Di­ mensionsstabilität bereitzustellen.

In einem anderen spezifischen Verfahren wird eine Aufschläm­ mung aus Fasern mit großem und geringem Denier in eine Form gegeben und das Lösungsmittel wird unter Bildung einer Filter­ struktur entfernt. Aktiviertes, aus Teilchen bestehendes Mate­ rial kann in der Aufschlämmung eingeschlossen sein oder kann nach der Bildung der Filterstruktur zugegeben werden.

Fig. 1 ist eine Darstellung eines Querschnitts durch eine Filterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Querschnitts durch eine repräsentative thermoplastische Faser der vorliegenden Erfin­ dung.

Fig. 3 ist eine Darstellung eines Teils der Filterstruktur der Fig. 1, die das Einbinden der Fasern in die Filterstruk­ tur und das Binden des aus Teilchen bestehenden Materials an die Fasern der Filterstruktur zeigt.

Fig. 1 zeigt allgemein in 10 eine Darstellung eines Quer­ schnitts durch einen Teil der Filterstruktur der hierin bean­ spruchten Erfindung. Die Filterstruktur umfaßt ein stabiles Gerüst aus Verbundstrukturfasern 12 mit relativ größerem Denier, die an den Überkreuzungspunkten 14 thermisch gebunden sind. Unter dem Ausdruck "Strukturfasern" werden Fasern mit relativ größerem Denier verstanden, die zum Unterstützen einer Filter- oder Gewebestruktur verwendet werden können. Diese Strukturfasern haben einen Denier von wenigstens 30 dpf (33,3 dtx pro Filament).

Die Strukturfasern können im Denier von etwa 30 dpf (33,3 dtx pro Filament) bis 10000 dpf (11100 dtx pro Filament) oder mehr in Abhängigkeit von der Steifheit reichen, die zum Be­ reitstellen eines Gerüsts erwünscht ist, das gegen Zusammen­ drücken widerstandsfähig und im übrigen dimensionstabil ist und in Abhängigkeit von der Größe des ausgewählten, funktio­ nellen, aus Teilchen bestehenden Materials 16 ausgewählt ist. Die Verbundfasern sollten in einer Menge vorliegen, die ausreicht, um eine Struktur bereitzustellen, an die die Fasern 18 mit relativ geringerem Denier gebunden werden können.

Die Verbundfasern 12 besitzen eine höher schmelzende Verbin­ dung und eine niedriger schmelzende Verbindung. Die höher schmelzende Verbindung hat einen Schmelzpunkt, der wenigstens etwa 20°C höher ist als die relativ niedriger schmelzende Verbindung. Beim Erhitzen über den Schmelzpunkt der niedriger schmelzenden Verbindung, aber unter den Schmelzpunkt der höher schmelzenden Verbindung, bindet die niedriger schmelzende Ver­ bindung die Fasern des Gerüsts zusammen, ohne die strukturelle Einheit des Gerüsts, das durch die höher schmelzenden Verbin­ dung bereitgestellt wird, zu beeinträchtigen.

Verbundfasern, die zur Verwendung als Strukturfasern in der Praxis der Erfindung geeignet sind, umfassen Zweikomponenten- Fasern, in denen die höher und niedriger schmelzenden Verbin­ dungen in einer Seite-an-Seite-Beziehung angeordnet sind, oder Heterofilament-Fasern, die entweder eine konzentrische oder exzentrische Mantel/Kern-Anordnung haben, wobei die höher schmelzende Verbindung den Kern und die niedriger schmelzende Verbindung den Mantel bildet. Der hierbei verwendete Ausdruck "Heterofilamente" bezieht sich auf beide, Stapelfaser und Endlosfilament, wenn nicht anderweitig spezifiziert. Der hier­ in verwendete Ausdruck "Faser" bezieht sich ebenfalls auf bei­ de, geschnittene Stapelfilament- und Endlosfilament-Faser, wenn nicht anderweitig spezifiziert. Bei Seite-an-Seite-Fasern werden die zwei Verbindungen, die eine höher schmelzende und die andere niedriger schmelzende Verbindung, gleichzeitig durch eine Einfachdüsenöffnung unter Bildung einer Faser, be­ stehend aus zwei Hälften, extrudiert. Bei der konzentrischen Mantel/Kern-Anordnung bildet eine höher schmelzende Verbindung einen Kern, der axial in einem niedriger schmelzenden Mantel zentriert ist. Bei der exzentrischen Mantel/Kern-Anordnung ist die höher schmelzende Verbindung nicht axial zur Faser zen­ triert. Verbundfasern werden zuweilen auch als Zweikomponen­ ten-Fasern bezeichnet.

Verbundfasern mit einer niedriger schmelzenden Nylon-Verbin­ dung und einer höher schmelzenden Polyester-Verbindung haben sich in der Praxis der Erfindung als nützlich erwiesen. Zum Beispiel hat sich ein Mantel/Kern-Heterofilament (Fig. 2) mit einem Nylon-Mantel mit einem Schmelzpunkt von etwa 175-185°C und ein Polyester-Kern mit einem Schmelzpunkt von etwa 240- 256°C in der Praxis der vorliegenden Erfindung als brauchbar erwiesen.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Querschnitts durch ein He­ terofilament 20. Die Heterofilament-Faser 20 ist repräsentativ für die vielen Arten von als Verbund hergestellten Fasern, die für das Gerüst oder für das Anbinden des aktiven, aus Teilchen bestehenden Materials der in Fig. 1 gezeigten Filterstruktur 10 verwendet werden können.

Die Faser 20 wird als eine konzentrische Mantel/Kern-Hetero­ filament-Faser dargestellt, in der der Mantel und der Kern beide etwa 50% der Querschnittsfläche der Faser umfassen. Ein Bereich der Faserfläche, der durch den Mantel besetzt ist, be­ trägt etwa 20 bis 80%. Die Faser hat einen niedriger schmel­ zenden Nylon-Mantel 22 und einen höher schmelzenden Polyester- Kern 24. Der Mantel sollte einen Schmelzpunkt haben, der we­ nigstens 20°C unter dem Schmelzpunkt des Kerns liegt und sollte etwa die Hälfte des Querschnitts der Faser ausmachen, um eine starke thermische Bindung der Faserstruktur bereitzu­ stellen, ohne nachteilig den Zusammenhalt des Kerns zu beein­ flussen. Der Kern verleiht der Filterstruktur Festigkeit und Zusammenhalt.

Das Gerüst aus Strukturfasern 12 mit relativ großem Denier der Filterstruktur der Erfindung umfaßt - wie vorstehend erwähnt - vollständig als Verbund hergestellte Fasern aus einer Verbin­ dung mit niedrigerem Schmelzpunkt zum thermischen Binden der Struktur an den Überkreuzungspunkten 14 und zum Immobilisieren von Fasern 18 mit relativ geringerem Denier. Der Fachmann sollte erkennen, daß es eine große Vielzahl an Verbundfasern gibt, die eine höher schmelzende Verbindung und eine niedriger schmelzende Verbindung haben und die für die Praxis der Erfin­ dung geeignet sind, und daß eine Heterofilament-Faser aus einem Nylon-Mantel und einem Polyester-Kern nur eine der vielen Anordnungen von verfügbaren Fasern darstellt.

Die Verbundfasern 12 können ebenfalls in einer großen Viel­ falt von Formen vorliegen, die gekräuselte und nichtgekräusel­ te, geschnittene Stapelfasern, kurzgeschnittene Stapel, End­ losfilamente oder deren Mischungen umfassen.

Thermoplastische Fasern 18 mit geringerem Denier der Filter­ struktur 10 werden auf dem Gerüst aus Fasern mit größerem De­ nier immobilisiert und stellen zusätzlich mit dem aus Teilchen bestehendem Material aktive Filtration von Flüssigkeiten und Gasen bereit. Diese Fasern mit geringerem Denier erhöhen auch stark die Oberfläche, die zum Immobilisieren der funktionellen Teilchen verfügbar ist. Diese Fasern mit geringerem Denier können im Denier von etwa 1 bis 30 dpf (1,11 bis 33,3 dtx pro Filament) reichen. Stapelfasern mit geringerem Denier und kurzgeschnittene Stapel sind insbesondere für die Filterstruk­ tur der Erfindung brauchbar, obwohl Endlosfilamente ebenfalls in Betracht kommen.

Die Fasern 18 sollten in einer Menge vorliegen, die aus­ reichend ist, um das aus Teilchen bestehende Material zu immobilisieren und um eine gewünschte Filtration bei einem annehmbaren Druckabfall über dem Filter bereitzustellen.

Die thermoplastischen Fasern mit geringerem Denier können in dem Gerüst aus Fasern mit größerem Denier durch Anwendung von Wärme immobilisiert werden. Sorgfalt sollte angewendet werden, um das Schmelzen der kleineren Fasern zu einer Masse zu ver­ hindern, die den Druckabfall über dem Filter nachteilig beeinflussen oder anderweitig die Filterwirksamkeit reduzieren könnte. In der Praxis der Erfindung hat es sich als brauchbar erwiesen, Fasern mit geringerem Denier zu verwenden, die die gleichen Verbindungen wie die Verbund-Strukturfasern, die das Gerüst bilden, aufweisen.

Wenn zum Beispiel Mantel/Kern-Heterofilamente aus Nylon und Polyester zur Bildung des Gerüsts verwendet werden, ist es für das Binden der Struktur und zur Immobilisierung der Fasern von geringerem Durchmesser und des aus Teilchen bestehenden Mate­ rials nützlich, wenn die Fasern mit geringerem Denier eben­ falls Mantel/Kern-Heterofilamente aus Nylon und Polyester sind, die ähnliche Schmelzpunkte aufweisen. Diese Ähnlichkeit der Schmelzpunkte vereinfacht das Binden des Filtergerüsts, das Binden der Fasern mit geringerem Durchmesser an das Gerüst, und das Binden des aus Teilchen bestehenden Materials an die Filterstruktur. Bindung und Immobilisierung der Fasern mit geringerem Denier zu den Fasern mit größerem Denier und Schmelzen des aus Teilchen bestehenden Materials an die Fasern mit größerem und kleinerem Denier, ist fast das gleiche wie vorstehend beschrieben, in Hinblick auf das Verbinden der Ver­ bundfasern mit größerem Denier unter Bildung eines Gerüsts.

Fig. 3 ist eine stark vergrößerte Darstellung von aus Teilchen bestehendem Material 16, das in dem Gerüst aus jeweiligen Fa­ sern mit größerem Denier 12 und geringerem Denier 18 immobili­ siert ist. Die Fasern mit geringerem Denier sind auf dem Ge­ rüst aus Fasern mit größerem Denier an verschiedenen Punkten 26 immobilisiert. Die Teilchen werden zuerst an die Fasern mit geringerem Denier an verschiedenen Punkten 28 geschmolzen und können auch an die Fasern mit größerem Denier - wie bei 30 gezeigt - gebunden werden. Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Filterstruktur eine käfigartige Struktur, in welcher aus Teilchen bestehendes Material eingefangen werden kann und im wesentlichen vom Fortwandern ausgeschlossen werden kann. Verschmelzen der Teilchen zu Einzelfasern ist wünschenswerter­ weise lokalisiert, so daß die Faser keinen Film über dem Teil­ chen bildet oder anderweitig wesentlich die Teilchenoberfläche reduziert, die für den Kontakt mit einem Flüssigkeits- oder Gasstrom, der sich durch die Filterstruktur bewegt, zur Ver­ fügung steht.

Das aus Teilchen bestehende Material kann aus einer breiten Vielfalt von Substanzen ausgewählt werden, die irgendeine Funktion haben, die wünschenswerterweise in eine faserige Struktur eingebaut wird. Eine der gebräuchlichsten ist Aktiv­ kohle. Andere Arten von funktionellem, aus Teilchen bestehen­ dem Material umfassen Siliciumdioxid, Zeolith, Molekularsieb, Ton, Aluminiumoxid, Ionenaustauscherharz, organischen Metall­ katalysator, Metalloxid, Biozid, Fungizid und Viruzid. Zum Beispiel kann ein Fungizid aus aus Teilchen bestehendem Mate­ rial in eine Filterstruktur eingebaut werden wie für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, um Schimmel- oder Schimmelgerüche aus der zirkulierenden Luft zu entfernen. Biozide und Viruzide können in Filter zum Schutz gegen mikrobielle Bestandteile eingebaut werden. Teilchengrößen können von einer kleinen Grö­ ße von 0,1 µm für Biozide und Fungizide bis zu 3 bis 5 mm für andere Arten von aus Teilchen bestehendem Material reichen und können in der Form von ungleichmäßigen zu kreisförmigen Zylin­ dern von bis zu 50 mm Länge variieren. Die vorhergehende Auf­ zählung soll für die große Vielfalt von erhältlichen, funktio­ nellem, aus Teilchen bestehendem Material charakteristisch sein und nicht auf Substanzen beschränkt sein, die in der Pra­ xis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Die Filterstrukturen der vorliegenden Erfindung können mittels einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel kann eine Aufschlämmung von Fasern mit größerem Denier mit Fasern mit geringerem Denier in einem Lösungsmittel aus Was­ ser, Aceton oder einem anderen geeigneten Kohlenwasserstoff gebildet und in eine Form gegeben werden. Aus Teilchen beste­ hendes Material kann wahlweise in der Aufschlämmung, falls ge­ wünscht, enthalten sein. Die flüssige Komponente der Aufschlä­ mmung wird entfernt, typischerweise durch Vakuum, und Durch- Luft-Wärme kann angewendet werden, um die Filterstruktur zu trocknen. Sofern aus Teilchen bestehendes Material in der Auf­ schlämmung vorlag, kann dann Wärme angewendet werden, um die Filterstruktur zu binden und um aus Teilchen bestehendes Mate­ rial an die Fasern zu binden. Ansonsten wird dann das aus Teilchen bestehende Material in die getrocknete Struktur ver­ teilt. Aktivkohle-Körnchen können vor der Anwendung erwärmt werden, so daß lokalisiertes Binden beim Kontakt mit den Fa­ sern der Filterstruktur stattfindet. Die Fasern der Filter­ struktur werden danach gebunden. Alternativ kann das aus Teil­ chen bestehende Material kalt verteilt werden und die gesamte Struktur und teilchenförmiges Material können in einer Stufe gebunden werden.

Zum Beispiel können Aktivkohle-Körnchen an einzelne konzentri­ sche Mantel/Kern-Fasern der Filterstruktur der Erfindung durch Erhitzen der Teilchen über den Schmelzpunkt der niedrig schmelzenden Mantel-Verbindung und anschließendes Dispergieren der Teilchen in die Filterstruktur geschmolzen werden. Aktiv­ kohle kann auch kalt angewendet werden und dann zur Immobili­ sierung in der Filterstruktur erwärmt werden. Aktivkohle-Teil­ chen und andere anorganische Oxide und Hydrate haben bedeutend niedrigere spezifische Wärmen als Polymere und erwärmen sich so schnell und ergeben ein lokalisiertes Fließvermögen des Polymers. Ein "Punktschweißen" wird mit einer dünnen, gesteu­ erten Haftmittelschicht gebildet, die durch das Polymer be­ reitgestellt wird, die den Oberflächenverlust des Teilchen minimiert.

Die Filterstruktur der Erfindung kann auch unter Verwendung von Trockenformungsverfahren wie Kardieren oder an-die-Luft- legen von Stapelfasern oder Bildung eines Gewebes aus Endlos­ filamenten gebildet werden. Ein Gewebe aus Fasern mit relativ größerem Denier kann zuerst gebildet werden und die Fasern mit geringerem Denier und aus Teilchen bestehendes Material können darin dispergiert und immobilisiert werden.

Alternativ kann ein Gewebe aus Fasern mit relativ geringerem Denier gebildet werden und die Fasern mit größerem Denier kön­ nen danach in das Gewebe integriert werden. Aus Teilchen be­ stehendes Material kann aufgebracht werden und entweder vor oder nachdem die Fasern mit größerem Denier in das Gewebe un­ ter Bildung der Filterstruktur des Gewebes eingebaut worden sind, immobilisiert werden. Das Gewebe kann auch aus den Fa­ sern mit relativ geringerem Denier und den Fasern mit relativ größerem Denier zusammen gebildet werden und aus Teilchen be­ stehendes Material kann aufgebracht werden, und entweder vor oder nach der Bildung des Gewebes immobilisiert werden.

Das aus Teilchen bestehende Material kann auf das Gewebe durch Streubeschichter, gravierte Zylinder oder Siebförderanlagen aufgebracht werden. Es kann eine geneigte Rampe verwendet wer den, um das aus Teilchen bestehende Material zu verteilen und um das aus Teilchen bestehende Material mit dem Gewebe zu ver­ maschen. Geeignete Verfahren zum Verteilen von aus Teilchen bestehendem Material in ein Gewebe werden in der gleichzeitig angemeldeten WO 94/11556 (beansprucht Priorität der U.S.-Anmeldung U.S.S.N. 07/977995, angemeldet am 18. November 1992) beschrieben.

Die Erfindung wurde mit bezug auf besonders bevorzugte Ausfüh­ rungsformen - wie in der Zeichnung erläutert - beschrieben. Diese Ausführungsformen sollten jedoch als erläuternd und nicht als einschränkend für die hier beanspruchte Erfindung angesehen werden. Die Erfindung umfaßt im Gegenteil alle Al­ ternativen, Abänderungen und gleichwertige Ausführungsformen, die im Rahmen und Bereich der Erfindung eingeschlossen sein können, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.

Claims (10)

1. Aus Teilchen bestehende Filterstruktur, umfassend:
ein thermisch gebundenes, dreidimensionales, faseriges Gerüst von Struktur-Verbundfasern (12), die ein Denier von wenigstens 33,3 dtex (30 dpf) haben und eine Strukturkomponente und eine erste, niedriger schmel­ zende Komponente umfassen, worin die Strukturkompo­ nente einen Schmelzpunkt aufweist, der wenigstens 20°C höher ist als der der ersten, niedriger schmel­ zenden Komponente, worin die erste, niedriger schmel­ zende Komponente die Strukturfasern (12) an den Über­ kreuzungspunkten (14) verbindet, um das faserige Gerüst zu stabilisieren;
thermoplastische Verbundfasern (18) mit relativ nied­ rigerem Denier als die Strukturfasern (12), die in dem faserigen Gerüst verteilt und an dasselbe gebunden sind, und die eine höher schmelzende Komponente und eine zweite, niedriger schmelzende Komponente umfassen und ein Denier von 1,11 dtex (1 dpf) bis weniger als 33,3 dtex (30 dpf) haben; und
funktionelle Teilchen (16), die in dem faserigen Ge­ rüst verteilt und in Hohlräumen eingefangen sind, die durch die thermoplastischen Verbundfasern gebildet werden, und durch die zweite, niedriger schmelzende Komponente mit den thermoplastischen Verbundfasern (18) verbunden werden;
worin die Strukturfasern bis zu 10% des Gesamtge­ wichts der teilchenförmigen Filterstruktur umfassen.

2. Filterstruktur gemäß Anspruch 1, worin die Strukturfa­ sern (12) und die thermoplastischen Verbundfasern (18) gekräuselte Stapelfasern sind, und/oder die Struktur­ fasern (12) ein Denier von 33,3 dtex (30 dpf) bis 11 100 dtex (10000 dpf) haben.

3. Filterstruktur gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Strukturfasern (12) Mantel/Kern-Heterofilament-Fasern sind, und/oder die Strukturkomponente ein Polyester ist, und/oder die erste, niedriger schmelzende Kompo­ nente ein Nylon ist, das bei einer Temperatur von etwa 175 bis 185°C schmilzt, und/oder die thermoplasti­ schen Verbundfasern (18) Mantel/Kern-Heterofilament- Fasern sind, und/oder die höher schmelzende Komponente und die zweite, niedriger schmelzende Komponente sich in ihren Schmelzpunkten um wenigstens 20°C unter­ scheiden, und/oder die höher schmelzende Komponente ein Polyester ist, und/oder die zweite, niedriger schmelzende Komponente ein Nylon ist, das bei einer Temperatur von etwa 175 bis 185°C schmilzt.

4. Filterstruktur gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin die funktionellen Teilchen (16) aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Aktivkohle, Silicium­ dioxid, Zeolith, Molekularsieb, Ton, Aluminiumoxid, Ionenaustauscherharz, organischen Metallkatalysator, Metalloxid, Biozid, Fungizid und Viruzid besteht.

5. Filterstruktur gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin die funktionellen Teilchen (16) Aktivkohle sind.

6. Filterstruktur gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Filterstruktur eine Dicke von etwa 1,0 mm bis 250 mm hat.

7. Filterstruktur gemäß Anspruch 1, wobei die Struk­ turfaser (12) und die thermoplastischen Verbundfasern (18) gekräuselte Stapelfasern sind, wobei die Struk­ turfasern (12) ein Denier von 33,3 dtex (30 dpf) bis 11100 dtex (10000 dpf) haben und die Filterstruktur im wesentlichen durch die thermoplastischen Verbundfasern (18) und die funktionellen Teilchen (16) gebildet wird.

8. Filterstruktur gemäß Anspruch 7, worin die Strukturfa­ sern (12) Mantel/Kern-Heterofilament-Fasern sind, und/oder die Strukturkomponente ein Polyester ist, und/oder die erste, niedriger schmelzende Komponente ein Nylon ist, das bei einer Temperatur von etwa 175 bis 185°C schmilzt, und/oder die thermoplastischen Verbundfasern (18) Mantel/Kern-Heterofilament-Fasern sind, und/oder die höher schmelzende Komponente und die zweite, niedriger schmelzende Komponente sich in ihren Schmelzpunkten um wenigstens 20°C unterschei­ den, und/oder die höher schmelzende Komponente ein Po­ lyester ist, und/oder die zweite, niedriger schmel­ zende Komponente ein Nylon ist, das bei einer Tempera­ tur von etwa 175 bis 185°C schmilzt.

9. Filterstruktur gemäß Anspruch 7 oder 8, worin die funktionellen Teilchen (16) Aktivkohle sind.

10. Filterstruktur gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, worin die Filterstruktur eine Dicke von etwa 1,0 mm bis 250 mm hat.