用于在HEPA过滤元件中应用的层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在ＨＥＰＡ过滤元件中应用的层，所述层包括：含聚丙烯纤维的、用于稳定性的第一承载层（１）和含聚丙烯纤维的第二分离层（２），其中所述分离层（２）的聚丙烯纤维至少部分地静电充电，所述承载层（１）和分离层（２）设计成至少局部没有玻璃纤维的无纺织物。所述层能在具有高过滤效率的同时毫无问题地打褶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在HEPA过滤元件中应用的层。
技术介绍
满足HEPA要求的过滤元件由现有技术已知。HEPA过滤元件可设计 成悬浮物过滤器，其用于从空气中滤掉超过99.9%的大于O.ljim至0.3fim的所有颗粒。这种颗粒可包括病毒、能被吸入人体肺泡区的灰尘、尘螨及其排泄物、 花粉、烟雾颗粒、细菌、各种有毒尘埃和气溶胶。另外，HEPA过滤元件还可用在医用领域中、特别是用在手术室、重 症监护室和化验室中。此外还已知在洁净室中和在核技术中的多种应用。用于HEPA过滤元件的分级的欧洲标准是具有过滤级别H10至H14 (HEPA )的DIN EN 1822标准。已知，尺寸为O.lnm至(Ujim的颗粒最 难分离出。在确定条件下分别最难分离出的颗粒的颗粒尺寸以术语MPPS ("最容易穿透粒径")来分级。因此HEPA过滤元件在其关于颗粒尺寸 的效率方面借助于测试用气溶胶(Prtifaerosol)来分级。所述测试用气溶 胶为所谓的DEHS (癸二酸二辛酯/二 (2-乙基己基)癸二酸酯)。虽然由现有技术已知的过滤元件经常展示出越来越好的过滤效率，然 而它们可能由对人体健康有害的材料制成。例如已知具有大量玻璃纤维的 HEPA过滤元件。玻璃纤维可能会从由其制成过滤元件的层中出来而损害 人体组织。此外，已知的用于HEPA过滤元件的层不能亳无困难地打褶，因为玻 璃纤维在打褶过程中被强机械加载并容易折断。打褶的过滤元件是低弹性的且易于形成断裂部位。所述断裂部位形成孔洞或穿孔，其不利地对过滤效率具有负面影响。这种过滤器不能再满足HEPA要求，因为不希望的颗 粒能穿过所形成的损坏部位。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，创造一种用于在HEPA过滤元件中应用的层， 所述层能在具有高过滤效率的同时毫无问题地打褶。根据本专利技术，前述目的通过一具有权利要求1的特征的层来实现。对 此所述层包括含聚丙烯纤维的、用于稳定性的第一承载层和含聚丙烯纤 维的第二分离层，其中所述分离层的聚丙烯纤维至少部分地静电充电，所 述承载层和分离层设计成至少局部没有玻璃纤维的无纺织物。根据本专利技术可知，应用由聚丙烯纤维制成的无纺织物可实现具有合适 的孔隙度的、高弹性的、能打褶的层的设计。此外还可知，减少或不用玻 璃纤维可提高所述层的弹性和避免损坏部位。根据本专利技术可避免由于所述 层的过高的脆性(而产生)的断裂部位。最后可知，由聚丙烯纤维制成的 无纺织物可毫无问题地这样彼此热连接，使得彼此连接的承载层和分离层 可在各个分层几乎不彼此相对移动的情况下实现打褶。由此实现开头所述 的目的。在此背景下可具体设想，承载层和分离层都不具有玻璃纤维，即承载 层和分离层都无玻璃纤维地形成。通过这种具体实施方案可形成未包含对 人体有害的材料的层。承载层能够具有70 g/i^至200 g/n^的单位面积重量。单位面积重量 的选择使所述层能够足够稳定，以便使所述层打褶。此外，单位面积重量 的选择可实现非常薄的且高渗透的分离层，所述分离层本身具有仅较小的 刚度，对所述层的总刚度没有贡献。承载层的聚丙烯纤维能够静电充电。这种具体实施方案使得承载层能 用作预分离器或预过滤器。分离层能够具有10 g/m2至80 g/m2的单位面积重量。这种区域令人吃惊地被证明特别适合满足HEPA要求。在此孔隙度可根据纤维的纤度来调 节。所应用的纤维越纤细，单位面积重量就可以选择得越小，以满足相应 过滤级别的要求。在此背景下可设想，分离层具有纳米纤维，所述纳米纤维由聚酰胺、 聚丙烯腈或聚碳酸酯制成。此外可设想，将由上述材料制成的纳米纤维的 分层涂覆到所述分离层上。纳米纤维使得能够分离出最细微的颗粒，并能 显著地提高在此所描述的层的过滤效率。所述层可具有含聚丙烯纤维的第三分层，所述第三分层具有8 g/m2的 单位面积重量，所述第三分层与承载层一起以夹心的形式包围分离层。这 种具体实施方案适合于以熔喷工艺来制造所述层。此外所述第三分层为用 于保护分离层不磨损和不放电的保护层。所述第三分层使得空气能没有显 著阻力地通过，因此在通过熔喷工艺涂覆分离层时，所述第三分层特别适 合作为衬底。在此，分离层的通过熔喷工艺涂覆的聚丙烯纤维通过与第三 分层的纤维粘接而与所述第三分层以材料结合的方式相连接。在此背景下，承载层的聚丙烯纤维可包括皮芯纤维，所述皮芯纤维具 有由茂金属聚丙烯制成的外皮和由纯聚丙烯制成的芯。这种具体实施方案 允许外皮熔化，其中芯在其聚合物结构方面没有损坏。通过熔化外皮，各 皮芯纤维不仅能彼此结合而且能与分离层的聚丙烯纤维相结合。十分具体 地可以设想，承载层预制地与分离层和第三分层通过超声波焊接相连接。分离层的聚丙烯纤维可设计成具有1 2jim的平均直径的熔喷纤维。 这种具体实施方案使得能实现具有非常小的孔的无纺织物。由于细微的孔隙度，可分离出非常细微的颗粒，从而使所述层满足HEPA要求。第三分层的聚丙烯纤维可逐点地彼此热连接。具体地，第三分层的聚 丙烯纤维可通过"点密封(Point Seal)"法彼此连接。在此聚丙烯纤维的 各个逐点式的区域^L熔接，并在其聚合物结构方面如此改变，使得所述区 域是脆的。但是，不同聚丙烯纤维的彼此熔接的脆的区域仅以逐点的方式 存在，从而使第三分层可不破碎地作为平面构型物整体上进行运动和变形。 承载层、分离层和第三分层可通过超声波焊接的区域或者激光焊接的区域这样彼此热连接，使得所述层能够打褶。所述超声波焊接或激光焊接 的区域能够以线条图样或点图样的形式来设置。由此确保了，在各个焊接 区域之间存在可不被破坏地弯曲或折叠的未焊接区域。所述焊接区域由于 热加载而经常是脆的。在此背景下可设想，焊接区域这样使全部三个分层 彼此连接，使得在各分层中的聚丙烯纤维熔化并彼此熔合成使所述分层相 接合的结合部。所述层可具有160g/n^的单位面积重量、0.92mm的厚度，以及在所 述层的入流侧与出流侧之间的压差为200 Pa时具有315 dm3/m2s的透气 度。令人吃惊地显示出，具有这个厚度和这个单位面积重量的层在所述压 差时为所述透气度。这种层特别适于用在室内空气滤清器中，因为所述室 内空气滤清器能够用小的耗电功率来工作。就这点而言，可节约地、成本 经济地驱动室内空气滤清器。所述层在待过滤的气态介质的入流速度为15 cm/s时能够引起从入流 侧到出流侧的最高为100 Pa的压力降/压差。这种层以特别的方式适于用 在将空气从第 一室吸入第二室中的设备中。入流侧到出流侧的小的压力降 使得能够节约地驱动所述吸取设备，因为所述吸取设备只须完成少量的工 作，就能将待过滤的气态介质吸过所述层。在此背景下可设想，所述压力 降在入流速度为5 cm/s时小于40 Pa、在入流速度为10 cm/s时小于80 Pa。 具有这种特性的层特别适于用在电驱动的过滤器装置中、特别是室内空气 滤清器中。所述层在气态介质的入流速度最高为8 cm/s时可具有至少为85 %的过 滤效率。十分具体地可以考虑，将根据欧洲标准DIN EN 1822的测试用 气溶胶DEHS用作气态介质。当这种测试用气溶胶以8 cm/s (的速度)撞 到所述层的入流侧上时，分离出至少85%的最难分离的颗粒。这些最难分 离的颗粒具有一定的颗粒尺寸，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在ＨＥＰＡ过滤元件中应用的层，所述层包括：含聚丙烯纤维的、用于稳定性的第一承载层（１）和含聚丙烯纤维的第二分离层（２），其中所述分离层（２）的聚丙烯纤维至少部分地静电充电，所述承载层（１）和分离层（２）设计成至少局部没有玻璃纤维的无纺织物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K维瑟尔，A格赖纳，H沃席沙卡，J阿道夫，TH江，
申请(专利权)人：卡尔弗罗伊登柏格两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]