CZ2002284A3 - Kompozitní filtr a způsob jeho výroby - Google Patents

Description

Kompozitní filtr a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká porézního filtračního materiálu pro zachycení pevných částic unášených pohybujícím se plynným * proudem. Specificky se vynález týká filtračního kompozitu ’ obsahujícího množinu předběžně nevázaných pásů filtračního materiálu sestavených v předem zvoleném uspořářání a spojených dohromady za vzniku komplexní vrstevnaté struktury vhodné pro odfiltrování pevných částic z proudu vzduchu.

Dosavadní stav techniky

V nedávné době došlo ke zdokonalení technologie separace pevných částic od plynů filtrací v rámci jak zcela běžných aplikací, mezi které patří vysávání špíny a prachu v obytných a provozních prostorách, tak i ^v rámci velmi náročných průmyslových aplikací, mezi které například patří odstranění z plynů frakcí různých kontaminujících složek, které jsou mezi jiným tvořeny jak inertními tak i biologicky senzitivními materiály, se specifickou velikosti částic. Je velmi dobře známo, že partikulární materiály (materiály tvořené pevnými částicemi) v plynném proudu mohou mít velmi rozdílnou velikost částic, geometrický tvar částic, například podélný nebo kulovitý tvar, a chemické a fyzikální složení, například částice prosté zápachu nebo částice uvolňující zápach. V důsledku toho byly v rámci • ·· ·· ·· · · ·· • · · · · · · · · ·· « • · · · · · · · · • · · · · · · · ·· · · filtrační technologie vyvinuty filtrační materiály, které byly uspořádány tak, aby optimálním způsobem odfiltrovaly specifické frakce kontaminující partikulární složky. Tato technologie rovněž vyvinula techniky pro dosažení maximálních hodnot jednotlivých výkonových charakteristik filtrů, mezi které například patří udržení nízkého tlakového spádu skrze filtr a zvýšení provozní životnosti filtru s cílem prodloužit dobu, po uplynutí které musí být filtrační prvek vyměněn.

Tradiční cestou k dosažení uvedených požadavků bylo poskytnutí vícevrstvých filtračních materiálů, tvořených separátními, individuálně koncipovanými vrstvami, z nichž každá by měla převážně plnit jednu a mnohdy i několik specifických filtračních funkcí. Tak například velmi otevřená, porézní a tenké řídké plátno je často používáno pro ochranu podložních filtračních vrstev proti abrazi rychle se pohybujícími, velkými a těžkými částicemi; porézní a objemná vrstva se typicky používá pro zachycení podstatného množství hlavně velkých částic a nízkoporézní vrstva tvořená ultrajemným vláknem se obvykle používá pro odstranění nejmenších částic s cílem zvýšit filtrační účinnost. Jednotlivé separátní filtrační vrstvy, dostupné z velkého počtu zdrojů se sestaví v předem zvoleném pořadí a potom spojí do vrstevnaté struktury' k vytvoření vícevrstvého a tedy vícefunkčního filtru. Jedna nebo více přilehlých vrstev mohou být spojeny jedna s druhou nebo tyto vrstvy mohou být vzájemně nespojené. Optimálně mohou být individuální vrstvy uspořádány do sendvičové sestavy mezi krycími vrstvami, typicky papírovými krycími vrstvami, za účelem zajištění jejich celistvosti a umožnění snadné manipulace s těmito vrstevnatými sestavami.

Nedostatkem výše uvedeného vícevrtvého systému konstrukce vícefunkčních filtrů je, že je třeba filtrační materiál opakovaně zpracovat, což znamená, že filtrační materiál dané vrstvy je nejdříve zpracován k získání individuální vrstvy, načež je následně zpracován za účelem zařazení této vrstvy do sestavy vícevrstvého filtru. Každý z těchto stupňů zvětšuje zhutnění a neprostupnost, byť v jakkoliv nepatrné míře, finálního filtračního produktu. To má za následek zvýšení tlakového spádu skrze filtr a snížení schopnosti zachytit pokud možno co největší množství prachu, čímž je zase limitována provozní životnost filtru. Je proto žádoucí mít k dispozici vícefunkční vícesložkový filtr, který by mohl být vyroben při pokud možno co nejmenším zhutněním a při pokud možno co nejmenším použití krycích materiálů.

Podstata vynálezu

V souladu s výše uvedenými požadavky vynález nyní poskytuje kompozitní filtr obsahující množinu předběžně nevázaných pásů, z nichž každý nezávisle na druhých pásech obsahuje alespoň jeden filtrační materiál a je odlišný od přilehlých pásů, přičemž množina pásů je spojena dohromady k vytvoření komplexní vrstevnaté struktury mající první mezní povrch pro přijmutí částic unášených vzduchem a druhý mezní povrch pro vypušrění zfiltrovaného vzduchu.

Vynález rovněž poskytuje způsob výroby kompozitního filtru, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje

a) uložení filtračního materiálu na podklad k vytvoření předběžně nevázaného pásu, • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · ·

9999 · 9 ·

999 99 »9 9999 99 9999

b) uložení na takto předběžně vytvořený pás dalšího filtračního materiálu majícího složení, které je odlišné od složení předběžně vytvořeného pásu za vzniku předběžně nevázaného superponovaného pásu a

c) spojení pásů filtračního materiálu za vzniku kompozitního filtru majícího komplexní vrstevnatou strukturu .

Popis obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje schéma provozní linky pro výrobu kompozitního filtru podle výhodné formy provedení vynálezu;

obr.2 znázorňuje příčný řez novým kompozitním filtrem majícím komplexní vrstevnatou strukturu tvořeno dvěma pásy;

obr.3 znázorňuje příčný řez jiným provedením nového kompozitního filtru majícího komplexní vrstevnatou strukturu tvořenou třemi pásy;

obr.4 znázorňuje příčný řez dalším provedením nového filtračního kompozitu majícího komplexní vrstevnatou strukturu tvořenou čtyřmi pásy;

obr.5. znázorňuje příčný řez jiným provedením nového filtračního kompozitu majícího komplexní vrstevnatou strukturu tvořenou pěti pásy;

• ·· ·» «· ·« tt ··· · · · · · · · · • · · · · ··· ··· ·· ·· ···· ·· ··· obr.6 znázorňuje příčný řez jiným provedením nového dvoupásového filtračního kompozitu z obr.2 v kombinaci s přiléhající filtrační vrstvou;

obr.7. znázorňuje příčný řez jiným provedením nového třípásového filtračního kompozitu z obr.l v kombinaci s přiléhající filtrační vrstvou;

obr.8 znázorňuje příčný řez dalším provedením nového čtyřpásového filtračního kompozitu z obr.4 v kombinaci s přiléhající filtrační vrstvou;

obr.9 znázorňuje příčný řez jiným provedením nového pětipásového filtračního kompozitu z obr.5 v kombinaci s přiléhající filtrační vrstvou;

obr.10 znázorňuje příčný řez dvoupásovým filtračním kompozitem z obr.6 spojeným s přiléhající filtrační vrstvou pomocí adhezivní nebo ultrazvukem připojené vrstvy;

obr.11 znázorňuje příčný řez třípásovým filtračním kom požitém z obr.7 spojeným s přiléhající filtrační vrstvou pomocí adhezivní nebo ultrazvukem připojené vrstvy obr.12 znázorňuje příčný řez čtyřpásovým filtračním kompozitem z obr.8 spojeným s přiléhající filtrační vrstvou pomocí adhezivní nebo ultrazvukem připojené vrstvy; a

obr.13 znázorňuje příčný průřez pětipásovým filtračním kompozitem z obr.9 spojeným s přiléhající filtrační vrstvou pomocí adhezivní nebo ultrazvukem připojené vrstvy.

Vynález v zásadě poskytuje nový filtrační kompozit zhotovený z množiny na sobě uspořádaných pásů filtračního materiálu spojených do formy komplexní vrstevnaté struktury. Složení filtračního materiálu v libovolném daném pásu je zvoleno tak, aby umožňovalo splnění požadované filtrační funkce. Tak například jemná (t.j. vlákna s malým průměrem) zhutněná vlákna mohou být zvolena pro zachycení velmi malých částic, jakými jsou částice mající velikost asi 5 mikrometrů nebo velikost ještě menší. Elektrostaticky nabitá vlákna mohou být rovněž použita k zachycení těchto anebo dokonce ještě menších částic. Stejně tak objemná, vysoce porézní materiály mající schopnost zachytit velké množství prachu mohou být použity k zachycení středně až značně velikých částic nečistot.

Nový filtrační kompozit má odlišující charakteristiku spočívající v tom, že jeden a výhodně všechny pásy nejsou předběžně vázané před a v průběhu ukládání pásů do sestavy. Výraz předběžně vázaný zde znamená,- že kompozice filtračního materiálu, kterým jsou tepelným roztavením spojitelná vlákna nebo adhezivně spojitelná vlákna, je zpracována způsobem účinně aktivujícím vazebný mechanismus, čímž se vytvoří separátní, volně existující, kohezivní a typický samonosná vrstva filtrační kompozice. S takovou předběžně vázanou vrstvou může být mechanicky manipulováno při procesech, mezi které například patří navíjení na válec, odvíjení z válce a stříhání. Takto podle jednoho znaku vynálezu započne vázání alespoň jednoho a výhodně všech pásů komplexní filtrační strukturu až potom, co byly •Β Β Β ΒΒ ·· ·Β

Β Β Β Β Β · Β Β Β Β

Β Β Β β Β · · 9

Β Β Β Β Β Β Β 9 Β Β Β

Β 9 9 9 9 9 9 • Β ΒΒ ΒΒΒΒ ·· ···· všechny pásy sestaveny do specifické požadované filtrační kompozitní struktury. Tato rezultující struktura je tvořena jediným tělesem tvořeným různými typy filtračního materiálu, který má v řezu tohoto filtračního kompozitu rozlišitelné jednotlivé vrstvy uvedených různých filtračních materiálů, jak to bude dále vysvětleno pomocí přiložených obrázků.

Jak již bylo uvedeno, je vrstevnatá struktura tvořena sestavou pásů zvolených filtračních materiálů. Vzhledem k tomu, že uvedené pásy nejsou předběžně vázány, jsou složky každého pásu, t.j. vlákna, granule atd., volně uloženy na předcházejícím pásu pomocí mechanické nebo vzduchové nanášecí techniky. V každém pásu je složení materiálu značně jednotné, přičemž mezi pásy existuje neostré rozhraní, jakým je například zozhraní 36A na obr.2, a toto rozhraní je vyznačeno na obr.3 až obr.13 přerušovanou čarou. V rámci vynálezu může být individuální pás tvořen jediným typem filtračního materiálu, jakým jsou například 100% dvousložková polymerní vlákna, z taveniny foukaná staplová vlákna nebo netkané filamenty. V rámci jiného provedení vynálezu může být individuální pás tvořen směsí materiálů, jakou je například vzduchově nanesená, obvykle jednotná směs dvousložkových polymerních vláken a vlákna FP (fluff pulp). Poněvadž je žádoucí poskytnout vrstevnatou strukturu, je znakem vynálezu to, že přilehlé pásy v sestavě musí mít odlišná složení. Nicméně složení jednoho pásu může být v sestavě opakováno za předpokladu, že mezi pásy se stejným složením je vložen alespoň jeden pás mající odlišné složení.

Tato struktura se liší od struktury konvenčních vícevrstvých filtračních materiálů, které jsou vytvořeny laminováním množiny individuálních filtračních vrstev, z

nichž každá byla předběžně vázána za vzniku samonosné vrstvy ještě před vytvořením vícevrstvého laminátu. Výraz pás zde znamená pás vytvořený z předběžně nevázaného filtračního materiálu uložený do uvedené komplexní vrstevnaté struktury. Na rozdíl od toho výraz vrstva” zde znamená separátní, předběžně vázanou, samonosnou vrstvu filtračního materiálu.

Komplexní vrstevnatá struktura nového filtračního kompozitu poskytuje oproti konvenčním filtračním materiálům četné výhody. V rámci jednoho znaku vynálezu může být komplexní vrstevnatá struktura podle vynálezu vytvořena objemnější s větší kapacitou pro zadržený prach ve srovnání s laminátem individuálních, předběžně vázaných vrstev majících složení odpovídající složením pásů komplexní vrstevnaté struktury podle vynálezu. To je důsledkem toho, že každá část konvenčního filtračního materiálu je stlačena alespoň dvakrát: jednou při vytvoření vrstvy vázáním a podruhé, když jsou individuální vrstvy laminovány do formy filtru.

Podle jiného znaku vynálezu může nová struktura obsahovat méně adheziva ve srovnání s konvenčními filtry. To je důsledkem možnosti ukládat následné pásy do sestavy komplexní vrstevnaté struktury podle vynálezu bez použití adheziva na rozhraní jednotlivých pásů. I když jsou adheziva, mezi která patří například latexové adhezivo, použita ve velmi malém množství, přispívá každé dodatečné nanesení činidla, i když v nepatrném množství, ke zneprůchodnění filtrační struktury. V důsledku toho, čím více adheziva se použije, tím větší je tlakový spád skrze filtr a k tím rychlejšímu zanešení filtru částicemi špíny a prachu dochází.

• 99 99 99 99 90 • •9 9 9 99 9 9 99 9

99999 9 9 99 9 »

9999 999

999 99 99 9999 99 9999

Podle dalšího znaku vynálezu obsahuje nová struktura podle vynálezu jeden nebo více pásů, které jsou velmi chatrné. To znamená, že tyto pásy mají vysokou poréznost nebo obsahují tak malé množství filtračního materiálu, že nejsou samonosné. Jinými slovy, struktura pásu nemá dostatečnou vlastní celistvost k tomu, aby vytvořila separátní volně existující vrstvu použitelnou v konvenčním vícevrstvém laminátu. Nová filtrační struktura podle vynálezu má schopnost obsahovat jednu nebo více individuálních chatrných avšak vysoce funkčních pásů. Vzhledem ke své komplexní struktuře má struktura podle vynálazu dostatečnou pevnost, tuhost a další vlastnosti, které jsou nezbytné pro použití této struktury ve funkci filtru. Tak například do nového filtračního kompozitu může být zabudován vysoce porézní a tudíž individuálně chatrný pás za účelem dosažení vysoké kapacity filtru pro pojmutý prach, i když by nebylo možné vyrobit samostatnou vrstvu stejného složení a použít jí jako součást konvenčního laminátu. Stejně tak může být do nové struktury podle vynálezu zabudován velmi tenký, strukturně slabý pás ultrajemných vláken k dosažení schopnosti filtru zachycovat i velmi jemný prach, vzdor tomu, že takový pás je příliš slabý k vytvoření individuální vrstvy určené pro zařazení do komvenčního filtru.

Uvedená chatrnost pásu může být testována následujícím způsobem. Jesliže materiál pásu nemůže být uložen na podklad, potom navíjen na válec a z tohoto válce zase odvíjen, potom je tento materiál označen v rámci vynálezu jako chatrný.

Filtrační kompozity podle vynálezu mohou být použity v sáčcích vysavačů a zejména v podtlakových filtrech. Pod pojmem podtlakový filtr se zde rozumí filtrační struktura, • 44 44 44 4« 44

44 4444 4444

444 44 4 44 9

44444 4 4 44 4 4

9444 444

444 44 44 4444 44 4444 skrze kterou má procházet plyn, výhodně vzduch, unášející obvykle suché pevné částice. V rámci této přihlášky byla přijata zásada označovat strany, pásy a vrstvy struktury vzhledem ke směru proudění vzduchu. To například znamená, že vstupní strana filtru je přední stranou filtru a výstupní strana filtru je zadní stranou filtru. Příležitostně použité výrazy před a za označují relativní polohy strukturních prvků, které se nacházejí, uvažováno ve směru proudění vzduchu, před nebo za jinými strukturními prvky. V průběhu filtrace se samozřejmě vytvoří skrze filtr (t.j. podél tloušťky filtru) tlakový gradient, který je mnohdy označován jako tlakový spád. Ve vysavačích se obvykle používají sáčkové tvarované filtry. Normálně je přední strana vysavačového sáčkového filtru vnitřní stranou sáčkového filtru a zadní strana je vnější stranou sáčkového filtru.

Kromě vysavačových filtrační sáčků může být nový filtrační kompozit použit v rámci dalších aplikací, mezi které patří například výhřevně ventilační a klimatizační systémy (HVAC, Heating Ventilation and Air Conditioning systems), vzduchové filtry kabin motorových vozidel, vysoce účinné filtry (tak zvané filtry HEPA) a pokojové úklidové filtry, domácí sáčkové filtry pro kontrolu emisí, respirátory a chirurgické obličejové roušky.' Tento filtrový kompozit může být také použit při uvedených aplikacích v kombinaci s dodatečnou vrstvou uhlíkových vláken nebo částic, která je zařazena v sérii s novým filtrovým kompozitem, například za účelem absorpce zápachu nebo toxických látek. Kromě toho některé aplikace, jakými jsou filtry HEPA a pokojové úklidové filtry, mohou využívat také další dodatečné vrstvy v sérii s novým filtrovým kompozitem, jakými jsou například nízkoporézní polytetrafluorethylenová membrána (PTFE), přilaminovaná k • ·· 44 ·· ·· • · · · · ·· · · ·· · • · · · · · · · · • *·4 · 4 · · ·· 4 · • · · · · ··· ··· ·· ·4 4·4· ·· 4··· meznímu povrchu příslušné komplexní vrstevnaté struktury kompozitního filtru.

V textu této přihlášky vynálezu jsou znaménka ’’x a a použita pro označení násobení resp. exponenciální polohy.

Test DIN 44956-2 je zde použit pro stanovení zvýšení tlakového spádu pěti různých příkladů konstrukcí vysavačových sáčků po zanesení následujícími pěti obsahy jemného prachu: 0, 0,5 , 1,0, 1,5, 2,0 a 2,5 g.

Test pro stanovení vzduchové propustnosti po zanesení pěti obsahy prachu: provede se test DIN 44956-2 při 0,5 gramových přírůstcích obsahu prachu od 0 do 2,5 g/(ιώλ2 x s) se sedmi sáčky od každého vzorku. Hodnoty tlakového spádu však nejsou znovu zaznamenány. U sáčků, které měly specifikované hladiny obsahu prachu, byly potom stanoveny hodnoty maximální vzduchové permeability.

Materiálové složení filtru podle vynálezu bude detailněji popsáno v následující části popisu.

Materiál pro standardní vysavačový filtrační sáček

Tento materiál, který bývá mnohdy označován jako standardní papír byl tradičně používán jako jediná vrstva, v rámci které tento materiál plní funkci odfiltrování a zadržení prachu, přičemž má pevnost a odolnost proti abrazi, které jsou požadovány pro vysavačové sáčky. Tento materiál je rovněž dostatečně tuhý k tomu, aby • φφ «# φφ φφ φφ φφφ V Φ · Φ Φ Φ ΦΦ Φ φ φφφ φφφ φφφφ φ φ φφφφ φφφ φφφ φφ φφ φφφφ φφ φφφφ umožňoval snadnou výrobu vysavačových sáčků ve standardním zařízení pro výrobu těchto sáčků. Tento papír je převážně tvořen nebělenou dřevitou papírovinou s obsahem 6 až 7 % syntetických vláken, jakými jsou například poly[ ethylentereftalát] ová vlákna (PET), a je vyroben mokrým depozičním procesem. Uvedený standardní papír má typicky plošnou hmotnost asi 30 až 80 g/mA2 a obvykle asi g/mA2. Vlákna PET mají typicky číslo jemnosti 1,7 dtex a délku 6 až 10 mm. Tento papír má vzduchovou propustnost rovnou asi 200 až 500 1/ (ιώλ2 x s) a střední velikost pórů asi 30 mm. Avšak účinnost stanovená za použití testu DIN 44956-2 je rovna pouze 86 %. Další charakteristikou uvedeného papíru je to, že póry se rychle zanesou prachem, přičemž schopnost pojmout prach je dále omezena velmi tenkou tloušťkou papíru, která činí pouze asi 0,20 mm.

Netkané rouno

V uvedené struktuře může být rovněž uloženo netkané rouno polymerních vláken ve funkci filtračního pásu. Uvedená vlákna mohou být tvořena libovolným polymerem schopným tvořit netkané rounou, přičemž takovými polymery jsou zejména polyamidy, polyestery nebo polyolefiny. Plošná hmotnost takového netkaného rouna by měla být rovna asi 10 až 100 g/nv\2 a výhodně asi 30 až 40 g/mA2. Toto netkané rouno by mělo mít vzduchovou propustnost rovnou asi 500 až 10 000 1/ (nv\2 x s) a výhodně asi 2000 až 6000 1/ (πϊλ2 x s) , měřeno podle normy DIN 53887. Takové netkané rouno může být rovněž elektricky nabito.

• 9¼		•	·· « ·	*· •	• · *
• · · ·	•
» ··· ·	•		•	• ·	•	•	•
• ·	•		•	•	•	4	•
·» · ·*		··		·<···	··		····

Mul nebo nosné rouno

Pojem mul se zde vztahuje k velmi otevřenému poréznímu papíru nebo netkanému rounu, majícímu obecně nízkou plošnou hmotnost. Plošná hmotnost mulu činí typicky asi 10 až 30 g/mA2 a často asi 13 až 17 g/mA2. Mul, který bývá někdy značován jako nosné rouno má obvykle vzduchovou propustnost rovnou asi 500 až 10 000 1/ (πν\2 x s) . Mul je hlavně používán s cílem chránit ostatní pásy nebo vrstvy proti abrazi. Mul je rovněž schopen odfiltrovat velmi velké částice. Mul, jakož i jakýkoliv pás filtračního kompozitu může být elektrostaticky nabit za předpokladu, že tento materiál má vhodné dielektrické vlastnosti.

Za mokra uložený materiál s vysokou prachovou kapacitou

Za mokra uložený materiál s vysokou schopností pojmout prach bývá někdy označován jako za mokra uložený kapacitní papír a je objemnější, tlustčí a více propustný než standardní filtrační papír pro vysavačové sáčky. Tento materiál plní několik funkcí. Mezi tyto funkce patří: zachycení nárazu částic unášených vzduchem, odfiltrování velkých částic špíny, odfiltrování významného podílu malých práčových částic, pojmutí velkého množství částic při snadném průchodu vzduchu, čímž se dosáhne nízkého tlakového spádu při zadržení vysokého obsahu částic, což prodlužuje provozní životnost filtru.

Za mokra uložený kapacitní papír obvykle obsahuje směs vláken dřevité papiroviny a syntetických vláken. Tento materiál typicky obsahuje až asi 70 % dřevité papíroviny a odpovídající vyšší podíl syntetických vláken, například • · · · · · · · · · · · • ···· ··· • ·· · · ·· ···· ·· ····

PET-vláken, než výše popsaný standardní papír. Má také větší tloušťku než standardní papír, která činí asi 0,32 mm, přičemž jeho typická plošná hmotnost činí 50 g/mA2. Jeho velikost pórů je rovněž mnohem větší, přičemž jeho střední velikost pórů může být větší než 160 mm. Takto je tento papír schopen podržet mnohem více prachu ve svých pórech ještě dříve, než dojde k ucpání těchto pórů. Plošná hmotnost za mokra uloženého kapacitního papíru typicky činí asi 30 až 150 g/nv\2 a výhodně činí asi 50 až 80 g/nv\2.

Uvedený za mokra uložený kapacitní papír má účinnost filtrace jemných práčových částic rovnou asi 66 až 67 %, stanoveno podle normy DIN 44956-2. Což je však důležité, za mokra uložený kapacitní papír má vzduchovou propustnost vyšší než standardní filtrační papír. Spodní hranice vzduchové propustnosti by takto měla být rovna alespoň 500 1/(ηιλ2 x s) , výhodněji rovna alespoň 1000 1/ (rrv\2 x s) a nejvýhodněji rovna alespoň 2000 1 (ιώλ2 x s) . Horní hranice vzduchové propustnosti je definována tak, aby bylo zajištěno, že papír odfiltruje a podrží hlavní podíl prachových částic větších než asi 10 mm. V důsledku toho, je sekundární vysoce účinný filtrační materiál umístěný dále ve směru proudění vzduchu schopen odfiltrovat a podržet jemné částice mnohem déle, než je indikováno výrazné zvýšení tlakového spádu skrze filtr. V souladu s tím, by měla být vzduchová propustnost za mokra uloženého kapacitního papíru výhodně nejvýše rovna asi 8000 1/ (nv\2 x s) a výhodněji rovna nejvýše asi 4000 1/ (iua2 x s) . Je takto zřejmé, že za mokra uložený kapacitní papír je obzvláště vhodný jako víceúčelový filtrační pás, který bude umístěn před sekundárním vysoce účinným filtračním pásem.

Za sucha uložený materiál s vysokou prachovou kapacitou ·· · · ·· ·· ·· • ··· · · ♦ * · · · · • · · · · · · · ··· ·· ·· ···· ·· ····

Za sucha uložený materiál s vysokou kapacitou pro prach, který bývá někdy označován jako za sucha uložený kapacitní papír, nebyl použit jako filter ve vysavačových sáčcích. Za sucha uložený papír není vytvořen z vodné papíroviny, ale je vytvořen za použití technologie vzduchového ukládání a výhodně procesem fluff pulp (proces čechranné celulózy). Vodíkové vazby, které hrají velkou roli při vzájemném přitahování molekulárních řetězců, se v nepřítomnosti vody neuplatňují. Takto je při stejné hmotnosti za sucha uložený kapacitní papír obvykle mnohem tlustčí než standardní papír a za mokra uložený kapacitní papír. Pro typickou plošnou hmotnost 70 g/mA2, činí uvedená tloušťka například 0,90 mm.

Pásy za sucha uloženého kapacitního papíru mohou být primárně vázány dvěma způsoby. Prvním z těchto způsobů je vázání latexem, při kterém může být latexové pojivo aplikováno z disperzí na bázi vody. Mohou být použity saturační techniky, mezi které patří postřikování nebo máčení a ždímání (použití fulárového ždímacího válce) následované v obou případech vysušením a tepelným vytvrzením. Latexové pojivo může být rovněž nanášeno v diskrétní obrazové struktuře, tvořené například tečkovanými kosočtverci, křížovým šrafováním nebo vlnitými liniemi pomocí hlubotiskového válce, načež následuje vysušení a vytvrzení.

Druhým způsobem je tepelné vázání, například za použití pojivových vláken. Tato pojivová vlákna jsou někdy označována jako tepelně vázebná tavná vlákna a jsou definována v Nonwoven Fabric Handbook (vydání 1992) jako vlákna mající nižší teplotu měknutí než ostatní vlákna v pásu, přičemž tato vlákna po aplikaci tepla a tlaku působí jako adhezivo . Tato tepelně vazebná tavná vlákna se obvykle zcela roztaví v místech, ve kterých se na pás působí dostatečným množstvím tepla a dostatečným tlakem, v důsledku čehož k sobě matricová vlákna lnou v místech jejich vzájemného překřížení. Příklady uvedených tepelně vazebných tavných vláken jsou vlákna z kopolyesterových polymerů, která v případě, že jsou záhřáta váží široké spektrum vláknitých materiálů.

B/C zahrnují vlákna s a pláštěm z tepelně

Výraz tepelně citlivý stanou se o.

V rámci výhodného provedení může být tepelné vázání dovršeno přidáním alespoň 20 %, výhodně až 50 % dvousložkových (B/C) polymerních vláken k za sucha uloženému pásu. Příklady vláken polypropylenovým jádrem (PP) citlivějšího polyethylenu (PE).

zde znamená, že termoplastická vlákna měknou a lepivými nebo se tepelně taví při teplotě 3 až 5 ^UC pod teplotou tání. Plášťový polymer by výhodně měl mít teplotu tání v rozmezí od 90 do 160 °C a jádrový polymer by měl mít vyšší teplotu tání, výhodně alespoň o asi 5 °C, než plášťový polymer. Tak například polyethylen taje při teplotě 121 °C a polypropylen taje při teplotě 161 až 163 °C. To pomáhá při vázání za sucha uloženého pásu, když tento pás prochází mezerou tepelného kalandru nebo je zaveden do průchozí teplovzdušné sušárny, k získání tepelně vázaných vláken při aplikaci menšího množství tepla a nižšího tlaku, v důsledku čehož se vyrobí méně zhutněna, více otevřená dýchající struktura. V rámci výhodnějšího provedení je jádro struktury jádro/plášť vlákna B/C umístěno excentricky vzhledem k plášti. Čím blíže je jádro umístěno ke stěně vlákna, tím je pravděpodobnější, že se vlákno zkadeří v průběhu tepelně vazebného stupně, čímž se zvýší kapacita za sucha uloženého kapacitního materiálu. To samozřejmě zvýší schopnost materiálu pojmout větší množství prachu. V rámci ještě výhodnějšího provedení jsou jádro a plášť umístěny vedle sebe ve vláknu B/C a vázání se dosáhne • 4 4 4 4 4 4 β 4 4 · · • · 4 4 · 44«

444 44 44 4444 4 4 4444 v teplovzdušné sušárně. Tepelný kalandr, který by stlačil pás více než při teplovzdušném vázání, je tedy v tomto případě méně výhodný. Další polymerní kombinace, které mohou být použity ve vláknech B/C typu jádro/plášť nebo jádro-plášť vedle sebe zahrnují polypropylen s kopolyesterovými nízko tajícími polymery a polyester s nylonem 6. Za sucha uložený vysoce kapacitní pás může být rovněž v podstatě zcela tvořen dvousložkovými vlákny. Kromě vláken typu jádro/plášť mohou být použity i další variace dvousložkových vláken, zahrnující dvousložková vlákna typu vedle sebe, ostrovy v moři a pomeranč, která jsou popsaná v Nonwoven Textiles, Jirsak O. a Wadsworthe L.C., Carolina Academie Press, Durham, North Carolina, 1999, str. 26 až 29.

Obecně leží střední velikost pórů za sucha uloženého kapacitního papíru někde mezi velikostí pórů standardního papíru a za mokra uloženého kapacitního papíru. Filtrační účinnost stanovená testem podle normy DIN 44956-2 činí přibližně 80 %. Za sucha uložený kapacitní papír by měl mít asi stejnou plošnou hmotnost a stejnou propustnost jako výše popsaný za mokra uložený kapacitní papír, t.j. v rozmezí asi 500 až 8000 1/ (nv\2 x s) , výhodně asi 1000 až 5000 1/(iha2 x s) a nejvýhodněji asi 2000 až 4000 1/ (πιλ2 x s). Tento materiál má znamenitou kapacitu pro pojmutý prach a výhodu spočívající v tom, že je mnohem jednotnější, pokud jde o hmotnost a tloušťku než za mokra uložené papíry.

Uvažuje se o několika výhodných provedeních za sucha uloženého kapacitního papíru. Jedno takové výhodné provedení představuje latexem vázanou kompozici čechrané celulózy (fluff pulp). To znamená, že vlákna tvořící papír v podstatě sestávají z čechrané celulózy označované jako celulóza fluff pulp. Výraz fluff pulp zde znamená, že složka netkaného rouna filtru podle vynálezu, která se připraví mechanickým mletím celulózy, tvořené vláknitým celulózovým materiálem původem ze dřeva nebo bavlny, se potom aerodynamicky transportuje do pás-tvořících komponent strojů pro vzduchové ukládání nebo pro formování za sucha pásu. K rozemletí celulózy může být použit Wileyův mlýn. Pro formování za sucha jsou vhodné tak zvané stroje Dan Web nebo M a J. Složka čechrané celulózy a za sucha uložené pásy čechrané celulózy jsou isotropní a jsou takto charakterizovány náhodnou orientací vláken ve směru všech tří ortogonálních rozměrů. To znamená, že mají velký podíl vláken orientovaných směrem z roviny pásu netkaného rouna a zejména orientovaných kolmo k uvedené rovině ve srovnání s třírozměrově anisotropními pásy netkaného rouna. Vlákna čechrané celulózy použité v rámci vynálezu jsou výhodně dlouhé asi 0,5 až 5 mm. Tato vlákna jsou držena pohromadě latexovým pojivém. Toto pojivo může být aplikováno buď jako prášek nebo emulze. Pojivo je obvykle přítomno v za sucha uloženém kapacitním papíru v množství asi 10 až 30 % hmotn. a výhodně v množství asi 20 až 30 % hmotn., vyjádřeno jako hmotnost pojivá, vztažená na hmotnost vláken.

Jiné provedení za sucha uloženého kapacitního papíru obsahuje tepelně vázanou směs vláken čechrané celulózy a dělených filmových vláken (’’split film fibers) nebo/a dvousložkových polymerních vláken. Výhodněji směs vláken čechrané celulózy obsahuje vlákna čechrané celulózy a dvousložková polymerní vlákna.

Dělená filmová vlákna

Dělená filmová vlákna jsou v podstatě plochými obdélníkovými vlákny, která mohou být elektrostaticky

nabita před zabudováním do kompozitní struktury podle vynálezu. Tloušťka dělených filmových vláken může činit 2 až 100 mikrometrů, přičemž šířka těchto vláken se může pohybovat mezi 5 a 500 mikrometry a délka těchto vláken se může pohyvbovat mezi 0,5 a 15 mm. Nicméně výhodné rozměry dělených filmových vláken jsou: tloušťka asi 5 až 20 mikrometrů, šířka asi 15 až 60 mikrometrů a délka asi 0,5 až 8 milimetrů.

Dělená filmová vlákna podle vynálezu jsou výhodně zhotovena z polyolefinu, jakým je například polypropylen. Nicméně pro výrobu dělených filmových vláken kompozitní struktury podle vynálezu může být použit každý polymer, který je vhodný pro výrobu vláken. Příklady takových vhodných polymerů neomezujícím způsobem zahrnují polyolefiny jako homopolymery a kopolymery polyethylenu, polytereftaláty, jako například póly(ethylentereftalát) (PET), póly(butylentereftalát) (PBT, póly(cyklohexyldimethylentereftalát) (PCT), polykarbonát a polychlortrifluorethylen (PCTFE). Další vhodné polymery zahrnují nylony, polyamidy, polystyreny, poly-4-methyl-l-penten, polymethylmethakryláty, polyurethany, silikony a polyfenylensulfidy. Uvedená dělená filmová vlákna mohou rovněž obsahovat směs homopolymerů nebo kopolymerů. V rámci této přihlášky jsou v příkladové části jako dělená filmová vlákna uvedena vlákna zhotovená z polypropylenu.

Ukázalo se, že použití PP-polymerů s různými molekulovými hmotnostmi a morfologiemi v laminátových filmových strukturách vede k filmům majícím rovnováhu mezi mechanickými vlastnostmi a křehkostí, která je požadována pro produkci dělených filmových vláken. Tato PP-dělená filmová vlákna mohou být následně zkadeřena do požadované • 9 *

• 9 9 9 9 9 · 9 99 9 9

9999 999

999 99 99 9999 99 9999 míry. V průběhu výroby vláken mohou být samozřejmě měněny všechny rozměry dělených filmových vláken.

Jeden ze způsobů výroby dělených filmových vláken je popsán v patentovém dokumentu US 4,178,157. Při tomto způsobu se polypropylen roztaví a vytlačuje do tvaru filmu, který se potom vyfukuje do tvaru široké trubice, do které se zavádí nebo nechá vnikat vzduch v rámci konvenční technologie vyfukovacího dloužení. Nafukování široké hadice vzduchem slouží k rychlému ochlazení filmu a k biaxiálnímu orientování molekulové struktury polypropylenových molekulových řetězců, což má za následek větší pevnost filmu. Široká trubice se potom ponechá splasknout a film se dlouží mezi dvěma nebo více páry válečků, přičemž film je držen ve štěrbině mezi dvěma kontaktními válečky a mezi dvěma kontaktními válečky se aplikují na film měnící se tlaky. To má za následek dodatečné dloužení ve směru provozu stroje, čehož se dosáhne rychlejším pohonem první sady válečků ve srovnání s rychlostí druhé sady válečků. To má za následek ještě větší orientaci molekul filmu ve směru provozu stroje, která se potom stane délkovým rozměrem dělených filmových vláken.

Film může být elektrostaticky nabit buď před jeho ochlazením nebo po jeho ochlazení. I když k nabití filmu mohou být použity různé elektrostatické nabíjecí techniky, ukázalo se, že dvě z těchto technik jsou nejvýhodnější. První technika spočívá v tom, že se film vede v podstatě prostředkem štěrbiny šířky asi 33 až 66 mm mezi dvěma stejnosměrnými koronovými elektrodami. Mohou být použity koronové tyčky s emitorovými trny, přičemž jedna koronová elektroda má kladný stejnosměrný napěťový potenciál asi 20 až 30 kV a protilehlá elektroda má negativní stejnosměrný napěťový potenciál asi 20 až 30 kV.

• · · · · · · · · · · * • ···· · · · ··· ·· ·· ···· ·· ····

Druhá výhodná technika využívá technologii elektrostatického nabíjení popsanou v patentovém dokumentu US 5,401,446, která zde zahrnuje Techniku I a Techniku II, které budou popsané dále. Ukázalo se, že Technika II, při které je film zavěšen na izolovaných válečcích, když prochází kolem vnitřního obvodu dvou negativně nabitých kovových plášťů s pozitivním koronovým drátem na každém plášti, uděluje filmům nejvyšší napěťové potenciály. Obecně může být na jednu stranu filmu přiveden pozitivní potenciál 1000 až 3000 voltů nebo ještě vyšší potenciál, přičemž na druhou stranu filmu nabitého filmu je přiveden negativní potenciál stejné velikosti.

U techniky I, při které filmy kontaktují kovový válec se stejnosměrným napětím -1 až 10 kV a drát mající stejnosměrné napětí +20 až +40 kV je umístěn asi 2,5 až 5 cm nad válcem s negativním předpětím, přičemž touto konfigurací válec/drát jsou postupně exponovány obě strany filmu, se dosahují nižší napěťové potenciály měřené na povrchu filmů. Za použití Techniky I se na povrchu filmu dosáhne napětí 300 až 1500 voltů, přičemž napětí na obou stranách filmu jsou v podstatě shodná avšak mají obrácené polarity. Při Technice II se dosáhne vyšších povrchových potenciálů, i když nebylo zjištěno, že by přitom bylo dosaženo lepších měřitelných filtračních 'účinnosti pásů zhotovených z těchto dělených filmových vláken. Proto je snadnější vésti film zařízením určeným pro Techniku I, přičemž právě tato technika je nyní převážně používána pro nabití filmů před dělícím procesem.

Ochlazený a dloužený film může být za tepla nebo za studená elektrostaticky nabit. Tento film se potom současně dlouží a dělí na úzké pásky mající typicky šířku asi 50 mikrometrů. Takto získané rozdělené ploché filamenty se potom spojí do loudele, která se potom zkadeří k dosažení regulovaného počtu zkadeření na centimetr a střihá na požadovanou staplovou délku.

V rámci obzvláště výhodného provedení obsahuje za sucha uložený kapacitní papír směs vláken čechrané celulózy, dvousložkových polymerních vláken a elektricky nabitých dělených filmových vláken. Výhodně budou vlákna čechrané celulózy přítomna v množství asi 5 až 85 % hmotn., výhodněji v množství asi 10 až 70 % hmotn. a nejvýhodněji v množství asi 40 % hmotn, zatímco dvousložková vlákna budou výhodně přítomna v množství asi 10 až 60 % hmotn., výhodněji v množství asi 10 až 30 % hmotn. a nejvýhodněji v množství asi 20 % hmotn. a elektrostaticky nabitá dělená filmová vlákna budou výhodně přítomna v množství asi 20 až 80 % hmotn. a výhodněji v množství asi 4 0 % hmotnosti. Tento za sucha uložený kapacitní papír může být tepelně vázán, výhodně při vysoké teplotě 90 až 160 °C, výhodněji při teplotě nižší než 110 °C a nejvýhodněji při teplotě asi 90 °C.

Smíšená elektrostatická vlákna

Další výhodná provedení za sucha uloženého kapacitního papíru obsahují tepelně vázaný papír se 1Q0 % smíšených elektrostatických vláken, směs 20 až 80 % smíšených elektrostatických vláken a 20 až 80 °C B/C-vláken a směs 20 až 80 % smíšených elektrostatických vláken, 10 až 7 0 % vláken čechrané celulózy a 10 až 70 % B/C-vláken. Smíšená elektrostatická vlákna jsou získána smíšením vláken s výrazně odlišnými triboelektrickými vlastnostmi a vzájemným třením těchto vláken nebo jejich třením proti kovovým dílům stroje, jakými jsou dráty na mykacích válcích v průběhu mykání. To má za následek, že jeden z typů vláken se se nabije pozitivněji nebo negativněji vzhledem k ostatním typům vláken, což zlepšuje coulombické přitahování • ·Φ ·· φφ ·· φφ • · · · · · · φ · ·· · φφφφ· φφφ · • · · · · · φ φ φφ φ φ φ φφφφ φφφ φφφ φφ φφ φφφφ φφ φφφφ prachových částic. Výroba vláken s těmito typy smíšených elektrostatických vláken je popsána v patentovém dokumentu 5,470,485 a v evropské patentové přihlášce EP 02 246 811 A2 .

Podle patentového dokumentu US 5,470,485 je filtrační materiál tvořen směsí (I) polyolefinových vláken a (II) polyakrylonitrilových vláken. Vlákna (I) jsou dvousložkovými PP/PE-vlákny typu jádro/plášt” nebo typu Vlákna II jsou halogenu-prostá vlákna, rovněž mají halogenem substituované zatímco akrylonitrilová vlákna nemají žádný uvedeném patentovém dokumentu se uvádí, že vedle sebe Vlákna (I) polyolefiny, halogen. V vlákna musí být důkladně promyta neionogenním detergentem, alkálií nebo rozpouštědlem a potom velmi dobře propláchnuta před jejích společným smíšením tak, aby neobsahovala maziva nebo antistatická činidla. I když se v uvedeném patentovém dokumentu uvádí, že produkovaná vláknová rohož by měla být propíchnuta jehlami, použitá vlákna by rovněž mohla být nastřihána na velikost 5 až 20 mm a smíšena s dvousložkovými tepelně vázanými vlákny stejné délky a případně s čechranou celulózou a takto získaný za sucha uložený tepelně vázaný papír může být použit v rámci vynálezu.

Evropská patentová přihláška EP 0 246 811 popisuje triboelektrický efekt při vzájemném tření dvou odlišných typů vláken. V tomto dokumentu se uvádí použití obdobných typů vláken, jaká jsou popsána v patentovém dokumentu US 5,470,485 s výjimkou spočívající v tom, že skupiny -CN polyakrylových vláken mohou být substituována halogenem (výhodně fluorem nebo chlorem). Po dostatečné substituci skupin -CN skupinami -Cl může být vlákno označeno jako modakrylové v případě, že kopolymer obsahuje 35 až 85 % • 44 ·· 44 4« 44

444 · 4 44 4 4 · 1 4 • 44 44 4 44 4 • 4*444 * · · » * 4 • 4444 4 4 4

444 44 44 4444 44 4444 hmotn. akrylonitrilových jednotek. V EP 0 246 811 se rovněž uvádí, že poměr polyolefinu k substituovanému (výhodně módakrylovému) akrylonitrilu může být v rozmezí 30:70 až 80:20, vztaženo na povrchovou plochu, a výhodněji 40:60 až 70:30. Obdovně se v patentovém dokumentu US 5,470,485 uvádí poměr polyolefinových vláken k polyakrylonitrilovým vláknům v rozmezí 30:70 až 80:20, vztaženo k povrchu filtračního materiálu. Tato rozmezí poměrů polyolefinových vláken k akrylovým nebo modakrylovým vláknům mohou být takto použita v za sucha uloženém tepelně vázaném kapacitním papíru.

Rouno foukané z taveniny

Rouno tvořené syntetickými polymerními vlákny foukanými z taveniny může být případně uloženo jak pás mezi víceúčelový pás a pás s vysokou filtrační účinností. Tento pás rouna foukaného z taveniny zvyšuje celkovou filtrační účinnost zachycením některých částic prošlých víceúčelovým filtračním pásem. Uvedený pás rouna foukaného z taveniny může být případně elektrostaticky nabit a může tak asistovat při odfiltrování jemných práčových částic. Zabudování uvedeného pásu foukaného z taveniny způsobuje zvýšení tlakového spádu při daném obsahu prachu ve filtru ve srovnání s kompozity, které pás rouna foukaného z taveniny neobsahují.

Rouno foukané z taveniny má výhodně plošnou hmotnost asi 10 až 50 g/nv\2 a vzduchovou propustnost asi 100 až 1500 1/ (nv\2 x s) .

• 44 44 44 44 44

4 4 · 4 44 4 4 44 4 • 44 44 4 44 ·

44444 4 4 44 4 4

4444 444

444 44 4· 4444 44 4444

Vysoce objemné netkané rouno foukané z taveniny

Dalším objevem výzkumu prováděného v nedávné době za účelem získání vylepšených vysavačových sáčků je vysoce objemný MB-pás, který může být použit před rounem MB filtrační kvality jako předfiltr namísto za mokra uloženého kapacitního papíru nebo za sucha uloženého kapacitního papíru. Tento vysoce objemný MB-předfiltr může být získán procesem foukání z taveniny za použití chlazeného chladícího vzduchu majícího teplotu asi 10 °C. Na rozdíl od toho se u konvenčního MB-rouna používá okolní vzduch s teplotou asi 35 až 45 °C. Rovněž přebírací vzdálenost od výstupní MB-hlavice k dopravníku přebírajícímu pás je při procesu výroby vysoce objemného MB-rouna zvětšena na 400 až 600 mm. Při výrobě normálního MB-rouna tato vzdálenost obvykle činí asi 200 mm. Kromě toho vysoce objemné MB-rouno se vyrábí za použití nižší zeslabovací teplotě vzduchu činící asi 215 až 235 °C namísto normální zeslabovací teploty vzduchu činící 280 až 290 °C a při nižší MB-teplotě taveniny činící asi 200 až 225 °C ve srovnání s teplotou 260 až 280 °C použitou při produkci rouna MB filtrační kvality. Čím studenější je chladicí vzduch, tím nižší je zeslabující teplota vzduchu, tím nižší je teplota taveniny a tím větší je přebírací vzdálenost, při které dochází ke zchlazení MB-filamentů. Odvádění tepla má za následek zmenšení protahování filamentů a tudíž i větší průměr vlákna ve srovnání s průměry vláken, které se vyskytují u typických pásů MB filtrační kvality. Chladnější vlákna jsou mnohem méně náchylná k vzájemnému tepelnému stavení při uložení na přebírací ústrojí. Takto bude mít vysoce objemné netkané rouno foukané z taveniny větší otevřenou průřezovou plochu. Dokonce i při plošné hmotnosti 120 g/mA2 činí vzduchová propustnost vysoce objemného netkaného rouna foukaného z taveniny 806 1/ (rrv\2 x s) . Na rozdíl od toho mnohem lehčí polypropylenový pás MB filtrační kvality

• · · • 0 ·	··	00 • ·	• 9 0	9	00 9 9
•	•
• 00 0 ·	0	•	•	9 9	9	9
• ·	•	•	•	9	9	9
00 90		• 0	• 9 · ·	0 9		9 9 0 9

(mající například plošnou hmotnost 22 g/mA2) má maximální vzduchovou propustnost rovnou pouze 450 1/ (irv\2 x s) .

Filtrační účinnost uvedeného vysoce objemného netkaného rouna MB, stanovená podle normy DIN 44956-2, činí 98 %. Jestliže se rounou MB filtrační kvality uloží společně s vysoce objemným netkaným rounem MB na vnitřní stranu filtračního sáčku, potom se ještě dosáhne vzduchové propustnosti 295 1/ (rrv\2 x s) a filtrační účinnosti uvedeného páru 99,8 %. Uvedené vysoce objemné netkané rounou foukané z taveniny může být nenabito nebo případně elektrostaticky nabito za předpokladu, že je zhotoveno z materiálu majícího vhodné dielektrické vlastnosti.

Vysoce objemné netkané rouno MB podle vynálezu by mělo být odlišeno od rouna MB filtrační kvality, které je rovněž použito ve zde popisované struktuře vícepásového podtlakového filtru. Pás MB filtrační kvality je konvenční netkané rounou foukané z taveniny obecně charakterizované nízkou plošnou hmotností, která typicky činí asi 22 g/mA2, a malou velikostí pórů. Další typické charakteristiky polypropropylenového netkaného rouna MB filtrační kvality jsou uvedeny v tabulce 1. Výhodné polypropylové vysoce objemné netkané rouno MB případně obsahuje asi 5 až 20 % hmotn. ethylenvinylacetátu. Netkané rouno MB filtrační kvality má obecně vysokou účinnost odstraňování prachu, t.j. účinnost vyšší než 99 %.

4 44 4 4 4	»4 • 4	• 4 4 ·	4·	44 4 4
•	4
4 444 4	4 4	4	4 ·	4	4
4 4 • 4 4 4	4 4 4 ·	4 • 444	• 4 4	•	4 4 4 4-4

Tabulka 1

Výhodně

Výhodněji Nejvýhodněji

Polypropylenové rouno MB filtrační kvality
Plošná hmotnost (g/mA2)	5-100	10-50	25
Tloušťka (mm)	0,10-2	0,10-1	0,26
Vzduchová propustnost (1/(mA2xs)	100-5000	100-2000	450
Pevnost v tahu MD (N)	0,5-15	1,0-10	3,7
Pevnost v tahu CD (N)	0,5-15	1,0-10	3,2
Průměr vlákna (mm)	1-15	1-5	2-3

Vysoce objemné polypropylenové rounou MB

Plošná hmotnost

(g/mA2)	30-180	60-120	80
Tloušťka (mm)	0,3-3	0,5-2	1,4

4* *4 44 *· 44 · · 4 · 4 · » 4

4444 9 4* ·

4444* · · 4 4 » 4

4 4 4 * 4 4 • ·· 44 4444 4* 4*4»

Vzduchová pro-
pustnost
(1/ (iua2xs)	300-8000	600-3000	2000
Pevnost v tahu
MD (N)	1,0-30	2-20	10
Pevnost v tahu
CD (N)	1,0-30	2-20	9,2
Průměr vlákna
(mm)	5-20	10-15	10-12

Vysoce objemné netkané rouno MB má stejnou filtrační účinnost jako výše popsaný za sucha uložený kapacitní papír a za mokra uložený kapacitní papír. Takto je vysoce objemné netkané MB (MeltBlown,foukané z taveniny) rouno velmi vhodné k odstranění velkého množství prachových částic a k pojmutí velkého množství prachu. V souladu s tím je pás vysoce objemného netkaného rouna MB vhodný pro uložení před pás netkaného rouna MB filtrační kvality ve funkci předfiltru pásu netkaného rouna MB filtrační kvality ve strukturách podtlakových filtrů podle vynálezu.

Předené foukané (modulární) netkané rouno

Nový typ technologie foukání z taveniny popsané ve Ward G., Nonwovens World, léto 1998, str.37-40, je schopen produkovat předené foukané (modulární) netkané rouno, které je vhodné jako hrubý filtrační pás použitelný v rámci vynálezu. Toto předené foukané netkané rouno může být případně použito jako pás netkaného rouna MB filtrační kvality v rámci nové struktury podle vynálezu. Údaje • · · týkající se předeného foukaného (modulárního) netkaného rouna jsou uvedeny v dále zařazené tabulce II.

Způsob výroby předeného foukaného (modulárního) netkaného rouna je obecně postupem foukání z taveniny při použiti robustnější modulární průvlakové hubice a chladnějšího zeslabovacího vzduchu. Za těchto podmínek se produkuje hrubý pás netkaného rouna s větší pevností a vzduchovou propustností ve srovnání s konvenčními pásy rouna foukaného z taveniny stejné plošné hmotnosti.

Mikrodenierové předené netkané rouno

Předené (’’ SB, SpunBond) netkané rounou, které je zde označováno jako mikrodernierové předené netkané rouno, může být rovněž použito v rámci vynálezu stejně jako výše popsaný pás hrubého filtru nebo pás netkaného rouna MB filtrační kvality. Vlastnosti mikrodenierového předeného netkaného rouna jsou uvedeny v tabulce II. Toto mikrodenierové předené netkané rouno je zejména charakterizováno filamenty o průměru menším než 12 mm, což odpovídá v případě polypropylenu denieru 0,10. Ve srovnání s tím, konvenční pásy předeného netkaného rouna jsou tvořeny filamenty majícími střední průměr 20 mm. Mikrodenierové předené netkané rouno je dostupné u společnosti Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel. Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) a Ason Engineering, lne. (Ason Spunbond Technology).

.$ .··. . .

• * · · ♦ · ·

Tabulka II

Výhodně Výhodněji Nejvýhodněji

Předené foukané (modulární) netkané rouno

Plošná hmotnost
(g/mA2)	5-150	10-50	28
Tloušťka (mm)	0,20-2	0,20-1,5	0,79
Vzduchová propustnost (1/(mA2xs)	100-5000	300-3000	1200
Pevnost v tahu MD (N)	10-60	15-40	43
Pevnost v tahu CD (N)	10-50	12-30	32
Průměr vlákna (μπι)	0,6-20	2-10	2-4

Mikrodenierové polypropylenové předené netkané rouno(Ason,KobeKodoshi,Reicofil III)

Plošná hmotnost (g/mA2) 10-50 20-30 17 • · • · • · · · ·

	31	• · • · · · ·	• · · · • · · · · · «
Tloušťka (mm)	0,10-0,6	0,15-05	0,25
Vzduchová propustnost (1/(mA2xs)	1000-10000	2000-6000	2500
Pevnost v tahu MD (N)	10-100	20-80	50
Pevnost v tahu CD (N)	10-80	10-60	40
Průměr vlákna (um)	4-18	6-12	10

Výhodný způsob výroby nového filtrového kompozitu tvořeného jednotkovou vrstevnatou strukturou kompozic MB a FP je znázorněn na obr.l. Znázorněný způsob poskytuje produkt přilaminovaný k mulu, papíru nebo netkanému rounu za účelem usnadnění manipulace s tímto materiálem a plisování nebo balení tohoto materiálu. Rovněž je možné získat nelaminovaný filtrový kompozit nahrazením uvedené mulu, papíru nebo netkaného rouna nosným dopravníkem, který vede předběžně nevázané pásy jednotlivými stupni procesu. Finální jednotkový filtrový kompozit je tvořen alespoň dvěma pásy, i když každý takový pás může obsahovat více než jeden typ vláknitého nebo jiného materiálu, a obecně je tvořen třemi až pěti vrstvami, které jsou tepelně vázané nebo vázané latexem. Elektrostatické nabíjení filtrového kompozitu se výhodně průběžně provádí za použití Tantretova studeného elektrostaticky nabíjecího procesu, i když vlákna MB mohou být průběžně nabíjena za tepla potom co opouští MB-průvlakovou hubici. Rovněž dělená filmová vlákna, která se elektrostaticky nabíjejí v průběhu jejich výroby, mohou být zavedena FP-aplikátory. Kromě toho i smíšená elektrostatická vlákna, která mají opačné

Φ Φ *··>

dopravníkový dopravníkový polarity po jejich vzájemném tření v důsledku různých triboelektrických vlastností, mohou být zabudována do kompozitu FP-aplikátory.Z obr.l je zřejmé, že na počáteční straně provozní linky se nachází odviječka 1_ ze které se do provozní linky zavádí případná nosná vrstva 2_, kterou může být řídké plátno (mul), papír nebo netkané rouno. K tomuto mulu, papíru nebo netkanému rounu se v jednotkové filtrové struktuře podle vynálezu laminují složky 1, 2, 4 a 5 za účelem usnadnění manipulace s těmito složkami a jejich plisování a balení. Dopravníkový pás 3 probíhá podél celé délky provozní linky, přičemž tento dopravníkový pás může být rovněž rozdělen do kratších úseků, kde jeden úsek přivádí sestavu pásů na následující úsek podle toho, jak to výrobní proces vyžaduje. Na předním konci provozní linky se případně nachází adhezivový aplikátor £ pro vypouštění adheziva 5 tvořeného lepidlem nebo tepelně roztavitelným adhezivem. Tato stanice aplikace adheziva může být použita v případě, kdy je žádoucí průběžně laminovat uvedenou nosnou vrstvu k jednotkové vrstevnaté struktuře nového kompozitu. Nicméně je třeba uvést, že adhezivový aplikátor není určen pro předběžné vázání pásů ve vrstevnaté struktuře.

Jak je to patrné z obr.l, jsou dále na provozní lince zařazeny alespoň jedna a výhodně dvě FP-aplikátorové jednotky 6 a 8. Základní funkcí těchto FP(Fluff Pulp, čechraná celulóza)-aplikátorových jednotek na počátku provozní linky je produkovat a uložit za sucha uložené pásy 2 a 2 na případný adhezivový pás 5 nebo na dopravníkový pás 2 ^v případě, že se nepoužijí nosná vrstva 2 ^a adhezivový pás 2· Uvedené za sucha uložené pásy Ί_ a 9_ mohou mít stejná nebo odlišná složení a vlastnosti v závislosti na požadavcích kladených na finální produkt. V každém případě je úlohou za sucha uložených pásů Ί_ a 9 především nést a chránit MB-pás nebo obdobné pásy filtračního

0 0 0 · · · ♦ · ·00 000 0000 0

OO · 0000 000

Jo «»0 «0 00 0000 00 0000 materiálu 12 a 14. Ve znázorněném provedení jsou za sucha uložené pásy Ί_ a 9 hlavně tvořeny čechranými celulózovými vlákny a dvosložkovými vlákny B/C. V tomto případě mohou být použity různé výše popsané typy vláken B/C. Tak například výhodný typ má jádro z materiálu s vyšší teplotou tání, jakým je například polypropylen, a plášť z materiálu s nižší teplotou tání, jakým je například polyethylen. Další výhodnou kompozicí čechraných celulózových vláken a vláken B/C typu jádro/plášť PP/PE jsou kompozice obsahující 50 % čechraných celulózových vláken a 50 % vláken B/C v za sucha uloženém pásu a kompozice obsahující 25 % čechraných celulózových vláken a 75 % vláken B/C v za sucha uloženém pásu 9. Jestliže se v úseku 23 neaplikuje latexové pojivo, potom by mělo být použito alespoň 20 % vláken B/C nebo jiných typů tepelně vazebných vláken. Naopak, jestliže se latexové pojivo postupně nanáší v úsecích 23 a 27, potom může být nanešeno FP-aplikátorovými jednotkami _6 a 8^ 100 % čechraných celulózových vláken. Rovněž je možné nanést pomocí FP-aplikátorové jednotky 6 nebo J3 nebo pomocí obou FP-aplikátorových jednotek 6 a _8 100 % vláken B/C.

V dodatečných provedeních může být namísto 100 % vláken B/C až 80 % těchto vláken B/C nebo tepelně vazebných vláken nahrazeno jednosložkovými konvenčními polypropylenovými, polyamidovými, polyethylentereftalátovými nebo jinými staplovými vlákny, která mohou být nanesena pomocí některé z PF-aplikátorových jednotek _6, 8,

15, 18 a 20. Namísto vláken B/C mohou být použity různé typy tepelně vazebných vláken, která se zcela roztaví a jsou známa tako tavná vlákna, s výjimkou za sucha uložených složek, ve kterých by bylo použito 100 % vláken B/C.

« ·· Φφ • φ φ ••ΦΦΦ Φ 9 · · Φ · • · · Φ · · · ·· ΦΦ ·Φ·Φ Φ* ΦΦΦΦ

Na obr. 1 je dále zobrazen případný zhutňovač 10, který zmenšuje tloušťku pásu a zvyšuje adhezi vlákno/vlákno za sucha uložených pásů Ί_ a j). Je třeba uvést, že extenzivní předběžné vázání, které se typicky používá při oddělené produkci vrstev, není cílem tohoto případného zhutňovacího stupně použitého v rámci znázorněné procesní linky podle vynálezu. Zhutňovačem 10 může být kalandr, který může, ale nemusí být vyhříván. MB-pás nebo pás z obdobného filtrového materiálu 12 a 14 může být uložen pomocí MB-průvlakových hubic 11 a 13 na za sucha uložené pásy Ί_ ^a 2· Hlavní funkcí MB-složky je posloužit jako vysoce účinný filtr, což znamená odstraňovat z proudu vzduchu malý procentický podíl částic s malou velikostí (t.j. s velikostí menší než asi 5 mikrometrů). Charakteristiky netkaného rouna MB filtrační kvality a obdobného vysoce objemného z taveniny foukaného netkaného rouna jsou uvedeny výše v tabulce 1.

Znázorněný způsob může zahrnovat alespoň jednu nebo více MB-průvlakových hubic 11 nebo/a jeden nebo více obdobných vláknových aplikátorů s jemným denierem (ultrajemná vlákna) ve funkci MB-průvlakových hubic, označených jako X. Tak například, jestliže jsou použity dvě identické MB-jednotky, MB-průvlakové hubice 11 a 13 budou stejné. Další varianty přicházející v úvahu v rámci vynálezu zahrnují sestavu obsahující jako první jednotku systém předeného foukaného (modulárního) netkaného rouna nebo systém mikrodenierového předeného (SB) netkaného rouna k prvořadému vytvoření filtrového gradientu od hrubého filtru k jemnějšímu vysoce účinnému filtru. Další zamýšlenou variantou je použití v tandemu jednoho nebo více systémů předeného foukaného (modulárního) netkaného rouna nebo systémů mikrodenierového předeného (SB) netkaného rouna. Ještě další varianta spočívá v použití nejdříve mikrodenierového SB-systému následovaného systémem předeného foukaného netkaného rouna.

• 9 • 9999 ·*»9

9 9 9 9 · · · ·

999 · 9 9 · 99 9 9

Ο Γ 9 9999 <99

OJ 9»· 99 ·4 9999 99 9999

Další složkou zařízení zobrazeného na obr.l je další FP-aplikátorová jednotka 15, která ukládá FP-pás 16 na vrchní stranu pásu 14 (nebo na pás 12 v případě, že není použita MB-průvlaková hubice 13). Potom předběžně nevázaná sestava pásů s FP-pásem 16 nahoře prochází dalším případným zhutňovačem 17. Získaný meziprodukt je potom zaveden pod jednu nebo více FP-aplikátorových jednotek 18 a 20. FP-aplikátorové jednotky 15 a 18 zavádějí za sucha uložený kapacitní pás do uvažované struktury. FP-aplikátorová jednotka 20 je převážně určena pro produkci velmi otevřeného (t.j. objemného) FP-materiálu, který spíše než jako filtr působí jako materiál schopny zadržovat v sobě prach. Tento velmi otevřený FP-pás 21 je výhodně zhotoven ze 100 % dvousložkového vlákna B/C nebo směsí B/C s poměry B/C k čechrané celulóze charakterizovanými jako vyšší než se normálně používají pro výrobu hrubých předflitrových FP-pásů. Bud’ jeden nebo oba FP-pásy 16 a 19 mohou rovněž obsahovat dělená filmová vlákna nebo smíšená elektrostatická vlákna. Jestliže nejsou ve FP-pásech 16 a 19 použita žádná vlákna B/C nebo další typy tepelně vazebných vláken, potom by mělo být naneseno latexové pojivo v úsecích 23 a 27 za účelem vázání pásů. Jestliže se v některé z FP-aplikátorových jednotek 15 a 18 zabudují vlákny B/C nebo jiné typa tepelně vazebných vláken, potom i v tomto případě může být aplikováno latexové pojivo v úsecích 23 a 2/7.

Získaný meziprodukt s horním pásem tvořeným velmi otevřeným pásem 21 je potom veden skrze další zhutňovač 22 a tudíž skrze úsek provozní linky, ve kterém se dříve volné navázané pásy vystaví jednomu nebo více vazebných zpracovatelských stupňů, které jsou kumulativně účinné při vytvoření jednotkové vrstevnaté struktury kompozitního filtru. Výhodně jsou všechny filtrové složky, které mají být zabudovány do jednotkové vrstevnaté struktury, již v

44 44 44 44 «· <444 <444

444 4 · 4 4 44 · ·

4 4 4 4 4 4

44 4444 44 4444 tomto stádiu před vázáním pásů dohromady do meziproduktu zabudovány.

Z obr.l je dále patrné, že uvedené vazebné stupně začínají na zobrazeném provedení tím, že se latexové pojivo 24 nanáší aplikátorem v úseku 23. Tento latex může být nanesen postřikem jeho kapalné disperze nebo emulze, může být nanešen natíráním dotykem dvou válců nebo pomocí hlubotiskového válce anebo může být nanesen jako suchý prášek na substrát a potom k němu tepelně přitaven. Tento latex slouží také jako těsnící prostředek tím, že omezuje na minmum množství prachu, který by jinak opouštěl vnější povrchu FP-pásu. Po přidání latexového pojivá v úseku 23 se získaný meziprodukt vede skrze vyhřívací jednotku 25, která vysuší a vytvrdí latexové pojivo s cílem vázat získaný kompozit. Touto vyhřívací jednotkou může být vyhřívaný kalandr nebo infračervená, mikrovlnná nebo konvekční pícka. Rovněž může být použita kombinace těchto prostředků. Výhodnou vyhřívací jednotkou je teplovzdušná sušárna. Jestliže jsou v uvedeném meziproduktu přítomná vlákna B/C nebo ostatní typy tepelně vazebných tavitelných vláken, potom vyhřívací jednotky 25 a 29 mohou sloužit k tepelnému roztavení uvedených vláken s cílem vázání pásů a vytvoření jednotkové struktury.

Za vyhřívací jednotkou 25 se meziprodukt ochladí chladícím systémem 26, načež se nanese druhé latexové pojivo v úseku 27. Jak je to patrné z obr.l jsou dráha postupu meziproduktu a postřiková jednotka v úseku 27 uspořádány tak, aby došlo k nanesení latexového pojivá na protější stranu vzhledem k té straně, na kterou byla provedena první aplikace. Meziprodukt obsahující nyní také druhé latexové pojivo 28 potom prochází skrze druhou teplovzdušnou sušárnu tvořící vyhřívací jednotku 29 a skrze

další chladící sekci 30. Dále se zcela vázaný kompozitní film mající jednotkovou vrstevnatou strukturu nabije za studená v elektrostaticky nabíjecí stanici 31, kterou je výhodně systém Tantret J. Nakonec se kompozitní film 32 nastřihá na požadovanou šířku nebo množinu šířek v podélné řezačce 33 a navine za použití navíječky 34. I když se ve zobrazeném provedení provádí elektrostatické nabíjení až ke konci produkčního procesu, předpokládá se, že nabíjení může být také provedeno ve stádiu procesu před nanesením latexového pojivá za předpokladu, že pojivo a následné zpracovatelské stupně výraznou měrou neodvedou svodem elektrostatický náboj z meziproduktu.

Reprezentativní produkty podle vynálezu jsou znázorněny na obr.2 až obr.13, které budou detailněji popsány v následujícím textu. Na těchto obrázcích je směr proudění vzduchu vyznačen šipkou A.

Na obr.2 je zobrazen jednotkový filtrový kompozit 36 tvořený dvěma pásy. Vnitřní (špinavá vzduchová strana) pás 37 je tvořen za sucha uloženým FP-kapacitním pásem s plošnou hmotností 10 až 150 g/mA2, typickou plošnou hmotností 20 až 80 g/mA2 a s výhodnou plošnou hmotností 50 g/rrv\2. Tento vnitřní pás 37 obsahuje různé směsi čechraných celulózových vláken, dvousložkových vláken B/C, dělených filmových vláken a smíšených elektrostatických vláken. Dělená filmová vlákna a smíšená elektrostatická vlákna nejsou použity ve všech variantách pásu 37, avšak alespoň 10 % a výhodně alespoň 2 0 % vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných tavitelných vláken by mělo být použito k dosažení adekvátního tepelného vázání. Obecně alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % čechraných celulózových vláken se používá pro zlepšení filtrační účinnosti a prachové kapacity filtru. Uvedený pás může být prostý • Φ· ·· ·« ·» ·· • · · φ φ ·· · · ·♦ * φ φφφφφ · · ·» · * φ φ φ · · · · φ • ΦΦ φ· φφ ·♦·· ·♦ ···« vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných tavitelných vláken, v případě, že se použije latexové pojivo. Vnějším pásem 38 je vysoce účinná MB-složka s plošnou hmotností 5 až 100 g/mA2. Nezávisle vytvořený vnitřní pás 37 a vnější pás 38 tvoří rozhraní 36A. Toto rozhraní je odlišné od rozhraní v laminátu tvořeného dvěma předběžně vázanými vrstvami ve vícevrstvém kompozitu. V důsledku toho, že zde nemusí být použito vytvořené předběžně vázané vrstvy k vytvoření jednotkové struktury 36, může být alespoň jeden z pásů 37 a 38 natolik chatrný, že by nemohl být jinak tvarován do samonosného pásu určeného k zabudování ve formě vrstvy do konvenčního vícevrstvého kompozitu.

Na obr.3 je zobrazen jednotkový filtrový kompozit 39 tvořený třemi pásy. Vntřní pás 40 je hrubou za sucha uloženou složkou tvořenou 100 % vláken B/C. Tento pás hlavně slouží jako předfiltr a chrání dále zařazený filtrační materiál. Tento pás má plošnou hmotnost 10 až 100 g/mA2, přičemž typicky má plošnou hmotnost 20 až 80 g/mA2 a výhodně má plošnou hmotnost 50 g/nv\2. Střední pás 41 je za sucha uloženou FP-kapacitní složkou, která má plošnou hmotnost 10 až 150 g/mA2, přičemž má typicky plošnou hmotnost 30 až 80 g/iw\2 a výhodnou plošnou hmotnost 50 g/mA2. Střední pás 41 obsahuje alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C, 10 % a výhodně alespoň 20 %

FP-vláken a může rovněž obsahovat dělená filmová vlákna a smíšená elektrostatická vlákna. K dosažení adekvátní teplem indukované vazby by mělo být použito alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C nebo jiného typu tepelně vazebných tavitelných vláken. Pro zlepšení filtrační účinnosti a prachové kapacity se obecně používá alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % čechraných celulózových vláken. Tento pás může být prostý vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných tavitelných vláken v případě, že se použije • «· 4» ·· ·· ·· ··» 4 · » · · * · * * • · · · · · ·· 4 • ·#· · · · · 4 4 4 · • 4 4 4 4 4 4 4

444 44 44 9444 44 4444 latexové pojivo. Vnější strana 42 je tvořena MB-materiálem s vysokou filtrační účinností nebo jiným materiálem s ultrajemným průměrem vlákna, jakými jsou předené foukané modulární rouno nebo mikrodenierové předené netkané rouno.

Obr. 4 zobrazuje jednotkový kompozitní filtr £3 zhotovený ze čtyř pásů materiálů. Vnitřní pás 44 je tvořen 100 % za mokra uložených FP-vláken B/C. Jeho plošná hmotnost činí 10 až 100 g/mA2, přičemž je typicky rovna 20 až 80 g/mA2 a výhodně je rovna 50 g/mA2. Druhý pás 45 je tvořen za sucha uloženým FP-kapacitním pásem majícím plošnou hmotnost 10 až 50 g/mA2, typicky 30 až 80 g/nv\2 a výhodně 50 g/mAŽ. Pás 45 obsahuje alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C, 10 % a výhodně 20 % vláken čechrané papíroviny, přičemž může obsahovat různá množství nabitých nebo nenabitých dělených filmových vláken. Tento pás může rovněž obsahovat proměnlivá množství smíšených elektrostatických vláken. K dosažení adekvátní teplem indukované vazby by mělo být použito alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných tavitelných vláken. Pro zlepšení filtrační účinnosti a prachové kapacity se obecně používá alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % čechraných celulózových vláken. Tento pás může být prostý vláken B/C nebo ostatních tepelně vazebných tavitelných vláken v případě, 'že se použije latexové pojivo. Třetí pás 46 obsahuje MB-filtrační materiály v plošnou hmotností 5 až 100 g/mA2, typicky 10 až 50 g/mA2 a výhodně 25 g/mA2. Vnější vrstva 47 je za sucha uloženým FP-materiálem tvořeným vzduchem uloženými celulózovými vlákny a vlákny B/C.

Obr.5 schematicky zobrazuje jednotkový kompozitní filtr 48 vytvořený z pěti pásů materiálů. Vnitřní pás 49 je tvořen 100 % za sucha uloženými FP-vlákny B/C. Tento pás má • ·

plošnou hmotnost 10 až 100 g/nv\2, přičemž typicky má hmotnost 20 až 80 g/mA2 a výhodně má hmotnost 50 g/mA2. Druhý pás 50 je za sucha uloženou FP-kapacitní složkou s plošnou hmotností 10 až 150 g/mA2, přičemž jeho plošná hmotnost typicky činí 30 až 80 g/mA2 a výhodně činí 50 g/mA2. Tento druhý pás obsahuje alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C, alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % čechraných celulózových vláken, přičemž může obsahovat proměnlivá množství nabitých nebo nenabitých dělených filmových vláken. K dosažení adekvátní teplem indukované vazby by mělo být použito alůespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných tavitelných vláken. Pro zlepšení filtrační účinnosti a prachové kapacity se obecně používá alespoň 10 % a výhodně alespoň 20 % čechraných celulózových vláken. Tento pás může být prostý vláken B/C nebo ostatních typů tepelně vazebných vláken v případě, že se použije latexové pojivo. Pás 51 obsahuje uhlíkové granule nebo uhlíková vlákna s cílem absorbovat zápach a odstraňovat kontaminující a toxické plyny z proudu vzduchu. Pás 52 je MB-materiálem s vysokou filtrační účinností s plošnou hmotností 5 až 100 g/mA2, přičemž plošná hmotnost tohoto pásu typicky činí 10 až 50 g/rrv\2 a výhodně 25 g/mA2. Pás 53 je za sucha uloženým FP-materiálem tvořeným vzduchem uloženými čechranými celulózovými vlákny a vlákny B/C.

Obr. 6 zobrazuje jednotkový filtrový kompozic 54 stejné konstrukce jako na obr.2, tvořený dvěma pásy 55 a 56 vázanými k nosné vnější vrstvě 57 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/nv\2.

Obr. 7 zobrazuje jednotkový filtrový kompozit 58 stejné konstrukce jako na obr. 3, tvořený třemi pásy 59, 60 a 61 ···· ·»·* * • 19949 4 * 4 · • · · · · ·

144 94 4· ···· vázanými k vnější vrstvě 62 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2.

Obr.8 zobrazuje jednotkový filtrový kompozit 63 stejné konstrukce jako na obr. 4, tvořený čtyřmi pásy 64 až 67 vázanými k vnější vrstvě 68 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2.

Obr.9 zobrazuje jednotkový filtrový kompozit 69 stejné konstrukce jako na obr. 5, tvořený pěti pásy 71 až 75 vázanými k vnější vrstvě 76 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2.

Obr.10 zobrazuje laminát jednotkového filtrového kompozitu 77 stejné konstrukce jako na obr.2, tvořeného dvěma pásy 7 8 a 79 a vázaného k nosné vnější vrstvě 81 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2, přičemž v tomto případě je uvedená vnější vrstva vázána lepidlem nebo adhezivem 80, přičemž adhezivem může být latexové pojivo nebo teplem tavitelné adhezivo.

Obr.11 zobrazuje laminát jednotkového filtrového kompozitu 82 stejné konstrukce jako na obr.3, tvořeného třemi pásy 83 až 85 a vázaného k vnější vrstvě 87 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2, přičemž v tomto případě je uvedená vnější vrstva vázána lepidlem nebo adhezivem 86.

Obr.12 zobrazuje laminát jednotkového filtrového kompozitu 87A stejné konstrukce jako na obr.4, tvořeného

• 999 9 9 9 9 99 9 9

9 9 9 9 9 9 9

999 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 99 9 čtyřmi pásy 88 až 91 a vázaného k vnější vrstvě 93 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/mA2, přičemž v tomto případě je vnější vrstva vázána lepidlem nebo adhezivem 92.

Obr.13 zobrazuje laminát jednotkového filtrového kompozitu 94 stejné konstrukce jako na obr.5, tvořeného pěti pásy 95 až 99 a vázaného k vnější vrstvě 101 tvořené papírem, mulem nebo netkaným rounem s plošnou hmotností 10 až 100 g/nv\2, přičemž v tomto případě je vnější vrstva vázána lepidlem nebo adhezivem 100.

V případě vazby mezi vrstvami soustav zobrazených na obr.10 až obr.13, může být namísto vazby zprostředkované lepidlem nebo adhezivem anebo v kombinaci s touto vazbou použit některý z konvenčních mezivrstvových vazebných systémů, jakým je například ultrazvukový vazebný systém.

Claims (31)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kompozitní filtr, vyznačený tím, že obsahuje množinu předběžně nevázaných pásů, přičemž každý pás nezávisle obsahuje alespoň jeden filtrační materiál a je odlišný od přilehlých pásů a množina pásů je vázána dohromady za vzniku jednotkové vrstevnaté struktury mající první mezní povrch uzpůsobený pro přijmutí částic unášených vzduchem a druhý mezní povrch uzpůsobený pro vypouštění zfiltrovaného vzduchu.
2. 2. Kompozitní filtr podle nároku 1, vyznačený t ím, že alespoň jeden z pásů je nesamonosným pásem.
3. 3. Kompozitní filtr podle nároku 2, vyznačený tím, že každý z nesamonosných pásů nezávisle postrádá celistvost, která je nezbytná k uložení, navíjení a odvíjení pásu jako samostatného subjektu.
4. 4. Kompozitní filtr podle nároku 1, vyznačený tím, že obsahuje 2 až 5 pásů.
5. 5. Kompozitní filtr podle nároku 4, vyznačený tím, že pásy jsou vedle sebe uspořádány tak, aby se jejich pórozita postupně snižovala, přičemž pás mající nejvyšší pórozitu je přilehlý k prvnímu meznímu povrchu,

   9 99 99 ·· 99 ·· • 9 9 9 94·· ···· • 99 99 9 99 4

   9 999 9·· 999· ·

   9 9··· 999 «99 99 «9 9999 ·· 9999 zatímco pás mající nejnižší pórozitu je přilehlý ke druhému meznímu povrchu.
6. 6. Kompozitní filtr podle nároku 5, vyznačený tím, že každý z pásů má charakteristickou prach-zadržující kapacitu a pásy jsou vedle sebe uspořádány tak, aby se jejich prach-zadržující kapacita postupně snižovala, přičemž pás mající nejvyšší prach-zadržující kapacitu je přilehlý k prvnímu meznímu povrchu, zatímco pás mající nejnižší prach-zadržující kapacitu je přilehlý ke druhému meznímu povrchu.
7. 7. Kompozitní filtr podle nároku 1, vyznačený tím, že první pás obsahuje za sucha uložená, tepelně vazebná tavitelná, dlousložková nebo jednosložková polymerní vlákna a druhý pás obsahuje z taveniny foukaná vlákna, přičemž první pás je umístěn blíže k prvnému meznímu povrchu než druhý pás.
8. 8. Kompozitní filtr podle nároku 7, vyznačený tím, že první pás má složení zvolené z množiny zahrnující 100 % hmotn. dvousložkových polymerních vláken, směs alespoň 10 % dvousložkových polymerních vláken se zbylým množstvím čechraných celulózových vláken, staplových vláken nebo jejich směsi a směs alespoň 10 % hmotn.

   jednosložkových polymerních tepelně vazebných tavitelných vláken se zbylým množstvím čechraných celulózových vláken, staplových vláken nebo jejich směsi.
9. 9. Kompozitní filtr podle nároku 8, vyznačený tím, že dvousložková polymerní vlákna mají plášť z

   0 00 00 00 ·· ·· 00 00 0 · · 0 0 · 0 ·

   000 00 0 «· · 9 099 909 9000 0

   9 0000 090

   090 00 00 9900 09 9909 prvního polymeru a jádro z druhého polymeru, majícího teplotu tání vyšší než je teplota tání prvního polymeru.
10. 10. Kompozitní filtr podle nároku 9, vyznačený tím, že jádro je vytvořeno z polypropylenu, zatímco plášť je vytvořen z polyethylenu.
11. 11. Kompozitní filtr podle nároku 9, vyznačený tím, že jádro je vzhledem k plášti uspořádáno excentricky.
12. 12. Kompozitní filtr podle nároku 7, vyznačený tím, že první pás dále obsahuje vlákna zvolená z množiny zahrnující nenabitá dělená filmová vlákna, nabitá dělená filmová vlákna a smíšená elektrostatická vlákna.
13. 13. Kompozitní filtr podle nároku 7, vyznačený tím, že obsahuje předfiltrový pás umístěný blíže k prvnímu meznímu povrchu než uvedený druhý pás a v podstatě obsahující za sucha uložená dvousložková polymemí vlákna mající plášť z prvního polymeru a jádro z druhého polymeru majícího teplotu tání vyšší než je teplota tání prvního polymeru, přičemž druhý pás obsahuje rouno zvolené z množiny zahrnující rouno foukané z taveniny filtrační kvality, předené foukané modulární netkané rouno a mikrodenierové netkané rouno.
14. 14. Kompozitní filtr podle nároku 13, vyznačený tím, že dále obsahuje rubový pás umístěný blíže ke druhému meznímu povrchu než uvedený druhý pás a obsahující

    9 · * • f ·

    99 9999 • 9 za sucha uloženou směs dvousložkových polymerních vláken a čechraných celulózových vláken.
15. 15. Kompozitní filtr podle nároku 14, vyznačený tím, že obsahuje zápach absorbující pás umístěný mezi prvním pásem a druhým pásem a obsahující činidlo absorbující zápach.
16. 16. Kompozitní filtr podle nároku 15, vyznačený tím, že zápach absorbující pás obsahuje za sucha uložená směsná dvousložková polymemí vlákna s uhlíkovými granulemi nebo/a uhlíkovými vlákny.
17. 17. Vysavačový sáček obsahující filtrový prvek pro filtrování špinavého vzduchu obsahujícího kontaminující částice a vstupní prostředek na filtrovém prvku pro usměrňování špinavého vzduchu do filtrového prvku, vyznačený tím, že filtrový prvek obsahuje množinu předběžně nevázaných pásů alespoň jednoho vláknitého materiálu, přičemž množina pásů je vázána dohromady za vzniku jednotkové vrstevnaté struktury uzpůsobené pro filtrování špinavého vzduchu.
18. 18. Vysavačový sáček podle nároku 17, vyznačený tím, že alespoň jeden pás je nesamonosným pásem.
19. 19. Způsob výroby kompozitního filtru, vyznačený tím, že zahrnuje

    a) uložení filtračního materiálu na podklad za vzniku předběžně nevázaného pásu, φ 44 44 44 44 44

    44 44 4444 4494

    499 99 4 · ♦ ·

    4 444 494 · 4 4 4 4

    4 4444 4 4 4

    444 44 44 9444 44 4444

    b) uložení na takto předběžně vytvořený pás jiného filtračního materiálu majícího složení, které je odlišné od složení předběžně vytvořeného pásu, za vzniku předběžně nevázaného superponovaného pásu a

    c) vázání pásů filtračního materiálu za vzniku kompozitního filtru majícího jednotkovou vrstevnatou strukturu.
20. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačený tím, že zahrnuje násobné opakování stupně b) za zniku sestavy pásů, z nichž každý má složení uzpůsobené k dosažení předem stanovené filtrační funkce.
21. 21. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím, že vázání předběžně nevázaných pásů se započne teprve potom, co byly všechny pásy uspořádány do sestavy.
22. 22. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím, že stupeň a) nebo/a stupeň b) zahrnuje uložení právě pouze dostatečného množství filtračního materiálu k získání alespoň jednoho pásu , který je nesamonosným pásem.
23. 23. Způsob podle nároku 22, vyznačený tím, že každý ze všech nesamonosných pásů individuálně postrádá celistvost nezbytnou k tomu, aby tento pás mohl být uložen, navíjen a odvíjen jako samostatný subjekt.
24. 24. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím, že stupeň b) se opakuje 1 až 3-krát k získání sestavy 3 až 5 pásů.

    < 4* »4 44 44 44 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

    444 44 · 44 4

    4 444 444 4444 4

    4 4444 4·4

    444 44 44 4444 44 4444
25. 25. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím, že filtrační materiál určený pro libovolný z pásů obsahuje tepelně vazebná tavitelná vlákna, adhezivně vazebná vlákna nebo jejich směs.
26. 26. Způsob podle nároku 25, vyznačený tím, že tepelně vazebná tavitelná vlákna zahrnují dvousložková polymemí vlákna, jednosložková polymemí vlákna a jejich směs.
27. 27. Způsob podle nároku 25, vyznačený tím, že filtrační materiál určený pro libovolný z pásů obsahuje dělená filmová vlákna, smíšená elektrostatická vlákna nebo jejich směs.
28. 28. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím, že filtrační materiál je zvolen pro každý pás tak, že pórozita měřená v následných pásech sestavy pásů bud’ pouze roste nebo pouze klesá.
29. 29. Filtrový kompozit, vyznačený tím, že je vyroben způsobem podle nároku 19.
30. 30. Vysavačový sáček, vyznačený. tím, že obsahuje filtrový kompozit vyrobený způsobem podle nároku

    29.
31. 31. Filtrový kompozit, vyznačený tím, že je vyroben způsobem podle nároku 20.