ES2877817T3 - Material de filtración que utilizan mezclas de fibras que contienen fibras conformadas estratégicamente y/o agentes de control de carga - Google Patents

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Abstract

Un medio de filtro de gases de electreto no tejido que comprende fibras que incluyen el 22,5% en peso de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro que están rizadas tridimensionalmente.

Description

DESCRIPCIÓN
Material de filtración que utilizan mezclas de fibras que contienen fibras conformadas estratégicamente y/o agentes de control de carga
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a medios de filtración electrostática para la filtración de gases, y más particularmente a diversas combinaciones de medios de fibra sintética de diferentes formas de sección transversal con y sin agentes de control de carga, y métodos de fabricación de fibras.
Se sabe en la técnica de la filtración que se pueden formar diversos tipos de fibras en una red u otra estructura no tejida que tiene caminos tortuosos entre las fibras a través de los cuales se hace pasar una corriente de gas, tal como aire, para retirar la materia en partículas de la corriente de gas. La materia en partículas en el gas que fluye a través de los caminos en la red es retenida en el lado corriente arriba de la red, o dentro de los caminos tortuosos de la red, debido al tamaño de las partículas con respecto a los diámetros de los caminos. El documento US6858551 B1 describe un polímero termoplástico y partículas de un material ferroeléctrico dispersas en el mismo, que pueden ser adecuadas como medio de filtración.
Las fibras sintéticas vienen en diversas formas de sección transversal, que incluyen, pero no se limitan a, redondas, planas, trilobulares, de frijol, hueso de perro, pajarita, cinta, 4DG (múltiples ranuras a lo largo de la longitud de una fibra), huecas, núcleo y vaina, lado a lado, cuña de tarta, núcleo y vaina excéntricos, islas y tres islas. Se conoce cargar diversas mezclas de fibras electrostáticamente para retener aún más la materia en partículas mediante la atracción electrostática entre las fibras y las partículas. Tales mezclas y otras mejoras de filtración se muestran en la patente de EE.UU. N° 6.328.788 de Auger, la patente de EE.UU. N° 4.798.850 de Brown, la patente de EE.UU. N° 5.470.485 de Morweiser, et al., y la patente de EE.UU. N° 5.792.242 de Haskett. El documento US2009/130939 A1 describe un producto conformado que comprende una fibra termoadhesiva bajo humedad y que tiene una estructura no tejida de agregados de fibras que puede utilizarse para una tabla de construcción o similar debido a la tensión de flexión, el peso y la densidad.
Los medios de filtración electrostáticos ("electreto") tienen una mayor eficiencia sin aumentar necesariamente la cantidad de fuerza necesaria para empujar el aire a través del medio de filtración. La "caída de presión" del medio es la disminución de la presión desde el lado corriente arriba del medio hasta el lado corriente abajo. Cuanto más difícil sea forzar el aire a través del medio, mayor será la caída de presión y mayor será el uso de energía para forzar el aire a través del medio. Por lo tanto, generalmente es ventajoso reducir la caída de presión.
Los medios cargados electrostáticamente se utilizan en muchas aplicaciones diferentes y en muchos filtros diferentes. La carga electrostática se aplica ya sea mediante un tratamiento oxidativo de las fibras, tal como haciendo pasar las fibras a través de una corona, o mediante una carga triboeléctrica, que es un tipo de electrificación por contacto en el que determinados materiales se cargan eléctricamente después de entrar en contacto con un material diferente (tal como por frotamiento) y luego se separan.
La polaridad y la fuerza de las cargas producidas difieren según los materiales, la rugosidad de la superficie, la temperatura, la deformación y otras propiedades. Tales cargas electrostáticas tienden a disiparse con el tiempo, y esto conduce a una menor eficiencia en la retirada de partículas de la corriente de aire. En particular, la eficiencia de la retirada de partículas pequeñas (por debajo de 10 micrómetros) se reduce a medida que se disipan las cargas.
Actualmente, los medios de filtración electrostáticos pasivos funcionan principalmente según el principio de fricción del aire que pasa sobre las fibras y la electricidad estática inherente en el propio polímero. La electrificación estática no es causada simplemente por un flujo de aire que impacta sobre una superficie sólida. En muchos casos, se utiliza una red de polipropileno en forma de panal de abeja, típicamente con monofilamento tejido de aproximadamente 0,0254 centímetros (0,01 pulgadas) de diámetro, en diferentes capas o junto con una espuma de uretano o un poliéster de alta densidad que también tiene cargas estáticas inherentes. En los filtros de fibra cargados con estática más eficientemente, cada fibra tiene cargas tanto positivas como negativas. Tales fibras tienen un tamaño de 1 a 30 denieres, o aproximadamente 0,0012 a 0,0068 centímetros (0,00049 a 0,00268 pulgadas) de diámetro. Generalmente, estos tipos de filtros son más costosos que los de tipo desechable, y duran aproximadamente tres meses en una unidad residencial de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Se sabe que las eficiencias de dichos filtros “electreto” son muy buenas, con una eficiencia de captación de polvo de aproximadamente 34% a 40%.
Se han utilizado agentes de control de carga para controlar las cargas estáticas en aplicaciones de toma de imágenes, tales como procedimientos fotostáticos y xerográficos (electrofotográficos). Los agentes de control de carga positivos y negativos, directores de carga, aditivos de carga, adyuvantes de carga, materiales bipolares, aditivos polares, sustancias dieléctricas y agentes que proporcionan electroconductividad (ECPA), se denominan todos agentes de control de carga (CCA, por sus siglas en inglés) y son conocidos por su uso en las siguientes aplicaciones, con algunos CCA en algunos materiales: tóner de polvo, tóner de revestimiento en polvo o tóner electrofotográfico de polvo, tóner de líquido, revelador líquido, tóner recargable, registro electrofotográfico, pintura en polvo, tóner de revelado, copia electrostática, material de fibra de electreto, pantalla de imágenes electroforéticas, impresión por chorro de tinta por impulso, revestimiento en polvo pulverizable y revelador electrostático de imágenes.
Los materiales de filtración de la técnica anterior proporcionan una filtración suficiente para muchos entornos. Sin embargo, cuando la carga electrostática debe ser retenida durante largos períodos o cuando la penetración a través del material de filtración debe estar por debajo de un porcentaje particular, la técnica anterior no es suficiente o es prohibitivamente costosa de fabricar. Por lo tanto, existe la necesidad de un material de filtración que proporcione el rendimiento necesario a un coste de fabricación factible.
Breve compendio de la invención
Las mejoras en la eficiencia de los medios de filtración de gas se logran formando fibras de medios de filtración en formas de sección transversal que son únicas y ventajosas. Además, se describen combinaciones únicas y ventajosas de fibras con formas de sección transversal particulares y agentes de control de carga. Además, en el presente documento se describen nuevos métodos para fabricar fibras y fibras con agentes de control de carga. Además, se describen agentes de control de carga que no se conocían previamente para su uso en medios de filtración.
La invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 3. Las características preferibles se establecen en las reivindicaciones dependientes. Los ejemplos descritos en el presente documento mejoran la eficiencia global de los medios de filtración mejorando las modificaciones de carga y combinando diferentes tamaños y formas de fibras. Los ejemplos descritos en el presente documento optimizan el tamaño y la forma de las fibras para optimizar el rendimiento, medido por la eficiencia. Los ejemplos descritos en el presente documento proporcionan varios avances diferentes en la fabricación de medios y la capacidad de carga de estos medios, aumentos en las eficiencias en base a la tecnología electrostática, y varios métodos diferentes para mejorar la carga y la eficiencia de los medios. Los nuevos materiales modificados producidos por dopaje de polímeros y la introducción de estos polímeros en un campo electrostático dan como resultado mayores eficiencias de filtración de aire.
El solicitante se refiere a las siguientes patentes de los Estados Unidos por referencia 5.563.016 5.069.994 5.021.473 5.147.748 5.502.118 5.501.934 5.693.445 5.783.346 5.482.741; 5.518.852 5.800.602 5.585.216 4.404.270 4.206.064 5.318.883 5.612.161 5.681.680 5.061.585 4.840.864; 5.192.637 4.833.060 4.394.430 5.935.754 5.952.145 5.750.306 5.714.296 5.525.450 5.525.448 4.707.429; 5.045.425 5.069.995 4.760.009 5.034.299 5.028.508 5.573.882 5.030.535 5.026.621 5.364.729 5.407.775; 5.549.007 5.484.679 5.409.796 5.411.834 5.308.731 5.476.743 5.445.911 5.035.972 5.306.591 5.407.774; 5.346.796 5.393.635 4.496.643 4.977.056 5.051.330 5.266.435 5.411.576 5.645.627 5.558.809 5.935.303; 6.102.457 6.162.535 6.444.312 6.780.226 6.802.315; 6.808.551; 6.858.551; 6.893.990; 6.926.961; 7.498.699; 7.666.931 y el solicitante también se refiere a la solicitud europea con número de publicación EP-A-0347695.
Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos
La figura 1 es una fotografía ampliada de un extremo de una fibra acrílica exenta de halógenos hilada en seco que tiene una sección transversal con forma de hueso de perro. Una sección transversal de "hueso de perro" se define en el presente documento como una forma alargada que tiene extremos opuestos que son más anchos que una región central entre los dos extremos, y la región central tiene una forma estrechada con ambos lados curvados hacia adentro.
La figura 2 es una fotografía ampliada de una pluralidad de fibras que tienen una sección transversal con forma de frijol. Una sección transversal de "frijol" se define en el presente documento como una forma alargada que tiene extremos opuestos que son más anchos o aproximadamente tan anchos como una región central entre los dos extremos, y la región central tiene una forma estrechada con solo un lado curvado hacia adentro sustancialmente.
La figura 3 es una fotografía ampliada de una pluralidad de extremos de fibras acrílicas hiladas en húmedo que tienen secciones transversales con forma de hueso de perro.
La figura 4 es una fotografía que muestra una pluralidad de grupos de fibras que tienen un rizado tridimensional.
La figura 5 es una fotografía que muestra una pluralidad de grupos de fibras que tienen un rizado bidimensional.
La figura 6 es un gráfico que ilustra la velocidad a la que la resistencia al flujo de gas a través de dos medios de filtración cambia con los aumentos en la velocidad del gas en la cara de los medios.
Al describir las realizaciones ilustradas en los dibujos, se recurrirá a terminología específica en aras de la claridad.
Descripción detallada de la invención
La solicitud provisional de patente de EE.UU. con número de serie 61/406.301 se mencionará como referencia.
Se proporcionan cargas permanentes sobre las fibras en los medios de filtro de aire mediante la combinación o dopaje de agentes de control de carga (CCA) en la fibra o recubriendo las superficies de las fibras o materiales utilizados en los medios con CCA. Los CCA se añaden a las fibras descritas en el presente documento de una manera convencional, salvo que se describa lo contrario a continuación. Por ejemplo, la adición de CCA a fibras de polipropileno se logra agregando los CCA en forma de partículas (polvos y/o gránulos) a una masa fundida justo antes de extruir la masa fundida y mezclando bien. Por lo tanto, las partículas de CCA que están suspendidas y bien distribuidas en la masa fundida se encuentran, hasta cierto punto, en la superficie de las fibras después de la extrusión.
En el presente documento se describe un método novedoso para mejorar la capacidad de carga de las fibras. El objeto es inducir un campo de carga no solo en la superficie de la fibra, sino también proporcionar una carga electrostática debajo de la superficie de la fibra. Este objeto se logra en uno de los descritos en el presente documento mediante la adición de aproximadamente 0,1 a 50 por ciento (en peso de materiales) de CCA a fibras poliméricas. Por ejemplo, cuando se funde un CCA que tiene una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión del polímero, se introduce un polvo del tamaño de un micrómetro y, en la mayoría de los casos, sale a la superficie del 10-20% del polvo, lo que deja de 80 a 90 por ciento del polvo debajo de la superficie. Este método de aumentar las cargas puede utilizarse en la mayoría de los medios de filtración que se utilizan en la actualidad.
Los CCA operan mediante carga triboeléctrica o por corona de partículas, y los efectos de los CCA son superiores cuando los CCA están en el exterior de las fibras. La concentración preferida de partículas de CCA como porcentaje del peso de las fibras completadas está entre aproximadamente 0,02% y aproximadamente 50%, una concentración más preferida está entre aproximadamente 0,1% y aproximadamente 40% y una concentración muy preferida está entre aproximadamente 0,3% y aproximadamente 10%.
Algunas de las fibras poliméricas utilizadas en los medios de filtración que son adecuadas para la carga incluyen polipropileno, poliésteres, polietileno y polietileno reticulado, policarbonatos, poliacrilatos, poliacrilonitrilos, polifumaronitrilo, poliestirenos, estireno anhídrido maleico, polimetilpenteno, copolímero ciclo-olefínico o polímeros fluorados, politetrafluoroetileno, etileno perfluorado y hexfluoropropileno o un copolímero con PVDF como P(VDF-TrFE) o terpolímeros como P(VDF-TrFE-CFE). Propileno, poliimidas, poliéter cetonas, éster de celulosa, nailon y poliamidas. Polimetacrílico, poli(metacrilato de metilo), polioximetileno, polisulfonatos, acrílico, acrílicos estirenados, acrílico preoxidado, acrílico fluorado, acetato de vinilo, acrílico vinílico, etileno acetato de vinilo, estireno-butadieno, etileno/cloruro de vinilo, copolímero de acetato de vinilo, látex, copolímero de poliéster, estireno acrílico carboxilado o acetato de vinilo, epoxi, multipolímero acrílico, fenólico, poliuretano.
Una o más fibras diferentes mezcladas en un medio de filtración pueden contener un agente de control de carga. Esta puede ser una fibra, dos fibras, tres fibras, cuatro fibras, cinco fibras o seis fibras en el medio que son de diferente composición, algunas o todas de las cuales contienen un CCA. Estos CCA incluyen, pero no se limitan a, sal metálica de aluminio o magnesio, titanato circonato de plomo, niobato de potasio, niobato de litio, tantalato de litio, tungstato de sodio, ácido carboxílico insaturado o derivado del mismo, monómero epoxi insaturado o monómero de silano, anhídrido maleico, compuesto de monoazo metálico, monómeros de acrilato de alquilo, monómeros de metacrilato de alquilo, politetrafluoroetileno, alquileno, arileno, arilendialquileno, alquilendiarileno, oxidialquileno u oxidiarileno, compuesto de ácido poliacrílico y polimetacrílico, titanato orgánico, sales de trihalozincato de fosfonio cuaternario, compuesto de complejo de silicona orgánico, compuesto de ácido dicarboxílico, poliéter cíclico o poliéter no cíclico y ciclodextrina, compuesto de sal compleja del derivado de amina, ácido diterc-butilsalicílico, tetrafenilborato de potasio, bisborato de potasio, sulfonamidas y sales metálicas, cicloalquilo, partículas de alúmina tratadas con acoplamiento de silano del grupo que consiste en compuesto de dimetilsilicona, colorante azo, éster ftálico, sal de amonio cuaternario, carbazol, diamonio y triamonio, sílice hidrófoba y óxido de hierro, fenilo, fenilo sustituido, naftilo, naftilo sustituido, tienilo, alquenilo y compuesto de sal compleja de alquilamonio, dioctilsulfosuccinato de sodio y benzoato de sodio, compuesto de complejo de zinc, mica, óxidos de monoalquil- y dialquilestaño y compuesto de uretano, complejo metálico de compuesto de ácido salicílico, oxazolidinonas, piperazinas o alcano perfluorado, lecigran MT, nigrosina, sílice de pirólisis, negro de humo, ácido para-trifluorometilbenzoico y ácido orto-fluorobenzoico, poli(estireno-cotoluenosulfonato de vinilpiridinio), aminas aromáticas complejas de metilo o butiltrifenilo, colorantes de trifenilamina y colorantes de azina, sales de alquildimetilbencilamonio.
Se selecciona un director de carga del grupo que consiste en lecitina, BARIUM PETRONATE básico y CALCIUM PETRONATE (parte de una marca comercial registrada en EE.UU. por Witco Chemical Corporation), compuestos de sulfonato, sal de isopropilamina de ácido dodecilbencenosulfónico o cloruro de dietilamonio y dodecilbencenosulfonato de isopropilamina, copolímero de dibloques AB de amonio cuaternizado, ácido poliacrílico, carburo de silicona, partículas de PTFE, óxido de aluminio, resina de polimetacrilato reticulado, complejo de acrilato de sílice, ácido poliacrílico y sílice amorfa. 2-etilhexanoato de itrio (III), un acetilacetonato de itrio (III) hidrato, tris (2,2,6,6-tetrametil-3,5-heptanodionato) de itrio (III) o un tris(2,2,6,6-tetrametil-3,5-heptanodionato) de escandio(III) hidrato, escandio, itrio, lutecio y lawrencio, compuestos metálicos de ácidos carboxílicos aromáticos tales como ácido salicílico, ácido alquilsalicílico, ácido dialquilsalicílico, ácido naftoico y ácidos dicarboxílicos, las sales metálicas y complejos metálicos de colorantes azo y pigmentos azo, compuestos poliméricos que tienen un grupo ácido sulfónico o un grupo ácido carboxílico en posición de cadena lateral, compuestos de boro, compuestos de urea, compuestos de silicio y calixareno.
Los agentes de control de carga de tipo positivo se pueden ilustrar por sales de amonio cuaternario, compuestos poliméricos que tienen una sal de amonio cuaternario en posición de cadena lateral, compuestos de guanidina, compuestos de nigrosina y compuestos de imidazol, complejos metálicos de compuestos orgánicos que tienen un grupo carboxilo o un grupo que contiene nitrógeno, colorantes metalizados, nigrosina y resinas de control de carga, compuestos de quinona (p.ej., p-benzoquinona, cloranilo, bromanilo y antraquinona), compuestos de tetracianoquinodimetano, compuestos de fluorenona (p.ej., 2,4,7-trinitroflurenona), compuestos de xantona, compuestos de benzofenona, compuestos de cianovinilo y compuestos etilénicos, compuestos de transporte de huecos de electrones tales como compuestos de triarilamina, compuestos de bencidina, compuestos de arilalcano, compuestos de etileno sustituido con arilo, compuestos de estilbeno, compuestos de antraceno y compuestos de hidrazona, un grupo carboxilo o una sal del mismo, un fenilo grupo o una sal del mismo, un grupo tiofenilo o una sal del mismo y un grupo sulfónico o una sal del mismo, Las partículas inorgánicas incluyen dióxido de silicio (sílice), óxido de aluminio (alúmina), óxido de titanio, óxido de zinc, óxido de estaño, titanato de bario y titanato de estroncio, itrio y ácido esteárico, ácido esteárico y aluminio, poli(N-vinilcarbazol) y polisilano, ácido hidroxicarboxílico aromático y un compuesto de calcio, sal metálica de ácido graso de aluminio o magnesio, compuestos de fluorenona, compuestos de quinona, derivado de ácido alquilsalicílico, siendo un compuesto un derivado de ácido alquilsalicílico cincado que es un derivado de alquilfenol que tiene un grupo carboxilo.
Los ejemplos de ceras incluyen, pero no se limitan a, los enumerados en el presente documento, e incluyen poliolefinas tales como polietilenos y similares, tales como los disponibles en el mercado en Allied Chemical y Baker Petrolite Corporation, y Daniels Products Company, Epolene N-15.TM. disponible en el mercado en Eastman Chemical Products, Inc.
Los ejemplos de ceras funcionalizadas incluyen aminas, amidas, por ejemplo Aqua Superslip 6550, Superslip 6530 disponible en Micro Powder Inc., ceras fluoradas, por ejemplo Polyfluo 190, Polyfluo 200, Polyfluo 523XF, Aqua Polyfluo 411, Aqua Polysilk 19, Polysilk 14 disponibles en Micro Powder Inc., ceras de amidas fluoradas mixtas, por ejemplo Microspersion 19, también disponible en Micro Powder Inc., imidas, ésteres, aminas cuaternarias, ácidos carboxílicos o emulsión de polímero acrílico, por ejemplo Joncryl 74, 89, 130, 537 y 538, todos disponibles en SC Johnson Wax, polietilenos clorados disponibles en Allied Chemical, Petrolite Corporation y SC Johnson Wax. Tales ceras se pueden fraccionar o destilar opcionalmente para proporcionar cortes específicos que cumplan los criterios de viscosidad y/o temperatura en donde el límite superior de viscosidad es 10.000 cps y el límite superior de temperatura es 1002C.
Las ceras de ésteres naturales están ilustradas por cera de candelilla, como ozoquerita, ceresina, cera de arroz, cera japonesa, aceite de jojoba, cera de abejas, lanolina, cera de ricino, cera de montana y derivados de los anteriores. Las ceras modificadas además de las anteriores están ilustradas por amidas de ácido polialcanoico (etilendiamina dibehenilamida), polialquilamidas (triestearilamida de ácido trimelítico) y dialquilcetonas, diestearilceto, ceras de hidrocarburos alifáticos tales como polietilenos de bajo peso molecular, polipropilenos de bajo peso molecular, copolímeros de olefinas de bajo peso molecular, ceras microcristalinas, ceras de parafina y ceras Fischer-Tropsch, óxidos de ceras de hidrocarburos alifáticos, tales como cera de polietileno oxidado, ceras que tienen un éster de ácido alifático como componente principal, tales como ceras de ésteres de tipo hidrocarburo alifático, ceras obtenidas por desacidificación parcial o completa de un éster de ácido alifático, tales como cera de carnauba desacidificada, ésteres parciales entre ácidos alifáticos y alcoholes polihíd ricos, tales como behenato de monoglicerilo, y compuestos de éster metílico con función hidroxilo obtenidos por hidrogenación de aceites y grasas vegetales.
Las ceras de éster sintéticas están ilustradas por ceras de monoéster sintetizadas a partir de ácidos alifáticos saturados de cadena larga lineal y alcoholes saturados de cadena larga lineal. El ácido alifático saturado de cadena larga lineal utilizado se representa preferiblemente por la fórmula general CnH2n+1COOH, donde n es aproximadamente 5 a 28. El alcohol saturado de cadena larga lineal utilizado se representa preferiblemente por la fórmula general CnH2n+1OH, donde n es aproximadamente 5 a 28. El ácido alifático saturado de cadena larga lineal está ilustrado específicamente por ácido caprílico, ácido undecílico, ácido láurico, ácido tridecílico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido pentadecílico, ácido heptadecanoico, ácido tetradecanoico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido aráquico, ácido behénico, ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido heptacosanoico, ácido montánico y ácido melísico. Las ceras de éster que tienen dos o más enlaces éster en cada molécula están ilustradas por tribehenato de trimetilolpropano, tetrabehenato de pentaeritritol, dibehenato de diacetato de pentaeritritol, tribehenato de glicerol, bisestearato de 1,18-octadecanodiol y ésteres de polialcanol (trimelitato de triestearilo, maleato de diestearilo). Las ceras modificadas además de las anteriores están ilustradas por amidas de ácido polialcanoico (etilendiamina dibehenilamida}, polialquilamidas (triestearilamida de ácido trimelítico) y dialquilcetonas, diestearilceto, sales complejas metálicas de colorantes monoazoicos, compuestos metálicos de ácido nitrohúmico y sales de los mismos, ácido salicílico, ácidos alquilsalicílicos, ácidos dialquilsalicílicos, ácido naftoico, ácidos dicarboxílicos, etc., compuestos de boro, compuestos de urea, compuestos de silicio, calixareno, pigmentos de ftalocianina de cobre sulfonada, parafina clorada, ceras fluoradas de bajo y alto peso molecular.
También hay una ventaja en un rizado y procedimiento de rizado especiales en fibras acrílicas hiladas en seco y en húmedo. Dentro del procedimiento de fabricación de fibras acrílicas hiladas en seco y húmedo estándar, las fibras se rizan (se doblan permanentemente) con un llamado "rizador de lengüeta". El rizado forma dobleces en las fibras que permiten que las fibras se encuentren sustancialmente dentro de un plano. Esto se denomina en el presente documento rizado "bidimensional", porque las fibras así rizadas, si se colocan en un eje x-y-z, se extenderán sustancialmente en las dimensiones x e y, pero no sustancialmente en la dirección z. Por ejemplo, una fibra acrílica hilada en húmedo rizada bidimensional se extiende muchos milímetros en la dirección x y muchos milímetros en la dirección y. Sin embargo, una fibra rizada bidimensional solo se extenderá aproximadamente un milímetro o menos en la dirección z.
En un procedimiento de rizado único descrito en el presente documento, tiene lugar un nuevo tipo de rizado que tiene una mejora sustancial en el rendimiento de filtración. Un tubo de inyección con vapor y alta presión negativa tira del material de fibra a alta velocidad. Al final de este tubo de inyección, el material tiene la oportunidad de relajarse repentinamente por el impacto y la presión reducida.
Esto tiene el efecto de que el material se comprime y forma una fibra rizada tridimensionalmente. Una fibra rizada tridimensionalmente es una fibra que, si se coloca en un eje x-y-z, se extiende en órdenes de magnitud similares en las tres direcciones. Por tanto, dicha fibra podría extenderse 8 milímetros en la dirección x, 1 S milímetros en la dirección y y 4 milímetros en la dirección z. Un producto de fibra acrílica hilada en seco de este tipo se fabrica actualmente con un rizado tridimensional, y se vende con el nombre de producto DRALON XIOI. Sin embargo, según el conocimiento del solicitante, tales fibras no se utilizan convencionalmente en aplicaciones de filtración, sino únicamente en aplicaciones de alfombras y textiles.
Las fibras rizadas tridimensionalmente utilizadas en el presente documento en un medio de filtración no solo requieren menos agujas para formar el medio, sino que también forman de manera ventajosa un medio "abierto", lo que permite un mayor flujo de aire a través del medio con menos resistencia, proporcionando así una filtración de alta eficiencia con menos resistencia al flujo de aire. En resumen, un medio de filtración hecho con tales fibras logra una alta eficiencia con una baja caída de presión.
Otro método que involucra fibras acrílicas hiladas en húmedo rizadas bidimensionalmente incluye el mismo procedimiento de rizado de lengüeta del procedimiento convencional de fibras acrílicas hiladas en húmedo, pero con una diferencia. En lugar de agregar tensioactivos y/o lubricantes convencionales al agua del aparato de hilado en húmedo, el método incluye la adición de una cera orgánica especial al agua en un porcentaje deseado de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 5,0% para permitir la acción de rizado pero no lo suficiente como para inutilizar la fibra debido a que la fibra tenga demasiado acabado para cargarse. El porcentaje de la cera orgánica sobre la superficie de la fibra es aproximadamente 0,5% a aproximadamente 2% en peso de las fibras acabadas. La cera orgánica que queda en las fibras sirve como CCA y proporciona una estabilidad de carga superior.
Los ensayos a continuación comparan diversas mezclas de fibras y sus diferencias de rendimiento. Los ensayos son para referencia, y los ensayos no forman parte de la invención reivindicada a menos que se indique. Todos los ensayos se realizan bajo los siguientes parámetros (excepto para el ensayo número 1):
• Todos los materiales ensayados se produjeron a 70 gramos por metro cuadrado.
• Eficiencia fraccional realizada con tamaños de partículas de; 0,3, 0,5, 5 y 10 micrómetros.
• Velocidad de ensayo de 60 FPM
• Mediciones de voltaje realizadas con el voltímetro de Chapman Corporation
El Ensayo 1 es una comparación de mezclas de polipropileno y fibras modacrílicas con y sin CCA para determinar los efectos de los CCA en las eficiencias.
La Fórmula A fue una mezcla estándar 50/50 de polipropileno y modacrílico con 5 por ciento de sílice de pirólisis extruida como CCA en la fibra de polipropileno. Se cardaron juntas fibras de 3 y 2,5 denieres para producir una muestra de 300 gramos por metro cuadrado. El material se cargó triboeléctricamente en una tarjeta de muestra generando aproximadamente 1.100 voltios y después de 30 días se midió el estado de carga de 900 voltios. Se mantuvieron las cargas tanto positivas como negativas.
La Fórmula B consistió en fibras idénticas a los medios de la Fórmula A excepto que las fibras de polipropileno de la Fórmula B estaban sin dopar. El ensayo se realizó en un TSI 8130 a 95 LPM.
Porcentajes de eficiencia de medios cargados dopados y medios cargados sin dopar a 0,1 micrómetros
Fórmula A Dopada Fórmula B sin dopar
- Penetración 0,0375 0,10
- Eficiencia 99,9625% 99,90%
El Ensayo 1 muestra que el uso de un agente de control de carga puede ayudar con el rendimiento de un material de filtro electrostático al aumentar la penetración.
Los Ensayos 2 a 7 a continuación utilizan el mismo medio de Fórmula A, lo que permite comparar este medio con muchos otros y permite comparar los demás entre sí.
El Ensayo 2 es una comparación de mezclas de fibras que contienen polipropileno y fibras acrílicas, donde las fibras de Fórmula A no contienen CCA y las fibras de Fórmula B contienen CCA.
La Fórmula A incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula AB incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex con 2% de cera orgánica aplicada al rizar las fibras; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AB (%) 0,3 48,78 61,98
0,5 62,88 73,68
5 84,38 89,24
10 99,12 99,64
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.400 voltios. Después de 120 días, la carga se midió entre 1.245 voltios positivos y -1.120 voltios negativos. Tanto las cargas negativas como las positivas estaban en todo el material. Con la selección del agente de control de carga, se lograron eficiencias positivas demostrando el efecto mejorado al cargar las fibras. Se observan mejoras considerables en la eficiencia entre 0,3 micrómetros y 10 micrómetros. El Ensayo 2 muestra que las fibras con forma de frijol hilado en húmedo con 2% de cera orgánica superan a las fibras con forma de frijol hiladas en húmedo sin CCA.
El Ensayo 3 es como el Ensayo 2, pero donde los CCA estaban en las fibras de polipropileno en lugar de las fibras acrílicas.
La Fórmula A incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula AC incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex con 2% de cera no orgánica; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AC (%) 0,3 46,23 62,38
0,5 61,14 74,52
5 81,69 90,72
10 99,06 99,73
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.500 voltios. Después de 120 días, la carga se midió entre 1.080 voltios positivos y -1.385 voltios negativos. Tanto las cargas negativas como las positivas estaban en todo el material. Con la selección del agente de control de carga, se lograron eficiencias positivas demostrando el efecto mejorado mediante la carga de las fibras. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros. El Ensayo 3 muestra que agregar CCA al medio de fibras redondas de PP da como resultado un mejor rendimiento que cuando se aplica CCA a las fibras acrílicas.
El Ensayo 4 es como el Ensayo 2, pero donde los CCA se aplican a fibras con forma de hueso de perro en lugar de fibras con forma de frijol en el Ensayo 2.
La Fórmula A incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula AD incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex con 2% de cera orgánica aplicada al rizar las fibras; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AD (%)
0,3 46,23 62,38
0,5 61,14 76,52
5 81,69 90,67
10 99,06 99,9
Las fibras se formaron con la cera añadida al exterior de la fibra durante el procedimiento de rizado. El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.700 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.200 voltios positivos y -1.645 voltios negativos. Tanto las cargas negativas como las positivas estaban en todo el material. Con el agente de control de carga más la selección de la forma de la fibra, se lograron eficiencias positivas demostrando el efecto mejorado mediante la carga y la forma de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros. El Ensayo 4 muestra que el medio de fibra con forma de hueso de perro hilado en húmedo tiene mejor rendimiento que el medio de fibra con forma de frijol hilado en húmedo con la cera orgánica en el exterior de ambas fibras. Este ensayo también muestra que cuando se agregan CCA y se elige cuidadosamente la forma de la fibra, el rendimiento se ve más afectado que cuando se elige solo la forma de las fibras.
El Ensayo 5 compara el efecto de utilizar fibras de polipropileno conformadas con utilizar fibras redondas de polipropileno cuando ambas están mezcladas con fibras acrílicas conformadas.
La Fórmula A incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula AE incluyó 25% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 2,8 Dtex con 2% de fibras no orgánicas; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de acrílico con forma de hueso de perro hilado en seco de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AE (%)
0,3 46,16 47,16
0,5 62,63 78,31
5 83,21 93,14
10 99,07 99,9
Las fibras de PP estándar se extruyeron con 2% de PVDF añadido. El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.800 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.400 voltios positivos y -1.700 voltios negativos. Tanto las cargas negativas como las positivas estaban en todo el material.
Con 2% de agente de control de carga más la forma de la sección transversal de la fibra seleccionada, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado al cargar y al seleccionar la forma de la fibra. Se observa una mejora considerable en la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
Con un agente de control de carga más una forma de fibra seleccionada estratégicamente, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado de la carga y la forma de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros. El Ensayo 5 muestra que los medios de fibra de hueso de perro de PP de 2,8 Dtex tienen mejor rendimiento que la fibra redonda de 2,8 Dtex cuando ambos tienen cera no orgánica añadida a la fibra.
El Ensayo 6 compara el efecto de los CCA en las mezclas cuando las fibras acrílicas conformadas se combinan con fibras redondas de PP y los CCA se aplican a las fibras de PP.
La Fórmula A fue 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de acrílico con forma de hueso de perro hilado en seco de 3,3 Dtex.
La Fórmula AF fue 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex con 2% de PVDF; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AF (%) 0,3 40,21 72,89
0,5 59,47 81,72
5 78,28 96,41
10 98,71 99,9
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.800 voltios. Después de 30 días, la carga se midió en 1.300 voltios positivos a -1.680 voltios negativos. Tanto las cargas negativas como las positivas estaban en todo el material.
Con la selección del agente de control de carga, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado de cargar las fibras. Se observa una mejora considerable en la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros. El Ensayo 6 muestra que las fibras redondas de PP de 2,8 Dtex con 2% de PVDF tienen mejor rendimiento que las fibras redondas de 2,8 Dtex sin PVDF. Esta ensayo también muestra que el PVDF tiene mejor rendmiento que los CCA de tipo cera al comparar los resultados del Ensayo 6 con los Ensayos 2, 3, 4 y 5.
El Ensayo 7 mide el efecto de agregar CCA a fibras de PP conformadas en una mezcla de fibras de PP redondas y conformadas con fibras acrílicas conformadas, en comparación con fibras de PP redondas con fibras acrílicas conformadas y sin CCA.
La Fórmula A incluyó 25% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex; 25% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula AG incluyó 25% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 2,8 Dtex con 2% de PVDF; 25% de PP fibras redondas de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula A (%) Eficiencia de la Fórmula AG (%) 0,3 42,41 73,71
0,5 60,81 83,32
5 79,91 97,48
10 99,06 99,9
Las fibras se hilaron con la cera añadida al exterior de la fibra durante el procedimiento de rizado. El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 1.900 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.365 voltios positivos y -1.720 voltios negativos, con cargas negativas y positivas en todo el material.
Con el agente de control de carga más la selección de la forma de la fibra, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado por la carga y la forma de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
El Ensayo 7 muestra que los medios de fibra de PP con forma de hueso de perro de 2,8 con 2% de PVDF tienen mejor rendimiento que fibras redondas de PP de 2,8 sin PVDF y mejor que el Ensayo 6 en donde solo se utilizaron fibras de PP redondas con PVDF. Este ensayo también muestra que los medios de fibra con forma de hueso de perro con CCA PVDF tienen mejor rendimiento que las fibras redondas estándar con o sin PVDF.
El Ensayo 8 compara mezclas de fibras con una pequeña cantidad de fibras de PP redondas con CCA añadidos combinadas con una mayor cantidad de fibras de PP conformadas y fibras acrílicas conformadas con una mezcla idéntica sin CCA.
La Fórmula B incluyó 10% de fibras redondas de PP de 1,4-1,7 Dtex; 40% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula BA incluyó 10% de fibras redondas de PP de 1,4-1,7 Dtex con 2% de PVDF; 40% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula B (%) Eficiencia de la Fórmula BA (%)
0,3 48,82 81,38
0,5 66,29 91,68
5 82,18 98,16
10 98,91 99,9
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 2.000 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.395 voltios positivos y -1.770 voltios negativos, con cargas negativas y positivas en todo el material.
Con el agente de control de carga más la selección de la forma y el tamaño de la fibra, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado mediante la carga, la forma y el tamaño de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
El Ensayo 8 muestra que las fibras redondas de microdenieres con PVDF tienen mejor rendimiento que las fibras pequeñas sin PVDF. Una pequeña cantidad de microfibras ayuda al rendimiento. Esta ensayo muestra que las microfibras ayudan al rendimiento sin CCA y las microfibras con PVDF tienen un rendimiento aún mejor.
El Ensayo 9 comparó el efecto de agregar CCA a una pequeña fracción de fibras de PP conformadas en una mezcla de fibras de PP en su mayoría redondas y fibras acrílicas conformadas con una mezcla idéntica que no tenía CCA, solo fibras de PP redondas y fibras acrílicas conformadas.
La Fórmula B incluyó 10% de fibras redondas de PP de 1,4-1,7 Dtex; 40% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
La Fórmula BB incluyó 10% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex con 2% de PVDF; 40% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 25% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 25% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula B (%) Eficiencia de la Fórmula BB (%)
0,3 49,92 83,38
0,5 68,38 93,72
5 84,24 98,82
10 99,10 99,9
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 2.400 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.475 voltios positivos y -1.811 voltios negativos, con cargas negativas y positivas en todo el material.
Con el agente de control de carga más la selección de la forma y el tamaño de la fibra, se lograron eficiencias positivas demostrando el efecto mejorado mediante la carga, la forma y el tamaño de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
El Ensayo 9 muestra que la adición de fibras de denier pequeño con forma de hueso de perro de PP con PVDF al medio hace que el medio tenga mejor rendimiento que las microfibras sin PVDF. Además, una pequeña cantidad de microfibras con forma de hueso de perro ayuda al rendimiento más que las microfibras redondas.
El Ensayo 10 analiza si un CCA en una pequeña cantidad de fibras de PP conformadas mezcladas con fibras de PP redondas y fibras acrílicas conformadas mejora el rendimiento sobre una mezcla similar sin CCA y solo fibras de PP redondas.
La Fórmula C incluyó 5% de fibras redondas de PP de 1,4-1,7 Dtex; 45% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 45% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 5% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex.
La Fórmula CA incluyó 5% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex con 2% de PVDF; 45% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 45% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 5% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula C (%) Eficiencia de la Fórmula CA (%)
0,3 54,61 84,62
0,5 69,19 94,81
5 84,46 98,87
10 99,12 99,9
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 2.800 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.695 voltios positivos y -2.160 voltios negativos, con carga negativa y positiva en todo el material.
Con el agente de control de carga más la selección de la forma y el tamaño de la fibra, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado mediante la carga, la forma y el tamaño de la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
El Ensayo 10 muestra que el uso de fibras con forma de hueso de perro hiladas en seco y microfibras de PP con forma de hueso de perro muestra un rendimiento de filtro, y cuando se añade PVDF a las fibras de PP con forma de hueso de perro, muestra otra mejora significativa del rendimiento.
El Ensayo 11 compara el efecto cuando una mezcla de fibras de PP conformadas y redondas con fibras acrílicas conformadas tienen CCA añadidos a las fibras de PP conformadas y las fibras de acrílico con forma en comparación con una mezcla de fibras de PP redondas y fibras acrílicas conformadas, ninguna de las cuales tiene CCA añadidos.
La Fórmula D incluyó 5% de fibras redondas de PP de 1,4-1,7 Dtex; 45% de fibras redondas de PP de 2,5 Dtex; 45% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de frijol de 2,2 Dtex; y 5% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex.
La Fórmula DA (una de las mezclas preferidas que cae dentro del alcance de la invención reivindicada en la reivindicación 1) incluyó 22,5% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 2,8 Dtex con 2% de PVDF; 22,5% de fibras redondas de PP de 2,8 Dtex con 2% de cera no orgánica; 5% de fibras de PP con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex; 5% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 1,4-1,7 Dtex; 22,5% de fibras acrílicas hiladas en húmedo con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex con 2% de cera orgánica; y 22,5% de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro de 3,3 Dtex con fibras onduladas tridimensionales.
Tamaño de partícula (micrómetros) Eficiencia de la Fórmula D (%) Eficiencia de la Fórmula DA (%) 0,3 54,61 87,83
0,5 69,19 95,66
5 84,46 98.92
10 99,12 99.93
El material se cargó triboeléctricamente a aproximadamente 2.600 voltios. Después de 30 días, la carga se midió entre 1.575 voltios positivos y 1.825 voltios negativos con cargas negativas y positivas en todo el material.
Con el agente de control de carga más la selección de la forma y el tamaño de la fibra, se lograron eficiencias positivas, demostrando así el efecto mejorado al cargar, dar forma y dimensionar la fibra. Se observa una mejora considerable de la eficiencia entre 0,3 y 10 micrómetros.
El Ensayo 11 incluye una mezcla preferida y muestra la combinación de lo mejor de los 10 ensayos anteriores, y tiene fibras de PP con forma de hueso de perro con un CCA, con algunas fibras redondas estándar de PP de 2,5 más fibras acrílicas con forma de hueso de perro hiladas en seco con las fibras con forma de hueso de perro hiladas en húmedo con un CCA en el exterior de la fibra más 5% de cada una de las fibras de PP con forma de hueso de perro y acrílico de microfibras en el PP con un CCA añadido para obtener los medios de filtración de mejor rendimiento contemplados y descritos en el presente documento.
A partir de los ensayos proporcionados anteriormente, está claro que la combinación de formas y el uso de agentes de control de carga hacen un medio de filtración de rendimiento electrostático superior.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un medio de filtro de gases de electreto no tejido que comprende fibras que incluyen el 22,5% en peso de fibras acrílicas hiladas en seco con forma de hueso de perro que están rizadas tridimensionalmente.
2. El medio de filtro según la reivindicación 1, en donde las fibras comprenden además el 22,5% en peso de fibras de polipropileno con forma de hueso de perro con el 2% de PVDF y el 22,5% de fibras de polipropileno redondas con el 2% de cera no orgánica.
3. Un método para fabricar un medio de filtro de gases de electreto no tejido, comprendiendo el método:
(a) hilar en seco una pluralidad de fibras acrílicas, en donde al menos algunas de las fibras acrílicas tienen una sección transversal con forma de hueso de perro;
(b) rizar tridimensionalmente las fibras; y
(c) formar un medio de filtro de gases de electreto no tejido a partir del 22,5% en peso de las fibras.
4. El método según la reivindicación 3, que comprende además la etapa de mezclar fibras de polipropileno con las fibras acrílicas.
5. El método según la reivindicación 3, que comprende además la etapa de mezclar al menos algunas fibras de polipropileno con forma de hueso de perro con las fibras acrílicas.
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