使用寿命更长的过滤材料和包含该过滤材料的过滤元件的制作方法
使用寿命更长的过滤材料和包含该过滤材料的过滤元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用寿命得到改善的用于从液体中分离液体和固体杂质的过滤 材料、一种包含这种过滤材料的过滤元件、所述过滤材料在液体过滤方面的应用，以及一种 用于分离两种不可相互混合的液体的方法。
【背景技术】
[0002] 在许多过滤领域中，对过滤后液体的纯净度的要求越来越高。这不但包括工业用 液体，如内燃机燃料、润滑油和液压油，也包括食品领域和医药应用的液体。以过滤内燃机 用柴油燃料为例，根据ISO 1943 8的4 Mm颗粒物分离度要求在过去15年内从50%上升至 96%，并将在未来超过99%。因此，过去人们不断努力提高所用过滤材料的分离度。然而遗憾 的是，分离度和使用寿命通常相互矛盾，即随着分离度的提高，容尘量和使用寿命下降，反 之亦然。在提高分离度的同时至少让使用寿命保持不变的一种方案是增大过滤面。但这样 必然也增大了整个过滤元件，并在许多情况下因体积过大而不甚理想。
[0003] 另一种在提高过滤介质分离度的情况下改善使用寿命的方案是使用预过滤层。这 个预过滤层位于过滤材料的流入面，并且具有比高分离度的过滤层大得多的孔隙。例如，DE 10 2010 011 512 Al描述了这种梯度过滤器。在使用寿命长的情况下，对高分离度的要求 越高，就需要更多彼此配合的过滤层以满足该要求。但是，每个额外的过滤层都会增加整个 过滤材料的厚度和成本。
[0004] 经浸透处理的过滤材料能够通过仅对过滤材料的一面进行浸透处理，在保持厚度 不变的情况下提高使用寿命。在未经浸透处理的面上，纤维未粘附浸透剂，因而保持了其开 放的孔隙结构，而经过浸透处理的面上的孔隙被浸透剂缩小了。由此在该过滤材料的厚度 上形成了梯度，这个梯度结合了长使用寿命和高分离度，其中液体总是从未经浸透处理的 面流入。在所用的纤维和浸透剂选择得当的情况下，该单面浸透处理的过滤材料还可以额 外地用于分离两种不可相互混合的液体。在此列举一种混有水的燃料作为这样的液体混合 物的示例。其中水是分散相，而燃料是连续相。当分布精细的小水滴遇到未经浸透处理的 亲水纤维时，会被固定其中。新加入的小水滴持续不断地与纤维上的水滴结合，并随着时间 推移形成越来越大的水滴，该水滴在液体静压力的作用下脱落并穿透该过滤材料经过浸透 处理的疏水面。在净化面上，水滴在较高密度和重力的作用下，沿该过滤材料经过浸透处理 的表面向下流动并被收集在收集腔中，随后被清除。通过这种作用，水分离原理从污物侧的 水分离器变为聚结介质。
[0005] US 3, 096, 230描述了一种单面经浸透处理的滤纸，其中浸透剂约渗透至滤纸厚度 的三分之一处。整张滤纸被使用热硬化性树脂进行预浸透处理。
[0006] US 3, 106, 528 A公开了一种滤纸，该滤纸尽管仅一面经过浸透处理，但浸透剂渗 透了滤纸的整个厚度。其中通过选择适合黏度的浸透剂和将渗透剂压入滤纸中的压力，使 多数的浸透剂留在浸透处理面上，仅有少数浸透剂渗透到相对面。
[0007] US 3, 116, 245 A中公开了一种由100%棉绒制成的滤纸，该滤纸经过双重浸透处 理。首先在两面上施用一种树脂，然后用另一种树脂对滤纸的一面进行浸透处理直至渗透 至其厚度的一半处。浸透处理应如此进行，从而使整个厚度上的孔隙大小不发生显著的变 化。相应地，这种滤纸各面均含有粘合剂。
[0008] US 4, 119, 543 A描述一种由至少70%纤维素组成、单面经浸透处理的过滤材料。 对于这种过滤材料，以模型的形式进行浸透处理。这种模型包括含有浸透剂的面和不含浸 透剂的面。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种尤其用于液体过滤的过滤材料，所述过滤材料在满足对 高分离度和长使用寿命的更高要求的同时，还能用来分离若干不可相互混合的液体。
[0010] 本发明用以达成上述目的的解决方案为一种过滤材料，所述过滤材料尤其适合用 于液体过滤，并仅在一面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘 合剂，其中所述干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为〇. 5-50 wt%。
[0011] 本发明的过滤材料优选包含至少一种选自由湿法无纺布、干法无纺布、织物和泡 沫构成之群的材料。
[0012] 所述干法无纺布指干法纤维无纺布、恪喷无纺布和纺粘无纺布等。
[0013] 干法纤维无纺布由有限长度的纤维组成。既可以用天然纤维也可以用合成纤维来 制造干法纤维无纺布。天然纤维的例子有纤维素、动物毛、棉花和亚麻。合成纤维例如有聚 烯烃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、硫化聚苯醚纤维。所用纤维可以是直的 或卷曲的。干法人造短纤维也可以是气流法纤维无纺布。出于加固之目的，所述干法纤维 无纺布可以含有单成分或多成分的熔粘纤维，所述熔粘纤维在低于其他纤维熔点的某一温 度下全部或部分熔解并对所述无纺布进行加固。干法纤维无纺布的制造按照书籍《无纺布 材料》（W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wiley-VCH, 2000)等公知的现有技术 来进行。干法纤维无纺布可以通过上述的单成分或多成分熔粘纤维来进行加固。其他加固 方法例如有针刺法、水力针刺法或使用液体粘合剂浸湿或喷洒所述无纺布然后烘干。
[0014] 熔喷无纺布由聚合长纤维组成。使用专业领域中公知的熔喷工艺，如Van A. Wente所著的《超细热塑纤维》（Industrial Engineering Chemistry，第48期，1342 - 1346 页）一文中所述的方法来制造用于本发明过滤材料的熔喷无纺布。适合的聚合物例如有聚 对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸丁醇酯、聚酰 胺、硫化聚苯醚以及聚烯烃。其中，典型的纤维直径优选在0.5 - 10 Mm，尤其优选在0.5 - 3 Mffl之间。可以根据需要向聚合物中混入例如亲水剂、疏水剂、结晶促进剂或染色剂等添加 剂。可以根据需要通过例如电晕处理或等离子处理等表面处理方法来改变所述熔喷无纺布 表面的特性。此外，可以在需要时借助砑光机对熔喷无纺布进行压实处理。
[0015] 纺粘无纺布同样由聚合长纤维组成，但其纤维直径大多明显大于熔喷纤维的 直径。纺粘无纺布按照对于专业人员而言公知的纺粘无纺布方法制造，例如专利US 4,340,563A、US 3,802,817A、US 3,855,046A 和 US 3,692,618A 中所述。适合用于所述纺 粘无纺布方法的聚合物例如有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚萘二酸丁醇酯、聚酰胺、硫化聚苯醚以及聚烯烃。
[0016] 泡沫指由有机聚合物组成的所有开孔泡沫。其开孔结构使其具有良好的透气性， 适合用于各种过滤工作。例如 US 3,171,820 A、DE 1504551 A、DE 601435 A 和 GB 1111928 A中描述了适合泡沫的制造方法。
[0017] 本发明中的湿法无纺布或纸指所有可以利用对于专业人员而言公知的用于制造 滤纸的湿法工艺而生产的无纺布。用于本发明的过滤材料的纸优选由天然、合成、无机纤维 或其中两者或三者的混合物组成。天然纤维的例子有纤维素、棉花、动物毛和大麻，其中所 用的纤维素材料可以是针叶木和/或阔叶木的木质和/或非木质纤维素、再生纤维素和原 纤化纤维素。无机纤维例如有玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维和金属纤维。适合作为合成 纤维的例如有聚酯纤维、聚丙烯纤维、各成分熔点不同的多成分纤维、聚酰胺纤维和聚丙烯 腈纤维。合成纤维的纤度通常为0.1 dtex - 8. 0 dtex，尤其优选为0. 5 dtex - 5 dtex，切 断长度通常为3 mm - 20 mm，尤其优选为4 mm - 12 mm。用于本发明的过滤材料的纸可以 100%由天然、合成或无机纤维组成，也可以由这些纤维类型的任意组合组成。相关专业人员 基于其知识和经验，了解如何根据所要求的滤纸特性来有针对性地选择正确的成分。纸层 可以由多个层组成，这些层在一台造纸机中使用适合的流浆箱制成并结合在一起，或者由 单个的纸带在单独的工序中彼此相连。其中各层可以设计为不同的特性。
[0018] 用于液体过滤的过滤材料通常使用粘合剂进行浸透处理。所述粘合剂通过所述浸 透处理被施用于过滤材料上并渗透至少一部分的过滤材料。其中，尤其是液体仍可透过所 述过滤材料经渗透处理的表面。所述浸透处理为过滤 材料带来较高的刚性和对高温车用机 油、液压油、燃油、酸和碱等侵蚀性液体的耐受性。由于多数过滤材料在后续加工步骤中会 被折叠，因而需要较高的刚性。刚性的过滤材料能够更容易折叠，且即使在高流量和温度条 件下，折叠也能经受过滤压力。
[0019] 所述过滤材料通常被在例如一个浸泡池中使用粘合剂彻底浸透，然后进行干燥。 彻底浸透的优点在于，所有纤维被牢固地彼此相连，并被所述粘合剂包裹。从而保护纤维和 所述过滤材料不受侵蚀性液体的侵蚀。其中可以通过选择适合的粘合剂来达到最佳的刚 性。
[0020] 但是粘合剂由于填充了各纤维之间的空隙，因而减小了过滤材料中的孔隙。从而 尽管提高了分离度，但是同时也降低了过滤材料的透气度以及尤其是其使用寿命。在本发 明的过滤材料中，仅有一面使用粘合剂进行了浸透处理，从而另一面不含粘合剂。其中例如 可以使用模型来对其中一面进行部分或连续的（即在整个面上）浸透处理，并优选采用连续 的浸透处理方法，所述模型可以具有任意的几何形状，如点、直线、曲线、交叉线、长方形、菱 形、三角形。浸透处理面指以被施用粘合剂的过滤材料表面为边界的过滤材料部分。所述 相对面系指相对所述浸透处理面的表面，且不含粘合剂的表面为边界的滤纸部分。本发明 的过滤材料优选为平面的，即具有两个优选为彼此平行布置的对置的表面。通过单面的浸 透处理(例如通过滚涂或喷洒）实现了与彻底浸透处理的过滤材料相同的刚性和分离度，而 使用寿命却明显高于后者，等同于未经浸透处理的过滤材料。为了实现这种效果，所述单面 浸透处理的过滤材料的未经浸透处理的面必须作为流入面。
[0021] 本发明过滤材料的单位面积质量优选为50 g/m2至400 g/m2,尤其优选为100 g/m2至300 g/m2。本发明过滤材料的厚度优选为0· I mm至2. 0 mm，尤其优选为0· 5 mm至L 5 _。其中本发明过滤材料的所述厚度指被施用粘合剂的表面与相对面之间的间距。本发明 过滤材料的透气度优选为I l/m2s至1500 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s至800 l/m2s。本发 明过滤材料的孔隙率优选为50% - 90%，尤其优选为60% - 80%。其中，所述孔隙率指所述 过滤介质的实际密度与所用纤维的平均密度之比。本发明过滤材料的树脂含量优选为0.5% -50%，尤其优选为5% - 20%。本发明过滤材料根据ISO 19438的4 Mm颗粒物分离度优选 为至少50%，尤其优选为至少80%，根据ISO 19438的使用寿命至少为I. 0 g，尤其优选为至 少1.5 g。本发明过滤材料在4.5 mV (cm2*min)的流速下，根据ISO 19332的水分离度优 选为至少30%，尤其优选为至少40%。
[0022] 事实证明，单位面积质量为50 g/m2至400 g/m2,优选为100 g/m2至300 g/m2、厚 度为0.1 mm至2. 0 _，优选为0. 5 mm至1. 5 mm、透气度为I l/m2s至1500 l/m2s，优选为 5 l/m2s至800 l/m2s、孔隙率为50% - 90%，优选为60% - 80%、树脂含量为0.5% - 50%，优 选为5% - 20%的单面浸透处理的过滤材料尤其适合用于本发明的应用。对于这样设计的 过滤材料，其根据ISO 19434的使用寿命远大于包含熔喷无纺布作为初滤器的经彻底浸透 处理的同类过滤材料。而在以往，这种效果是无法实现的。经单面浸透处理的现有技术滤 纸具有高得多的透气度和厚度，并且在使用寿命和水分离度方面等同于包含熔喷无纺布作 为初滤器的经彻底浸透处理的同类过滤材料。
[0023] 如果本发明的过滤材料被用于分离两种不可相互混合的液体，则通过选择纤维与 浸透剂的亲水性或疏水性来实现某种设计方案，从而使液体混合物分散相的小液滴在纤维 上积聚并变大，而浸透处理确保了连续相能顺利地通过，同时使分散相的液滴难以通过。纤 维与浸透处理的亲水性或疏水性互不相同。亲水纤维的例子有纤维素纤维、棉纤维、聚酰胺 纤维和带有亲水涂层的纤维。疏水纤维例如有聚烯烃纤维、特氟隆纤维和带有疏水涂层的 纤维。
[0024] 不可相互混合的液体指无法形成均匀的混合物或溶液，而是形成两相混合物的液 体，例如油和水。本发明中，两种不可相互混合的液体特征在于，在室温（20°C)下，最大为 10 wt%，优选最大为I wt% (以两种不可相互混合液体重量之和为100%)的一种液体溶入另 一种液体中。
[0025] 适合作为粘合剂的例如有溶于酒精溶液中的酚醛树脂或环氧树脂，但也包括例如 丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯、聚乙烯甲酸酯、酚醛树脂或聚氯乙烯的水分散体。另一类可用 的粘合剂有例如聚乙烯醇、三聚氰胺树脂或尿素树脂的水溶液。除了液体粘合剂外还可以 使用由热塑性聚合物制成的固体粉状粘合剂。
[0026] 根据需要，可以向所述粘合剂中混入不同的助剂，例如亲水剂、疏水剂、阻燃剂或 染色剂。
[0027] 如果所述过滤材料的一面较紧密而一面较开放，则优选在所述较紧密的面上进行 浸透处理。所述较紧密的面与所述较开放的面的区别在于较小的平均孔隙大小，其中所述 较紧密面的平均孔隙大小比所述较开放面优选至少小5%，更加优选至少小10%，尤其优选 至少小20%。
[0028] 例如通过粘合剂溶液的黏度或通过工艺参数的适合设置来如此控制所述粘合剂 的施用，从而使所述粘合剂从过滤材料的浸透处理表面到相对面优选至少穿透其厚度的一 半，但最大不超过四分之三。相对面仍大体上不含粘合剂。适合的浸透处理方法例如有滚 涂或喷洒。对于滚涂方法，可以用来控制粘合剂渗透深度的工艺参数例如有涂抹辊筒上粘 合剂薄膜的厚度、粘合剂的黏度，以及粘合剂的固体含量。如果涂抹机构由两根辊筒，例如 一根将所述粘合剂从储存容器，例如储液槽中取出，然后传输到涂抹辊筒上的汲取式辊筒， 以及一根将所述粘合剂涂抹到过滤材料上的涂抹滚轮组成，则可以通过两根辊筒相对的差 速和彼此间的间隙来设置适合的薄膜厚度。对于喷洒方法，即喷洒施用，用于控制渗透深度 的工艺参数例如有粘合剂的黏度、粘合剂的固体含量、喷嘴的直径和每个时间单位的粘合 剂喷洒量。上述的参数及其为了达到特定的粘合剂渗透深度的确切、适合的参数对于专业 人员而言是公知的。借助于入射光显微镜在过滤材料的横截面上对所述粘合剂深入过滤材 料的渗透深度进行评估。干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为0.5-50 wt%，优选 为5-20 wt%。本发明中，干燥后粘合剂的比重指在循环空气干燥柜中100°C下干燥30分后 的粘合剂在过滤材料中的比重。
[0029] 本发明过滤材料的一种优选的实施方式是由天然纤维、合成纤维、无机纤维或其 中二者或三者的混合物所组成的纸，所述纸在过滤面，即较紧密的面上以某种方式使用粘 合剂进行浸透处理，从而使所述粘合剂渗透滤纸厚度的约三分之二，其中相对面的纤维不 含粘合剂。这种过滤材料具有以下的有利特性：单位面积质量为50 g/m2 - 400g/m2,尤其优 选为100 g/m2至300 g/m2;厚度为0· I mm - 2. 0 mm，尤其优选为0· 5 mm - L 5 mm ;透气 度为I l/m2s - 1500 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s - 800 l/m2s;孔隙率为50% -90%，尤其优 选为60% - 80%;树酯含量为0.5% - 50%，尤其优选为5% - 20%;根据IS019438的4 Mm颗 粒物分离度至少为50%，尤其优选为至少80%;根据ISO 19438的使用寿命至少为1.0 g，尤 其优选至少为1.5 g;根据ISO 19332,在4.5 mV (cm2*min)流速下的水分离度至少为30%， 优选至少为40%。
[0030] 在本发明中，本发明的过滤材料还可以由多个层组成。此外，还可以在本发明的过 滤材料之前和/或之后设置一层或多层其他材料。
[0031] 本发明过滤材料的另一种优选的实施方式是纸和熔喷无纺布的组合，其中较紧密 的面位于所述纸未经浸透处理的面上。所述纸由天然纤维、合成纤维、无机纤维或其中二者 或三者的混合物所组成，并在过滤面，即较紧密的面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处 理，从而使所述粘合剂渗透滤纸厚度的约三分之二，其中相对面的纤维不含粘合剂。所述纸 可具有以下的特性：单位面积质量为50 g/m2 - 400g/m2,优选为100 g/m2至300 g/m2;厚 度为 0· I mm - 2. 0 mm，优选为 0.5 mm - I. 5 mm ;透气度为 I l/m2s - 1500 l/m2 s，优选为 5 l/m2s - 800 l/m2s ;孔隙率为 50% - 90%，优选为 60% - 80%;树酯含量为 0.5% - 50%， 优选为5% - 20%。所述熔喷无纺布可具有10 g/m2 - 200g/m2,优选为20 g/m2至120 g/ m2的单位面积质量、0.05 mm - 1.5 mm，优选为0.1 mm - 1.0 mm的厚度，以及5 l/m2s - 4000 l/m2s，优选为100 l/m2s - 500 l/m2s的透气度。本实施方式的整个过滤材料包含纸 盒熔喷无纺布，并优选具有以下的特性：单位面积质量为60 g/m2 - 600 g/m2,尤其优选为 120 g/m2至 420 g/m2;厚度为 0. 15 mm - 3. 5 mm，尤其优选为 0. 6 mm - 2. 5 mm ;透气度为 I l/m2s - 1100 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s - 300 l/m2s;树酯含量为5% - 50%，尤其优选 为5% - 20% ;根据IS019438的4 Mm颗粒物分离度至少为50%，尤其优选为至少80% ;根据 ISO 19438的使用寿命至少为I. 0 g，尤其优选至少为I. 5 g。
[0032] 本发明的过滤材料的各层可以使用胶粘剂或通过焊接连接或二者的组合相连。
[0033] 优选的胶粘剂具有超过200°C的软化点。本发明的过滤材料优选适合于不超过 150°C的温度和高流体静压的情况下的应用。适合于该用途的胶粘剂有聚氨酯胶粘剂、聚酰 胺胶粘剂或聚酯胶粘剂。其中尤其有利的是沾有湿气的聚氨酯胶粘剂。所述胶粘剂可作为 粉末或熔化后借助网纹辊或喷嘴施用。所述胶粘剂的使用重量通常为5-20 g/m2之间，优 选为5-10 g/m2之间。
[0034] 既可以通过超声设备，也可以通过热砑光机进行所述焊接连接。其中待焊接层的 聚合物可以整体或局部地熔化并彼此焊接在一起。其中，局部的焊接连接可以具有任意的 几何形状，如圆点、直线、曲线、菱形和三角形。局部焊接连接的面积优选最大占本发明过滤 材料总面积的10%。
[0035] 也可以对粘接和焊接进行任意组合。
[0036] 本发明的过滤材料可以用于液体过滤，其中所述过滤材料的未经浸透处理的面作 为流入面，即液体从未经浸透处理的面被导引穿过过滤材料，流向浸透处理面。所述液体可 以含有一种不能溶入其中的固体。所述液体优选含有两种不可相互混合的液体。
[0037] 在本发明的用于分离两种不可相互混合液体的方法中，所述液体被如此导引通过 本发明的过滤材料，从而使液体从过滤材料未经浸透处理的面流向浸透处理面。
【具体实施方式】
[0038] 检验方法 单位面积质量按照DIN EN ISO 53 6 厚度按照DIN EN ISO 534 200 Pa压差下的透气度按照DIN EN ISO 9237 4 Mm颗粒物的初始分离度和容尘量按照ISO 19438,样品面积为200 cm2，液体流浓度 为100 mg/1，体积流量为0. 71 1/分。压差上升0. 7 bar时结束试验。
[0039] 水分离度按照ISO 16332,试验条件如表1所示，在面积为225 cm2的平面样品上 进行测量。将样品如此地夹紧固定，从而使其表面垂直于流动方向。
[0040] 表 1
按照以下公式，利用过滤介质的实际密度与所用纤维的平均密度计算出孔隙率： 孔隙率=(1-过滤介质密度[g/cm3]/纤维密度[g/cm3])*100% 按照以下公式，计算出浸透剂在纸中的比重： 浸透剂比重（单位：％)= (FM Imp./FM Paper) * 100% 其中，FM Imp.=每m2纸的干燥后浸透剂的质量， FM Paper =经浸透处理的纸的单位面积质量， 其中，在确定浸透剂比重前，将纸在循环空气干燥柜中l〇〇°C下干燥30分。
[0041] 示例 示例I (对照例） 按照公知的造纸方法，在造纸机中制造100%纤维素的纸带。在单独的工序中，使用 酚醛树脂的甲醇溶液对该纸进行彻底浸透处理，然后烘干。所述纸可从制造商NEENAH Gessner GmbH, Bruckmilhl处购得，商品名为K13〇5SG，单位面积质量为235 g/m2,厚度为 0. 55 mm，孔隙率为72%，透气度为8 l/m2s，树脂含量为15 wt%。
[0042] 对该过滤材料确定其按照ISO 19438的4 Mm颗粒物初始分离度、按照ISO 19438 的容尘量，以及按照ISO 16332的水分离度。试验结果如表2所示。
[0043] 示例2 (本发明) 按照公知的造纸方法，在造纸机中制造100%纤维素的纸带。在单独的工序中，使用和 示例1中一样的浸透剂对该纸进行浸透处理，但不同之处在于借助于辊筒涂抹的方式将浸 透剂单面涂抹到纸的过滤面上。烘干后，所述纸的单位面积质量为221 g/m2,厚度为0.49 mm，透气度为9 l/m2s，孔隙率为70%，树脂含量为10%。所述粘合剂渗入纸中的渗透深度为 纸厚度的60%。对该过滤材料确定其按照ISO 19438的4 Mm颗粒物初始分离度、按照ISO 19438的容尘量，以及按照ISO 16332的水分离度。试验结果如表2所示。
[0044] 表 2
【主权项】
1. 一种尤其用于液体过滤的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料仅在一面上以某种 方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘合剂，其中所述干燥后的粘合剂占 所述过滤材料总重的比例为0. 5-50wt%。2. 根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于，所述粘合剂从所述过滤材料的浸透 处理面到所述相对面的穿透厚度至少为所述过滤材料的厚度的一半，最大为四分之三。3. 根据权利要求1或2所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料具有至少一选自由 湿法无纺布、干法无纺布、织物和泡沫构成之群的材料。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的单位面 积质量为 50g/m2 - 400g/m2。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的厚度为 0?Imm- 0? 2mm〇6. 根据权利要求1至5中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的透气度 为Il/m2s- 1500l/m2s。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的孔隙率 为 50%-90%。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的未经浸 透处理的面与熔喷无纺布的过滤面相连。9. 根据上述权利要求中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的浸透处 理面与借助砑光机进行压实处理的熔喷无纺布相连。10. -种过滤元件，包含根据上述权利要求中任一项所述的过滤材料。11. 一种根据权利要求1至9中任一项所述的过滤材料在液体过滤方面的应用，其中所 述液体从所述未经浸透处理的面流入所述过滤材料。12. 根据权利要求11所述的应用，其中所述液体含有不能溶入其中的固体，或者所述 液体含有两种不可相互混合的液体。13. -种用于分离两种不可相互混合的液体的方法，其中所述液体被以某种方式导引 通过根据权利要求1至9中任一项所述的过滤材料，从而使所述液体从所述过滤材料的未 经浸透处理的面流向浸透处理面。
【专利摘要】本发明涉及一种尤其用于液体过滤的过滤材料，其中所述过滤材料仅在一面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘合剂，且所述干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为0.5-50 wt%。采用本发明的过滤材料后，在较长使用寿命的情况下实现了较高的分离度。本发明还涉及一种包含所述本发明的过滤材料的过滤元件。本发明还涉及本发明的过滤材料在液体过滤方面的应用，以及一种用于分离两种不可相互混合的液体的方法，其中所述液体被导引通过本发明的过滤材料。
【IPC分类】B01D39/16, B01D39/18
【公开号】CN104902980
【申请号】CN201380055305
【发明人】安德里亚斯·德梅尔, 克里斯托夫·开普勒, 克里斯托夫·哈林吉尔
【申请人】尼纳格斯纳股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年10月17日
【公告号】CA2887357A1, DE102012219409A1, EP2911765A1, US20150283487, WO2014063988A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用寿命得到改善的用于从液体中分离液体和固体杂质的过滤 材料、一种包含这种过滤材料的过滤元件、所述过滤材料在液体过滤方面的应用，以及一种 用于分离两种不可相互混合的液体的方法。
【背景技术】
[0002] 在许多过滤领域中，对过滤后液体的纯净度的要求越来越高。这不但包括工业用 液体，如内燃机燃料、润滑油和液压油，也包括食品领域和医药应用的液体。以过滤内燃机 用柴油燃料为例，根据ISO 1943 8的4 Mm颗粒物分离度要求在过去15年内从50%上升至 96%，并将在未来超过99%。因此，过去人们不断努力提高所用过滤材料的分离度。然而遗憾 的是，分离度和使用寿命通常相互矛盾，即随着分离度的提高，容尘量和使用寿命下降，反 之亦然。在提高分离度的同时至少让使用寿命保持不变的一种方案是增大过滤面。但这样 必然也增大了整个过滤元件，并在许多情况下因体积过大而不甚理想。
[0003] 另一种在提高过滤介质分离度的情况下改善使用寿命的方案是使用预过滤层。这 个预过滤层位于过滤材料的流入面，并且具有比高分离度的过滤层大得多的孔隙。例如，DE 10 2010 011 512 Al描述了这种梯度过滤器。在使用寿命长的情况下，对高分离度的要求 越高，就需要更多彼此配合的过滤层以满足该要求。但是，每个额外的过滤层都会增加整个 过滤材料的厚度和成本。
[0004] 经浸透处理的过滤材料能够通过仅对过滤材料的一面进行浸透处理，在保持厚度 不变的情况下提高使用寿命。在未经浸透处理的面上，纤维未粘附浸透剂，因而保持了其开 放的孔隙结构，而经过浸透处理的面上的孔隙被浸透剂缩小了。由此在该过滤材料的厚度 上形成了梯度，这个梯度结合了长使用寿命和高分离度，其中液体总是从未经浸透处理的 面流入。在所用的纤维和浸透剂选择得当的情况下，该单面浸透处理的过滤材料还可以额 外地用于分离两种不可相互混合的液体。在此列举一种混有水的燃料作为这样的液体混合 物的示例。其中水是分散相，而燃料是连续相。当分布精细的小水滴遇到未经浸透处理的 亲水纤维时，会被固定其中。新加入的小水滴持续不断地与纤维上的水滴结合，并随着时间 推移形成越来越大的水滴，该水滴在液体静压力的作用下脱落并穿透该过滤材料经过浸透 处理的疏水面。在净化面上，水滴在较高密度和重力的作用下，沿该过滤材料经过浸透处理 的表面向下流动并被收集在收集腔中，随后被清除。通过这种作用，水分离原理从污物侧的 水分离器变为聚结介质。
[0005] US 3, 096, 230描述了一种单面经浸透处理的滤纸，其中浸透剂约渗透至滤纸厚度 的三分之一处。整张滤纸被使用热硬化性树脂进行预浸透处理。
[0006] US 3, 106, 528 A公开了一种滤纸，该滤纸尽管仅一面经过浸透处理，但浸透剂渗 透了滤纸的整个厚度。其中通过选择适合黏度的浸透剂和将渗透剂压入滤纸中的压力，使 多数的浸透剂留在浸透处理面上，仅有少数浸透剂渗透到相对面。
[0007] US 3, 116, 245 A中公开了一种由100%棉绒制成的滤纸，该滤纸经过双重浸透处 理。首先在两面上施用一种树脂，然后用另一种树脂对滤纸的一面进行浸透处理直至渗透 至其厚度的一半处。浸透处理应如此进行，从而使整个厚度上的孔隙大小不发生显著的变 化。相应地，这种滤纸各面均含有粘合剂。
[0008] US 4, 119, 543 A描述一种由至少70%纤维素组成、单面经浸透处理的过滤材料。 对于这种过滤材料，以模型的形式进行浸透处理。这种模型包括含有浸透剂的面和不含浸 透剂的面。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种尤其用于液体过滤的过滤材料，所述过滤材料在满足对 高分离度和长使用寿命的更高要求的同时，还能用来分离若干不可相互混合的液体。
[0010] 本发明用以达成上述目的的解决方案为一种过滤材料，所述过滤材料尤其适合用 于液体过滤，并仅在一面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘 合剂，其中所述干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为〇. 5-50 wt%。
[0011] 本发明的过滤材料优选包含至少一种选自由湿法无纺布、干法无纺布、织物和泡 沫构成之群的材料。
[0012] 所述干法无纺布指干法纤维无纺布、恪喷无纺布和纺粘无纺布等。
[0013] 干法纤维无纺布由有限长度的纤维组成。既可以用天然纤维也可以用合成纤维来 制造干法纤维无纺布。天然纤维的例子有纤维素、动物毛、棉花和亚麻。合成纤维例如有聚 烯烃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、硫化聚苯醚纤维。所用纤维可以是直的 或卷曲的。干法人造短纤维也可以是气流法纤维无纺布。出于加固之目的，所述干法纤维 无纺布可以含有单成分或多成分的熔粘纤维，所述熔粘纤维在低于其他纤维熔点的某一温 度下全部或部分熔解并对所述无纺布进行加固。干法纤维无纺布的制造按照书籍《无纺布 材料》（W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wiley-VCH, 2000)等公知的现有技术 来进行。干法纤维无纺布可以通过上述的单成分或多成分熔粘纤维来进行加固。其他加固 方法例如有针刺法、水力针刺法或使用液体粘合剂浸湿或喷洒所述无纺布然后烘干。
[0014] 熔喷无纺布由聚合长纤维组成。使用专业领域中公知的熔喷工艺，如Van A. Wente所著的《超细热塑纤维》（Industrial Engineering Chemistry，第48期，1342 - 1346 页）一文中所述的方法来制造用于本发明过滤材料的熔喷无纺布。适合的聚合物例如有聚 对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸丁醇酯、聚酰 胺、硫化聚苯醚以及聚烯烃。其中，典型的纤维直径优选在0.5 - 10 Mm，尤其优选在0.5 - 3 Mffl之间。可以根据需要向聚合物中混入例如亲水剂、疏水剂、结晶促进剂或染色剂等添加 剂。可以根据需要通过例如电晕处理或等离子处理等表面处理方法来改变所述熔喷无纺布 表面的特性。此外，可以在需要时借助砑光机对熔喷无纺布进行压实处理。
[0015] 纺粘无纺布同样由聚合长纤维组成，但其纤维直径大多明显大于熔喷纤维的 直径。纺粘无纺布按照对于专业人员而言公知的纺粘无纺布方法制造，例如专利US 4,340,563A、US 3,802,817A、US 3,855,046A 和 US 3,692,618A 中所述。适合用于所述纺 粘无纺布方法的聚合物例如有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚萘二酸丁醇酯、聚酰胺、硫化聚苯醚以及聚烯烃。
[0016] 泡沫指由有机聚合物组成的所有开孔泡沫。其开孔结构使其具有良好的透气性， 适合用于各种过滤工作。例如 US 3,171,820 A、DE 1504551 A、DE 601435 A 和 GB 1111928 A中描述了适合泡沫的制造方法。
[0017] 本发明中的湿法无纺布或纸指所有可以利用对于专业人员而言公知的用于制造 滤纸的湿法工艺而生产的无纺布。用于本发明的过滤材料的纸优选由天然、合成、无机纤维 或其中两者或三者的混合物组成。天然纤维的例子有纤维素、棉花、动物毛和大麻，其中所 用的纤维素材料可以是针叶木和/或阔叶木的木质和/或非木质纤维素、再生纤维素和原 纤化纤维素。无机纤维例如有玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维和金属纤维。适合作为合成 纤维的例如有聚酯纤维、聚丙烯纤维、各成分熔点不同的多成分纤维、聚酰胺纤维和聚丙烯 腈纤维。合成纤维的纤度通常为0.1 dtex - 8. 0 dtex，尤其优选为0. 5 dtex - 5 dtex，切 断长度通常为3 mm - 20 mm，尤其优选为4 mm - 12 mm。用于本发明的过滤材料的纸可以 100%由天然、合成或无机纤维组成，也可以由这些纤维类型的任意组合组成。相关专业人员 基于其知识和经验，了解如何根据所要求的滤纸特性来有针对性地选择正确的成分。纸层 可以由多个层组成，这些层在一台造纸机中使用适合的流浆箱制成并结合在一起，或者由 单个的纸带在单独的工序中彼此相连。其中各层可以设计为不同的特性。
[0018] 用于液体过滤的过滤材料通常使用粘合剂进行浸透处理。所述粘合剂通过所述浸 透处理被施用于过滤材料上并渗透至少一部分的过滤材料。其中，尤其是液体仍可透过所 述过滤材料经渗透处理的表面。所述浸透处理为过滤 材料带来较高的刚性和对高温车用机 油、液压油、燃油、酸和碱等侵蚀性液体的耐受性。由于多数过滤材料在后续加工步骤中会 被折叠，因而需要较高的刚性。刚性的过滤材料能够更容易折叠，且即使在高流量和温度条 件下，折叠也能经受过滤压力。
[0019] 所述过滤材料通常被在例如一个浸泡池中使用粘合剂彻底浸透，然后进行干燥。 彻底浸透的优点在于，所有纤维被牢固地彼此相连，并被所述粘合剂包裹。从而保护纤维和 所述过滤材料不受侵蚀性液体的侵蚀。其中可以通过选择适合的粘合剂来达到最佳的刚 性。
[0020] 但是粘合剂由于填充了各纤维之间的空隙，因而减小了过滤材料中的孔隙。从而 尽管提高了分离度，但是同时也降低了过滤材料的透气度以及尤其是其使用寿命。在本发 明的过滤材料中，仅有一面使用粘合剂进行了浸透处理，从而另一面不含粘合剂。其中例如 可以使用模型来对其中一面进行部分或连续的（即在整个面上）浸透处理，并优选采用连续 的浸透处理方法，所述模型可以具有任意的几何形状，如点、直线、曲线、交叉线、长方形、菱 形、三角形。浸透处理面指以被施用粘合剂的过滤材料表面为边界的过滤材料部分。所述 相对面系指相对所述浸透处理面的表面，且不含粘合剂的表面为边界的滤纸部分。本发明 的过滤材料优选为平面的，即具有两个优选为彼此平行布置的对置的表面。通过单面的浸 透处理(例如通过滚涂或喷洒）实现了与彻底浸透处理的过滤材料相同的刚性和分离度，而 使用寿命却明显高于后者，等同于未经浸透处理的过滤材料。为了实现这种效果，所述单面 浸透处理的过滤材料的未经浸透处理的面必须作为流入面。
[0021] 本发明过滤材料的单位面积质量优选为50 g/m2至400 g/m2,尤其优选为100 g/m2至300 g/m2。本发明过滤材料的厚度优选为0· I mm至2. 0 mm，尤其优选为0· 5 mm至L 5 _。其中本发明过滤材料的所述厚度指被施用粘合剂的表面与相对面之间的间距。本发明 过滤材料的透气度优选为I l/m2s至1500 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s至800 l/m2s。本发 明过滤材料的孔隙率优选为50% - 90%，尤其优选为60% - 80%。其中，所述孔隙率指所述 过滤介质的实际密度与所用纤维的平均密度之比。本发明过滤材料的树脂含量优选为0.5% -50%，尤其优选为5% - 20%。本发明过滤材料根据ISO 19438的4 Mm颗粒物分离度优选 为至少50%，尤其优选为至少80%，根据ISO 19438的使用寿命至少为I. 0 g，尤其优选为至 少1.5 g。本发明过滤材料在4.5 mV (cm2*min)的流速下，根据ISO 19332的水分离度优 选为至少30%，尤其优选为至少40%。
[0022] 事实证明，单位面积质量为50 g/m2至400 g/m2,优选为100 g/m2至300 g/m2、厚 度为0.1 mm至2. 0 _，优选为0. 5 mm至1. 5 mm、透气度为I l/m2s至1500 l/m2s，优选为 5 l/m2s至800 l/m2s、孔隙率为50% - 90%，优选为60% - 80%、树脂含量为0.5% - 50%，优 选为5% - 20%的单面浸透处理的过滤材料尤其适合用于本发明的应用。对于这样设计的 过滤材料，其根据ISO 19434的使用寿命远大于包含熔喷无纺布作为初滤器的经彻底浸透 处理的同类过滤材料。而在以往，这种效果是无法实现的。经单面浸透处理的现有技术滤 纸具有高得多的透气度和厚度，并且在使用寿命和水分离度方面等同于包含熔喷无纺布作 为初滤器的经彻底浸透处理的同类过滤材料。
[0023] 如果本发明的过滤材料被用于分离两种不可相互混合的液体，则通过选择纤维与 浸透剂的亲水性或疏水性来实现某种设计方案，从而使液体混合物分散相的小液滴在纤维 上积聚并变大，而浸透处理确保了连续相能顺利地通过，同时使分散相的液滴难以通过。纤 维与浸透处理的亲水性或疏水性互不相同。亲水纤维的例子有纤维素纤维、棉纤维、聚酰胺 纤维和带有亲水涂层的纤维。疏水纤维例如有聚烯烃纤维、特氟隆纤维和带有疏水涂层的 纤维。
[0024] 不可相互混合的液体指无法形成均匀的混合物或溶液，而是形成两相混合物的液 体，例如油和水。本发明中，两种不可相互混合的液体特征在于，在室温（20°C)下，最大为 10 wt%，优选最大为I wt% (以两种不可相互混合液体重量之和为100%)的一种液体溶入另 一种液体中。
[0025] 适合作为粘合剂的例如有溶于酒精溶液中的酚醛树脂或环氧树脂，但也包括例如 丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯、聚乙烯甲酸酯、酚醛树脂或聚氯乙烯的水分散体。另一类可用 的粘合剂有例如聚乙烯醇、三聚氰胺树脂或尿素树脂的水溶液。除了液体粘合剂外还可以 使用由热塑性聚合物制成的固体粉状粘合剂。
[0026] 根据需要，可以向所述粘合剂中混入不同的助剂，例如亲水剂、疏水剂、阻燃剂或 染色剂。
[0027] 如果所述过滤材料的一面较紧密而一面较开放，则优选在所述较紧密的面上进行 浸透处理。所述较紧密的面与所述较开放的面的区别在于较小的平均孔隙大小，其中所述 较紧密面的平均孔隙大小比所述较开放面优选至少小5%，更加优选至少小10%，尤其优选 至少小20%。
[0028] 例如通过粘合剂溶液的黏度或通过工艺参数的适合设置来如此控制所述粘合剂 的施用，从而使所述粘合剂从过滤材料的浸透处理表面到相对面优选至少穿透其厚度的一 半，但最大不超过四分之三。相对面仍大体上不含粘合剂。适合的浸透处理方法例如有滚 涂或喷洒。对于滚涂方法，可以用来控制粘合剂渗透深度的工艺参数例如有涂抹辊筒上粘 合剂薄膜的厚度、粘合剂的黏度，以及粘合剂的固体含量。如果涂抹机构由两根辊筒，例如 一根将所述粘合剂从储存容器，例如储液槽中取出，然后传输到涂抹辊筒上的汲取式辊筒， 以及一根将所述粘合剂涂抹到过滤材料上的涂抹滚轮组成，则可以通过两根辊筒相对的差 速和彼此间的间隙来设置适合的薄膜厚度。对于喷洒方法，即喷洒施用，用于控制渗透深度 的工艺参数例如有粘合剂的黏度、粘合剂的固体含量、喷嘴的直径和每个时间单位的粘合 剂喷洒量。上述的参数及其为了达到特定的粘合剂渗透深度的确切、适合的参数对于专业 人员而言是公知的。借助于入射光显微镜在过滤材料的横截面上对所述粘合剂深入过滤材 料的渗透深度进行评估。干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为0.5-50 wt%，优选 为5-20 wt%。本发明中，干燥后粘合剂的比重指在循环空气干燥柜中100°C下干燥30分后 的粘合剂在过滤材料中的比重。
[0029] 本发明过滤材料的一种优选的实施方式是由天然纤维、合成纤维、无机纤维或其 中二者或三者的混合物所组成的纸，所述纸在过滤面，即较紧密的面上以某种方式使用粘 合剂进行浸透处理，从而使所述粘合剂渗透滤纸厚度的约三分之二，其中相对面的纤维不 含粘合剂。这种过滤材料具有以下的有利特性：单位面积质量为50 g/m2 - 400g/m2,尤其优 选为100 g/m2至300 g/m2;厚度为0· I mm - 2. 0 mm，尤其优选为0· 5 mm - L 5 mm ;透气 度为I l/m2s - 1500 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s - 800 l/m2s;孔隙率为50% -90%，尤其优 选为60% - 80%;树酯含量为0.5% - 50%，尤其优选为5% - 20%;根据IS019438的4 Mm颗 粒物分离度至少为50%，尤其优选为至少80%;根据ISO 19438的使用寿命至少为1.0 g，尤 其优选至少为1.5 g;根据ISO 19332,在4.5 mV (cm2*min)流速下的水分离度至少为30%， 优选至少为40%。
[0030] 在本发明中，本发明的过滤材料还可以由多个层组成。此外，还可以在本发明的过 滤材料之前和/或之后设置一层或多层其他材料。
[0031] 本发明过滤材料的另一种优选的实施方式是纸和熔喷无纺布的组合，其中较紧密 的面位于所述纸未经浸透处理的面上。所述纸由天然纤维、合成纤维、无机纤维或其中二者 或三者的混合物所组成，并在过滤面，即较紧密的面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处 理，从而使所述粘合剂渗透滤纸厚度的约三分之二，其中相对面的纤维不含粘合剂。所述纸 可具有以下的特性：单位面积质量为50 g/m2 - 400g/m2,优选为100 g/m2至300 g/m2;厚 度为 0· I mm - 2. 0 mm，优选为 0.5 mm - I. 5 mm ;透气度为 I l/m2s - 1500 l/m2 s，优选为 5 l/m2s - 800 l/m2s ;孔隙率为 50% - 90%，优选为 60% - 80%;树酯含量为 0.5% - 50%， 优选为5% - 20%。所述熔喷无纺布可具有10 g/m2 - 200g/m2,优选为20 g/m2至120 g/ m2的单位面积质量、0.05 mm - 1.5 mm，优选为0.1 mm - 1.0 mm的厚度，以及5 l/m2s - 4000 l/m2s，优选为100 l/m2s - 500 l/m2s的透气度。本实施方式的整个过滤材料包含纸 盒熔喷无纺布，并优选具有以下的特性：单位面积质量为60 g/m2 - 600 g/m2,尤其优选为 120 g/m2至 420 g/m2;厚度为 0. 15 mm - 3. 5 mm，尤其优选为 0. 6 mm - 2. 5 mm ;透气度为 I l/m2s - 1100 l/m2s，尤其优选为5 l/m2s - 300 l/m2s;树酯含量为5% - 50%，尤其优选 为5% - 20% ;根据IS019438的4 Mm颗粒物分离度至少为50%，尤其优选为至少80% ;根据 ISO 19438的使用寿命至少为I. 0 g，尤其优选至少为I. 5 g。
[0032] 本发明的过滤材料的各层可以使用胶粘剂或通过焊接连接或二者的组合相连。
[0033] 优选的胶粘剂具有超过200°C的软化点。本发明的过滤材料优选适合于不超过 150°C的温度和高流体静压的情况下的应用。适合于该用途的胶粘剂有聚氨酯胶粘剂、聚酰 胺胶粘剂或聚酯胶粘剂。其中尤其有利的是沾有湿气的聚氨酯胶粘剂。所述胶粘剂可作为 粉末或熔化后借助网纹辊或喷嘴施用。所述胶粘剂的使用重量通常为5-20 g/m2之间，优 选为5-10 g/m2之间。
[0034] 既可以通过超声设备，也可以通过热砑光机进行所述焊接连接。其中待焊接层的 聚合物可以整体或局部地熔化并彼此焊接在一起。其中，局部的焊接连接可以具有任意的 几何形状，如圆点、直线、曲线、菱形和三角形。局部焊接连接的面积优选最大占本发明过滤 材料总面积的10%。
[0035] 也可以对粘接和焊接进行任意组合。
[0036] 本发明的过滤材料可以用于液体过滤，其中所述过滤材料的未经浸透处理的面作 为流入面，即液体从未经浸透处理的面被导引穿过过滤材料，流向浸透处理面。所述液体可 以含有一种不能溶入其中的固体。所述液体优选含有两种不可相互混合的液体。
[0037] 在本发明的用于分离两种不可相互混合液体的方法中，所述液体被如此导引通过 本发明的过滤材料，从而使液体从过滤材料未经浸透处理的面流向浸透处理面。
【具体实施方式】
[0038] 检验方法 单位面积质量按照DIN EN ISO 53 6 厚度按照DIN EN ISO 534 200 Pa压差下的透气度按照DIN EN ISO 9237 4 Mm颗粒物的初始分离度和容尘量按照ISO 19438,样品面积为200 cm2，液体流浓度 为100 mg/1，体积流量为0. 71 1/分。压差上升0. 7 bar时结束试验。
[0039] 水分离度按照ISO 16332,试验条件如表1所示，在面积为225 cm2的平面样品上 进行测量。将样品如此地夹紧固定，从而使其表面垂直于流动方向。
[0040] 表 1
按照以下公式，利用过滤介质的实际密度与所用纤维的平均密度计算出孔隙率： 孔隙率=(1-过滤介质密度[g/cm3]/纤维密度[g/cm3])*100% 按照以下公式，计算出浸透剂在纸中的比重： 浸透剂比重（单位：％)= (FM Imp./FM Paper) * 100% 其中，FM Imp.=每m2纸的干燥后浸透剂的质量， FM Paper =经浸透处理的纸的单位面积质量， 其中，在确定浸透剂比重前，将纸在循环空气干燥柜中l〇〇°C下干燥30分。
[0041] 示例 示例I (对照例） 按照公知的造纸方法，在造纸机中制造100%纤维素的纸带。在单独的工序中，使用 酚醛树脂的甲醇溶液对该纸进行彻底浸透处理，然后烘干。所述纸可从制造商NEENAH Gessner GmbH, Bruckmilhl处购得，商品名为K13〇5SG，单位面积质量为235 g/m2,厚度为 0. 55 mm，孔隙率为72%，透气度为8 l/m2s，树脂含量为15 wt%。
[0042] 对该过滤材料确定其按照ISO 19438的4 Mm颗粒物初始分离度、按照ISO 19438 的容尘量，以及按照ISO 16332的水分离度。试验结果如表2所示。
[0043] 示例2 (本发明) 按照公知的造纸方法，在造纸机中制造100%纤维素的纸带。在单独的工序中，使用和 示例1中一样的浸透剂对该纸进行浸透处理，但不同之处在于借助于辊筒涂抹的方式将浸 透剂单面涂抹到纸的过滤面上。烘干后，所述纸的单位面积质量为221 g/m2,厚度为0.49 mm，透气度为9 l/m2s，孔隙率为70%，树脂含量为10%。所述粘合剂渗入纸中的渗透深度为 纸厚度的60%。对该过滤材料确定其按照ISO 19438的4 Mm颗粒物初始分离度、按照ISO 19438的容尘量，以及按照ISO 16332的水分离度。试验结果如表2所示。
[0044] 表 2
【主权项】
1. 一种尤其用于液体过滤的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料仅在一面上以某种 方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘合剂，其中所述干燥后的粘合剂占 所述过滤材料总重的比例为0. 5-50wt%。2. 根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于，所述粘合剂从所述过滤材料的浸透 处理面到所述相对面的穿透厚度至少为所述过滤材料的厚度的一半，最大为四分之三。3. 根据权利要求1或2所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料具有至少一选自由 湿法无纺布、干法无纺布、织物和泡沫构成之群的材料。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的单位面 积质量为 50g/m2 - 400g/m2。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的厚度为 0?Imm- 0? 2mm〇6. 根据权利要求1至5中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的透气度 为Il/m2s- 1500l/m2s。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的孔隙率 为 50%-90%。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的未经浸 透处理的面与熔喷无纺布的过滤面相连。9. 根据上述权利要求中任一项所述的过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的浸透处 理面与借助砑光机进行压实处理的熔喷无纺布相连。10. -种过滤元件，包含根据上述权利要求中任一项所述的过滤材料。11. 一种根据权利要求1至9中任一项所述的过滤材料在液体过滤方面的应用，其中所 述液体从所述未经浸透处理的面流入所述过滤材料。12. 根据权利要求11所述的应用，其中所述液体含有不能溶入其中的固体，或者所述 液体含有两种不可相互混合的液体。13. -种用于分离两种不可相互混合的液体的方法，其中所述液体被以某种方式导引 通过根据权利要求1至9中任一项所述的过滤材料，从而使所述液体从所述过滤材料的未 经浸透处理的面流向浸透处理面。
【专利摘要】本发明涉及一种尤其用于液体过滤的过滤材料，其中所述过滤材料仅在一面上以某种方式使用粘合剂进行浸透处理，使得所述相对面不含粘合剂，且所述干燥后的粘合剂占所述过滤材料总重的比例为0.5-50 wt%。采用本发明的过滤材料后，在较长使用寿命的情况下实现了较高的分离度。本发明还涉及一种包含所述本发明的过滤材料的过滤元件。本发明还涉及本发明的过滤材料在液体过滤方面的应用，以及一种用于分离两种不可相互混合的液体的方法，其中所述液体被导引通过本发明的过滤材料。
【IPC分类】B01D39/16, B01D39/18
【公开号】CN104902980
【申请号】CN201380055305
【发明人】安德里亚斯·德梅尔, 克里斯托夫·开普勒, 克里斯托夫·哈林吉尔
【申请人】尼纳格斯纳股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年10月17日
【公告号】CA2887357A1, DE102012219409A1, EP2911765A1, US20150283487, WO2014063988A1
最新回复(0)