(57)【要約】  本発明は特に液体を濾過するためのフィルタ材料に関する。フィルタ材料は片側のみバインダで含浸され、反対側はバインダフリーであり、乾燥したバインダの量はフィルタ材料の総重量の０．５から５０重量％である。本発明に係るフィルタ材料を使用することで、長い耐用期間を維持しつつ、高い分離度が達成される。さらに本発明は本発明に係るフィルタ材料を備えたフィルタ素子に関する。本発明の更なる態様は、液体を濾過するための本発明に係るフィルタ材料の使用、及び、二つの非混和性液体を分離する方法であって、該液体が本発明に係るフィルタ材料を通って導かれる方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に液体を濾過するためのフィルタ材料であって、反対側がバインダフリーであるように前記フィルタ材料が片側のみバインダで含浸され、乾燥された前記バインダの割合が前記フィルタ材料の総重量の０．５から５０重量％であることを特徴とするフィルタ材料。
【請求項２】
前記バインダが、前記フィルタ材料の含浸された側から反対側へと、前記フィルタ材料の厚さの少なくとも半分かつ最大４分の３を貫通することを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ材料。
【請求項３】
前記フィルタ材料が、湿式不織布、乾式不織布、織物、及び発泡体からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルタ材料。
【請求項４】
５０ｇ／ｍ２から４００ｇ／ｍ２の坪量を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項５】
０．１ｍｍから２．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項６】
１ｌ／ｍ２ｓから１５００ｌ／ｍ２ｓの空気透過性を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項７】
５０％から９０％の空隙率を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項８】
非含浸側において前記フィルタ材料が、メルトブロー不織布のワイヤ側に接続されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項９】
含浸側において前記フィルタ材料が、カレンダーによって圧縮されたメルトブロー不織布に接続されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルタ材料。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ材料を備えるフィルタ素子。
【請求項１１】
液体を濾過するための、請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ材料の使用であって、前記液体は前記フィルタ材料に対して非含浸側から流れる使用。
【請求項１２】
前記液体が、その中に可溶でない固体材料を含む、または二つの非混和性の液体を含む、請求項１１に記載の使用。
【請求項１３】
二つの非混和性の液体を分離するための方法であって、前記液体がフィルタ材料の非含浸側から含浸側へと流れるように、前記液体が請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ材料を通って導かれる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体から液体及び固体不純物を分離するための耐用期間が改善したフィルタ材料、このフィルタ材料を備えるフィルタ素子、液体を濾過するための該フィルタ材料の使用、並びに二つの非混和性の液体を分離するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
濾過の多くの領域において、濾過された液体の純度に関する要求が一層厳しくなっている。これは、例えば内燃機関用の燃料、潤滑油、または油圧油等の工業用に用いられる液体と同様に、食料品、医療または医薬品用途の分野の液体の両方に対して適用される。例えば、内燃機関用のディーゼル燃料の濾過においては、４μｍの大きさを有する粒子についてのＩＳＯ  １９４３８に従った分離効率に関する要求は、過去１５年間で５０％から９６％へと増加し、将来的には９９％以上になるだろう。従って、使用されるフィルタ材料の分離効率を継続的に増加させるために、これまで多くの努力が行われてきた。残念ながら、大抵の場合、分離効率及び耐用期間は、互いに対向して進み、つまり、分離効率が高まるにつれて、ダスト蓄積容量と、従って耐用期間が悪化し、その逆も成り立つ。少なくとも同じレベルで、耐用期間を維持し、従って高い分離効率のフィルタ素子の寿命を維持する一つの可能性は、フィルタ表面を増やすことである。しかし、これは必然的にフィルタ素子全体を増加させ、スペースの理由によって多くの場合好ましくない。
【０００３】
高性能フィルタ媒体の耐用期間を向上させる別の可能性は、プレフィルタプライ（ｐｒｅｆｉｌｔｅｒ  ｐｌｙ）を使用することである。プレフィルタプライは、フィルタ材料の流入側に位置し、高性能のフィルタプライよりも非常に大きな孔を有する。例えば特許文献１は、そのような勾配フィルタを記述している。長い耐用期間と同時の、高い分離効率についての要求が高まるにつれて、これらの要求に応えるために、より調整されたフィルタプライが必要とされる。しかしながら、各追加的なプライはフィルタ材料全体の厚さ及びコストを増やす。
【０００４】
フィルタ材料を片側にのみ含浸させることによって、含浸されたフィルタ材料は、一貫した厚さで耐用期間を延ばす可能性を提供する。非含浸の側では、繊維は含浸剤とは結合せず、従って繊維はその開孔構造を維持し、一方で含浸された側の孔は含浸剤によって小さくなる。従って、フィルタ材料の厚さにわたって勾配が形成され、それにより、常に液体が非含浸側に対して流れている状態で、長い耐用期間と高分離効率とを組み合わせる。使用される繊維及び含浸剤の適切な選択によって、片側が含浸されたフィルタ材料は、追加的に、非混和性の二つの液体を分離するのに使用され得る。そのような液体混合物の例は、水で汚染された燃料である。燃料中の水は分散相であり、燃料は連続相である。細かく分散した水滴が親水性の非含浸の繊維に衝突した場合、水滴はそこに保持される。新たな水滴が連続的に繊維上の水滴と一体化して、経時的に水滴は大きくなる。最終的に水滴は静水圧によって引き剥がされ、水滴はフィルタ材料の、含浸された疎水性の側を通じて圧縮される。清浄な側では、水滴の大きな密度及び重力によって、水滴はフィルタ材料の含浸された表面に沿って下方へと流れ、収集チャンバに集められて分離される。この効果によって、水の分離原理は、汚れ側上の水分離器からコアレッサ媒体へと変化した。
【０００５】
特許文献２は、片側が含浸され、含浸剤が、紙の厚さの最大約１／３まで紙を貫通する、ろ紙を開示している。紙全体が熱硬化性樹脂でプレ含浸される。
【０００６】
特許文献３は、片側のみ含浸されているが、含浸剤が紙の厚み全体を貫通している、ろ紙を開示している。含浸剤の粘度と、含浸剤を紙へと押し付ける圧力とを適切に選択することで、含浸剤の大半が含浸側に残り、反対側に貫通する含浸剤がほとんどないことが達成される。
Ｉｎ特許文献４は、二度含浸される、１００％コットンリンターからなる、ろ紙が開示されている。第一に、両側に樹脂が適用され、その後、ろ紙は最大でろ紙の厚さの半分まで、別の樹脂で片側が含浸される。含浸は、厚み全体にわたって孔の大きさが大きく変化しないように実行される。従って、このろ紙はバインダフリーの側を有しない。
【０００７】
特許文献５は、少なくとも７０％がセルロースからなり、片側が含浸されたフィルタ材料を記述する。このフィルタ材料について、パターンの形態で含浸を適用する。このパターンは、含浸剤を有する表面と、含浸剤がない表面とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００１１５１２号明細書
【特許文献２】米国特許第３０９６２３０号明細書
【特許文献３】米国特許第３１０６５２８号明細書
【特許文献４】米国特許第３１１６２４５号明細書
【特許文献５】米国特許第４１１９５４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
高い分離効率及び長い耐用期間についての厳しい要求を満たす、特に液体を濾過するためのフィルタ材料であって、同時に非混和性の液体を分離するのにも使用可能なフィルタ材料へのニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、特に液体を濾過するのに適し、反対側がバインダフリーであるように片側のみバインダで含浸され、乾燥バインダの割合がフィルタ材料の総重量の０．５〜５０重量％であるフィルタ材料によって、この目的が解決される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るフィルタ材料は、好ましくは、湿式不織布、乾式不織布、織物（ｆａｂｒｉｃｓ）、及び発泡体（ｆｏａｍｓ）からなる群から選択される、少なくとも１つの材料を含む。
【００１２】
乾式不織布は、特に、乾式繊維不織布、メルトブロー不織布、及びスパンボンド不織布として理解されるべきである。
【００１３】
乾式繊維不織布は有限の長さを有する繊維からなる。天然繊維及び合成繊維はともに、乾式繊維不織布の生産に使用され得る。天然繊維の例はセルロース、ウール、コットン、及び亜麻である。例えば合成繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維及びポリフェニレンサルファイド繊維である。該繊維はストレートでも波形を付けられても使用できる。乾式ステープル繊維不織布はエアレイド繊維不織布でもよい。固化のために、乾式繊維不織布は、他の繊維の融解温度よりも低い温度で、その全体若しくは一部が溶かされた、不織布を固化する、一成分または多成分の融解結合繊維を含むことができる。乾式繊維不織布の生産は、Ｗ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ、Ｈ．Ｆｕｃｈｓ、Ｗ．Ｋｉｔｔｅｌｍａｎｎ著、「Ｖｌｉｅｓｓｔｏｆｆｅ」、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ（２０００年）に記載されているような従来技術に従って実行することができる。乾式繊維不織布は既述の一成分または多成分の融解結合繊維によって固化され得る。さらに固化の可能性は例えば、ニードリング、ウォータージェットニードリング若しくはソーキング、または不織布に液体バインダをスプレーした後に乾燥させることである。
【００１４】
メルトブロー不織布はポリマーフィラメントからなる。本発明に係るフィルタ材料用のメルトブロー不織布の生産のために、例えばＶａｎ  Ａ．Ｗｅｎｔｅ著、「Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ」、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．４８、１３４２頁から１３４６頁に記述されるように、専門家に知られているメルトブロー工程が使用される。適切なポリマーは、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、及びポリオレフィンである。典型的な繊維直径は好ましくは０．５から１０μｍであり、特に好ましくは０．５から３μｍである。要求次第で、例えば親水化剤、撥水剤、結晶化促進剤または染料などの添加剤がポリマーと混合され得る。要求次第で、メルトプロ―不織布の表面は、例えばコロナ処理またはプラズマ処理などの表面処理工程によって、その特性を変えることができる。さらに、メルトブロー不織布は、必要であればカレンダーを用いて圧縮され得る。
【００１５】
スパンボンド不織布もポリマーフィラメントからなるが、その繊維直径は、多くの場合メルトブロー繊維の直径よりも非常に大きい。スパンボンド不織布は、例えば米国特許第４，３４０，５６３号、米国特許第３，８０２，８１７号、米国特許第３，８５５，０４６号、及び米国特許第３，６９２，６１８号の明細書に開示されているような、専門家に知られたスパンボンド不織布工程に従って生産される。スパンボンド不織布工程に適したポリマーは、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、及びポリオレフィンである。
【００１６】
発泡体は全て有機ポリマーの連続気泡発泡体として理解されるべきである。その連続気泡構造によって、発泡体は通気性であり、様々な濾過タスクに適している。適切な発泡体の生産は、例えば、米国特許第３，１７１，８２０号、独国特許第１５０４５５１号、独国特許第６０１４３５号、及び英国特許第１１１１９２８号の明細書に開示されている。
【００１７】
本発明の意味における湿式不織布または紙は、専門家に知られている、ろ紙を製造するための湿式工程を用いて作られ得る、全ての不織布である。本発明に係るフィルタ材料用の紙は、天然の、合成の、無機の繊維またはこれらの混合物からなることが好ましい。天然繊維の例は、セルロース、コットン、ウール及び麻であり、使用されたセルロース材料は、木材フリー並びに／または針葉樹及び／若しくは広葉樹の木材含有セルロース、再生セルロース、及びフィブリル化セルロースである。例えば無機繊維は、ガラス繊維、バサルト繊維、石英繊維、及び金属繊維である。例えば、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、各成分の融点が異なる多成分繊維、ポリアミド繊維、及びポリアクリロニトリル繊維が合成繊維として適している。合成繊維のタイターは典型的には０．１ｄｔｅｘから８．０ｄｔｅｘであり、特に好ましくは０．５ｄｔｅｘから５ｄｔｅｘであり、切断の長さは典型的には３ｍｍから２０ｍｍであり、特に好ましくは４ｍｍから１２ｍｍである。本発明に係るフィルタ材料用の紙は、天然、合成、または無機繊維１００％からなることができるが、これらの繊維種の任意の混合物も可能である。当業者はその知識と経験により、要求される紙の特性に応じた正しい組成を具体的に選択する方法が分かる。紙プライは、それに適したヘッドボックスを有する製紙機械中で生成されかつ一緒にされる複数の層からなってもよく、または、別の作業ステップで互いに接続される独立したペーパーウェブからなってもよい。個々の層の特性は別々に構成され得る。
【００１８】
液体を濾過するためのフィルタ材料は通常バインダで含浸されている。バインダは含浸によってフィルタ材料に適用され、フィルタ材料の少なくとも一部を貫通する。フィルタ材料の含浸された表面は、特に液体に対して透過性を維持する。含浸によって、フィルタ材料に高い剛性と、例えば高温のエンジン油、作動油、燃料、酸、及びアルカリ液などの攻撃的な液体に対する高い耐性とを与える。フィルタ材料の大半が更なる加工ステップで折り畳まれるので、高い剛性が必須である。硬いフィルタ材料は折り畳みやすく、ひだは高流量かつ高温においても濾過圧を耐える。
【００１９】
フィルタ材料は通常、例えば浸漬容器中で、バインダで完全に含浸され、その後、乾燥される。完全な含浸は、全ての繊維が互いにしっかりと接続され、バインダで覆われるという利点がある。それにより繊維及び従ってフィルタ材料も、攻撃的な液体の攻撃に対して保護される。適切なバインダを選択することで最適な剛性が達成され得る。
【００２０】
しかし個々の繊維間の隙間を充填することによって、バインダはフィルタ材料中の孔のサイズを小さくもする。これにより分離効率が向上するが、空気の透過性及び特に耐用期間、従ってフィルタ材料の寿命も同時に減少する。本発明に係るフィルタ材料では、片側のみがバインダで含浸され、反対側はバインダフリーである。この片側は、例えば、ドット、直線、曲線、交差線、長方形、菱形、三角形、もしくは全表面にわたることを意味する全体等の、例えば任意の幾何学的形状を有するパターンで部分的に含浸されてもよく、全体が含浸されることが好ましい。含浸された側は、バインダが適用されたフィルタ材料の表面によって制限されるフィルタ材料の一部と理解される。反対側は、含浸された側の表面の反対側であり、バインダを含まない表面によって制限される、ろ紙の一部を示す。本発明に係るフィルタ材料は好ましくは広大（ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）であり（つまり、幅広ではあるが厚くない表面を採用する）、フィルタ材料は、特に好ましくは互いに平行に配置された二つの対面を有することを意味する。例えばローラ塗布またはスプレー法によって片側に含浸を適用することで、完全に含浸されたフィルタ材料と同一の剛性及び同一の分離効率が達成されるが、耐用期間は非常に長くなり、非含浸のフィルタ材料に相当する。この効果を達成するために、液体は、片側が含浸されたフィルタ材料の、非含浸側に対して流れなければならない。
【００２１】
本発明に係るフィルタ材料の坪量（単位面積当たりの重量）は、好ましくは５０ｇ／ｍ２から４００ｇ／ｍ２であり、特に好ましくは１００ｇ／ｍ２から３００ｇ／ｍ２である。本発明に係るフィルタ材料の厚さは、好ましくは０．１ｍｍから２．０ｍｍであり、特に好ましくは０．５ｍｍから１．５ｍｍである。本発明に係るフィルタ材料の厚さは、バインダが適用される表面と、その反対表面との間の距離に関連する。本発明に係るフィルタ材料は、好ましくは１ｌ／ｍ２ｓから１５００ｌ／ｍ２ｓの空気透過性を有し、特に好ましくは５ｌ／ｍ２ｓから８００ｌ／ｍ２ｓの空気透過性を有する。本発明に係るフィルタ材料の空隙率は好ましくは５０％から９０％であり、特に好ましくは６０％から８０％である。空隙率はフィルタ媒体の実際の密度と、使用される繊維の平均密度との間の割合に関連する。本発明に係るフィルタ材料は、好ましくは樹脂量が０．５％から５０％であり、特に好ましくは５％から２０％である。本発明に係るフィルタ材料は、好ましくは分離効率が、ＩＳＯ  １９４３８に従って、４μｍ粒子について少なくとも５０％であり、特に好ましくは少なくとも８０％であり、ＩＳＯ  １９４３８に従った耐用期間が少なくとも１．０ｇであり、特に好ましくは１．５ｇである。本発明に係るフィルタ材料中に４．５ｍｌ／（ｃｍ２＊ｍｉｎ）の流入量でＩＳＯ  １９３３２に従う水分離は、好ましくは少なくとも３０％であり、特に好ましくは少なくとも４０％である。
【００２２】
坪量が５０ｇ／ｍ２から４００ｇ／ｍ２であり、好ましくは１００ｇ／ｍ２から３００ｇ／ｍ２であり、厚さが０．１ｍｍから２．０ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍから１．５ｍｍであり、空気透過性が１ｌ／ｍ２ｓから１５００ｌ／ｍ２ｓであり、好ましくは５ｌ／ｍ２ｓから８００ｌ／ｍ２ｓであり、空隙率が５０％から９０％であり、好ましくは６０％から８０％であり、樹脂量が０．５％から５０％であり、好ましくは５％から２０％である、片側が含浸されたフィルタ材料が特に好ましいことが判明した。このように構成されたフィルタ材料により、ＩＳＯ  １９４３４に従う耐用期間は、プレフィルタとしてメルトブロー不織布を伴う比較可能な完全に含浸されたフィルタ材料に比べて、非常に長くなる。この効果は予想外であった。従来技術による片側が含浸された紙は非常に高い空気透過性及び厚さを有し、耐用期間及び水分離の観点からは、せいぜい、プレフィルタとしてメルトブロー不織布を有する比較可能な完全に含浸されたフィルタ材料と同等である。
【００２３】
本発明に係るフィルタ材料が二つの非混和性の液体の液体混合物を分離するのに使用される場合、繊維の疎水性及び親水性並びに含浸剤を選択することで、液体混合物の分散層の液滴が好ましく回収され、繊維上で増大し、一方で、含浸が連続相の容易な流れを保証し、同時に分離層の液滴の流れをより困難にするように構成される。従って繊維及び含浸は、その親水性及び疎水性について相違する。親水性繊維の例はセルロース繊維、コットン繊維、ポリアミド繊維、及び親水性に被覆された繊維である。例えば疎水性繊維は、ポリオレフィン繊維、テフロン（登録商標）繊維、及び疎水性に被覆された繊維である。
【００２４】
非混和性液体は、均一な混合物または溶液を形成せず、二相の混合物である液体と理解され、例えば油と水などである。本発明の意味においては、二つの非混和性液体は、室温（２０℃）において、二つの非混和性液体１００重量％に対して、一つの液体の最大１０重量％、好ましくは最大１重量％が、それぞれの他の液体に溶かされていることを特徴とする。
【００２５】
例えば適切なバインダはアルコール溶液からの、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂であるが、例えばアクリレート、スチレン−ブタジエン、ポリ酢酸ビニル、フェノール樹脂またはポリ塩化ビニルの水性分散液も適切である。バインダの更なる可能な種類は、例えばポリビニルアルコール、メラミン樹脂、または尿素樹脂の水溶液である。液体バインダと共に、熱可塑性ポリマーの、固体で粉末状バインダもまた使用され得る。
【００２６】
要求次第で、様々な添加物をバインダに混合することができ、添加材は例えば親水化剤、撥水剤、難燃剤、または染料等である。
【００２７】
フィルタ材料が密な側とより粗い側（ｏｐｅｎ  ｓｉｄｅ）とを有する場合には、密な側に含浸が適用されることが好ましい。密な側は、平均の孔の大きさが小さい点でより粗い側と異なり、密な側の平均の孔の大きさは、より粗い側の孔の大きさよりも、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくとも１０％、特に好ましくは少なくとも２０％小さい。
【００２８】
バインダの適用は、例えば、バインダ溶液の粘度によって、または工程パラメータの適切な調節によって、バインダがフィルタ材料の含浸表面から反対側に、好ましくはその厚みの少なくとも半分、しかし最大で厚さの４分の３、特に好ましくは厚さの３分の２から４分の３の間で貫通するように制御される。反対側は本質的にバインダフリーのままである。例えば含浸の適切な方法は、ローラ塗布またはスプレー法である。ローラ塗布において、バインダの貫通深さを制御できる工程パラメータは、例えば塗布ローラ上のバインダの膜厚、バインダの粘度、及び同様にバインダの固形分である。塗布が二つのローラからなる場合には、例えばバインダを、例えば槽（ｔｕｂ）などの貯蔵容器から取り、塗布ローラへと移送するディップローラ、及びバインダをフィルタ材料に塗布する塗布ローラ、二つのローラの差速及びローラ間のギャップによって、適切な膜厚が調整され得る。スプレー法においては、つまりスプレー塗布では、貫通深さを制御するのに用いられる工程パラメータは、例えば、バインダの粘度、バインダの固形分、スプレーノズルの直径、及び単位時間あたりにスプレーされるバインダの量である。上述のパラメータと同様に、バインダの特定の貫通深さを達成するための、パラメータの正確で有利な調整は当業者に知られている。バインダのフィルタ材料中への貫通深さの評価は、フィルタ材料の断面での反射光顕微鏡によって実施される。紙の総重量の乾燥バインダの割合は、０．５から５０重量％であり、好ましくは５から２０重量％である。本発明の意味において、乾燥バインダの割合は、循環式乾燥キャビネット内で、１００℃で３０分間乾燥されたフィルタ材料中のバインダの割合に関連する。
【００２９】
本発明に係るフィルタ材料の好ましい実施形態は、密な側を意味するワイヤ側上にバインダが含浸された、天然繊維、合成繊維、無機繊維またはそれらの混合物からなる紙であり、バインダが紙の厚さの約３分の２を貫通し、反対側の繊維がバインダフリーのままである。このフィルタ材料は以下の好ましい特性を有する：坪量が５０ｇ／ｍ２から４００ｇ／ｍ２であり、特に好ましくは１００ｇ／ｍ２から３００ｇ／ｍ２であり、厚さが０．１ｍｍから２．０ｍｍであり、特に好ましくは０．５ｍｍから１．５ｍｍであり、空気透過性が１ｌ／ｍ２ｓから１５００ｌ／ｍ２ｓであり、特に好ましくは５ｌ／ｍ２ｓから８００ｌ／ｍ２ｓであり、空隙率が５０％から９０％であり、特に好ましくは６０％から８０％であり、樹脂量が０．５％から５０％であり、特に好ましくは５％から２０％であり、ＩＳＯ  １９４３８に従った４μｍ粒子について分離効率が少なくとも５０％であり、特に好ましくは少なくとも８０％であり、ＩＳＯ  １９４３８に従った耐用期間が少なくとも１．０ｇであり、特に好ましくは１．５ｇであり、４．５ｍｌ／（ｃｍ２＊ｍｉｎ）の流入量でＩＳＯ  １９３３２に従う水分離が少なくとも３０％であり、特に好ましくは少なくとも４０％である。
【００３０】
本発明の範囲内において、本発明に係るフィルタ材料が複数のプライまたは層からなることは容易に可能である。更に、他の材料の一つまたは複数のプライが、本発明に係るフィルタ材料の前及び／または後に提供されることもできる。
【００３１】
本発明に係るフィルタ材料の更なる好ましい実施形態は、紙とメルトブロー不織布との組み合わせであり、密な側を有するメルトブロー不織布が紙の非含浸側に位置する。紙は天然繊維、合成繊維、無機繊維またはそれらの混合物からなり、密な側を意味するワイヤ側にバインダが含浸され、バインダが紙の厚さの約３分の２を貫通し、反対側の繊維はバインダフリーのままである。紙は以下の特性を有することができる：坪量が５０ｇ／ｍ２から４００ｇ／ｍ２であり、好ましくは１００ｇ／ｍ２から３００ｇ／ｍ２であり、厚さが０．１ｍｍから２．０ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍから１．５ｍｍであり、空気透過性が１ｌ／ｍ２ｓから１５００ｌ／ｍ２ｓであり、好ましくは５ｌ／ｍ２ｓから８００ｌ／ｍ２ｓであり、空隙率が５０％から９０％であり、好ましくは６０％から８０％であり、樹脂量が０．５％から５０％であり、好ましくは５％から２０％である。メルトブロー不織布は、坪量が１０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２であり、好ましくは２０ｇ／ｍ２から１２０ｇ／ｍ２であり、厚さが０．０５ｍｍから１．５ｍｍであり、好ましくは０．１ｍｍから１．０ｍｍであり、空気透過性が５ｌ／ｍ２ｓから４０００ｌ／ｍ２ｓであり、好ましくは１００ｌ／ｍ２ｓから５００ｌ／ｍ２ｓであってよい。紙とメルトブロー不織布とを備える、この実施形態に係るフィルタ材料全体は、好ましくは以下の特性を有する：坪量が６０ｇ／ｍ２から６００ｇ／ｍ２であり、特に好ましくは１２０ｇ／ｍ２から４２０ｇ／ｍ２であり、厚さが０．１５ｍｍから３．５ｍｍであり、特に好ましくは０．６ｍｍから２．５ｍｍであり、空気透過性が１ｌ／ｍ２ｓから１１００ｌ／ｍ２ｓであり、特に好ましくは５ｌ／ｍ２ｓから３００ｌ／ｍ２ｓであり、樹脂量が５％から５０％であり、特に好ましくは５％から２０％であり、ＩＳＯ  １９４３８に従った４μｍ粒子について分離効率が少なくとも５０％であり、特に好ましくは少なくとも８０％であり、ＩＳＯ  １９４３８に従った耐用期間が少なくとも１．０ｇであり、特に好ましくは１．５ｇである。
【００３２】
本発明に係るフィルタ材料の個々のプライは、接着剤によって、溶接接合によって、またはそれらの組み合わせによって接続されることができる。
【００３３】
有利な接着剤は軟化点が２００℃以上である。本発明に係るフィルタ材料は、最大１５０℃の温度かつ高静水圧で用いられるのに適していることが好ましい。この用途に適した接着剤は、ポリウレタン接着剤、ポリアミド接着剤またはポリエステル接着剤である。湿気で架橋したポリウレタン接着剤が特に好ましい。接着剤は、粉末として、または融解された際に、彫刻ローラまたはスプレーノズルによって適用され得る。接着剤の適用重量は、典型的には５から２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５から１０ｇ／ｍ２である。
【００３４】
溶接接合は、超音波システム及び熱カレンダーの両方によって実行され得る。溶接されるプライのポリマーは融解され、その表面全体にわたって、または一部の領域で溶接される。一部の領域における溶接接合は、例えばドット、直線、曲線、菱形、三角形など任意の幾何学的形状を有し得る。一部の領域における溶接接合の表面は、有利に、本発明に係るフィルタ材料の全表面の最大１０％である。
【００３５】
接着及び溶接は自由に組み合わせることができる。
【００３６】
本発明に係るフィルタ材料は、液体を非含浸の側からフィルタ材料に対して流しながら液体を濾過するのに使用することができ、つまり液体はフィルタ材料を通って非含浸側から含浸側へと導かれる。液体は、その中に可溶でない固体材料を含み得る。好ましくは、液体は二つの非混和性の液体である。
【００３７】
二つの非混和性液体を分離するための本発明に係る方法では、液体は本発明に係るフィルタ材料を通って導かれ、液体はフィルタ材料の非含浸側から含浸側へと流れる。
【００３８】
［試験方法］
坪量：ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５３６による。
厚さ：ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５３４による。
空気透過性：圧力差２００ＰａにおけるＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ９２３７による。
４μｍ粒子の初期分離効率及びダスト蓄積容量：試料表面２００ｃｍ２、流入濃度１００ｍｇ／ｌ、及び体積流量０．７１ｌ／ｍｉｎでのＩＳＯ  １９４３８による。０．７ｂａｒの差圧の増加で試験を終了した。
水分離：２２５ｃｍ２の表面を有する平坦な試料上で測定された、表１に記載された試験条件でのＩＳＯ  １６３３２による。試料は、液体がその表面と垂直に流れるように留められた。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
空隙率はフィルタ媒体の実際の密度及び使用される繊維の平均密度に基づいて、以下の式に従って計算される：
【００４１】
空隙率＝（１−フィルタ媒体の密度［ｇ／ｃｍ３］／繊維の密度［ｇ／ｃｍ３］）×１００％
【００４２】
紙内の含浸剤の割合は以下の式を用いて計算される。
【００４３】
含浸剤の割合（％）＝（ＦＭ含浸剤／ＦＭ紙）×１００％
【００４４】
ここでＦＭ含浸剤は、紙１ｍ２当たりの乾燥された含浸剤の質量であり、
ＦＭ紙は、含浸された紙の坪量であり、
紙は含浸剤の割合を決定する前に、１００℃で３０分間、循環式乾燥キャビネット内で乾燥される。
【００４５】
［実施例］
［実施例１（比較例）］
一般的に知られた製紙方法に従い、セルロース１００％からなるペーパーウェブが製紙機械内で製造された。別の作業ステップで、この紙はメタノール性フェノール樹脂溶液でその全体が完全に含浸され、乾燥させた。紙はＮＥＥＮＡＨ  Ｇｅｓｓｎｅｒ  ＧｍｂＨ社（ブルックミューレ、ドイツ）からＫ１３ｉ１５ＳＧで指定されて入手可能であり、２３５ｇ／ｍ２の坪量、０．５５ｍｍの厚さ、７２％の空隙率、８ｌ／ｍ２ｓの空気透過性、及び１５重量％の樹脂量を有する。
【００４６】
このフィルタ材料を用いて、ＩＳＯ  １９４３８による４μｍ粒子についての初期分離効率、ＩＳＯ  １９４３８によるダスト蓄積容量、及びＩＳＯ  １６３３２による水分離が決定された。表２に結果を示す。
【００４７】
［実施例２（発明）］
一般的に知られる製紙方法に従って、セルロース１００％のペーパーウェブが製紙機械内で製造された。別の作業ステップで、今回は含浸剤が、ローラ塗布によって片側のみに、即ち紙のワイヤ側に、適用されたことを唯一の相違点として、実施例１と同じ含浸剤で紙を含浸した。乾燥後、紙は、２２１ｇ／ｍ２の坪量、０．４９ｍｍの厚さ、９ｌ／ｍ２ｓの空気透過性、７０％の空隙率、そして１０％の樹脂量を有した。バインダの紙内への貫通深さは、紙の厚さの６０％であった。このフィルタ材料を用いて、ＩＳＯ  １９４３８による４μｍ粒子についての初期分離効率、ＩＳＯ  １９４３８によるダスト蓄積容量、及びＩＳＯ  １６３３２による水分離が決定された。結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
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【国際調査報告】
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