DE112013005087T5

DE112013005087T5 - Verbund-Filtermedium unter Verwendung von Bikomponentenfasern

Info

Publication number: DE112013005087T5
Application number: DE112013005087.0T
Authority: DE
Inventors: William C. Haberkamp; Kyle Ellison; Barry Mark Verdegan; Eric A. Janikowski; Christopher E. Holm
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-07-02
Also published as: US10391434B2; US20180326335A1; US20200009486A1; CN104718012A; BR112015006651A2; RU2602887C1; US10058808B2; WO2014065906A1; US20140110354A1; CN104718012B

Abstract

Offenbart werden Verbundmedien, die bei Koaleszenzelementen, Koaleszenzeinsätzen, Koaleszenzsystemen und Koaleszenzverfahren verwendet werden können. Das offenbarte Medium ist normalerweise ein Verbund- oder Laminatmaterial, das durch Verbinden von benachbarten Schichten aus Medienmaterial hergestellt wird, das Bikomponentenfasern umfasst.

Description

Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung nimmt gemäß § 119(e) Band 35 U.S.C. (Amtliche Sammlung der US-Bundesgesetze) Bezug auf die provisorische US-Patentanmeldung Nr. 61/716 904, die am 22. Oktober 2012 eingereicht wurde und deren Inhalt in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme einen Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet.
Hintergrund
Der offenbarte Gegenstand betrifft Verbund-Filtermedien. Insbesondere betrifft der offenbarte Gegenstand Verbund-Filtermedien in Laminatform, die durch Verbinden von Schichten aus Medienmaterial hergestellt werden, das Bikomponentenfasern umfasst. Die Verbund-Filtermedien sind bei Anwendungen in der Industrie nützlich, bei denen eine lange Lebensdauer gefordert wird.
Es besteht ein Bedarf, das Wartungsintervall eines Filters zu verlängern, ohne die Filtergröße zu erhöhen, den Druckabfall des Filters zu erhöhen oder die Fähigkeit des Filters zu verringern, Verschmutzungen zu entfernen. Insbesondere sind Anforderungen an das Betriebsverhalten von Filtern bei Hochdruckfiltrationsanwendungen, beispielsweise bei der Filtration von Hydrauliköl und Kraftstoffen, hinsichtlich der Beseitigung von Partikeln extrem anspruchsvoll, wobei Wartungsintervalle bislang vorzugsweise mindestens 250 Stunden betragen, aber idealerweise größer als 500 Stunden, 1000 Stunden oder sogar noch länger sind. Um diesen Anforderungen hinsichtlich Druckabfall und Lebensdauer gerecht zu werden, werden speziell entwickelte Hochleistungs-Filtermedien benötigt. Die anspruchsvollen Anforderungen hinsichtlich Partikelbeseitigung und Lebensdauer bei einigen Filteranwendungen können mit bestehenden Filtermedien nicht erfüllt werden, und es sind verbesserte Filtermedien wünschenswert. Insbesondere sind verbesserte Verbundmedien und Verfahren zum Bilden von Verbundmedien wünschenswert.
Zusammenfassung
Offenbart werden Verbundmedien, die bei Koaleszenzelementen, Koaleszenzeinsätzen und Koaleszenzsystemen und -verfahren verwendet werden können. Die Verbundmedien werden normalerweise durch Verbinden von mindestens drei Schichten aus Medienmaterial aus einer vorgelagerten Richtung in eine nachgelagerte Richtung verbunden, d. h. Schicht A, wahlweise Schicht B, Schicht C und Schicht D. Die Schichten weisen normalerweise unterschiedliche Eigenschaften auf und sind so gestaltet, dass sie den Koaleszenzmedien erwünschte Eigenschaften verleihen. Normalerweise umfassen eine oder mehrere der Schichten Bikomponentenfasern. Die Bikomponentenfasern umfassen normalerweise unterschiedliche Polymermaterialien mit unterschiedlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Schmelztemperatur.
Bei einigen Ausführungsformen des offenbarten Verbundmediums umfasst mindestens eine der Schichten A, B und D Bikomponenten-Polymerfasern, die einen Kern und einen Mantel aufweisen, und die Schicht C umfasst Polymer-Nanofasermaterial. Das Polymermaterial des Mantels der Bikomponentenfasern kann einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Polymermaterial des Kerns aufweisen. Das Polymermaterial des Mantels der Bikomponentenfasern kann außerdem einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Polymer-Nanofasermaterial von Schicht C aufweisen. Das Verbund-Medienmaterial kann dann durch Verbinden des Polymer-Nanofasermaterials von Schicht C an die Bikomponentenfasern von mindestens einer der Schicht A, Schicht B und Schicht D mithilfe eines Verfahrens gebildet werden, das das Erwärmen des Mantelmaterials der Bikomponentenfasern und das Schmelzen des Mantelmaterials der Bikomponentenfasern an das Polymer-Nanofasermaterial von Schicht C aufweist.
Beispielhafte Eigenschaften der Schichten, die zur Herstellung der Verbundmedien verwendet werden, sind in Tabelle 1 offenbart. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Schicht A Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) einen nominellen mittleren Faserdurchmesser von über ca. 8, 9 oder 10 µm: (b) eine mittlere Porengröße von über ca. 10, 15, 20 oder 25 µm und (c) eine Permeabilität von über ca. 38 l/s (80 Kubikfuß/min). Wahlweise umfasst die Schicht A Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) eine Permeabilität von 38 bis 153 l/s (80 bis 325 Kubikfuß/min), (b) ein Basisgewicht von 20 bis 60 Gramm pro Quadratmeter und (c) eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm.
Die Schicht B ist optional. Bei einigen Ausführungsformen ist die Schicht B jedoch nicht optional, und die Schicht B umfasst Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) einen nominellen mittleren Faserdurchmesser von 1 bis 5 µm; (b) eine mittlere Porengröße von 5 bis 15 µm; (c) ein Basisgewicht von 15 bis 50 Gramm pro Quadratmeter (d) und eine Permeabilität von 12 bis 56 l/s (25 bis 55 Kubikfuß/min). Wahlweise umfasst die Schicht B Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) eine maximale Porengröße von ≤ 30 µm und (b) eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Schicht C Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) einen nominellen mittleren Faserdurchmesser von 0,1 bis 5, 0,1 bis 3 oder 0,1 bis 1 µm; (b) eine mittlere Porengröße von 0,1 bis 15 oder 0,2 bis 10 µm und (c) eine Permeabilität von 1 bis 26 l/s (3 bis 55 Kubikfuß/min). Die Schicht C kann Nanofasern mit einem nominellen mittleren Faserdurchmesser von weniger als 1 µm aufweisen und auch als Nanofaserschicht bezeichnet sein. Wahlweise umfasst die Schicht C Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) eine maximale Porengröße von ≤ 10 µm; (b) ein Basisgewicht von 8 bis 50 Gramm pro Quadratmeter (c) und eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Schicht D Polymermaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) einen nominellen mittleren Faserdurchmesser von über ca. 8, 9 oder 10 µm; (b) eine mittlere Porengröße von über ca. 10, 15, 20 oder 25 µm und (c) eine Permeabilität von über ca. 19 l/s (40 Kubikfuß/min). Wahlweise umfasst die Schicht D Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: (a) eine Permeabilität von 19 bis 94 l/s (40 bis 200 Kubikfuß/min); (b) ein Basisgewicht von 40 bis 200 Gramm pro Quadratmeter und (c) eine Dicke von 0,1 bis 0,56 mm.
Bei einigen Ausführungsformen weisen die Verbundmedien eine Permeabilität von weniger als ca. 19, 14, 9, 5 oder 2 l/s (40, 30, 20, 10 oder 5 Kubikfuß/min) auf. Vorzugsweise weisen die aus den mehreren Schichten gebildeten Verbundmedien eine Permeabilität von ca. 1 bis 19 l/s (3 bis 40 Kubikfuß/min) auf.
Das offenbarte Verbundmedium kann ferner als gefältelte Filtermedien ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das gefältelte Filtermedium überpackt sein, beispielsweise, wenn das Koaleszenzmedium eine Fältelungsdichte D von über ½ H aufweist, wobei H die Dichte des Koaleszenzmediums ist. Wenn die Verbundmedien gefältelt sind, können sie ferner so gestaltet sein, dass sie dem Zusammenfallen ihrer Fältelung widerstehen. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Schicht D Medienmaterialen, die texturiert sind und Rillen in einer Richtung umfassen, die nahezu rechtwinklig zu den Knicklinien der gefältelten Medien verläuft, um dem Zusammenfallen der Fältelung der Verbundmedien zu widerstehen.
Das offenbarte Verbundmedium kann bei Koaleszenzelementen genutzt werden, zum Beispiel bei Koaleszenzelementen, die so gestaltet sind, dass eine diskontinuierliche Flüssigphase aus einer kontinuierlichen Flüssigphase koalesziert wird. Bei einigen Ausführungsformen sind die Koaleszenzelemente für ein Verfahren zum Koaleszieren von Wasser in einem flüssigen Kohlenwasserstoff konfiguriert (z. B. Kohlenwasserstoffkraftstoff, Biodieselkraftstoff oder Schmieröl, Hydrauliköl oder Getriebeöl). Die Koaleszenzelemente können in Filtereinsätzen verwendet werden. Geeignete Koaleszenzelemente und Filtereinsätze, die die offenbarten gefältelten Koaleszenzmedien umfassen, sind in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2011/0168621, veröffentlicht am 14. Juli 2011, und in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2011/0168647 offenbart, veröffentlicht am 14. Juli 2011, deren Inhalt durch Bezugnahme einen Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Schema einer Ausführungsform von hierin vorgeschlagenen Hochleistungs-Verbundmedien.
2 zeigt beispielhafte Konfigurationen der Bikomponentenfasern, die in dem vorliegend offenbarten Verbundmedium genutzt werden.
3 zeigt in veranschaulichender Form Definitionen für Begriffe, die hierin zum Beschreiben einer gefältelten Form des vorliegend offenbarten Verbundmediums verwendet werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Ausführungsform von hierin vorgeschlagenen gefältelten Koaleszenzmedien. (A) Normale Fältelungsdichte, D< ½ H; und (B) überpackter Zustand, D > ½ H.
5 zeigt eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines Querschnitts einer Ausführungsform von hierin vorgeschlagenen Hochleistungs-Verbundfiltermedien, in der die Schichten und eine texturierte Rille auf der Austrittsseite der Schicht D dargestellt sind.
Ausführliche Beschreibung
Offenbart werden hierin Verbundmedien, die aus mehreren Schichten Medienmaterial gebildet sind. Die Medien können ferner anhand der folgenden Definitionen beschrieben werden.
Sofern nicht anderweitig angegeben oder aufgrund des Kontextes erkennbar, haben die Wörter „ein/eine“ und „der/die/das“ die Bedeutung von „ein/eine oder mehrere“ oder „mindestens ein/eine“. Beispielsweise ist die Wortgruppe „eine Schicht“ in der Bedeutung von „eine oder mehrere Schichten“ zu interpretieren.
Im hierin verwendeten Sinne sind die Wörter „ca.“, „ungefähr“, „im Wesentlichen“ und „erheblich“ für den Durchschnittsfachmann verständlich und in gewissem Umfang vom jeweiligen Kontext abhängig, in dem sie verwendet werden. Wenn der Begriff in Fällen verwendet wird, in denen dem Durchschnittsfachmann die Bedeutung unter Berücksichtigung des jeweiligen Kontextes nicht klar ist, bedeuten „ca.“ und „ungefähr“ plus oder minus ≤10 % des betreffenden Begriffs, und „im Wesentlichen“ und „erheblich“ bedeuten plus oder minus >10 % des betreffenden Begriffs.
Im hierin verwendeten Sinne haben die Begriffe „aufweisen“ und „aufweisend“ dieselbe Bedeutung wie die Begriffe „umfassen“ und „umfassend“.
Das vorliegend offenbarte Verbundmedium wird normalerweise aus mehreren Schichten verbundener Faserfiltermedien hergestellt. Die Faserfiltermedien umfassen normalerweise Polymerfasern (d. h. Synthetikfasern). 1 zeigt ein vereinfachtes Schema der Schichten, die zur Herstellung eines hierin vorgeschlagenen Verbundmediums genutzt werden. Das Verbundmedium kann aus mindestens 4 Schichten von Medienmaterial hergestellt werden, wie in 1 dargestellt (Schichten A, B, C und D), kann aber auch nur 3 Schichten von Medienmaterial aufweisen, wie nachfolgend beschrieben (Schichten A, C und D). Beispielhafte Eigenschaften jeder Schicht von Medienmaterial sind in Tabelle 1 angegeben. Die Schichten, die das Verbundmedium bilden, können mittels Prozessen verbunden werden, zu denen thermisches Verbinden (z. B. mittels Ultraschallverbinden, Heißkalandrieren, Bandkalandrieren, thermisches Durchluftverbinden und Verbinden mittels Strahlungswärme) und/oder chemisches Verbinden (z. B. mithilfe von Bindemitteln wie Butadiencopolymere, Acrylate und Vinylcopolymere) gehören.
Bei einigen Ausführungsformen ist das offenbarte Medium ein Laminatfiltermedium, das durch Binden von mindestens drei (3) Schichten von Medien hergestellt wurde, die auf eine höhere Lebensdauer als herkömmliche Verbund- oder Laminatfiltermedien ausgelegt sind, die vergleichbare Eigenschaften zur Beseitigung von Verschmutzungen aufweisen, ohne die Größe des entstehenden Filterelements zu erhöhen. Das Laminatfiltermedium kann aufweisen: (1) eine grobe, offene vorgelagerte Schicht mit einer größeren Polymerfaser, die die Verwendung einer gefältelten Form des Verbundmediums ermöglicht, wobei die Dichte der überpackten Fältelung nicht zu einer erheblichen Verschlechterung der Partikelbeseitigung oder der Lebensdauer führt; (2) optional eine oder mehrere engere Polymerschicht(en) mit feineren Fasern, die als Übergangsschicht(en) bei der Gradientenfiltration und zum Schutz der Filtrationsschicht vor Beschädigung durch Laminieren dient bzw. dienen; (3) eine Polymer-, Mikro- oder Nanofaserschicht, die bei einem geringen Druckabfall eine hohe Beseitigungswirkung bei feinen Partikeln bereitstellt; und (4) eine dünne, grobe, offene nachgelagerte Schicht mit größeren Polymerfasern, die einen relativ ungehinderten Durchfluss durch die Medien bei überpackter Fältelung ermöglicht, ohne zu einer erheblichen Verschlechterung bei der Beseitigung von Verschmutzungen und bei der Lebensdauer zu führen, und die vorgelagerten Schichten konstruktionstechnisch zu stützen.
Bei dem vorliegend offenbarten Filtermedium können die Schichten A, B und D das Verbinden aller Schichten des Mediums zu einem Verbund unterstützen und ermöglichen, sodass eine weitere Unterstützung (wie zum Beispiel ein Sieb, Zellulose oder ein anderes steiferes Material) nicht erforderlich ist. Die Schicht C ist in Sandwichform zwischen den Schichten B und D angeordnet oder zwischen den Schichten A und D, falls keine Schicht B vorhanden ist. Der Einschluss der optionalen Schicht B als Übergangsschicht mit feineren Fasern als bei Schicht A und gröberen Fasern als bei Schicht C ergibt Medien ohne erheblichen Verlust bei der Beseitigung von Verschmutzungen oder ohne erhebliche Änderung der maximalen Porengröße. Vorzugsweise kann der Faserdurchmesser von Schicht B ein Zwischenwert zwischen den Faserdurchmessern der Schichten A und C sein. Idealerweise kann der Faserdurchmesser von Schicht B zwischen dem 1,5-Fachen und 4-Fachen des Faserdurchmessers von Schicht C liegen und kleiner als der Faserdurchmesser von Schicht A sein. Wenn weitere Schichten zwischen A und C angeordnet sind, ist ein allmählicherer Übergang des Faserdurchmessers von A nach C vorgesehen, wobei jede aufeinanderfolgende Schicht einen kleineren Faserdurchmesser als ihre vorhergehende Schicht aufweist.
Wenn eine oder mehrere der Schichten des Medienmaterials zur Herstellung verwendet werden, umfasst das Verbundmedium normalerweise Bikomponentenfasern. Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff „Bikomponentenfasern“ Fasern, die durch Extrudieren zweier unterschiedlicher Polymere aus derselben Spinndüse gebildet werden, wobei beide Polymere im selben Faden enthalten sind. Die Begriffe „Konjugatfasern“ und „Bikomponentenfasern“ sind gegeneinander austauschbar. Die zur Herstellung des vorliegend offenbarten Verbundmediums verwendeten Bikomponentenfasern können beliebige geeignete Konfigurationen aufweisen, einschließlich und ohne darauf beschränkt zu sein, einer Konfiguration aus Kern und Mantel und einer Seite-an-Seite-Anordnung. (Siehe 2.)
Zu Polymermaterialien, die zum Herstellen von Bikomponentenfasern zur Verwendung in dem vorliegend offenbarten Verbundmedium geeignet sein können, können, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyester (z. B. Poly-(Ethylenterephthalat) („PET“), Poly-(Butylenterephthalat) („PBT“), Poly-(Trimethylenterephthalat) („PTT“), Poly-(Ethylennaphthalat) („PEN“), Poly-(Cyclohexylendimethylenterephthalat) („PCT“), polylaktische Säure), Polyamide (z. B. Poly-(Hexamethylenadipamid) („Nylon 6,6“) und Polycaprolactam („Nylon 6,6“), Copolyamide, Polyethylene (z. B. Hartpolyethylen (HDPE) und lineares Weichpolyethylen (LLDPE), Polypropylene, Polystyrene, Polyurethane und Polyoxymethylene (d. h. Acetal) gehören.
Die Bikomponentenfasern können zwei unterschiedliche Polymermaterialien mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen umfassen. Hinsichtlich der Schmelztemperatur (T) weisen Polymere normalerweise einen „Anfangsschmelzpunkt“ bzw. „T_omp“ und einen „Spitzenschmelzpunkt“ bzw. „T_pmp“ auf, die mithilfe der Differenzkalorimetrie bestimmt werden. Polymere weisen anders als Wassereis komplexe Schmelztemperaturen auf, und ein T_omp und ein T_pmp eines bestimmten Polymers kann innerhalb eines großen Temperaturbereichs liegen. Bei einigen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Polymermaterialien Anfangsschmelztemperaturen aufweisen, die sich um mindestens ca. 10, 20, 30, 40 oder 50 °C unterscheiden. Bei anderen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Polymermaterialien Anfangsschmelztemperaturen aufweisen, die sich um nicht mehr als ca. 60, 50, 40, 30 oder 20 °C unterscheiden. Bei weiteren Ausführungsformen können die unterschiedlichen Polymermaterialien Anfangsschmelztemperaturen aufweisen, die sich innerhalb eines Temperaturbereichs unterscheiden (z. B. 10 bis 60, 10 bis 50, 10 bis 40, 10 bis 30, 10 bis 20, 20 bis 60, 20 bis 50, 20 bis 40, 20 bis 30, 30 bis 60, 30 bis 50, 30 bis 40, 40 bis 60, 40 bis 50 oder 50 bis 60 °C. Die Schmelztemperaturen einiger Polymermaterialien, die zum Herstellen der hierin vorgeschlagenen Bikomponentenfasern geeignet sind, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen die unterschiedlichen Polymere Temperaturbereiche ihres T_omp aufweisen, kann der Unterschied des T_omp der beiden Polymere berechnet werden, indem der höchste Temperaturwert des T_omp eines Polymers genommen und dieser Temperaturwert vom niedrigsten Wert des T_omp des anderen Polymers abgezogen wird. Beispiel: die Bikomponentenfasern könnten aus PBT mit einem T_omp von 220 bis 230 °C und aus Nylon 6,6 mit einem T_omp von 245 bis 255 °C gebildet sein. In diesem Fall beträgt der höchste Wert für den T_omp von PCT 230 °C, und der niedrigste Wert für den T_omp von Nylon 6.6 beträgt 245 °C, sodass der Temperaturunterschied wie folgt berechnet werden kann: 245 – 230 = 15 °C. Dieselbe Berechnung kann durchgeführt werden, um den Temperaturunterschied zwischen zwei T_pmp-Werten zweier unterschiedlicher Polymere zu ermitteln, wobei die zwei unterschiedlichen Polymere Temperaturbereiche für ihre T_pmp-Werte aufweisen.
Bei dem offenbarten Verbundmedium können die Schichten A, B, C und/ oder D Bikomponenten-Polymerfasern umfassen und/oder aus diesen bestehen, die idealerweise durch Schmelzspinnen hergestellt wurden, um die hierin vorgeschlagenen entsprechenden Faserdurchmesser zu erreichen. Die Bikomponenten-Polymerfasern der Schichten A, B, C und/oder D erleichtern das Verbinden der Schichten, um das Verbund-Medienmaterial zu bilden. Bikomponenten-Polymerfasern wurden beschrieben (siehe z. B. WO2005059219A1 ) und umfassen normalerweise Fasern oder bestehen aus diesen, die im Querschnitt zwei oder mehr Komponenten aufweisen, zum Beispiel einen Kern und einen Mantel als Außenhaut im Querschnitt. Bei einer derartigen Konfiguration besteht der Kern aus einem anderen Polymer als das Polymer des Mantels. Bei Verwendung in den Schichten A, B und/oder D des hierin vorgeschlagenen Filtermediums kann das Polymer des äußersten Mantels einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Polymer des innersten Kerns und einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Polymer der Schicht C aufweisen. Diese Konfiguration erleichtert das Verbinden (z. B. mittels Ultraschallverbinden) der Schicht A, B und/oder D mit der Schicht C, wobei die Struktur der Schicht C erhalten bleibt, und sie ermöglicht auch den Einsatz von weniger Energie beim Prozess des Verbindens, wodurch wiederum unter Umständen Beschädigungen der Schicht C verringert werden. Diese Konfiguration ermöglicht zudem beim Kern die Verwendung von Polymeren mit höheren Schmelzpunkten, wodurch den Schichten A, B, C, und/oder D Eigenschaften als Ganzes verliehen werden, was auf andere Weise nicht erreicht werden könnte. Zu derartigen Eigenschaften können, ohne darauf beschränkt zu sein, Durchmesser, Steifigkeit, Schmelzpunkt und Zugfestigkeit der Faser und dergleichen gehören.
Verbundmedien, die durch Verbinden der Schicht A, wahlweise der Schicht B, Schicht C und Schicht D gebildet wurden, widerstehen dem vorzeitigen Verstopfen. Die Schicht B ist optional, es wird jedoch vorgeschlagen, dass eine oder mehrere Schichten zwischen den Schichten A und C vorhanden sein könnten, die den hierin beschriebenen Eigenschaften und Ausführungspraktiken entsprechen.
Die erste vorgelagerte Schicht, Schicht A, ist offener und zeigt eine geringere Partikelbeseitigung als die Schicht B und die nachfolgenden Schichten vor der Schicht C. Jede dieser aufeinanderfolgenden Schichten nach der Schicht A zeigt eine höhere Partikelbeseitigung als ihre vorhergehende Schicht. Dies geschieht durch Verringern des Faserdurchmessers, der Porosität und/oder der Porengröße jeder aufeinanderfolgenden Schicht. Zusammen sind diese Schichten so gestaltet, dass sie eine zunehmend höhere Beseitigung von Partikeln einer bestimmten Größe bereitstellen und zunehmend kleinere Partikel als die vorhergehenden Schichten beseitigen. Außer der Erhöhung der Lebensdauer schützen die Schichten A und B während der Herstellung und Verarbeitung des Mediums in zweiter Linie die Struktur der primären Filtrationsschicht C. Bei einigen Ausführungsformen kann die Schicht A ein schmelzgesponnenes oder schmelzgeblasenes Material sein. Bei einigen Ausführungsformen sind die Schicht B und aufeinanderfolgende Schichten vor der Schicht C vorzugsweise durch Schmelzblasen oder Schmelzspinnen hergestellt, um Fasern mit einem entsprechenden Faserdurchmesser, einer entsprechenden Porengröße, einer entsprechenden Partikelbeseitigung und entsprechenden Verarbeitungseigenschaften herzustellen.
Die Schicht C ist hauptsächlich die Filtrationsschicht des Mediums, und ihre Eigenschaften können für bestimmte Anwendungen konfiguriert werden. Die Schicht C umfasst Polymer-Mikro- oder Polymer-Nanofasern oder eine Mischung aus Polymer-Mikro- und Polymer-Nanofasern. Die Schicht C weist normalerweise physische Eigenschaften und Partikelbeseitigungseigenschaften auf, die für die betreffende Anwendung geeignet sind.
Die Schicht D stellt während der Verarbeitung der vorgelagerten Schichten eine Stütz- und Schutzwirkung bereit. Bei derartigen herkömmlichen Medien umfasst die Schicht D normalerweise relativ „offene“ Medien oder besteht aus diesen, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die vorgelagerten Medienschichten im Gebrauchszustand zu stützen. Die Schicht D erleichtert ebenfalls die Verarbeitung der vorgelagerten Medienschichten. Beim Herstellen des Verbundmediums sollte die Struktur der einzelnen Medienschichten während der Bildung des Verbundes beibehalten werden (d.h. nachdem die verschiedenen Medien zum endgültigen Laminat kombiniert wurden, wobei jede Laminatschicht ihre individuellen Eigenschaften beibehält).
Das vorliegend offenbarte Medium kann als gefälteltes Koaleszenzmedium gestaltet sein. (Siehe die 3 und 4.) Die Anzahl von Fältelungen pro Einheitslänge in einer für den Durchfluss normalen Richtung und rechtwinklig zur Fältelung (d. h. rechtwinklig zur Tiefe der Fältelung und zu den Knicklinien des gefältelten Mediums) wird als Fältelungsdichte D bezeichnet. Eine Überpackung tritt auf, wenn die Fältelungsdichte so hoch ist, dass sich das Medium von gegenüberliegenden Seiten einer Fältelung berührt. 4 veranschaulicht schematisch ein gefältetes Medium in einem normalen und in einem überpackten Zustand. Die theoretische maximale Fältelungsdichte bei herkömmlichen Filtermedien wird durch die Dicke H des Filtermediums begrenzt und ist gleich 1/2 H. Der Begriff der Überpackung bezeichnet den Zustand, bei dem die Fältelungsdichte eines Filters diese theoretische maximale Fältelungsdichte überschreitet.
Das vorliegend offenbarte Verbundmedium kann so gestaltet sein, dass es bei einer Vielzahl von Koaleszenz- oder Filtrationsanwendungen verwendet werden kann, z. B. mit einer Fältelung zur Verwendung in Kraftstoff-Wasser-Abscheidern und in Hydraulikfiltern. Das vorliegend offenbarte Verbundmedium behält normalerweise seine Eigenschaften zur Verschmutzungsbeseitigung bei und widersteht dennoch der vorzeitigen Verstopfung, selbst in einem gefältelten überpackten Zustand.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass die relative Konzentration feiner Partikel mit einer Größe von unter ca. 5 µm bei Kraftstoff- und Hydraulikfiltern erhöht ist. Bei einigen Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Verbundmediums zur Verwendung in Kraftstoff- und Hydraulikfilteranwendungen kann das Verbundmedium als gefälteltes Medium zum Beseitigen von Partikeln gestaltet sein, die kleiner als ca. 5 µm sind. Vorzugsweise widersteht das Medium einer vorzeitigen Verstopfung durch erhöhte Konzentrationen von Partikeln mit einer Größe kleiner als 5 µm sowie halbfesten Stoffen. Dort, wo gefältelte Formen des vorliegend offenbarten Verbundmediums in derartigen Anwendungen genutzt werden, kann die Schicht C so dünn wie praktisch möglich sein, während gleichzeitig die gewünschten Partikelbeseitigungseigenschaften beibehalten werden. Dies ermöglicht die Verwendung gefältelter Formen des Mediums in einem überpackten Zustand mit hohen Fältelungsdichten, um die gewünschte Lebensdauer zu erreichen.
Das vorliegend offenbarte Medium kann so gestaltet sein, dass es in einem Filterelement als gefälteltes Medium in einem überpackten Zustand (d. h. wobei D > ½ H beträgt) verwendet werden kann. Verbundmedien, die zur Verwendung in überpackten Filterelementen geeignet sind, lassen sich mittels ausgewählter Konfigurationen der Schicht D erreichen. Bei herkömmlichen Laminatfiltermedien stellt die Schicht D während der Verarbeitung der vorgelagerten Schichten eine Stütz- und Schutzwirkung bereit. Bei derartigen herkömmlichen Medien umfasst die Schicht D normalerweise relativ „offene“ Medien oder besteht aus diesen, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die vorgelagerten Medienschichten im Gebrauchszustand zu stützen. Die Schicht D erleichtert ebenfalls die Verarbeitung der vorgelagerten Medienschichten. Wie hierin offenbart, stellt die Schicht D wie in Tabelle 1 aufgeführt die zusätzliche Funktion bereit, die Verwendung des Mediums in einem überpackten Zustand zu ermöglichen, wobei anders als bei herkömmlichen Laminatmedien ein minimaler oder gar kein Verlust der wirksamen Oberfläche des Filtermediums eintritt. Wie hierin offenbart, dient die Schicht D bei hohen Fältelungsdichten in einer Weise zum Komprimieren, die nachteilige Auswirkungen auf den Druckabfall und auf die Beseitigung von Verschmutzungen minimiert. Daher kann die Schicht D als „Knautschzone“ dienen, sodass die Flüssigkeit parallel zur Oberfläche der Fältelung und nicht wie bei herkömmlichen Filtermedien normal zur Oberfläche strömt, wobei in einem überpackten Zustand eine minimale Erhöhung der Drosselung eintritt.
Bei gefältelten Konfigurationen des offenbarten Verbundmediums kann eine unerwünschte Kompression der Schicht D bei hohen Fältelungsdichten minimiert werden, indem ein relativ großer Faserdurchmesser für das Medium der Schicht D verwendet wird, indem die Oberfläche der Schicht D texturiert wird und indem die Dicke der Schicht D minimiert wird. Beispielsweise kann die Schicht D Polymerfasern mit einem geometrischen mittleren Durchmesser umfassen, der größer als 10 µm und idealerweise größer als 40 µm ist, die normalerweise durch Schmelzspinnen oder Schmelzblasen hergestellt werden. Darüber hinaus kann die Schicht D im nicht komprimierten Zustand eine Dicke von weniger als 0,56 mm und allgemein mehr als 0,1 mm aufweisen. Medien mit Schicht D, die diesen Anforderungen entsprechen, selbst in komprimierter Form, bleiben ausreichend offen, um den Fluiddurchfluss zu ermöglichen, und zeigen dadurch im Vergleich zu Medien ohne eine derartige Schicht eine höhere Lebensdauer und eine wirksamere Nutzung der Oberfläche des Filtermediums. Bei einem überpackten Zustand zeigen bestehende Filtermedien, die zum Filtern von mit Partikeln unter ca. 5 µm angereicherten Flüssigkeiten verwendet werden, eine starke Belastung mit Verschmutzungen in der Nähe der Fältelungsspitzen, aber wenig bis keine sichtbare Belastung in der Nähe der Fältelungsvertiefungen. Im Gegensatz hierzu zeigt ein hierin beschriebenes überpacktes Medium mit der Schicht D über die gesamte Tiefe der Fältelung eine nahezu gleichmäßige Verschmutzungsbelastung.
Die Beständigkeit gefältelter Formen des Verbundmediums gegenüber dem Zusammenfallen kann ferner erhöht werden, indem die nachgelagerte Oberfläche der Schicht D texturiert wird. Dies kann durch Prägen oder thermisches Bearbeiten des Mediums geschehen, um eine dreidimensionale oder gerillte Struktur zu erreichen, die an der nachgelagerten Seite der Schicht D in der Maschinenlaufrichtung des Mediums ausgerichtet ist. Bei einem Filterelement, in dem ein derartiges gerilltes Medium verwendet wird, können die Rillen des Mediums in der Maschinenlaufrichtung des Mediums (d. h. in einer Richtung, die ungefähr parallel zur Tiefe der Fältelung oder rechtwinklig zu den Knicklinien des gefältelten Mediums verläuft) ausgerichtet sein, oder die Rillen können sich bei zylindrischen Filterelementen radial erstrecken. Es können Rillen oder eine Textur verwendet werden, die nur ca. 0,1 mm hoch sind.
Bei einigen Ausführungsformen des offenbarten Verbundmediums für Kraftstoff, Hydraulik oder für andere anspruchsvolle Anwendungen in der Industrie beträgt die maximale Dicke der Schicht D weniger als ca. 0,56 mm, und eine Schicht D weist eine gerillte Oberfläche auf. 5 zeigt eine Mikroskopaufnahme eines Querschnitts der in Tabelle 1 beschriebenen Schicht D, die eine gerillte Oberfläche aufweist. Je nach den speziellen Eigenschaften des in dieser Anmeldung beschriebenen Verbundmediums können Erhöhungen der Fältelungsdichte von 11,1 bis 32,0 % bei einer gleichzeitigen entsprechenden Erhöhung der Kapazität und der Lebensdauer erreicht werden. Diese Erhöhungen der Kapazität und der Lebensdauer können durch Verwendung des Mediums in einem überpackten Zustand erreicht werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Verbundmedium von der Schicht D aus hergestellt werden, die ein Polymerfiltermedium mit den folgenden Eigenschaften umfasst oder aus diesem besteht: (1) einem Faserdurchmesser von über 10 µm, einer mittleren Porengröße von über 20 µm, einer Permeabilität von über 19 l/s (40 Kubikfuß/min) und einer Dicke von weniger als 0,56 mm, um eine erheblich höhere Fältelungsdichte und eine entsprechend höhere Verschmutzungsrückhaltekapazität und Lebensdauer zu ermöglichen; (2) einer Fähigkeit, überpackt zu werden, d. h. die Fältelungsdichte ist ohne erhebliche Einbußen bei der Leistungsfähigkeit höher als 1/2 H; und (3) wahlweise Bikomponentenfasern umfassend oder aus diesen bestehend.
Bei einigen Ausführungsformen des Verbundmediums muss die Schicht A nicht so dick wie die Schicht D sein. Die Schicht A muss jedoch nach wie vor eine ausreichend hohe Porosität und einen ausreichend großen Faserdurchmesser aufweisen, sodass der Durchfluss durch die Schicht bei minimaler Drosselung in einer Richtung möglich ist, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Schicht C verläuft. Wenn die Schicht A keine ausreichend hohe Porosität und keinen ausreichend großen Faserdurchmesser aufweist, kann eine übermäßige Drosselung auftreten, und es werden unter Umständen über 50 Prozent des Mediums nicht voll ausgenutzt, wie in 4 dargestellt. Die hierin beschriebenen physikalischen Eigenschaften ermöglichen die Verwendung überpackter Medien, um die optimale Fältelungsdichte zu erhöhen. Auf diese Weise können eine erhöhte nutzbare Oberfläche und Lebensdauer des Filtermediums für anspruchsvolle Anwendungen erreicht werden, zum Beispiel zur Filtration von Schmiermitteln, Hydrauliköl und Kraftstoff, bei denen die Größenverteilung der Verschmutzung hauptsächlich durch Partikel bestimmt wird, die feiner als ca. 5 µm sind.
Insbesondere kann das offenbarte Laminatmedium eine Schicht A aufweisen, die ein Polymerfiltermedium mit den folgenden Eigenschaften umfasst oder aus diesem besteht: (1) einem Faserdurchmesser von über 8 µm, einer mittleren Porengröße von über 25 µm, einer Permeabilität von über 38 l/s (80 Kubikfuß/min) und einer Dicke von weniger als 0,50 mm, um eine erheblich höhere Fältelungsdichte und eine entsprechend höhere Verschmutzungsrückhaltekapazität und Lebensdauer zu ermöglichen; (2) einer Fähigkeit, überpackt zu werden, d. h. die Fältelungsdichte ist ohne erhebliche Einbußen bei der Leistungsfähigkeit höher als 1/2 H; und (3) wahlweise Bikomponentenfasern umfassend oder aus diesen bestehend. Insbesondere kann das offenbarte Laminatmedium wie gerade beschrieben eine Schicht A und/ oder eine Schicht D aufweisen.
Beispielhafte Ausführungsformen von Schichten zum Herstellen des hierin beschriebenen Verbundmediums sind in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2011/0168621, veröffentlicht am 14. Juli 2011, und in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2011/0168647 offenbart, veröffentlicht am 14. Juli 2011, deren Inhalt durch Bezugnahme einen Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet. Diese Anmeldungen offenbaren ein mehrschichtiges Medium, das eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: Schicht A: nomineller mittlerer Faserdurchmesser > 10 µm; mittlere Porengröße > 50 µm; maximale Porengröße > 100 µm; Permeabilität 106 bis 153 l/s (225 bis 325 Kubikfuß/min); Dicke 0,3 bis 0,5 mm; und Basisgewicht 48 ± 10 Gramm pro Quadratmeter. Schicht B: nomineller mittlerer Faserdurchmesser 1,0 bis 5,0 µm; mittlere Porengröße 5,0 bis 15,0 µm; maximale Porengröße 10,0 bis 25,0 µm; Permeabilität 17 bis 26 l/s (35 bis 55 Kubikfuß/min); Dicke 0,1 bis 0,3 mm; und Basisgewicht 38 ± 10 Gramm pro Quadratmeter. Schicht C: nomineller mittlerer Faserdurchmesser 0,1 bis 0,8 µm; mittlere Porengröße 1,0 bis 8,0 µm; maximale Porengröße 1,0 bis 10,0 µm; Permeabilität 1,4 bis 9,44 l/s (3,0 bis 20,0 Kubikfuß/min); Dicke 0,1 bis 0,3 mm; und Basisgewicht > 20 Gramm pro Quadratmeter. Schicht D: nomineller mittlerer Faserdurchmesser > 40 µm; mittlere Porengröße 30 bis 35 µm; maximale Porengröße 40 bis 65 µm; Permeabilität 24 bis 35 l/s (50 bis 75 Kubikfuß/min); Dicke 0,45 bis 0,65 mm; und Basisgewicht 198 ± 20 Gramm pro Quadratmeter.
Das hierin offenbarte Verbund-Filtermedium wurde unter Verwendung von PTI-Prüfstaub mit 0 bis 5 µm getestet, bei dem es sich um einen Ersatz für die Verschmutzungen handelt, die bei Kraftstoffanwendungen in der Praxis vorgefunden wurden, sowie unter Verwendung von Prüffeinstaub nach ISO, bei dem es sich um eine gröbere Verschmutzung handelt, die in den SAE-Normen für die Prüfung von Kraftstofffiltern angegeben ist. Bei der Prüfung mit dem ISO-Feinstaub wurde die Kapazität überpackter Elemente durch eine größere Partikelbelastung des vorgelagerten Abschnitts der Fältelung verringert, und die gesamte Oberfläche des Mediums wurde nicht voll ausgenutzt. Bei dem PTI-Staub mit 0 bis 5 µm wurden die volle Ausnutzung der Oberfläche und eine höhere Kapazität erreicht, als der Faserdurchmesser des Mediums in Schicht A größer als ca. 8 µm war, aber nicht, wenn für die Schicht A feinere Fasern verwendet wurden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass verschiedene Ersetzungen und Abänderungen an der hierin offenbarten Ausführung vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich und Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Die hierin zur Veranschaulichung beschriebene Erfindung kann bei Fehlen eines beliebigen Elements oder beliebiger Elemente in geeigneter Weise praktisch umgesetzt werden, wobei Einschränkungen hierin nicht ausdrücklich offenbart sind. Die benutzten Begriffe und Ausdrücke dienen nur zur Beschreibung und nicht als Einschränkung und wurden nicht mit der Absicht verwendet, dass mit dem Gebrauch dieser Begriffe und Ausdrücke beliebige Äquivalente der dargestellten und beschriebenen Funktionen oder Teile davon ausgeschlossen werden, aber es versteht sich, dass verschiedene Abänderungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich sind. Es sei daher klargestellt, dass, obwohl die vorliegende Erfindung anhand bestimmter Ausführungsformen und optionaler Merkmale veranschaulicht wurde, Fachleute Abänderungen und/oder Variationen der hierin offenbarten Konzepte vornehmen können und derartige Abänderungen und Variationen als in den Schutzbereich dieser Erfindung fallend gelten.

Es wurde hierin eine Reihe von Bezugnahmen zitiert. Die zitierten Bezugnahmen sind durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen. Bei Nichtübereinstimmungen zwischen einer Definition eines Begriffs in der Beschreibung und einer Definition des Begriffs in einer zitierten Bezugnahme ist der Begriff auf der Grundlage der Definition in der Beschreibung zu interpretieren.

Tabelle 2

Material	Anfangsschmelzpunkt (Tomp), °C	Spitzenschmelzpunkt (Tpmp), °C
PBT	220 bis 230	223 bis 230
PET (Folienqualität)	240 bis 250	250 bis 260
PET (Schmelzblasqualität)	200 bis 220	210 bis 230
PTT	215 bis 235	225 bis 235
PEN	255 bis 265	265 bis 275
PCT	275	285
PLA	140 bis 150	150 bis 160
Copolyamide (PA 4, 14)	200 bis 210	210 bis 220
PA 46	280	285
Polycaprolactam (Nylon 6)	220 bis 235	225 bis 235
Poly-(Hexamethylenadipamid (Nylon 6,6)	245 bis 255	255 bis 265
PA 610	200 bis 210	210 bis 220
PA 612	210 bis 220	220 bis 230
PA 11	145	155
PA 12	120 bis 130	130 bis 140
PPS (Polyphenylensulfid)	275 bis 280	285 bis 290
PTFE (Polytetrafluorethylen)	315 bis 320	325 bis 330
PVDF (Polyvinylidenfluorid)	160 bis 165	170 bis 175

Claims

Verbundmedium, gebildet durch Verbinden von mindestens drei Medienschichten aus einer vorgelagerten Richtung in eine nachgelagerte Richtung, d. h. Schicht A, wahlweise Schicht B, Schicht C und Schicht D, wobei eine oder mehrere der an die Schicht C angrenzenden Schichten Bikomponenten-Polymerfasern umfassen, wobei die Schichten Eigenschaften wie folgt aufweisen: Schicht A umfasst Polymer-Medienmaterial mit einem nominellen mittleren Faserdurchmesser von über ca. 10 µm; Schicht C umfasst Polymermaterial, das Nanofasern umfasst und eine mittlere Porengröße von 0,2 bis 10 µm aufweist; und Schicht D umfasst Polymermaterial mit einem nominellen mittleren Faserdurchmesser von über ca. 10 µm und stellt eine Stütze für die vorhergehenden Schichten bereit.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Bikomponenten-Polymerfasern Polymermaterialien mit einem unterschiedlichen Anfangsschmelzpunkt aufweisen.
Verbundmedium nach Anspruch 2, wobei sich die Anfangsschmelzpunkte um mindestens 10 °C unterscheiden.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Bikomponenten-Polymerfasern im Querschnitt einen Kern und einen Mantel umfassen, wobei der Kern und der Mantel unterschiedliches Polymermaterial umfassen und das Polymermaterial des Mantels eine niedrigere Schmelztemperatur als das Polymermaterial des Kerns aufweist.
Verbundmedium nach Anspruch 4, wobei die Schicht A die Bikomponentenfasern umfasst und die Schmelztemperatur des Polymermaterials des Mantels niedriger als die Schmelztemperatur des Polymermaterials der Schicht C ist.
Verbundmedium nach Anspruch 4, wobei die Schicht B die Bikomponentenfasern umfasst und die Schmelztemperatur des Polymermaterials des Mantels niedriger als die Schmelztemperatur des Polymermaterials der Schicht C ist.
Verbundmedium nach Anspruch 4, wobei die Schicht D die Bikomponentenfasern umfasst und die Schmelztemperatur des Polymermaterials des Mantels niedriger als die Schmelztemperatur des Polymermaterials der Schicht C ist.
Verbundmedium nach Anspruch 4, wobei die Schicht A und die Schicht D die Bikomponentenfasern umfassen und die Schmelztemperatur des Polymermaterials des Mantels niedriger als die Schmelztemperatur des Polymermaterials der Schicht C ist.
Verbundmedium nach Anspruch 4, wobei die Schicht A, die Schicht B und die Schicht D die Bikomponentenfasern umfassen und die Schmelztemperatur des Polymermaterials des Mantels niedriger als die Schmelztemperatur des Polymermaterials der Schicht C ist.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere Schichten mittels Ultraschallverbinden mit einer oder mehreren angrenzenden Schichten verbunden sind.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht A Polymermaterial mit einer mittleren Porengröße von über ca. 25 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht A Polymermaterial mit einer maximalen Porengröße von über ca. 30 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht A Polymermaterial mit einer Permeabilität von 38 bis 153 l/s (80 bis 325 Kubikfuß/min) umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht A Polymermaterial mit einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht A Polymermaterial mit einem Basisgewicht von 20 bis 60 Gramm pro Quadratmeter umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Medienmaterial mit einem nominellen mittleren Faserdurchmesser von 0,1 bis 5 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Medienmaterial mit einer maximalen Porengröße von 1 bis 25 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Medienmaterial mit einer Permeabilität von ca. 1 bis 26 l/s (3 bis 55 Kubikfuß/min) umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Medienmaterial mit einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Medienmaterial mit einem Basisgewicht von 8 bis 50 Gramm pro Quadratmeter umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einem nominellen mittleren Faserdurchmesser von > 15 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einer mittleren Porengröße von > 20 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einer maximalen Porengröße von > 40 µm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einer Permeabilität von 19 bis 94 l/s (40 bis 200 Kubikfuß/min) umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einer Dicke von 0,1 bis 0,56 mm umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D Polymermaterial mit einem Basisgewicht von 40 bis 180 Gramm pro Quadratmeter umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht B nicht optional ist und die Schicht B Polymer-Medienmaterial mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften umfasst: (a) einen nominellen mittleren Faserdurchmesser von 1 bis 5 µm; (b) eine mittlere Porengröße von 5 bis 15 µm; (c) eine maximale Porengröße von 10 bis 25 µm; (d) eine Permeabilität von 12 bis 26 l/s (25 bis 55 Kubikfuß/min); (e) eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm; und (f) ein Basisgewicht von 15 bis 50 Gramm pro Quadratmeter.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Schicht A, Schicht B, Schicht C und Schicht D Polymermaterial umfasst, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Polyamidmaterial, Polybutylenterephthalat-Material (PBT), Polyethylenterephthalat-Material (PET) und Polyestermaterial.
Verbundmedien nach Anspruch 1, wobei Schicht A, Schicht B, Schicht C und Schicht D Polymermaterial umfassen, das schmelzgesponnen oder schmelzgeblasen wurde.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht C Polyamid-Medienmaterial umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Schicht A und Schicht B PBT umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Schicht D PET umfasst.
Verbundmedium nach Anspruch 1, wobei die Medienschicht D texturiert ist und Rillen in einer Richtung umfasst, die nahezu rechtwinklig zu den Knicklinien der gefältelten Medien verläuft.
Verbundmedium nach Anspruch 1, das als gefälteltes Filtermedium gestaltet ist.
Gefälteltes Verbundmedium nach Anspruch 34, wobei das gefältelte Verbundmedium eine Fältelungsdichte aufweist, die ½ H überschreitet, und H die Dicke des Verbundmediums ist.
Koaleszenzelement, umfassend das Verbundmedium nach Anspruch 1.
Koaleszenzelement nach Anspruch 36, ferner aufweisend ein äußeres, nicht gefälteltes Filtermaterial, das direkt oder indirekt mit dem gefältelten Koaleszenzmedium in Kontakt steht.
Koaleszenzelement nach Anspruch 36, wobei das äußere, nicht gefältelte Filtermaterial hydrophobes Material umfasst.
Filtereinsatz, umfassend das Koaleszenzelement nach Anspruch 36.
Filtereinsatz, umfassend ein äußeres Filterelement und ein inneres Filterelement, wobei das innere Filterelement ein gefälteltes Koaleszenzmedium nach Anspruch 1 umfasst.
Filtereinsatz, umfassend ein äußeres Filterelement und ein inneres Filterelement, wobei das innere Filterelement und das äußere Filterelement das gefältelte Verbundmedium nach Anspruch 1 umfassen.
Verfahren zum Entfernen einer dispergierten Phase aus einer Mischung der dispergierten Phase in einer kontinuierlichen Phase, wobei das Verfahren das Durchleiten der Mischung durch das Verbundmedium nach Anspruch 1 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei die dispergierte Phase Wasser umfasst und die kontinuierliche Phase Kohlenwasserstoffflüssigkeit umfasst.