本發(fā)明涉及一種用于制造過濾元件的方法和一種對應的過濾元件以及一種包括所述過濾元件的過濾器。此外,公開一種用于實施所述方法的設備。
背景技術:
1、現(xiàn)今,為了從流體流分離出不希望的組成部分,現(xiàn)代過濾技術已知很多有效的對于大多基于基本上機械分離的、大多借助僅部分透過的例如可以由多孔材料構成的過濾元件的公知方法的備選方案和擴展方案。
2、這些擴展方案中的一個特別是用于清潔氣體的擴展方案是所謂的靜電分離,所使用的設備也稱為靜電分離器。在這些靜電分離器中,要去除的顆粒在第一步驟中通過電極電離并且接著沉積在帶相反電荷的收集電極上。對應的電分離器特別是在工業(yè)設備中使用。
3、然而,對特別是用于在車輛中使用的內部空間空氣過濾器的性能特性提出了其他要求,例如也希望可靠分離出花粉和/或細小灰塵和/或氣味和/或廢氣。
4、為了滿足對內部空間空氣過濾器的這些要求,將在很多情況下嚴格地說不是過濾的靜電分離的方案與機械分離的方法組合,以用于獲得有效的過濾器。由于在過濾的區(qū)域中使用的很多過濾材料、例如典型的無紡布材料、特別是所謂的電介體材料的大多固有的靜電電荷,過濾器的分離性能在很多情況下已經(jīng)能夠通過與電離裝置組合而明顯提高。然而,在對應的過濾組件中觀察到:分離性能可以在過濾組件的使用壽命上降低,這通常歸因于過濾材料中的隨時間減少的靜電電荷。
5、為了解決這個問題,已經(jīng)提出在層狀材料中具有導電的且通過絕緣材料彼此分離的兩個層的過濾元件,利用所述兩個層,可以通過施加電壓經(jīng)由電場的建立在過濾元件中引起過濾材料的極化,所述極化能與電離裝置組合地實現(xiàn)有效的分離,可以以有利的方式大多在過濾元件的整個使用壽命上保持所述分離。用于對應的過濾元件的示例以及關于基本技術的其他背景信息例如在wo2007/135232a1或ep3448540b1中公開。
6、盡管具有潛在的有利特性,但用于靜電分離器的對應的可極化過濾元件的制造在實踐中已經(jīng)證實為是非常有挑戰(zhàn)性的。為了確保正確的功能,必須防止在過濾元件中用作電極的兩個層接觸,這通常通過以下方式變得更加困難,即,必須將層狀的過濾元件大多折疊以供使用,以便獲得所謂的打褶過濾元件。對可以將電壓施加到在過濾元件中用作電極的兩個層上的必要電極的施加也形成挑戰(zhàn)。
7、上述問題特別是在這種過濾元件的大規(guī)模制造的領域中、即在如特別是對于供應汽車工業(yè)所需的批量生產(chǎn)的領域中特別嚴重。在大規(guī)模實行的嘗試中,特別不利的是:對于由幅面形的原始材料連續(xù)制造過濾元件(其鑒于能實現(xiàn)的生產(chǎn)能力和過程控制將是優(yōu)選的),不可避免地必須進行對由卷繞形的或幅面形的層結構構成的過濾元件的分離。然而,幅面形的層結構的這種所謂的定長切割由于所使用的方法例如切割、熱切或超聲波焊接而在切割區(qū)域中引起對材料的機械的和/或熱的負載,所述負載例如可能導致過濾介質的壓縮和/或層的熔化。由于這種情況,在這種過濾元件的大規(guī)模生產(chǎn)中存在以下高可能性:在導電的層之間發(fā)生短路或者在之后的使用過程中經(jīng)受這種負載。然而,生產(chǎn)中的高廢品率或使用中的高故障率例如對于在車輛領域中的應用在很多情況下是排除標準,因為車輛制造商通常是非常成本敏感的并且行業(yè)的特征在于高質量期望。就這點而言,根據(jù)發(fā)明人的認識,在現(xiàn)有技術中也缺乏對于對應的過濾元件的大規(guī)模生產(chǎn)的解決方案。
8、在此,導電的層的上述不希望接觸的問題特別是當要使用由大多熱塑性的塑料構成的經(jīng)涂層的無紡布來構成導電的層時存在,然而根據(jù)發(fā)明人的認識,這鑒于過濾元件的重量、制造成本和能實現(xiàn)的過濾器性能是完全特別有利的,因為這些材料能易于機械變形并且通常包括熱塑性材料。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的是消除或至少減輕現(xiàn)有技術的上述缺點。
2、本發(fā)明的目的特別是在于,提供一種用于制造在靜電分離器中使用的過濾元件的方法,利用所述方法,對應的過濾元件也能夠大規(guī)模制造、特別是在連續(xù)或至少半連續(xù)方法的范圍內制造。
3、然而,本發(fā)明的目的特別是還在于,提供一種用于在靜電分離器中使用的過濾元件,所述過濾元件是特別有效的并且同時極其能承受機械負載,并且利用所述過濾元件,可以與過濾器中的電離裝置組合地實現(xiàn)特別良好的分離性能。
4、在上述兩個目的的相互作用中,本發(fā)明的一個特別的目的在于,將要說明的有利的方法最佳地匹配于要說明的有利的過濾元件并且反之亦然。由此,本發(fā)明的一個目的在于,對于要說明的過濾元件解決由分離性能的純優(yōu)化和以大規(guī)模方法的可制造性構成的目標沖突并且同時將要說明的方法如此設計,使得它與由要說明的過濾元件的特定結構得出的技術規(guī)范相兼容。
5、本發(fā)明的另一個目的在于,要說明的方法應能在時間和成本方面盡可能有效地實施,并且在此應理想地以期望的方式在產(chǎn)生低的廢料和其他廢物的同時確保高運行可靠性。
6、本發(fā)明的一個補充目的在于,要說明的過濾元件應能特別承受機械負載并且在制造期間、特別是在折疊期間、但也在之后在車輛中運行時不應表現(xiàn)出任何不希望的分層。就這點而言,本發(fā)明的另一目的在于,要說明的過濾元件示出相對于現(xiàn)有技術延長的變化間隔,關于顆粒的過濾性能特別是也應理想地在很大程度上保持恒定,直到變化間隔結束。此外,一種補充目的在于,要說明的過濾元件應能特別輕且薄地實施,以便能夠由此節(jié)省空間和重量。
7、本發(fā)明的第二目的在于,提供一種過濾器,所述過濾器包括要說明的過濾元件。此外,本發(fā)明的第二目的在于,提供一種適用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的設備。
8、上述目的通過在權利要求中限定的本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案由從屬權利要求和以下實施方案得出。
9、以下稱為優(yōu)選的這樣的實施方式在特別優(yōu)選的實施方式中與稱為優(yōu)選的其他實施方式的特征組合。由此,下面稱為特別優(yōu)選的兩個或更多個實施方式的組合是非常特別優(yōu)選的。以下實施方式同樣是特別優(yōu)選的,在所述實施方式中,一個實施方式的在某種程度上稱為優(yōu)選的特征與在某種程度上稱為優(yōu)選的其他實施方式的一個或多個另外的特征組合。優(yōu)選的過濾元件、過濾器和設備的特征由優(yōu)選方法的特征得出。
10、本發(fā)明涉及一種用于制造過濾元件的方法、特別是用于在靜電分離器中使用的過濾元件的方法,所述方法包括以下方法步驟:
11、a)制造或提供平面的幅面形的第一介質并且制造或提供平面的幅面形的第二介質,所述第一介質包含第一載體層,所述第一載體層包括至少局部以導電材料涂層的第一無紡布,所述第二介質包含第二載體層,所述第二載體層包括至少局部以導電材料涂層的第二無紡布,所述第一介質包括與所述第一載體層連接的第一過濾層組件,和/或所述第二介質包括與所述第二載體層連接的第二過濾層組件,
12、b)合并所述第一介質與所述第二介質,以用于獲得幅面形的層復合物,所述合并如此進行,使得所述第一過濾層組件和/或所述第二過濾層組件至少局部設置在所述第一載體層與所述第二載體層之間,并且
13、c)分離出幅面形的所述層復合物的子區(qū)段,以用于獲得包括所述第一載體層的和所述第二載體層的一部分以及所述第一過濾層組件和/或所述第二過濾層組件的過濾元件,
14、在方法步驟b)中的合并包括以下步驟中的一個步驟:
15、b1)將幅面形的所述第二介質施加到幅面形的所述第一介質上,所述第二載體層包括多個沿著所述層復合物的幅面方向彼此隔開間距的涂層區(qū)域,在所述涂層區(qū)域中,所述第二無紡布有以所述導電材料涂層,或者
16、b2)將幅面形的所述第二介質分割,以用于獲得多個子區(qū)域,所述合并如此進行,使得子區(qū)域沿著所述層復合物的幅面方向彼此隔開間距,所述第二載體層的第二無紡布在所述子區(qū)域中至少局部以所述導電材料涂層,并且
17、方法步驟c)中的分離出幅面形的所述層復合物的子區(qū)段如此進行,使得分離線在兩個相鄰的涂層區(qū)域或兩個相鄰的子區(qū)域之間延伸。
18、根據(jù)本發(fā)明的方法用于制造過濾元件,所述過濾元件由于其結構能實現(xiàn)通過施加電壓來促使電荷在過濾元件中分布(極化)并且因此具有改進的帶電荷粒子的分離作用,如其特別是可以通過電離裝置產(chǎn)生。換言之,過濾元件由此特別是設置用于在將電壓施加到第一載體層和第二載體層上、特別是施加到第一載體層的和第二載體層的導電涂層區(qū)域上時引起或促進帶電荷顆粒的、特別是電離顆粒的分離。
19、在此,能利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的過濾元件的高性能特別是在汽車應用的領域中證實。對應地,根據(jù)本發(fā)明的方法也是優(yōu)選的,所述過濾元件是空氣過濾器、優(yōu)選內部空間空氣過濾器、特別優(yōu)選用于車輛的內部空間空氣過濾器。
20、根據(jù)本發(fā)明的方法設計用于:利用這個方法可以以基本上連續(xù)的方法和/或大批量地制造根據(jù)本發(fā)明的過濾元件,并且在此同時可以避免特征性的制造錯誤。對應地,也優(yōu)選以這種方式運行根據(jù)本發(fā)明的方法。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,該方法是連續(xù)或半連續(xù)的方法、優(yōu)選連續(xù)的方法。
21、鑒于能制造的批量,就這點而言有利的是盡可能使所述方法自動化。在這種背景下,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,該方法以每小時2個或更多個、優(yōu)選50個或更多個、特別優(yōu)選200個或更多個過濾元件的制造速率運行。
22、連續(xù)或半連續(xù)的方法流程可以特別良好地當所使用的介質經(jīng)由材料卷提供時實現(xiàn),可以從所述材料卷連續(xù)地提供介質(除了偶爾更換空的材料卷之外),并且可以將所述介質例如以連續(xù)的進給速度例如在輸送帶上引導通過所使用的設備。對應地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在一個材料卷上提供第一介質和/或第二介質、優(yōu)選分別兩種介質。附加地或備選地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,將第一介質在下層上引導,下層優(yōu)選是輸送設備,該輸送設備特別優(yōu)選連續(xù)地將第一介質輸送通過所使用的設備,在合并時將第二介質優(yōu)選設置在所引導的第一介質上。
23、在第一步驟中,提供至少兩個平面的幅面形的介質。根據(jù)本領域技術人員的理解,平面的元件沿兩個空間方向的尺寸明顯大于沿第三空間方向的尺寸。在此,平面的幅面形的元件沿平面中的空間方向中的一個空間方向的延展尺寸明顯大于沿另一個空間方向的延展尺寸。用于平面的幅面形的元件的示例特別是材料幅材或金屬板,通??梢詫⑺霾牧戏幕蛩鼋饘侔宕娣旁诰硗采?。
24、所述方法步驟a)的上述限定意味著:第一介質和第二介質必須分別具有載體層,并且還存在至少一個過濾層組件,所述過濾層組件包括所追求的復合物的另外的層,但是所述另外的層可以是所述第一介質的部分或所述第二介質的部分,也可設想的是:兩種介質都包括過濾層組件、即除了載體層之外還包括其他層。特別是在具有步驟b2)的方法流程(其如下面描述的那樣包括分割幅面形的第二介質)中,根據(jù)發(fā)明人的評估有利的是:過濾層組件大部分或甚至完全在第一介質中提供,因為這簡化對第二介質的加工并且最小化對于在過濾層組件中的分割時可能出現(xiàn)的損壞的風險。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一介質包含第一過濾層組件和/或第二介質由第二載體層構成。
25、這兩個載體層分別包括無紡布并且由此構造成透氣的。由此,所制造的過濾元件中的載體層也以協(xié)同的方式用作過濾層并且有助于分離性能。然而,在所制造的過濾元件中,兩個載體層特別是也用作導電層或電極,所述導電層或所述電極由于所施加的電壓引起對(多個)過濾層組件的極化。
26、為此,所使用的無紡布至少局部根據(jù)方法流程和介質優(yōu)選主要或甚至基本上整面以導電材料涂層并且由此從大多不導電的無紡布出發(fā)具有提高的導電性,該導電性在功能上能實現(xiàn)作為電極的使用。在這種情況下,所必需的功能除了平面的涂層之外也可以通過圖案形的涂層來實現(xiàn),如其在下面進一步描述。
27、原則上,除了無紡布之外,載體層也可以包括其他組成部分、例如增強元件。然而,鑒于成本有效的制造和所追求的重量減輕,分別優(yōu)選的是:載體層基本上由相應的無紡布構成。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一載體層由至少局部以導電材料涂層的第一無紡布構成,和/或第二載體層由至少局部以導電材料涂層的第二無紡布構成。
28、術語“涂層”就這點而言在本領域技術人員理解的范圍內可廣義地解釋并且包括以導電材料涂層無紡布的所有形式,即使這個涂層在必要時包括機械地固定在無紡布的開孔結構中的導電材料的沉積物。本領域技術人員理解:在功能上重要的是通過涂層增加的導電性,該導電性通過以導電材料處理來實現(xiàn)并且由此不需要表征用作基底的無紡布與導電材料之間的相互作用的準確類型。然而,原則上優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布和/或第二無紡布、優(yōu)選第一無紡布和第二無紡布以選自包括浸漬、浸涂、噴涂或壓力涂層的組的方法以導電材料涂層。
29、在實踐中,本領域技術人員不費力地并且根據(jù)其對這些術語的專業(yè)且清楚的技術理解在導電材料與電絕緣材料之間進行區(qū)分。就這點而言,在本發(fā)明的范圍內,材料特別是當其在20℃時的比電阻處于1000ωmm2/m或更小、優(yōu)選100ωmm2/m或更小、特別優(yōu)選10ωmm2/m或更小時被視為導電材料。相反地,在本發(fā)明的范圍內,材料特別是當其在20℃時的比電阻處于108ωmm2/m或更大、優(yōu)選1010ωmm2/m或更大、特別優(yōu)選1012ωmm2/m或更大時被視為電絕緣材料。對應地,金屬和合金然而還有炭黑和通過添加劑制成導電的塑料、特別是導電炭黑是導電材料,反之典型的塑料例如pet或pe也屬于電絕緣材料、例如玻璃和陶瓷。根據(jù)發(fā)明人的評估,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布和/或第二無紡布、優(yōu)選兩種無紡布的導電材料選自包括金屬、導電塑料和碳、優(yōu)選碳、特別是炭黑的組,導電材料特別優(yōu)選對于所有無紡布是相同的。
30、在實踐中,第二載體層的涂層的程度主要是來自方法步驟b)的設計方案。然而,鑒于生產(chǎn)的簡單性,對于第一載體層特別優(yōu)選的是:該第一載體層被全面涂層。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一載體層的第一無紡布在面積的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多上、特別優(yōu)選基本上整面以導電材料涂層。換言之,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一載體層由于第一無紡布的涂層而至少在面積的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多上、特別優(yōu)選基本上整面是導電的。將具有涂層圖案的涂層視為不使用平面涂層的第一載體層的第一無紡布的特別相關的備選設計方案,如其在下面進一步公開。
31、第一和/或第二過濾層組件提供將過濾元件中的兩個載體層分離的層。在此,鑒于能實現(xiàn)的過濾性能和低重量,被視為特別有利的是:過濾層組件包括電絕緣的無紡布或者由電絕緣的無紡布構成。優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一過濾層組件和/或第二過濾層組件、優(yōu)選第一過濾層組件包括第一過濾層,第一過濾層包括電絕緣的第三無紡布。所制造的過濾元件在載體層之間包括這樣的第一過濾層的結構對于所有實施方式是優(yōu)選的。
32、發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn):在如下情況下可以獲得特別高性能的過濾元件,如果在一個或多個過濾層組件中設置至少一個層的話,所述至少一個層主要由活性炭構成并且通過所述至少一個層可以在過濾氣相時實現(xiàn)優(yōu)異的性能特性。就這點而言,鑒于能承受機械負載并且特別是也鑒于由質量引起的分離性能,已被識別為有利的是:這個活性炭層特別是不包括對活性炭層的吸附特性沒有貢獻的任何纖維形的組成部分或其他填料。通過根據(jù)本發(fā)明的方法并且在根據(jù)本發(fā)明的過濾元件中,不同于在現(xiàn)有技術的一些過濾元件中,有利地不需要活性碳層對外層的導電性做貢獻,根據(jù)發(fā)明人的評估,所述外層的導電性原本就通常不夠好地作用。由此,活性炭層的吸附特性有利地可以處于前景中。在這種背景下,特別優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一過濾層組件和/或第二過濾層組件、優(yōu)選第一過濾層組件包括第二過濾層,第二過濾層包括相對于第二過濾層的質量的質量份額為70%或更大、優(yōu)選80%或更大、特別優(yōu)選90%或更大、特別是優(yōu)選95%或更大的活性炭、優(yōu)選顆?;钚蕴?。附加地或備選地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第二過濾層包括質量份額小于1%、優(yōu)選小于0.1%、特別優(yōu)選小于0.01%的纖維形的材料。關于活性炭的選擇,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,所述活性炭具有500m2/g或更大、優(yōu)選1000m2/g或更大、特別優(yōu)選2000m2/g或更大的比表面積。所制造的過濾元件在載體層之間包括這樣的第二過濾層的結構對于所有實施方式是優(yōu)選的,并且將與第一和第二過濾層的組合視為是特別有利的。
33、可以被視為根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的優(yōu)點的是:它們關于另外的層在過濾層組件中的存在以及其在復合物中的布置結構是非常靈活的。利用根據(jù)本發(fā)明的方法,有利地也可以在過濾元件中設置有輔助支持過濾效果和/或攔截某些健康相關的物質的附加層和保護層。就這點而言,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一過濾層組件和/或第二過濾層組件、優(yōu)選第一過濾層組件包括第一附加層,第一附加層包括電絕緣的第四無紡布,第一附加層優(yōu)選設置在第一過濾層和第二過濾層之間。就這點而言,優(yōu)選的也是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一過濾層組件和/或第二過濾層組件、優(yōu)選第一過濾層組件包括第二附加層,第二附加層包括電絕緣的第五無紡布,第二附加層優(yōu)選設置在第二過濾層和載體層、特別優(yōu)選第一載體層之間。附加地或備選地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一過濾層組件和/或第二過濾層組件、優(yōu)選第一過濾層組件包括至少一個第一保護層,第一保護層包括一種或多種選自包括抗變應原有效成分和殺生物有效成分的組的有效成分。
34、在方法步驟b)中,將第一介質和第二介質相互連接。符合目的地,這包括兩個介質的接觸,這例如可以通過用于所述介質中的一個或兩個介質的合適的引導組件來實現(xiàn),應考慮兩個備選的方法流程中的一個方法流程,如其在下面描述。
35、原則上,合并和因此制造幅面形的層復合物可以利用常規(guī)方法進行并且在最簡單的情況下甚至可以通過接觸的介質的無紡布之間的機械連結來實現(xiàn)。然而,由于簡單的操作和有利的能調節(jié)的連接強度,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,合并第一介質與第二介質包括例如在幅面形的層復合物的邊緣區(qū)域中通過材料鎖合連接、優(yōu)選通過粘合劑連接第一介質與第二介質。
36、根據(jù)本發(fā)明。合并如此進行,使得至少一個過濾層組件至少局部設置在兩個載體層之間,從而也可設想的是:僅第一過濾層組件設置在載體層之間,反之由第二介質構成的第二過濾層組件處于復合物的外側上。然而,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,合并如此進行,使得第一過濾層組件和第二過濾層組件至少局部、優(yōu)選在步驟b1)的情況下在幅面形的層復合物的整個長度上設置在第一載體層與第二載體層之間,使得第一過濾層組件和第二過濾層組件接觸。在這種情況下,第一過濾層組件和第二過濾層組件一起構成所謂的總層組件,該總層組件包括設置在載體層之間的層的全部,并且該總層組件在下面關于根據(jù)本發(fā)明的過濾元件進一步描述。
37、在此,過濾層組件以何種程度設置在載體層之間特別是取決于下面描述的方法流程,特別是在具有步驟b2)的變型方案中在第二介質的子區(qū)域之間構成區(qū)域,在所述區(qū)域中,過濾層組件雖然設置在第一載體層上方、但不由第二載體層覆蓋。
38、在方法步驟c)中,接著制造過濾元件、即通過從幅面形的層復合物分離子區(qū)段,使得獲得包括兩個載體層和在這兩個載體層之間的至少一個所述過濾層組件的過濾元件,這個分離以特定的條件進行,這在下面描述。根據(jù)發(fā)明人的認知,在此優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,分離出幅面形的層復合物的子區(qū)段利用選自包括切割、沖壓和焊接方法、優(yōu)選剪切切割、激光切割和超聲波焊接的組的方法進行。換言之,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,分離出幅面形的層復合物的子區(qū)段利用分離設備進行,所述分離設備選自包括飛刀、沖壓工具、激光束切割器和超聲波焊接裝置的組。
39、如果要制造打褶的過濾器,則折疊步驟可以在方法步驟c)之前、期間或之后進行。由此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,將過濾元件制造為打褶的過濾元件,在分離出子區(qū)段之前將幅面形的層復合物至少局部、優(yōu)選在要分離出的子區(qū)段的整個長度上折疊,或者在分離出之后將幅面形的層復合物的分離出的子區(qū)段至少局部、優(yōu)選在分離出的子區(qū)段的整個長度上折疊,折疊特別優(yōu)選利用折疊設備進行。
40、此外,可以在分離出之前、期間或之后施加附加的電極,經(jīng)由所述電極可以將電壓施加到載體層上。優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在方法步驟c)中的分離出之前,優(yōu)選在折疊幅面形的層復合物之前,將一個或多個電極設置在第一載體層上和/或第二載體層上、優(yōu)選兩個載體層上。
41、根據(jù)如上面描述的方法,方法步驟b)的設計方案對于根據(jù)本發(fā)明的方法是特別重要的。在研發(fā)本發(fā)明時,已經(jīng)形成用于方法步驟b)的設計方案的兩種基本備選方案,本領域技術人員可以采用該備選方案以用于實現(xiàn)所述目的。然而,根據(jù)發(fā)明人的評估,這些備選方案分別與附加的優(yōu)點相關聯(lián),所述優(yōu)點在實踐中與可供本領域技術人員使用的系統(tǒng)的問題一起確定方法設計的選擇。
42、在第一實施方式中,方法步驟b)可以包括步驟b1)。在這種情況下,使用特定設計的第二介質、即第二介質,其載體層僅在區(qū)段中、在所謂的涂層區(qū)域中以導電材料涂層,這些涂層區(qū)域沿幅面方向、即沿平面的幅面形的第二介質的縱向方向彼此隔開間距,使得存在設置在涂層區(qū)域之間的不導電的中間區(qū)域。
43、符合目的地,涂層區(qū)域的形狀與之后的過濾元件的形狀相匹配,使得例如經(jīng)由涂層區(qū)域也已經(jīng)可以預見過濾元件中的傾斜的走向和棱邊。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第二載體層中的涂層區(qū)域的形狀基本上對應于要制造的過濾元件的形狀。第二載體層在涂層區(qū)域中的選擇性涂層可以通過空間分辨涂層、優(yōu)選通過局部印刷第二無紡布來產(chǎn)生,特別是在印刷時也可以非常有效地示出復雜的形狀。
44、根據(jù)發(fā)明人的評估有意義的是:在涂層區(qū)域中分別也設置顯著的涂層并且由此確保優(yōu)異的導電性,如其在上面也對于第一載體層作為整體所公開。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b1)中,第二載體層的第二無紡布在涂層區(qū)域中在涂層區(qū)域的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多的面積上、特別是優(yōu)選基本上整面以導電材料涂層。換言之,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b1)中,由于第二無紡布的涂層,第二載體層在涂層區(qū)域的面積的至少80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多上、特別是優(yōu)選基本上整面是導電的。就這點而言,涂層區(qū)域特別是也可以以涂層圖案涂層,上面限定的面積通過涂層圖案覆蓋,但是具有導電材料的實際面積覆蓋較少、特別是60%或更少、優(yōu)選40%或更少、特別優(yōu)選30%或更少。
45、涂層區(qū)域之間的有用間距既可以不僅絕對地而且相對于涂層區(qū)域的尺寸給出。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b1)中,第二載體層中的涂層區(qū)域沿著層復合物的幅面方向與相鄰的涂層區(qū)域分別具有在1mm至50mm的范圍內、優(yōu)選在3mm至20mm的范圍內的間距,和/或在步驟b1)中,第二載體層中的涂層區(qū)域沿著層復合物的幅面方向與相鄰的涂層區(qū)域分別具有在0.01*l至0.1*l的范圍內、優(yōu)選在0.02*l至0.05*l的范圍內的間距,l是相鄰涂層區(qū)域沿著層復合物的幅面方向的平均長度。
46、在第二實施方式中,方法步驟b)可以包括步驟b2)。在這種情況下,將所謂的子區(qū)域從具有例如整面以導電材料涂層的第二載體層的幅面形的第二介質分離出來并且彼此隔開間距地設置在幅面形的第一介質上,使得在這個結構中也獲得層復合物,該層復合物在第二介質的在空間上沿著幅面方向分離的區(qū)段之間不具有導電連接。
47、原則上,在此分割可以無廢料或有廢料地在移除子區(qū)域之間的廢料區(qū)域的情況下進行。在首選述及的情況下,符合目的地通過幅面形的介質的不同的進給速度可以實現(xiàn)對子區(qū)域的隔開間距的設置,反之第二種方法流程即使在進給速度相同時也由于移除的廢料區(qū)域而在子區(qū)域之間產(chǎn)生間距。就這點而言,一方面優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b2)中分割第二介質的子區(qū)域如此進行,使得在子區(qū)域之間分割時基本上不去除第二介質的廢料區(qū)域,分割優(yōu)選通過無切屑的分離方法、特別是切割方法進行,對幅面形的第一介質上的子區(qū)域的隔開間距優(yōu)選至少局部、特別優(yōu)選基本上完全通過以下方式實現(xiàn),即,將第二介質相對于第一介質以降低的速度和/或以不連續(xù)的節(jié)拍、優(yōu)選以降低的速度引導。另一方面,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b2)中,對第二介質的子區(qū)域的分割如此進行,使得在子區(qū)域之間進行分割時去除第二介質的廢料區(qū)域,對幅面形的第一介質上的子區(qū)域的隔開間距至少局部、優(yōu)選基本上完全由廢料區(qū)域產(chǎn)生,將第二介質優(yōu)選以相對于第一介質基本上相同的速度引導。
48、在步驟b2)的設計方案中,有利地可以省去對第二載體層的選擇性涂層。即使至少在理論上可以使用具有涂層區(qū)域的第二載體層,如其對于步驟b1)所必需的,但鑒于簡單的方法流程和減少的制造成本或者說倉儲成本有利的是:在使用步驟b2)時使用整面涂層的第二載體層,該第二載體層在特別優(yōu)選的情況下特別是也可以由與第一載體層相同的材料構成。因此,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟b2)中,第二載體層的第二無紡布在面積的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多上、特別是優(yōu)選基本上整面以導電材料涂層。就這點而言,換言之優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第二載體層由于涂層第二無紡布而至少在面積的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選、98%或更多上、特別是優(yōu)選基本上整面是導電的。
49、附加地或備選地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布和/或第二無紡布、優(yōu)選第一無紡布和第二無紡布以導電材料涂層,使得第一載體層和/或第二載體層具有由導電材料構成的圖案、例如網(wǎng)格圖案,這個圖案特別是如此設計,使得第一載體層和/或第二載體層具有連續(xù)的、足以用于應用的導電性。
50、就這點而言,特別優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,由導電材料構成的圖案在第一無紡布和/或第二無紡布的面積的80%或更多、優(yōu)選90%或更多、特別優(yōu)選95%或更多、非常特別優(yōu)選98%或更多上延伸。在此有利的是:通過選擇圖案來保持具有導電材料的第一載體層和/或第二載體層的面積覆蓋相對較低,使得在使用涂層圖案時,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布和/或第二無紡布在面積的60%或更少、優(yōu)選40%或更少、特別優(yōu)選30%或更少上以導電材料涂層。在此,上述關于涂層圖案的實施方案對應地適用于步驟b1)中的涂層區(qū)域的設計方案,如果在所述涂層區(qū)域中使用涂層圖案取代平面涂層的話。
51、方法步驟c)中的分離出子區(qū)段如此進行,使得分離線、即例如通過剪切切割產(chǎn)生的切割棱邊在幅面形的層復合物的兩個彼此隔開間距的區(qū)段之間延伸,在所述區(qū)段中,第二載體層是導電的并且由此在中間區(qū)域中延伸,在所述中間區(qū)域中不存在第二載體層或者在所述中間區(qū)域中至少沒有涂層用于第二載體層的導電性。對應地,在分離出時的分離切割分別如此進行,使得分離線對于步驟b1)在兩個相鄰的涂層區(qū)域之間延伸或者對于步驟b2)在兩個相鄰的子區(qū)域之間延伸。換言之,分離出如此進行,使得分離工具在步驟b1)中不接觸涂層區(qū)域或在步驟b2)中不接觸子區(qū)域。
52、因此,有利地引起:分離和與其相關聯(lián)的機械負載和/或熱負載僅在其中不存在用作電極的第二載體層或至少沒有導電涂層的區(qū)域中進行。因此,即使在高生產(chǎn)速度時也可以可靠地排除導電層的不希望的接觸和/或熔化。對應地,由此對于根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的固有優(yōu)選的結構(所述過濾元件處于有利地使用由經(jīng)涂層的無紡布構成的導電層并且因此在過濾性能優(yōu)異的同時特別輕且薄地實施),可以實現(xiàn)具有從幅面形層的復合物分割的連續(xù)的制造方法,使得可以提供特別節(jié)省時間和成本的制造方法。對幅面形的層復合物的特定設計和對切割區(qū)域的定位在此用于對通過(多個)過濾層組件分離的載體層的這樣有利的空間分離,使得即使在使用中在車輛中出現(xiàn)負載時,尤其是在折疊的、即打褶的過濾器的情況下,也可以可靠地排除不希望的接觸和與之相關聯(lián)的短路。
53、為了以協(xié)同的方式輔助支持這種效果,根據(jù)發(fā)明人的評估非常優(yōu)選的是:所使用的無紡布本身由電絕緣材料構成并且由此僅通過涂層而變得充分導電。特別是在具有步驟b1)的方法流程中,在該方法流程中,在過濾元件的邊緣區(qū)域中可以在經(jīng)涂層的第一載體層與第二載體層的未經(jīng)涂層的部分之間在切割區(qū)域中產(chǎn)生接觸,由此即使在高電壓時也可以有意義地避免短路。對于所有實施方式,優(yōu)選的是一個根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布和/或第二無紡布和/或第三無紡布、優(yōu)選所有無紡布由塑料、特別是電絕緣塑料構成,塑料優(yōu)選是聚酯、特別優(yōu)選是聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
54、鑒于根據(jù)本發(fā)明的過濾元件在分離棱邊上的優(yōu)化特性,為了還進一步提高所實現(xiàn)的短路保護,發(fā)明人提出:無論在方法步驟b)中選擇的方法流程如何,第二載體層理想地以比(多個)過濾層組件或甚至整個第一介質小的寬度實施,使得第一載體層可以居中地設置在第一介質或總層組件上。對應地,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一介質和/或第二過濾層組件橫向于幅面方向的寬度、優(yōu)選第一介質和第二過濾層組件橫向于幅面方向的寬度大于第二載體層的寬度、優(yōu)選大1%或更大、特別優(yōu)選大2%或更大、更優(yōu)選大5%或更大。然而,同時鑒于制造效率和過濾元件在過濾器中的裝配,優(yōu)選不將超出部構造得太明顯。對應地,優(yōu)選的反而是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一介質和/或第二過濾層組件橫向于幅面方向的寬度、優(yōu)選第一介質和第二過濾層組件橫向于幅面方向的寬度大于第二載體層的寬度、優(yōu)選大30%或更小、特別優(yōu)選大15%或更小、特別優(yōu)選大5%或更小。在這種情況下,上述限定的極限特別優(yōu)選組合成范圍。對應地,優(yōu)選的也是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,在方法步驟b)中的合并中,第二介質設置在第一介質上,使得第一介質、優(yōu)選第一介質的至少第一過濾層組件沿著幅面方向在兩側突出突出于第二介質。
55、接著,發(fā)明人成功地識別對于上述識別的組成部分特別有利的材料參數(shù),利用這些材料參數(shù)能夠獲得特別有效的過濾元件。在這種情況下,在特別優(yōu)選的實施方式中,在下面示出時分別將相同優(yōu)選方案的特征組合。
56、因此,關于部件的所追求的電導率,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一載體層至少局部、優(yōu)選整面通過涂層而具有在10-21/(ωm)至10-111/(ωm)的范圍內、優(yōu)選在10-41/(ωm)至10-71/(ωm)的范圍內的平均電導率,和/或在步驟b1)中第二載體層通過在涂層區(qū)域中的涂層而具有在10-21/(ωm)至10-111/(ωm)的范圍內、優(yōu)選在10-41/(ωm)至10-71/(ωm)的范圍內的平均電導率,和/或在步驟b2)中第二載體層至少局部、優(yōu)選整面通過涂層而具有在10-21/(ωm)至10-111/(ωm)的范圍內、優(yōu)選在10-41/(ωm)至10-71/(ωm)的范圍內的平均電導率。
57、為了確保足夠的體積通過量和有利地少的壓降,優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布在200pa時具有在300l/(m2s)至30000l/(m2s)的范圍內、優(yōu)選在2000l/(m2s)至20000l/(m2s)的范圍內的透氣性,和/或第二無紡布在200pa時具有在300l/(m2s)至30000l/(m2s)的范圍內、優(yōu)選在2000l/(m2s)至20000l/(m2s)的范圍內的透氣性,和/或第三無紡布在200pa時具有在400l/(m2s)至8000l/(m2s)的范圍內、優(yōu)選在500l/(m2s)至6000l/(m2s)的范圍內的透氣性,和/或第四無紡布在200pa時具有在300l/(m2s)至30000l/(m2s)的范圍內、優(yōu)選在2000l/(m2s)至20000l/(m2s)的范圍內的透氣性。
58、接著,發(fā)明人也能夠識別對于無紡布的密度還合適的值。優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的方法,第一無紡布具有在5g/m2至500g/m2的范圍內的、優(yōu)選在10g/m2至150g/m2的范圍內的單位面積重量,和/或第二無紡布具有在5g/m2至500g/m2的范圍內的、優(yōu)選在10g/m2至150g/m2的范圍內的單位面積重量,和/或第三無紡布具有在15g/m2至300g/m2的范圍內的、優(yōu)選在50g/m2至100g/m2的范圍內的單位面積重量。
59、本領域技術人員理解:本發(fā)明還涉及一種過濾元件,所述過濾元件利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造或能利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造,所述過濾元件包括:
60、x)由至少局部以導電材料涂層的第一無紡布構成的第一載體層,
61、y)由至少局部以導電材料涂層的第二無紡布構成的第二載體層,并且
62、z)設置在第一載體層與第二載體層之間的總層組件。
63、本領域技術人員還理解:本發(fā)明還涉及一種特別優(yōu)選的特定的過濾元件,所述過濾元件優(yōu)選利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造或能利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造,所述過濾元件包括:
64、x)由至少局部以導電材料涂層的第一無紡布構成的第一載體層,
65、y)由至少局部以導電材料涂層的第二無紡布構成的第二載體層,
66、z)設置在第一載體層與第二載體層之間的總層組件,
67、總過濾層組件包括第一過濾層,第一過濾層包括電絕緣的第三無紡布,并且總過濾層組件包括第二過濾層,第二過濾層包括相對于第二過濾層的質量的質量份額為70%或更多的活性炭。
68、對應的優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的特征在于在低重量的同時的非常良好的過濾性能以及非常良好的機械穩(wěn)定性,并且所述過濾元件也能特別時間和成本有效地制造。
69、優(yōu)選的是一種根據(jù)本發(fā)明的過濾元件,第二載體層或第二載體層的以導電材料涂層第二無紡布的涂層區(qū)域具有比第一過濾層小的面積,和/或第二載體層的至少一個邊緣或第二載體層的涂層區(qū)域的邊緣在過濾元件的俯視圖中與過濾層的最近的邊緣隔開間距。
70、由此出發(fā),本發(fā)明還涉及一種過濾器,所述過濾器包括空氣入口和空氣出口以及根據(jù)本發(fā)明的過濾元件,過濾元件設置在空氣入口與空氣出口之間,過濾器優(yōu)選包括集成的用于電離顆粒的電離裝置。
71、還公開一種用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的設備,所述設備包括:
72、o)用于控制所述方法的電子的控制和調節(jié)單元,
73、p)用于提供第一介質的第一卷筒和用于提供第二介質的第二卷筒,
74、q)用于接觸第一介質和第二介質的引導組件,并且
75、r)用于分離出幅面形的層復合物的子區(qū)段以獲得過濾元件的分離設備,
76、以及可選地:
77、s)用于折疊幅面形的層復合物的折疊設備。