空气过滤元件的制作方法

本发明涉及空气过滤元件和具有该空气过滤元件的车辆客舱的空气通风系统。

本发明所在的背景为汽车领域。特别地，本发明特别地涉及在车辆的客舱中通风的空气。

背景技术：

在现有技术中，用于客舱空气通风系统的已知方案适于将空气通常通过抽吸的方式从外部环境输送到车辆的客舱。这种系统通常包括至少一个空气过滤元件，该空气过滤元件适于通过包括在空气过滤元件中的合适的过滤介质来过滤外部空气，以防止不想要的成分进入客舱。

已知适于对固体污染物进行微粒过滤的过滤介质方案，固体污染物例如为灰尘或者污垢，换言之，固体污染物例如为细粉尘、花粉和污染颗粒。

还已知适于防止微生物或者细菌达到车辆客舱的过滤介质方案。实际上，在这些过滤介质方案中，设想存在特别的抗菌剂以防止达到过滤介质的微生物或者在过滤介质中形成的微生物进而达到客舱。

还已知适于气味吸收作用的过滤介质方案。

在现有技术中，已知具有不同特性的过滤介质或者组合多种特性的(例如，多层)过滤介质。为了减小在车辆中占用的空间，组合多种特性的过滤介质变得特别普及。

然而，这种多层介质方案的实施既复杂又成本高，特别是在寻求每一层的效率最大化的那些实施例中。另外，层数越多，则过滤介质的整体尺寸越大，空气过滤元件的整体尺寸也越大。

技术实现要素：

因此，亟需一种空气过滤元件以解决现有技术的技术方案中遇到的上述问题，即，亟需一种具有强大的过滤特性并且具有尽可能简单且小的结构的空气过滤元件。

因此，本申请的一个目的是提供一种满足该需求的空气过滤元件。

该目的通过权利要求1的空气过滤元件来实现，以及通过权利要求13的包括该空气过滤元件的车辆客舱空气通风系统来实现。从属于这些权利要求的权利要求示出了涉及更多有利方面的优选实施例。

附图说明

本发明在任何情况下的进一步的特征和优点将通过以下优选实施例给出的描述而变得明显，其中，优选实施例以参考附图的非限制性示例的方式而得。

其中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的空气过滤元件所包括的过滤介质的一部分的示意性剖视图；

图1a示出了图1中方框内部分的放大图；

图2示出了根据本发明的另一优选实施例的空气过滤元件所包括的过滤介质的一部分的示意性剖视图；

图2a示出了图2中方框内部分的放大图；

图3是由电子显微镜拍摄的根据本发明的空气过滤元件所包括的过滤介质的一部分的照片。

附图标记说明：

1过滤介质；10主层；110基础合成纤维(basesyntheticfibre)；120抗菌剂(antimicrobialagent)；20次级层；21支撑层；22中间吸附层；23支撑层；200活性炭元件；i2净侧；i1脏侧

具体实施方式

参考附图，附图标记1指代过滤介质，该过滤介质包括在根据本发明实施例的空气过滤元件中。

实际上，本发明的目的是一种空气过滤元件，例如是通风系统的空气过滤元件，优选地是车辆空气通风系统的空气过滤元件。

该空气过滤元件包括适于对通过其中的空气执行微粒过滤作用的过滤介质1。换言之，过滤介质1对固体污染物(例如灰尘或污垢，即，细粉尘、花粉和污染颗粒)执行微粒过滤。

另外，该空气过滤元件包括适于发挥抗菌作用的过滤介质1，该抗菌作用用于减少在过滤介质1上产生的微生物溶量和/或细菌溶量。换言之，过滤介质用于减少达到过滤介质的微生物和/或细菌，或者过滤介质用于减少在过滤介质上(或者，在过滤介质中)产生的微生物和/或细菌。

换言之，根据本发明实施例，过滤介质1适于执行上述的双重功能。

因此，过滤介质1如下所述而具有脏侧i1和净侧i2：待过滤的空气在第一侧流动，已过滤的空气在第二侧流动。

根据一个优选实施例，过滤介质1包括主层10。

优选地，仅主层10自身即已经适于执行过滤介质1的上述的双重功能。

根据本发明实施例，主层10由无纺织物制成。

根据本发明实施例，主层10包括基础合成纤维110和抗菌剂120。

换言之，根据本发明实施例，主层10是无纺纤维织物形式。

根据本发明实施例，主层10是包含了抗菌剂120的基础合成纤维110的无纺织物形式。换言之，根据本发明实施例，主层10由基础合成纤维110的无纺织物制成，其中，基础合成纤维110中集合了抗菌剂120。

根据一个优选实施例，基础合成纤维110的平均直径在5μm和15μm之间。

根据一个优选实施例，基础合成纤维110由聚丙烯(pp)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)或聚酰胺(pa)和/或它们的混合物制成。

根据一个优选实施例，基础合成纤维110是单组分纤维和/或双组分纤维。

另外，根据本发明实施例，上述抗菌剂120是由金属或金属化合物和/或基于金属络合物和/或基于金属盐制成。

优选地，抗菌剂120的平均直径在1μm和10μm之间。

这样，优选地，抗菌剂120由基础合成纤维110保持。

优选地，抗菌剂120被嵌入(即，集合于)基础合成纤维110内。因此，优选地，抗菌剂120被嵌入基础合成纤维110中。因此，优选地，抗菌剂120至少部分地被制成基础合成纤维110的材料包围。

根据一个优选实施例，抗菌剂120为银，优选地为银离子ag+的形式。

根据本发明实施例，无纺织物形式的主层10的孔隙度(porosity)值在80％和95％之间，优选地在85％和95％之间，更优选地在85％和93％之间。这里，孔隙度指的是：存在于主层10中的所有孔的总体积与主层10的整体体积的比率。因此，优选地，主层10是高渗透性的。

根据本发明实施例，主层10具有亲水性能以收集和形成水的聚集体，抗菌剂在主层10上起作用并执行它们的抗菌作用。换言之，主层10具有亲水性能以便在无纺织物纤维的表面上收集和分配水，使得存在于主层10中的抗菌剂120执行它们的抗菌作用。换言之，主层10具有亲水性能，使得在通风系统中的循环空气流中携带的任何的水/水分/蒸汽颗粒被主层10收集，从而使它们分配在基础合成纤维110的表面上，其中，抗菌剂120在这些收集的或者截留的水中执行抗菌作用。

具体地，实际上，无纺织物形式的主层10被官能化为具有亲水性能。

优选地，基础合成纤维110被官能化为具有亲水性能。换言之，对主层10(特别是无纺织物)进行特定的官能化处理，从而使主层10具有亲水性能。

优选地，抗菌剂120也被处理以具有亲水性能。

优选地，将抗菌剂120集合到具有亲水性能的基础合成纤维110的官能化部分中。

换言之，通过官能化添加剂处理无纺织物(包括基础合成纤维110和抗菌剂120)以使无纺织物具有亲水性能。

优选地，主层10适于被水浸渍。优选地，主层10适于截留在通气回路中的循环空气中散布的水/湿气/蒸汽颗粒，以便于收集水以及将水分配在基础合成纤维110的表面，抗菌剂120在基础合成纤维110的表面上执行抗菌作用。

因此，换言之，主层10表现出如下倾向：用水将自身润湿，以有利于水渗透到无纺织物中存在的孔隙中。

根据一个优选实施例，在主层10的生产操作中，抗菌剂、官能化添加剂、和用于生产合成纤维的聚合物颗粒在同一料斗中混合，并且由此获得制造无纺织物和主层10的化合物。

优选地，过滤介质1通过熔喷工艺生产。

根据一个优选实施例，构成主层10的元件沿主层10的长度和厚度方向完全随机地布置。

根据一个优选实施例，主层10具有相对于水的小于90°的静态接触角。

根据一个优选实施例，主层10厚度在0.5mm和2mm之间。

另外，优选地，主层10的平均孔直径在20μm和40μm之间，优选地在25μm和35μm之间。

根据一个优选实施例，主层10适于过滤大于或等于2.5μm的颗粒，而不会损害系统的压降。

根据一个优选实施例，抗菌剂以小于主层10的总重量的1％的百分比存在。优选地，抗菌剂以主层10的总重量的从0.005％到0.025％范围的百分比存在。

根据一个优选实施例，空气过滤元件的过滤介质1仅包括上述的主层10。

根据其他的实施例，过滤介质1是多层的，并且除了主层10以外还包括至少一层次级层20。

优选地，主层10相对于空气循环方向位于次级层20的上游。

优选地，主层10面对脏侧i1，使得主层10是过滤介质1遇到空气的第一层。

根据一个优选实施例，次级层20适于对通过过滤介质1的空气中散布的气体执行吸附作用。特别地，次级层20包括吸附元件，优选地包括活性炭元件200。

换言之，次级层20适于对存在于通风系统中的循环空气流中的气体分子执行吸附作用。

优选地，次级层20也具有多层结构，包括两层支撑层21、23和中间吸附层22。

优选地，两层支撑层21、23由合成纤维构成的无纺织物制成。

优选地，中间吸附层22包括前述的活性炭元件200。

根据一个优选实施例，过滤介质1为板的形式，并在板的两个相反的面上限定出(可在横向上被空气横穿的)脏侧i1和净侧i2；优选地，过滤介质1是褶皱型的。

根据另一实施例，过滤介质1为管状形式，并且在管状的内侧和外侧上限定出(可在径向上被空气横穿的)脏侧i1和净侧i2，或者反之，在管状的内侧和外侧上限定出(可在径向上被空气横穿的)净侧i2和脏侧i1；优选地，过滤介质1是褶皱型的，即，过滤介质1是星型(startype)的。

此外，如上所述，本发明还涉及一种包括根据上述描述的空气过滤元件的车辆客舱空气通风系统。

创新地，根据本发明的空气过滤元件和包括该空气过滤元件的车辆的客舱空气通风系统通过克服现有技术中的典型问题而充分地实现了上述目的。

有利地，过滤元件具有简单且低成本的形状。

有利地，过滤元件适于对进气执行期望的(多个)作用。有利地，主层同时执行固体过滤和抗菌作用。即，有利地，过滤元件适于在执行颗粒过滤的同时还减少了微生物量(microbialcharge)。

有利地，非常有效地获得了颗粒的过滤以及微生物/细菌溶量的降低。

有利地，通过编织合成纤维而形成的主层的高渗透性结构以如下方式被官能化：使其具有亲水性能并且包含抗菌剂，以使其可以协同地结合精细过滤固体颗粒的效果和有效降低细菌溶量的效果。

有利地，将抗菌活性成分结合到合成纤维中的使用，可以避免抗菌剂不期望地释放到环境和/或客舱内部。

有利地，抗菌剂结合到纤维内部，这允许活性成分被保持在细菌所处的纤维表面附近，从而使在纤维上存在的水膜所带来的有益效果最大化，以及使通过亲水官能化和抗菌能力之间的相互作用所提供的有益效果最大化。

有利地，在纤维内集成活性成分允许抗菌属性的持续时间延长至10年，这远比将抗菌成分作为涂层或者作为在组成过滤元件的过滤材料上的涂层的方案的持续时间长。

有利地，亲水作用的协同效果导致抗菌属性的改善。有利地，与没有亲水官能化的相同主层相比，本发明的主层在降低空气中的细菌溶量方面提高了大约20％。

有利地，包含在主层中的抗菌剂的抗菌作用更有效，因为水的存在促进了细菌向纤维表面上的迁移，随后细菌在纤维表面被抗菌剂有效杀灭。

有利地，构成无纺织物的合成纤维的亲水官能化允许抗菌处理实际上可以在整个主层中延伸，即，在主层的厚度和表面延伸方面延伸，从而最大化过滤介质在以下方面的还原能力：在过滤介质的外表面上，在过滤介质的空隙内部，总之，在过滤介质中的容易滋生细菌和微生物的部分中。

有利地，过滤介质可以被设计成多层的。

有利地，在包括与主层结合的吸附次级层的多层过滤介质的实施例中，发现颗粒过滤效率得到提高。

显然，本领域技术人员可以对上述的空气过滤元件和车辆客舱的空气通风系统进行修改，以满足可能的要求，所有这些都包含在由以下权利要求所限定的保护范围内。