过滤器、特别是多层过滤介质的使用久已为人所知。因此，例如，空气过滤器早已用于汽车领域、空调系统、客舱过滤器、花粉过滤器、洁净室过滤器、家用过滤器等中。过滤器也早已用于过滤液体介质。这方面的例子是油过滤器和液压过滤器。
取决于应用领域，所述过滤器必须定制以获得足够的过滤效率和使用寿命。因此，用于一般空调技术的颗粒空气过滤器(根据en779)作为粗、中和细过滤器用于空气/气体过滤以及液体过滤，而高效空气过滤器(根据en1822)用于epa和hepa(空气)范围或水处理。
us5993501a公开了多层过滤介质和过滤器，其由刚性可褶裥基层、实际过滤层和覆盖层组成。这些过滤器特别适合用于气体(空气)和液体过滤。
ep1134013a公开了多层褶叠过滤介质和过滤器，其由刚性可褶裥基层、实际的过滤层和覆盖层组成。这些过滤器由聚合熔体粘合的微纤维构成，并且特别适合用于气体(空气)和液体过滤。
ep0878226a公开了由细聚合物纤维和玻璃纤维构成的多层过滤介质和过滤器。这些过滤器特别适用于气体(空气)和液体过滤。
ep1656981a公开了由细玻璃纤维构成的过滤介质和过滤器。这些过滤器特别适用于气体(空气)和液体过滤。
ep2604322公开了由细玻璃纤维构成的过滤介质和过滤器。这些过滤器特别适用于气体(空气)和液体过滤。
如已经论述的，用于空气过滤的过滤材料整体根据din/en779以及ashrae52.2制造，并用于多种应用。在这种类型的高效过滤器中，过滤器效率和通过过滤介质的压降是基本上指定过滤器的参数。现在，不断增加的能源成本已经导致对所谓的过滤器能效的新评估的发展。在欧洲，现在根据eurovent01/2015进行分类。这项创新导致引入了能效等级a+。对过滤材料施加的要求已经提交太多，以至于常规的过滤介质在压差/压降和过滤效率方面不再能符合这些要求。
因此，需要新的过滤材料，其符合新制定的eurovent01/2015的能效等级a+，并且还可以使用现成的生产设备制造，也可以在客户不必进一步定制它们的情况下使用。
因此，本发明提供了一种由多层过滤介质形成的过滤器，其包括：
a)至少一个织物支撑层(层3)，优选无纺布层，由合成聚合物纤维、玻璃纤维或其混合物形成，其中
a1)所述织物支撑层，优选无纺布，具有10g/m2至300g/m2的基重，
a2)所述织物支撑层、优选无纺布的纤维，对于聚合物纤维而言直径为2分特克斯至25分特克斯或对于玻璃纤维而言直径为0.5μm至15μm，
a3)所述织物支撑层，优选无纺布，通过化学粘合剂或热塑性粘合剂固结，
a4)所述织物支撑层，优选无纺布，具有至少750l/m2sec的空气渗透率，
b)至少一个过滤层(层2)，其施加到所述支撑性无纺布的至少一侧，其中所述过滤层由玻璃纤维构成并且
b1)所述由玻璃纤维形成的过滤层是无纺布，其基重为25g/m2至300g/m2，
b2)所述玻璃纤维无纺布由化学粘合剂固结，
b3)相对于所述过滤层(层2)的基重，所施加的化学粘合剂的量为重量％5至30重量％，
c)至少一个织物覆盖层(层1)，其施加到根据b)的过滤层上，其中所述覆盖层由合成聚合物纤维形成，并且
c1)所述织物覆盖层，优选无纺布，具有20g/m2至100g/m2的基重，
c2)所述织物覆盖层、优选无纺布的纤维的直径为2分特克斯至25分特克斯，
c3)所述织物覆盖层，优选无纺布，通过化学粘合剂或热塑性粘合剂固结，
c4)相对于覆盖层(层1)的基重，所施加的化学粘合剂或热塑性粘合剂的量为5重量％至25重量％，
c5)所述织物覆盖层，优选无纺布，具有至少2500l/m2sec的空气渗透率，
其特征在于形成所述过滤层(层2)的玻璃纤维
b4)包含至少两种玻璃纤维类型的混合物，
b5)其中b4)的混合物的第一玻璃纤维类型的直径，按正态高斯分布的平均值确定，为0.6μm±0.3μm，以及
b6)其中b4)的混合物的第二玻璃纤维类型的直径，按正态高斯分布的平均值确定，为1.0μm±0.3μm，以及
b7)其中b4)的混合物的所述第一玻璃纤维类型和第二玻璃纤维类型按重量计以1:1.1至1:4的比率存在。
支撑层(层3)和覆盖层(层1)
无纺布、机织布、无皱褶布、针织品和针织布可以用作织物支撑层或织物覆盖层，优选无纺布，因为它们的技术可用性。
本发明使用的织物支撑层优选是由合成聚合物纤维、玻璃纤维或其混合物形成的无纺支撑层，其可以是褶裥的。
本发明使用的织物覆盖层优选是由合成聚合物纤维形成的无纺覆盖层，其可以是褶裥的。优选地，所述织物覆盖层，特别是无纺覆盖层，由各种各样的合成聚合物纤维形成。此外，所述织物覆盖层，特别是无纺覆盖层，在结构上也可以是多层的。在这方面，各个层可以在所选择的不同合成聚合物纤维方面不同和/或可以具有不同的纤维直径。
所述无纺布可以是湿法无纺布、纺粘布或干法无纺布，它们通过化学粘合进行固结，以及，如果适当的话，通过热和/或机械固结进行固结。所述无纺布是短纤维无纺布和/或纺粘布。
下面描述的纺粘布的优选实施方式也适用于短纤维无纺布。
纺粘织物，即所谓的纺粘布，是由缠绕的新鲜熔纺长丝网制成的。长丝是由可熔融纺丝的聚合物材料形成的连续合成纤维。
合适的聚合物材料的例子是热塑性塑料，优选聚酰胺，例如聚六亚甲基二己二酰胺、聚己内酰胺、芳族或部分芳族聚酰胺(“芳纶”)、脂族聚酰胺例如尼龙，部分芳族或全芳族聚酯，聚碳酸酯(pc)，聚苯硫醚(pps)，聚苯醚(ppo)，聚苯乙烯(ps)，聚乙烯基咔唑(pvk)，聚缩醛(pom)，聚芳醚，聚芳基砜，聚醚砜，含有醚和酮基的聚合物例如聚醚酮(pek)和聚醚醚酮(peek)，聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯，或聚苯并咪唑。聚酯、聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯、或芳族或部分芳族聚酰胺(“芳纶”)、脂族聚酰胺例如尼龙是特别优选的。
优选地，纺粘布包含可熔纺的聚酯或由其组成。原则上，可以考虑任何适合用于制造纤维的已知类型的聚酯材料。这种类型的聚酯主要由衍生于芳族二羧酸和脂族二醇的组分组成。常见的芳族二羧酸组分是苯并二羧酸、特别是对苯二甲酸和间苯二甲酸的二价残基；常见的二醇含有2至4个c原子，其中乙二醇是特别合适的。特别优选由至少85摩尔％聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的纺粘布。剩余的15摩尔％则由二羧酸单元和二醇单元构成，其充当所谓的改性剂并且使本领域技术人员能够调整所产生的长丝的物理和化学性质。这种类型的二羧酸单元的例子是间苯二甲酸或脂族二羧酸例如戊二酸、己二酸、癸二酸的残基；改性二醇残基的例子是来自长链二醇的那些，例如来自丙二醇或丁二醇、来自二-或三-乙二醇或者——只要它们以少量存在——分子量约500至2000的聚乙二醇。
含有至少95摩尔％聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的聚酯、特别是来自未改性pet的聚酯是特别优选的。
纺粘布中所含的聚酯优选具有对应于0.6-1.4的特性粘度(iv)的分子量，所述特性粘度在1g聚合物在100ml二氯乙酸中的溶液中于25℃测量。
在本发明的一个进一步的实施方式中，无纺布，特别是纺粘布，也可以是热熔粘无纺材料，即，使用优选为纤维形式的热塑性粘合剂进行固结。因此，热熔粘无纺材料包含载体和热熔胶纤维。所述载体和热熔胶纤维可以衍生于由任何热塑性长丝形成聚合物衍生的载体纤维；它们也可以衍生于不可熔长丝形成聚合物。这种类型的可熔粘纺粘布主要描述于ep0446822a和ep0590629a中。
可以衍生载体纤维的聚合物的例子是聚丙烯腈、聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯、基本上脂族聚酰胺例如尼龙6.6、基本上芳族聚酰胺(芳纶)例如聚(对苯二甲酸对苯二酯)或含有一定比例的芳族间二胺单元以便改善溶解度的共聚物或聚(间苯二甲酸间苯二酯)、基本上芳族聚酯例如聚(对羟基苯甲酸酯)、或优选基本上脂族聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯。
这两种类型的纤维相对于彼此的比例可以在宽限度内选择，但是应该注意选择足够高的热熔胶纤维的比例以保证所述无纺材料通过所述载体纤维与所述热熔胶纤维的粘合而实现足够的刚度以用于目标应用，而另一方面保证所要求的空气渗透率。所述无纺材料中源自于热熔胶纤维的热熔胶的比例通常小于50重量％(相对于无纺材料的重量)。
特别地，熔点比起始无纺材料的熔点低约10℃至50℃、优选低30℃至50℃的改性聚酯可以被认为是热熔胶。这种类型的热熔胶的例子是聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或通过缩合产生的长链二醇和/或由间苯二甲酸或脂族二羧酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
所述热熔胶优选以纤维的形式引入无纺布中。
优选地，所述载体和热熔胶纤维由一类聚合物形成。这应理解为意味着所使用的所有纤维都选自单一类别的物质，使得它们在所述无纺布的使用后可以毫无问题地被回收。举例，如果所述载体纤维由聚酯组成，则所述热熔胶纤维也选自聚酯，或选自聚酯的混合物，例如芯中为pet以及较低熔点的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物作为鞘的双组分纤维。然而，此外，由不同聚合物形成的双组分纤维是可能的。这方面的例子是由聚酯和聚酰胺(芯/鞘)形成的双组分纤维。
所述载体和热熔胶纤维的单根纤维纤度可以在所述的限度内选择。
形成无纺材料或短纤维的长丝可具有几乎圆形的横截面，或者也可具有其他形状，例如哑铃形、肾形、三角形或者三叶或多叶横截面。另外，也可以使用中空纤维和双或多组分纤维。此外，热熔胶纤维也可以以双或多组分纤维的形式使用。
形成无纺布的纤维可以通过常用的添加剂、例如通过抗静电剂如炭黑或允许形成静电电荷的添加剂进行改性。此外，所述纤维可具有抗微生物组分(ausrüstung)。
除了所引用的合成聚合物纤维之外，玻璃纤维或者玻璃纤维和合成聚合物纤维的混合物可适合作为无纺布形成纤维。
代替玻璃纤维，可以使用基于铝硅酸盐、陶瓷、白云石纤维的矿物纤维或来自硫化橡胶的纤维，所述矿物纤维例如玄武辉绿岩、暗玢辉绿岩(粗玄岩)和暗玢岩(所谓的古玄武岩)。然而，优选使用玻璃纤维，因为它们具有经济的可用性。
就玻璃的类型而言，对于哪种玻璃纤维可用作玻璃纤维没有必要的限制；因此，原则上，可以使用任何玻璃类型，例如e玻璃、s玻璃、r玻璃，c玻璃。出于经济原因，e玻璃或c玻璃是优选的。生物可溶性玻璃是特别优选的。
玻璃纤维可以由长丝、即连续长纤维或由短纤维形成。短纤维的平均长度优选在3和100mm之间，特别是在6和18mm之间。
在支撑性无纺布的情况下，这可以优选仅由玻璃纤维形成。这种类型的玻璃纤维支撑性无纺布也由上述玻璃纤维构成。所述无纺布可借助于已知的湿法或干法工艺产生。
所述织物支撑层、优选无纺布支撑层的基重在10和300g/m2、优选20和250g/m2、特别是20和100g/m2之间。在所述织物支撑层、优选无纺布支撑层也包含玻璃纤维的情况下，则基重在25和300g/m2之间，优选35和110g/m2之间。
聚合物/玻璃混合比在宽限度内变化，并且分别相当于0-100重量％；优选地，所述织物支撑层，优选无纺布支撑层，由100％玻璃组成。玻璃纤维的直径在0.5–15μm之间，优选8至15μm。特别优选地，所述无纺布支撑层由玻璃纤维组成。
所述织物覆盖层、优选无纺布覆盖层的基重，在20和100g/m2之间，优选25和55g/m2之间，特别是30和45g/m2之间。
取决于所述过滤器的应用特征，在制造之后，除了化学固结之外，形成所述支撑性无纺布或覆盖性无纺布的纺粘布也经历液力固结和/或热固结。
为此，除载体纤维外还含有粘合纤维的热熔可固结纺粘布以本身已知的方式使用辊子或在烘箱中热固结。所述纤维也可以具有双组分结构(例如芯/鞘)，其中所述鞘是所述粘合聚合物。
如果纺粘布不含能够热固结的粘合纤维，则将这些纺粘布用化学粘合剂浸渍。在这方面，特别可以考虑基于丙烯酸酯或苯乙烯的粘合剂。所述粘合剂部分有利地高达25重量％，优选5至25重量％。粘合剂的精确选择是在考虑制作者感兴趣的特殊领域后做出的。
在一个进一步的实施方式中，也可以使用阻燃改性的粘合剂，或者实际上可以完全省去所述粘合剂。
在本发明的一个进一步的实施方式中，所述支撑性无纺布或所述覆盖性无纺布还具有由具有小表面积的压痕形成的压花图案，所述压痕随机分布或以重复图案分布，优选作为斑点，其中压印的的表面积，即纺粘布中已被压实的所有部位的总数相当于其总表面积的5至30％，优选8至20％。在热熔粘纺粘布的情况下，该压花图案可有利地在辊固结期间施加。如果所述支撑性无纺布使用化学粘合剂最终固结，则所述压花图案也可以用辊施加。这种压花图案，其可以通过使纺粘布通过加热的辊而施加到所述纺粘布的两个表面上、但优选仅施加到所述纺粘布的一个表面上，具有多个小压痕，其面积为0.2至4mm2、优选地0.5至2mm2并由所述无纺布的表面区域的非压花元素彼此分开大致相同的尺寸。所述无纺布的压实部位和所述无纺布的非压实部位的表面积的确定可以例如通过在显微镜下进行的横截面测量来进行。
在一个优选实施方式中，所述支撑性无纺布和所述覆盖性无纺布在没有针刺并且只通过添加化学粘合剂的情况下固结
在所述支撑性无纺布或所述覆盖性无纺布由至少两种不同无纺布形成的情况下，这些优选通过机械和/或液力针刺彼此接合。除了这些方法之外，也可以通过辊进行各种无纺布层的层压。
然而，在本发明的优选实施方式中，所述无纺布支撑层，特别是无纺布覆盖层，由2至6个无纺布层组成，其中保持了上述的总基重。在所述无纺布覆盖层具有多层构成的情况下，至少两个所述无纺布层、优选至少三个所述无纺布层是不同的。
形成所述支撑性无纺布的由合成聚合物形成的纤维的单根纤度在2和25分特克斯之间，优选在2和17分特克斯之间。
形成所述覆盖性无纺布的由合成聚合物形成的纤维的单根纤度在2和25分特克斯之间，优选在2和17分特克斯之间，特别优选在2和10分特克斯之间。
本发明的过滤器中的所述支撑性无纺布的空气渗透率为至少750l/m2sec。优选地，根据dineniso9237分别测量，所述支撑性无纺布的空气渗透率在7000至11000l/m2sec的范围内。
根据dineniso9237测量，本发明的过滤器中的所述无纺布覆盖层的空气渗透率为至少2500l/m2sec，优选空气渗透率大于8500l/m2sec。
所述覆盖层具有g1至g4级(根据en779分级)的过滤效率。
过滤层(层2)
施加于所述织物支撑层的过滤层通常由玻璃纤维组成。代替玻璃纤维，可以使用基于铝硅酸盐、陶瓷、白云石纤维的矿物纤维或来自硫化橡胶的纤维，所述矿物纤维例如玄武辉绿岩、暗玢辉绿岩(粗玄岩)和暗玢岩(所谓的古玄武岩)。使用玻璃纤维是因为它们的经济可用性。
就玻璃的类型而言，对于哪种玻璃纤维可用作玻璃纤维没有必要的限制；因此，原则上，可以使用任何玻璃类型，例如e玻璃、s玻璃、r玻璃，c玻璃。出于经济原因，e玻璃或c玻璃是优选的。生物可溶性玻璃是特别优选的。
形成所述过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布使用已知的干法工艺制造。对于本领域技术人员来说，干法和湿法玻璃纤维无纺布可以通过它们的微观性状来区分。特别优选地，形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布借助于空气介质法(罐和大理石工艺，参见us5993501a)制造，这也通过术语“火焰衰减纤维化”工艺被本领域技术人员所知，在所述工艺中通过水平布置的燃烧器喷嘴，垂直向下移动的玻璃纤维被进一步熔合并拉伸并铺设成细玻璃丝。铺设的玻璃纤维的细度通过燃烧器参数(例如温度、流速、压力、燃料/o2比)调节并且是本领域技术人员熟悉的。借助于所述空气介质法，可以制造使用湿法工艺无法获得的无纺布。
过滤介质中的各种纤维直径通过用于所述燃烧器的各种工艺参数产生。因为在所述燃烧器和网毡之间有足够的距离，所以在飞行中的玻璃纤维发生混合，因此在过滤器中产生尽可能均匀的分布。
形成所述过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布包含至少两种玻璃纤维类型的混合物，其中所述混合物的第一玻璃纤维类型的直径按正态高斯分布的平均值确定为0.6μm±0.3μm，优选±0.2μm，并且所述混合物的第二玻璃纤维类型的直径按正态高斯分布的平均值确定为1.0μm±0.3μm，优选±0.2μm，并且所述混合物的第一和第二玻璃纤维类型的重量比在1:1.1至1:4、优选1:1.5至1:3的范围内，特别优选1:2。优选地，所述第一玻璃纤维类型的前述平均值与所述第二玻璃纤维类型的前述平均值之间的差值为至少0.3μm，特别优选至少0.4μm。
在一个优选实施方式中，所述混合物的第一和第二玻璃纤维类型占所述过滤层(层2)中纤维的至少80重量％，特别优选所述混合物的第一和第二玻璃纤维类型占所述过滤层(层2)中纤维的至少98重量％，特别是，所述混合物的第一和第二玻璃纤维类型占所述过滤层(层2)中纤维的100重量％。
形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布通常具有在使用干法工艺(空气介质法)形成期间或之后向其添加的化学粘合剂。
形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布优选包含平均长度在0.3和100mm之间的纤维。
形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布优选含有相对于所述过滤层干燥后的总重量为5-30重量％的化学粘合剂。
形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布的基重在25和300g/m2之间，优选在30和80g/m2之间。
形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布的厚度优选在1和20mm之间，特别是4和7mm之间。
根据dineniso9237测量，形成过滤层(层2)的玻璃纤维无纺布的空气渗透率为至少2500l/m2sec，优选空气渗透率大于8500l/m2sec。
所述玻璃纤维无纺布具有相当于f7至f9级的过滤效率(根据en779分级)。
所述玻璃纤维无纺布具有相当于m5至m6的过滤效率(根据en779分级)。
本发明的过滤器的制造使用本领域技术人员熟悉和已知的方法进行。合适方法的例子公开于us5993501a中；纺粘布的形成也在本领域技术人员的标准知识范围内。
通过形成所述织物支撑层(层3)或供应现成的织物支撑层(层3)来制造所述过滤器。所述织物支撑层优选为成卷商品的形式。随后，将所述过滤层(层2)使用空气介质法作为干法无纺布施加到该织物支撑层上。这通常通过所述空气介质法直接在所述织物支撑层(层3)上进行。在这方面，通常使用喷涂过程将化学粘合剂与所述玻璃纤维同时施加。
优选地，将所施加的化学粘合剂至少部分固化，从而进行固结。随后，可以将具有所施加的过滤层(层2)的织物支撑层(层3)卷起或进一步加工。
已经规定了所涉及材料的优选范围，这也可适用于该方法。
为了施加所述织物覆盖层(层1)，具有所施加的过滤层(层2)的织物支撑层(层3)可以在制造所述覆盖层(层1)期间展开并直接供应。随后，可以将设置有所述覆盖层(层1)的所述过滤层(层2)和织物支撑层(层3)的复合物卷起或进一步加工。
或者，可以通过形成所述织物覆盖层(层1)或供应现成的织物覆盖层(层1)来制造所述过滤器。所述织物覆盖层优选作为成卷商品提供。随后，将所述过滤层(层2)使用空气介质法作为干法无纺布施加于该织物覆盖层。这通常使用所述空气介质法直接在所述织物覆盖层(层1)上进行。在这方面，通常使用喷涂过程将化学粘合剂与所述玻璃纤维同时施加。
优选地，将所施加的化学粘合剂至少部分固化，从而发生固结。随后，可以将具有所施加的过滤层(层2)的织物覆盖层(层1)卷起或进一步加工。
所涉及材料的优选范围已在上文规定，并经必要的变更应用于该方法。
为了施加所述织物支撑层(层3)，具有所施加的过滤层(层2)的织物覆盖层(层1)可以展开并直接供给以制造所述支撑层(层3)。
随后，由设置有所述覆盖层(层1)的所述过滤层(层2)和织物支撑层(层3)形成的复合物可被卷起或进一步加工。
所涉及材料的优选范围已在上文规定，并经必要的变更应用于该方法。
然后将由所述支撑层(层3)、过滤层(层2)和织物覆盖层(层1)形成的整个复合物在辊式烘箱或辊式干燥器中粘合在一起以进行细调和最终固结，其中所述化学粘合剂完全固化。
本发明的过滤器用于空气/气体和液体过滤，特别是在汽车领域、空调系统、客舱过滤器、花粉过滤器、洁净室过滤器、家用过滤器、以及油过滤器和液压过滤器中。
由支撑层(层3)、过滤层(层2)和织物覆盖层(层1)形成的本发明的过滤器，根据dineniso9237测量，空气渗透率为至少500l/m2sec，优选空气渗透率大于1500l/m2sec。
根据本发明的过滤器满足eurovent01/2015的能效等级a+。
本发明还涉及含有本发明的过滤器的过滤器模块或筒。在这方面，所述过滤器以褶裥的形式安装在外壳或其它壳体中。相关实施方式可以从us5883501a获得。
本发明的过滤器的其它应用领域是绝缘和吸音板。
测量方法：
din/en779
ashrae52.2
eurovent01/2015
能效等级a+
空气渗透率：空气渗透率的确定根据dineniso9237：1995-12进行。
基重：基重的确定根据dineniso29073-1：1992-08进行。
纤维直径：纤维直径用显微镜确定。