Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flachfaltenfilters, insbesondere für den Einsatz in Staubsaugern und Elektrowerkzeugen, sowie einen entsprechenden Flachfaltenfilter. Der Gegenstand der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.

In vielen Industriezweigen, beispielsweise im Bereich der Haushaltsgeräte oder der Elektrowerkzeuge, besteht ein kontinuierlicher Bedarf nach leistungsfähigeren Filtern mit vorteilhaften Handhabungseigenschaften. Viele dieser Eigenschaften werden regelmäßig durch die Auswahl geeigneter Materialien und/oder verbesserte Konstruktionsweisen der Filter erreicht. Diese Verbesserungen stellen jedoch regelmäßig auch hohe Anforderungen an die zur Herstellung entsprechender Filter verwendeten Verfahren, sodass sich die eingesetzten Materialien zuverlässig und effizient verarbeiten lassen und daraus Filter mit vorteilhaften Eigenschaften erhalten werden können. Eine besonders relevante Kategorie von Filtern sind die sogenannten Flachfaltenfilter, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind, insbesondere auch in der Form von hochabscheidende Schwebstofffiltern, die insbesondere als HEPA-Filter bekannt sind. Entsprechende Flachfaltenfilter bestehen regelmäßig aus zwei- oder mehrlagigen Filtermedien, die zur einem Faltenpaket gefaltet werden. Im Stand der Technik werden diese (nicht abreinigbaren) Flachfaltenfilter zwischen den umgefalteten Lagen zur Abdichtung üblicherweise mit einer Taschenverklebung versehen.

Bei solchen Flachfaltenfiltern, insbesondere bei hochabscheidende Schwebstofffiltern, wird in vielen Fällen die Abreinigbarkeit, d. h. die Möglichkeit, den Flachfaltenfilter nach einer längeren Benutzung effizient zu reinigen, insbesondere durch einfache mechanische Belastung und/oder die Applikation einer Druckdifferenz, als unzureichend empfunden.

Die Erfinder der vorliegenden Aufgabe haben sich daher die grundlegende Aufgabe gestellt, einen Flachfaltenfilter zu entwickeln, welcher über eine verbesserte Abreinigbarkeit verfügt und trotzdem eine besonders gute Filterleistung erbringen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe haben die Erfinder erkannt, dass zumindest eine Lage des eingesetzten mehrlagigen Filtermediums aus Polytetraflurethylen (PTFE) ausgebildet werden sollte, um die Abreinigbarkeit an die industriellen Anforderungen anzupassen.

Bei einer derartigen Modifikation gegenüber den herkömmlichen Flachfaltenfiltern haben die Erfinder jedoch festgestellt, dass das Einsetzen einer PTFE-Lage im mehrlagigen Filtermedium dazu führen kann, dass der Taschenverklebungskleber das mehrlagige Filtermedium in vielen Fällen nicht ausreichend durchdringt. In diesen Fällen kommt es durch den Taschenverklebungskleber im Seitenbereich nicht zu einer ausreichend festen Abdichtung zwischen den Lagen des mehrlagigen Filtermediums. Dies hat zur Folge, dass Partikel, die eigentlich vom Filter erfasst werden sollten, seitlich zwischen den Lagen des mehrlagigen Filtermediums aus- bzw. eintreten und damit einen Teil des Filters umgehen können. Angesichts der hohen Anforderungen, die in vielen Industriebereichen an die Anforderungen entsprechender Flachfaltenfilter gestellt werden, können diese Leckagen bereits dafür ausschlaggebend sein, dass ein Filter als ungenügend angesehen wird.

Der vorstehend beschriebene Effekt der unzureichenden Durchdringung des mehrschichtigen Filtermediums durch den Taschenverklebungskleber ist dabei besonders ausgeprägt, wenn zum Erreichen einer besonders hohen Filterleistung ein mehrlagiges Filtermedium mit mehr als zwei Lagen eingesetzt wird und hiervon eine oder mehrere Lagen PTFE-Lagen sind.

Ein aus dem Stand der Technik bekannter Ansatz, die seitliche Leckage zu verhindern, der auch bei Flachfaltenfiltern mit PTFE-Lageeingesetzt wird, ist die nachträgliche Kaschierung der seitlichen Bereiche des Flachfaltenfilters. Dies kann beispielsweise durch die Anbringung eines Vlieses oder durch die seitliche Applikation von zusätzlichen Beschichtungsmassen, beispielsweise Vergusskleber, erreicht werden. Dieses Vorgehen wird jedoch regelmäßig als nachteilig empfunden, da diese nachgelagerte Kaschierung des Flachfaltenfilters zusätzliche Arbeitsschritte erfordert und damit regelmäßig nicht als zeit- und kosteneffizient empfunden wird. Zudem sind die entsprechenden Kaschierungen, insbesondere, wenn sie nicht von geschultem Personal aufgebracht werden, mögliche zusätzliche Quellen für Verarbeitungsfehler, durch die die Filterleistung sinken kann. Ein zusätzlicher Nachteil der Verwendung von Vergusskleber, ist, dass relativ viel Filterfläche verloren geht, weil die Faltenkanten relativ tief vollgespritzt werden müssen.

Darüber hinaus hat die Fixierung der Falten des Flachfaltenfilters durch die seitliche Kaschierung regelmäßig einen negativen Effekt auf die Abreinigbarkeit, da die einzelnen Falten durch die Kaschierung relativ zueinander fixiert werden und es schwieriger ist, die Abreinigung durch eine mechanische Behandlung der einzelnen Falten zu unterstützen oder zu bewirken. Somit steht diese Verarbeitung mit Blick auf die angestrebte Verbesserung der Abreinigbarkeit, die den Grund für die Auswahl des in seiner Verarbeitung schwierigen PTFE war, fundamental entgegen. Darüber hinaus wird für viele moderne Anwendungen bei entsprechend kaschierten Flachfaltenfiltern als besonders nachteilig empfunden, dass diese insgesamt vergleichsweise starr sind und sich nur schlecht biegen lassen, sodass die Konturen der Flachfaltenfilter schlecht an bauliche Gegebenheiten von Endprodukten, beispielsweise Haushaltsgeräten oder Werkzeugen, angepasst werden können. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung standen somit vor der Aufgabe, das Problem der Leckage bei Flachfaltenfiltern mit PTFE-Lagen auf vorteilhaftere Weise zu lösen.

Es war somit die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beheben oder zumindest abzuschwächen.

Insbesondere war es eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Flachfaltenfilters anzugeben, mit dem in zeit- und kosteneffizienter Art und Weise ein Flachfaltenfilter mit hoher Abscheidewirksamkeit erhalten werden kann, dessen Abreinigbarkeit gegenüber dem Stand der Technik stark verbessert ist und der über eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhte Flexibilität verfügen sollte.

Hierbei war es wünschenswert, dass das anzugebende Verfahren den Materialbedarf, wie er beispielsweise zur Seitenkaschierung benötigt wird, reduzieren und auch die Zahl der benötigten Arbeitsschritte minimieren kann. Darüber hinaus wurde angestrebt, dass mit dem anzugebenden Verfahren die Gefahr von Verarbeitungsfehlern minimiert werden kann und sich entsprechende Flachfaltenfilter mit einer hohen Reproduzierbarkeit zuverlässig hersteilen lassen.

Es war eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren eine reduzierte Abfallentwicklung aufweisen sollte und insbesondere von dem eingesetzten mehrlagigen Filtermedium im Verfahren möglichst wenig Ausschuss entsteht, so dass die Materialausnutzung optimiert wird.

Mit Blick auf die verbesserte Filterleistung war es eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das anzugebende Verfahren so auszugestalten, dass die im Flachfaltenfilter effektiv für eine Filterung zur Verfügung stehende Fläche pro eingesetzter Fläche des mehrlagigen Filtermediums maximiert wird.

Grundsätzlich war es wünschenswert, dass das anzugebende Verfahren idealerweise kontinuierlich ausgestaltet werden kann und dass es sich idealerweise unmittelbar in die übrigen Prozessschritte der Flachfaltenfilterfertigung integrieren lässt, sodass die Flachfaltenfilterfertigung in synergistischer Weise verbessert wird.

Es war eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Optik und Haptik der herstellbaren Flachfaltenfilter zu verbessern und in den hergestellten Filtern zudem idealerweise eine Reduktion des Gewichts bei gleicher Filterleistung zu ermöglichen.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr erkannt, dass sich die vorstehend beschriebenen Aufgaben überraschenderweise lösen lassen, wenn an dem mit Blick auf die Abreinigbarkeit besonders vorteilhaften Einsatz von PTFE in den mehrlagigen Filtermedien eines Flachfaltenfilters festgehalten wird, jedoch ein optimiertes Herstellungsverfahren eingesetzt wird. Bei diesem Herstellungsverfahren erfolgt der Zuschnitt des mehrlagigen Filtermediums durch ein vorteilhafterweise kontinuierlich betreibbares Trennverfahren, welches infolge einer erhöhten Temperatur am Trennwerkzeug zu einer Verschmelzung der Lagen des mehrlagigen Filtermediums im Schnittbereich führt, sodass die möglichen Leckage-Stellen durch die thermische Behandlung der Kunststofflagen und das Verschmelzen der verschiedenen Lagen miteinander verschlossen werden.

Die Erfinder haben hierbei erkannt, dass sich für eine solche Bearbeitung dieser spezifischen Filtermedien überraschenderweise nicht alle thermischen Trennverfahren in gleicher Weise eignen.

In anderen Bereichen der Filterherstellung wurde zur Bearbeitung von mehrlagigen Filtermedien der Einsatz von Ultraschallschweißverfahren vorgeschlagen, bei denen die Verbindung der Lagen durch eine hochfrequente mechanische Belastung im Bereich von etwa 30 KHz erreicht wird, wobei es zumindest im Grenzflächenbereich der Schichten auch zu einer Erwärmung kommen kann. Zum Teil werden entsprechende Schweißverfahren, mit denen regelmäßig ein flächiger Bereich des mehrlagigen Filtermediums großflächig verschweißt wird, mit einem nachgelagerten Trennschritt kombiniert, bei dem ein Teil des so verschweißten Bereiches abgeschnitten wird, da dieser für die Filterleistung ohnehin nicht zur Verfügung steht. Offenbarungen zu Ultraschallschweißverfahren findet sich beispielsweise in den Dokumenten EP 1 043055 A1, EP 1 249 182 A1, EP 2 777 797 A1 und DE 501 02 713 A1.

Das aus dem Stand der Technik bekannte Ultraschallschweißverfahren wird jedoch regelmäßig als nachteilig empfunden. Dies liegt insbesondere daran, dass dieses Verfahren regelmäßig nicht leicht kontinuierlich ausgeführt werden kann und sich teilweise schwer in bestehende Fertigungsprozesse eingliedern lässt bzw. hinsichtlich des pro Zeiteinheit herstellbaren Filtermaterials als nachteilig empfunden wird.

Zudem erzeugen entsprechende Ultraschallschweißverfahren zumeist recht ausgedehnte flächige Schweißbereiche, die zwar eine sichere Verbindung der Lagen ermöglichen, durch die jedoch ein signifikanter Teil des mehrlagigen Filtermediums nicht mehr für die spätere Filterung zur Verfügung steht. Mit Blick auf die Haltbarkeit der Verschweißung sind dünnere Bereiche, sofern sich diese überhaupt apparativ erhalten lassen, häufig nicht ausreichend. Durch das nachträgliche Abtrennen von überstehendem, verschweißtem Filtermedium in den breiten Schweißbereichen lässt sich zwar das Gewicht reduzieren, jedoch entsteht hierdurch ungewünschter Ausschuss an mehrlagigem Filtermedium, welcher als Abfall anfällt.

Als nachteilig wird auch angesehen, dass entsprechende Ultraschallschweißverfahren zur Verbindung von PTFE-Lagen mit anderen Lagen weniger vorteilhaft sind als das von den Erfindern identifizierte und nachfolgend offenbarte Verfahren.

Nach Erkenntnis der Erfinder der vorliegenden Erfindung ist es nämlich wesentlich, in dem erfindungsgemäßen Verfahren elektrisch beheizte Schneidmesser mit einer Temperatur von 330 °C oder mehr einzusetzen, um das mehrlagige Filtermedium zu bearbeiten. Durch den Einsatz entsprechender elektrisch beheizter Schneidmesser konnten selbst beim Einsatz von ein oder mehreren PTFE-Lagen im mehrlagigen Filtermedium Flachfaltenfilter mit ausgezeichneter Abscheidewirksamkeit und Abreinigbarkeit erhalten werden, wobei überraschenderweise eine ausreichende Verschmelzung der Lagen im Randbereich mit lediglich einem Arbeitsschritt möglich war, der darüber hinaus besonders leicht in kontinuierlicher Form ausgeführt werden kann.

Durch den Einsatz von elektrisch beheizten Schneidmessern ist es möglich, das mehrlagige Filtermedium direkt von der Mutterrolle zu bearbeiten und damit immer gleichzeitig die Schnittkanten von zwei Filterzuschnitten für die spätere Faltung zu bearbeiten. In den Versuchen der Erfinder hat sich dabei gezeigt, dass nicht nur eine besonders zuverlässige und belastbare Versiegelung der Seitenbereiche erzielt wird, sondern dass die erzeugten Seitenbereiche im Vergleich zu anderen Methoden auch besonders schmal sind, sodass der Verlust an effektiver Filterfläche mit diesem Verfahren besonders niedrig ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren trotz des Einsatzes von PTFE- Lagen auf eine nachträgliche Kaschierung zu verzichten und damit Flachfaltenfilter mit hoher Abscheidewirksamkeit und einer besonders guten Abreinigbarkeit zu erhalten, wobei in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Materialbedarf reduziert und die Anfälligkeit für Verarbeitungsfehler minimiert wird. Somit wird insgesamt ein besonders zeit- und kosteneffizientes Verfahren erhalten.

Als besonders vorteilhaft hat es sich zudem erwiesen, dass die derart erhaltenen Flachfaltenfilter, insbesondere wegen der zuverlässigen und belastbaren Verschweißung im Bereich der Schnittkanten und die fehlende Kaschierung, besonders flexibel sind und beispielsweise leicht reversibel und zerstörungsfrei gebogen werden können, um bspw. an die Erfordernisse von Endprodukten angepasst werden zu können, sodass sich für die Endprodukte eine größere Designfreiheit ergibt, was zusammen mit dem reduzierten Gewicht der herstellbaren Flachfaltenfilter besonders vorteilhaft ist. Die hohe Beweglichkeit der einzelnen Falten zueinander und die Möglichkeit des Auffächerns des Flachfaltenfilters unterstützen dabei in synergistischer Weise die angestrebte verbesserte Abreinigbarkeit, da zwischen den Falten fixierte Partikel und Verunreinigungen durch diese mechanische Belastung leichter entfernt werden können. Die vorstehend genannten Aufgaben werden entsprechend durch Verfahren und Flachfaltenfilter gelöst, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, bzw. durch Verwendungen, wie sie nachfolgend offenbart sind. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.

Solche Merkmale erfindungsgemäßer Verfahren oder Flachfaltenfilter, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit anderen als bevorzugt bezeichneten Merkmalen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal mit ein oder mehreren weiteren Merkmalen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Flachfaltenfilter und Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Verfahren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flachfaltenfilters, insbesondere für den Einsatz in Staubsaugern und Elektrowerkzeugen, umfassend die Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei die erste Lage zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und wobei die zweite Lage zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen besteht, b) Zuschneiden des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern zum Erhalt eines Filterzuschnitts, sodass die Lagen des Filterzuschnitts im Bereich der hierbei erzeugten Schnittkanten miteinander verbunden sind, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufweisen, und c) Falten des Filterzuschnitts zu einem Faltenpaket zum Erhalt eines Flachfaltenfilters. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Flachfaltenfilters, welcher besonders geeignet für den Einsatz in Haushaltsgeräten, beispielsweise Staubsaugern, sowie in Elektrowerkzeugen ist. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zwei- oder mehrlagiges Filtermedium, bevorzugt ein mehrlagiges Filtermedium, hergestellt oder bereitgestellt. Dies bedeutet, dass ein entsprechendes Filtermedium entweder im Verfahren unmittelbar hergestellt werden kann, beispielsweise durch Überlagerung mehrerer Lagen von Filtermedien, oder als Ganzes bereitgestellt werden kann, beispielsweise in Form einer Rolle. Das zwei- oder mehrlagige Filtermedium umfasst entsprechend zumindest zwei Lagen, nämlich eine erste Lage und eine zweite Lage, die übereinander liegen, d.h. nebeneinander angeordnet sind. In dem erfindungsgemäßen Verfahren bestehen die erste und die zweite Lage aus unterschiedlichen Materialien, wobei ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung darin zu sehen ist, dass die zweite Lage zumindest teilweise aus PTFE besteht. Die erste Lage ist hinsichtlich der Materialauswahl flexibler, wobei lediglich gefordert wird, dass ein thermoplastischer Kunststoff eingesetzt wird. Thermoplastische Kunststoffe sind dem Fachmann bekannt und von diesem notfalls aus tabellierten Werken nachzuschlagen. Unter den verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen kann der Fachmann prinzipiell solche thermoplastischen Kunststoffe auswählen, deren physikalisch-chemische Eigenschaften für die beabsichtigten Anwendungen im Flachfaltenfilter besonders günstig sind.

Im Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Zuschneiden des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums. Es ist wichtig, dass dieses Zuschneiden nicht in einer beliebigen Form erfolgt, sondern unter Einsatz eines oder mehrerer elektrisch beheizter Schneidmesser, die eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufweisen. Hierdurch wird ein zugeschnittenes Stück des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums erhalten, welches im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Filterzuschnitt bezeichnet wird. Dieser Filterzuschnitt umfasst zumindest eine durch die Bearbeitung mit den elektrisch beheizten Schneidmessern erzeugte Schnittkante. In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass das Zuschneiden so erfolgt, dass die Lagen des Filterzuschnitts im Bereich dieser Schnittkante miteinander verbunden sind. In der Kombination der Auswahl der Materialien, d. h. PTFE in Kombination mit einem thermoplastischen Kunststoff, und unter Einsatz entsprechend beheizter Schneidmesser wurde die entsprechende Verbindung der Lagen in den Experimenten der Erfinder zuverlässig und reproduzierbar erreicht. Das funktionale Merkmal stellt jedoch klar, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis nicht in einer technisch unsinnigen Weise derart betrieben werden sollte, dass mit aktiven Maßnahmen eine Verbindung der Lagen im Bereich der Schnittkante, trotz des Zuschneidens mit beheizten Schneidmessern, verhindert wird. Auch wenn solche Verfahrensführungen, wie beispielsweise das Aufspreizen der Lagen im Moment des Zuschnitts, denkbar wären, widersprächen sie eindeutig dem vorteilhaften Grundgedanken der vorliegenden Erfindung. Der erhaltene Filterzuschnitt wird anschließend zu einem Faltenpaket gefaltet, wodurch ein Flachfaltenfilter erhalten wird. Entsprechende Faltenpakete sind dem Fachmann bekannt und von diesem aus dem Filterzuschnitt ohne große Probleme herzustellen. Der erhaltene Flachfaltenfilter kann in üblicherweise mit einer für Flachfaltenfilter typischen Taschenverklebung versehen werden. Mit Blick auf die Abreinigbarkeit ist es besonders bevorzugt, wenn die oberste und/oder die unterste Lage des mehrlagigen Filtermediums, bevorzugt beide dieser Lagen, zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen bestehen.

Mit Blick auf eine verbesserte Handhabbarkeit der hergestellten Flachfaltenfilter ist es für bestimmte Anwendungen bevorzugt, den Flachfaltenfilter in einem Träger, beispielsweise einem Trägerrahmen anzuordnen. Um die Vorteile des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Flachfaltenfilters vollständig ausnutzen zu können, schlagen die Erfinder vor, in diesem Fall einen Träger aus flexiblem Kunststoff einzusetzen, der die flexible Verformung des Flachfaltenfilters zulässt und dieser keinen großen Widerstand entgegensetzt. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Schritt: d) Anordnen des Flachfaltenfilters in einem Träger, bevorzugt einem Trägerrahmen, wobei der Träger vorzugsweise aus Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem flexiblen Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus Polyurethan ausgebildet ist, und wobei der Flachfaltenfilter besonders bevorzugt durch eine Verklebung im T räger fixiert wird oder der T räger durch die Verklebung gebildet wird.

Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung einer Vielzahl von Flachfaltenfiltern mit PTFE-haltigen Filterlagen. Wie vorstehend erläutert, war es jedoch eine besondere Maßgabe der vorliegenden Erfindung, dass der herzustellende Flachfaltenfilter nicht nur besonders flexibel sein und über eine gute Abreinigbarkeit verfügen sollte, sondern dass dieser auch über eine besonders hohe Filterleistung verfügen sollte, nämlich teilweise im Sinne einer externen Vorgabe, dass eine Mindestfilterklasse erreicht werden muss. Die Herstellung entsprechender Flachfaltenfilter mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung entsprechend leistungsstarker Flachfaltenfilter besonders stark zum T ragen kommen. Für die Herstellung weniger leistungsstarker Filter unter Einsatz von PTFE-Lagen könnten hingegen möglicherweise auch apparativ weniger aufwendige Verfahren benutzt werden, die ohne den energieintensiveren Einsatz von beheizten Klingen auskommen, wohingegen im Bereich der leistungsfähigen Filter nach Einschätzung der Erfinder kaum Alternativen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren bestehen. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der Flachfaltenfilter ein hochabscheidender Schwebstofffilter, insbesondere mit einer Filterklasse nach EN 1822-1:2009 von H13 oder höher ist. Vergleichbare Normen, mit denen vom

Fachmann die Eignung als hochabscheidender Schwebstofffilter bestimmt werden können, sind das Bestehen der US HEPA nach IEST-RP-C001.5 bzw. die Einordnung des Filters in Staubklasse H nach DIN EN 60335-2-69:2010.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich ganz besonders leistungsstarke Flachfaltenfilter insbesondere dann erreichen, wenn nicht lediglich zwei Lagen im zwei- oder mehrlagigen Filtermedium vorgesehen werden, sondern wenn dieses über drei oder besonders bevorzugt sogar über vier Lagen verfügt. Die drei oder vier Lagen sind übereinander angeordnet, wobei die Erfinder identifiziert haben, dass es besonders vorteilhaft ist, die Lagen aus thermoplastischem Kunststoff und Polytetraflurethylen alternierend anzuordnen, sodass jede Lage aus PTFE lediglich mit Lagen aus thermoplastischem Kunststoff in Kontakt steht, bei dem es sich nicht um PTFE handelt. Ganz besonders vorteilhafte Filterleistungen wurden mit Flachfaltenfiltern erreicht, die aus insgesamt vier Lagen im mehrlagigen Filtermedium bestehen, von denen die zweite und die vierte Lage Polytetraflurethylen umfassen. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das mehrlagige Filtermedium eine dritte Lage umfasst, die zu der zweiten Lage benachbart ist, aus einem anderen Material besteht als die zweite Lage und die zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, wobei die erste Lage und die dritte Lage vorzugsweise den gleichen thermoplastischen Kunststoff umfassen, und/oder wobei das mehrlagige Filtermedium eine vierte Lage umfasst, die zu der ersten Lage oder der dritten Lage benachbart ist und die zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen besteht, wobei das mehrlagige Filtermedium bevorzugt die dritte Lage und die hierzu benachbarte vierte Lage umfasst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich geeignet, mehrlagige Filtermedien mit einem breiten Dickenbereich der Lagen zu bearbeiten. Mit Blick auf die Handhabung und die Verarbeitbarkeit sind jedoch zu dünne Lagen regelmäßig nachteilig, wohingegen zu dicke Lagen die Durchlässigkeit des Filters negativ beeinflussen können. Vor diesem Hintergrund haben die Erfinder besonders geeignete Dickenbereich für die Lagen identifiziert. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Lage, die zweite Lage, die dritte Lage und/oder die vierte Lage, bevorzugt sämtliche Lagen, eine mittlere Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,08 bis 0,12 mm, aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das mehrlagige Filtermedium ein vierlagiges Filtermedium ist und wobei das vierlagige Filtermedium eine mittlere Dicke im Bereich von 0,3 bis 0,7 mm, bevorzugt im Bereich von 0,45 bis 0,5 mm, aufweist und/oder wobei das vierlagige Filtermedium eine mittlere Grammatur im Bereich von 60 bis 260 g/m ² , bevorzugt im Bereich von 130 bis 220 g/m ² , besonders bevorzugt im Bereich von 180 bis 210 g/m ² , aufweist. Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist es grundsätzlich ausreichend, wenn die entsprechenden Lagen zumindest teilweise aus dem thermoplastischen Kunststoff bzw. aus PTFE bestehen, sodass auch spezialisierte Lagen eingesetzt werden können, in denen diese Kunststoffe mit anderen Komponenten kombiniert sind, um bspw. die physikalisch-chemischen Eigenschaften der jeweiligen Lagen zu optimieren. Es ist jedoch eindeutig bevorzugt, dass die Lagen des mehrlagigen Filtermediums zu einem Großteil aus den entsprechenden Kunststoffen bestehen, wobei es mit Blick auf die Kosteneffizienz besonders bevorzugt ist, wenn die Lagen im Wesentlichen vollständig aus den jeweiligen Kunststoffen bestehen. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Lage und/oder die dritte Lage, bevorzugt beide Lagen, zu mehr als 80 %, bevorzugt zu mehr als 90 %, besonders bevorzugt vollständig, aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, und/oder wobei die zweite Lage und/oder die vierte Lage, bevorzugt beide Lagen, zu mehr als 80 %, bevorzugt zu mehr als 90 %, besonders bevorzugt vollständig, aus Polytetrafluorethylen bestehen.

Ausgehend von den Versuchen der Erfinder und den Erfahrungen mit dem Einsatz von elektrisch beheizten Schneidmessern haben die Erfinder keinen Grund zu der Annahme, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht letztlich für im Wesentlichen alle thermoplastischen Kunststoffe eignen würde, wobei ggf. die Temperatur der elektrisch beheizten Schneidmesser variiert werden kann, um verbesserte Ergebnisse zu erhalten. Trotzdem konnten die Erfinder spezifische thermoplastische Kunststoffe identifizieren, mit denen sich besonders gute Ergebnisse erhalten lassen, wobei insbesondere der Einsatz von Polyestern in besonders leistungsstarken Flachfaltenfiltern resultiert. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Lage und/oder die dritte Lage, bevorzugt beide Lagen, zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polycarbonaten und Polyestern, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Polyestern, besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyestern. Die Erfinder haben erkannt, dass für die zuverlässige und reproduzierbare Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Temperaturen der Schneidmesser von mindestens 330 °C vorgesehen werden müssen. In den Experimenten der Erfinder hat sich jedoch darüber hinaus gezeigt, dass höhere Temperaturen der Schneidmesser überraschenderweise mit einem positiven technischen Effekt verknüpft sind. So ließen sich in den Experimenten der Erfinder mit heißeren Schneidmessern nicht nur im Durchschnitt bessere Abscheidewirksamkeiten erzielen, sondern die Reproduzierbarkeit ließ sich auch steigern, da die Standardabweichung in der bestimmten Abscheidewirksamkeit niedriger ausfällt. Gleichzeitig bedeuten heißere Schneidmesser jedoch auch, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr Energie benötigt wird und in arbeitstechnischer Hinsicht ggf. mehr Vorkehrungen getroffen werden müssen. Ausgehend von experimentellen Ergebnissen haben die Erfinder somit auch bestimmte Temperaturbereiche der elektrisch beheizten Schneidmesser identifiziert, die einen optimalen Mittelweg zwischen Reproduzierbarkeit und Filterqualität auf der einen Seite sowie dem Energieverbrauch und der Arbeitssicherheit auf der anderen Seite darstellen. Bevorzugt ist vor diesem Hintergrund ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 350 °C oder mehr, bevorzugt 400 °C oder mehr, besonders bevorzugt 450 °C oder mehr, aufweisen, und/oder wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur im Bereich von 350 °C bis 450 °C, vorzugsweise im Bereich von 375 bis 425 °C, aufweisen.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können grundsätzlich alle Arten von elektrisch beheizte Schneidmessern eingesetzt werden, wobei Schneidmesser auszulegen sind als Trennwerkzeuge, die über eine Schneide verfügen, die beispielsweise aus Metall ausgebildet sein kann. Als besonders vorteilhafte Ausgestaltung für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich der Einsatz feststehender Messer, d. h. von nicht-rotierenden Schneidmessern erwiesen, insbesondere, weil entsprechende Schneidmesser besser elektrisch beheizt werden können und hierfür eine weniger aufwendige Verkabelung notwendig ist. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser als rotierende Rundmesser oder feststehende Messer ausgeführt sind, bevorzugt als feststehende Messer.

Grundsätzlich ist es möglich, das zwei- oder mehrlagige Filtermedium zunächst auf herkömmliche Weise zuzuschneiden, beispielsweise durch Abrollen eines Stückes von einer Mutterrolle und anschließendes Abtrennen mit einer herkömmlichen Schere. In diesem Fall erfolgt das Zuschneiden in Schritt b) an dem Vorzuschnitt, bevor in Schritt c) der Flachfaltenfilter hergestellt wird. Dieses Vorgehen wird jedoch regelmäßig als nachteilig anzusehen sein, da hierdurch nicht nur ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig ist, sondern auch unweigerlich Verschnitt am Filtermedium entstünde, wodurch die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens sinkt. Zudem sind entsprechende Vorzuschnitte umständlicher mit den elektrisch beheizten Schneidmessern zu behandeln, da sie in den meisten Fällen fixiert werden müssten, um ein sauberes Zuschneiden zu ermöglichen. Als besonders vorteilhaft hat sich an dem erfindungsgemäßen Verfahren erwiesen, dass dieses in synergistischer Weise den ersten

Abtrennschritt ersetzen kann, sodass das Zuschneiden in Schritt b) unmittelbar an einem von der Mutterrolle abgerollten Filtermedium erfolgen kann. Durch dieses Vorgehen kann nicht nur ein Arbeitsschritt eingespart werden, sondern die Fixierung des zuzuschneidenden Teils des Filtermediums kann durch die durch die Mutterrolle erzeugte Stabilität besonders leicht erfolgen. Zudem erzeugt auf diese Weise jeder Zuschnitt in Schritt b) automatisch gleich zwei Schnittkanten mit der vorteilhaften Verschmelzung der Lagen, nämlich an dem abgetrennten Teil und an dem auf der Mutterrolle verbleibenden Teil. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das zwei- oder mehrlagige Filtermedium in Schritt a) auf einer Mutterrolle bereitgestellt wird und das Zuschneiden in Schritt b) an dem direkt von der Mutterrolle abgerollten zwei- oder mehrlagigen Filtermedium erfolgt.

Es kann als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens angesehen werden, dass dieses besonders leicht als kontinuierliches Verfahren betrieben werden kann. Bevorzugt ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verfahren als kontinuierliches oder halbkontinuierliches, bevorzugt als kontinuierliches Verfahren betrieben wird. In den Experimenten der Erfinder hat sich gezeigt, dass neben der Temperatur der elektrisch beheizten Schneidmesser auch die Schneidgeschwindigkeit einen Einfluss auf die Filterleistung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Filter hat. In den Experimenten konnten die Erfinder beobachten, dass bei höheren Schneidgeschwindigkeiten eine höhere Varianz in den Abscheidegraden erhalten wird, wobei auch der mittlere Abscheidegrad reduziert wird. Da für industriell relevante Prozesse hohe Schneidgeschwindigkeiten grundsätzlich bevorzugt sind, konnten die Erfinder ausgehend von den experimentellen Daten geeignete Bereiche für die Schneidgeschwindigkeit in dem erfindungsgemäßen Verfahren identifizieren, mit denen ein guter Kompromiss zwischen der Herstellungsgeschwindigkeit und der Filterleistung erreicht werden kann. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verfahren mit einer Schneidgeschwindigkeit von im Bereich von 5 bis 50 m/min, bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 m/min, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 m/min, ganz besonders bevorzugt von weniger als 30 m/min, betrieben wird.

Auch wenn an sich die Herstellung unsymmetrischer Faltenpakete möglich ist, hat es sich für die meisten Anwendungen als vorteilhaft erwiesen, das mehrlagige Filtermedium durch Falten in einzelne Falten zu überführen, die im Wesentlichen die gleiche Größe bzw. die gleiche Form aufweisen. Bevorzugt ist deshalb ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Falten in Schritt c) so erfolgt, dass das Faltenpaket einzelne Lagen des gefalteten Filterzuschnitts umfasst, die im Wesentlichen die gleiche Größe und die gleiche Form aufweisen.

Auch wenn es möglich ist, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Schneidkanten durch das Falten an den kurzen Seiten des hergestellten Flachfaltenfilters anzuordnen, d. h. dass die Faltung so erfolgt, dass die erzeugten Schneidkanten nur die oberste und die unterste Falte abschließen, ist es in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis explizit bevorzugt, das Falten so vorzunehmen, dass die in dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte versiegelte Schnittkante an den längsseitigen Flanken des Flachfaltenfilters liegt, was dadurch erreicht wird, dass die zur Faltung angesetzten Knicke im Wesentlichen orthogonal zu den in Schritt b) erzeugten Schnittkanten angelegt werden. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren wobei das Falten in Schritt c) so erfolgt, dass die Faltkanten im Wesentlichen orthogonal zu den in Schritt b) erzeugten Schnittkanten liegen.

Bei den in dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Flachfaltenfiltern ist es vorteilhafterweise nicht nötig, weitere Maßnahmen zur Kaschierung der Seiten vorzusehen. Hierdurch wird jedoch nicht ausgeschlossen, dass eine entsprechende zusätzliche Kaschierung angebracht wird, die beispielsweise aus anderen Gründen als notwendig erachtet wird, beispielsweise zur Stabilisierung des Filters für Anwendungen, in denen ein starrer Filter benötigt wird. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis sind solche Ausgestaltungen, in denen letztlich ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt, jedoch explizit weniger bevorzugt. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der Flachfaltenfilter an den Seiten des Faltenpaket nicht durch zusätzliche Adhäsivstoffe und/oder Materiallagen, beispielsweise Vliesstoffen, kaschiert wird, und/oder der Flachfaltenfilter an den Seiten des Faltenpakets nicht angeschliffen wird, und/oder wobei das Verfahren ohne den Einsatz von Ultraschallschweißen durchgeführt wird, und/oder wobei die Verbindung der Lagen des Filterzuschnitts im Bereich der beim Zuschneiden erzeugten Schnittkanten ausschließlich in Folge der Bearbeitung mit dem einen oder den mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern erzeugt wird.

Die Erfindung betrifft zudem einen Flachfaltenfilter, vorzugsweise herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend ein Faltenpaket aus einem gefalteten zwei- oder mehrlagigen Filtermedium mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei die erste Lage zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und wobei die zweite Lage zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen besteht, und wobei die Lagen des gefalteten zwei- oder mehrlagigen Filtermediums an zumindest zwei Seiten mit einander verbunden sind, wobei die Lagen des gefalteten zwei- oder mehrlagigen Filtermediums durch Bearbeitung des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern verbunden wurden, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufwiesen.

Die erfindungsgemäßen Flachfaltenfilter werden vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und umfassen ein Faltenpaket aus einem zwei- oder mehrlagigen Filtermedium, welches wie vorstehend erläutert ausgeführt ist. Bei den erfindungsgemäßen Flachfaltenfiltern sind die Lagen des gefalteten zwei- oder mehrlagigen Filtermediums an zumindest zwei Seiten miteinander verbunden, wobei diese Bearbeitung analog zu dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Zuschneiden mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern mit einer Temperatur von 330 °C erfolgt ist.

Entsprechende erfindungsgemäße Flachfaltenfilter sind an der Struktur der erzeugten Schnittkanten zu erkennen, die sich für den Fachmann in charakteristischer Weise von anderen Schnittkanten unterscheiden, die beispielsweise durch andere Trennverfahren erzeugt wurden. Wie in vielen Bereichen der Kunststoffverarbeitung üblich, ist es vorliegend zielführend, die durch thermische Bearbeitung der Kunststoffe erzeugte Schnittkante, die für die erfindungsgemäßen Flachfaltenfilter charakteristisch ist, durch das zu ihrer Erzeugung verwendete Verfahren zu definieren, da eine andere präzise Definition nicht möglich ist.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Flachfaltenfilters kann nicht nur die erzielbare hohe Abscheidewirksamkeit und die gute Abreinigbarkeit angesehen werden, sondern insbesondere auch die hohe Flexibilität des erhaltenen Flachfaltenfilters, die die Verbesserung der Abreinigbarkeit in synergistischer Weise unterstützt und die insbesondere durch die zuverlässige und belastbare Verbindung der Lagen des mehrschichtigen Filtermediums ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Kaschierung möglich wird.

Bevorzugt ist im Lichte der vorstehenden Ausführungen ein erfindungsgemäßer Flachfaltenfilter, wobei der Flachfaltenfilter relativ zu seiner Längsachse in zumindest eine Raumrichtung, bevorzugt in zumindest zwei Raumrichtungen, besonders bevorzugt in zumindest vier Raumrichtungen, reversibel und zerstörungsfrei biegsam ist, wobei der Flachfaltenfilter bevorzugt reversibel und zerstörungsfrei derart gebogen werden kann, dass die Flächennormalen der obersten und untersten Faltung einen Winkel von mehr als 45°, bevorzugt von mehr als 90°, besonders bevorzugt von mehr als 135°, einschließen. Zur Vermeidung von Missverständnissen wird klargestellt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein entsprechend gebogener Flachfaltenfilter immer noch ein Flachfaltenfilter ist.

Bevorzugt ist zudem ein erfindungsgemäßer Flachfaltenfilter, wobei der Flachfaltenfilter in einem Träger angeordnet ist, bevorzugt einem Trägerrahmen, wobei der Träger vorzugsweise aus Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem flexiblen Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus Polyurethan ausgebildet ist, und wobei der Flachfaltenfilter besonders bevorzugt durch eine Verklebung im Träger fixiert wird.

Offenbart wird zudem die Verwendung eines oder mehrerer elektrisch beheizter Schneidmesser mit einer Temperatur von 330 °C oder mehr zum Zuschneiden von zwei- oder mehrlagigen Filtermedien mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei die erste Lage zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und wobei die zweite Lage zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen besteht, in der Herstellung von Flachfaltenfiltern zur Steigerung der Flexibilität und zur Verbesserung der Abreinigbarkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist, wie vorstehend erläutert, für den Einsatz bei der Herstellung von Flachfaltenfiltern, in denen eine PTFE-Lage eingesetzt wird, entwickelt worden. Die Erfinder sehen einen weiteren Vorteil des Grundprinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch darin, dass dieses Verfahren grundsätzlich auch bei der Fertigung von anderen Filtern, d. h. bei Filtern, bei denen es sich nicht um Flachfaltenfilter handelt, Verwendung finden kann und dass mit diesem Verfahren auch zwei- oder mehrlagige Filtermedien in vorteilhafterweise bearbeitet werden können, die nicht über eine Lage aus PTFE verfügen. Vor diesem Hintergrund werden vorliegend drei weitere Aspekte offenbart, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Zusammenhang stehen.

Der erste Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Filters umfassend die Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei die erste Lage zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und wobei die zweite Lage zumindest teilweise aus Polytetrafluorethylen besteht, und b) Zuschneiden des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern zum Erhalt eines Filterzuschnitts, sodass die Lagen des Filterzuschnitts im Bereich der hierbei erzeugten Schnittkanten miteinander verbunden sind, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufweisen.

Der zweite Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flachfaltenfilters, insbesondere für den Einsatz in Staubsaugern und Elektrowerkzeugen, umfassend die Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage unabhängig voneinander zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, b) Zuschneiden des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern zum Erhalt eines Filterzuschnitts, sodass die Lagen des Filterzuschnitts im Bereich der hierbei erzeugten Schnittkanten miteinander verbunden sind, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufweisen, und c) Falten des Filterzuschnitts zu einem Faltenpaket zum Erhalt eines Flachfaltenfilters.

Der dritte Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Filters, insbesondere eines hochabscheidenden Schwebstofffilters, umfassend die Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit zumindest einer ersten Lage und einer hierzu benachbarten zweiten Lage, wobei die erste Lage und die zweite Lage unabhängig voneinander zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, und b) Zuschneiden des zwei- oder mehrlagigen Filtermediums mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern zum Erhalt eines Filterzuschnitts, sodass die Lagen des Filterzuschnitts im Bereich der hierbei erzeugten Schnittkanten miteinander verbunden sind, wobei das eine oder die mehreren elektrisch beheizten Schneidmesser eine Temperatur von 330 °C oder mehr aufweisen. Bevorzugte Merkmale dieser Aspekte und der damit Herstellbaren Filter ergeben sich aus bevorzugten Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Nachfolgend werden die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert und beschrieben. In den Figuren zeigen dabei: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen

Flachfaltenfilters in einer bevorzugten Ausführungsform.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem erfindungsgemäßen Flachfaltenfilter in einer bevorzugten Ausführungsform. Fig. 3 eine Mikroskopaufnahme einer mit einem herkömmlichen

Trennverfahren erzeugten Schnittkante in einem vierlagigen Filtermedium. Fig. 4 eine Mikroskopaufnahme einer im erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Schnittkante in einem vierlagigen Filtermedium.

Fig. 5 eine grafische Auftragung der für unterschiedliche Temperaturen der Schneidmesser und unterschiedliche Schneidgeschwindigkeiten erhaltenen integralen Abscheidegrade (X) für mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte erfindungsgemäße Flachfaltenfilter.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Flachfaltenfilters 10 in einer vereinfachten Seitenansicht. Der Flachfaltenfilter 10 umfasst ein Faltenpaket 14, welches aus einem gefalteten zwei- oder mehrlagigen Filtermedium 12 ausgebildet ist. Das Faltenpaket 14 ist im gezeigten Beispiel in einem Trägerrahmen angeordnet, welcher aus flexiblem Kunststoff ausgebildet ist.

In der gezeigten Darstellung umfasst das mehrlagige Filtermedium 12 insgesamt vier alternierend angeordnete Lagen, von denen zwei aus Polytetraflurethylen und zwei aus Polyester bestehen. In Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf die Seite der gefalteten Lagen und damit auf die Schnittkanten, an denen die vier Lagen des mehrlagigen Filtermediums 12 durch Bearbeitung des mehrlagigen Filtermediums 12 mit einem oder mehreren elektrisch beheizten Schneidmessern, deren Temperatur im vorliegenden Beispiel bei 400 °C lag, verbunden wurden. Der gezeigte Filter ist ein Schwebstofffilter mit einer Filterklasse nach EN 1822-1:2019 von H13 und wurde in einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Zuschneiden des mehrlagigen Filtermediums 12 direkt von der Mutterrolle mit einer Schneidgeschwindigkeit von 20 m/min hergestellt.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Ausschnitt des Flachfaltenfilters 10 gemäß Fig. 1, in dem der Flachfaltenfilter 10 jedoch relativ zu seiner Längsachse gebogen wurde, sodass die vom flexiblen Träger wegragenden Falten des mehrlagigen Filtermediums 12 aufgespreizt werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Abreinigbarkeit erhalten wird.

Die Fig. 3 und 4 visualisieren den Unterschied zwischen einer mit einem herkömmlichen Trennverfahren erzeugten Schnittkante in einem vierlagigen Filtermedium 12, dessen Gesamtdicke etwa 0,5 mm beträgt, im Vergleich mit der sich im erfindungsgemäßen Verfahren ergebenden Schnittkante. Die Fig. 3 und 4 zeigen dadurch, dass es dem Fachmann möglich ist, einen im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Flachfaltenfilter 10 von anderen Flachfaltenfiltern 10 durch die Beschaffenheit der Schnittkante zu unterscheiden.

Fig. 5 ist die grafische Auftragung der von den Erfindern in eigenen Experimenten bestimmten integralen Abscheidegraden (X) für verschiedene erfindungsgemäße Flachfaltenfilter 10, die jeweils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. In diesen Experimenten wurden jeweils vierlagige Filtermedien mit alternierend angeordneten PTFE- und Polyester-Lagen eingesetzt. Die Bestimmung des integralen Abscheidegrades erfolgte in Anlehnung an DIN EN 1822-1:2019-10 und unter Einsatz eines Testaerosols (Paraffinöl).

Es ist zu erkennen, dass der mittlere integrale Abscheidegrad bei gleicher Temperatur für hohe Schneidgeschwindigkeiten niedriger ist und zudem eine höhere Abweichung zwischen den einzelnen Messungen erhalten wird. Dieser Unterschied verringert sich mit zunehmender Temperatur, wobei bei höheren Temperaturen insgesamt die kleinsten Streuungen erhalten werden. Der mittlere Abscheidegrad ist darüber hinaus bei T emperaturen von 400 °C oder 450 °C höher als bei 350 °C. Fig. 5 verdeutlicht auch, dass trotz der beobachteten Unterschiede im integralen Abscheidegrad sämtliche erfindungsgemäßen Flachfaltenfilter 10 erfreulicherweise die für die Klassifizierung H13 notwendigen Abscheidegrade von mehr als 99,95 % zuverlässig erreicht haben. Darüber hinaus wurde für sämtliche der untersuchten Flachfaltenfilter 10 eine ausgezeichnete Abreinigbarkeit gefunden.

Bezuqszeichen

10 Flachfaltenfilter

12 zwei- oder mehrlagiges Filtermedium

14 Faltenpaket