Filtermedium und Herstell verfahren, Filterelement, Verwendung

des Filterelements und Wassereinspritzsystem

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filtermedium nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Filterelement, eine Verwendung des Filterelements, ein Verfahren zur Herstellung des Filtermediums und ein Wassereinspritzsystem.

Stand der Technik

Aus der DE 10 201 1 104 628 A1 ist ein Filtermedium bekannt, das zumindest zwei Filtrationsschichten aufweist, von denen eine mit einem antimikrobiellen Wirkstoff ausgestattet ist, bspw. mit Zinkpyrithion oder mit Silber, insbesondere Nanosilber, oder mit anderen Metallen. Die zweite Filterschicht kann insbesondere eine abströmseitig angeordnete Filterschicht sein.

Die DE 10 2013 021 071 A1 offenbart ein Filtermedium zur Filtration von Luft in einem Innenraumfilter eines Kraftfahrzeugs. Dieses Filtermedium weist einen mehrlagigen Aufbau auf, der zumindest eine antiallergene Filterschicht, eine Partikelfilterschicht, eine oder mehrere Adsorptionsschichten mit Aktivkohle sowie eine antibakterielle Filterschicht aufweist, die Zinkpyrithion als Wirkstoff enthält.

Das oben beschriebene Filtermedium des Standes der Technik eignet sich zunächst auf Grund seiner Struktur, die ganz auf die relativ kleinen Lüfterleistungen und Differenzdrücke in automobilen Lüftungsanlagen zugeschnitten ist, nicht für einen Einsatz in Flüssigkeitssystemen, bei denen das Filtermedium in der Regel einem deutlich höheren Differenzdruck ausgesetzt ist. Ein Innenraumfiltermedium ist mechanisch nicht so belastbar, dass es auch in Flüssigkeitssystemen eingesetzt werden könnte. Darüber hinaus sind auch die antimikrobiellen Eigenschaften des Innenraumfiltermediums für Flüssigkeitssysteme nicht ausreichend, da das Keimwachstum im Wasser bei mehrtägigem Stillstand und Temperaturen im Sommer von mehr als 60°C im Bereich des Motorraums wesentlich höher ist als im Bereich eines Luftkanals der Lüftungsanlage. Die genannte Form von anti- mikrobieller Wirkung mag für Luftfilter für den Innenraumbereich hinreichend sein, eignet sich jedoch nicht für Flüssigkeitssysteme.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Filtermedium bereitzustellen, welches auch für den Bereich der Wasserfiltration ein zufriedenstellendes Ergebnis hinsichtlich des Hemmens von Keimwachstum liefert und die erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Differenzdruckbeständigkeit erfüllt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Filtermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Filtermedium kann zur Filtration von Wasser eingesetzt werden, bspw. in einem Filterelement, wie es in einem Wassereinspritzsystem für Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt wird. Solche Systeme weisen in der Regel einen Wassertank, eine Pumpe, einen oder mehrere Filter, ein Steuerungssystem, Fluidleitungen und Einspritzventile oder -düsen auf. Wie bei allen Systemen, bei denen Wasser über einen längeren Zeitraum steht und höheren, das Bakterien- und Pilzwachstum fördernden Temperaturen ausgesetzt ist, besteht hierbei die Gefahr einer Biofilmbildung, was insbesondere dazu führen kann, dass das Filterelement verstopft, dadurch nicht mehr durchströmt werden kann und das Wassereinspritzsystem hierdurch seine Funktion nicht mehr erfüllen kann. Dies gilt es zu verhindern.

Ein entsprechendes Filtermedium umfasst zumindest eine erste Lage als Stützlage und eine zweite Lage als abströmseitig zur ersten Lage angeordnete Filtrationslage. Die zweite Lage kann hierbei eine höhere Staubaufnahmekapazität, insbesondere eine zumindest um das Zweifache höhere Staubaufnahmekapazität, aufweisen als die erste Lage. Als Stützlage können neben Vliesen (Melt- blown, Spunbond und dergleichen) auch engmaschige Siebgewebe bzw. Gitter eingesetzt werden, die insbesondere aus Kunststoffen bestehen können. Diese Siebgewebe bzw. Gitter sind gleichermaßen mit dem antimikrobiellen Wirkstoff ausrüstbar. Hierdurch kann ein Durchwachsen von Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, d. h. eine Biofilmbildung durch alle Filterschichten, effektiv vermieden werden.

Erfindungsgemäß weisen sowohl die erste Lage als auch die zweite Lage zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff auf. Mit antibakteriell werden hierbei sowohl bakteriostatische Eigenschaften als auch bakterizide Eigenschaften bezeichnet.

Vorteilhaft kann der Wirkstoff nicht nur gegen Bakterien wirksam sein, sondern eine sowohl bakteriostatische und/oder bakterizide als auch fungistatische und/oder fungizide Wirkung aufweisen.

Unter bakterizid wird eine Bakterien abtötende Wirkung verstanden. Die Bakterien müssen hierbei zu einem gewissen Anteil, bevorzugt mindestens 99 % innerhalb der ersten 4 Stunden, nach ihrer Anwendung abgetötet werden. Im Vergleich dazu haben bakteriostatische Substanzen lediglich eine das Wachstum hemmende Wirkung.

Ferner kann es sich bei dem Wirkstoff um einen Wirkstoff aus der Gruppe umfassend Pyrithion und/oder ein Metallsalz davon handeln, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen, ist oder ein Pyrithion-Derivat und/oder ein Metallsalz davon, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen, ist. Alternativ oder zusätzlich ein quartäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel NR ₄ ⁺ X ^~ oder R=NR2 ⁺ X ^~ , wobei mit R hierin ein organischer Rest bezeichnet wird und wobei R gleich oder verschieden sein kann, und wobei R bevorzugt zumindest eine Alkoxy-Gruppe der allgemeinen Formel -OCH3, eine Siloxy-Gruppe der allgemeinen Formel R ³ Si-0- oder eine Alkoxysilyl-Gruppe der allgemeinen Formel R ¹ R ² R ³ Si-0-R ⁴ , insbesondere eine Tnalkoxysilylpropylgruppe, ist und wobei X ^" ein Anion ist, insbesondere ein Halogenid aus der Gruppe F, Cl, Br oder I. Bei dem Pyrithion-Metallsalz oder Pyrithion-Derivat-Metallsalz kann es sich um ein Zinksalz, insbesondere Zinkpyrithion, handeln.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das quartäre Ammoniumsalz eine Trialkoxysilylpropylgruppe aufweist, insbesondere Dimethyltetradecyl [3- (trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid oder 3-(tri-methoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammoniumchlorid ist.

Das Ausrüsten mehrerer Lagen, also insbesondere auch der Stützlage, mit dem zumindest antibakteriellen Wirkstoff ist fertigungstechnisch gegenüber einer reinoberflächlichen Beschichtung zunächst eher von Nachteil. Durch das Ausrüsten mehrerer Lagen mit dem zumindest antibakteriellen Wirkstoff kann allerdings ein Bakterienwachstum sowohl auf der Reinseite als auch auf der Rohseite des Filtermediums und über alle Lagen hinweg vermindert oder verhindert werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Filtermedium über seine gesamte Dicke den zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweist. Ein lediglich oberflächlich antibakteriell beschichtetes Filtermedium, wie z. B. ein Innenraumfiltermedium, kann die Anforderungen in einem Wassersystem nicht erfüllen, da auch in einem Inneren des Filtermediums bzw. an den Lagengrenzen ein Bakterien-/Pilzwachstum droht, das zu einem Verblocken führen kann. Durch eine Konfiguration mit Stützlage wird vorteilhaft eine verbesserte Druckbeständigkeit erreicht.

Die erste Lage und die zweite Lage können jeweils mit einer wirkstoffhaltigen Imprägnierung und/oder einer wirkstoffhaltigen Beschichtung versehen sein. Durch die Imprägnierung und/oder Beschichtung kann zudem eine homogenere Verteilung des Wirkstoffs, insbesondere des Zinkpyrithions, über die gesamte Filterebene der Lage erreicht werden.

Die Wirkstoff haltige Beschichtung und/oder Imprägnierung kann ein Bindemittel auf Basis von Polyacrylat aufweisen. Besonders bevorzugt kann das Bindemittel ein sogenannter hydrophob modifiziertes Polyacrylat (HASE) sein oder ein Polyacrylat, welches mit Polyurethan zu einem Hybridpolymer vernetzt ist. Je nach Schichtdicke der Beschichtung erlaubt die wirkstoffhaltige, insbesondere zinkpyrithionhaltige, Polyacrylatbeschichtung ein langsames Auswaschen von Teilen der Zinkpyrithion-Moleküle, so dass die Beschichtung eine Depotwirkung aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Filtermedium in einem Filterelement eines Wassereinspritzsystems eingesetzt wird, da hierdurch bei einem Rückspülvorgang auch Bestandteile des hydraulischen Systems mit einer zumindest antibakteriellen Wirkung erreicht werden können, die räumlich stark von dem Filterelement getrennt sind, beispielsweise eine Pumpe.

Die zweite Lage kann als Vlieslage ausgebildet sein, wobei diese Vlieslage zumindest zu 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere PET-Fasern, PBT- Fasern, PA-Faser und/oder PP-Fasern und/oder PE-Fasern, aufweist. Bei den Fasern kann es sich vorteilhafter Weise um Meltblown- und/oder Stapelfasern handeln.

Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums mit der Beschichtung oder Imprägnierung kann 100 bis 850 l/m ² s, vorzugsweise 180-700 l/m ² s, betragen. Entsprechende Rückschlüsse können auf die Durchlässigkeiten gegenüber anderen Medien, insbesondere Wasser, gezogen werden. Die o. g. Werte der Luftdurchlässigkeit sind vor dem Hintergrund der ISO 9237 zu verstehen, der gemäß zur Messung ein Differenzdruck von 200 Pa anzulegen ist.

Die als Stützlage ausgebildete erste Lage kann insbesondere eine Gitterstruktur, vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als 0,8 mm, aufweisen. Noch deutlich kleinere Dicken sind möglich, wobei eine Mindestdicke durch die Festigkeitseigenschaften des für das Gitter eingesetzten Materials beeinflusst wird. Die als Gitterstruktur ausgebildete erste Lage dient zur mechanischen Stabilisierung der zweiten Lage, was vor allem wichtig ist, wenn es sich bei der zweiten Lage um eine Vlieslage handelt, und hat eine Drainagefunktion. Die erste Lage kann zumindest 80 Gew.% synthetische Fasern, insbesondere PET-Fasern, PBT-Fasern, PA-Faser und/oder PP-Fasern und/oder PE-Fasern, aufweisen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Filtermedium zusätzlich zu den zumindest zwei vorgenannten Lagen zumindest eine dritte Lage, insbesondere eine Spunbond-Lage, aufweisen, welche abströmseitig zur zweiten Lage ausgebildet ist, wobei die dritte Lage als Stützlage ausgebildet ist.

Die dritte Lage kann insbesondere mit einer geringeren Staubaufnahmekapazität, insbesondere mit einer zumindest um das zweifache geringeren Staubaufnahmekapazität, als die zweite Lage, ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist die zweite Lage, die als Filtrationslage ausgebildet ist, quasi sandwichartig zwischen den zwei Stützlagen, erste Lage und dritte Lage, aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass die Filtrationslage in beiden möglichen Durchströmungsrichtungen optimal gestützt werden kann. Bei einem Einsatz des Filtermediums in einem Filterelement eines Wassereinspritzsystems ist dies vorteilhaft, da zum Rückspülen von Systemkomponenten wie den Einspritzdüsen /-ventilen und/oder der Pumpe eine Umkehr der Strömungsrichtung auftreten kann.

Besonders bevorzugt weist nun jede Lage des Filtermediums eine Wirkstoff haltige Imprägnierung und/oder eine Wirkstoff haltige Beschichtung auf. Dies ist besonders von Vorteil um abzusichern, dass sich keine Keimbelastung in Zwischenlagen oder Stützlagen auf der Rein- oder Rohseite aufbaut. Am meisten bevorzugt ist jede Lage des Filtermediums, die zwei, drei oder noch mehr Lagen, einzeln mit dem Wirkstoff ausgerüstet. Die Lagen können dabei jeweils auch von dem Wirkstoff durchdrungen sein.

Das Verhältnis zwischen der Konzentration an Zinkpyrithion und der Konzentration an Bindemittel in der Imprägnierung und/oder Beschichtung kann daher von einem Labormitarbeiter oder einem Ingenieur für Farben und Lacke durch Routinearbeiten so eingestellt werden, dass zumindest 0,1 Gew.% an Zinkpyrithion nach 1 68 h in Wasser bei 65°C aus der Beschichtung und/oder Imprägnierung ausschwemmbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Lage eine geringere Dicke, insbesondere eine um zumindest 1 ,5-fach geringere Dicke, als die zweite Lage aufweisen. Dadurch wird, trotz Beschichtung und einer ggf. damit einher- gehenden Faserquerschnittsvergrößerung für die Lage eine gewisse Bauschigkeit erreicht, die für eine hohe Staubaufnahmekapazität wichtig ist.

Die als Filtrationslage ausgebildete zweite Lage ist dabei so zu wählen, dass auch Staubpartikel bzw. Mikroben mit einer Größe von 10 μηι quantitativ, also zu mehr als 95 %, insbesondere mehr als 99 %, zurückgehalten werden. Eine entsprechende Spezifikation hinsichtlich der Größe der zu filternden Staubpartikel ist bei den meisten kommerziell erhältlichen Filtermedien im Produktdatenblatt angegeben.

Die erste Lage kann ein geringeres Flächengewicht, insbesondere ein um zumindest 1 ,2-fach geringeres Flächengewicht, als die zweite Lage aufweisen. Insgesamt dient die erste Lage lediglich der Stützung der zweiten Lage, welche die eigentliche Aufgabe der Partikelabscheidung aus dem Wasser übernehmen kann. Allerdings können sich gerade auch auf den größeren Flächen eines Gitters oder anderer Stützstrukturen Mikroben anlagern und ausbreiten, weshalb auch diese den zumindest einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff aufweist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filterelement, das als Rundfilterelement oder Flachfilterelement ausgebildet sein kann. Das Filterelement weist einen Filtermedienpack aus dem erfindungsgemäßen Filtermedium auf. Der Filtermedienpack kann insbesondere ein gefalteter Filtermedienpack sein, der zur Bildung eines zylindrischen Filterelements bspw. eine Sternfaltung aufweisen kann. Bevorzugt handelt es sich bei dem Filterelement um ein Wasserfilterelement eines Wassereinspritzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine oder Gasturbine.

Insbesondere kann das Filterelement zumindest eine Endscheibe aufweisen, die mit dem Filtermedienpack stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise verschweißt sein kann. Das Filterelement kann auch zwei Endscheiben aufweisen, beispielsweise eine geschlossene und eine offene Endscheibe oder zwei offene Endscheiben, wobei das Filterelementdesign von dem zum Einsatz vorgesehenen Fluidsystem abhängt. Weitere Filterbauformen sind dem Fachmann bekannt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung des Filterelements in einem Vorfilter und/oder einem Hauptfilter einer Fluidleitung einer Wassereinspritzanlage einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Gasturbine .

Besonders bevorzugt können sowohl der Vorfilter als auch der Hauptfilter, also zwei verschiedene Stellen der Wassereinspritzanlage, ein erfindungsgemäßes Filterelement aufweisen, sodass eine Biofilmbildung weder beim Vorfilter noch im Hauptfilter droht. Durch eine zweistufige Filtration können die Einspritzdüsen und/oder -ventile der Wassereinspritzanlage noch zuverlässiger vor Verschmutzung geschützt werden.

Ferner kann der Vorfilter ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Filterelement umfassen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Filtermediums umfasst die Schritte des Bereitstellens der einzelnen Lagen, der Einzelbeschichtung und/oder Einzelimprägnierung einer jeden Lage mit dem Wirkstoff, insbesondere einer Zinkpyrithionlösung, und einem anschließenden Zusammenfügen zu dem Filtermedium.

Zur Beschichtung oder Imprägnierung der Lagen kann das Foulardierungsver- fahren mit einer anschließenden Trocknung angewandt werden, wobei die Trocknung bei Raumtemperatur durchgeführt oder bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 100°C oder mehr, durchgeführt werden kann.

Bei Durchführung des Foulardierungsverfahrens kann eine wässrige Lösung zum Einsatz kommen, in der der Wirkstoff gelöst ist. Zusätzlich kann die Lösung o. g. Polyacrylate enthalten, die als feinste Partikel bzw. Pulver darin aufgenommen sind und die Anhaftung des Wirkstoffs an den Lagen/Fasern verbessern.

Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wassereinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Wassertank und zumindest einer Einspritzvorrichtung, bspw. mit einer oder mehreren Einspritzdüsen oder -ventilen. Die Einspritzvorrichtung ist fluidisch mit dem Wassertank verbunden, wobei in einer Fluidleitung zwischen dem Wassertank und der zumindest einen Einspritzvorrichtung zumindest ein Filterelement vorliegt, bei dem es sich um ein erfindungsgemäßes Filterelement handelt. Hierdurch kann der Problematik der Biofilmbildung durch Wachstum von Mikroorganismen, die gerade bei wässrigen Medien ein großes Problem darstellt, effektiv begegnet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 schematisches und vereinfachtes Schaltbild der Fluidleitung in einem Nutzfahrzeug; und

Fig. 2 schematischer Aufbau eines ersten Filtermediums; und

Fig. 3 schematischer Aufbau eines zweiten Filtermediums.

Ausführungsformen der Erfindung

Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Weise den Aufbau einer Mediumsleitung einer Wassereinspritzanlage einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Fluidstrom von Wasser in Strömungsrichtung 100. Man erkennt einen beheizbaren Wassertank 2 mit einem Nachfüllstutzen 1 und einen Sensor 3 zur Ermittlung der Wasserqualität, des Füllstandes und/oder der Temperatur.

Der Wassertank 2 weist eine erste Zuleitung 1 1 zu einem dem Wassertank in Strömungsrichtung 100 nachgeordneten Pumpenmodul 5 auf. Das Pumpenmodul 5 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem Absperrventil, einer Blende, einem Rückschlagventil, einem Drucksensor und einer optionalen Heizung versehen sein. Um das Pumpenmodul vor Verschmutzungen aus dem Wassertank zu schützen, weist die Zuleitung 1 1 einen Vorfilter 4 auf. Dieser filtert Schmutzpartikel in der Größenordnung von größer als 25 μηι aus dem Fluidstrom.

Eine zweite Zuleitung 6 leitet das Fluid weiter zu einer dem Pumpenmodul 5 in Strömungsrichtung 100 nachgeordneten Düsenanordnung 9 weiter. Durch die Düsen 10 der Düsenanordnung 9 kann die Einspritzung von Wasser in einen Kolbenmotor oder eine Gasturbine der Verbrennungskraftmaschine erfolgen. Optional kann durch einen Drucksensor 8 der Mediumsdruck bei Zuführung des Mediums in die Düsenanordnung 9 überprüft werden.

Die zweite Zuleitung 6 weist einen Hauptfilter 7 auf, welcher die Düsenanordnung 9 vor einer Verstopfung oder einer Verschmutzung schützt. Der Hauptfilter 7 wird auch oft als Feinfilter beschrieben. Er dient der Filtration von Partikeln mit einer Partikelgröße die größer sind als 9 μηι aus dem Fluidstrom.

Die maximale Beladung des Vorfilters 4 und des Feinfilters 4 beträgt vorzugsweise zumindest 10 Gramm, vorzugsweise zumindest 12 Gramm.

Der Druckabfall des Vorfilters 4 in Förderrichtung 100 beträgt vorzugsweise maximal 100 mbar bei einem Durchfluss von 1 10 l/h.

Der Druckabfall des Feinfilters bzw. Hauptfilters 7 beträgt vorzugsweise maximal 500 mbar bei einem Durchfluss von 80 l/h.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Filtermediums 200 zur Verwendung in einem Vorfilter 4 und/oder Hauptfilter 7.

Das Filtermedium 200 weist zumindest eine erste Lage 201 und zumindest eine zweite Lage 202 auf.

Die erste Lage 201 des Filtermediums 200 ist dabei die anströmseitige Lage, wie man in Fig. 2 anhand der Strömungsrichtung 100 erkennen kann. Die erste Lage 201 ist eine Stützlage und kann als Vlieslage oder als Gitterlage ausgebildet sein. Die überwiegende Anzahl der Fasern der ersten Lage 201 sind aus einem synthetischen Kunststoff gebildet. Dabei kann es sich im Fall einer Vlieslage beispielsweise und bevorzugt um PBT-Fasern (Polybutylenterephthalat- Fasern) handeln. Alternativ kann das Gitter auf PBT-Basis ausgebildet sein. Die erste Lage 201 kann ein Flächengewicht von weniger als 130 g/m ² , insbesondere zwischen 70 - 1 10 g/m ² aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 202 kann insbesondere weniger als 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,4 bis 0,6 mm betragen.

Die zweite Lage 202 ist eine Filtrationslage und ist als Vlieslage ausgebildet. Die überwiegende Anzahl von Fasern der zweiten Lage können dabei vorteilhaft PET- Fasern sein. Die zweite Lage 202 kann ein Flächengewicht von mehr als 140 g/m ² , insbesondere zwischen 1 60 - 180 g/m ² aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 202 kann mehr als 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,9 bis 1 ,2 mm, betragen. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt 4 bis 40 μηι. Die Daten bezüglich der Dicke und des Faserdurchmessers können mikroskopisch bestimmt werden.

Das Filtermedium 200 kann in einer Zickzack-Faltung in einem Filterelement vorgesehen sein. Das Filtermedium 200 kann im Filterelement als ein hohlzylindrischer Faltenbalg mit sternförmigen Querschnitt angeordnet sein. Der Faltenbalg wird an jeder seiner beiden endständigen Stirnflächen durch jeweils eine Endscheibe begrenzt. Ein Filterelement der vorbeschriebenen Art ist beispielsweise der DE 10 201 6 008 502 A1 , auf welche insbesondere hinsichtlich des Aufbaus eines Filterelements im Rahmen der vorliegenden Erfindung vollumfänglich Bezug genommen wird, offenbart.

Erfindungsgemäß weisen sowohl die erste Lage 201 als auch die zweite Lage 202 einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff auf, bei dem es sich gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform um Zinkpyrithion handelt.

Das Wirkstoff, hier Zinkpyrithion, kann in Form einer Beschichtung oder Imprägnierung 204 auf den Fasern der ersten und der zweiten Lage 201 , 202 ange- ordnet sein oder die Lagen durchdringen, sodass die Lagen gewissermaßen in dem Wirkstoff getränkt sind.

Der Austausch des Filtermediums des Vorfilters 4 kann in einem Wassereinspritzsystem bspw. alle 15 Jahre erfolgen.

Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Filtermediums 300 für den Hauptfilter 7, welches selbst verständlich in anderen Anwendungen auch für den Vorfilter 4 eingesetzt werden kann.

Der Filtermedium 300 ist zumindest dreilagig mit einer ersten Lage 301 , einer zweiten Lage 302 und einer dritten Lage 303 aufgebaut.

Die erste Lage 301 des Hauptfilters 7 ist eine anströmseitige Lage. Sie kann analog zur ersten Lage 201 des Vorfilters 4 ausgebildet sein, insbesondere hinsichtlich des Flächengewichts und der Dicke der Lage. Sie ist als Stützlage ausgebildet und kann aus einem Gittermaterial und/oder einem Vliesmaterial bestehen. Die Fasern oder die Gitterstruktur der ersten Lage können zumindest zu 80 Gew.% aus PBT-Material ausgebildet sein.

Die zweite Lage 302 des Filtermediums 300 ist bevorzugt als Feinfilter ausgebildet. Dabei kann es sich um eine Vlieslage aus Meltblown-Fasern handeln. Die überwiegende Anzahl an Meltblown-Fasern kann besonders bevorzugt als PBT- Fasern ausgebildet sein. Gegenüber Cellulosefasern haben PBT-Meltblownfasern eine mehr als vierfach erhöhte Staubspeicherkapazität unter analogen Messbedingungen.

Die zweite Lage 302 kann ein Flächengewicht von mehr als 130 g/m ² , insbesondere zwischen 140 - 180 g/m ² aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 302 kann mehr als 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,9 bis 1 ,1 mm, betragen. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt 0,1 bis 10 μηι. Die Daten bezüglich der Dicke und des Faserdurchmessers können mikroskopisch bestimmt werden. Die dritte abströmseitige Lage 303 kann ebenfalls als eine Stützlage, nämlich als Vlieslage ausgebildet sein. Diese Lage 303 kann bevorzugt als eine Spunbond- Lage ausgebildet sein. Die Spunbondlage weist eine geringere Lagendicke, vorzugsweise eine zumindest 1 ,5-fach geringere Lagendicke, auf, als die darüber angeordnete erste und zweite Lage 301 und 302. Als Spunbond-Fasermaterial können zumindest zu 80% PET-Fasern genutzt werden. Die abströmseitige Lage 303 kann dabei ebenfalls als Stützlage ausgebildet sein. Die Spundbondlage ermöglicht einerseits eine Drainage und verleiht dem Filtermedium 300 insgesamt eine höhere Steifigkeit.

Die Zinkpyrithion-Beschichtung oder Imprägnierung ist in Fig. 3 als Bezugszeichen 304 dargestellt.

Die Gesamtheit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7 weist einen Anfangsab- scheidungsgrad, bestimmt durch Partikelzählung gemäß ISO 19438:2003-1 1 von mehr als 99,5 % für Partikel einer Partikelgröße von größer als 10 μηι auf.

Die Gesamtheit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7 weist ein Staubspeichervermögen von 100 g/m ² bei 300 mbar bei Beladung mit einem Luftstrom mit 50 mg/l Staub und bei einer Anströmungsverteilung von 0,1 6 l/cm ² h gemäß ISO 19438:2003-1 1 auf.

Die hohe Staubspeicherkapazität erlaubt es den Filter in einem Austauschintervall von zwei Jahren oder mehr in einem Nutzfahrzeug auszutauschen.

Das Filtermedium 300 des Hauptfilters kann analog zum Filtermedium 200 des Vorfilters in einem Filterelement angeordnet sein oder alternativ in einem Flachfilterelement gefaltet oder ungefaltet in einer ebenen Rahmenstruktur angeordnet sein.

Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 gemäß ASTM D 737 ist vorzugsweise zumindest dreifach so groß wie die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 300 des Hauptfilters 7. Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 200 Vorfilters 4 bei 200 Pa kann dabei zwischen 150 bis 250 l/m ² /s betragen, wobei die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums gegenüber eines Filtermediums mit analogen Aufbau und unter analogen Messbedingungen jedoch mit unbeschichteten und/oder unimprägnierten Lagen geringfügig abnimmt.

Die Dicke des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 beträgt bevorzugt 0,25 bis 0,4 mm bei einem Druck von 0,5 kPa.

Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums 300 Hauptfilters 7 bei 200 Pa kann dabei zwischen 500 bis 850 l/m ² /s betragen, wobei die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums gegenüber eines Filtermediums mit analogem Aufbau und unter analogen Messbedingungen jedoch mit unbeschichteten und/oder unimprägnierten Lagen geringfügig zunimmt.

Die Dicke des Filtermediums 200 des Vorfilters 4 beträgt bevorzugt 0,8 bis 2,0 mm bei einem Druck von 0,5 kPa.

Nachfolgend wird eine Methode zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filtermedien 200 und 300 des Vorfilters 4 und des Hauptfilters 7 näher beschrieben.

Die Beschichtung oder Imprägnierung wird im Rahmen eines Foulardierungsver- fahrens, auch als Vollbadimprägnierung bekannt, auf die Fasern der Lagen aufgebracht.

Im Rahmen einer Nassbehandlung werden die Lagen dabei zunächst durch ein Bad mit Imprägnierungs- oder Beschichtungsmittel geleitet. In diesem Bad ist die sogenannte Flotte angeordnet, welche das Zinkpyrithion aufweist. Die Badtemperatur kann vorzugsweise 40-60 °C betragen und die Einwirkzeit ca. 20 bis 30 min.

In einer Walzenpresse kann das Filtermedium ausgepresst werden.

Anschließend kann ein Trocknungsprozess oder ein Kondensationsprozess des Filtermediums 200, 300 erfolgen. Der Trocknungsprozess kann bei 120 °C und der Kondensierungsprozess bei 140 °C jeweils etwa 2 Minuten lang erfolgen.

Die Flotte umfasst zudem Wasser und ein hydrophobes Bindemittelsystem, vorzugsweise auf Polyacrylatbasis, welches das Zinkpyrithion an die Fasern der jeweiligen Lagen bindet.

Die Lagen werden bei der Herstellung bevorzugt einzeln imprägniert und/oder beschichtet und sodann übereinander zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Filtermediums abgelegt.

Die Konzentration des Zinkpyrithions in der Flotte kann vorzugsweise zwischen 5 bis 20 g/l betragen. Die Konzentration des Zinkpyrithions pro kg Vliesmaterial kann vorzugsweise zumindest 2 g, besonders bevorzugt 4-20 g betragen.

Eine Lagerung in Wasser bei 65°C über 168 h und eine Leitfähigkeitsmessung ergab, dass die Leitfähigkeit des Wassers zunahm. Dies weist darauf hin, dass einige Mengen an Zinkpyrithion ausgewaschen wurden. Bei langen Standzeiten ist die langsame Auswaschung von Zinkpyrithion von Vorteil, da Wasser im Wassertank und in den Leitungen durch das Auswaschen desinfiziert werden oder zumindest das Wachstum von Keimen verringert wird.

Die elektrische Leitfähigkeit der Lösung sollte weniger als 200 betragen.

Die antibakterielle Aktivität der Filtermedien 200 und 300 wurden gemäß der Prüfmethode AATCC 100:2012 bestimmt. Dabei wurde das Filtermedium in Bakterienkontakt bei 37°C über 20 h versetzt. Als Prüfkeim wurden Staphylococcus aureus (gemäß ATCC 6528) und Escherichia coli (gemäß ATCC 1 1 229) genutzt. Beide Keime zeigten für Filtermedien ausschließlich mit PBT-Fasern eine antibakterielle Aktivität von mehr als 99,4 %, insbesondere von 99,4 bis 99,99 %.

Weiterhin wurde die antifungizide Aktivität in Form des sogenannten Mildew Widerstandstests (AATCC 30-III - 2013) ermittelt. Als Prüf-fungus wurde Aspergillus niber (ATCC 6275) und Chaetomium globosum (ATCC 6205) genutzt. Die Inkubationszeit betrug 7 Tage bei 28 °C und mehr als 90 % Feuchte. Die imprägnierten Filtermedien zeigten in der Untersuchung keinen Bewuchs. Im Ergebnis zeigte die antibakterielle und antifungizide Untersuchung hervorragende Ergebnisse für die Wirkung der Filtermedien 200 und 300.

Die Lagen des Vorfilters und des Hauptfilters wurden in den Beispielen stets mit PBT-Fasern oder PET-Fasern beschrieben. Alternativ können die Lagen auch Polyamid-Fasern oder Polypropylenfasern aufweisen.

Die Filtermedien sind über einen großen pH-Wertbereich beständig, insbesondere jedoch in einem pH-Wertbereich zwischen pH=0,6 bis pH=9