Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermediunn. Die Erfindung betrifft außerdem ein Flüssigkeitsfilter mit einem solchen Filtermedium.

In Kraftfahrzeugen wird zur Wasserabscheidung, insbesondere in Kraftstofffiltern, üblicherweise ein sogenannter Koaleszer eingesetzt, an welchen die im Kraftstoff enthaltenen Wasserbestandteile koaleszieren und in einen Wassersammeiraum abgeschieden werden können. Eine Wasserabscheidung ist dabei insbesondere für einen Korrosionsschutz von besonderer Bedeutung. Üblicherweise sind dabei die in derartigen Koaleszern eingesetzten Filtermedien hydrophob, so dass die im Kraftstoff mitgeführten Wasseranteile an einer Oberfläche gesammelt, zu größeren Wassertröpfchen koalesziert und dann, insbesondere schwerkraftbedingt, abgeführt werden können. Neben derartigen hydrophoben Koaleszern gibt es auch Koaleszer-Medien, welche das zu koaleszierende Wasser zumindest teilweise durchlassen und innerhalb des Koaleszer-Mediums zu größeren Wassertröpfchen koaleszieren, die dann wiederum abgeschieden werden können. Bei derartigen Koaleszer-Medien ist jedoch darauf zu achten, dass die koaleszierten Wassertröpfchen nicht auf einer Reinseite des Koaleszers austreten und dort wieder zerrissen werden, was den Koaleszenzeffekt zunichte machen würde.

Nachteilig bei den bisher bekannten Filtermedien für derartige Koaleszer ist insbesondere deren vergleichsweise aufwendige Herstellung.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Filtermedium anzugeben, welches sowohl eine gesteigerte koaleszierende Wirkung entfaltet, als auch vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar ist. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filtermedium, insbesondere für einen Koaleszer, mit einer hydrophilen Filterlage auszubilden, die von einer Rohseite zu einer Reinseite hin durchströmbar ist, wobei deren Porendurchmesser in Durchströmungsrichtung zunimmt. Hierdurch nimmt der Druckgradient des Filtermediums in Durchströmungsrichtung ab, wodurch die anfänglich kleinen, gefangenen Wassertröpfchen beim Durchtreten durch das Filtermedium agglomerieren können und sich dadurch größere Wassertropfen bilden. Erfindungsgemäß ist nun auf der Reinseite der Filterlage eine hydrophobe Schicht aufgebracht. Diese hydrophobe Schicht bzw. die hydrophobisierte Reinseite führt nun zu einem Abstoßen der gebildeten Wassertropfen vom Filtermedium, wodurch diese anschließend entweder mittels Schwerkraft oder beispielsweise mittels eines weiteren Filtermediums, beispielsweise einem Endabscheider, abgeschieden und beispielsweise in einem Wassersammeiraum gesammelt werden können. Durch das erfindungsgemäß ausgeführte Filtermedium kann somit insbesondere die von bisherigen Filtermedien bekannte Gefahr, dass sich das bereits zu größeren Wassertropfen koaleszierte Wasser nicht mehr vom Filtermedium löst und dadurch auf der Reinseite zerrissen wird, minimiert werden. Durch den erfindungsgemäßen einfachen Aufbau des an sich hydrophilen Koaleszer- Mediums mit seiner hydrophilen Filterlage kann somit ein Koaleszieren des abzuscheidenden Wassers innerhalb der hydrophilen Filterlage erfolgen, wobei ein Abscheiden des koaleszierten Wassers einfach auf der Reinseite durch die dort angebrachte hydrophobe Schicht erfolgt. Die hydrophobe Schicht auf der Reinseite der Filterlage kann dabei fertigungstechnisch einfach im Anschluss an die Herstellung der hydrophilen Filterlage auf deren Reinseite aufgebracht werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die hydrophile Filterlage Cellulose, Viskosematerial und/oder hydrophile oder hydro- philierte Polymer- oder Glasfasern auf oder besteht aus diesen bzw. einem solchen Material. Cellulose ist dabei der Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden und damit die häufigste organische Verbindung. Cellulose ist zudem in Wasser unlöslich und deshalb besonders geeignet für den Einsatz, insbesondere in Kraftstofffiltern. Für die hydrophile Filterlage können dabei insbesondere Cellulo- sefasern verwendet werden, die selbstverständlich noch mit weiteren Komponenten beschichtet sein können. Zusätzlich oder alternativ kann auch Viskose in der Art von halb synthetischen Fasern eingesetzt werden, ebenso wie hydrophile oder hydrophilierte Polymer- oder Glasfasern. Wesentlich für die hydrophilen Fasern und Lagen ist eine sehr hohe Benetzungsaffinität mit Wasser, um die emulgierten Wassertröpfchen an die Fasern zu binden und im Zuge der weiteren Durchströmung des Koaleszers zu größeren Tropfen zu vereinen. Dieser Effekt kann durch eine mechanische Oberflächenbehandlung wie bspw. Mahlprozessen an Cellulose und Viskosefasern, welche eine deutliche Erhöhung der funktionalen Oberfläche bewirken, verstärkt werden. Erfindungsgemäß ist dabei die hydrophobe Schicht als Filmschicht ausgebildet. Dies bedeutet, dass die hydrophobe Schicht im Vergleich zur hydrophilen Filterlage sehr dünn ausgebildet ist und sich beispielsweise lediglich filmartig über die Reinseite der hydrophilen Filterlage erstreckt.

Die hydrophobe Schicht kann dabei beispielsweise mittels Walzenauftrag aufgebracht werden, beispielsweise durch Fluor-Chemie, wodurch ein lediglich sehr dünner Film im Mikrometerbereich auf der Reinseite entsteht. In der Regel wird dabei der Koaleszer zuvor zur Oberflächenaktivierung noch einer Atmosphären- druckplasmabehandlung unterzogen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemaßen Lösung ist die hydrophobe Schicht mittels Plasmabehandlung aufgebracht oder wird mittels Laserbehandlung physikalisch in der Oberfläche verankert. Sowohl durch eine Plasmabehandlung als auch durch eine Laserbehandlung kann die an sich hydrophile Oberfläche der hydrophilen Filterlage derart geändert werden, dass dort eine hydrophobe, d.h. wasserabweisende, Schicht entsteht. Der Vorteil dieser beiden Verfahren ist hierbei, dass sie industriell, d.h. qualitativ hochwertig und zudem kostengünstig eingesetzt werden können. Als Verfahren ist bspw. ein Atmosphärendruckplasma mit Nanobeschichtung einsetzbar.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Flüssigfilter, beispielsweise ein Kraftstofffilter, ein Ölfilter oder ein Hydraulikfilter, mit einem in den vorherigen Absätzen beschriebenen Filtermedium auszustatten. Hierdurch ist es möglich, einen vergleichsweise hohen Wasserabscheidegrad mit einem vergleichsweise einfach und dadurch auch kostengünstig herzustellenden Filtermedium zu erreichen.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemaßes Filtermedium eines Flüssigfilters.

Entsprechend der Fig. 1 , weist ein erfindungsgemäßes Filtermedium 1 , welches in einem Flüssigkeitsfilter 2, insbesondere in einem Kraftstofffilter, einem Ölfilter o- der einem Hydraulikfilter einsetzbar ist, eine hydrophile Filterlage 3 sowie eine sich daran in Strömungsrichtung 4 anschließende hydrophobe Schicht 5 auf. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel durchströmt somit das zu reinigende Fluid, beispielsweise der Kraftstoff, das Filtermedium 1 von rechts nach links. Ein Porendurchmesser der einzelnen Poren 6 nimmt dabei in Durchströmungsrichtung 4 zu, wodurch ein Druckgradient im Filtermedium 1 in Strömungsrichtung 4 abnimmt. Im vorliegenden Fall nimmt somit die Porengröße von einer Rohseite 7 hin zu einer Reinseite 8 des Filtermediums 1 zu.

Die hydrophile Filterlage 3 kann beispielsweise Cellulose, Viskosematerial und/oder hydrophile oder hydrophilierte Polymer- oder Glasfasern 9 aufweisen oder aus einem solchen Material bzw. solchen Fasern 9 bestehen. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Filterlage 3 aus Cellulosefasern bzw. aus Viskosefasern besteht bzw. derartige Fasern 9 aufweist.

Die hydrophobe Schicht 5 kann dabei als Filmschicht ausgebildet sein und deshalb im Vergleich zur hydrophilen Filterlage 3 eine deutlich geringere Dicke aufweisen. Die hydrophobe Schicht 5 kann beispielsweise mittels Walzenauftrag, mittels Plasmabehandlung und/oder mittels Laserbehandlung aufgebracht sein. Mittels einer Plasmabehandlung kann beispielsweise die Oberfläche der Filterlage 3 aktiviert werden, woraufhin dann mittels Walzenauftrag beispielsweise die hydrophobe Schicht 5 aufgebracht werden kann. Hierbei kann insbesondere ein sogenanntes Atmosphärendruck-Plasmaverfahren eingesetzt werden, bei welchem der Druck ungefähr dem der umgebenden Atmosphäre, d.h. üblicherweise dem sogenannten Normaldruck, entspricht. Mittels der Laserbehandlung kann auch ein partieller Abtrag der Oberfläche erreicht werden, um beispielsweise einen sogenannten Lotuseffekt zu erzielen.

Mit dem erfindungsgemäßen Filtermedium 1 ist es möglich, einen einfachen Aufbau eines an sich hydrophilen Koaleszer-Mediums mit einem von einer Rohseite 7 zur Reinseite 8 abnehmenden Druckgradienten durch eine einfache nachträgliche Behandlung der Reinseite 8 des Filtermediums 1 zu erreichen, indem nachträglich auf der Reinseite 8 die hydrophobe Schicht 5 aufgebracht wird. Diese hilft mit, die im Filtermedium 1 koaleszierten Wassertropfen 10 einfacher vom Filtermedium 1 zu lösen und verhindert dadurch insbesondere ein Zerreißen der Wassertropfen 10, welches die koaleszierende Wirkung unter Umständen zunichte machen könnte.

Mit dem erfindungsgemäßen Filtermedium 1 ist es insbesondere möglich, gängige Flüssigfilter, wie beispielsweise Kraftstofffilter, Ölfilter oder Hydraulikfilter, einfach nachzurüsten und vergleichsweise kostengünstig einen hohen Wasserabscheidegrad zu erzielen.