根据第一方面本发明涉及一种过滤元件，尤其是用于从空气中分离固体颗粒的过滤元件，它具有如下特征： （a）该过滤元件具有一个有可渗透多孔的、基本上有固有稳定性的成型体;
（b）该成型体主要是由聚乙烯制成;
（c）该成型体是由平均分子量超过106的超高分子细颗粒聚乙烯和另外的聚乙烯组份组成的，另外的聚乙烯在初始状态是细颗粒的，并且平均分子量低于106;
（d）超高分子聚乙烯和另外的聚乙烯组份的颗粒通过加热作用组合为成型体;
（e）该成型体在其所要过滤介质的汇入表面（the afflux surface）上备有细颗粒材料的微孔涂层，该细颗粒材料具有比成型体颗粒较小的平均颗粒尺寸，并且将汇入表面上地其表面孔隙填充了至少相当的深度：
其特征在于：
（f）超高分子量聚乙烯在初始状态的颗粒尺寸分布为至少95%重量的颗粒在＞63至≤250微米的范围内。
文献EP-B-0177521描述了一种过滤元件，它的基本上具有固有稳定性的、有可渗透多孔的成型体由细颗粒高分子聚乙烯和在初始状态细颗粒的较低分子聚乙烯制成。这些聚乙烯通过加热作用组合为成型体，并备有细颗粒聚四氟乙烯的表面微孔涂层。在这种目前生产的过滤元件中，高分子聚乙烯的分子量为大于106，由于该表面有微孔涂层，过滤元件能以表面过滤方法过滤，甚至所要过滤介质中的细的和超细的颗粒也被截留在过滤元件的汇入表面上，并且非常容易被清除掉，例如用倒流的原理。
到目前为止，生产这些过滤元件所用的超高分子聚乙烯原料，其中正好10%以内的颗粒大于250微米及小于或等于63微米，这些过滤元件已相当成功地应用于实践中，但是，本发明对已知的过滤元件进行了进一步的改进。
本发明所关心的技术问题是开发具有一个基本上有固有稳定性成型体的、有可渗透多孔的过滤元件。该成型体主要由聚乙烯制成，在其汇入表面上有一微孔涂层，由此减少了流动阻力并改进了涂层结构。
根据本发明解决这一技术问题（在引言部分末尾已描述）的第一种方案是超高分子聚乙烯在初始状态的颗粒尺寸分布为至少95%重量的颗粒在＞63至≤250微米的范围。
本发明及新的对已涂覆的成型体的超高分子聚乙烯颗粒尺寸范围的较窄限定意味着未涂覆的成型体具有非常均匀的孔分布，其中特别是增加流动阻力的非常小的孔消失了。这些未涂覆的成型体的表面微孔还具有非常均匀的孔尺寸分布。基于同样的涂覆材料，该涂层因而也具有非常均匀的孔尺寸分布，并且是较小的平均孔尺寸。由此在过滤元件的整个汇入表面形成了实际上均匀的过滤载荷和实际上良好的表面过滤。
根据第二方面，本发明涉及这样一种过滤元件，尤其是用于从空气中分离固体颗粒的过滤元件，它具有上述的特征（a）至（e），
其特征在于：
在初始状态的超高分子聚乙烯的颗粒尺寸分布为至少60%重量的颗粒在＞125至≤250微米的范围内。
对于上述技术问题，本发明的第二种方案在与第一方案相关的上述效果上取得了各种效果。在目前63至250微米颗粒尺寸范围的超高分子聚乙烯中明显多于一半的是颗粒尺寸范围在63～125微米，而颗粒尺寸范围为125至250微米的重量份数明显低于50%的情况下，人们惊奇地发现本发明第二种方案减少了成型体的流动阻力并均化了上述有关的效果。
根据第三方面，本发明涉及这样一种过滤元件，尤其是用于从空气中分离固体颗粒的过滤元件，它具有如下特征：
（a）该过滤元件具有可渗透多孔的、基本上固有稳定的成型体;
（b）该成型体主要由聚乙烯构成;
（c）该成型体由平均分子量超过106的超高分子量细颗粒聚乙烯组成;
（d）该成型体在其所要过滤的介质汇入的表面上备有细颗粒材料的微孔涂层，该细颗粒材料具有比成型体颗粒较小的平均颗粒尺寸，并且将汇入表面上的其表面孔隙填充了至少相当的深度;
其特征在于：
（e）超高分子聚乙烯在初始状态的颗粒尺寸分布为至少70%重量的颗粒＞63至≤315微米的范围;
（f）超高分子聚乙烯颗粒通过加热作用直接组合为成型体。
根据本发明第三方面的过滤元件未备有平均分子量少于106的另外的聚乙烯组份，超高分子聚乙烯颗粒通过加热作用直接成型为成型体。本发明的第三种方案在上述的与本发明第一解决方法相关的效果上取得了各种效果，而重要的是实际上未对颗粒尺寸在63微米以下及在250微米以上的颗粒进行限制（参见本发明的第一方案）或者对125至250微米颗粒尺寸范围的较高比例进行限制（参见本发明第二方案），尽管这些手段单独或结合作为本发明第三决方案的改进是优选的。
另一方面，在本发明的第三种方案中使用另外的平均分子量少于106的聚乙烯组份是可能的，但应以比目前向来所用量明显低的量。可用的另外的聚乙烯组份的重量份数是以超高分子量聚乙烯和另外的聚乙烯组份的总量计在15%以下，优选是在10%以下。
对通过过滤元件壁的过滤介质流的、减低的流动阻力意味着用于输送通过过滤元件的过滤介质所需的例如鼓风机或泵的输送量较小，换句话说，对于具有给定过滤表面和给定输送量的给定过滤装置可得到较高的通过过滤装置的过滤介质的输出。
该成型体可单独由上述的聚乙烯组份制成，但是该成型体也可有其它组份，这些组份对通过加热作用而成的各组份永久组合不能有明显消弱。这些添加组份既使有，通常也是以较小的百分量添加的。例如：炭黑作为抗静电添加剂。
本发明的过滤元件通常适合于用来从所要过滤的液体或气体中分离颗粒，尤其优选的使用场合是从空气中分离固体颗粒和从液体（例如水或油）中分离固体颗粒。
所要指出的是上述涂层还可覆盖在成型体的整个汇入表面上，即：不需要对在成型体汇入表面上存在的表面微孔的深度部份或全部进行限制。功能上最为重要的是至少表面孔的相当深度被填充，优选于表面开始处的部分深度，但也可是从表面凹入的部分浓度。
在本发明的第三方案中，在63至315微米范围内的颗粒比例优选是至少80%（重量），更优选是至少90%（重量），最佳是至少95%（重量）。
在第一和第三方案的一个优选改进中，至少60%重量的颗粒是在＞125至≤250微米的范围，正如在第二方案中的。
在所有三个方案中，优选至少70%重量的颗粒是在＞125至≤250微米的范围内。
在第二和第三方案中，优选至少80%重量的，更优选至少90%重量的，最佳至少95%重量的颗粒在＞63至≤250微米的范围内。
在所有三个方案中，优选至少97%重量的颗粒在＞63至≤250微米的范围内。
在第一和第二方案中，另外的聚乙烯组份的重量份以超高分子聚乙烯和另外的聚乙烯组份的总量计优选是3至70%，更优选是5至60%，最佳是20至60%。
当存在另外的聚乙烯组份时，优选其平均分子量在103至106范围内。按照第一个可选方法另外的聚乙烯组份的平均分子量优选是在104至106范围内，更优选是在105至106范围内，最佳是在2×105至106范围内。后者通常被称为高分子量聚乙烯，但是在此后，任何具有平均分子量超过5×104的聚乙烯组份为了简单起见都将称作高分子量。按照第二种可选方法，另外的聚乙烯组份的平均分子量是在少于5×104的范围，更优选的是在103至5×104的范围，最佳是在5×103至5×104的范围。这些范围全部是在低分子聚乙烯的范畴。上述分子量范围的低分子聚乙烯通常还被称作聚乙烯蜡。还可以使用上面描述的作为第一可选方法和第二可选方法的两种材料的混合物，由此另外的乙烯组份含有具有高平均分子量的第一分组份和具有低平均分子量的第二分组份。第二分组份的重量份数以所述的另外的聚乙烯组份的总重量计优选是2至50%，更优选是5至20%。
就所涉及的高分子量聚乙烯组份的颗粒尺寸分布来说，即使有，在初始状态颗粒尺寸的分布也优选是这样的，至少95%重量的颗粒在颗粒尺寸为1000微米以下，至多15%重量的颗粒在颗粒尺寸为63微米以下，优选至少99%重量的颗粒是在颗粒尺寸为1000微米以下，至多5%重量的颗粒是在颗粒尺寸为63微米以下。
就所涉及的低分子量聚乙烯组份的颗粒尺寸分布来说，即使有，在初始状态颗粒尺寸的分布也优选是这样的，至少95%重量的颗粒尺寸是在500微米以下，至多15%重量的颗粒在颗粒尺寸为63微米以下。此外，一种所谓的微蜡（microwax）是优选的，其中至少95%重量的颗粒在初始状态颗粒尺寸在63微米以下。
当在本申请中使用“在初始状态”一词时，是指在为了将各聚乙烯组份组合为可渗透多孔成型体而加热之前，各聚乙烯组份的状态。
如果另外的聚乙烯组份具有的平均分子量少于5×104或者含有具有这种分子量的分组份，则可以观察到涂覆材料颗粒在成型体的表面微孔上有特别高的粘附能力。在施加涂层前由扫描电子显微镜得到的过滤元件汇入表面的图片可以看出这种效果估计是由低分子聚乙烯组份在表面微孔壁上形成弯头的凸起造成的，这些凸起明显地对涂覆材料颗粒的非常牢固的粘结有帮助。
超高分子聚乙烯优选在初始状态具有这样的颗粒尺寸分布，以致对于未涂覆的成型体可产生至少在20至75%范围内具有基本上线性线段的“孔数/孔径的累积百分比”图。对此更详细的说明可在后面的说明书实施例部分找到。
根据本发明的一个优选改进设计，其所用的超高分子聚乙烯颗粒具有一个在基本上为球形的颗粒上有多个凸出状隆起部份的形状。并发现这能使涂层材料颗粒极好地粘附到成型体上或粘附在其表面微孔内。并且还可观察到一种减少成型体流动阻力的趋势。
对于超高分子聚乙烯的平均分子量，6×106的上限是优选的，2×106至6×106的范围是特别优选的。
超高分子聚乙烯颗粒优选具有300至550g/l的堆积密度，其中350至500g/l是特别优选的。高分子聚乙烯组份在初始状态的堆积密度优选是200至350g/l，低分子聚乙烯组份的熔融温度优选是100℃至150℃。
用于涂覆表面微孔的细颗粒材料优选是聚四氟乙烯，细颗粒涂覆材料优选具有低于100微米的平均颗粒尺寸，最佳是低于50微米。
本发明的目的还在于用于制造上述过滤元件或成型体的方法，其特征在于步骤如下：
-将超高分子量聚乙烯颗粒（可选择地与另一种聚乙烯组份混合）倒入模具;
-将模具中的物料加热到170℃至250℃的温度至足够的时间，以将颗粒组合成为成型体（通常为10至180分钟）;
-在模具中冷却成型体（不需降至室温）;
-从模具中移出成型体;并且
-向从模具中移出的成型体的汇入表面上施加涂层。
涂层可特别方便地以悬浮液的形式施加，然后干燥，优选通过在热空气上吹干。悬浮液可通过喷射和涂刷的方法很好地加以施加。
模具中的物料最好是通过振动抖入模具中。当模具中的物料加热时，低分子聚乙烯组份（如果有）首先熔融。当模具内的物料温度进一步增加时，高分子聚乙烯组份也开始熔融，并且超高分子聚乙烯颗粒在它们的表面以固有稳定的方式稍微软化。高分子聚乙烯组份在超高分子聚乙烯颗粒之间形成连接骨架。同时低分子量聚乙烯组份（如果存在的话）沉积在高分子连接骨架及超高分子聚乙烯颗粒上。如果不存在另外的聚乙烯组份，则当模具中的物料被加热时，超高分子聚乙烯颗粒，由于在其表面上的固有稳定软化面而粘接在一起。
上述的聚乙烯组份是市售的，例如来自Hoechst AG和BASF AG的，根据本发明的第一个方案的颗粒尺寸分布和根据本发明的第二个办案的颗粒尺寸分布除外。
需要明确地指出的是具有权利要求4至18所述的一或多个特征的过滤元件甚至在没有权利要求1至3的特征时在技术上也是实用的及有创造性的。这特别适用于权利要求11、12、13、14所述的特征。
本发明将根据下面的例子加以详细说明。
附图简要说明：
图1显示了剖开的过滤装置;
图2以按照图1中箭头Ⅱ的侧视图显示了图1过滤装置中的单个过滤元件;
图3显示了过滤元件的水平截面（但具有比图2较少数量的壁轮廓）;
图4以放大较大的截面显示了图2和3过滤元件外表面的一部份;
图5显示了一个可选择的过滤元件外表面的一部分;
图6显示了具有特殊颗粒形状的超高分子聚乙烯颗粒。
图7、9、10、11显示了用于多个未涂覆的成型体的“孔数/孔径的累积百分比”图。
图8、12显示了类似于图7、9、10、11但用于涂覆成型体或涂层的图。
图1所图示的过滤装置2（通常为了简便起见称作“过滤器”）主要包含壳4，其中四个过滤元件6在所示的实施例中相互平行间隔放置。过滤器元件6大体上讲具有在边缘窄的直角平行六面体，但在长侧具有以锯齿方式延伸的波纹壁（参见图3）。这些过滤器元件6还被称作叠层过滤器元件。过滤器套形过滤元件6是中空的，在顶部及在下侧边是开口的，并且有四周基本上相等的壁厚。需要指出的是过滤元件还可有别的形状，例如管形的。
每个过滤器元件6包括材料组成在后面更详尽描述的有表面涂覆的成型体22。每个成型体22在上面顶部配有四周凸起的边缘部分10，并配有固定和加强板，由此它能够非常容易地固定在过滤装置2的壳4上。四个过滤元件6从底下固定到结实的多孔板12上，该板装置于壳4中，每个过滤元件的内部空间14与多孔板12上部的空间通过多个孔联通。在每个过滤器元件6的下面脚部，裙边15被固定在成型体22上，从下面密封住体22，并在两端伸出到其外，裙边15用每个端支撑在壳4的凸起17上。体22在裙边15的纵向方向上分成三个相互依次连接的腔室。
所要过滤的介质穿过汇入口16流入壳4内，然后从过滤元件6的外面向里面，从里面向多孔板12上面的空间19流动，并通过出口18离开过滤装置2。壳4在过滤元件6下面是漏斗形的，这样从所要过滤的介质中分离出的及由于清扫从过滤元件6掉落的颗粒可通过排出口20不时地被排出。
每个过滤元件6的成型体22是由例如超高分子聚乙烯颗粒和另外的聚乙烯组份制成。当倒入制造模具时这些组份是细颗粒的，但是在最终的成型体22中仅仅超高分子聚乙烯是以颗粒形式存在的。上述组份按照上述制造方法通过加热作用组合为基本上固有稳定的、有可渗透多孔的成型体。
图4图示了包括微孔表面涂层32的最终成型体22的结构。高分子聚乙烯组份26在生产过程中，在加热作用下在超高分子聚乙烯颗粒之间形成连接骨架。低分子量组份附加地沉积在高分子和超高分子聚乙烯材料上。超高分子聚乙烯颗粒24在制造过程中实际上并未改变它们的形状。总之成型体22的结构是高孔隙的。如果未使用高分子和低分子聚乙烯组份，所得的成型体结构正如图5所示。超高分子颗粒24在它们的接触点被烧结在一起。
涂层32包含小的聚四氟乙烯颗粒。涂层32把存在于成型体22的外表面34（即所要过滤介质汇入的表面）上的孔36的至少部分深度填充。
图6显示了优选的超高分子聚乙烯组份24的颗粒形成。这个颗粒形状大体上讲可描述为是具有凸起状或疣状隆起部份38的大体球形。使用具有这种颗粒形状的超高分子聚乙烯的优越效果在前面已经描述过。
在本发明的下面三个实施例中，将参考成型体材料的结构和超高分子聚乙烯颗粒的颗粒尺寸分布并与现有技术的标准试样对比更为详细地说明成型体。
实施例1
通过所述的方法由约60%重量的超高分子聚乙烯（平均分子2×106）和约40%重量的、平均分子量为约3×105的细颗粒高分子聚乙烯制造成型体。在初始状态下超高分子组份的颗粒尺寸分布是：
63微米以下的：1%
63至125微米的：59%
125至250微米的：40%
250微米以上的：0%
在该成型体上作如图7的“孔数/孔径累积百分比”图。孔径d50（即：50%的孔大于d50且50%的孔小于d50的成型体的孔径）约为20微米。图7的曲线图在约10至83%的范围内基本是线性的。实际上没有孔尺寸超过40微米的。
在施加小颗粒聚四氟乙烯涂层后，如图7的图那样确定孔尺寸分布图，如图8所示。现在d50约为8.5微米，仅仅约36%的孔大于d50，仅仅约10%的孔小于d50。尺寸在30微米以下的孔实际上是没有的。
在根据图1的过滤装置中工作200小时之后，测量在过滤元件上225mm水头的压力损失。
实施例1是在权利要求1的限定之内。
实施例2
通过所述的方法由约54%重量的平均分子量约4×106的超高分子聚乙烯、约35%重量的平均分子量3×105的细颗粒高分子聚乙烯和约11%重量的平均分子量2×104的细颗粒低分子聚乙烯制造成型体。在初始状态下超高分子组份的颗粒尺寸分布是：
63微米以下的：1.5%
63至125微米的：23%
125至250微米的：73%
250至315微米的：3%
400微米以上的：0%
在该成型体上作如图9的“孔数/孔径累积百分比”图。孔径d50约为23微米。图9的曲线图在约8至75%的范围内基本是线性的。实际上没有孔尺寸超过45微米的。
在根据图1的过滤装置中工作200小时之后，测量在用小颗粒聚四氟乙烯涂覆的过滤元件上240mm水头的压力损失。
实施例2是在权利要求2的限定之内，但同时也是在权利要求1的限定之内。
实施例3
通过所述的方法由100%重量的平均分子量约4×106的超高分子聚乙烯制造成型体。原料的颗粒尺寸分布为：
63微米以下的：1.5%
63至125微米的：2.3%
125至250微米的：73%
250至315微米的：3%
超过400微米的：0%
在该成型体上作如图10的“孔数/孔径累积百分比”图。孔径d50约为17.5微米。图10的曲线图在约4至81%的范围内基本上是线性的。实际上没有孔尺寸超过35微米的。
在根据图1的过滤装置中工作200小时之后，测量在用小颗粒聚四氟乙烯涂覆的过滤元件上205mm水头的压力损失。
实施例3是在权利要求3的限定之内，但同时也是在权利要求1和2的限定之内。
对比例
通过所述的方法由约60%重量的、平均分子量为约2×106的超高分子聚乙烯和约40%重量的、平均分子量为约3×105的细颗粒高分子聚乙烯制造成型体。在初始状态超高分子组份的颗粒尺寸分布是：
63微米以下的：4%
63至125微米的：48%
125至250微米的：45%
超过250微米的：3%
在该成型体上作如图11的“孔数/孔径累积百分比”图。孔径d50约为24微米。实际上没有孔尺寸超过55微米的。
在施加小颗粒聚四氟乙烯涂层后，根据图12确定如图11的图那样的孔尺寸分布图。现在d50约为14.5微米。约40%的孔大于d50，并且约15%的孔小于d50。
在根据图1的过滤装置中工作200小时之后，测量在过滤元件上270mm水头的压力损失。
对比例中的成型体在权利要求1，2和3的限定之外。
在所有四个例子中，涂层是以相同的原料施加的，压力损失是以相同的过滤装置测量的，这些过滤装置通过具有相同固体颗粒成份的空气。
在涂覆聚四氟乙烯颗粒的情况下，通常优选以另外含有粘合剂的悬浮液形式施加涂层。特别合适的粘合剂是已知的分散的粘合剂，尤其是以聚醋酸乙烯酯为基的粘合剂分散体，例如：MOWILITH（Hoechst AG的注册商标），这是一种醋酸乙烯酯、乙烯和氯乙烯的含水共聚物分散体。典型地，施加到过滤元件汇入表面上用于形成涂层的悬浮液具有如下的组成：
20%重量的聚四氟乙烯颗粒，
6%重量的MOWILITH，
74%重量的水。