AT405290B

AT405290B - Kunstschnee als reinigungsmittel (staubfreimachung)

Info

Publication number: AT405290B
Application number: AT40794A
Authority: AT
Inventors: Christine Maslo; Heinz Dr Maslo
Original assignee: Christine Maslo; Heinz Dr Maslo
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1999-06-25
Also published as: ATA40794A

Description

Es ist bekannt, Teppiche im Winter mit frischem Schnee zu reinigen. Der Effekt ist dabei sehr gut. Die Farben erscheinen nach dieser Behandlung wesentlich intensiver, d. h. der Staub geht bei Verwendung von Schnee besser heraus als bei blossen Klopfen und Saugen. Der Grund dafür dürfte darin liegen, dass der Schnee als Adsorptionsmittel wirkt und der Staub an diesem besser haftet als am Gewebe.

Schnee entsteht in der Natur durch Gefrieren des Wasserdampfes in der Luft. Wenn die Temperatur sinkt, kann die Luft weniger Wasserdampf aufnehmen und der abgeschiedene Dampf gefriert.

Es gibt mehr als 4. 000 bekannte Kristallformen für den natürlichen Schnee : Plättchen, Sterne, Säulen, Nadeln, Dendriten u. a. m.. 1
Schneeflocken sind zusammengewachsene Kristalle.

Die wichtigsten natürlichen Schneesorten sind :
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<tb>
<tb> Entstehungstemperatur <SEP> in <SEP> 0 <SEP> C <SEP> Schüttdichte <SEP> in <SEP> kg/m3
<tb> Wildschnee <SEP> (bildet <SEP> keine <SEP> Flocken) <SEP> -10 <SEP> bis <SEP> - <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 30
<tb> Pulverschnee <SEP> bis-10 <SEP> 30bis60 <SEP>
<tb> feuchter <SEP> Neuschnee <SEP> nahe <SEP> 0 <SEP> 60 <SEP> bis <SEP> 150
<tb>

Schnee neigt bei der Lagerung zu der sog. abbauenden Metamorphose in Richtung schwerer Schnee.

Da schwerer Schnee im Normalfall für Reinigungszwecke schlechter geeignet ist als leichter, sollte diese sog. abbauende Metamorphose vermieden werden. Es sollte daher entweder überhaupt frisch hergestellter Kunstschnee eingesetzt werden oder aber die Lagerung bei sehr tiefen Temperaturen erfolgen und dabei auch auf geringe Schütthöhen geachtet werden. Schwerer Schnee mit dichten, runden Körnern hat eine geringere spezifische Oberfläche - sowohl äussere als auch innere-und kann daher den Staub weniger gut binden.

Der Reinigungseffekt von Schnee bzw. seine Fähigkeit zur Staubbindung beruht darauf, dass leichter Schnee mit einem Schüttgewicht von 10 bis 60 kg/m3 einen Luftanteil von 99 bis 93 Vol. % aufweist. Die Luft liegt sowohl innerhalb der Aussenkonturen der Kristalle als auch zwischen denselben vor.

Damit hat die Schneeschüttung im Ganzen eine hohe spezifische Oberfläche und ein sehr gutes Adsorptionsvermögen.

Das Problem beim Einsatz von natürlichem Schnee für den gegenständlichen Zweck-Ausnahme Strassenreinigung in der Frostperiode - besteht aber darin, dass Neuschnee nur in bestimmten Klimazonen verfügbar ist und das nur einige Male im Jahr. Auch ist die Schneequalität nicht wählbar. Weiters muss der Schnee rein sein und es muss eine entsprechende Menge zur Verfügung stehen. In Ballungszentren, wo der Bedarf gross wäre, trifft dies alles nicht zu. Weiters sind die Arbeitstemperaturen in der Natur nicht frei wählbar, was eine Optimierung dieses Verfahrens hindert.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Kunstschnee mit den in Anspruch 1 festgelegten Eigenschaften unter den dort angegebenen Bedingungen als Reinigungsmittel.

Durch das geringe Schüttgewicht von Kunstschnee ergibt sich ein relativ geringer Verbrauch, was die Kosten niedrig hält. So kann bei der zweiseitigen, jeweils zweistufigen Reinigung eines Gewebes mit einem Verbrauch von 1 bis 2 kg Kunstschnee je m2 gerechnet werden. Für das Staubfreimachen von glatten Oberflächen ist etwa der halbe Wert anzusetzen.

Ein weiterer Vorteil von Kunstschnee ist, dass auf dem zu reinigenden Objekt zurückgebliebene Spuren rückstandsfrei verdunsten, wenn der Schnee aus destilliertem (deionisiertem) Wasser hergestellt worden ist.

Bezüglich der Arbeitstemperaturen gilt, dass der Kunstschnee so kalt als möglich sein soll (-5 bis-25 'C). Die Umgebungstemperatur sowie die Temperatur des Staubes bzw. des zu reinigenden Objektes kann auch über dem Gefrierpunkt liegen, wobei diese Temperatur umso höher sein kann, je schneller der Reinigungsvorgang abläuft. Leichter Schnee mit hohem Luftporenanteil isoliert nämlich sehr gut und kann daher nicht so schnell Wärme aufnehmen. Nach erfolgter Staubaufnahme geht es nämlich nur noch darum, dass der beladene Kunstschnee noch im festen Zustand entfernt werden kann und nicht vorher schmilzt.

Andere bekannte Adsorptionsmittel wie z. B. Aktivkohle (schwarz) oder aktive Kieselsäuren hätten vielleicht auch eine gute Wirkung, liessen sich aber kaum wieder rückstandslos entfernen.

Wie beobachtet wurde, dürfte beim Einsatz von Schnee aber auch ein anderer Effekt wirksam werden.

Liegt nämlich die Temperatur des Staubes etwas über dem Gefrierpunkt, so friert der Staub an den Schnee an und kann allein deswegen mit diesem entfernt werden.

Von Vorteil ist auch, dass durch eine Schüttung von leichtem, oberflächenaktiven Kunstschnee auch sehr feine Staubteilchen gebunden werden können, die zum Teil durch die Filter von Absauganlagen gehen würden. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Methoden (Staubsauger) kann in speziellen Fällen von

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von Elektronikbauteilen äusserst störend sind.

Andererseits wieder wäre die Reinigung verstaubter Strassen oder Plätze von Städten in der Frostperiode ebenfalls eine vorteilhafte Anwendung von Kunstschnee. Der Einsatz von Wasser ist wegen der Eisbildung nicht möglich und beim trockenem Aufbürsten entsteht sehr viel Staub in der Umgebung. Wird der Staub aufgesaugt, so geht bei diesen grossen Mengen sehr viel Mikrostaub durch die Filter. Wird nun
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der gesamte Staub - also auch der Femststaub - mit dem Schnee entfernt und so die Umgebung entlastet werden. Der Vorteil dabei ist, dass der Kunstschnee nicht auftauen kann und daher der Kehrvorgang nicht unbedingt beschleunigt durchgeführt zu werden braucht. Dazu kommt, daB der Kunstschnee unter diesen Bedingungen billig - ohne Energieaufwand für die Kälteerzeugung - hergestellt werden kann.

Durch den Einsatz von Kunstschnee zu Reinigungszwecken ergeben sich folgende Vorteile o Jederzeit in allen Klimazonen der Erde machbar o Arbeitstemperturen frei wählbar o Qualität des Kunstschnees frei wählbar (insbesondere das Schüttgewicht) o keine Chemikalien (v. a. bei Einsatz von destilliertem Wasser) o geringe Entsorgungsmengen, da geringer spezifischer Verbrauch o schonende Behandlung des zu reinigenden Objektes o Bindung auch filtergängiger Feinstteilchen
Der mögliche Einsatzbereich von Kunstschnee als Reinigungsmittel (Staubfreimachung) ist derzeit noch nicht zur Gänze abzuschätzen.

Aus derzeitiger Sicht bieten sich folgende Möglichkeiten an : o Staubfreimachen glatter Flächen, v. a. horizontaler (Strassenreinigung in der Frostperiode) o Reinigen von Geweben (Textilien, Papier, Filterschläuche, Teppiche, Wäsche, Kleider, Peize ) o Reinigen von Gegenständen (Körpern) o Staubfreimachen körniger Schüttgüter nach dem Wirbelschichtverfahren (z. B. Minerale, Getreide, Hü) senfrüchte) o Reinigung von Luft oder von Gasen im Gleich-, Quer- oder Gegenstromverfahren o Reinigung der Umgebung sensibler technischer Fertigungen wie z.

B. in der Elektronik - oder
Pharmaindustrie o Reinigung der Fussböden sowie der Umluft der Klimaanlagen in Spitälern o Staubquellen in Industrieanlagen wie z. B. der Sägebereich von Spanplattenanlagen oder analoge
Bereiche von Papiermaschinen. Der Säge- bzw. Trennvorgang könnte in einer Kunstschneeschüttung erfolgen, wobei der Kunstschnee permanent in Sägerichtung bewegt wird. Dies wiederum könnte nach dem Fliessbettverfahren (Luftdüsen in der Arbeitsplatte) oder mit einem Bürstensystem bewerkstelligt werden. Ähnliches gilt für das Schleifen und Schneiden von Natur- und Kunststeinen
Die praktische Durchführung der Verwendung von Kunstschnee als Reinigungsmittel ist nach dem heutigen allgemeinen Stand der Technik kein Problem.

Im folgenden sind daher nur einige Möglichkeiten angeführt : o Frischerzeugung von Kunstschnee oder Lagerung desselben bei sehr tiefen Temperaturen und in geringen Schütthöhen zwecks Vermeidung der abbbauenden Metamorphose 0 Die Einrichtungen für Transport, Aufbringung, Einarbeitung und Entfernung des Kunstschnees ent- sprechen dem heutigen technischen Stand (Förderbänder, Unwunchtförderer, Luftpolsterförderer,
Blasförderer, Elevatoren, Schnecken, , Bürsten, Absauganlagen, Fliessbettanlagen und Sandstrahlanla- gen etc.) o Einsatz mehrerer Kunstschneesorten unterschiedlichen Schüttgewichtes für die verschiedenen Anwen- dungsfälle bzw.

Arbeitsstufen o Verbesserung der Energiebilanz durch Nutzung der Abwärme der Kältemaschinen für Heizzwecke (
Kombination mit Wärmepumpe) o Einsatz von Maschinen mit schnelllaufenden Bürstenwalzen (mit Schneekammern) zur Reinigung von Fussböden, damit eine sehr kurze Verweilzeit des Kunstschnees auf dem Boden sichergestellt wird (unter 10 sec.) o Abkühlung der zu reinigenden Luft oder des Gases auf eine Temperatur knapp über dem Gefrier- punkt, damit einerseits noch der Anfriereffekt Staub an Schnee genützt werden kann, andererseits aber die Schnee kristalle auch bei der erforderlichen Verweilzeit im Gasstrom nicht schmelzen

Claims

Patentansprüche 1. Verwendung von Kunstschnee als Reinigungsmittel (Staubfreimachung), dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Kunstschnees destilliertes (deionisiertes) Wasser verwendet wird, der Kunstschnee eine Schüttdichte von 10 bis 60 kg/m3 aufweist, die Anwendungstemperatur des Kunst- schnees deutlich unter dem Gefrierpunkt, vorzugsweise zwischen-3 *C und-15 *C liegt und die Temperatur des zu reinigenden Objektes knapp über dem Gefrierpunkt, vorzugsweise zwischen + 2 'C und + 6. C liegt.
2. Verwendung von Kunstschnee als Reinigungsmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - sofern nicht frisch erzeugter Kunstschnee verwendet wird-die Lagerung des Kunstschnees vor seinem Einsatz zur Vermeidung der sog. abbauenden Metamorphose bei sehr niedriger Temperatur, vorzugsweise zwischen - 10. C und - 30. C erfolgt und dass die Schütthöhe bei der Lagerung des Kunstschnees gering, vorzugsweise unter 2m ist.
3. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von Flächen, vorzugsweise horizontalen Flächen wie Plätzen, Strassen, Fussböden oder Arbeitsflächen durch Aufbringen und schnelles Abbürsten von Kunstschnee.
4. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von Gegenständen bzw.

Körpern wie z. B. Maschinenteilen, Stofftieren, Schnitzfiguren oder gerahmten Bildern durch maschine- les oder händisches Abbürsten mit Kunstschnee.
5. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von Geweben wie Textilien oder Papier auf einem Rollgang mit Wendevorrichtung durch Auftragen und Abbürsten von Kunst- schnee.
6. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von körnigen Schüttgütern wie Mineralien oder Hülsenfrüchte nach dem Wirbelschichtverfahren unter Einsatz von Kunstschnee.
7. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von auf unter + 10. C, vorzugsweise auf + 2. C bis + 5 C gekühlter Luft oder von Gasen nach dem Gleich-, Quer-oder Gegenstromverfahren.
8. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung der Umgebung ( Fussböden, Raum luft, Verpackungsmaterial, Förder- und Lagereinrichtungen) sensibler Fertigungen in der Elektronik- oder Pharmaindustrie.
9. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung von Fussböden und der Umluft der Klimanlagen von Spitälern.
10. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung bei Säge- und Trennvor- gängen an Werkstoffen wie Holz, Metall, Kunststoff oder Stein mittels einer Schüttung aus Kunst- schnee, wobei der Kunstschnee permanent in Sägerichtung bewegt wird.
11. Verwendung von Kunstschnee nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Reinigung typischer Staubquellen bzw. deren Umgebung in Industrieanlagen wie z. B. Siebmaschinen, Mahlanlagen oder Übergabestetten von Förderbändern.