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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubsauger-Filterbeutel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Staubsauger-Filterbeutel werden typischerweise aus mehrlagigen Vliesstoffen hergestellt, die einen dreilagigen Verbund mit einer anströmseitigen Spunbondlage, einer Meltblowlage und einer abströmseitigen Spunbondlage umfassen können. Hochwertigere und somit saugleistungskonstantere Beutel weisen darüber hinaus eine Vorfilterlage auf, die Staub speichern soll und so die Verstopfungsneigung reduziert. Diese Vorfilterlage ist häufig aus voluminösen Krempelvlies oder Airlaid hergestellt und weist mit Flächengewichten von 40 - 100 g/qm einen hohen Materialeinsatz auf und ist daher verhältnismäßig teuer.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Tendenz zur Verstopfung eines Staubsauger-Filterbeutels und damit die Saugleistung eines Staubsaugers, in welchem der Staubsauger-Filterbeutel eingesetzt wird, zu verringern.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Staubsauger-Filterbeutel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine erfindungsgemäße Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Ein erfindungsgemäßer Staubsauger-Filterbeutel umfasst ein luftdurchlässiges Filtermaterial und ein Agglomerationsmittel zur Agglomeration von Staubpartikeln auf, wobei die Agglomeration derart erfolgt, dass eingesaugter Staub zumindest teilweise von einer feinkörnigen und Staubsauger-Filterbeutel stark verstopfenden Form in eine grobkörnigere und Staubsauger-Filterbeutel weniger stark verstopfenden Form überführbar ist. Bei der Agglomeration wird mittels Bewegung der staubbeladenen Luft der Staub zu Klümpchen agglomeriert, und über die Agglomeration wachsen diese Klümpchen, vorzugsweise in einer runden Form.
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Die Ermittlung der Verstopfungswirkung eines Staubs kann in Anlehnung an diverse genormte Filtermessungen ermittelt werden, wie zum Beispiel die EN779 oder bevorzugt die EN60312, bei der DMT8 Staub in 50g Schritten von einen Staubsauger eingesaugt wird und die entsprechende Abnahme des Luftvolumenstroms oder korrelierend die Abnahme des Unterdrucks an der Staubsaugerdüse gemessen wird.
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Durch den erfindungsgemäßen Staubsauger-Filterbeutel und durch die erfindungsgemäße Verwendung ist es möglich den eingesaugten Staub gezielt in seinen Eigenschaften zu verändern, insbesondere den Staub durch Verklumpung, bzw. Agglomerisierung den feinen und somit stark verstopfend wirkenden Staub in eine grobe, luftdurchlässigere Form zu überführen und so die Saugleistungskonstanz zu verbessern.
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Das Agglomerationsmittel kann vorzugsweise ein Lösungsmittel umfassen, sowie zumindest ein Tensid und/oder zumindest ein Verdickungsmittel. Das Tensid erhöht die Benetzbarkeit des Agglomerationsmittels gegenüber Staubpartikel. Das Verdickungsmittel verhindert das Auseinanderfließen des Agglomerationsmittels. Das Tensid und das Verdickungsmittel können besonders bevorzugt zusammen mit dem Lösungsmittel in einem Agglomerationsmittel vorliegen. So kann das Agglomerationsmittel beispielsweise und besonders bevorzugt als Gelkügelchen vorliegen. Als Lösungsmittel kann Wasser genutzt werden. Denkbar ist allerdings auch eine alkoholisch-wässrige Lösung oder ein Gemisch aus Wasser und einem anderen Lösungsmittel.
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Als Verdickungsmittel kann vorteilhaft Polyvinylalkohol, PEG und/oder Celluloseacetat genutzt werden.
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Das Agglomerationsmittel kann einen hygroskopischen Stoff zur Agglomeration von Feuchtigkeit eingesaugter Luft umfassen. Die aufgenommene Luftfeuchte ermöglicht sodann eine Befeuchtung des Staubes und eine Verklumpung.
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Als bevorzugter hygroskopischer Stoff kann Magnesiumchlorid - MgCl2, Calciumchlorid - CaCl2, Glycerin, Sorbit und/oder Polydextrose eingesetzt werden.
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Das Agglomerationsmittel kann ein poröses Material umfassen, welches ausgebildet ist zur Aufnahme und zur Sammlung von Staub. Dieses poröse Mittel hat den Vorteil, dass gröberer Staub nicht die Oberfläche des Agglomerationsmittels zusetzt sondern nur Staubpartikel mit einer Größe agglomeriert werden, die kleiner sind als die Porengröße des Agglomerationsmittels. Das Agglomerationsmittel kann ausschließlich aus dem porösen Material bestehen oder das Agglomerationsmittel kann poröses Material als Trägermittel z.B. für hygroskopische Stoffe aufweisen.
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Das poröse Material kann als offenporige Schaumgummistücke ausgebildet sein. In dieser Ausführungsvariante können die Schaumgummistücke das Agglomerationsmittel bilden. Es können allerdings auch Tonkügelchen eingesetzt werden als alleiniges Agglomerationsmittel oder vorzugsweise in Kombination mit einem hygroskopischen Stoff eine Agglomeration von Staubpartikeln ermöglichen.
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Das Agglomerationsmittel kann alternativ auch derart ausgebildet sein dass Staub aufgrund rein mechanischer Anlagerung an der Oberfläche des Agglomerationsmittels agglomerierbar ist. Als rein mechanische Anlagerung wird im Kontext der vorliegenden Erfindung die Anlagerung an rauen Oberflächen und an Vorsprüngen und Haken bezeichnet, die aus Filterfasern hervorstehen oder die im Fall der Haken vom Verlauf der Filterfasern abweichen. Typische Naturprodukte mit derartigen Fasern mit hakenförmigen Bereichen sind beispielsweise Kletten. Der oder die klettenartigen Haken einer Faser z.B. einer Filtermateriallageoder einer Filtereinlage ermöglicht die verbesserte Anlagerung von Staubpartikeln.
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Das Agglomerationsmittel kann insbesondere Fasern oder Faserbüschel aus gebogenem und spiralförmigen Faserverlauf umfassen. Zusätzlich zum Einsatz dieser rein mechanischen Agglomerationsmittel kann jedoch auch ein weiteres Agglomerationsmittel, z.B. ein hygroskopischer Stoff, ergänzt werden.
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Das Agglomerationsmittel kann vorteilhaft Fasern mit jeweiligen Fasermittelachsen umfassen mit einem oder mehreren hakenförmigen Abschnitten, insbesondere Endabschnitten. Der hakenförmige Abschnitt kann vorzugsweise einen Radius von zumindest 90° aufweisen. Die Länge des hakenförmigen Abschnitts kann zumindest dem doppelten der mittleren Faserdicke entsprechen.
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Der mittlere Abstand der Fasern eines Faserbüschels in einem ersten Bereich ist vorteilhaft zumindest um 20%, vorzugsweise zumindest um 40%, geringer ist als der mittlere Abstand der Fasern eines Faserbüschels in einem zweiten Bereich.
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Das Agglomerationsmittel ist dem Staubsauger-Filterbeutel aus einem in einem Staubsauger befindlichen Reservoir zuführbar. Somit betrifft die Verwendung insbesondere den Einsatz eines Agglomerationsmittels in einem Staubsauger mit eingelegtem Staubsauger-Filterbeutel.
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Das Agglomerationsmittel kann vorzugsweise frei beweglich im Inneren des Staubbeutels vorliegen. Es kann allerdings auch an und/oder in einer Filtermateriallage angeordnet sein oder an ein Trägermaterial, insbesondere an einem porösen Tonträgermaterial, z.B. Tonkügelchen, gebunden sein.
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Weiterhin erfindungsgemäß ist die Verwendung eines Agglomerationsmittels zur Agglomeration von Staubpartikeln in einem Staubsauger-Filterbeutel, derart dass eingesaugter Staub zumindest teilweise von einer feinkörnigen und einen Staubsauger-Filterbeutel stark verstopfenden Form in eine grobkörnigere und einen Staubsauger-Filterbeutel weniger stark verstopfenden Form überführt wird.
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In dieser Verwendung muss das Agglomerationsmittel nicht zwingend bei Inbetriebnahme des Staubsauger-Filterbeutels in diesem Filterbeutel vorliegen, sonders es kann z.B. durch ein Reservoir im Staubsauger eingeblasen werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellte Ausführungsvariante ist allerdings keinesfalls einschränkend für den Gegenstand zu verstehen sondern es sind auch zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. Es zeigen:
- 1 schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Staubsauger-Filterbeutels, und
- 2 eine schematische Darstellung einer Filtermateriallage einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Staubsauger-Filterbeutels.
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Ein erfindungsgemäßer Staubsauger-Filterbeutel 1 der 1 und 2 kann eine erste obere Filtermateriallage 2 umfassen, an der eine Einströmöffnung 4 ausgebildet ist. Die erste Filtermateriallage 2 ist randseitig umlaufend mit einer zweiten Filtermateriallage 3 über eine Naht 12 und 13 verbunden, vorzugsweise über eine Schweißnaht. Die Filtermateriallagen 2 und 3 können aus einem mehrlagigen Vliesstoff gebildet sein, der mindestens eine Feinfilterschicht aufweist, beispielsweise durch eine Schicht Meltblown. Der Staubsauger-Filterbeutel 1 kann statt als Flachbeutel auch als Klotzbodenbeutel ausgebildet sein.
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Um die Einströmöffnung 4 ist eine Halteplatte 5 vorgesehen, mittels der der Staubsauger-Filterbeutel 1 an einem Staubsauger festlegbar ist. Zwischen der ersten Filtermateriallage 2 und der zweiten Filtermateriallage ist ein Innenraum 6 ausgebildet, in dem sich im Betrieb Staub ansammeln kann. Optional ist eine Filtereinlage 7 in dem Innenraum 6 angeordnet, die den eintretenden Luftstrom ablenkt und an einer Naht 20 neben der Einströmöffnung 4 und randseitig an der Naht 12 zwischen erster Filtermateriallage 2 und zweiter Materiallage 3 festgelegt ist.
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Der Staubsaugerbeutel
1 kann auch so ausgebildet sein, wie dies in der
EP 2 133 017 A1 beschrieben ist.
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Der im erfindungsgemäßen Staubsauger-Filterbeutel 1 eingesaugte partikuläre Staub soll derart verändert werden, dass der eingesaugte Staub durch Agglomeration oder Bindung von seinem ursprünglich feinen, pudrigen Zustand mit hohem Luftwiderstand zumindest teilweise zu einem verklumpten oder gebundenen Staub überführt wird, der durch die dann größeren Zwischenräume zwischen den Staub-Klumpen einen deutlich niedrigeren Luftwiderstand bietet. Der in 1 dargestellte Filterbeutel 1 weist daher ein Agglomerationsmittel 102 auf.
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2 stellt ein Filtermaterial für eine Filtermateriallage 2 oder 3 dar. Diese kann statt der Filtermateriallage aus Vliesmaterial der 1 eingesetzt werden.
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Das Filtermaterial weist einen dreischichtigen Aufbau aus einer ersten anströmseitigen Materialschicht 101 aus Fasermaterial, einer zweiten Materialschicht 103 aus Fasermaterial und einer dritten Materialschicht 104 aus Fasermaterial auf. Die erste und die dritte Materialschicht 101 und 104 können aus dem gleichen Fasermaterial, vorzugsweise aus Spunbond-Material bestehen. Die zweite Materialschicht 103 kann einem zur ersten und drittem Materialschicht differenten Material, vorzugsweise aus Meltblown-Material, bestehen. Auch andere Vliesstoffe können für die Materialschichten eingesetzt werden.
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Nach der ersten Materialschicht 101 und vor der zweiten Materialschicht 103 ist ein Aggregationsmittel 102 angeordnet, so dass zunächst eine gewisse Entfernung von Grobstaub durch die erste Materialschicht 101 erfolgt und erst danach die Agglomeration von Feinstaub erfolgt. Auf diese Weise wird eine Belegung der Oberfläche des Agglomerationsmittels 102 durch Grobstaub verhindert. Der Staub, der an dem Aggregationsmittel 102 anhaftet, wird die zweite Materialschicht 103 und weitere folgende Materialschichten nicht mehr verstopfen.
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Die Agglomerationsmittel 102, auch Verklumpungsmittel genannt, für Staub in den Beutel, können Öle oder ein hygroskopischer Stoff enthalten, welche zusätzlich die Luftfeuchtigkeit aus dem eingesaugten Luftstrom aufnehmen und damit den Staub binden.
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Ein bevorzugt eingesetzter hygroskopischer Stoff ist vorzugsweise Trockenmittel, besonders bevorzugt CaCl2, MgCl2, NaOH, KOH und/oder Polymere, besonders bevorzugt Polyethylenglycol (PEG), Polydextrose etc. sind in der Lage, Luftfeuchtigkeit zu binden.
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Der hygroskopische Stoff kann bevorzugt auf einem Träger, vorzugsweise einem porösen Träger, insbesondere Tonkörper oder Tonkugeln, gebunden sein, um ein Ein- und Durchsickern durch das Filtermaterial des Beutels zu verhindern und erste Keime für die Bildung von Staubagglomeraten vorzugeben.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Agglomerationsmittel nicht frei beweglich im Beutel vorliegen, sondern an festen Stellen im Innenraum des Beutels fixiert sein, beispielsweise mit Bändern oder Fäden, um an diesen Stellen gezielt den Feinstaub binden und verklumpen bzw. ansammeln. Dies ist von Vorteil, da bei allen Beuteln die Wirkung vergleichbar ist, wohingegen frei bewegliche Mittel zufällig in der einen oder anderen Ecke des Beutels konzentriert sind und eventuell vom Luft- und Staubstrom nicht mehr erfasst werden. Hierbei kann die Geometrie des Staubraums und die Geometrie der Luftzuführung einen großen Einfluß auf das sich ausbildende Luftströmungsmuster und somit die Ablagerung des Staubs haben.
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Alternativ oder zusätzlich können Agglomerationsmittel in das Filtermaterial eingearbeitet und/oder in einen Zwischenraum zwischen einzelnen Schichten eines Filtermaterials vorliegen.
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Die Agglomerationsmittel können vorzugsweise eine raue Oberfläche aufweisen, in der sich der Staub verkrallen oder verfilzen kann, z.B. Fasern, die eine sehr rauhe Oberfläche aufweisen oder aber Fasern oder Faserbüschel aus gebogenen oder spiralförmigen oder Fasern mit einem oder mehreren hakenförmigen Strukturen. Neben Fasern sind auch Strukturen einsetzbar, beispielsweise Hakenstrukturen um Staub zu verklumpen. Andere mögliche Mittel weisen bereits eine sehr poröse Struktur auf, in die der Staub eindringen kann und sich auf diese Weise aus vielen feinen Staubpartikeln zusammen mit dem porösen Grundkörper ein großer, staubgefüllter Körper bildet.
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Der Staub wird im erfindungsgemäßen Staubsauger-Filterbeutel dahingehend verändert, das bei der Entsorgung des eingesaugten und gesammelten Staubes weniger Staub aufgewirbelt und wieder freigesetzt wird, bevorzugt 10% weniger, besonders bevorzugt 50% weniger. Geeignet hierzu ist die Ermittlung des PM 10 Werts als Maß für den Staubgehalts von Luft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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