DE29924781U1

DE29924781U1 - Staubsaugerbeutel und verbesserter Staubsaugerbeutel

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Publication number: DE29924781U1
Application number: DE29924781U
Authority: DE
Original assignee: Airflo Europe NV
Current assignee: Airflo Europe NV
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2009-05-12
Also published as: EP1258277A1; DE29924771U1; DE29924466U1; EP1258277B1

Abstract

Wegwerfstaubsaugerbeutel, umfassend einen Filter zum Entfernen von Partikeln, die von einem Gas mitgerissen werden, umfassend eine Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht, die stromaufwärts in Richtung des Luftstroms einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist, wobei
die zweite Filtrationsschicht aus
(a) einem nassgelegten oder einem trockengelegten Filter mit einem Flächengewicht von etwa 30 bis 100 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 bis 3000 l/(m²s) oder
(b) einem thermisch gebondeten Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 10 bis 100 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 bis 3000 l/(m²s)
ausgebildet ist, und
die Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität mit einem Flächengewicht von etwa 30 bis 150 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 500 bis 8000 l/(m²s) ist, das Fasern umfasst, welche wenigstens 15 % aufladbare oder nichtaufladbare synthetische Fasern und eine komplementäre Menge an Wood-Pulp-Fasern und ein Bindemittel aufweisen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine neue Wegwerf- bzw. Einwegstaubsaugerbeutel-Zusammensetzung, die bestehenden Staubsaugerbeutelkonstruktionen in Sachen Staubfassungsvermögen bzw. Staubspeicherkapazität, minimaler Zunahme an Druckabfall bei Staubbeladung und Leichtigkeit der Beutelherstellung und Formstabilität beträchtlich überlegen ist, wobei Filtrationseffizienzwerte erzielt werden, die höchst vorteilhaft verglichen mit besten käuflich erhältlichen Beuteln sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren hat eine Anzahl von Unternehmen Rohmaterialien und Komponenten für Staubsaugerbeutel entwickelt, um die älteren einschichtigen Papierbeutel und die bekannten doppellagigen Beutel durch Beutel zu ersetzen, die ein stromabwärts angeordnetes Filterpapier und ein stromaufwärts angeordnetes Tissue-Papier aufweisen, die stromaufwärts angeordnete Schichten entweder aus nassgelegten Tissues oder Faservliesen, wie ultrafeine Meltblown(MB)-Vliese aufweisen, die hier gelegentlich als "Filtrationsgrad-MB-Vlies" bezeichnet werden. Einige Hersteller von Staubsaugern haben sogar beutelfreie Staubsauger vermarktet, um die Beutelkosten zu vermeiden. Diese Art von Staubsauger weist jedoch eine geringere Saugkraft auf und das Fach, das den Staub hält, muss von Hand geleert werden, und dies macht größtenteils seine Vorteile dadurch wett, dass der Arbeiter und die Umgebung dem konzentrierten Staub ausgesetzt werden. Trotzdem hat der beutelfreie Staubsauger die Hersteller veranlasst, die gesamte Wirksamkeit von Beuteln zu verbessern. Zusätzlich betrifft die Erfindung faserige Komponenten, die ungeordnet in drei Dimensionen mittels Trockenlege- und Nasslegetechniken abgelegt werden, um eine geringe Dichte und hohes Volumen für neue Filter mit größerer Luftdurchlässigkeit und Partikelfassungsvermögen bzw. Partikelspeicherkapazität bereitzustellen.
Der Stand der Technik hat sich mit dem Problem beschäftigt, einen Staubsaugerbeutel mit verbesserter Filtrationsleistung bzw. Filtrationseffizienz bereitzustellen. Das US-Patent Nr. 5,080,702, Home Care Industries, Inc., offenbart einen containerartigen Einwegfilterbeutel, der einen Aufbau von nebeneinander angeordneten Lagen umfasst, nämlich eine innere und eine äußere Lage eines luftdurchlässigen Materials. Das US-Patent Nr. 5,647,881 (EPO 0 822 775 B1) offenbart eine dreischichtige Zusammensetzung aus einer äußeren Trägerschicht, einer mittleren geladenen Faserfilterschicht mit bestimmten Eigenschaften und einer inneren Diffusionsschicht, die nur an wenigstens einem Saum mit der Faserfilterschicht verbunden ist. Aufgabe der Diffusionsschicht ist hauptsächlich, den Filterbeutel mit Stoßbelastungswiderstand bzw. -festigkeit zu versehen. EPO 0 338 479 (Gessner) offenbart einen Staubfilterbeutel mit einer fibrillierten vliesbedeckten äußeren Schicht aus Filterpapier. Die fibrillierte Filtrationsgrad-Vliesschicht ist stromaufwärts des Filterpapiers angeordnet.
Bei dem Staubsaugerbeutel der Erfindung ist die Hauptfunktion der inneren Schicht eine hohe Staubspeicherkapazität bzw. ein hohes Staubfassungsvermögen, eine Eigenschaft, die in dieser Größenordnung in dem Stand der Technik noch nicht offenbart wurde.
Mit dem Aufkommen von elektrostatisch geladenen MB-Vliesen wurde es möglich, Beutelschichtstoffe mit Filtrationsleistungen der Größenordnung von 99,8 – 99,9 % bezüglich feinem Staub bei mittlerem Luftstrom herzustellen. Herkömmliche MB-Vliese sind jedoch im Wesentlichen flache Filter. Folglich laden sich Filterstrukturen, die MB-Vliese verwenden, schnell mit Staub auf, verringern den Luftsog und verlieren weitere Staubaufnahmefähigkeit im Staubsauger. Heutzutage haben Standard-Staubsaugerbeutel eine Luftdurchlässigkeit von 200 bis 400 l/(m² s). Es ist wünschenswert, eine Kombination von Papierarten und anderen Lagen, inklusive MB-Lagen, zu haben, die eine hohe Effizienz bzw. Leistung von bis zu 99,9 % ergeben, und auch einen hohen Fluss bzw. Strom mit minimaler Zunahme des Druckgradienten, wie er mit dem DIN 44956-2-Test gemessen wird, zu ermöglichen.
Eine erste Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine neue Staubsaugerbeutel-Zusammensetzung bereitzustellen, die eine extrem hohe Filtrationsleistung bezüglich feinem Staub und maximale Leistung eines Staubsaugers im Hinblick auf einen kontinuierlichen hohen Sog zum Aufnehmen von Staub ohne nennenswerte Zunahme eines Druckabfalls bis der Beutel gefüllt ist aufweisen.
Eine zweite Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Beutel mit einer Zusammensetzung bereitzustellen, so dass er die zur Herstellung und zum Formen auf herkömmlichen Staubsaugerbeutel-Herstellungsvorrichtungen nötige Steifheit aufweist.
Eine dritte Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Staubsaugerbeutelmedium bereitzustellen, das aufgrund seiner exzellenten Filtrationsleistung und überlegenen, nichtblockierenden, hohen Luftstromleistung am besten für den neuen europäischen Trend zu kleinen Staubsaugern, natürlich mit kleineren Staubsaugerbeuteln, geeignet ist.
Diese und andere Ziele des Erfinders werden dem Fachmann auch durch die folgende Offenbarung offenbart.
Das "Nonwoven Fabrics Handbook of the Association of the Nonwoven Fabrics Industry", 1992 wird in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die oben beschriebenen Aufgaben werden durch den Wegwerfstaubsaugerbeutel gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Insbesondere wurde ein Einweg-Staubsaugerbeutel bzw. Wegwerf-Staubsaugerbeutel mit einer Luftdurchlässigkeit größer als 400 l/(m² s) wurde entwickelt. Dies wurde insbesondere erreicht, indem ein Filterpapier auf der stromaufwärts liegenden Luftseite einer Filtrationsgrad-MB-Vlies/Spunbond-Zweilagenkomponente angeordnet wird, statt das Filterpapier an der Außenseite (d.h. stromabwärts gelegenen Luftseite) des Beutels anzuordnen, wie es typischerweise getan wird. Es ist jedoch zu beachten, dass Beutelkonstruktionen des Stands der Technik häufig ein leichtes (typischerweise 13 g/m²) Tissuevlies stromaufwärts des MB-Vlieses zum Stützen und zum Schützen des MB-Vlieses vor Abrasion anordnen. Dieses leichte Tissuevlies filtert jedoch nur einige der größten Staubpartikel.
Bei der neuen Filterbeutelkonstruktion ist es möglich, ein grobes Filterpapier, das hier gelegentlich als Papier oder Schicht mit "hoher Staubspeicherkapazität", als "Mehrzweck-" oder "Kapazitäts-"Papier oder -Schicht bezeichnet wird, an der am weitesten stromaufwärts gelegenen Schicht innerhalb des Beutels zu verwenden. Diese Erfindung erlaubt auch eine optionale Verwendung von leichtem Tissuevlies, Netting oder anderem Scrim an der innersten Schicht stromaufwärts dieses Filterpapiers. Damit werden große Staubpartikel durch das Grobfilterpapier entfernt (und möglicherweise in geringerem Umfang durch das leichte Tissuevlies, falls verwendet). Der Filtrationsgrad-MB-Anteil der Beutelware kann effizienter als Filter dienen, ohne zu verstopfen, da er nicht die Masse des Staubs halten muss. Falls erwünscht, kann auch ein nassgelegtes Tissue vor dem Grobpapier verwendet werden. Diese Konstruktion ist anders als frühere Konstruktionen, die MB-Lagen an der Innenseite des Beutels verwendeten und die von dem MB-Vlies sowohl für das Staubspeichern bzw. Staubaufnehmen als auch für die Filtration abhingen. Außerdem gibt das Papier dem Beutel die Steifheit, die zum Herstellen und Formen der neuen Beutelzusammensetzung aus herkömmlichen Staubsaugerbeutel-Herstellungsvorrichtungen erforderlich ist.
Der neue Staubsaugerbeutel umfasst demnach eine flache Zusammensetzung aus einer Grobfilterschicht, die ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubspeicherkapazität mit einer mittleren Porengröße von wenigstens 160μm aufweist, das stromaufwärts der Richtung des Luftstroms einer Filtrationsgrad-Meltblown-Vliesschicht angeordnet ist, die als Beutel mit wenigstens einem Mittel zum Definieren eines Lufteinlasses in der flachen Zusammensetzung ausgebildet ist und wenigstens einem Saum, der die flache Zusammensetzung als Beutel ausbildet. Die gemäß dieser Erfindung wirksame Filterschicht, die stromabwärts der groben Kapazitätsschicht angeordnet ist, wird hier manchmal als "Sekundär-" bzw. „sekundäre" oder "Hochleistungsfiltrations-"Schicht bezeichnet.
Ein Scrim von typischerweise etwa 13 g/m² Flächengewicht kann auf einer oder beiden Seiten des Paars aus Mehrzweckfiltrationsschicht und zweiter Filtrationsschicht für einen verbesserten Abrasionswiderstand bzw. eine verbesserte Abriebfestigkeit und eine leichte Beutelherstellung angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Scrim als äußerste stromaufwärts angeordnete Schicht der Struktur angeordnet. Auch können einige oder alle Schichten in den neuen verbesserten Leistungsbeutelkonstruktionen mittels Schmelzklebstoffen („hot melt"), Klebern oder mittels thermischen oder Ultraschall-Bondens oder mittels einer Kombination dieser Verbindeverfahren aneinander haften.
Ein Staubsaugerbeutel, der die zusammengesetzte Struktur mit verbesserter Wirksamkeit dieser Erfindung verwendet, weist, wie sich gezeigt hat, eine im Vergleich mit anderen Staubsaugerbeutelstrukturen günstige Filtrationsleistung auf. Die Strukturen mit verbesserter Wirksamkeit weisen allgemein eine bessere Leistung als eine 95 %-Leistung gemäß dem DIN 44956-2-Test auf und können typischerweise zwei- oder dreimal mehr DIN-Staubladezyklen durchmachen als vergleichbare Beutelkonstruktionen. Sie weisen auch bis zu fünfmal mehr DIN-Ladezyklen auf als herkömmliche Beutelkonstruktionen, die entweder durch ein Scrim vor nassgelegtem Standardpapier oder durch ein MB-Filtervlies vor einem nassgelegten Standardpapier charakterisiert sind. Mit der optionalen elektrostatisch geladenen MB-Zwischenschicht weisen die neuen Konstruktionen eine überlegene, hohe Feinstaubfiltrationsleistung für 0,1 – 0,3 μm NaCl-Partikel auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion aus nassgelegtem Tissue (innerhalb des Beutels) und Filterpapier (Luftauslassseite).
2 ist ein schematischer Querschnitt eines zweischichtigen Staubsaugerbeutels, bei dem ein ultrafeines MB-Faservlies innerhalb des Beutels sowohl als Staubspeicher- als auch als Filterkomponente dient.
3 ist ein schematischer Querschnitt eines dreischichtigen Staubsaugerbeutels, bei dem ein nassgelegtes Tissuevlies mit sehr geringer Staubspeicherkapazität hinzugefügt wurde, um das MB-Vlies vor Abrasion zu schützen.
4 ist ein schematischer Querschnitt einer dreischichtigen Staubsaugerbeutelkonstruktion, bei dem ein spezielles voluminöses MB vor einem Filtrationsgrad-MB-Vlies angeordnet ist, und die Spunbond-Schicht an der Außenseite des Beutels angeordnet ist.
5 ist ein schematischer Querschnitt einer dreischichtigen Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung, bei der nassgelegtes Kapazitätspapier vor einem Filtrationsgrad-MB-Vlies angeordnet ist. Die äußere Schicht kann ein Spunbond, nassgelegtes, trockengelegtes, wasserstrahlverfestigtes („hydroentangled") Nonwoven, Netting oder eine beliebige Art von Nonwoven oder gewebtem Scrim sein.
6 ist ein schematischer Querschnitt einer dreischichtigen Staubsaugerbeutelkonstruktion, bei der trockengelegtes Kapazitätspapier vor einem Meltblown-Vlies angeordnet ist. Die äußere Schicht kann ein Spunbond, nassgelegtes, trockengelegtes, wasserstrahlverfestigtes oder sonstiges Nonwoven-Scrim sein.
7 ist ein schematischer Querschnitt eines neuen Staubsaugerbeutels nach Beispiel 7, bei dem eine Vlies/Kohlenstoff-Schicht als geruchsabsorbierende Schicht mit im Wesentlichen den gleichen Filtrationseigenschaften wie eine Filterkombination, die nur zum Staubfiltern dient, angeordnet ist.
8A ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8B ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8C ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8D ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8E ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8F ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8G ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8H ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8I ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8J ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8K ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8L ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8M ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8N ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8O ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8P ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8Q ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8R ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8S ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8T ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8U ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8V ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8W ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8X ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8Y ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8Z ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
8AA ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.
9 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls (mbar) für Staubsaugerbeutel als Funktion der Feinstaubbeladung (PTI/fein) nach DIN 44956-2, durchgeführt für die Beispiele 1 bis 3 und 5 bis 7.
10 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls (mbar) für Staubsaugerbeutel als Funktion der Feinstaubbeladung nach DIN 44956-2, durchgeführt für Beispiel 4, Airflow und Beispiel 2, 3M.
11 ist ein Graph, der einen Vergleich des Luftstroms als Funktion der Feinstaubbeladung (PTI/fein) zeigt.
12 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion.
13 ist ein schematischer Querschnitt einer anderen Staubsaugerbeutelkonstruktion.
14 ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer Meltblown-Zwischenschicht gemäß dieser Erfindung.
15 ist ein schematischer Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer Latexgebondeten, trockengelegten Mehrzweckschicht aus Fluff Pulp mit hoher Staubkapazität stromaufwärts einer zweiten Filtrationsschicht aus nassgelegtem Papier gemäß dieser Erfindung.
16 ist ein schematischer Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer thermisch gebondeten, trockengelegten Mehrzweckschicht mit hoher Staubkapazität strom aufwärts einer zweiten Filtrationsschicht aus nassgelegtem Papier gemäß dieser Erfindung.
17 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls für ausgewählte Staubsaugerbeutelstrukturen als Funktion der Feinstaubbeladung.
18A–18P sind schematische Querschnitte ausgewählter Ausführungsbeispiele von Beutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeiten dieser Erfindung, bei denen eine nassgelegte Papierschicht die am weitesten stromabwärts angeordnete Schicht ist.
19Q-19AF sind schematische Querschnitte ausgewählter Ausführungsbeispiele der Beutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeiten dieser Erfindung, bei denen eine Spunbond-Vliesschicht die am weitesten stromabwärts gelegene Schicht ist.
20AG–20BL sind schematische Querschnitte ausgewählter Ausführungsbeispiele der Beutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeiten dieser Erfindung, bei denen benachbarte Schichten durch einen Schmelzklebstoff verbunden bzw. gebondet sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Filterstrukturen dieser Erfindung sind für Staubsaugerbeutel und allgemein für Vakuumfilter bzw. Saugfilter vorgesehen. Mit "Vakuumfilter" ist eine Filterstruktur gemeint, die so betrieben werden soll, dass ein Gas, vorzugsweise Luft, das üblicherweise trockene, feste Partikel mit sich führt, die Struktur durchfließt bzw. durch die Struktur hindurchgeführt wird. In dieser Anmeldung wurde die Konvention übernommen, dass die Filtereinlassseite als "stromaufwärts" und die Filterausflussseite bzw. Filterentladeseite als "stromabwärts" bezeichnet ist. Gelegentlich werden hier die Begriffe "vor" und "hin ter" verwendet, um die relativen Positionen von Strukturschichten als stromaufwärts und stromabwärts zu bezeichnen. Natürlich gibt es einen Druckgradienten über den Filter während der Filtration, der manchmal als "Druckabfall" bezeichnet wird. Staubsauger verwenden üblicherweise Filter in Beutelform. Normalerweise ist die Stromaufwärtsseite eines Staubsaugerbeutels die Innenseite und die Stromabwärtsseite ist außen.
DIN 44956-2
DIN 44956-2 wurde angewendet, um die Zunahme an Druckabfall von fünf unterschiedlichen Beispielen von Staubsaugerbeutelkonstruktionen nach Staubbeladung mit Feinstaub bei den folgenden Graden zu bestimmen: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 und 2,5 Gramm.
Luftdurchlässigkeit nach Feinstaubbeladungstest
Der Staubbeladungsteil von DIN 44956-2 wurde mit 0,5 Gramm Schritten von 0 bis 2,5 g/m²/s für 7 Beutel jeder Probe durchgeführt. Die Druckabfallwerte wurden jedoch nicht nochmals aufgezeichnet. Die maximalen andauernden Luftdurchlässigkeitswerte wurden dann bei den Beuteln bestimmt, welche die bestimmten Staubbeladungsgrade aufwiesen.
Materialien, auf die in dieser Patentanmeldung Bezug genommen wird, werden im Folgenden ausführlicher beschrieben:
Standard-Staubsaugerfilterbeutelpapier
Diese Art von Papier wurde herkömmlicher weise als eine einzelne Lage verwendet, bei der es Staubfiltration und -einschließung sowie die Festigkeit und den Abrasionswiderstand bereitstellt, wie es für einen Staubsaugerbeutel erforderlich ist. Dieses Papier ist auch fest genug, um eine einfache Herstellung auf einer Standardbeutelherstellungsvorrichtung zu ermöglichen. Dieses Papier setzt sich überwiegend aus ungebleichtem Wood Pulp mit 6 – 7 % einer synthetischen Faser, wie Poly[ethylenterephthalat] (PET)-artiger Polyester, zusammen und wird durch Nasslegeverfahren hergestellt. Das Standardpapier hat typischerweise ein Flächengewicht von etwa 30 – 80 g/m2 und häufig etwa 50 g/m². Die PET-Fasern haben typischerweise eine Feinheit von 1,7 dtex und Längen von 6 – 10 mm. Dieses Papier hat eine Luftdurchlässigkeit in dem Bereich von etwa 200 – 500 l/(m² s) und eine mittlere Porengröße von etwa 30 μm. Die Leistung, bestimmt nach dem DIN 44956-2-Test, beträgt jedoch nur etwa 86 %. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Poren schnell mit Staub verstopfen, und die Staubspeicherkapazität weiter durch die sehr dünne Papierdicke von nur etwa 0,20 mm beschränkt ist.
Spunbond-Nonwoven
Ein Nonwoven aus Spunbond-Polymerfasern kann als zweite Filtrationsschicht stromabwärts der Grobschicht angeordnet eingesetzt werden. Die Fasern können aus einem beliebigem spunbond-fähigen Polymer sein, wie Polyamide, Polyester oder Polyolefine. Das Flächengewicht des Spunbond-Nonwoven sollte etwa 10 – 100 g/m² und vorzugsweise etwa 30 – 40 g/m² sein. Das Spunbond-Nonwoven sollte eine Luftdurchlässigkeit von etwa 500 – 10000 l/(m² s) und vorzugsweise etwa 2000 – 6000 l/(m² s), gemessen nach DIN 53887, betragen. Das Spunbond kann auch elektrostatisch geladen sein.
Scrim oder Trägervlies
Scrim bezeichnet allgemein sehr offenes, poröses Papier oder Nonwoven mit leichtem Flächengewicht. Das Flächengewicht des Scrim beträgt typischerweise etwa 10 – 30 g/m² und häufig etwa 13 – 17 g/m². Das Scrim, manchmal als Stützvlies bezeichnet, hat üblicherweise eine Luftdurchlässigkeit von 500 – 10000 l/(m² s). Es wird in erster Linie dazu verwendet, die Mehrzweckschicht mit hoher Staubkapazität vor Abrasion zu schützen. Das Scrim kann die größten Partikel filtern. Das Scrim, wie auch jede andere Schicht des Beutels, kann elektrostatisch geladen sein, unter der Voraussetzung, dass das Material geeignete dielektrische Eigenschaften aufweist.
Nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität
Nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, hier häufig als "nassgelegtes Kapazitätspapier" bezeichnet, ist voluminöser („bulkier"), dicker und durchlässiger als Standard-Staubsaugerbeutelfilterpapier. In seiner Rolle als Vorfilter in der Staubsaugerbeutel-Zusammensetzung führt es mehrere Funktionen durch, nämlich ein Widerstand gegenüber Stoßbelastung, Filtern von großen Schmutzpartikeln, Filtern eines signifikanten Anteils von kleinen Staubpartikeln, Speichern bzw. Zurückhalten von großen Mengen von Partikeln, wobei der Luft ein einfaches Durchströmen erlaubt wird, dadurch ein Be reitstellen eines geringen Druckabfalls bei hoher Partikelbeladung, was die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels erhöht.
Das nassgelegte Kapazitätspapier umfasst üblicherweise eine Fasermischung aus Fasern aus Wood Pulp und synthetischen Fasern. Es umfasst typischerweise bis zu etwa 70 % Wood Pulp und entsprechend mehr synthetische Faser, wie PET, als das zuvor beschriebene Standardpapier. Es weist eine größere Dicke als das Standardpapier von etwa 0,32 mm bei einem typischen Flächengewicht von 50 g/m² auf. Die Porengröße ist sehr viel größer, die mittlere Porengröße kann größer als 160 μ m sein. Damit kann das Papier sehr viel mehr Staub in seinen Poren halten, bevor es verstopft. Das Flächengewicht des nassgelegten Kapazitätspapiers beträgt typischerweise etwa 30 – 150 g/m2 und vorzugsweise etwa 50 – 80 g/m2.
Das nassgelegte Kapazitätspapier hat eine Feinstaubpartikelfiltrationsleistung von etwa 66 – 67 %, bestimmt nach DIN 44956-2. Es ist wesentlich, dass das nassgelegte Kapazitätspapier eine Luftdurchlässigkeit aufweist, die höher als die des Standardfilterpapiers ist. Die untere Grenze der Durchlässigkeit sollte damit vorzugsweise wenigstens etwa 500 l/(m² s), weiter bevorzugt wenigstens etwa 1000 l/(m² s) und am meisten bevorzugt wenigstens etwa 2000 l/(m² s) betragen. Die obere Grenze der Durchlässigkeit ist so definiert, dass sichergestellt wird, dass das Papier einen Hauptteil der Staubpartikel größer als etwa 10 μ m filtert und zurückhält. Entsprechend kann das stromabwärts angeordnete sekundäre Hochleistungsfiltermedium feine Partikel sehr viel länger ausfiltern und aufnehmen, bevor sich eine wesentliche Druckabfallszunahme über bzw. durch den Filter zeigt. Dementsprechend sollte die Luftdurchlässigkeit des nassgelegten Kapazitätspapiers vorzugsweise höchstens etwa 8000 l/(m² s), weiter bevorzugt höchstens etwa 5000 l/(m² s) und am meisten bevorzugt höchstens etwa 4000 l/(m² s) betragen. Somit ist das nassgelegte Kapazitätspapier außergewöhnlich gut als Mehrzweckfiltrationsschicht entworfen ist, um stromaufwärts der sekundären Hochleistungsfiltrationsschicht angeordnet zu werden.
Filtrationsgrad-Meltblown-Nonwoven
Das Filtrationsgrad-MB-Vlies ist ein herkömmliches Meltblown-Nonwoven, das allgemein durch ein geringes Flächengewicht von typischerweise etwa 22 g/m² und eine geringe Porengröße charakterisiert ist. Zusätzliche typische Charakteristika von Filtrationsgrad-MB-Nonwoven aus Polypropylen sind in Tabelle I gezeigt. Ein Filtrationsgrad-MB-Nonwoven hat allgemein eine hohe Staubentfernungsleistung, d.h., größer als etwa 99 %.
Tabelle I
Bezugnehmend auf die Zeichnungen und Figuren zeigen 1 bis 3 existierende kommerzielle Staubsaugerbeutelkonstruktionen. In 1 stellt eine herkömmliche Struktur dar, die aus einem nassgelegten Tissuevlies 24 auf der Innenseite (Stromaufwärtsseite) des Beutels und einem Filterpapier 25 an der Außenseite (Stromabwärtsseite) des Beutels besteht. Das Tissuevlies dient als Vorfilter, der nur die größten Staubpartikel entfernt. Das Filterpapier filtert und hält typischerweise in seiner porösen Struktur Partikel, die größer als 10 – 20 μm sind.
2 zeigt eine zweischichtige Staubsaugerbeutelkonstruktion, in der ein Meltblown (MB)-Vlies 26 sowohl als Vorfilter, Grobfilter und Feinfilter durch Entfernen von Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 5 μm dient. MB-Vliese haben jedoch sehr viel kleinere Poren als typische Staubsaugerfilterpapiere und können Staub nicht so effizient spei chern bzw. zurückhalten. Außerdem ist das MB-Vlies häufig elektrostatisch geladen, um die Filtrationsleistung zu verbessern. Wenn die MB-Fasern mit Staub bedeckt sind, kann das elektrostatische Feld stark verringert sein. Der Stand der Technik, der dieses Design bzw. diesen Entwurf verwendet, sind die Druckschriften 0 375 234 B1 und 0 375 234 A1. Die Spunbond (SB)-Schicht 27 stellt in erster Linie die Stütze für das MB-Vlies bereit und verbessert den Abrasionswiderstand der Außenseite des Beutels. Einen anderen, ähnlichen Stand der Technik zeigt das US-Patent Nr. 4,589,894 (3M) und die Druckschrift EP 0 161 790 A1 von 3M. In dem 4,589,894-Patent und der EP 0 161 790 A1 wird eine SB-Schicht auch an der Innenseite des Beutels verwendet und dient dazu, das MB-Vlies weiter zu stützen und zu schützen.
3 stellt eine dreischichtige Staubsaugerbeutelkonstruktion dar, bei der ein nassgelegtes Stützvlies 28 hinzugefügt ist, um als Vorfilter nur für sehr große Staubpartikel zu dienen und um das MB-Vlies vor Abrasion zu schützen. Das MB-Vlies 29 dient dazu, kleine und große Partikel zu filtern und weist somit die Tendenz auf, sehr schnell zu verstopfen, und erhöht damit den Druckabfall schneller als ein herkömmliches Filterpapier. Die Außenschicht des Filterpapiers 30 ist in Wirklichkeit bezüglich der Filtration redundant und dient in erster Linie dazu, die obere Fläche des MB-Vlieses zu stützen, den Beutel zu verstärken und den Abrasionswiderstand der äußeren Oberfläche des Beutels zu verbessern. Beispiele des Stands der Technik, die ähnliche Designs darstellen, umfassen die Druckschrift EP 0 338 479 A1 (Gessner) und das US-Patent Nr. 5,080,702 (Home Care Industries), die oben diskutiert wurden. In Letzterem wurde keine Zwischenlage aus Tissuevlies verwendet.
4 stellt eine dreilagige Staubsaugerbeutelfilterstruktur dar, bei der ein nassgelegtes Kapazitätspapier, trockengelegtes Kapazitätspapier, oder eine andere geeignete Art eines Nonwoven-Grobfilters 10 stromaufwärts eines Filtrationsgrad-MB-Vlieses 11 angeordnet ist. Diese Stromaufwärtsschicht dient dazu, größere Staubpartikel zu entfernen und den Staub in seiner Struktur zu halten. Diese Schicht sollte vorzugsweise eine weniger dichte, voluminösere Struktur haben, die fähig ist, eine große Staubmenge zu speichern, ohne den Druckabfall zu erhöhen. Ein hochvoluminöses MB-Nonwoven ist in der Figur als Vlies 10 gezeigt. Es ist bevorzugt, dass das innere MB-Vlies hochaufragender („loftier") und offener ist als das Vlies 11, so dass es auch mehr Staub ohne Druckabfallzunahme enthalten kann.
5 stellt die erfindungsgemäße Staubsaugerbeutelkonstruktion mit einer Dreischicht-Konstruktion dar, bei der ein nassgelegtes Kapazitätspapier 31 vor dem Filtrationsgrad MB-Vlies 32 angeordnet ist, und ein Spunbond (SB)-Nonwoven 33 an der Außenseite der Beutelstruktur angeordnet ist. Die innere Schicht 31 ist ein nassgelegter Nonwoven-Filter, der die richtige Porosität und Staubspeicherkapazität aufweist. Es ist bevorzugt, dass sie eine höhere Porosität und Staubspeicherkapazität aufweist als Standardfilterpapier, das in den Staubsaugerbeuteln des Stands der Technik verwendet wurde. Die äußere Grobfilterschicht kann ein Spunbond, nassgelegtes, trockengelegtes oder wasserstrahlverfestigtes Nonwoven, Netting oder andere Art von Scrim oder Nonwoven sein.
6 zeigt einen Staubsaugerbeutel mit derselben Konstruktion wie in 5 gezeigt wird, abgesehen davon, dass ein trockengelegtes Kapazitätspapier 34 vor dem MB-Vlies 35 angeordnet ist, und die Spunbond-Schicht 36 ist wiederum an der Außenseite des Beutels angeordnet. Die nass- oder trockengelegten Filterpapiere wurden an der Innenseite der Beutelstruktur angeordnet, um zum Stützen des MB-Vlieses beizutragen und um Staubpartikel mittlerer und größerer Größe zu filtern und zu speichern, so dass das MB-Vlies effizient die kleineren Partikel filtern konnte, ohne zu verstopfen.
7 stellt die neue Staubsaugerbeutelkonstruktion dar, bei der eine Vlies-/Kohlenstoffkombination 214 + 215 von jeweils 50 g/m² und 150 g/m2, die als geruchsadsorbierende Schicht dient, für das SB 33 von 5 substituiert wurde. In dieser Konstruktion ist es wichtig, dass das Vlies 214 stromabwärts der aktivierten Kohlenstofffasern bzw. Aktivkohlefasern diese Aktivkohlefasern davon abhält, in das Beutelabteil des Staubsaugers zu gelangen, und daher sollte dieses Vlies vorzugsweise elektrostatisch geladen sein.
8A bis 8AA stellen zahlreiche mögliche Ausführungsbeispiele der neuen Staubsaugerbeutelkonstruktion dar. In 8A bildet eine SB-Schicht 37 die Außenschicht des Beutels und dient dazu, den Beutel zu verstärken und das innere Filtrationsgrad-MB-Vlies 38 zu schützen. Die elektrostatisch geladene MB-Vliesschicht entfernt effizient Partikel, die einen kleineren Durchmesser als 0,1 μm aufweisen. Das Staubsaugerbeutel-Filterpapier 39 stützt das MB-Vlies und filtert und hält Staubpartikel mittlerer und größerer Größe in seiner Struktur. Dieses Papier stellt auch die notwendige Steifheit für die Konstruktion zum einfachen Verarbeiten zu Staubsaugerbeuteln auf eine Standard-Staubsaugerbeutel-Herstellungsvorrichtung bereit. Die Schichten in 8A sind nicht miteinander verbunden bzw. gebondet.
Die Struktur von 8B ist die gleiche wie 8A, abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stütztissuevlies 43 stromaufwärts des Papiers 42 angeordnet ist. Das Stütztissuevlies filtert nur sehr große Staubpartikel aus.
Die Struktur von 8C ist die gleiche wie in 8A, abgesehen davon, dass ein Netting-Scrim 47 thermisch oder haftend (z.B. mit Kleber) stromaufwärts von und mit dem Grobfilterpapier 46 verbunden ist. Das heißt, das Scrim und Grobfilterpapier sind gebondet, vorzugsweise ständig gebondet. Wenigstens irgend zwei benachbarte Schichten des Beutels können gebondet sein. Mit "ständig gebondet" ist gemeint, dass die Verbindung als wirksam während der gesamten normalen Lebensdauer des Beutels vorgesehen ist. Das Bonden kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie chemische Klebstoffe, thermisches Bonden und Ultraschall-Bonden erreicht werden.
In 8D sind die äußere SB-Schicht 48, die Filtrationsgrad-MB-Vliesschicht 49 und die SB-Stützschicht 50 zusammen gebondet. Die Filterpapierschicht 41 ist stromaufwärts des SB/MB/SB-Verbunds angeordnet und erhöht auch die Steifheit der Beutelkonstruktion, so dass sie einfach zu einem Staubsaugerbeutel auf einer Standard-Beutelherstellvorrichtung verarbeitet werden kann.
In 8E sind die SB-Schicht 53, MB-Schicht 55 und die Filterpapierschicht 57 durch einen porösen Schmelzklebstoff (hot melt) 54 und 56 miteinander verbunden. 8F ist die gleiche wie 8E, abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stütztissuevlies 64 durch einen Schmelzklebstoff 63 mit der Konstruktion verbunden ist. 8G ist die gleiche wie 8D, abgesehen davon, dass das Filterpapier 69 durch einen Schmelzklebstoff 68 mit dem verbundenen SB- 65, MB- 66 und SB- 67 -Verbund verbunden ist. 8H ist die gleiche wie 8G, abgesehen davon, dass das nassgelegte Tissuevlies 76 durch einen Schmelzklebstoff 75 mit der Konstruktion verbunden wurde. 8I ist die gleiche wie 8E, abgesehen davon, dass das Netting 82 mit der Konstruktion ohne Verwendung eines Schmelzklebstoffes haftend verbunden wurde.
Die in 8J bis 8AA gezeigten Strukturen umfassen alle eine zusammengesetzte Vlies/Kohlenstoffschicht, die als geruchsabsorbierende Schicht dient. Die Zusammensetzung umfasst eine Kohlefaserschicht stromaufwärts einer Stützschicht aus Vlies. In 8J bildet eine Vlies/Kohlenstoffkombination 83 + 84 die äußere am weitesten stromabwärts angeordnete Schicht des Beutels, ein Filtrationsgrad MB-Vlies 85 filtert effizient Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 0,1 μm und ein Grobfilterpapier 86 filtert und hält Staubpartikel mittlerer und großer Größe in seiner Struktur.
8K ist die gleiche wie 8J, abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stützvlies 91 stromaufwärts des Grobfilterpapiers 90 angeordnet ist. Das Stützvlies filtert nur sehr große Staubpartikel aus. 8L ist die gleiche wie 8K, abgesehen davon, dass ein Netting-Scrim 96 haftend mit dem Grobfilterpapier 95 verbunden ist. In 8M sind die SB-Schicht 99, MB-Schicht 100 und SB-Schicht 101 miteinander verbunden, was die Steifheit der Beutelkonstruktion erhöht. In 8N ist ein Vlies/Kohlenstoff 103 + 104 mit dem Filtrationsgrad-MB-Vlies 106 durch einen porösen Schmelzklebstoff 105 verbunden. Das Grobfilterpapier 108 ist in der gleichen Weise mit dem MB 106 durch einen Schmelzklebstoff 107 verbunden. 8O zeigt eine ähnliche Konstruktion, bei der das Stützvlies 116 durch einen poröses Schmelzklebstoff bei 115 mit dem Filterpapier 114 verbunden ist. 8P ist eine andere Konstruktion mit einer Schmelzklebstoffverbindung bei 119 und 123. Die SB-Schicht 120 und 122 sind an gegenüberliegenden Seiten des Filtrationsgrad MB-Vlieses 121 gebondet, um die Steifheit der Konstruktion zu erhöhen.
8Q ist die gleiche wie 8P aber mit einem porösen Schmelzklebstoff bei 133 und einem Stützvlies 134, das stromaufwärts des Grobfilterpapiers 132 hinzugefügt wurde.
Die Struktur von 8R umfasst ein Netting-Scrim 143, das haftend mit der Stromaufwärtsseite des Grobfilterpapiers 142 verbunden ist. In 8S wurde das Kohlenstoff/Vlies 146 + 147 stromabwärts des Grobfilterpapiers 148 bewegt und stromaufwärts des Filtrationsgrad-MB-Vlieses 145. Die MB-145- und SB-144-Schichten sind an die Außenseite bewegt worden, wie in vielen der gezeigten Ausführungsbeispiele zu sehen ist. 8T ist die gleiche wie 8S mit einem Stützvlies 154, das stromaufwärts des Grobfilterpapiers 153 angeordnet ist. In 8U wurde das Stützvlies von 8T durch ein Netting-Scrim 160, das mit dem Grobfilterpapier 159 haftend verbunden ist, ersetzt.
Die Struktur von 8V hat eine äußere Schicht aus SB 161, das Filtrationsgrad MB-Vlies 162 und SB 163 sind miteinander haftend verbunden und das Kohlenstoff/Vlies 164 + 165 zwischen diesen verbundenen Schichten und das Grobfilterpapier 166. Die Schichten 161, 162 und 163 sind vorzugsweise thermisch punktgebondet mit einer gesamten gebondeten Fläche von 5 – 50 %, mehr bevorzugt 10 – 20 %. Alternativ können diese Schichten mit Hilfe eines Klebemittels gebondet sein. Die Schichten 164 und 165 sind vorzugsweise klebend miteinander verbunden. Die Dreischichtzusammensetzung 161/162/163 und die Zweischichtzusammensetzung 164/165 sind vorzugsweise nicht miteinander verbunden.
In 8W sind das SB 169 und das Filtrationsgrad MB 171 mit einem porösen Schmelzklebstoff 170 miteinander verbunden und das Kohlenstoff/Vlies ist mit dem Grobfilterpapier und dem MB mit Schmelzklebeschichten 172 und 175 verbunden. 8X ist die gleiche Struktur wie 8W, abgesehen davon, dass ein zusätzliches Stützvlies 186 mit dem Grobfilterpapier 184 mit einem porösen Schmelzklebstoff 185 verbunden ist. 8Y zeigt eine äußere zusammengesetzte Schicht aus SB 187, MB 188 und SB 189, die miteinander haftend verbunden sind. Das Kohlenstoff/Vlies 191/192 ist mit dieser äußeren verbundenen Schicht und dem Grobfilterpapier mit einem porösen Schmelzklebstoff 190 und 193 verbunden. 8Z zeigt die gleiche Struktur wie 8Y aber mit einem Stützvlies 204, das mit dem Grobfilterpapier 202 mit einem porösen Schmelzklebstoff 203 verbunden ist.
Schließlich illustriert 8AA ein SB 205 und ein Filtrationsgrad MB-Vlies 207, die mit einem porösen Schmelzklebstoff 206 verbunden sind. Das Kohlenstoff/Vlies 209 + 210 ist in der gleichen Weise mit dem MB 207 verbunden. Das Grobfilterpapier 212 haftet mittels eines Schmelzklebstoffs 211, und ein Netting-Scrim 213 ist mit dem Grobfilterpapier 212 haftend verbunden.
Die Schicht aus Aktivkohlefasern kann die folgenden Konfigurationen aufweisen: Kohlenstoffkörnchen zwischen Schichten aus Nonwoven (Vlies), Papier mit Aktivkohlefasern, Papier mit aktivierter Kohlenstoffkohle, aktivierte Kohlenstoffstoffe (Nonwoven), aktivierte Kohlenstoffstoffe (gewebter Stoff), aktiviertes Meltblown aus Pitch und Aktivkohlefasern, die in eine MB-Schicht geblasen sind. Die aktivierte Kohlenstoffschicht weist vorzugsweise eine Oberfläche von etwa 500 – 3000 g/m² (BET N₂-Verfahren), ein Gewicht in dem Bereich von etwa 25 – 500 g/m² und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 500 – 3000 l/(m² s), DIN 53887, auf.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst der Beutel mit verbesserter Wirksamkeit eine Mehrzweckfiltrationsschicht, die stromaufwärts einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist. Die Mehrzweckfiltrationsschicht ist ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität. Die zweite Filtrationsschicht sollte ein nassgelegtes Filterpapier, trockengelegtes Filterpapier oder ein Spunbond sein, das elektrostatisch geladen ist, vorzugsweise vor dem Erstellen des Beutels.
Der Begriff "Mehrzweckfiltrationsschicht" wird verwendet, um zu bezeichnen, dass die Vorfilterschicht aus nassgelegtem Kapazitätspapier fähig ist, mehrere Funktionen gleichzeitig durchzuführen. Diese Schicht schützt die stromabwärts angeordnete zweite Filtrationsschicht vor Stoßbelastung, indem große Salven von Schmutzpartikeln, die sehr viel größer als 10 μm sein können, blockiert werden. Außerdem filtert die Mehrzweckschicht Partikel mit einer Größe von etwa 10 mm. Ihre Porosität und Dicke sind ausreichend groß, so dass diese Schicht die Kapazität aufweist, innerhalb der Schicht eine große Menge von Schmutz- und Staubpartikeln zu speichern, während dem Luftstrom ermöglicht wird, die Schicht mit einer hohen Rate zu durchdringen, ohne den Druckabfall durch die zusammengesetzte Struktur dramatisch zu erhöhen. Daher kann der Beutel weiterhin bei einem optimalen Luftstrom zum Staubsaugen während einer Zeit betrieben werden, die lang genug ist, bis der Beutel die Partikelspeicherkapazität erreicht. Grob gesprochen, säubert die Mehrzweckfiltrationsschicht die Luft von den meisten Partikeln bis auf die feinen Staubpartikel, die durch die zweite Filtrationsschicht entfernt werden.
Der Begriff "zweite Filtrationsschicht" bezeichnet eine Filterschicht, die vorgesehen ist, um aus der von der Mehrzweckschicht durchgelassenen Luft eine hinreichende Menge von feinen Staubpartikeln zu entfernen, um eine sehr hohe Gesamtfilterleistung zu ergeben, vorzugsweise über 99 %. Die zweite Filtrationsschicht ist weniger porös als die Mehrzweckschicht. Sie kann eine mittlere Porosität aufweisen, da die Mehrzweckfiltrationsschicht die überwältigende Mehrheit der Filtrationsbelastung durchführt, wodurch nur eine kleine Menge von Feinstaubpartikeln, die durch die Hocheffizienzfilterschicht ent fernt werden müssen, übrig bleiben. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Mehrzweckfiltrationsschicht elektrostatisch geladene Splitfilmfasern umfasst. In diesen Fällen sind die Stromaufwärtsschichten effektiv, um wenigstens einen Teil der Feinstaubpartikel sowie größere Partikel zu entfernen. Dies hinterlässt sogar weniger feinen Staub, der durch die zweite Filtrationsschicht entfernt werden muss.
Die verschiedenen Schichten des Beutels mit verbesserter Leistung sind üblicherweise mit benachbarten Schichten an den Beuteleinlässen und -auslässen verbunden und manchmal an den Beutelsäumen. Sie können in anderen Bereichen der Beutelstruktur nicht mit benachbarten Schichten verbunden sein oder mittels verschiedener Verfahren verbunden sein. Beispielsweise können die Schichten mittels Klebstoffen, thermischen Bondierens, Ultraschall-Bondierens oder einer Kombination dieser Verfahren verbunden sein.
BEISPIELE Methode und Testverfahren
Wenn nicht anders angegeben, wurde in den folgenden Beispielen das Flächengewicht mittels I.S.O. 536, die Dicke mittels DIN 53 105 (0,2 bar), die Luftdurchlässigkeit mittels DIN 53 887, die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) und quer zur Maschinenrichtung (CD) mittels DIN 53 112, der Mullensche Berstdruck (MBP) mittels DIN 53 141 und Filtrationseigenschaften mittels T.S.I. 8160 Filtertester bestimmt. In den Figuren ist die Luftstromrichtung durch Pfeile gezeigt.
Der DIN 44956-2 (April 1980) Test wurde verwendet, um die Leistung von Vakuumbeutelfilterzusammensetzungen bezüglich des Filterns von feinen Staubpartikeln zu charakterisieren. Der Test umfasst im Wesentlichen ein Filtern einer 500 mg Probe von SAE feinem Teststaub durch kreisförmige 200 Quadratzentimeter zu testendes Filtermedium unter Verwendung eines Luftstroms von 10 Litern pro Sekunde während einer Zeitdauer von 30 Sekunden. Der Druckabfall durch das Testfiltermedium wird vor und nach der Filtration gemessen. Ein absoluter Filter wird verwendet, um Partikel einzufangen, die durch den Testfilter gehen. Ein Rückhaltekoeffizient, ausgedrückt als Prozentsatz, wird aus dem Quotienten des Gewichts der Probe, die durch den Testfilter eingefangen wurde, geteilt durch die Summe des von dem Testfilter eingefangenen Probengewichts und dem Probengewicht, das durch den absoluten Filter eingefangen wurde, berechnet.
Test zur Luftdurchlässigkeit nach Feinstaubbeladung: Der Staubbeladungsteil von DIN 44956-2 wurde mit 0,5 Gramm Schritten an sieben Beuteln jeder Probe durchgeführt. Die Druckabfallwerte wurden jedoch nicht nochmals aufgezeichnet. Die maximalen ausgehaltenen Luftdurchlässigkeitswerten wurden dann an den Beuteln bestimmt, welche die spezifischen Staubbeladungsgrade aufwiesen.
Ein TSI-Modell-8110-Filtertesten wurde zum Messen der Medienfiltrationsleistung verwendet. Mit dem Modell-8110-Tester wurde eine 2,0 % Natriumchloridlösung (20g NaCl in 1 Liter Wasser) mittels eines Aerosolerzeugers in Aerosolform vernebelt. Die NaCl-Wassertropfen in dem Aerosol wurden erhitzt und NaCl-Kristallite mit einem Durchmesser von 0,1 μm wurden gebildet. Die Massenkonzentration von NaCl in der Luft betrug 101 mg/m³. Fotometrie wurde verwendet, um die Volumenkonzentration der Luft in dem stromaufwärts angeordnetem Volumen der Medien (Cu) um die Volumenkonzentration der Luft in stromabwärts angeordnetem Volumen der Medien (Cd) zu ermitteln. Die Durchdringungsfähigkeit der NaCl-Partikel wurde berechnet als: Durchdringung = P = [Cd/Cu] (100 %)
Beispiele 1–7
Proben von verschiedenen Staubsaugerbeutelkonstruktionen, gezeigt in 1–3 und 4-7, wurden vorbereitet und getestet. Die Beispiele 1, 2 und 3 sind typische Konstruktionen des Stands der Technik und Beispiel 5 repräsentativ für einen Beutel gemäß dieser Erfindung. Beispiele 4, 6 und 7 zeigen Vergleichsbeutel mit hoher Staubspeicherkapazität. Die Charakteristika der Schichten des Stands der Technik und der neuen Beutelkonstruktionen wurden bestimmt und sind in den Tabellen III und IV dargestellt. Das Gewicht, die Dicke, die Luftdurchlässigkeit, der Porendurchmesser und die Filtrationsgraddurchlässigkeit der gesamten Zusammensetzungen sind in Tabelle V gezeigt. Die Tabelle V zeigt auch den Druckabfall und den Luftstrom durch die Zusammensetzung bei einer Feinstaubbeladung, gemessen in Schritten von 0 bis 2,5 Gramm mittels DIN 44956-2. Die Druckabfalldaten in Tabelle V sind in 9 und 10 grafisch dargestellt. Die Luftstromdaten sind in 11 grafisch dargestellt.
9 zeigt, dass in den drei herkömmlichen Konstruktionen, Beispiele 1, 2 und 3, der Druckabfall nach nur 1,0 Gramm von Staubbeladung merklich zunimmt. Die Beispiele 2 und 3 des Stands der Technik, die beide MB-Erzeugnisse enthalten, ergeben wesentliche geringere Zunahmen an Druckabfall bei einer Staubbeladung bis zu 1,5 Gramm an Staub. Nach diesem Punkt nimmt der Druckabfall in beiden Beispielen 2 und 3 mit zunehmender Staubbeladung wesentlich zu, da die relativ kleinen Poren in den MB-Erzeugnissen mit Staubpartikeln und Kuchen verstopft wurde.
Die Beispiele 5, 6 und 7 dieser Erfindung zeigten eine sehr geringe Druckabfallzunahme selbst nach der maximalen Beladung von 2,5 Gramm an Staub. Überdies waren die anfänglichen Filtrationsleistungen der Beispiele 5–7 mindestens so hoch wie die Proben des Stands der Technik mit MB-Erzeugnissen bei 99,6%. Das Beispiel 1, das kein MB enthielt, wies eine geringere Filtrationsleistung von 96 % auf, und wies mit Staubbeladung den höchsten Druckabfall auf. Ein kennzeichnender Unterschied zwischen Beispielen 2 und 3 und Beispielen 5–7 besteht darin, dass das Grobfilterpapier stromaufwärts des MB-Vlieses in den letzten drei Beispielen angeordnet war. Dies ermöglichte dem Filterpapier, die Staubpartikel, insbesondere die größeren Staubpartikel, zu filtern und zu speichern, so dass das Filtrationsgrad MB-Vlies die Staubpartikel mit kleinerer Größe ausfiltern konnte, ohne die Poren zu verstopfen, selbst bei einer Beladung von 2,5 g/m².
Außerdem sind sowohl das MB und das Filterpapier, die in den Beispielen 4, 5, 6 und 7 verwendet werden, wesentlich offener als die entsprechenden Materialien, die in Beispielen 1, 2 und 3 verwendet werden. Das spezielle Grobfilterpapier ist sehr viel offener, wie es sich aus den hohen Luftdurchlässigkeitsgraden ergibt. Damit kann das spezielle Filterpapier mehr Staub speichern. In gleicher Weise ist die Luftdurchlässigkeit des MB in den Beispielen 4, 5, 6 und 7 sehr viel höher und das hochvoluminöse MB Nonwoven ist sehr viel hochaufragender (mehr loft) und weniger dicht. Dies wird auf verschiedene Arten bei der Herstellung des MB erreicht, aber oft wird dies getan, indem der Abstand zwischen Düse und Kollektor erhöht wird, um ein stärkeres Abschrecken der MB-Filmente zu erlauben, so dass die halbgeschmolzenen Filamente mehr Zeit zum Kühlen und vollständigen Verfestigen haben, bevor sie auf dem Kollektor abgelegt werden. Wasserspraynebel oder kühle Abschreckluft kann auch verwendet werden, um das Abkühlen der extrudierten MB-Filamente zu beschleunigen.
Die Unterschiede in den MB-Erzeugnissen ist in 10 weiter hervorgehoben. Beispiel 2 aus 9 ist in 10 wieder grafisch dargestellt und als "3M" bezeichnet. Das neue Beispiele, bezeichnet als "Beispiel 4, Airflo" wurde hergestellt, indem zuerst ein sehr poröses, sehr hochaufragendes (lofty), hochvoluminöses MB Nonwoven mit einem Gewicht von 120g/m² hergestellt wurde, das dann als äußerste Stromaufwärtsschicht verwendet wurde. Dieses MB-Vlies war offener und poröses als die herkömmlichen MB-Erzeugnisse, die in Beispielen 2 und 3 verwendet wurden. Entsprechend diente es dazu, eine große Menge an Staubpartikeln auszufiltern und zu speichern. Außergewöhnlicherweise resultierte das Airflo-Beispiel 4, selbst mit der speziellen 120g/m² inneren MB-Lage und einer 22g/m² Mittelschicht, in einer vernachlässigbaren Druckabfallszunahme bei einer Staubbeladung bis zu der maximalen Staubbeladung von 2,5g/m².
Obwohl das Beispiel 1 überhaupt kein MB-Vlies enthielt und eine geringe Druckabfallszunahme als Beispiele 2 und 3 aufwies, hatte es immer noch eine wesentlich größere Druckabfallszunahme mit der Beladung als Beispiele 5 und 6 mit MB-Vliesen. Es ist festzustellen, dass das Gewicht des MB-Polypropylenvlieses, das in drei der Beispiele verwendet wurde, 22 g/m² betrug. Trotzdem resultierte das spezielle Anordnen des Grobfilterpapiers und der Filtrationsgrad MB-Vliese in Beispielen 5 und 6 in dramatisch geringerer Druckabfallszunahme, da dies dem Filterpapier ermöglichte, die großen und mittleren Partikel zu entfernen und zu speichern, und das Filtrationsgrad MB-Vlies musste nur die feineren Partikel filtern und speichern. Der Unterschied zwischen Beispielen 5 und 6 bezüglich Druckabfalls, selbst bei der höchsten Staubbeladung von 2,5 Gramm, war gering. Der Druckabfall war mit dem nassgelegten Papier etwas größer, da die Wasserstoffbindungen zwischen den Zellulosemolekularketten während des Nassverarbeitens das nassgelegte Papier dichter mit etwas kleineren Poren bei gleichem Gewicht macht.
11 zeigt die Ergebnisse von Beispielen, was die erkennbaren Verbesserungen weiter dramatisiert, die durch ein Anordnen eines Grobfilterpapiers stromaufwärts des Filtrationsgrad MB-Vlieses (an der Innenseite des Beutels) dieser Erfindung erhalten werden.
Getrennte Beutel der Beispiele 1–3 und 5–7 wurden mit Feinstaub in 0,5 Gramm Schritten von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 und 2,5 Gramm Staub beladen. Dann wurden die sechs Beutel mit unterschiedlichen Graden an Staubbeladung einem Luftdurchlässigkeitstest unterworfen, bei dem die maximale andauernde Menge an Luft durch jede Beutelprobe hindurchgeführt wurde. Wie man in 11 sehen kann, hatte die neue Beutelkonstruktion, repräsentiert von Beispiel 6, einen maximalen andauernden Luftstrom ohne Staubbeladung von 445l/(m² s) verglichen mit nur 225 l/(m² s) von Beispiel 3 des Stands der Technik. Bei 1,5 Gramm Staubbeladung hatte Beispiel 6 einen andauernden Luftstrom von 265,4 l/(m² s) verglichen mit nur 34,9 l/(m² s) mit dem herkömmlichen Beispiel 3, und bei 2,5 Gramm Beladung waren die Leistungsunterschiede sogar noch bemerkenswerter – 199,8 und 21,9l/(m² s). Beispiel 2 hatte einen maximalen andauernden Luftstrom von 411 l/(m²s), aber bereits bei 1,0 Gramm Staubbeladung fielen die Werte auf die von herkömmlichen Beutelkonstruktionen.
Ein herkömmlicher Staubsaugerbeutel leidet unter einem verhältnismäßig geringen Luftstrom, wie an den 18, 14,9 und 21,9 l/(m² s) der Beispiele 1,2 und 3 in 11 nach dem sechsten Staubbeladen sehen kann. Es ist fast unmöglich, diesen Konstruktionen eine weitere Materialschicht hinzuzufügen, ohne den Luftstrom dramatisch zu reduzieren. In Beispielen 5 und 6 und 11 wurde, aufgrund der exzellenten Leistung der neuen Konstruktionen, eine Möglichkeit erzeugt, dem Staubsaugerbeutel neue Funktionen hinzuzufügen. In heutigen Staubsaugern wird eine Anzahl von verschiedenen Filtern verwendet, darunter Aktivkohlefilter, um Gerüche zu absorbieren. Sehr oft werden 3–5 verschiedene Filter in Staubsaugern verwendet, von denen jeder seine eigene Lebensdauer hat.
Aufgrund des hohen Luftstroms der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Funktionalität, wie durch ein Hinzufügen einer Zusatzschicht von Aktivkohlefasern in den Beutelkonstruktionen, zu erhöhen, ohne ein getrenntes Filterelement zu benötigen. Die Konstruktion hat eine Anzahl von Vorteilen, nämlich:

1. Einfache Verwendung des Staubsaugers für den Endverbraucher, die getrennten Geruchsfilter müssen nicht ersetzt werden.
2. Kohlenstofffilter in ihrer heutigen Form haben einen negativen Einfluss auf den Luftstrom und reduzieren manchmal die Gesamtleistung des Staubsaugers dramatisch.
3. Der Kohlenstofffilter ist in einem separaten aus Kunststoff geformten Gehäuse angeordnet, das durch die Kohlenstoffschicht in dem Staubsaugerbeutel eliminiert werden kann.
4. Aufgrund der Lebensdauer eines Staubsaugerbeutels kann man die optimale Funktion der aktiven Kohlenstofffasern während der Verwendungszeit des Staubsaugerbeutels erwarten.
5. Da das separate Kunststoffgehäuse nicht länger benötigt wird, wird die Konstruktion des Staubsaugers einfacher und damit billiger.
6. Die Menge an Aktivkohlefasern kann für die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels optimiert werden.
7. Aufgrund der Platzbeschränkung in einem Staubsauger sind die Aktivkohlefaserfilter verhältnismäßig klein und haben sehr oft keinen ausreichend große Oberfläche, um die Gerüche richtig zu absorbieren.
8. Durch ein Hinzufügen einer Zusatzschicht von Aktivkohlefasem zu der neuen Beutelkonstruktion wurde das Problem der eingeschränkten Filteroberfläche gelöst.

Vergleichsbeispiel 1
12 zeigt einen Querschnitt einer kommerziellen verfügbaren Staubsaugerbeutelstruktur 51' bestehend aus einer nassgelegten Tissuevlieslage 52' auf der Innenseite (Stromaufwärtsluftseite) des Beutels und einem nassgelegten Standardfilterpapier 53' an der Außenseite (Stromabwärtsluftseite) des Beutels. Die Eigenschaften der einzelnen Schichten und der zusammengesetzten Struktur sind in Tabelle IV gezeigt. Die Lage bzw. der Liner schützt in erster Linie das nassgelegte Filterpapier vor Abrasion aber vorfiltert auch einige der größten Partikel aus. Das nassgelegte Filterpapier filtert typischerweise Partikel aus, die größer als etwa 10 μm sind und einige kleinere Partikel.
Vergleichsbeispiel 2
13 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen Dreischichtstaubsaugerbeutelstruktur 54', in der ein nassgelegtes Tissuestützvlies 55' mit sehr geringer Staubspeicherkapazität stromaufwärts eines MB-Vlieses 56' hinzugefügt wurde, um vor Abrasion zu schützen, und ein nassgelegtes Filterpapier 57' ist an der Außenseite (stromabwärts) angeordnet, um den Beutel vor Abrasion zu schützen, um die Steifigkeit für die Beutelherstellung zu verbessern und um eine zusätzliche Luftfiltration bereitzustellen. Die Eigenschaften der einzelnen Schichten und der zusammengesetzten Struktur sind in Tabelle VI gezeigt.
Beispiele 8–10
14 stellt eine neue dreilagige zusammengesetzte Staubsaugerbeutelstruktur 58' von Beispiel 8 mit einer nassgelegten Papierschicht mit hoher Staubkapazität 59' an der Innenseite (Stromaufwärtsluftseite) vor einer Meltblown-Filterschicht 60' dar. Eine hochluftdurchlässige nassgelegte Filterpapierschicht 61' ist an der Außenseite (Stromabwärtsluftseite).
15 stellt eine zusammengesetzte Staubsaugerbeutelstruktur 62' von Beispiel 9 dar, bei der ein trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität 63' bestehend aus 100 % Fluff-Pulp-Fasern, zusammengehalten von 20 Gew.-% Latexbindemittel, als Innen schicht angeordnet ist, und ein herkömmliches nassgelegtes Filterpapier 64' ist die Außenschicht.
16 stellt eine Staubsaugerbeutelkonstruktion 65' von Beispiel 10 bestehend aus einem thermisch gebondeten, trockengelegten Papier mit hoher Staubkapazität 66' an der Stromaufwärtsposition innerhalb des Beutels mit einem hochdurchlässigen, nassgelegten Filterpapier 67' an der Außenseite des Beutels dar. Der Faserinhalt des trockengelegten Papiers mit hoher Staubkapazität 66' besteht aus einer Mischung von 40 % Fluff Pulp-Fasern, 40 % Splitfilmfasern und 20 % Bikomponentenpolymerfasem. Die Eigenschaften der einzelnen Schichten und der zusammengesetzten Strukturen sind in Tabelle VI gezeigt, die die Filtrationseigenschaften verschiedener zusammengesetzter Strukturen bei einem Fluss von 100 l/min. vergleicht. Die Daten in Tabelle VI zeigen, dass die Strukturen der Beispiele 8 und 10 eine dramatisch erhöhte Filtrationsleistung verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 1 mit nur leichter Druckabfallzunahme erzeugen. Beispiel 8 erzeugt auch eine leicht bessere Filtrationsleistung bei gleichem Druckabfall wie Vergleichsbeispiel 2. Beispiel 9 schneidet im Vergleich mit der Struktur des kommerziell verfügbaren Vergleichsbeispiels 1 gut ab.
Jede der zuvor beschriebenen Beispielstrukturen wurde bezüglich Feinstaubbeladung getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle VI gezeigt. 17 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls der Beutelstrukturen als Funktion der Feinstaubbeladung in Gramm, bei der die Kurven A-E die Vergleichsbeispiele 1 und 2 (A und B), und die Beispiele 8–10 (C, D und E) darstellen. Die Darstellung zeigt, dass herkömmliche Beutelstrukturen schnell hohe Druckabfälle bei sehr geringen Beladungen erzielen (d.h. etwa 100 mbar bei weniger als 2,5 g). Beispiel 8 erreichte einen entsprechend hohen Druckabfall nach 3,5 g Staubbeladung, was eine Verbesserung um etwa 40 % ist. Die Beispiele 9 und 10 ergaben bemerkenswert überlegenere Feinstaubbeladungsergebnisse durch ein Erreichen von etwa 100 mbar Druckabfall bei etwa 10 g und etwa 12,5 Beladung und mit einem Druckabfall, der etwa 30 mbar bei einer Feinstaubbeladung von 6,5 g und etwa 40 mbar bis nach etwa 7,5 g nicht überstieg. Diese Ergebnisse zeigen eine Verbesserung von etwa 300 – 400 % im Vergleich zu herkömmlichen Filterkonstruktionen. Insbesondere umfassen die Beispiele 9 und 10 keine MB Filterzwischenschicht zwischen der stromaufwärts angeordneten Mehrzweckschicht mit hoher Staubkapazität und der stromabwärts angeordneten zweiten Filtrationsschicht.
Zusätzliche Beispiele von betrachteten zusammengesetzten Staubsaugerbeutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeit sind in 18-20 illustriert. Insbesondere zeigt 18A eine Zweischichtstruktur, bei der die stromaufwärts angeordnete Mehrzweckschicht eine trockengelegte Filterzusammensetzung aus ausschließlich Fluff-Pulp-Fasern, die mit einem getrockneten Latexbindemittel zusammengehalten werden, oder aus einer Mischung aus Bikomponenten-Polymerfasern und Fluff-Pulp-Fasern, die thermisch gebondet sind, ist. Die Mehrzweckschicht hat eine hohe Luftdurchlässigkeit und Staubspeicherkapazität.
18B zeigt auch eine Zweischichtstruktur, bei der die Mehrzweckschicht eine Dreikomponentenmischung aus Fluff-Pulp-Fasern, Bikomponenten-Polymerfasern und elektrostatisch geladenen Splitfilmfasern ist. Wiederum ist die Mischung durch thermisches Bondieren zusammengehalten, insbesondere der niedrigschmelzenden Bikomponenten-Polymerfaserzusammensetzung.
18C zeigt eine weitere Zweischichtstruktur mit speziell entwickelten nassgelegten Filterpapier mit hoher Staubspeicherkapazität an der Stromaufwärtsposition. Die Fasern in dem nassgelegten Papier sind eine Mischung aus synthetischen Fasern und natürlichen, d.h. aus Wood Pulp, Fasern. Vorzugsweise sind die synthetischen Fasern Polyester und weiter bevorzugt Polyethylenterephthalat. Die Fasern sind mittels eines Latexbindemittels bei etwa 20-30 Gew.-% trockenen Bindemittelfeststoffen basierend auf dem Fasergewicht verbunden.
18D illustriert eine Zweischichtstruktur, bei der die stromaufwärts angeordnete Mehrzweckschicht Polyolefin und vorzugsweise Polypropylenfasern umfasst. Diese Schicht ist elektrostatisch geladen, vorzugsweise mit der Tantret (TM)-Technik.
18E – 18H zeigen Strukturen, welche die gleichen wie in 18A – 18D sind, abgesehen davon, dass eine optionale Meltblown-Vlies-Zwischenschicht zwischen der Mehrzweckfilterschicht und der zweiten Filtrationsschicht eingefügt ist.
18I – 18P zeigen Strukturen, die jeweils 18A – 18H entsprechen, abgesehen davon, dass ein optionales Vlies-Scrim zu der Seite des Vakuumfilterbeutels, die dem Luftstrom ausgesetzt ist, hinzugefügt wurde, um die nächste Schicht vor Abrasion zu schützen und einige der größten Staubpartikel zu filtern.
19Q–19AF zeigen Strukturen, die jeweils 18A–18P entsprechen, abgesehen davon, dass ein optionales Spunbond-Vlies an der am weitesten stromabwärts gelegenen Schichtposition angeordnet ist und damit an der Außenseite des Staubsaugerbeutels ist.
20AG – 20BL zeigen Strukturen, die jeweils 18A – 19AF entsprechen, abgesehen davon, dass zusätzliche Schichten der Zusammensetzung durch einen Schmelzklebstoff verbunden sind. Der Schmelzklebstoff kann ersetzt werden durch oder in Verbindung mit allen bekannten Verbindeverfahren, inklusive Klebern und thermischem und Ultraschall-Verbinden, verwendet werden. Obwohl die Figuren nur Ausführungsbeispiele illustrieren, bei denen ein Klebemittel zwischen allen benachbarten Schichten vorhanden ist, ist in Erwägung zu ziehen, dass nicht alle Schichten auf diese Art verbunden sein müssen, d.h., manche Schichten der Zusammensetzung werden mit Klebemittel verbunden sein und andere nicht.
Tabelle VII
Bezugszeichenliste

Claims

Wegwerfstaubsaugerbeutel, umfassend einen Filter zum Entfernen von Partikeln, die von einem Gas mitgerissen werden, umfassend eine Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht, die stromaufwärts in Richtung des Luftstroms einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Filtrationsschicht aus (a) einem nassgelegten oder einem trockengelegten Filter mit einem Flächengewicht von etwa 30 bis 100 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 bis 3000 l/(m²s) oder (b) einem thermisch gebondeten Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 10 bis 100 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 bis 3000 l/(m²s) ausgebildet ist, und die Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität mit einem Flächengewicht von etwa 30 bis 150 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 500 bis 8000 l/(m²s) ist, das Fasern umfasst, welche wenigstens 15 % aufladbare oder nichtaufladbare synthetische Fasern und eine komplementäre Menge an Wood-Pulp-Fasern und ein Bindemittel aufweisen.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, wobei die synthetischen Fasern Polyestertasern sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, wobei die synthetischen Fasern Polyolefinfasern sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 3, wobei die Polyolefinfasern elektrostatisch geladenes Polypropylen sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Meltblown-Vliesschicht mit einem Flächengewicht von etwa 10 bis 50 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 bis 1500 l/(m²s), die zwischen der Mehrzweckfiltrationsschicht und der zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 5, wobei die Meltblown-Vliesschicht elektrostatisch geladen ist.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, wobei das thermisch gebondete Nonwoven die am weitesten stromabwärts angeordnete Schicht der Struktur ist.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei benachbarte Schichten der Struktur gebondet sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 8, wobei die zwei gebondeten benachbarten Schichten die Mehrzweckfiltrationsschicht und die zweite Filtrationsschicht sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 8, wobei alle benachbarten Schichten der Struktur gebondet sind.
Wegwerfstaubsaugerbeutel nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der Schichten aus einem aufladbaren Material und die aufladbare Schicht elektrostatisch geladen ist.