ES2210212T3 - Bolsa para aspiradora. - Google Patents
Bolsa para aspiradora.Info
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Abstract
Un filtro para eliminar partículas comprendidas por un gas, que comprende una capa de capacidad de filtrado multiuso situada corriente arriba en la dirección del flujo de aire de una segunda capa de filtrado: Estando seleccionada la segunda capa de filtrado de entre: (a) un filtro tendido en seco o tendido en húmedo que tiene un peso base de aproximadamente 30-100 g/m² y una permeabilidad al aire de aproximadamente 100-3000 l(m² x seg.); y (b) un no tejido termopegado que tiene un peso base de aproximadamente 10-100 g/m² y una permeabilidad al aire de aproximadamente 100-3000 l(m² x seg.); y estando seleccionada la capa de capacidad de filtrado multiuso de entre: (a) un papel de gran capacidad de polvo tendido en húmedo o tendido en seco que tiene un peso base de aproximadamente 30-150 g/m² y una permeabilidad al aire de aproximadamente 500-8000 l / (m2 x seg.; (b) un no tejido fundido en masa que tiene un peso base de aproximadamente 30-180 g / m2 y una permeabilidad al aire de aproximadamente 300-1500 l / (m2 x seg.); y (c) un papel modular ligado por centrifugado que tiene un peso base de aproximadamente 20 - 150 g / m2 y una permeabilidad al aire de aproximadamente 200-3000 l / (m2 x seg.).
Description
Bolsa para aspiradora.
Esta invención se refiere a una nueva composición
de bolsa de aspiradora desechable que es notablemente superior a
las construcciones de bolsa de aspiradora existentes en cuanto a
capacidad de retención de polvo, mínimo incremento en la caída de
presión con carga de polvo, y a la facilidad de fabricación de la
bolsa y a la forma de retención, a la vez que consigue valores de
eficacia en el filtrado muy favorables en comparación con las
bolsas de primera calidad disponibles comercialmente.
A lo largo de los últimos años, varias compañías
han desarrollado materias primas y componentes para bolsas de
aspiradoras para reemplazar la antigua bolsa de una única capa de
papel y la conocida bolsa de doble capa, que tiene un filtro de
papel corriente abajo y un papel tisú corriente arriba, con bolsas
que tiene corriente arriba capas de o bien tejido tendido en húmedo
o lanas fibrosas tales como velos ultrafinos soplados en fundido
(MB) ocasionalmente denominados en la presente invención como
"lana MB de calidad de filtrado". Algunos fabricantes de
aspiradoras incluso han comercializado aspiradoras sin bolsa para
evitar el coste de las mismas. Sin embargo, este tipo de
aspiradoras tiene una menor succión y el compartimento que retiene
el polvo debe vaciarse manualmente, lo que anula en gran manera sus
ventajas al exponer al trabajador y el medio ambiente al polvo
concentrado. Sin embargo, la aspiradora sin bolsa ha alentado a los
fabricantes a continuar la mejora del rendimiento global de las
bolsas de forma general. Además, se han desarrollado componentes
fibrosos dispuestos de forma aleatoria en tres dimensiones
mediante tecnologías de tendido en seco y tendido en húmedo para
proporcionar una menor densidad y un volumen mayor para los nuevos
filtros con mayor permeabilidad al aire y mayor capacidad de
retención de partículas.
La técnica anterior afrontó el problema de
proporcionar una bolsa de aspiradora con una eficacia de filtrado
mejorada. La patente de EE.UU. número 5.080.702 de Home Care
Industries, Inc. describe una bolsa filtro en forma de contenedor
desechable que comprende un conjunto de capas yuxtapuestas, a saber
una capa interna y otra externa de un material permeable al aire.
La Patente de EE.UU. número 5.647.881 (EPO 0 822 775 B1) describe
un material compuesto de tres capas con una capa externa de
soporte, una capa filtro fibrosa intermedia cargada que tiene
propiedades específicas y una capa interna de difusión no pegada
excepto al menos en una junta a la capa de filtro fibrosa. La capa
de difusión se describe que proporciona a la bolsa filtro su función
principal de resistencia a la carga de choque. El Documento EP 0
338 479 de Gessner describe una bolsa filtro de polvo con una capa
externa forrada de lana fibrilada de papel filtro. La capa de lana
fibrilada de calidad de filtrado se encuentra corriente arriba del
papel filtro que se proporciona en forma de papel filtro
estándar.
El Documento WO 97 30772 describe una bolsa
filtro multicapa de un compuesto con dos capas de papel que actúan
como un filtro grueso (interior), una capa soplada en fundido que
actúa como filtro fino y una capa de fibras ligadas por
centrifugado que actúa como capa de soporte (exterior).
En la bolsa de aspiradora de la invención la
función principal de la capa interna es la de una alta capacidad de
retención de polvo.
Con la llegada de las lanas MB cargadas
electrostáticamente, ha sido posible producir bolsas laminadas con
eficacias de filtrado del orden del 99,8-99,9% de
polvo fino a un caudal de aire moderado. Sin embargo, los velos MB
convencionales son esencialmente filtros planos. Consecuentemente,
las estructuras de filtro que utilizan los velos MB se colmatan
rápidamente con polvo, se reduce la succión de aire, y, además, la
aspiradora pierde capacidad de captación de polvo. Actualmente, las
bolsas de polvo estándar tienen una permeabilidad al aire de 200 a
400 l/(m^{2} x s). Es deseable tener una combinación de tipos de
papel y otros revestimientos, incluidos los revestimientos MB, que
pueden producir una alta eficacia de hasta un 99,9% y permitieran
asimismo un alto caudal con un mínimo incremento del gradiente de
presión medido mediante la prueba de la norma DIN
44956-2.
Un objetivo principal de esta invención es
proporcionar una composición novedosa para aspiradora capaz de una
eficacia de filtrado enormemente alta para el polvo fino y de un
máximo rendimiento de una aspiradora en cuanto a una succión
elevada continua para la captación de polvo sin un incremento
notable en la caída de presión hasta que la bolsa se llena.
Un segundo objetivo de esta invención es
proporcionar una bolsa con una composición tal que tenga la rigidez
necesaria para su fabricación y conformación en equipos
convencionales de fabricación de bolsas de aspiradora.
Un tercer objetivo de esta invención es construir
un medio para bolsa de aspiradora que en virtud de su excelente
eficacia de filtrado y superior rendimiento a elevado caudal sin
bloqueo, resulte más adecuado a la nueva tendencia europea de
aspiradoras pequeñas con, por supuesto, bolsas más pequeñas.
Estos y otros objetivos de este inventor se harán
patentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente
descripción.
Los objetivos anteriores son alcanzados por un
filtro para eliminar partículas de acuerdo con la reivindicación
1.
Particularmente, se provee una estructura
compuesta para una bolsa de aspiradora de rendimiento mejorado que
comprende una capa de filtrado multiuso denominada a veces en este
documento papel o capa de "capacidad de retención de polvo ",
"grueso", o "capacidad" situado corriente arriba en la
dirección del flujo de aire de una segunda capa de filtrado
seleccionada de entre (a) un papel filtro tendido en húmedo que
tiene un peso base de alrededor de
30-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de alrededor de 100-3000 l/m^{2} x seg.), y (b) no tejido ligado por centrifugado pegado térmicamente que tiene un peso base de alrededor de 10-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de alrededor de 500-10.000 l/m^{2} x seg., y preferiblemente de alrededor de 2.000-6.000 l/m^{2} x seg.
30-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de alrededor de 100-3000 l/m^{2} x seg.), y (b) no tejido ligado por centrifugado pegado térmicamente que tiene un peso base de alrededor de 10-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de alrededor de 500-10.000 l/m^{2} x seg., y preferiblemente de alrededor de 2.000-6.000 l/m^{2} x seg.
Un ejemplo preferido es un papel de alta
capacidad de polvo tendido en seco y pegado térmicamente que
contiene una combinación de fibras de pulpa esponjada y bicomponente
(para pegado térmico) y fibras de película dividida cargada
electrostáticamente. Básicamente, en un aspecto, la estructura
compuesta novedosa para bolsa de aspiradora de rendimiento mejorado
comporta la colocación de un papel de capacidad tendido en seco o
en húmedo con una permeabilidad al aire de hasta alrededor de 8.000
l/(m^{2} x seg.) delante de un papel filtro tendido en húmedo con
una permeabilidad al aire de hasta alrededor de 3000 l/m^{2} x
seg.
En otro aspecto, esta invención permite la
inclusión opcional de una entrecapa de lana soplada en fundido que
tiene un peso base de alrededor de 10-50 g/m^{2}
y una permeabilidad al aire de alrededor de 100-1500
l/m^{2} x seg. situada entre la capa de filtrado multiuso y la
segunda capa de filtrado. En una variante, la entrecapa opcional de
lana soplada en fundido puede estar cargada
electrostáticamente.
Se puede colocar una crehuela típicamente de
alrededor de 13 g/m^{2} de peso base en uno o ambos lados del par
de capas de filtrado multiuso / de filtrado secundaria para mejorar
la resistencia a la abrasión y facilitar la fabricación de la
bolsa. Preferiblemente, la crehuela se coloca como capa más
corriente arriba de la estructura. Asimismo, cualquiera o todas las
capas de las construcciones novedosas de bolsa de rendimiento
mejorado pueden estar pegadas con adhesivos termofundidos, colas o
por pegado térmico o ultrasónico, o por una combinación de estos
procedimientos de laminación.
Se ha comprobado que una bolsa de aspiradora que
utiliza la estructura compuesta de rendimiento mejorado de esta
invención tiene un rendimiento de filtrado comparable
favorablemente a otras estructuras de bolsa de aspiradora. Las
estructuras de rendimiento mejorado, generalmente tienen una
eficacia superior al 95% de la eficacia en la prueba de la norma
DIN 44956-2 y puede soportar típicamente dos a tres
veces el ciclo de carga de polvo de la norma DIM de las
construcciones de polvo comparables. Las estructuras tienen también
hasta cinco veces los ciclos de carga de la norma DIM de las
construcciones de bolsa convencionales caracterizadas bien por una
crehuela delante del papel tendido en húmedo estándar o por una
lana MB de filtro delante de un papel tendido en húmedo estándar.
Con la entrecapa MB cargada electrostáticamente las nuevas
construcciones tienen un rendimiento de filtrado de polvo muy fino
superior para partículas de NaCl de 0,1-0,3
\mum.
Las lanas de calidad de filtrado tales como los
medios de filtrado MB cargados electrostáticamente, los ligados por
centrifugado modular y los de microfibra se pueden incorporar
también a las nuevas construcciones de esta invención.
La figura 1 es una sección transversal
esquemática de una construcción de bolsa de aspiradora
tradicional.
La figura 2 es una sección transversal
esquemática de otra construcción de bolsa de aspiradora.
La figura 3 es una sección transversal
esquemática de una realización de una estructura de bolsa de
rendimiento mejorado que tiene una entrecapa soplada en fundido de
acuerdo con esta invención.
La figura 4 es una sección transversal
esquemática de otra realización de una estructura de bolsa de
rendimiento mejorado que tiene una capa multiuso de gran capacidad
de polvo tendida en seco de pulpa espumada pegada con látex y
situada corriente arriba de una segunda capa de papel filtro tendida
en húmedo de acuerdo con esta invención.
La figura 5 es una sección transversal
esquemática de otra realización de una estructura de bolsa de
rendimiento mejorado que tiene una capa multiuso de alta capacidad
de polvo tendida en seco y pegada térmicamente corriente arriba de
una segunda capa de papel filtro tendida en húmedo de acuerdo con
esta invención.
La figura 6 es una representación gráfica de la
caida de presión a través de estructuras de bolsa de aspiradora en
función de la carga de polvo fino.
Las figuras 7A-7P son secciones
transversales esquemáticas de realizaciones seleccionadas de
estructuras de bolsa de rendimiento mejorado de esta invención en
las que la capa de papel tendido en húmedo es la capa más corriente
abajo.
Las figuras 8Q-8AF son secciones
transversales esquemáticas de realizaciones seleccionadas de
estructuras de bolsa de rendimiento mejorado de esta invención en
las que una capa de lana ligada por centrifugado es la capa más
corriente abajo.
Las figuras 9AG-9BL son secciones
transversales esquemáticas de realizaciones de estructuras de bolsa
de rendimiento mejorado de esta invención en las que las capas
adyacentes están pegadas por un adhesivo termofusible.
Las estructuras de filtro de esta invención se
aplican a bolsas de aspiradora y, más generalmente, a filtros de
vacío. Por "filtro de vacío" se quiere dar a entender una
estructura que opera haciendo pasar un gas, preferiblemente aire,
que arrastra usualmente partículas sólidas secas, a través de la
estructura. Se ha adoptado la convención en esta solicitud para
referirse a los lados y capas de la estructura en relación con la
dirección del flujo de aire. Es decir, el lado de entrada del
filtro es "corriente arriba" y el lado de descarga del filtro
es "corriente abajo" por ejemplo. Ocasionalmente en esta
invención los términos "delante" y "detrás" se han
utilizado para denotar posiciones relativas de las capas de la
estructura en vez de corriente arriba y corriente abajo
respectivamente. Por supuesto, habrá un gradiente de presión, a
veces denominado "caída de presión", a través del filtro
durante el filtrado. Las aspiradoras corrientemente usan filtros
con forma de bolsa. Normalmente, el lado corriente arriba de una
bolsa de filtro de vacío es el interno y el lado corriente abajo es
el externo.
DIN 44956-2: La norma DIN
44956-2 se emplea para la determinación del
incremento en la caída de presión de cinco diferentes ejemplos de
construcciones de bolsa de aspiradora después de la carga de polvo
con polvo fino en los siguientes niveles: 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 y
2,5 gramos.
La parte de la carga de polvo de la norma DIN
44956-2 se realiza con incrementos de 0,5 gramos
desde 0 hasta 2,5 g/m^{2}/s en siete bolsas de cada muestra. Sin
embargo, los valores de la caída de presión no se registraron
repetidamente. Los valores máximos de permeabilidad al aire
sostenible se determinaron a continuación en las bolsas que tenían
los niveles especificados de carga de polvo.
A continuación, se describen con mayor detalle
los tipos de papel a los que se hace referencia en esta solicitud de
patente:
Se ha usado tradicionalmente este tipo de papel
como capa única que provee filtrado y retención de polvo, así como
la fortaleza y la resistencia a la abrasión necesarias para una
bolsa de aspiradora. Este papel es también suficientemente rígido
para permitir una fabricación fácil en equipos convencionales de
fabricación de bolsas. El papel está compuesto predominantemente de
pulpa de madera no blanqueada con un 6-7% de una
fibra sintética, tal como un poliéster tipo poli(etileno
tereftalato) (PET), y se produce mediante el proceso de tendido en
húmedo. El papel estándar típicamente tiene un peso base de
aproximadamente 30-80 g/m^{2} y comúnmente 50
g/m^{2}. Las fibras PET normalmente tienen una finura de 1,7 dtex
y longitudes de 6-10 mm. Este papel tiene una
permeabilidad al aire en el entorno de aproximadamente
200-500 l/(m^{2} x s) y un tamaño medio de poro
de aproximadamente 30 \mum. Sin embargo, la eficacia como
determinada de acuerdo con la prueba de la norma DIN
44956-2 es sólo de aproximadamente del 86%. Otra
desventaja es que los poros se obstruyen rápidamente con polvo y,
además, la capacidad de retención de polvo está limitada por el
espesor muy fino del papel de solo 0,20 mm., aproximadamente.
Se puede emplear un no tejido de fibras de
polímero ligado por centrifugado como una capa de filtrado
secundaria ubicada corriente abajo de la capa gruesa. Las fibras
pueden ser de cualquier polímero capaz de entrelazado como las
poliamidas, los poliésteres o las poliolefinas. El peso base del no
tejido entrelazado debería ser de aproximadamente
10-100 g/m^{2} y preferiblemente
30-40 g/m^{2}. El no tejido entrelazado debería
tener una permeabilidad al aire de aproximadamente
500-10.000 l/(m^{2} x s), y preferiblemente de
aproximadamente 2.000-6.000 l/(m^{2} x s)
determinada mediante la prueba de la norma DIN 53887. El entrelazado
puede también estar cargado electrostáticamente.
La crehuela se refiere a un papel o velo no
tejido de poros muy abiertos, generalmente con un. El peso base de
la crehuela es normalmente de aproximadamente 10-30
g/m^{2}, y frecuentemente de aproximadamente
13-17 g/m^{2}. La crehuela, denominada a veces
lana de soporte, tiene normalmente una permeabilidad al aire de
aproximadamente de 500-10.000 l/(m^{2} x s). Se
emplea principalmente para proteger la capa de alta capacidad de
retención de polvo de la abrasión. La crehuela puede también
filtrar las partículas muy grandes. La crehuela, al igual que
cualquier otra capa de la bolsa, se puede cargar
electrostáticamente siempre que el material tenga las propiedades
dieléctricas adecuadas.
El papel de alta capacidad de polvo tendido en
húmedo, denominado frecuentemente en la presente invención "papel
de capacidad tendido en húmedo" es más voluminoso, más grueso y
más permeable que el papel estándar para bolsa de aspiradora. En su
papel de prefiltro en la composición de bolsa de aspiradora realiza
múltiples funciones. Éstas incluyen la resistencia a la carga de
choque, el filtrado de grandes partículas de suciedad, el filtrado
de una parte significativa de pequeñas partículas de polvo, la
retención de grandes cantidades de partículas permitiendo a la vez
el flujo fácil de aire a su través, de este modo permite una baja
caída de presión con una elevada carga de partícula, lo cual alarga
la vida de la bolsa de aspiradora.
El papel de capacidad tendido en húmedo comprende
usualmente una mezcla de fibras de pulpa de madera y fibras
sintéticas. Contiene típicamente hasta un 70% de pulpa de madera y,
consecuentemente, más fibras sintéticas, como PET, que el papel
estándar descrito anteriormente. Tiene un mayor grosor que el papel
estándar de aproximadamente 0,32 mm con un peso base típico de 50
g/m^{2}. El tamaño de poro es también mucho mayor, con un tamaño
medio de poro que puede ser superior a 160 \mum. Por ello, el
papel es capaz de retener mucho más polvo en sus poros antes de
obstruirse. El peso base del papel de capacidad tendido en húmedo es
de aproximadamente de 30-150 g/m^{2} y
preferiblemente de aproximadamente de 50-80
g/m^{2}.
El papel de capacidad tendido en húmedo tiene una
eficacia de filtrado de partículas de polvo fino de aproximadamente
de 66-67%, determinada mediante la norma DIN
44956-2. De manera importante, el papel de capacidad
tendido en húmedo tiene una permeabilidad al aire mayor que el
filtro de papel estándar. Por ello, el límite inferior de la
permeabilidad de este papel debería ser, preferiblemente, de al
menos 500 l/(m^{2} x s), aproximadamente, más preferiblemente de
al menos 1.000 l/(m^{2} x s), aproximadamente, y más
preferiblemente, de al menos 2.000 l/(m^{2} x s), aproximadamente.
El límite superior de la permeabilidad se define para asegurar que
el papel filtre y retenga una gran parte de las partículas de polvo
superiores a 10 \mum. Consecuentemente, el medio filtrante
secundario de alta eficacia situado corriente abajo es capaz de
filtrar y retener partículas finas mucho más tiempo antes de mostrar
indicación de un sustancial incremento de la caída de presión a
través del filtro. De acuerdo con ello, la permeabilidad al aire
del papel de capacidad tendido en húmedo, preferiblemente, debería
ser al menos de 8.000 l/(m^{2} x s), aproximadamente, más
preferiblemente de al menos de 5.000 l/(m^{2} x s),
aproximadamente y más preferiblemente, de al menos 4.000 l/(m^{2}
x s), aproximadamente. Por lo que se estima que el papel de
capacidad tendido en húmedo está especialmente bien diseñado como
capa de filtrado de alta capacidad de retención de polvo para su
ubicación corriente arriba de la capa de filtrado secundaria de
alta eficacia.
Anteriormente a esta invención, el papel de alta
capacidad de polvo tendido en seco, denominado a veces en este
documento "papel de capacidad tendido en seco", no se había
usado como filtro en bolsas de aspiradora. El papel tendido en seco
no está formado a partir de una suspensión agua sino que se produce
con tecnología de tendido al aire y preferiblemente mediante el
proceso de una pulpa esponjosa. El enlace de hidrógeno, que juega
un papel importante en la atracción de cadenas moleculares entre
sí, no opera en ausencia de agua. De este modo, para el mismo peso
base, el papel de capacidad tendido en seco es normalmente más
grueso que el papel estándar y que el papel de capacidad tendido en
húmedo. Para un peso típico de 70 g/m^{2}, el grosor es de 0,90
mm, por ejemplo.
Los velos de papel de capacidad tendidos en seco
se pueden pegar por dos procedimientos, principalmente. El primero
es el pegado con látex en el que se aplica un adhesivo de látex en
dispersiones acuosas. Se pueden utilizar técnicas de saturación
como la pulverización o baño y exprimido (aplicación de rollo
almohadillado) seguido en ambos casos de secado y curado térmicos.
El adhesivo de látex se puede aplicar también en formas discretas
como rombos punteados, rayas cruzadas o líneas onduladas mediante
rodillos de huecograbado, seguidos de secado y curado.
El segundo procedimiento es el pegado térmico,
por ejemplo mediante la utilización de fibras adhesivas. Las fibras
adhesivas se denominan a veces en el presente documento "fibras
adhesivas por fusión térmica" y se definen en el Nonwoven
Fabric Handbook, (edición 1992) como "Fibras con punto de
fusión inferior al de las demás fibras del velo. Al aplicar calor y
presión, éstas actúan como adhesivo". Estas fibras de fundente
termopegables, generalmente se funden completamente en los puntos
donde se aplica una presión y calor suficientes, con lo que pegan
entre sí las fibras de la matriz en sus puntos de cruce. Los
ejemplos incluyen los polímeros de co-poliéster que,
cuando se calientan, se adhieren a una amplia gama de materiales
fibrosos.
En una realización preferida, el pegado térmico
se puede realizar mediante la adición de al menos un 20% y
preferiblemente hasta un 50% de una fibra de polímero de
bicomponente ("B/C") al velo tendido en seco. Los ejemplos de
fibras B/C incluyen las fibras con núcleo de polipropileno
("PP") y una envuelta de un polietileno (PE) más sensible al
calor. El término "sensible al calor" significa que las fibras
termoplásticas se ablandan y se vuelven pegajosas o se funden por
calor a temperaturas de 3-5ºC por debajo del punto
de fusión. La envuelta polimérica preferiblemente debe tener un
punto de fusión en el entorno de 90-160ºC,
aproximadamente, y el núcleo del polímero debe tener un punto de
fusión mayor, preferiblemente de al menos 5ºC por encima del de la
envuelta de polímero. Por ejemplo, el PE funde a 121ºC y el PP funde
a 161-163ºC. Esto ayuda en el pegado del velo
tendido en seco cuando pasa por la mordaza de un laminador térmico o
a través de un horno de convección para conseguir fibras pegadas
térmicamente con menos calor y presión para producir una estructura
más transpirable y abierta y menos compacta. En una realización más
preferida, el núcleo del núcleo / envuelta de la fibra de B/C está
localizado excéntrico en la envuelta. Cuanto más lateralizado
respecto de la fibra esté el núcleo, más se engarzará la fibra de
B/C durante la etapa de termopegado y, por lo tanto, incrementará el
volumen del papel de capacidad tendido en seco. Así se mejorará,
por supuesto, la capacidad de retención de polvo. Por ello, en una
realización todavía más preferida, el núcleo y la envuelta están
situados juntos en la fibra de B/C, y el pegado se consigue con un
horno de convección. La laminadora térmica, que comprimiría el velo
más que en el pegado por convección de aire, es menos preferida en
este caso. Otras combinaciones de polímeros que pueden en fibras de
B/C con las configuraciones núcleo / envuelta o unida, incluyen el
PP con polímeros de co-poliéster de bajo punto de
fusión, y el poliéster con nilón 6. La capa de capacidad tendida en
seco puede estar también constituida casi completamente por fibras
de bicomponente.
Generalmente, el tamaño medio de poro del papel
de capacidad tendido en seco es intermedio entre el tamaño de poro
del papel estándar y el del papel de capacidad tendido en húmedo. La
eficacia de filtrado se determina mediante la prueba de la norma DIN
44956-2 y es aproximadamente del 80%. El papel de
capacidad tendido en seco debería tener más o menos el mismo peso
base y la misma permeabilidad que el papel de capacidad tendido en
húmedo descrito anteriormente, es decir, en el intervalo de
500-8000 l/(m^{2} x s), aproximadamente,
preferiblemente de 1000-5000 l/(m^{2} x s),
aproximadamente, y más preferiblemente, de
2000-4000 l/(m^{2} x s ), aproximadamente. Tiene
una excelente capacidad de retención de polvo y tiene la ventaja de
ser mucho más uniforme en peso y grosor que los papeles tendidos en
húmedo.
Se contemplan varias realizaciones preferidas del
papel de capacidad tendido en seco. Una es la composición de fibra
de pulpa esponjosa pegada con látex. Esto es, las fibras que
comprende el papel constan esencialmente de pulpa esponjosa. El
término "pulpa esponjosa" se refiere a un componente no tejido
de la bolsa de aspiradora de esta invención que prepara mediante
molido mecánico de la pulpa con rodillos, es decir, material
fibroso de madera, que seguidamente transportan la pulpa
aerodinámicamente a los componentes de fabricación del velo de
tendido al aire o a máquinas de conformado en seco. Se puede usar
un molino Wiley para moler la pulpa. Los denominados Dan Web o
máquinas M y J son útiles para el conformado en seco. El componente
de pulpa esponjosa y las capas de pulpa esponjosa tendidas en seco
son isótropas y, por ello, se caracterizan la orientación aleatoria
de las fibras en las direcciones de las tres dimensiones
ortogonales. Esto es, tienen una gran parte de las fibras orientadas
fuera del plano del velo no tejido y, especialmente,
perpendiculares a dicho plano, si se compara con los velos no
tejidos tridimensionales anisótropos. Las fibras de pulpa esponjosa
utilizadas en esta invención, preferiblemente, son de
aproximadamente de 0,5-5 mm de longitud. Las fibras
se mantienen juntas con un adhesivo de látex. El adhesivo se puede
aplicar en polvo o en emulsión. El adhesivo está presente en el
papel de capacidad tendido en seco, normalmente, en el intervalo de
10-30% en peso, aproximadamente, y preferiblemente,
de 20-30% en peso, aproximadamente de sólidos
adhesivos respecto del peso de las fibras.
En otra realización preferida, el papel de
capacidad tendido en seco comprende una combinación de fibras
esponjosas pegadas térmicamente y al menos y al menos una parte de
fibras de película dividida y de fibras de un polímero de
bicomponente. Más preferiblemente, la combinación de fibras de pulpa
esponjosa comprende fibras de pulpa esponjosa y fibras de un
polímero de bicomponente.
Las fibras de película dividida son esencialmente
fibras planas, rectangulares, que se pueden cargar
electrostáticamente antes o después de su incorporación a la
estructura compuesta de la invención. El espesor de las fibras de
película dividida puede estar en el entorno de
2-100 \mum, la anchura puede estar en el entorno
de 5 \mum a 2 mm, y la longitud puede estar en el entorno de 0,5 a
15 mm. Sin embargo, las dimensiones preferidas de las fibras de
película dividida son un espesor de alrededor de 5 a 20 \mum, una
anchura de alrededor de 15 a 60 \mum, y una longitud de alrededor
de 0.5 a 3 mm.
Las fibras de película dividida de la invención
están hechas, preferiblemente, de una poliolefina, como el
polipropileno (PP). Sin embargo, cualquier polímero adecuado para
hacer fibras se puede usar para las fibras de película dividida de
las estructuras compuestas de la invención. Los ejemplos de
polímeros adecuados incluyen, entre otros, las poliolefinas como
los homopolímeros y los copolímeros de polietileno, los
politereftalatos, como el poli(etileno tereftalato) (PET),
el poli(butileno tereftalato) (PBT), el
poli(ciclohexil-dimetileno tereftalato)
(PCT), los policarbonatos, y el policlorotrifluoretileno (PCTFE).
Otros polímeros adecuados incluyen el nilón, las poliamidas, los
poliestirenos, el
poli-4-metil-1-penteno,
los polimetilmetacrilatos, los poliuretanos, las siliconas, los
sulfuros de polifenileno. Las fibras de película dividida pueden
comprender también una mezcla de homopolímeros o copolímeros. En la
presente solicitud, la invención se ejemplifica con fibras de
película dividida hechas de polipropileno.
Se ha demostrado que el uso de polímeros de PP
con diferentes pesos moleculares y morfologías en estructuras de
película laminada produce películas con un equilibrio adecuado de
propiedades mecánicas y fragilidad necesario para producir fibras
de película dividida. A estas fibras de película dividida de PP
pueden recibir también posteriormente el nivel de rizado deseado.
Por supuesto, todas las dimensiones de las fibras de película
dividida se pueden variar durante el proceso de fabricación.
En el documento US 4.178.157 se describe un
procedimiento para la producción de fibras de película dividida. Se
funde y se extruye el polipropileno para formar una película que
seguidamente se sopla en un tubo grande (balón) dentro del cual se
introduce o se permite la entrada de aire ambiental, de acuerdo con
la tecnología convencional de estirado por soplado. El inflado del
balón con aire nos sirve para enfriar bruscamente la película y
para orientar bi-axialmente la estructura molecular
de las cadenas de moléculas del PP, lo que da lugar a una mayor
fortaleza. Seguidamente se desinfla el balón y se estira la
película entre dos o más pares de rodillos, en los que se sujeta la
película mediante la mordaza de los dos rodillos en contacto,
aplicando diferentes cantidades de presión entre los rodillos en
contacto. Esto da lugar a un estiramiento adicional en la dirección
de la máquina lo que se consigue accionando el segundo juego de
rodillos a una velocidad superficial mayor que la del primer juego.
El resultado es una orientación molecular de la película aún mayor
en la dirección de la máquina que, posteriormente, va a ser la
dimensión larga de las fibras de película dividida.
La película se puede cargar electrostáticamente
antes o después de haber sido enfriada. Aunque se pueden emplear
varias técnicas de carga electrostática para cargar la película, se
ha decidido que dos procedimientos son los más preferidos. El
primer procedimiento entraña hacer pasar la película en medio de una
separación de aproximadamente 3,81 a 7,62 cm (1,5 a 3 pulgadas)
entre dos electrodos corona CC. Se pueden utilizar barras de corona
con clavijas de emisión de alambre metálico, en las cuales uno de
los electrodos de corona tiene voltaje positivo de aproximadamente
20 a 30 kV y el electrodo opuesto tiene un voltaje negativo de
aproximadamente 20 a 30 kV.
El segundo procedimiento preferido, utiliza las
tecnologías de carga electrostática descritas en el Documento EE.UU.
5.401.446 (Wadsworth y Tsai, 1995), que se denomina Tantret. T.M
Técnica I y Técnica II, que se describen con mayor detalle más
adelante en el presente documento. Se ha descubierto que la Técnica
II, en la que la película se suspende en rodillos aislados a medida
que la película pasa alrededor de la circunferencia interior de dos
armazones metálicos cargados negativamente transmitiendo un cable
corona positivo de cada armazón, las mayores potenciales de tensión
a las películas. Generalmente, con la Técnica II, se pueden
transmitir tensiones positivas de 1000 a 3000 voltios o mayores a
uno de los lados de la película con magnitudes similares de
tensiones negativas en el otro lado de la película cargada.
La Técnica I, en la que las películas entran en
contacto con un rodillo metálico con una tensión CC de -1 a -10 KV,
y se coloca un cable con una tensión de +20 a +40 kV aproximadamente
a 1 o 2 pulgadas por encima del rodillo polarizado negativamente
exponiéndose sucesivamente cada uno de los lados de la película a
esta configuración de rodillo/cable, lo que da lugar a potenciales
de tensión inferiores medidos en las superficies de las películas.
Con la Técnica I, se obtienen típicamente tensiones de 300 a 1500
voltios en la superficie de la película con polaridades en cada
lado generalmente iguales pero con polaridades opuestas. Los mayores
potenciales superficiales obtenidos con la Técnica II, no se ha
observado que den lugar a mejores rendimiento de filtrado medibles
de los velos hechos con fibras de película dividida. Por lo tanto,
y porque es más fácil sujetar y pasar la película a través del
dispositivo de la Técnica I, este procedimiento es el que se usa
predominantemente en la actualidad para cargar las películas antes
del proceso de división.
La película enfriada y estirada se puede cargar
electrostáticamente en caliente o en frío. Seguidamente, se estira
y se divide simultáneamente la película con anchuras más estrechas,
típicamente hasta, aproximadamente, 50 \mum. A continuación, los
filamentos planos y divididos se reúnen en un haz que se riza con
un número controlado de rizos por centímetro, y posteriormente, se
corta a la longitud de fibra deseada.
En una realización particularmente preferida, el
papel de alta capacidad de polvo tendido en seco comprende una
combinación de todas las fibras de pulpa esponjosa, fibras de
polímero de bicomponente, y de fibras de película dividida cargadas
electrostáticamente. Preferiblemente, las fibras de pulpa esponjosa
estarán presentes en aproximadamente un 5-85% en
peso, más preferiblemente aproximadamente en un
10-70% en peso, y lo más preferible,
aproximadamente, en un 40% en peso, las fibras de bicomponente en,
aproximadamente, un 10-60% en peso, más
preferiblemente, aproximadamente, en un 10-30% en
peso y lo más preferible, aproximadamente, en un 20% en peso, y
las fibras de película dividida cargadas electrostáticamente,
aproximadamente en un 20-80% en peso, y más
preferiblemente, aproximadamente en un 40% en peso. Este papel de
alta capacidad de retención de polvo tendido en seco puede pegarse
térmicamente, preferiblemente a altas temperaturas de
90-160ºC, más preferiblemente, a una temperatura
inferior a 110ºC y más preferiblemente a aproximadamente 90ºC.
Otras realizaciones preferidas del papel de
capacidad tendido en seco comprenden un papel pegado térmicamente
con un 100%, de "fibras electrostáticas mezcladas", una
combinación del 20-80% de fibras electrostáticas
mezcladas y un 20-80% de fibras de B/C, una
combinación del 20-80% de fibras electrostáticas
mezcladas, un 10-70% de pulpa esponjosa y un
10-70% de fibras B/C. Los filtros de "fibra
electrostática mezclada" están hechos de una combinación de
fibras con propiedades triboeléctricas ampliamente diferentes y
frotándolas unas contra otras o contra las partes metálicas de las
máquinas, como los cables en los cilindros de cardado durante el
cardado. Esto hace que uno de los tipos de fibra esté cargado más
positiva o negativamente que los demás tipos de fibra, y que mejore
la atracción coulómbica de las partículas de polvo. La producción
de filtros con estos tipos de fibras electrostáticas mezcladas
explica en el Documento US 5.470.485 y la Publicación de Patente
Europea EP 0 246 811 A.
En el Documento US 5.470.485, el material del
filtro consiste en una combinación de (I) fibras de poliolefina y
(II) fibras de poliacrilonitrilo. Las fibras (I) son fibras de
PP/PE de bicomponente del tipo PP/PE del tipo núcleo / envuelta o
lado con lado. Las fibras II son "libres de halógenos". Las
fibras (I) también tienen algunas "poliolefinas sustituidas"
por halógenos; mientras que, las fibras de acrilonitrilo no tienen
halógeno alguno. La patente indica que las fibras deben lavarse
completamente con detergente no iónico, con álcali, o solvente y
después enjuagarse bien antes de mezclarlas, de forma que no tengan
ningún lubricante o agente antiestático. Aunque la patente explica
que la estera de fibra producida debe perforarse con una aguja,
estas fibras pueden también cortarse en trozos de
5-20 mm y mezclarse con fibras termoadhesivas de
bicomponente de longitud similar y con la posible adición también
de pulpa esponjosa de manera que pueda utilizarse en esta invención
el papel tendido en seco pegado térmicamente.
El Documento EP 0 246 811 describe el efecto
triboeléctrico de la fricción entre sí de dos tipos diferentes de
fibras. Lo explica usando tipos de fibras similares como en el
Documento EE.UU. 5.470.485, excepto que los grupos -CN de fibras de
poliacrilonitrilo se pueden sustituir por halógenos (preferiblemente
fluor o cloro). Después de la sustitución de una cantidad
suficiente de grupos de -CN por -Cl, la fibra se puede denominar
"modacrílica" si el copolímero comprende entre el 35% y el 85%
en peso de unidades porcentuales de acrilonitrilo. El Documento EP 0
246 811 explica que la relación de poliolefina a acrilonitrilo
sustituido (preferiblemente modacrílico) puede estar en el entorno
entre 30:70 y 80:20 entre áreas de superficie, y más
preferiblemente entre 40:60 y 70:30. Análogamente, el Documento US
5.470.485 explica que la relación de la poliolefina a las fibras de
poliacrilonitrilo está en el entorno entre 30:70 y 80:20, entre las
superficies del material del filtro. Por lo tanto, estos entornos
de las de la poliolefina a las fibras de acrílico o modacrílico se
pueden usar en las proporciones establecidas anteriormente para el
papel de capacidad tendido en seco térmicamente unido.
Opcionalmente se puede usar una fibra de polímero
sintético de lana soplada en fundido como entrecapa entre la capa
multiuso y la segunda capa de filtrado. La entrecapa de lana soplada
en fundido aumenta la eficacia general de filtrado captando algunas
de las partículas que pasan la capa de filtrado multiuso. La
entrecapa de lana soplada en fundido se puede cargar
electrostáticamente opcionalmente para ayudar en el filtrado de
partículas finas. La inclusión de una entrecapa de lana soplada en
fundido implica un aumento en la caída de presión a una determinada
carga de polvo en comparación con los compuestos que no tienen
entrecapa de lana soplada en fundido.
La lana soplada en fundido tiene,
preferiblemente, un peso base de alrededor de 10-50
g/m^{2} y una permeabilidad al aire de alrededor de
100-1500 l/m^{2} x seg.
Otro descubrimiento de esta investigación para el
desarrollo de bolsas de aspiradora mejoradas fue el desarrollo de un
velo MB de gran volumen que se puede usar corriente arriba de la
lana MB de calidad de filtrado como prefiltro en lugar del papel de
capacidad tendido en húmedo o del papel de capacidad tendido en
seco. El prefiltro de gran volumen MB se puede fabricar por un
proceso de soplado en fundido usando aire frío a una temperatura de
aproximadamente 10ºC. Por el contrario, los MB convencionales usan
normalmente aire a temperatura ambiente de 35-45ºC.
Asimismo, la distancia de captación desde la salida del molde de MB
hasta el transportador de recogida del velo se incrementa en
400-600 mm en el proceso de MB de gran volumen. La
distancia normalmente es de aproximadamente 200 mm para la
producción de MB regular. Por otra parte, el no tejido MB de gran
volumen se hace usando un aire de atenuación a una temperatura
inferior de alrededor de 215-235ºC en vez de la
temperatura del aire de atenuación normal de
280-290ºC, y una menor temperatura de fusión de
aproximadamente de 200-225ºC en comparación con los
260-280ºC para la producción de MB de calidad de
filtrado. El aire de enfriamiento rápido más frío, la menor
temperatura del aire de atenuación, la menor temperatura de fusión
y una mayor distancia de captación enfrían más los filamentos MB. La
eliminación de calor produce un mejor arrastre del filamento, y por
lo tanto, diámetros de fibra mayores que los que se encontrarían en
los velos de MB de calidad de filtrado típicos. Con los filamentos
más fríos es mucho menos probable que estos se fundan por el calor
una vez depositados en el colector. Por ello, el no tejido soplado
en fundido de gran volumen debería tener una mayor área abierta.
Incluso con un peso base de 120 g/m^{2}, la permeabilidad al aire
del no tejido soplado en fundido de gran volumen es de 806
l/(m^{2} x s). Por el contrario, un velo de PP MB de calidad de
filtrado (por ejemplo, 22 g/m^{2}, mucho más ligero tiene una
permeabilidad al aire máxima de solo 450 l/(m^{2} x s). La
eficacia de filtrado del no tejido soplado en fundido de gran
volumen, determinada mediante la prueba de la norma DIN
44956-2 fue del 98%. Cuando los dos fueron puestos
juntos con el no tejido soplado en fundido de gran volumen en el
interior de la bolsa, la permeabilidad al aire fue todavía de 295
l/(m^{2} x s), y la eficacia de filtrado del par fue de 99.8%. El
no tejido soplado en fundido de gran volumen puede estar no
cargado, u opcionalmente cargado electrostáticamente a condición de
que el no tejido sea un material que tenga propiedades dieléctricas
apropiadas.
El no tejido de MB de gran volumen de esta
invención se debe distinguir de "MB de calidad de filtrado" que
también se emplea en la estructura de filtro de vacío multicapa de
esta descripción. El velo de MB de calidad de filtrado es un no
tejido soplado en fundido convencional generalmente caracterizado
por un bajo peso base, típicamente de aproximadamente 22 g/m^{2},
y un tamaño de poro pequeño. En la Tabla I se muestran otras
características típicas del no tejido de MB de calidad de filtrado
de polipropileno. Un velo no tejido de gran volumen de MB de
polipropileno preferido incluye óptimamente alrededor del
5-20% en peso de etilén vinil acetato. El no tejido
de MB de calidad de filtrado tiene generalmente una gran eficacia
en la eliminación de polvo, es decir, superior a alrededor del
99%.
| MB PP de calidad de filtrado | Preferido | Más preferido | Lo más preferido |
| Peso, g/m^{2} | 5-150 | 10-50 | 22 |
| Espesor, mm | 0,10-2 | 0,10-1 | 0,26 |
| Permeabilidad al aire, l/(m^{2} x s) | 100-1500 | 200-800 | 450 |
| Límite elástico MD, N | 0,5-15 | 1,0-10 | 3,7 |
| Límite elástico CD, N | 0,5-15 | 1,0-10 | 3,2 |
| Diámetro de fibra, \mum | 1-15 | 1-5 | 2-3 |
| MB PP de gran volumen | |||
| Peso, g/m^{2} | 30-180 | 60-120 | 80 |
| Espesor, mm | 0,3-3 | 0,5-2 | 1,4 |
| Permeabilidad al aire, l/( m^{2} x s) | 300-8000 | 600-3000 | 2000 |
| Límite elástico MD, N | 1,0-30 | 2-20 | 10 |
| Límite elástico CD, N | 1,0-30 | 2-20 | 9,2 |
| Diámetro de fibra, \mum | 5-20 | 10-15 | 10-12 |
El no tejido soplado en fundido de gran volumen
es similar en eficacia de filtrado a los papeles de capacidad
tendidos en seco y en húmedo antes mencionados. Por ello, el no
tejido soplado en fundido de gran volumen es apropiado para la
eliminación de grandes cantidades de partículas de polvo y para
retener grandes cantidades de polvo. Por lo tanto, el no tejido
soplado en fundido de gran volumen es apropiado para su colocación
corriente arriba, y como prefiltro del velo MB de calidad de
filtrado en una estructura de filtro de vacío de esta invención.
En Ward, G., Nonwovens World, Verano de 1998,
páginas. 37-40 se describe un nuevo tipo de
tecnología de soplado en fundido que está disponible para producir
no tejidos ligados por centrifugado (modular) apropiados para su uso
como filtro grueso en la presente invención. Las especificaciones
de estos no tejidos se presentan en la Tabla II.
El procedimiento de fabricación del no tejido
ligado por centrifugado (Modular) es, en general, un procedimiento
de soplado en fusión con una matriz modular más rugosa usando un
aire de atenuación más frío. Estas condiciones producen un velo de
soplado en fusión grueso con una mayor resistencia y permeabilidad
al aire con pesos base comparables a los velos convencionales de
soplado en fundido.
Un no tejido ligado por centrifugado ("SB"),
ocasionalmente denominado en este documento "Microfibra Ligada por
Centrifugado", tiene las especificaciones que se relacionan en
la Tabla II. Las microfibras ligadas por centrifugado se
caracterizan especialmente por filamentos de diámetro inferior a 12
\mum que corresponden a 1,0 denier en propileno. En comparación,
velos de SB convencionales para desechables, tienen típicamente
diámetros de filamento con una media de 20 \mum. Las microfibras
ligadas por centrifugado pueden ser suministradas por Reifenhauser
GMBH (Reicofil III), Kobe Steel. Ltd., (Kobe - Kodoshi Spunbond
Technology) y Ason Engineering, Inc. (Ason Spunbond
Tecnología).
| Preferido | Más preferido | El más preferido | |
| Ligado por centrifugado (Modular) | |||
| Peso, g/m^{2} | 20-150 | 20-80 | 40 |
| Espesor, mm | 0,20-2 | 0,20-1,5 | 0,79 |
| Permeabilidad al aire, l/( m^{2} x s) | 200-4000 | 300-3000 | 2000 |
| Límite elástico MD, N | 10-60 | 15-40 | - - |
| Límite elástico CD, N | 10-50 | 12-30 | - - |
| Diámetro de fibra, \mum | 0,6-20 | 2-10 | 2-4 |
| Microfibra ligada por centrifugado | |||
| (Ason, Kobe - Kodoshi, Reicofill III) | |||
| Peso, g/m^{2} | 20-150 | 20-80 | 40 |
| Espesor, mm | 0,10-0,6 | 0,15-0,5 | 0,25 |
| Permeabilidad al aire, l/(m^{2} x s) | 500-10,000 | 2000-6000 | 3000 |
| Límite elástico MD, N | 10-100 | 20-80 | 50 |
| Límite elástico CD, N | 10-80 | 10-60 | 40 |
| Diámetro de fibra, \mum | 4-18 | 6-12 | 10 |
Ejemplo comparativo
1
La figura 1 muestra una sección transversal de la
estructura 51 de una bolsa de aspiradora disponible comercialmente
que consta de un forro 52 de tejido de lana tendido en húmedo en el
interior (lado del aire corriente arriba) de la bolsa y un papel
filtro estándar 53 tendido en húmedo en el exterior (lado del aire
corriente abajo) de la bolsa. En la Tabla III se presentan las
propiedades de cada una de las capas y de la estructura compuesta.
El forro, principalmente, protege el papel filtro tendido en húmedo
de la abrasión, pero también prefiltra algunas de las partículas
más grandes. El papel filtro tendido en húmedo típicamente filtra
las partículas superiores a alrededor de 10 \mum y algunas
partículas más pequeñas.
Ejemplo comparativo
2
La figura 2 muestra la sección transversal de la
estructura 54 de tres capas de una bolsa de aspiradora convencional
a la que se añade un tejido 55 de lana de soporte tendido en húmedo
con muy poca capacidad de retención de polvo corriente arriba de
una tela 56 de lana MB como protección de la abrasión y un papel
57 filtro tendido en húmedo colocado en el exterior (corriente
abajo) para proteger la bolsa de la abrasión, y mejorar su rigidez
para la fabricación de la bolsa y aportar filtrado de aire
adicional. En la Tabla III se presentan las propiedades de cada una
de las capas y de la estructura compuesta.
Ejemplos
1-3
La figura 3 representa una estructura 58
compuesta novedosa de tres capas para la bolsa de aspiradora del
Ejemplo 1 con una capa de papel 59 con gran capacidad de polvo en
el interior (lado del aire corriente arriba) delante de una capa 60
de filtro soplada en fundido. Una capa 61 de papel filtro tendido en
húmedo muy permeable al aire en el exterior (lado del aire
corriente abajo).
La figura 4 representa una estructura 62
compuesta de bolsa de aspiradora de nueva invención del Ejemplo 2
en la que un papel 63 tendido en seco con alta capacidad de polvo
que consta en un 100% de fibras de pulpa esponjosa se mantienen
juntas por un 20% en peso de adhesivo de látex que está situada como
capa interior y un papel 64 filtro convencional tendido en húmedo
que es la capa exterior.
La figura 5 representa la construcción 65
novedosa de bolsa de aspiradora del Ejemplo 3 que consta de un
papel 66 de gran capacidad de polvo tendido en seco y pegado
térmicamente en la posición del aire corriente arriba dentro de la
bolsa con un papel 67 filtro tendido en húmedo muy permeable en el
exterior de la bolsa. El contenido de fibra del papel 66 de gran
capacidad de polvo tendido en seco consiste en una combinación del
40% de fibras de pulpa esponjosa, 40% de fibras de película
dividida y 20% de fibras de polímero de bicomponente. En la Tabla
III se presentan las propiedades de cada una de las capas y de las
estructuras compuestas, comparando las propiedades de filtrado de
las diferentes estructuras compuestas a un caudal de aire de 100
l/min. La información de la Tabla III muestra que las estructuras
de los Ejemplos 1 y 3 produjeron un rendimiento de filtrado
aumentado espectacularmente respecto de la composición del Ejemplo
1 con solo un ligero aumento de la caída de presión. Asimismo, la
composición del Ejemplo 1 produjo un rendimiento de filtrado
ligeramente mejor con la misma caída de presión que la composición
del Ejemplo 2, comparando el Ejemplo 2 con la estructura de la
composición del Ejemplo 1, disponible comercialmente.
Cada una de las estructuras de los ejemplos antes
descritos fueron probadas en cuanto a la carga de polvo fino y los
resultados fueron los que se presentan en la Tabla IV. La figura 6
es un gráfico de la caida de presión a través de las estructuras de
bolsa en función de los gramos de la carga de polvo fino en el que
las curvas A - E representan los Ejemplos Comparativos 1 y 2, (A y
B) y los ejemplos 1-3 (C, D y E), respectivamente.
El gráfico muestra que las estructuras de bolsa convencionales
obtuvieron grandes caídas de presión rápidamente con cargas muy
pequeñas (es decir, alrededor de 100 milibarias con menos de 2,5
g). En el Ejemplo 1 se llegó a una gran caida de presión
equivalente después de una carga de polvo de 3,5 g, lo que
representa una mejora del 40% aproximadamente. En los Ejemplos 2 y 3
se produjeron resultados de carga de polvo fino notablemente
superiores, alcanzándose una caida de presión de alrededor de 100
milibarias con alrededor de 10 g y 12,5 g de carga y sin exceder
una caida de presión de alrededor de 30 milibarias al llegar a una
carga de polvo de alrededor de 7,5 g. Estos resultados demuestran
una mejora de alrededor del 300-400% sobre las
construcciones de filtro convencionales. En particular, en los
Ejemplos 2 y 3 no se incluye entrecapa de filtro MB entre la capa
multiuso de gran capacidad de polvo situada arriba y la segunda
capa de filtrado situada corriente abajo.
Se contemplaron ejemplos adicionales de
estructuras compuestas de bolsa de aspiradora de rendimiento
mejorado dentro del ámbito de la definición de la presente
invención como se ilustra en las figuras 7-9. En
particular, la figura 7A muestra una estructura de dos capas en la
que la capa multiuso situada corriente arriba es una composición
tendida en seco de fibras de pulpa esponjosa exclusivamente
mantenidas juntas con un adhesivo de látex seco, o de una
combinación de fibras de polímero de bicomponente pegadas
térmicamente. La capa multiuso tiene una gran permeabilidad al
aire y una gran capacidad de retención de polvo.
La figura 7B muestra también una estructura de
dos capas en la que la capa multiuso es una combinación de tres
componentes de fibras de pulpa esponjosa, fibras de polímero de
bicomponente y fibras de película dividida cargadas
electrostáticamente. De nuevo, la combinación se mantiene junta por
pegado térmico, principalmente, de la composición de fibras de
polímero de bicomponente de punto de fusión bajo.
La figura 7C muestra otra estructura de dos capas
de papel filtro tendido en seco con un papel filtro tendido en
húmedo con gran capacidad de retención de polvo, especialmente
desarrollado en la posición corriente arriba. Las fibras del papel
tendido en seco son una combinación de fibras sintéticas y
naturales, es decir, fibras de pulpa de madera. Preferiblemente,
las fibras sintéticas son de poliéster, y más preferiblemente, de
tereftalato de poliolefina. Las fibras se pegan con un adhesivo de
látex con alrededor de un 10 - 30% en peso de sólidos adhesivos
secos respecto del peso de la fibra.
La figura 7D ilustra una estructura de dos capas
en la que la capa multiuso situada corriente arriba comprende
fibras de poliolefina y, preferiblemente, de polipropileno. Esta
capa se carga electrostáticamente usando, preferiblemente, la
tecnología de Tantret (TM).
Las figuras 7E-7H muestran
estructuras iguales a las de las figuras 7A-7D,
respectivamente, excepto que se inserta una entrecapa opcional de
lana soplada en fundido entre la capa filtro multiuso y la segunda
capa de filtrado.
Las figuras 7I-7P muestran
estructuras que se corresponden con las de las figuras
7A-7H, respectivamente, excepto que se ha añadido
una gasa opcional en el lado de la bolsa de filtro en vacío
expuesto al flujo de aire para proteger la capa próxima de la
abrasión y para filtrar algunas de las partículas de polvo muy
grandes.
Las figuras 8Q-8AF muestran
estructuras que se corresponden con las de las figuras
7A-7P, respectivamente, excepto que se coloca una
tela de lana opcional ligada por centrifugado en la posición de
capa más corriente abajo y, por lo tanto, está en el lado exterior
de la bolsa de aspiradora.
Las figuras 9AG-9BL muestran
estructuras que se corresponden con las de las figuras
7A-8AF, respectivamente, excepto que las capas
adyacentes a las compuestas están pegadas por un adhesivo
termofusible. El adhesivo termofusible se puede sustituir también
por u usar en conjunción con todos los procedimientos conocidos de
laminación, incluidos los pegamentos térmicos y ultrasónicos.
Aunque las figuras solo ilustran realizaciones en las que está
presente un adhesivo entre todas las capas adyacentes, se contempla
que no todas las capas necesiten unirse de esta manera, es decir,
algunas capas del compuesto se deben pegar con adhesivo y otras
no.
Claims (22)
1. Un filtro para eliminar partículas
comprendidas por un gas, que comprende una capa de capacidad de
filtrado multiuso situada corriente arriba en la dirección del
flujo de aire de una segunda capa de filtrado:
Estando seleccionada la segunda capa de filtrado
de entre:
- (a)
- un filtro tendido en seco o tendido en húmedo que tiene un peso base de aproximadamente 30-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 100-3000 l(m^{2} x seg.); y
- (b)
- un no tejido termopegado que tiene un peso base de aproximadamente 10-100 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 100-3000 l(m^{2} x seg.); y
estando seleccionada la capa de capacidad de
filtrado multiuso de entre:
- (a)
- un papel de gran capacidad de polvo tendido en húmedo o tendido en seco que tiene un peso base de aproximadamente 30-150 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 500-8000 l/(m^{2} x seg.;
- (b)
- un no tejido fundido en masa que tiene un peso base de aproximadamente 30-180 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 300-1500 l/(m^{2} x seg.); y
- (c)
- un papel modular ligado por centrifugado que tiene un peso base de aproximadamente 20-150 g/m^{2} y una permeabilidad al aire de aproximadamente 200-3000 l/(m^{2} x seg.).
2. El filtro de la reivindicación 1, en el que la
capa de filtrado multiuso es eficaz para que la caida de presión
del filtro sea a lo sumo de 30 milibarias con una carga de polvo
fino de al menos 6,5 gramos determinada de acuerdo con la norma DIN
44956-2.
3. El filtro de la reivindicación 1 en el que el
papel de gran capacidad de polvo tendido en húmedo comprende fibras
que comprenden al menos 15% de fibra sintética cargable o no
cargable y una cantidad complementaria de fibras de pulpa de
madera, y adhesivo.
4. El filtro de la reivindicación 3 en el que las
fibras sintéticas son de poliéster.
5. El filtro de la reivindicación 3 en el que las
fibras sintéticas son fibras de poliolefina.
6. El filtro de la reivindicación 5 en el que las
fibras de poliolefina son de polipropileno cargado
electrostáticamente.
7. El filtro de la reivindicación 1 en el que la
capa de filtrado multiuso comprende un papel de alta capacidad de
polvo tendido en seco con una composición seleccionada de
entre:
- (a)
- Fibras de pulpa esponjosa pegadas con látex.
- (b)
- Fibras de fundente termopegables.
- (c)
- Una combinación termopegada de fibras de polímero de fundente termopegables y fibras de pulpa esponjosa.
- (d)
- Una combinación termopegada de fibras de fundente termopegables, fibras de pulpa esponjosa y fibras de película dividida.
- (e)
- Combinación termopegada de fibras electrostáticas mezcladas.
8. El filtro de la reivindicación 7 en el que las
fibras de fundente termopegables son fibras de polímero de
bicomponente.
9. El filtro de la reivindicación 8 en el que las
fibras de polímero de bicomponente son de poliolefina.
10. El filtro de la reivindicación 9 en el que
las fibras de polímero de bicomponente tienen un núcleo de
polipropileno y una envuelta de polietileno.
11. El filtro de la reivindicación 8 en el que
las fibras de polímero de bicomponente tienen un núcleo dispuesto
excéntricamente respecto de una envuelta.
12. El filtro de la reivindicación 11 en el que
el núcleo está situado junto a la envuelta.
13. El filtro de la reivindicación 7 en el que
las fibras de película dividida se cargan electrostáticamente.
14. El filtro de la reivindicación 1 que
comprende además una capa de lana soplada en fundido que tiene un
peso base de alrededor de 10-50 g/m^{2} y una
permeabilidad al aire de alrededor de 100-1500
l/(m^{2} x seg.) situada entre la capa de filtrado multiuso y la
segunda capa de filtrado.
15. El filtro de la reivindicación 14 en el que
la capa de lana soplada en fundido se carga
electrostáticamente.
16. El filtro de la reivindicación 1, en el que
el no tejido termopegado es la capa más corriente abajo de la
estructura.
17. El filtro de la reivindicación 1 en el que al
menos dos capas adyacentes de la estructura están pegadas.
18. El filtro de la reivindicación 17 en el que
las dos capas adyacentes pegadas son la capa de filtrado multiuso y
la segunda capa de filtrado.
19. El filtro de la reivindicación 17 en el que
todas las capas adyacentes de la estructura están pegadas.
20. El filtro de la reivindicación 1 en el que el
no tejido soplado en fundido de gran volumen se carga
electrostáticamente.
21. El filtro de la reivindicación 1 en el que al
menos una de las capas es de material cargable y la capa cargable
se carga electrostáticamente.
22. Una bolsa de aspiradora desechable que
comprende un filtro de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
21.
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8503298P | 1998-05-11 | 1998-05-11 | |
| US85032P | 1998-05-11 | ||
| US9603998P | 1998-08-11 | 1998-08-11 | |
| US96039P | 1998-08-11 | ||
| US10614398P | 1998-10-29 | 1998-10-29 | |
| US106143P | 1998-10-29 | ||
| US306880 | 1999-05-07 | ||
| US306883 | 1999-05-07 | ||
| US09/306,883 US6171369B1 (en) | 1998-05-11 | 1999-05-07 | Vacuum cleaner bag construction and method of operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2210212T3 true ES2210212T3 (es) | 2004-07-01 |
Family
ID=27491932
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02018932T Expired - Lifetime ES2210212T3 (es) | 1998-05-11 | 1999-05-11 | Bolsa para aspiradora. |
| ES99401164T Expired - Lifetime ES2207137T3 (es) | 1998-05-11 | 1999-05-11 | Bolsa o filtro para aspiradora y procedimiento para filtrar un gas. |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99401164T Expired - Lifetime ES2207137T3 (es) | 1998-05-11 | 1999-05-11 | Bolsa o filtro para aspiradora y procedimiento para filtrar un gas. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (2) | ES2210212T3 (es) |
| TR (1) | TR200202161T2 (es) |
-
1999
- 1999-05-11 TR TR2002/02161T patent/TR200202161T2/xx unknown
- 1999-05-11 ES ES02018932T patent/ES2210212T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 ES ES99401164T patent/ES2207137T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TR200202161T2 (tr) | 2002-11-21 |
| ES2207137T3 (es) | 2004-05-16 |
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