NO337831B1 - Støvsugerpose og fremgangsmåte for å forlenge brukstiden for denne - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en støvsugerpose av et filtermateriale som kan gjennomstrømmes av luft, og som danner et lukket støvsamlerrom, idet støvsugerposen kjennetegnes ved at et materiale som kan virvles opp ved en gitt luftstrømning inneholdes i støvsamlerrommet. Oppfinnelsen angår dessuten en fremgangsmåte for å forlenge brukstiden til støvsugerposer, idet det anvendes en støvsugerpose som angitt ovenfor.

For støvsugerposer anvendes mange forskjellige filtermaterialer og materialkombinasjoner. Foruten de klassiske papir- eller papir-tissueposer er det også kjent poser av kombinasjoner av papir med plastfibre eller også støvsugerposer som består fullstendig av fiberstoffer. For eksempel EP-A-0 338 479 beskriver en kombinasjon av papir og Meltblown, og EP 0 161 790 beskriver et trelags kompositt av Spunbond-Meltbond-Spunbond (SMS). Slike filtermaterialer med et finfilterlag av Meltblown forbedrer utskillingsevnen betydelig sammenlignet med en ettlags papirpose eller en tolags pose av papir og tissue. I de senere år er det dessuten blitt kjent flerlags komposittmaterialer av forskjellig sammensetning, med hvilke særlig støvlagringskapasiteten har kunnet forbedres. I EP-A-0 960 645 er beskrevet et slikt materiale av forskjellige fiberlag og et finfilterlag.

Anvendelsen av disse nye komposittmaterialer for fremstilling av støvsugerposer har ført til at det har kunnet oppnås en forlengelse av brukstiden.

De forlengelser av brukstiden som er oppnåelige med disse nye filter poser kan imidlertid trenge en forbedring med hensyn til en optimal utnyttelse av filterposen, særlig når filteret er påført en stor mengde fint støv. Dessuten er en vesentlig forlengelse av brukstiden til filtre av enkle sammensatte filtermedier ønskelig.

Videre er det fra DE-OS 27 33 861 A kjent en filteranordning for en støvsuger. I filteranordningen som er beskrevet der inneholdes i en beholder som består av et formstabilt materiale og som avgrenses av to silbunner, et overflateaktivt materiale. Denne filteranordningen anvendes derfor også i henhold til skriftet som forfilter for en støvsuger, dvs. at anordningen med et formstabilt materiale er plassert foran den egentlige støvsugerposen.

En vesentlig ulempe ved denne anordningen er imidlertid at denne innretningen bare er egnet til å utfiltrere eventuelt fint støv. I det tilfelle at det foruten fint støv også finnes andre støvfraksjoner, kan denne filteranordningen ikke anvendes, etter som siktbunnen som avgrenser beholderen i slike tilfeller ville bli tilstoppet.

Dette gjelder særlig også for typisk husstøv, som utmerker seg ved en betydelig fiberandel. Filterkaken som dannes på siktbunnen på innstrømningssiden ville allerede etter kort tid umuliggjøre fortsatt arbeide.

Videre er det ugunstig at det i denne anordningen bare kan anvendes ganske store kuler med tilsvarende liten overflate og tilsvarende liten bindeevne for fint støv. Mindre kuler ville måtte tilbakeholdes med enda finere sikter i det forankoplede filteret, hvilket fører til enda større problemer med grovt, fiberholdig støv.

De 1151905 beskriver en papirfilterpose, hvor det foreslås at løse filtermaterialer bringes inn i posen, som blir fordelt i posen av den innstrømmende luften slik at det derved dannes et homogent sjikt på innsiden av posen.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er derfor å tilby en støvsugerpose som i forhold til kjente støvsugerposer, så vel av papir som av papir-smelte-blåste kombinasjoner, henholdsvis spin-bundne-smelteblåste-spin-bundne (SMS)-kompositter og fiberposer med et kapasitetslag, kan oppta en vesentlig større støvmengde uten at trykktapet øker for sterkt. Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilby en fremgangsmåte som medfører en forlengelse av brukstiden til støvsugerposer.

Dette formålet oppnås med hensyn til støvsugerposen med trekkene i patentkrav 1 og med hensyn til fremgangsmåten for økning av brukstiden med trekkene i patentkrav 14. De uselvstendige patentkravene angir fordelaktige utførelser.

Det har fullstendig overraskende vist seg at når støvsugerposen, som må danne et lukket støvsamlerrom, inneholder et materiale som kan virvles opp ved den gitte luftstrømning, øker mengden av støv som kan opptas med inntil en faktor 5 i forhold til kjente filterposer. Derved kan det f.eks. i en støvsugerpose for støvsugere med et volum for filteret på ca. 1 I opptas mer enn 350 g støv, mens det i en eksisterende støvsugerpose i henhold til kjent teknikk, enten den er av papir eller fremstilt av SMS-kompositter, bare kan opptas maksimalt 80 til 100 g støv. Tydeligvis holdes i støvsugerposene i henhold til oppfinnelsen det oppvirvlebare materiale som inneholdes i støvsugerposen i driftstilstand ved den gitte luftstrømningen i sirkulasjon, og kan derved binde det innsugde støvet allerede i luftrommet. Derved hindres en tilstopning av veggmaterialet. Dette tilsier at ikke bare støvsugerposer som er fremstilt av papir, men også de kjente SMS-komposittmaterialer kan forbedres vesentlig på grunn av det oppvirvlebare materiale med hensyn til brukstiden. For det oppvirvlebare materialet (fibre) har det vist seg fordelaktig at dette har et volum per vektenhet på 1 cm<3>/g til 100 cm<3>/g, og særlig foretrukket 3 cm<3>/g til 60 cm<3>/g. Bestemmelsen av volumet per vektenhet ble utført som følger: 5 g av stoffet som skal undersøkes fylles i en sylinder med 48 mm diameter. Materialet belastes fullstendig med en plate på 250 g. Høyden av materialet som innstiller seg avleses. Ut fra dette beregnes volumet av materialet og volumet per vektenhet i cm<3>/g.

Blant fibre foretrekkes kjemiske fibre og/eller naturfibre. Som eksempler på kjemiske fibre skal nevnes cellulosefibre, slik som viskose. Egnede eksempler på de syntetiske fibre er: polyolefin, polyester, polyamid, polyakrylnitril og polyvinylalkohol.

Økonomisk fordelaktig er også anvendelsen av gjenvinningsfibre fra gamle tekstiler eller produksjonsavfall.

Egnet som oppvirvlebare materialer er også naturfibre, slik som cellulose, trefiberstoffer, kapok, lin, jute, manillahamp, kokos, ull, bomull, kenaf, abaka, morbær og fluffpulp.

Fibrene kan dessuten være jevne, forgrenet og/eller krympet. Fordelaktig er også hule, teksturerte fibre og fibre med urundt tverrsnitt (f.eks. trilobal).

I forsøk kan det vises at også fiberlengden har innvirkning på brukstiden av fiberposene. Generelt kan det sies at fibrene kan ha en lengde på 0,3 til 100 mm, men det foretrekkes at fibrene er 0,5 til 20 mm, og særlig foretrukket er 1 til 9,5 mm. Særlig når de sistnevnte størrelsesbetingelser overholdes for fibrene oppnås utmerkede resultater.

En annen foretrukket utførelsesform angår det trekket at de oppvirvlebare materialene har en elektrostatisk ladet overflate. Oppladningen av fibrene kan utføres etter den kjente metoden på folien eller filamentene. Ved anvendelsen av triboelektriske materialkombinasjoner oppstår det en ladning enten på grunn av friksjon av fibrene mot hverandre eller ved friksjon av fibrene mot filtermaterialet (innsiden av posen). Med denne utformningen oppnås en forbedring av opptaksevnen for støv for materialene som sirkulerer i filterposen. Det er også mulig å gi materialene en funksjonalisert overflate. Som funksjonaliserte overflater kan anvendes belegg på fibrene, med hvilke adsorpsjonsevnen til fibrene kan økes.

Støvsugerposen i henhold til oppfinnelsen bør fortrinnsvis være slik dimensjonert at den er gjennomstrømbar med en volumstrøm på 10 m<3>/h til 400 m<3>/h. Ved forsøk kan det også vises at det er gunstig at det per 1000 cm<3>volum i støvsugerposen inneholdes fortrinnsvis 5 til 15 g av det oppvirvlebare materialet.

Som filtermateriale for støvsugerposen i henhold til oppfinnelsen kan i og for seg alle kjente materialer være aktuelle. Som eksempler skal nevnes papir og fibermaterialer og dessuten de innledningsvis nevnte SMS-kompositter.

Oppfinnelsen angår dessuten en fremgangsmåte for forbedring av brukstiden til støvsugerposer. Med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen foreslås at det anvendes støvsugerposer oppbygget slik som beskrevet ovenfor. Fremgangsmåten utføres fortrinnsvis med en volumstrøm fra 10 m3/h til 400 m3/h. Fremgangsmåten utføres fortrinnsvis slik at før starten av den første sugingen eller ved starten av sugingen innføres det oppvirvlebare materialet i støvsamlerrommet. Således inneholdes allerede materialet i støvsugerposen, dvs. at materialet allerede ble innført ved fremstillingen av støvsugerposen eller at materialet deretter innføres i støvsugerposen, dvs. innsuges. Vesentlig for fremgangsmåten er i alle tilfeller at materialet som inneholdes i støvsugerposen oppvirvles ved driftsbetingelsene, dvs. ved den gitte volumstrømmen og kan holdes i sirkulasjon. Det er videre foreslått at det oppvirvlebare materialet foreligger i en omhylning. Omhylningen må selvsagt være slik utført at den ødelegges ved den gitte volumstrømmen i støvsugerposen, slik at det oppvirvlebare materialet foreligger i løs form i støvsugerposen og kan sirkulere i støvsugerposen ved de gitte betingelser.

Fremgangsmåten er fortrinnsvis en fremgangsmåte for støvsuging med en gulvstøvsuger eller en håndstøvsuger.

I det etterfølgende er figurene 1-11 nærmere forklart. Figurene 1-10 angår tilstopningsegenskaper, og viser påvirkningen fra forskjellige fibre og flak.

For måling av tilstopningsegenskapene ble det benyttet mineralstøv av type 44956 fra firmaet Normsand GmbH, Beckum. Figur 1 viser tilstopningsegenskaper som ble registrert med en Miele støvsuger S511, og som referansepose ble anvendt en støvsugerpose av SMS-materiale. Ved dette første forsøk ble en masse av pulver eller granulat fylt inn i støvsugerposen, tilstopningsegenskapene ble registrert og sammenlignet med tilstopningsegenskapene til en referansepose av SMS. Som det fremgår av figur 1, viste det seg at det anvendte pulveret og granulatet i en mengde på 21 g ikke hadde noen innvirkning på tilstopningsegenskapene. Som materiale ble blant annet også benyttet aktivt kull. Anvendelsen av aktivt kull i støvsugerposen er allerede kjent fra WO 01/08543 A1. Det er der nemlig foreslått å innføre aktivt kull som luktadsorbent i en støvsugerpose. Den vesentligste kjernen i det som beskrives i det ovenfor nevnte WO-skrift er at massen av aktivt kull som inneholdes i filterposen virker som adsorbent for luktstoffer. Som forsøkene har vist har imidlertid dette fyllmaterialet ingen innvirkning på brukstiden. Figur 2-4 viser påvirkningen fra fiberlengden og massevekten av cellulosefibre i en SMS-pose, i sammenligning med en referansepose av SMS uten tilsvarende fibre. Som det fremgår av figur 2-4 ble det ved anvendelsen av de angitte fibre av cellulose oppnådd en tydelig forlengelse av brukstiden i forhold til en referansepose av SMS uten oppvirvlebare materialer. De beste resultater oppnås med fl uff pulp og en midlere fiberlengde på 1,85 mm. Med et slikt oppvirvlebart materiale er det mulig å forlenge brukstiden flere ganger i forhold til en referansepose av SMS. Generelt blir for støvsugere i henhold til kjent teknikk, når luftmengden har gått tilbake til omtrent 80 m<3>/h, tilkoblet en måler som viser at filterposen skal skiftes ut. For en filter pose i henhold til kjent teknikk av SMS-materiale er utskifting av filteret nødvendig allerede ved en støvmengde på 150 g. Når det anvendes en filterpose i henhold til oppfinnelsen med en masse av fluffpulp er det, selv ved en støvmengde på 300 g, ennå ikke oppnådd den kritiske luftmengden på 80 m<3>/h. For volum per vektenhet er som eksempel verdier på 10 til 40 cm<3>/g særlig gunstige.

Som det også fremgår av figur 2-4 har også mengden av materialet en innvirkning. Generelt kan det sies at for dette eksempelet medfører en økning av mengden fra 7 til 14 og til 21 g til en forbedring. En SMS-pose med 21 g fluffpulpfibre gir absolutt de beste resultater. Figur 5-7 viser måleresultatene i relasjon til syntetiske fibre. Også her viser det seg tydelig at for en støvsugerpose i henhold til oppfinnelsen som er fylt med oppvirvlebare, syntetiske fibre, kan det oppnås en tydelig økning av brukstiden. Som det fremgår av en sammenligning av figurene 5-7, skjer en forbedring med økende vekt av fyllingen. De beste resultater oppnås med 21 g åpnede splittfibre og en fiberlengde på 5 mm. En slik støvsugerpose medfører ved en støvmengde på 300 g heller ikke den kritiske luftmengden på 80 m<3>/h. Figur 8 viser tilstopningsegenskaper for en SMS-pose som er fylt med forskjellige polymerflak. Også disse resultater viser at det med støvsugerposer med polymerflak, særlig med stivelsesflak, oppnås en tydelig forlengelse av brukstiden. De beste resultater oppnås med 21 g stivelsesflak. Fyllingsvolumet var her 52 cm<3>/g. Figur 9 viser en sammenstilling av resultatene, forklart nærmere ovenfor, i hvilken de beste resultater for de oppvirvlebare materialer er grafisk sammenstilt. Det oppnås de beste resultater når støvsugerposen inneholder 21 g fluffpulp med en midlere fiberlengde på 1,85 mm. Også splittfibre i en mengde på ca. 21 g og en midlere fiberlengde på 5 mm oppviser overlegne egenskaper. Også stivelsesflak og PP-fibre har vist seg å være egnet.

I figur 10 er vist forbedringspotensialet for en papirpose ved hjelp av den løse fyllingen, slik som vist ovenfor.

Endelig viser figur 11 at også støvsugerposer av nye filtermedier kan forbedres med støvsugerposen i henhold til oppfinnelsen. I figur 11 er som referanse anvendt en filterpose Capatil 45. Dette filtermaterialet er beskrevet i EP 1 198 280 B1. Ved anvendelsen av fluffpulp på 1,85 mm med et fyllevolum på 32,6 cm<3>/g kan brukstiden for denne posen ytterligere forbedres.

Claims (14)

1. Støvsugerpose av et filtermateriale som kan gjennomstrømmes av luft, hvor støvsugerposen inneholder fibre som er oppvirvlebare ved en gitt luftstrøm, karakterisert vedat støvsugerposen inneholder, per 1000 cm<3>,1-30 g oppvirvlebare fibre og idet fibrene er ladede og/eller er triboelektriske fiberblandinger.

2. Støvsugerpose ifølge krav 1, karakterisert vedat det oppvirvlebare materialet har et volum per vektenhet på 5 cm3/g til 100 cm3/g.

3. Støvsugerpose ifølge krav 2, karakterisert vedat fibrene er kjemiske fibre og/eller naturfibre.

4. Støvsugerpose ifølge krav 3, karakterisert vedat de kjemiske fibre er cellulosefibre slik som viskose og/eller syntetiske fibre.

5. Støvsugerpose ifølge krav 4, karakterisert vedat de syntetiske fibre er valgt fra fibre fremstilt fra polyolefiner, polyester, polyamider, polyakrylnitril og/eller polyvinylalkohol.

6. Støvsugerpose ifølge krav 3, karakterisert vedat naturfibrene er valgt fra cellulose, trefiberstoffer, kapok, lin, jute, manillahamp, kokos, ull, bomull, kenaf, abaka, morbær og/eller fluffpulp.

7. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-6, karakterisert vedat fibrene er jevne, forgrenet, krympet, hule og/eller teksturert og/eller har et urundt tverrsnitt (f.eks. trilobaler).

8. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-7, karakterisert vedat fibrene har en midlere lengde mellom 0,3 mm og 100 mm, fortrinnsvis mellom 0,5 og 20 mm.

9. Støvsugerpose ifølge krav 8, karakterisert vedat fibrene har en midlere lengde fra 1 til 9,5 mm.

10. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-9, karakterisert vedat det oppvirvlebare materialet er elektrostatisk ladet.

11. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1 -10, karakterisert vedat støvsugerposen er slik dimensjonert og formet at volumstrømmen gjennom posen kan være fra 10 m<3>/t til 400 m<3>/t.

12. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-11, karakterisert vedat 5 til 15 g oppvirvlbart materiale inneholdes per 1000 cm3.

13. Støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-12, karakterisert vedat filtermaterialet er et ett- eller flerlags papir og/eller fibermateriale.

14. Fremgangsmåte for forlengelse av brukstiden til en støvsugerpose som drives med en forutbestemt volumstrøm, karakterisert vedat det anvendes en støvsugerpose ifølge i det minste ett av kravene 1-13.