DE29924500U1 - Disposable filter bag for vacuum cleaners - Google Patents
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Description
GRÜNECKER KINKELDEY ·3&Tgr;&thgr;£&kgr;&Mgr;*&Agr;^ S SChU/VAfcJHAUSSERGRÜNECKER KINKELDEY ·3&Tgr;&thgr;£&kgr;&Mgr;*&Agr;^ S SChU/VAfcJHAUSSER
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BERND ROTHAEMEL DR. DANIELA KINKELDEY THOMAS W. LAUBENTHAL DR. ANDREAS KAYSER DR. JENS HAMMER DR. THOMAS EICKELKAMP JOCHEN KILCHERT DR. THOMAS FRIEDEBERND ROTHAEMEL DR. DANIELA KINKELDEY THOMAS W. LAUBENTHAL DR. ANDREAS KAYSER DR. JENS HAMMER DR. THOMAS EICKELKAMP JOCHEN KILCHERT DR. THOMAS FRIEDE
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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.This invention relates to a new disposable vacuum cleaner bag composition which is considerably superior to existing vacuum cleaner bag designs in terms of dust holding capacity, minimal increase in pressure drop upon dust loading and ease of bag manufacture and dimensional stability, while achieving filtration efficiency values which compare highly favourably with the best commercially available bags.
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 neueIn recent years, a number of companies have developed raw materials and components for vacuum cleaner bags to replace the older single-layer paper bags and the familiar double-layer bags with bags having a downstream filter paper and an upstream tissue paper having upstream layers of either wet-laid tissues or nonwovens such as ultrafine meltblown (MB) nonwovens, occasionally referred to herein as "filtration grade MB nonwovens." Some vacuum cleaner manufacturers have even marketed bagless vacuum cleaners to avoid the cost of bags. However, this type of vacuum cleaner has lower suction power and the compartment that holds the dust must be emptied by hand, and this largely offsets its advantages by exposing the worker and the environment to the concentrated dust. Nevertheless, the bagless vacuum cleaner has prompted manufacturers to improve the overall effectiveness of bags. In addition, the invention relates to fibrous components that are randomly laid down in three dimensions using dry-laying and wet-laying techniques to achieve low density and high volume for new
Filter mit größerer Luftdurchlässigkeit und Partikelfassungsvermögen bzw. Partikelspeicherkapazität bereitzustellen.To provide filters with greater air permeability and particle holding or storage capacity.
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.The prior art has addressed the problem of providing a vacuum cleaner bag with improved filtration performance or filtration efficiency. US Patent No. 5,080,702, Home Care Industries, Inc., discloses a container-type disposable filter bag comprising a structure of layers arranged side by side, namely an inner and an outer layer of an air-permeable material. US Patent No. 5,647,881 (EPO 0 822 775 B1) discloses a three-layer composition of an outer carrier layer, a middle charged fiber filter layer with certain properties and an inner diffusion layer which is only connected to the fiber filter layer at at least one seam. The purpose of the diffusion layer is mainly to provide the filter bag with shock load resistance or strength. EPO 0 338 479 (Gessner) discloses a dust filter bag with a fibrillated fleece-covered outer layer of filter paper. The fibrillated filtration grade nonwoven layer is arranged upstream of the filter paper.
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. In the vacuum cleaner bag of the invention, the main function of the inner layer is a high dust storage capacity or a high dust holding capacity, a property that has not yet been disclosed on this scale in the prior art.
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.With the advent of electrostatically charged MB fleeces, it has become possible to produce bag laminates with filtration efficiencies of the order of 99.8 - 99.9% for fine dust at medium airflow. However, conventional MB fleeces are essentially flat filters. Consequently, filter structures using MB fleeces quickly become charged with dust, reducing air suction and losing further dust holding capacity in the vacuum cleaner. Today, standard vacuum cleaner bags have an air permeability of 200 to 400 l/(m 2 s). It is desirable to have a combination of paper types and other layers, including MB layers, that give high efficiency of up to 99.9% and also allow high flow with minimal increase in pressure gradient as measured by the DIN 44956-2 test.
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.A first object of this invention is to provide a new vacuum cleaner bag composition having extremely high filtration performance with respect to fine dust and maximum performance of a vacuum cleaner in terms of continuous high suction for picking up dust without significant increase in pressure drop until the bag is full.
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.A second object of this invention is to provide a bag having a composition such that it has the stiffness necessary for manufacture and molding on conventional vacuum cleaner bag manufacturing equipment.
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.A third object of this invention is to provide a vacuum cleaner bag media that is best suited to the new European trend towards small vacuum cleaners, of course with smaller vacuum cleaner bags, due to its excellent filtration performance and superior, non-blocking, high airflow performance.
Diese und andere Ziele des Erfinders werden dem Fachmann auch durch die folgende Offenbarung offenbart.These and other objects of the inventor will also be apparent to those skilled in the art from the following disclosure.
Das "Nonwoven Fabrics Handbook of the Association of the Nonwoven Fabrics Industry", 1992 wird in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen.The "Nonwoven Fabrics Handbook of the Association of the Nonwoven Fabrics Industry", 1992 is incorporated herein by reference in its entirety.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden durch den Filter 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/The above-described objects are achieved by the filter according to claim 1. In particular, a disposable vacuum cleaner bag or throw-away vacuum cleaner bag with an air permeability greater than 400 l/(m 2 s) was developed. This was achieved in particular by placing a filter paper on the upstream air side of a filtration grade MB fleece/
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.spunbond two-ply component, rather than placing the filter paper on the outside (ie, downstream air side) of the bag as is typically done. It should be noted, however, that prior art bag designs often place a lightweight (typically 13 g/m 2 ) tissue web upstream of the MB web to support and protect the MB web from abrasion. However, this lightweight tissue web filters only some of the largest dust particles.
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.With the new filter bag construction, it is possible to use a coarse filter paper, sometimes referred to herein as a "high dust holding capacity" paper or layer, a "multipurpose" or "capacity" paper or layer, at the most upstream layer within the bag. This invention also allows for optional use of lightweight tissue batt, netting or other scrim at the innermost layer upstream of this filter paper. This removes large dust particles through the coarse filter paper (and possibly to a lesser extent through the lightweight tissue batt, if used). The filtration grade MB portion of the bag fabric can serve more efficiently as a filter without clogging since it does not have to hold the bulk of the dust. If desired, a wet laid tissue can also be used in front of the coarse paper. This construction is different from previous designs which used MB layers on the inside of the bag and which relied on the MB batt for both dust holding and filtration. In addition, the paper gives the bag the rigidity needed to manufacture and form the new bag composition from conventional vacuum cleaner bag manufacturing equipment.
Der neue Staubsaugerbeutel umfasst demnach eine flache Zusammensetzung aus einer Grobfilterschicht, die wenigstens (a) ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubspeicherkapazität, (b) ein trockengelegtes Papier mit hoher Staubspeicherkapazität, (c) ein hochvoluminöses („high bulk") Meltblown-Nonwoven, oder (d) ein (modulares) Spunblown-Nonwoven, 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.The new vacuum cleaner bag thus comprises a flat composition of a coarse filter layer comprising at least (a) a wet-laid paper with high dust holding capacity, (b) a dry-laid paper with high dust holding capacity, (c) a high bulk meltblown nonwoven, or (d) a (modular) spunblown nonwoven, arranged upstream of the direction of air flow of a filtration grade meltblown nonwoven layer formed as a bag with at least one means for defining an air inlet in the flat composition and at least one seam forming the flat composition as a bag. The filter layer effective according to this invention arranged downstream of the coarse capacity layer is sometimes referred to herein as a "secondary" or "high performance filtration" layer.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Erfindung wird nun auch eine zusammengesetzte Struktur für einen Staubsaugerbeutel mit verbesserter Wirksamkeit bereitgestellt, die eine Mehrzweckfiltrationsschicht umfasst, die hier als Papier oder Schicht "mit hoher Staubspeicherkapazjtät" als "Grpb-^oder "KapazitätenPapier oder -Schicht bezeichnetAccording to a further development of this invention, there is now also provided a composite structure for a vacuum cleaner bag with improved efficiency, comprising a multi-purpose filtration layer, referred to herein as a "high dust holding capacity" paper or layer, referred to as a "high dust holding capacity" paper or layer.
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wird, die stromaufwärts in Richtung des Luftstroms einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist, die aus (a) einem nassgelegten Filterpapier mit einem Flächengewicht von etwa 30 bis 100 g/m2 und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100 - 3000 l/(m2 s) und (b) einem thermisch gebondeten Spunbond-Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 10-100 g/m2 und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 500 -10000 l/(m2 s) und vorzugsweise etwa 2000 - 6000 l/(m2 s) ausgewählt ist.which is arranged upstream in the direction of the air flow of a second filtration layer selected from (a) a wet-laid filter paper having a basis weight of about 30 to 100 g/m 2 and an air permeability of about 100 - 3000 l/(m 2 s) and (b) a thermally bonded spunbond nonwoven having a basis weight of about 10-100 g/m 2 and an air permeability of about 500 - 10000 l/(m 2 s) and preferably about 2000 - 6000 l/(m 2 s).
Ein bevorzugtes Beispiel ist ein thermisch gebondetes trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, das eine Mischung aus Fluff Pulp, Bikomponentenfasem (zum thermischen Bonden) und elektrostatisch geladenen Splitfilmfasern umfasst. Im Grunde umfasst in einem Aspekt die neue zusammengesetzte Staubsaugerbeutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit das Anordnen eines nass- oder trockengelegten Kapazitätspapiers mit einer Luftdurchlässigkeit von bis zu 8000 l/(m2 s) vor einem nassgelegten Filterpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von bis zu etwa 3000 l/(m2 s).A preferred example is a thermally bonded dry laid paper with high dust capacity comprising a mixture of fluff pulp, bicomponent fibers (for thermal bonding) and electrostatically charged split film fibers. Basically, in one aspect, the new composite vacuum cleaner bag structure with improved efficiency comprises placing a wet or dry laid capacity paper with an air permeability of up to 8000 l/(m 2 s) in front of a wet laid filter paper with an air permeability of up to about 3000 l/(m 2 s).
Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt stellt die Erfindung die optionale Einbeziehung einer Meltblown-Vlies-Zwischenschicht bereit, die ein Flächengewicht von etwa bis 50 g/m2 und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 100 -1500 l/(m2 s) aufweist und zwischen der Mehrzweckfiltrationsschicht und der zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist. In einer Variante kann die optionale Meltblown-Vlies-Zwischenschicht elektrostatisch geladen sein.According to another preferred aspect, the invention provides the optional inclusion of a meltblown nonwoven intermediate layer having a basis weight of about 50 g/m 2 and an air permeability of about 100 - 1500 l/(m 2 s) and disposed between the multipurpose filtration layer and the second filtration layer. In a variant, the optional meltblown nonwoven intermediate layer may be electrostatically charged.
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.A scrim of typically about 13 gsm basis weight may be disposed on one or both sides of the multipurpose filtration layer and second filtration layer pair for improved abrasion resistance and ease of bag manufacture. Preferably, the scrim is disposed as the outermost upstream layer of the structure. Also, some or all of the layers in the new improved performance bag constructions may be bonded together using hot melt adhesives, adhesives, or thermal or ultrasonic bonding, or a combination of these bonding techniques.
Ein Staubsaugerbeutel, der die zusammengesetzte Struktur mit verbesserter Wirksamkeit dieser Erfindung verwendet, weist, wie sich gezeigt hat, eine im Vergleich mit anderen Staubsaugerbeutejstrukturen günstige Fijtrationslejstyng auf. Qie.Strukturen mit ver-A vacuum cleaner bag using the composite structure with improved efficiency of this invention has been found to have favorable filtration performance compared to other vacuum cleaner bag structures.
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besserter 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 pm NaCI-Partikel auf.Improved efficiency bags generally perform better than 95% performance according to the DIN 44956-2 test and can typically endure two or three times more DIN dust loading cycles than comparable bag designs. They also have up to five times more DIN loading cycles than conventional bag designs characterized by either a scrim in front of standard wet-laid paper or by an MB filter fleece in front of a standard wet-laid paper. With the optional electrostatically charged MB interlayer, the new designs have superior, high fine dust filtration performance for 0.1 - 0.3 pm NaCl particles.
Hochfiltrationsgrad-Vliese wie elektrostatisch geladene MB-, modulare Spunbond- und Mikrodenier-Spunbond-Medien können auch in die neuen Konstruktionen dieser Erfindung aufgenommen werden.High filtration grade nonwovens such as electrostatically charged MB, modular spunbond and microdenier spunbond media can also be incorporated into the new designs of this invention.
Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion aus nassgelegtem Tissue (innerhalb des Beutels) und Filterpapier (Luftauslassseite).Fig. 1 is a schematic cross-section of a conventional vacuum cleaner bag construction consisting of wet-laid tissue (inside the bag) and filter paper (air outlet side).
Fig. 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.Fig. 2 is a schematic cross-section of a two-layer vacuum cleaner bag in which an ultrafine MB nonwoven fabric within the bag serves as both a dust storage and filter component.
Fig. 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. Fig. 3 is a schematic cross-section of a three-layer vacuum cleaner bag in which a wet-laid tissue fleece with very low dust holding capacity has been added to protect the MB fleece from abrasion.
Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt einer dreischichtigen Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung, bei dem ein spezielles voluminöses MB vor einem Filtrationsgrad-MB-Vlies angeordnet ist, und die Spunbond-Schicht an der Außenseite des Beutels angeordnet ist.Figure 4 is a schematic cross-section of a three-layer vacuum cleaner bag construction according to this invention in which a special bulk MB is disposed in front of a filtration grade MB fleece and the spunbond layer is disposed on the outside of the bag.
Fig. 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.Figure 5 is a schematic cross-section of a three-layer vacuum cleaner bag construction according to this invention in which wet-laid capacity paper is disposed in front of a filtration grade MB nonwoven. The outer layer may be a spunbond, wet-laid, dry-laid, hydroentangled nonwoven, netting, or any type of nonwoven or woven scrim.
Fig. 6 ist ein schematischer Querschnitt einer dreischichtigen Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung, bei der trockengelegtes Kapazitätspapier vor einem Meltblown-Vlies angeordnet ist. Die äußere Schicht kann ein Spunbond, nassgelegtes, trockengelegtes, wasserstrahlverfestigtes oder sonstiges Nonwoven-Scrim sein.Fig. 6 is a schematic cross-section of a three-layer vacuum cleaner bag construction according to this invention in which dry-laid capacity paper is disposed in front of a meltblown nonwoven. The outer layer may be a spunbond, wet-laid, dry-laid, hydroentangled or other nonwoven scrim.
Fig. 7 ist ein schematischer Querschnitt eines neuen Staubsaugerbeutels nachFig. 7 is a schematic cross-section of a new vacuum cleaner bag according to
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.Example 7, in which a nonwoven/carbon layer is arranged as an odor absorbing layer with substantially the same filtration properties as a filter combination which serves only for dust filtering.
Fig. 8A ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8A is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8B ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8B is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8C ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8C is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8D ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8D is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8E ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8E is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8F ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8F is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8G ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8G is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8H ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8H is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 81 ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 81 is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8J ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8J is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8K ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8K is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8L ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8L is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8M ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8M is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8N ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8N is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 80 ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 80 is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8P ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8P is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8Q ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8Q is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8R ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8R is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8S ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8S is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8T ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8T is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8U ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8U is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8V ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8V is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8W ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8W is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8X ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8X is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8Y ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8Y is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8Z ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8Z is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 8AA ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.Fig. 8AA is another schematic cross-sectional view of an embodiment of the vacuum cleaner bag construction according to this invention.
Fig. 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.Fig. 9 is a graphical representation of the pressure drop (mbar) for vacuum cleaner bags as a function of the fine dust loading (PTI/fine) according to DIN 44956-2, carried out for examples 1 to 3 and 5 to 7.
Fig. 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.Fig. 10 is a graphical representation of the pressure drop (mbar) for vacuum cleaner bags as a function of the fine dust loading according to DIN 44956-2, performed for Example 4, Airflow and Example 2, 3M.
Fig. 11 ist ein Graph, der einen Vergleich des Luftstroms als Funktion der Feinstaubbeladung (PTI/fein) zeigt.Fig. 11 is a graph showing a comparison of airflow as a function of particulate matter loading (PTI/fine).
Fig. 12 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion. Fig. 12 is a schematic cross-section of a conventional vacuum cleaner bag construction.
Fig. 13 ist ein schematischer Querschnitt einer anderen Staubsaugerbeutelkonstruktion. Fig. 13 is a schematic cross-section of another vacuum cleaner bag design.
Fig. 14 ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer Meltblown-Zwischenschicht gemäß dieser Erfindung.Figure 14 is a schematic cross-section of an embodiment of an improved efficiency bag structure with a meltblown interlayer according to this invention.
Fig. 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.Figure 15 is a schematic cross-section of another embodiment of an improved efficiency bag structure having a latex bonded, dry laid, multi-purpose layer of high dust capacity fluff pulp upstream of a second wet laid paper filtration layer according to this invention.
Fig. 16 ist ein schematischer Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer thermisch gebondeten, trockengelegten Mehrzweckschicht mit hoher Staubkapazität stromaufwärts einer zweiten Filtrationsschicht aus nassgelegtem Papier gemäß dieser Erfindung.Figure 16 is a schematic cross-section of another embodiment of an improved efficiency bag structure having a thermally bonded, dry-laid, multi-purpose, high dust capacity layer upstream of a second wet-laid paper filtration layer according to this invention.
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Fig. 17 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls für ausgewählte Staubsaugerbeutelstrukturen als Funktion der Feinstaubbeladung.Fig. 17 is a graphical representation of the pressure drop for selected vacuum cleaner bag structures as a function of particulate matter loading.
Figurencharacters
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.18A-18P are schematic cross-sectional views of selected embodiments of bag structures having improved efficiencies of this invention in which a wet-laid paper layer is the most downstream layer.
Figurencharacters
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.19Q-19AF are schematic cross-sectional views of selected embodiments of the improved efficiencies bag structures of this invention in which a spunbond nonwoven layer is the most downstream layer.
Figurencharacters
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.20AG-20BL are schematic cross-sectional views of selected embodiments of the improved efficiencies bag structures of this invention in which adjacent layers are bonded by a hot melt adhesive.
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 "hinter" 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. StaubsaugerThe filter structures of this invention are intended for vacuum cleaner bags and for vacuum filters in general. By "vacuum filter" is meant a filter structure intended to be operated so that a gas, preferably air, usually carrying dry, solid particles, flows through the structure. In this application, the convention has been adopted that the filter inlet side is referred to as "upstream" and the filter discharge side as "downstream". Occasionally, the terms "before" and "after" are used herein to refer to the relative positions of structural layers as upstream and downstream. Of course, there is a pressure gradient across the filter during filtration, sometimes referred to as "pressure drop". Vacuum cleaner
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verwenden üblicherweise Filter in Beutelform. Normalerweise ist die Stromaufwärtsseite eines Staubsaugerbeutels die Innenseite und die Stromabwärtsseite ist außen.typically use bag-style filters. Typically, the upstream side of a vacuum cleaner bag is the inside and the downstream side is the outside.
PIN 44956-2:PIN44956-2:
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: O1 0,5,1,0,1,5, 2,0 und 2,5 Gramm.DIN 44956-2 was applied to determine the increase in pressure drop of five different examples of vacuum cleaner bag designs after dust loading with fine dust at the following levels: O 1 0.5,1.0,1.5, 2.0 and 2.5 grams.
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 StaubbeladungsgradeThe dust loading part of DIN 44956-2 was carried out with 0.5 gram increments from 0 to 2.5 g/m 2 /s for 7 bags of each sample. However, the pressure drop values were not recorded again. The maximum sustained air permeability values were then determined for the bags that met the determined dust loading levels.
aufwiesen.had.
Materialien, auf die in dieser Patentanmeldung Bezug genommen wird, werden im Folgenden ausführlicher beschrieben:Materials referred to in this patent application are described in more detail below:
Standard-StaubsaugerfilterbeutelpapierStandard vacuum cleaner filter bag paper
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 Polyfethylenterephthalat] (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 &mgr;&igr;&eegr;. 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.This type of paper has traditionally been used as a single ply where it provides dust filtration and containment as well as the strength and abrasion resistance required for a vacuum cleaner bag. This paper is also strong enough to allow easy manufacture on standard bag making equipment. This paper is composed predominantly of unbleached wood pulp with 6-7% of a synthetic fibre such as polyethylene terephthalate (PET) type polyester and is manufactured by wet-laid processes. The standard paper typically has a basis weight of about 30-80 g/m 2 and often about 50 g/m 2 . The PET fibres typically have a fineness of 1.7 dtex and lengths of 6-10 mm. This paper has an air permeability in the range of about 200-500 l/(m 2 s) and an average pore size of about 30 μm. However, the performance, determined according to the DIN 44956-2 test, is only about 86%. Another disadvantage is that the pores quickly become clogged with dust, and the dust storage capacity is further limited by the very thin paper thickness of only about 0.20 mm.
Ein Nonwoven aus Spunbond-Polymerfasem 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.A nonwoven made of spunbond polymer fibers can be used as a second filtration layer downstream of the coarse layer. The fibers can be made of any spunbondable polymer, such as polyamides, polyesters or polyolefins. The basis weight of the spunbond nonwoven should be about 10-100 g/m 2 and preferably about 30 - 40 g/m 2 . The spunbond nonwoven should have an air permeability of about 500 - 10000 l/(m 2 s) and preferably about 2000 - 6000 l/(m 2 s), measured according to DIN 53887. The spunbond can also be electrostatically charged.
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.Scrim generally refers to very open, porous paper or nonwoven with a light basis weight. The basis weight of the scrim is typically about 10-30 g/m 2 and often about 13-17 g/m 2 . The scrim, sometimes called a support fleece, usually has an air permeability of 500 - 10000 l/(m 2 s). It is used primarily to protect the multi-purpose layer with high dust capacity from abrasion. The scrim can filter the largest particles. The scrim, like any other layer of the bag, can be electrostatically charged, provided that the material has suitable dielectric properties.
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 ertaubt wird, dadurch ein Bereitstellen eines geringen Druckabfalls bei hoher Partikelbeladung, was die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels erhöht.High dust capacity wet laid paper, often referred to herein as "wet laid capacity paper", is bulkier, thicker and more permeable than standard vacuum cleaner bag filter paper. In its role as a pre-filter in the vacuum cleaner bag assembly, it performs several functions, namely, resisting impact loading, filtering large dirt particles, filtering a significant proportion of small dust particles, storing or retaining large quantities of particles while preventing air from easily passing through, thereby providing a low pressure drop at high particle loading, which increases the life of the vacuum cleaner bag.
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 &mgr; 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.The wet-laid capacity paper usually comprises a fiber mixture of fibers from wood pulp and synthetic fibers. It typically comprises up to about 70% wood pulp and correspondingly more synthetic fiber, such as PET, than the standard paper described above. It has a greater thickness than the standard paper of about 0.32 mm with a typical basis weight of 50 g/m 2 . The pore size is much larger, the average pore size can be larger than 160 μm . This allows the paper to hold much more dust in its pores before it becomes clogged. The basis weight of the wet-laid capacity paper is typically about 30-150 g/m 2 and preferably about 50 - 80 g/m 2 .
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 &mgr; 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.The wet-laid capacity paper has a fine dust particle filtration performance of about 66 - 67%, determined according to DIN 44956-2. It is essential that the wet-laid capacity paper has an air permeability that is higher than that of the standard filter paper. The lower limit of the permeability should therefore preferably be at least about 500 l/(m 2 s), more preferably at least about 1000 l/(m 2 s) and most preferably at least about 2000 l/(m 2 s). The upper limit of the permeability is defined to ensure that the paper filters and retains a majority of the dust particles larger than about 10 μm . Accordingly, the secondary high-performance filter medium arranged downstream can filter out and capture fine particles for a much longer period before a significant increase in pressure drop across or through the filter occurs. Accordingly, the air permeability of the wet-laid capacity paper should preferably be at most about 8000 l/(m 2 s), more preferably at most about 5000 l/(m 2 s), and most preferably at most about 4000 l/(m 2 s). Thus, the wet-laid capacity paper is exceptionally well designed as a multipurpose filtration layer to be placed upstream of the secondary high performance filtration layer.
Trockengelegtes Papier mit hoher StaubkapazitätDry laid paper with high dust capacity
Vor dieser Erfindung wurde trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, hier manchmal als "trockengelegtes Kapazitätspapier" bezeichnet, nicht als Filter in Staubsaugerbeuteln verwendet. Trockengelegtes Papier wird nicht aus einer Wassersuspension bzw. einem Wasserbrei gebildet, sondern wird mittels einer Air-Laying-Technik und vorzugsweise mittels eines Fluff-Pulp-Verfahrens hergestellt. Wasserstoffbindungen, die eine große Rolle bei gegenseitiger Anziehung molekularer Ketten spielen, sind bei fehlendem Wasser nicht ausgebildet. Damit ist bei gleichem Flächengewicht trockengelegtes Kapazitätspapier üblicherweise wesentlich dicker als Standardpapier und als nassgelegtes Kapazitätspapier. Bei einem typischen Gewicht von 70 g/m2 beträgt die Dicke z.B. 0,90 mm.Prior to this invention, dry-laid paper with high dust capacity, sometimes referred to here as "dry-laid capacity paper", was not used as a filter in vacuum cleaner bags. Dry-laid paper is not formed from a water suspension or slurry, but is produced using an air-laying technique and preferably using a fluff pulp process. Hydrogen bonds, which play a major role in the mutual attraction of molecular chains, are not formed in the absence of water. Thus, for the same basis weight, dry-laid capacity paper is usually much thicker than standard paper and wet-laid capacity paper. For a typical weight of 70 g/m 2, the thickness is 0.90 mm, for example.
Die trockengelegten Kapazitätspapiertissues können in erster Linie durch zwei Verfahren gebondet werden. Das erste Verfahren ist Latex-Bonden, bei dem das Latex-Bindemittel aus wasserbasierten Dispersionen appliziert wird. Imprägniertechniken, wie Versprühen oder Eintauchen und Quetschen (Foulardwalzenanwendung, „padder roll application"), in beiden Fällen gefolgt von einem Trocken- und Wärmehärteverfahren, können verwendet werden. Das Latex-Bindemittel kann auch in diskreten Mustern, wie Punkten, Rauten, Gitterschnitte oder Wellenlinien mittels Gravurrollen, gefolgt von einem Trocknen und Härten aufgebracht werden.The dry laid capacity paper tissues can be bonded primarily by two methods. The first method is latex bonding, in which the latex binder is applied from water-based dispersions. Impregnation techniques such as spraying or dipping and squeezing (padder roll application), in both cases followed by a drying and heat curing process, can be used. The latex binder can also be applied in discrete patterns such as dots, diamonds, crosshatches or wavy lines by means of gravure rollers, followed by drying and curing.
Das zweite Verfahren ist das thermische Bonden, z.B. durch Verwenden von Bindefasern. Bindefasern, hier manchmal als "thermisch bondbare Schmelzfasern" bezeichnet, sind in dem "Nonwoven Fabric Handbook", (Ausgabe 1992) definiert als "Fasern mit geringerem Erweichungspunkt als andere Fasern in dem Vlies. Unter Applizierung von Wärme und Druck wirken sie als Bindemittel." Diese thermisch bondbaren Schmelzfasern schmelzen im allgemeinen an Orten, an denen ausreichend Wärme und Druck für das Vlies appliziert werden, vollständig, wodurch die Matrixfasern an ihren Überkreuzungspunkten aneinander haften. Beispiele umfassen Co-Polyesterpolymere, die bei Erwärmung einem großen Bereich fibröser Materialien anhaften.The second method is thermal bonding, e.g., by using binder fibers. Binder fibers, sometimes referred to herein as "thermally bondable fusible fibers," are defined in the Nonwoven Fabric Handbook (1992 edition) as "fibers having a lower softening point than other fibers in the web. Under the application of heat and pressure, they act as a binder." These thermally bondable fusible fibers generally melt completely at locations where sufficient heat and pressure are applied to the web, causing the matrix fibers to adhere to one another at their crossover points. Examples include co-polyester polymers, which adhere to a wide range of fibrous materials when heated.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann thermisches Bonden durch ein Hinzufügen von wenigstens 20 %, vorzugsweise bis zu 50 % einer Bikomponenten-("B/C")-In a preferred embodiment, thermal bonding can be achieved by adding at least 20%, preferably up to 50%, of a bicomponent ("B/C")
Polymerfaser zu dem trockengelegten Vlies erzielt werden. Beispiele von B/C-Fasem umfassen Fasern mit einem Kern aus Polypropylen ("PP") und einem Mantel eines wärmeempfindlicheren Polyethylene ("PE"). Der Begriff "wärmeempfindlich" bedeutet, dass die thermoplastischen Fasern bei einer Temperatur von 3 - 5°C unter dem Schmelzpunkt weich und klebrig werden. Das Mantelpolymer sollte vorzugsweise einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 90 - 1600C, und das Kempolymer sollte einen höheren Schmelzpunkt aufweisen, vorzugsweise um wenigstens etwa 5°C höher als der des Mantelpolymers. Beispielsweise schmilzt PE bei 1210C und PP schmilzt bei 161 — 163°C. Dies hilft beim Bondieren des trockengelegten Vlieses, wenn es zwischen dem Walzenspalt eines thermischen Kalanders oder in einem Durchströmofen („through-air oven") geführt wird, in dem thermisch gebondete Fasern mit geringerer Wärme und geringerem Druck erhalten werden, um eine weniger kompakte, offenere und atmungsfähigere Struktur herzustellen. In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kern von dem Kern/Mantel der B/C-Faser exzentrisch in Bezug auf den Mantel angeordnet. Je näher der Kern an einer Seite der Faser angeordnet ist, desto eher wird sich die B/C-Faser während des thermischen Bondierschritts kräuseln und dabei das Volumen des trockengelegten Kapazitätspapiers erhöhen. Dies wird natürlich seine Staubspeicherkapazität vergrößern. Daher sind in einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kern und der Mantel Seite an Seite bzw. längsseits in der B/C-Faser angeordnet und das Bondieren wird mittels eines Durchströmofens erzielt. Ein thermischer Kalander, der das Vlies stärker komprimieren würde als beim Durchström-Bonden, ist in diesem Fall weniger bevorzugt. Andere Polymerkombinationen, die in Kern/Mantel- oder Seite-an-Seite-B/C-Fasem verwendet werden können, umfassen PP mit niedrig schmelzenden Co-Polyesterpolymeren und Polyester mit Nylon 6. Die trockengelegte Hochkapazitätsschicht kann auch im Wesentlichen vollständig aus Bikomponentenfasem gebildet sein.polymer fiber to the dry-laid web. Examples of B/C fibers include fibers having a core of polypropylene ("PP") and a sheath of a more heat-sensitive polyethylene ("PE"). The term "heat-sensitive" means that the thermoplastic fibers become soft and sticky at a temperature 3 - 5°C below the melting point. The sheath polymer should preferably have a melting point in the range of about 90 - 160 0 C, and the core polymer should have a higher melting point, preferably at least about 5°C higher than that of the sheath polymer. For example, PE melts at 121 0 C and PP melts at 161 - 163°C. This helps in bonding the dry laid web when it is passed between the nip of a thermal calender or in a through-air oven where thermally bonded fibers are obtained with less heat and pressure to produce a less compact, more open and more breathable structure. In a further preferred embodiment, the core of the core/sheath of the B/C fiber is arranged eccentrically with respect to the sheath. The closer the core is arranged to one side of the fiber, the more likely the B/C fiber will curl during the thermal bonding step, thereby increasing the volume of the dry laid capacity paper. This will of course increase its dust holding capacity. Therefore, in a further preferred embodiment, the core and sheath are arranged side by side in the B/C fiber and the bonding is achieved by means of a through-air oven. A thermal calender that would compress the web more than in Through-flow bonding is less preferred in this case. Other polymer combinations that can be used in core/sheath or side-by-side B/C fibers include PP with low melting co-polyester polymers and polyester with nylon 6. The dry-laid high-capacity layer can also be formed substantially entirely of bicomponent fibers.
Allgemein liegt die mittlere Porengröße von trockengelegtem Kapazitätspapier zwischen der Porengröße von Standardpapier und nassgelegtem Kapazitätspapier. Die Filtrationsleistung, wie sie durch den DIN 44956-2-Test bestimmt wird, beträgt etwa 80 %. Trockengelegtes Kapazitätspapier sollte etwa das gleiche Flächengewicht und die gleiche Durchlässigkeit wie das oben beschriebene nassgelegte Kapazitätspapier aufweisen, d.h. in einem Bereich von etwa 500 - 8000 l/(m2 s), vorzugsweise etwa 1000 - 5000 l/(m2 s) und am meisten bevorzugt etwa 2000 - 4000 l/(m2 s). Es weist eine exzellenteIn general, the mean pore size of dry laid capacity paper is between the pore size of standard paper and wet laid capacity paper. The filtration efficiency as determined by the DIN 44956-2 test is about 80%. Dry laid capacity paper should have about the same basis weight and permeability as the wet laid capacity paper described above, i.e. in a range of about 500 - 8000 l/(m 2 s), preferably about 1000 - 5000 l/(m 2 s) and most preferably about 2000 - 4000 l/(m 2 s). It has an excellent
Staubspeicherkapazität auf und hat den Vorteil, dass es bezüglich Gewicht und Dicke sehr viel gleichmäßiger als die nassgelegten Papiere ist.dust storage capacity and has the advantage that it is much more uniform in weight and thickness than wet-laid papers.
Verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele von trockengelegtem Kapazitätspapier werden in Betracht gezogen. Eines ist eine Latex-gebondete Fluff-Pulp-Faserzusammensetzung. Das heißt, die Fasern, die das Papier umfassen, bestehen im Wesentlichen aus Fluff Pulp. Der Begriff "Fluff Pulp" bedeutet eine Nonwoven-Komponente des Staubsaugerbeutels dieser Erfindung, die durch mechanisches Zerkleinern von PuIp-Rollen, d.h. fibröses Material aus Holz, und dann aerodynamisches Transportieren des Pulp zu Tissuebildekomponenten von Maschinen für Air-Laying oder Trockenbilden („dry forming") hergestellt wird. Eine Wiley-Mühle kann verwendet werden, um den Pulp zu zerkleinern. Sogenannte Dan-Web- oder M- und J-Maschinen sind zum Trockenbilden nützlich. Eine Fluff-Pulp-Komponente und die trockengelegten Schichten aus Fluff Pulp sind isotrop und sind damit charakterisiert durch ungeordnete Faserorientierungen in den Richtungen aller drei orthogonalen Dimensionen. Das heißt, sie weisen einen großen Anteil von Fasern auf, die weg von der Ebene des Nonwoven und insbesondere senkrecht zu der Ebene orientiert sind, verglichen mit dreidimensionalen anisotropen Nonwoven. Fasern aus Fluff Pulp, die in dieser Erfindung verwendet werden, sind vorzugsweise etwa 0,5 - 5 mm lang. Die Fasern werden durch ein Latex-Bindemittel zusammengehalten. Das Bindemittel kann entweder als Pulver oder Emulsion appliziert werden. Das Bindemittel ist in dem trockengelegten Kapazitätspapier üblicherweise in dem Bereich von etwa 10-30 Gew.-% und vorzugsweise etwa 20 - 30 Gew.-% Bindemittelfeststoff, basierend auf dem Gewicht der Fasern, vorhanden.Several preferred embodiments of dry-laid capacity paper are contemplated. One is a latex-bonded fluff pulp fiber composition. That is, the fibers comprising the paper consist essentially of fluff pulp. The term "fluff pulp" means a nonwoven component of the vacuum cleaner bag of this invention which is made by mechanically shredding pulp rolls, i.e., fibrous material made from wood, and then aerodynamically transporting the pulp to tissue forming components of air-laying or dry forming machines. A Wiley mill can be used to shred the pulp. So-called Dan-Web or M and J machines are useful for dry forming. A fluff pulp component and the dry-laid layers of fluff pulp are isotropic and are thus characterized by disordered fiber orientations in the directions of all three orthogonal dimensions. That is, they have a large proportion of fibers oriented away from the plane of the nonwoven and particularly perpendicular to the plane, compared to three-dimensional anisotropic nonwovens. Fluff pulp fibers used in this invention are preferably about 0.5 - 5 mm long. The fibers are held together by a latex binder. The binder can be applied as either a powder or an emulsion. The binder is usually present in the dry laid capacity paper in the range of about 10-30 wt% and preferably about 20 - 30 wt% binder solids based on the weight of the fibers.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das trockengelegte Kapazitätspapier eine thermisch gebondete Mischung aus Fluff-Pulp-Fasern und wenigstens Splitfilmfasern oder Bikomponenten-Polymerfasern. Die Mischung aus Fluff-Pulp-Fasern umfasst noch bevorzugter Fluff-Pulp-Fasern und Bikomponenten-Polymerfasern.In another preferred embodiment, the dry-laid capacity paper comprises a thermally bonded blend of fluff pulp fibers and at least one of split film fibers or bicomponent polymer fibers. More preferably, the blend of fluff pulp fibers comprises fluff pulp fibers and bicomponent polymer fibers.
Splitfilmfasern sind im Wesentlichen flache, rechteckige Fasern, die vor oder nachdem sie in die zusammengesetzte Struktur der Erfindung aufgenommen worden sind elektrostatisch geladen sein oder werden können. Die Dicke der Splitfilmfasern kann zwischen 2 und 100 &mgr; m liegen, die Dicke kann zwischen 5 &mgr; m und 2 mm liegen und die LängeSplit film fibers are essentially flat, rectangular fibers that can be or become electrostatically charged before or after being incorporated into the composite structure of the invention. The thickness of the split film fibers can be between 2 and 100 μm , the thickness can be between 5 μm and 2 mm and the length
kann zwischen 0,5 und i/jjnmJiegen. Die bevorzugten Dimensionen der Splitfilmfasern . .. . .. . .T*. .··.: ö···· r can be between 0.5 and 1/jjnmJ. The preferred dimensions of the split film fibers . .. . .. . . T *. .··.: ö ···· r
sind jedoch eine Dicke von etwa 5 bis 20 &mgr;&igr;&tgr;&igr;, eine Breite von etwa 15 bis 60 [im und eine Länge von etwa 0,5 bis 3 mm.However, they have a thickness of about 5 to 20 μm, a width of about 15 to 60 [im and a length of about 0.5 to 3 mm.
Die Splitfilmfasern der Erfindung sind vorzugsweise aus einem Polyolefin, wie Polypropylen (PP) hergestellt. Es kann jedoch ein beliebiges Polymer, das zur Herstellung von Fasern geeignet ist, für die Splitfilmfasern der zusammengesetzten Strukturen der Erfindung verwendet werden. Beispiele von geeigneten Polymeren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Polyolefine, wie Homopolymere und Copolymere von Polyethylen, PoIyterephthalaten, wie Poly(ethylenterephthalat) (PET), Poly(butylenterephthalat) (PBT), Poly(cyclohexyl-dimethylenterephthalat) (PCT), Polycarbonat und Polychlorotrifluoroethylen (PCTFE). Andere geeignete Polymere umfassen Nylon, Polyamide, Polystyrene, Poly-4-methylpenten-1, Polymethylmethacrylate, Polyurethane, Silicone, Polyphenylensulfide. Die Splitfilmfasern können auch eine Mischung aus Homopolymeren und Copolymeren umfassen. In der vorliegenden Anmeldung wird die Erfindung beispielhaft erläutert mit Splitfilmfasern aus Polypropylen.The split film fibers of the invention are preferably made from a polyolefin such as polypropylene (PP). However, any polymer suitable for making fibers can be used for the split film fibers of the composite structures of the invention. Examples of suitable polymers include, but are not limited to, polyolefins such as homopolymers and copolymers of polyethylene, polyterephthalates such as poly(ethylene terephthalate) (PET), poly(butylene terephthalate) (PBT), poly(cyclohexyl-dimethylene terephthalate) (PCT), polycarbonate and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE). Other suitable polymers include nylon, polyamides, polystyrenes, poly-4-methylpentene-1, polymethyl methacrylates, polyurethanes, silicones, polyphenylene sulfides. The split film fibers can also comprise a mixture of homopolymers and copolymers. In the present application, the invention is exemplified using split film fibers made of polypropylene.
Die Verwendung von PP-Polymeren mit verschiedenen Molekulargewichten und Morphologien in geschichteten Filmstrukturen stellte sich heraus als geeignet nachgewiesen, um Filme mit einer geeigneten Ausgewogenheit mechanischer Eigenschaften und Sprödigkeit herzustellen, wie es zur Herstellung von Splitfilmfasern benötigt wird. Diese PP-Splitfilmfasern können anschließend auch mit der geeigneten Stärke an Crimp bzw. Kräuselung versehen werden. Alle Dimensionen der Splitfilmfasern können natürlich während der Herstellung der Fasern verändert werden.The use of PP polymers with different molecular weights and morphologies in layered film structures has been proven to produce films with the appropriate balance of mechanical properties and brittleness required for the production of split film fibers. These PP split film fibers can also subsequently be provided with the appropriate amount of crimp. All dimensions of the split film fibers can of course be changed during the production of the fibers.
Ein Verfahren zur Herstellung der Splitfasern ist in dem US-Patent Nr. 4,178,157 offenbart. Polypropylen wird geschmolzen und in einen Film extrudiert, der dann in einen großen Schlauch (Ballon) geblasen wird, in den Umgebungsluft eingebracht wird oder der ein Eindringen ermöglicht, gemäß herkömmlicher Blase-Streck-Technik. Ein Aufblasen des Ballons mit Luft dient dazu, den Film abzuschrecken und die molekulare Struktur der PP-Molekularketten biaxial zu orientieren, was in einer erhöhten Festigkeit resultiert. Der Ballon stürzt dann zusammen und der Film wird zwischen zwei oder mehr Paaren von Rollen gestreckt, in denen der Film in der Walzenspalte von zwei sich berührenden Rollen gehalten wird, wobei verschiedene Drücke zwischen den beiden sich berührenden Rollen appliziertwßrdeji Djes e/gibt ein zusätzliches Strecken in der Maschinen-One method of making the split fibers is disclosed in U.S. Patent No. 4,178,157. Polypropylene is melted and extruded into a film which is then blown into a large tube (balloon) into which ambient air is introduced or allowed to penetrate, according to conventional bubble-stretching techniques. Inflation of the balloon with air serves to quench the film and biaxially orient the molecular structure of the PP molecular chains, resulting in increased strength. The balloon is then collapsed and the film is stretched between two or more pairs of rolls in which the film is held in the nip of two contacting rolls, with different pressures applied between the two contacting rolls. This provides additional stretching in the machine.
richtung, was dadurch erreicht wird, dass die zweite Gruppe von Rollen mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit betrieben wird als die erste Gruppe. Das Resultat ist eine noch größere molekulare Orientierung des Films in der Maschinenrichtung, die anschließend die lange Dimension der Splitfilmfasern wird.direction, which is achieved by operating the second group of rollers at a higher surface speed than the first group. The result is an even greater molecular orientation of the film in the machine direction, which subsequently becomes the long dimension of the split film fibers.
Der Film kann elektrostatisch aufgeladen werden bevor oder nachdem er abgekühlt wurde. Obwohl verschiedene elektrostatische Aufladetechniken verwendet werden können, haben sich zwei Verfahren als am geeignetsten herausgestellt. Das erste Verfahren umfasst ein Durchführen des Films etwa in der Mitte eines Zwischenraums von etwa 3,75 - 7,5 cm (1,5-3 Inch) zwischen zwei Gleichstrom-Korona-Elektroden. Korona-Stäbe mit Emitterpins aus metallischem Draht können verwendet werden, bei denen eine Korona-Elektrode ein positives Gleichstromspannungspotential von etwa 20 bis 30 kV und die gegenüberliegende Elektrode eine negative Gleichstromspannung von etwa 20 bis 30 kV aufweist.The film may be electrostatically charged before or after it has been cooled. Although various electrostatic charging techniques may be used, two methods have been found to be most suitable. The first method involves passing the film approximately midway through a gap of about 3.75 - 7.5 cm (1.5 - 3 inches) between two DC corona electrodes. Corona bars with emitter pins made of metallic wire may be used, with one corona electrode having a positive DC voltage potential of about 20 to 30 kV and the opposite electrode having a negative DC voltage of about 20 to 30 kV.
Das zweite bevorzugte Verfahren verwendet die elektrostatischen Ladetechniken, die in dem US-Patent Nr. 5,401,446 (Wadsworth und Tsai, 1995) beschrieben wurden, die als Tantret.TM.-Technik I und Technik Il bezeichnet werden. Es hat sich gezeigt, dass die Technik II, bei der der Film an isolierten Rollen hängt, wenn der Film um den inneren Umfang von zwei negativ geladenen Metallschalen mit einem positiven Korona-Draht jeder Schale geführt wird, die größten Spannungspotentiale auf die Filme überträgt. Allgemein können mit der Technik Il positive 1000 bis 3000 Volt oder mehr auf eine Seite der Filme übertragen werden und mit ähnlichen Größenordnungen mit negativem Vorzeichen auf die andere Seite des geladenen Films.The second preferred method uses the electrostatic charging techniques described in U.S. Patent No. 5,401,446 (Wadsworth and Tsai, 1995), referred to as Tantret.TM. Technique I and Technique II. Technique II, in which the film is suspended from insulated rollers as the film is passed around the inner periphery of two negatively charged metal cups with a positive corona wire of each cup, has been shown to impart the greatest voltage potentials to the films. In general, positive 1000 to 3000 volts or more can be imparted to one side of the films with Technique II, and similar magnitudes of negative sign to the other side of the charged film.
Die Technik I1 bei der Filme eine Metallrolle mit einer Gleichstromspannung von -1 bis 10 kV berühren und ein Draht mit einer Gleichstromspannung von +20 bis +40 kV etwa 2,5 - 5 cm (1 - 2 Inch) oberhalb der unter negativer Vorspannung stehenden Rolle angeordnet wird, wobei jede Seite des Films nacheinander dieser Rollen/Draht-Ladekonfiguration ausgesetzt wird, resultiert in geringeren Spannungspotentialen, wie auf den Oberflächen der Filme gemessen wurde. Mit der Technik I werden typischerweise Spannungen von 300 bis 1500 Volt auf der Filmoberfläche mit allgemein gleicher aber entgegengesetzter Polarität auf jeder Seite erzielt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die höheren Oberflächenpoteritiale, die mit der Technik Il erreicht werden, nicht zu einerTechnique I 1, in which films are contacted with a metal roller at a DC voltage of -1 to 10 kV and a wire at a DC voltage of +20 to +40 kV is placed about 2.5 to 5 cm (1 to 2 inches) above the negatively biased roller, with each side of the film being successively subjected to this roller/wire loading configuration, results in lower voltage potentials as measured on the surfaces of the films. Technique I typically achieves voltages of 300 to 1500 volts on the film surface with generally equal but opposite polarity on each side. However, it has been found that the higher surface potentials achieved with Technique II do not result in a
besseren messbaren Filtrationsleistung der Vliese aus den Splitfilmfasem führen. Daher und da es einfacher ist, den Film einzuführen und durch die Technik !-Vorrichtung zu führen, wird dieses Verfahren vorwiegend genutzt, um die Filme vor dem Splitprozess aufzuladen.better measurable filtration performance of the webs made from split film fibers. For this reason and because it is easier to insert the film and guide it through the technology ! device, this method is mainly used to charge the films before the splitting process.
Die abgekühlten und gestreckten Filme können heiß oder kalt elektrostatisch aufgeladen werden. Der Film wird dann gleichzeitig gestreckt und in schmale Breiten gespalten, typischerweise bis zu etwa 50 Mm. Die gespaltenen, flachen Filamente werden dann in einem Tau aufgenommen, das in einer kontrollierten Anzahl von Kräuselungen pro Zentimeter gekräuselt wird und dann in die gewünschte Stapellänge geschnitten wird.The cooled and stretched films can be electrostatically charged hot or cold. The film is then simultaneously stretched and slit into narrow widths, typically up to about 50mm. The slit, flat filaments are then collected in a tow which is crimped at a controlled number of crimps per centimeter and then cut to the desired staple length.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das trockengelegte Papier mit hoher Staubkapazität eine Mischung aus Fluff-Pulp-Fasern, Biokomponenten-Polymerfasern und elektrostatisch geladenen Splitfilmfasem. Vorzugsweise sind die Fluff-Pulp-Fasern in etwa 5-85 Gew.-%, weiter bevorzugt in etwa 10-70 Gew.-% und am meisten bevorzugt in etwa 40 Gew.-% vorhanden, die Bikomponentenfasem in etwa 10-60 Gew.-%, weiter bevorzugt in etwa 10-30 Gew.-% und am meisten bevorzugt in etwa 20 Gew.-%, und die elektrostatisch geladenen Splitfilmfasem in etwa 20 - 80 Gew.-% und weiter bevorzugt etwa 40 Gew.-%. Dieses trockengelegte Papier mit hoher Staubkapazität kann thermisch gebondet sein, vorzugsweise bei hohen Temperaturen von 90-160 EC, weiter bevorzugt bei einer Temperatur, die geringer ist als 110 EC, und am meisten bevorzugt bei etwa 90 EC.In a particularly preferred embodiment, the dry-laid high dust capacity paper comprises a mixture of fluff pulp fibers, biocomponent polymer fibers, and electrostatically charged split film fibers. Preferably, the fluff pulp fibers are present at about 5-85 wt.%, more preferably at about 10-70 wt.%, and most preferably at about 40 wt.%, the bicomponent fibers at about 10-60 wt.%, more preferably at about 10-30 wt.%, and most preferably at about 20 wt.%, and the electrostatically charged split film fibers at about 20-80 wt.%, and more preferably at about 40 wt.%. This dry-laid high dust capacity paper may be thermally bonded, preferably at high temperatures of 90-160 EC, more preferably at a temperature less than 110 EC, and most preferably at about 90 EC.
Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele des trockengelegten Kapazitätspapiers umfassen ein thermisch gebondetes Papier mit 100 % "gemischten elektrostatischen Fasern", eine Mischung aus 20 - 80 % gemischte elektrostatische Fasern und 20 - 80 % B/C-Fasem, und eine Mischung aus 20 - 80 % gemischte elektrostatische Fasern, 10 70 % Fluff Pulp und 10-70 % B/C-Fasern. Filter aus "gemischten elektrostatischen Fasern" werden durch ein Mischen von Fasern mit sehr unterschiedlichen triboelektrischen Eigenschaften und ein Reiben dieser gegeneinander oder gegen Metallteile von Maschinen, wie Drähte oder Kardierzylinder während des Kardierens, hergestellt. Dies macht eine Faserart bezüglich der anderen Faserart positiver oder negativer geladen und verbessert die Coulomb-Anziehung für Staubpartikel. Die Herstellung von Filtern mitOther preferred embodiments of the dry laid capacity paper include a thermally bonded paper with 100% "mixed electrostatic fibers", a mixture of 20-80% mixed electrostatic fibers and 20-80% B/C fibers, and a mixture of 20-80% mixed electrostatic fibers, 10-70% fluff pulp and 10-70% B/C fibers. "Mixed electrostatic fiber" filters are made by mixing fibers with very different triboelectric properties and rubbing them against each other or against metal parts of machines such as wires or carding cylinders during carding. This makes one type of fiber more positively or negatively charged with respect to the other type of fiber and improves the Coulomb attraction for dust particles. The manufacture of filters with
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diesen Arten von gemischten elektrostatischen Fasern wird in dem US-Patent Nr. 5,470,485 und der EP 0 246 811 A2 beschrieben.These types of mixed electrostatic fibers are described in US Patent No. 5,470,485 and EP 0 246 811 A2.
In dem US-Patent Nr. 5,470,485 besteht das Filtermaterial aus einer Mischung aus (I) Polyolefinfasem und (II) Polyacrylonitrilfasern. Die Fasern (I) sind Bikomponenten-PP/PE-Fasern des Kern/Mantel- oder Seite-an-Seite-Typs. Die Fasern Il sind "halogenfrei". Die (I)-Fasem weisen auch einige "halogen-substituierte Polyolefine" auf, während die Acrylnitrilfasern kein Halogen aufweisen. Das Patent erwähnt, dass die Fasern gründlich mit nichtionischem Detergens, mit Alkali oder Lösungsmittel gewaschen und dann gut gespült werden müssen, bevor sie zusammengemischt werden, so dass sie keine Schmiermittel oder antistatischen Mittel mehr haben. Obwohl das Patent lehrt, dass das produzierte Faservlies vernadelt werden sollte, könnten diese Fasern auch auf Längen von 5-20 mm geschnitten werden und mit thermischen Bikomponenten-Bindefasem ähnlicher Länge gemischt werden und auch mit dem möglichen Hinzufügen von Fluff Pulp, so dass trockengelegtes, thermisch gebondetes Papier in dieser Erfindung verwendet werden kann.In U.S. Patent No. 5,470,485, the filter material consists of a blend of (I) polyolefin fibers and (II) polyacrylonitrile fibers. The fibers (I) are bicomponent PP/PE fibers of the core/sheath or side-by-side type. The fibers II are "halogen-free." The (I) fibers also have some "halogen-substituted polyolefins," while the acrylonitrile fibers have no halogen. The patent mentions that the fibers must be thoroughly washed with nonionic detergent, alkali or solvent, and then rinsed well before being blended together so that they are free of lubricants or antistatic agents. Although the patent teaches that the nonwoven fabric produced should be needle punched, these fibers could also be cut to lengths of 5-20 mm and blended with thermal bicomponent bonding fibers of similar length and also with the possible addition of fluff pulp so that dry-laid thermally bonded paper can be used in this invention.
EP 0 246 811 beschreibt den triboelektrischen Effekt, wenn zwei verschiedene Arten von Fasern gegeneinander gerieben werden. Sie lehrt, ähnliche Arten von Fasern zu verwenden, wie das US-Patent Nr. 5,470,485, außer dass die -CN-Gruppen der Polyacrylnitril-Fasem durch Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor) substituiert werden. Nach einer ausreichenden Substitution von -CN durch -Cl-Gruppen können die Fasern als "modacrylisch" bezeichnet werden, wenn das Copolymer 35 - 85 Gew.-% Acrylnitril-Einheiten umfasst. Die EP 0 246 811 lehrt, dass das Verhältnis von Polyolefin zu substituiertem Acrylnitril (vorzugsweise modacrylisch) von 30:70 bis 80:20 nach Oberfläche und weiter bevorzugt von 40:60 bis 70:30 reichen kann. In gleicher Weise lehrt das US-Patent Nr. 5,470,485, dass das Verhältnis von Polyolefin zu Polyacrylnitril-Fasern in dem Bereich von 30:70 bis 80:20 bezüglich einer Oberfläche des Filtermaterials ist. Damit können diese Bereiche der Verhältnisse von Polyolefin zu acrylischen oder modacrylischen Fasern in den oben genannten Proportionen in dem trockengelegten, thermisch gebondeten Kapazitätspapier verwendet werden.EP 0 246 811 describes the triboelectric effect when two different types of fibers are rubbed against each other. It teaches to use similar types of fibers as US Patent No. 5,470,485, except that the -CN groups of the polyacrylonitrile fibers are substituted by halogen (preferably fluorine or chlorine). After sufficient substitution of -CN by -Cl groups, the fibers can be called "modacrylic" if the copolymer comprises 35-85 wt.% acrylonitrile units. EP 0 246 811 teaches that the ratio of polyolefin to substituted acrylonitrile (preferably modacrylic) can range from 30:70 to 80:20 by surface area, and more preferably from 40:60 to 70:30. Similarly, U.S. Patent No. 5,470,485 teaches that the ratio of polyolefin to polyacrylonitrile fibers is in the range of 30:70 to 80:20 with respect to a surface area of the filter material. Thus, these ranges of polyolefin to acrylic or modacrylic fiber ratios can be used in the above proportions in the dry-laid thermally bonded capacity paper.
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Ein synthetisches Polymerfaser-Meltblown-Vlies kann wahlweise als eine Zwischenschicht zwischen der Mehrzweckschicht und der zweiten Filtrationsschicht eingesetzt werden. Die Meltblown-Vlies-Zwischenschicht erhöht die gesamte Filtrationsleistung durch Einfangen von Partikeln, die durch die Mehrzweck-Filtrationsschicht hindurch gingen. Die Meltblown-Vlies-Zwischenschicht kann wahlweise auch elektrostatisch aufgeladen werden, um zu dem Filtern von Feinstaubpartikeln beizutragen. Die Aufnahme einer Meltblown-Vlies-Zwischenschicht bringt eine Zunahme an Druckabfall bei einer gegebenen Staubbeladung mit sich, verglichen mit Zusammensetzungen, die keine Meltblown-Vlies-Zwischenschicht aufweisen.A synthetic polymer fiber meltblown nonwoven fabric may optionally be employed as an intermediate layer between the multipurpose layer and the second filtration layer. The meltblown nonwoven intermediate layer increases the overall filtration performance by trapping particles that have passed through the multipurpose filtration layer. The meltblown nonwoven intermediate layer may also optionally be electrostatically charged to assist in filtering fine dust particles. The inclusion of a meltblown nonwoven intermediate layer results in an increase in pressure drop for a given dust loading compared to compositions that do not include a meltblown nonwoven intermediate layer.
Das Meltblown-Vlies weist vorzugsweise ein Flächengewicht von etwa 10-50 g/m2 und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 100 -1500 l/(m2 s) auf.The meltblown fleece preferably has a basis weight of about 10-50 g/m 2 and an air permeability of about 100 -1500 l/(m 2 s).
Die Entwicklung eines hochvoluminösen ("high bulk") MB-Vlieses, das stromaufwärts des Filtrationsgrad-MB-Vlieses als ein Vorfilter statt eines nassgelegten Kapazitätspapiers oder trockengelegten Kapazitätspapiers verwendet wird liefert verbesserte Staubsaugerbeutel. Der hochvoluminöse MB-Vorfilter kann in einem Meltblown-Verfahren hergestellt werden, der eine gekühlte Abschreckluft bzw. Kühlluft mit einer Temperatur von etwa 10 EC verwendet. Im Gegensatz dazu verwendet herkömmliches MB üblicherweise Raumluft bei einer Umgebungstemperatur von 35 - 45 EC. Auch der Sammelabstand zwischen dem MB-Düsenausgang zu dem Vliesaufnahmeband wird in dem hochvoluminösen MB-Prozess auf 400 - 600 mm vergrößert. Für eine normale MB-Herstellung beträgt der Abstand normalerweise etwa 200 mm. Außerdem wird ein hochvoluminöses MB-Nonwoven unter Verwendung einer Strecklufttemperatur mit geringerer Temperatur von etwa 215 - 235 EC statt der normalen Strecklufttemperatur von 280 290 EC und einer geringeren MB-Schmelztemperatur von etwa 200 - 225 EC1 verglichen mit 260 bis 280 EC für die Filtrationsgrad-MB-Herstellung. Die kältere Abschreckluft, geringere Strecklufttemperatur, geringere Schmelztemperatur und der größere Sammelabstand kühlt die MB-Filamente stärker ab. Das Abführen von Wärme resultiertThe development of a high bulk MB web used upstream of the filtration grade MB web as a pre-filter instead of a wet laid capacity paper or dry laid capacity paper provides improved vacuum cleaner bags. The high bulk MB pre-filter can be manufactured in a meltblown process using a cooled quench air or cooling air with a temperature of about 10 EC. In contrast, conventional MB usually uses room air at an ambient temperature of 35 - 45 EC. Also, the collection distance between the MB nozzle exit to the web take-up belt is increased to 400 - 600 mm in the high bulk MB process. For normal MB manufacturing, the distance is usually about 200 mm. In addition, a high bulk MB nonwoven is produced using a lower temperature stretch air temperature of about 215 - 235 EC instead of the normal stretch air temperature of 280 290 EC and a lower MB melt temperature of about 200 - 225 EC 1 compared to 260 to 280 EC for filtration grade MB production. The colder quenching air, lower stretch air temperature, lower melt temperature and the larger collection distance cools the MB filaments more. The removal of heat results
in einem geringeren Recken der Filamente und damit in größeren Faserdurchmessern ....... ........... .. . ........in a lower stretching of the filaments and thus in larger fibre diameters ....... ........... .. .........
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als man sie in typischen Filtrationsgrad-MB-Vliesen finden würde. Die kühleren Filamente schmelzen mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit thermisch zusammen, wenn sie auf dem Kollektor abgelegt werden. Damit weist das hochvoluminöse Meltblown-Nonwoven eine offenere Fläche auf. Selbst mit einem Flächengewicht von 120 g/m2 beträgt die Luftdurchlässigkeit des hochvoluminösen Meltblown-Nonwovens 806 l/(m2 s). Im Gegensatz dazu hat ein sehr viel leichteres (z.B. 22 g/m2) FiItrationsgrad-MB-PP-Vlies eine maximale Luftdurchlässigkeit von nur 450 l/(m2 s). Die Filtrationsleistung des hochvoluminösen MB-Nonwovens, wie es durch den DIN 44956-2-Test bestimmt wird, betrug 98 %. Wenn die beiden mit dem hochvoluminösen MB-Nonwoven auf der Innenseite des Beutels zusammen angeordnet wurden, betrug die Luftdurchlässigkeit immer noch 295 l/(m2 s) und die Filtrationsleistung des Paars betrug 99,8 %. Das hochvoluminöse Meltblown-Nonwoven kann ungeladen sein oder wahlweise elektrostatisch aufgeladen unter der Voraussetzung, dass das Nonwoven aus einem Material mit geeigneten dielektrischen Eigenschaften ist.than would be found in typical filtration grade MB nonwovens. The cooler filaments are less likely to thermally melt together when deposited on the collector. This gives the high bulk meltblown nonwoven a more open surface. Even with a basis weight of 120 g/m 2 , the air permeability of the high bulk meltblown nonwoven is 806 l/(m 2 s). In contrast, a much lighter (e.g. 22 g/m 2 ) filtration grade MB PP nonwoven has a maximum air permeability of only 450 l/(m 2 s). The filtration performance of the high bulk MB nonwoven, as determined by the DIN 44956-2 test, was 98%. When the two were placed together with the high-bulk MB nonwoven on the inside of the bag, the air permeability was still 295 l/(m 2 s) and the filtration efficiency of the pair was 99.8%. The high-bulk meltblown nonwoven can be uncharged or optionally electrostatically charged provided that the nonwoven is made of a material with suitable dielectric properties.
Das hochvoluminöse MB-Nonwoven dieser Erfindung unterscheidet sich von dem "Filtrationsgrad-MB", das auch in der mehrschichtigen Vakuumfilterstruktur dieser Offenbarung verwendet wird. 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 bevorzugtes hochvoluminöses MB-Nonwoven aus Polypropylen umfasst optimalerweise etwa 5-20 Gew.-% Ethylenvinylacetat. Ein Filtrationsgrad-MB-Nonwoven hat allgemein eine hohe Staubentfernungsleistung, d.h., größer als etwa 99 %.The high bulk MB nonwoven of this invention is different from the "filtration grade MB" also used in the multilayer vacuum filter structure of this disclosure. The filtration grade MB nonwoven is a conventional meltblown nonwoven generally characterized by a low basis weight, typically about 22 g/m 2 , and a small pore size. Additional typical characteristics of filtration grade MB nonwoven made of polypropylene are shown in Table I. A preferred high bulk MB nonwoven made of polypropylene optimally comprises about 5-20 wt.% ethylene vinyl acetate. A filtration grade MB nonwoven generally has a high dust removal efficiency, i.e., greater than about 99%.
Bevorzugt Mehr bevorzugt Am meisten bevorzugtPreferred More preferred Most preferred
Hochvoluminöses MB-Nonwoven ist in der Filterleistung ähnlich wie die trockengelegten und nassgelegten oben beschriebenen Kapazitätspapiere. Daher ist ein hochvoluminöses MB-Nonwoven gut geeignet, um große Mengen an großen Staubpartikeln zu entfernen und große Staubmengen zu halten bzw. zurückzuhalten. Dementsprechend ist hochvoluminöses MB-Nonwoven geeignet, um stromaufwärts und als Vorfilter des Filtrationsgrad-MB-Vlieses in einer Vakuumfilterstruktur dieser Erfindung angeordnet zu werden. High bulk MB nonwoven is similar in filter performance to the dry-laid and wet-laid capacity papers described above. Therefore, high bulk MB nonwoven is well suited to removing large amounts of large dust particles and retaining large amounts of dust. Accordingly, high bulk MB nonwoven is suitable to be placed upstream and as a pre-filter of the filtration grade MB nonwoven in a vacuum filter structure of this invention.
(Modulares) Spunblown-Nonwoven(Modular) spunblown nonwoven
Eine neue Art von Meltblow-Technologie, wie sie in G. Ward, Nonwovens World, Sommer 1998, Seiten 37 - 40 beschrieben wird, ist verfügbar, um ein (modulares) Spunblown-Nonwoven herzustellen, das geeignet ist, als die Grobfilterschicht in der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Wahlweise kann das Spunblown-NonwovenA new type of melt blow technology as described in G. Ward, Nonwovens World, Summer 1998, pages 37-40 is available to produce a (modular) spunblown nonwoven suitable to be used as the coarse filter layer in the present invention. Optionally, the spunblown nonwoven
als Filtrationsgrad-Meltblown-Vliesschicht, wie es in der neuen Staubsaugerbeutelstruktur erwünscht ist, verwendet werden. Spezifikationen des (modularen) Spunblown-Nonwoven sind in Tabelle Il gezeigt.as a filtration grade meltblown nonwoven layer as desired in the new vacuum cleaner bag structure. Specifications of the (modular) spunblown nonwoven are shown in Table II.
Das Verfahren zum Herstellen des (modularen) Spunblown-Nonwoven ist allgemein ein Meltblown-Verfahren mit einer gröberen modularen Düse und bei dem eine kältere Streckluft verwendet wird. Diese Bedingungen erzeugen ein grobes Meltblown-Vlies mit höherer Festigkeit und Luftdurchlässigkeit bei vergleichbarem Flächengewicht von herkömmlichen Meltblown-Vliesen.The process for producing the (modular) spunblown nonwoven is generally a meltblown process with a coarser modular nozzle and using colder stretching air. These conditions produce a coarse meltblown nonwoven with higher strength and air permeability at a comparable basis weight to conventional meltblown nonwovens.
Ein Spunbond("SB")-Nonwoven, hier manchmal als Mikrodenier-Spunbond bezeichnet, kann ebenfalls in dieser Erfindung als Filtrationsgrad-Meltblown-Vliesschicht verwendet werden. Spezifikationen von Mikrodenier-Spunbond sind in Tabelle Il aufgelistet. Ein Mikrodenier-Spunbond ist insbesondere charakterisiert durch Filamente mit einem Durchmesser kleiner als 12 &mgr;&eegr;&eegr;, was 0,10 Denier für Polypropylen entspricht. Zum Vergleich haben herkömmliche SB-Vliese für Wegwerf- bzw. Einwegartikel typischerweise Filamentdurchmesser von durchschnittlich 20 pm. Ein Mikrodenier-Spunbond kann von der Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel, Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) und Ason Engineering, Inc. (Ason Spunbond Technology) erworben werden.A spunbond ("SB") nonwoven, sometimes referred to herein as a microdenier spunbond, can also be used in this invention as the filtration grade meltblown nonwoven layer. Specifications of microdenier spunbond are listed in Table II. A microdenier spunbond is particularly characterized by filaments having a diameter of less than 12 μηη, which corresponds to 0.10 denier for polypropylene. By comparison, conventional SB nonwovens for disposable items typically have filament diameters averaging 20 pm. A microdenier spunbond can be purchased from Reifenhauser GmbH (Reicofil III), Koby Steel, Ltd., (Kobe-Kodoshi Spunbond Technology) and Ason Engineering, Inc. (Ason Spunbond Technology).
Bevorzugt Mehr bevorzugt Am meisten bevorzugtPreferred More preferred Most preferred
(Modulares) Spunblown Gewicht, g/m2 Dicke, mm (Modular) Spunblown Weight, g/m 2 Thickness, mm
Luftdurchlässigkeit, l/(m2 s Zugfestigkeit, MD, N Zugfestigkeit, CD, N Faserdurchmesser, pmAir permeability, l/(m 2 s Tensile strength, MD, N Tensile strength, CD, N Fiber diameter, pm
(Ason, Kobe-Kodoshi,Reicofil Gewicht, g/m2 Dicke, mm(Ason, Kobe-Kodoshi, Reicofil Weight, g/m 2 Thickness, mm
Luftdurchlässigkeit, l/(m2 s) Zugfestigkeit, MD, N Zugfestigkeit, CD, N Faserdurchmesser,Air permeability, l/(m 2 s) Tensile strength, MD, N Tensile strength, CD, N Fiber diameter,
20-150 20-80 4020-150 20-80 40
0,10-0,6 0,15-0,5 0,250.10-0.6 0.15-0.5 0.25
500-10000 2000-6000 3000500-10000 2000-6000 3000
10-100 20-80 5010-100 20-80 50
10-80 10-60 4010-80 10-60 40
4-18 6-12 104-18 6-12 10
Bezugnehmend auf die Zeichnungen und Figuren zeigen Fig. 1 bis Fig. 3 existierende kommerzielle Staubsaugerbeutelkonstruktionen. In Fig. 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 pm sind.Referring to the drawings and figures, Fig. 1 to Fig. 3 show existing commercial vacuum cleaner bag designs. In Fig. 1, a conventional structure is shown which consists of a wet-laid tissue web 24 on the inside (upstream side) of the bag and a filter paper 25 on the outside (downstream side) of the bag. The tissue web serves as a pre-filter, removing only the largest dust particles. The filter paper typically filters and retains in its porous structure particles larger than 10 - 20 pm.
Fig. 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 pm dient. MB-Vliese haben jedoch sehr viel kleinere Poren als typische Staubsaugerfilterpapiere und können Staub nicht so effizient speichern 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 Erjtwurf.verwendet. sind die Druckschriften.0 375 2.34.B1 und 0 375Fig. 2 shows a two-layer vacuum cleaner bag construction in which a meltblown (MB) fleece 26 serves as both a pre-filter, coarse filter and fine filter by removing particles with a diameter of less than 5 pm. However, MB fleeces have much smaller pores than typical vacuum cleaner filter papers and cannot retain dust as efficiently. In addition, the MB fleece is often electrostatically charged to improve filtration performance. When the MB fibers are covered with dust, the electrostatic field can be greatly reduced. The prior art using this design is the publications 0 375 2.34.B1 and 0 375
234 &Agr;1. 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.234 α1. The spunbond (SB) layer 27 primarily provides support for the MB web and improves the abrasion resistance of the outside of the bag. Other similar prior art is shown in US Patent No. 4,589,894 (3M) and 3M's EP 0 161 790 A1. In the 4,589,894 patent and EP 0 161 790 A1, an SB layer is also used on the inside of the bag and serves to further support and protect the MB web.
Fig. 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.Fig. 3 illustrates a three layer vacuum cleaner bag construction in which a wet laid support web 28 is added to act as a pre-filter for only very large dust particles and to protect the MB web from abrasion. The MB web 29 serves to filter small and large particles and thus has a tendency to clog very quickly, thereby increasing the pressure drop more quickly than a conventional filter paper. The outer layer of filter paper 30 is actually redundant with respect to filtration and serves primarily to support the top surface of the MB web, reinforce the bag and improve the abrasion resistance of the outer surface of the bag. Prior art examples illustrating similar designs include EP 0 338 479 A1 (Gessner) and US Patent No. 5,080,702 (Home Care Industries) discussed above. In the latter, no interlayer of tissue web was used.
Fig. 4 stellt die neue dreilagige Vakuumfilterstruktur 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.Fig. 4 illustrates the new three-layer vacuum filter structure in which a wet-laid capacity paper, dry-laid capacity paper, or other suitable type of nonwoven coarse filter 10 is placed upstream of a filtration grade MB nonwoven 11. This upstream layer serves to remove larger dust particles and to hold the dust within its structure. This layer should preferably have a less dense, more lofty structure capable of holding a large amount of dust without increasing pressure drop. A high loft MB nonwoven is shown in the figure as nonwoven 10. It is preferred that the inner MB nonwoven be more lofty ("loftier") and more open than nonwoven 11 so that it can also hold more dust without increasing pressure drop.
Fig. 5 stellt die neue 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 Beutel-Fig. 5 shows the new vacuum cleaner bag construction with a three-layer construction in which a wet-laid capacity paper 31 is arranged in front of the filtration grade MB fleece 32, and a spunbond (SB) nonwoven 33 on the outside of the bag
struktur angeordnet ist. Die innere Schicht 31 kann ein nassgelegter, trockengelegter (modularer) Spunblown-, Mikrodenier-Spunbond- oder eine andere Art von Nonwoven-Filter sein, 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.structure. The inner layer 31 may be a wet laid, dry laid (modular) spunblown, microdenier spunbond or other type of nonwoven filter having the proper porosity and dust holding capacity. It is preferred that it have a higher porosity and dust holding capacity than standard filter paper that has been used in the prior art vacuum cleaner bags. The outer coarse filter layer may be a spunbond, wet laid, dry laid or hydroentangled nonwoven, netting or other type of scrim or nonwoven.
Fig. 6 zeigt einen Staubsaugerbeutel mit derselben Konstruktion wie in Fig. 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.Fig. 6 shows a vacuum cleaner bag with the same construction as shown in Fig. 5, except that a wet laid capacity paper 34 is placed in front of the MB fleece 35, and the spunbond layer 36 is again placed on the outside of the bag. The wet or dry laid filter papers were placed on the inside of the bag structure to help support the MB fleece and to filter and store medium and larger sized dust particles so that the MB fleece could efficiently filter the smaller particles without clogging.
Fig. 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 Fig. 5 substituiert wurde. In dieser Konstruktion ist es wichtig, dass das Vlies 214 stromabwärts der aktivierten Kohlenstofffasern bzw. Aktivkohlefasern diese Aktivkohlefasem davon abhält, in das Beutelabteil des Staubsaugers zu gelangen, und daher sollte dieses Vlies vorzugsweise elektrostatisch geladen sein.Fig. 7 illustrates the new vacuum cleaner bag construction in which a fleece/carbon combination 214 + 215 of 50 g/m 2 and 150 g/m 2 respectively, serving as an odor adsorbing layer, has been substituted for the SB 33 of Fig. 5. In this construction, it is important that the fleece 214 downstream of the activated carbon fibers or activated carbon fibers prevents these activated carbon fibers from entering the bag compartment of the vacuum cleaner and therefore this fleece should preferably be electrostatically charged.
Figuren 8A bis 8AA stellen zahlreiche mögliche Ausführungsbeispiele der neuen Staubsaugerbeutelkonstruktion dar. In Fig. 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 pm 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 Fig. 8A sind nicht miteinander verbunden bzw. gebondet.Figures 8A through 8AA illustrate numerous possible embodiments of the new vacuum cleaner bag construction. In Figure 8A, an SB layer 37 forms the outer layer of the bag and serves to reinforce the bag and protect the inner filtration grade MB fleece 38. The electrostatically charged MB fleece layer efficiently removes particles smaller than 0.1 pm in diameter. The vacuum cleaner bag filter paper 39 supports the MB fleece and filters and retains medium and larger sized dust particles within its structure. This paper also provides the necessary stiffness for the construction for easy fabrication into vacuum cleaner bags on standard vacuum cleaner bag manufacturing equipment. The layers in Figure 8A are not bonded together.
Die Struktur von Fig. 8B ist die gleiche wie Fig. 8A, abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stütztissuevlies 43 stromaufwärts des Papiers 42 angeordnet ist. Das Stütztissuevlies filtert nur sehr große Staubpartikel aus.The structure of Fig. 8B is the same as Fig. 8A, except that a wet-laid support tissue web 43 is arranged upstream of the paper 42. The support tissue web filters out only very large dust particles.
Die Struktur von Fig. 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.The structure of Fig. 8C is the same as in Fig. 8A except that a netting scrim 47 is thermally or adhesively (e.g., with glue) bonded upstream of and to the coarse filter paper 46. That is, the scrim and coarse filter paper are bonded, preferably permanently bonded. At least any two adjacent layers of the bag may be bonded. By "permanently bonded" is meant that the bond is intended to be effective throughout the normal life of the bag. Bonding may be accomplished by any suitable method, such as chemical adhesives, thermal bonding, and ultrasonic bonding.
In Fig. 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 Fig. 8D, the outer SB layer 48, the filtration grade MB nonwoven layer 49 and the SB support layer 50 are bonded together. The filter paper layer 41 is located upstream of the SB/MB/SB composite and also increases the stiffness of the bag construction so that it can be easily made into a vacuum cleaner bag on a standard bag making machine.
In Fig. 8E sind die SB-Schicht 53, MB-Schicht 55 und die Filterpapierschicht 57 durch einen porösen Schmelzklebstoff (hot melt) 54 und 56 miteinander verbunden. Fig. 8F ist die gleiche wie Fig. 8E1 abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stütztissuevlies 64 durch einen Schmelzklebstoff 63 mit der Konstruktion verbunden ist. Fig. 8G ist die gleiche wie Fig. 8D, abgesehen davon, dass das Filterpapier 69 durch einen Schmelzklebstoff 68 mit dem verbundenen SB- 65, MB- 66 und SB- 67 -Verbund verbunden ist. Fig. 8H ist die gleiche wie Fig. 8G, abgesehen davon, dass das nassgelegte Tissuevlies 76 durch einen Schmelzklebstoff 75 mit der Konstruktion verbunden wurde. Fig. 81 ist die gleiche wie Fig. 8E, abgesehen davon, dass das Netting 82 mit der Konstruktion ohne Verwendung eines Schmelzklebstoffes haftend verbunden wurde.In Fig. 8E, the SB layer 53, MB layer 55 and filter paper layer 57 are bonded together by a porous hot melt adhesive 54 and 56. Fig. 8F is the same as Fig. 8E1 except that a wet laid support tissue web 64 is bonded to the construction by a hot melt adhesive 63. Fig. 8G is the same as Fig. 8D except that the filter paper 69 is bonded to the bonded SB 65, MB 66 and SB 67 composite by a hot melt adhesive 68. Fig. 8H is the same as Fig. 8G except that the wet laid tissue web 76 has been bonded to the construction by a hot melt adhesive 75. Fig. 81 is the same as Fig. 8E except that the netting 82 has been adhesively bonded to the structure without the use of a hot melt adhesive.
Die in Figuren 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. InThe structures shown in Figures 8J to 8AA all comprise a composite nonwoven/carbon layer that serves as an odor absorbing layer. The composite comprises a carbon fiber layer upstream of a nonwoven support layer. In
Fig. 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 pm und ein Grobfilterpapier 86 filtert und hält Staubpartikel mittlerer und großer Größe in seiner Struktur.Fig. 8J, a fleece/carbon combination 83 + 84 forms the outer most downstream layer of the bag, a filtration grade MB fleece 85 efficiently filters particles with a diameter smaller than 0.1 pm and a coarse filter paper 86 filters and holds dust particles of medium and large size in its structure.
Fig. 8K ist die gleiche wie Fig. 8J, abgesehen davon, dass ein nassgelegtes Stützvlies 91 stromaufwärts des Grobfilterpapiers 90 angeordnet ist. Das Stützvlies filtert nur sehr große Staubpartikel aus. Fig. 8L ist die gleiche wie Fig. 8K, abgesehen davon, dass ein Netting-Scrim 96 haftend mit dem Grobfilterpapier 95 verbunden ist. In Fig. 8M sind die SB-Schicht 99, MB-Schicht 100 und SB-Schicht 101 miteinander verbunden, was die Steifheit der Beutelkonstruktion erhöht. In Fig. 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. Fig. 80 zeigt eine ähnliche Konstruktion, bei der das Stützvlies 116 durch einen poröses Schmelzklebstoff bei 115 mit dem Filterpapier 114 verbunden ist. Fig. 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. Fig. 8K is the same as Fig. 8J except that a wet laid support web 91 is placed upstream of the coarse filter paper 90. The support web filters out only very large dust particles. Fig. 8L is the same as Fig. 8K except that a netting scrim 96 is adhesively bonded to the coarse filter paper 95. In Fig. 8M, the SB layer 99, MB layer 100 and SB layer 101 are bonded together, increasing the rigidity of the bag construction. In Fig. 8N, a nonwoven/carbon 103+104 is bonded to the filtration grade MB nonwoven 106 by a porous hot melt adhesive 105. The coarse filter paper 108 is bonded to the MB 106 by a hot melt adhesive 107 in the same manner. Fig. 80 shows a similar construction in which the support web 116 is bonded to the filter paper 114 by a porous hot melt adhesive at 115. Fig. 8P is another construction with a hot melt adhesive bond at 119 and 123. The SB layers 120 and 122 are bonded to opposite sides of the filtration grade MB web 121 to increase the stiffness of the construction.
Fig. 8Q ist die gleiche wie Fig. 8P aber mit einem porösen Schmelzklebstoff bei 133 und einem Stützvlies 134, das stromaufwärts des Grobfilterpapiers 132 hinzugefügt wurde.Fig. 8Q is the same as Fig. 8P but with a porous hot melt adhesive at 133 and a support fleece 134 added upstream of the coarse filter paper 132.
Die Struktur von Fig. 8R umfasst ein Netting-Scrim 143, das haftend mit der Stromaufwärtsseite des Grobfilterpapiers 142 verbunden ist. In Fig. 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. Fig. 8T ist die gleiche wie Fig. 8S mit einem Stützvlies 154, das stromaufwärts des Grobfilterpapiers 153 angeordnet ist. In Fig. 8U wurde das Stützvlies von Fig. 8T durch ein Netting-Scrim 160, das mit dem Grobfilterpapier 159 haftend verbunden ist, ersetzt.The structure of Fig. 8R includes a netting scrim 143 adhesively bonded to the upstream side of the coarse filter paper 142. In Fig. 8S, the carbon fleece 146+147 has been moved downstream of the coarse filter paper 148 and upstream of the filtration grade MB fleece 145. The MB 145 and SB 144 layers have been moved to the outside as seen in many of the embodiments shown. Fig. 8T is the same as Fig. 8S with a support fleece 154 positioned upstream of the coarse filter paper 153. In Fig. 8U, the support fleece of Fig. 8T has been replaced with a netting scrim 160 adhesively bonded to the coarse filter paper 159.
Die Struktur von Fig. 8V hat eine äußere Schicht aus SB 161, das Filtrationsgrad MB-Vlies 162 und SB 163 sind miteinander haftend verbunden und das Kohlenstoff/VliesThe structure of Fig. 8V has an outer layer of SB 161, the filtration grade MB fleece 162 and SB 163 are adhesively bonded together and the carbon/fleece
&igr; &pgr;·· :.-..& &ngr; L ^: &eegr; &eegr; ; ;·=&igr; π·· :.-..& vngr; L ^: &eegr;&eegr;;;·=
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.164+165 between these bonded layers and the coarse filter paper 166. The layers 161,162 and 163 are preferably thermally point bonded with a total bonded area of 5-50%, more preferably 10-20%. Alternatively, these layers may be bonded using an adhesive. The layers 164 and 165 are preferably adhesively bonded together. The three-layer composition 161/162/163 and the two-layer composition 164/165 are preferably not bonded together.
In Fig. 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. Fig. 8X ist die gleiche Struktur wie Fig. 8W1 abgesehen davon, dass ein zusätzliches Stützvlies 186 mit dem Grobfilterpapier 184 mit einem porösen Schmelzklebstoff 185 verbunden ist. Fig. 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. Fig. 8Z zeigt die gleiche Struktur wie Fig. 8Y aber mit einem Stützvlies 204, das mit dem Grobfilterpapier 202 mit einem porösen Schmelzklebstoff 203 verbunden ist.In Fig. 8W, the SB 169 and the filtration grade MB 171 are bonded together with a porous hot melt adhesive 170 and the carbon fleece is bonded to the coarse filter paper and the MB with hot melt adhesive layers 172 and 175. Fig. 8X is the same structure as Fig. 8W1 except that an additional support fleece 186 is bonded to the coarse filter paper 184 with a porous hot melt adhesive 185. Fig. 8Y shows an outer composite layer of SB 187, MB 188 and SB 189 adhesively bonded together. The carbon fleece 191/192 is bonded to this outer bonded layer and the coarse filter paper with a porous hot melt adhesive 190 and 193. Fig. 8Z shows the same structure as Fig. 8Y but with a supporting fleece 204 which is bonded to the coarse filter paper 202 with a porous hot melt adhesive 203.
Schließlich illustriert Fig. 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.Finally, Fig. 8AA illustrates a SB 205 and a filtration grade MB fleece 207 bonded with a porous hot melt adhesive 206. The carbon fleece 209 + 210 is bonded to the MB 207 in the same manner. The coarse filter paper 212 is bonded by means of a hot melt adhesive 211 and a netting scrim 213 is adhesively bonded to the coarse filter paper 212.
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 &bgr;The activated carbon fiber layer may have the following configurations: carbon granules between layers of nonwoven, paper with activated carbon fibers, paper with activated carbon, activated carbon fabrics (nonwoven), activated carbon fabrics (woven fabric), activated meltblown of pitch and activated carbon fibers blown into a MB layer. The activated carbon layer preferably has a surface area of about 500-3000 g/m 2 (BET N 2 method), a weight in the range of about 25-500 g/m 2 and an air permeability of about 500-3000 l/(m 2 ?).
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst der Beutel mit verbesserter Wirksamkeit eine Mehrzweckfiltrationsschicht, die stromaufwärts einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist. Die Mehrzweckfiltrationsschicht kann entweder ein trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität oder ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, ein hochvoluminöses Meltblown, oder ein (modulares) Spunblown sein. Die zweite Filtrationsschicht sollte ein nassgelegtes Filterpapier, trockengelegtes Filterpapier oder ein Spunbond sein, das elektrostatisch geladen ist, vorzugsweise vor dem Erstellen des Beutels.In another embodiment, the improved efficiency bag comprises a multipurpose filtration layer disposed upstream of a second filtration layer. The multipurpose filtration layer may be either a dry-laid high dust capacity paper or a wet-laid high dust capacity paper, a high bulk meltblown, or a (modular) spunblown. The second filtration layer should be a wet-laid filter paper, dry-laid filter paper, or a spunbond that is electrostatically charged, preferably prior to making the bag.
Der Begriff "Mehrzweckfiltrationsschicht" wird verwendet, um zu bezeichnen, dass die Vorfilterschicht aus trockengelegtem oder 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 Mm 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.The term "multi-purpose filtration layer" is used to mean that the pre-filter layer of dry-laid or wet-laid capacity paper is capable of performing several functions simultaneously. This layer protects the downstream second filtration layer from shock loading by blocking large salvos of dirt particles that can be much larger than 10 mm. In addition, the multi-purpose layer filters particles of about 10 mm in size. Its porosity and thickness are sufficiently large that this layer has the capacity to store within the layer a large amount of dirt and dust particles while allowing the air flow to penetrate the layer at a high rate without dramatically increasing the pressure drop through the composite structure. Therefore, the bag can continue to operate at an optimum air flow for vacuuming for a time long enough for the bag to reach the particle storage capacity. Roughly speaking, the multi-purpose filtration layer cleans the air of most particles except for the fine dust particles, which are removed by the second filtration layer.
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 entfernt werden müssen, übrig bleiben. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Mehr-The term "second filtration layer" means a filter layer designed to remove from the air passed through the multi-purpose layer a sufficient amount of fine dust particles to give a very high overall filtering efficiency, preferably over 99%. The second filtration layer is less porous than the multi-purpose layer. It may have a medium porosity because the multi-purpose filtration layer performs the overwhelming majority of the filtration load, leaving only a small amount of fine dust particles to be removed by the high efficiency filter layer. This is particularly the case when the multi-
zweckfiltrationsschicht elektrostatisch geladene Splitfilmfasern umfasst oder wenn ein elektrostatisch geladenes hochvoluminöses Meltblown, modulares Spunblown oder Mikrodenier-Spunbond verwendet wird. 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.purpose filtration layer comprises electrostatically charged split film fibers or when an electrostatically charged high bulk meltblown, modular spunblown or microdenier spunbond is used. In these cases, the upstream layers are effective in removing at least some of the fine dust particles as well as larger particles. This leaves even less fine dust to be removed by the second filtration layer.
Die verschiedenen Schichten des Beutels mit verbesserter Leistung sind üblicherweise mit benachbarten Schichten an den Beuteleinlässen und -auslassen 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.The various layers of the enhanced performance bag are typically bonded to adjacent layers at the bag inlets and outlets, and sometimes at the bag seams. They may be unbonded to adjacent layers in other areas of the bag structure, or may be bonded using various methods. For example, the layers may be bonded using adhesives, thermal bonding, ultrasonic bonding, or a combination of these methods.
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.Unless otherwise stated, in the following examples the basis weight was determined using ISO 536, the thickness using DIN 53 105 (0.2 bar), the air permeability using DIN 53 887, the tensile strength in the machine direction (MD) and cross-machine direction (CD) using DIN 53 112, the Mullen burst pressure (MBP) using DIN 53 141 and filtration properties using T.S.I. 8160 filter tester. In the figures, the air flow direction is shown by arrows.
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, wirdThe DIN 44956-2 (April 1980) test was used to characterize the performance of vacuum bag filter compositions with respect to the filtering of fine dust particles. The test essentially involves filtering a 500 mg sample of SAE fine test dust through a circular 200 square centimetre filter medium to be tested using an air flow of 10 litres per second for a period of 30 seconds. The pressure drop through the test filter medium is measured before and after filtration. An absolute filter is used to capture particles passing through the test filter. A retention coefficient, expressed as a percentage, is
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.calculated from the quotient of the weight of the sample captured by the test filter divided by the sum of the sample weight captured by the test filter and the sample weight captured by the absolute filter.
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.Air permeability test after fine dust loading: The dust loading part of DIN 44956-2 was carried out in 0.5 gram increments on seven bags of each sample. However, the pressure drop values were not recorded again. The maximum sustained air permeability values were then determined on the bags that had the specific dust loading levels.
Ein TSI-Modell-8110-Filtertester wurde zum Messen der Medienfiltrationsleistung verwendet. Mit dem Modell-8110-Tester wurde eine 2,0 % Natriumchloridlösung (20g NaCI in 1 Liter Wasser) mittels eines Aerosolerzeugers in Aerosolform vernebelt. Die NaCI-Wassertropfen in dem Aerosol wurden erhitzt und NaCI-Kristallite mit einem Durchmesser von 0,1 &mgr;&igr;&tgr;&igr; wurden gebildet. Die Massenkonzentration von NaCI 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 NaCI-Partikel wurde berechnet als:A TSI Model 8110 filter tester was used to measure media filtration performance. The Model 8110 tester was used to aerosolize a 2.0% sodium chloride solution (20 g NaCl in 1 liter water) using an aerosol generator. The NaCl water droplets in the aerosol were heated and NaCl crystallites with a diameter of 0.1 μιδ were formed. The mass concentration of NaCl in the air was 101 mg/m 3 . Photometry was used to determine the volume concentration of air in the upstream volume of the media (Cu) by the volume concentration of air in the downstream volume of the media (Cd). The penetration ability of the NaCl particles was calculated as:
Durchdringung = P = [Cd/Cu] (100 %) Beispiele 1-7 Penetration = P = [Cd/Cu] (100 %) Examples 1-7
Proben von verschiedenen Staubsaugerbeutelkonstruktionen, gezeigt in Fig. 1-3 und A-7, wurden vorbereitet und getestet. Die Beispiele 1, 2 und 3 sind typische Konstruktionen des Stands der Technik und Beispiele 4, 5, 6 und 7 sind repräsentativ für Beutel gemäß dieser Erfindung. 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 GrammSamples of various vacuum cleaner bag constructions shown in Figures 1-3 and A- 7 were prepared and tested. Examples 1, 2 and 3 are typical prior art constructions and Examples 4, 5, 6 and 7 are representative of bags according to this invention. The characteristics of the layers of the prior art and the new bag constructions were determined and are shown in Tables III and IV. The weight, thickness, air permeability, pore diameter and filtration grade permeability of the entire compositions are shown in Table V. Table V also shows the pressure drop and air flow through the composition at a particulate loading measured in increments of 0 to 2.5 grams.
mittels DIN 44956-2. Die Druckabfalldaten in Tabelle V sind in Fig. 9 und 10 grafisch dargestellt. Die Luftstromdaten sind in Fig. 11 grafisch dargestellt.using DIN 44956-2. The pressure drop data in Table V are graphically presented in Fig. 9 and 10. The air flow data are graphically presented in Fig. 11.
Fig. 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.Figure 9 shows that in the three prior art designs, Examples 1, 2 and 3, the pressure drop increases significantly after only 1.0 gram of dust loading. Prior art Examples 2 and 3, both containing MB products, give substantially smaller increases in pressure drop for dust loading up to 1.5 grams of dust. After this point, the pressure drop in both Examples 2 and 3 increases significantly with increasing dust loading because the relatively small pores in the MB products became clogged with dust particles and cake.
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.Examples 5, 6 and 7 of this invention showed very little pressure drop increase even after the maximum loading of 2.5 grams of dust. Moreover, the initial filtration efficiencies of Examples 5-7 were at least as high as the prior art samples with MB products at 99.6%. Example 1, which did not contain MB, had a lower filtration efficiencies of 96% and had the highest pressure drop with dust loading. A significant difference between Examples 2 and 3 and Examples 5-7 is that the coarse filter paper was located upstream of the MB mat in the last three examples. This allowed the filter paper to filter and retain the dust particles, especially the larger dust particles, so that the filtration grade MB mat could filter out the smaller size dust particles without clogging the pores, even at a loading of 2.5 g/m 2 .
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 erlaube^, so. dass die halbgeschmolzenen Filamente mehr Zeit zum KühlenIn addition, both the MB and filter paper used in Examples 4, 5, 6 and 7 are much more open than the corresponding materials used in Examples 1, 2 and 3. The special coarse filter paper is much more open as is evident from the high air permeability levels. This allows the special filter paper to hold more dust. Similarly, the air permeability of the MB in Examples 4, 5, 6 and 7 is much higher and the high loft MB nonwoven is much higher in loft and less dense. This is accomplished in various ways in the manufacture of the MB, but often it is done by increasing the distance between the nozzle and the collector to allow greater quenching of the MB film so that the semi-molten filaments have more time to cool.
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und vollständigen Verfestigen haben, bevor sie auf dem Kollektor abgelegt werden. Wasserspraynebel oder kühle Abschreckluft kann auch verwendet werden, um das Abkühlen der extrudieren MB-Filamente zu beschleunigen.and fully solidified before being deposited on the collector. Water spray or cool quenching air can also be used to accelerate the cooling of the extruded MB filaments.
Die Unterschiede in den MB-Erzeugnissen ist in Fig. 10 weiter hervorgehoben. Beispiel 2 aus Fig. 9 ist in Fig. 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.The differences in the MB products are further highlighted in Fig. 10. Example 2 from Fig. 9 is again graphically represented in Fig. 10 and labeled "3M". The new example, labeled "Example 4, Airflo" was made by first producing a very porous, very lofty, high bulk MB nonwoven weighing 120g/ m2 , which was then used as the outermost upstream layer. This MB nonwoven was more open and porous than the conventional MB products used in Examples 2 and 3. Accordingly, it served to filter out and retain a large amount of dust particles. Exceptionally, the Airflo Example 4, even with the special 120g/m 2 inner MB layer and a 22g/m 2 middle layer, resulted in a negligible increase in pressure drop at dust loadings up to the maximum dust loading of 2.5g/m 2 .
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.Although Example 1 did not contain any MB fleece at all and had a smaller pressure drop increase than Examples 2 and 3, it still had a significantly larger pressure drop increase with loading than Examples 5 and 6 with MB fleeces. Note that the weight of the MB polypropylene fleece used in three of the examples was 22 g/m 2 . Nevertheless, the special placement of the coarse filter paper and the filtration grade MB fleeces in Examples 5 and 6 resulted in dramatically smaller pressure drop increases because this allowed the filter paper to remove and retain the large and medium sized particles and the filtration grade MB fleece only had to filter and retain the finer particles. The difference between Examples 5 and 6 in pressure drop, even at the highest dust loading of 2.5 grams, was small. The pressure drop was slightly larger with the wet-laid paper because the hydrogen bonds between the cellulose molecular chains during wet processing make the wet-laid paper denser with slightly smaller pores at the same weight.
Fig. 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.Figure 11 shows the results of examples, further dramatizing the noticeable improvements obtained by placing a coarse filter paper upstream of the filtration grade MB fleece (on the inside of the bag) of this invention.
FiF &ngr; q q ·;:= &igr;., &kgr; &eegr; &eegr; imFiF ν q q ·;:= &igr;., &kgr;&eegr;&eegr; in the
• &ogr; ·•&ogr; ·
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 Fig. 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/(m2 s), aber bereits bei 1,0 Gramm Staubbeladung fielen die Werte auf die von herkömmlichen Beutelkonstruktionen.Separate bags of Examples 1-3 and 5-7 were loaded with particulate matter in 0.5 gram increments of 0, 0.5, 1, 0, 1.5, 2.0 and 2.5 grams of dust. Then the six bags with varying levels of dust loading were subjected to an air permeability test in which the maximum sustained amount of air was passed through each bag sample. As can be seen in Figure 11, the new bag design represented by Example 6 had a maximum sustained airflow without dust loading of 445 l/(m 2 s) compared to only 225 l/(m 2 s) of the prior art Example 3. At 1.5 gram dust loading, Example 6 had a sustained airflow of 265.4 l/(m 2 s) compared to only 34.9 l/(m 2 s) with the conventional Example 3, and at 2.5 gram loading the performance differences were even more notable -199.8 and 21.9 l/(m 2 s). Example 2 had a maximum sustained airflow of 411 l/(m 2 s), but already at 1.0 gram dust loading the values dropped to those of conventional bag designs.
Ein herkömmlicher Staubsaugerbeutel leidet unter einem verhältnismäßig geringen Luftstrom, wie an den 18,14,9 und 21,9 l/(m2s) der Beispiele 1,2 und 3 in Fig. 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 Fig. 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.A conventional vacuum cleaner bag suffers from relatively low airflow, as can be seen from the 18,14.9 and 21.9 l/(m 2 s) of Examples 1,2 and 3 in Fig. 11 after the sixth dust loading. It is almost impossible to add another layer of material to these designs without dramatically reducing the airflow. In Examples 5 and 6 and Fig. 11, due to the excellent performance of the new designs, an opportunity was created to add new functions to the vacuum cleaner bag. In today's vacuum cleaners a number of different filters are used, including activated carbon filters, to absorb odors. Very often 3-5 different filters are used in vacuum cleaners, each of which has its own lifespan.
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:Due to the high air flow of the present invention, it is possible to increase the functionality, such as by adding an additional layer of activated carbon fibers in the bag constructions, without requiring a separate filter element. The construction has a number of advantages, namely:
1. Einfache Verwendung des Staubsaugers für den Endverbraucher, die getrennten Geruchsfilter müssen nicht ersetzt werden.1. Easy to use vacuum cleaner for the end user, the separate odor filters do not need to be replaced.
2. Kohlenstofffilter in ihrer heutigen Form haben einen negativen Einfluss auf den Luftstrom und reduzieren manchmal die Gesamtleistung des Staubsaugers dramatisch.2. Carbon filters in their current form have a negative impact on airflow and sometimes dramatically reduce the overall performance of the vacuum cleaner.
3. Der Kohlenstofffilter ist in einem separaten aus Kunststoff geformten Gehäuse angeordnet, das durch die Kohlenstoffschicht in dem Staubsaugerbeutel eliminiert werden kann.3. The carbon filter is housed in a separate plastic molded housing, which can be eliminated by the carbon layer in the vacuum cleaner bag.
4. Aufgrund der Lebensdauer eines Staubsaugerbeutels kann man die optimale Funktion der aktiven Kohlenstofffasern während der Verwendungszeit des Staubsaugerbeutels erwarten.4. Due to the lifespan of a vacuum cleaner bag, the optimal function of the active carbon fibers can be expected during the usage time of the vacuum cleaner bag.
5. Da das separate Kunststoffgehäuse nicht länger benötigt wird, wird die Konstruktion des Staubsaugers einfacher und damit billiger.5. Since the separate plastic housing is no longer needed, the construction of the vacuum cleaner becomes simpler and therefore cheaper.
6. Die Menge an Aktivkohlefasern kann für die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels optimiert werden.6. The amount of activated carbon fibers can be optimized for the life of the vacuum cleaner bag.
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.7. Due to the space limitations in a vacuum cleaner, the activated carbon fiber filters are relatively small and very often do not have a large enough surface area to absorb the odors properly.
8. Durch ein Hinzufügen einer Zusatzschicht von Aktivkohlefasern zu der neuen Beutelkonstruktion wurde das Problem der eingeschränkten Filteroberfläche gelöst.8. By adding an additional layer of activated carbon fibers to the new bag design, the problem of limited filter surface was solved.
RF -X1C1 vi,. &kgr; &Ggr;=··RF -X 1 C 1 vi,. &kgr; Γ=··
39 Tabelle III39 Table III
.::::F\q. Nr. /Schicht-Nr. .::::F\q. No. /Shift No.
'Gewicht ISO 536 g/m2 'Weight ISO 536 g/m 2
• ··
:**«TDicke DIN 53 105 0,2 bar mm:**«TThickness DIN 53 105 0.2 bar mm
• ··
/;::*Luftdurchlässigkeit DIN 53 887 l/(m2s)/;::*Air permeability DIN 53 887 l/(m 2 s)
. . Zugfestigkeit. . Tensile strenght
* ;*·· Maschinenrichtung DIN 53 112 N . ... Querrichtung DIN 53 112 N* ;*·· Machine direction DIN 53 112 N . ... Cross direction DIN 53 112 N
.••••.Porendurchmesser pm :*"': Mullenscher Berstdruck DIN 53 141 bar.••••.Pore diameter pm :*"': Mullen burst pressure DIN 53 141 bar
m Filtrationseigenschaften DIN 44956-2 m Filtration properties DIN 44956-2
:...:. Filtrationsgraddurchlässigkeit %:...:. Filtration degree permeability %
1 Min 121,91, Max 64 1 Min 121.91, Max 64
2 Min 16,52, Max >300 2 min 16,52, Max >300
Fig. Nr. /Schicht-Nr. •"Gifwicht ISO 536 g/m2 fDifcke DIN 53 105 0,2 bar mm . Luftdurchlässigkeit DIN 53 887 l/(m2s)Fig. No. /Layer No. •"Poison weight ISO 536 g/m 2 Thickness DIN 53 105 0.2 bar mm . Air permeability DIN 53 887 l/(m 2 s)
rZugfestigkeitrTensile strength
^-ÜMaschinenrichtung DIN 53 112 N \[Querrichtung DIN 53 112 N *:Porendurchmesser &mgr;&igr;&tgr;&igr;^-ÜMachine direction DIN 53 112 N \[Cross direction DIN 53 112 N *:Pore diameter μ&igr;&tgr;&igr;
Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiele Beispiel 7Example 4 Example 5 Examples Example 7
4/(12+11)1 4/10 5/(33+32)1 5/31 6(36+35) 6/34 7/(214+215)3* 7/2164/(12+11) 1 4/10 5/(33+32) 1 5/31 6(36+35) 6/34 7/(214+215) 3 * 7/216
17.672 MFP
17.67 2
17.672 MFP
17.67 2
17.672 MFP
17.67 2
0,70.7
70,5 9470.5 94
8787
::JVftjllenscher Berstdruck DIN 53 141 bar::JVftjllen burst pressure DIN 53 141 bar
'"£ijtrationseigenschaften DIN 44956-2 '"£ ijtration properties DIN 44956-2
Filtrationsgraddurchlässigkeit %Filtration degree permeability %
—^Spunbond (17 g/m2) plus Meltblown (22 g/m2) Verbund
"'toin 10,86, Max 40,25—^Spunbond (17 g/m 2 ) plus meltblown (22 g/m 2 ) composite
"'toin 10.86, Max 40.25
3 Vlies (50 g/m2) plus Kohlenstoff (150 g/m2) Verbund, innere Oberfläche BET N2-Verfahren 1050-1400 m2/g, mikroporös 2 nm Porengröße 3 Fleece (50 g/m 2 ) plus carbon (150 g/m 2 ) composite, inner surface BET N 2 method 1050-1400 m 2 /g, microporous 2 nm pore size
4 Min 10,75, Max 40,27 4 Min 10.75, Max 40.27
5 Min 17,67, Max >300 5 min 17.67, Max >300
7,692
0,5MFP
7.69 2
0.5
53,392
0,007MFP
53.39 2
0.007
•"Flg. Nr.•"Flg. No.
:. Dicke DIN 53 105 0,2 bar mm:. Thickness DIN 53 105 0.2 bar mm
::[Ajftdurchlässigkeit DIN 53 887 l/(m2s)
:.:R©rendurchmesser pm
i'.FÖtrationseigenschaften DIN 44956-2
•*:"Filtrationsgraddurchlässigkeit%
:..i_tiftstrom bei 2 mbar I::[Ajft permeability DIN 53 887 l/(m 2 s)
: .:R©ren diameter pm
i'.FÖtration properties DIN 44956-2
•*:"Filtration degree permeability%
: ..i_tiftstrom at 2 mbar I
'•••Filterwiderstand Druckabfall 1 mbar'•••Filter resistance pressure drop 1 mbar
"Tilterwiderstand Druckabfall 2 mbar"Tilter resistance pressure drop 2 mbar
:...Filterwiderstand Druckabfall 3 mbar : ...filter resistance pressure drop 3 mbar
:"'Fllterwiderstand Druckabfall 4 mbar : "'Filter resistance pressure drop 4 mbar
Filterwiderstand Druckabfall 5 mbarFilter resistance pressure drop 5 mbar
Filterwiderstand Druckabfall 6 mbarFilter resistance pressure drop 6 mbar
Fluss mit Feinstaub 0,0 Gramm l/(m2 s)*Flow with fine dust 0.0 grams l/(m 2 s)*
Bsp. 1 Bsp.Ex. 1 Ex.
1 21 2
58 8058 80
0,25 0,950.25 0.95
330 450330 450
MFP 16.531 MFP 16.53 1
96 99,696 99.6
6,4 8,196.4 8.19
3,21 2,263.21 2.26
8,9 4,448.9 4.44
24,19 10,4224.19 10.42
51,64 30,1451.64 30.14
79,58 85,779.58 85.7
110 120110 120
411 420411 420
Bsp. 3 Bsp. 4 Bsp. 5 Bsp. 6 Bsp.Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Example
3 4 5 6 73 4 5 6 7
80 159 89 116 30080 159 89 116 300
0,51 1,73 0,65 1,27 1,620.51 1.73 0.65 1.27 1.62
225 465 420 400225 465 420 400
13,37 4,4813.37 4.48
99,8 99,7 99,8 99,799.8 99.7 99.8 99.7
8,6 8 7,38.6 8 7.3
3,46 2,34 2,53 2,83.46 2.34 2.53 2.8
3,93 3,18 4,44 3,53.93 3.18 4.44 3.5
25,87 5,1925.87 5.19
4,35 10,42 4,91 6,54 30,14 7,024.35 10.42 4.91 6.54 30.14 7.02
53,05 6,15 10,34 85,7 11,03 100,32 7,53 16,39 120 16,9853.05 6.15 10.34 85.7 11.03 100.32 7.53 16.39 120 16.98
455455
445 410445 410
Fluss mit Feinstaub 0,5 Gramm l/(m2 s)* Fluss mit Feinstaub 1,0 Gramm l/(m2 s)* Fluss mit Feinstaub 1,5 Gramm l/(m2 s)*Flow with fine dust 0.5 grams l/(m 2 s)* Flow with fine dust 1.0 grams l/(m 2 s)* Flow with fine dust 1.5 grams l/(m 2 s)*
..Fluss mit Feinstaub 2,0 Gramm l/(m2 s)*..Flow with fine dust 2.0 grams l/(m 2 s)*
• ··
mit Feinstaub 2,5 Gramm l/(m s)*with fine dust 2.5 grams l/(m s)*
r-.Win 8,45, Max 49,42
:.f.tfei 2 mbarr-.Win 8.45, Max 49.42
: .f.tfei 2 mbar
Fig. 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 pm sind und einige kleinere Partikel.Fig. 12 shows a cross-section of a commercially available vacuum cleaner bag structure 51' consisting of a wet-laid tissue nonwoven layer 52' on the inside (upstream air side) of the bag and a wet-laid standard filter paper 53' on the outside (downstream air side) of the bag. The properties of the individual layers and the composite structure are shown in Table IV. The liner primarily protects the wet-laid filter paper from abrasion but also pre-filters out some of the largest particles. The wet-laid filter paper typically filters out particles larger than about 10 pm and some smaller particles.
Fig. 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 Vl gezeigt.Fig. 13 shows a cross-section of a conventional three-layer vacuum cleaner bag structure 54" in which a wet-laid tissue support web 55' with very low dust holding capacity has been added upstream of an MB web 56' to protect against abrasion, and a wet-laid filter paper 57' is placed on the outside (downstream) to protect the bag from abrasion, to improve rigidity for bag manufacture, and to provide additional air filtration. The properties of the individual layers and the composite structure are shown in Table VI.
Beispiele 8-10Examples 8-10
Fig. 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). Fig. 14 illustrates a new three-layer composite vacuum cleaner bag structure 58' of Example 8 having a high dust capacity wet-laid paper layer 59' on the inside (upstream air side) in front of a meltblown filter layer 60'. A highly air permeable wet-laid filter paper layer 61' is on the outside (downstream air side).
Fig. 15 stellt eine neue erfinderische 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.-% Latexbinde-Fig. 15 illustrates a new inventive composite vacuum cleaner bag structure 62' of Example 9 in which a dry laid high dust capacity paper 63' consisting of 100% fluff pulp fibers held together by 20% by weight latex binder
mittel, als Innenschicht angeordnet ist, und ein herkömmliches nassgelegtes Filterpapier 64' ist die Außenschicht.medium, is arranged as the inner layer, and a conventional wet-laid filter paper 64' is the outer layer.
Fig. 16 stellt eine neue 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 % Bikomponentenpolymerfasern. Die Eigenschaften der einzelnen Schichten und der zusammengesetzten Strukturen sind in Tabelle Vl gezeigt, die die Filtrationseigenschaften verschiedener zusammengesetzter Strukturen bei einem Fluss von 100 l/min, vergleicht. Die Daten in Tabelle Vl 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.Fig. 16 illustrates a new vacuum cleaner bag construction 65' of Example 10 consisting of a thermally bonded, dry laid, high dust capacity paper 66' at the upstream position inside the bag with a high permeability, wet laid filter paper 67' on the outside of the bag. The fiber content of the dry laid, high dust capacity paper 66" consists of a blend of 40% fluff pulp fibers, 40% split film fibers and 20% bicomponent polymer fibers. The properties of the individual layers and the composite structures are shown in Table VI, which compares the filtration properties of various composite structures at a flow of 100 l/min. The data in Table VI show that the structures of Examples 8 and 10 produce dramatically increased filtration performance compared to Comparative Example 1 with only a slight increase in pressure drop. Example 8 also produces slightly better filtration performance at the same pressure drop as Comparative Example 2. Example 9 compares well with the structure of the commercially available comparative example 1.
Jede der zuvor beschriebenen Beispielstrukturen wurde bezüglich Feinstaubbeladung getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle Vl gezeigt. Fig. 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)1 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.Each of the example structures described above was tested for particulate matter loading and the results are shown in Table VI. Figure 17 is a graphical representation of the pressure drop of the bag structures as a function of particulate matter loading in grams, where curves AE represent Comparative Examples 1 and 2 (A and B) 1 and Examples 8-10 (C, D and E). The graph shows that conventional bag structures quickly achieve high pressure drops at very low loadings (i.e., about 100 mbar at less than 2.5 g). Example 8 achieved a correspondingly high pressure drop after 3.5 g of dust loading, an improvement of about 40%. Examples 9 and 10 provided remarkably superior particulate loading results by achieving about 100 mbar pressure drop at about 10 g and about 12.5 g loading and with a pressure drop not exceeding about 30 mbar at a particulate loading of 6.5 g and about 40 mbar until after about 7.5 g. These results demonstrate an improvement of about 300-400% compared to conventional filter designs. In particular, Examples 9 and 10 do not include an MB filter interlayer between the upstream multipurpose high dust capacity layer and the downstream second filtration layer.
Zusätzliche Beispiele von betrachteten zusammengesetzten Staubsaugerbeutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeit, die unter die Definition der vorliegenden Erfindung fallen sollen, sind in Fig. 18-20 illustriert. Insbesondere zeigt Fig. 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.Additional examples of contemplated composite vacuum cleaner bag structures having improved efficiency and intended to fall within the definition of the present invention are illustrated in Figures 18-20. In particular, Figure 18A shows a two-layer structure in which the upstream multipurpose layer is a dry-laid filter composition of only fluff pulp fibers held together with a dried latex binder or a blend of bicomponent polymer fibers and fluff pulp fibers thermally bonded. The multipurpose layer has high air permeability and dust holding capacity.
Fig. 18B zeigt auch eine Zweischichtstruktur, bei der die Mehrzweckschicht eine Dreikomponentenmischung aus Fluff-Pulp-Fasern, Bikomponenten-Polymerfasern und elektrostatisch geladenen Splitfilmfasem ist. Wiederum ist die Mischung durch thermisches Bondieren zusammengehalten, insbesondere der niedrigschmelzenden Bikomponenten-Polymerfaserzusammensetzung. Fig. 18B also shows a two-layer structure in which the multipurpose layer is a three-component blend of fluff pulp fibers, bicomponent polymer fibers, and electrostatically charged split film fibers. Again, the blend is held together by thermal bonding, particularly of the low melting bicomponent polymer fiber composition.
Fig. 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.Fig. 18C shows another two-layer structure with specially developed wet-laid filter paper with high dust holding capacity at the upstream position. The fibers in the wet-laid paper are a mixture of synthetic fibers and natural, i.e. wood pulp, fibers. Preferably, the synthetic fibers are polyester and more preferably polyethylene terephthalate. The fibers are bonded together by means of a latex binder at about 20-30 wt% dry binder solids based on the fiber weight.
Fig. 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.Figure 18D illustrates a two-layer structure in which the upstream multipurpose layer comprises polyolefin and preferably polypropylene fibers. This layer is electrostatically charged, preferably using the Tantret (TM) technique.
Fig. 18E - 18H zeigen Strukturen, welche die gleichen wie in Fig. 18A - 18D sind, abgesehen davon, dass eine optionale Meltblown-Vlies-Zwischenschicht zwischen der Mehrzweckfilterschicht und der zweiten Filtrationsschicht eingefügt ist.Fig. 18E - 18H show structures which are the same as in Fig. 18A - 18D, except that an optional meltblown nonwoven intermediate layer is inserted between the multipurpose filter layer and the second filtration layer.
Fig. 181 - 18P zeigen Strukturen, die jeweils Fig. 18A - 18H entsprechen, abgesehen davon, dass ein optionales Vlies-Scrim zu der Seite des Vakuumfilterbeutels, die demFig. 18I - 18P show structures corresponding to Fig. 18A - 18H, respectively, except that an optional nonwoven scrim is added to the side of the vacuum filter bag facing the
Luftstrom ausgesetzt ist, hinzugefügt wurde, um die nächste Schicht vor Abrasion zu schützen und einige der größten Staubpartikel zu filtern.exposed to airflow to protect the next layer from abrasion and filter out some of the largest dust particles.
Fig. 19Q-19AF zeigen Strukturen, die jeweils Fig. 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.Fig. 19Q-19AF show structures corresponding to Fig. 18A-18P, respectively, except that an optional spunbond nonwoven fabric is disposed at the most downstream layer position and is thus on the outside of the vacuum cleaner bag.
Fig. 20AG -20BL zeigen Strukturen, die jeweils Fig. 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.Fig. 20AG -20BL show structures corresponding to Fig. 18A-19AF, respectively, except that additional layers of the composition are bonded by a hot melt adhesive. The hot melt adhesive may be replaced by or used in conjunction with any known bonding methods, including glues and thermal and ultrasonic bonding. Although the figures only illustrate embodiments in which an adhesive is present between all adjacent layers, it is contemplated that not all layers need to be bonded in this manner, i.e., some layers of the composition will be bonded with adhesive and others will not.
47
Tabelle Via 47
Table Via
·· · ·* :***Flow l/min.
·· · ·*
► · · :. Thickness mm
► · ·
Vergl.Bsp. 1 Vergl.Bsp. 2 Bsp. 1Compare example 1 Compare Example 2 Example 1
10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 65,57 73,80 81,75 93,04 106,1110.5 11.0 11.5 12.0 12.5 65.57 73.80 81.75 93.04 106.11
•34•34
G5006-06533/DMG5006-06533/DM
• ····
• ··
♦· · • · ♦ · ♦· · • · ♦ ·
bevorzugter Bereich: 50-80 g/m2, 2000-4000 l/m2/swet laid "capacity paper"; range: 30-150 g/m", 500-8000 l/m"/s,
preferred range: 50-80 g/m 2 , 2000-4000 l/m 2 /s
zugter Bereich: 40-60 g/m2, 500-1000 l/m2/swet laid filter paper; range: 30-100 g/m", 100-3000 l/m"/s, before
Recommended range: 40-60 g/m 2 , 500-1000 l/m 2 /s
l/m2/s, bevorzugter Bereich: 50-80 g/m2, 2000-4000 l/m2/sLatex bonded fluff pulp paper; range: 30-150 g/m", 500-8000
l/m 2 /s, preferred range: 50-80 g/m 2 , 2000-4000 l/m 2 /s
zugter Bereich: 40-60 g/m2, 500-1000 l/m2/swet laid filter paper; range: 30-100 g/m", 100-3000 l/m"/s, before
Recommended range: 40-60 g/m 2 , 500-1000 l/m 2 /s
• · i· · · i· ·
500-8000 l/m2/s, bevorzugter Bereich: 50-80 g/m2, 2000-4000 l/m2/sthermally bonded split film fiber pulp filter paper; range: 30-150 g/m'',
500-8000 l/m 2 /s, preferred range: 50-80 g/m 2 , 2000-4000 l/m 2 /s
zugter Bereich: 40-60 g/m2, 500-1000 l/m2/swet laid filter paper; range: 30-100 g/m'', 100-3000 l/m^/s, before
Recommended range: 40-60 g/m 2 , 500-1000 l/m 2 /s
'..59'..59
• Φ·Φ &phgr;&phgr;&phgr;• ?·? φφφ
Φ·Φ &phgr; &phgr;&phgr; &phgr;«?·? φ φφ φ«
• · &phgr; · &phgr; · &phgr;• · φ · φ · φ
• &phgr; &phgr; &phgr;&phgr;&phgr; # · ·• φ φ φφφ # · ·
• &phgr; · · &phgr; &phgr;• φ · · φ φ
• ··
• ··
• ··
*66**66*
■ ····&igr;■ ····&igr;
•68 '•68 '
Claims (22)
wobei die zweite Filtrationsschicht ausgewählt ist aus:
wherein the second filtration layer is selected from:
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030807 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20030730 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050601 |
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20070329 |