DE29924500U1

DE29924500U1 - Staubsaugerbeutel und verbesserter Staubsaugerbeutel

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Publication number: DE29924500U1
Application number: DE29924500U
Authority: DE
Original assignee: Airflo Europe NV
Current assignee: Airflo Europe NV
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2009-05-12

Description

GRÜNECKER KINKELDEY ·3&Tgr;&thgr;£&kgr;&Mgr;*&Agr;^ S SChU/VAfcJHAUSSER

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DATUM / DATE

14.04.2003

Zur Eintragung vorqesehene Unterlaqen Gebrauchsmusterabzweigung aus EP 02 018 932.0 vom 23. August 2002 Anmelder: AIRFLO EUROPE N.V.

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Staubsaugerbeutel und verbesserter Staubsaugerbeutel

GRÜNECKER KINKELDEY
STOCKMAIR & SCHWANHÄUSSER
MAXIMIUANSTR. 58
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GERMANY

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EINZUTRAGENDE FASSUNG STAUBSAUGERBEUTEL UND VERBESSERTER STAUBSAUGERBEUTEL GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine neue Wegwerf- bzw. Einwegstaubsaugerbeutel-Zusammensetzung, die bestehenden Staubsaugerbeutelkonstruktionen in Sachen Staubfassungsvermögen bzw. Staubspeicherkapazität, minimaler Zunahme an Druckabfall bei Staubbeladung und Leichtigkeit der Beutelherstellung und Formstabilität beträchtlich überlegen ist, wobei Filtrationseffizienzwerte erzielt werden, die höchst vorteilhaft verglichen mit besten käuflich erhältlichen Beuteln sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In den letzten Jahren hat eine Anzahl von Unternehmen Rohmaterialien und Komponenten für Staubsaugerbeutel entwickelt, um die älteren einschichtigen Papierbeutel und die bekannten doppellagigen Beutel durch Beutel zu ersetzen, die ein stromabwärts angeordnetes Filterpapier und ein stromaufwärts angeordnetes Tissue-Papier aufweisen, die stromaufwärts angeordnete Schichten entweder aus nassgelegten Tissues oder Faservliesen, wie ultrafeine Meltblown(MB)-Vliese aufweisen, die hier gelegentlich als "Filtrationsgrad-MB-Vlies" bezeichnet werden. Einige Hersteller von Staubsaugern haben sogar beutelfreie Staubsauger vermarktet, um die Beutelkosten zu vermeiden. Diese Art von Staubsauger weist jedoch eine geringere Saugkraft auf und das Fach, das den Staub hält, muss von Hand geleert werden, und dies macht größtenteils seine Vorteile dadurch wett, dass der Arbeiter und die Umgebung dem konzentrierten Staub ausgesetzt werden. Trotzdem hat der beutelfreie Staubsauger die Hersteller veranlasst, die gesamte Wirksamkeit von Beuteln zu verbessern. Zusätzlich betrifft die Erfindung faserige Komponenten, die ungeordnet in drei Dimensionen mittels Trockenlege- und Nasslegetechniken abgelegt werden, um eine geringe Dichte und hohes Volumen für neue

Filter mit größerer Luftdurchlässigkeit und Partikelfassungsvermögen bzw. Partikelspeicherkapazität bereitzustellen.

Der Stand der Technik hat sich mit dem Problem beschäftigt, einen Staubsaugerbeutel mit verbesserter Filtrationsleistung bzw. Filtrationseffizienz bereitzustellen. Das US-Patent Nr. 5,080,702, Home Care Industries, Inc., offenbart einen containerartigen Einwegfilterbeutel, der einen Aufbau von nebeneinander angeordneten Lagen umfasst, nämlich eine innere und eine äußere Lage eines luftdurchlässigen Materials. Das US-Patent Nr. 5,647,881 (EPO 0 822 775 B1) offenbart eine dreischichtige Zusammensetzung aus einer äußeren Trägerschicht, einer mittleren geladenen Faserfilterschicht mit bestimmten Eigenschaften und einer inneren Diffusionsschicht, die nur an wenigstens einem Saum mit der Faserfilterschicht verbunden ist. Aufgabe der Diffusionsschicht ist hauptsächlich, den Filterbeutel mit Stoßbelastungswiderstand bzw. -festigkeit zu versehen. EPO 0 338 479 (Gessner) offenbart einen Staubfilterbeutel mit einer fibrillierten vliesbedeckten äußeren Schicht aus Filterpapier. Die fibrillierte Filtrationsgrad-Vliesschicht ist stromaufwärts des Filterpapiers angeordnet.

Bei dem Staubsaugerbeutel der Erfindung ist die Hauptfunktion der inneren Schicht eine hohe Staubspeicherkapazität bzw. ein hohes Staubfassungsvermögen, eine Eigenschaft, die in dieser Größenordnung in dem Stand der Technik noch nicht offenbart wurde.

Mit dem Aufkommen von elektrostatisch geladenen MB-Vliesen wurde es möglich, Beutelschichtstoffe mit Filtrationsleistungen der Größenordnung von 99,8 - 99,9 % bezüglich feinem Staub bei mittlerem Luftstrom herzustellen. Herkömmliche MB-Vliese sind jedoch im Wesentlichen flache Filter. Folglich laden sich Filterstrukturen, die MB-Vliese verwenden, schnell mit Staub auf, verringern den Luftsog und verlieren weitere Staubaufnahmefähigkeit im Staubsauger. Heutzutage haben Standard-Staubsaugerbeutel eine Luftdurchlässigkeit von 200 bis 400 l/(m² s). Es ist wünschenswert, eine Kombination von Papierarten und anderen Lagen, inklusive MB-Lagen, zu haben, die eine hohe Effizienz bzw. Leistung von bis zu 99,9 % ergeben, und auch einen hohen Fluss bzw. Strom mit minimaler Zunahme des Druckgradienten, wie er mit dem DIN 44956-2-Test gemessen wird, zu ermöglichen.

Eine erste Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine neue Staubsaugerbeutel-Zusammensetzung bereitzustellen, die eine extrem hohe Filtrationsleistung bezüglich feinem Staub und maximale Leistung eines Staubsaugers im Hinblick auf einen kontinuierlichen hohen Sog zum Aufnehmen von Staub ohne nennenswerte Zunahme eines Druckabfalls bis der Beutel gefüllt ist aufweisen.

Eine zweite Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Beutel mit einer Zusammensetzung bereitzustellen, so dass er die zur Herstellung und zum Formen auf herkömmlichen Staubsaugerbeutel-Herstellungsvorrichtungen nötige Steifheit aufweist.

Eine dritte Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Staubsaugerbeutelmedium bereitzustellen, das aufgrund seiner exzellenten Filtrationsleistung und überlegenen, nichtblockierenden, hohen Luftstromleistung am besten für den neuen europäischen Trend zu kleinen Staubsaugern, natürlich mit kleineren Staubsaugerbeuteln, geeignet ist.

Diese und andere Ziele des Erfinders werden dem Fachmann auch durch die folgende Offenbarung offenbart.

Das "Nonwoven Fabrics Handbook of the Association of the Nonwoven Fabrics Industry", 1992 wird in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die oben beschriebenen Aufgaben werden durch den 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/

Spunbond-Zweilagenkomponente angeordnet wird, statt das Filterpapier an der Außenseite (d.h. stromabwärts gelegenen Luftseite) des Beutels anzuordnen, wie es typischerweise getan wird. Es ist jedoch zu beachten, dass Beutelkonstruktionen des Stands der Technik häufig ein leichtes (typischerweise 13 g/m²) Tissuevlies stromaufwärts des MB-Vlieses zum Stützen und zum Schützen des MB-Vlieses vor Abrasion anordnen. Dieses leichte Tissuevlies filtert jedoch nur einige der größten^Staubpartikel.

Bei der neuen Filterbeutelkonstruktion ist es möglich, ein grobes Filterpapier, das hier gelegentlich als Papier oder Schicht mit "hoher Staubspeicherkapazität", als "Mehrzweck-" oder "Kapazitäts-'Papier oder -Schicht bezeichnet wird, an der am weitesten stromaufwärts gelegenen Schicht innerhalb des Beutels zu verwenden. Diese Erfindung erlaubt auch eine optionale Verwendung von leichtem Tissuevlies, Netting oder anderem Scrim an der innersten Schicht stromaufwärts dieses Filterpapiers. Damit werden große Staubpartikel durch das Grobfilterpapier entfernt (und möglicherweise in geringerem Umfang durch das leichte Tissuevlies, falls verwendet). Der Filtrationsgrad-MB-Anteil der Beutelware kann effizienter als Filter dienen, ohne zu verstopfen, da er nicht die Masse des Staubs halten muss. Falls erwünscht, kann auch ein nassgelegtes Tissue vor dem Grobpapier verwendet werden. Diese Konstruktion ist anders als frühere Konstruktionen, die MB-Lagen an der Innenseite des Beutels verwendeten und die von dem MB-Vlies sowohl für das Staubspeichern bzw. Staubaufnehmen als auch für die Filtration abhingen. Außerdem gibt das Papier dem Beutel die Steifheit, die zum Herstellen und Formen der neuen Beutelzusammensetzung aus herkömmlichen Staubsaugerbeutel-Herstellungsvorrichtungen erforderlich ist.

Der neue Staubsaugerbeutel umfasst demnach eine flache Zusammensetzung aus einer Grobfilterschicht, die wenigstens (a) ein nassgelegtes Papier mit hoher Staubspeicherkapazität, (b) ein trockengelegtes Papier mit hoher Staubspeicherkapazität, (c) ein hochvoluminöses (&ldquor;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. &ldquor;sekundäre" oder "Hochleistungsfiltrations-'Schicht bezeichnet.

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 bezeichnet

• ·

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.

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).

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.

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 (&ldquor;hot melt"), Klebern oder mittels thermischen oder Ultraschall-Bondens oder mittels einer Kombination dieser Verbindeverfahren aneinander haften.

Ein Staubsaugerbeutel, der die zusammengesetzte Struktur mit verbesserter Wirksamkeit dieser Erfindung verwendet, weist, wie sich gezeigt hat, eine im Vergleich mit anderen Staubsaugerbeutejstrukturen günstige Fijtrationslejstyng auf. Qie.Strukturen mit ver-

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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.

Hochfiltrationsgrad-Vliese wie elektrostatisch geladene MB-, modulare Spunbond- und Mikrodenier-Spunbond-Medien können auch in die neuen Konstruktionen dieser Erfindung aufgenommen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion aus nassgelegtem Tissue (innerhalb des Beutels) und Filterpapier (Luftauslassseite).

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. 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. 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.

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 (&ldquor;hydroentangled") Nonwoven, Netting oder eine beliebige Art von Nonwoven oder gewebtem Scrim sein.

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. 7 ist ein schematischer Querschnitt eines neuen Staubsaugerbeutels nach

Beispiel 7, bei dem eine Vlies/Kohlenstoff-Schicht als geruchsabsorbierende Schicht mit im Wesentlichen den gleichen Filtrationseigenschaften wie eine Filterkombination, die nur zum Staubfiltern dient, angeordnet ist.

Fig. 8A ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8B ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8C ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8D ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8E ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8F ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8G ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8H ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 81 ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8J ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8K ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8L ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8M ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8N ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 80 ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8P ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8Q ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8R ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8S ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8T ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8U ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8V ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8W ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8X ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8Y ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8Z ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

Fig. 8AA ist ein anderer schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugerbeutelkonstruktion gemäß dieser Erfindung.

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. 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. 11 ist ein Graph, der einen Vergleich des Luftstroms als Funktion der Feinstaubbeladung (PTI/fein) zeigt.

Fig. 12 ist ein schematischer Querschnitt einer herkömmlichen Staubsaugerbeutelkonstruktion.

Fig. 13 ist ein schematischer Querschnitt einer anderen Staubsaugerbeutelkonstruktion.

Fig. 14 ist ein schematischer Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Beutelstruktur mit verbesserter Wirksamkeit mit einer Meltblown-Zwischenschicht gemäß dieser Erfindung.

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.

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.

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Fig. 17 ist eine grafische Darstellung des Druckabfalls für ausgewählte Staubsaugerbeutelstrukturen als Funktion der Feinstaubbeladung.

Figuren

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.

Figuren

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.

Figuren

20AG-20BL sind schematische Querschnitte ausgewählter Ausführungsbeispiele der Beutelstrukturen mit verbesserter Wirksamkeiten dieser Erfindung, bei denen benachbarte Schichten durch einen Schmelzklebstoff verbunden bzw. gebondet sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die Filterstrukturen dieser Erfindung sind für Staubsaugerbeutel und allgemein für Vakuumfilter bzw. Saugfilter vorgesehen. Mit "Vakuumfilter" ist eine Filterstruktur gemeint, die so betrieben werden soll, dass ein Gas, vorzugsweise Luft, das üblicherweise trockene, feste Partikel mit sich führt, die Struktur durchfließt bzw. durch die Struktur hindurchgeführt wird. In dieser Anmeldung wurde die Konvention übernommen, dass die Filtereinlassseite als "stromaufwärts" und die Filterausflussseite bzw. Filterentladeseite als "stromabwärts" bezeichnet ist. Gelegentlich werden hier die Begriffe "vor" und "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. Staubsauger

>&diams; *

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verwenden üblicherweise Filter in Beutelform. Normalerweise ist die Stromaufwärtsseite eines Staubsaugerbeutels die Innenseite und die Stromabwärtsseite ist außen.

PIN 44956-2:

DIN 44956-2 wurde angewendet, um die Zunahme an Druckabfall von fünf unterschiedlichen Beispielen von Staubsaugerbeutelkonstruktionen nach Staubbeladung mit Feinstaub bei den folgenden Graden zu bestimmen: O₁ 0,5,1,0,1,5, 2,0 und 2,5 Gramm.

Luftdurchlässiqkeit nach Feinstaubbeladungstest:

Der Staubbeladungsteil von DIN 44956-2 wurde mit 0,5 Gramm Schritten von 0 bis 2,5 g/m²/s für 7 Beutel jeder Probe durchgeführt. Die Druckabfallwerte wurden jedoch nicht nochmals aufgezeichnet. Die maximalen andauernden Luftdurchlässigkeitswerte wurden dann bei den Beuteln bestimmt, welche die bestimmten Staubbeladungsgrade

aufwiesen.

Materialien, auf die in dieser Patentanmeldung Bezug genommen wird, werden im Folgenden ausführlicher beschrieben:

Standard-Staubsaugerfilterbeutelpapier

Diese Art von Papier wurde herkömmlicher weise als eine einzelne Lage verwendet, bei der es Staubfiltration und -einschließung sowie die Festigkeit und den Abrasionswiderstand bereitstellt, wie es für einen Staubsaugerbeutel erforderlich ist. Dieses Papier ist auch fest genug, um eine einfache Herstellung auf einer Standardbeutelherstellungsvorrichtung zu ermöglichen. Dieses Papier setzt sich überwiegend aus ungebleichtem Wood Pulp mit 6 - 7 % einer synthetischen Faser, wie 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.

Spunbond-Nonwoven

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.

Scrim oder Trägervlies

Scrim bezeichnet allgemein sehr offenes, poröses Papier oder Nonwoven mit leichtem Flächengewicht. Das Flächengewicht des Scrim beträgt typischerweise etwa 10-30 g/m² und häufig etwa 13-17 g/m². Das Scrim, manchmal als Stützvlies bezeichnet, hat üblicherweise eine Luftdurchlässigkeit von 500 - 10000 l/(m² s). Es wird in erster Linie dazu verwendet, die Mehrzweckschicht mit hoher Staubkapazität vor Abrasion zu schützen. Das Scrim kann die größten Partikel filtern. Das Scrim, wie auch jede andere Schicht des Beutels, kann elektrostatisch geladen sein, unter der Voraussetzung, dass das Material geeignete dielektrische Eigenschaften aufweist.

Nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität

Nassgelegtes Papier mit hoher Staubkapazität, hier häufig als "nassgelegtes Kapazitätspapier" bezeichnet, ist voluminöser (&ldquor;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.

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.

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.

Trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität

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.

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, &ldquor;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.

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.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann thermisches Bonden durch ein Hinzufügen von wenigstens 20 %, vorzugsweise bis zu 50 % einer Bikomponenten-("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 (&ldquor;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.

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 exzellente

Staubspeicherkapazität auf und hat den Vorteil, dass es bezüglich Gewicht und Dicke sehr viel gleichmäßiger als die nassgelegten Papiere ist.

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 (&ldquor;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.

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.

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 Länge

kann zwischen 0,5 und i/jjnmJiegen. Die bevorzugten Dimensionen der Splitfilmfasern . .. . .. . .^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.

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.

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.

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-

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.

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.

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.

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 einer

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.

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.

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.

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 mit

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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.

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.

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.

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Meltblown-Vlies

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.

Das Meltblown-Vlies weist vorzugsweise ein Flächengewicht von etwa 10-50 g/m² und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 100 -1500 l/(m² s) auf.

Hochvoluminöses Meltblown-Nonwoven

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 resultiert

in einem geringeren Recken der Filamente und damit in größeren Faserdurchmessern ....... ........... .. . ........

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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.

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 %.

Tabelle I

Bevorzugt Mehr bevorzugt Am meisten bevorzugt

Filtrationsqrad-MB-PP

Gewicht, g/m²	5-150	10-50	22
Dicke, mm	0,10-2	0,10-1	0,26
Luftdurchlässigkeit, l/(m² s)	100-1500	200 - 800	450
Zugfestigkeit, MD, N	0,5-15	1,0-10	3,7
Zugfestigkeit, CD, N	0,5-15	1,0-10	3,2
Faserdurchmesser, pm	1-15	1-5	2-3
Hochvoluminöses MB-PP
Gewicht, g/m²	30-180	60-120	80
Dicke, mm	0,3-3	0,5-2	1,4
Luftdurchlässigkeit, l/(m² s)	300 - 8000	600 - 3000	2000
Zugfestigkeit, MD, N	1,0-30	2-20	10
Zugfestigkeit, CD, N	1,0-30	2-20	9,2
Faserdurchmesser, pm	5-20	10-15	10-12

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.

(Modulares) 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-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.

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.

Mikrodenier-Spunbond-Nonwoven

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.

Tabelle II

Bevorzugt Mehr bevorzugt Am meisten bevorzugt

(Modulares) Spunblown Gewicht, g/m² Dicke, mm

Luftdurchlässigkeit, l/(m² s Zugfestigkeit, MD, N Zugfestigkeit, CD, N Faserdurchmesser, pm

Mikrodenier-Spunbond-

(Ason, Kobe-Kodoshi,Reicofil Gewicht, g/m² Dicke, mm

Luftdurchlässigkeit, l/(m² s) Zugfestigkeit, MD, N Zugfestigkeit, CD, N Faserdurchmesser,

Gewicht, g/m²	20-150	20-80	40
Dicke, mm	0,20 - 2	0,20-1,5	0,79
Luftdurchlässigkeit, l/(m² s)	200 - 4000	300 - 3000	2000
Zugfestigkeit, MD, N	10-60	15-40	—
Zugfestigkeit, CD, N	10-50	12-30	—
Faserdurchmesser, pm	0,6 - 20	2-10	2-4
Mikrodenier-Spunbond-PP

20-150 20-80 40

0,10-0,6 0,15-0,5 0,25

500-10000 2000-6000 3000

10-100 20-80 50

10-80 10-60 40

4-18 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.

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 0 375

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.

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. 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 (&ldquor;loftier") und offener ist als das Vlies 11, so dass es auch mehr Staub ohne Druckabfallzunahme enthalten kann.

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-

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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. 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.

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. 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. 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. 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.

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.

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/Vlies

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164+165 zwischen diesen verbundenen Schichten und das Grobfilterpapier 166. Die Schichten 161,162 und 163 sind vorzugsweise thermisch punktgebondet mit einer gesamten gebondeten Fläche von 5-50 %, mehr bevorzugt 10-20 %. Alternativ können diese Schichten mit Hilfe eines Klebemittels gebondet sein. Die Schichten 164 und 165 sind vorzugsweise klebend miteinander verbunden. Die Dreischichtzusammensetzung 161/162/163 und die Zweischichtzusammensetzung 164/165 sind vorzugsweise nicht miteinander verbunden.

In 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.

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.

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;

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.

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.

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-

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.

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.

BEISPIELE Methode und Testverfahren

Wenn nicht anders angegeben, wurde in den folgenden Beispielen das Flächengewicht mittels I.S.O. 536, die Dicke mittels DIN 53 105 (0,2 bar), die Luftdurchlässigkeit mittels DIN 53 887, die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) und quer zur Maschinenrichtung (CD) mittels DIN 53 112, der Mullensche Berstdruck (MBP) mittels DIN 53 141 und Filtrationseigenschaften mittels T.S.I. 8160 Filtertester bestimmt. In den Figuren ist die Luftstromrichtung durch Pfeile gezeigt.

Der DIN 44956-2 (April 1980) Test wurde verwendet, um die Leistung von Vakuumbeutelfilterzusammensetzungen bezüglich des Filterns von feinen Staubpartikeln zu charakterisieren. Der Test umfasst im Wesentlichen ein Filtern einer 500 mg Probe von SAE feinem Teststaub durch kreisförmige 200 Quadratzentimeter zu testendes Filtermedium unter Verwendung eines Luftstroms von 10 Litern pro Sekunde während einer Zeitdauer von 30 Sekunden. Der Druckabfall durch das Testfiltermedium wird vor und nach der Filtration gemessen. Ein absoluter Filter wird verwendet, um Partikel einzufangen, die durch den Testfilter gehen. Ein Rückhaltekoeffizient, ausgedrückt als Prozentsatz, wird

aus dem Quotienten des Gewichts der Probe, die durch den Testfilter eingefangen wurde, geteilt durch die Summe des von dem Testfilter eingefangenen Probengewichts und dem Probengewicht, das durch den absoluten Filter eingefangen wurde, berechnet.

Test zur Luftdurchlässigkeit nach Feinstaubbeladung: Der Staubbeladungsteil von DIN 44956-2 wurde mit 0,5 Gramm Schritten an sieben Beuteln jeder Probe durchgeführt. Die Druckabfallwerte wurden jedoch nicht nochmals aufgezeichnet. Die maximalen ausgehaltenen Luftdurchlässigkeitswerten wurden dann an den Beuteln bestimmt, welche die spezifischen Staubbeladungsgrade aufwiesen.

Ein TSI-Modell-8110-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:

Durchdringung = P = [Cd/Cu] (100 %) Beispiele 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 Gramm

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.

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.

Die Beispiele 5, 6 und 7 dieser Erfindung zeigten eine sehr geringe Druckabfallzunahme selbst nach der maximalen Beladung von 2,5 Gramm an Staub. Überdies waren die anfänglichen Filtrationsleistungen der Beispiele 5-7 mindestens so hoch wie die Proben des Stands der Technik mit MB-Erzeugnissen bei 99,6%. Das Beispiel 1, das kein MB enthielt, wies eine geringere Filtrationsleistung von 96 % auf, und wies mit Staubbeladung den höchsten Druckabfall auf. Ein kennzeichnender Unterschied zwischen Beispielen 2 und 3 und Beispielen 5-7 besteht darin, dass das Grobfilterpapier stromaufwärts des MB-Vlieses in den letzten drei Beispielen angeordnet war. Dies ermöglichte dem Filterpapier, die Staubpartikel, insbesondere die größeren Staubpartikel, zu filtern und zu speichern, so dass das Filtrationsgrad MB-Vlies die Staubpartikel mit kleinerer Größe ausfiltern konnte, ohne die Poren zu verstopfen, selbst bei einer Beladung von 2,5 g/m².

Außerdem sind sowohl das MB und das Filterpapier, die in den Beispielen 4, 5, 6 und 7 verwendet werden, wesentlich offener als die entsprechenden Materialien, die in Beispielen 1, 2 und 3 verwendet werden. Das spezielle Grobfilterpapier ist sehr viel offener, wie es sich aus den hohen Luftdurchlässigkeitsgraden ergibt. Damit kann das spezielle Filterpapier mehr Staub speichern. In gleicher Weise ist die Luftdurchlässigkeit des MB in den Beispielen 4, 5, 6 und 7 sehr viel höher und das hochvoluminöse MB Nonwoven ist sehr viel hochaufragender (mehr loft) und weniger dicht. Dies wird auf verschiedene Arten bei der Herstellung des MB erreicht, aber oft wird dies getan, indem der Abstand zwischen Düse und Kollektor erhöht wird, um ein stärkeres Abschrecken der MB-Filmente zu erlaube^, so. dass die halbgeschmolzenen Filamente mehr Zeit zum Kühlen

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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.

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.

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.

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.

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• &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.

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.

Aufgrund des hohen Luftstroms der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Funktionalität, wie durch ein Hinzufügen einer Zusatzschicht von Aktivkohlefasern in den Beutelkonstruktionen, zu erhöhen, ohne ein getrenntes Filterelement zu benötigen. Die Konstruktion hat eine Anzahl von Vorteilen, nämlich:

1. Einfache Verwendung des Staubsaugers für den Endverbraucher, die getrennten Geruchsfilter müssen nicht ersetzt werden.

2. Kohlenstofffilter in ihrer heutigen Form haben einen negativen Einfluss auf den Luftstrom und reduzieren manchmal die Gesamtleistung des Staubsaugers dramatisch.

3. Der Kohlenstofffilter ist in einem separaten aus Kunststoff geformten Gehäuse angeordnet, das durch die Kohlenstoffschicht in dem Staubsaugerbeutel eliminiert werden kann.

4. Aufgrund der Lebensdauer eines Staubsaugerbeutels kann man die optimale Funktion der aktiven Kohlenstofffasern während der Verwendungszeit des Staubsaugerbeutels erwarten.

5. Da das separate Kunststoffgehäuse nicht länger benötigt wird, wird die Konstruktion des Staubsaugers einfacher und damit billiger.

6. Die Menge an Aktivkohlefasern kann für die Lebensdauer des Staubsaugerbeutels optimiert werden.

7. Aufgrund der Platzbeschränkung in einem Staubsauger sind die Aktivkohlefaserfilter verhältnismäßig klein und haben sehr oft keinen ausreichend große Oberfläche, um die Gerüche richtig zu absorbieren.

8. Durch ein Hinzufügen einer Zusatzschicht von Aktivkohlefasern zu der neuen Beutelkonstruktion wurde das Problem der eingeschränkten Filteroberfläche gelöst.

RF -X₁C₁ vi,. &kgr; &Ggr;=··

39 Tabelle III

.::::F\q. Nr. /Schicht-Nr.

'Gewicht ISO 536 g/m²

• ·

:**«TDicke DIN 53 105 0,2 bar mm

• ·

/;::*Luftdurchlässigkeit DIN 53 887 l/(m²s)

. . Zugfestigkeit

* ;*·· Maschinenrichtung DIN 53 112 N . ... Querrichtung DIN 53 112 N

.••••.Porendurchmesser pm :*"': Mullenscher Berstdruck DIN 53 141 bar

_m Filtrationseigenschaften DIN 44956-2

:...:. Filtrationsgraddurchlässigkeit %

¹ Min 121,91, Max 64

² Min 16,52, Max >300

	Beispiel 1	3/30	Beispiel 3	3/28
1/25	1/24	45	3/29	13
45	13	0,2	22	0,05
0,2	0,05	400	0,26	2100
400	2100	37	480	>6
37	>6	20	2,8	>1,5
20	>1,5		2,9	MFP 39,57²
	MFP 23.43¹	1,2	MFP 23.43¹	0,3
1,2	0,3	0,5

Fig. Nr. /Schicht-Nr. •"Gifwicht ISO 536 g/m² fDifcke DIN 53 105 0,2 bar mm . Luftdurchlässigkeit DIN 53 887 l/(m²s)

rZugfestigkeit

^-ÜMaschinenrichtung DIN 53 112 N \[Querrichtung DIN 53 112 N *:Porendurchmesser &mgr;&igr;&tgr;&igr;

Tabelle IV

Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiele Beispiel 7

4/(12+11)¹ 4/10 5/(33+32)¹ 5/31 6(36+35) 6/34 7/(214+215)³* 7/216

39	120	39	50	39	77	200
0,33	1,4	0,33	0,32	0,33	0,94	0,9
510		510	2900	510	1850	2000
11,6		11,6	16	11,6	6,1
7,8		7,8	7	7,8	5,4
MFP 17.67²		MFP 17.67²		MFP 17.67²

0,7

70,5 94

87

::JVftjllenscher Berstdruck DIN 53 141 bar

'"£ijtrationseigenschaften DIN 44956-2

Filtrationsgraddurchlässigkeit %

—^Spunbond (17 g/m²) plus Meltblown (22 g/m²) Verbund
"'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

⁴ Min 10,75, Max 40,27

⁵ Min 17,67, Max >300

7/216	7/217
50	50
0,4	0,32
470	2900
2,9	16
3	7
MFP 7,69² 0,5	MFP 53,39² 0,007

Tabelle V

•"Flg. Nr.

PSiwicht ISO 536 g/m²

:. Dicke 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

'•••Filterwiderstand Druckabfall 1 mbar

"Tilterwiderstand Druckabfall 2 mbar

^:...Filterwiderstand Druckabfall 3 mbar

^:"'Fllterwiderstand Druckabfall 4 mbar

Filterwiderstand Druckabfall 5 mbar

Filterwiderstand Druckabfall 6 mbar

Fluss mit Feinstaub 0,0 Gramm l/(m² s)*

Bsp. 1 Bsp.

1 2

58 80

0,25 0,95

330 450

MFP 16.53¹

96 99,6

6,4 8,19

3,21 2,26

8,9 4,44

24,19 10,42

51,64 30,14

79,58 85,7

110 120

411 420

Bsp. 3 Bsp. 4 Bsp. 5 Bsp. 6 Bsp.

3 4 5 6 7

80 159 89 116 300

0,51 1,73 0,65 1,27 1,62

225 465 420 400

13,37 4,48

99,8 99,7 99,8 99,7

8,6 8 7,3

3,46 2,34 2,53 2,8

3,93 3,18 4,44 3,5

25,87 5,19

4,35 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 16,98

455

445 410

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)*

..Fluss mit Feinstaub 2,0 Gramm l/(m² s)*

• ·

mit Feinstaub 2,5 Gramm l/(m s)*

200,6	226	150	320	361	301
130,1	1365	101	258	310	235
71	62,4	34,9	183,7	265,4	162
44	27,4	27	149,6	224,1	135
18	14,9	21,9	109,7	199,8	105

r-.Win 8,45, Max 49,42
^:.f.tfei 2 mbar

Verqleichsbeispiel 1

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.

Verqleichsbeispiel 2

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.

Beispiele 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. 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-

mittel, als Innenschicht angeordnet ist, und ein herkömmliches nassgelegtes Filterpapier 64' ist die Außenschicht.

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.

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.

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.

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. 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. 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.

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. 181 - 18P zeigen Strukturen, die jeweils Fig. 18A - 18H entsprechen, abgesehen davon, dass ein optionales Vlies-Scrim zu der Seite des Vakuumfilterbeutels, die dem

Luftstrom ausgesetzt ist, hinzugefügt wurde, um die nächste Schicht vor Abrasion zu schützen und einige der größten Staubpartikel zu filtern.

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. 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.

47
Tabelle Via

Beispiel	Vergleichsbeispiel 1	52	53	54	Vergleichsbeispiel 2	56	57	58	Beispiel 1	60	61
Schicht/Zusammensetzung	51	13	45	80	55	22	45	117	59	22	45
•"[Bächengewicht g/m²	58	0,05	0,2	0,51	13	0,26	0,2	0,78	50	0,26	0,2
• ^:Qicke mm	0,25	2100	400	225	0,05	480	400	255	0,32	480	400
:._# Uiftdurchlässigkeit l/(m² s)	330	>6,0	37	—	2100	2,8	37	—	2900	2,8	37
::]2ligfestigkeit MD N	—	>1.5	20	—	>6,0	2,9	20	—	16	2,9	20
^:.:.Zugfestigkeit CD N	—	—	11,91-	—	>1,5	—	11,91-	—	7	11,91-	—
':'·. Porendurchmesser \sm	—		64		16,52-		64		—	64
*..V."*		—	23,43		>300		23,43			23,43
*'^:..W^p*	—	0,3	1,2	—	39,57	0,5	1,2	—		0,5	1,2
^:...M*BP bar	—				0,3				0,7
"••■Filtrationseigenschaften		—	—	100		—	—	100		—	—
:**Fiuss l/min. ·· · ·	100,0	—	—	17,5	—	—	—	17,1	—	—	—
!•"Druckabfall mmH20	10,4	—	—	23,1	—	—	—	20,9	—	—	—
Durchdringung %	72,7		—	76,9	—	—		79,1	—	...	...
Leistung %	27,3

	62	Beispiel 2	64	Tabelle	VIb	67
Beispiel	122	63	45			45
: * * Schicht/Zusammensetzung	1,14	77	0,2	65	Beispiel 3	0,2
: Flachengewicht g/m²	420	0,94	400	110	66	400
:. D[cke mm ► · ·	—	1850	37	1,11	65	37
_{: :}L*uftdurchlässigkeit l/(m² s)	—	6,1	20	330	0,91	20
:.:Zögfestigkeit MD N	—	5,4	11,91 -64	—	3000	11,91-64
••.Zagfestigkeit CD N		—	23,43	—	5,8	23,43
•••Porendurchmesser &mgr;&pgr;&eegr;	—		1,2	—	5,2	1,2
:..MFP		—		—	—
^:..MBP bar	100		—	—	—	—
'"Pi'ltrationseigenschaften	12,90	—	—		—	—
^:..Bjjss l/min.	66,90	—	—	100		—
!"Druckabfall mmH20	33,10	—	—	10,20	—
Durchdringung %			27,30	—
Leistung %		27,70	—

TabelleVll

Vergl.Bsp. 1 Vergl.Bsp. 2 Bsp. 1

Leistung (%)	96,0	99,6	99,6
Luftstrom bei	7,00	4,15	4,4
2 mbar (I)
Staubladung			Druckabfall (
(g)
0	3,21	5,14	4,86
0,5	8,90	7,70	6,02
1,0	24,19	13,37	7,87
1,5	51,64	25,87	11,80
2,0	79,58	53,06	19,03
2,5	110,00	100,32	33,22
3,0			56,56
3,5			96,30
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,00

Bsp. 2	Bsp. 3
99,7	99,8
5,90	6,40

3,44	3,20
4,05	4,48
5,79	6,25
7,20	8,45
8,61	11,30
10,14	13,70
11,98	16,16
13,87	18,33
16,07	20,62
18,26	22,62
20,81	24,61
23,46	26,83
27,23	29,19
31,21	31,09
35,68	32,99
42,74	36,00
50,70	39,60
62,02	43,95
74,20	48,28
89,20	53,20
106,36	58,68

10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 65,57 73,80 81,75 93,04 106,11

•34

G5006-06533/DM

Bezuqszeichenliste

1	saubere Seite
2	Luftstrom ausgesetzte Seite
3	Spunbond + Meltblown, 80 g/m', 450 l/m'/s
10	Meltblown Bulky 120 g/m², 300-8000 l/m'/s
11	Meltblown 10-50 g/m', 100-1500 l/m'/s
12	Spunbond 10-40 g/m', 500-10000 l/m'/s
24	nassgelegtes Stützvlies, 10-30 g/m', 1000-2500 l/m'/s
25	nassgelegtes Filterpapier 30-80 g/m', 200-500 l/m'/s
26	Meltblown
27	Spunbond
28	nassgelegtes Stützvlies 10-30 g/m', 1000-2500 l/m'/s
29	Meltblown 10-50 g/m', 100-1500 l/m'/s
30	nassgelegtes Filterpapier 30-80 g/m', 200-500 l/m'/s
31	nassgelegtes spezielles Filterpapier 30-200 g/m', 500-8000 l/m'/s
32	Meltblown 10-50 g/m', 100-1500 l/m'/s
33	Spunbond 10-40 g/m', 500-10000 l/m'/s
34	trockengelegtes spezielles Filterpapier 30-200 g/m', 500-8000 l/m'/s
35	Meltblown 10-50 g/m', 100-1500 l/m'/s
36	Spunbond 10-40 g/m', 500-10000 l/m'/s
37	Spunbond
38	Meltblown
39	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
40	Spunbond
41	Meltblown
42	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
43	Stützvlies
44	Spunbond
45	Meltblown
46	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt

• ··

• ·

&diams;· · • · &diams; ·

47	Netting mit dem speziellen Papier haftend verbunden
48	Spunbond
49	Meltblown
50	Spunbond
51	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
52'	nassgelegtes Stützvlies 10-30 g/m", 1000-2500 l/m"/s
53	Spunbond
53'	nassgelegtes Filterpapier 30-80 g/m", 200-500 l/m"/s
54	Hotmelt
55	Meltblown
55'	nassgelegtes Stützvlies 10-30 g/m", 1000-2500 l/m"/s
56	Hotmelt
56'	Meltblown 10-50 g/m", 100-1500 l/m"/s
57	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
57'	nassgelegtes Filterpapier 30-80 g/m", 200-500 l/m"/s
58	Spunbond
58"	Staubsaugerbeutelstruktur
59	Hotmelt
59'	nassgelegtes &ldquor;Kapazitätspapier"; Bereich: 30-150 g/m", 500-8000 l/m"/s, bevorzugter Bereich: 50-80 g/m², 2000-4000 l/m²/s
60	Meltblown
60'	Meltblown; Bereich: 10-50 g/m", 100-1500 l/m"/s
61	Hotmelt
61'	nassgelegtes Filterpapier; Bereich: 30-100 g/m", 100-3000 l/m"/s, bevor zugter Bereich: 40-60 g/m², 500-1000 l/m²/s
62	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
62'	Staubsaugerbeutelstruktur
63	Hotmelt
63'	Latex gebondetes Fluff Pulp Papier; Bereich: 30-150 g/m", 500-8000 l/m²/s, bevorzugter Bereich: 50-80 g/m², 2000-4000 l/m²/s
64	Stützvlies
64'	nassgelegtes Filterpapier; Bereich: 30-100 g/m", 100-3000 l/m"/s, bevor zugter Bereich: 40-60 g/m², 500-1000 l/m²/s

• · i· ·

65	Spunbond
65'	Staubsaugerbeutelkonstruktion
66	Meltblown
66'	thermisch gebondetes Splitfilmfaserpulpfilterpapier; Bereich: 30-150 g/m'', 500-8000 l/m²/s, bevorzugter Bereich: 50-80 g/m², 2000-4000 l/m²/s
67	Spunbond
67'	nassgelegtes Filterpapier; Bereich: 30-100 g/m'', 100-3000 l/m^/s, bevor zugter Bereich: 40-60 g/m², 500-1000 l/m²/s
68	Hotmelt
69	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
70	Spunbond
70'	nassgelegtes Filterpapier
71	Meltblown
71'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
72	Spunbond
72'	nassgelegtes Filterpapier
73	Hotmelt
73'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
74	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
74'	nassgelegtes Filterpapier
75	Hotmelt
75'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
76	Stützvlies
76'	nassgelegtes Filterpapier
77	Spunbond
IT	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
78	Meltblown
78'	nassgelegtes Filterpapier
79	Spunbond
79'	Meltblown
80	Hotmelt
80'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
81	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt

81'	nassgelegtes Filterpapier
82	Netting mit dem speziellen Filterpapier haftend verbunden
82"	Meltblown
83	Vlies
83'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
84	Kohlenstoff
84'	nassgelegtes Filterpapier
85	Meltblown
85"	Meltblown
86	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
86'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
87	Vlies
87'	nassgelegtes Filterpapier
88	Kohlenstoff
88'	Meltblown
89	Meltblown
89"	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
90	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
90'	nassgelegtes Filterpapier
91	Stützvlies
91'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
92	Vlies
92'	nassgelegtes Tantret geladenes Kapazitätspapier
93	Kohlenstoff
93'	nassgelegtes Filterpapier
94	Meltblown
94'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
95	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
95'	Vlies
96	Netting mit dem speziellen Filterpapier haftend verbunden
96'	nassgelegtes Filterpapier
97	Vlies
97'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier

98	Kohlenstoff
98'	Vlies
99	Spunbond
99'	nassgelegtes Filterpapier
100	Meltblown
100'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
101	Spunbond
101'	Vlies
102	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
102'	nassgelegtes Filterpapier
103	Vlies
103'	Meltblown
104	Kohlenstoff
104'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
105	Hotmelt
105'	Vlies
106	Meltblown
106'	nassgelegtes Filterpapier
107	Hotmelt
107'	Meltblown
108	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
108'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
109	Vlies
109'	Vlies
110	Kohlenstoff
110'	nassgelegtes Filterpapier
111	Hotmelt
111'	Meltblown
112	Meltblown
112'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
113	Hotmelt
113'	Vlies
114	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt

'..59

114"	nassgelegtes Filterpapier
115	Hotmelt
115'	Meltblown
116	Stützvlies
116'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
117	Vlies
117"	Vlies
118	Kohlenstoff
118'	Spunbond
119	Hotmelt
119'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
120	Spunbond
120'	Spunbond
121	Meltblown
121'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Filterpapier
122	Spunbond
122'	Spunbond
123	Hotmelt
123'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
124	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
124'	Spunbond
125	Vlies
125'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
126	Kohlenstoff
126'	Spunbond
127	Hotmelt
127'	Meltblown
128	Spunbond
128'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
129	Meltblown
129'	Spunbond
130	Spunbond
130'	Meltblown

131	Hotmelt
131'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
132	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
132"	Spunbond
133	Hotmelt
133'	Meltblown
134	Stützvlies
134"	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
135	Vlies
135'	Spunbond
136	Kohlenstoff
136'	Meltblown
137	Hotmelt
137'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
138	Spunbond
138'	Spunbond
139	Hotmelt
139'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
140	Meltblown
140'	Vlies
141	Hotmelt
141'	Spunbond
142	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
142'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
143	Netting mit dem speziellen Filterpapier haftend verbunden
143'	Vlies
144	Spunbond
144'	Spunbond
145	Meltblown
145'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
146	Kohlenstoff
146'	Vlies
147	Vlies

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147"	Spunbond
148	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
148'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
149	Spunbond
149'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
150	Meltblown
150'	Spunbond
151	Kohlenstoff
151'	Meltblown
152	Vlies
152"	spezielles trockengelegtes Filterpapier
153	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
153'	Vlies
154	Stützvlies
154'	Spunbond
155	Spunbond
155'	Meltblown
156	Meltblown
156'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
157	Kohlenstoff
157'	Vlies
158	Vlies
158"	Spunbond
159	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
159'	Meltblown
160	Netting mit dem speziellen Filterpapier haftend verbunden
160'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
161	Spunbond
161'	Vlies
162	Meltblown
162'	Spunbond
163	Spunbond
163'	Meltblown

164	Kohlenstoff
164'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
165	Vlies
165'	Vlies
166	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
166'	nassgelegtes Filterpapier
167'	Hotmelt
168'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
169	Spunbond
169'	nassgelegtes Filterpapier
170	Hotmelt
170'	Hotmelt
171	Meltblown
171'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
172	Hotmelt
172'	nassgelegtes Filterpapier
173	Kohlenstoff
173'	Meltblown
174	Vlies
174'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
175	Hotmelt
175'	nassgelegtes Filterpapier
176	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
176'	Hotmelt
177	Spunbond
177'	Hotmelt
178	Hotmelt
178'	nassgelegtes Filterpapier
179	Meltblown
179'	Meltblown
180	Hotmelt
180'	Hotmelt
181	Kohlenstoff

• ·

181'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
182	Vlies
183	Hotmelt
183'	nassgelegtes Filterpapier
184	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
184'	Hotmelt
185	Hotmelt
185'	Meltblown
186	Stützvlies
186'	Hotmelt
187	Spunbond
187'	spezielles elektrostatisches trockengeletes Papier
188	Hotmelt
188'	nassgelegtes Filterpapier
189	Meltblown
189'	Hotmelt
190	Hotmelt
190'	Meltblown
191	Kohlenstoff
191'	Hotmelt
192	Vlies
192'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
193	Hotmelt
193"	nassgelegtes Filterpapier
194	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
194'	Hotmelt
195	Spunbond
195'	Meltblown
196	Meltblown
196'	Hotmelt
197	Spunbond
197"	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
198	Hotmelt

198'	nassgelegtes Filterpapier
199	Kohlenstoff
199'	Hotmelt
200	Vlies
200'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
201	Hotmelt
201'	Hotmelt
202	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
202"	Vlies
203	Hotmelt
203'	nassgelegtes Filterpapier
204	Stützvlies
204'	Hotmelt
205	Spunbond
205'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
206	Meltblown
206'	Hotmelt
207	Spunbond
207'	Vlies
208	Hotmelt
208'	nassgelegtes Filterpapier
209	Kohlenstoff
209"	Hotmelt
210	Vlies
210'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
211	Hotmelt
211'	Hotmelt
212	spezielles Filterpapier, nass- oder trockengelegt
212'	Vlies
213	Netting mit dem speziellen Filterpapier haftend verbunden
213'	nassgelegtes Filterpapier
214	Vlies 15-100 g/m", 200-5000 l/m^/s
214'	Hotmelt

215	Kohlenstoff 25-400 g/m', 500-3000 l/m'/s
215'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
216	Meltblown 10-50 g/m', 100-1500 l/m'/s
216'	Hotmelt
217	nassgelegtes spezielles Filterpapier 30-200 g/m', 500-8000 l/m'/s
217'	Vlies
218"	nassgelegtes Filterpapier
219'	Hotmelt
220'	Meltblown
221'	Hotmelt
222'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
223'	Hotmelt
224'	Vlies
225'	nassgelegtes Filterpapier
226'	Hotmelt
227'	Meltblown
228'	Hotmelt
229'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
230'	Hotmelt
231'	Vlies
232'	nassgelegtes Filterpapier
233'	Hotmelt
234'	Meltblown
235'	Hotmelt
236'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
237'	Hotmelt
238'	Vlies
239'	nassgelegtes Filterpapier
240'	Hotmelt
241'	Meltblown
242'	Hotmelt
243'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
244'	Hotmelt

*66*

245'	Vlies
246"	Spunbond
247"	Hotmelt
248'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
249"	Spunbond
250'	Hotmelt
251'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
252'	Spunbond
253'	Meltblown
254"	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
255'	Spunbond
256"	Hotmelt
257'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
258'	Spunbond
259'	Hotmelt
260'	Meltblown
261'	Hotmelt
262'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
263'	Spunbond
264'	Hotmelt
265'	Meltblown
266'	Hotmelt
267'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
268'	Spunbond
269'	Hotmelt
270'	Meltblown
271'	Hotmelt
272'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
273'	Spunbond
274'	Hotmelt
275'	Meltblown
276'	Hotmelt
TlT	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier

278"	Spunbond
279'	Hotmelt
280'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
281'	Hotmelt
282'	Vlies
283'	Spunbond
284'	Hotmelt
285'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
286'	Hotmelt
287'	Vlies
288'	Spunbond
289'	Hotmelt
290'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
291'	Hotmelt
292'	Vlies
293'	Spunbond
294"	Hotmelt
295'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
296'	Hotmelt
297'	Vlies
298'	Spunbond
299'	Hotmelt
300'	Meltblown
301'	Hotmelt
302'	spezielles trockengelegtes Filterpapier
303'	Hotmelt
304'	Vlies
305'	Spunbond
306'	Hotmelt
307'	Meltblown
308'	Hotmelt
309'	spezielles elektrostatisches trockengelegtes Papier
310'	Hotmelt

■ ····&igr;

•68 '

311'	Vlies
312"	Spunbond
313'	Hotmelt
314'	Meltblown
315"	Hotmelt
316'	nassgelegtes Kapazitätsfilterpapier
317'	Hotmelt
318'	Vlies
319'	Spunbond
320'	Hotmelt
321'	Meltblown
322'	Hotmelt
323'	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier
324'	Hotmelt
325'	Vlies
326"	nassgelegtes Tantret (TM) geladenes Kapazitätsfilterpapier

Claims

1. Filter zum Entfernen von Partikeln, die von einem Gas mitgerissen werden, umfassend eine Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht, welche stromaufwärts in Richtung des Luftstroms einer zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist,
wobei die zweite Filtrationsschicht ausgewählt ist aus:

a) einem nassgelegten oder einem trockengelegten Filter mit einem Flächengewicht von etwa 30-100 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100-3000 l/(m² s) und

b) einem thermisch gebondeten Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 10-100 g/m² und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 100-3000 l/(m² s), und

wobei die Mehrzweckfiltrationskapazitätsschicht ausgewählt ist aus:

a) einem nassgelegten oder einem trockengelegten Papier mit hoher Staubkapazität mit einem Flächengewicht von etwa 30-150 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 500-8000 l/(m² s);

b) einem hochvoluminösen Meltblown-Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 30-180 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 300-1500 l/(m² s); und

c) einem (modularen) Spunblown-Nonwoven mit einem Flächengewicht von etwa 20-150 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 200-3000 l/(m² s).

2. Filter nach Anspruch 1, wobei die Mehrzweckfiltrationsschicht wirksam ist, um für den Filter einen Druckabfall von höchstens 30 mbar bei einer Feinstaubpartikelbeladung von wenigstens 6,5 g, bestimmt nach DIN 44956-2, bereitzustellen.

3. Filter nach Anspruch 1, wobei das nassgelegte Papier mit hoher Staubkapazität Fasern umfasst, welche wenigstens 15% aufladbare oder nicht aufladbare synthetische Fasern und eine komplementäre Menge an Wood-Pulp-Fasern und ein Bindemittel aufweisen.

4. Filter nach Anspruch 3, wobei die synthetischen Fasern Polyester sind.

5. Filter nach Anspruch 3, wobei die synthetischen Fasern Polyolefinfasern sind.

6. Filter nach Anspruch 5, wobei die Polyolefinfasern elektrostatisch geladenes Polypropylen sind.

7. Filter nach Anspruch 1, wobei die Mehrzweckfiltrationsschicht ein trockengelegtes Papier mit hoher Staubkapazität aus einer Zusammensetzung umfasst, welche aus (a) Latex-gebondeten Fluff-Pulp-Fasern, (b) thermisch bondbaren Schmelzfasern, (c) einer thermisch gebondeten Mischung aus thermisch bondbaren Polymerschmelzfasern und Fluff-Pulp-Fasern, (d) einer thermisch gebondeten Mischung aus thermisch bondbaren Schmelzfasern, Fluff-Pulp-Fasern und Splitfilmfasern, (e) einer thermisch gebondeten Mischung aus gemischten elektrostatischen Fasern ausgewählt ist.

8. Filter nach Anspruch 7, wobei die thermisch bondbaren Schmelzfasern Bikomponenten-Polymerfasern sind.

9. Filter nach Anspruch 8, wobei die Bikomponenten-Polymertasern Polyolefin sind.

10. Filter nach Anspruch 9, wobei die Bikomponenten-Polymertasern einen Kern aus Polypropylen und einen Mantel aus Polyethylen haben.

11. Filter nach Anspruch 8, wobei die Bikomponenten-Polymerfasern einen Kern haben, der exzentrisch bezüglich eines Mantels angeordnet ist.

12. Filter nach Anspruch 11, wobei der Kern längsseits des Mantels angeordnet ist.

13. Filter nach Anspruch 7, wobei die Splitfilmfasern elektrostatisch geladen sind.

14. Filter nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Meltblown-Vliesschicht mit einem Flächengewicht von etwa 10-50 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit von etwa 100-1500 l/(m² s), die zwischen der Mehrzweckfiltrationsschicht und der zweiten Filtrationsschicht angeordnet ist.

15. Filter nach Anspruch 14, wobei die Meltblown-Vliesschicht elektrostatisch geladen ist.

16. Filter nach Anspruch 1, wobei das thermisch gebondete Nonwoven die am weitesten stromabwärts angeordnete Schicht der Struktur ist.

17. Filter nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei benachbarte Schichten der Struktur gebondet sind.

18. Filter nach Anspruch 17, wobei die zwei gebondeten benachbarten Schichten die Mehrzweckfiltrationsschicht und die zweite Filtrationsschicht sind.

19. Filter nach Anspruch 17, wobei alle benachbarten Schichten der Struktur gebondet sind.

20. Filter nach Anspruch 1, wobei das hochvoluminöse Meltblown-Nonwoven elektrostatisch geladen ist.

21. Filter nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der Schichten aus einem aufladbaren Material und die aufladbare Schicht elektrostatisch geladen ist.

22. Wegwerfstaubsaugerbeutel umfassend einen Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 21.