DE202005018003U1

DE202005018003U1 - Staubfilterbeutel

Info

Publication number: DE202005018003U1
Application number: DE200520018003
Authority: DE
Original assignee: FiberMark Gessner GmbH
Current assignee: Neenah Gessner GmbH
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2015-11-18

Abstract

Staubfilterbeutel, umfassend:
(i) mindestens eine Anströmschicht und
(ii) eine Filtrationsschicht, die auf der Abströmseite der Anströmschicht angeordnet ist und aus einem mindestens dreilagigen Verbund besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine
Anströmschicht im Staubfilterbeutel über maximal 7 ihrer Fläche mit der Filtrationsschicht verbunden ist, sowie ein Flächengewicht (ISO 536) von jeweils < 30 g/m2 und einen NaCl-Abscheidegrad von in Summe < 50 aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Staubfilterbeutel mit ausgezeichneten Filtrationseigenschaften, die insbesondere eine hervorragende Abscheidung von Fein- und Grobstäuben ermöglichen und eine exzellente Standzeit aufweisen.
Stand der Technik
Die Anforderungen, die an die Filtrationseigenschaften von Staubfilterbeuteln gestellt werden, sind vielfältig und zum Teil auch gegenläufig. Von großer Bedeutung ist ein hoher Abscheidegrad für Stäube mit unterschiedlichsten Partikelgrößen. Gerade die Abscheidung von Fein- und Feinststäuben ist im Hinblick auf die zunehmende Zahl von Allergikern anzustreben. Für den Bedienungskomfort von großer Wichtigkeit ist darüber hinaus die Standzeit der Staubfilterbeutel. Dies bedeutet, dass eine hohe Saugleistung mit möglichst geringer Verstopfungsneigung des Filters über einen großen Zeitraum aufrechterhalten wird. Die Beutelfüllung ist somit erhöht und der Beutel muss selten gewechselt werden. Dies erhöht die Akzeptanz des Produkts, denn der Wechsel des Staubfilterbeutels wird vom Benutzer üblicherweise als unhygienisch empfunden.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Typen von Staubfilterbeuteln bekannt. Neben klassischen Filterbeuteln aus Papier oder Papier-Tissue sind auch solche aus Kombinationen von Papier und Vliesstoffen oder vollsynthetische Staubfilterbeutel bekannt. Ein dreilagiger Spinnvlies-Meltblown-Spinnvlies-Verbund (SMS) ist beispielsweise in der EP-A-0 161 790 beschrieben. Ein Staubfilterbeutel mit SMS-Aufbau wird im Folgenden auch gelegentlich als herkömmlicher Staubfilterbeutel bezeichnet. Mit solchen Filtermaterialien lassen sich zufriedenstellende Abscheidegrade für Fein- und Grobstäube erzielen. Allerdings haben Beutel dieser Ausführung in der Regel eine unbefriedigende Standzeit und Gebrauchsdauer.
Um hohe Standzeiten zu erreichen, schlägt die WO 95/17946 eine Grobfilterschicht vor, die einen sehr hohen Abscheidegrad und eine hohe Porosität besitzt. Nach den Angaben dieser Patentanmeldung ergibt sich hierdurch eine Verbesserung der Tiefenfiltration. Die EP-A-1 254 693 verwendet zur Erhöhung der Standzeit eine Vorfilterschicht, die einen NaCl-Abscheidegrad von mindestens 60% aufweist. Die EP-A-0 960 645 sieht eine Grobfilterschicht vor, welche den Großteil des auftreffenden Staubes abfängt. Diese Eigenschaft wird in der EP-A-960 645 anhand eines Staubabscheidegrades gemäß DIN 44956-2 von mindestens etwa 66 bis 67% (für nassgelegtes sogenanntes Hochkapazitätspapier) quantifiziert.
Den beschriebenen Maßnahmen des Standes der Technik zur Erhöhung der Standzeit ist gemeinsam, dass eine voluminöse Vorfilterschicht mit tendenziell großer Dicke und Tiefenfiltrationswirkung und damit hoher Staubspeicherkapazität zum Einsatz kommt. Eine große Dicke und ein voluminöser Aufbau bringt Probleme bei der Beutelfertigung mit sich. Beispielsweise gestaltet sich das Verschweißen dicker Materialien häufig schwierig. Darüber hinaus ergeben sich aufgrund des voluminösen Aufbaus Nachteile bei Transport, Lagerung und Verpackung der Staubfilterbeutel. Diese Faktoren erhöhen die Kosten.
Die WO 2005/060807 verfolgt einen anderen Ansatz zur Erhöhung der Standzeit von herkömmlichen Staubfilterbeuteln mit SMS-Aufbau. Hier wird aufwirbelbares Material in den Staubfilterbeutel gegeben. In Frage kommen nach den Angaben dieser Patentanmeldung Fasern und Flocken, z.B. Chemie- und Naturfasern. Die zusätzliche Füllung des Staubfilterbeutels mit aufwirbelbarem Material erfordert einen weiteren Prozessschritt mit zusätzlichen Kosten und trägt ebenso zum großen Volumen des Staubfilterbeutels bei, wie die zuvor diskutierte Grobfilterschicht. Dies führt zu den bereits erwähnten Nachteilen.
Vor diesem Hintergrund besteht die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe darin, Staubfilterbeutel mit ausgezeichnetem Abscheidegrad, sowohl für Fein- als auch Grobstäube, als auch exzellenter Standzeit, die darüber hinaus kostengünstiger herzustellen sowie zu verpacken, zu lagern und zu transportieren sind, bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Staubfilterbeutel, der mindestens eine Anströmschicht und eine Filtrationsschicht, die auf der Abströmseite der Anströmschicht angeordnet ist und aus einem mindestens dreilagigen Verbund besteht, umfasst und der dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens eine Anströmschicht im Staubfilterbeutel über maximal 7 % ihrer Fläche mit der Filtrationsschicht verbunden ist, sowie ein Flächengewicht (ISO 536) von jeweils < 30 g/m² und einen NaCl-Abscheidegrad von in Summe < 50 % aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Staubfilterbeutels sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie bereits diskutiert, kommt gemäß der Lehre der EP-A-1 254 693 eine Vorfilterschicht, beispielsweise ein trockengelegter und elektrostatisch wirksamer Vliesstoff zum Einsatz. Die Vorfilterschicht weist einen NaCl-Abscheidegrad von mindestens 60% auf und wird als relativ voluminöse elektrostatisch geladene Filterschicht bezeichnet. Die Vorfilterschicht besteht vorzugsweise aus Stapelfaservliesstoff.
Überraschenderweise wurde nunmehr entgegen der Lehre der EP-A-1 254 693 gefunden, dass sich auch mit einem niedrigen Abscheidegrad der anströmseitigen, über maximal 7 % ihrer Fläche mit der Filtrationsschicht verbunden angeordneten Schicht gegenüber herkömmlichen Filtermaterialien ohne diese Schicht bei Aufrechterhaltung eines ausgezeichneten Abscheidegrades für Fein- und Grobstäube eine deutliche Verbesserung der Standzeit erzielen lässt. Es war für den Fachmann völlig unerwartet, dass sich mit einer Anströmschicht wie sie in Patentanspruch 1 spezifiziert ist, die aufgrund des niedrigen Flächengewichts und des geringen Abscheidegrades keine nennenswerte Filtrationswirkung bzw. Staubspeichervermögen aufweist, diese technischen Effekte erzielen lassen. Darüber hinaus bieten die erfindungsgemäßen Staubfilterbeutel aufgrund ihrer relativ geringen Materialdicke die erwähnten Vorteile im Hinblick auf die Verpackung, Lagerung und den Transport.
Es ist zu beachten, dass durch die erfindungsgemäßen Staubfilterbeutel gegenüber den herkömmlichen Filterbeuteln, beispielsweise auf Basis von SMS-Verbundmaterialien, eine signifikante Verbesserung der Standzeit unter Beibehaltung des hervorragenden Staubabscheidegrades erreicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur zeigt einen Graphen, in dem die Saugleistung in Abhängigkeit der beaufschlagten Staubmenge eines erfindungsgemäßen Verbundes gegenüber solchen des Standes der Technik gezeigt ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Wenn nicht anders angegeben, wurden zur Bestimmung der relevanten Parameter in der vorliegenden Anmeldung die folgenden Verfahren angewandt:

• Flächengewicht: ISO 536,
• Staubabscheidegrad: DIN 44956-2,
• NaCl-Abscheidegrad: DIN EN 1822,
• Luftdurchlässigkeit: EN ISO 9237, und
• Dicke: ISO 534 (20 kPa).

Erfindungsgemäß ist (sind) die Anströmschicht (en) die für die Verbesserung der Standzeit gegenüber herkömmlichen Filteranordnungen entscheidende(n) Schicht(en). Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Staubfilterbeutels trifft die staubbeladene Luft zuerst auf die Anströmschicht bzw. Anströmschichten und dann auf die Filtrationsschicht auf. Erfindungsgemäß sind unter Anströmschicht die Schicht oder Schichten zu verstehen, die der Filtrationsschicht vorgelagert sind. Weitere Schichten auf der Abströmseite der Filtrationsschicht sind möglich, solange das erfindungsgemäße Ziel eines hervorragenden Abscheidegrades für Fein- und Grobstaub und einer hervorragenden Standzeit nicht beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß ist das Flächengewicht der einzelnen Anströmschichten jeweils < 30 g/m² und der NaCl-Abscheidegrad in Summe, d.h. die Summe des Abscheidegrads sämtlicher Anströmschichten < 50 %.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Staubfilterbeutel nur eine Anströmschicht.
Das Merkmal, dass die mindestens eine Anströmschicht im Staubfilterbeutel über maximal 7 % ihrer Fläche mit der Filtrationsschicht verbunden ist, schließt den Fall ein, dass die Anströmschicht keinerlei Verbindung mit der Filtrationsschicht, mit Ausnahme an der Seitennaht und/oder an der Staubeinlassöffnung, beispielsweise an der Halteplatte hat. In diesem Fall ist die Anströmschicht lose im Staubfilterbeutel. Diese Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt. Bei der Herstellung des Staubfilterbeutels durch Aufeinanderlegen der entsprechenden Schichten und Verbindung der Schichten entlang des Umfangs können ferner die erfindungsgemäße(n) Anströmschicht(en) und die Filtrationsschicht im Randbereich des Beutels miteinander verbunden werden. Es sind auch solche Ausführungsformen von Staubfilterbeuteln in den Bereich der Erfindung eingeschlossen, in denen abgesehen von der Seitennaht auch eine Verbindung über die eigentliche Filtrationsfläche besteht, sofern die maximale Verbindungsfläche von 7 % nicht überschritten wird. Vorzugsweise ist die genannte Verbindungsfläche der Anströmschicht(en) und der Filtrationsschicht maximal 5 %, mehr bevorzugt maximal 3 %, noch mehr bevorzugt maximal 2 % und ganz besonders maximal 1 %. Liegen mehrere Anströmschichten im Staubfilterbeutel vor, können diese untereinander beliebig, also auch vollflächig miteinander verbunden sein, solange die Verbindung mit der Filtrationsschicht wie im Anspruch 1 spezifiziert ist.
Im erfindungsgemäßen Staubfilterbeutel deckt die Anströmschicht vorzugsweise mindestens 40 %, mehr bevorzugt mindestens 70 % und ganz besonders bevorzugt 100 % der abströmseitig folgenden Filtrationsschicht ab.
Die Herstellung von Staubfilterbeuteln aus den Schichten ist dem Fachmann gut bekannt. Je nach Beutelkonstruktion kommen verschiedene Techniken zum Einsatz. Beispielsweise kann der Beutel durch Schlauchbildung aus einer Bahn des Filtermediums und Verschließen der Längsnaht erzeugt werden. Nach dem Ablängen des Schlauches werden die Schlauchenden verschlossen. Dies kann entweder durch zwei so genannte Wickelböden geschehen oder durch einen so genannten Blockboden und einen Wickelboden. Bei thermoplastischen Materialien können die Schlauchenden auch durch Verschweißen verschlossen werden.
Bekanntermaßen wird die Staubeinlassöffnung des Beutels vor der Schlauchbildung erzeugt, auf die dann die Halteplatte aufgebracht wird.
Bei einem anderen Verfahren – bevorzugt bei vollsynthetischen Filtermedien, die geschweißt werden können, werden zwei Bahnen des Filtermediums bzw. Lagenkombinationen übereinander liegend zusammengeführt und der Beutel anschließend durch eine umlaufende Naht erzeugt. Die Einlassöffnung wird hierbei in einer Bahn vor der Zusammenführung der beiden Bahnen erzeugt und häufig unmittelbar danach die Halteplatte aufgebracht, d. h. vor der eigentlichen Beutelerzeugung.
Der Verbund der Bahnen kann sowohl durch Klebetechniken als auch bei thermoplastischen Filtermedien durch Verschweißen – thermisch bzw. mittels Ultraschall – erfolgen.
Die mindestens eine Anströmschicht besitzt einen NaCl-Abscheidegrad insgesamt (d.h. einen Abscheidegrad aller Anströmschichten) von vorzugsweise < 40%, mehr bevorzugt < 30% und ganz besonders bevorzugt < 20%. Der Staubabscheidegrad ist vorzugsweise < 30% und ganz besonders bevorzugt < 20%. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die mindestens eine Anströmschicht einen NaCl-Abscheidegrad und einen Staubabscheidegrad von jeweils < 20% (in Summe).
Der Fachmann ist im Rahmen seines Fachwissens in der Lage, Anströmschichten mit geeignetem Abscheidegrad (sowohl für NaCl als auch Staub) auszuwählen. Dabei bedient er sich der folgenden grundsätzlichen Zusammenhänge, die ihm aus seinem Fachwissen bekannt sind. Der Abscheidegrad hängt von der Faserstärke ab. Je dünner eine Faser ist, desto höher ist der Abscheidegrad der entsprechenden Schicht. Eine weitere Einflussgröße ist die elektrostatische Ladung. Je höher die Ladung des Filtermediums ist, umso höher ist dessen Abscheidegrad, besonders für Feinpartikel. Ferner lässt sich der Abscheidegrad durch die Verwendung triboelektrischer Fasern, wie in der EP-A-1 254 693 beschrieben, weiter steigern. Auch die Dicke des Mediums beeinflusst den Abscheidegrad. So ist der Abscheidegrad umso höher, je dicker das Material ist. Auch die Porosität des Mediums beeinflusst den Abscheidegrad. Je niedriger die Porosität eines Mediums ist, d.h. umso dichter es ist, umso höher ist dessen Abscheidegrad. Auch die Porengröße bzw. das freie Porenvolumen beeinflussen den Abscheidegrad: Je kleiner die Poren sind, desto höher ist der Abscheidegrad des Mediums.
Als Materialien der mindestens einen Anströmschicht kommen Spinnvliese und Thermovliese bevorzugt zum Einsatz. Ferner können mit dem Spunmeltverfahren hergestellte Materialien zum Einsatz kommen. Darüber hinaus kommen trockengelegte Stapelfaservliese, sowie nassgelegte Medien, insbesondere Vliese in Frage, die einen Anteil an Synthesefasern von mindestens 20% enthalten oder vollständig aus synthetischen Fasern bestehen. Die Herstellungsverfahren solcher Flächengebilde sind in der Literatur beschrieben, z.B. in "Vliesstoffe", herausgegeben von W. Albrecht, H. Fuchs und W. Kittelman, Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2000.
Die Luftdurchlässigkeit der mindestens einen Anströmschicht ist jeweils vorzugsweise 1.500 bis 10.000, mehr bevorzugt 3.000 bis 8.000 und noch mehr bevorzugt 4.000 bis 6.000 l/m² s. Ihre Porosität ist vorzugsweise jeweils > 95%, besonders bevorzugt > 98%. Ihre Dicke ist vorzugsweise jeweils 0,05 bis 0,25 mm, mehr bevorzugt 0,1 bis 0,2 mm. Das Flächengewicht ist vorzugsweise jeweils 10 bis 25 g/m², mehr bevorzugt 10 bis 20 g/m² und ganz besonders bevorzugt 12 bis 16 g/m².
Die Filtrationsschicht qualifiziert sich als eine solche aufgrund ihres Staubabscheidegrades (nach DIN 44956-2) von mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 85%, mehr bevorzugt mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 95% und insbesondere 99% und darüber.
Der dreilagige Verbund der Filtrationsschicht ist hinsichtlich der Materialien der Einzellagen nicht besonders beschränkt, solange sie einen solchen Staubabscheidegrad gemäß DIN 44956-2 aufweist.
Als Beispiele von Kombinationen der Filtrationsschicht sind zu nennen (Reihenfolge immer von Anströmseite gesehen):

Spinnvlies → Meltblown → Spinnvlies
Thermovlies → Meltblown → Spinnvlies
Naßgelegtes Vlies → Meltblown → Spinnvlies
Spinnvlies → Spinnvlies → Meltblown → Spinnvlies
Spinnvlies → Thermovlies → Meltblown → Spinnvlies
Spinnvlies → naßgelegtes Vlies → Meltblown → Spinnvlies.
Spinnvlies → Meltblown → Papier
Spinnvlies → Meltblown → naßgelegtes Vlies
Thermovlies → Meltblown → Thermovlies

Dies sind nur Beispiele und eine Vielzahl weiterer Kombinationen ist möglich und dem Fachmann bekannt.
Besonders bevorzugt sind die Lagen in den o.g. Kombinationen der Filtrationsschicht wie folgt verbunden (die partielle Verbindung der einzelnen Lagen über die gesamte Fläche durch Kleben/Verschweißen ist jeweils mit einen "-" gekennzeichnet, eine fehlende Verbindung über die Fläche, d.h. höchstens eine Verbindung über die Seitennaht und/oder die Staubeinlassöffnung durch "/"):

Spinnvlies-Meltblown-Spinnvlies
Spinnvlies-Meltblown/Spinnvlies
Thermovlies-Meltblown-Spinnvlies
Thermovlies-Meltblown/Spinnvlies
Naßgelegtes Vlies-Meltblown-Spinnvlies
Spinnvlies-Spinnvlies-Meltblown-Spinnvlies
Spinnvlies-Thermovlies-Meltblown/Spinnvlies
Spinnvlies-naßgelegtes Vlies-Meltblown-Spinnvlies
Spinnvlies-Meltblown-Papier
Spinnvlies-Meltblown/Papier
Thermovlies-Meltblown/naßgelegtes Vlies
Thermovlies-Meltblown-Thermovlies

Besonders bevorzugt ist der dreilagige Verbund der Filtrationsschicht, ein Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies (SMS)-Verbund. Dabei ist bevorzugt, dass die Spinnvlieslage des SMS-Verbunds, die der Anströmschicht zugewandt ist, zumindest partiell über die ganze Fläche mit der nachfolgenden Meltblownlage verbunden ist. Ganz besonders bevorzugt sind sämtliche Einzellagen des SMS-Verbundes über ihre gesamte Fläche, zumindest partiell miteinander verbunden. Dabei ist unter der partiellen Verbindung der Lagen miteinander eine Verbindung zu verstehen, bei der 0,1 bis 30%, vorzugsweise 0,2 bis 10%, besonders bevorzugt 0,3 bis 2% der betreffenden Lagenflächen miteinander verbunden sind.
Das Meltblownvlies, das erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens eine Lage des Verbundes der Filtrationsschicht darstellt, besitzt vorteilhaft ein Flächengewicht von 10 bis 120 g/m², besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 50 g/m², insbesondere im Bereich von 30 bis 45 g/m². Um eine gute Staubabscheidung, insbesondere für Feinstaub zu erzielen, ist es günstig, wenn die Meltblown-Lage eine Dicke von 0,10 bis 4 mm, vorzugsweise 0,18 bis 3 mm, aufweist. Um eine hohe Saugleistung des Staubsauges gewährleisten zu können, besitzt die Meltblown-Lage vorzugsweise eine Luftdurchlässigkeit von 100 bis 2.000 l/m² s, mehr bevorzugt 200 bis 1.500 l/m² s, besonders bevorzugt von 250 bis 600 l/m² s. Der Porendurchmesser der Meltblown-Lage beträgt vorzugsweise 15 bis 60 μm, besonders bevorzugt 25 bis 40 μm und der durchschnittliche Faserdurchmesser liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 18 μm, besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 μm. Aus Stabilitätsgründen ist der Bruchwiderstand der Meltblown-Lage vorzugsweise in der Längsrichtung 2 bis 12 N/15 mm Streifenbreite und in der Querrichtung 1 bis 10 N/15 mm Streifenbreite.
Der Staubabscheidegrad (nach DIN 44956-2) der Meltblown-Lage liegt vorzugsweise im Bereich von 80% bis nahezu 100%.
Die Meltblown-Lage ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer permanenten elektrostatischen Ladung versehen, um eine noch bessere Staubabscheidung von Feinpartikeln zu erreichen. Neben der rein mechanischen Filtration wirkt hier zusätzliche eine elektrische Filtration, bedingt durch eine elektrostatische Anziehung von Filtermaterial und entgegengesetzt geladenen Staubteilchen. Dabei tragen die Fasern des Vlieses vorzugsweise räumlich getrennte bipolare Ladungen. Die elektrostatische Aufladung lässt sich erreichen, indem man die Filtermaterialien bei der Vliesherstellung einem elektrischen Feld aussetzt. Die dabei eingesetzten Verfahren sind in der Literatur beschrieben, siehe z.B. Martin Davis, Electrostatic Melt Spinning Process Delivers Unique Properties, Non-Wovens World, September 1987, Seiten 51–54, oder Troulihet, Y.; Moosmayer, P.; New Method of Manufacturing Non-Wovens by Electrostatic Laying, vorgetragen auf Index 81 Kongress.
Die Meltblown-Lage kann mit einem Schmelzblasverfahren (z.B. Exxon-Verfahren) hergestellt werden. Dabei wird das Fasermaterial geschmolzen, extrudiert, beim Austritt der Filamente aus der Spinndüse mit heißer Luft verstreckt, verwirbelt, auf einem Sieb (Sieb- oder Zylinderausführung) abgelegt und von diesem schließlich als Flächengebilde abgenommen. Als Folge des Herstellungsverfahrens besteht die Meltblown-Lage typischerweise aus langen, feinen Fasern mit für Meltblowns üblichen mittleren Faserdurchmesser von 0,5 bis 18 μm.
Weitere Details zu verwendbaren Meltblown-Lagen sind der EP-A-0 338 479 zu entnehmen.
Im folgenden werden Beispiele gegeben, welche die Erfindung erläutern, jedoch nicht beschränken sollen.
Beispiele
Getestet wurden Filtermaterialien, die aus bestimmten Spinnvliesen (nachfolgend als SB bezeichnet) und Meltblownvliesen (nachfolgend mit MB bezeichnet) aufgebaut sind. Die Kennzahlen der entsprechenden Lagen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Die Porosität wurde nach der folgenden Formel berechnet: 100 – (Volumen Fasern × 100/Volumen Vlies) = %
Dabei gilt: Volumen Vlies = (Fläche × Dicke); Volumen Fasern = Gewicht Vlies gleicher Fläche/Dichte Polymer
Es wurde die Saugleistung eines Siemens-Staubsaugers (DINO XS 1800W) bei unterschiedlichen Beutelfüllgraden bestimmt. Als Staub wurde DMT 8 Teststaub verwendet. Die Saugleistung (in l/s) wurde an dem Einsaugschlauch mit Hilfe eines Rotameters bestimmt. 1 zeigt die Resultate. In der Bezeichnung der Lagenordnungen in 1 symbolisiert ein Bindestrich zwischen benachbarten Lagen eine Bindung mittels punktförmiger Ultraschallverschweißung, wobei die Pressfläche ca. 1% der Gesamtfiltrationsfläche betrug. Ein Schrägstrich zwischen zwei benachbarten Lagen gibt an, dass die Lagen nicht über die Filtrationsfläche sondern nur an der Seitennaht und im Bereich der Staubeinlassöffnung miteinander verbunden sind. Die berechnete prozentuale Verbindungsfläche von Anström- und Filtrationsschicht der getesteten Staubfilterbeutel an der Seitennaht und an der Staubeinlassöffnung war im Bereich von 2,5 bis 2,7% Alle verwendeten Spinnvliese mit einem Flächengewicht unter 30 g/m² weisen einen Abscheidegrad (sowohl für NaCl als auch für Staub) von deutlich unter 50% auf.
Wie sich aus 1 ergibt, ergibt sich gegenüber der Version SB30/[SB14-MB30-SB25], die in der EP-A-1 254 693 als Vergleichsbeispiel verwendet wird (hier wird als Anströmschicht ein Spinnvlies mit einem Flächengewicht von 30g/m² verwendet) eine deutliche Verbesserung der Standzeit, wie anhand der signifikant größeren Saugleistung in Abhängigkeit von der Teststaubfüllung des Staubfilterbeutels zu sehen ist. Darüber hinaus bleibt die Abscheideleistung des Staubfilterbeutels bei Erniedrigung des Flächengewichts der Anströmschicht auf vergleichbar hervorragendem Niveau. Dies wurde mit einem Gerät zur Bestimmung des Fraktionsabscheidegrades der Fa. Palas festgestellt.
Es war für den Fachmann völlig überraschend, dass sich bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Staubfilterbeutels, beispielsweise des in 1 mit SB14/[SB14-MB30-SB25] bezeichneten Staubfilterbeutels eine deutliche Verbesserung der Standzeit ergibt, obwohl das als Anströmschicht fungierende Spinnvlies ein Flächengewicht von nur 14 g/m2 und eine Dicke von nur 0,13 mm hat. Aufgrund dieser Produkteigenschaften hat die Anströmschicht für sich ein sehr geringes Staubspeichervermögen, wodurch für den Fachmann zu erwarten war, dass die Standzeit des Gesamtverbundes nicht wesentlich verbessert wird.

Claims

Staubfilterbeutel, umfassend: (i) mindestens eine Anströmschicht und (ii) eine Filtrationsschicht, die auf der Abströmseite der Anströmschicht angeordnet ist und aus einem mindestens dreilagigen Verbund besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anströmschicht im Staubfilterbeutel über maximal 7 ihrer Fläche mit der Filtrationsschicht verbunden ist, sowie ein Flächengewicht (ISO 536) von jeweils < 30 g/m2 und einen NaCl-Abscheidegrad von in Summe < 50 aufweist.
Staubfilterbeutel gemäß Anspruch 1, in dem das Flächengewicht der mindestens einen Anströmschicht jeweils 10 bis 25 g/m² ist.
Staubfilterbeutel gemäß Anspruch 1 oder 2, in dem die mindestens eine Anströmschicht einen Staubabscheidegrad (DIN 44956-2) von in Summe < 50% aufweist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem die mindestens eine Anströmschicht mit der Filtrationsschicht nur an der Seitennaht und im Bereich der Staubeinlassöffnung des Beutels verbunden ist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die mindestens eine Anströmschicht aus einem Spinnvlies, Thermovlies oder einem nassgelegten hochsynthesehaltigen oder nassgelegten vollsynthetischen Vlies oder Kombinationen davon besteht.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem mindestens eine Lage des Verbundes der Filtrationsschicht ein Meltblownvlies ist.
Staubfilterbeutel gemäß Anspruch 6, in dem das Meltblownvlies ein Flächengewicht von 10 bis 120 g/m2 besitzt.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem der dreilagige Verbund der Filtrationsschicht ein Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies-Verbund ist.
Staubfilterbeutel gemäß Anspruch 8, in dem die Spinnvliese des Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies-Verbunds jeweils unabhängig voneinander ein Flächengewicht von 20 bis 60 g/m2 besitzen.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, in dem im Verbund der Filtrationsschicht zumindest die dem Meltblownvlies vorgeschaltete Lage mit dem Meltblownvlies über seine gesamte Fläche zumindest partiell verbunden ist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem mindestens eine Lage des Verbundes der Filtrationsschicht eine Membran für die Luftfiltration ist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, in dem die einzelnen Lagen des Verbundes der Filtrationsschicht durch Ultraschallverschweißen miteinander verbunden sind.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, in dem einzelnen Lagen des Verbundes der Filtrationsschicht durch Verkleben miteinander verbunden sind.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, in dem die Luftdurchlässigkeit (EN ISO 9237) der mindestens einen Anströmschicht jeweils 1500 bis 10.000 l/m²s ist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, in dem die Dicke (ISO 534) der mindestens einen Anströmschicht jeweils 0,05 bis 0,25 mm ist.
Staubfilterbeutel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die mindestens eine Anströmschicht ein Spinnvlies ist, die Filtrationsschicht ein Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies-Verbund ist, und das Spinnvlies und der Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies-Verbund im Staubfilterbeutel unmittelbar benachbart sind.