專利名稱：制造濾層的方法以及尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及一種制造具有組合的粗濾和細濾特性尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層的方法。
尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層用特殊的濾紙和/或不同的大多有多層的紡織的平面制品構(gòu)成。例如氣流法無紡織物、紡粘型無紡織物、熔噴法或人造短纖維無紡織物使用于濾層。組合多個不同介質(zhì)濾層的目的，是為了在有良好過濾效果的同時達到尤其對于最細小塵埃高的儲塵能力。為此，過濾器結(jié)構(gòu)的未凈化氣體側(cè)按傳統(tǒng)由具有較高透氣率和較低分離度的介質(zhì)層構(gòu)成，以便首先分離出較粗大的顆粒。沿流動方向在這之后的介質(zhì)層具有較低的透氣率和對于最細小塵埃的分離有較高的分離度。使用于粗濾或預(yù)過濾的過濾介質(zhì)通常由較粗大的纖維組成并相應(yīng)地有比較大的孔隙容積。與之相比，用于細濾或二次過濾的介質(zhì)通常由較細小的纖維組成并相應(yīng)地有較小的孔隙容積。此外，一個附加的外層或一個外部濾層對于一些較敏感的內(nèi)層承擔支承和保護功能，因此有高的機械穩(wěn)定性，尤其抗斷強度。除此之外還已知在濾袋內(nèi)部設(shè)保護層，為的是能防止處于保護層下面的過濾介質(zhì)被磨蝕性吸入物破壞。這種保護和支承層的過濾效果大多較差。作為這種支承層的材料現(xiàn)在主要采用紙或紡粘織物。這些單層至少在邊緣區(qū)通過焊接，尤其借助超聲焊互相連接。還已知這些層還在過濾面內(nèi)部通過膠合或通過分布在表面中的焊點互相連接。
從介紹的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種制造濾層的有利方法和一種有利的濾層。
上述目的就方法而言采取下列措施達到首先制造一個由纖維組成的固化的纖維網(wǎng)，纖維包括合成纖維、粘膠纖維、人造短纖維或天然纖維，然后在纖維網(wǎng)上加上熔噴纖維，以及熔噴纖維本身與纖維網(wǎng)固化在一起，在這里，熔噴纖維碎屑狀和優(yōu)選地添加到纖維網(wǎng)內(nèi)不同的深度。基于按本發(fā)明的這種方法，可以制成一種濾層，這種濾層將期望的粗濾和細濾特性及除此之外優(yōu)選地還有期望的支承或保護特性統(tǒng)一在僅有的一層之中。在僅有的一個綜合濾層中沿厚度提供了不同性質(zhì)。為此，這種過濾介質(zhì)具體而言可以設(shè)計為梯度狀結(jié)構(gòu)，這通過將熔噴纖維加入到纖維網(wǎng)內(nèi)不同深度達到。可以說是沿深度的階梯狀提供了不同的特性。在這里所述的“階梯”還可以細分，使得提供一種實際上線性的特性變化?；诎幢景l(fā)明的制造方法，這種單層的濾層其纖維細度和過濾效果沿流動方向漸增。因此，在僅一個過濾層具有粗濾和細濾特性的同時，在一個過濾介質(zhì)層內(nèi)達到高過濾效果與良好儲塵能力相結(jié)合。在這里，在任何橫截面內(nèi)纖維成分確定的情況下，優(yōu)選地在粗大纖維份額減少和孔隙率相應(yīng)地減小的同時，細小纖維的份額沿流動方向漸增。業(yè)已證實特別有利的是，將保護及支承功能與過濾特性組合在僅一個濾層內(nèi)，所述的保護及支承功能同樣通過碎屑狀添加到纖維網(wǎng)內(nèi)不同深度的熔噴纖維達到。與已知的現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法由于僅縫制一個濾層所以更加簡單。
下面參照權(quán)利要求1的技術(shù)主題進一步說明其他從屬權(quán)利要求的技術(shù)主題，但這些從屬權(quán)利要求的獨立表達同樣可以是有意義的。
首先，熔噴纖維和纖維網(wǎng)的纖維沿濾層厚度有相反的密度梯度。密度總是基本上沿厚度連續(xù)改變。按最簡單的形式為線性變化，此時相應(yīng)地梯度是常數(shù)。但密度也可以遵循一條高階曲線改變。
按本方法優(yōu)選地進一步規(guī)定，針刺纖維網(wǎng)。濾層的預(yù)制材料相應(yīng)地用一種纖維網(wǎng)制成，它優(yōu)選地通過梳理機運行并接著進一步優(yōu)選地通過上/下針刺站從兩側(cè)針刺。在隨后的工作站內(nèi)加入熔噴纖維，它們同樣借助專用的針刺入纖維網(wǎng)內(nèi)。熔噴纖維首先優(yōu)選地實際上作為相連的層存在，但之后在刺入過程中扯破并進入纖維網(wǎng)內(nèi)或無論如何碎屑化。優(yōu)選地，第二上/下針刺站用于借助針刺實施添加。在這里，成層的熔噴纖維完全碎屑化并借助針添加到纖維網(wǎng)內(nèi)不同的深度。在碎屑化的過程中形成小的纖維或含有熔噴纖維或由熔噴纖維組成纖維包，它們添加到經(jīng)針刺的纖維網(wǎng)較粗大的纖維之間的空隙中。較細小的纖維的份額向新形成的針刺無紡織物(濾層)的一側(cè)，亦即流出側(cè)的方向漸增，而粗大纖維的份額則漸減。由此尤其造成在濾層內(nèi)＜10μm的纖維份額明顯增加。通過在例如纖維網(wǎng)的多個平面內(nèi)加入精細纖維份額，引起孔隙尺寸值的強烈變動。在設(shè)計為針刺無紡織物而無熔噴纖維份額的纖維網(wǎng)中，最大孔隙與平均孔隙之比例如2∶1(例如最大孔隙有孔為60μm，平均孔隙有孔為30μm)。通過加入熔噴纖維，使最大孔隙與平均孔隙的孔隙尺寸比變動為比值約6∶1(例如最大孔隙為60μm，平均孔隙為10μm)，換句話說，明顯減小了平均孔隙的直徑。這一事實促使盡管一定份額的氣隙滯留了最細小的纖維，但此時同樣有高的透氣性。因此，鑒于所述的特性沿深度的梯度狀變動，還能在必要時與其他階梯組合實現(xiàn)氣隙尺寸比為3∶1、4∶1、5∶1或7∶1、8∶1等。
由此形成主要有粗大纖維的流入側(cè)和主要有細小纖維的流出側(cè)。涉及熔噴纖維可以使用不同材料，例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯基硅氧烷、聚對苯二甲酸丁二酯或由不同材料組成的混合物?？刹捎盟龇椒ㄖ瞥傻臑V層有可透氣性為200至500l/dm2×min，與此同時優(yōu)選地有單位面積重量為100至300g/m2，以及有厚度優(yōu)地為1.0至3.0mm。
在這里另一些優(yōu)選的值是在透氣性方面按每10l/dm2的步進間隔為210至500或200至490或220至500或200至480l/dm2等。同樣，在單位面積重量方面按10g/m2的步進間隔則可實現(xiàn)的值為100至290或110至300或120至300或100至280g/m2。特別是還在厚度方面亦即例如為1.1至3.0或1.0至2.9或1.2至3.0或1.0至2.8mm等。
在這里涉及一種添加精細纖維斷片的單層針刺無紡織物。塵埃最初沉積在精細纖維斷片上(大的纖維表面和靜電荷)，由此導致要由這種濾層構(gòu)成的濾塵袋有較長的使用壽命，因為空氣可以通過目前仍通暢的無紡織物氣隙。通過沿針刺無紡織物的厚度有目的地分布精細纖維斷片，達到提高過濾效果。此纖維網(wǎng)本身有透氣性為100至1500L/dm2×min，與此同時優(yōu)選地有單位面積重量為100至300g/m2和優(yōu)選地有厚度為0.8至3.0mm。纖維網(wǎng)的纖維優(yōu)選地有厚度為3至50μm(0.1dtex至17dtex)。纖維網(wǎng)的纖維優(yōu)選的纖維長度為30至100mm。熔噴纖維是具有優(yōu)選的厚度為0.1至10μm的微纖維，以及由聚對苯二甲酸丁二酯制的纖維優(yōu)選地厚度為0.5至3.0μm。此外還建議，熔噴纖維有長度為小于30mm。未碎屑化的熔噴產(chǎn)物本身有透氣性為50至2000L/dm2×min，與此同時優(yōu)選的單位面積重量為5至100g/m2以及厚度優(yōu)選地為0.8至3.0mm。
纖維的上述透氣性(100至1500l/dm2×min)或單位面積重量及厚度也可以按已提及的分級階梯優(yōu)選地總是有限制地提供。這同樣涉及纖維已說明的優(yōu)選的纖維長度。
此外本發(fā)明涉及一種具有綜合的粗濾和細濾特性尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層，該濾層為了在簡化結(jié)構(gòu)的同時改善過濾特性，有一種沿厚度增大的過濾效果，其中流入側(cè)首先存在針刺無紡織物，以及然后除此之外沿濾層厚度在無紡織物內(nèi)添加碎屑狀熔噴纖維結(jié)塊。由此達到，在用這種濾層制造的具有面積例如2000cm2和容積為4.5L的濾塵袋內(nèi)，可以儲存至少1400gDMT-試驗粉塵(V8)和350g按IEC 60312的標準砂，在這種情況下當體積流量為10L/sec時壓力損失不超過80hPa。按本發(fā)明的濾層將粗濾和細濾特性及除此之外還將優(yōu)選地支承和保護功能統(tǒng)一在僅一層之中，這通過在無紡織物內(nèi)在不同的深度加入熔噴纖維達到。其結(jié)果是獲得良好的過濾效果。下面列出的表借助一個例子表示在介質(zhì)流入速度為0.2m/sec時的過濾效果。
粒度 最大滲透率0.3-0.4μm 7％0.4-0.5μm 11％0.5-0.7μm 12％0.7-1.0μm 9％1.0-1.5μm 9％1.5-3.0μm 3％按本發(fā)明的濾層優(yōu)選地按前面介紹的按本發(fā)明的方法制造。因此，可再次參照有關(guān)纖維或?qū)?制品的透氣性、單位面積重量、厚度、纖維長度等的詳細說明。在這里創(chuàng)造了一種過濾介質(zhì)，它有足夠的機械強度并因而可在普通的縫制設(shè)備上生產(chǎn)，無需使用支承層，以及在濾塵袋使用時允許用大力操作。尤其在濾塵袋內(nèi)側(cè)的過濾介質(zhì)抗磨強度足夠高，從而在容納磨蝕性吸入物時不會損壞。
下面借助僅表示一種實施例的附圖
詳細說明本發(fā)明。
示意圖表示通過按本發(fā)明制成的尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層1橫截面，它有沿厚度d(箭頭S)增大的過濾效果。
濾層1有流入側(cè)I和流出側(cè)II。
濾層1首先用一針刺的纖維網(wǎng)2組成，它具有纖維2’，如合成纖維、粘膠纖維、人造短纖維或天然纖維。碎屑化的熔噴纖維3添加到，優(yōu)選地刺入，纖維網(wǎng)2內(nèi)的不同深度。在碎屑化過程中形成包含熔噴纖維3的小纖維包，它們被置入針刺纖維網(wǎng)2較粗大纖維2’之間的空隙中。細小纖維(熔噴纖維3)的份額朝新形成的濾層1的一側(cè)(流入側(cè)I)的方向減小，而粗大纖維(纖維網(wǎng)2的纖維2’)的份額則增大。因此形成一個主要有粗大纖維的流入側(cè)I和主要有細纖維的流出側(cè)II。
其結(jié)果是創(chuàng)造了一種過濾介質(zhì)，它設(shè)計為梯度狀結(jié)構(gòu)，其中纖維細度和過濾效果沿流動方向(箭頭S)漸增。相應(yīng)地在針刺的纖維網(wǎng)中刺入的熔噴纖維3的密度，沿流動方向S隨濾層1厚度增加而增大。
熔噴纖維3在濾層1內(nèi)添加為，使纖維2’和熔噴纖維3形成相反的密度梯度。
所有公開的特征均為(本)發(fā)明的重要內(nèi)容。在本申請所公開的內(nèi)容中也全面吸收了所屬的/所附的優(yōu)先權(quán)文件(在先申請副本)所公開的內(nèi)容，也為此目的，這些文件的特征吸納在本申請的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種制造具有綜合的粗濾和細濾特性尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層(1)的方法，其中，首先制造一個由纖維(2’)組成的固化的纖維網(wǎng)(2)，纖維(2’)如合成纖維、粘膠纖維、人造短纖維或天然纖維，然后在纖維網(wǎng)(2)之上或之內(nèi)加上/加入熔噴纖維(3)，以及熔噴纖維本身與纖維網(wǎng)(2)固化在一起，在這里，熔噴纖維(3)碎屑狀地并優(yōu)選按不同的深度位置添加到所述纖維網(wǎng)(2)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求(1)所述的方法，其特征為，熔噴纖維(3)以這樣的方式添加到纖維網(wǎng)(2)內(nèi)，即，使它們相對于纖維網(wǎng)(2)的纖維(2’)有相反的密度梯度。
3.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，以這樣的方式添加，即，使纖維(2’)的密度從流入側(cè)朝流出側(cè)方向減小。
4.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，針刺纖維網(wǎng)(2)。
5.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，將所述熔噴纖維(3)刺入纖維網(wǎng)(2)內(nèi)。
6.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述濾層(1)有可調(diào)的透氣性為200至500L/dm2×min。
7.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述濾層(1)有單位面積重量為100至300g/m2。
8.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述濾層(1)有厚度為0.8至5.0mm。
9.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述纖維網(wǎng)(2)本身有透氣性為100至1500L/dm2×min。
10.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述纖維網(wǎng)(2)本身有單位面積重量為100至300g/m2。
11.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述纖維網(wǎng)(2)本身有厚度為0.5至5.0mm。
12.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述纖維網(wǎng)(2)的纖維(2’)有直徑為0.5至50μm。
13.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述纖維網(wǎng)(2)的纖維(2’)有纖維長度為30至100mm。
14.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述熔噴纖維(3)是微纖維以及有直徑為0.1至10.0μm。
15.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述熔噴纖維(3)有長度為小于30mm。
16.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述未碎屑化的熔噴物本身有透氣性為50至2000L/dm2×min。
17.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述熔噴物本身有單位面積重量為5至100g/m2。
18.按照上述任一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其特征為，所述熔噴物本身有厚度為0.1至2.0mm。
19.一種具有綜合的粗濾和細濾特性尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層(1)，其包括沿厚度(d)增大的過濾效果，其中，流入側(cè)首先存在一針刺無紡織物，以及然后進一步沿濾層(1)厚度(d)在無紡織物內(nèi)添加碎屑狀熔噴纖維結(jié)塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造具有綜合的粗濾和細濾特性尤其用于吸塵器濾塵袋的濾層(1)的方法，其中，首先制造一個由纖維(2’)組成的固化的纖維網(wǎng)(2)，纖維(2’)如合成纖維、粘膠纖維、人造短纖維或天然纖維，然后在纖維網(wǎng)(2)上或內(nèi)加上/加入熔噴纖維(3)，以及熔噴纖維本身與纖維網(wǎng)固化在一起，在這里，熔噴纖維(3)碎屑狀和優(yōu)選地添加到纖維網(wǎng)(2)內(nèi)不同的深度。
文檔編號D04H1/46GK101060902SQ200580039318
公開日2007年10月24日 申請日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者托馬斯·羅迪曼, ?？恕げㄆ? 萊因霍爾德·辛塞爾, 休伯特·赫拉沃?？? 諾伯特·施萊克爾 申請人:沃維克股份有限公司