Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Staubsaugerfilterbeutels, insbesondere auf einer Staubsaugerbeutelmaschine.
Staubsaugerfilterbeutel, insbesondere Klotzbodenbeutel, deren Herstellung beispielsweise in der
Nach der Schlauchbildung wird die Schlauchbahn quer zur Laufrichtung geschnitten, um auf diese Weise Schlauchabschnitte zu erhalten. Diese Schlauchabschnitte bzw. Schlauchstücke werden an den beiden offenen Seiten dann verschlossen. Beispielsweise wird auf einer Seite ein Wickelfalz und auf der anderen Seite ein Klotzboden ausgebildet. In einem solchen Fall wird auf der Seite des Klotzbodens im Allgemeinen noch eine Halteplatte angebracht, die ein Anordnen des Staubsaugerfilterbeutels im Staubsauger in vordefinierter Stellung ermöglicht.
Bei dem Zerschneiden der Schlauchbahn werden die aufeinander liegenden Seiten der Bahn aufeinander gepresst. Weist die innerste Lage der Schlauchbahn einen hohen Zelluloseanteil auf, beispielsweise bei der Verwendung von Tissue, lösen sich diese Innenseiten der Schlauchbahn (und damit des späteren Beutels) nach dem Schneiden wieder voneinander, sodass der Schlauchabschnitt dann zwei Öffnungen aufweist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei der Verwendung einer Vliesstoffinnenlage insbesondere mit einem hohen Kunstfaser- bzw. Chemiefaseranteil eine Verbindung der beiden Seiten der Vliesstoffinnenlage entlang der Schnittkante erfolgt. Dabei werden die beiden ursprünglich offenen Enden des Schlauchstücks miteinander verbunden und verhindern eine weitere Verarbeitung auf der Staubsaugerbeutelanlage. Aus diesem Grund werden üblicherweise Vliesstoffinnenlagen, beispielsweise aus Spunbond oder Meltblown, bei der bei einem solchen Herstellungsverfahren nicht verwendet. Stattdessen wird als innerste Lage Tissuematerial oder Ähnliches eingesetzt.
Angesichts dessen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Staubsaugerfilterbeutels bereitzustellen, bei dem auch auf Staubsaugerbeutelmaschinen, insbesondere Kotzbodenbeutelmaschinen, ein Vliesstoffmaterial, insbesondere mit verhältnismäßig hohem Chemiefaseranteil, als innerste Lage des Staubsaugerfilterbeutels verwendet werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Herstellen eines Staubsaugerfilterbeutels mit den Schritten bereitgestellt:
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass ein Aufbringen einer grenzflächenaktiven Flüssigkeit auf die außen angeordnete Vliesstofflage das weitere Verarbeiten des Schlauchabschnitts zu einem Staubsaugerfilterbeutel wesentlich vereinfacht. Insbesondere verhindert die grenzflächenaktive Substanz ein Verbinden der Innenvliesstofflage im Schnittbereich. Somit öffnen sich die beiden Enden des Schlauchabschnitts nach dem Schneiden wieder, was eine Weiterverarbeitung ohne größeren Aufwand, insbesondere die Bildung eines Klotzbodens, erlaubt.
Hinsichtlich der Filtermaterialbahn bedeutet "außen", dass die außen angeordnete Vliesstofflage auf wenigstens einer Seite nicht von einer weiteren Materiallage bedeckt ist und somit an der Oberfläche der Filtermaterialbahn angeordnet ist. Nach Ausbilden der Schlauchbahn kann eine solche außen angeordnete Vliesstofflage dann im Innern der Schlauchbahn angeordnet sein.
Eine grenzflächenaktive Substanz ist eine Substanz, die sich aus ihrer Lösung an Grenzflächen stark anreichert und dadurch die Grenzflächenspannung herabsetzt.
Der Begriff Vliesstoff (Nonwoven) wird gemäß der Definition nach ISO-Standard ISO 9092:1988 bzw. CEN-Standard EN 29092 verwendet. Ein Vliesstoff kann insbesondere trocken- oder nassgelegt oder ein Extrusionsvliesstoff, insbesondere ein Meltblown (schmelzgesponnener Mikrofaservliesstoff) oder ein Spunbond (Filamentspinnvliesstoff), sein. Die Abgrenzung zwischen nassgelegten Vliesstoffen bzw. Nonwoven und herkömmlichem nassgelegtem Papier erfolgt gemäß der oben genannten Definition, wie sie auch von der International Association Serving the Nonwovens and Related Industries EDANA (www.edana.org) verwendet wird. Wenn also im Folgenden von Papier die Rede ist, ist damit (herkömmliches) nassgelegtes Papier gemeint, das in der oben genannten Definition von Vliesstoff ausgenommen ist.
Der Vliesstoff kann wenigstens 60 Gew.-%, insbesondere wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere 100 Gew.-% Chemiefasern bzw. Kunststofffasern umfassen. Insbesondere bei höheren Anteilen an Chemiefasern wird eine besonders vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt.
Die Chemie- bzw. Kunstfasern des Vliesstoffes können Mono- und/oder Bikomponentenfasern umfassen. Die Chemiefasern können insbesondere Polyprophylen (PP) und/oder Polyethylen (PE) umfassen. Der Vliesstoff kann Endlosfasern (Filamente) und/oder Stapelfasern umfassen. Weiterhin kann der Vliesstoff elektrostatisch geladene Fasern umfassen.
Die Vliesstofflage kann eine nass- oder trockengelegte Vliesstofflage oder eine Extrusionsvliesstofflage, insbesondere eine Meltblownlage oder ein Spunbondlage, umfassen. Unabhängig vom Konfektionierverfahren kann somit die Innenlage des Beutels gewählt werden, um angestrebte filtertechnische Eigenschaften zu realisieren.
Das Filtermaterial der Bahn kann prinzipiell nur eine Materiallage umfassen; in diesem Fall ist die Vliesstofflage die einzige Lage und somit immer auch außen angeordnet. Alternativ kann das Filtermaterial wenigstens zwei Materiallagen umfassen. Dies ermöglicht insbesondere eine spezifische Einstellung verschiedener Filterparameter, wie Luftdurchlässigkeit, Staubspeicherkapazität, Stabilität etc. Dabei soll jede Materiallagen jeweils die gesamte Breite und Länge der Filtermaterialbahn einnehmen.
Die wenigstens zwei Materiallagen können miteinander verbunden, insbesondere laminiert, sein.
Das Filtermaterial kann insbesondere eine Papierlage oder eine naßgelegte Vliesstofflage umfassen. Dies erlaubt die Herstellung des Staubsaugerfilterbeutels auf einer Staubsaugerbeutelmaschine, insbesondere einer Klotzbodenbeutelmaschine.
Die Papierlage oder die naßgelegte Vliesstofflage kann insbesondere außen an der Filtermaterialbahn angeordnet sein. Dies bedeutet, dass dann die Vliesstoff- und die Papierlage oder die naßgelegte Vliesstofflage jeweils die Außenlagen des Filtermaterials bilden.
Das Filtermaterial kann, insbesondere zwischen der Vliesstofflage und der Papierlage oder der naßgelegten Vliesstofflage, wenigstens eine weitere Vliesstofflage, insbesondere wenigstens eine Extrusionsvliesstofflage wie eine Meltblownlage (schmelzgesponnene Mikrofaservliesstofflage) und/oder eine Spunbondlage (Filamentspinnvliesstofflage), umfassen. Insbesondere kann das Filtermaterial eine Mehrzahl von Lagen mit der folgenden Reihenfolge umfassen: eine Papierlage oder naßgelegte Vliesstofflage, eine Meltblownlage, optionale eine oder mehrere weitere Meltblownlagen, eine Spunbondlage, optionale eine oder mehrere weitere Spunbondlagen. Dabei können die genannten Lagen in der Filtermaterialbahn derart vorgesehen sein, dass nach der Schlauchbildung die Papierlage oder die naßgelegte Vliesstofflage außen und eine Spunbondlage im Innern der Schlauchbahn angeordnet sind. Alternativ kann die Papier- oder die naßgelegte Vliesstofflage auch an einer anderen Stelle im Filtermaterialaufbau, beispielsweise zwischen zwei Extrusionsvliesstoffen, angeordnet sein. Mit derartigen Filtermaterialstrukturen lassen sich besonders vorteilhafte Filterparameter einstellen.
Die Vliesstofflage kann ein Flächengewicht von 5 bis 200 g/m2, insbesondere 30 bis 150 g/m2, aufweisen. Insbesondere kann eine Spunbondlage ein Flächengewicht von 5 bis 50 g/m2, insbesondere 10 bis 20 g/m2, aufweisen. Eine Meltblownlage kann ein Flächengewicht von 10 bis 200 g/m2, insbesondere 20 bis 80 g/m2, aufweisen.
Sind bei einem Filtermaterial mehrere Meltblown- und/oder Spunbondlagen vorgesehen, so können diese jeweils unterschiedliche Flächengewichte und/oder Materialien aufweisen.
In Schritt (b) der oben beschriebenen Verfahren kann das Aufbringen ein Aufdrucken oder ein Aufsprühen umfassen. Damit lässt sich die grenzflächenaktive Substanz in präziser und genau dosierter Form aufbringen.
Die grenzflächenaktive Substanz kann insbesondere in Form einer Flüssigkeit vorliegen; sie kann als Lösung, Dispersion oder Emulsion ausgebildet sein. Der Gehalt an grenzflächenaktiver Substanz in der Formulierung kann zwischen 1 und 50 Gew.-% betragen. Als Lösemittel kann bevorzugt Wasser verwendet werden. Alternativ kann ein Zusatz von Alkohol die Löslichkeit verbessern. Weitere Inhaltsstoffe können Konservierungsmittel oder Farbstoffe sein. Die Farbstoffe können die Positionierung des Aufdrucks erleichtern. Die grenzflächenaktive Substanz kann ein Tensid, insbesondere ein kationisches Tensid und/oder ein Siliconderivat, insbesondere ein kationisches Silicionderivat, umfassen.
Unter Tensiden werden amphiphile Verbindungen mit mindestens einem hydrophoben und einem hydrophilen Molekülteil verstanden. Kationische Tenside sind aus einem Kohlenwasserstoff-Gerüst mit einer oder mehreren kationischen Kopfgruppen.
Mögliche kationische Tenside sind beispielsweise quartäre Ammoniumsalze mit einem oder zwei hydrophoben Alkyl-Resten, insbesondere Distearyldimethylammoniumchlorid (DSDMAC) oder Esterquats, quartäre Phosphonium- und tertiäre Sulfonium-Salze).
Mögliche kationische Siliconderivate sind beispielsweise Polydimethylsiloxane diquat). Andere Siliconderivate sind aminofunktionelle Siliconemulsionen oder aminofunktionelle Siliconöle.
In den zuvor beschriebenen Verfahren kann Schritt (b) ein Aufbringen an einem oder an einer Mehrzahl von vorherbestimmten Bereichen umfassen. Schritt (b) kann ein Aufbringen in Form von Streifen, insbesondere quer zur Bahnlängsrichtung, umfassen.
Wenn die vorherbestimmten Bereiche streifenförmig ausgebildet sind, lässt sich die Materialbehandlung insbesondere auf die Bereiche reduzieren, in denen in einem nachfolgenden Schritt ein Verbinden der Innenlage zu erwarten und somit zu verhindern ist. Insbesondere kann jeder vorherbestimmte Bereich einen Schnittbereich, d.h. einen Bereich, in dem in einem nachfolgenden Schritt geschnitten wird, umfassen. Das streifenförmige Aufbringen quer zur Bahnlängsrichtung, d. h. quer zur Laufrichtung, erlaubt die Konzentrierung der grenzflächenaktiven Substanz auf möglichst kleine Bereiche. Die Streifen können eine Breite von höchstens 6 cm, insbesondere höchstens 4 cm, insbesondere höchstens 2 cm, aufweisen.
Schritt (d) der zuvor beschriebenen Verfahren kann insbesondere ein Pressen der Schlauchbahn umfassen. Das Zerschneiden kann insbesondere quer zur Bahnlängsrichtung oder zur Laufrichtung erfolgen.
Schritt (a) kann ein Bereitstellen auf einer Staubsaugerbeutelmaschine, insbesondere einer Klotzbodenbeutelmaschine, umfassen. Dies ermöglicht ein Herstellen der Staubsaugerfilterbeutel in besonders einfacher Weise, insbesondere wie sie zu Beginn beschrieben wurde.
Bei den zuvor beschriebenen Verfahren kann Schritt (e) ein Ausbilden eines Klotzbodens umfassen. Bei der Herstellung von Klotzbodenbeuteln erweisen sich die zuvor beschriebenen Verfahren als besonders vorteilhaft.
Weiterhin kann Schritt (e) einen Trockenschritt umfassen. Dabei kann insbesondere ein Schlauchabschnitt, gegebenenfalls in bereits wenigstens teilweise verarbeiteter Form, durch einen Ofen geführt werden. Damit wird insbesondere die grenzflächenaktive Substanz getrocknet. Gleichzeitig kann in diesem Schritt auch ein während der zuvor durchgeführten Schritte verwendeter Klebstoff, beispielsweise Dispersionskleber, der zum Ausbilden der Längsnaht bei der Schlauchbildung eingesetzt wird, getrocknet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Bei der Herstellung eines Staubsaugerfilterbeutels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Filtermaterialbahn bereitgestellt. Diese Bahn aus Filtermaterial durchläuft eine Konfektioniermaschine, beispielsweise eine Klotzbodenbeutelmaschine, zum Konfektionieren eines Staubsaugerfilterbeutels. Dabei läuft die Filtermaterialbahn in Bahnlängsrichtung bzw. Laufrichtung durch die Maschine.
Das Filtermaterial der Bahn kann eine oder mehrere Materiallagen umfassen. An einer der Außenseiten ist jedenfalls eine Vliesstofflage, insbesondere mit wenigstens 60 Gew.-% Chemiefasern, angeordnet.
Ein Beispiel eines mehrlagigen Aufbaus des Filtermaterials ist in
Auf die Vliesstofflage der Filtermaterialbahn wird an vorherbestimmten Bereichen eine grenzflächenaktive Substanz, beispielsweise ein kationisches Tensid oder ein kationisches Siliconderivat, aufgebracht. Das Aufbringen kann beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufdrucken erfolgen.
In
Anschließend wird das Filtermaterial entlang der Bahnlängsrichtung bzw. der Laufrichtung derart zusammengelegt, dass eine Schlauchbahn 301, wie sie in
Anschließend wird die Schlauch bahn entlang der Streifen mit der grenzflächenaktiven Substanz 202 zerschnitten. Dabei wird die Schlauch bahn zusammengepresst. Bei dem Zusammendrücken und Schneiden wird die innen angeordnete Vliesstofflage 104 gefaltet und in den Schnittbereichen, die den Streifen 202 entsprechen, zusammengedrückt. Aufgrund der in diesen Bereichen vorhandenen grenzflächenaktiven Substanz wird jedoch ein Aneinanderhaften verhindert.
Durch das Zerschneiden entstehen Schlauchabschnitte bzw. Schlauchstücke, die an zwei Enden offen sind. Bei der weiteren Konfektionierung werden diese Öffnungen verschlossen. Eine Öffnung kann beispielsweise mit einem Wickelfalz versehen werden; bei der anderen Öffnung kann beispielsweise ein Klotzboden ausgebildet werden. Vor oder nach der weiteren Konfektionierung werden die Schlauchbeutel getrocknet, sodass insbesondere der Dispersionskleber entlang der Längsnaht und die grenzflächenaktive Substanz getrocknet werden.
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