ФИЛЬТРУЮЩИЙ МЕШОК ДЛЯ ПЫЛЕСОСА, СОДЕРЖАЩИЙ РЕЦИКЛИРОВАННЫЙ ПЫЛЕВИДНЫЙ И/ИЛИ ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ И/ИЛИ ВОЛОКНА СЕМЯН
FILTERING BAG FOR VACUUM CLEANER, CONTAINING RECYCLED PULVERIZED AND/OR FIBROUS MATERIAL AND/OR SEEDS FIBERS

[0001] Настоящее изобретение относится к фильтрующим мешкам для пылесоса, выполненным из отходов производства в текстильной промышленности. Кроме того, указаны возможные варианты использования отходов производства текстильной промышленности для фильтрующих мешков для пылесоса.
[0002] Фильтрующие мешки, выполненные из нетканых тканей, фактически полностью заменили бумажные фильтрующие мешки за последние 10 лет благодаря их значительно улучшенным потребительским характеристикам. В частности, непрерывно улучшаются эффективность разделения, склонность к закупориванию и механическая прочность. Нетканые материалы, используемые для этой цели, как правило выполнены из термопластов, в частности из полипропилена (ПП) и/или полиэстра (ПЭТ).
[0003] Даже при том, что все еще существует потребность в улучшении этих характеристик, все еще ощущается, что высокая стоимость сложных конструкций фильтров становится все менее приемлемыми для конечного потребителя.
[0004] Кроме того, использование высококачественных и тяжелых нетканых материалов для одноразового продукта становится все более и более критическим по экологическим причинам.
[0005] Биоразлагаемые фильтрующие мешки, предложенные в ЕР 2301404 и WO 2011/047764, также не являются многообещающим подходом для улучшения экологических свойств, поскольку фильтрующие мешки часто утилизуют путем сжигания, а компостирование не рассматривается просто из-за того, что материал всасывания изначально не является биоразлагаемым.
[0006] Фильтрующие мешки из нетканого материала для пылесосов в настоящее время всегда состоят из множества слоев (ЕР 1 198 280, ЕР 2 433 695, ЕР 1 254 693). Опорные слои используются для достижения необходимой механической прочности; фильтрующие слои грубой очистки имеют высокую пылеемкость без чрезмерного увеличения сопротивления воздуху; и фильтрующие слои тонкой очистки предназначены для фильтрации частиц размером менее 1 мкм.
[0007] Для увеличения пылеемкости в течение нескольких лет в фильтрующих мешках также используются диффузоры и перегородки, оптимизирующие условия потока в фильтрующем мешке и, таким образом, увеличивающие срок службы фильтра.
[0008] Для изготовления этих различных материалов используются самые различные технологии. В качестве тонкого фильтрующего слоя в основном используются нетканые материалы, полученные мелтблауном из микроволокон. Эти нетканые материалы, полученные мелтблауном, представляют собой экструзионные нетканые материалы, обычно состоящие из полипропилена и имеющие диаметр волокон в диапазоне от менее 1 мкм до нескольких мкм. Для достижения высокой эффективности разделения эти материалы электростатически заряжены (например, с помощью коронного разряда). Для дальнейшего повышения эффективности разделения было предложено наносить нановолокна, полученные в процессе электропрядения, на нетканые материалы подложек (DE 199 19 809).
[0009] Для достижения необходимого уровня пылеемкости используются нетканые материалы из штапельного волокна, экструзионные нетканые материалы, а также нетканые материалы (ЕР 1 795 247), выполненные из штапельных волокон или нитей. В качестве материалов для емкостных слоев используются полипропилен или полиэстр, а также целлюлозная вата (ЕР 0 960 645, ЕР 1 198 280).
[0010] В WO 2013/106392 для изготовления тканей было предложено использование рециклированных пластиков (например, рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ)).
[0011] Уже было исследовано использование рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) в качестве сырья для полученных мелтблауном нетканых материалов (Справочник нетканых материалов Handbook of Nonwovens, Woodhead Publishing Ltd., под ред. S. J. Russell, глава 4, 10.1).
[0012] В CN 101747596 описано применение рециклированнного ПЭТФ или рециклированного полибензотиазолового пластика (ПБТ) (rPET/rРВТ) в качестве материала для микроволокон.
[0013] Исходя из этого, таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании фильтрующих мешков для пылесоса, которые нисколько не уступают известным фильтрующим мешкам для пылесоса в отношении эффективности пылеулавливания и срока службы и, таким образом, имеют превосходные рабочие характеристики, но состоят в основном из рециклированных материалов или отходов. В частности, таким образом, задача настоящего изобретения состоит в реализации фильтрующих мешков для пылесоса, которые экологически и экономически являются особенно выгодными. Предпочтительно, предполагается достижение процентного содержания рециклированных материалов в фильтрующем мешке по меньшей мере 40%.
[0014] Эта задача решена путем создания фильтрующего мешка для пылесоса по п. 1 формулы. В зависимых пунктах приложенной формулы описаны предпочтительные варианты реализации. Пункт 17 формулы охраняет применение конкретного нетканого материала для фильтрующих мешков для пылесоса.
[0015] Таким образом, настоящее изобретение относится к фильтрующему мешку для пылесоса, который содержит стенку из воздухопроницаемого материала, ограничивающую внутреннюю часть. В воздухопроницаемом материале выполнено входное отверстие. Фильтрующий мешок для пылесоса согласно настоящему изобретению отличается тем, что воздухопроницаемый материал содержит по меньшей мере один слой нетканого материала, который содержит пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности хлопчатобумажных изделий, и/или в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян.
[0016] Пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, получаемый из отходов текстильного производства, являются значимыми, в частности, для обработки текстильных материалов (в частности, текстильных волокон и нитей, а также линейных, плоских и объемных текстильных структур, изготовленных из них), такой как изготовление (включая чесание, кручение, разрезание и сушку) или переработку текстильных изделий. Эти пылевидные и/или волокнистые материалы представляют собой отходы, которые могут оседать на машинах или фильтрах, используемых при обработке текстильных изделий. Пыль (или порошкообразные частицы) или волокна обычно удаляются и рециклируются термическим способом.
[0017] Пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал представляет собой, например, "производственные отходы"; этот термин, в частности, применяется к материалу, полученному как побочный продукт в процессе чесания, кручения, разрезания или сушки текстильных материалов. Этот материал называется "отходами, возникающими до доставки потребителю".
[0018] Рециклирования текстильных материалов, т.е. обработка (например, измельчение) использованных текстильных материалов или текстильных изделий (например, старой одежды) также является источником пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала; этот материал называется как "отходы, возникающие после использования потребителем".
[0019] Таким образом, пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал из отходов текстильного производства содержит, в частности, волокна, полученные из отходов текстильной и швейной промышленности, потребительских отходов (текстильных изделий и т.п.) и изделий, собранных для рециклирования.
[0020] При стрижке овец для изготовления шерсти в качестве отходов остаются короткие волокна шерсти, которое представляют еще один вариант пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала.
[0021] Пылевидным и/или волокнистым рециклированным материалом также может быть хлопковая пыль. Волокнами семян могут быть хлопковый пух или волокна капока.
[0022] Хлопковым пухом называются короткие хлопковые волокна, которые соединены с ядрами семян хлопчатника после отделения длинного растительного волокна (хлопка) от ядра. Хлопковый пух заметно различается по длине волокон (обычно 1-6 мм) и чистоте и не подлежит прядению. В текстильной промышленности он обычно признается непригодным для рециклирования остатком и, таким образом, отходом производства. Различают хлопковый пух первого съема (хлопковый пух ПС), хлопковый пух второго съема (хлопковый пух ВС) и несортную продукцию. Хлопковый пух может быть очищен и отбелен для получения хлопковой целлюлозы (ХЦ). Хлопковый пух также может использоваться для изготовления нетканых материалов, пригодных для воздухопроницаемых фильтрующих мешков согласно настоящему изобретению. В частности, для этой цели могут использоваться неочищенный и неотбеленный хлопковый пух ПС и/или хлопковый пух ВС.
[0023] В слое нетканого материала, который содержится в воздухопроницаемом материале, пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал или волокна семян (в конкретном хлопковом пухе) являются связанными. В этом отношении, выполняют связывание нетканого материала. Связывание пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала и/или волокон семян предпочтительно достигается добавлением связывающих волокон к слою нетканого материала, которые могут быть, например, термически активированы (сплавлены под действием температуры).
[0024] Таким образом, может быть изготовлен соответствующий слой нетканого материала, например, введением пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала и/или волокон семян вместе со связывающими волокнами в аэродинамическом процессе с их последующим связыванием с готовым нетканым материалом путем тепловой активации связывающих волокон.
[0025] Под аэродинамическими процессами подразумеваются сухие процессы, изложенные и определенные в Разделе 4.1.3 Руководства "Нетканые материалы" (Н. Fuchs и W. Albrecht, Wiley-VCH, 2-е издание, 2012 г.). Настоящий раздел посредством ссылки полностью включен в настоящий документ. Нанесение пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала и/или волокон семян вместе со связывающими волокнами может быть выполнено, в частности, в процессе аэродинамической укладки. Аэродинамическая укладка нетканого материала может быть выполнена, например, с использованием RandoWebber.
[0026] Согласно предпочтительному варианту реализации обеспечен слой нетканого материала, содержащий по меньшей мере одно из пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала и/или хлопкового пуха и содержащий 95% по весу, предпочтительно 70-90% по весу пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала и/или хлопкового пуха и по меньшей мере 5% по весу, предпочтительно 10-50% по весу связывающих волокон, в частности, двухкомпонентных волокон.
[0027] Связывающие волокна могут, например, быть так называемыми "плавкими волокнами", которые выполнены из термопластичных плавких материалов. Эти плавкие волокна плавятся во время тепловой активации и связывают пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал или волокна семян.
[0028] Еще одно преимущество этого варианта реализации состоит в том, что двухкомпонентные волокна, предпочтительно используемые в качестве связывающих волокон, состоят из сердцевины, состоящей из первого термопластичного материала и оболочки, состоящей из второго термопластичного материала, который плавится при более низких температурах, чем первый термопластичный материал, причем сердцевина или как сердцевина, так и оболочка предпочтительно состоят из рециклированного пластика или множества рециклированных пластиков. Сердцевина может быть выполнена, например, из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР). Оболочка может быть выполнена из чистого/нового (исходного) пластика, например, чистого полипропилена ("исходного полипропилена", т.е. не рециклированного) или полиметилпентена (РМР). В дополнение к двухкомпонентным волокнам сердцевины/оболочки также могут быть использованы другие общие варианты двухкомпонентных волокон (например, образующие структуру с размещением "бок о бок").
[0029] Плавкие волокна или двухкомпонентные волокна, предпочтительно используемые в качестве связывающих волокон, могут частично или полностью состоять из рециклированных пластиков, таких как рециклированный полиэтилентерефталат (rРЕТ) или рециклированный полипропилен (rРР). Связывающие волокна могут быть извитыми или гладкими. Извитые связывающие волокна могут быть механически извитыми или самоизвивающимися (например, могут быть выполнены в форме двухкомпонентных волокон с эксцентрическим поперечным сечением).
[0030] Согласно предпочтительному варианту реализации связывающими волокнами являются штапельные волокна, в частности, имеющие длину 1-100 мм, предпочтительно 2-40 мм. Длина волокна может быть определена согласно стандарту DIN 53808-1:2003-01.
[0031] В целях настоящего изобретения может быть использован, например, нетканый материал, описанный в WO 2011/057641 А1. Все варианты реализации указанной патентной заявки посредством ссылки полностью включены в настоящий документ. Таким образом, раскрытие этого документа также является предметом настоящей патентной заявки.
[0032] Согласно еще одному предпочтительному варианту реализации воздухопроницаемый материал образован множеством слоев, причем указанный воздухопроницаемый материал в дополнение по меньшей мере к одному слою нетканого материала, содержащему пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал и/или волокна семян, имеет по меньшей мере один дополнительный слой, который содержит нетканый материал и/или волокнистое полотно или выполнен из нетканого материала и/или волокнистого полотна, при этом, в частности, по меньшей мере один, множество или все дополнительные слои содержат один или множество рециклированных пластиков или выполнены из них.
[0033] Термин "рециклированный пластик", который используется в целях настоящего изобретения, следует понимать как синоним пластиковых продуктов рециклирования. Для концептуального определения в качестве ссылки приведен стандарт DIN EN 15347:2007.
[0034] Таким образом, по меньшей мере одним из этих слоев предпочтительно является нетканый материал или волокнистое полотно, которые содержат рециклированные пластики и, в частности, выполнены из рециклированных пластиков. В отличие от известных фильтрующих мешков для пылесосов, для изготовления стенки положенных в основу нетканых материалов или волокнистого полотна для фильтрующего мешка пылесоса используется небольшое количество нового (исходного) пластичного материала, или такой материал вообще не используется. Вместо этого, используются преимущественно или исключительно пластики, которые уже использовались и восстановлены с помощью соответствующих процессов рециклирования. Такие фильтрующие мешки явно предпочтительны с экологической точки зрения, поскольку они в значительной степени могут быть изготовлены нейтральным в отношении сырья способом. Эти фильтрующие мешки также обеспечивают экономические преимущества, поскольку большая часть рециклированных пластиковых материалов могут быть приобретены по значительно более низким ценам, чем не рециклированное соответствующее сырье ("исходные" пластики).
[0035] В смысле настоящего изобретения нетканый материал обозначает произвольно уложенную тканую структуру, которая подверглась связыванию, в результате чего она имеет достаточную прочность, например, для машинного наматывания на рулон или разматывания из рулона (т.е. в промышленном масштабе). Минимальное растягивающее усилие полотна, необходимое для его сматывания в рулон, составляет 0,25 фунта на погонный дюйм или 0,044 Н/мм. Растягивающее усилие полотна не должно превышать от 10% до 25% минимального значения максимального растягивающего усилия (согласно стандарту DIN EN 29073-3:1992-08) наматываемого материала. Это приводит к минимальному значению максимального растягивающего усилия для наматываемого материала равному 8,8 Н на 5 см ширины полосы.
[0036] Волокнистое полотно соответствует произвольно уложенной тканой структуре, которая, однако, не подвергалась любому отверждению, так что в отличие от нетканого материала, такая произвольно уложенная тканая структура не имеет достаточной прочности, например, достаточной для машинного наматывания на рулон или разматывания из рулона. Относительно определения этой терминологии ссылка сделана на ЕР 1 795 427 А1, раскрытие которого также посредством ссылки полностью включено в настоящий документ.
[0037] Согласно предпочтительному варианту реализации волокна нетканого материала или волокнистого полотна, содержавшегося в воздухопроницаемом материале стенки фильтрующего мешка для пылесоса согласно настоящему изобретению выполнены из одиночного рециклированного пластического материала.
[0038] Однако согласно еще одному предпочтительному варианту реализации волокна нетканого материала или волокнистого полотна выполнены из различных материалов, по меньшей мере один из которых является рециклированный пластиком. В частности, в данном случае могут быть использованы материалы двух типов:
[0039] С одной стороны, это может быть смесь волокон по меньшей мере двух типов, например, смесь волокон, выполненных по меньшей мере из двух различных рециклированных пластиков.
[0040] С другой стороны, также волокнистое полотно или нетканый материал может содержать или может быть выполнен из двухкомпонентных волокон (бикомпонентных волокон), которые состоят из сердцевины и оболочки, охватывающей сердцевину. Сердцевина и оболочка выполнены из различных материалов. Двухкомпонентные волокна могут быть представлены в форме штапельных волокон или экструзионных нетканых материалов (например, выполненных из полученных мелтблауном нетканых материалов), причем двухкомпонентные волокна теоретически могут иметь бесконечную длину и представляют так называемые непрерывные нити. В случае таких двухкомпонентных волокон предпочтительно по меньшей мере сердцевина должна быть выполнена из рециклированного пластика; при этом оболочка может быть выполнена, например, из исходного пластика, но альтернативно также может использоваться другой рециклированный пластик.
[0041] Нетканые материалы или волокнистое полотно для целей настоящего изобретения могут быть получены сухим формованием, влажным формованием или могут быть неткаными материалами или волокнистым полотном, полученными экструзией. В результате волокна нетканых материалов или волокнистого полотна могут иметь конечную длину (штапельные волокна) или теоретически бесконечную длину (непрерывные нити).
[0042] Настоящее изобретение, в частности, обеспечивает фильтрующий мешок для пылесоса со стенкой из воздухопроницаемого материала, причем указанный материал содержит емкостной слой и фильтрующий слой тонкой очистки,
[0043] причем емкостным слоем является нетканый материал, полученный в результате аэродинамического процесса, содержащий пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности, хлопчатобумажных изделий, и/или в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян, и
[0044] при этом слоем фильтра тонкой очистки является нетканый материал, полученный мелтблауном из исходного полипропилена (РР), в частности электростатически заряженного, или полученный мелтблауном нетканый материал из двухкомпонентных волокон, имеющих сердцевину, выполненную из рециклированного полиэтилентерефталата (гРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), и оболочку, выполненную из исходного полипропилена (РР) или исходного полиметилпентена (РМР), или опорный слой из волокон рециклированного пластика с нанесенным на него слоем нановолокон.
[0045] Емкостный слой также может соответствовать слою из нетканого материала, уже описанному выше. Упрочнение или нетканое связывание нетканого материала емкостного слоя, в целом может быть выполнено любым подходящим способом. В частности, нетканый материал емкостного слоя может быть упрочнен термически активированными связывающими волокнами, например двухкомпонентными волокнами. Емкостный слой может состоять, с одной стороны, из пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала, и/или волокон семян, а с другой стороны, из термически активированных связывающих волокон (например, содержащих сердцевину и/или оболочку из рециклированного пластика, как описано выше); в этом случае емкостный слой не содержит дополнительных волокон или связующих агентов.
[0046] Термин "нановолокно" использован согласно терминологии стандарта DIN SPEC 1121:2010-02 (CEN ISO/TS 27687:2009).
[0047] Фильтрующий слой тонкой очистки расположен в направлении воздушного потока (от стороны грязного воздуха к стороне чистого воздуха) за емкостным слоем.
[0048] При необходимости фильтрующий мешок для пылесоса имеет (дополнительный) усиливающий слой или опорный слой в форме сухого слоя нетканого материала или в форме экструзионного слоя нетканого материала. Сухой слой нетканого материала содержит, как описано выше, пылевидный или волокнистый рециклированный материал из отходов текстильного производства, в частности, хлопчатобумажных изделий и/или полученный в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян; согласно еще одному варианту реализации сухой слой нетканого материала содержит штапельные волокна из рециклированного пластика, в частности, рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР). Экструзионный слой нетканого материала содержит однокомпонентные или двухкомпонентные нити из рециклированного пластика, в частности, рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР).
[0049] Усиливающий слой может быть расположен позади слоя фильтра тонкой очистки в направлении воздушного потока.
2
[0050] В целом, конструкция стенки фильтрующего мешка разработана согласно настоящему изобретению, как описано в ЕР 1 795 247. Таким образом, такая стенка содержит по меньшей мере три слоя, причем по меньшей мере два слоя состоят по меньшей мере из одного слоя нетканого материала и по меньшей мере одного слоя волокнистого полотна, содержащего штапельные волокна и/или нити. Таким образом, стенка фильтрующего мешка для пылесоса дополнительно содержит сварные соединения, причем все слои материала фильтра объединены сварными соединениями. Область сжатия сварного шва составляет максимум 5% поверхности продуваемой области фильтрующего материала или фильтрующего мешка для пылесоса. В отношении полной продуваемой области фильтрующего мешка, в среднем имеются максимум 19 сварных соединений на 10 см.
[0051] Например, может быть разработан воздухопроницаемый материал, как описано во вводной части настоящей патентной заявки, например, как описано в ЕР 1 198 280, ЕР 2 433 695, ЕР 1 254 693, DE 199 19 809, ЕР 1 795 247, WO 2013/106 392 или CN 101747596, при условии, что для изготовления этих фильтрующих материалов использовался пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал из отходов текстильного производства и/или полученный в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян. Относительно подробной структуры этих фильтрующих материалов ссылка сделана на раскрытия указанных публикаций, которые посредством ссылки полностью включены в настоящий документ.
[0052] Настоящее изобретение охватывает несколько наиболее предпочтительных вариантов реализации многослойного воздухопроницаемого материала, которые представлены ниже. Большая часть слоев может быть соединена сваркой, в частности, как описано в ЕР 1 795 427 А1. Слои также могут быть склеены или связаны, как описано в WO 01/003802.
[0053] В отношении вышеуказанной многослойной структуры воздухопроницаемого материала наиболее предпочтительными являются следующие варианты реализации.
[0054] Согласно одному варианту реализации воздухопроницаемый материал имеет по меньшей мере один опорный слой и по меньшей мере один емкостный слой, причем по меньшей мере один или все опорные слои являются неткаными материалами, и/или по меньшей мере один или все емкостные слои, являются неткаными материалами или волокнистыми полотнами, содержащими один рециклированный пластик или множество рециклированных пластиков, или выполненными из них.
[0055] Согласно еще одному варианту реализации воздухопроницаемый материал также имеет по меньшей мере один опорный слой, по меньшей мере один фильтрующий слой тонкой очистки и по меньшей мере один емкостный слой, причем по меньшей мере один или все опорные слои, и/или по меньшей мере один или все фильтрующие слои тонкой очистки являются неткаными материалами, содержащими один рециклированный пластик или множество рециклированных пластиков или выполненными из указанных пластиков, и/или по меньшей мере один или все емкостные слои являются неткаными материалами или волокнистыми полотнами, содержащими один рециклированный пластик или множество рециклированных пластиков или выполненные из указанных пластиков.
[0056] Вышеуказанные варианты реализации обеспечивают по меньшей мере один, а предпочтительно все емкостные слои, которые содержат описанный более подробно выше нетканый материал, содержащий пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал и/или волокна семян или выполненный из указанных материалов. Благодаря связыванию нетканого материала, слой нетканого материала, который сконструирован в качестве емкостного слоя имеет высокую механическую прочность, также достаточную для его функционирования в качестве опорного слоя.
[0057] Также наружный слой на стороне чистого воздуха может быть выполнен из относительно тонкого материала на основе хлопковой пыли.
[0058] Отдельные слои описаны более подробно согласно их функциям.
[0059] Опорный слой (также иногда называемый "усиливающий слой") согласно настоящему изобретению является слоем, который придает необходимую механическую прочность многослойному композиту фильтрующего материала. Этот материал представляет собой открытый, порошкообразный нетканый материал или нетканый материал, имеющий небольшую плотность. Опорный слой используется помимо прочего для поддержки других слоев или пластов и/или защиты их от износа. Опорный слой также может фильтровать самые крупные частицы. Опорный слой, как и любой другой слой фильтрующего материала, также может быть электростатически заряжен, при условии, что данный материал имеет подходящие диэлектрические свойства.
[0060] Емкостный слой отличается высоким сопротивлением ударным нагрузкам, фильтрует большие частицы грязи, фильтрует значительную часть небольших частиц пыли, сохраняет или задерживает большое количество частиц, обеспечивает возможность облегченного протекания воздуха, в результате чего возможна работа при низком давлении с высоким содержанием частиц. Это непосредственно влияет на срок службы фильтрующего мешка для пылесоса.
[0061] Фильтрующий слой тонкой очистки служит для повышения эффективности фильтрации многослойного фильтрующего материала путем улавливания частиц, которые проходят, например, через опорный слой и/или емкостный слой. Для дальнейшего повышения эффективности разделения фильтрующий слой тонкой очистки предпочтительно заряжен электростатически (например, коронным разрядом или гидрозарядкой), в частности, для улучшения разделения частиц тонкой пыли.
[0062] WO 01/003802 содержит краткий обзор отдельных функциональных слоев в многослойных фильтрующих материалах, используемых для фильтрующих мешков для пылесоса. Воздухопроницаемый материал для стенки фильтрующего мешка согласно настоящему изобретению может быть создан, например, как описано в этом патентном документе, при условии, что по меньшей мере один из слоев многослойного фильтрующего материала для фильтрующего мешка, описанного в указанном патентном документе, выполнен из одного рециклированного пластика или множества рециклированных пластиков. Раскрытие WO 01/003802 также включено в настоящую заявку в части, относящейся к структуре воздухопроницаемых фильтрующих материалов.
2
2
2
[0063] Согласно конкретным вариантам реализации вышеуказанных аспектов настоящего изобретения каждый опорный слой представляет произведенный фильерным способом нетканый материал или грубый холст, предпочтительно имеющий граммаж 5-80 г/м, более предпочтительно 10-50 г/м, наиболее предпочтительно 15-30 г/м, и/или предпочтительно с линейной плотностью волокон, образующих произведенный фильерным способом нетканый материал или грубый холст, в диапазоне от 0,5 дтекс до 15 дтекс.
[0064] Воздухопроницаемый материал предпочтительно имеет от одного до трех опорных слоев.
2
2
2
2
2
[0065] В случае по меньшей мере двух опорных слоев предпочтительно общий граммаж всех опорных слоев составляет 10-240 г/м, предпочтительно 15-150 г/м, предпочтительнее 20-100 г/м, наиболее предпочтительно 30-90 г/м, в частности 40-70 г/м.
[0066] Согласно еще одному варианту реализации или в дополнение к вышеуказанным вариантам реализации, все опорные слои также могут быть выполнены из одного рециклированного пластика или множества рециклированных пластиков, в частности рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР).
2
2
2
[0067] В случае вышеуказанных фильтрующих слоев тонкой очистки предпочтительно каждый фильтрующий слой тонкой очистки представляет экструдированный нетканый материал, в частности, полученный аэродинамическим способом нетканый материал, предпочтительно имеющий граммаж 5-100 г/м, предпочтительно 10-50 г/м, в частности 10-30 г/м.
[0068] Воздухопроницаемый материал для фильтрующего мешка согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит от одного до пяти фильтрующих слоев тонкой очистки.
2
2
2
[0069] В случае по меньшей мере двух фильтрующих слоев тонкой очистки общий граммаж суммы всех фильтрующих слоев тонкой очистки составляет 10-300 г/м, предпочтительно 15-150 г/м, в частности 20-50 г/м.
[0070] Все фильтрующие слои тонкой очистки предпочтительно выполнены из одного рециклированного пластика или множества рециклированных пластиков, в частности рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР).
[0071] Особенно предпочтительными фильтрующими слоями тонкой очистки являются нетканые материалы, полученные мелтблауном, которые, в частности, могут быть выполнены из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ). Используемый рециклированный полиэтилентерефталат может быть неметаллизированным или металлизированным. Таким образом, рециклированный полиэтилентерефталат может быть получен, например, из чешуйчатых стружек утилизованных пластиковых бутылок или металлизированной пленки из полиэтилентерефталата. Также согласно одному варианту реализации полученные мелтблауном нетканые материалы являются двухкомпонентными полученными мелтблауном неткаными материалами. В этом отношении, в частности, предпочтительно сердцевина такого двухкомпонентного волокна состоит из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ), в результате чего этот основной материал покрыт другим термопластичным материалом, например, полипропиленом.
[0072] Согласно еще одному варианту реализации или в дополнение к вышеуказанным вариантам реализации предпочтительно по меньшей мере один, а более предпочтительно все фильтрующие слои тонкой очистки являются электростатически заряженными. Для этого требуется, чтобы по меньшей мере поверхность волокон, которые должны быть нести электростатический заряд, была выполнена из диэлектрического материала. В случае, если используется продукт рециклирования металлизированного полиэтилентерефталата, этот вариант реализации возможен только с вышеуказанными двухкомпонентными волокнами, в которых металлизированный рециклированный полиэтилентерефталат (rРЕТ) образует сердцевину волокон. В этом случае может быть осуществлен перенос электростатического заряда, в частности, посредством коронного разряда.
2
2
2
2
[0073] В вышеуказанных емкостных слоях, в частности, предпочтительно по меньшей мере один, предпочтительно каждый емкостный слой является нетканым материалом, содержащим пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности, изготовления хлопчатобумажных изделий и/или в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян, в результате чего каждый емкостный слой предпочтительно имеет граммаж 5-200 г/м, более предпочтительно 10-150 г/м, наиболее предпочтительно 20-100 г/м, в частности 30-50 г/м.
[0074] Воздухопроницаемый материал предпочтительно имеет от одного до пяти емкостных слоев.
2
2
2
2
[0075] В случае по меньшей мере двух емкостных слоев, общий граммаж суммы всех емкостных слоев составляет 10-300 г/м, предпочтительно 15-200 г/м, более предпочтительно 20-100 г/м, в частности 50-90 г/м.
[0076] В частности, предпочтительный вариант реализации включает следующие варианты реализации многослойного воздухопроницаемого материала, причем последовательность слоев указана начиная с внутренней части фильтрующего мешка для пылесоса в направлении наружу:
[0077] опорный слой; по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере два емкостных слоя; предпочтительно дополнительный опорный слой; по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере два фильтрующих слоя тонкой очистки; и дополнительный опорный слой. Если емкостный слой имеет высокую механическую прочность, как описано выше, самый внутренний емкостный слой может отсутствовать.
[0078] Один или два емкостных слоя, один или два фильтрующих слоя тонкой очистки (полученные мелтблауном), опорный слой (полученные фильерным способом ткань или полотно).
[0079] Опорные слои и/или емкостные слои могут быть выполнены из нетканого материала, который содержит пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности отходов изготовления хлопчатобумажных изделий, и/или из волокон семян.
[0080] Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации нетканый материал образует по меньшей мере один емкостный слой в то время как другие слои не содержат пылевидного и/или волокнистого рециклированного материала, полученного из отходов текстильного производства, в частности, хлопчатобумажных изделий и/или в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян.
[0081] Все слои в вышеуказанных вариантах реализации могут быть объединены посредством сварных соединений, как, в частности, описано в ЕР 1 795 427 А1. Однако сварные соединения не являются абсолютно необходимыми.
[0082] Дополнительное преимущество состоит в том, что фильтрующий мешок для пылесоса содержит удерживающую пластину, имеющую входное отверстие, которая выполнена из одного или множества рециклированных пластиков или содержит один или более рециклированных пластиков. В частности, удерживающая пластина выполнена из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ), или ее состав имеет очень большое содержание полиэтилентерефталата, например, по меньшей мере 90% по весу. Таким образом, согласно этому предпочтительному варианту реализации возможно дополнительное увеличение пропорции рециклированных пластиков в материалах фильтрующего мешка для пылесоса.
[0083] Согласно еще одному предпочтительному варианту реализации по меньшей мере один распределитель потока и/или один диффузор расположены во внутренней части, причем предпочтительно по меньшей мере один распределитель потока и/или по меньшей мере один диффузор выполнены из рециклированного пластика или множества рециклированных пластиков, или из нетканого материала, который содержит пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности, хлопчатобумажных изделий, и/или из волокон семян. Такие распределители потока или диффузоры описаны, например, в патентных заявках ЕР 2 263 508, ЕР 2 442 703, DE 20 2006 020 047, DE 20 2008 003 248, DE 20 2008 005 050.
[0084] Кроме того, фильтрующий мешок для пылесоса, включая распределители потока согласно настоящему изобретению также может быть спроектирован соответствующим образом.
[0085] Таким образом, распределители потока и диффузоры также предпочтительно выполнены из нетканого материала или слоистых нетканых материалов. Для этих элементов предпочтительно используются те же материалы, что и емкостных и усиливающих слоев.
[0086] Рециклированный пластик, который может использоваться в специальных нетканых материалах или удерживающих пластинах для фильтрующих мешков, предпочтительно выбран из группы, состоящей из рециклированных полиэфиров, в частности, рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ), рециклированного
полибутилентерефталата (rРВТ), рециклированного полимера молочной кислоты (rPLA), рециклированного полигликолида и/или рециклированного поликапролактона; рециклированных полиолефинов, в частности, рециклированного полипропилена (rРР), рециклированного полиэтилена и/или рециклированного полистирола (rPS); рециклированного полихлорвинила (rPVC), рециклированных полиамидов, а также смесей и сочетаний вышеперечисленного.
[0087] Для множества продуктов рециклирования пластика существуют соответствующие международные стандарты. К продуктам рециклирования пластика, такого как полиэтилентерефталат (PET) применим, например, стандарт DIN EN 15353:2007. Продукты рециклирования полистирола (PS) подробно описаны в DIN EN 15342:2008. Продукты рециклирования полипропилена (РР) описаны в DIN EN 15345:2008. Продукты рециклирования поливинилхлорида (PVC) подробно определены в DIN EN 15346:2015. Для соответствующих конкретных продуктов рециклирования пластика в настоящей патентной заявке приняты определения, данные в этих международных стандартах. Таким образом, продукты рециклирования пластика могут быть неметаллизированными. Примером таких продуктов может служить пластиковой стружка или пластиковая крошка, рециклированная из бутылок из-под напитков, изготовленных из полиэтилентерефталата (PET). Аналогично продукты рециклирования пластика могут быть металлизированными, например, если продукты рециклирования получены из термопластических пленок, в частности, металлизированных пленок из полиэтилентерефталата (МРЕТ).
[0088] Рециклированным пластиком, в частности, является рециклированный полиэтилен (гРЕТ), полученный из бутылок из-под напитков, в частности, так называемая бутылочная стружка, т.е., частицы перемолотых бутылок из-под напитков.
[0089] Рециклированные пластики, в частности, рециклированный полиэтилентерефталат (PET), как металлизированный, так и неметаллизированный, могут быть спрядены в соответствующие волокна, из которых могут быть изготовлены соответствующие штапельные волокна, полученные мелтблауном нетканые материалы или произведенные фильерным способом ткани, используемые в целях настоящего изобретения.
[0090] Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации общий вес волокон семян и любых рециклированных материалов относительно общего веса фильтрующего мешка для пылесоса составляет по меньшей мере 25%, предпочтительно по меньшей мере 30%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50%, еще более предпочтительно по меньшей мере 60%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90%, в частности, по меньшей мере 95%. Таким образом, могут быть удовлетворены требования Глобального стандарта рециклирования (GRS), v3 (август 2014), Текстильной биржи.
[0091] Фильтрующий мешок согласно настоящему изобретению может иметь форму плоского мешка, мешка с боковыми складками, пакета с прямоугольным дном или объемного мешка, такого как фильтрующий мешок для вертикального пылесоса. Плоский мешок не имеет боковых стенок и выполнен из двух слоев материала, в результате чего два слоя материала непосредственно соединены вдоль их периметра, например, сварены или склеены. Мешки с боковыми складками представляют измененную форму плоского мешка и имеют фиксированные или выворачиваемые боковые складки. Пакеты с прямоугольным дном содержат так называемый блок или закрытое днище, которые обычно образуют узкую сторону фильтрующего мешка для пылесоса; на этой стороне обычно расположена удерживающая пластина.
[0092] Настоящее изобретение также обеспечивает использование нетканых материалов, содержащих пылевидный и/или волокнистый рециклированный материал, полученный из отходов текстильного производства, в частности, хлопчатобумажных изделий, и/или в результате стрижки шерсти, и/или из волокон семян, для фильтрующих мешков. Конкретный вариант реализации таких нетканых материалов выполнен аналогично предыдущим вариантам реализации.
[0093] Настоящее изобретение описано более подробно с использованием следующих приведенных в качестве примера вариантов реализации без ограничения настоящего изобретения конкретными описанными и показанными вариантами реализации.
[0094] Разработаны фильтрующие мешки, которые содержат один или множество слоев аэродинамически сформированного нетканого материала, например, нетканого материала, полученного путем аэродинамической укладки, или аэродинамически уложенного нетканого материала. Кроме того, фильтрующие мешки, описанные ниже, могут иметь один слой или множество слоев нитей из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), или штапельных волокон из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), или могут быть выполнены из хлопковой пыли, волокон семян или волокон шерсти из отходов стрижки шерсти, и двухкомпонентных волокон. Различные нетканые материалы являются подходящими только для определенных слоев материала. Для дополнительного увеличения пропорции рециклированного сырья также может использоваться удерживающая пластина, выполненная полностью или по меньшей мере частично из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР).
[0095] В отношении отдельных фильтрующих слоев тонкой очистки:
2
[0096] Произведенные фильерным способом слои нетканого материала, выполненные из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), с поверхностной плотностью 5-50 г/м и линейной плотностью от 1 дтекс до 15 дтекс, в частности, являются подходящими для использования в качестве опорных слоев. В качестве сырья используются, например, отходы полиэтилентерефталата (PET) (например, кусочки бумаги или отходы штамповки) и так называемая бутылочная стружка, т.е. фрагменты измельченных бутылок из-под напитков. Для перекрытия различной окраски отходов рециклированный материал может быть окрашен. В качестве способа термического склеивания для отверждения произведенного фильерным способом нетканого материала и преобразования в нетканое синтетическое волокно, в частности, предпочтительным является метод HELIX (от компании Comerio Ercole).
2
[0097] В качестве фильтрующих слоев тонкой очистки используется каждый из одного или более полученных мелтблауном слоев нетканого материала из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), имеющих поверхностную плотность 5-30 г/м. Кроме того, могут быть использованы один или более полученных мелтблауном слоев нетканого материала из исходного полипропилена (РР). По меньшей мере этот слой/эти слои является/являются электростатически заряженными посредством коронного разряда. Слои из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР) также могут быть электростатически заряженными. В то же время, следует отметить, что в этом случае не должны использоваться отходы металлизированного полиэтилентерефталата (PET). Согласно еще одному варианту реализации полученные мелтблауном непрерывные нити также могут состоять из двухкомпонентных волокон, в которых сердцевина выполнена из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), и оболочка выполнена из пластика, который наиболее хорошо удерживает электростатический заряд, (например, из исходного полипропилена (РР), поликарбоната (PC), полиэтилентерефталата (PET)).
[0098] Один или более емкостных слоев содержат штапельные волокна или нити, изготовленные из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР), или изготовленные на основе хлопковой пыли и двухкомпонентных волокон. Для изготовления емкостных слоев подходят различные процессы. Обычно используются кардочесальные процессы, процессы аэродинамической укладки или процессы суховоздушного формования, в которых первоначально осаждаются штапельные волокна, которые затем обычно скрепляются на этапе нетканого связывания (например, путем иглопробивания, гидроспутывания, ультразвукового каландрования, термического связывания в прямоточной печи, а также с использованием двухкомпонентных волокон или связующих волокон, или путем химического связывания, например, с использованием латексных, термоплавких, вспененных связующих и т.п.) для получения отвержденного нетканого материала. Для каландрования наиболее предпочтительным является метод HELIX (от компании Comerio Ercole). В частности, в процессе аэродинамической укладки может использоваться система Rando-Webber.
[0099] Также используется процесс, в котором первичное волокнистое полотно не отверждено, а связано с нетканым материалом минимальным количеством сварных швов. Однако этот процесс не является подходящим для варианта реализации, в котором используется хлопковая пыль. В обоих процессах могут быть использованы штапельные волокна, выполненные из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР). Емкостные слои также могут быть изготовлены как экструзионные нетканые материалы или экструзионные волокнистые полотна. Для этих нетканых материалов также без ограничений может использоваться рециклированный полиэтилентерефталат (rРЕТ) или рециклированный полипропилен (rРР).
[00100] Нити или штапельные волокна также могут состоять из двухкомпонентных материалов, в которых сердцевина выполнена из рециклированного полиэтилентерефталата (гРЕТ) или рециклированного полипропилена (гРР), а оболочка выполнена из пластика, который наиболее хорошо удерживает электростатический заряд, (например, из исходного полипропилена (РР), поликарбоната (PC), полиэтилентерефталата (PET)).
[00101] Альтернативно или дополнительно могут быть использованы один или более слоев аэродинамически сформированного нетканого материала, который выполнен из двухкомпонентных волокон и хлопковой пыли или волокон семян (например, хлопкового пуха).
2
2
[00102] Плотность отдельных емкостных слоев предпочтительно находится в диапазоне от 10 г/м до 100 г/м.
[00103] Разумеется, изготовленные различными способами емкостные слои также могут быть объединены друг с другом.
[00104] Для дополнительного увеличения пропорции рециклированного материала может использоваться удерживающая пластина, выполненная из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ). Если уплотнение наконечника пылесоса осуществляется материалом мешка, удерживающая пластина может состоять исключительно из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ) или рециклированного полипропилена (rРР). Если удерживающая пластина используется также для уплотняющей функции, уплотнение из термопластичного эластомера (ТРЕ) может быть обеспечено литьем под давлением или адгезивным связыванием.
[00105] Путем использования всех возможностей, пропорция продуктов рециклирования или отходов может быть доведена до 96%. Приведенные ниже таблицы включают некоторые конкретные варианты реализации с содержанием продукта рециклирования от 61% до 89%.
[00106] Фильтрующие мешки для пылесоса, представленные ниже, были разработаны с использованием различных нетканых материалов или волокнистых полотен, содержащих продукты рециклирования, причем точный состав материалов или их структура указаны в приведенных ниже таблицах. Фильтрующие мешки для пылесоса представляют собой плоские мешки прямоугольной формы, имеющие размер 300×280 мм.
[00107] Пример 1
[00108] Фильтрующий мешок для пылесоса согласно Примеру 1 также выполнен из воздухопроницаемого материала и имеет 7 слоев. (Наружный) опорный слой расположен на стороне чистого воздуха, к которому присоединены расположенные в направлении внутрь два фильтрующих слоя тонкой очистки (мелтблаун из исходного полипропилена (РР)). Оба полученных мелтблауном слоя покрыты дополнительным опорным слоем. К нему присоединены два емкостых слоя С и D, которые окончательно закрыты опорным слоем на стороне грязного воздуха (внутренней стороне). Емкостные слои С и D выполнены из нетканого материала, который на 80% по весу состоит из хлопковой пыли или волокон семян и на 20% состоит из связывающих бикомпонентных волокон (BiCo). Этот нетканый материал подробно описан в WO 2011/057641 А1. Содержание хлопковой пыли или волокна семян в емкостных слоях добавлено к полному содержанию продукта рециклирования.
[00109] Согласно данному варианту реализации пропорция рециклированного материала, т.е. сумма содержаний рециклированных пластиков, а также хлопковой пыли или волокон семян, составляющая 60,5% по весу, обеспечена относительно всего фильтрующего мешка.
[00110] Пример 2
[00111] Фильтрующий мешок для пылесоса согласно Примеру 2 создан таким же образом, как и фильтрующий мешок для пылесоса в Примере 1. Наружный емкостный слой, соответствует емкостному слою в Примерах 6-8, т.е. используется кардочесанный нетканый материал из штапельного волокна, на 100% состоящий из волокон рециклированного полиэтилентерефталата (PET). Содержание продукта рециклирования в готовом фильтрующем мешке составляет 64,3% по весу.
[00112] Пример 3
[00113] Фильтрующий мешок для пылесоса в Примере 3 соответствует фильтрующему мешку в Примере 1, с тем различием, что удерживающая пластина на 100% выполнена из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ). Общая сумма содержаний рециклированных материалов в этом фильтрующем мешке для пылесоса составляет 76,4% по весу.
[00114] Пример 4
[00115] Фильтрующий мешок для пылесоса в Примере 4 соответствует фильтрующему мешку в Примере 3, с тем различием, что указанные два фильтрующих слоя тонкой очистки выполнены из двухкомпонентного полученного аэродинамическим способом нетканого материала с сердцевиной, выполненной из рециклированного полиэтилентерефталата (rРЕТ), и оболочкой из полипропилена. Содержание продукта рециклирования в таком фильтрующем мешке составляет 89,3% по весу.