开孔泡沫在真空清洁器中的用途的制作方法

专利名称：：开孔泡沫在真空清洁器中的用途的制作方法开孔泡沫在真空清洁器中的用途本发明涉及长.宽.高分别为1mm-3cm的模制品在真空清洁器中作为灰尘结合剂的用途，其中所述模制品由密度为5-500kg/m3和平均孔径为1/mi-lmm的未经化学处理的开孔泡沫制备。本发明还涉及包括上述模制品的真空清洁器。许多应用使用泡沫，尤其是被称作开孔泡沫的泡沫。具体地，已证实由合成材料构成的开孔泡沫具有多种用途。可提及的实例为座垫、过滤材料、空调系统和汽车部件以及清洁材料。真空清洁器，尤其是用于地板的真空清洁器，通常使用设在集尘室进气口和风扇吸气侧之间的灰尘截留系统，该系统在灰尘进入风扇前截留灰尘。一个具体已知的变化形式为袋状过滤器，其内侧暴露于灰尘中，即灰尘在袋状过滤器的内部形成沉积物。此类过滤器需要经常性的更换。某些真空清洁器，尤其是高真空清洁器、多用途真空清洁器或工业设备，具有包围风扇和其外侧暴露于灰尘中的过滤器。这些清洁器的优势为吸收容量较大；不足之处在于此类过滤器专门针对大颗粒灰尘而设计，而可能包括过敏性花粉和微生物在内的细小灰尘则会通过该过滤器，并通过风扇排回需要真空清洁的空间，实际结果是灰尘飞扬。除上述具有集尘袋的真空清洁器外，还存在着^L称作"无袋真空清洁器"的真空清洁器，其无需集尘袋即可操作。无袋真空清洁器通常包括用于灰尘分离或灰尘初步沉积的旋风分离器和下游的细小灰尘过滤器。目前已知无袋系统的不足之处在于倒空旋风分离器-主要通过集尘器底座上的阀门-产生尘雾，这是所述系统不卫生的方面。一个目的在于提供灰尘结合剂，所iiA尘结合剂特别适用于真空清洁器、其例如具有高灰尘积聚容量、其中其设置在卫生方面完全令人满意以及其能结合细小灰尘。另一目的在于提供制备本发明灰尘结合剂的方法。相应地，发现模制品具有序言所述用途。依据本发明，在真空清洁器中将1个或优选至少2个长'宽*高分别为lmm-3cm的模制品用作灰尘结合剂，其中所述模制品由密度为5-500kg/m3和平均孔径为lpm-lmm的未经化学处理的开孔泡沫制备。本发明所使用的模制品的长.宽*高分别为lmm-3cm，这些尺寸中的至少一个即长或宽或高大于5.5mm。也有可能所述尺寸中的两个或所有三个均大于5.5mm。在本发明的一个实施方案中，本发明模制品为圆柱体、方柱、鞍状、球体、薄片、颗粒、块状或立方体形状，优选成型为片状或切削材料(粒状)，或者为星形、字母表字母、刺猬形模制品或包括孔穴的模制品形状。在本发明的一个实施方案中，使用至少两个才莫制品，例如2-20个，具体为2-5个。在一个优选实施方案中，为此本发明所使用的模制品的大小大致相同，即尺寸可变动达±10%。从开孔泡沫开始制备本发明所使用的模制品。在本发明的一个实施方案中，本发明所使用的开孔泡沫为基于合成有机泡沫的泡沫，其实例为基于聚氨酯泡沫或基于氨基塑料泡沫的泡沫，例如由脲曱醛树脂构成，以及基于酚醛树脂的泡沫，具体为基于聚氨酯或基于氨基塑料-甲醛树脂的泡沫，具体基于三聚氰胺-甲醛树脂，对本发明而言也将基于聚氨酯的泡沫称作聚氨酯泡沫，将基于三聚氰胺-甲醛树脂的泡沫称作三聚氰胺泡沫。这就意味着本发明所使用的模制品由包含合成有机材料的开孔泡沫制备，优选聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫，具体为三聚氰胺泡沫。对本发明而言一般也将用于制备本发明模制品的未改性开孔泡沫称作未改性泡沫。下文具体描述用于实施本发明方法的未改性开孔泡沫(a)。将开孔泡沫用作实施本发明制备方法的原料，具体为依据DINISO45卯测得其中所有孔壁的至少50%,优选60-100%，特别优选65-99.9%是开放的泡沫。优选用作原料的泡沫为硬质泡沫，且对本发明而言这些泡沫为依据DIN53577测得压缩40%时其抗压》更度为lkPa或更大的泡沫。用作原料的泡沫的密度为3-500kg/m3，优选6-300kg/m3，特别优选7-300kg/mJ。通过评价截面的显微照片测得用作原料的开孔泡沫的平均孔径(数均)可为l/*m-lmm，优选为50-500pm。在本发明的一个实施方案中，用作原料的开孔泡沫每平米可具有最多20个，优选最多15个，特别优选最多10个其直径达20mm的孔。其他孔的直径一般更小。在本发明的一个实施方案中，依据DIN66131测得用作原料的开孔泡沫的BET表面积为0.1-50m2/g，优选为0.5-20m2/g。在本发明的一个实施方案中，所使用的原料包含由合成有机材料构成的开孔泡沫，优选包含三聚氰胺泡沫。实际上，特别适于用作实施本发明制备方法的原料的三聚氰胺泡沫本身是已知的。一种成功制备方法的实例使用以下组分的泡沫i)不仅可包含甲醛还可包含其他共缩合的羰基化合物如酪的三聚氰胺-甲醛预缩合物，ii)一种或多种发泡剂，iii)一种或多种乳化剂，和iv)—种或多种固化剂。三聚氰胺-甲醛预缩合物i)可为未改性材料，但也可为改性材料，例如至多20摩尔％的三聚氰胺可用本身已知的其他热固性树脂形成组分代替，一个实例为烷基取代的三聚氰胺，其他实例为脲、尿烷、羧酰胺、双氰胺、胍、磺酰胺、硫酰胺、脂族胺、酚和酚衍生物。改性的三聚氰胺-甲醛预缩合物除甲醛外例如还可包含乙醛、三羟曱基乙醛、丙烯醛、糠醛、乙二醛、邻苯二曱酪和对苯二甲醛作为其他羰基化合物。合适的发泡剂ii)为水、惰性气体(具体为二氧化碳)以及被称作物理发泡剂的发泡剂。物理发泡剂包括对起始组分呈惰性、在室温下大部分为液体和在尿烷反应条件下蒸发的化合物。优选所述化合物的沸点低于110°C，具体低于80。C。在物理发泡剂中还存在着引入或溶解在起始组分i)和ii)中的惰性气体，实例为二氧化碳、氮气或稀有气体。室温下为液体的合适化合物主要选自具有至少4个碳原子的链烷烃和/或环烷烃、二烷基醚、酯、酮、缩醛、具有1-8个碳原子的氟代链烷烃和在烷基链中具有l-3个碳原子的四烷基硅烷，具体为四甲基硅烷。可提及的实例为丙烷，正丁烷、异丁烷和环丁烷，正戊烷、异戊烷和环戊烷，环己烷，二曱醚，甲基乙基醚，曱基叔丁基醚，曱酸甲酯，丙酮，以及可在对流层中降解并因此不会破坏臭氣层的氟代链烷烃，例如三氟曱烷、二氟甲烷、1，1，1，3，3-五氟丁烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1-三氟-2，2，2-三氯乙烷、1，1，2-三氟-1，2，2-三氯乙烷、二氟乙烷和七氟丙烷。可单独或以相互间的任意所需組合使用所述物理发泡剂。EP-A0351614公开了全氟链烷烃在产生开孔中的用途。所使用的乳化剂iii)可为普通的非离子、阴离子、阳离子或内铵盐表面活性剂，具体为Cj2-C3Q烷基磺酸盐，优选d2-ds烷基磺酸盐，和聚乙氧基化的Q。-C2o烷基醇，具体为式Ri-0(CHrCH2-0)y-H，其中R1选自CnrC2o烷基，y例如可为5-100的整数。可使用的具体固化剂iv)为酸性化合物，例如无机布朗斯台德酸(例如硫酸或磷酸)、有机布朗斯台德酸(例如醋酸或甲酸)、路易斯酸以及被称作潜在酸的化合物。EP-A0017672披露了合适的三聚氰胺泡沫的实例。用作原料的泡沫可本身包含泡沫化学中常用的添加剂，例如抗氧化剂、阻燃剂、填充剂、着色剂(例如颜料或染料)和生物杀伤剂，例如生物杀伤剂的其他实例为银颗粒或者单体或聚合的有机生物杀伤剂，例如苯氧乙醇、苯氧丙醇、乙二醛、噻二溱、2，4-二氯千醇，优选异噻唑酮衍生物，例如MIT(2-甲基-3(2H)-异噻唑酮)、CMIT(5-氯-2-甲基-3(2H)-异盡唑酮)，CIT(5-氯-3(2H)-异噻唑酮)，BIT(l,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮)，以及(曱基)丙烯酸N，N-二-d-do烷基-a)-氨基-C2-C4烷基酯的共聚物，具体为乙烯与(曱基)丙烯酸N，N-二甲基-2-氨基乙基酯的共聚物。填充剂的实例为活性炭、着色剂(例如染料或颜料)、芳香剂(例如香水(parfum))和除臭剂(例如环糊精)。在？1入添加剂的方法的一个实例中，使至少一种化学未改性的泡沫在多个操作中或优选同时与至少一种添加剂的含水制剂接触。然后可干燥所述材料。在本发明的一个实施方案中，这种含水制剂基于泡沫包含比例为0至总共50重量％,优选0.001-30重量％，特别优选0.01-25重量％，非常特别优选0.1-20重量％的一种或多种添加剂。为制备本发明所使用的模制品，还可在使至少一种添加剂的含水制剂与未改性的泡沫相互作用后进行一次或多次机械压缩。机械压缩可间歇或优选连续进行，例如通过压机或压板间歇进行，或例如通过辊或压延机连续进行。如果需要压延，则可进行一次或多次压延，例如l-20次压延，优选5-10次压延。在本发明的一个实施方案中，进行机械压缩直至压实度为1:1.2-1:12，优选1:2.5-1:5。在本发明的一个实施方案中，干燥前压延所述材料。本发明的一个实施方案中的方法如下使至少一种添加剂的含水制剂与材料接触且使这些原料相互作用后，然后干燥产物，接着用水润湿，然后才几械压缩，例如压延。本发明的一个实施方案中的可能方法如下使添加剂的含水制剂与未改性泡沫接触并与其相互作用后，可热定型所述材料，具体在机械压缩之前或之后，或在两个机械压缩步骤之间。例如可在120。C-250。C的温度下进行热定型5秒至5分钟。合适装置的实例为微波炉、使用热空气鼓风机的压板压蒸机、电或燃气加热的干燥箱、热辗磨或连续工作的干燥设备。如上所述，热定型前可进行干燥。进行至少一个成型步骤以制备本发明模制品。如果需要与添加剂的含水制剂接触的步骤，则可以任意所需顺序进行成型步骤。本文优选先与添加剂的含水制剂接触-如果需要该步骤-然后进行成型步骤。在本发明的一个实施方案中，机械进行成型步骤，例如通过碾磨、辦碎或粒化，优选通过撕裂相应的较大部件、通过沖压或通过切削。在本发明的另一实施方案中，以具有序言所述尺寸的模制品形式制备未改性的泡沫，具体而言可在模具中进行发泡，由此得到化学未改性泡沫的模制品，然后可使其与添加剂的含水制剂接触。例如上述模制品可在真空清洁器中用作灰尘结合剂，具体地，不将其固定地结合在相关真空清洁器中，相反，在真空清洁器的工作过程中其可在相关真空清洁器中在一定范围内移动。本发明才莫制品尤其可在被称作无袋真空清洁器的真空清洁器中用作灰尘结合剂。对本发明而言，灰尘结合剂能部分或优选很大程度地(例如大于50重量％)结合被吸入真空清洁器的大颗粒灰尘以及优选细小灰尘。将上述模制品用作灰尘结合剂的方法的实例可如下提供真空清洁器，具体为具有位于空气流中的集尘器的无袋真空清洁器。集尘器可为例如旋风分离器形式。在本发明的一个实施方案中，直接将多个模制品加入集尘器中。利用一个或多个进料器加入所述材料，可将进料器整合在真空清洁器或吸气附件中，或者进料器为外置装置形式，其具有用于集尘器的接收器。因此在真空清洁器中不再需要^f壬何其他有源元件。例如进料器可为阀瓣、活塞、螺杆或喷嘴形式。可直接或通过阀门加入灰尘结合剂。在另一个实施方案中，将本发明才莫制品直接加入集尘器中，并将集尘器和模制品一起置于真空清洁器中。在本发明的另一实施方案中，将才莫制品自动加入集尘器中。在该方法中，连续加入一部分灰尘结合剂，并连续进行合适量的进一步进料。也可依据灰尘的量进行这种自动的进一步进料。集尘器可依据真空清洁器的种类具有任意所需形状和任意所需大小。对本发明而言，集尘器可因此具有立方体、圆柱形、锥形或不规则形状。合适体积的实例为0.1dm3-2dm3，但高达10dm3的更大体积也可以。例如集尘器可为袋状或盒状，或类似于旋风分离器(离心分离器)的形状。例如可电子或机械(例如通过传感器)监控集尘器的填充水平。在另一个实施方案中，尤其是对无袋真空清洁器而言，集尘器可为盒状或类似于旋风分离器的形状。在本发明的一个实施方案中，集尘器包括混合装置，例如机械装置(例如搅拌器)或者使集尘器运动如振动或转动的马达。在本发明的另一实施方案中，集尘器不包括混合装置。在本发明的一个实施方案中，用本发明模制品填充集尘器的10-60体积％，优选25-50体积％。在本发明的另一实施方案中，将至少一个，优选2-20个，具体为2-5个前述模制品加入集尘器中。在本发明的一个实施方案中，本发明模制品基于其自身重量可结合高达3000重量％,例如500-3000重量％的灰尘。例如可重量分析测定灰尘结合能力。本发明还提供了真空清洁器，具体为包括至少一个上述才莫制品的无袋真空清洁器。优选包括至少l个，优选2个上述模制品的无袋真空清洁器，下文也将其称作本发明无袋真空清洁器。在本发明无袋真空清洁器的工作过程中，使上述模制品与旋风分离器中的灰尘一起保持漂浮。在该应用中，本发明才莫制品实际上起着灰尘结合剂(集尘剂)的作用，尤其是对有时可引起过敏的细小灰尘而言。因为灰尘和本发明模制品均保持漂浮，灰尘颗粒粘附于本发明模制品，由此丧失其任意运动的能力，从而当倒空旋风分离器时不会产生尘雾。相反，灰尘颗粒与本发明模制品一起落在地面上。在该应用中，实际上利用了本发明模制品的表面性质(吸附)。在这种情况下，其有利的过滤性质一定程度上是次要的。为延长其工作时间，也可在细小灰尘过滤器中使用本发明模制品或将本发明模制品用作细小灰尘过滤器；这同样适用于集尘袋。本发明还提供了利用本发明真空清洁器清洁表面尤其是地板的方法，下文也将其称作本发明清洁方法。本身已知的方法可用于实施本发明清洁方法。通过使用一种或多种本发明真空清洁器，产生非常干净的排气，同时仅扬起少量细小灰尘。利用实施例阐述本发明。各实施例中的测试使用"石粉"矿物受试灰尘，其粒径<200^11，且50%的石粉<30^11。然而，也可使用其他灰尘，实例为室内灰尘、花园灰尘、沙子、面粉(厨房灰尘)、花粉和碳黑。实施例I.化学未改性泡沫的制备在敞口容器中向使用3重量％甲酸和1.5。/。在烷基中具有12-18个碳原子的烷基磺酸钠盐的混合物(K30乳化剂，来自BayerAG)的水溶液中加入喷雾干燥的三聚氰胺/曱醛预缩合物(摩尔比为1:3，摩尔质量为约500g/mol)，其中所述百分比基于三聚氰胺/曱醛预缩合物。三聚氰胺/曱醛预缩合物的浓度基于由三聚氰胺/甲醛预缩合物和水组成的全部混合物为74重量％。剧烈搅拌由此获得的混合物，然后加入20重量％正戊烷。继续搅拌足够时间(约3分钟)以制得外观均匀的M体。通过刮涂将*体涂布至作为衬板的经Teflon处理过的玻璃纤维织物上，在其中主要空气温度为150。C的干燥箱中发泡和固化。此时在泡沫块中产生的温度为正戊烷的沸点，在这些条件下所述温度为37.0°C。7-8分钟后，获得泡沫的最大高度增长。在干燥箱中150。C再静置泡沫10分钟；然后180。C热整理30分钟。由此获得泡沫(F.l)。测定泡沫(F.1)的以下性质依据DINISO4590测得99.6%开孔，依据DIN53577测得抗压硬度(40%)为1.3kPa，依据ENISO845测得密度为7.6kg/m3，通过评价截面显微照片测得平均孔径为210pm，依据DIN66131测得BET表面积为6.4m2/g，依据DIN52215测得吸声率为93%,依据DIN52212测得吸声率大于0.9。II.用于本发明的模制品的制备利用击锤和填塞沖头从泡沫(F.1)片中冲压出模制品直径为5mm和高度为1cm的圆柱体(M.l)以及直径为10mm和高度为3cm的圆柱体(M.2)。III.用作灰尘结合剂将模制品(M.l)和40g"石粉，，矿物受试灰尘加入以下外部尺寸的旋风分离器中高度二260mm，直径450mm,并利用速度为20m/s的空气流流化1分钟。矿物受试灰尘颗粒此时与模制品碰撞并被吸附。然后重量分析测定载有矿物受试灰尘的模制品的重量增加。发现模制品(M.1)的重量增加了约3倍。光散射法就被吸附矿物受试灰尘的粒径(见表l)和化学构成(无机或有机)得出进一步结论。重复所述实验，但用模制品(M.2)代替模制品(M.1)。发现流化处理后才莫制品(M.2)的重量增加为900%。模制品(M.1)和(M.2)表现出良好的灰尘结合能力。表1:模制品(M.2)上被吸附矿物受试灰尘的粒径分布，样品重量相对增加9倍颗粒大小范围l/anj<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.长·宽·高分别为1mm-3cm的模制品在真空清洁器中作为灰尘结合剂的用途，其中所述模制品由密度为5-500kg/m3和平均孔径为1μm-1mm的未经化学处理的开孔泡沫制备。2.依据权利要求l的用途，其中开孔泡沫包括由合成有机泡沫构成的泡沫。3.依据权利要求1或2的用途，其中开孔泡沫(a)包括聚氨酯泡沫或包括氨基塑料泡沫。4.依据权利要求l-3中任一项的用途，其中为制备所述模制品，进行选自撕裂、冲压或切削的成型步骤。5.—种真空清洁器，包括至少一个长'宽*高分别为lmm-3cm的模制品，其中所述模制品由密度为5-500kg/m3和平均孔径为lgm-lmm的未经化学处理的开孔泡沫制备。6.—种清洁表面的方法，所述方法使用至少一种权利要求5的真空清洁器o全文摘要长·宽·高分别为1mm-3cm的模制品在真空清洁器中作为灰尘结合剂的用途，其中所述模制品由密度为5-500kg/m³和平均孔径为1μm-1mm的未经化学处理的开孔泡沫制备。文档编号A47L9/10GK101528101SQ200780039898公开日2009年9月9日申请日期2007年10月23日优先权日2006年10月27日发明者A·伯特伦,B·瓦特,C·沃尔夫,C·莫克,J·金尼尤斯,S·弗伦策尔,S·蒂耶科特尔,U·鲍斯申请人:巴斯夫欧洲公司