[发明专利]在含有硅酮聚合物的材料上的颗粒吸附

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过摩擦带电(triboelectric charging)将颗粒吸附在含有硅酮聚合物(silicone polymer)的材料M上的方法和含有材料M的清洁装置。

背景技术

从美学和卫生与健康的观点来看，彻底的建筑物清洁是一项重要而艰巨的任务。在这种情况下，由于家庭灰尘的不断形成和广泛分散，它的清除是特别具有挑战性的。家庭灰尘由大量有机和无机颗粒、纤维和物质组成，它们来源于动物(家畜、螨类)、植物(花粉、种子)、人(脱落皮肤的薄片、毛发)、沙子、霉菌、细菌、病毒、家用化学品(软化剂)等，因此可能对健康造成危害(例如，过敏)。

很多清洁剂、器件和器具可用于收集和清除本地的松散的灰尘颗粒。基本上，可进行干法和湿法-干法清洁方法的区分。为了干法清洁大的可自由接近的表面，例如可使用真空吸尘器。为了干法清洁较小的，特别是不易接近的硬表面(家具、落地灯、图片、电视机、散热器、装饰物品等)，已证明使用各种除尘器、羽毛掸帚、扫帚、手刷、刮水器、刷子、拖把、产品等是有效的，其操作模式基本上基于灰尘颗粒在清洁装置的织物、或纤维或鬃毛上的松散吸附。为了干法清洁软表面，特别是纺织品，可例如使用刷子和撕纸式粘刷(lint roller)。

基于干法物理吸附灰尘颗粒的清洁装置是常见的，它们的有效性主要由两个因素决定。首先，通过收集灰尘颗粒的清洁装置的表面的尺寸，其次是通过作用在灰尘颗粒和表面本身之间的吸附力的强度。清洁装置的有效表面例如可通过使用特定的织物结构，非常细的纤维和鬃毛(例如，具有狭缝端或裂缝)来显著增加，其例如在超细纤维布、羽毛掸帚、除尘器等中利用。清洁装置的吸附力的增加是特别重要的。如果吸附力太小，则灰尘颗粒只能被清洁装置不充分地结合，其结果是这些仅从一个地方分布到另一个地方而不被清除。吸附力的增加可通过表面的更强的粘附性来实现(例如在WO 2005/011457 A2中所述的)。为了避免例如具有待清洁的基板的撕纸式粘刷的粘附表面的直接接触，可将从第一非粘附辊吸收并吸附的灰尘颗粒转移到第二粘附辊，例如在WO 2012/025900和DE 20 2005 018 972 U1中描述的。然而，该方法的缺点在于，现在不再可能通过简单地振摇萃取、敲除或擦拭来简单地清洁所述清洁装置，并且必须处理饱和有灰尘颗粒的表面(例如，辊)。此外，粘性表面也可能污染或损坏待清洁的物体。最后，由于纤维粘附在一起，因此这种方法无法使用基于织物型、纤维或鬃毛的清洁装置，并且清洁装置的高滑动摩擦系数使得在待清洁的物体上滑动不可能。

增加吸附性的另一可能性在于对其使用油、植物蜡、橄榄叶提取物等的清洁装置的纤维的浸渍或涂覆。通常，这些部件在使用后必须丢弃。

增加吸附力的另一重要可能性在于将灰尘颗粒静电地结合到清洁装置的表面。灰尘颗粒和清洁装置之间的静电相互作用是通用过程，其总是由摩擦或与不同材料接触而引起。这种也被描述为摩擦带电的效果根据材料组合、摩擦或接触强度、大气湿度、温度等而以不同的强度发生。例如，虽然羔羊毛或鸵鸟羽毛通过摩擦几乎不会静电充电，但聚氨酯泡沫呈强正电，并且表面呈强负电静电带电。更精确的考虑表明，不同的材料通常也具有不同的电化学电势，其结果是在摩擦过程或者甚至两种材料的简单接触期间，电子从具有较高电化学电势的材料转移到具有较低电化学电势的材料，其结果是前者带正电，且后者带负电静电。由于此处考虑的基于干法清洁的清洁装置与待清洁物体进行密集(摩擦)接触，因此可以认为摩擦起电效应对清洁装置的吸附强度有显著影响，特别是因为清洁装置大多数是塑料材料，即电绝缘体。由于摩擦或接触而静电带电的清洁装置的表面不仅能够吸引带相反电荷的灰尘颗粒，还可吸引极性或通过感应极化的灰尘颗粒，其本身没有净电荷。

已知许多清洁装置有意地利用静电电荷以增加它们的有效性。例如，EP 1 757 369 A2描述了一种具有灰尘结合辊的清洁装置，其在旋转时通过摩擦垫变为静电带电。US 4490870 A描述了一种双辊清洁装置，其清洁辊由涂覆有可机械静电带电的硅酮弹性体的天然橡胶芯组成，其具有柔软的轻微粘性表面。可将由于粘附性和静电电荷而结合在硅酮弹性体上的灰尘颗粒转移并固定到具有压敏粘合剂的表面的第二辊上。此处，在天然橡胶和硅酮弹性体之间建立牢固结合的困难被证明是不利的。此外，使用清洁纺织品和其它基于纤维的清洁纺织品创建具有良好静电带电性能的硅酮弹性体的表面层实际上不可行。