НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК D04H13/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к изготовлению фильтрующих нетканых материалов, и может быть использовано для создания фильтрующих элементов респираторов и респираторных установок для очистки газовоздушных смесей (ГВС) от токсичных кислых газов и твердых частиц.

Известен нетканый материал, полученный по технологии "Вольтекс". В качестве каркаса используется хлопчатобумажная ткань переплетения усиленный сатин. Ворсовый слой выполнен из смеси волокон дралон (50 мас.) и нитрон (50 мас. ). Материал обладает высокой удельной поверхностью, значительной прочностью, но такой материал нельзя применять для очистки ГВС от токсичных газов и твердых частиц [1]
Наиболее близким к предлагаемому является нетканый материал, состоящий из текстильного каркаса и волокнистого слоя, соединенных провязыванием пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель [2] В качестве каркаса используется вязально-прошивной безниточный материал из анионообменного модифицированного полиамидного волокна (МПВ). В качестве анионообменного модифицированного полиамидного волокна используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиметиламиноэтилметакрилата (ПДМАЭМА).

Недостатками такого материала являются недостаточно высокие защитные свойства и отсутствие гидрофильной поверхности, вступающей в контакт с лицом работающего.

Целью изобретения является повышение защитных и эксплуатационных свойств нетканого материала.

Для этого нетканый материал, состоящий из текстильного каркаса из анионообменного модифицированного полиамидного волокна и волокнистого слоя, соединенных провязыванием пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель, в качестве волокнистого слоя содержит слой из гидрофильного МПВ, в качестве гидрофильного МПВ используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полигидроксиэтилметакрилата. Каркас представляет собой вязально-прошивной безниточный материал. В качестве анионообменного МПВ используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и ПДМАЭМА. Соотношение каркаса и волокнистого слоя по массе составляет 1-(0,3-0,5), высота ворса 8-12 мм, плотность прошива по длине 25-50 пет/100 мм.

Анализ предлагаемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала состоят из текстильного каркаса и волокнистого слоя, соединенных провязыванием пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель. Однако в качестве волокнистого слоя в предлагаемом материале используется слой из гидрофильного МПВ. Введение в состав материала гидрофильного волокнистого слоя приводит к образованию гидрофильной поверхности, которая вступает в контакт с лицом работающего.

Следовательно, такой материал отвечает критерию "новизна".

Анализ предлагаемого и известных материалов показал, что за счет такой поверхности улучшаются и защитные, и эксплуатационные свойства.

Новые признаки использование ворсового слоя из гидрофильного МПВ при определенном соотношении этого слоя и каркаса по массе, определенной высоте ворса и плотности прошива по длине обеспечивают предлагаемому нетканому материалу новое техническое свойство увеличение поверхности контакта ГВС с фильтрующим материалом. Авторам и заявителю не известно использование данных признаков с достижением такого же технического результата, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

Материал обладает высокими защитными свойствами по кислым газам (по НCl 34,6 ч), достаточной воздухопроницаемостью (до 230 дм³/м²˙с), улучшенными гигиеническими свойствами (нормальная влажность 6,5%).

Эффективность предлагаемого материала обусловлена тем, что он содержит текстильный каркас в виде вязально-прошивного безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистого слоя из гидрофильного МПВ, которые соединены провязыванием пучков волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель. При очистке ГВС, содержащих твердые частицы и токсичные газы, очистка от твердых частиц происходит в ворсовом слое. Ворсовый слой характеризуется высокой пылеемкостью, так как волокна ворса не скручены между собой, а расположены параллельно. Ворсовый слой предохраняет ионообменный слой от попадания твердых частиц. В ионообменном слое происходит очистка от токсичных газов. Так как частицы пыли оседают на волокнах ворса, то вся поверхность ионообменных волокон участвует в процессе газоочистки, что повышает защитные свойства материала. Безниточный вязально-прошивной материал получают путем скрепления волокнистого холста пучками волокон этого холста, таким образом в материале отсутствуют скрепляющие элементы неионообменного характера. Поскольку крутка в скрепляющих пучках отсутствует, то все волокна (и холста, и пучков) принимают равное участие в газоочистке. Следовательно, такой каркас обладает высокой удельной поверхностью и высокой суммарной поверхностью контакта с ГВС. Твердые частицы легко удаляются из ворсового слоя при встряхивании.

Введение в состав материала гидрофильного волокнистого слоя приводит к повышению общей влажности материала, что вызывает дополнительное набухание ионообменных волокон, следовательно, обуславливает увеличение удельной поверхности и суммарной поверхности контакта с сорбируемым газом, что приводит к увеличению эффективности очистки по кислым газам.

Так как в состав материала входят волокна с различными функциональными группами и разной гигроскопичности, то в зонах контакта этих волокон возникает электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных молекул сорбируемого газа с полярными молекулами анионообменных волокон и лучшему проникновению их в глубь материала, а также к увеличению числа твердых частиц, оседающих за счет электростатических сил. Это повышает время защитного действия как по кислым газам, так и эффективность очистки по твердым частицам.

Выбор соотношения слоев по массе 1:(0,3-0,5) является оптимальным, так как при уменьшении соотношения ухудшаются защитные свойства материала. При увеличении падает воздухопроницаемость, растет аэродинамическое сопротивление, наблюдается нестабильность технологического процесса получения материала, учащаются поломки игл.

Высота ворса 8-12 мм является оптимальной, так как обеспечивает высокую удельную поверхность и высокую пылеемкость. При уменьшении высоты ворса ухудшаются защитные свойства материала, при увеличении падает воздухопроницаемость, растет аэродинамическое сопротивление, растет материалоемкость.

Плотность прошива по длине 25-50 пет./100 мм является оптимальной, так как обеспечиваются высокие физико-химические свойства, равномерная гидрофильная поверхность. При увеличении плотности прошива падает воздухопроницаемость, растет аэродинамическое сопротивление, при уменьшении нарушается равномерный застил гидрофильной поверхности, что ухудшает защитные и гигиенические свойства.

Материал получают по технологии "Вольтекс" на поточной линии "Бефама-Малимо", тип "Вольтекс". Волокна ворсового слоя прочесывают на чесальной машине "Бефама", затем скрепляют с каркасом на машине "Вольтекс" 12 класса.

По стандартным методикам определены свойства предлагаемого материала и материала-прототипа (ГОСТ 15902.1-80, 15902.3-79, 12089-77, 10185-75) в сопоставимых условиях (концентрация: НСl 100 мг/м³, SO₂ 150 мг/м³; влажность ГВС: НСl 82% SO₂ 90%). Показатели приведены в таблице.

П р и м е р 1. Материал содержит каркас в виде безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистый слой из гидрофильного МПВ, соотношение слоев по массе 1:0,3. Высота ворса составляет 10 мм. Плотность прошива по длине 38 пет./100 мм. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

П р и м е р 2. Материал содержит каркас в виде безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистый слой из гидрофильного МПВ. Соотношение слоев по массе 1:0,4. Высота ворса составляет 10 мм. Плотность прошива по длине 38 пет./100 мм. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

П р и м е р 3. Материал содержит каркас в виде безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистый слой из гидрофильного МПВ. Соотношение слоев по массе 1:0,5. Высота ворса составляет 10 мм. Плотность прошива по длине 38 пет./100 мм. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

П р и м е р 4. Материал содержит каркас в виде безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистый слой из гидрофильного МПВ. Соотношение слоев по массе 1: 0,4. Высота ворса составляет 8 мм. Плотность прошива по длине 25 пет./100 мм. По стандартным методикам определены показатели свойств. Показатели приведены в таблице.

П р и м е р 5. Материал содержит каркас в виде безниточного материала из анионообменного МПВ и волокнистый слой из гидрофильного МПВ. Соотношение слоев по массе 1:0,4. Высота ворса 12 мм. Плотность прошива по длине 50 пет. /100 мм. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Нетканый материал может применяться в качестве фильтрующего элемента респираторных установок.

Новое техническое свойство вызывает появление положительного эффекта повышение надежности и комфортности защиты.

Сущность изобретения: нетканый материал состоит из текстильного каркаса из анионообменного модифицированного полиамидного волокна и волокнистого слоя из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна, соединенных провязыванием пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель. При этом соотношение текстильного каркаса составляет 1 (0,3 0,5), высота ворса 8 12 мм. а плотность прошива по длине 25 50 пет./100 мм. 1 табл.

НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из текстильного каркаса из анионообменного модифицированного полиамидного волокна и волокнистого слоя, соединенных провязыванием пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель, отличающийся тем, что волокнистый слой выполнен из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна при соотношении текстильного каркаса и волокнистого слоя по массе 1 (0,3 0,05), высоте ворса 8 12 мм и плотности прошива по длине 25 50 пет/100 мм.