МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК B01D39/16 

Предлагаемое изобретение относится к фильтровальным материалам, предназначенным для очистки атмосферного воздуха и газов от пылевых аэрозолей и может быть использовано для производства фильтрующих элементов фильтров для очистки воздуха и газов.

Известен нетканый фильтровальный материал, содержащий волокнистый холст из штапельных синтетических волокон и малоусадочных поливинилхлоридных волокон прикленных связующим веществом [1] Достоинством данного материала является высокая пылеемкость для частиц более 5 мкм.

Недостатками такого материала являются высокий коэффициент проницаемости аэрозолей размером частиц менее 1 мкм, слабая каркасность, а также то, что при производстве требуются дополнительно связующие материалы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многослойный фильтровальный материал [2] используемый преимущественно для очистки атмосферного воздуха и включающий со стороны входа воздуха рыхлый слой из грубых синтетических волокон, со стороны выхода воздуха плотный слой тонких синтетических волокон, а между слоями помещен промежуточный слой в виде плоского клееного либо термоукрепленного нетканого материала, причем все три слоя скреплены посредством иглопрокалывания.

Данный материал обладает лучшей степенью очистки за счет наличия трех слоев с разными волокнами, но имеет ряд недостатков: во-первых, высокая поверхностная плотность материала; во-вторых, слабая пылеулавливаемость ультратонких пылевых аэрозолей, а в-третьих, требуется дополнительная операция, обеспечивающая связь слоев иглопрокалывание.

Цель изобретения повышение эффективности очистки и обеспечение связи слоев за счет разности зарядов волокон материала и устранение отмеченных недостатков.

Для этого в предлагаемом многослойном фильтровальном материале, предназначенным преимущественно для очистки атмосферного воздуха, состоящим со стороны входа воздуха слоем грубых волокон, со стороны выхода воздуха слоем тонких волокон и размещенным между ними промежуточным слоем выполненным из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, а для повышения эффективности очистки и обеспечения связи слоев материала за счет разности зарядов волокон входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6-50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1-10 мкм с поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенных в электрополе с обратной стороны подложки, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубину промежуточного слоя на 0,4-1,2 его толщины.

Другим отличием является то, что слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1-7):1:(1-3), причем второй слой ультратонких волокон имеет плотность униполярного заряда волокон не менее 7,5˙10⁸ кл/м².

Многослойный фильтровальный материал получают следующим образом.

На подложку в электрополе наносится волокнистый слой с начала с одной стороны, затем с другой.

Поскольку при нанесении волокон на каждую сторону подложки устанавливается свой технологический режим, то слои волокон, формируемые с каждой стороны подложки, будут разными. В этом случае получают слой материала из волокон диаметром 6-50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м² для фильтрации крупнодисперсных частиц, а для фильтрации мелкодисперсных частиц размером менее 5 мкм получают второй материал с диаметром волокна 0,1-10 мкм и поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенный с обратной стороны подложки.

Кроме того, такой состав материала, получаемого в электрическом поле высокого напряжения, обладает остаточным электрическим зарядом, знак которого определяется знаком заряда распылителей. Наличие на волокнах остаточного заряда повышает эффективность фильтрации и, в частности, позволяет улавливать из воздуха частицы пыли-ионы противоположного заряда. Материал с наличием волокнистых слоев с обеих сторон подложки повышает эффективность улавливания частиц, при этом слой из волокон диаметром 6-50 мкм заряжен положительно, а слой волокон диаметром 0,1-10 мкм отрицательно.

Ультратонкие волокна за счет наличия противоположного заряда на толстых волокнах проникают в ячейки подложки на глубину промежуточного слоя 0,4-1,2 его толщины за счет наличия униполярных зарядов плотностью 2,5˙10⁸ кл/м², что обеспечивает связь трех слоев как за счет статики, так и за счет механического удержания слоев, что уменьшает толщину материала и позволяет обеспечить высокий уровень фильтрации при соотношении слоев как (1-7):1:1-3) при коэффициенте проницаемости по пыли менее 0,01% с частицами менее 5 мкм.

Все это в совокупности отличает предлагаемый материал со следующими достоинствами: во-первых, достаточно большой пылеемкостью; во-вторых, высокой эффективностью при запыленности воздуха до 2000 мг/м³; в-третьих, универсальностью, т. е. улавливает частицы как положительно, так и отрицательно заряженные; в-четвертых, достаточно прочной связью слоев материала.

Изобретение относится к фильтровальным материалам, предназначенным для очистки атмосферного воздуха и газов от пылевых аэрозолей. Многослойный фильтровальный материал состоит из слоя грубых волокон со стороны входа воздуха, слоя тонких волокон со стороны выхода воздуха и размещенного между ними промежуточного слоя из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, причем входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6 50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1-10 мкм с поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенных в электрополе на обратную сторону подложки с обратной полярностью, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубину промежуточного слоя на 0,4-1,2 его толщины. Слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1-7):1:(1-3), при этом второй слой ультратонких волокон имеет плотность униполярного заряда волокон не менее 7,5·10⁸ кл/м². 2 з. п. ф-лы.

1. МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ преимущественно для очистки атмосферного воздуха, включающий со стороны входа воздуха слой из грубых волокон, со стороны выхода воздуха слой из тонких волокон и размещенный между ними промежуточный слой из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, отличающийся тем, что входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6 50 мкм с поверхностной плотностью 25 70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1 10 мкм с поверхностной плотностью 10 30 г/м², нанесенных в электрополе на обратную сторону подложки с обратной полярностью, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубине промежуточного слоя на 0,4 1,2 его толщины. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1 7) 1 (1 3). 3. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что второй слой ультратонких волокон имеет униполярный заряд плотностью не менее 7,5 · 10⁸ кл/м².