ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1997 года по МПК B01D39/06 

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к стекловолокнистым нетканым материалам, армированным нитепрошивным сетчатым полотном, изготовляемым из отходов производства текстильного стеклянного непрерывного волокна, используемым для очистки, фильтрации различных сред.

Изобретение может быть также использовано в текстильной промышленности.

Широко известен в текстильной промышленности многослойный войлок (1), содержащий волокнистые слои из смеси волокон (отходы коврового и/или мехового производства) и расположенную между ними прокладочную ткань, а также слой минеральных супертонких волокон, распложенный между прокладочной тканью и одним из слоев, скрепленные иглопрокалыванием.

Недостатком известного многослойного войлока является сложность технологии его изготовления, а также неприемлемость использования в качестве фильтровального материала из-за низкой устойчивости к воздействию агрессивных сред (основное назначение многослойного войлока состоит в использовании в качестве теплоизоляционного материала).

Известен также многослойный войлок (2), содержащий по меньшей мере два слоя волокон и по меньшей мере одну подкладочную ткань. Ткань прокладывают между слоями волокон и затем перфорируют иглами совместно с ними.

Данный многослойный войлок предназначен для изготовления такого вида слоистых изделий, для которого состав или физическая структура изделия не является основным признаком, что недопустимо при изготовлении фильтровальных материалов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является иглопробивное стекловолокнистое фильтровальное полотно марки ИПФА-850-7А (3), состоящее из двух стекловолокнистых холстов и расположенного между ними нитепрошивного сетчатого стекловолокнистого полотна, скрепленных иглопрокалыванием.

Недостатком иглопробивного стекловолокнистого фильтровального полотна являются недостаточно высокие эксплуатационные характеристики: воздухопроницаемость, химическая стойкость, паростойкость, температура применения и, как следствие, ограниченная область применения.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в разработке такого фильтровального материала, который в сравнении с существующими обладал бы более высокими эксплуатационными свойствами: повышенной химической, термо-, паростойкостью, улучшенной воздухопроницаемостью.

Решение задачи достигается тем, что в фильтровальном материале, содержащем по меньшей мере два волокнистых холста из силикатных волокон и расположенное между ними по меньшей мере одно нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, скрепленные иглопрокалыванием, волокнистые холсты дополнительно содержат минеральные волокна, находящиеся с силикатными волокнами в соотношении, мас.

Силикатные волокна 70 0
минеральные волокна 30 100
при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно может быть выполнено как из силикатных, минеральных нитей, так из их комбинаций.

Решение задачи достигается также тем, что один из волокнистых холстов выполнен из силикатных волокон, другой из минеральных волокон.

Заявляемый фильтровальный материал изготавливают на агрегате иглопробивном АИФ-1800 ПС следующим образом.

Смесь штапелированных стеклянных и базальтовых волокон определенного состава длиной 30 90 мм направляют на чесальную машину агрегата, предназначенную для разрыхления, смешения волокон с последующим его чесанием, в результате которого происходит постепенное разъединение пучков волокон на отдельные; выделение сорных примесей, частичное распрямление и ориентация волокон параллельно друг другу, перемешивание волокнистой массы и образование в конечном итоге волокнистого прочеса.

Далее волокнистый прочес поступает на преобразователь прочеса, где в результате его многократного сложения происходит формирование волокнистого холста, который посредством уплотнителя холста уплотняется, упрочняется и подается для скрепления на иглопробивную машину.

Перед непосредственной подачей на иглопробивную машину на поверхность волокнистого холста укладывают нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, на которое после предварительного скрепления с волокнистым слоем настилается сформированный уплотненный волокнистый слой, полученный изложенным выше способом.

После этого многослойный материал, пройдя окончательное иглопрокалывание, преобразовывается в фильтровальный материал.

В зависимости от назначения фильтровальный материал может содержать различное количество волокнистых слоев и расположенных между ними нитепрошивных сетчатых волокнистых полотен.

Пример 1. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6426х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1789
Толщина материала, мм 5,6
Поверхностная плотность, г/м² 793,0
Разрывная нагрузка, кгс 50,5
Пример 2. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста и штапелированных тонких базальтовых волокон и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1783
Толщина материала, мм 5,3
Поверхностная плотность, г/м² 773
Разрывная нагрузка, кгс 40,1
Пример 3. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. стеклянные волокна 50, базальтовые волокна 50, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1716
Толщина материала, мм 2,8
Поверхностная плотность, г/м² 784
Разрывная нагрузка, кгс 40,2
Пример 4. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. стеклянные волокна 70, базальтовые волокна 30,
нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1784
Толщина материала, мм 3,5
Поверхностная плотность, г/м² 820
Разрывная нагрузка, кгс 54,3
Пример 5. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. cтеклянные волокна 30, базальтовые волокна 70, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1763
Толщина материала, мм 3,7
Поверхностная плотность, г/м² 667
Разрывная нагрузка, кгс 37,0
Пример 6. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из штапелированных тонких базальтовых волокон и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из базальтовых комплексных нитей по осей и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1756
Толщина материала, мм 5,4
Поверхностная плотность, г/м² 814
Разрывная нагрузка, кгс 41,8
Пример 7. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. стеклянные волокна 30, базальтовые волокна 70, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из базальтовых комплексных нитей по основе и стеклянных комплексных нитей марки БС134280 по утку; стеклянной крученой нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1736
Толщина материала, мм 3,8
Поверхностная плотность, г/м² 632
Разрывная нагрузка, кгс 41,2
Пример 8. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. стеклянные волокна 50, базальтовые волокна 50, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и базальтовых комплексных нитей по утку; стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1770
Толщина материала, мм 3,5
Поверхностная плотность, кг/м² 795
Разрывная нагрузка, кгс 34,9
Пример 9. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста, из которых: нижний из штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200, верхний из штапелированных тонких базальтовых волокон, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку; стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1782
Толщина материала, мм 3,9
Поверхностная плотность, г/м² 683
Разрывная нагрузка, кгс 40,8
Пример 10. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6-200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас. стеклянные волокна 75, базальтовые волокна 25, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве.

Ширина материала, мм 1734
Толщина материала, мм 3,5
Поверхностная плотность, г/м² 820
Разрывная нагрузка, кгс 52,0
В таблице 1 приведены результаты физико-механических испытаний заявляемого фильтровального материала и прототипа.

Как видно из таблицы 1, заявляемый фильтровальный материал по прочностным характеристикам (разрывной нагрузке) не уступает прототипу-иглопробивному стекловолокнистому фильтровальному полотну.

В таблице 2 отражена воздухопроницаемость заявляемого фильтровального материала в зависимости от массового соотношения составляющих его волокон и прототипа, при этом с целью сопоставления их эксплуатационных характеристик заявляемый фильтровальный материал и прототип взяты с одинаковыми или максимально приближенными поверхностными полостями.

Как следует из таблицы 2, введение в состав волокнистых холстов заявляемого фильтровального материала базальтовых волокон способствует улучшению одной из основных эксплуатационных характеристик фильтровального материала воздухопроницаемости (фильтрующей способности), которая с увеличением содержания базальтовых волокон возрастает, достигая наивысшего значения при изготовлении волокнистых холстов из одних базальтовых волокон.

Помимо этого, введение базальтовых волокон, обладающих более высокой в сравнении с силикатными волокнами устойчивостью к воздействию агрессивных сред, температур, пара, позволит улучшить данные свойства заявляемого фильтровального материала и, как следствие, значительно расширить область его применения, увеличить срок эксплуатации.

Массовые соотношения стеклянных и базальтовых волокон определены экспериментально.

Содержание базальтовых волокон в фильтровальном материале менее 30% не влечет весомого улучшения эксплуатационных характеристик (воздухопроницаемость находится на уровне прототипа), которые достигают максимального значения при содержании базальтовых волокон, равном 100%
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый фильтровальный материал отличается тем, что волокнистые холсты дополнительно содержат минеральные волокна, находящиеся с силикатными в соотношении, мас. силикатные волокна 70 0, минеральные волокна 30 100, при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно может быть выполнено как из силикатных, минеральных, нитей, так из их комбинаций.

Заявляемый фильтровальный материал отличается также тем, что один из волокнистых холстов выполнен из силикатных волокон, другой из минеральных.

Таким образом, заявляемый фильтровальный материал соответствует критерию "новизна".

Анализ общедоступных сведений в странах ближнего и дальнего зарубежья в исследуемой области позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение не следует из уровня техники, а следовательно соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изложенные в заявке сведения свидетельствуют о соответствии заявляемого фильтровального материала критерию "промышленная применимость".

Изобретение относится к изготовлению стекловолокнистых нетканых материалов, армированных нитепрошивным сетчатым волокнистым полотном, используемых для очистки, фильтрации различных сред. Фильтрованный материал содержит по меньшей мере два волокнистых холста и расположенное между ними по меньшей мере одно нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, скрепленные иглопрокалыванием, волокнистые холсты содержат минеральные волокна, находящиеся с силикатными волокнами в соотношении, мас.%: силикатные волокна 70 - 0; минеральные волокна 30 - 100, при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно может быть выполнено как из силикатных, минеральных нитей, так из их комбинаций. Кроме того, один из волокнистых холстов выполнен из силикатных волокон, другой - из минеральных. 1 з.п. ф-лы. 2 табл.

1. Фильтровальный материал, содержащий по меньшей мере два волокнистых холста и расположенное между ними по меньшей мере одно нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, скрепленные иглопрокалыванием, отличающийся тем, что волокнистые холсты выполнены из силикатных и минеральных волокон в соотношении, мас.

Силикатные волокна 70 3
Минеральные волокна 30 97
при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно выполнено из силикатных, минеральных нитей либо из их комбинаций.