НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1997 года по МПК D04H13/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к области изготовления фильтрующих нетканых материалов, и может быть использовано для создания фильтрующих элементов респираторов и респираторных установок для очистки токсичных аэрозолей, содержащих кислые газы и твердые частицы.

Известен нетканый материал, состоящий из волокнистого холста из анионообменного модифицированного полиамидного волокна /МПВ/ и системы скрепляющих петель из прошивной нити. В качестве прошивной нити используется полиамидная нить. Анионообменное МПВ представляет собой волокно на основе привитого сополимера поликапроамида /ПКА/ и полидиметиламиноэтилметакрилата /ПДМ АЭМА/. Материал используют для очистки кислых газов.

Недостатками такого материала являются низкие защитные свойства, так как из-за особенностей структуры материала /наличие сквозных отверстий при проколе волокнистого холста иглой/ наблюдается проскок газа через материал.

Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств материалов.

Технический результат достигается тем, что нетканый материал, состоящий из волокнистого холста из анионообменного модифицированного полиамидного волокна и системы скрепляющих петель из прошивной нити, дополнительно содержит вторую систему скрепляющих петель кладки шарме из пряжи из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна, при этом первая система скрепляющих петель выполнена кладки трико, в качестве ее прошивной нити использована высокоусадочная нить, а содержание гидрофильной пряжи в материале составляет 10-15% высокоусадочной нити 8-12% по массе.

Материал дополнительно подвергается термообработке, высокоусадочная нить усаживается, приводя к образованию складчатой структуры материала. При этом протяжки петель кладки шарме из гидрофильной пряжи образуют структуру, аналогичную петельному ворсу.

Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала состоят из волокнистого холста из анионообменного МПВ. Однако заявляемый материал дополнительно содержит высокоусадочную прошивную нить и гидрофильную прошивную пряжу. Введение последних в состав материала при последующей термообработке приводит к образованию сложной складчатой структуры материала и петельного ворса на его поверхности. Такое выполнение обеспечивает увеличение поверхности контакта газовоздушной смеси с сорбентом.

Материал обладает высокими защитными свойствами по кислым газам /по HCl до 35,8 час. по O₂ 4,4 час./, по твердым частицам /до 99,1%/, достаточной воздухопроницаемостью /250 дм³/м². с/, хорошими гигиеническими свойствами /нормальная влажность 6,1%/, значительной механической прочностью /по длине до 1815 H, по ширине 2058 H/.

Эффективность предлагаемого материала обусловлена тем, что он содержит волокнистый холст из анионообменного МПВ, скрепленный двумя системами петель, одна из которых выполнена из пряжи из гидрофильного МПВ и имеет кладку трико, а вторая из высокоусадочной полиэфирной нити, кладка шарме. После термообработки, при которой прошивная нить усаживается, материал приобретает сложную складчатую структуру, за счет чего увеличивается поверхность контакта с очищаемым газом, следовательно, увеличивается степень очистки по этому газу. Кроме того, после термообработки протяжки петель переплетения шарме образуют на поверхности материла петельный ворс. При очистке токсичных аэрозолей в ворсовом слое, обладающем значительной пылеемкостью, оседают твердые частицы, поэтому ионообменный слой предохраняется от забивки ими, повышается поверхность контакта токсичного газа с волокнами ионообменного слоя, и следовательно, увеличивается степень очистки по токсичному газу.

Введение в состав материала пряжи из гидрофильного волокна повышает общую влажность материала, что приводит к дополнительному набуханию ионообменных волокон, увеличению удельной поверхности материала, а также поверхности контакта с сорбируемым газом, следовательно, увеличению эффективности защиты.

В зонах контакта волокон и прошивных нитей и пряжи, содержащих различные функциональные группы, и разной гигроскопичности возникает электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных молекул сорбируемого газа с полярными молекулами анионообменных волокон и лучшему проникновению их вглубь материала. Это повышает время защитного действия по кислым газам. Кроме того, увеличивается число твердых частиц, осевших за счет действия электростатических сил.

Выбор содержания прошивной гидрофильной пряжи в материале обусловлен обеспечением высоких защитных и гигиенических свойств материала. При увеличении содержания гидрофильных нитей уменьшается воздухопроницаемость, при уменьшении ухудшаются защитные свойства материала. При увеличении содержания высокоусадочной нити ухудшаются защитные свойства, падает воздухопроницаемость. При уменьшении ухудшаются защитные свойства, уменьшается механическая прочность.

Материал получают по следующей технологии: формируют холст из анионообменного МПВ, прошивают его на вязально-прошивной машине двугребеночным основовязальным переплетением, причем одна гребенка заправлена высокоусадочной нитью и делает кладку трико, а вторая заправлена пряжей из гидрофильного волокна и делает кладку шарме. Затем материал подвергается термообработке на каландре при температуре 90^oC, давлении между валами 15 дан/см² в течение 75 с.

По стандартным методикам определены свойства материала заявляемого и материала-прототипа /ГОСТ 15902,1-80, 15902.3-79, 12008-88, 10125/75/ в сопоставимых условиях /концентрация /HCl/ 100 мг/м³, /SO₂ - 150 мг/м³, влажность HCl 82% влажность SO₂ 90% Показатели свойств приведены в таблице.

Ниже приведены конкретные примеры получения материала.

Пример 1. Поверхностная плотность материала 500 г/м². Содержание гидрофильной прошивной пряжи 10 мас. высокоусадочной нити 10 мас. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Пример 2. Поверхностная плотность материала 500 г/м². Содержание прошивной гидрофильной пряжи 12,5 мас. высокоусадочной 10 мас. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Пример 3. Поверхностная плотность материала 500 г/м². Содержание прошивной гидрофильной пряжи 15 мас. высокоусадочной нити 10 мас. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Пример 4. Поверхностная плотность материала 500 г/м². Содержание прошивной гидрофильной пряжи 12,5 мас. высокоусадочной нити 8 мас. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Пример 5. Поверхностная плотность материала 500 г/м². Содержание прошивной гидрофильной пряжи 12,5 мас. высокоусадочной 12 мас. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.

Нетканый материал может применяться в виде фильтрующих элементов устройств тонкой очистки воздуха.

Новое техническое свойство вызывает появление положительного эффекта - повышение надежности защиты.

Сущность изобретения: нетканый материал, состоящий из текстильного волокнистого холста из анионообменного модифицированного полиамидногоо волокна и системы скрепляющих петель кладки трико из прошивной нити, дополнительно содержит вторую систему скрепляющих петель из пряжи из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна кладки шарме, в качестве прошивной первой системы используется высокоусадочная нить, при этом содержание гидрофильной пряжи в материале составляет 10-15%, а высокоусадочной 8-12 мас.%. 1 табл.

Нетканый материал, состоящий из волокнистого холста из анионообменного модифицированного полиамидного волокна и системы скрепляющих петель из прошивной нити, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вторую систему скрепляющих петель кладки шарме из пряжи из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна, при этом первая система скрепляющих петель выполнена кладки трико, в качестве ее прошивной нити использована высокоусадочная нить, а содержание гидрофильной пряжи в материале составляет 10 15% высокоусадочной нити 8 12% по массе.