СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК D04H3/00 

Изобретение относится к производству нетканых фильтрующих материалов, используемых в средствах очистки воздуха и газов от твердых и жидких частиц, в том числе, и аэрозолей.

Известен способ получения нетканого полимерного фильтрующего материала из расплава полипропилена путем аэродинамического формования нитей из фильер и укладывания их на перфорированный транспортер, при этом нейтрализация электростатического заряда происходит в объеме материала путем подачи увлажненного воздуха (см. пат. ФРГ N 3400847 от 29.08.85, кл. D 04 H 3/02).

Однако получаемый данным способом материал имеет недостаточную пылезадерживающую способность и низкие механические свойства.

Известен способ получения полимерного фильтрующего материала, включающий формование пучков нитей из расплава полимера в холст, укладку их на подложку и нейтрализацию их заряда путем продувания через холст электропроводящего газа (см. а. с. СССР N 796269 от 15.01.81, кл. D 04 H 3/00).

Наиболее близким заявленному изобретению является способ получения полимерного материала, включающий приготовление раствора полимера, формование нитей и укладку их на подложку (заявка Германии N 2446345, кл. D 04 H 3/02, 1976).

Недостатками указанных способов являются слабая механическая прочность получаемого фильтрующего материала и низкий выход готового продукта.

Целью изобретения является повышение механической прочности получаемого фильтрующего материала и увеличение выхода готового продукта.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим приготовление раствора или расплава полимера, формование нитей, нейтрализацию их электростатического заряда и укладку на подложку перемещаемую внутри конвейера, при этом нейтрализацию заряда осуществляют одновременно с формованием нитей при отношении удельной электрической проводимости раствора и напряжения на конвейере, равном 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В.

Отличие предложенного способа от прототипа заключается в том, что нейтрализацию заряда осуществляют одновременно с формованием нитей, при этом отношение удельной электрической проводимости раствора и напряжения на конвейере будет равным 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В.

Из научно-технической литературы авторам не известен способ получения фильтрующего материала, при котором нейтрализацию заряда осуществляют одновременно с формованием нитей при отношении электрической проводимости раствора и напряжения на конвейере, равном 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

При электростатическом распылении важно как можно быстрее снять излишний электрический заряд с каждой отдельной нити, что позволит ей дальше находиться в газовом потоке внутри конвейера и соответственно приведет к увеличению длины волокна, а значит, и его механической прочности. В результате многочисленных экспериментов было показано, что определяющим параметром процесса, влияющим на механическую прочность фильтрующего материала и выход готового продукта, является отношение удельной электрической проводимости раствора полимера и напряжения на конвейере между фильерой (капилляром) и металлическим основанием барабана, на котором уложена подложка (марля, сетка и т.п.), позволяющее оставить в готовом материале оптимальный электростатический заряд.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Готовят раствор полимера (перхлорвиниловой смолы) в смеси дихлорэтана и этилового спирта (соотношение 95:5) с вязкостью 6-8 пуаз и удельной электрической проводимостью 0,1-2,0•10^-5 ом^-1•см^-1. Создают на конвейере с помощью генераторного устройства напряжение 60-100•10³ В. Устанавливают расстояние от дозирующих фильер (капилляров) до поверхности металлических барабанов с намотанной подложкой из марли 360-450 мм и обеспечивают вращение барабанов внутри конвейера со скоростью 22-30 об/мин. С помощью пневматической форсунки производят распыление раствора полимера через фильеры. Поскольку внутри конвейера существует силовое поле, в котором отношение удельной электрической проводимости раствора и напряжения на конвейере равно 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В, создаются оптимальные условия для снятия с каждой отдельной нити излишнего электростатического заряда. По мере движения барабанов внутри конвейера под фильерами на подложке равномерно по всей поверхности откладываются волокна, образуя слой материала, который снимается с барабанов при выходе из конвейера. Готовый материал подвергается контролю на механическую прочность. Выход готового продукта определяют по отношению веса готового материала к весу использованной перхлорвиниловой смолы.

При осуществлении предложенного способа механическая прочность материала, выраженная через разрывную нагрузку волокнистого слоя, составляла 0,048-0,150 кгс, а выход готового продукта находился в пределах 94,1-97,2 мас.

Аналогичные результаты получаются и при применении иных полимерных смол, растворимых в дихлорэтане, а также при использовании расплавов полимеров.

В таблице приведены примеры 1-8 по влиянию параметра отношения удельной электрической проводимости раствора к напряжению на конвейере на достижение цели изобретения.

Как следует из данных таблицы, наибольшая механическая прочность, а также высокий выход готового продукта имеют место при отношении удельной электрической проводимости раствора к напряжению на конвейере, равном 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить фильтрующий материал, превосходящий по своим эксплуатационным характеристикам, и существенно увеличить выход готового продукта.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно на повышение механической прочности полимерного материала и увеличение выхода готового продукта, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Использование: в производстве нетканых полимерных материалов, используемых в средствах очистки воздуха и газов от твердых и жидких частиц, в том числе, и аэрозолей. Сущность: предложен способ получения полимерного фильтрующего материала, включающий приготовление раствора или расплава полимера, формование нитей, нейтрализацию их электростатического заряда и укладку на подложку, перемещающуюся внутри конвейера, при этом нейтрализацию заряда осуществляют одновременно с формованием нитей при отношении удельной электрической проводимости раствора и напряжения на конвейере, равном 0,1-3,3•10^-10 ом^-1•см^-1/В. Предложенный способ позволяет получить фильтрующий материал, превосходящий известные по своим эксплуатационным характеристикам, и существенно увеличить выход готового продукта. 1 табл.

Способ получения полимерного фильтрующего материала, включающий приготовление раствора полимера, формование нитей и укладку их на подложку, отличающийся тем, что укладку нитей осуществляют на подложку, перемещаемую внутри конвейера, а одновременно с формованием нитей осуществляют нейтрализацию их электростатического заряда, при этом нейтрализацию осуществляют при отношении удельной электрической проводимости раствора к напряжению на конвейере 0,1 3,3•10^-10 Ом^-1•см^-1/В.