НЕТКАНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СУСПЕНЗИЙ Российский патент 1999 года по МПК B01D39/16 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к фильтрующим материалам, используемым для суспензий, преимущественно щелочного и кислого характера в горнорудной промышленности и цветной металлургии.

Уровень техники
Известны фильтрующие ткани из хлориновых нитей, нашедшие широкое применение при фильтровании суспензий и растворов кислот, щелочей и солей (см. ГОСТ 20714-75 "Ткани фильтровальные хлориновые", Издательство стандартов, 1975 г.).

Существенным недостатком этих тканей при их высокой хемостойкости является относительно низкая эффективность фильтрации, обусловленная плоскостной структурой ткани, имеющей регулярные сквозные поры. В процессе фильтрации суспензии при отложении большой массы шламового осадка значительно возрастает давление, особенно в местах переплетения нитей ткани, что вызывает их смещение и возможность проникновения загрязнений в фильтрат. Кроме того, хлориновые ткани обладают низкой термостойкостью, позволяющей использовать их при температуре не выше 70^oC.

Известен также нетканый фильтрующий материал, включающий каркасное полотно и волокнистый слой из термопластичных штапельных волокон, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна. Каркасное полотно выполнено в виде ткани. Волокнистый слой из термопластичных штапельных волокон и каркасная ткань скреплены между собой посредством иглопрокалывания и термообработки. При этом волокнистый слой, обращенный к фильтруемому потоку, содержит частично расплавленные или частично растворенные волокна. Этот материал описан в а.с. СССР N 585093, МКИ В 32 В 27/02, В 32 В 5/08 опубл. 25.12.75 г. Известный фильтрующий материал предназначен для очистки газов в химической, металлургической, рудной, пищевой и др. отраслях.

По совокупности сходных существенных признаков этот материал наиболее близок к предложенному и взят в качестве прототипа.

Существенным недостатком известного материала является низкая стабильность его структуры, поскольку выполненное в виде ткани каркасное полотно обеспечивает стабильность материала лишь в его плоскости, не участвуя в его стабилизации по толщине.

При скреплении каркасной ткани с волокнистым слоем посредством иглопрокалывания возможно смещение нитей основы и утка, что может привести к попаданию загрязнений в фильтрат. По указанным причинам известный материал используется преимущественно для фильтрации газов и мало пригоден для фильтрации суспензий, при которой стабильность структуры во всем ее объеме имеет решающее значение для обеспечения необходимой производительности и чистоты фильтрации.

Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание такого нетканого фильтрующего материала, который за счет высокой стабильности его трехмерной структуры обеспечивал бы высокие фильтрующие характеристики при фильтрации суспензий.

Эта задача решается за счет того, что в нетканом фильтрующем материале, включающем каркасное полотно и волокнистый слой из термопластичных штапельных волокон, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания и термообработки, и в котором волокнистый слой, обращенный к фильтруемому потоку, содержит частично подплавленные волокна, каркасное полотно выполнено в виде иглопробивного, термически обработанного нетканого материала из термопластичных волокон, который скреплен с волокнистым слоем из термопластичных штапельных волокон таким образом, что сформированные в процессе взаимного скрепления пучки волокон проходят из каркасного полотна в волокнистый слой и из волокнистого слоя в каркасное полотно. При этом каркасное полотно содержит волокна, линейная плотность которых выше линейной плотности волокон волокнистого слоя.

Каркасное полотно может быть выполнено в виде иглопробивного нетканого материала из полипропиленовых штапельных волокон или из смеси полипропиленовых и полиамидных штапельных волокон.

Каркасное полотно может быть так же выполнено в виде фильерного нетканого материала из полипропиленовых волокон непрерывной длины.

Волокнистый слой, расположенный на одну или обе стороны каркасного полотна, может быть выполнен из полипропиленовых штапельных волокон, либо из смеси последних с полиамидными штапельными волокнами.

Сущность изобретения поясняется фигурами чертежей и примерами осуществления изобретения.

Перечень фигур чертежей
На фиг. 1 и 2 схематически представлено поперечное сечение фильтрующего материала согласно изобретению, где на фиг. 1 схематически представлено поперечное сечение материала, включающего каркасное полотно и волокнистый слой из термопластичных штапельных волокон, расположенный по одну сторону каркасного полотна, а на фиг. 2 - то же, но с расположением волокнистого слоя из термопластичных штапельных волокон по обе стороны каркасного полотна.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Как показано на фиг.1 и 2, предлагаемый нетканый фильтрующий материал для суспензий включает каркасное полотно 1 в виде предварительно изготовленного иглопробивного и термически обработанного нетканого материала, скрепленного пучками 2 термопластичных волокон этого материала. По одну или обе стороны каркасного полотна 1 расположен волокнистый слой 3 из термопластичных штапельных волокон, который скреплен с полотном 1 пучками волокон 4 и 5, сформированными в процессе взаимного скрепления каркасного полотна 1 и волокнистого слоя 3 иглопрокалыванием. При этом волокнистые пучки 4 проходят из каркасного полотна 1 в волокнистый слой 3, а пучки 5 волокнистого слоя 3 в каркасное полотно 1. Взаимно скрепленные иглопрокалыванием (пучки 4, 5) каркасное полотно 1 и волокнистый слой 3 дополнительно термически обработаны. Волокнистый слой 3 со стороны поверхности, обращенной к фильтруемому потоку суспензии, направление которого показано стрелкой, содержит частично подплавленные волокна 6.

При эксплуатации фильтрующего материала, согласно изобретению, суспензия проходит через волокнистый слой 3, стабильность которого поддерживается за счет волокнистых пучков 4 и 5 и термической обработки всего фильтрующего материала. При этом благодаря наличию в каркасном полотне 1 более толстых волокон, чем в волокнистом слое 3, пучки 4 сообщают дополнительную прочность и стабильность этому слою, который в то же время остается менее плотным, чем каркасное полотно 1, так как помимо пучков 4 и 5 и термической обработки каркасное полотно 1 дополнительно скреплено волокнистыми пучками 2, сформированными во время предварительного изготовления каркасного полотна. Это обеспечивает необходимые эффективность и производительность фильтрации, поскольку крупные частицы загрязнений свободно проходят через волокнистый слой 3, обращенный к фильтруемому потоку суспензии, а мелкие задерживаются более плотным каркасным полотном 1 (фиг. 1). Наличие подплавленных волокон 6 на поверхности волокнистого слоя 3, обращенной к фильтруемому потоку суспензии, обеспечивает улучшение способности фильтрующего материала к регенерации, которая, как правило, осуществляется путем снятия шламового остатка с помощью скребка. При фильтрации сильно загрязненной суспензии шламовый осадок, образуемый на поверхности волокнистого слоя 3, обращенной к фильтруемому потоку, может оказывать повышенное давление на каркасное полотно 1, что, в свою очередь, может привести к проходу частиц загрязнений в фильтрат. В этом случае более предпочтительным является использование фильтрующего материала, в котором волокнистый слой 3 расположен по обе стороны каркасного полотна 1 (фиг. 2). Дополнительный волокнистый слой 3, расположенный со стороны выхода фильтруемой суспензии, позволяет повысить ресурс фильтрующего материала и т. о. улучшить эффективность фильтрации.

Каркасное полотно 1 может быть выполнено в виде нетканого иглопробивного термически обработанного материала из термопластичных штапельных волокон.

Стабильность фильтрующего материала согласно изобретения может быть еще более увеличена при использовании в качестве каркасного полотна 1 фильерного нетканого материала из термопластичных волокон непрерывной длины. Под термином "фильерной" имеется в виду нетканый материал, волокнистый слой которого сформирован путем продавливания сквозь фильеры расплава термопластичного волокнообразующего полимера с одновременной вытяжкой волокон непрерывной длины и их осаждением на приемное устройство с последующим скреплением сформированного слоя механическими и/или химическими способами. Такие материалы широко известны под общим наименованием "spunbond" и выпускаются, например (фирмами Du Pont de Nemours (США), Carl Freudenberg (ФРГ), Светлогорским ПО "Химволокно" (Беларусь) и др. Согласно изобретению в качестве каркасного полотна 1 используется фильерный нетканый материал, скрепленный иглопрокалыванием и термообработкой.

Каркасное полотно 1 в общем случае содержит термопластичные штапельные волокна или волокна непрерывной длины линейной плотности 0,68-2,0 текс Волокнистый слой 3 может быть выполнен из термопластичных штапельных волокон линейной плотности 0,33-1,0 текс. Однако в любом случае согласно изобретению каркасное полотно 1 содержит более грубые волокна (более высокой линейной плотности), чем волокнистый слой 3.

Пример 1
Каркасное иглопробивное термически скрепленное полотно 1 изготовлено из смеси штапельных полипропиленовых волокон линейной плотности 2,0 и 0,68 текс с длиной резки 65 мм в соотношении, мас. % 20:80, при этом волокнистый слой 3 выполнен из смеси полипропиленовых волокон линейной плотности 1,0 текс и 0,33 текс с длиной резки 65 мм в соотношении, мас.% 50:50.

Пример 2
Каркасное термоскрепленное полотно 1 изготовлено из смеси полиамидных волокон линейной плотности 1,0 текс с длиной резки 65 мм и полипропиленовых волокон линейной плотности 0,68 текс той же резки в соотношении, мас.% 50: 50. При этом волокнистый слой 3 выполнен из смеси полиамидных волокон линейной плотности 1,0 текс. с длиной резки 65 мм и полипропиленовых волокон линейной плотности 0,33 текс той же резки в соотношении, мас.% 50:50.

Пример 3
Каркасное полотно 1 изготовлено в виде фильерного нетканого материала из полипропиленовых волокон непрерывной длины линейной плотности 1,7 текс, скрепленных иглопрокалыванием и термообработкой. При этом волокнистый слой 3 изготовлен из смеси полипропиленовых волокон линейной плотности 0,33 текс и 0,68 текс длиной резки 65 мм в соотношении, мас.% 50:50.

Изобретение касается нетканого фильтрующего материала для суспензий, преимущественно кислого и щелочного характера. Материал включает каркасное полотно и волокнистый слой, выполненный из термопластичных штапельных волокон, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна. Каркасное полотно и волокнистый слой скреплены между собой посредством иглопрокалывания и термообработки. Каркасное полотно выполнено в виде иглопробивного, термически обработанного нетканого материала из термопластичных волокон. Пучки волокон, сформированные в процессе взаимного скрепления каркасного полотна и волокнистого слоя, проходят из каркасного полотна в волокнистый слой и из волокнистого слоя в каркасное полотно. Каркасное полотно содержит волокна, линейная плотность которых выше линейной плотности волокон волокнистого слоя. Поверхность волокнистого слоя, обращенная к фильтруемому потоку, содержит частично подплавленные волокна. Использование данного материала повышает стабильность и обеспечивает высокие фильтрующие характеристики. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Нетканый фильтрующий материал для суспензий, включающий каркасное полотно и волокнистый слой, выполненный из термопластичных штапельных волокон, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна, скрепленные между собой посредством иглопрокалывания и термообработки, причем волокнистый слой на поверхности, обращенной к фильтруемому потоку, содержит частично подплавленные волокна, отличающийся тем, что каркасное полотно выполнено в виде иглопробивного, термически обработанного нетканого материала из термопластичных волокон, который скреплен с волокнистым слоем из термопластичных штапельных волокон таким образом, что сформированные в процессе взаимного скрепления пучки волокон проходят из каркасного полотна в волокнистый слой и из волокнистого слоя в каркасное полотно, причем каркасное полотно содержит волокна, линейная плотность которых выше линейной плотности волокон волокнистого слоя. 2. Нетканый фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что каркасное полотно выполнено в виде нетканого материала из полипропиленовых штапельных волокон или из смеси полиамидных и полипропиленовых штапельных волокон. 3. Нетканый фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что каркасное полотно выполнено в виде фильерного нетканого материала из полипропиленовых волокон непрерывной длины. 4. Нетканый фильтрующий материал по пп.1-3, отличающийся тем, что волокнистый слой, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна, выполнен из полипропиленовых штапельных волокон. 5. Нетканый фильтрующий материал по пп.1-3, отличающийся тем, что волокнистый слой, расположенный по одну или обе стороны каркасного полотна, выполнен из смеси полипропиленовых и полиамидных волокон.