ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2002 года по МПК B01D39/16 

Изобретение относится к области нетканых волокнистых материалов, полученных в основном путем электроформования и используемых в сфере защиты окружающей среды. Важной областью защиты окружающей среды является мониторинг аэрозолей в технологических газовых средах, производственной атмосфере, вентеляционных выбросах и окружающей воздушной среде путем прокачки воздуха или других газов через аналитические фильтры с последующим анализом осадка.

Основным требованием к таким фильтрам, определяющим точность и чувствительность анализа, является сочетание высокой эффективности улавливания аэрозольных частиц с максимально возможной производительностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтрующий материал, выполненный в виде плотного равномерного слоя ультратонких перхлорвиниловых волокон, используемых в качестве аналитических фильтрующих лент (Ю. Н. Филатов "Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс)", Москва 1997, с. 264 - 268).

Эффективность улавливания аэрозольных частиц при скорости фильтрации 1 см/с составляет 90-95%.

Задачей настоящего изобретения является разработка фильтрующего материала, обеспечивающего снижение коэффициента проскока аэрозольных частиц при высоких скоростях фильтрации при использовании в приборах измерения весовой концентрации пыли по поглощению уловленным осадком альфа- или бета-излучения стандартного источника радиоактивности.

Поставленная техническая задача решается фильтрующим материалом, выполненным в виде неворсистого равномерного слоя из проклеенных между собой смеси ультратонких перхлорвиниловых волокон с диаметром 5-9 мкм и 0,5-1,2 мкм, при этом отношение массы волокон большего диаметра к массе волокон меньшего диаметра составляет (1-2)/1.

Предпочтительным является, когда часть волокон имеет диаметр около 7 мкм, часть 0,5-0,8 мкм, при этом коэффициент проскока по масляному туману с радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости фильтрации 170 см/с не более 15%, а сопротивление потоку воздуха при скорости 1 см/с составляет (10±1) Па.

Предпочтительным также является, когда часть волокон имеет диаметр около 7 мкм, а часть 0,9-1,2 мкм, при этом коэффициент проскока по масляному туману с радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости фильтрации 170 см/с не более 20%, а сопротивление потоку воздуха при скорости 1 см/с составляет (10±1) Па.

Ниже приведены примеры получения заявленного материала:
Пример 1. Берется перхлорвинил, растворяется в дихлорэтане, а затем из полученного раствора методом электроформования получают тонковолокнистый материал, сотоящий из смеси волокон, причем тонкие волокна (0,5 мкм) получают с одних формующих гребенок, более толстые волокна (7 мкм) получают с других, при этом их проклеивают за счет приближения гребенок к осадительному электроду.

Коэффициент проскока, определенный, как указано ниже, составил 12%.

Коэффициент проскока фильтрующего материала определяют с помощью нефелометра по отношению к концентрации масляного тумана, с радиусом частиц 0,15-0,17 мкм и массовой концентрацией (10±2) мг/м³, прошедшего через материал к исходной его концентрации, при линейной скорости (170±5) см/с и площадью фильтрации 5 см², при комнатной температуре и нормальном давлении.

Материал испытан на сопротивление потоку воздуха путем измерения перепада давления на входе и выходе постоянного потока воздуха. Сопротивление потоку воздуха при скорости 1 см/с составило 10,5 Па.

Из полученного фильтрующего материала изготавливают ленту, края которой спекаются в пленку шириной 5 мм. Ширина ленты составляет 50 мм. Масса единицы площади равна 1,4 мг/см².

Ленту использовали для измерения весовой концентрации пыли по поглощению уловленным осадком альфа-излучения стандартного источника радиоактивности.

Пример 2. Берется перхлорвинил, растворяется в дихлорэтане, а затем из полученного раствора методом электроформования получают тонковолокнистый материал, состоящий из смеси волокон, причем тонкие волокна (1,1 мкм) получают с одних формующих гребенок, более толстые волокна (8 мкм) получают с других, при этом их проклеивают за счет приближения гребенок к осадительному электроду.

Из материала изготавливается аналитическая лента со спеченными краями и испытывается при тех же условиях, что и в примере 1.

Коэффициент проскока составил 18%, а сопротивление потоку воздуха 9 Па. Масса единицы площади составила около 4 мг/см².

Ленту использовали в аналитическом приборе при скорости фильтрации более 170 см/с, при отборе проб аэрозолей с повышенной весовой концентрацией до образования осадка 2,5 мг/см², при давлении ниже атмосферного.

Полученные фильтрующие аналитические ленты могут использоваться в приборах измерения концентрации аэрозолей с помощью радиометрических, оптических, химических, радиоактивационных и других методах, при температуре от - 60 до + 60^oС, относительной влажности до 98%, а также содержании паров органических растворителей до 100 г/м³. Ленты фильтрующие аналитические не изменяют своих показателей сопротивления потоку воздуха и коэффициента проскока после облучения ионизирующими излучениями дозой до 1 мегарада. Ленты обеспечивают высокую чувствительность и точность анализа с высокой производительностью.

Фильтрующий материал, выполненный в виде полос плотного равномерного слоя из проклеенных между собой смеси ультратонких перхлорвиниловых волокон диаметром около 7 мкм и диаметром 0,5-1,2 мкм. Материал используют в качестве аналитических лент, обеспечивающих высокие точность и чувствительность при анализе аэрозолей, в том числе и радиоактивных, в окружающей среде. 2 з.п.ф-лы.

1. Фильтрующий материал, выполненный в виде неворсистого равномерного слоя из проклеенных между собой ультратонких перхлорвиниловых волокон и используемый в качестве аналитических фильтрующих лент, отличающийся тем, что материал представляет собой смесь волокон различного диаметра, часть которых имеет диаметр 5-9 мкм, а другая 0,5-1,2 мкм, при этом отношение массы волокон большего диаметра к массе волокон меньшего диаметра составляет (1-2)/1. 2. Фильтрующий материал по п. 1, отличающийся тем, что часть волокон имеет диаметр около 7 мкм, а часть 0,5-0,8, при этом коэффициент проскока по масляному туману с радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости фильтрации 170 см/с не более 15%, а сопротивление потоку воздуха при скорости 1 см/с составляет (10±1) Па. 3. Фильтрующий материал по п. 1, отличающийся тем, что часть волокон имеет диаметр около 7 мкм, а часть 0,9-1,2 мкм, при этом коэффициент проскока по масляному туману с радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости фильтрации 170 см/с не более 20%, а сопротивление потоку воздуха при скорости 1 см/с составляет (10±1) Па.