ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2006 года по МПК B01D39/16 

Изобретение относится к области получения нетканых волокнистых многослойных материалов, которые используются в области охраны окружающей среды, в частности, для использования в приборах раздельного измерения содержания альфа-активных изотопов методом спектрометрии уловленного осадка, а также общей радиоактивности осадка.

Известен фильтрующий материал в виде ленты из перхлорвиниловых волокон, содержащей слой-подложку и рабочий слой, имеющий волокна различного диаметра и различную плотность упаковки (Ю.Н.Филатов, "Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс)", Москва, 1997, с.247-248).

Недостатком известного материала является невысокая эффективность фильтрации.

Наиболее близким к предложенному материалу является фильтрующий материал, выполненный из перхлорвиниловых волокон в виде трехслойной ленты, используемый для измерения содержания альфа-активных элементов и изотопов методом спектрометрии, в котором верхний прикрывающий слой расположен поверх рабочего и состоит из волокон диаметром 5-7 мкм, рабочий слой состоит из волокон диаметром 0,3-0,5 мкм и слой-подложка состоит из проклеенных между собой волокон диаметром 5-7 мкм (RU 2188694, 2002 г.).

Недостатком данного материала является недостаточная эффективность фильтрации по частицам с диаметром 0,15-0,20 мкм и высокая погрешность анализа энергии при выполнении спектроскопии альфа-активных частиц.

Задачей изобретения является разработка фильтрующего материала, сочетающего высокую эффективность фильтрации для частиц с малым диаметром и снижение погрешности анализа энергии при выполнении спектроскопии альфа-активных частиц.

Поставленная задача решается описываемым фильтрующим материалом, выполненным в виде трехслойной ленты, из перхлорвиниловых волокон, и используемым для отбора аэрозолей с последующим измерением содержания альфа-активных элементов методом спектрометрии, в котором верхний рабочий слой ленты выполнен подпрессованным при температуре размягчения перхлорвинила и состоит из волокон диаметром 0,1-0,5 мкм, промежуточный связующий слой состоит из смеси волокон 0,1-0,5 мкм и 7-12 мкм и слой-подложка состоит из проклеенных между собой волокон диаметром 7-12 мкм.

Предпочтительно, поверхностная плотность слоя-подложки составляет 30-50 г/м².

Предпочтительно, поверхностная плотность рабочего слоя составляет 1-5 г/м².

Предпочтительно, материал характеризуется сопротивлением потоку воздуха при скорости 1 см/с, равным 20-80 Па, и коэффициентом проскока частиц с диаметром 0,15-0,20 мкм при скорости фильтрации 120 см/с не более 10%.

Ниже приведены примеры получения заявленного материала.

Пример 1

Берется перхлорвинил, растворяется в дихлорэтане, а затем из полученного раствора методом электроформования получают волокнистый материал, состоящий из трех слоев, причем тонкие волокна (0,2 мкм) получают с одних формующих гребенок, более толстые волокна (7 мкм) получают с других. При этом толстые волокна проклеивают за счет приближения гребенок к осадительному электроду и на эту подложку осаждают смесь тонких и толстых волокон, а затем только тонкие волокна - рабочий слой.

Поверхностная плотность слоя-подложки составила 32 г/м², а рабочего слоя - 1 г/м².

Рабочий слой дополнительно подпрессовывают при температуре, близкой к температуре размягчения перхлорвинила (70°С).

Коэффициент проскока фильтрующего материала определяют с помощью лазерного спектрометра по концентрации частиц с диаметром 0,15-0,20 мкм при линейной скорости 120±5 см/с, при комнатной температуре и нормальном давлении.

Материал испытан на сопротивление потоку воздуха путем измерения перепада давления на входе и выходе постоянного потока воздуха при скорости 1 см/с.

Коэффициент проскока составил 10%, сопротивление потоку воздуха 22 Па.

Разрывная нагрузка ленты составила 15 Н.

Ленту использовали для выполнения спектроскопии альфа-активных частиц в приборе УДА-1АБ.

Пример 2

Берется перхлорвинил, растворяется в дихлорэтане, а затем из полученного раствора методом электроформования получают волокнистый материал, состоящий из трех слоев, причем тонкие волокна (0,5 мкм) получают с одних формующих гребенок, более толстые волокна (10 мкм) получают с других. При этом толстые волокна проклеивают за счет приближения гребенок к осадительному электроду и на эту подложку осаждают смесь тонких и толстых волокон, а затем только тонкие волокна - рабочий слой.

Поверхностная плотность слоя-подложки составила 45 г/м², а рабочего слоя - 4 г/м².

Рабочий слой дополнительно подпрессовывают при температуре, близкой к температуре размягчения перхлорвинила (80°С).

Коэффициент проскока составил 0,01%, сопротивление потоку воздуха 63 Па.

Разрывная нагрузка ленты составила 25 Н.

Ленту использовали для выполнения спектроскопии альфа-активных частиц в приборе УДА-1АБ.

Лента может использоваться при температуре окружающей среды от -60 до +60°С и относительной влажности до 90%.

Получена значительно более высокая точность определения по сравнению с прототипом за счет повышения эффективности улавливания частиц 0,15 мкм поверхностным слоем и как следствие изменение энергетического спектра альфа-излучения, ведущее к существенному росту чувствительности спектрометрического метода.

Таким образом, предложенный материал, по сравнению с известным, позволяет повысить точность анализа радиоактивных аэрозольных частиц и значительно повысить эффективность фильтрации по частицам с диаметром 0,15-0,20 мкм рабочим поверхностным слоем.

Предложен трехслойный материал, выполненный в виде ленты, содержащей рабочий слой из подпрессованных перхлорвиниловых волокон диаметром 0,1-0,5 мкм, связующий из смеси волокон диаметром 0,1-0,5 мкм и 7-12 мкм и подложку из проклеенных перхлорвиниловых волокон диаметром 7-12 мкм. Материал характеризуется высокой точностью анализа при выполнении спектроскопии альфа-активных частиц за счет высокой эффективности фильтрации частиц с диаметром 0,15-0,20 мкм и используется в качестве аналитических лент в непрерывнодействующих приборах для отбора проб аэрозолей, в т.ч. радиоактивных. 3 з.п. ф-лы.

1. Фильтрующий материал, выполненный в виде трехслойной ленты, из перхлорвиниловых волокон, и используемый для улавливания аэрозолей с последующим проведением спектроскопии альфа-активных изотопов, отличающийся тем, что верхний рабочий слой ленты выполнен подпрессованным при температуре размягчения перхлорвинила и состоит из волокон диаметром 0,1-0,5 мкм, промежуточный связующий слой - из смеси волокон 0,1-0,5 мкм и 7-12 мкм и слой-подложка состоит из проклеенных между собой волокон диаметром 7-12 мкм.2. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что поверхностная плотность слоя-подложки составляет 30-50 г/м².3. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что поверхностная плотность рабочего слоя составляет 1-5 г/м².4. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что он характеризуется сопротивлением потоку воздуха при скорости 1 см/с, равным 20-80 Па, и коэффициентом проскока частиц с диаметром 0,15-0,20 мкм при скорости фильтрации 120 см/с не более 10%.