НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2020 года по МПК D04H1/46 

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности к области изготовления нетканых материалов и может быть использовано для создания фильтрующих элементов газопылеулавливающих установок.

К заявленному изобретению наиболее близким по достигаемому техническому результату и наибольшему количеству существенных признаков является нетканый материал, состоящий из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из анионообменного модифицированного капронового волокна, материал дополнительно содержит слой, выполненный из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон при соотношении слоев по массе в диапазоне 1: (0,4-0,8), слои скреплены со стороны расположения слоя из анионообменного модифицированного капронового волокна [АС СССР №1708963 D04H 1/46 Публикация 30.01.92 Бюл.№4 - прототип].

Недостатками материала являются недостаточно высокие защитные свойства по твердым частицам, так как материал имеет плоскую рабочую фильтрующую поверхность, а также снижение сорбционной активности по кислым газам по мере накопления твердых частиц в материале при одновременном росте аэродинамического сопротивления.

Технический результат - повышение защитных свойств нетканого материала как по твердым частицам, так и по кислым газам.

Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение защитных свойств нетканого материала как по твердым частицам, так и по кислым газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности, способствующей предохранению анионообменного слоя от забивания твердыми частицами, тем самым сохраняя сорбционную активность по кислым газам при накоплении твердых частиц в материале.

Решение задачи обеспечивается тем, что нетканый материал, состоящий из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из анионообменного модифицированного капронового волокна, а другой выполнен из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон, при этом слои скреплены иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова, соотношение слоев по массе составляет 1: 0,2-0,6, высота ворса 6-10 мм.

Сущность изобретения

Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала состоят из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из модифицированного капронового волокна, второй слой выполнен из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Однако в заявляемом материале слои скреплены со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова, соотношение слоев по массе составляет 1: (0,2-0,6), высота ворса (6-10) мм. В материале-прототипе слои скреплены иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из анионообменного модифицированного капронового волокна при соотношении слоев по массе 1:(0,4-0,8). Такого элемента как сплошной ворсовой покров материал-прототип в своем составе не имеет.

Скрепление слоев со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова повышает защитные свойства как по сорбируемым газам, так и по твердым частицам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности, способствующей предохранению анионообменного слоя от забивания твердыми частицами, тем самым сохраняя сорбционную активность по кислым газам при накоплении твердых частиц в материале.

Выбор соотношения слоев по массе является оптимальным, так как при снижении содержания анионообменного волокна понижаются защитные свойства материала по кислым газам, а при увеличении уменьшается воздухопроницаемость материала, повышается его аэродинамическое сопротивление. При снижении содержания гидрофильного модифицированного капронового волокна ворсовый слой формируется в том числе и за счет волокон анионообменного слоя, что приводит к снижению сорбционной активности при забивании поверхности анионообменных волокон твердыми частицами. При увеличении содержания гидрофильного модифицированного капронового волокна уменьшается воздухопроницаемость материала и увеличивается его аэродинамическое сопротивление, снижается равномерность ворсового слоя.

Выбор высоты ворсового слоя является оптимальным, так как при его уменьшении снижается сорбционная активность материала при проникновении твердых частиц в слой из анионообменного волокна. При увеличении высоты понижается воздухопроницаемость материала, а, следовательно, увеличивается аэродинамическое сопротивление материала, ухудшается способность к регенерации.

Таким образом, скрепление слоев со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова повышает защитные свойства как по твердым частицам, так и по кислым газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности, способствующей сохранению сорбционной активности анионообменного слоя при накоплении твердых частиц в ворсовом слое, что и является новым техническим результатом заявленного изобретения.

Нетканый фильтрующий материал получают по следующей технологии.

Волокна, составляющие оба слоя, прочесывают на отдельных чесальных машинах, на общем преобразователе прочеса формируют двухслойный холст и скрепляют его на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скреплены иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. По стандартным методикам (ГОСТ 15902.1-80, 15902.3-79, 1502.3-79, 12088-77, 16166-70, 10185-75,16166-70, 12.4.048-78) определены свойства заявляемого материала и материала-прототипа в сопоставимых условиях.

Пример конкретного исполнения

Пример 1. Модифицированное анионообменное капроновое волокно прочесывали на чесальной машине, модифицированноое гидрофильное капроновое волокно мегалон прочесывали на второй чесальной машине, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составило 1: 0,2, волокнистый холст скрепляли на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скрепляли иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Высота ворса составила 6 мм.

Пример 2. Модифицированное анионообменное капроновое волокно прочесывали на чесальной машине, модифицированноое гидрофильное капроновое волокно мегалон прочесывали на второй чесальной машине, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составило 1: 0,4, волокнистый холст скрепляли на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скрепляли иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Высота ворса составила 8 мм.

Пример 3. Модифицированное анионообменное капроновое волокно прочесывали на чесальной машине, модифицированное гидрофильное капроновое волокно мегалон прочесывали на второй чесальной машине, формирровали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составило 1: 0,6, волокнистый холст скрепляли на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скрепли иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Высота ворса составила 10 мм.

Пример 4. Модифицированное анионообменное капроновое волокно прочесывали на чесальной машине, модифицированное гидрофильное капроновое волокно мегалон прочесывали на второй чесальной машине, формирли волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составило 1: 0,4, волокнистый холст скрепляли на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скреплли иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Высота ворса составила 6 мм.

Пример 5. Модифицированное анионообменное капроновое волокно прочесывали на чесальной машине, модифицированное гидрофильное капроновое волокно мегалон прочесывали на второй чесальной машине, формирли волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составило 1: 0,4, волокнистый холст скрепляли на иглопробивной машине с вилочными иглами, установленными поперек направления движения холста, причем слои скрепляли иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон. Высота ворса составила 10 мм.

Результаты испытаний сравнительных характеристик свойств сорбци-онно-фильтрующего материала приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что наилучший результат защитных свойств как по твердым частицам, так и по кислым газам получен по примеру №2 при соотношении слоев по массе 1: 0,4 и высоте ворса 8 мм. При этом время до проскока HCL 35,2 час, до насыщения HCL 35,8 час, до проскока HF 36,2 час, до насыщения HF 37,0 час, воздухопроницаемость (перепад давлений 20 Па) 247 дм³ /м² с, разрывная нагрузка по длине 156, по ширине 120 Н, удлинение при разрыве по длине 73%, по ширине 66%, эффективность улавливания твердых частиц 99,2%, коэффициент пылеотдачи 0,81)

Повышение эффективности улавливания как по газам, так и по твердым частицам объясняется тем, что слои скреплены со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова. Сплошной ворсовой покров создает развитую рабочую фильтрующую поверхность, что повышает суммарную поверхность контакта с твердыми частицами, предохраняет ионообменный слой от забивания твердыми частицами, следовательно, увеличивает время защитного действия материала по очищаемым газам, т.е. способствует сохранению сорбционной активности анионообменного слоя при накоплении твердых частиц в ворсовом слое. В зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы, и различной 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 также повышает время защитного действия по кислым газам.

Скрепление слоев со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова, изменение соотношения слоев по массе, а также высоты ворса приводит к изменению комплекса свойств материала. Для обеспечения совокупности свойств (время до проскока HCL 35,2 час, до насыщения HCL 35,8 час, до проскока HF 36,2 час, до насыщения HF 37,0 час, воздухопроницаемость (перепад давлений 20 Па) 247 дм³/м² с, разрывная нагрузка по длине 156, по ширине 120 Н, удлинение при разрыве по длине 73%, по ширине 66%, эффективность улавливания твердых частиц 99,2%, коэффициент пылеотдачи 0,81), соотношение слоев по массе 1:0,4, высота ворса 8 мм.

Заявленное изобретение позволяет повысить защитные свойства как по твердым частицам, так и по кислым газам за счет получения сплошного ворсового покрова, который создает развитую рабочую фильтрующую поверхность, что повышает суммарную поверхность контакта с твердыми частицами, предохраняет ионообменный слой от забивания твердыми частицами, следовательно, увеличивает время защитного действия материала по очищаемым газам, то есть способствует сохранению сорбционной активности анионообменного слоя при накоплении твердых частиц в ворсовом слое и облегчает процесс регенерации.

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к области изготовления нетканых материалов, и может быть использовано для создания фильтрующих элементов газопылеулавливающих установок. Нетканый материал состоит из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из модифицированного капронового волокна, а второй из гидрофильного капронового волокна мегалон, при этом слои скреплены иглопрокалыванием со стороны расположения слоя из модифицированного капронового волокна мегалон с образованием сплошного ворсового покрова, соотношение слоев по массе составляет 1:0,2-0,6, высота ворса - 6-10 мм. Технический результат - повышение защитных свойств как по твердым частицам, так и по кислым газам. 1 табл.

Нетканый материал, состоящий из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из анионообменного модифицированного капронового волокна, а другой выполнен из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон, отличающийся тем, что слои скреплены со стороны расположения слоя из гидрофильного модифицированного капронового волокна с образованием сплошного ворсового покрова, соотношение слоев по массе составляет 1:0,2-0,6, а высота ворса - 6-10 мм.