Нетканый фильтровальный материал Советский патент 1993 года по МПК B01D39/20 

Изобретение относится к производству фильтровальных материалов из стекловолокон и может найти применение в химической, биологической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где требуется очистка газовоздушных сред. Предлагаемое изобретение относится к фильтровальным материалам, используемым в качестве предварительной ступени Очистки.

Материал имеет следующие характеристики.

Масса 1 М2 - 300 - 350 г

Объемная плотность - 8 кг/м3

Прочность на разрыв

полоски шириной 100 мм, - не менее 70 Н

Эффективность улавливания частиц до 10 мкм составляет 80%

Недостатком известного материала является его большая поверхностная плотность и недостаточная эффективность.

(Л

С

Цель изобретения - улучшение фильтровальных характеристик и снижение поверхностной плотности материала.

Указанная цель достигается тем, что нетканый фильтровальный материал на основе стекловолокна, согласно изобретению, с целью улучшения фильтровальных характеристик и снижения поверхностной плотности выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна и связующего и имет следующие характеристики:

поверхностная

плотность40-47 г/м

объемная

пористость95-98%

анизотропная прочностная структура при следующем соотношении компонентов, мас.%

супертонкое стеклянное

штапельное волокно

со средним диаметром

1,1-2,2 мкм90-92%

vj

00

х|

Јь Ю СО

связующееОстальное

Нетканый фильтровальный материал вырабатывается из стекла на установке СТБ-72 НПО Стеклопластик.

Процесс производства материала еле- дующий. В стеклоплавильном сосуде плавят стеклошарики, через фильеры при помощи тянущего механизма вытягиваются элементарные толстые нити из стекла. Затем эти нити подаются в высокотемпературный по- ток продуктов сгорания углводородного топлива в воздушной среде. В этом потоке элементарные нагреваются до пластичного состояния и этим же потоком вытягиваются и штапелируются до определенной длины и диаметра. Полученные штапельные волокна аэродинамическим потоком раскладываются в непрерывный холст, пропитываются, сушатся и рулонируются.

В процессе выработки нетканого филь- тровального материала контролируются следующие показатели: поверхностная плотность (масса квадратного метра), средний диаметр воло кна, толщина материала его внешний вид.

Выработанные образцы нетканого фильтровального материала были испытаны в НПО Стеклопластик.

Испытаний были следующие образцы материалы (см. таблицу № 1).

П р и м е р 1. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностью плотности 40 г/м2. Количество связующего составляло 10%, Материал имел общую пористость 98% и .прочность 70/68 Н.

П р и м е р 2. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 г/м . Количество связующего составляло 8%. Материал имел общую пористость 98% и прочность 65/66 Н.

П р и м е р 3. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 г/м . Количество связующего составляло 5% . Материал имел общую пористость 98,5%. Однако у него низкая прочность, равная 50/50 Н.

П р и м е р 4. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 г/м2. Количество связующе- го составляло 12%. Материал имел общую пористость 95%. Прочность на разрыв составляла 75/75 Н.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующий вывод,

Оптимальное количество связующего в материале составляет 8-10%, уменьшение связующего ведет к снижению прочности материала (пример 3), а увеличение ведет к снижению общей пористости (пример 4).

Материал имеет анизотропную прочностную структуру (прочность в продольном направлении равна прочности в поперечном),

Результаты ртутной порометрии показали, что общая проистость составляла 95- 98%.

Испытания нетканого фильтровального материала в составе изделия были проведены в институте СатехНИИПроект.

Испытания проводились следующим образом. Нетканый фильтровальный материал укладывался в фильтр Фял и обдувался запыленным воздушным потоком, Воздушная нагрузка составляла 2000 м3/ч на фильтр. Определение эффективности проводилось на кварцевой пыли ПК-3 с размером частиц не более 10 мкм весовым способом. (См. Руководство по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха, М., Стройиздат, 1979 г., с. 47).

Были выработаны и испытаны следующие образцы материалов (см. таблицу № 2).

П р и м е р 1. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 27 г/м2, средний диаметр волокна 0,95 мкм. Материал имеет хорошее аэро- динамическое сопротивление , но недостаточную эффективность из-за малой поверхностной плотности.

П р и м е р 2. Был испытан фильтровальный материал, имеющие поверхностную плотность 27 г/м и средний диаметр волокна 1,83 мкм. Материал имеет хорошее азро- динамическое сопротивление, но недостаточную эффективность из-за малой, поверхностной плотности.

Примерз. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 27 г/м2 и средний диаметр 2,28 мкм. Материал имеет хорошее аэродинамическое сопротивление, но н-изкую эффективность из-за большого диаметра волокна и низкой поверхностной плотности.

П р и м е р 4. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 25 г/м2 и средний диаметр волокна 1,1 мкм, Материал имеет хорошее аэродинамическое сопротивление и более высокую эффективность, чем в образцах, приведенных в примерах 1-3.

П р и м е р 5. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м2 и диаметр .волокна 1,82 мкм. Материал имеет хорошую эффективность и аэродинамическое сопротивление.

П р и м е р 6. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотностную плотность 47 г/м2 и диаметр

1,82 мкм. Материал имеет хорошую эффективность и аэродинамическое сопротивление.

Прим е р 7. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 54 г/м2 и средний диаметр волокна 2,18 мкм. Материал имеет высокое аэродинамическое сопротивление.

ПримерЗ. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м2, средний диаметр волокна 1,1 мкм. Материал имеет хорошие показатели по аэродинамическую сопротивлению и эффективности.

П ри м е р 9. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м2, средний диаметр волокна 0,95 мкм. Материал имеет хорошую эф- фективность,но повышенное аэродинамическое сопротивление.

П ри ме р 10. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м2, средний диаметр волокна 2,7 мкм. Материал имеет низкую эффективность.

П р и м е р 11. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м2, средний диаметр волокна 2,2 мкм. Материал имеет хорошую эффк- тивность и аэродинамическое сопротивление.

Как видно из приведенных примеров, нетканый фильтровальный материал имеет высокие эксплуатационные показатели: аэродинамическое сопротивление и эффективность улавливания частиц,

Изменение поверхностной плотности в сторону уменьшения (примеры 1-4) ведет к снижению эффективности улавливания частиц фильтровальным материалом;увеличе0

5

0

5

0

5

ние поверхностной плотности ведет к росту аэродинамического сопротивления (пример

7).

Уменьшение среднего диаметра волокна менее 1,1 мкм ведет к росту аэродинамического сопротивления (примеры 1, 9).

Увеличение среднего диаметра волокна выше 2,2 мкм ведет к снижению эффективности улавливания частиц фильтровальным материалом (пример 10).

Таким образом, заявляемый нетканый фильтровальный материал по сравнению с материалом- прототипом имеет следующие преимущества:

имеет значительно более низкую поверхностную плотность;

имеет более высокую эффективность, чем материал ФСВУ;

имеет хорошие технологические показатели, позволяющие, использовать механизированные способы укладки материала в изделие.

Формула изобретения

Нетканый фильтровальный материал на основе стекловолокна, отличающийся тем, что, с целью улучшения фильтровальных характеристик и снижения поверхностной плотности, он выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна со средним диаметром 1,1-2,2 мм и связующего и имеет поверхностную плотность 40-47 г/м2, объемную пористость 95- 98% и анизотропную прочностную структуру при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Супертонкое стеклянное

штапельное волокно

со средним диаметром 1,1-2,2 мм Связующее

90-92%; Остальное.

Таблица 1

Использование: производство фильтровальных материалов из стекловолокон, применяемых в химической, биологической, радиоэлектронной и других отраслях промыш- ленности, где требуется очистка газовоздушных сред. Сущность изобретения: материал выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна и связующего и имеет следующие характеристики - поверхностную плотность 40-47 г/м2, объемную пористость 95-98% и анизотропную прочностную структуру при следующем соотношении компонентов, мас.%: супертонкое стеклянное штапельное волокно со средним диаметром 1,1-2.2 мк 90-92%; связующее остальное. 2 табл.

Результаты испытаний нетканого фильтрованого материала

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ БМБ-ФВ с составе фильтра ФяЛ.

Таблица 2