Нетканый фильтрующий материал
Владельцы патента RU 2421267:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" (RU)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина" (RU)
Изобретение относится к фильтрующим материалам, предназначенным для очистки углеводородных топлив и масел от механических примесей. Нетканый фильтрующий материал включает каркасное полотно в виде нетканого материала и волокнистые слои по одну или обе стороны от каркасного слоя из синтетических штапельных волокон. Каркасное нетканое полотно и волокнистые слои выполнены из смеси полиэфирных волокон и бикомпонентных полиэфирных волокон в соотношении мас.% 50:50, каркасное полотно представляет собой матрицу с размером пор в пределах 25-60 мкм, отношение размера пор нетканого фильтрующего материала и матрицы составляет от 1:2 до 1:5. Изобретение обеспечивает создание материала с номинальной тонкостью фильтрации 5-30 мкм. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к нетканому фильтрующему материалу, используемому для очистки углеводородных топлив и масел от механических загрязнений.
Известны фильтрующие материалы фирмы «Binzer» Германия, изготовленные из бумаги и смеси бумаги с синтетическими и стеклянными волокнами для очистки углеводородных топлив и масел.
Известен нетканый фильтрующий материал для фильтрации суспензий. 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 выполнены из полипропиленовых или полиамидных волокон и скреплены между собой посредством иглопрокалывания и термообработки. Этот материал описан в патенте РФ №2142322, МКИ В01D 39/16, опуб. 10.12.99 г., бюл. №34.
По совокупности сходных существенных признаков этот материал наиболее близок к предложенному и взят в качестве прототипа.
Недостатком известного материала является показатель номинальной тонкости фильтрации, который составляет 40 мкм и больше, что не обеспечивает необходимую степень очистки.
Задачей изобретения является создание нетканого фильтрующего материала с номинальной тонкостью фильтрации 5÷30 мкм, что обеспечивается определенным размером пор в сочетании с необходимым комплексом фильтрующих характеристик и стабильной структурой.
Эта задача решается за счет того, что в нетканом фильтрующем материале из каркасного и волокнистых слоев, расположенных по обе стороны каркасного слоя, каркасное нетканое полотно и волокнистые слои выполнены из смеси полиэфирных и бикомпонентных полиэфирных волокон в соотношении мас.% 50:50, при этом каркасное полотно представляет собой матрицу с размером пор в пределах 25÷60 мкм, а отношение размера пор нетканого фильтрующего материала и матрицы составляет от 1:2 до 1:5.
Кроме того, каркасное полотно и нижний волокнистый слой выполнены из смеси полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс и бикомпонентных волокон линейной плотности 0,6 текс, а верхний слой выполнен из полиэфирных волокон линейной плотности 0,17 текс и бикомпонентных волокон линейной плотности 0,6 текс.
В процессе получения каркасного полотна скрепление волокнистой основы из смеси полиэфирных волокон определенного текса, взятых в соотношении мас.% 50:50, производится иглопрокалыванием при определенных параметрах технологического процесса. В комплексе это обеспечивает матрице определенный размер пор.
Дальнейшее дублирование иглопрокалыванием каркасного полотна в виде матрицы и волокнистых слоев из определенных для каждого слоя смеси полиэфирных волокон определенного текса, расположенных по обе стороны каркасного полотна, приводит к заполнению матрицы волокнами последних и достижению определенного соотношения размера пор матрицы и готового фильтрующего материала.
Для уплотнения в определенной степени и придания стабильности проводится термообработка нетканого фильтрующего материала при определенных технологических параметрах.
Определение размера пор проводилось на лабораторной установке в соответствии с ГОСТ 29104.23-91.
Сущность изобретения поясняется примерами осуществления изобретения.
Пример 1. Матрица выполнена в виде иглопробивного материала из смеси штапельных волокон: полиэфирных линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон линейной плотности 0,6 текс - 50%. Технологический процесс получения матрицы проведен с параметрами, обеспечивающими размер пор в матрице на 95% 60 мкм. Заполнение структуры матрицы проводилось при дублировании с волокнистыми слоями: верхним - из смеси штапельных полиэфирных волокон 0,17 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон 0,6 текс - 50%, и нижним: из смеси полиэфирных штапельных волокон линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных штапельных волокон 0,6 текс - 50% при определенных параметрах проведения технологического процесса. Уплотнение и стабилизация нетканого фильтрующего материала проводилась при термообработке. При этом достигнуто соотношение пор готового материала и матрицы 1: 2, а размер пор готового материала на 95% не ниже 30 мкм.
Пример 2. Матрица выполнена в виде иглопробивного материала из смеси штапельных волокон: полиэфирных линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон линейной плотности 0,6 текс - 50%. Технологический процесс получения матрицы проведен с параметрами, обеспечившими размер пор в матрице на 95% 42,5 мкм. Заполнение структуры матрицы проводилось при дублировании с волокнистыми слоями: верхним - из смеси штапельных полиэфирных волокон 0,17 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон 0,6 текс - 50%, и нижним - из смеси полиэфирных штапельных волокон линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных штапельных волокон 0,6 текс - 50% при определенных параметрах проведения технологического процесса. Уплотнение и стабилизация нетканого фильтрующего материала проводились при термообработке. При этом достигнуто соотношение пор готового материала и матрицы 1:3,4, а размер пор готового материала на 95% не более 12,5 мкм.
Пример 3. Матрица выполнена в виде иглопробивного материала из смеси штапельных волокон: полиэфирных линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон линейной плотности 0,6 текс - 50%. Технологический процесс получения матрицы проведен с параметрами, обеспечившими размер пор в матрице на 95% 25,0 мкм. Заполнение структуры матрицы проводилось при дублировании с волокнистыми слоями: верхним - из смеси штапельных полиэфирных волокон 0,17 текс - 50% и бикомпонентных полиэфирных волокон 0,6 текс - 50%, и нижним - из смеси полиэфирных штапельных волокон линейной плотности 0,33 текс - 50% и бикомпонентных штапельных волокон 0,6 текс - 50% при определенных параметрах проведения технологического процесса. Уплотнение и стабилизация нетканого фильтрующего материала проводились при термообработке. При этом достигнуто соотношение пор готового материала и матрицы 1:5, а размер пор готового материала на 95% не более 5 мкм.
При увеличении содержания полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс как в матрице, так и в волокнистых слоях более чем на 50% приводит к снижению задерживающей способности нетканого фильтрующего материала (номинальная тонкость фильтрации на 95% более 30 мкм).
При уменьшении содержания полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс, как и в случае увеличения содержания волокон 0,17 текс в волокнистых слоях ниже 50%, приводит к увеличению задерживающей способности фильтрующего нетканого материала (номинальная тонкость фильтрации 3,6 мкм), что приводит к резкому росту сопротивления нетканого фильтрующего материала, снижению его срока службы и грязеемкости.
Под определенными технологическими параметрами имеются в виду, в частности, следующие показатели: поверхностная плотность слоев, плотность иглопрокалывания, глубина иглопрокалывания.
Достигнутый результат подтверждается данными зависимости номинальной тонкости фильтрации - косвенного показателя размера пор матрицы и нетканого фильтрующего материала, полученными экспериментальным путем и представленными на фиг.1, 2, 3.
1. Нетканый фильтрующий материал, включающий каркасное полотно в виде нетканого материала и волокнистые слои по обе стороны от каркасного полотна из синтетических штапельных волокон, отличающийся тем, что каркасное нетканое полотно и волокнистые слои выполнены из смеси полиэфирных и бикомпонентных полиэфирных волокон в соотношении мас.% 50:50, при этом каркасное полотно представляет собой матрицу с размером пор в пределах 25-60 мкм, отношение размера пор нетканого фильтрующего материала и матрицы составляет от 1:2 до 1:5.
2. Нетканый фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что каркасное полотно и нижний волокнистый слой выполнены из смеси полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс и бикомпонентных волокон линейной плотности 0,6 текс, а верхний слой выполнен из смеси полиэфирных волокон линейной плотности 0,17 текс и бикомпонентных волокон линейной плотности 0,6 текс.
