Фильтрующий нетканый материал

Авторы патента:

Мензелинцева Надежда Васильевна (RU)

D04H1/482 - Нетканые материалы, изготовленные из текстильных натуральных, штапельных или искусственных волокон малой длины

D04H1/46 - прошиванием или другими операциями для скрепления волокон (D04H 1/45 имеет преимущество; иглопробивные машины D04H 18/00)

Владельцы патента RU 2656764:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности, к области изготовления нетканых материалов, и может быть использовано для создания фильтрующих элементов газопылеулавливающих установок. Фильтрующий нетканый материал состоит из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязаного переплетения из волокон холста, который содержит основной слой из модифицированного капронового волокна и дополнительный слой, состоящий из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, при этом дополнительный слой, состоящий из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, расположен над основным слоем из модифицированного капронового волокна, причем содержание высокоусадочных волокон в дополнительном слое составляет 10-20 мас.%, а соотношение основного и дополнительного слоев по массе составляет 1:(0,1-0,2), помимо этого, на поверхности волокнистого холста имеются рельефные выпуклости, высота которых составляет 10-12 мм, которые образуются в результате термообработки фильтрующего материала при температуре 100-110°C. Предлагаемый фильтрующий материал позволяет повысить защитные свойства как по твердым частицам, так и по газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе очищаемой газовоздушной смеси. 1 табл.

К заявленному изобретению наиболее близким по достигаемому техническому результату и наибольшему количеству существенных признаков является фильтрующий нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязаного переплетения из волокон холста, который содержит слой из модифицированного капронового волокна, волокнистый холст содержит дополнительный слой из модифицированного капронового волокна мегалон, при этом соотношение массы основного и дополнительного слоев составляет 1:(0,25-0,75) [АС СССР №1595968, D04Н 1/46 - прототип].

Недостатком материала являются недостаточно высокие защитные свойства, так как материал имеет плоскую рабочую фильтрующую поверхность, площадь рабочей фильтрующей поверхности устанавливается по требуемому расходу газовоздушной смеси, концентрация загрязняющих веществ в газовоздушной смеси при этом не учитывается.

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

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение защитных свойств как по твердым частицам, так и по газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе очищаемой газовоздушной смеси.

Решение задачи обеспечивается тем, что фильтрующий нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязаного переплетения из волокон холста, содержит слой из модифицированного капронового волокна, в котором волокнистый холст содержит дополнительный слой, состоящий из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, при этом дополнительный слой, состоящий из смеси модифицированного капронового волока и высокоусадочного волокна, расположен над основным слоем из модифицированного капронового волокна, причем содержание высокоусадочных волокон в дополнительном слое составляет 10-20% масс., а соотношение основного и дополнительного слоев по массе составляет 1:(0,1-0,2), помимо этого, на поверхности волокнистого холста имеются рельефные выпуклости, высота которых составляет 10-12 мм, образующиеся в результате термообработки фильтрующего материала при температуре 100-110°C.

Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала состоят из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязаного переплетения из волокон холста, который содержит слой из модифицированного капронового волокна. Однако в заявляемом материале волокнистый холст дополнительно содержит слой из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, при этом дополнительный слой расположен над основным слоем из модифицированного капронового волокна, причем содержание высокоусадочного волокна в слое составляет 10-20% масс., соотношение основного и дополнительного слоя по массе составляет 1:(0,1-0,2), материал дополнительно подвергается термообработке при температуре 100-110°C, при этом на поверхности образуются рельефные выпуклости, высота которых составляет 10-12 мм. Материал-прототип таких элементов в своем составе не имеет.

Введение в состав материала слоя из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, расположенного над слоем из модифицированного капронового волокна, с последующей термообработкой приводит к образованию на поверхности рельефных выпуклостей при термоусадке высокоусадочных волокон. Наличие на поверхности рельефных выпуклостей повышает защитные свойства как по твердым частицам, так и по газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе газовоздушной смеси.

Выбор содержания высокоусадочного волокна в слое и соотношения основного и дополнительного слоя по массе является оптимальным, так как при уменьшении содержания высокоусадочного волокна в слое и соотношения основного и дополнительного слоя по массе рельефные выпуклости не позволяют значительно увеличить площадь фильтрования, а при их увеличении возрастает высота рельефных выпуклостей, что приводит к значительному накоплению твердых частиц, резкому снижению воздухопроницаемости, а следовательно, повышению аэродинамического сопротивления и ухудшению способности к регенерации.

Выбор температурного режима обработки является оптимальным, так как увеличение температуры не приводит к дальнейшей усадке высокоусадочного волокна и увеличению высоты выпуклостей, но вызывает дополнительный расход энергии на нагрев, уменьшение температуры уменьшает высоту рельефных выпуклостей, а следовательно, не увеличивается рабочая фильтрующая поверхность.

Таким образом, наличие в составе материала слоя из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, расположенного над слоем из модифицированного капронового волокна, с последующей термообработкой материала приводит к образованию на поверхности рельефных выпуклостей и обеспечивает повышение защитных свойств как по твердым частицам, так и по газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе газовоздушной смеси.

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 на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу, причем иглы входят в холст со стороны слоя из модифицированных полиамидных волокон.

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.

Примеры конкретного исполнения

Пример 1. Модифицированное капроновое волокно КМ-А1 прочесывали на чесальной машине, смесь модифицированного капронового волокна КМ-А1 и высокоусадочного волокна прочесывали на второй чесальной машине, содержание высокоусадочного волокна в смеси составляло 10%, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составляло соответственно 1:0,1. Волокнистый холст скрепляли на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу. Материал подвергали термообработке при температуре 100°C. Высота рельефных выпуклостей составила 8 мм.

Пример 2. Модифицированное капроновое волокно КМ-А1 прочесывали на чесальной машине, смесь модифицированного капронового волокна КМ-А1 и высокоусадочного волокна прочесывали на второй чесальной машине, содержание высокоусадочного волокна в смеси составляло 10%, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составляло 1:0,2. Волокнистый холст скрепляли на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу. Материал подвергали термообработке при температуре 110°C. Высота рельефных выпуклостей составила 10 мм.

Пример 3. Модифицированное капроновое волокно КМ-А1 прочесывали на чесальной машине, смесь модифицированного капронового волокна КМ-А1 и высокоусадочного волокна прочесывали на второй чесальной машине, содержание высокоусадочного волокна в смеси составляло 15%, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составляло 1:0,15. Волокнистый холст скрепляли на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу. Материал подвергали термообработке при температуре 100°C. Высота рельефных выпуклостей составила 12 мм.

Пример 4. Модифицированное капроновое волокно КМ-А1 прочесывали на чесальной машине, смесь модифицированного капронового волокна КМ-А1 и высокоусадочного волокна прочесывали на второй чесальной машине, содержание высокоусадочного волокна в смеси составляло 20%, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составляло 1:0,1. Волокнистый холст скрепляют на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу. Материал подвергают термообработке при температуре 100°. Высота рельефных выпуклостей 10 мм.

Пример 5. Модифицированное капроновое волокно КМ-А1 прочесывали на чесальной машине, смесь модифицированного капронового волокна КМ-А1 и высокоусадочного волокна прочесывали на второй чесальной машине, содержание высокоусадочного волокна в смеси составляло 20%, формировали волокнистый холст на преобразователе прочеса, соотношение слоев по массе составляло 1:0,2. Волокнистый холст скрепляли на вязально-прошивной машине, работающей по безниточному способу. Материал подвергали термообработке при температуре 110°C. Высота рельефных выпуклостей составила 12 мм.

Результаты испытаний сравнительных характеристик свойств заявленного сорбционно-фильтрующего материала и материала по прототипу приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что наилучший результат получен по примеру №3 при содержании высокоусадочного волокна в смеси 15%, соотношении слоев по массе 1: 0,15, температуре термообработки 100°C, высоте рельефных выпуклостей 12 мм. При этом время до проскока HCL составило 28,9 ч, до насыщения HCL - 29,4 ч, до проскока HF - 33,4 ч, до насыщения HF - 33,9 ч, воздухопроницаемость (перепад давлений 20 Па) - 220 дм³/(м²с), разрывная нагрузка по длине 115 Н, по ширине - 108 Н, удлинение при разрыве по длине 89%, по ширине - 80%, эффективность улавливания твердых частиц 98,7%, коэффициент пылеотдачи 0,84.

Повышение эффективности улавливания как по газам, так и по твердым частицам объясняется тем, что введение в состав материала слоя из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, расположенного над слоем из модифицированного капронового волокна, с последующей термообработкой приводит к образованию на поверхности материала рельефных выпуклостей при термоусадке высокоусадочного волокна. Наличие на поверхности рельефных выпуклостей повышает защитные свойства как по твердым частицам, так и по газам за счет развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе газовоздушной смеси. Развитая фильтрующая поверхность повышает суммарную поверхность контакта анионообменных волокон с очищаемой газовоздушной смесью и твердыми частицами, увеличивается время защитного действия материала по очищаемым газам и эффективность улавливания твердых частиц. В зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы, 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.

Изменение содержания высокоусадочного волокна в слое, соотношения по массе основного и дополнительного слоя, а также температуры термообработки приводит к изменению комплекса свойств материала. Для обеспечения совокупности свойств (время до проскока HCL 28,9 ч, до насыщения HCL - 29,4 ч, до проскока HF - 33,4 ч, до насыщения HF - 33,9 ч, воздухопроницаемость (перепад давлений 20 Па) - 220 дм³/(м²с), разрывная нагрузка по длине 115 Н, по ширине - 108 Н, удлинение при разрыве по длине 89%, по ширине - 80%, эффективность улавливания твердых частиц 98,7%, коэффициент пылеотдачи 0,84) содержание высокоусадочного волокна в смеси должно составлять 15%, соотношение слоев по массе 1:0,15, температура термообработки 100°, высота рельефных выпуклостей 12 мм.

Заявленное изобретение позволяет повысить защитные свойства как по твердым частицам, так и по газам за счет получения развитой рабочей фильтрующей поверхности при требуемом расходе очищаемой газовоздушной смеси.

Фильтрующий нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязаного переплетения из волокон холста, содержащий слой из модифицированного капронового волокна, отличающийся тем, что волокнистый холст содержит дополнительный слой из смеси модифицированного капронового волокна и высокоусадочного волокна, при этом дополнительный слой из смеси модифицированного капронового волокна и усадочного волокна расположен над основным слоем из модифицированного капронового волокна, причем содержание высокоусадочных волокон в дополнительном слое составляет 10-20 мас.%, а соотношение основного и дополнительного слоев по массе составляет 1:(0,1-0,2), помимо этого, на поверхности волокнистого холста имеются рельефные выпуклости, высота которых составляет 10-12 мм, образующиеся в результате термообработки фильтрующего материала при температуре 100-110°C.

Изобретение относится к пригодной для смывания в канализацию очищающей салфетке или гигиенической бумаге. Описана пригодная для смывания в канализацию очищающая салфетка или гигиеническая бумага, включающая гидросплетенный нетканый материал, пропитанный смачивающей композицией, причем указанный нетканый материал (1) включает волокна целлюлозной пульпы и искусственные штапельные волокна, которая отличается тем, что нетканый материал включает дезинтегрирующие элементы (2), площадь поверхности проекции которых составляет от 2 до 50 мм2, а соотношение размеров (L/D) составляет от 1 до 10.

Устройство для изготовления волокнистого продукта // 2656085

Настоящее формовочное устройство предназначено для установки на паллету (6) конвейера для транспортировки волокнистого продукта через нагревающее устройство, причем паллета (6) образует принимающую поверхность (63) для волокнистого продукта.

Нетканый материал // 2656084

Изобретение относится нетканому материалу (1А), содержащему множество скрепленных путем сплавления участков (12), образованных за счёт скрепления путем сплавления друг с другом составляющих волокон (11) в местах их пересечения, причём составляющие волокна (11) включают в себя волокно с высоким относительным удлинением.

Чистящая салфетка // 2655203

Изобретение относится к чистящей салфетке, включающей микроволокнистый комбинированный нетканый материал, в котором первый и второй волокнистые компоненты расположены в форме чередующихся слоев, при этом по меньшей мере один первый слой A содержит первый волокнистый компонент в форме сформованных из расплава и уложенных в нетканый материал комбинированных филаментов, которые по меньшей мере частично разделены на элементарные филаменты со средним титром менее 0,1 дтекс, предпочтительно от 0,03 до 0,06 дтекс и закреплены, по меньшей мере один слой B расположен на первом слое A, при этом слой B содержит второй волокнистый компонент в форме уложенных в нетканый материал и закрепленных волокон со средним титром от 0,1 до 3 дтекс, по меньшей мере один второй слой A расположен на слое B.

Лист нетканого материала и экстрагирующие фильтр и пакет из него // 2654183

Изобретение относится к листу нетканого материала, используемому в экстрагирующем фильтре и др. и позволяющему обеспечить высокую прочность закупоривания, а также к экстрагирующему фильтру и др., изготовленному с использованием листа нетканого материала.

Чистящее изделие и способы его изготовления и применения // 2651439

Предлагается чистящее изделие, включающее цельный нетканый лист с полууплотненным волокнистым слоем, составляющим одно целое с цельным нетканым листом и образующим основную поверхность нетканого листа.

Нетканый многослойный материал для поглощения электромагнитного излучения в свч диапазоне // 2647380

Изобретение относится к области радиофизики и предназначено для поглощения электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, причем его структура и свойства отвечают требованиям создания элементов носимой одежды для маскировки человека в СВЧ диапазоне.

Сшивающая/функционализирующая система для бумажного или нетканого полотна // 2644321

Настоящее изобретение относится к бумажному или нетканому полотну, содержащему волокна и по меньшей мере одно сшивающее или функционализирующее средство, выбранное из группы, состоящей из карбоновых кислот, галогенированных гетероароматических соединений и их солей, причем указанное по меньшей мере одно сшивающее или функционализирующее средство характеризуется молекулярной массой не более 1000 г/моль, и причем, по меньшей мере, часть указанного сшивающего или функционализирующего средства связана с указанными волокнами, способу получения указанного бумажного или нетканого полотна и использованию указанного сшивающего или функционализирующего средства в бумажном или нетканом полотне.

Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал низкой плотности // 2641495

Изобретение относится к теплозвукоизоляционным материалам, в частности к волокнистым материалам авиационного назначения с пониженным удельным весом, высокими тепловыми свойствами, отвечающим требованиям пожарной безопасности.

Филаменты, содержащие пригодные для перорального введения активные компоненты, нетканые полотна и способы их изготовления // 2640933

Группа изобретений относится к медицине. Описано пригодное для проглатывания нетканое полотно для доставки одного или более активных компонентов.

Иглопробивной ковёр // 2640979

Иглопробивной ковер для применения в автомобиле, содержащий по меньшей мере иглопробивной лицевой слой в качестве верхнего слоя, изготовленный из штапельных волокон, отличающийся тем, что штапельные волокна содержат полые волокна и при этом содержание полых волокон составляет по меньшей мере более чем 45 масс.

Нетканый материал // 2632643

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

Способ получения бионического нетканого материала и устройство для его осуществления // 2618468

Изобретение может быть использовано для покрытий теплиц, парников, формирования дренажных конструкций. Способ включает подготовку вторичного термопластичного сырья, например использованных пластиковых бутылок, пищевого пластика, путем прессования и нарезки его на узкие полосы.

Нетканый материал // 2596455

Нетканый материал, состоящий из скрепленных иглопрокалыванием слоев, один из которых сформирован из анионообменного модифицированного капронового волокна, второй слой выполнен из смеси гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон и вискозного волокна при содержании последнего в смеси (20-40)%, соотношение слоев по массе 1:(0,2-0,6), причем слои скреплены иглопрокалыванием с образованием на поверхности ворсовых петель, при этом величина остова каждой петли изменяется от 2 мм по внутренней поверхности петли до (8-12) мм по внешней поверхности петли.

Изделие для чистки кожи // 2521302

Изобретение относится к изделию для чистки кожи, содержащему волокнистую подложку и чистящую композицию, активизируемую путем увлажнения водой с последующим механическим воздействием, обеспечивающим получение чистящей пены, характеризующемуся тем, что подложка представляет собой подушечку на основе переплетенных водоструйным способом хлопковых волокон с массой в диапазоне от 100 г/м2 до 300 г/м2, при этом упомянутая чистящая композиция содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество в количестве от 15 до 35 мас.% по отношению к общей массе композиции и глицерин в количестве от 55 до 75 мас.%; количество воды на подложке меньше чем 25% от массы изделия; и изделие содержит от 0,1 г до 1,2 г активного материала упомянутой композиции на 1 г подложки; и прочность изделия в машинном направлении после его увлажнения по меньшей мере на 10% больше, чем прочность до увлажнения.

Влажная салфетка или тонкий гигиенический материал, которые можно спускать в канализацию // 2519994

Влажная салфетка для протирания или тонкий гигиенический материал, которые можно спускать в канализацию, содержащие нетканый материал, скрепленный перепутыванием волокон струями жидкости, пропитанный смачивающим составом.

Способ изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью // 2495171

Изобретение относится к способам изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью методом прошивки. Способ заключается в непрерывной намотке ленточного текстильного материала на оправку с определенным шагом, выбранным исходя из ширины ленты и количества слоев изделия, прошивке намотанного материала и мехобработке наружной поверхности после пропитки и термообработки.

Слоистый защитный материал // 2474628

Изобретение относится к швейной промышленности и может использоваться при изготовлении швейных изделий. .

Многослойный нетканый фильтрующий материал // 2465034

Изобретение относится к области очистки углеводородного топлива и касается многослойного нетканого фильтрующего материала. .

Нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров и способ его изготовления (варианты) // 2461675

Изобретение относится к области изготовления фильтровальных материалов для дыхательных фильтров и предназначено для использования в медицине, в частности в процессе анестезии и искусственной вентиляции легких.

Термоскрепляемое бикомпонентное волокно с отличной мягкостью и нетканый материал, в котором оно используется // 2657046

Изобретение относится к химической технологи волокнистых материалов и касается термоскрепляемого бикомпонентного волокна с отличной мягкостью и нетканого материала, в котором оно используется. Волокно содержит первый компонент, содержащий смолу на основе сложного полиэфира, и второй компонент, содержащий смолу на основе полиолефина, температура плавления которой ниже, чем температура плавления смолы на основе сложного полиэфира, причем второй компонент термоскрепляемого бикомпонентного волокна занимает определенную часть площади внешней окружности волокна, и бикомпонентное волокно имеет структуру "бок о бок" или эксцентрическую структуру "ядро-оболочка", и волокно имеет удлинение 50-120 %, трехмерную актуализованную извитость с 10-20 завитками на дюйм и модуль извитости от 85 до 100%. Изобретение обеспечивает создание термоскрепляемого бикомпонентного волокна, обеспечивающего конфигурационную стабильность извитой структуры даже в условиях остаточного удлинения волокна и придающего объемность и мягкость нетканому материалу. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл.