Фильтровальная бумага

 

Союз Советских

Социалистических

Рес ублик

Оп ЙСАНИ Е

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iij834299 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.

D21 Н 5/00 (22) Заявлено28.11.79 (21)2843373/29-12 с присоединением заявки ¹ (23) П

Государственный комитет

СССР ио-делам изооретеннй и откритнй рноритет

Опубликовано 30.05.81 Бюллетень № 20 (53) УДК676. .391 (088.8) Дата опубликования описания 05.06.81

А. Е. Гущин, В. А. Амосов,.В. А. Черняев, В. А. Кондрахов и В. А. Копейкин (72) .Авторы изобретения (71) 3

Всесоюзное научно-производственное объединение

71 Заявитель бумажной промышленности (54) ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ БУМАГА

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при производстве нетканных и фильтрующих материалов сухим спос обом, для фильтрации смазочно-охлаждающих жидкостей в процессах металлообра5 ботки и для других целей.

Известен фильтровальный материал (Ц, состоящий из двух слоев, содержащих вискозные волокна и связующее, при сле.1О дующем соотношении компонентов в сло- . ях %:

Вискозное волокно 60-90

Связующее . 10-40 с неравномерностью распределения волокон в первом слое - 15-25%, а во втором - 38-50% при соотношении толщины слоев 0.7:1,5-1:1, причем в обоих слоях волокна расположены хаотически.

Данный материал обеспечивает различ20 ный характер распределения пор по размерам в слоях, что повышает его фильтрующие свойства.

Недостатком фильтрующего материала является ограниченная тонкость фильтрации, которая может быть повышена только черезмерным увеличением его массы квадратического метра, что ведет к дополнительным затратам волокна и связующего полимера. Кроме того, при этом происходит недопустимое возрастание толщины материала и возникают затруднения при переработке его на фильтры, например невозможность образовывать складки при изготовлении фильтрующих штор. При большей неоднородности фильтрующего слоя, помимо создания определенных условий фтвтьтрации, возможно получение этого слоя с большей производительностью бумагоделательной машины.

Однако, когда оба слоя двухслойного материала имеют хаотическое располакение волокон, указанная возможность не

; может быть реализована, так как слой обычно формируют на одной бумагодепательной машине и при равных значениях массы квадратного метра фильтрматериа25

Поставленная цель достигается тем, что фильтровальная бумага, состоящая из волокнистых слоев с хаотическим и ориентированным расположением волокон, содержащих целлюлозное волокно и связующее, состоит из двух слоев,изкоторых наружный слой содержит хаотически расположенные волокна с неравномерностью их распределения 30-60%,а внутренний слой - ориентированные волокна, при соотношении тогпцин волокнистых слоев, соответственно равном 2,5:

;1-3, 1, и следующем содержаний компоHeHT îà в слоях, масс. %:

Целлюлозное волокно 65.-85

Связующее 1 5-35

„., В качестве целлюлозных волокон исИОльзуются вискозные или хлопковые волокна.

Получаемая таким образом двухслойNas фильтровальная бумага с различным

Зарактером пор в слоях по размерам и

3 8342 ла общая производительность определяет-: ся производительностью получения более однородного слоя тонкой фильтрации, и, следовательно, она сильно ограничи. вается.

Известен также фильтровальный нетканный материал, который для расширения его технологических:возможностей„ выполнен трехслойным, причем наружные слои такого материала выполнены из 10 волокнистого холста с ориентированно расположенными волокнами, а внутренний слой содергкит хаотически расположенные волокна и его толщина соответствует суммарной толщине равновеликих слоев, т.е. она составляет 200240 мкм Р27.

Недостатком указанного нетканного материала является отсутствие предвари.тельной грубой фильтрации (предфильтрации) на крупнопористом слое, так как он заключен между двумя мелкопористыми слоями, состоящими из ориентированно расположенных волокон. Фильтры

;из такого трехслойного материала имеют невысокую грязеемкость (быстро забиваются) и мрлую фильтрующую способность — высокое сопротивление току жидкости. Из-за низкой пропускной способности этот фильтрматериал не может jn быть использован для фильтрации смазочно-охлаждающих жидкостей в металлообработке.

Цель изобретения - улучшение про пускной способности при одновременном,; -З5 повышении тонкости фильтрации бумаги. конфигурации имеет повышенную фильтрующую и пропускную способность.

Сочетание слоя из волокон преимущественно продольной ориентации и слоя с хаотическим расположением волокон повышает производительность бумагоделательных машин, так как слой из ориентированных волокон обычно получают на скорости, по меньшей мере в,2 раза высокой, чем слой из волокон хаотического расположения при том же минимальном размере пор.

Чрезмерное повышение неоднородности распределения волокон приводит к образованию структуры с недопустимо увеличенными порами. Такая опасность устраняется, если использовать более. короткие волокна, чем обычно применяемые и технологии (30-45 мм). Применение более коротких волокон, хлопковых или вискозных, длиной 10-15 мм повышает скорость формирования слоя с хаотическим их расположением.

Получение двухслойной фильтровальной .бумаги осуществляется следующим образом.

В подготовительном отделе бумагоделательной машины сухого формования (БДМ), на чесальных машинах, получают ориентированный волокнистый слой из хлопковых или вискозных волокон длиной

35-40 мм (внутренний слой, или тонкой фильтрации). Одновременно путем диспергирования волокон в газовом потоке с последующим распределением . их на сетке получают слой их тех же волокон длиной 10-15 мм (внешний слой, или слой предфильтрации). При этом путем регулирования скорости вращения зубчатого барабана (которыи разделяет волокна перед подачей последних в газовый поток) и расхода воздуха в этом потоке, получа «« ют наружный слой с неравномерностью распределения массы волокон в пределах 30-60%. На этой же сетке производят совмещение обоих слоев и последующую пропитку сухого двухслойного волокнистого полотна дисперсий проклеивающего состава (например дисперсия поливинилацетата — ПВЛ, раствор поливинилового спирта — ПВС и др.) для скрепления волокон между собой (возможны и другие варианты введения адгезивов в.слой волокон). Далее полотно поступает в прессовую часть БДЯ, состоящую из

1-3-х вальцовых прессов с сукном, где происходит более равномерное распреде-

1 ление связующего вещества и отжим его избытка из полотна, а также повышение

5 8342 компактности материала в одном из направлений. В течение последующей сушки происходит удаление дисперсной среды, внесенной в полотно при пропитке связующим веществом, сопровождающееся сшивкой его макромолекул, поликонденсацией, адгезионными процессами. Полученный материал, после наматывания в рулоны на БДМ подвергают при необходимости специальной отделке. 10

Пример 1. Изготавливают фильтровальную двухслойную бумагу, имеющую неравномерность распределения волокон в наружном слое 31% и апутренний слой из ориентированных (по. ходу бумажного полотна) волокон. Соотношение толщин наружного и внутреннего слоев 2,5:1. Образец изготавливают на лабораторной БДМ марки. ЛДБ-P. Из

XJI0IIKOBbIX aOJIOKOn длиной 1 0-1 5 M M 20 посредством аэродинамического формования (осаждение волокон на бесконечной сетке из газового .потока) изготавливают слой с хаотическим расположением волокон (наружный слой двухслойной 25 фильтровальной бумаги). Слой из хлопковых волокон длиной 35-40 мм, с ориентированным их расположением берут с промышленной БДМ сухог о формования марки П6-01. Дублирование (совмещение, зо соединение) двух слоев с одноврел1енным введением связующего в волокнистое полотно проводят на ЛДБ-P.

Масса квадратного метра наружного слоя — 9 r, а внутреннего — 2,5 r. Далее35 двухслойное волокнистое полотно пропиты вают дисперсией ПВА. с добавками и после прессования и сушки получают материал, содержащий, %: ПВА 2,5, аминоальдегидная смола 4 и хлористый" аммоний 40

0,5, хлопковое волокно 70,5.

Таким образом, соотношение компонентов в слоях составляет, %:

Хлопковое волокно 70,5

45 ,Связуюшйе вещества 29,5

Соотношение толщин волокнистых слоев 2,5:1 определяется на толщиномере типа ТЛБ. Неравномерность распределения массы волокон в наружном слое фильтровальной бумаги разная, определяется оптическим методом при помощи светового луча 0,580,5 мм. При измерении плотности.расположения волокон в листовом материале меняется (из-еа изменения оптической плотности) интенсивность светового потока, проходящего пер-пендикулярно сквозь лист фильтрматериала и фиксируюшегося фотоэлементом. Из99 6 менения интенсивности светового потока вызывают соответствующие колебания величины фототока, возникающего в фотоэлементе. Регистрирующее устройство позволяет вычислять коэффициент вариации изменений световых потоков, что и характеризует неравномерность распределения массы волокон в бумажном листе.

Пример 2. Аналогично примеру

1 изготавливают фильтруюший материал, имеющий неравномерность наружного слоя — 50% и внутренний слой из ориентированных волокон соотношение толшин наружного и внутреннего слоев 2,8Я, массу квадратного метра наружного слоя (по волокну) — 9 r, a внутре шего—

24 r. Готов;- я бумага содержит 24%

ПВА, 4,5% аминоальдегцдной смолы н

0,5% хлористого аммония нри массе квадратного метра, равной 46 r.

Таким образом, соотношение компонентов в слоях составляет, %:

Хлопковое волокно, 7 1

Связующие вещества 29

Пример 3. Аналогично примеру

1 изготавливают материал, имеющий распределение волокон в наружном слое

60%, а внутренний слой из ориентнровочных волокон. Соотношение толшин наружного и внутреннего слоев 3:1, масса квадратного метра наружного слоя высокая — 8 r, а внутреннего — 24 r.

Кроме волокна, материал содержит 25%

ПВА, 4% амипоальдегидной смолы и

0,5% хлористого аммония при массе квадратного метра готового материала 46 r.

Таким образом, соотношение компонентов в слоях составляет, %:

Хлопковое волокно 70,5, Связующие вешесгва 29,5

Пример 4. Аналогично примеру

1, изготавливают фильтрующую бумагу из вискозных волокон, имеющую неравномерность. наружного слоя 30%,:а соотношение толщин наружного и внутреннего сло- ев 2,5:1, массу квадратного метра этих слоев соответственно 23,6 и 9,5 г.

Готовая бумага содержит 20% ПВА, 3,5% аминоальдегидной смолы и 0,4% хлористого аммония, при массе квадратного метра бумаги 44 r.

Таким образом, соотношение компонен тов в слоях составляет,%:

Вискозное волокно 7 6

Связующие вещества 24

Пример 5. Аналогично примеру .1 изготавливают из вискозных волокон фильтровальную бумагу с неравномер7 834299 S постыл наружного слоя 60% и соотноше- 45%, а соотношение толщин наружного нием толщины наружного и внутреннего и внутреннего слоев 2,75:1 при массе слоев 3:1 при массе квадратного метра квадратного метра этих слоев соответэтих слоев,по волокну соответственно ственно 28 и 10 r. Готовая бумага со23,4 и 7,8г. Готовая бумага содержит 5 держит 13% ПВА, 2,5% аминоальдегид30% ПВА, 4,5% аминоальдегидной смо- ной смолы и 0,3% хлористого аммония лы и 0,5% нашатыря цри массе квадрат при массе квадратного метра бумаги ного метра бумаги 48 г. 45 г. Таким образом, соотношение комТаким образом, соотношение компо- понентов в бумажном листе составлянентов в слоях составляет, %: 10 ет,%:

Вискозное волокно 68 Вискозное волокно 84

Связующие вещества 35 Связующие вещества 16

Пример 6. Аналогично примеру

1, изготавливают фильтр овальную двух- В таблице приведены физико-механь слойную бумагу из вискозных волокон, 15 ческие свойства предлагаемой и изВестимеющую неравномерность наружного слоя ной композиций.

С опротивление прод авливанию, кгс/см

Удельная пропускная способност см /см вч.

Разры

Масса ной

1 м, г груз, кгс онкоть фи льтрации, мкм

ТолщиПример на, мкм

Предлагаемый образец и

96 44 17 12 1500 1 5

99 46 1,7 10 1400 1,5

96 46 1,5 20 1000 1,7

90 44 14 10 . 1320 13

92 48 1,8 15 1600 1,8

96 45 1 2 10 1200 1 1

Известныи образец

100, 48 1 5 20 1000 1 7

Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемая фильтроваль» 45 ная бумага обладает такой же механической прочностью, что и известная, но имеэт высокие фильтрационные- свойства.

Тонкость фильтрации ее составляет 1015 мкм против 20 мкм у известной, а удельная пропускная способность 12001500 против 1000 сьЬсммв ч.

Таким образом, использование предлагаемой фильтровальной бумаги улучшает качество и повышает скорость фильтрации

CQR при металлообработке.

:Формула, изобретения

Фильтровальная бумага, состоящая из

10локнистых слоев с хаотическим и ори% ентированным расположением волокон, содержащих. целлюлоэное волокно и связующее, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью улучшения пропускной способности при од повременном повышении тонкости фильтрации .бумаги, она состоит из двух слоев, из которых наружный слой содержит хаотически расположенные волокна с неравномерностью их распределения 30-6 0%, а внут, ренний слой - ориентированные волок» на, при соотношении толшин волокнис1 тых слоев, соответственно равном

2,5:13:1 и следующем содержании компонентов в слоях, масс.%:

IO

1. Авторское свидетельство СССР

34 654718, кл. D 21 Н 5/00, 1876.

2. Авторское свидетельство СССР

14 534535, кл. D 04 Н 1/70, 1975 (прототип) 834299

11еллюлозное волокно

Связующее

65-85

15 35

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Заказ 4023/56 Тираж 407

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и„открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Безбородова

Редактор Т. Мермелштайн Техред М.Голинка Корректор О. Билак