CN101711932B - 一种过滤材料用基布及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤材料用基布及其生产方法,本发明的基布的密度为:经向130~180根/10cm,纬向20~80根/10cm,组成基布的纤维断裂强度值在2.5~6.0CN/dtex,断裂伸长率在20%~50%范围内。产品依据JIS L10968.12.1A法,基布的断裂伸长率,经向为20%~50%,纬向为20%~50%;基布的拉伸强力,经向为1090~3000N/5cm,纬向为500~1500N/5cm。本发明提供一种尺寸稳定性好,具有较高的拉伸强度、优良的通气度,能提高滤料的过滤性能,延长滤料的使用寿命。
Description
技术领域:
本发明涉及一种过滤材料用基布,是一种适用于气固、液固等形的过滤,包括工业排放烟尘的过滤、水处理的过滤等的基布。
背景技术:
21世纪的中国将是一个越来越重视环境问题的国家。随着当今世界科学技术的进步,人们环保意识的增强,环境治理观念已由末端治理转向源头治理,即减少污染。对于空气过滤领域,国内外越来越多的燃煤电厂、垃圾焚烧厂采用袋式除尘器。袋式除尘器是国内外治理工业性粉尘和烟尘最有效的技术设备之一。袋式除尘器的发展也推动了滤料的进步,对于滤料性能,包括过滤效率、使用范围、使用寿命、滤料强力等要求也日益提高,这也将导致滤料加工技术的进一步发展,而影响滤料性能的主要因素就是滤料的选材、滤料的断裂伸长率及拉伸强力和滤料的通气度。而基布作为滤料的骨架,整体滤料的强力及断裂伸长率基本上取决于基布,基布断裂伸长率和拉伸强力的大小、通气度值的高低,直接影响着滤料的性能。再进一步说,织造时,对基布经纬密的控制范围直接影响着制成基布的断裂伸长率和拉伸强力大小及各项物性,其次组成基布纤维的性能、断裂强力及断裂伸长率的大小也影响着基布的性能。所以,制成基布断裂伸长率和拉伸强力的大小要有一定的控制范围才能让制成的滤袋不易变形和在粉尘冲刷及清灰时不容易遭到损伤,如果制成基布断裂伸长率偏低,则滤料伸缩性能差,不易清灰;制成基布断裂伸长率过高,则滤袋的抗冲击性及耐压水平下降导致布袋易变形,滤袋的经向变形常导致内滤式下进风口的堵塞,纬向变形对外滤式滤袋能加大滤袋与框架的冲击磨损,降低使用寿命,即尺寸稳定性对滤袋的使用有着重要的意义,为此,根据一些厂矿实践经验,国家标准中规定,对于长度大于5m的大布袋,应寻求一种高强低伸的滤料。对于公开专利CN1724111A中对滤袋的核心材料基布的断裂伸长率、密度、通气度、干热收缩率及经纬向的捻度的控制条件未作具体说明,虽然强力达到新国标滤毡对应的要求,但其滤袋在使用过程中的尺寸稳定性还有待考察。在公开专利CN101108288A中对于滤袋的核心部分基布的断裂伸长率、干热收缩率也未提及,而且基布的经纬向强力不是很高,易造成滤袋尺寸稳定性差即使用寿命缩短,此经纬强力已经不能适应新国标滤毡对应的强力要求。
发明内容:
本发明的目的是提供一种尺寸稳定性好、具有较高的拉伸强力、优良的通气度,能提高滤料的过滤性能,延长滤料的使用寿命的过滤材料用基布及其生产方法。
本发明为了实现这个目的而采用了下述的方法。
一种过滤材料用基布,该基布的密度为:经向130~180根/10cm,纬向20~80根/10cm。这里的密度是指织物的经纬密度,即1平方英寸织物内含经纱线和纬纱线的根数。织造时,严格控制基布的经纬密,经纬密的控制条件对制成基布的拉伸强力和断裂伸长率以及通气度的大小有直接的影响。如果密度太大虽然基布强力高但通气度会降低则影响捕集效率,如果密度太小则通气度比较好但其基布强力值不高,所以,密度的设定控制范围要让强力和通气度性能综合达到最佳效果。
组成基布的纤维断裂强度值在2.5~6.0CN/dtex,断裂伸长率在20%~50%范围内。这里的纤维是指直径一般为几微米到几十微米而长度比直径大百倍、千倍以上的细长物质。纤维断裂强度(相对强力)是指每特纤维所能承受的最大拉力。这里的纤维断裂伸长率是指纤维拉伸时产生的伸长占原来长度的百分率称伸长率,拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率,它表示纤维承受拉伸变形的能力。组成基布纤维的断裂强度及伸长率的大小影响基布及制成滤毡的各项性能。
依据JIS L 10968.12.1A法,本发明的基布的断裂伸长率,经向为20%~50%,纬向为20%~50%;基布的拉伸强力,经向为1090~3000N/5cm,纬向为500~1500N/5cm。这里的基布拉伸强力是指材料受外力直接拉伸到断裂时所需的力。基布断裂伸长率是指由断裂强力产生试样长度的增量,以对试样原名义长度的百分率表示。基布强力的提高和断裂伸长率的控制范围通常采用控制基布的经纬密度、经纬线的直径来解决。本发明的基布尺寸稳定性好,经纬向强力能够达到新国标滤毡对应的强力要求。
形成基布的经、纬纱线均采用双股线。经纬向使用单股纱的基布强力一般,经过大量实验测试证明双股线的基布强力高于单股纱。这里的单股纱是指由较短的纺织纤维,经过加捻而组成的纤维束,也称细纱,应用最广。股线是指由几根单纱经合并加捻而成的线。为考虑股线结构的匀称和稳定性,通常用2~3根单纱合并加捻,如二根单纱和股加捻的称为双股线。
依据JIS L10968.27.1A法,测定压为50Pa时,基布的通气度值为600~1500L/dm2/min。这里的通气度是指当织物两侧存在一定的压力差时,空气透过织物的能力。一般希望过滤材料保证在同等过滤效率时,透气量越大越好,即阻力越低越好。
基布的克重为100~150g/m2。这里的克重指平方米纱线重量的克数。基布的干热收缩率,经向为5~10%,纬向为5~10%。这里的干热收缩率是指合成纤维因受热作用,当温度超过一定值时将产生收缩,称热收缩。一般希望过滤材料收缩率小比较好,即尺寸稳定性好。
本发明中形成基布的经纱或纬纱的纤度均为260~760旦尼尔。这里的纤度是指纱线粗细程度的指标,单位为旦尼尔,Denier,简写为D。
形成基布的经纱或纬纱捻度均为150~800T/M。这里的捻度是指纱线一端握持,另一端绕自身轴线回转,纱线上便得到一个捻回。不断的回转,则使纱线具有一定的捻回数,纱线单位长度上的捻回数称为捻度。增加纱线的捻度可提高滤料的强度,但捻度超过某一限度时,强度反而降低。所以纱线的捻度要按纤维的细度和强度而设定。另外,捻度小时可使纱线本身也参与过滤,有助于提高织物的透气性。
选择聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、芳砜纶纤维中的至少一种作为形成基布经纬纱线的纤维,形成基布的经、纬纱线均采用双股线,然后用经、纬纱线进行织造,织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型温湿度的条件对制成基布的强力有很大的影响,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为80℃~100℃(优选85℃),热定型湿度为80%~95%(优选80%);热定型回数:1回~3回。织造时,严格控制基布的经纬密,经纬密的控制条件对制成基布的强力和断裂伸长率有很大的影响,经向密度为130~180根/10cm,纬向密度为20~80根/10cm,经纱或纬纱的纤度均为260~760D,经纱或纬纱捻度均为150~800T/M。
对于基布原料的选择应满足(1)结构合理,捕尘率高;(2)剥离性好,易清灰,不易结垢;(3)透气性适宜,阻力低;(4)具有足够的强度,尺寸稳定性好;(5)具有良好的耐温、耐化学腐蚀性能;(6)原料来源广泛,性能稳定可靠;(7)价格低,寿命长。以上的几种原料基本能满足这些要求。
使用上述的这种方法制成的过滤材料用基布能够得到一种尺寸稳定性好、具有较高的拉伸强度、优良的通气度,能提高滤料的过滤性能,延长滤料的使用寿命的滤材。
本发明基布,其作为滤料的骨架,具有较好的尺寸稳定性,优良的拉伸强力、通气度,其断裂伸长率及拉伸强力的大小、通气度值的高低,直接影响着滤料的性能,因为拉伸强力高可以防止粉尘冲刷及清灰时遭到损伤,从而增加滤料的使用寿命,降低成本。基布断裂伸长率偏低,滤料伸缩性能差,不易清灰;基布的断裂伸长率过高,则滤袋的抗冲击性及耐压水平下降导致布袋易变形,使用寿命缩短。对于基布强力的提高和断裂伸长率控制范围通常采用控制基布的经纬密度、经纬线的直径来解决。基布的通气度也直接影响着滤料的过滤效率和过滤阻力,一般希望过滤材料保证在同等过滤效率时,透气量越大越好,即阻力越低越好。所以,对于滤料及基布,其断裂伸长率和拉伸强力值要有一个最佳的要求范围。而且,对于基布用纱线,可以是长丝,也可以是短纤维,且为了达到以上特性,优选短纤维纱线。并且对于燃煤锅炉滤布用基布而言,从价格、性能、加工性等方面考虑,聚苯硫醚纤维是一种比较理想的材料,但是,如果不考虑价格,仅从性能、加工性等方面考虑,聚四氟乙烯纤维效果更好。综合考虑,
本发明产品能有效提高滤料的过滤性能,延长滤料的使用寿命。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明中的各项指标的测试方法如下:
【密度】
根据JIS L 10968.6.1法,将样品放置在平整的台子上,去除不自然的褶皱和张力,选定5个区域,数取10cm长的经、纬纱的根,取平均值。
【拉伸强力、断裂伸长率】
根据JIS L 10968.12.1A法(基布扯边法),对于一般织物,实验样品取样大小为8cm×45cm,从边的两侧扯去相同根数的纱线,使剩余实验样品幅宽满足规定幅宽:5cm,然后实验样品通过一定初负荷,在拉伸实验机上,用夹具夹住样品两端,在定速20cm/min的速度下,记录每个试样的拉伸强力和断裂伸长率,每组样品至少5回,取平均值。
纤维断裂强度及伸长率的测定方法即在单纤维拉伸机上,用上下夹具竖直夹住一根纤维,用JIS标准拉抻速度:20±1mm/min,进行拉伸,记录每根纤维的断裂强度和断裂伸长率,每组样品至少35回,取平均值
【通气度】
根据JIS L 10968.27.1A法,将样品在无张力的状态下,放在测试区,调节气压50Pa,为避免测试点的重复,测试时将样品斜向移动以得到不同经、不同纬的测试点,每一样品至少测试5次,取平均值。
【克重】
根据JIS L 10968.4.2法,在标准状态下剪取40cm×40cm的实验片3个,每个在标准状态下称其质量,按照克重=质量/面积,求出每块实验片的克重,再取平均值。
【干热收缩率】
在标准状态下剪取20cm×20cm的实验片3个,测出耐热前后的经向和纬向长度变化值,算出每个实验片的平均收缩率,然后再算出3片实验片的平均值。
上述标准状态是指:温度20℃±1℃湿度65%±2%。
实施例1:
选择PPS纤维作为形成基布经纬纱线的纤维,单纤维断裂强度为3.80CN/dtex,经、纬纱线均采用双股线,经过常规纺纱工艺给经、纬纱加捻,捻度为150T/M,纤度为:经向260D,纬向759.2D,用织机织成克重为100g/m2的基布,织造时,严格控制经向密度为150根/10cm,纬向密度为20根/10cm;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为80℃,热定型湿度为90℃,热定型回数:1回,形成的基布,其性能参照表1。
实施例2:
选择超高强PPS纤维为原料制成基布经纬纱线的纤维,单纤维断裂强度为4.70CN/dtex,经、纬纱线均采用双股线,经过常规纺纱工艺给经、纬纱加捻,捻度为500T/M,纤度:经向为500D,纬向为759.2D。用织机织成克重为130g/m2的基布,织造时,严格控制经向密度为150根/10cm,纬向密度为50根/10cm;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为85℃,热定型湿度为80%,热定型回数:2回,形成的基布,其性能参照表1。
实施例3:
选择芳砜纶PSA纤维为原料制成基布经纬纱线的纤维,单纤维断裂强度为3.50CN/dtex,经、纬纱线均采用双股线,经过常规纺纱工艺给经、纬纱加捻,捻度为800T/M,纤度:经向760D,纬向536.45D。用织机织成克重为150g/m2的基布,织造时,严格控制经向密度为150根/10cm,纬向密度为80根/10cm;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为95℃,热定型湿度为95℃,热定型回数:3回,形成的基布,其性能参照表1。
实施例4:
选择PPS纤维为原料制成基布经纬纱线的纤维,单纤维断裂强度为3.0CN/dtex,经纱采用双股线,纬纱采用单股线,经过常规纺纱工艺给经、纬纱加捻,捻度为500T/M,纤度:经向536.45D,纬向759.20D。用织机织成克重为145g/m2的基布,织造时,严格控制经向密度为170根/10cm,纬向密度为50根/10cm;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为85℃,热定型湿度为80℃,热定型回数:2回,形成的基布,其性能参照表1。
比较例1:
组成基布的纤维原料为聚酰胺纤维,纤维断裂强度:2.30CN/dtex,断裂伸长率:65%。基布密度为120根/10cm,纬向50根/10cm,经纱采用股线,纬纱采用单纱,其它生产工艺同实施例1,所得基布的性能参照表1。
比较例2:
组成基布的纤维原料为聚酯纤维,纤维断裂强度:2.50CN/dtex,断裂伸长率:60%。基布密度为经向110根/10cm,纬向50根/10cm,经纬纱都采用单纱,其它生产工艺同实施例1,所得基布的性能参照表1。
比较例3:
组成基布的纤维原料为PPS纤维,纤维断裂强度:3.50CN/dtex,断裂伸长率:60%。基布密度为经向190根/10cm,纬向25根/10cm,经纬纱都采用股线,其它生产工艺同实施例1,所得基布的性能参照表1。
以上实施例和比较例的相比结果汇总如下表:
从表中可以看出:组成基布经纬密的控制范围以及基布的纤维断裂强度和伸长率的大小直接影响着基布的各项性能,从而也影响着滤布的性能,实施例2与比较例3充分的体现这点。其次,实施例的过滤材料与比较例的过滤材料相比,充分体现了高强低伸的特点,从而使所制得的滤袋具有尺寸稳定性好、较高的拉伸强度、优良的通气度,能提高滤料的过滤性能,延长滤料的使用寿命等特点。
Claims (4)
1.一种过滤材料用基布,其特征是:该基布的密度为:经向130~180根/10cm,纬向20~80根/10cm,组成基布的纤维的断裂强度为2.5~6.0CN/dtex,断裂伸长率为20%~50%,依据JIS L 1096 8.12.1A法,该基布的断裂伸长率,经向为20%~50%,纬向为20%~50%;该基布的拉伸强力,经向为1090~3000N/5cm,纬向为500~1500N/5cm;该过滤材料用基布的生产方法为:选择聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、芳砜纶纤维中的至少一种作为形成基布经纬纱线的纤维,形成基布的经、纬纱线均采用双股线,然后用经、纬纱线进行织造;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为80℃~100℃;热定型湿度为80%~95%;热定型回数:1~3回,织造时,经向密度为130~180根/10cm,纬向密度为20~80根/10cm,经纱或纬纱的纤度均为260~760D,经纱或纬纱捻度均为150~800 T/M。
2.根据权利要求1所述的过滤材料用基布,其特征是:依据JIS L10968.27.1A法,测定压为50Pa时,该基布的通气度值为600~1500L/dm2/min。
3.根据权利要求1所述的过滤材料用基布,其特征是:该基布的克重为100~150g/m2;基布的干热收缩率,经向为5%~10%,纬向为5%~10%。
4.一种权利要求1所述的过滤材料用基布的生产方法,其特征是:选择聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、芳砜纶纤维中的至少一种作为形成基布经纬纱线的纤维,形成基布的经、纬纱线均采用双股线,然后用经、纬纱线进行织造;织造过程中,对织造前的纱线或织造后的基布经过热定型加工,热定型加工的工艺条件为:热定型温度为80℃~100℃;热定型湿度为80%~95%;热定型回数:1~3回,织造时,经向密度为130~180根/10cm,纬向密度为20~80根/10cm,经纱或纬纱的纤度均为260~760D,经纱或纬纱捻度均为150~800 T/M。
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