CN105459531A - 一种工业滤布及其生产方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工业滤布及其生产方法和用途，该滤布是由捻度为100～800T/M、纤度为280～2000dtex的聚苯硫醚纱线所形成的机织物，该滤布的覆盖系数为2000～3000，该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的占80%以上。本发明的工业滤布不仅具有耐高温、耐酸碱腐蚀的特点，而且还具有截留精度高的优点，以及生产成本低、生产效率高，可应用于液体过滤领域中，如苯甲酸钠生产过程中脱色剂的过滤和化工、医药、水处理等领域中。

Description

一种工业滤布及其生产方法和用途

技术领域

本发明涉及一种工业滤布及其生产方法和用途。

背景技术

随着社会的进步、工业的发展，如矿业、化工、食品、环保等领域对液体过滤技术的要求越来越高，进而对滤布的要求也越来越高。滤布作为一种应用广泛的过滤介质，在过滤分离过程中起着重要的作用，直接影响着过滤效果。而滤布的材质，对滤布的性能又起着决定性的作用，如现有普通材料滤布（涤纶布、丙纶布等）已经不能完全满足酸碱性、高温环境的使用要求。另外，要得到过滤精度更高的滤布，还需对滤布织造工艺和后加工技术提出更高的要求。

如中国专利CN101987266A公开了一种以聚苯硫醚短纤维或长丝为原料的工业滤布，该滤布虽然具有良好的耐高温、耐药品、耐蒸热等性能，但由聚苯硫醚短纤维制成的滤布未经轧光或覆膜加工，表面毛羽较多，容易造成堵塞，影响过滤效果。

又如中国专利CN101618289A公开了一种以聚苯硫醚纤维为原料的非织造滤布，由于非织造布的强力低且平均孔径大，在过滤精度要求较高的场合下无法满足过滤的要求，影响过滤效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅耐高温、耐酸碱腐蚀，而且截留精度高、使用寿命长的工业滤布。

本发明的另一目的在于提供一种生产成本低、生产效率高的工业滤布的生产方法。

本发明的技术解决方案是：本发明的工业滤布是由捻度为100～800T/M、纤度为280～2000dtex的聚苯硫醚纱线所形成的机织物，该滤布的覆盖系数为2000～3000，该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的占80%以上，优选该滤布的孔隙率为孔径在3μm以下的占60%以上，更优选该滤布的孔隙率为孔径在1μm以下的占30%以上。本发明滤布的经向密度为120～300根/10cm，纬向密度为100～200根/10cm；经向拉伸断裂强度为2500N～3500N/5cm，纬向拉伸断裂强度为1500N～3000N/5cm。

本发明工业滤布的生产方法，采用经纬纱纤度为280～2000dtex、捻度为100～800T/M的聚苯硫醚纱线在片梭织机或重磅箭杆织机上进行织造，制得坯布，再在温度为80～100℃、速度为20～40m/min下进行精炼，然后在温度130～180℃下进行干燥，得到成品。将干燥后的聚苯硫醚机织物与聚四氟乙烯薄膜在温度为200～280℃下进行热粘合，或者是将干燥后的聚苯硫醚机织物在温度为180～230℃、压力位2～10MPa、速度为2～10m/min下进行轧光加工。

本发明的工业滤布不仅具有耐高温、耐酸碱腐蚀的特点，而且还具有截留精度高的优点，以及生产成本低、生产效率高，可应用于液体过滤领域中，如苯甲酸钠生产过程中脱色剂的过滤和化工、医药、水处理等领域中。

具体实施方式

本发明的工业滤布是由捻度为100～800T/M、纤度为280～2000dtex的聚苯硫醚纱线所形成的机织物，该滤布的覆盖系数为2000～3000，该滤布的孔隙率为孔隙在5μm以下的占90%以上。当聚苯硫醚纱线的捻度低于100T/M时，纱线强力低，毛羽多，影响织造，制得的聚苯硫醚机织物作为滤布，其过滤精度低；当聚苯硫醚纱线的捻度高于800T/M时，纱线易发生捻缩，影响织造。同时聚苯硫醚纱线的纤度也对滤布的过滤精度有着重要的影响，如果聚苯硫醚纱线的纤度小于280dtex的话，由于纱线较细，织造过程中易发生纱线断裂，若要改善该现象，需对纱线进行上浆处理，这样就会增加织造成本；如果聚苯硫醚纱线的纤度大于2000dtex的话，织造时打纬难度增大，影响织造，而且制得的织物孔隙大，作为工业滤布应用于液体过滤时，对悬浮物的截留率低。考虑到滤布的强力及滤布织造的难易程度，聚苯硫醚纱线的纤度优选500～1500dtex，捻度优选300～600T/M。当机织物的覆盖系数低于2000时，作为液体过滤的滤布的孔隙较大，过滤精度大大降低；当织物的覆盖系数高于3000时，滤布的紧度大，影响过滤速度，消耗能源，从而就会增加成本。滤布的空隙率不仅与聚苯硫醚纱线的捻度、纤度有关，而且还与后加工工艺有关，这样的话，本发明滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的占80%以上。如果孔径在5μm以下的孔占的比例小于80%，说明滤布的空隙大，从而对悬浮物的截留率低，这就意味着滤布的过滤精度较低，会影响过滤效果。考虑到滤布的过滤精度，本发明滤布的孔隙率有选孔径在3μm以下的占60%以上，更优选孔隙率为孔径在1μm以下的占30%以上。孔径小的滤布的孔隙率占的比例越多，滤布对颗粒的截留率就越高。

本发明的工业滤布的经向密度为120～300根/10cm，纬向密度为100～200根/10cm。当滤布的经向密度低于120根/10cm，纬向密度低于100根/10cm时，滤布的平均孔径较大，对液体中细小粒径的悬浮物的截留率越低；当滤布的经向密度高于300根/10cm，纬向密度高于200根/10cm时，滤布的通气度偏小，影响过滤速度，同时滤布的成本增加，织造难度提高，生产效率降低。

本发明工业滤布的经向拉伸强度为2500N～3500N/5cm，纬向拉伸强度为1500N～3000N/5cm。当滤布的经向强度低于2500N/5cm，纬向强度低于1500N/5cm时，滤布在过滤过程中受到溶液的冲击，易造成织物损坏，影响过滤效果；当滤布的经向强度高于3500N/5cm，纬向强度高于3000N/5cm时，这样就需要提高滤布的密度，从而既增加成本又影响生产效率。

本发明工业滤布的生产方法，采用经纬纱纤度为280～2000dtex、捻度为100～800T/M的聚苯硫醚纱线在片梭织机或重磅箭杆织机上进行织造，制得坯布，再在温度为80～100℃、速度为20～40m/min下进行精炼，然后在温度130～180℃下进行干燥，得到成品。将干燥后的聚苯硫醚机织物与聚四氟乙烯薄膜在温度为200～280℃下进行热粘合，或者是将干燥后的聚苯硫醚机织物在温度为180～230℃、压力位2～10MPa、速度为2～10m/min下进行轧光加工。由于本发明需织造一种高密度织物，且所采用的纱线毛羽较多，一般的织机无法织造，而采用片梭织机或重磅箭杆织机打纬力度高，能制得高密度的织物。织造后需对坯布进行后加工，后加工的条件必须控制在一定的范围内，当精炼温度低于80℃时，布面上的污迹不易去除；当精炼温度高于100℃时，不仅消耗能源，而且还增加生产成本；当精炼速度低于20m/min时，精炼速度过低，会影响生产效率；当精炼速度高于40m/min时，精炼速度偏高，精炼剂不能与滤布充分接触，布面上的污迹不能完全洗净；当干燥温度低于130℃时，精炼后的滤布不易变干，干燥生产效率较低；当干燥温度高于180℃时，会增加能源消耗，在一定程度上增加了生产成本。为了得到更高过滤精度的滤布，精炼后的聚苯硫醚织物可以与PTFE薄膜贴合或对精炼后的聚苯硫醚织物进行轧光处理，当覆膜温度低于200℃时，PTFE膜与织物覆合不充分，容易剥离，剥离后的PPS滤布孔隙较大，对一定粒径分布范围粒子的截留率就低，从而影响滤布的过滤效果；当覆膜温度高于280℃时，覆膜温度过高，既消耗能源，又会影响PPS织物的强度；当轧光温度低于180℃、压力低于2MPa、速度高于10m/min时，轧光效果不佳，导致纱线之间的孔隙没有明显降低，制得的滤布对一定粒径分布范围粒子的截留率就低，因此对滤布的过滤精度改善不明显，影响过滤效果；当轧光温度高于230℃、压力高于10MPa、速度低于2m/min时，会对PPS织物造成损伤，导致强度降低。

下面通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。本发明的工业滤布各物性的测定方法如下。

【经纬向密度】

根据JISL10968.6密度法，用密度镜来测量织物的经纬向密度。

【克重】

根据JISL10968.4.2法，在标准状态下剪取20cm×20cm的实验片3个，每个在标准状态下称其质量，按照计算公式：克重=质量/面积，求出每块实验片的克重，取平均值。

【拉伸断裂强度和断裂伸长率】

根据JISL10968.12.1A法(基布扯边法)，对于一般织物，实验样品取样大小为30cm×5cm，从边的两边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。在拉伸实验机上，用夹具夹住样品两端，夹头间距为20cm，在定速20cm/min的速度下，测定样品被拉断时的断裂强度和断裂伸长率，每组样品至少3回，取平均值。

【平均孔径、孔隙率】

根据ASTMF316-03标准，利用毛细管流动孔隙测量仪(美国施多威尔公司)测试滤布的平均孔径。将一个完全为润湿液饱和的样品至于密封的样品室内，气体从样品前流向样品室。用计算机控制气体压力，使之缓慢增加，直到它达到足以克服最大孔径对应的液体的毛管作用，这就是所谓的泡点压力。当压力进一步以小的增量增加时，形成可测量出的气体流动，直到能流动的液体被排空为止。用干样品也会产生流速对压力的数据，并且将其进行实时的储存和显示。该设备根据以下公式自动计算出平均孔径：

D=4γcosθ/p，式中：D=孔隙直径，

γ=液体的表面张力，

θ=接触角和，

p=压差。

孔隙率表示被测样品不同范围的孔径所占的比率，毛细管流动孔隙测量仪自动统计出被测样品的孔隙率。

【粒子截留率】

粒子截留率是采用一次通过恒压过滤法测定的。在规定真空度下，对0.1～20μm粒径分布范围的悬浮物进行过滤，通过过滤，被除去的颗粒（被拦截的颗粒）与总颗粒量的比，其为该滤布对粒子的截留率。

实施例1

采用经、纬纱纤度为1772dtex、捻度为240T/M的聚苯硫醚纱线在重磅箭杆织机上进行织造，制得经纱密度为130根/10cm、纬纱密度为100根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为90℃、速度为30m/min下进行精炼，然后在温度为150℃下进行锡林干燥，最后在温度190℃、压力5MPa、速度5m/min下对干燥后的PPS机织物进行轧光，制得覆盖系数为2459的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占88%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例2

采用经、纬纱纤度为1477dtex、捻度为360T/M的聚苯硫醚纱线在片梭织机上进行织造，制得经纱密度为160根/10cm、纬纱密度为110根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为95℃、速度为40m/min下进行精炼，然后在温度为130℃下进行锡林干燥，最后在温度为200℃、压力6MPa、速度6m/min下对干燥后的PPS机织物进行轧光，制得覆盖系数为2636的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占93%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例3

采用经、纬纤度为1181dtex、捻度为400T/M的聚苯硫醚纱线在重磅箭杆织机上进行织造，制得经纱密度为180根/10cm、纬纱密度为130根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为98℃、速度为40m/min下进行精炼，然后在温度为140℃下进行锡林干燥，最后在温度为210℃、压力4MPa、速度5m/min下对干燥后的PPS机织物进行轧光，制得覆盖系数为2706的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占95%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例4

采用经、纬纱纤度为886dtex、捻度为300T/M的聚苯硫醚纱线在片梭织机上进行织造，制得经纱密度为200根/10cm、纬纱密度为150根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为93℃、速度为40m/min下进行精炼，然后在温度为140℃下进行锡林干燥，最后在温度为220℃下将PTFE膜与干燥后的PPS机织物进行热粘合，制得覆盖系数为2646的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占94%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例5

采用经、纬纱纤度为591dtex、捻度为580T/M的聚苯硫醚纱线在重磅剑杆织机上进行织造，制得经纱密度为250根/10cm、纬纱密度为160根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为92℃、速度为38m/min下进行精炼，然后在温度为160℃下进行锡林干燥，最后在温度为240℃下将PTFE膜与干燥后的PPS机织物进行热粘合，制得覆盖系数为2532的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占90%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例6

采用经、纬纱纤度为295dtex、捻度为560T/M的聚苯硫醚纱线在重磅剑杆织机上进行织造，制得经纱密度为300根/10cm、纬纱密度为180根/10cm的平纹织物，再将上述平纹织物在温度为95℃、速度为35m/min下进行精炼，然后在温度为170℃下进行锡林干燥，最后在温度为260℃下将PTFE膜与干燥后的PPS机织物进行热粘合，制得覆盖系数为2094的滤布，测得该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占85%。本发明的工业滤布的各物性参见表1。

实施例1～6中制得的工业滤布可广泛应用于化工、医药、水处理等领域的液体过滤。

比较例1

采用纤度为2.2dtex的聚苯硫醚纤维进行开棉-梳理-铺网-针刺，制得聚苯硫醚纤维网，然后将上述聚苯硫醚纤维网在220℃下进行热定型，得到表面光滑的滤毡，测得该滤毡的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占10%。该滤毡的各物性表见表1。

比较例2

采用经、纬纱纤度为2100dtex、捻度为900T/M的聚苯硫醚纱线在重磅剑杆织机上进行织造，制得经纱密度为100根/10cm、纬纱密度为80根/10cm的平纹织物，织造过程中纱线发生捻缩，且下机后发现布面有皱。再将上述平纹织物在温度为95℃、速度为40m/min下进行精炼，然后在温度为150℃下进行锡林干燥，制得覆盖系数为

2211的工业滤布，测得该滤毡的孔隙率为孔径在5μm以下的孔占20%。该工业滤布的各物性参见表1。

表1

Claims (9)

1.一种工业滤布，其特征在于：该滤布是由捻度为100～800T/M、纤度为280～2000dtex的聚苯硫醚纱线所形成的机织物，该滤布的覆盖系数为2000～3000，该滤布的孔隙率为孔径在5μm以下的占80%以上。

2.根据权利要求1所述的工业滤布，其特征在于：该滤布的孔隙率为孔径在3μm以下的占60%以上。

3.根据权利要求1所述的工业滤布，其特征在于：该滤布的孔隙率为孔径在1μm以下的占30%以上。

4.根据权利要求1所述的工业滤布，其特征在于：该滤布的经向密度为120～300根/10cm，纬向密度为100～200根/10cm。

5.根据权利要求1所述的工业滤布，其特征在于：该滤布的经向拉伸断裂强度为2500N～3500N/5cm，纬向拉伸断裂强度为1500N～3000N/5cm。

6.一种权利要求1所述的工业滤布的生产方法，其特征在于：采用经纬纱纤度为280～2000dtex、捻度为100～800T/M的聚苯硫醚纱线在片梭织机或重磅箭杆织机上进行织造，制得坯布，在温度为80～100℃、速度为20～40m/min下进行精炼，然后在温度130～180℃下进行干燥，再将聚四氟乙烯膜与干燥后的聚苯硫醚机织物进行热粘合，最后制得成品；或者再将干燥后的聚苯硫醚机织物进行轧光，最后制得成品。

7.根据权利要求6所述的工业滤布的生产方法，其特征在于：所述热粘合温度为200℃～280℃。

8.根据权利要求6所述的工业滤布的生产方法，其特征在于：所述轧光温度为180～230℃、压力为2～10MPa、速度为2～10m/min。

9.一种权利要求1所述的工业滤布在液体过滤领域的应用。