CN105983274A

CN105983274A - 一种过滤材料用基布及其生产方法

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Publication number: CN105983274A
Application number: CN201510084416.0A
Authority: CN
Inventors: 张鹏霞; 张磊; 蔡文杰
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明公开一种过滤材料用基布及其生产方法，该基布的克重为60～95g/m²，经向拉伸强度为1000～1400N/5cm，纬向拉伸强度为250～500N/5cm，基布的经向拉伸强度与克重的比值为18.0N・m²/5cm•g以下，纬向拉伸强度与克重的比值为6.3N•m²/5cm•g以下。本发明通过特殊的加工工艺，在保证基布制成滤料所需强力的条件下，降低了基布克重，从而降低了滤料的制成成本，同时降低滤料的透气阻力，延长滤料寿命。

Description

一种过滤材料用基布及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种过滤材料用基布及其生产方法。

背景技术

近年来，随着工业的飞速发展，工业排污日益严重，已危害到自然环境和人们的身体健康。烟气除尘是治理污染的重要组成部分，而袋式除尘是治理烟气的有效方法。

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、滤料压损、使用成本、使用寿命等要求也日益提高，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、滤料的构造设计、滤料的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、通气度以及成本控制基本上取决于基布，基布拉伸强力的大小、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拉伸强力大小、通气度值的高低、成本的高低，其次组成基布纤维的性能、断裂强力的大小也影响着基布的性能。现阶段市场上使用的滤毡的中间补强织物的克重都比较高，虽然达到了整体滤料强力高的要求，但是增加基布克重的同时，在使用相同重量的滤料情况下，减少了滤料原料的使用，那么滤料的过滤效率就会降低、且透气度、使用寿命会减少。

如中国公开专利CN101711932A公开了一种过滤材料用基布及其生产方法，该基布是通过增加基布的密度来达到滤毡的高强力要求，但是基布的高克重增加了滤料的使用成本。而且，基布克重虽然高，但是其基布强力与克重之比最大值仍然低，说明基布的强力低，基布的使用寿命就缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克重低、透气阻力低的过滤材料用基布。

本发明的另一目的在于提供一种生产成本低的过滤材料用基布的生产方法。

本发明的技术解决方案如下：该基布的克重为60～95g/m²，经向拉伸强度为 1000～1400N/5cm，纬向拉伸强度为 250～500N/5cm，基布的经向拉伸强度与克重的比值为18.0N・m²/5cm•g以下，纬向拉伸强度与克重的比值为6.3N•m²/5cm•g以下。

本发明的过滤材料用基布解决了以往通过基布的强力来满足整体滤毡强力的要求所带来的成本增加、过滤效率低、通气度高的问题，本发明通过特殊的加工工艺，在保证基布制成滤料所需强力条件下，降低了基布克重，从而降低了滤料制成成本，同时降低滤料的透气阻力，延长滤料寿命。

具体实施方式

本发明过滤材料用基布的克重为60～95g/m²，经向拉伸强度为 1000～1400N/5cm，纬向拉伸强度为 250～500N/5cm，基布的经向拉伸强度与克重的比值为18.0N・m²/5cm•g以下，纬向拉伸强度与克重的比值为6.3N•m²/5cm•g以下。基布的经纬向拉伸强度是由基布的经纬向密度、经纬纱线的直径来决定的。

本发明的基布作为滤料的骨架，其具有优良的拉伸强力、通气度，且降低使用成本。因为基布的强力高，且基布的强力与克重之比最大值高，这样可以防止粉尘冲刷及清灰时遭到损伤，而且制得基布不仅成本低，还能达到较高的强力要求，从而制得的滤料的使用寿命长。基布强力的提高与原料的选择、经纬纱线以及基布的经纬密度相关。如果经向拉伸强度小于 1000N/5cm，纬向拉伸强度小于250N/5cm的话，势必导致基布的强度与克重的比值也低，制得的滤料由于受到粉尘冲刷或者清灰时的影响，容易破裂，使用寿命降低；本发明由于限定了克重，并且限制了纤维本身强度，所以经向拉伸强度不会大于1400N/5cm，纬向拉伸强度不会大于500N/5cm。在保证基布制成滤料所需强力条件下，降低基布的克重，从而降低了滤料制成成本。减少基布克重的同时，在相同克重滤料的情况下，滤料原料就增加了，从而可以进一步提高滤料的过滤效率，降低滤料的透气阻力，延长滤料的使用寿命。考虑到最终成本以及滤料的透气性、使用寿命等，优选本发明基布的经向拉伸强度与克重的比值为10.5～18.0N•m²/5cm•g，纬向拉伸强度与克重的比值为2.6～6.3N•m²/5cm•g，更优选本发明基布的经向拉伸强度与克重的比值为11.7～17.0N•m²/5cm•g，纬向拉伸强度与克重的比值为2.9～5.5N•m²/5cm•g。

本发明过滤材料用基布的经向密度为70～150根/10cm，纬向密度为20～50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、通气度的大小、使用成本等有直接的影响。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，同时增加了成本；如果密度太小，通气度虽比较好，但其基布强力值达不到滤毡强力的要求。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，且能够满足滤料强力的同时，使用成本得到降低。

本发明过滤材料用基布的纤维断裂强度为2.5～6.0CN/dtex，断裂伸长率围20～50%。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强力、尺寸稳定性和使用寿命等性能。

依据JIS L 1096 8.27.1A法，测定压为 50Pa时，本发明过滤材料用基布的透气度为1550～1900L/m².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。如果基布透气度好的话，其制成滤毡的通气度也会好，即滤毡在清灰过程中不易发生堵塞，从而延长了使用寿命。

在温度为 150～230℃，时间为 8～20min的条件下，本发明过滤材料用基布的经向干热收缩率为 5～12%，纬向干热收缩率为 4～11%。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。一般过滤材料收缩率小比较好，即尺寸稳定性好。如果基布的干热热收缩率偏低，用其制得的滤料伸缩性能差，不易清灰；如果基布的干热热收缩率过高，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。

本发明的过滤材料用基布的生产方法为将耐高温短纤维纺纱制成经纱或纬纱的纤度为300～800D,经纱或纬纱的捻度为300～600T/M的纱线，然后进行织造，制得经向密度为40～170根/10cm，纬向密度为10～70根/10cm的成品。这里的耐高温短纤维选择聚酯纤维、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，对于基布用纱线，可以是长丝，也可以是短纤维，本发明优选短纤维纱线。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。对于燃煤锅炉滤布用基布而言，其原料从价格、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。

所得的耐高温纱线是将耐高温短纤维通过环锭纺、紧密纺、气流纺中的至少一种加工方式纺制而得的，且单纱采用1～5股进行合股、加捻形成的。且经、纬纱采用不同股数的纱线,经纱或纬纱纱线的纤度为300～800D，经纱或纬纱纱线的捻度为300～600T/M。本发明基布的强度与纱线的捻度有着密切的关系，增加纱线的捻度可以提高滤料的强度，但捻度超过某一限度时，强度反而会降低，而且纱线的捻度小时，纱线本身也参与过滤，这样有助于提高基布的透气性，因此本发明的经纱或纬纱的捻度控制在300～600T/M之间。

将织造前的纱线或织造后的坯布在温度为80～100℃、湿度为70～100%、时间为10～20min下进行热定型加工。上述的热定型温度、湿度以及时间的控制条件对制成基布的强力有很大的影响。如果热定型温度过高、湿度过大以及时间太长的话，会导致纱线强力下降，且浪费能源。如果热定型温度过低、湿度过小以及时间太短的话，会导致纱线收缩率偏大，最终使得基布收缩率过大。

经纱上机时,采用质量为4～8g经停片，每筘穿入数为1～4根，以顺穿或飞穿方式进行穿综上机,经纱张力控制在30～120CN范围内，采用平纹或经重平组织进行织造，制得基布。织造过程中，停经片的尺寸、形式和重量与纤维种类、纱线线密度、织机形式、织机车速等因素有关。一般纱线线密度大、车速高，选择较重的经停片。经纱在每筘齿中的穿入数与布面丰满程度、经纱断头率等有密切关系，高经密织物受到的影响就更大。一般平纹织物，每筘齿穿入2～4根经纱。经纱上机张力差的控制应尽量减小，这样可以有效的防止布面整体效果以及布边松弛的状况。

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。

【经纬向密度】

根据JIS L 1096 8.6.1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。

【拉伸强度、断裂伸长率】

根据JIS L 1096 8.12.1 A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度和断裂伸长率，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 1096 8.27.1 A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 1096 8.4.2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

将断裂强度为5.14CN/dtex的PPS短纤维进行纺制，采用质量为4g经停片，每筘穿入数为2根，进行穿综上机，制得纤度为531D、捻度为579T/M的双股线作为经纱，将纤度为332D、捻度为500T/M的单纱作为纬纱，将上述制得的PPS纱线在温度为90℃、湿度为80%、时间为15min、下进行1回热定型加工，然后将热定型加工后的PPS纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为141根/10cm，纬向密度为48根/10cm，最后制得克重为90g/m²、经向拉伸强度为1312N/5cm、纬向拉伸强度为344N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

实施例2

将断裂强度为4.70CN/dtex的PPS短纤维进行纺制，采用质量为6g经停片，每筘穿入数为3根，进行穿综上机，制得纤度为800D、捻度为600T/M的双股线作为经纱，将纤度为332D、捻度为500T/M的双股线作为纬纱，将上述制得的PPS纱线在温度为80℃、湿度为85%下、时间为10min、下进行2回进行热定型加工，然后将热定型加工后的PPS纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为75根/10cm，纬向密度为50根/10cm，最后制得克重为70g/m²、经向拉伸强度为1150N/5cm、纬向拉伸强度为256N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

实施例3

将断裂强度为5.20CN/dtex的PPS短纤维进行纺制，采用质量为7g经停片，每筘穿入数为4根，进行穿综上机，制得纤度为531D、捻度为579T/M的双股线作为经纱，将纤度为800D、捻度为300T/M的单纱作为纬纱，将上述制得的PPS纱线在温度为95℃、湿度为80%下、时间为15min、下进行1回进行热定型加工，然后将热定型加工后的PPS纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为110根/10cm，纬向密度为36根/10cm，最后制得克重为82g/m²、经向拉伸强度为1223N/5cm、纬向拉伸强度为443N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

实施例4

将断裂强度为3.10CN/dtex的芳砜纶短纤维进行纺制，采用质量为8g经停片，每筘穿入数为3根，进行穿综上机，制得纤度为750D、捻度为379T/M的双股线作为经纱，将纤度为500D、捻度为400T/M的双股线作为纬纱，然后采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为85根/10cm，纬向密度为30根/10cm，制得坯布，将上述制得的坯布在温度为85℃、湿度为90%下、时间为20min、下进行2回进行热定型加工，最后制得克重为64g/m²、经向拉伸强度为1115N/5cm、纬向拉伸强度为260N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

比较例1

将断裂强度为2.40CN/dtex的聚酰胺短纤维进行纺制，采用质量为3g经停片，每筘穿入数为7根，进行穿综上机，制得纤度为300D、捻度为200T/M的双股线作为经纱，将纤度为800D、捻度为700T/M的单纱作为纬纱，将上述制得的聚酰胺纱线在温度为90℃、湿度为80%、时间为15min、下进行1回热定型加工，然后将热定型加工后的聚酰胺纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为120根/10cm，纬向密度为50根/10cm，最后制得克重为95g/m²、经向拉伸强度为741N/5cm、纬向拉伸强度为422N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

比较例2

将断裂强度为2.60CN/dtex的聚酯短纤维进行纺制，采用质量为9g经停片，每筘穿入数为5根，进行穿综上机，制得纤度为531D、捻度为500T/M的双股线作为经纱，将纤度为332D、捻度为500T/M的单纱作为纬纱，将上述制得的聚酯纱线在温度为90℃、湿度为80%、时间为15min、下进行1回热定型加工，然后将热定型加工后的聚酯纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为46根/10cm，纬向密度为25根/10cm，最后制得克重为40g/m²、经向拉伸强度为400N/5cm、纬向拉伸强度为232N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

比较例3

将断裂强度为5.2CN/dtex的PPS短纤维进行纺制，采用质量为2g经停片，每筘穿入数为8根，进行穿综上机，制得纤度为531D、捻度为579T/M的双股线作为经纱，将纤度为800D、捻度为300T/M的单纱作为纬纱，将上述制得的PPS纱线在温度为90℃、湿度为80%、时间为15min、下进行1回热定型加工，然后将热定型加工后的PPS纱线采用平纹组织进行织造，织造时，严格控制经向密度为170根/10cm，纬向密度为150根/10cm，最后制得克重为180g/m²、经向拉伸强度为1581N/5cm、纬向拉伸强度为1268N/5cm的基布。评价本发明基布的各物性，参见表1。

表1

从表中可以看出：本发明通过特殊的加工工艺，在保证基布制成滤料所需强力条件下，降低了基布克重，从而降低了滤料制成成本。实施例1～4与比较例1～3充分的体现基布克重降低、价格优势的特点。由于减少了基布的克重，在相同克重滤料的情况下，增加了滤料原料用料，可进一步提高滤料的过滤效率，同时降低滤料的透气阻力，延长滤料寿命。

Claims

1.一种过滤材料用基布，其特征在于：该基布的克重为60～95g/m²，经向拉伸强度为 1000～1400N/5cm，纬向拉伸强度为 250～500N/5cm，基布的经向拉伸强度与克重的比值为18.0N・m²/5cm•g以下，纬向拉伸强度与克重的比值为6.3N•m²/5cm•g以下。

2.根据权利要求1所述的过滤材料用基布，其特征在于：该基布的经向拉伸强度与克重的比值为10.0～18.0N•m²/5cm•g，纬向拉伸强度与克重的比值为2.5～6.3N•m²/5cm•g。

3.根据权利要求1或2所述的过滤材料用基布，其特征在于：该基布的经向密度为70～150根/10cm，纬向密度为20～50根/10cm。

4.根据权利要求1或2所述的过滤材料用基布，其特征在于：该基布为平纹组织或经重平组织。

5.根据权利要求1或2所述的过滤材料用基布，其特征在于：依据JIS L 1096 8.27.1A法，测定压为 50Pa时，该基布的透气度为1550～1900L/m².min。

6.根据权利要求1或2所述的过滤材料用基布，其特征是：该基布的经向干热收缩率为 5～12%，纬向干热收缩率为 4～11%。

7.一种权利要求1所述的过滤材料用基布的生产方法，其特征在于：将耐高温短纤维纺纱制成经纱或纬纱的纤度为300～800D，经纱或纬纱的捻度为300～600T/M的纱线，然后进行织造，制得经向密度为40～170根/10cm，纬向密度为10～70根/10cm的成品。

8.根据权利要求7所述的过滤材料用基布的生产方法，其特征是：将织造前的纱线或织造后的坯布在温度为80～100℃、湿度为70～100%、时间为10～20min下进行热定型加工。

9.根据权利要求7所述的过滤材料用基布的生产方法，其特征是：经纱上机时，采用质量为4～8g经停片，每筘穿入数为1～4根。