CS198852B1

CS198852B1 - Nonwovens for deep filtration

Info

Publication number: CS198852B1
Application number: CS784774A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Mrstina
Original assignee: Vaclav Mrstina
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1980-06-30

Description

Vynález řeší netkanou textilii pro hloubkovou filtraci, např. pro atmosférickou i vysokotlakou filtracivzdušin a pro vodohoepodóřskou ntelioraci. Tato netkaná textilie sestává alespoň z jednoho druhu chemických vláken, z niohž aleapoň část jsou vlákna termoplastické, a tato chemická vlákna vytvářejí soudržnou vlékennou vrstvu, jejíž vstupní strana se liší od výstupní strany.The invention solves a non-woven fabric for deep filtration, eg for atmospheric and high pressure air filtration and for water-repellent non-refining. The nonwoven fabric comprises at least one kind of chemical fiber, at least a portion of which is thermoplastic, and these chemical fibers form a cohesive liner layer whose inlet side differs from the outlet side.

Při filtraci atmosférického vzduchu se používá různých netkaných filtračních rohoží vyráběných převážně technologii pojení. Nejčastěji to bývají vlákenná rouna zpevněné pojivém, kterése zpravidla nanáší postřikem a potom se suší, což je poměrně náročný technologický postup.Atmospheric air filtration uses various nonwoven filter mats produced mainly by bonding technology. Most often these are fibrous webs reinforced with binder, which are usually applied by spraying and then dried, which is a relatively demanding technological process.

Je známé, že dobrého filtračního efektu se dosahuje u pojených rohoží, v nichž se střídají vlékenné vrstvy lišící se jemností vláken a kde se pojivo nanáší během vrstvení vlákenných vrstev. Nevýhodou tohoto vrstveného filtračního materiálu je přerušovaný a poměrně pracný technologický postup jeho výroby.It is known that a good filtering effect is achieved with bonded mats in which cloth layers of varying fiber fineness alternate and where the binder is applied during the lamination of the fiber layers. The disadvantage of this layered filter material is the intermittent and laborious technological process of its production.

Jiný známý druh filtrační textilie se vyrábí z nekonečných skleněných vláken, která jsou navzájem spojené e k dosažení lepšího filtračního účinku jsou olejovaná. Takto vytvořená rohož má na jedné své straně pojivém přichycenou armaturu, která umožňuje lepší manipulaci s textilií, např. při jejím použití na převíjecí filtry.Another known type of filter fabric is made of continuous glass fibers which are bonded to each other and are oiled to achieve a better filter effect. The mat thus formed has on one side a bonding armature attached to it which enables better handling of the fabric, for example when used on rewinding filters.

Právě popsané známé filtrační textilie vykazují sice potřebnou jímavost pevných částic,The known filter fabrics just described exhibit the requisite capacity of solid particles,

198 852198 852

198 832 avšak neuspokojivou schopnost odlučovat malé částice. Také hmotnost a tím i tloušťka známých pojených rohoží je velká, takže nelze z nich vytvářet delší nébel na cívkách převíjecích filtrů. Z tohoto důvodu ae pro dofiltrování jemných částic používá na převíjací filtry nebo na pevné rámečky speciálně zhotovený vícevrstvý filtrační papír, který však je nedostatečně pevný.198 832 but unsatisfactory ability to separate small particles. Also, the weight and hence the thickness of the known bonded mats is large, so that they cannot be made longer on the reels of the rewinding filters. For this reason, for filtering fine particles, it uses a specially made multi-layer filter paper for rewinding filters or fixed frames, but which is insufficiently strong.

Rovněž je známé, zejména při odlučování tlakového vzduchu v chemiatrech, používat filtračního materiálu z velmi jemnýoh vláken upravených do tvaru koše nebo navíjených filtračních svíček. I když je u tohoto filtračního materiálu použito hrubších vláken na vstupní straně, tak přesto je poměrně malý rozdíl v pórovitoati mezi oběma stranami.It is also known, in particular when separating compressed air in chemiators, to use filter material of very fine basket-shaped fibers or wound filter candles. Although coarser fibers on the inlet side are used with this filter material, there is still a relatively small difference in porosity between the two sides.

Známé vpiohované filtrační textilie jsou o hmotnosti převážně nad 300 g/m², aby ae zajistila potřebná filtrační účinnost. Při této hmotnosti je poměrně tlustá, tedy nevhodná k vytváření delšího nábalu. U hmotnosti pod 300 g/m se u známých vpic hovených filtračních textilií nedosahuje ani potřebné pevnosti, ani filtrační účinnosti.Known spiked filter fabrics are predominantly above 300 g / m ² to provide the necessary filtration efficiency. At this weight it is relatively thick, thus unsuitable for forming a longer wrap. At less than 300 g / m < 2 >, neither the strength nor the filtration efficiency is achieved in the known lining filter fabrics.

Právě popsané nevýhody známých filtračních textilních materiálů odstraňuje netkaná textilie pro hloubkovou filtraci, sestávající alespoň z jednoho druhu chemických vláken, z nichž alespoň část jsou vlákna termoplastická, a tato chemická vlákna vytvářejí soudržnou vlákennou vrstvu, jejíž vstupní strana ee liší od výstupní strany, a podstata této natkané textilie spočívá podle vynálezu v tom, že netkaná textilie, vytvořená z vlákenné vrstvy o hmotnosti 100 až 300 g/m , je na výstupní straně hladká, tuhá, podobná spíše pspíru než, textilii, kdežto na vstupní straně má povahu měkké textilie a nahodile uspořádaným, převážně však ležíoím vlasem, vytvořeným z jednotlivých vláken vlákenné vrstvy a pórovitost výstupní strany je v rozmezí od 75 % do 90 %, kdežto pórovitost vstupní strany je od 90 % do 99 %, přičemž vlákenná vrstva je zpevněna jednak ve své tloušťce 30 až 100 vaznými body/cm , sestávájíoími z některých vláken této vrstvy, protažených částí své délky tloušťkou této vrstvy a jednak na avé výstupní straně termoplastickými vlákny, vytvářejícími svary v místech překřížení i dotyku vláken. U jednoho možného provedení netkané textilie sestává vlákenná vrstva ze syntetických jednosložkových vláken o jemnosti 3,3 dtex až 35,0 dtex, např. z vláken polyesterových, polypropylenových, polyamidových. Ja však možné použit i vícesložkových syntetických vláken eamých nebo ve směsi s jednosložkovými syntetickými vlákny. U jiného možného provedení netkané textilie sestává vlákenná vrstva ze dvou dílčích vrstev odlišných vláken, např. z dílčí vrstvy viskózových vláken, umístěné na vstupní straně netkané textilie, a z dílčí vrstvy jednosložkových nebo/a vícesložkových syntetických vláken, umístěné na výstupní straně netkané textilie.The just described disadvantages of known filter textile materials are eliminated by a deep woven nonwoven fabric consisting of at least one kind of chemical fiber, at least a portion of which is thermoplastic, and these chemical fibers form a coherent fiber layer whose inlet side ee differs from the outlet side and according to the invention, the nonwoven fabric formed from a fibrous layer of 100 to 300 g / m 2 is smooth, stiff on the exit side, more like a spider than the fabric, whereas on the inlet side it is a soft fabric and a randomly arranged but predominantly pile formed from individual fibers of the fibrous layer and the porosity of the outlet side is in the range of 75% to 90%, while the porosity of the inlet side is from 90% to 99%, the fiber layer being reinforced up to 100 binding points / cm, p they consist of some of the fibers of this layer, stretched over a portion of their length by the thickness of the layer and, on the other hand, on their exit side by thermoplastic fibers forming welds at the points of intersection and contact of the fibers. In one possible embodiment of the nonwoven fabric, the fiber layer consists of synthetic mono-component fibers having a fineness of 3.3 dtex to 35.0 dtex, eg polyester, polypropylene, polyamide fibers. However, it is also possible to use multicomponent synthetic fibers or in admixture with monocomponent synthetic fibers. In another possible embodiment of the nonwoven fabric, the fibrous layer consists of two sub-layers of different fibers, eg a viscose fiber sub-layer disposed on the inlet side of the nonwoven fabric and a sub-layer of mono-component and / or multicomponent synthetic fibers disposed on the outlet side of the nonwoven.

Netkaná textilie podle vynálezu je výhodná tím, že ee při její výrobě nepoužívá pojivá, které zpravidla má jiné vlastnosti než vlákna vytvářející netkanou textilii. Další její výhodou je nápadně velká rozdílnost obou povrchů. Na vstupní straně, tj. ns straně vstupu vzdušiny nebo kapaliny do filtrační netkané textilie, je povrch řídký a zhušťuje se va směru ka druhému povrchu, který je nejhuatěí a je podobný apíěe papíru než textilii. Tento, v porovnání se vstupní stranou, poměrně hustý a tuhý povrch, vzniká tepelným netavením termoplastických vláken, čímž se vytvoří hladká tuhá povrchová vrstva, která nejenže vykazujeThe nonwoven fabric of the invention is advantageous in that it does not use binders in its manufacture, which generally have different properties than the nonwoven forming fibers. Another advantage is the noticeably large diversity of the two surfaces. On the inlet side, i.e., the inlet side of the air or liquid into the filter nonwoven fabric, the surface is sparse and densifies in and towards the second surface which is the most dense and similar to the paper than the fabric. This, compared to the inlet side, is a relatively dense and rigid surface, produced by the thermal melting of thermoplastic fibers, thereby forming a smooth, rigid surface layer that not only exhibits

198 8S2 požadovanou prodyšnost, ale také v sobě zakotvuje vlékna vytvářející netkanou textilii.198 8S2, but also anchors the nonwoven fabric.

Tím se zabrání uvolňování vláken z textilie. Dále třeba vyzvednout jednoduchý výrobní postup, který pouze vyžaduje u podniků vybavených rounotvorným zařízením a vpichovacím strojem, zařadit do výrobní linky ještě natavovací zařízení, které však najde uplatnění i při · výrobě jiných filtračních netkaných textilií. Konečně třeba upozornit, že pro výrobu netkaných textilií podle vynálezu lze použít nejen standardních vláken, ale jsou vhodná i odpadové vlákna.This prevents the release of fibers from the fabric. Furthermore, a simple manufacturing process, which only requires for plants equipped with a spunbonding machine and a needling machine, to include a melting plant in the production line, which is also used in the manufacture of other filter nonwoven fabrics. Finally, it should be noted that not only standard fibers can be used to produce the nonwoven fabrics of the invention, but also waste fibers are suitable.

Další výhody netkané textilie pro hloubkovou filtraci lépe vyniknou z popisu příkladů jejího provedení.Further advantages of the non-woven fabric for depth filtration will better exemplify the description of the embodiments thereof.

Příklad 1Example 1

Netkaná textilie pro hloubkovou filtraci, určená pro přfevíjecí filtry klimatizačního zařízení v textilním průmyslu se vyrobí takto :A non-woven fabric for depth filtration, intended for the rewinding filters of air-conditioning equipment in the textile industry, is produced as follows:

Ze střížových polyesterových vláken o jemnosti 20 dtex a délce 90 mm se připravíIt is prepared from staple fibers of 20 dtex and 90 mm in length

2 vlákenné rouno o hmotnosti 300 g/m , které se předzpevní 3,2 vpichy/cm .2 fiber fleece of 300 g / m, pre-consolidated with 3.2 punctures / cm.

Předzpevněné vlákenné rouno se vpichuje plstícími jehlami 15 x 18 x 36 x 3,5 RB NKU 2 měrným počtem 50 vpichů/cm při hloubce vpichu 17 mm.The pre-consolidated fiber web is stitched with felting needles 15 x 18 x 36 x 3.5 RB NKU 2 with a specific number of 50 stitches / cm at a stitching depth of 17 mm.

Potom se vpichovaná textilie na straně vpichu tepelně natavuje a uhlazuje, přičemž se polyesterové vlékna, nacházející se na povrchu této strany, alespoň částečně roztaví a vytvoří svary v místech překřížení i dotyku vláken.Then, the needle-punched fabric is thermally melted and smoothed, the polyester filaments present on the surface of the side being at least partially melted to form welds at the points of intersection and contact of the fibers.

Hladká natavená strana, vytvářející výstupní stranu vzdušiny, vykazuje porovitost kolem 86 %, kdežto porovitost vstupní strany je kolem 98 %, Tato vstupní strana má povahu měkké textilie s nahodile uspořádaným, převážně však ležícím vlasem, vytvořeným z jednotlivých vláken rouna, přičemž většina těchto vláken je zakotvena v netavené vrstvičce, vytvořené na výstupní straně netkané textilie pro hloubkovou filtraci.The smooth molten side forming the exit side of the air has a porosity of about 86%, while the porosity of the inlet side is about 98%. This inlet side has the nature of a soft fabric with a randomly arranged but predominantly pile formed from individual fleece fibers. it is anchored in a non-molten film formed on the exit side of the non-woven fabric for depth filtration.

Vyrobená netkaná textilie má tloušťku kolem 2 mm a hmotnost kolem 200 g/m^.The produced nonwoven fabric has a thickness of about 2 mm and a weight of about 200 g / m 2.

Příklad 2Example 2

Netkaná textilie pro hloubkovou filtraci, určená na vstupní i výstupní vrstvu filtračních náplní pro ehemistry k čištění tlakového vzduchu v agresivním prostředí, se vyrobí takto :A non-woven fabric for deep filtration, intended for both inlet and outlet layers of filter cartridges for ehemistry for cleaning compressed air in aggressive environments, is produced as follows:

Ze střížových polypropylenových vláken o jemnosti 17 dtex a délce 90 mm se připraví pPolypropylene staple fibers of 17 dtex and a length of 90 mm are prepared by p

vlákenné rouno o hmotnosti 450 g/m .fiber fleece weighing 450 g / m.

Takto připravené, případně ještě vpichováním předzpevněné vlákenné rouno se vpichuje 2 2 vpichy/cm z každé strany, tj. celkem 100 vpichy/cm za použití plstících jehel 15 x 18 x 36 x 3,5 RB SUPER SPECIÁL. Při prvním průchodu vpichovacím strojem je hloubka vpichu 17 mm, kdežto při druhém průchodu 19 mm.The pre-consolidated fiber fleece thus prepared is then stitched with 2 2 stitches / cm from each side, i.e. a total of 100 stitches / cm using felting needles 15 x 18 x 36 x 3.5 RB SUPER SPECIAL. In the first pass through the needle punching machine, the insertion depth is 17 mm, while in the second pass, it is 19 mm.

Potom se strana prvního vpiohovéní tepelně nataví a uhladí, aby se vytvořil hladký, tuhý, papíru podobný povrch, vytvářející výstupní stranu filtrační netkané textilie.Then, the side of the first inhalation is thermally melted and smoothed to form a smooth, stiff, paper-like surface forming the exit side of the filter nonwoven.

pp

Vyrobená netkaná textilie pro hloubkovou filtraci vykazuje hmotnost 250 až 300 g/mThe produced nonwoven fabric for deep filtration has a weight of 250 to 300 g / m

198 8S2 _y a pórovitost na vstupní straně keleo 97 %, kdežto na výstupní straně kolem 84 %» Tlouštka textilie je kolem 2,5 mm a vzhled vstupní strany je jako u textilie z příkladu 1«198 8S2 _y and porosity on the inlet side 97%, while on the outlet side about 84% »The fabric thickness is about 2.5 mm and the appearance of the inlet side is the same as in the fabric of Example 1«

Příklad 3Example 3

Netkaná textilie pro hloubkovou filtraci, určené pro rámečkové nebo převíjecí filtry na atmosférickou filtraci se vyrobí takto :Non-woven fabric for depth filtration, intended for frame or rewind filters for atmospheric filtration, is produced as follows:

Ze atřižovýoh vláken o jemnosti 3,9 dtex a délce 60 mm ae připraví první dílčí vrstva o hmotnosti kolem 90 g/m , určené na vstupní stranu netkané textilie.From a staple fiber having a fineness of 3.9 dtex and a length of 60 mm and e, it prepares a first partial layer of about 90 g / m < 2 >

Ze atřižovýoh bikomponentních vláken polyestsr/polypropylen o jemnosti 3,3 dtex a oOf polystyrene / polypropylene bicomponent fibers with a fineness of 3.3 dtex and

délce 60 mm se připraví druhá dílčí vrstva o hmotnosti kolem 90 g/m určená na výstupní střenu netkaná textilie.length 60 mm, a second partial layer of about 90 g / m < 2 > is prepared on the exit web of the nonwoven.

Potom se druhá dílčí vrstva položí na první dílčí vrstvu a takto navrstvené rouno o hmotnosti kolem 180 g/m² se vpichuje ze strany druhé dílčí vrstvy, tj. ze strany bikomponeútních vláken pomocí plstících jehel 15 x 18 x 36 x 3 CB NKU při měrném počtu 70 vpio ohů/cm a hloubce vpichu 13 mm*Then, the second sublayer is laid on the first sublayer and the laminated web of about 180 g / m @ ² is stitched from the side of the second sublayer, i.e. from the bicomponeut fiber side using felting needles 15 x 18 x 36 x 3 CB NKU at specific 70 ppi bends / cm and a 13 mm insertion depth *

Vpichovaná textilie se nataví ze strany bikomponentních vláken, vytvářejících výstupní stranu. Netavením se dosáhne stejného účinku jako u příkladu 1 a 2, tj. hladkého tuhého povrchu textilie na výstupní straně a zakotvení vláken v natavené vrstvičce bikomponentních vláken, což je v tomto příkladě důležité, protože při nízké hmotnosti textilie, pohybu2 jící ae mezi 100 až 120 g/m , by pouhým vpichováním nebylo možné vyrobit filtrační netkanou textilii o požadované pevnosti a filtrační účinnosti.The needled fabric is melted from the side of the bicomponent fibers forming the exit side. Non-melting results in the same effect as in Examples 1 and 2, i.e., the smooth rigid surface of the fabric on the outlet side and the anchoring of the fibers in the melted bi-component fiber layer, which is important in this example. g / m, it would not be possible to produce a filter nonwoven having the required strength and filtration efficiency by simply needling.

Takto vyrobená netkaná textilie je tlustá kolem 0,8 mm a její pórovitost se pohybuje na Vstupní straně v rozmezí 90 % až 95 %, kdežto na výstupní straně kolem 75 %·The nonwoven fabric thus produced is about 0.8 mm thick and has a porosity of 90% to 95% on the inlet side, while about 75% on the outlet side.

Přiklad 4Example 4

Netkaná textilie pro hloubkovou filtraci, určená pro vodohospodářskou melioraci, např. k obalování děrovaných pólyvinylchloridovýeh drenážních trubek, se vyrobí takto :A non-woven fabric for depth filtration, intended for water management amelioration, eg for wrapping perforated polyvinyl chloride drainage pipes, is produced as follows:

Připraví as směs hrubých odpadových syntetických vláken, zde polypropylenových stříŽových vláken, která obsahuje 70 hmot. % vláken jemnosti 17 dtex a 30 hmot. % vláken jemnosti 35 dtex, přičemž délka obou druhů vláken ae pohybuje v rozmezí 60 až 120 mm.They prepare a mixture of coarse waste synthetic fibers, here polypropylene staple fibers, which contains 70 wt. % of fibers of 17 dtex and 30 wt. % of the fibers having a fineness of 35 dtex, the length of both fibers ae being in the range of 60 to 120 mm.

Z této směsi hrubých syntetických vláken se vyrobí vlákenné rouno o hmotnosti kolemFrom this mixture of coarse synthetic fibers, a fibrous web having a weight of about 20,000 is produced

2 350 g/m , které se potom vpichuje z jedné strany intenzitou 30 vpichů/om za použití plstících jehel 15 x 18 X 32 X 3,5 BB NKU při hloubce vpichu 15 mm.2350 g / m < 2 > which is then punched from one side with an intensity of 30 punches using 15 x 18 X 32 X 3.5 BB NKU felting needles at a 15 mm insertion depth.

Vpichovaná textilie se nataví a uhladí na straně vpichováním protažených vláken.The needled fabric is melted and smoothed on the needling side of the elongated fibers.

Takto zhotovená netkaná textilie o tlouěíce kolem 3 mm vykazuje hmotnost kolem 220 g/m a pórovitost ne vstupní straně kolem 99 %, kdežto na výstupní straně kolem 90 %.The nonwoven fabric thus produced having a thickness of about 3 mm has a weight of about 220 g / m < 2 > and a porosity on the inlet side of about 99%, while on the outlet side about 90%.

Je ložné zde použít místo odpadových polypropylenových vláken i odpadová polyesterová a polyamidová vlákna. Při navíjení netkané textilie na děrované drenážní trubky se poohopitel ně textilie dotýká svou hladkou netavenou stranou drenážní trubky. Při filtraci se VětSi půdní Částice zachytí ve vlasu řídká vetupni strany, takte nedojde k ucpání otvorů v drenážníIt is also possible to use polyester and polyamide fibers instead of waste polypropylene fibers. When the nonwoven web is wound onto perforated drainage pipes, the fabric is tangible with its smooth, non-molten side of the drainage pipe. During filtration, most of the soil particles are trapped in the hair by sparse access sides, so that the holes in the drainage line are not clogged

198 852 trubce, jak k tomu docházívá bez použití netkané textilie jako obalu.198 852 tube, as occurs without the use of a nonwoven fabric as a wrapper.

Claims

1. A non-woven fabric for depth filtration, consisting of a fibrous layer of 100 to 300 g / m and consisting of at least one kind of chemical fiber, at least a part of which is thermoplastic, and these chemical fibers form a cohesive liner layer, from the outlet side, characterized in that it is smooth, stiff on the outlet side, more similar to paper than fabric, whereas on the inlet side it has the nature of a soft fabric with a randomly arranged but predominantly pile formed from individual fibers of the fiber layer and porosity of the outlet The porosity of the inlet side is in the range of from 75% to 90%, while the porosity of the inlet side is in the range of from 90% to 99%, the fiber layer being reinforced with a thickness of 30 to 100 bonding points / cm 2 its length by the thickness of this layer, and secondly on its outlet side thermo plastic fibers forming welds at the points of intersection and contact of the fibers.

2. Nonwoven according to claim 1, characterized in that the fiber layer consists of synthetic single-component fibers, e.g. polyester, polypropylene, polyamide with a fineness of 3.3 dtex to 35.0 dtex and / or multi-component synthetic fibers, e.g. polypropylene.

3. Nonwoven according to claim 1, characterized in that the fiber layer consists of two partial layers of different fibers, for example a partial layer of viscose fibers disposed on the inlet side of the nonwoven fabric and a partial layer of one-component and / or multi-component synthetic fibers. on the exit side of the nonwoven fabric.