CS243366B1 - Vpichovaná filtrační textilie - Google Patents

Abstract

Vpichovaná filtrační textilie, určená zejména pro filtraci různých tekutin, zejména mléka a olejů, je vytvořena alespoň převážně z termoplastických syntetických, zejména polyesterových vláken, která jeóu uspořádána do dvou na sobě položených vrstev, z nichž v jedné jeou orientována podélně a v druhé příčně. Textilie je tlustá 0,6 mm až 3,0 mm a z této tlouštky připadá na první vrstvu 10 % až $5 * a na druhou vrstvu 90 % až 55 %· Alespoň na jednom povrchu jsou termoplastická vlákna autohezně spojená se sousedními vlákny a vytyářejí tenoučkou, pórovitou vlákennou zpevnovací povrchovou strukturu, za kterou je měkká vlákenné filtrační vrstva, v níž jsou vlákna mechanicky kluzně provázána vlákennými svazečky, procházejícími celou,tlouStkou textilie v počtu 20 až 150 na t cm a spojujícími obě vrstvy.

Description

Vynález ae týká vpichovaná filtrační textilie, vhodné pro filtraci různých tekutin, zejména mléka a olejů, vytvořené alespoň převážné z termoplastických syntetických vláken a obsahující ve své tlouSÍce první vrstvu z převážně podélně orientovaných vláken a druhou vrstvu z převážně příčně orientovaných vláken.

Při filtraci mléka se dosud používají různé tkané filtrační plachetky nebo pleny, které však nemají dostatečnou zachycovací schopnost nebo průtočnost. Vzhledem k jejich ceně se tkané filtry používají vícekrát.

Po každém použití se filtry perou a vyvářejí, avšak ne vždy kvalitně, takže bývají zrodem mikroorganismů. Při praní může navíc dojit k naruěení vazební soustavy nití, čímž se zhorěuje filtrační účinek.

Rovněž jsou známé vatové filtry pro jednorázové použití při filtraci mléka. Tyto filtry mají malou průtočnost a nezaručují potřebnou filtrační schopnost, protože se snadno deformují, jak už při sestavování filtru, tak i při vlastni filtraci, kdy dochází k rozplavování filtru a odnáěení jeho vláken do přefiltrovaného mléka.

Také jsou známé pojené filtry, které sestávají ze dvou vzájemně pojivém spojených filtračních vrstev a z řídké krycí tkaniny. První filtrační vrstva ja o hmotnosti 100 až 500 g/ra ' a je vytvořena z celulozových nebo syntetických vláken.

Druhá vrstva o hmotnosti nejméně 75 g/m obsahuje celulózová nebo syntetická vlákna, která jsou jemnější než v první vrstvě a navíc jsou uspořádána do tří pásem, v nichž se postupně zvětěuje jemnost vláken.

Nevýhodou těchto filtrů je velké spotřeba materiálu a poměrně složitá jejich výroba, protože zahrnuje výrobu několika odlišných vlákenných roun a navíc i tkaniny.

Z popisu vynálezu k čs. AO č. 168 211 je známý pojený filtrační materiál, určený k jednorázovému použiti při filtraci mléka a který při hmotnosti 45 až 100 g/m obsahuje 60 až 95 % hmot. nejméně jednoho druhu vískózové stříže a 40 až 5 * hmot. termoplastického pojivá ve formě termoplastických vláken nebo prášku na bázi polyetylénu nebo polyamidu nebo kopolymerů vlnylchlorid-vinylidenchloridu.

Tento filtrační materiál přinesl zlepšení proti dřívějšímu stavu co do čistoty přefiltrovaného mléka a co do počáteční průtočnost! mléka. Lze mu jen vytknout nevýhody vyplývající z povahy pojených netkaných textilií zpevněných práškovým nebo jiným termoplastickým pojivém.

Mé-li se zabránit uvolňování vláken z pojené vrstvy, což u filtračních textilií je nezbytné, musí být pojivo rozmístěno v celé tloušlce textilie a musí se použít vyššího tlaku za současného působení tepla,· aby se dosáhlo potřebného propojení a zpevnění vlákenné vrstvy.

Tím se však zhutní vrstva, přičemž pojivo zaplní prostory mezi vlákny a tím sníží průtočnost kapaliny vrstvou. U mléčných filtrů se musí použít zdravotně nezávadné pojivo, ale toto pojivo není snadno dosažitelné, často se musí dovážet z ciziny.

Během filtrace může docházet k vyluhování pojivá do filtrovaná kapaliny. Tři tlakové filtraci, kdy se používají filtrační textilie ve tvaru |iadic, nezřídka dochází k roztržení hadice, protože struktura pojené netkané textilie a její spojení nestačí snést vyšší tlak.

Je proto pochopitelné, že se pro filtraci začalo používat vpichovaných textilii, které nepotřebují pojivo. Z popisu vynálezu k sovětskému AS č. 646 000 je známý netkaný dvourrstvý 'i o»*’' který sestává ze dvou vlákenných roun lišících se orientací vláken, ítt/r orientace vláken jednoho rouna je kolmý k orientaci· vláken druhého rouna. V případě eoužiti ‘Λ!. .· cextilie pro filtraci kapalin se sice odstraňují nevýhody pojených netkaných Wt.iii i , zaviněné druhem použitého pojivá, avšak spolehlivě se neodstraňují nevýhody vznikají. uvolňováním vláken a nedostatečnou soudržností filtrační vrstvy. Chybí zde nějaké další zpevněni struktury vpichované textilie.

Z popisů vynálezů k čs. AO š. 215 775 a 215 777 jsou známé vpichované separační textilie, u nichž se připouští i možnost jejich použiti k filtraci mléka. Obě tyto textilie sestávají ze dvou vlákennýoh roun, z nichž v jednom jsou vlákna orientována podélně a v druhéia příčná nebo nahodile.

V prvním vynálezu je použito polypropylenových nebo polyamidových vláken ve směsi s viskózovými vlákny. V druhém vynálezu se navrhuje použít pouze syntetická vlákna, a to zejména polypropylenová vlákna nebo směs polypropylenových a polyamidových vláken. V obou vynálezech se navrstvená rouna zpevní vpichováním, načež se vpichovaný polotovar upraví soufiasnýni působením tepla a tlaku na kalandru nebo natavovacím zařízení, čímž dojde k propojení polotovaru v celé jeho tloušíce netavenými nebo roztavenými syntetickými vlákny.

hotový výrobek vykazuje hmotnost 55 až ,10 g/m^ a tlouštku 0,2 až 0,8 mm, přičemž omakem se podobá papíru. U provedení textilie, vhodného pro filtraci mléka, jsou obě rouna připravena ze směsi 50% polypropylenových vláken a 50% viskózovýeh vláken a po kalandrování vykazuje hmotnost 60 g/nr a tloušlku 0,3 mm.

Obě tyto známé textilie slouží především jako separační vrstva a nosič elektrolytu různých typů elektrochemických zdrojů proudu, kde se plně osvědčily. Při filtraci mléka se však projevily nevýhody} textilie je v celé své tloušíce příliš hutná a tuhá, obsahuje málo dutin mezi vlákny, takže během filtrace dochází k velké tlakové ztrátě a rychlému ucpání filtrační textilie, která neumožňuje tzv. hloubkovou filtraci a dosáhnout přefiltrování alespoň 300 litrů mléka jednou filtrační hadicí.

Navíc polypropylenová vlákna silně pohlcují tuk, což je nežádoucí z hlediska hospodářského i z hlediska funkce filtrační vrstvy, přičemž ne všechna polypropylenové vlákna jsou vhodné pro filtraci poživatelných kapalin či nápojů při posuzování z hlediska zdravotnického.

Na základě bohatých zkušeností získaných při vývoji obou právě uvedených známých separačních textilií a na základě informací o uplatnění výše popsané známé textilie podle čs. AO č. 168 2,1 bylo možné odstranit všechny výše zmíněné nevýhody navržením vpichované filtrační textilie, vhodné pro filtraci různých tekutin , zejména mléka a olejů, vytvořené alespoň převážně z termoplastických syntetických vláken a obsahující ve své tloušíce první vrstvu z převážně podélně orientovaných vláken a druhou vrstvu z převážně příčně orientovaných vláken a podstata této vpichované filtrační textilie spočívá podle vynálezu v tom, že z tloušíky textilie, která je v rozmezí od 0,6 mm do 3,0 mm, připadá 10% až 45% na první vrstvu a 90 % až 55% na druhou vrstvu, přičemž alespoň na jednom povrchu textilie je většina pouze povrchových vláken slepena alespoň některými povrchovými autohezními termoplastickými vlákny alespoň v některých místech jejich vzájemného dotyku a vytváří hladkou, pórovitou, vlékennou zpevňovací povrchovou strukturu, za níž je z ostatních vláken textilie vytvořena měkká, pružná, vlákenná filtrační struktura, která mezi vlákny obsahuje množství otevřených nepravidelných dutin a v níž jsou vlákna mechanicky kluzně provázána vaznými vlékennými svazečky, vytvořenými z některých vláken textilie a vtaženými do tloušíky textilie. v níž jsou stejnoměrně rozmístěné v počtu 20 až 100 na 1 cra^ textilie a spojují druhou vrstvu s první vrstvou.

U vpichované filtrační textilie, určené k filtraci mléka nebo mastných kapalin, je obzvláště výhodné, když první vrstva sestává buS z autoheznč pojené vrstvy polyesterových

2 vláken o hmotnosti 15 »8 30 g/m , anebo z vlákenného rouna o hmotnosti 60 až 90 g/m vytvořeného z polyesterových vláken nebo ze směsi polyesterových vláken s viskosovými vlákny, zatímco pro filtraci nemastných kapalin či vzdušin lze nahradit polyesterová vlákna jinými syntetickými vlákny, zejména polypropylenovými vlákny.

Obdobně je tomu u druhé vrstvy, kterou pro filtraci mastné kapaliny nebo vzdušiny je nejlépe zhotovit z vlákenného rouna o hmotnosti 60 až 120 g/m obsahujícího bu3 jen polyesterová vlákna nebo směs polyesterových a viskózových vláken, kdežto pro filtraci nemastných kapalin či vzduSin se mohou nahradit polyesterová vlákna i jinými syntetickými, zejména polypropylenovými vlákny.

Za účelem dokonalého mechanického provázání vláken je obzvláště výhodné použít u syntetických vláken směs nejméně dvou odlišných jemností a dálek, například 50% hmot. vláken jemnosti 1,7 dtex a délky 38 mm a 50 % hmot. vláken jemnosti 4,4 dtex a délky 65 mm.

V případě, že na obou površích textilie je vytvořena vlékenná zpevňovacl povrchová struktura, pak jedna z nich může mít jemnější strukturu.

Z uvedeného názorně vyplývá, jak vynález zlepšuje filtrační textilii v porovnání s popsanými známými textiliemi.

1. Odstraňuje práškové pojivo a poměrnou tuhost, které jsou nevýhodami u textilie podle AO č. 168 211.

2. Přejímá jednak orientaci a jednak mechanické, kluzné provázání vláken v tlouštce ' textilie z vynálezu podle sovětskéhoΆΟ č. 646 000, ale přitom zlepšuje strukturu textilie.

3. Využívá termoplastických syntetických vláken k vytvoření zpevněné struktury textilie, známé z vynálezu podle AO č. 2,5 775,-avšak, což je velmi důležité, vytváří tuu, ale velice tenoučkou zpevňovací strukturu jen na povrchu textilie, kdežto uvnitř textilie je zachována měkká, pružná filtrační struktura obsahující množství otevřených dutin a pouze mechanické provázání vláken, jež umožňuje mírný kluzný pohyb vláken. Z tohoto odvodu bylo nutné zvětšit tlouětku na dvou- až třínásobek tlouštky této známé textilie.

4. Vynález zajišluje zdravotní nezávadnost u textilie pro filtraci mléka či jiných poživatelných kapalin použitím polyesterových vláken a u všech provedení textilie navrhuje· konstrukci vlákenných vrstev, která umožňují potřebnou průtočnost tekutin při požadované filtrační účinnosti.

5. Vstupní vysoce pórovitý povrch a objemná vlékenná struktura uvnitř tlouštky textilie dovolují využít hloubkového účinku filtrace, čímž se rozumí postupné zaplňování tlouštky textilie zachycenými něčistotami, takže se prodlužuje životnost textilie, například u tlakové filtrace mléka převyšuje minimálně požadovanou hodnotu 300 1 mléka.

6. Hladká, pórovitá vlékenná zpevňovací povrchová struktura na výstupní straně jednak zpevňuje textilie a jednak zabraňuje nejen pronikání zachycených nečistot do přefiltrované tekutiny, ale i uvolňování vláken z textilie a jejich odnášení přefiltrovanou tekutinou.

7. Vynález umožňuje vytvořit jen 0,6 až 3,0 mm tlustou filtrační textilii kombinací vpichování a ustavování, přičemž v jedná části tloušlky textilie je zachována objemná vlékenná struktura a v druhá části její tloušlky je vytvořena méně poddajná zpevňovací povrchová struktura, což u tak tenkých textilií je překvapivé.

8. Textilie se může snadno konfekcionovat do tvaru filtračních hadic svařováním nebo sešíváním, přičemž vykazuje potřebnou rozměrovou stálost při potřebné pevnosti, stejno měrném filtračním účinku a při zanedbatelné tlakové ztrátě.

Výhody vynálezu lépe vyniknou z popisu příkladů jeho provedení.

Přikladl

Vpichovaná filtrační textilie, vhodné zejména pro tlakovou filtraci mléka, se vyrobí takto:

Nejprve se připraví první vrstva, kterou zde autohezně pojené vlákenná vrstva o hmotnosti 15 až 30 g/m^, v tomto příkladě 20 g/m , vytvořená ze zdravotně nezávadných polyesterových, převážně podélně orientovaných vláken jemnosti 4,4 dtex a délky 65 mm.

2

Na tuto první vrstvu se položí druhá vrstva o hmotnosti 60 až 120 g/ra , zde 80 g/m , vytvořená z převážně příčně orientovaného rouna sestávajícího z vlákenné směsi obsahující 60 % hmot. zdravotně nezávadných polyesterových vláken o jemnosti 1,7 dtex a délce 38 mra a 50 % hmot. zdravotně nezávadných polyesterových vláken o jemnosti 4,4 dtex a délce 65 mm.

Potom se navrstvený útvar poprvé zpevní vpichováhím ze strany druhé vrstvy, provedeným intenzitou 20 až 50 vpichů/cnr pomocí jehel o jemnosti 34 nebo 36 gauge s ostny tvaru NkU. Při vpichování se vytvářejí z některýcn vláken vazné vlákenné svazečky, obsahující převážně jemnějéí vlákna, kterými jsou zde vlákna jemnosti 1,7 dtex.

Vazné vlákenné svazečky jsou pravidelně rozmístěné po celé ploše textilie v počtu rovnajícímu se počtu vpichů a jsou vtažené do tlouštky textilie, kde se provazují s ostatními vlákny textilie a tím mechanicky spojují druhou vrstvu s první vrstvou.

Mechanické spojení je takové povahy, že dovoluje velmi omezený kluzný pohyb vláken při ohýbání textilie, přičemž mezi vlákny je množství nepravidelných otevřených dutin.

Nakonec se provede druhé zpevnění vpichovaného vrstveného útvaru na známém natavovacím zařízení, nejprve ze strany druhé vrstvy a potom ze strany první vrstvy, přičemž vpichovaný vrstvený útvar postupuje rychlostí 6 až 8 m/min.

Vzdálenost povrchu vpichovaného vrstveného útvaru od topných těles se zvolí tak, aby doělo ke slabému netavení pouze povrchových syntetických vláken, při zvolené rychlosti postupu natavovaného útvaru, čímž se natavené vlékna slepí v místě dotyku se sousedními vlákny a vytvoří tenoučkou, hladkou, pórovitou vlákennou zpevnovací povrchovou strukturu, za níž zůstává nedotčena vpichovaná vlákenné filtrační struktura, v níž jsou vlákna pouze mechanicky provázána, nikoliv autohezně.

Takto vyrobená filtrační textilie vykazuje tyto parametry: hmotnost 140 g/m , tlouštka

0,9 mm, pevnost v podélném směru 50 N, pevnost v příčném směru 100 K, prodyšnost při 50 Po 2

560 litrů na 1 m .za sekundu.

Γ ř í k l..a d 2

Vpichovaná filtrační textilie, určená zejména na krycí vrstvy vy sokoú činných filtračních materiálů a pro filtraci olejů, 3e vyrobí takto:

řrvnl vrstva se vyrobí z vlákenné směsi sestávající * 50 % hmot. rclyestorových vlákor. s nichž jedna polovina jsou vlékna jemnosti 1,7 dtex a délky 38 um a druhá polovina js'-:t vlákna jeanosti 4,4 dtex a délky 65 mm, a.z 50 * hno’. viskózových vlák·n j»mno‘-ť 3.8 dtex a délfřy 60 mm. Tato vlákenná směs se myká a vycházející pavučina se vrství v podélném směru do rouna o hmotnosti 60 až 90 g/m², zde 80 g/m².

Na takto vytvořenou první vrstvu s převážně podélně orientovanými vlákny se klade druhá vrstva, kterou je vlákenné rouno o hmotnosti 80 až 110 g/m , zde 100 g/m , jež má stejné vlákenné složení jako první vrstva, ale vlákna jsou orientována převážně příčně.

Pak se na sobě položená rouna zpevní vpichováním intenzitou 50 až 100 vpiehů/cm , prováděným ze strany druhé vrstvy plstícími jehlami o jemnosti 38 nebo 40 gauge s ostny tvaru NKU.

Nakonec se provede druhé zpevnění na natavovacím zařízení, kde se nataví povrchové polyesterová vlákna na povrchu druhé vrstvy. Při natavování postupuje vpichovaný polotovar rychlostí 5 až 7 m/min. v takové vzdálenosti od topných těles, která zaručuje mírné netavení pouze povrchových vláken a vytvoření tenoučké zpevňovací struktury a zachování objemné vpichované vlákenné filtrační struktury ve zbývající tlouětee textilie, v níž jsou vlákna pouze mechanicky provázána, nikoliv autohezně slepená.

Je pochopitelné, že se při výrobě textilie podle vynálezu mohou použít i jiná syntetická vlákna, nejčastěji polypropylenová vlákna nebo směs syntetických vláken, například polypropylenových a polyesterových vláken; je však nezbytné, aby syntetická vlákna převažovala ve struktuře textilie.

Polypropylenová vlákna silně pohlcují tuk, proto nejsou vhodná pro filtraci mastných tekutin. Některá polypropylenová vlákna nevyhovují zdravotnickým předpisům, proto je nutné s tím uvažovat při konstrukci filtrační textilie určené k filtraci mléka či jiných poživatelných kapalin.

Rovněž je pochopitelné, že se textilie podle vynálezu může použít k filtraci různých tekutin, tedy nejen mléka a olejů, ale i lihovin, různých poživatelných kapalin, vody i vzduchu.

Claims (6)

1. Vpichované filtrační textilie, vhodná pro filtraci různých tekutin, zejména mléka a olejů, vytvořená alespoň převážně z termoplastických syntetických vláken a obsahující ve své tloušlce první vrstvu z převážně podélně orientovaných vláken a druhou vrstvu z převážně příčně orientovaných vláken, vyznačená tím, že z tloušlky textilie, které je v rozmezí 0,6 mm až 3,0 mm, připadá 10 % až 45 % na první vrstvu a 90 % až 55 % na druhou vrstvu, přičemž alespoň na jednom povrchu textilie je větěina pouze povrchových vláken slepena alespoň některými povrchovými autohezními termoplastickými synteticlqhsi vlákny alespoň v některých místech jejich vzájemného dotyku a vytváří hladkou, pórovitou, vlákennou zpevňovací povrchovou strukturu, za níž je z ostatníeh vláken textilie vytvořena měkká pružná, vlákenná filtrační struktura, která mezi vlákny obsahuje množství otevřených nepravidelných dutin a v níž jsou vlákna mechanicky kluzně provázána vaznými vlákennými svaze čky, vytvořenými z některých vláken textilie a vtaženými do tlouělky textilie, v níž jsou stejnoměrně rozmístěné v počtu 20 až 100 na 1 cm textilie a spojují druhou vrstvu s první vrstvou.

2. Vpichované filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tim, že první vrstva sestává z autohezně pojené vrstvy syntetických, zejména polyesterových vláken o hmotnosti ,5 až

30 g/m².

3. Vpichované filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že první vrstva sestává z vlákenného rouna o hmotnosti 60 až 90 g/m², vytvořeného buň jen ze syntetických, zejména polyesterových vláken, nebo ze směsi vláken syntetických, zejména polyesterových s viskózovými vlákny.

4. Vpichovaná filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že druhá vrstva je vytvořena z vlákenného rouna o hmotnosti 60 až 120 g/m² a sestávajícího buS jen ze syntetických, zejména polyesterových vláken, nebo ze směsi obsahující syntetická, zejména polyesterová vlákna a viskózová vlákna.

5. Vpichovaná filtrační textilie podle bodů 1 až 4, vyznačená tím, že v první vrstvě i v druhé vrstvě obsažená syntetická vlákna sestávající ze směsi nejméně dvou odliěných jemnosti a délek, například z 50 % hmot. vláken jemnosti 1,7 dtex a délky 38 mm a z 50 % hmot. vláken jemnosti 4,4 dtex a délky 65 mm.

6. Vpichovaná filtrační textilie podle bodů 1 až 5, vyznačená tím, že na obou povrěťch textilie je vytořena vlákenná apevňovací povrchová struktura, z nichž jedna má jemnějSí strukturu.