CS252128B1 - Filtrační textilie obsahující elektretové vlékna - Google Patents

Abstract

Filtrační textilie obsahující elektronové vlékna za štěpené folie veoaaěai se etřílovýei syntetickými vlákny je na výstupní atraně zpevněna mírným netavení* povrchových vláken a/nebo Břitkou vo formě děrované plošná textilie, filtrační textilie je jednovrstvá nebo vícevrstvá. V druhé* případě se vratvy liší orientací naho jemností vláken nebo aaě- aí vlákán. Textilie ja určena k použití v rámových, kapsových a převíjecích filtrech pro čištěni atmosférického vzduchu.

Description

Vynález se týká filtrační textilie obsahující elektretová vlékne z vyeokomolekulérního nepolárního materiálu. Tato filtrační textilie je určene k použití zejména v rámových, kapsových a převíjecích filtrech pro čištění atmosférického vzduchu v různých průmyslových provozech, jakož i v hotelích, správních budovách, obchodních domech, nemocnicích, kulturních zařízeních, v provozech výpočetních středisek, prostorů podzemních drah a jinde.

Je známé používat pro atmosférickou filtraci pojenou netkanou textilii, vyráběnou vrstvením pavučin syntetických vláken ze současného nanášení pojivá postřikem a následujícím sušením vrstveného útvaru. Nevýhodou této pojené filtrační textilie je pojivo, které je při filtraci vzduchem pasivní složkou, jež snižuj· filtrační^účlnek a zvyšuje tlakovou ztrátu. Také výroba této textilie je nevýhodné, protože ae pojivo musí nanášet na jednotlivé pavučiny před jejich vrstvením, eoš vede k diskontinuální výrobě a tím ke snížení produkce při zvýšených nákladech.

Při atmosferické filtraci ae také používají známé vplchované textilie zhotovené ze syntetických vláken. Tyto vplchované filtrační textilie s běžných syntetických vláken mají však nižší filtrační jímavoet v důsledku malých tlouštšk, které jaou ohzvláště potřebné pro rámové filtry.

Rovněž je známé použití elektretových vláken ne filtrační vrstvy. Patentový spis USA č. 2 740 184 popisuje vytváření elektretových nití nebo jiného vlékenného materiálu syntetické povehy. Tento syntetický vlákenný materiál ae v nahřátém, to je změkčeném stavu vystaví účinku elektrostatického pole, aby se mu dodal elektrický náboj, který ae pak zafixuje v materiálu ochlazením tohoto materiálu. Nevýhodou takto získaného elektretového vlékenného materiálu je malý permanentní náboj. Pro velké množství volných míst mezi vlákny nelze totiž dodet materiálu potřebně vysoký náboj, protože vysoké napětí na elektrodách, mezi nimiž sa vrstva vlékenného materiálu nachází, vyvolává výboj skrze volná místa mezi vlákny.

Z patentového spisu USA č. 4 178 157 je známý elektretový filtr zhotovený z vrstvy fóliových vláken, vytvořených ze štěpitelná fólie, která byl před štěpením dodán permanentní náboj. Vlákna mají obdélníkový příčný řez, tlouštku kolem 9/im a šířku kolem 39_zum. Filtr zhotovený z těchto elektretových fóliových vláken zajištuje dobrou filtrační účinnost, ale za cenu vyšší tlakové ztráty než filtry z kulatých syntetických vláken. Další nevýhodou filtru je lámavost fóliových vláken, což je nežádoucí při filtraci vzduchu v nemocnicích, v provozech výroby elektronických zařízení a podobně, protože přefiltrovaný vzduch obsahuje drobná úlomky vláken. Je obtížná, ne-li nemožné, zabránit úletu vláken z filtrační vrstvy vytvořené z fóliových vláken.

Konečně z britského patentového spisu č. 2 015 253 je známá vyrábět elektretová vlákna z foukané taveniny polypropylenu. Trvalý elektrický náboj se dodává mikrovláknům během jejich výroby. Tato mikrovlákna jsou určena na výrobu respirátorů. Ve vynálezu se popisuje filtrační vrstva, sestávající ze dvou pneumaticky vytvořených pavučin, každá o hmotnosti pod 1 g/m², které kryjí dvě vnitřní pavučiny z elektretových mikrovláken, z nichž každá p

o hmotnosti pod 1 g/m . Tato filtrační vrstva se hodí pouze na respirátory, u nichž se vyžadují nízké vdechovací a vydechcvací odpory; lze ji použít jen pro jemnou filtraci klasifikační třídy T a výše, v žádném případě pro hrubou a střední filtraci klasifikačních tříd A, B, C. Filtrační vrstvy z mikrovláken mají malou jímavoet, jelikož ve avé tloušlce obsahují málo volného prostoru, a proto jsou určeny pro jedno krátkodobá použití. Z uvedeného vyplývá, že tato mikrovlákna nejsou použitelná pro atmosférickou filtraci.

Uvedená nevýhody si klade za úkol odstranit filtrační textilie obsahující elektretová vlákna z vysokomolekulárniho nepolárního polymernlho materiálu a mající vstupní a výstupní stranu a její podstata spočívá podle vynálezu v tom, že je vytvořena ze vpichované textilie, jejíž nejméně jednovrstvé struktura sestává jednak z elektmetovýeh vláken ze štěpené fólie a jednak ze střížových syntetických vláken kulatého příčného řezu a na výstupní straně je textilie zpevněna netavenými povrchovými vlákny a nebo mřížkou.

V zájmu dosažení vysoká jímevostl prachu je výhodná, jsou-li elektretová vlákna i střížová syntetická vlákna hrubá, to je jemnosti zejména od 15 do 70 dtex, přičemž elektetová vlákna mají zabírat alespoň 40 % a nejvýše kolem 80 * s hmctooati vpichovaná textilie.

U filtrační textilie dochází k hloubková filtraci a tím k prodloužení její životnosti, vytvářejí-li elektretová vlákna směs se střížovýml syntetickými vlákny alespoň v části tlouělky vpichovaná textilie. Struktura vpichovaná textilie může být v různých provedeních, z nichž je pro názornost vhodná uvést alespoň tato čtyři:

U prvního provedení sestává vpichovaná textilie pouze z jedné vlákenná vrstvy vytvořené ze směsi elektretových vláken se střížovýml syntetickými vlákny, přičemž je výhodná, jsou-li oba druhy vláken převážně příčně nebo nahodile orientované a vzájemné co nejrovnoměrněji rozmístěné.

U druhého provedení sestává vpichovaná textilie ze dvou vrstev, z nichž vrstva na vstupní straně je vytvořena ze směsi elektretových vláken se střížovýml syntetickými vlákny, kdežto vrstva na výstupní straně sestává pouze ze střížových syntetických vláken, přičemž je výhodné, jsou-li vlékne v obou vrstvách převážně příčně orientovaná.

U třetího provedení je vpichovaná textilie vytvořena ze dvou vrstev sestávajících ze směsi elektretových vláken se střížovýml syntetickými vlákny, přičemž jedna polovina tlouělky každé vrstvy obsahuje převážně podélně orientovaná vlákna, kdežto druhá polovina obsahuje převážně příčně orientovaná vlákna.

Vpichovaná textilie podle čtvrtého provedení sestává ze tří vrstev, z nichž vrstva na výstupní straně obsahuje pouze střížová syntetická vlákna, kdežto vrstva na vstupní straně a prostřední vrstva obsahují směs elektretových vláken se střížovýml syntetickými vlákny,.přičemž vlákna v prostřední vrstvě a ve vrstvě na výstupní straně jeou jemnější než vlákna ve vrstvě na vstupní straně.

Jednotlivé vrstvy u věech provedení mají být mírně předzpevněně, například 3,2 vplchy na 1 cm, aby se usnadnila manipulace s těmito vrstvami. Vpichovaná textilie je v celá tloušlce provázaná potřebným počtem vazných míst, obvykle 5 až 25 věznými místy na 1 cm², přičemž vazná místa jeou vytvořena alespoň částmi délek některých vláken vtažených do tlouělky vpichovené textilie. V případě zpevnění výstupní strany mřížkou, je třeba touto mřížkou rozumět děrovanou tkaninu, pleteninu či netkanou textilii, přičemž otvory mohou být pravidelná, nepravidelná či nahodilého tvaru a velikosti. Elektretová vlákna jzou vyrobena štěpením elektricky nabité fólie, zejména fólie z polyesteru, polypropylenu, polyetylénu nebo jejich směsi. Střížová syntetická vlákna jeou obvykle z polyesteru, polypropylenu, polyamidu nebo jejich směsi.

Filtrační textilie podle vynálezu se liší od výěe popsaných známých textilií, že je vpichovaná a obsahuje elektretová vlákna ze Štěpené fólie ve směsi e běžnými střížovýml syntetickými vlákny, přičemž oba druhy vláken jsou poměrně hrubě, 15 až 70 dtex. Tlm se u textilie dosáhne potřebná objemnost, na níž závisí zvýšená jímevost prachových částic v dutinách filtrační textilie. Pojivo je nahrazeno vaznými vlákny, která se aktivně podílejí na filtraci. Odlétávání úlomků fóliových elektretových vláken je zde zabráněno jednak příměsí běžných střížových syntetických vláken provazujících elektretová vlákna a jednak zpevněním výstupní strany pomocí mírného netavení povrchových vláken a nebe mřížkou, která je při vplchování spojena s filtrační textilií. Mřížka se použije zejména u převíjecích filtrů, u nichž dodá textilii potřebnou pevnost.

Ve vícevrstvém provedení filtrační textilie je její struktura pórovitějSí na vstupní než na výstupní straně, čímž se dosáhne hloubkové filtrace, to je postupného zaplňování tlouělky textilie zachycovaným prachem. Textilie podle vynálezu využívá k zachycování prachových nečistot jednak mechanického ulpívání těchto nečistot ne střížových syntetických vláknech kulatého příčného řezu a jednak přitahování prachových částic elektrickým nábojem elektretových vláken. Touto kombinací filtračního účinku obou druhů vláken se dosahuje optimálního zaplnění filtrační textilie prachovými Částicemi jak z hlediska odlučivosti a tlaková ztráty, tak i z hlediska funkční životnosti textilie.

Navrženou strukturou filtrační textilie i při jejích poměrné velkých tlouštkéch se dosahuje nlzkýgh počátečních tlakových ztrát, 40 až 80 Pa, při dobrém těsnicím účinku v. rámech nsbo vodicích lištách. Je to zásluhou příměsí poměrně hrubých a střížových vláken, která nakypří textilii a současně dodají filtrační textilii potřebnou soudržnost vlákenné struktury.

Výhody filtrační textilie podle vynálezu lépe vyniknou z popisu příkladů jejího provedení .

Příklad 1 o

Filtrační textilie o hmotnosti 420 g/m je vytvořena ze vpichované textilie sestávající ee dvou vlákenných vrstev, z nichž vratva na vstupní straně filtrační textilie je připravena ze aměsi 80% hmot. elektretových vláken ze Štěpené polyesterové fólie o průměrné jemnosti vláken 19 dtmx a 20% hmot. střížových polyesterových vláken o jemnosti 17 dtex a délce 90 mm; vlákenné vrstva na výstupní straně filtrační textilie>sestává pouze ze střížových polyesterových vláken o jemnosti 17 dtex a dálce 90 mm. Každá z obou vrstev má vlákna převážně příčně orientovaná, je předzpevněná 3,2 vpichy/cm a Je o hmotnosti 2 o

210 g/m . Po uložení na sebe jaou vrstvy spojeny 10 vaznými místy na 1 cm, vytvořenými vpiehováním prováděným z výstupní strany filtrační textilie. Povrchová vlákna ne výstupní straně ae mírně nataví na běžně známém natavovacím zařízení. Natavená povrchová vlákna aa slepí a vytvoří řídkou vrstvičku, jež zabraňuje úletu vláken z filtrační textilie vykazující 95% odlučivoat při tlakové ztrátě 75 Pa.

Příklad 2

Filtrační textilie o hmotnosti 400 g/m je vytvořena ze vpichované textilie sestávající z jedné vlákenné vrstvy, v níž jsou vlákna převážně příčně orientovaná. Je však možné použít vlákennou vrstvu s nahodilou orientací vláken. Vlákenné vratva je připravena ze 60% hmot. elektretových vláken ze Štěpené polypropylenové fólie o průměrné jemnosti vláken 37 dtex a ze 40% hmot. střížových polypropylenových vláken o jemnosti 33 dtex a délce 90 mm. Vlákenné vratva je zpevněna oboustranným vpiehováním o celkovém počtu 15 vpichů/cm . Na výstupní straně filtrační textilie jsou vlákna mírně nastavena, aby se zabránilo úletu vláken z textilie, jež vykazuje 97% odlučivoat při tlakové ztrátě 65 Pa.

Příklad 3

Filtrační textilie o hmotnosti 380 g/m sestává ze dvou vlákenných vrstev, z nichž každá mé v jedná polovině své tlouštky vlékne převážně podélně orientovená a v druhé polovině převážně příčně orientovaná. Obě vrstvy jsou zhotoveny ze stejné směsi vláken, a to 50% hmot. elektretových vláken ze štěpené POP/POE fólie o průměrné jemnosti vláken 30 dtex a 50% hmot. střížových polypropylenových vláken o jemnosti 30 dtex a délce 90 mm. Na jednu atranu dvouvrstvého útvaru se přiloží mřížka a útvar se zpevní vpiehováním prováděným intenzitou 25 vpichů/cm , při němž jehly vstupují do dvouvrstvého útvaru ze strany, kde není položena mřížka. Je možné ještě navíc mírně nestavit vpichovanou textilii na straně mřížky.

Příklad 4

Filtrační textilie sestává ze tří vlákenných vrstev, každá o hmotnosti 150 g/m² je předzpevněna 3,2 vpichy/cm^. Vlákenné vrstva na vstupní straně filtrační textilie sestává ze směsi 25% hm. elektretových vláken ze Štěpené polypropylenové fólie o průměrné jemnosti vláken 50 dtex e 75% hmot. střížových polypropylenových nebo polyamidových vláken o jemnosti 70 dtex e dálce 90 mm. Prostřední vlákenná vrstva sestává ze směsi 80% hmot. elektretovýeh vláken ze štěpené polypropylenové fólie o průměrné jemnosti vláken 43 dtex a 20% hmot. atřížových polypropylenových nebo polyamidových vláken o jemnosti 33 dtex. Vlákenná vrstva na výstupní straně filtrační textilie je připravena pouze ze střížových polypropylenových nebo polyamidových vláken o jemnosti ,7 dtex 8 délce 90 mm. VSecliny vrstvy jsou spojené vpichováním intenzitou 5 až 10 vpichů na 1 cm\ Vlékna na povrchu výstupní strany jsou mírně nastavená. Filtrační textilie vykazuje 99% odlučivost při tlakové ztrátě 80 Pa.

Jsou možná i dalěi provedení filtrační textilie podle vynálezu, u nichž elektretová vlákna ze Štěpené fólie jsou ve směsi ze syntetickými střížovými vlákny a výstupní strana je mírně nestavená a nebo opatřená mřížkou.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Filtrační textilie obsahující elektretová vlákna z vysokomolekulárního nepolárního polymerního materiálu a mající jednu stranu zpevněnou nastavenými povrchovými vlákny e/nebo mřížkou, vyznačená tím, že je vytvořena ze vpichované textilie, jejíž nejméně jednovrstvá struktura sestává jednak z elektretových vláken ze štěpené fólie e jednak ze střížových syntetických vláken kulatého příčného řezu a zpevněná netavenými povrchovými vlákny a/nebo mřížkou je výstupní strana textilie.
2. 2. Filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že elektretová vlákna i střížová syntetická vlákna jsou hrubá, to je jemnosti od 15 do 70 dtex, přičemž elektretová vlákna se podílejí nejméně 40 % a nejvýše 80 % na hmotnosti vpichované textilie.
3. 3. Filtrační textilie podle bodu 1, vyznačené, tlm, že elektretová vlákna tvoří smšs se střížovými syntetickými vlákny alespoň v části tloušťky vpichované textilie.
4. 4. Filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že struktura vpichované textilie sestává pomze z jedné vlákenné vrstvy vytvořené ze směsi elektretových vláken se střížovými syntetickými vlákny, přičemž oba druhy vláken jsou převážně příčně orientované nebo nahodile orientované.
5. 5. Filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že struktura vpichované textilie sestává ze dvou vrstev, z nichž vrstva na vstupní straně je vytvořena ze směsi elektretových vláken se střížovými syntetickými vlákny, kdežto vrstva na výstupní straně sestává pouze ze střížových syntetických vláken.
6. 6. Filtrační textilie podle bodu V, vyznačená tlm, že struktura vpichované textilie sestává ze dvou vrstev vytvořených ze směsi elektretových vláken se střížovými syntetickými vlákny, přičemž jedna polovina tlouštky každé vrstvy obsahuje převážně podélně orientované vlákna, kdežto druhá polovina obsahuje převážně příčně orientovaná vlákna.
7. 7. Filtrační textilie podle bodu 1, vyznačená tím, že struktura vpichované textilie sestává ze tří vrstev, z nichž vrstva na výstupní straně obsahuje pouze střížová syntetické vlákna, kdežto vrstva na vstupní straně a prostřední vrstva obsahují směs elektretových vláken se střížovými syntetickými vlákny, přičemž vlákna v prostřední vrstvě a ve vrstvě na výstupní straně jsou jemnější, než vlákna ve vrstvě na vstupní straně.
8. 8. Filtrační- textilie podle bodů 1 až 7, vyznačená tím, že vpichované textilie je provázaná 5 až 25 vaznými místy na 1cm², přičemž vazná místa jsou vytvořena alespoň částmi délek některých vláken vtažených do tlouštky vpichované textilie.
9. 9. Filtrační textilie podle bodů 1 až 8, vyznačená tín, Ce mřížka je děrovaná plošná textilie, která je tkaná, pletená nebo netkaná a.jejíž otvory jaou pravidelná, nepravidelné či nahodilá co do tvaru a/nebo velikoatl.
10. 10. Filtrační textilie podle bodů 1 až 9, vyznačená tím, že elektretová vlákna ze štěpená fólie jeou z polyesteru, polypropylenu, polyetylénu nebo jejioh směsi a stžížová syntetická vlákna jsou z polyesteru, polypropylenu, polyamidu nebo jejich směsi.