PL157261B1

PL157261B1 - Filtration fibres

Info

Publication number: PL157261B1
Application number: PL26949187A
Authority: PL
Inventors: Halina Mrozewska; Zbigniew Wawrzaszek; Edward Szucht; Tadeusz Swiderski; Zbigniew Maroszek; Jacek Bodasinski; Jerzy Nowicki; Jaroslaw Gajdulewicz; Leon Gradon; Wlodzimierz Pilacinski
Original assignee: Inst Wlokiennictwa; Przed Zagraniczne Secura
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1992-05-29
Also published as: PL269491A1

Abstract

Two-grade filtering cloth consisting of two layers of different texture and fibre diameter, joined together by needling, in which the layer with higher porosity and fibre diameter constitutes a pre-filter, while the layer with lower porosity and fibre diameter constitutes a proper filter characterised in that bundles of fibres which are taken, with the use of a needle, from the higher porosity layer, are fastened in the smaller porosity layer of lower porosity on the depth not exceeding 17/18 of thickness of such a layer, creating in it some additional inter-fibre pores and channels, and the proportion between fibre diameter from individual layers is at least 1:12, the product's mass density is not higher than 0.08 g/cm<3>, and mass share of the lower porosity layer in the total product mass is at least 50%.

Description

Przedmiotem wynalazku jest włóknina filtracyjna dwustopniowa.The subject of the invention is a two-stage non-woven fabric.

Włókniny znajdują się szersze zastosowanie do filtracji mediów gazowych. Poprawianie skuteczności filtracyjnej tych włóknin uzyskiwane jest na drodze filtracji selektywnej, przy stosowaniu włóknin warstwowych. Najczęściej używane są włókniny dwuwarstwowe składające się z warstw o zróżnicowanej strukturze i rodzaju włókien. Jedna z warstw o luźnej strukturze z grubych włókien stanowi przedfiltr, który zatrzymuje grubsze frakcje zanieczyszczeń. Druga warstwa o zagęszczonej strukturze z cienkich włókien stanowi filtr zasadniczy, który zatrzymuje zanieczyszczenia submikronowe. Znane są różne połączenia poszczególnych warstw włókniny. Konfekcjonowane wkłady do urządzeń filtracyjnych niekiedy składane są z oddzielnych dwóch warstw łączonych przez zszywanie po obrzeżach. Zwłaszcza przy większych powierzchniach, na przykład w filtrach klimatyzacyjnych, następuje fałdowanie poszczególnych warstw i związany z tym spadek skuteczności filtracyjnej. Znane klejowe łączenie dwóch warstw przy pomocy natryskiwanych środków chemicznych wiąże się z zasklepieniem części porów międzywłókiennych i wzrostem oporów przepływu filtrowanego medium. Z polskiego opisu patentowego nr 58 623 znana jest włóknina filtracyjna tworzona z kilku warstw o zróżnicowanej porowatości i grubości włókien. Poszczególne warstwy po nałożeniu na siebie są łączone ze sobą trwale poprzez normalne przelotowe igłowanie, o tej samej intensywności we wszystkich warstwach, po czym wyrób jest wzmacniany środkiem klejącym, nanoszonym jedno lub dwustronnie.Nonwovens are more widely used for the filtration of gaseous media. The improvement of the filtration efficiency of these nonwovens is achieved by selective filtration with the use of layered nonwovens. The most commonly used are two-layer nonwovens consisting of layers of different structure and type of fibers. One of the layers with a loose structure of coarse fibers is a pre-filter that retains coarse fractions of impurities. The second layer with a dense structure of thin fibers is the main filter, which retains submicron contamination. Various combinations of individual nonwoven layers are known. Packaged cartridges for filtration devices are sometimes assembled from two separate layers joined by stitching along the edges. Particularly with larger surfaces, for example in air-conditioning filters, the individual layers are folded and the filter efficiency is reduced as a result. The known adhesive bonding of two layers by spraying chemicals is associated with the sealing of part of the interfiber pores and an increase in the flow resistance of the filtered medium. Polish patent description No. 58 623 describes a filtering non-woven fabric made of several layers of different porosity and fiber thickness. The individual layers are permanently attached to each other by normal pass-through needling, with the same intensity in all layers, and the product is then reinforced with an adhesive applied on one or both sides.

Okazało się, że przy łączeniu nałożonych na siebie dwóch warstw włókniny o różnej porowatości przy pomocy specjalnego igłowania prowadzonego w taki sposób, że wiązki grubych włókien z warstwy stanowiącej przedfiltr są wprowadzane do drugiej warstwy na głębokość mniejszą od grubości tej warstwy, daje nieoczekiwanie produkt o takiej strukturze, która uniemożliwia uzyskanie zarazem wysokiej skuteczności filtracji i pyłochłonności. Uzyskana włóknina filtracyjna dwustopniowa charakteryzuje się tym, że w warstwie niskomikronowej o mniejszej porowatości utworzone zostały dodatkowe pory - kanaliki, zasklepione od strony zewnętrznej warstwy o średnicy ponad 10-krotnie większej od średnicy porów - kanalików istniejących w tej warstwie. Mogą tu być stosowane włókna chemiczne takie jak poliestrowe, wiskozowe, polipropylenowe czy polichlorowinylowe.It turned out that when two superposed layers of nonwoven with different porosity are joined by means of special needling, carried out in such a way that the bundles of thick fibers from the pre-filter layer are introduced into the second layer to a depth smaller than the thickness of this layer, unexpectedly yielding a product with such structure, which prevents both high filtration efficiency and dust absorption. The obtained two-stage non-woven fabric is characterized by the fact that in the low-micron layer with lower porosity, additional pores were formed - channels, sealed from the outer side of the layer, with a diameter more than 10 times larger than the diameter of the pores - channels existing in this layer. Chemical fibers such as polyester, viscose, polypropylene or polyvinylchloride can be used here.

Uzyskanie efektu jest zależne od stosunku grubości włókien w obu warstwach, który powinien wynosić co najmniej 1:12. Masa właściwa wyrobu nie powinna przekraczać 0,08 g/cm3, a udział masowy warstwy z włókien niskomikronowych, stanowiących filtr właściwy, nie powinien być mniejszy niż 50% masy wyrobu. Zarazem głębokość osadzania wiązek grubych włókien z warstwy przedfiltrowej w warstwie niskomikronowej nie może przekraczać 17/18 grubości tej warstwy. Zapewnia to puszystą strukturę wyrobu, a zarazem przez utworzenie międzywłókiennych porów-kanalików o głębokości mniejszej od jego grubości, dużą pyłochłonność i wynikającą z niej długą żywotność filtra, przy zachowaniu wysokiej skuteczności filtracyjnej. Włóknina według wynalazkuObtaining the effect depends on the ratio of the thickness of the fibers in both layers, which should be at least 1:12. The specific mass of the product should not exceed 0.08 g / cm3, and the mass fraction of the layer of low-micron fibers, constituting the proper filter, should not be less than 50% of the product mass. At the same time, the depth of embedding of the coarse fiber bundles from the pre-filter layer in the low-micron layer must not exceed 17/18 of the thickness of this layer. This ensures a fluffy structure of the product and, at the same time, by creating interfiber pores-channels with a depth less than its thickness, high dust absorption and the resulting long filter life, while maintaining high filtration efficiency. Nonwoven fabric according to the invention

157 261 posiada około 24% wyższą skuteczność filtracji pyłów o wielkości cząsteczek 0,5-10μιη oraz o około 44% wyższą pyłochłonność w stosunku do porównywalnych wyrobów. Zarazem wykazuje ona niskie opory przepływu, przykładowo 8-51 Pa przy prędkościach przepływu 3-20 cm/sek. Ma ona zastosowanie w sprzęcie ochrony dróg oddechowych, w urządzeniach odpylających i wentylacyjnych i innych.157 261 has an approx. 24% higher filtration efficiency of dusts with a particle size of 0.5-10μιη and approx. 44% higher dust absorption compared to comparable products. At the same time it shows low flow resistance, for example 8-51 Pa at flow velocities of 3-20 cm / sec. It is used in respiratory protection equipment, dust removal, ventilation and other devices.

Włókninę według wynalazku wykonuje się w ten sposób, że dla każdej z warstw oddzielnie wytwarza się runo z włókien chemicznych. Jedno runo utworzone jest z grubych włókien, na przykład polipropylenowych, o masie liniowej 16 dtex, a drugie z włókien niskomikronowych, na przykład poliestrowych i wiskozowych o masie liniowej 0,9-1,7 dtex. Uformowane runa poddaje się igłowaniu wstępnemu, następnie na siebie nakłada i poddaje igłowaniu ostatecznemu od strony warstwy o większej porowatości i grubości włókien. Parametry igłowania ostatecznego są tak dobrane, że wiązki włókien wyciągnięte z warstwy o większej porowatości są wprowadzone i osadzone w drugiej warstwie na głębokości nie przekraczającej 17/18 grubości tej warstwy tworząc dodatkowe pory - kanaliki międzywłókienne o średnicy ponad 10-krotnie większej od średnicy porów - kanalików istniejących w tej warstwie.The nonwoven fabric according to the invention is made in such a way that a fleece of chemical fibers is produced separately for each of the layers. One fleece is made of coarse fibers such as polypropylene fibers with a linear weight of 16 dtex and the other of low-micron fibers such as polyester and viscose fibers of 0.9-1.7 dtex. The formed fleece is pre-needle punched, then placed on top of itself and finally needle punched from the side of the layer with greater porosity and fiber thickness. The parameters of the final needling are selected so that the fiber bundles drawn from the layer of greater porosity are introduced and embedded in the second layer at a depth not exceeding 17/18 of the thickness of this layer, creating additional pores - interfiber channels with a diameter over 10 times larger than the pore diameter - tubules existing in this layer.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 5,000.

Claims

Patent claim

Two-stage non-woven filter fabric, consisting of two layers of different structure and thickness of fibers connected by needling, in which the layer with higher porosity and fiber thickness is the pre-filter, and the layer with lower porosity and fiber thickness is the main filter, characterized by the fact that it is pulled through a needle from the layer with greater porosity, the bundles of fibers are embedded in the layer with lower porosity at a depth not exceeding 17/18 of the thickness of this layer, creating in it additional interfiber pores - channels, while the ratio of the thickness of the fibers from individual layers is not less than 1:12 , the specific weight of the product is not more than 0.08 g / cm ³ and the mass fraction of the layer with lower porosity in the mass of the product is not less than 50%.