PL178820B1 - Materiał filtracyjny dla powietrza i sposób wytwarzania materiału filtracyjnego dla powietrza - Google Patents

Abstract

1. Material filtracyjny dla powietrza o dzialaniu elektrostatycznym skladajacy sie z mieszaniny wlókien poliolefmowych (I) i wlókien poliakrylonitrylowych (II), znamienny tym, ze jest stabilny ksztaltowo, ze wlókna (I) sa wlóknami dwuskladnikowymi polipropyle- nowo/polietylenowymi typu rdzeniowego lub sprzezonymi typu „bok do boku”, a wlókna (II) sa wolne od chlorowca, przy czym stosunek wlókien (I) do wlókien (II) wynosi 30:70 do 80:20, liczac w odniesieniu do powierzchni materialu filtracyjnego oraz wlókna (I) i (II) sa ciensze od 100 µm. 5. Sposób wytwarzania materialu filtracyjnego dla powietrza o dzialaniu elektrostatycz- nym, w którym stosuje sie mieszanine wlókien poliolefmowych (I) i wlókien poliakrylonitry- lowych (II) i w którym igluje sie mieszanine wlókien tworzaca wlóknine, znamienny tym, ze jako wlókna (I) stosuje sie heterofilowe wlókna polipropylenowo/polietylenowe typu rdze- niowego lub sprzezone typu „bok do boku”, a jako wlókna (II) wolne od chlorowca wlókna poliakrylonitrylowe, wlókna (I) i (II) miesza sie z soba przed ich myciem w stosunku wago- wym wlókien (I) do wlókien (II) wynoszacym od 30:70 do 80:20, nastepnie usuwa sie z wlókien (I) i wlókien (II) przez mycie smary i srodki antyelektrostatyczne, suszy umyty mate- rial wlóknisty, wytwarza z niego wlóknine przez zgrzeblenie, potem igluje j a a nastepnie przez aktywowanie cieplne wlókien heterofilowych usztywnia je i ewentualnie ksztaltuje, przy czym stosuje sie wlókna (I) i (II) ciensze od 100 um. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał filtracyjny dla powietrza i sposób wytwarzania materiału filtracyjnego dla powietrza. Materiał o działaniu elektrostatycznym, składa się z mieszaniny włókien poliolefmowych i włókien poliakrylonitrylowych, przy czym obydwa rodzaje włókien nie zawierają smarów i środków antyelektrostatycznych.

Materiał filtracyjny dla powietrza wymienionego rodzaju jest opisany w europejskim opisie patentowym EP-B1 0 246 811. Sposób jego wytwarzania polega na tym, że bierze się włókna poliolefmowe (I) i usuwa z nich smary i środki antyelektrostatyczne lub stwierdza w nich nieobecność smarów i środków antyelektrostatycznych, oraz bierze się włókna (II) polimeru addycyjnego, obejmujące jedną lub kilka poliolefin podstawionych chlorowcem oraz na przykład jednostki akrylonitrylowe, usuwa z włókna (II) smary i środki antyelektrostatyczne oraz następnie miesza włókna (I) z włóknami (II). W ten sposób można otrzymać materiał filtracyjny dla powietrza o działaniu elektrostatycznym, który przy dużej wydajności filtracyjnej powoduje małe koszty materiałowe, stawia mały opór przepływowi powietrza i nie jest palny. Materiał filtracyjny dla powietrza powinien nadawać się do stosowania go na przykład w hełmach i maskach ochronnych przeciwpyłowych.

W przypadku tego znanego materiału ważne jest to, aby włókna były zawsze oczyszczone przed zmieszaniem, przy czym „oczyszczenie” należy rozumieć w tym sensie, że włókna nie

178 820 mogą być powleczone smarami i środkami antyelektrostatycznymi. Takie oczyszczanie odbywa się na przykład przez przemywanie niejonowym detergentem, środkiem alkalicznym lub rozpuszczalnikiem i następnie wypłukiwanie użytego środka.

Otrzymany materiał filtracyjny dla powietrza spełnia wymagania technologiczne wymienione w opisie patentowym, lecz równocześnie jest on obarczony wadąpolegającąna ograniczeniu możliwości konfekcjonowania go. Może on być bowiem wytwarzany na przykład w postaci anatomicznie ukształtowanych masek do oddychania jako stabilny kształtowo tylko wtedy, gdy zostanie zaopatrzony w dodatkową, zwiększającą sztywność warstwę wzmacniającą.

Opis patentowy EP-B1 0 246 811 informuje o tym, że włókniny należy „lekko” igłować stosując 25 nakłuć/cm. Dla wytwarzania sztywniejszych lub gęstszych włókien zaleca się tylko gęstsze igłowanie. Zabieg taki nie prowadzi jednak w wielu przypadkach do żądanej sztywności, jaką osiąga się przez stosowanie warstw wzmacniających. Wymaga to jednak zawsze dodatkowego wkładu materiałowego i również zwiększa znacznie opory przepływu.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest takie zoptymalizowanie wytwarzania materiału filtracyjnego dla powietrza podanego rodzaju, aby bez szkody dla dotychczas osiągniętych właściwości filtracyjnych i bez potrzeby stosowania dodatkowej warstwy wzmacniającej mógł on być przekształcony w stabilny kształtowo filtr powietrza, potrzebny na przykład dla masek do oddychania i ewentualnie także do montowania w innych urządzeniach do transportowania powietrza.

Materiał filtracyjny dla powietrza 'o działaniu elektrostatycznym, składający się z mieszaniny włókien poliolefinowych (I) i włókienpoliakrylonitrylowych (II), odznacza się według wynalazku tym, że jest stabilny kształtowo, że włókna (I) są włóknami dwuskładnikowymi polipropylenowo/polietylenowymi typu rdzeniowego lub sprzężonymi typu „bok do boku”, a włókna (II) są wolne od chlorowca, przy czym stosunek włókien (I) do włókien (II) wynosi 30:70 do 80:20, licząc w odniesieniu do powierzchni materiału filtracyjnego oraz włókna (I) i (II) są cieńsze od 100 pm. Korzystnie materiał jest wytłaczany, sztancowany, spawany lub głęboko ciągniony .w formie.

Korzystnie długości włókien ciętych wynoszą 30 do 200 mm.

Korzystnie materiał filtracyjny dla powietrza jest czynnym składnikiem filtrującym laminatu składającego się z kilku płaskich warstw;

Sposób wytwarzania materiału filtracyjnego dla powietrza o działaniu elektrostatycznym w którym stosuje się mieszaninę włókien poliolefinowych (I) i włókien poliakrylonitrylowych (Π) i w którym igłuje się mieszaninę włókien tworzącą włókninę, charakteryzuje się według wynalazku tym, że jako włókna (I) stosuje się heterofilowe włókna polipropylenowo/polietylenowe typu rdzeniowego lub sprzężone typu „bok do boku”, a jako włókna (II) wolne od chlorowca włókna poliakrylonitrylowe, włókna (I) i (II) miesza się z sobąprzed ich myciem w stosunku wagowym włókien (I) do włókien (II) wynoszącym od 30:70 do 80:20, następnie usuwa się z włókien (I) i włókien (II) przez mycie smary i środki antyelektrostatyczne, suszy umyty materiał włóknisty, wytwarza z niego włókninę przez zgrzeblenie, potem igłuje ją, a następnie przez aktywowanie cieplne włókien heterofilowych usztywnia je i ewentualnie kształtuje, przy czym stosuje się włókna (I) i (II) cieńsze od 100 pm. Korzystnie stosuje się włókna (I) i (II) o długości 30 do 200 mm.

Przez będące przedmiotem wynalazku ukształtowanie materiału filtra powietrza z mieszaniny włókien, w której stosunek włókien (I) do włókien (II) wynosi, zwłaszcza 30:70 do 80:20, licząc w odniesieniu do powierzchni materiału filtracyjnego dla powietrza, przy czym włóknami (I) są włókna polipropylenowo/polietylenowe typu rdzeniowego lub sprzężone typu „bok do boku”, a włóknami (II) wolne od chlorowca włókna poliakrylonitrylowe, otrzymuje się niespodziewanie nawet bardziej podatny do głębokiego ciągnienia, lecz w każdym razie stabilny kształtowo materiał filtracyjny dla powietrza.

Pod pojęciem „stabilny kształtowo” należy tu rozumieć, że powierzchnia tworząca materiał filtracyjny stawia możliwie duży opór zginaniu jej przez siły zewnętrzne.

W przeciwieństwie do wymienionego na wstępie sposobu znanego w stanie techniki, należy w sposobie wytwarzania według wynalazku mieszać włókna z sobąprzed ich myciem i dopiero po zmieszaniu myć je tak jak podano wyżej i następnie suszyć.

178 820

Następujące potem wytwarzanie włókniny odbywa się przez zgrzeblenie, po którym w celu wzmocnienia wykonuje się igłowanie. Następnie heterofilowe włókna aktywuje się cieplnie. Włóknina ulega w ten sposób usztywnieniu do materiału włókninowego, ewentualnie z równoczesnym kształtowaniem go pod zwiększonym ciśnieniem.

Ostatni proces jest w technice ogólnie znany; w każdym razie mięknie przy tym niżej topniejący składnik heterofilamentów, jakim jest polietylen.

Przez wytłaczanie, sztancowanie lub spawanie w formie albo przez głębokie ciągnienie można otrzymać bardzo rozmaicie ukształtowane, stabilne filtry.

Materiał filtracyjny według wynalazku może być przeważnie stosowany tam, gdzie należy wychwytywać elektrostatycznie stałe i ciekłe aerozole. Jego podatność na głębokie ciągnienie umożliwia stosowanie go nie tylko do wykonywania anatomicznie ukształtowanych filtrów do ochrony dróg oddechowych u ludzi, lecz także używanie jako odpowiednio ukształtowane elementy konstrukcyjne, na przykład w wąskich i/lub zakrzywionych przestrzeniach wewnętrznych w urządzeniach technicznych obróbki powietrza, takich jak agregaty klimatyzacyjne przykładowo w pojazdach, w odpylaczach ssących lub dmuchawach chłodniczych.

Wynikiem stosowania będącego przedmiotem wynalazku zestawu pary materiałów włóknistych (I) i (II) jest niespodziewanie także dotychczas nie osiągana stabilność ładunku elektrycznego nanoszonego podczas zgrzeblenia. Usztywnianie materiałów włókninowych za pomocą termoplastycznych włókien wiążących prowadziło dotychczas podczas obróbki cieplnej do drastycznego zmniejszania wielkości ładunku elektrostatycznego na włóknach, tak że po konfekcjonowaniu ta właściwość prawie całkowicie zanikała. W przypadku materiału według niniejszego wynalazku już tego nie stwierdza się.

Stosowane włókna (I) i (II) powinny być cieńsze od 100 Jm. Długości włókien ciętych wynoszązwłaszcza 40 do 100 mm. Sąto takie same warunki jak warunki stosowane w stanie techniki.

Dalszą zaletę wynalazku stanowi to, że nie musi być przykładana tak duża waga do niebezpieczeństwa zanieczyszczenia włókien podczas mieszania, co jest uznane jako niezbędnie konieczne według opisu patentowego EP-B1 0 246 811. Tam miesza się umyte włókna, które nie mogą już ulec zanieczyszczeniu, podczas gdy według wynalazku myje się włókna po zmieszaniu. Stanowi to znaczne uproszczenie przebiegu procesu technologicznego.

Będący przedmiotem wynalazku materiał filtracyjny dla powietrza można stosować nie tylko sam, lecz także jako czynny składnik filtrujący laminatu składającego się z kilku płaskich warstw. Tak na przykład materiał włókninowy lub tkaninę, działające często mechanicznie, można zszyć z materiałem filtracyjnym dla powietrza.

Przykład I

Pomiary filtracji w warunkach technicznych, przeprowadzane w będących przedmiotem wynalazku materiałach filtracyjnych dla powietrza w postaci głęboko ciągnionych masek, zostały wykonane według EN 143, rozdziały 6.3 i 6.4.1 i dały następujące wyniki:

strata ciśnienia stopień przepuszczalności (Pa) (%)

11,9

4,9

2,,ł

0,2!

Przykład II

W wyniku pomiarów przeprowadzonych na płaskich wyrobach filtracyjnych otrzymano następujące dane:

strata ciśnienia stopień przepuszczalności (Pa) (%)

3,,5

1,0

0,,4

Palność została zbadana i ustalona według EN 149, rozdział 5.5.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Materiał filtracyjny dla powietrza o działaniu elektrostatycznym składający się z mieszaniny włókien poliolefinowych (I) i włókien poliakrylonitrylowych (II), znamienny tym, że jest stabilny kształtowo, że włókna (I) są włóknami dwuskładnikowymi polipropylenowo/polietylenowymi typu rdzeniowego lub sprzężonymi typu „bok do boku”, a włókna (II) są wolne od chlorowca, przy czym stosunekwłókien (I) do włókien (II) wynosi 30:70 do 80:20, licząc w odniesieniu do powierzchnfmateriału filtracyjnego oraz włókna (I) i (II) są cieńsze od 100 (m.
2. 2. Materiał filtracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wytłaczany, sztancowany, spawany lub głęboko ciągniony w formie.
3. 3. Materiał filtracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że długości włókien ciętych wynoszą 30 do 200 mm.
4. 4. Materiał filtracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że jest on czynnym składnikiem filtrującym laminatu składającego się z kilku płaskich warstw.
5. 5. Sposób wytwarzania materiału filtracyjnego dla powietrza o działaniu elektrostatycznym, w którym stosuje się mieszaninę włókien poliolefmowych (I) i włókien poliakrylonitrylowych (II) i w którym igłuje się mieszaninę włókien tworzącą włókninę, znamienny tym, że jako włókna (I) stosuje się heterofilowe włókna polipropylenowo/polietylenowe typu rdzeniowego lub sprzężone typu „bok do boku”, a jako włókna (II) wolne od chlorowca włókna poliakrylonitrylowe, włókna (I) i (II) miesza się z sobąprzed ich myciem w stosunku wagowym włókien (I) do włókien (II) wynoszącym od 30:70 do 80:20, następnie usuwa się z włókien (I) i włókien (II) przez mycie smary i środki antyelektrostatyczne, suszy umyty materiał włóknisty, wytwarza z niego włókninę przez zgrzeblenie, potem igłuje ją a następnie przez aktywowanie cieplne włókien heterofilowych usztywnia je i ewentualnie kształtuje, prźy czym stosuje się włókna (I) i (II) cieńsze od 100 um.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się włókna (I) i (II) o długości 30 do 200 mm.

   * * *