PL185702B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych - Google Patents

Abstract

1 Sposób wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych przez łączenie sproszkowanego węgla aktywnego z pasmowym materiałem z włókien termoplastycznych, znamienny tym, że materiał włókienniczy z włókien termoplastycznych elektryzuje się ładunkiem elektrycznym o znaku przeciwnym do ładunku elektrycznego węgla aktywnego 1 nanosi się na niego sproszkowany węgiel aktywny, po czym materiał włókienniczy z naniesionym węglem wprowadza się w strefę działania odpowiednich temperatur uplastyczniających materiał 1 powodujących wtapianie się węgla aktywnego w strukturę włókien, a następnie nawęglony materiał przez wyprowadzenie ze strefy działania odpowiednich temperatur chłodzi się do zestalenia jego struktury 3 Urządzenie do wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych, znamienne tym, ze ma komorę (3) z dozownikiem (4) napylającym węgiel aktywny, za którą usytuowana jest nagrzewnica (6) uplastyczniająca włókienniczy materiał (1), przy czym przed wejściem do komory (3) z materiałem włókienniczym współdziała elektroda (2) przyrządu elektryzującego

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych przez łączenie sproszkowanego węgla aktywnego z pasmowym materiałem z włókien termoplastycznych.

Znany jest sposób wytwarzania nawęglanych materiałów włókienniczych przez łączenie węgla aktywnego z materiałem włókienniczym za pomocą środków wiążących, którymi są najczęściej lepiszcze w rodzaju lateksów, kauczuków i żywic syntetycznych. Po napawaniu materiału włókienniczego lepiszczem i odżęciu jego nadmiaru nanosi się sproszkowany węgiel, po czym całość suszy w temperaturze odpowiedniej dla danego lepiszcza. Sposobem tym uzyskuje się jedynie powierzchniowe naniesienie węgla aktywnego z jednoczesnym zmniejszeniem jego aktywności nawet do 50% poprzez zaklejenie części porów.

Znany jest również sposób wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych z wykorzystaniem właściwości termoplastycznych użytych w nich włókien. Sposób polega na wytworzeniu igłowanej włókniny z włókien termoplastycznych, na przykład włóknin polipropylenowych, napyleniu na powierzchnię włókniny węgla aktywnego i przeciągnięcie go do jej wnętrza, a następnie poddaniu obróbce termicznej w stanie naprężonym. Z uwagi na penetrację węgla do wewnątrz włókniny zawiera ona włókna o grubości powyżej 6 dtex. Sposób ten nie zapewnia równomierności naniesienia węgla. Uzyskuje się naniesienie węgla nie przekraczające 60% masy włókniny

185 702

Inny znany sposób nanoszenia sproszkowanego węgla na włókniny realizowany jest bezpośrednio z polimerów w momencie ich tworzenia. Nie zapewnia on jednak trwałego połączenia węgla aktywnego z powierzchnią włókien.

Znany jest z opisu zgłoszenia patentowego nr P. 319065 sposób wytwarzania węglowych włóknin absorpcyjnych oraz urządzenie do stosowania tego sposobu. Sposób ten charakteryzuje się tym, że węgiel aktywny rozdrobniony do granulacji poniżej 0,71 mm wprowadza się mechanicznie do masy włóknistej, uformowanej z ciętych włókien chemicznych. Tak wypełmonąmasę włóknisto-węglową wprowadza się w strefę działania wysokiej temperatury, a następnie celem utrwalenia połączenia węgla z włóknami schładza się strumieniem zimnego powietrza.

Urządzenie składające się z pięciu stref blokowych ma pierwszą strefę zasilającą wyposażoną w wał współpracujący z odwyarkąoraz transporterem z naprężającą przystawką ułatwiającą przesuwanie się włókniny pod strefę z pojemnikiem zawierającym aktywny węgiel. Strefa nanoszenia węgla łączy się ze strefą nagrzewania promiennikiem cieplnym, a dalej ze strefą chłodzenia wyposażoną w wentylator nadmuchowy. Końcową strefę urządzenia stanowi przystawka napędowa współpracująca z nawijarką oraz wałem odbiorczym. Pod pojemnikiem z węglem aktywnym, a także pod promiennikiem i wentylatorem umieszczone są zsypowe rynny do gromadzenia nie związanego węgla.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych przez łączenie sproszkowanego węgla aktywnego z pasmowym materiałem z włókien termoplastycznych, polegający na tym, że materiał włókienniczy z włókien termoplastycznych elektryzuje się ładunkiem elektrycznym oznaku przeciwnym do ładunku elektrycznego węgla aktywnego i nanosi się na niego sproszkowany węgiel aktywny, przy czym materiał włókienniczy z naniesionym węglem wprowadza się w strefę działania odpowiednich temperatur uplastyczniających materiał i powodujących wtapianie się węgla aktywnego w strukturę włókien, a następnie nawęglony materiał przez wyprowadzenie ze strefy działania odpowiednich temperatur chłodzi się do zestalenia jego struktury. Bezpośrednio przed wejściem w strefę działania odpowiednich temperatur materiał włókienniczy z naniesionym węglem aktywnym dodatkowo dogniata się, zaś po wyjściu z tej strefy nawęglony materiał wprowadza się w strefę podciśnieniowej obróbki pneumatycznej, usuwającej niezwiązany ze strukturą materiału nadmiar węgla aktywnego.

Urządzenie według wynalazku do wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych ma komorę z dozownikiem do napylania węgla aktywnego, za którąusytuowana jest nagrzewnica uplastyczniająca materiał włókienniczy, przy czym przed wejściem do komory napylania z materiałem włókienniczym współdziała elektroda przyrządu elektryzującego. Pomiędzy komorą do napylania węgla, a nagrzewnicą jest usytuowany zespół ściskających wałków. Natomiast za nagrzewnicą jest usytuowane urządzenie odsysające do usuwania nadmiaru węgla aktywnego z nawęglonego materiału włókienniczego. Sposób i urządzenie według wynalazku zapewnia dużą równomierność naniesienia węgla aktywnego i trwałe jego połączenie z włókienną strukturą materiału. Nawęglony materiał o regulowanym stopniu naniesienia węgla aktywnego i wysokim poziomie efektywnie czynnej jego powierzchni, przy nie zmienionych w procesie produkcyjnym właściwościach strukturalnych włókien, z których jest wykonany, umożliwia jego szerokie wykorzystanie w różnych gałęziach przemysłu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawia urządzenie w ujęciu schematycznym.

Urządzenie ma komorę 3 z dozownikiem 4 do napylania węgla aktywnego, przez którą za pomocą zespołu perforowanych przenośników jest transportowany z prędkością od 0,015 do 0.05 m/s pasmowy materiał włókienniczy 1 z włókien termoplastycznych. Przed wejściem do komory z materiałem włókienniczym współdziała elektroda 2 przyrządu elektryzującego, umożliwiającego za pomocą wyładowania ulotowego, przy wysokim napięciu rzędu 25 kV, elektryzację tego materiału ładunkiem elektrycznym o znaku przeciwnym do ładunku węgla aktywnego. Za komorą 3 jest usytuowana zasilana energią elektryczną nagrzewnica 6 z promiennikami

185 202 cieplnymi. Nagrzewnica ma regulację temperatury w zakresie od 80°C do 150°C, nastawioną w celu uplastycznienia materiału zależnie od rodzaju włókien, z których jest wykonany.

Korzystnie przed wejściem do nagrzewnicy materiał 1 z naniesionym węglem jest dodatkowo dogniatany za pomocą zespołu ściskających wałków 5 o docisku rzędu od 0,5 do 3 MPa, które częściowo wbijają drobiny węgla w przestrzeń między włóknami. Za nagrzewnicą 6 i zespołem odbierających wałków 7 jest usytuowane odsysające urządzenie pneumatyczne 8 do usuwania nadmiaru węgla, wytwarzające podciśnienie co najmniej 0,1 atm. Po wyjściu ze strefy obróbki pneumatycznej nawęglony materiał 10 jest nawijany w zwój przez wałki 9 urządzenia odbierającego. Zapewnia to właściwe bezodkształceniowe prowadzenie materiału w poszczególnych strefach obróbki i otrzymanie gotowego wyrobu o wysokiej jakości.

Pasmowy materiał włókienniczy 1 z włókien termoplastycznych, korzystnie w postaci włókniny, poddaje się na wejściu do komory 3 elektryzacji za pomocą elektrody 2 przyrządu elektryzującego. Materiał naładowany jednoimiennie ładunkiem przeciwnym do ładunku węgla aktywnego dostaje się w strefę napylenia, w której za pomocą dozownika 4 nanosi się równomierną warstwę sproszkowanego węgla z możliwością regulacji wielkości naniesienia, stosownie do potrzeb użytkowych. W efekcie następuje wstępne elektrostatyczne związanie wszystkich naniesionych cząstek węgla w całej objętości materiału. Zapewnia to efektywne, bezodpadowe wykorzystanie dozowanego węgla aktywnego. Po wyjściu z komory 3 materiał z nietrwale naniesionym węglem dodatkowo dogniata się za pomocą ściskających wałków 5, po czym wprowadza się do nagrzewnicy 6 w strefę działania odpowiednich temperatur, uplastyczniających materiał i powodujących trwałe wtapianie się cząstek naniesionego węgla w strukturę włókien bez negatywnego oddziaływania na właściwości samego materiału. W celu odzyskania nie związanego trwale ze strukturą materiału węgla aktywnego, po wyjściu z nagrzewnicy materiał wprowadza się w strefę podciśnieniowej obróbki pneumatycznej dla usunięcia z obu stron powierzchni nadmiaru węgla. Jednocześnie przez ruch zimnego powietrza schładza się materiał, zestala jego strukturę, co umożliwia właściwe formowanie zwoju w urządzeniu odbierającym. Tak nawęglony materiał włókienniczy 10 jest przeznaczony do wykorzystania między innymi jako element filtrów przemysłowych, w urządzeniach klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, w przemyśle motoryzacyjnym, chemicznym, spożywczym, a także w środkach ochrony indywidualnej

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 10 egz Cena 2,00 zł.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych przez łączenie sproszkowanego węgla aktywnego z pasmowym materiałem z włókien termoplastycznych, znamienny tym, że materiał włókienniczy z włókien termoplastycznych elektryzuje się ładunkiem elektrycznym o znaku przeciwnym do ładunku elektrycznego węgla aktywnego i nanosi się na niego sproszkowany węgiel aktywny, po czym materiał włókienniczy z naniesionym węglem wprowadza się w strefę działania odpowiednich temperatur uplastyczniających materiał i powodujących wtapianie się węgla aktywnego w strukturę włókien, a następnie nawęglony materiał przez wyprowadzenie ze strefy działania odpowiednich temperatur chłodzi się do zestalenia jego struktury

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że bezpośrednio przed wejściem w strefę działania odpowiednich temperatur materiał włókienniczy z naniesionym węglem aktywnym dodatkowo dogniata się, zaś po wyjściu ze strefy działania odpowiednich temperatur nawęglony materiał wprowadza się w strefę podciśnieniowej obróbki pneumatycznej, usuwającej nie związany ze strukturą materiału nadmiar węgla aktywnego.

3. Urządzenie do wytwarzania nawęglonych materiałów włókienniczych, znamienne tym, że ma komorę (3) z dozownikiem (4) napylającym węgiel aktywny, za którą usytuowana jest nagrzewnica (6) uplastyczniająca włókienniczy materiał (1), przy czym przed wejściem do komory (3) z materiałem włókienniczym współdziała elektroda (2) przyrządu elektryzującego.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że pomiędzy komorą (3) napylającą węgiel aktywny, a nagrzewnicą (6) jest usytuowany zespół ściskających wałków (5 ).

5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że za nagrzewnicą (6) jest usytuowane urządzenie odsysające (8) nadmiar węgla aktywnego z materiału włókienniczego (10).