RU2010047C1

RU2010047C1 - Nonwoven material

Info

Publication number: RU2010047C1
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Желтобрюхов; Н.В. Мензелинцева; Ю.Ф. Полковников; Н.Е. Сорокина
Original assignee: Волгоградский инженерно-строительный институт
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: textile. SUBSTANCE: material has a fiber lap fastened by warp-woven weaves which loops are made from the fibers of the lap itself which, in turn, has a layer from an anion-exchange modified polyamide fiber. The material additionally has a frame which has warp, weft threads fastened by sewing threads. The mass ratio of the fiber layer and frame is (3.0-4.0): 1. A yarn from a hydrophylic modified polyamide fiber is used as the frame threads. The mass ratio of warp, waft and sewing threads is (1-1.5): (1.5-2): 1. EFFECT: improved quality. 1 tbl

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности к изготовлению фильтрующих нетканых материалов и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов респираторов и респираторных установок для очистки газовоздушных смесей (ГВС) от токсичных кислых газов. The invention relates to the textile industry for the manufacture of filtering nonwoven materials and can be used for the manufacture of filter elements for respirators and respiratory installations for the purification of gas-air mixtures (DHW) from toxic acid gases.

Наиболее близким решением к изобретению является нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного основовязаным переплетением, петли которого выполнены из волокон самого холста, содержащего слой из анионообменного модифицированного полиамидного волокна [1] . The closest solution to the invention is a nonwoven material consisting of a fibrous canvas bonded with a warp knit, the loops of which are made of fibers of the canvas itself, containing a layer of anion-exchange modified polyamide fiber [1].

Недостатками такого материала являются недостаточно высокие защитные, низкие гигиенические, физико-механические свойства, отсутствие тканеподобной поверхности, контактирующей с лицом человека. The disadvantages of this material are insufficiently high protective, low hygienic, physico-mechanical properties, the absence of a tissue-like surface in contact with a person's face.

Задачей изобретения является повышение защитных и эксплуатационных свойств. The objective of the invention is to increase the protective and operational properties.

Поставленная задача решается тем, что нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного основовязаным переплетением, петли которого выполнены из волокон самого холста, содержащего слой из анионообменного модифицированного полиамидного волокна, дополнительно содержит каркас, состоящий из нитей основы и утка, скрепленных прошивными нитями. Соотношение волокнистого слоя и каркаса по массе составляет (3,0-4,0): 1, в качестве нитей каркаса используется пряжа из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна мегалон, соотношение содержания нитей основы, утка и прошивных по массе составляет (1-1,5): (1,5-2): 1, в качестве анионообменного модифицированного полиамидного волокна использовано волокно КМ-А1 (привитой сополимер поликапроамида и полидиметиламиноэтилметакрилата). The problem is solved in that the non-woven material consisting of a fibrous canvas bonded with a warp knit, the loops of which are made from the fibers of the canvas itself, containing a layer of anion-exchanged modified polyamide fiber, additionally contains a frame consisting of warp and weft stitched together with piercing threads. The ratio of the fibrous layer and the carcass by weight is (3.0-4.0): 1, the yarn of a hydrophilic modified polyamide fiber megalon is used as the carcass filaments, the ratio of the content of warp, weft and piercing threads by mass is (1-1.5 ): (1.5-2): 1, KM-A1 fiber (grafted copolymer of polycaproamide and polydimethylaminoethyl methacrylate) was used as the anion-exchange modified polyamide fiber.

Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала содержат слоя из анионообменного модифицированного полиамидного волокна, скрепленный петлями основовязаного переплетения. Однако заявляемый материал дополнительно содержит каркас в виде нитепрошивного нетканого материала из пряжи из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна. Введение в состав заявляемого материала такого каркаса приводит к появлению тканеподобной гидрофильной поверхности. Материал-прототип не имеет в своем составе каркаса и не обладает тканеподобной гидрофильной поверхностью. An analysis of the inventive material and the prototype material showed that both materials contain a layer of anion-exchange modified polyamide fiber, stitched together with loops of warp knitted weave. However, the inventive material further comprises a frame in the form of a filament nonwoven fabric from yarn of a hydrophilic modified polyamide fiber. The introduction of such a framework into the composition of the claimed material leads to the appearance of a tissue-like hydrophilic surface. The prototype material does not include a frame and does not have a tissue-like hydrophilic surface.

Следовательно, заявляемый материал отвечает критерию "новизна". Therefore, the claimed material meets the criterion of "novelty."

Анализ заявляемого материала и известных материалов показал, что за счет тканеподобной гидрофильной поверхности улучшаютcя защитные и эксплуатационные свойства, повышается комфортность, увеличивается срок службы фильтрующих элементов до замены. The analysis of the claimed material and known materials showed that due to the fabric-like hydrophilic surface, the protective and operational properties are improved, comfort is increased, and the service life of the filter elements before replacement is increased.

Новые признаки - наличие двух слоев, волокнистого и каркаса при определенном соотношении нитей основы, утка и прошивных в каркасе, в определенном соотношении и из волокон с различными функциональными группами обеспечивают предлагаемому нетканому материалу новое техническое свойство - увеличение поверхности контакта газовоздушной смеси с фильтрующим материалом и дополнительную фиксацию волокон волокнистого слоя. New features - the presence of two layers, fibrous and skeleton with a certain ratio of warp, weft and stitching threads in the skeleton, in a certain ratio and of fibers with different functional groups, provide the proposed nonwoven material with a new technical property - an increase in the contact surface of the air-gas mixture with the filter material and an additional fixation of the fibers of the fibrous layer.

Авторам и заявителю неизвестно использование данных признаков с достижением такого же технического свойства, что свидетельствует о соответствии объекта критерию "изобретательский уровень". The authors and the applicant are not aware of the use of these features with the achievement of the same technical properties, which indicates the compliance of the object with the criterion of "inventive step".

Материал обладает высокими защитными свойствами по кислым газам (время до проскока НСl 29,0 ч, по HF 27,1 ч), значительной механической прочностью (разрывная нагрузка по длине 230 Н, по ширине 204 Н), высокой воздухопроницаемостью (280 дм³/м² ˙ с), хорошими гигиеническими свойствами (нормальная влажность 6,0% , удельное электрическое сопротивление ρ = = 0,3 ˙ 10¹¹ Ом).The material has high protective properties for acid gases (time to breakthrough НСl 29.0 h, HF 27.1 h), significant mechanical strength (breaking load along the length 230 N, width 204 N), high air permeability (280 dm ³ / m ² ˙ s), good hygienic properties (normal humidity 6.0%, electrical resistivity ρ = 0.3 ˙ 10 ¹¹ Ohms).

Эффективность предлагаемого материала обусловлена тем, что он содержит волокнистый слой и каркас из волокон с различными функциональными группами. Волокнистый слой и каркас соединены между собой петлями основовязаного переплетения, сформированными из пучков волокон холста материала. При этом волокнистый холст выполнен из анионообменного волокна КМ-А1. Каркас выполнен из трех систем нитей - основы, утка и прошивных. В качестве нитей каркаса используется пряжа из гидрофильного волокна мегалон. The effectiveness of the proposed material is due to the fact that it contains a fibrous layer and a frame of fibers with different functional groups. The fibrous layer and the frame are interconnected by warp knit loops formed from bundles of material canvas fibers. In this case, the fibrous canvas is made of anion exchange fiber KM-A1. The frame is made of three systems of threads - warp, weft and piercing. The yarn of hydrophilic fiber megalon is used as the frame threads.

Введение в состав материала каркаса из пряжи из гидрофильного волокна повышает общую влажность материала, что вызывает дополнительное набухание анионообменного волокна, увеличивает поверхность контакта материала с сорбируемым газом, повышаются защитные свойства. The introduction of a hydrophilic fiber yarn skeleton into the material composition increases the overall moisture of the material, which causes additional swelling of the anion-exchange fiber, increases the contact surface of the material with the adsorbed gas, and increases its protective properties.

В зоне контакта волокон, содержащих различные функциональные группы и имеющих разную гигроскопичность, возникает электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных молекул с сорбируемых газов с полярными молекулами анионообменных волокон и лучшему проникновению их вглубь материала. Это также повышает время защитного действия по кислым газам. In the contact zone of fibers containing different functional groups and having different hygroscopicity, an electric potential arises, leading to better surface interaction of polar molecules from sorbed gases with polar molecules of anion-exchange fibers and their better penetration into the material. It also increases the protective time for acid gases.

Введение в состав материала каркаса из пряжи из гидрофильного волокна способствует повышению физико-механических, гигиенических свойств материала, повышению воздухопроницаемости. The introduction of a hydrophilic fiber yarn framework into the material composition enhances the physicomechanical, hygienic properties of the material, and increases air permeability.

Использование тканеподобного каркаса позволяет применять такой материал при непосредственном контакте с лицом работающего, повышает безопасность при эксплуатации фильтрэлементов, так как снижается вероятность уноса волокон в органы дыхания с потоком воздуха, повышается комфортность. The use of a tissue-like frame allows the use of such material in direct contact with the face of the worker, increases the safety during operation of the filter elements, as the likelihood of entrainment of the fibers into the respiratory system with the air flow decreases, and comfort increases.

Выбор соотношения слоев по массе определяется тем, чтобы обеспечить высокие защитные свойства по кислым газам и высокие гигиенические свойства. При увеличении содержания анионообменных волокон улучшаются защитные свойства, но ухудшаются гигиенические, при уменьшении - ухудшаются гигиенические свойства. The choice of the ratio of the layers by weight is determined in order to provide high protective properties for acid gases and high hygienic properties. With an increase in the content of anion-exchange fibers, the protective properties improve, but hygienic ones deteriorate; with a decrease, the hygienic properties deteriorate.

При увеличении содержания каркаса улучшаются гигиенические, физико-механические свойства, но ухудшаются защитные, и наоборот. При уменьшении содержания каркаса ухудшаются гигиенические и защитные свойства. With an increase in the carcass content, hygienic, physical and mechanical properties improve, but the protective ones deteriorate, and vice versa. With a decrease in the content of the frame, hygienic and protective properties deteriorate.

Выбор соотношения содержания нитей основы, утка и прошивных по массе определяется тем, чтобы обеспечить высокие гигиенические и физико-механические свойства и обеспечить нормальный ход процесса скрепления материала на вязально-прошивной машине. При увеличении соотношения растет нестабильность технологичес- кого процесса скрепления, увеличивается число поломок игл, а следовательно, количество дефектов материала, увеличивается число повреждений нитей каркаса, уменьшается прочность каркаса и материала. При уменьшении ухудшаются физико-механические и гигиенические свойства. The choice of the ratio of the content of warp, weft and piercing threads by weight is determined in order to ensure high hygienic and physico-mechanical properties and to ensure the normal course of the process of fastening the material on a knitting and piercing machine. With an increase in the ratio, the instability of the technological process of bonding increases, the number of breakdowns of needles increases, and consequently, the number of defects in the material, the number of damage to the threads of the frame increases, and the strength of the frame and material decreases. With a decrease, the physicomechanical and hygienic properties deteriorate.

Материал получают по безниточной технологии. Волокно КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом, скрепляют по безниточной технологии, причем иглы прокалывают наполнитель со стороны каркаса. The material is obtained using a non-threading technology. KM-A1 fiber is combed on a carding machine, duplicated with a frame, fastened using a threadless technology, and the needles pierce the filler from the side of the frame.

По стандартным методикам определены свойства материала (ГОСТ 15902.1-80,15902.3-79,120088-77, 10185-75) заявляемого и материала-прототипа в сопоставимых условиях (концентрация НСl 2,5 мг/м³, SO₂ 150 мг/м³, НF 2,5 мг/м³, влажность НСl 82% , НF 82% , SO₂ 90% . Показатели приведены в таблице.According to standard methods, the properties of the material (GOST 15902.1-80,15902.3-79,120088-77, 10185-75) of the claimed and the prototype material under comparable conditions (Hcl concentration of 2.5 mg / m ³ , SO ₂ 150 mg / m ³ , НF 2.5 mg / m ³ , humidity НСl 82%, НF 82%, SO ₂ 90%. The indicators are given in the table.

П р и м е р 1. 300 г волокна КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом поверхностной плотностью 100 г/м², соотношение слоев по массе 3: 1, соотношение содержания нитей основы, утка и прошивных по массе составляет 1: 1,5: 1. Материал скрепляют на вязально-прошивной машине по безниточной технологии. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.PRI me R 1. 300 g of fiber KM-A1 combed on a carding machine, duplicated with a frame with a surface density of 100 g / m ² , the ratio of layers by weight 3: 1, the ratio of the content of warp, weft and piercing by weight is 1 : 1,5: 1. The material is fastened on a knitting and piercing machine using a threadless technology. By standard methods, material properties are determined. The indicators are shown in the table.

П р и м е р 2. 350 г волокна КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом поверхностной плотностью 100 г/м². Соотношение слоев по массе составляет 3,5: 1. Соотношение содержания нитей основы, утка и прошивных по массе составляет 1,25: 1,75: 1. Материал скрепляют на вязально-прошивной машине по безниточной технологии. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.PRI me R 2. 350 g of fiber KM-A1 combed on a carding machine, duplicated with a frame with a surface density of 100 g / m ² . The ratio of the layers by weight is 3.5: 1. The ratio of the content of warp, weft and piercing threads by weight is 1.25: 1.75: 1. The material is fastened to a knitting and piercing machine using a threadless technology. By standard methods, material properties are determined. The indicators are shown in the table.

П р и м е р 3. 400 г волокна КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом поверхностной плотностью 100 г/м². Соотношение содержания нитей основы, утка и прошивных по массе составляет 1,5: 2: 1. Соотношение слоев по массе составляет 4: 1. Материал скрепляют на вязально-прошивной машине по безниточной технологии. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.PRI me R 3. 400 g of fiber KM-A1 combed on a carding machine, duplicated with a frame with a surface density of 100 g / m ² . The ratio of the content of warp, weft and piercing threads by weight is 1.5: 2: 1. The ratio of the layers by weight is 4: 1. The material is fastened to a knitting and piercing machine using a threadless technology. By standard methods, material properties are determined. The indicators are shown in the table.

П р и м е р 4. 350 г волокна КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом поверхностной плотностью 100 г/м². Соотношение содержания нитей основы, утка, прошивных по массе составляет 1: 1,5: 1. Соотношение слоев по массе 3,5: 1. Материал скрепляют на вязально-прошивной машине по безниточной технологии. По стандартным методикам определены свойства материала. Показатели приведены в таблице.PRI me R 4. 350 g of fiber KM-A1 combed on a carding machine, duplicated with a frame with a surface density of 100 g / m ² . The ratio of the content of warp, weft, stitching threads by weight is 1: 1.5: 1. The ratio of the layers by weight is 3.5: 1. The material is fastened to a knitting and stitching machine using a threadless technology. By standard methods, material properties are determined. The indicators are shown in the table.

П р и м е р 5. 400 г волокна КМ-А1 прочесывают на чесальной машине, дублируют с каркасом поверхностной плотностью 100 г/м². Соотношение слоев по массе 4: 1. Соотношение содержания нитей основы, утка и прошивных по массе составляет 1: 1,5: 1. Материал скрепляют на вязально-прошивной машине по безниточной технологии. По стандартным методикам определены свойства материала, Показатели приведены в таблице.PRI me R 5. 400 g of fiber KM-A1 combed on a carding machine, duplicated with a frame with a surface density of 100 g / m ² . The ratio of the layers by weight is 4: 1. The ratio of the content of warp, weft and piercing threads by weight is 1: 1.5: 1. The material is fastened to a knitting and piercing machine using a threadless technology. By standard methods, the material properties are determined. The indicators are given in the table.

Нетканый материал может применяться в респираторах и респираторных установках. Nonwoven fabric can be used in respirators and respiratory installations.

Новое технологическое свойство вызывает появление положительного эффекта: повышение надежности и комфортности защиты. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1532624, кл. D 04 H 13/00, 1989. A new technological property causes a positive effect: an increase in the reliability and comfort of protection. (56) 1. USSR author's certificate N 1532624, cl. D 04 H 13/00, 1989.

Claims

NONWOVEN MATERIAL, consisting of a fibrous canvas bonded with warp knit, the loops of which are made of the fibers of the canvas itself, containing a layer of anion-exchanged modified polyamide fiber, characterized in that it additionally contains a frame of warp, weft, scraped the framework uses a yarn of hydrophilic modified polyamide fiber, the ratio of the content of warp, weft and stitched yarn by weight is 1 - 1.5: 1.5 - 2: 1, and the ratio of fiber layer and frame - 3.0 - 4.0: 1.