RU2011709C1

RU2011709C1 - Unwoven material

Info

Publication number: RU2011709C1
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Желтобрюхов; Ю.Ф. Полковников; Н.В. Мензелинцева
Original assignee: Волгоградский инженерно-строительный институт
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: purifying gas-air mixture against toxic acid gases and solid particles. SUBSTANCE: fibrous canvas is manufactured of layers of modified polyamide fiber, anion-exchange modified polyamide fiber and of thermoplastic fiber, mass ratio being (1-1.8): (2.5-3): (0.5-0.8). EFFECT: improves desired product quality. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, к изготовлению нетканых фильтрующих материалов и может быть использовано в качестве фильтрующего слоя устройств по очистке газовоздушных смесей (ГВС) от токсичных кислых газов и твердых частиц. The invention relates to the textile industry, to the manufacture of non-woven filter materials and can be used as a filter layer for devices for cleaning gas-air mixtures (GVS) from toxic acid gases and solid particles.

Известен нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного основовязаным переплетением, петли которого выполнены из волокон самого холста, содержащего слой из анионообменного модифицированного полиамидного волокна [1] . Анионообменное модифицированное полиамидное волокно представляет собой волокно на основе привитых сополимеров поликапроамида и диметиламиноэтилметакрилата. Known non-woven 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]. The anion exchange modified polyamide fiber is a fiber based on grafted copolymers of polycaproamide and dimethylaminoethyl methacrylate.

Недостатками такого материала являются низкие защитные свойства. The disadvantages of this material are low protective properties.

Наиболее близким к изобретению является нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного основовязаным переплетением, петли которого выполнены из волокон самого холста, содержащего слой из модифицированного полиамидного волокна мегалон и слой из анионообменного модифицированного полиамидного волокна [2] . Closest to the invention is a non-woven 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 modified polyamide fiber megalon and a layer of modified anion-exchange polyamide fiber [2].

Недостатками такого материала являются невысокие защитные свойства по кислым газам и по твердым частицам, быстрая забивка анионообменного слоя твердыми частицами, что уменьшает поверхность контакта очищаемого газа с анионообменными волокнами и соответственно понижает время защитного действия по кислым газам. The disadvantages of this material are the low protective properties of acid gases and solid particles, the rapid clogging of the anion-exchange layer with solid particles, which reduces the contact surface of the gas to be cleaned with anion-exchange fibers and, accordingly, reduces the protective action of acid gases.

Цель изобретения - повышение защитных свойств материала. The purpose of the invention is to increase the protective properties of the material.

Это достигается тем, что нетканый материал, состоящий из волокнистого холста, скрепленного основовязаным переплетением, петли которого выполнены из волокон самого холста, содержащего слой из модифицированного полиамидного волокна мегалон и слой из анионообменного модифицированного полиамидного волокна, дополнительно содержит слой из термопластичного волокна, расположенного со стороны слоя из анионообменного модифицированного полиамидного волокна. Соотношение слоев по массе составляет (1-1,8): (2,5-3): (0,5 - 0,8). В качестве анионообменного волокна используется модифицированное полиамидное волокно КМ-А1 (привитой сополимер полиамида и полидиметиламино этилметакрилата). В качестве термопластичного волокна используется волокно хлорин. This is achieved by the fact that a non-woven material consisting of a fibrous canvas bonded with a warp knit, the loops of which are made of the fibers of the canvas itself, containing a layer of modified polyamide fiber megalon and a layer of modified anion-exchange polyamide fiber, additionally contains a layer of thermoplastic fiber located on the side a layer of anion exchange modified polyamide fiber. The ratio of the layers by weight is (1-1.8): (2.5-3): (0.5 - 0.8). A modified KM-A1 polyamide fiber (grafted copolymer of polyamide and polydimethylamino ethyl methacrylate) is used as an anion exchange fiber. Chlorin fiber is used as a thermoplastic fiber.

Материал дополнительно подвергается термопрессованию, в результате чего слой, выполненный из термопластичных волокон, плавится, уменьшается в объеме, что способствует появлению ослабленных петель, образующих рельефную поверхность. The material is additionally subjected to thermal pressing, as a result of which the layer made of thermoplastic fibers melts, decreases in volume, which contributes to the appearance of weakened loops forming a relief surface.

Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала состоят из нескольких слоев, скрепленных петлями основовязаного переплетения. Один из слоев выполнен из модифицированного полиамидного волокна мегалон, другой - из анионообменного модифицированного полиамидного волокна. Однако заявляемый материал дополнительно содержит слой из термопластичного волокна, который при последующем термопрессовании обусловливает появление своеобразной рельефной поверхности. Материал-прототип не имеет в своем составе термопластичных волокон и обладает гладкой поверхностью. Следовательно, заявляемый материал отвечает критерию "новизна". Analysis of the claimed material and the material of the prototype showed that both materials consist of several layers bonded with loops of warp knitted weave. One of the layers is made of a modified megalon polyamide fiber, the other is of an anion exchange modified polyamide fiber. However, the claimed material additionally contains a layer of thermoplastic fiber, which during subsequent thermal pressing causes the appearance of a kind of relief surface. The prototype material does not include thermoplastic fibers and has a smooth surface. Therefore, the claimed material meets the criterion of "novelty."

Анализ заявляемого материала и известных материалов показал, что за счет рельефной поверхности увеличивается суммарная поверхность контакта твердых частиц с фильтрующим материалом, возрастает пылеемкость, предохраняется от забивки твердыми частицами анионообменный слой, увеличивается время защитного действия по кислым газам. The analysis of the claimed material and known materials showed that due to the relief surface, the total contact surface of solid particles with the filter material increases, the dust absorption increases, the anion-exchange layer is prevented from clogging with solid particles, and the time of the protective action of acid gases increases.

Новые признаки - наличие трех слоев из волокон, содержащих различные функциональные группы, в определенном соотношении обеспечивают предлагаемому нетканому материалу новое техническое свойство - увеличение поверхности контакта твердых частиц и газовоздушной смеси с фильтрующим материалом. Неизвестно использование данных признаков с достижением такого же технического свойства, что свидетельствует о соответствии объекта критерию "существенность отличий". New features - the presence of three layers of fibers containing various functional groups, in a certain ratio provide the proposed non-woven material with a new technical property - an increase in the contact surface of solid particles and gas-air mixture with filter material. The use of these features is unknown with the achievement of the same technical properties, which indicates the compliance of the object with the criterion of "materiality of differences."

Материал обладает высокими защитными свойствами по кислым газам (время защитного действия по HCl до 31,8 ч), по твердым частицам (степень очистки частиц диаметром 4-5 мкм до 94,2% ), хорошими гигиеническими свойствами (нормальная влажность до 7,4% ). The material has high protective properties for acid gases (protective action time for HCl up to 31.8 hours), for solid particles (degree of purification of particles with a diameter of 4-5 microns up to 94.2%), good hygienic properties (normal humidity up to 7.4 %).

Эффективность заявляемого материала обусловлена тем, что он содержит несколько слоев из различных волокон. Слои соединяют между собой петлями основовязаного переплетения, сформированными из пучков волокон самого холста материала. При этом один слой выполнен из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна мегалон, другой - из анионообменного модифицированного полиамидного волокна КМ-А1, а третий - из термопластичного волокна хлорин. После термопрессования, при котором слой из термопластичного волокна плавится, уменьшаясь в объеме, на его внешней поверхности появляются ослабленные петли, что образует рельефную поверхность. The effectiveness of the claimed material is due to the fact that it contains several layers of different fibers. The layers are interconnected by loops of warp knit, formed from bundles of fibers of the canvas of the material itself. In this case, one layer is made of hydrophilic modified polyamide fiber megalon, the other is made of anion-exchange modified polyamide fiber KM-A1, and the third is made of thermoplastic fiber chlorin. After thermal pressing, in which the layer of thermoplastic fiber melts, decreasing in volume, weakened loops appear on its outer surface, which forms a relief surface.

На этой рельефной "петельной" поверхности оседают твердые частицы, тем самым анионообменный слой предохраняется от забивания твердыми частицами и служит в основном для очистки газов, что повышает защитные свойства материала. Solid particles settle on this embossed "loop" surface, thereby preventing the anion-exchange layer from clogging with solid particles and serves mainly for gas purification, which increases the protective properties of the material.

Введение в состав материала гидрофильного волокна мегалон повышает общую влажность материала, вызывая дополнительное набухание анионообменных волокон, что увеличивает поверхность контакта сорбента с сорбируемым газом и повышает защитные свойства материала. The introduction of megalon hydrophilic fiber into the material increases the overall moisture of the material, causing additional swelling of the anion-exchange fibers, which increases the contact surface of the sorbent with the adsorbed gas and increases the protective properties of the material.

В зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы, и разной гигроскопичности создается электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных молекул газов с полярными молекулами анионообменного волокна и лучшему проникновению их в глубь материала. Это также повышает защитные свойства по кислым газам. Отмеченное явление способствует большему оседанию твердых частиц за счет сил электростатического взаимодействия. In the contact zones of fibers containing various functional groups and of different hygroscopicity, an electric potential is created, leading to a better surface interaction of the polar gas molecules with the polar molecules of the anion-exchange fiber and their better penetration into the material. It also enhances acid gas protective properties. The noted phenomenon contributes to a greater sedimentation of solid particles due to the forces of electrostatic interaction.

Введение в состав материала слоя из волокна мегалон повышает гигиенические свойства материала, что позволяет использовать такой материал при непосредственном контакте с лицом работающего. The introduction of a megalon fiber layer into the composition of the material increases the hygienic properties of the material, which makes it possible to use such material in direct contact with the worker's face.

Выбор соотношения слоев по массе определяется тем, чтобы обеспечить высокие защитные свойства и по кислым газам, и по твердым частицам. The choice of the ratio of the layers by weight is determined in order to provide high protective properties for acidic gases and solid particles.

При увеличении содержания волокна мегалон ухудшаются защитные свойства по кислым газам, при уменьшении ухудшаются и защитные, и гигиенические свойства. With an increase in the megalon fiber content, the protective properties of acid gases deteriorate, and with a decrease, both the protective and hygienic properties deteriorate.

При увеличении содержания волокна КМ-А1 ухудшаются гигиенические свойства, при уменьшении ухудшаются защитные и прочностные свойства. With an increase in the content of fiber KM-A1, hygienic properties deteriorate, with a decrease in the protective and strength properties.

При увеличении содержания волокна хлорин ухудшаются гигиенические свойства, при уменьшении ухудшаются защитные свойства по твердым частицам, по кислым газам. With an increase in the content of fiber, chlorin, hygienic properties deteriorate, with a decrease, the protective properties of solid particles and acidic gases deteriorate.

На чертеже показана структура материала. The drawing shows the structure of the material.

На чертеже приняты следующие обозначения: мегалон - 1; КМ - А1-2; хлорин - 3. In the drawing, the following notation: megalon - 1; KM - A1-2; chlorin - 3.

Материал получают по следующей технологии. Волокна, формирующие слои, прочесывают на чесальных машинах, на общем преобразователе прочеса формируют трехслойный холст, причем нижний слой состоит из волокна хлорин. Холст скрепляют на вязально-прошивной машине, работающей по безниточной технологии. Полученный материал подвергают термопрессованию на каландре при температуре 120^оС, давление между валами каландра 15 дан/см² в течение 60 с.The material is obtained by the following technology. The fibers forming the layers are combed on the carding machines, a three-layer canvas is formed on the general weaving transducer, and the lower layer consists of chlorin fiber. The canvas is fastened on a knitting and piercing machine that works on a threadless technology. The resulting material is subjected to thermal pressing on a calender at a temperature of 120 ^about C, the pressure between the shafts of the calender 15 Dan / cm ² for 60 s.

По стандартным методикам (ГОСТ 15902.1-80, 15902.3-79, 12887-77) определены свойства заявляемого материала и материала-прототипа в сопоставимых условиях (концентрация HCl 100 мг/м³, влажность 82% , концентрация HF 2,5 мг/м³, влажность 82% , концентрация SO₂ 150 мг/м³, влажность 90% ). Показатели приведены в таблице.According to standard methods (GOST 15902.1-80, 15902.3-79, 12887-77), the properties of the claimed material and the prototype material are determined under comparable conditions (HCl concentration of 100 mg / m ³ , humidity 82%, HF concentration of 2.5 mg / m ³ , humidity 82%, SO ₂ concentration _of 150 mg / m ³ , humidity 90%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 1. 100 г волокна мегалон, 250 г волокна КМ-A1 и 50 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1: 2,5: 0,5. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 27,5 ч, степень очистки твердых частиц диаметром 4-5 мкм 91% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 1. 100 g of megalon fiber, 250 g of KM-A1 fiber and 50 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, fastened on a knitting and piercing machine, thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight 1: 2.5: 0.5. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 27.5 hours, the degree of purification of solid particles with a diameter of 4-5 microns 91%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 2. 140 г волокна мегалон, 275 г волокна КМ-А1, 65 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют холст на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,4: 2,75: 0,65. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 30,6 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 93,3% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 2. 140 g of megalon fiber, 275 g of KM-A1 fiber, 65 g of chlorin fiber are combed on carding machines, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, the canvas is fastened on a knitting-piercing machine, and thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.4: 2.75: 0.65. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 30.6 h, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 93.3%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 3. 180 г волокна мегалон, 300 г волокна КМ-А1 и 80 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют его на вязальной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,8: 3: 0,8. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 31,8 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 94,2 % ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 3. 180 g of megalon fiber, 300 g of KM-A1 fiber and 80 g of chlorin fiber are combed on carding machines, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, fastened to a knitting machine, and thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.8: 3: 0.8. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 31.8 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 94.2%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 4. 100 г волокна мегалон, 275 г волокна КМ-А1 и 65 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют его на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1: 2,5: 0,65. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 29,2 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 92% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 4. 100 g of megalon fiber, 275 g of KM-A1 fiber and 65 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, fastened to a knitting and piercing machine, and thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight 1: 2.5: 0.65. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 29.2 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 92%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 5. 180 г волокна мегалон, 275 г волокна КМ-А1 и 65 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на преобразователе прочеса, скрепляют на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,8: 2,75: 0,65. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 30,8 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 94% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 5. 180 g of megalon fiber, 275 g of KM-A1 fiber and 65 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer canvas is formed on a comb transducer, fastened on a knitting and piercing machine, thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.8: 2.75: 0.65. By standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 30.8 h, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 94%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 6. 140 г волокна мегалон, 250 г волокна КМ-А1, 65 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,4: 2,5: 0,65. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 28,5 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 91,4% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 6. 140 g of megalon fiber, 250 g of KM-A1 fiber, 65 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, fastened on a knitting and piercing machine, thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.4: 2.5: 0.65. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 28.5 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 91.4%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 7. 140 г волокна мегалон, 300 г волокна КМ-А1, 65 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют холст на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,4: 3,0: 0,65. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 31,8 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 94% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 7. 140 g of megalon fiber, 300 g of KM-A1 fiber, 65 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, the canvas is fastened on a knitting-piercing machine, and thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.4: 3.0: 0.65. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 31.8 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 94%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 8. 140 г волокна мегалон, 275 г волокна КМ-А1, 50 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный прочес на общем преобразователе прочеса, скрепляют на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,4: 2,75: 0,5. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 30,3 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 91,5% ). Показатели приведены в таблице. PRI me R 8. 140 g of megalon fiber, 275 g of KM-A1 fiber, 50 g of chlorin fiber are combed on a carding machine, a three-layer comb is formed on a common comb transducer, fastened on a knitting-piercing machine, thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.4: 2.75: 0.5. According to standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 30.3 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 91.5%). The indicators are shown in the table.

П р и м е р 9. 140 г волокна мегалон, 275 г волокна КМ-А1, 80 г волокна хлорин прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный холст на общем преобразователе прочеса, скрепляют на вязально-прошивной машине, термопрессуют на каландре. Соотношение слоев по массе 1,4: 2,75: 0,8. По стандартным методикам определены свойства материала (время до проскока HCl 30,7 ч, степень очистки по твердым частицам диаметром 4-5 мкм 91,5 ч). Показатели приведены в таблице. PRI me R 9. 140 g of megalon fiber, 275 g of KM-A1 fiber, 80 g of chlorin fiber are combed on carding machines, a three-layer canvas is formed on a common carding transducer, fastened on a knitting and piercing machine, thermally pressed on a calender. The ratio of the layers by weight is 1.4: 2.75: 0.8. By standard methods, the material properties were determined (time to HCl breakthrough 30.7 hours, the degree of purification for solid particles with a diameter of 4-5 microns 91.5 hours). The indicators are shown in the table.

Нетканый материал применяется в качестве фильтрующего слоя устройств тонкой очистки воздуха. Non-woven material is used as a filter layer for fine air purification devices.

Claims

NONWOVEN MATERIAL, consisting of a fibrous canvas, knitted with warp loops of canvas fibers containing layers of modified polyamide fiber megalon and anion-exchange modified polyamide fiber, characterized in that, in order to increase the protective properties of the material, it contains an additional layer of thermoplastic fiber located from the side of the layer of anion-exchange modified polyamide fiber, while the ratio of the layers by weight is respectively 1 - 1.8: 2.5 - 3: 0.5 - 0.8.