Нетканый фильтровальный материал

 

Использование: производство фильтровальных материалов из стекловолокон, применяемых в химической, биологической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где требуется очистка газовоздушных сред. Сущность изобретения: материал выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна и связующего и имеет следующие характеристики - поверхностную плотность 40-47 г/м2, объемную пористость 95-98% и анизотропную прочностную структуру при следующем соотношении компонентов, мас.%: супертонкое стеклянное штапельное волокно со средним диаметром 1,1-2.2 мк 90-92%; связующее остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 01 D 39/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

90 — 92% (21) 4921342/26 (22) 26.02.91 (46) 15.01.93, Бюл. N 2 (71) Научно-производственное объединение

"Стеклопластик" (72) Н. Г, Ка раха н иди, P. Н. Ки ба рди н, Н.В.Доброскокин, B.È,Àíäðèàíîâ, И.Н,Тупицыí, Q.В,Проволович и Л.К,Кайпоксин (56) Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха, М.: Стройиздат, 1981, с, 132, (54) НЕТКАНЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Использование: производство фильтровальных материалов из стекловолокон, приИзобретение относится к производству фильтровальных материалов из стекловолокон и может найти применение в химической, биологической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где требуется очистка газовоздушных сред. Предлагаемое изобретение относится к фильтровал ьным материалам, испол ьзуемым в качестве предварительной ступени очистки.

Материал имеет следующие характеристики.

Масса 1 М2 — 300 — 350 г

Объемная плотность — 8 кгlм

Прочность на разрыв полоски шириной 100 мм, — не менее 70

Н

Эффективность улавливания частиц до

10 мкм составляет 80%

Недостатком известного материала является его большая поверхностная плотность и недостаточная эффективность.. Я2 1787493 А1 меняемых в химической, биологической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где требуется очистка газовоздушных сред, Сущность изобретения; материал выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна и связующего и имеет следующие характеристики— поверхностную плотность 40 — 47 гlм, объ2 емную пористость 95-98% и анизотропную прочностную структуру при следующем соотношении компонентов, мас.%: супертонкое стеклянное штапельное волокно со средним диаметром 1,1 — 2,2 мк 90 — 92%; связующее остальное. 2 табл, Цель изобретения — улучшение фильтровальных характеристик и снижение поверхностной плотности материала, Указанная цель достигается тем, что нетканый фильтровальный материал на основе стекловолокна, согласно изобретению, с целью улучшения фильтровальных характеристик и снижения поверхностной плотности выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна и связующего и имет следующие характеристики: поверхностная плотнОСть 40 — 47 гlм

2 объемная пористость 95 — 98% анизотропная прочностная структура при следующем соотношении компонентов, мас.% супертонкое стеклянное штапельное волокно со средним диаметром

1,1 — 2,2 мкм

1787493 связующее Остальное

Нетканый фильтровальный материал вырабатывается из стекла на установке

СТБ-72 НПО "Стеклопластик".

Процесс производства материала следующий. В стеклоплавильном сосуде плавят стеклошарики, через фильеры при помощи тянущего механизма вытягиваются элементарные толстые нити из стекла. Затем эти нити подаются в высокотемпературный поток продуктов сгорания углводородного топлива в воздушной среде. В этом потоке элементарные нагреваются до пластичного состояния и этим же потоком вытягиваются и штапелируются до определенной длины и диаметра. Полученные штапельные волокна аэродинамическим потоком раскладываются в непрерывный холст, пропитываются, сушатся и рулонируются, В процессе выработки нетканого фильтровального материала контролируются следующие показатели: поверхностная плотность (масса квадратного метра), средний диаметр волбкна, толщина материала

его внешний вид.

Выработанные образцы нетканого фильтровального материала были испытаны в НПО "Стеклопластик".

Испытаний были следующие образцы материалы (см. таблицу N- 1), Пример 1, Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностью плотности 40 г/м, Количество связующего составляло 10%, Материал имел общую пористость 98 Д и прочность 70/68 Н.

Пример 2. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 гlм . Количество связующего составляло 8 /. Материал имел общую пористость 98 /, и прочность 65/66 Н.

Пример 3. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 гlм . Количество связующего составляло 5% . Материал имел общую пористость 98,5%. Однако у него низкая прочность, равная 50/50 Н.

Пример 4. Был испытан нетканый фильтровальный материал с поверхностной плотностью 40 г/м . Количество связующего составляло 12%, Материал имел общую пористость 957ь. Прочность на разрыв соста вл яла 75/75 Н, Анализ полученных результатов позволяет сделать следующий вывод, Оптимальное количество связующего в материале составляет 8 — 10%, уменьшение связующего ведет к снижению прочности материала (пример 3), а увеличение ведет к снижению общей пористости (пример 4), Материал имеет анизотропную прочностную структуру (прочность в продольном направлении равна прочности в поперечном), 5 Результаты ртутной порометрии показали, что общая проистость составляла 95—

98о

Испытания нетканого фильтровального материала в составе изделия были проведе10 ны в институте СатехНИИПроект.

Испытания проводились следующим образом. Нетканый фильтровальный материал укладывался в фильтр Фял и обдувался запыленным воздушным потоком, Воздуш15 ная нагрузка составляла 2000 м /ч на фильтр, Определение эффективности проводилось на кварцевой пыли ПК-3 с размером частиц не более 10 мкм весовым способом. (См. "Руководство по испытанию

20 и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха", М„Стройиздат, 1979 г„с. 47).

Были выработаны и испытаны следующие образцы материалов (см. таблицу N 2).

25 П р и M е р 1, Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 27 г/м, средний диаметр волокна 0,95 мкм. Материал имеет хорошее аэродинамическое сопротивление, но

30 недостаточную эффективность из-за малой поверхностной плотности.

Пример 2. Был испытан фильтровальный материал, имеющие поверхностную плотность 27 г/м и средний диаметр волок г

35 на 1,83 мкм. Материал имеет хорошее аэродинамическое сопротивление, но недостаточную эффективность из-за малой. поверхностной плотности.

Пример 3, Был испытан фильтроваль40 ный материал, имеющий поверхностную плотность 27 г/м и средний диаметр 2,28 мкм. Материал имеет хорошее аэродинамическое сопротивление, но низкую эффективность из-за большого диаметра волокна и

45 низкой поверхностной плотности.

Пример 4, Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 25 г/м и средний диаметр волокна 1,1 мкм, Материал имеет хорошее аэро50 динамическое сопротивление и более высокую эффективность, чем в образцах, приведенных в примерах 1 — 3.

Пример 5, Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную

55 плотность 40 г/м и диаметр волокна 1,82 г мкм. Материал имеет хорошую эффективность и аэродинамическое сопротивление.

Пример 6. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотностную плотность 47 г/м и диаметр

1787493

Таблица 1

Результаты испытаний нетканого фильтрованого материала

1,82 мкм. Материал имеет хорошую эффективность и аэродинамическое сопротивление.

Пример 7, Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 54 г/м и средний диаметр волокна 2,18 мкм. Материал имеет высокое аэродинамическое сопротивление, Пример 8. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м, средний диаметр волокна 1,1 мкм. Материал имеет хорошие показатели по аэродинамическую сопротивлению и эффективности, Пример 9. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 г/м, средний диаметр волокна 0,95 мкм. Материал имеет хорошую эффективность, но повышенное аэродинамическое сопротивление.

Пример 10, Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 гlм, средний диаметр волокна 2,7 мкм, Материал имеет низкую эффективность.

Пример 11. Был испытан фильтровальный материал, имеющий поверхностную плотность 40 гlм, средний диаметр волокна 2,2 мкм. Материал имеет хорошую эффктивность и аэродинамическое сопротивление, Как видно из приведенных примеров, нетканый фильтровальный материал имеет высокие эксплуатационные показатели; аэродинамическое сопротивление и эффективность улавливания частиц, Изменение поверхностной плотности в сторону уменьшения (примеры 1 — 4) ведет к снижению эффективности улавливания частиц фильтровальным материалом; увеличение поверхностной плотности ведет к росту аэродинамического сопротивления (пример

7).

Уменьшение среднего диаметра волокна менее 1,1 мкм ведет к росту аэродинами5 ческого сопротивления (примеры t, 9).

Увеличение среднего диаметра волокна выше 2,2 мкм ведет к снижению эффективности улавливания частиц фильтровальным материалом (пример 10), 10 Таким образом, заявляемый нетканый фильтровальный материал по сравнению с материалом — прототипом имеет следующие преимущества: имеет значительно более низкую повер15 хностную плотность; имеет более высокую эффективность, чем материал ФСВУ; имеет хорошие технологические показатели, позволяющие использовать механи20 зированные способы укладки материала в изделие.

Формула изобретения

Нетканый фильтровальный материал на основе стекловолокна, отличающийся

25 тем, что, с целью улучшения фильтровальных характеристик и снижения поверхностНоА плотности, он выполнен из супертонкого стеклянного штапельного волокна со средним диаметром 1,1 — 2,2 мм и

30 связующего и имеет поверхностную плотность 40 — 47 г/м, объемную пористость 95г

98 и анизотропную прочностную структуру при следующем соотношении компонентов, мас, :

35 Супертонкое стеклянное штапельное волокно со средним диаметром

1,1 — 2,2 мм 90 — 92 ;

Связующее Остальное, 1787493

Таблица 2

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

БМБ — ФВ с составе фильтра ФяЛ.

Составитель Ю.Корахиниц

Техред М.Моргентал Корректор M,Têý÷

Редактор В.Фельдман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 23 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5