Многослойный фильтровальный материал

 

Изобретение относится к фильтровальным материалам, предназначенным для очистки атмосферного воздуха и газов от пылевых аэрозолей. Многослойный фильтровальный материал состоит из слоя грубых волокон со стороны входа воздуха, слоя тонких волокон со стороны выхода воздуха и размещенного между ними промежуточного слоя из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, причем входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6 50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1-10 мкм с поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенных в электрополе на обратную сторону подложки с обратной полярностью, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубину промежуточного слоя на 0,4-1,2 его толщины. Слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1-7):1:(1-3), при этом второй слой ультратонких волокон имеет плотность униполярного заряда волокон не менее 7,5·10⁸ кл/м². 2 з. п. ф-лы.

Предлагаемое изобретение относится к фильтровальным материалам, предназначенным для очистки атмосферного воздуха и газов от пылевых аэрозолей и может быть использовано для производства фильтрующих элементов фильтров для очистки воздуха и газов.

Известен нетканый фильтровальный материал, содержащий волокнистый холст из штапельных синтетических волокон и малоусадочных поливинилхлоридных волокон прикленных связующим веществом [1] Достоинством данного материала является высокая пылеемкость для частиц более 5 мкм.

Недостатками такого материала являются высокий коэффициент проницаемости аэрозолей размером частиц менее 1 мкм, слабая каркасность, а также то, что при производстве требуются дополнительно связующие материалы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многослойный фильтровальный материал [2] используемый преимущественно для очистки атмосферного воздуха и включающий со стороны входа воздуха рыхлый слой из грубых синтетических волокон, со стороны выхода воздуха плотный слой тонких синтетических волокон, а между слоями помещен промежуточный слой в виде плоского клееного либо термоукрепленного нетканого материала, причем все три слоя скреплены посредством иглопрокалывания.

Данный материал обладает лучшей степенью очистки за счет наличия трех слоев с разными волокнами, но имеет ряд недостатков: во-первых, высокая поверхностная плотность материала; во-вторых, слабая пылеулавливаемость ультратонких пылевых аэрозолей, а в-третьих, требуется дополнительная операция, обеспечивающая связь слоев иглопрокалывание.

Цель изобретения повышение эффективности очистки и обеспечение связи слоев за счет разности зарядов волокон материала и устранение отмеченных недостатков.

Для этого в предлагаемом многослойном фильтровальном материале, предназначенным преимущественно для очистки атмосферного воздуха, состоящим со стороны входа воздуха слоем грубых волокон, со стороны выхода воздуха слоем тонких волокон и размещенным между ними промежуточным слоем выполненным из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, а для повышения эффективности очистки и обеспечения связи слоев материала за счет разности зарядов волокон входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6-50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1-10 мкм с поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенных в электрополе с обратной стороны подложки, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубину промежуточного слоя на 0,4-1,2 его толщины.

Другим отличием является то, что слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1-7):1:(1-3), причем второй слой ультратонких волокон имеет плотность униполярного заряда волокон не менее 7,5˙10⁸ кл/м².

Многослойный фильтровальный материал получают следующим образом.

На подложку в электрополе наносится волокнистый слой с начала с одной стороны, затем с другой.

Поскольку при нанесении волокон на каждую сторону подложки устанавливается свой технологический режим, то слои волокон, формируемые с каждой стороны подложки, будут разными. В этом случае получают слой материала из волокон диаметром 6-50 мкм с поверхностной плотностью 25-70 г/м² для фильтрации крупнодисперсных частиц, а для фильтрации мелкодисперсных частиц размером менее 5 мкм получают второй материал с диаметром волокна 0,1-10 мкм и поверхностной плотностью 10-30 г/м², нанесенный с обратной стороны подложки.

Кроме того, такой состав материала, получаемого в электрическом поле высокого напряжения, обладает остаточным электрическим зарядом, знак которого определяется знаком заряда распылителей. Наличие на волокнах остаточного заряда повышает эффективность фильтрации и, в частности, позволяет улавливать из воздуха частицы пыли-ионы противоположного заряда. Материал с наличием волокнистых слоев с обеих сторон подложки повышает эффективность улавливания частиц, при этом слой из волокон диаметром 6-50 мкм заряжен положительно, а слой волокон диаметром 0,1-10 мкм отрицательно.

Ультратонкие волокна за счет наличия противоположного заряда на толстых волокнах проникают в ячейки подложки на глубину промежуточного слоя 0,4-1,2 его толщины за счет наличия униполярных зарядов плотностью 2,5˙10⁸ кл/м², что обеспечивает связь трех слоев как за счет статики, так и за счет механического удержания слоев, что уменьшает толщину материала и позволяет обеспечить высокий уровень фильтрации при соотношении слоев как (1-7):1:1-3) при коэффициенте проницаемости по пыли менее 0,01% с частицами менее 5 мкм.

Все это в совокупности отличает предлагаемый материал со следующими достоинствами: во-первых, достаточно большой пылеемкостью; во-вторых, высокой эффективностью при запыленности воздуха до 2000 мг/м³; в-третьих, универсальностью, т. е. улавливает частицы как положительно, так и отрицательно заряженные; в-четвертых, достаточно прочной связью слоев материала.

Формула изобретения

1. МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ преимущественно для очистки атмосферного воздуха, включающий со стороны входа воздуха слой из грубых волокон, со стороны выхода воздуха слой из тонких волокон и размещенный между ними промежуточный слой из клееного либо термоскрепленного нетканого материала, отличающийся тем, что входной слой материала выполнен из положительно заряженных волокон диаметром 6 50 мкм с поверхностной плотностью 25 70 г/м², нанесенных в электрополе на подложку, а второй слой из отрицательно заряженных волокон диаметром 0,1 10 мкм с поверхностной плотностью 10 30 г/м², нанесенных в электрополе на обратную сторону подложки с обратной полярностью, причем отрицательно заряженные волокна проходят в глубине промежуточного слоя на 0,4 1,2 его толщины.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что слои фильтрующего материала выполнены при соотношении их толщин (1 7) 1 (1 3).

3. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что второй слой ультратонких волокон имеет униполярный заряд плотностью не менее 7,5 · 10⁸ кл/м².