Многослойный нетканый фильтрующий материал
Владельцы патента RU 2465034:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" (RU)
Изобретение относится к области очистки углеводородного топлива и касается многослойного нетканого фильтрующего материала. Включает волокнистые слои из штапельных синтетических волокон, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированные посредством двухстороннего иглопрокалывания, проходящими на определенную глубину каждого из слоев. Материал термофиксирован. Включает четыре слоя. Первый и второй слои состоят из смеси полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс и 0,17 текс при соотношении волокон в смеси 50:50% мас. Третий и четвертый - из полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс. Каждый последующий слой уложен на предыдущий. Слои скреплены последовательным иглопрокалыванием за счет пучков волокон, глубина проникновения которых составляет не более 1/3 толщины предыдущего слоя. Зоны проникновения пучков смещены относительно друг друга как по отношению к предлежащему слою, так и к каждому последующему на величину подачи на прокол, при этом первый и второй слои дополнительно скреплены иглопрокалыванием со стороны первого слоя. Изобретение обеспечивает высокий ресурс работы при незначительном росте сопротивления и номинальную тонкость очистки углеводородного топлива 5 мкм. 1 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к фильтрующим материалам для очистки углеводородного топлива.
Уровень техники
Известен многослойный иглопробивной нетканый материал для фильтрации суспензий, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон, расположенные между двумя волокнистыми слоями, армирующие слои, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством иглопрокалывания.
При этом пучки волокон проходят из наружных волокнистых слоев материала сквозь армирующие слои в разделяющий их промежуточный волокнистый слой на глубину, равную толщине этого слоя, причем материал в целом термофиксирован (см. патент №2166352, МПК B01D, опубл. 10.05.2001).
По совокупности сходных существенных признаков этот материал наиболее близок к предложенному и взят в качестве прототипа.
Указанный фильтрующий материал не обладает достаточной чистотой фильтрации и грязеемкостью для очистки топлива.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать грязеемкий материал с высоким ресурсом, обеспечивающий номинальную тонкость очистки топлива до 5 мкм.
Эта задача решается за счет того, что нетканый фильтрующий материал, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством двухстороннего иглопрокалывания, проходящими на определенную глубину каждого из слоев, отличается тем, что материал включает четыре слоя, первый слой и второй состоят из смеси полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс и 0,17 текс при соотношении волокон в смеси 50:50% мас., а третий и четвертый - из полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс, при этом каждый последующий слой уложен на предыдущий, слои скреплены последовательным иглопрокалыванием за счет пучков волокон, глубина проникновения которых составляет не более 1/3 толщины предыдущего слоя, причем зоны проникновения пучков смещены друг относительно друга как по отношению к предлежащему слою, так и каждому последующему на величину подачи на прокол, при этом слои первый и второй дополнительно скреплены иглопрокалыванием со стороны первого слоя. Материал термофиксирован.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Как показано на чертеже, многослойный нетканый фильтрующий материал включает волокнистые слои первый, второй, третий, четвертый из штапельных полиэфирных волокон. Первый и второй слои состоят из смеси полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс и 0,17 текс в соотношении 50:50% мас. Такое содержание волокон в смеси слоев способствует повышению номинальной тонкости фильтрации. Слои третий и четвертый состоят из полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс. Эти слои способствуют увеличению скорости фильтрации и увеличению ресурса работы фильтрующего материала. Наличие четырех волокнистых слоев определенного состава создает структуру фильтрующего материала с сочетанием двух основных свойств: увеличенный ресурс работы и требуемая задерживающая способность. Скрепление слоев методом последовательного иглопрокалывания со сдвигом на величину подачи прокола скрепляющих пучков волокон 5, 6, 7, образованных при иглопрокалывании и проникновением их на 1/3 толщины предыдущего слоя, позволяет исключить наличие сквозных пор от игл при иглопрокалывании, что повышает задерживающую способность фильтрующего материала. Дополнительное иглопрокалывание со стороны первого слоя, производимое по вышеописанному методу, позволяет уплотнить структуру многослойного фильтрующего материала, что способствует увеличению его задерживающей способности.
Описанный материал используется в качестве фильтрующей перегородки при изготовлении фильтр-элементов для тонкой очистки углеводородного топлива. Частицы загрязнений размером 30-15 мкм осаждаются по всему объему слоев четвертого и третьего с характером их распределения по размерам пор, соизмеримых с размером этих частиц загрязнения. Далее происходит осаждение частиц загрязнения с размером от 15-5 мкм по вышеуказанному механизму их распределения во втором и первом слоях. Структура многослойного фильтрующего материала позволяет задерживать частицы загрязнения поэтапно, не создавая при этом высоких сопротивлений, что увеличивает ресурс работы фильтрующего материала при его высокой задерживающей способности.
Сведения, подтверждающие изменение показателя воздухопроницаемости многослойного материала в зависимости от наложения слоев их последовательного иглопрокалывания, дополнительного иглопрокалывания и термообработки, представлены в таблице.
В процессе исследований установлена взаимосвязь между показателями воздухопроницаемости и размерами пор в многослойном нетканом фильтрующем материале, которая представлена на фиг.1.
| Таблица изменения показателя воздухопроницаемости многослойного фильтрующего материала | ||||
| № пп | Процесс изготовления | Наименование показателей | ||
| Поверхностная плотность, г/м2 | Толщина при удельной нагрузке 1,0 кПа, мм | Воздухопроницаемость, дм3/м2с | ||
| 1 | Первый слой многослойного материала после иглопрокалывания | 285 | 3,81 | 374 |
| 2 | Первый и второй слои многослойного материала после иглопрокалывания | 539 | 5,50 | 168 |
| 3 | Первый, второй и третий слои многослойного материала после иглопрокалывания | 913 | 8,28 | 80 |
| 4 | Четырехслойный материал | 1141 | 8,89 | 58 |
| 5 | Многослойный материал до термообработки | 1191 | 8,51 | 52 |
| 6 | Термообработанный многослойный материал | 1254 | 6,76 | 43 |
Многослойный нетканый фильтрующий материал, включающий волокнистые слои из штапельных синтетических волокон, скрепленные между собой пучками волокон волокнистых слоев, сформированными посредством двухстороннего иглопрокалывания, проходящими на определенную глубину каждого из слоев, материал термофиксирован, отличающийся тем, что включает четыре слоя, первый и второй из которых состоит из смеси полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс и 0,17 текс при соотношении волокон в смеси мас. % 50:50, а третий и четвертый из полиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс, при этом каждый последующий слой уложен на предыдущий, слои скреплены последовательным иглопрокалыванием за счет пучков волокон, глубина проникновения которых составляет не более 1/3 толщины предыдущего слоя, причем зоны проникновения пучков смещены относительно друг друга как по отношению к предлежащему слою, так и к каждому последующему на величину подачи на прокол, при этом слои первый и второй дополнительно скреплены иглопрокалыванием со стороны первого слоя.
