Фільтрувальний матеріал

Фильтровальный материал, содержащий по меньшей мере два волокнистых холста из силикатных волокон и расположенное между ними по меньшей мере одно нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, скрепленные иглопрокалыванием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокнистые холсты дополнительно содержат минеральные волокна, находящиеся с силикатными волокнами в соотношении, мае. %: Силикатные волокна 3-70 Минеральные волокна 30 - 97, Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к стекловолокнистым нетканым материалам, армированным нитепрошивным сетчатым полотном, изготовленным из отходов производства текстильного стеклянного непрерывного волокна, используемым для очистки, фильтрации различных сред. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является иглопробивное стекловолокнистое фильтровальное полотно марки ИПФА 850-7А, состоящее из двух стекловолокнистых холстов и расположенного между ними нитепрошивного сетчатого стекловолокнистого полотна, скрепленных иглопрокалыванием [1]. Недостатком этого полотна являются недостаточно высокие эксплуатационные характеристики: воздухопроницаемость, химическая стойкость, температура применения и, как следствие, ограниченная область применения. Задачей изобретения является создание фильтровального материала, в котором путем изменения состава волокон возможно достижение более высоких эксплуатационных свойств: улучшенной воздухопроницаемости, а также повышенной химической и термической стойкости. Поставленная задача достигается тем, что в фильтровальном материале, содержащем по меньшей мере два волокнистых холста из силикатных волокон и расположенное между ними по меньшей мере одно нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, скрепленные иглопрокалыванием, согласно изобретению, волок при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно выполнено из силикатных, минеральных нитей либо из их комбинаций. О Ы Ы W о 26333 нистые холсты дополнительно содержат минеральные волокна, находящиеся с силикатными волокнами в соотношении, мас.%: Силикатные волокна 3-70 Минеральные волокна 30 - 97, при этом нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно выполнено из силикатных, минеральных нитей либо из их комбинации. Фильтровальный материал изготавливают на агрегате иглопробивном АИФ1800 ПС следующим образом. Смесь штапелированных стеклянных и минеральных волокон определенного состава длиной 30 - 90 мм направляют на чесальную машину агрегата, предназначенную для разрыхления, смешения волокон с последующим его чесанием, в результате которого происходит постеленное разъединение пучков волокон на отдельные, выделение сорных примесей, частичное распрямление и ориентация волокон параллельно друг другу, перемешивание волокнистой массы и образованиє, в конечном итоге, волокнистого прочеса. Далее волокнистый прочес поступает на преобразователь прочеса, где в результате его многократного сложения происходит формирование волокнистого холста, который посредством уплотнителя холста уплотняется и подается для скрепления на иглопробивную машину. Перед непосредственной подачей на иглопробивную машину на поверхность волокнистого холста укладывают нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, на которое после предварительного скрепления с волокнистым слоем настилается сформованный, уплотненный волокнистый слой, полученный изложенным выше способом. После этого многослойный материал, пройдя окончательное иглопрокалывание, преобразовывается в фильтровальный материал. В зависимости от назначения, фильтровальный материал может содержать различное количество волокнистых слоев и расположенных между ними нитепрошивных сетчатых волокнистых полотен. Данные видов фильтровального материала, имеющего состав силикатных и минеральных волокон по примерам 1-9, сведения об их физико-механических испытаниях приведены в приложении 1, а также в табл. 1,2,3. П р и м е р 1. Фильтровальный материал изготавливается аналогично 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 описанному выше способу и включает два волокнистых холста из штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6 - 200 и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки ЕС13 - 280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки ЕС-26х1х2 в прошиве. Ширина материала, мм 1789 Толщина материала, мм 5,6 Поверхностная плотность, г/м 2 793,0 Разрывная нагрузка, кгс 50,5 Определение ширины, толщины и поверхностной плотности фильтровального материала по ГОСТ 6943.7-79, разрывной нагрузки - по ГОСТ 8847 - 85, воздухопроницаемости - по ГОСТ 12088 - 77. П р и м е р 2. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6 200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянные волокна 3 Базальтовые волокна 97, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки ЕС13 - 280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки ЕС6-26х1х2 в прошиве. Ширина материала, мм 1786 Толщина материала, мм 5,4 Поверхностная плотность, г/м2 782 Разрывная нагрузка, кгс 40,6 П р и м е р 3. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянное волокно 50 Базальтовое волокно 50, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки ЕС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки ЕС6-26x1x2 в прошиве. Ширина материала, мм Толщина материала, мм Поверхностная плотность, г/м 2 Разрывная нагрузка, кгс 1716 2,8 784 40,2 26333 П р и м е р 4. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6 - 200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянное волокно 70 Базальтовое волокно 30, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки ЕС 13 - 280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки ЕС6 - 26 х 1 х 2 в прошиве. Ширина материала, мм 1784 Толщина материала, мм 3,5 Поверхностная плотность, г/м 2 820 Разрывная нагрузка, кгс 54,3 П р и м е р 5. Фильтровальный материал изготовляется аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки АС6 200 и штапелированных тонких базальтовых волокон, находящихся в соотношении, мае. %: Стеклянные волокна 30 Базальтовые волокна 70, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки АС 13 - 280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки АС6 - 26 х 1 х 2 в прошиве, щелочного состава А (приложение 1) Ширина материала, мм . 1764 Толщина материала, мм 3,7 Поверхностная плотность, г/м 2 667 Разрывная нагрузка, кгс 37,0 П р и м е р 6. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных тонких андезитовых волокон и стеклянных волокон марки ЕС6 - 200, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянные волокна 5 Андезитовые волокна 95, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из базальтовой нити по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки ЕС6-26х1х2 в прошиве: Ширина материала, мм 1756 Толщина материала, мм 5,0 Поверхностная плотность, г/м 2 807 Разрывная нагрузка, кгс 41,8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 7. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6200 и штапелированных тонких андезитовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянные волокна 30 Андезитовые волокна 70, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из базальтовых комплексных нитей по основе и стеклянных комплексных нитей марки ЕС 13-280 по утку; стеклянной крученой нити марки ЕС626x1x2 в прошиве. Ширина материала, мм 1736 Толщина материала, мм 3,8 „Поверхностная плотность, г/м 2 632 • Разрывная нагрузка, кгс 41,2 П р и м е р 8. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холста из смеси штапелированных стеклянных волокон марки ЕС6200 и штапелированных тонких диабазовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянные волокна 50 Диабазовые волокна 50, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комплексных нитей марки БС13-280 по основе и базальтовых комплексных нитей по утку; стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26x1x2 в прошиве. Ширина материала, мм 1770 Толщина материала, мм 3,5 Поверхностная плотность, г/м 2 795 Разрывная нагрузка, кгс 6,9 П р и м е р 9. Фильтровальный материал изготавливается аналогично описанному выше способу и включает два волокнистых холстаиз смеси штапелированных стеклянных волокон марки БС6~ 200 и штапелированных тонких диабазовых волокон, находящихся в соотношении, мас.%: Стеклянные волокна 75 Диабазовые волокна 25, и нитепрошивное сетчатое волокнистое полотно, выработанное из стеклянных комп-. лексных нитей марки БС13-280 по основе и утку и стеклянной крученой комплексной нити марки БС6-26х1х2 в прошиве. Ширина материала, мм 1734 Толщина материала, мм 3,5 26333 Поверхностная плотность, г/м 2 820 Разрывная нагрузка, кгс 52,0 В таблице 1 приведены результаты физико-механических испытаний заявляємого фильтровального материала и прототипа. Как видно из табл. 1, заявляемый фильтровальный материал по прочностным характеристикам (разрывной нагрузке) не уступает прототипу - иглопробивному стекловолокнистому фильтровальному полотну. В табл. 2 отражена воздухопроницаемость заявляемого фильтровального материала в зависимости от весового соотношения составляющих его волокон и прототипа, при этом, с целью сопоставления их эксплуатационных характеристик, заявляемый фильтровальный материал и прототип взяты с одинаковыми или максимально приближенными плотностями. Как следует из табл. 2, введение в состав волокнистых холстов заявляемого фильтровального материала минеральных волокон (диабазовых, андезитовых, базальтовых) способствует улучшению одной из основных эксплуатационных характеристик фильтровального материала - воздухопроницаемости (фильтрующей способности), которая с увеличением содержания минеральных волокон возрастает, достигая наивысшего значения при содержании в волокнистых холстах минеральных волокон, равном 97%. 5 10 15 20 25 8 В табл.3 приведены результаты физико-механических испытаний заявляемого фильтровального материала и прототипа после воздействия высоких температур (250, 400, 500°С - выдержка в течение 1 часа; после воздействия щелочной среды рН 12,5, время выдержки 6 часов). Как следует из табл.3, заявляемый фильтровальный материал по температуростойкости не уступает прототипу - иглопробивному стекловолокнистому фильтровальному полотну, а по химической стойкости (устойчивости в щелочных средах при рН 12,5) превосходит прототип; прочностные характеристики заявляемого фильтровального материала после воздействия щелочных сред с увеличением содержания минеральных волокон возрастают, достигая наивысшего значения при содержании в волокнистых холстах 97% минеральных волокон, что позволяет значительно расширить его область применения, увеличить срок эксплуатации. Массовые соотношения силикатных и минеральных волокон определены экспериментально. Содержание минеральных волокон в фильтровальном материала менее 30% не 30 влечет весомого улучшения эксплуатационных характеристик (воздухопроницаемость, устойчивость в щелочных средах находятся на уровне прототипа), которые достигают максимального значения при содер35 жании минеральных волокон, равном 97%. П р и л о ж е н и е 1 ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТАВОВ СИЛИКАТНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН Массовое содержание, % Волокно *>А SiO2 СаО ВА Na2O кр тю 2 FeO 14,20 1,00 н/б 1,50 0,50 0,5 Силикатные волокна Стеклянное А Д Е ШСБ МдО 72.00 74,50 54,00 53,0 0.60 0,50 14,00 15,00 Следы 0,20 10,00 0.50 17,50 17,0 2.50 4.50 4.0 22,00 8,00 10,00 Минеральные волокна Базальтовое Марнеумское (Грузия) 52.0 17,7 2,82 8.75 5,30 1,08 1,54 6,37 — Берестовецкое (Ровенская обл.) Диабазовое Салтычия (Запорожской обл.) Габбро Еленовское (Запорожская обл.) Габбро-диабазы Обиточное (Запорожская обл.) Амфиболиты Криворожское 48,0-52 51,03 12,2-16 15,16 14,7 6,19 9-12 8,97 4-7 5,42 2,0-3,9 0,91 2,75 7,76 53,4 15,0 10,0-12,5 9,0-9.3 5,7-6,4 3,2 3,4 0,7 50.8 18,2 13,8 5,0 1,2 3,9 1,7 — 8 со — і ! 47.5 15,8 14,1 9,1 6.7 — 3,4 54,8 13,3 1,9 4,44 5,56 2,09 0,7 1,31 0,2 о 9,0 11 26333 12 Т а б л и ц а 1 П О К А З А Т Е Л И физико-механических испытаний заявляемого фильтровального материала и прототипа Материал по примеру 1( прототип) 2 3 4 5 6 7 8 9 Массовое соотношение волокон, % Ширина материала, мм Толщина материала, мм Поверхностная плотность, г/м2 Разрывная нагрузка Сг.вол.-100 Баз.вол.-WO Сг.вол.-бО Баз. вол. -50 1789 1785 5,6 5,3 793,0 773 50,5 40,1 1716 2,8 784 40,2 Баз.вол.-30 Сг.вол.-ЗО Баз. вол.-70 Ст.вол.-5 Андезит ВОЛ.-95 Ст.вол. -30 Андезит вол. -70 Ст.вол.-50 Диабазовые вол.-50 Ст.вол.-75 Баз.вол.-25 1784 3,5 820 54,3 1764 3,7 667 37,0 1756 • 5,4 814 41,8 1736 3,8 632 41,2 1770 3,5 795 44,9 1734 3,5 820 52,0 СГ.ВОЛ.-70 Т а б л и ц а 2 Результаты испытания на воздухопроницаемость заявляемого материала и прототипа Массовое соотношение волокон, % ВоздухопроницаеПоверхностмость при разреная плотность, жении 20 мм ВОД.СТ., 2 г/м дм3/м кв.сек 1 Материал, изготовленный по примеру 2 Материал, изготовленный по примеру 1 (прототип) Баз.вол.-97 Ст.вол.-З 814,0 900 Ст. вол.-100 814 547 Материал, изготовленный по примеру 5 Материал, изготовленный по примеру 1 (прототип) Ст.вол.-ЗО Баз.вол .-70 667 939 Ст. вол.-100 793 633 л 3 Материал, изготовленный по примеру 3 Материал, изготовленный по примеру 1 (прототип) 4 Материал, изготовленный по примеру 4 Материал, изготовленный по примеру 1 (прототип) 5 Материал, изготовленный по примеру 9 Материал, изготовленный по примеру 1 (прототип) «в«-4м«»»*М«-»=* Ст.вол.-50 Баз.вол.-50 784 822 Ст.вол.-100 793 633 Ст.вол.-70 Баз.вол.-30 670 700 Ст.вол.-100 793 633 Ст. вол.-75 Баз.вол.-25 820 561 Ст.вол.-100 814 547 Т а б л и ц а 3 Результаты физико-механических испытаний заявляемого фильтровального материала и прототипа после воздействия высоких температур и щелочной среды Разрывная нагрузка, кгс Массовое соотношение волокон, % Поверхностная плотность, г/м 2 Исходный образец После воздействия Т=250°С После воздействия Т=400°С После воздействия Т=500°С После выдержки в щелочном растворе рН 12,5 % % снижения разрывной нагрузки Материал, изготовленный по примеру 1 Стекл.вол.-З Базальт.вол.-97 773 40,1 37,6 28,0 13,2 37,2 7 Прототип Стекл.вол.-ЮО 750 40,8 37,8 28,5 13,0 34,7 15 Материал, изготовленный по примеру 3 Стекл.вол.-50 Базальт.вол.~50 784 40,2 37,4 29,0 13,6 36,2 10,0 со Прототип Стекл.вол.-100 Материал, изготовленный по примеру 4 Стекл.вол.-70 базальт.вол.-ЗО Прототип Стекл.вол.-ЮО 37,8 28,5 13,0 34,7 15 820 48,6 37,4 25.0 46,9 13,6 793 45,9 37,7 25,8 42,4 16 750 40,8 50.5 8 со со со 26333 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор А.Маковська Замовлення 502 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101