RU2465034C2 - Multilayer nonwoven filtration material - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to cleaning of hydrocarbon fuel, particularly, to multilayer nonwoven filtration material. Proposed material comprises layers of synthetic staple fibers bonded together by bundles of fibers of fibrous layers formed by dual-side needle-punching to extend down to definite depth of every layer. Said material is subjected to heat setting and comprises four layers. First and second layers consist of the mix of polyester fibers with linear density of 0.33 tex and 0.17 tex at the ratio of fibers in said mix making 50:50 wt %. Third and fourth layers consist of polyester fibers with linear density of 0.33 tex. Every nest layer is laid on previous one. Said layers are bonded by sequential needle-punching by bundles of fibers, penetration depth of which makes at least 1/3 of previous layer thickness. Penetration zones of bundles are shifted relative to each other and to previous layer and to next layer by amount of feed for punching. Note here that first and second layers are additionally bonded by punching on the first layer side.

EFFECT: longer life, nominal filtration rating of 5 mcm.

1 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к фильтрующим материалам для очистки углеводородного топлива.The invention relates to filtering materials for the purification of hydrocarbon fuels.

Уровень техникиState of the art

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.Known multilayer needle-punched non-woven material for filtering suspensions, including fibrous layers of staple synthetic fibers located between two fibrous layers, reinforcing layers bonded to each other by fiber bundles of fibrous layers formed by needle piercing.

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).In this case, the bundles of fibers pass from the outer fibrous layers of the material through the reinforcing layers into the intermediate fibrous layer separating them to a depth equal to the thickness of this layer, and the material as a whole is thermofixed (see patent No. 2166352, IPC B01D, publ. 05.10.2001).

По совокупности сходных существенных признаков этот материал наиболее близок к предложенному и взят в качестве прототипа.In the aggregate of similar essential features, this material is closest to the proposed and taken as a prototype.

Указанный фильтрующий материал не обладает достаточной чистотой фильтрации и грязеемкостью для очистки топлива.The specified filter material does not have sufficient filtration purity and dirt capacity to clean the fuel.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать грязеемкий материал с высоким ресурсом, обеспечивающий номинальную тонкость очистки топлива до 5 мкм.The objective of the invention is to create a dirt-consuming material with a high resource, providing a nominal fineness of fuel cleaning up to 5 microns.

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.This problem is solved due to the fact that the non-woven filter material, including fibrous layers of staple synthetic fibers, bonded together by bundles of fibers of the fibrous layers formed by double-sided needle piercing, passing to a certain depth of each of the layers, characterized in that the material includes four layers, the first layer and the second consist of a mixture of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex and 0.17 tex with a ratio of fibers in the mixture of 50: 50% by weight, and the third and fourth are made of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex, with each subsequent layer laid on the previous one, the layers are fastened by sequential needle-piercing due to fiber bundles, the penetration depth of which is not more than 1/3 of the thickness of the previous layer, and the penetration zones of the beams are displaced relative to each other as with the preceding layer, and each subsequent one by the amount of feed to the puncture, while the layers of the first and second are additionally bonded by needle piercing from the side of the first layer. The material is thermofixed.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

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.As shown in the drawing, the multilayer non-woven filter material includes fibrous layers of the first, second, third, fourth of staple polyester fibers. The first and second layers consist of a mixture of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex and 0.17 tex in a ratio of 50: 50% wt. This content of fibers in the mixture of layers helps to increase the nominal fineness of filtration. The third and fourth layers consist of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex. These layers contribute to an increase in the filtration rate and an increase in the service life of the filter material. The presence of four fibrous layers of a certain composition creates the structure of the filter material with a combination of two main properties: an increased service life and the required retention capacity. Bonding the layers by successive needle piercing with a shift by the amount of puncture of the fastening fiber bundles 5, 6, 7 formed by needle piercing and penetrating them by 1/3 of the thickness of the previous layer, eliminates the presence of through pores from the needles during needle piercing, which increases the delaying ability of the filter material . Additional needle piercing from the side of the first layer, produced by the above method, allows you to compact the structure of the multilayer filter material, which helps to increase its retention ability.

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.The described material is used as a filter membrane in the manufacture of filter elements for fine purification of hydrocarbon fuels. Particles of contaminants with a size of 30-15 microns are deposited over the entire volume of the fourth and third layers with the nature of their distribution over pore sizes, comparable with the size of these pollution particles. Then there is the deposition of pollution particles with a size of 15-5 microns according to the above mechanism of their distribution in the second and first layers. The structure of the multilayer filter material allows you to delay the particles of pollution in stages, without creating high resistances, which increases the service life of the filter material with its high retention ability.

Сведения, подтверждающие изменение показателя воздухопроницаемости многослойного материала в зависимости от наложения слоев их последовательного иглопрокалывания, дополнительного иглопрокалывания и термообработки, представлены в таблице.Information confirming the change in the air permeability index of the multilayer material depending on the superposition of the layers of their sequential needle piercing, additional needle piercing and heat treatment is presented in the table.

В процессе исследований установлена взаимосвязь между показателями воздухопроницаемости и размерами пор в многослойном нетканом фильтрующем материале, которая представлена на фиг.1.In the process of research, a relationship was established between the air permeability and pore sizes in a multilayer non-woven filter material, which is presented in figure 1.

Таблица изменения показателя воздухопроницаемости многослойного фильтрующего материалаTable of changes in the air permeability of the multilayer filter material № ппNo pp Процесс изготовленияManufacturing process Наименование показателейThe name of indicators Поверхностная плотность, г/м² Surface density, g / m ² Толщина при удельной нагрузке 1,0 кПа, ммThickness at a specific load of 1.0 kPa, mm Воздухопроницаемость, дм³/м²сBreathability, dm ³ / m ² s 1one Первый слой многослойного материала после иглопрокалыванияThe first layer of laminate after needle piercing 285285 3,813.81 374374 22 Первый и второй слои многослойного материала после иглопрокалыванияThe first and second layers of multilayer material after needle piercing 539539 5,505.50 168168 33 Первый, второй и третий слои многослойного материала после иглопрокалыванияThe first, second and third layers of multilayer material after needle piercing 913913 8,288.28 8080 4four Четырехслойный материалFour layer material 11411141 8,898.89 5858 55 Многослойный материал до термообработкиLaminate prior to heat treatment 11911191 8,518.51 5252 66 Термообработанный многослойный материалHeat-treated laminate 12541254 6,766.76 4343

Claims (1)

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. A multilayer non-woven filter material, including fibrous layers of staple synthetic fibers, bonded together by bundles of fibers of fibrous layers, formed by double-sided needle piercing, passing to a certain depth of each layer, the material is thermofixed, characterized in that it includes four layers, the first and second of which consists of a mixture of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex and 0.17 tex with a ratio of fibers in the mixture wt. % 50:50, and the third and fourth of polyester fibers with a linear density of 0.33 tex, with each subsequent layer laid on the previous one, the layers are fastened by sequential needle-piercing due to fiber bundles, the penetration depth of which is not more than 1/3 of the thickness of the previous layer, moreover, the zones of penetration of the beams are displaced relative to each other both with respect to the underlying layer and to each subsequent one by the amount of feed to the puncture, while the layers of the first and second are additionally fastened by needle piercing from the side of the first oya.

Images