ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ ТКАНЬ
FILTER FABRIC

Изобретение относится к техническим тканям, предназначенным для очистки газов, преимущественно воздуха, которые могут быть использованы в промышленных очистительных установках, применяемых, в частности, в местах с высокой степенью загрязненности газовой среды взвешенными частицами, а также для изготовления рукавных фильтров, предназначенных для очистки технологических газов и промышленного воздуха.
Известная фильтровальная ткань, выполненная саржевым переплетением с применением в основе высокофиламентной термостойкой комплексной нити оксалон (полиоксиадиазольное волокно), а в утке - термостойкой штапельной пряжи сульфон Т или терлон (полиамидные волокна), плотность нитей в ткани на 10 см по основе 90-160 и по утку 87-158 (а.с. СССР № 629255, МПК В03D1/00, В03D15/00, 25.10.1978). Применение в фильтровальной ткани сочетания двух видов нитей: высокофиламентной нити и штапельной пряжи усилило изгибоустойчивость пряжи и устойчивость к высоким температурам.
Недостатком известной фильтровальной ткани является недостаточная плотность нитей по основе и утку, что влияет на качество очистки от мелкодисперсной пыли воздушных и газообразных сред, а также снижает эксплуатационные свойства ткани.
2
Известная фильтровальная ткань, выполненная переплетением основных и уточных нитей, которые выполнены из арселоновой крученой пряжи линейной плотности 18,5×2-29,0×2 текс, при этом плотности нитей в ткани на 10 см 260-400 по основе и 200-250 по утку, поверхностная плотность - 250-330 г/м (патент РФ №17540 U1, МПК В03D1/00, В03D15/12, В03D13/00, 23.10.2000).
Недостатками данной ткани являются высокая материалоемкость ткани, а также значительные удлинения ткани по основе при эксплуатации в газовой среде с температурой 250°С, что приводит к снижению ее эксплуатационных свойств.
2
3
2
Известная фильтровальная ткань, выполненная переплетением основных и уточных нитей из арселоновой пряжи, которая имеет поверхностную плотность 320-350 г/м, плотность нитей в ткани на 10 см по основе 310-330 и по утку 180-200, воздухонепроницаемость ткани составляет от 40 до 200 дм/м с (патент РФ №2340387 С2, МПК В01D39/08, В03D15/12, 25.05.2008). Ворсованная арселоновая пряжа обладает хорошими фильтрующими свойствам и решает задачу высокотемпературной газоочистки в сложных условиях эксплуатации (например, цинковые и хромовые заводы).
Недостатками данной ткани являются значительные удлинения ткани по основе при эксплуатации в газовой среде с температурой 250°С, а также старение арселонового волокна и истирание ткани в условиях агрессивных газовых сред, ухудшающие эксплуатационные свойства ткани.
3
2
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является фильтровальная ткань саржевого переплетения с применением в основе и в утке комбинированной пряжи из арселона-С (полиоксиадиазольное волокно) и параамида марки Русар-Р (ароматическое полиамидное волокно), причем плотность ткани по основе и утку составляет 324 и 172 нитей на 10 см соответственно, а воздухонепроницаемость составляет 100 дм/м с (патент РФ №2248206 С1, МПК В03D 1/00, 20.11.2011, прототип).
Недостатком известного устройства является высокое удлинение при разрыве (до 88%), что может вызвать изменение размеров изделия при эксплуатации, что повлечет за собой снижение эксплуатационных свойств ткани, в частности снижение стойкости к истиранию.
При создании изобретения решалась задача расширения эксплуатационных свойств фильтровальной ткани.
Технический результат при использовании заявленного изобретения заключается в увеличении срока службы фильтровальной ткани с сохранением эффективной фильтрации воздушных и газообразных сред.
2
3
2
Указанный технический результат достигается тем, что в фильтровальной ткани саржевого переплетения для фильтрации воздушных и газообразных в основе и утке использована арселоновая пряжа, при этом в утке дополнительно использована пряжа из параамида, например, марки Русар-Р. При этом арселоновая пряжа сформирована кольцевым способом прядения с последующим применением двойного кручения. Количество нитей на 10 см по основе 325-500 и по утку 166-186, поверхностная плотность 315-450 г/м воздухонепроницаемость от 55 до 130 дм/м с.
Кроме того предусмотрена обработка фильтровальной ткани, придающая ей улучшенные огнестойкие характеристики - пропитка кремниевой анионной кислотой.
Кроме того, фильтровальная ткань предназначена для пошива фильтровальных рукавов.
Развитие техники фильтрации промышленных газов и аспирационного воздуха в тканевых фильтрах направлено, прежде всего, на увеличение срока службы фильтровальных элементов с сохранением эксплуатационных характеристик, таких как: воздухопроницаемость, заданная поверхностная плотность. Продолжительность времени эксплуатации фильтровальной ткани, прежде всего, непосредственно связана с показателями разрывной нагрузки ткани, с ее прочностью (стойкостью к истиранию, высокими абразивными свойствами при высоких температурах эксплуатации), а также с удлинением при растяжении, которое должно быть минимальным. Причем удлинение, особенно упругое, и жесткость во многом определяют строение ткани и эксплуатационные свойства.
3
В составе заявленной фильтровальной ткани в качестве материала использовано полиоксадиазольное волокно арселон, обладающее термической устойчивостью, выдерживающее температурные нагрузки до 500°С в течение нескольких минут. При этом использование пряжи из арселонового волокна вместо нитей позволяет производить эффективную фильтрацию воздушных и газообразных сред в условиях повышенной температуры. Тонкий диаметр волокна (12-15 микрон) позволяет захватывать пылевые и сажевые частицы и удерживать их в толще полотна. Средний уровень очистки на выходе - до 5 мг/м.
Вместе с тем свойства пряжи могут изменяться, если при выработке ее из одних и тех же волокон, применять разные системы прядения.
В составе заявляемой фильтровальной ткани использована пряжа, полученная кольцевым способом прядения, который предполагает получение пряжи на 15-20% прочнее пряжи, выработанной, например, с применением пневмомеханического способа прядения.
В составе заявляемой фильтровальной ткани использована пряжа двойного кручения, которая позволяет усилить износоустойчивые свойства ткани. Сущность кручения заключается в том, что волокна пряжи, располагаясь примерно по винтовым линиям, растягиваются и под действием сил упругости волокон продукт (пряжа) уплотняется, увеличиваются давление и силы трения между волокнами, вследствие чего разрывная нагрузка крученой пряжи повышается.
Кроме того, для увеличения прочности и стойкости к истиранию при повышенной температуре эксплуатации в утке фильтровальной ткани дополнительно использована пряжа  из параамида, например, марки Русар-Р - арамидного волокна, обладающего легкостью и чрезвычайно высокой прочностью. Одним из основных характеристик параамида является высокая прочность на разрыв при низком удельном весе волокна. Кроме того, параамид также обладает превосходной термостойкостью и стабильностью размеров, а также низким относительным удлинением при разрыве. Он не подвержен коррозии и устойчив к воздействию большинства химикатов. Применение параамида также влияет на повышение износоустойчивости фильтровальной ткани.
В процессе выработки ткани на ткацком станке, не требуется дополнительных технологических операций. Ткань может длительно эксплуатироваться до температуры 250°C , устойчива к воздействию щелочей и слабоконцентрированных кислот.
По сравнению с прототипом ткань обладает большей разрывной нагрузкой и сниженным на 50% удлинением при разрыве, что увеличивает ее эксплуатационный ресурс.
Для осуществления изобретения предлагается фильтровальная ткань саржевого переплетения, в основе и утке которой использована арселоновая пряжа, при этом в утке дополнительно использована пряжа из параамида, например, марки Русар-Р. При этом арселоновая пряжа сформирована кольцевым способом прядения с последующим применением двойного кручения.
2
3
2
Пример 1. Фильтровальную нить изготавливают саржевым переплетением с количеством нитей на 10 см по основе 325 и по утку 166, поверхностной плотностью 315 г/м, воздухонепроницаемостью 98 дм/мс
2
3
2
.
Пример 2. Фильтровальную нить изготавливают саржевым переплетением с количеством нитей на 10 см по основе 500 и по утку 168, поверхностной плотностью 450 г/м, воздухонепроницаемостью 55 дм/м с
Ткань вырабатывается на предприятиях текстильной отрасли, перерабатывающих химические и синтетические волокна без перестройки технологического процесса.
Сравнительные характеристики заявляемой фильтровальной ткани по сравнению с прототипом представлены данными табл.1.
Таблица 1
Наименование показателя
Прототип
Заявляемая ткань
1
Поверхностная плотность, г/м<sup>2</sup>
360
315 - 450
2
Количество нитей (на 10 см):
3
- по основе
324
325 - 500
4
- по утку
172
166 - 186
Разрывная нагрузка полоски 50*200мм, Н
- по основе
2053,6
2438 - 2724
- по утку
2344,6
1058 - 1130
Удлинение при разрыве, %
- по основе
88
40,5 - 44
- по утку
15,5
4,9 - 7
Воздухопроницаемость, дм<sup>3</sup>/м<sup>2</sup> с
100
55 - 130
Для увеличения огнестойкости фильтровальная ткань может быть обработана пропиткой - кремниевой анионной кислотой.
Как следует из представленных данных табл.1, заявляемая фильтровальная ткань обладает увеличением разрывных нагрузок по основе, что повышает ее прочность на истирание, уменьшением относительного удлинения при разрыве по основе и утку.
Таким образом, благодаря увеличению прочности и износоустойчивости ткани, а также снижению удлинения при разрыве увеличивается срок службы фильтровальной ткани при минимальном использовании дорогостоящего арамидного сырья и сохранением фильтрационных характеристик, что в значительной мере повышает эксплуатационные свойства ткани.