一種過濾材料用基布及其生產方法
2023-05-07 07:10:01 1
專利名稱：：一種過濾材料用基布及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種過濾材料用基布，是一種適用於氣固、液固等形的過濾，包括工業排放煙塵的過濾、水處理的過濾等的基布。
背景技術：
：21世紀的中國將是一個越來越重視環境問題的國家。隨著當今世界科學技術的進步，人們環保意識的增強，環境治理觀念已由末端治理轉向源頭治理，即減少汙染。對於空氣過濾領域，國內外越來越多的燃煤電廠、垃圾焚燒廠採用袋式除塵器。袋式除塵器是國內外治理工業性粉塵和煙塵最有效的技術設備之一。袋式除塵器的發展也推動了濾料的進步，對於濾料性能，包括過濾效率、使用範圍、使用壽命、濾料強力等要求也日益提高，這也將導致濾料加工技術的進一步發展，而影響濾料性能的主要因素就是濾料的選材、濾料的斷裂伸長率及拉伸強力和濾料的通氣度。而基布作為濾料的骨架，整體濾料的強力及斷裂伸長率基本上取決於基布，基布斷裂伸長率和拉伸強力的大小、通氣度值的高低，直接影響著濾料的性能。再進一步說，織造時，對基布經緯密的控制範圍直接影響著製成基布的斷裂伸長率和拉伸強力大小及各項物性，其次組成基布纖維的性能、斷裂強力及斷裂伸長率的大小也影響著基布的性能。所以，製成基布斷裂伸長率和拉伸強力的大小要有一定的控制範圍才能讓製成的濾袋不易變形和在粉塵衝刷及清灰時不容易遭到損傷，如果製成基布斷裂伸長率偏低，則濾料伸縮性能差，不易清灰；製成基布斷裂伸長率過高，則濾袋的抗衝擊性及耐壓水平下降導致布袋易變形，濾袋的經向變形常導致內濾式下進風口的堵塞，緯向變形對外濾式濾袋能加大濾袋與框架的衝擊磨損，降低使用壽命，即尺寸穩定性對濾袋的使用有著重要的意義，為此，根據一些廠礦實踐經驗，國家標準中規定，對於長度大於5m的大布袋，應尋求一種高強低伸的濾料。對於公開專利CN1724111A中對濾袋的核心材料基布的斷裂伸長率、密度、通氣度、乾熱收縮率及經緯向的捻度的控制條件未作具體說明，雖然強力達到新國標濾氈對應的要求，但其濾袋在使用過程中的尺寸穩定性還有待考察。在公開專利CN101108288A中對於濾袋的核心部分基布的斷裂伸長率、乾熱收縮率也未提及，而且基布的經緯向強力不是很高，易造成濾袋尺寸穩定性差即使用壽命縮短，此經緯強力已經不能適應新國標濾氈對應的強力要求。
發明內容本發明的目的是提供一種尺寸穩定性好、具有較高的拉伸強力、優良的通氣度，能提高濾料的過濾性能，延長濾料的使用壽命的過濾材料用基布及其生產方法。本發明為了實現這個目的而採用了下述的方法。—種過濾材料用基布，該基布的密度為經向130180根/10cm，緯向2080根/10cm。這裡的密度是指織物的經緯密度，即l平方英寸織物內含經紗線和緯紗線的根數。織造時，嚴格控制基布的經緯密，經緯密的控制條件對製成基布的拉伸強力和斷裂伸長率以及通氣度的大小有直接的影響。如果密度太大雖然基布強力高但通氣度會降低則影響3捕集效率，如果密度太小則通氣度比較好但其基布強力值不高，所以，密度的設定控制範圍要讓強力和通氣度性能綜合達到最佳效果。組成基布的纖維斷裂強度值在2.56.0CN/dtex，斷裂伸長率在20%50%範圍內。這裡的纖維是指直徑一般為幾微米到幾十微米而長度比直徑大百倍、千倍以上的細長物質。纖維斷裂強度(相對強力)是指每特纖維所能承受的最大拉力。這裡的纖維斷裂伸長率是指纖維拉伸時產生的伸長佔原來長度的百分率稱伸長率，拉伸至斷裂時的伸長率稱為斷裂伸長率，它表示纖維承受拉伸變形的能力。組成基布纖維的斷裂強度及伸長率的大小影響基布及製成濾氈的各項性能。依據JISL10968.12.1A法，本發明的基布的斷裂伸長率，經向為20%50%，諱向為20%50%;基布的拉伸強力，經向為10903000N/5cm，諱向為5001500N/5cm。這裡的基布拉伸強力是指材料受外力直接拉伸到斷裂時所需的力。基布斷裂伸長率是指由斷裂強力產生試樣長度的增量，以對試樣原名義長度的百分率表示。基布強力的提高和斷裂伸長率的控制範圍通常採用控制基布的經緯密度、經緯線的直徑來解決。本發明的基布尺寸穩定性好，經緯向強力能夠達到新國標濾氈對應的強力要求。形成基布的經、緯紗線均採用雙股線。經緯向使用單股紗的基布強力一般，經過大量實驗測試證明雙股線的基布強力高於單股紗。這裡的單股紗是指由較短的紡織纖維，經過加捻而組成的纖維束，也稱細紗，應用最廣。股線是指由幾根單紗經合併加捻而成的線。為考慮股線結構的勻稱和穩定性，通常用23根單紗合併加捻，如二根單紗和股加捻的稱為雙股線。依據JISL10968.27.1A法，測定壓為50Pa時，基布的通氣度值為6001500L/dm7min。這裡的通氣度是指當織物兩側存在一定的壓力差時，空氣透過織物的能力。一般希望過濾材料保證在同等過濾效率時，透氣量越大越好，即阻力越低越好。基布的克重為100150g/m2。這裡的克重指平方米紗線重量的克數。基布的乾熱收縮率，經向為510%，緯向為510%。這裡的乾熱收縮率是指合成纖維因受熱作用，當溫度超過一定值時將產生收縮，稱熱收縮。一般希望過濾材料收縮率小比較好，即尺寸穩定性好。本發明中形成基布的經紗或緯紗的纖度均為260760旦尼爾。這裡的纖度是指紗線粗細程度的指標，單位為旦尼爾，Denier，簡寫為D。形成基布的經紗或緯紗捻度均為150800T/M。這裡的捻度是指紗線一端握持，另一端繞自身軸線迴轉，紗線上便得到一個捻回。不斷的迴轉，則使紗線具有一定的捻回數，紗線單位長度上的捻回數稱為捻度。增加紗線的捻度可提高濾料的強度，但捻度超過某一限度時，強度反而降低。所以紗線的捻度要按纖維的細度和強度而設定。另外，捻度小時可使紗線本身也參與過濾，有助於提高織物的透氣性。選擇聚酯纖維、間位芳族聚醯胺纖維、對位芳族聚醯胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚醯亞胺纖維、碳纖維、聚四氟乙烯纖維、芳碸綸纖維中的至少一種作為形成基布經緯紗線的纖維，形成基布的經、緯紗線均採用雙股線，然後用經、緯紗線進行織造，織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型溫溼度的條件對製成基布的強力有很大的影響，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為80°CIO(TC(優選85t:)，熱定型溼度為80%95%(優選80%);熱定型回數1回3回。織造時，嚴格控制基布的經諱密，經緯密的控制條件對製成基布的強力和斷裂伸長率有很大的影響，經向密度為130180根/10cm，諱向密度為2080根/10cm，經紗或諱紗的纖度均為260760D，經紗或諱紗捻度均為150800T/M。對於基布原料的選擇應滿足(1)結構合理，捕塵率高；(2)剝離性好，易清灰，不易結垢；(3)透氣性適宜，阻力低；(4)具有足夠的強度，尺寸穩定性好；(5)具有良好的耐溫、耐化學腐蝕性能；(6)原料來源廣泛，性能穩定可靠；(7)價格低，壽命長。以上的幾種原料基本能滿足這些要求。使用上述的這種方法製成的過濾材料用基布能夠得到一種尺寸穩定性好、具有較高的拉伸強度、優良的通氣度，能提高濾料的過濾性能，延長濾料的使用壽命的濾材。本發明基布，其作為濾料的骨架，具有較好的尺寸穩定性，優良的拉伸強力、通氣度，其斷裂伸長率及拉伸強力的大小、通氣度值的高低，直接影響著濾料的性能，因為拉伸強力高可以防止粉塵衝刷及清灰時遭到損傷，從而增加濾料的使用壽命，降低成本。基布斷裂伸長率偏低，濾料伸縮性能差，不易清灰；基布的斷裂伸長率過高，則濾袋的抗衝擊性及耐壓水平下降導致布袋易變形，使用壽命縮短。對於基布強力的提高和斷裂伸長率控制範圍通常採用控制基布的經緯密度、經緯線的直徑來解決。基布的通氣度也直接影響著濾料的過濾效率和過濾阻力，一般希望過濾材料保證在同等過濾效率時，透氣量越大越好，即阻力越低越好。所以，對於濾料及基布，其斷裂伸長率和拉伸強力值要有一個最佳的要求範圍。而且，對於基布用紗線，可以是長絲，也可以是短纖維，且為了達到以上特性，優選短纖維紗線。並且對於燃煤鍋爐濾布用基布而言，從價格、性能、加工性等方面考慮，聚苯硫醚纖維是一種比較理想的材料，但是，如果不考慮價格，僅從性能、加工性等方面考慮，聚四氟乙烯纖維效果更好。綜合考慮，本發明產品能有效提高濾料的過濾性能，延長濾料的使用壽命。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。本發明中的各項指標的測試方法如下密度根據JISL10968.6.l法，將樣品放置在平整的臺子上，去除不自然的褶皺和張力，選定5個區域，數取10cm長的經、緯紗的根，取平均值。拉伸強力、斷裂伸長率根據JISL10968.12.1A法(基布扯邊法)，對於一般織物，實驗樣品取樣大小為8cmX45cm，從邊的兩側扯去相同根數的紗線，使剩餘實驗樣品幅寬滿足規定幅寬5cm，然後實驗樣品通過一定初負荷，在拉伸實驗機上，用夾具夾住樣品兩端，在定速20cm/min的速度下，記錄每個試樣的拉伸強力和斷裂伸長率，每組樣品至少5回，取平均值。纖維斷裂強度及伸長率的測定方法即在單纖維拉伸機上，用上下夾具豎直夾住一根纖維，用JIS標準拉抻速度20士lmm/min，進行拉伸，記錄每根纖維的斷裂強度和斷裂伸長率，每組樣品至少35回，取平均值通氣度根據JISL10968.27.1A法，將樣品在無張力的狀態下，放在測試區，調節氣壓50Pa，為避免測試點的重複，測試時將樣品斜向移動以得到不同經、不同諱的測試點，每一樣品至少測試5次，取平均值。克重根據JISL10968.4.2法，在標準狀態下剪取40cmX40cm的實驗片3個，每個在標準狀態下稱其質量，按照克重=質量/面積，求出每塊實驗片的克重，再取平均值。乾熱收縮率在標準狀態下剪取20cmX20cm的實驗片3個，測出耐熱前後的經向和諱向長度變化值，算出每個實驗片的平均收縮率，然後再算出3片實驗片的平均值。上述標準狀態是指溫度20°C±1°C溼度65%±2%。實施例1:選擇PPS纖維作為形成基布經諱紗線的纖維，單纖維斷裂強度為3.80CN/dtex，經、緯紗線均採用雙股線，經過常規紡紗工藝給經、緯紗加捻，捻度為150T/M，纖度為經向260D，緯向759.2D，用織機織成克重為100g/m2的基布，織造時，嚴格控制經向密度為150根/10cm，諱向密度為20根/10cm;織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為8(TC，熱定型溼度為9(TC，熱定型回數1回，形成的基布，其性能參照表1。實施例2:選擇超高強PPS纖維為原料製成基布經緯紗線的纖維，單纖維斷裂強度為4.70CN/dtex，經、諱紗線均採用雙股線，經過常規紡紗工藝給經、諱紗加捻，捻度為500T/M，纖度經向為500D，緯向為759.2D。用織機織成克重為130g/m2的基布，織造時，嚴格控制經向密度為150根/10cm，緯向密度為50根/10cm;織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為85t:，熱定型溼度為80%，熱定型回數2回，形成的基布，其性能參照表1。實施例3:選擇芳碸綸PSA纖維為原料製成基布經諱紗線的纖維，單纖維斷裂強度為3.50CN/dtex，經、諱紗線均採用雙股線，經過常規紡紗工藝給經、諱紗加捻，捻度為800T/M，纖度經向760D，緯向536.45D。用織機織成克重為150g/m2的基布，織造時，嚴格控制經向密度為150根/10cm，緯向密度為80根/10cm;織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為95t:，熱定型溼度為95t:，熱定型回數3回，形成的基布，其性能參照表1。實施例4:選擇PPS纖維為原料製成基布經諱紗線的纖維，單纖維斷裂強度為3.OCN/dtex，經紗採用雙股線，緯紗採用單股線，經過常規紡紗工藝給經、緯紗加捻，捻度為500T/M，纖度經向536.45D，緯向759.20D。用織機織成克重為145g/m2的基布，織造時，嚴格控制經向密度為170根/10cm，緯向密度為50根/10cm;織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為85t:，熱定型溼度為80°C，熱定型回數2回，形成的基布，其性能參照表1。比較例1:組成基布的纖維原料為聚醯胺纖維，纖維斷裂強度2.30CN/dtex，斷裂伸長率65%。基布密度為120根/10cm，緯向50根/10cm，經紗採用股線，緯紗採用單紗，其它生產工藝同實施例l，所得基布的性能參照表1。比較例2:組成基布的纖維原料為聚酯纖維，纖維斷裂強度2.50CN/dtex，斷裂伸長率60%。基布密度為經向110根/10cm，諱向50根/10cm，經諱紗都採用單紗，其它生產工藝同實施例l，所得基布的性能參照表1。比較例3:組成基布的纖維原料為PPS纖維，纖維斷裂強度3.50CN/dtex，斷裂伸長率60%。基布密度為經向190根/10cm，緯向25根/10cm，經緯紗都採用股線，其它生產工藝同實施例l，所得基布的性能參照表1。以上實施例和比較例的相比結果匯總如下表7/tableseeoriginaldocumentpage8從表中可以看出組成基布經諱密的控制範圍以及基布的纖維斷裂強度和伸長率的大小直接影響著基布的各項性能，從而也影響著濾布的性能，實施例2與比較例3充分的體現這點。其次，實施例的過濾材料與比較例的過濾材料相比，充分體現了高強低伸的特點，從而使所製得的濾袋具有尺寸穩定性好、較高的拉伸強度、優良的通氣度，能提高濾料的過濾性能，延長濾料的使用壽命等特點。權利要求一種過濾材料用基布，其特徵是該基布的密度為經向130～180根/10cm，緯向20～80根/10cm。2.根據權利要求1所述的過濾材料用基布，其特徵是組成基布的纖維的斷裂強度為2.56.OCN/dtex，斷裂伸長率為20%50%。3.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是依據JISL10968.12.1A法，該基布的斷裂伸長率，經向為20%50%，緯向為20%50%;該基布的拉伸強力，經向為10903000N/5cm，諱向為5001500N/5cm。4.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是形成基布的經、緯紗線均採用雙股線。5.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是依據JISL10968.27.1A法，測定壓為50Pa時，該基布的通氣度值為6001500L/dm7min。6.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是該基布的克重為100150g/m2;基布的乾熱收縮率，經向為5%10%，諱向為5%10%。7.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是形成該基布的經紗或緯紗的纖度均為260760旦尼爾。8.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是形成該基布的經紗或緯紗捻度均為150800T/M。9.根據權利要求1或2所述的過濾材料用基布，其特徵是該基布的經緯紗線選用聚酯纖維、間位芳族聚醯胺纖維、對位芳族聚醯胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚醯亞胺纖維、碳纖維、聚四氟乙烯纖維、芳碸綸纖維中的至少一種。10.—種過濾材料用基布的生產方法，其特徵是選擇聚酯纖維、間位芳族聚醯胺纖維、對位芳族聚醯胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚醯亞胺纖維、碳纖維、聚四氟乙烯纖維、芳碸綸纖維中的至少一種作為形成基布經諱紗線的纖維，形成基布的經、諱紗線均採用雙股線，然後用經、諱紗線進行織造；織造過程中，對織造前的紗線或織造後的基布經過熱定型加工，熱定型加工的工藝條件為熱定型溫度為80°CIO(TC;熱定型溼度為80%95%;熱定型回數13回，織造時，經向密度為130180根/10cm，緯向密度為2080根/10cm，經紗或緯紗的纖度均為260760D，經紗或緯紗捻度均為150800T/M。全文摘要本發明公開了一種過濾材料用基布及其生產方法，本發明的基布的密度為經向130～180根/10cm，緯向20～80根/10cm，組成基布的纖維斷裂強度值在2.5～6.0CN/dtex，斷裂伸長率在20％～50％範圍內。產品依據JISL10968.12.1A法，基布的斷裂伸長率，經向為20％～50％，緯向為20％～50％；基布的拉伸強力，經向為1090～3000N/5cm，緯向為500～1500N/5cm。本發明提供一種尺寸穩定性好，具有較高的拉伸強度、優良的通氣度，能提高濾料的過濾性能，延長濾料的使用壽命。文檔編號B01D39/08GK101711932SQ20081015554公開日2010年5月26日申請日期2008年10月8日優先權日2008年10月8日發明者張鵬霞,顧立霞申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司