химически стойкие, стабильные по размеру моноволокна, способ их получения и применение

Формула изобретения

1. Химически стойкие и стабильные по размерам моноволокна, содержащие двухкомпонентную структуру ядро - оболочка, в которой ядро выполнено из материала со стабильными размерами, а оболочка выполнена из химически стойкого материала, отличающиеся тем, что оболочка выполнена из политетрафторэтилена (PTFE) и представляет собой ленту, намотанную на ядро и спеченную.

2. Моноволокна по п.1, отличающиеся тем, что материал со стабильными размерами, образующий ядро, представляет собой металл, такой как высококачественная сталь, медь, бронза и алюминий.

3. Моноволокна по п.1, отличающиеся тем, что их диаметр равен от 0,10 до 1,50 мм, предпочтительно от 0,20 до 0,60 мм и наиболее предпочтительно от 0,28 до 0,35 мм.

4. Моноволокна по п.1, отличающиеся тем, что оболочка имеет толщину, равную от 0,025 до 0,25 мм.

5. Моноволокна по п.1, отличающиеся тем, что отношение диаметра оболочки к диаметру ядра меньше или равно 1.

6. Способ получения химически стойких и стабильных по размерам моноволокон по одному из пп.1-5, характеризующийся тем, что материал ядра заключают в ленту из неспеченного PTFE, например, намотанную в виде спирали, которую затем подвергают спеканию.

7. Формованные изделия из химически стойких и стабильных по размерам моноволокон по одному из пп.1-5, представляющие собой текстильные изделия, такие как ткани, основовязаные трикотажные ткани и трикотажные ткани.

8. Применение химически стойких и стабильных по размерам моноволокон по одному из пп.1-5 в туманоуловителях, ситах и фильтрах.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к химически стойким и сохраняющим форму моноволокнам, содержащим бикомпонент со структурой ядро - оболочка, с ядром из материала со стабильными размерами и оболочкой из химически стойкого материала, а также к способу их получения и их применению.

Кроме того, данное изобретение относится к применению химически стойких и сохраняющих размеры моноволокон по изобретению в туманоуловителях, в ситах и в фильтрах.

Туманоуловители (брызгоуловители) можно применять для отделения жидких капель от потоков газа, в частности, в химической промышленности и на заводах для очистки отработанных газов. Такие туманоуловители включают структуру из моноволокон на основе подходящего материала, которая встроена в корпус, например, приемника цилиндрической формы. Поток газа, который нужно очистить, пропускают через туманоуловитель. Разрушенные капли жидкости собираются в туманоуловителе, где они увеличиваются в размере, и эти капли большего размера падают вниз и затем могут быть удалены через отверстие или непрерывно, или когда это необходимо. Пример туманоуловителя можно найти на веб-сайте: http://www.knitmesh.com/business/separation/mist_eliminators/misteliminators.html.

Материал моноволокон должен быть очень устойчивым к действию компонентов потока газа. В зависимости от предъявляемых требований могут быть применены металлы, такие как высококачественные стали, никель, титан, и пластики, такие как полипропилен, ПТФЭ, ПВДФ, и стекла.

Моноволокна в основном перерабатываются с получением тканей, трикотажных тканей и основовязаных трикотажных тканей, которые применяются для изготовления туманоуловителей. Ширина петель и/или плотность зависят от требований к изделию.

Другим требованием является стабильность размеров изделия. Туманоуловители из материалов, обеспечивающих стабильность размеров и являющихся очень жесткими, таких как металлы, не требуют подложки и, следовательно, имеют свободный проход для потока газа и вследствие этого высокую эффективность.

Недостатком металлов является их плохая химическая стойкость, которая приводит к сравнительно небольшому сроку их службы.

Фторсодержащие полимеры, такие как ПТФЭ и ПВДФ, обладают высокой термостойкостью и очень высокой химической стойкостью, но имеют слишком маленькую стабильность размеров.

Следовательно, задача данного изобретения состоит в создании материала, который обладает хорошей стабильностью размеров и высокой химической стойкостью.

Эта задача решается получением моноволокон, обладающих химической стойкостью и стабильностью размеров, содержащих двухкомпонентный материал со структурой ядро - оболочка, с ядром из материала, обеспечивающего стабильность размеров и с оболочкой из химически стойкого материала.

Химически стойкие материалы, которые образуют оболочку, являются фторсодержащими полимерами, в частности, FTFE (ПТФЭ, политетрафторэтилен), PFA, MFA, PEP, PCTFE, THV, TFM, ETFE, ЕТСТЕ, PVF, PVDF (поливинилиденфторид) (сокращения см. в Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5^th Ed. Vol. A11, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1988, page 393 ff).

Материалы, образующие ядро и обеспечивающие стабильность размеров, представляют собой металлы, такие как высококачественные стали, медь, бронза и алюминий.

Диаметр моноволокон по изобретению составляет от 0,10 мм до 1,50 мм. Ядро моноволокон имеет диаметр, составляющий от 0,05 мм до 1,00 мм. Следовательно, толщина оболочки равна от 0,025 мм до 0,25 мм, а отношение диаметра оболочки к диаметру ядра меньше или равно 1. Предпочтительная величина общего диаметра моноволокон составляет от 0,20 до 0,60 мм и, предпочтительно, от 0,28 до 0,35 мм. Например, ядро имеет диаметр, равный 0,05 мм, оболочка имеет толщину, равную 0,025 мм, а общий диаметр волокна составляет 0,10 мм. Эта величина получается по следующему уравнению:

0,05 мм+2×0,025 мм=0,10 мм.

Оболочка ядра со стабильными размерами из химически стойкого материала может быть изготовлена путем экструзии, плунжерной экструзии, образования полос, получения оплетки, прядения, кручения ядра и путем покрытия. Важно, чтобы материал ядра был полностью окружен оболочкой.

Еще одна задача изобретения состоит в создании способа получения моноволокон в соответствии с данным изобретением, имеющих особенно плотное и химически стойкое покрытие.

Эта задача решается путем наматывания на ядро ленты из неспеченого PTFE (ПТФЭ), например, наматывания в виде спирали, затем эта лента из PTFE подвергается спеканию. Это обеспечивает получение очень прочной и стойкой оболочки из PTFE. Спекание осуществляется при температурах, обычных для PTFE.

Кроме того, данное изобретение относится к формованным изделиям из химически стойких моноволокон со стабильными размерами по изобретению, в частности к текстильным изделиям, таким как ткани, основовязаные трикотажные ткани и трикотажные ткани.

Другой аспект данного изобретения относится к применению моноволокон по изобретению, в особенности, в виде формованных изделий, в туманоуловителях, а также в ситах и фильтрах.

В этом случае моноволокна перерабатывают в подходящие формованные изделия, в частности текстильные изделия, такие как ткани, основовязаные трикотажные ткани и трикотажные ткани. Эти формованные изделия предпочтительно применять в химической промышленности. В частности, эти формованные изделия хорошо подходят для использования в сепараторах для капель, в ситах и фильтрах.

Предпочтительное применение моноволокон по изобретению относится к применению в туманоуловителях, в частности в туманоуловителях, используемых в химической промышленности.