Когда фильтр загружается слишком быстро или пропускает мелкую пыль, проблема почти всегда кроется в фильтрующем материале. Нетканый лист в основе фильтра определяет, сколько частиц будет улавливаться, сколько воздуха или жидкости может пройти и как долго прослужит элемент, прежде чем ему потребуется замена. Нетканые материалы доминируют в промышленных фильтрующих материалах, поскольку их можно спроектировать с учетом заданного диаметра волокна, размера пор, толщины и базовой массы. Такая возможность настройки позволяет производителю сбалансировать эффективность фильтрации с падением давления для конкретного использования: от воздуха на впуске компрессора до технологической воды на заводе по производству напитков.
Почему нетканые материалы идеально подходят для фильтрующих материалов
Нетканые материалы образуются путем соединения рыхлых волокон в лист механическими, термическими или химическими методами. Поскольку волокна не вплетены в пряжу, они создают извилистую трехмерную сеть пор. Частицы улавливаются путем просеивания, инерционного удара, перехвата или диффузии, и каждый механизм можно активизировать, регулируя размер волокна, плотность и толщину полотна. Вот почему два фильтрующих материала, изготовленных из одного и того же полимера, могут работать совершенно по-разному: структура спроектирована, а не унаследована от сырья.
Диаметр волокна является единственной наиболее влиятельной переменной в характеристиках фильтра. Тонкие волокна размером 1–3 мкм эффективно улавливают субмикронные частицы; более грубые волокна размером от 20 до 40 мкм снижают перепад давления и обеспечивают нагрузку по глубине. По этой причине многие фильтрующие изделия намеренно объединяют грубые и тонкие слои в градиентную структуру, которая сначала удаляет крупные частицы и защищает тонкий слой от преждевременного засорения.
Четыре параметра определяют класс фильтра с практической точки зрения:
| Параметр | Типичный диапазон | Влияние на производительность фильтра |
|---|---|---|
| Диаметр волокна | 1–40 мкм | Волокна меньшего размера повышают эффективность захвата |
| Пористость | 60–90% | Более высокая пористость снижает падение давления |
| Базовый вес | 30–1000 г/м² | Больший вес увеличивает грязеемкость. |
| Толщина | 0,2–10 мм | Большая толщина улучшает глубинную фильтрацию. |
Эти числа не являются независимыми. Увеличение основного веса повышает эффективность, но за этим следует падение давления. При разработке продукта необходимо найти комбинацию, которая соответствует стандарту фильтрации с наименьшими затратами энергии.
Основные области применения нетканых фильтрующих материалов
Нетканый фильтрующий материал обслуживает четыре сегмента фильтрации большого объема. Каждый из них предъявляет разные требования к среде, но все полагаются на одну и ту же способность точно настраивать структуру пор:
- Фильтрация воздуха: фильтры предварительной и окончательной очистки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, потолки чистых помещений, мешки для сбора пыли, впускные фильтры газовых турбин и портативные очистители воздуха.
- Автомобильная фильтрация: впускные воздушные фильтры двигателя, воздушные фильтры салона, топливные фильтры и фильтры смазочного масла, которым необходимы гибкость и термическая стабильность.
- Фильтрация жидкостей: питьевая вода, промышленные технологические жидкости, продукты питания и напитки, охлаждающие жидкости для металлообработки и химические ванны.
- Здравоохранение и безопасность: хирургические маски, респираторы, фильтры для анестезии и фильтрующие слои в одноразовых медицинских устройствах.
В каждом сегменте применяется одно и то же балансирование: среда достаточно плотная, чтобы соответствовать целям эффективности, но достаточно открытая, чтобы обеспечить приемлемый поток. Нетканые материалы позволяют избежать худшего из этих компромиссов благодаря градиентным структурам и композитам, поэтому они продолжают завоевывать долю в гофрированных панелях, картриджных фильтрах и пластинах для фильтрации жидкостей.
Как производятся нетканые фильтрующие материалы
Шесть методов производства охватывают почти весь рынок фильтрующих материалов. Каждый из них создает разную геометрию пор и каждый имеет естественную область применения.
Кардочесание и иглопробивание
Кардочесание раскрывает и выравнивает волокна в однородное полотно, а иглопробивание механически спутывает это полотно. Полученный войлок имеет объемную открытую структуру с высокой проницаемостью и высокой грязеемкостью. Иглопробивной фильтрующий войлок является стандартным оборудованием для сбора пыли, гидравлических систем и пылесосов. Поскольку можно обрабатывать полиэфирные, полипропиленовые, нейлоновые и огнестойкие волокна, материал выдерживает широкий спектр термических и химических воздействий. А линия по производству иглопробивного фетра обычно является первым выбором, когда механическая прочность и срок службы имеют наибольшее значение.
Поставщик линий по производству иглопробивного войлока | Хунъи Компания Changshu Hongyi Noncloth Machinery Co., Ltd. является китайским поставщиком и производителем линий по производству иглопробивного войлока. Ширина ≤8500мм, 100–... Посмотреть продукт → Воздушная прокладка
Машина для воздушной укладки подвешивает волокна в воздушном потоке и в случайном порядке укладывает их на формовочный конвейер. Полученное полотно является изотропным и высоким, без предпочтительного направления волокон. Такая структура делает материалы, уложенные воздухом, эффективными там, где загрязнения должны впитываться в объем, а не удерживаться на поверхности: масляные сорбенты, промышленные салфетки, фильтры охлаждающей жидкости и слои предварительной фильтрации, которые защищают более мелкие среды на выходе. Ан машина Эйрлей для фильтрующих материалов может работать с синтетическими и натуральными волокнами с низкими механическими нагрузками, что позволяет сохранить длину волокна и сохранить прочность носителя.
Поставщик машин и производственных линий для войлока Airlaid | Хунъи Компания Changshu Hongyi Non Woven Machinery Co., Ltd. является китайским поставщиком и производителем машин для производства войлока с воздушной укладкой и производственных линий для пневматической укладки. 800 кг/ч,... Посмотреть продукт → Мельтблаун
Мельтблаун is the method used when maximum fine-particle efficiency is the goal. Polymer pellets are melted, extruded through fine spinnerets, and attenuated by hot air into microfibers with diameters of 1–5 µm. Meltblown media is the core of respirators, HEPA filters, and fine liquid cartridges. Because the layer is relatively fragile, it is usually combined with a spunbond carrier or a needle-punched support in actual filter construction.
Спанбонд, мокрая укладка и ламинированные материалы
Спанбонд-материал изготавливается из непрерывных нитей, что обеспечивает стабильность размеров и прочность, но более крупный размер пор; он выглядит как складчатая опора, предварительный фильтр или внешний слой композитного материала. Среда, уложенная мокрым способом, формируется как бумага из коротких волокон, взвешенных в воде, и образует мелкие однородные поры, необходимые для фильтрации жидкости. Ламинирование связывает тонкий слой с прочным носителем, создавая градиентную структуру, которая позволяет выполнять всю работу по фильтрации за один рулон.
| Метод | Диаметр волокна | Роль фильтрации | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Кардочесальная иглопробивка | 10–40 мкм | Глубинная фильтрация | Мешки-пылесборники, гидравлические фильтры |
| Airlay | 15–50 мкм | Глубина поглощения | Нефтесорбенты, фильтры предварительной очистки |
| Мельтблаун | 1–5 мкм | Прекрасный захват | Респираторы, HEPA, фильтры тонкой очистки жидкости |
| Спанбонд | 15–40 мкм | Поддержка и предварительная фильтрация | Поддержка складок, внешние слои |
| Мокрая укладка | 0,5–10 мкм | Просеивание и тонкое сохранение | Фильтрующие средства тонкой очистки жидкости |
| Ламинированный композит | Зависит от слоя | Градиентная фильтрация | Многослойные фильтрующие картриджи |
Решения по оборудованию, определяющие качество фильтра
Фильтрующий материал практически не допускает несоответствий оборудования. Полоса в паутине становится каналом для частиц, обходящих фильтр. Изменение базового веса приводит к изменению измеренной эффективности. Вот почему цепочка оборудования имеет такое же значение, как и рецепт волокна.
Подготовка и смешивание волокон
Все начинается на стадии открытия и смешивания. Если смесь волокон попадает на картон неравномерными комками, никакой последующий шаг не сможет устранить повреждение. Блендер с большой камерой аккумулирует и гомогенизирует волокнистую подачу, что напрямую улучшает однородность всей машины. Что делает нетканый блендер с большой камерой по сути, состоит в том, чтобы превратить серию партий в одну непрерывную и последовательную поставку волокна.
Кормление и чесание
Вибропитатель – это последний качественный ворота перед картой. Он подает волокно к приемному устройству чесальной машины с постоянной плотностью, поэтому чесальная машина может производить полотно без толстых и тонких зон. Почему важен вибрационный питатель для нетканого материала становится очевидным, когда изменение базовой массы проявляется в виде непостоянных характеристик фильтра на готовом рулоне. Карта сама устанавливает ориентацию волокон и ровность полотна для всего последующего процесса, поэтому чесальная машина для фильтрующих сред должен работать со стабильным цилиндром и контролем скорости съемника.
Поставщик и оптовая продажа чесальных машин для нетканых материалов | Хунъи Компания Changshu Hongyi Noncloth Machinery Co., Ltd. является китайским поставщиком и производителем чесальных машин для нетканых материалов. Одинарный/двойной цилиндр, сертификат CE... Посмотреть продукт → Склеивание, намотка и резка
Склеивание фиксирует структуру, но линия не завершается до тех пор, пока носитель не превратится в чистый, стабильный рулон. Производители фильтров, которые складывают материалы на выходе, полагаются на точную намотку и чистую резку. Телескопический рулон или неровный край останавливают линию складок так же надежно, как и плохой образец носителя.
На что следует обратить внимание перед созданием линии фильтрующего материала
Линия для фильтрующих материалов отличается от линии для геотекстиля или ваты. Заказчики фильтров запрашивают данные испытаний, а не просто прокатные образцы, и ожидают воспроизводимости от партии к партии. Прежде чем инвестировать, ознакомьтесь с этими моментами:
- Стандарт фильтрации и размер тестируемых частиц: целевой показатель эффективности, например MPPS или 0,3 мкм для материалов класса HEPA, определяет диаметр и структуру волокна, которое вы должны производить.
- Ассортимент и химический состав волокон: полиэстер и полипропилен охватывают большинство областей применения, но нейлоновые, метаарамидные и огнестойкие волокна расширяют целевой рынок.
- Ширина и скорость линии должны соответствовать вашему последующему оборудованию для гофрирования, продольной резки или ламинирования; быстрая чесальная машина бесполезна, если узким местом является конвертация.
- Гибкость изменения сорта: производители фильтров редко используют один сорт в течение длительного времени, поэтому линия должна допускать быстрые изменения базового веса, соотношения смеси и скорости линии.
Производство нетканых фильтрующих материалов представляет собой цепочку: раскрытие, смешивание, подача, чесание, формирование полотна, склеивание и намотка. Каждый шаг наследует ошибки предыдущего. Сотрудничество с поставщиком оборудования, который обеспечивает полную цепочку, снижает риск интеграции, поскольку машины спроектированы так, чтобы работать как один процесс. Компания Changshu Hongyi поставляет линии для изготовления иглопробивного войлока, линии с воздушной укладкой и линии для термоскрепления в более чем 20 стран мира, имея более 20 лет опыта в производстве оборудования для производства нетканых материалов, и этот полный процесс доступен производителям фильтрующих материалов, планирующим свою следующую линию.
