rés textíliákkal ÓE-RKK 6062

REJTŐ SÁNDOR KÖNNYŰIPARI ÉS KÖRNYEZETMÉRNÖKI KAR

Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt

Szűrés textíliákkal

ÓE-RKK 6062 Budapest, 2014.

Lektorálta: Dr. Patkó István


Óbudai Egyetem Rejtő Sándor Könnyűipari és Környezetmérnöki Kar 1

TARTALOMJEGYZÉK TARTALOMJEGYZÉK ......................................................................................................................................... 2 A JEGYZETBEN HASZNÁLT JELÖLÉSEK ............................................................................................................... 3 1. ELŐSZÓ ......................................................................................................................................................... 5 2. BEVEZETÉS .................................................................................................................................................... 6 3. SZŰRÉSTECHNIKAI ALAPFOGALMAK ........................................................................................................... 12 4. SZŰRŐK VIZSGÁLATI ÉS OSZTÁLYOZÁSI SZABVÁNYAI ................................................................................. 23 5. TEXTILSZŰRŐK ALAPANYAGAINAK VASTAGSÁGI JELLEMZŐI ...................................................................... 31 6. SZŰRÉSHEZ FELHASZNÁLT TEXTILTERMÉKEK ALAPANYAGAI ...................................................................... 39 7. SZŰRÉSRE HASZNÁLT TEXTIL SZERKEZETEK ................................................................................................. 61 8. TEXTÍLIÁBÓL KÉSZÜLT SZŰRŐK TERVEZÉSI ALAPJAI .................................................................................... 67 9. NEDVESSÉG HATÁSA A TEXTÍLIÁKBÓL KÉSZÜLT SZŰRŐKRE ...................................................................... 105 10. SZŰRŐKÖN ÁTÁRAMLÓ LEVEGŐMENNYISÉG MÉRÉSE ............................................................................ 108 11. SPECIÁLIS SZŰRÉSEK ............................................................................................................................... 113 MELLÉKLETEK ............................................................................................................................................... 125 FELADATOK .................................................................................................................................................. 154 IRODALMI HIVATKOZÁSOK........................................................................................................................... 165



A JEGYZETBEN HASZNÁLT JELÖLÉSEK Am [%]

összportalanítási fok EN779 szabvány szerinti megfelelője {mesterséges vizsgáló porból szabványos körülmények között a szűrő által kiválasztott szennyeződés tömege a szűrőhöz érkező szennyeződés tömegének százalékában, (durva szűrőknél alkalmazzák)},

AT=(w+d)2 [mm2]

mintaelem teljes felületnél (fémrácsnál),

Asz=w2 [mm2]

a mintaelem szabad felülete (fémrácsnál),

Ctex

a fonal alapanyagától függő állandó (fonalátmérő meghatározásához), amennyiben a fonal lineáris sűrűsége Ttex fonalszámozási rendszerben van megadva,

d [mm]

fonalátmérő,

e [db]

egyesítések száma,

Em [%]

összportalanítási fok EN779 szabvány szerinti megfelelője (részleteket ld.: Am-nél),

εFmax [%]

szakadási nyúlás,

F [cN]

terhelőerő,

l [m]

hosszúság, pl. fonalhossz,

MN [g/m2]

kelme területi sűrűsége, azaz 1m2 szövet tömege meghatározható,

m [kg]

tömeg, minta tömege,

mker.nettó [kg]

kereskedelmi nettó tömeg,

mmért [kg]

a szállításkor lemért anyag tömege,

pt [%]

kelme térfogati porozitása,

R [cN/tex]

fajlagos terhelőerő,

Rmax [cN/tex]

fajlagos szakítóerő,

ρT [kg/m3]

testsűrűség,

ρA [kg/m3]

anyagsűrűség,

s [db/10mm]

szemsűrűség (fémrácsnál); angol nyelvterületen az elnevezés: mesh [db/zoll]; fonalsűrűség szövetben,



s u max [db/10mm]

az unidirekcionális termék maximális fonalsűrűsége,

Ttex [g/1000m] vagy [tex] lineáris sűrűség (1000m lineáris termék tömege g-ban megadva), T

a mintához érkező egységnyi sugárintenzitás mintán áthaladó része (értéke: 0-1),

t

a tömörség,

t [s]

idő, időállandó (pl. hőáteresztésnél)

t=w+d [mm]

osztás(fémrácsnál),

UVR [-]

a nap kisugárzási indexe a 290-400 nm hullámhossz tartományban (solar ultraviolet radiation in the range 290 to 400 nm),

UVAAV [-]

a nap kisugárzási indexe a 315-400 nm hullámhossz tartományban (solar ultraviolet radiation in therange 315 to 400 nm),

UVBAV [-]

a nap kisugárzási indexe a 290-315 nm hullámhossz tartományban (solar ultraviolet radiation in the range 290 to 315 nm),

UPF [-]

UV sugár elleni védőfaktor (Ultraviolet Protection Factor)

VA [m3]

anyagtérfogat,

VT [m3]

testtérfogat,

w [mm]

névleges nyílás (fémrácsnál),

wsz [%]

szabványos, vagy kereskedelmi szerződésben rögzített nedvesség felvétel,

wm [%]

szállított anyag laboratóriumban meghatározott tényleges nedvesség felvétele.



1. ELŐSZÓ A „Szűrés textíliákkal” jegyzet első sorban az Óbudai Egyetem Rejtő Sándor Könnyűipari és Környezetmérnöki kar Környezetmérnöki Intézetében tanuló hallgatóknak készült és segítséget kíván nyújtani a „Szűrés textíliákkal” egy fél éves kurzus tananyagának elsajátításához. A jegyzetet jól használhatják -

azok a környezetvédelmi szakemberek, akik textíliákkal történő szűréssel foglalkoznak, és

-

azok a textilesek, akik különböző szűrési megoldásokhoz gyártanak szűrő-textíliákat.

A jegyzethez mellékletként csatoltuk: -

a legfontosabb szabványok gyűjteményét,

-

az angolszász országokban használt mértékegységeket (és azok átszámítását az SI mértékegységekre),

-

számítási példákat a gyakorlati alkalmazás megkönnyítésére.

Jegyzetünk címében szereplő szűrés és a textília szó elterjedt a hétköznapi, a műszaki és a tudományos életben is, ezért szükségesnek tartjuk annak rögzítését, hogy jegyzetünkben hogyan értelmezzük ezeket a kifejezéseket. A szűrés fogalma más-más szakterületen más-más jelentéssel bír. Így például mást jelent a kémia, a technika, az anyagtudományok területén, mást a optikában és a fényképezés területén, az informatikában az adatfolyamok feldolgozásában, a kép és video feldolgozásban. Jegyzetünkben a légszűrőkkel foglalkozunk, azonban a textíliákból készült szűrők tervezésénél használt elveket más szakterületek szakemberei is eredményesen használhatják.

Jegyzetünk megírása előtt azt a célt tűztük ki magunk elé, hogy a műszaki textíliák egy nagyon fontos csoportjának, nevezetesen a textília alapú szűrők tervezéséhez, kiválasztásához és használatához adjon átfogó ismereteket. Csak remélni tudjuk, hogy kitűzött célunkat sikerült elérnünk.

2014. december

A szerzők



2. BEVEZETÉS Az emberiség egész történetét végigkísérték a textíliák. Először valószínűleg az összesodort indákból köteleket készítettek, majd ezekből, a ruházkodásra alkalmas lapszerű testeket állítottak össze. Mára a textíliák már megtalálhatók a civilizáció minden területén. Egy közepes kategóriájú autóban 20 -40 féle textíliát alkalmaznak az üléshuzattól kezdve a belső kárpiton és az ékszíjak vagy gumiabroncsok erősítésén keresztül a fékpofák kialakításáig. De textíliákat használnak az autópályák alapozásánál, vagy a mezőgazdaságban a felesleges vizek elvezetésénél, vagy az autóbuszgyártásban és a repülőgépgyártásban a kompozit karosszériaelemek erősítéseként. A „textil” elnevezés a latin textus szóból ered, melynek egyik jelentése: szövet, fonadék. A textilipar azoknak a szakterületeknek a gyűjtőneve, amelyek szálasanyagokból fonalakat cérnákat és/vagy különböző eljárások alkalmazásával lapszerű termékeket – szakszóval: kelméket – állítanak elő. Ily módon a textilipar magába foglalja: -

a fonal- és cérnagyártást,

-

a szövetek,

-

a kötött kelmék és kötöttáruk,

-

az egyéb kelmeképző eljárásokkal (pl. csipkekészítés, fonatolás, nemezkészítés, tűzés, nemszőtt kelme-gyártás) előállított termékek kikészítését,

-

ezek színezését és kikészítését, valamint

-

a nem ruházati célra készült konfekcionált ( kész állapotra hozott) textiltermékek (pl. textil alapanyagból készült zsákok, kötelek, zsinórok, csomózott hálók, szűrők stb.) előállítását.

A textíliák csoportosításának sok változata ismert, melyekből egy elterjedt csoportosítást az 2.1. és 2.2. táblázatban mutatunk be.



2.1. táblázat: iparágak, a könnyűipar és a textilipar ágazatai Bányászat Villamosenergia ipar Kohászat Gépipar Építőanyag ipar Vegyipar Élelmiszeripar Kivitelező ipar Könnyűipar

Bútoripar Papíripar Nyomdaipar Bőr, szőrme, cipőipar Textilruházat

Pamutipar

Textilipar

Ruházkodás

Gyapjúipar

Lakástextil és háztartási textíliák

Len-kenderipar

Műszaki textíliák

Selyemipar Rövidáruipar Kötő-hurkolóipar

2.2. táblázat: textiltermékek Ruházkodás

Lakástextil és háztartási tex- Műszaki textíliák tíliák

Textil méterárú

Szőnyeg

Agrotextíliák

Női felsőruha

Dekor anyag

Építőipari textíliák

Férfi felsőruha

Bútorszövet

Ruházkodási textíliák

Gyermek felsőruha

Függöny

Geotextíliák

Női fehérnemű

Tapéta

Mobiltextíliák

Férfi fehérnemű

Fürdőszoba textil és szövet

Ipari textíliák(szűrők, tisztítók)

Gyermek fehérnemű

Ágynemű

Egészségügyi textíliák

Női kötöttáru

Toll, inlet

Ökotextíliák (környezetvédelem)

Férfi kötöttáru

Takaró, pléd

Csomagolótextíliák

Női farmer, sportruha

Törülköző

Védőruházat

Férfi farmer, sportruha Gyermek farmer, sportruha

Abrosz Törlőruha

Sportruházat



A lapszerű textiltermékek, azaz a kelmék különböző szerkezetűek lehetnek, a gyártási eljárástól függően. Megkülönböztetünk: -

láncrendszerű kötött kelmét (2.1. ábra), mely pl. függöny, csomagoló-textília, műszaki textília, bútorhuzat,

-

vetülékrendszerű kötött kelmét (2.2. ábra), mely pl. alsóruházat, pulóver,

-

szövött kelmét (2.3. ábra), mely szűrő, felsőruházat stb. és

-

nemszőtt kelmét (2.4. ábra), mely szűrő, geotextília stb.

céljára használható.

2.1. ábra: láncrendszerű kötött kelme fonalvezetése és fényképe

2.2. ábra: vetülék rendszerű kötött kelme fonalvezetése és fényképe Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


2.3. ábra: szövött kelme fonalelrendezése és fényképe

2.4. ábra: nemszőtt kelme és a benne lévő elemiszálak elhelyezkedése

Szűréshez alapvetően a kelmék két fajtáját használják csak: -

a szöveteket, melyekkel felületi szűrést és,

-

a nemszőtt textíliákat, melyekkel mélységi szűrést

lehet megvalósítani. A szövet a kelmék egyik fajtája, amely két egymásra merőleges fonalrendszerből: a hosszanti lánc- ill. a keresztirányú vetülékfonalakból épül fel. Ennek a két fonalrendszernek a fonalai szabályos rendszer szerint alul-felül keresztezik egymást és a kereszteződési pontokon fellépő fonalsúrlódás tartja össze a kelmét (szövetet). Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


A nemszőtt kelme irányított vagy véletlenszerűen elhelyezkedő elemi-szálakból mesterséges úton képzett lap, amelyben a szálakat mechanikai vagy kémiai eljárásokkal erősítik egymáshoz. Tovább bontva a kelme szerkezeteket, megállapíthatjuk, hogy -

a nemszőtt termékeket elemiszál

-

a többi terméket filamens, fonal vagy cérna alkotja.

A későbbi félreértések elkerülése és az egyértelmű megfogalmazások érdekében célszerű néhány textilipari fogalom ismerete.

Ezek a következők: a szálasanyag a textilipar nyersanyagainak összefoglaló neve, az elemiszál: legkisebb, roncsolódás mentesen tovább már nem bontható, véges hosszúságú egysége (alkotója) a textiltermékeknek, a filament: akár több száz km hosszúságú mesterséges szálasanyag (pl. poliamid filament, női nejlonharisnyák alapanyaga), a monofilament: egyedileg előállított viszonylag vastag, egy darab filament, a multifilament (filamens): több filamentből álló szálköteg, a selyem: akár több száz km hosszúságú természetes szálasanyag (pl.hernyóselyem), a fonal: egyenkénti elemiszálakból sodrással létrehozott hosszához képest rendkívül kis átmérőjű textilszerkezet, a cérna : két vagy több fonal összesodrásával létrehozott textilszerkezet, a rost: az egyes növényi szálas anyagok (pl. len, kender) elemi sejtekre bontható sejtkötegei, a vágott szál: filamentek kötegéből állítják elő vágással, vagy tépéssel a felhasználási célnak megfelelően.



A szálasanyagok megnevezésére elfogadott gyakorlat a rövidítéssel történő megadás, amely rövidítéseket jegyzetünkben is használunk: Acetát CA;

Kasmir WS ;

mut CO; Szénszál CF;

Nyúlszőr WN;

Aramid AR ;

Elasztán EL; Len LI; Poliamid PA;

Kókusz CC;

Poliakrilnitril PAN;

Teveszőr WK ;

Triacetát CTA; Gumi LA; Lyocell CLY; Poliészter PES;

Üveg GF; Gyapjú WO; Modakril MAC; her WM ;

Selyem SE ; Angóra WA ; Kender HA ; Pa-

Polipropilén PP;

Vikunya WG;

Juta JU;

Mo-

Rami RA; Viszkóz CV;

Az alkalmazott szálasanyag-rövidítések egy része a hétköznapi életből is ismert, hiszen bármilyen textilárú vásárlásakor a vásárolt textilárún kötelező megadni a termék nyersanyag összetételét, és ezt az összetételt leggyakrabban – helytakarékosság miatt – az ismertetett rövidítéssel adják meg.



3. SZŰRÉSTECHNIKAI ALAPFOGALMAK

Az anyagkeverékek, a szuszpenziók, a diszperziók szétválasztásának különböző technológiái alakultak ki az idők folyamán. Ezeket a technológiákat, pl. a szitálást és az ülepítést célszerű a szűréstől határozottan különválasztani. Szűrésnek nevezzük azt a szétválasztási műveletet, amelyben a szuszpenziót porózus rétegen vezetik keresztül, amely a lebegő szilárd részeket visszatartja, a hordozóközeget (folyadékot vagy gázt) pedig átengedi. A szitálás az a tevékenység, melynek során azt mérjük meg, hogy az adott méretű szitaelemeken a vizsgált halmaz hányad része hullik át. A szitálás tehát adott halmaz elemeinek méret szerinti szétválasztása. Az ülepítés az a művelet, melynek során a cseppfolyós heterogén rendszerek az őket alkotó fázisokra válnak szét a nehézségi erő hatására. Szétválás során fázisok külön réteget képeznek.

A SZŰRENDŐ ANYAG KIVÁLASZTÁSI MECHANIZMUSAI Egy porrészecske leválasztásakor a következő szűrési részfolyamatok játszódhatnak le: - direkt szűrőhatás, - tehetetlenségi ütközés, - diffúziós hatás és - elektrosztatikus hatás.

A direkt szűrőhatás a szűrőszövet és a leválasztás egyik legfontosabb jellemzője. Ennek hatására minden olyan porszemcse visszatartódik, amelynek mérete nagyobb, mint a szövedékben jelenlévő pórus (3.1. ábra).



3.1. ábra: direkt szűrőhatás

A tehetetlenségi ütközés (3.2. ábra) a porszemcsék kinetikai energiájára vezethető vissza. Valamely test körüláramlásakor a porszemcsék tehetetlenségük következtében az áramlási vonalakat elhagyják, és ha valamilyen akadállyal (pl. szűrőszállal) érintkezésbe kerülnek, a hatásos tapadási erők következtében leválasztódnak.

3.2. ábra: tehetetlenségi ütközés Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


A diffúziós hatás során az 1 µm-nél kisebb méretű porszemcsék viselkedését legnagyobb mértékben a Brown-féle mozgás határozza meg. Ezek a szemcsék a Brown-féle mozgásból adódóan rendezetlen mozgással vándorolnak az áramlás irányában. A porszemcsék mozgásuk során az áramlási akadállyal (szűrőszövet elemiszálaival) érintkeznek és ott leválasztódnak (3.3. ábra).

3.3. ábra: diffúziós hatás

Az elektrosztatikus hatás akkor keletkezik szűrés során, amikor tisztítandó gázt a szűrőszöveten átáramoltatva a porszemcsék és a szűrőszövet is elektrosztatikusan feltöltődik. A létrejövő villamos töltés polaritása, töltéssűrűsége és a töltésmegoszlása – a porszemcsék és a szűrőközeg között- befolyásolja a pornak a szűrőközegen való leválasztását (3.4. ábra).

3.4. ábra: elektrosztatikus hatás Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


3.1. A SZŰRÉS HATÉKONYSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE A SZŰRÉSSEL FOGLALKOZÓ SZAKIRODALOMBAN

Szilárd anyagok leválasztásának számszerűsítése A levegő szilárd halmazállapotú szennyezői a porok. Így a szilárdanyagok leválasztása alatt a porleválasztást kell érteni. A porleválasztás részletes ismertetése előtt, elengedhetetlen az eljárással összefüggő alapfogalmak tisztázása. Ehhez tekintsük a porleválasztó berendezés sematikus vázlatát (3.5. ábra) és annak működési elvét. Az ábrán a következő jelöléseket alkalmazzuk: V[m3/h ]

szennyezett levegő térfogatárama (SI jele: qv , SI mértékegysége: [m3/s ]),

G[kg/h ]

por tömegárama

r[kg/m3 ]

a levegő porterhelése

(SI jele:qm, SI mértékegysége: [kg/s ]), (SI jele:qPM,vagy PM, SI mértékegysége: [μg/m3 ]).

Jelölések a lábindexekben: e:

porleválasztás előtt,

u:

porleválasztás után,

l:

leválasztott.

Tehát Ve:

a szennyezett levegő térfogatárama,

Gu:

levegőben lévő por tömegárama a leválasztó után,

Gl:

a porleválasztó által leválasztott por tömegárama,

ru:

a porleválasztóból kilépő levegő porterhelése.

A porleválasztás illetve a porleválasztó jellemzésére az alábbi két jellemző szolgált a szűrés elméleti és kísérleti vizsgálatának kezdeti szakaszában: - össz-portalanítási fok (εö), - fokozat, vagy frakcióportalanítási fok (εf ). Ezek a jellemzők jól ismertek a fonástechnológiában alkalmazott szennyeződés-kiválasztás során alkalmazott eljárásokból. A porleválasztásnak, és a szálasanyagok tisztításának vizsgálati és értékelési módszerei az idők folyamán fejlődtek ill. szabványosították is azokat. Ezeket a vizsgálati és értékelési eljárásokat és szabványokat a következő fejezetekben ismertetjük. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


3.5. ábra: a porleválasztás vázlata

Az összportalanítási fok (εö) Az összportalanítási fok (εö) megmutatja, hogy a porleválasztó berendezés a rajta áthaladó por tömegének hány %-át képes leválasztani:

εö =

Ge − Gu G Gl ⋅100 = l ⋅ 100 = ⋅ 100 Ge Ge Gl + Gu

[%]

[3.1.]

Meg kell jegyezni, hogy -

az angol nyelvű szabványokban az összportalanítási fok jele: Am [%],

-

ez az összefüggés formailag és tartalmilag is megegyezik a fonalak gyártásakor, a szálasanyagok tisztítása során használat tisztítási hatékonyság fogalmával, melynek jele: Th [%],

-

a szálasanyagok tisztítása során az összportalanítási hatásfok összefüggésébe az egyes anyagáramok laboratóriumban meghatározott, egységnyi anyagtömegre vonatkozó szennyeződés %-a is behelyettesíthető a szennyeződés tömegárama helyett,

és Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


-

a korábban minden szűrőnél alkalmazott 3.1 összefüggést a 2012-ben megjelent új szabványok már csak a durva szűrőknél alkalmazzák. A közepes, a finom, a HEPA és az ULPA szűrőknél (pontos fogalom-meghatározásuk jegyzetünk „Szűrésben alkalmazott szabványok”fejezetében találhatók) a szennyeződések tömegárama helyett a szenynyeződések számának áramát [db/s] kell az összefüggésekbe behelyettesíteni.

Az összportalanítási fok meghatározásakor mérni kell a porleválasztón áthaladó gázáram jellemzőit. Az εö számításához az alábbi négy mérési módszernél meghatározott jellemzőkből lehet kiindulni: a.) mérjük a levegőben lévő por tömegáramát a porleválasztó előtt (Ge ) és a porleválasztó után (Gu). Ebben az esetben a

εö =

Ge − Gu ⋅ 100 Ge

[%]

[3.2.]

összefüggést alkalmazzuk. A tömegáramok mértékegysége lehet [kg/h] vagy [kg/s] vagy [g/s]. b.) Mérjük a leválasztott por tömegáramát (Gl; [kg/h]), a tisztított gáz porterhelését (ru; [kg/m3 ]) és a tisztított levegő térfogatáramát(Vu; [m3/h]). Ebben az esetben a

εö =

Gl ⋅ 100 Gl + ru ⋅ Vu

[%]

[3.3.]

összefüggést alkalmazzuk. c.) Mérjük a leválasztott por tömegáramát (Gl; [ kg/h]), a tisztítatlan gáz porterhelését (re; [kg/m3 ]) és a tisztítatlan levegő térfogatáramát(Ve; [ m3/h]).

Ebben az esetben a

εö =

Gl ⋅ 100 re ⋅ Ve

[%]

[3.4.]

összefüggést alkalmazzuk. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


d.) Mérjük a tisztítatlan és a tisztított gáz porterhelését (re és ru;[kg/m3]). Ebben az esetben a

εö =

re − ru ⋅ 100 re

[%]

[3.5.]

összefüggést alkalmazzuk.

Fokozat, vagy frakcióportalanítási fok (εf) A frakcióportalanítási fok (εf) megmutatja, hogy porleválasztó a szennyezőanyag (por) egyes frakcióit milyen összportalanítási fokkal (hatásfokkal) választja le. A frakcióportalanítási fok a porleválasztó minőségi jellemzője. Meghatározása az alábbiak szerint történik: a leválasztandó porhalmazt frakcionáljuk majd az egyes frakciókat egy olyan üvegfalú tartájba töltjük, ahol az egyes frakciók fallal vannak egymástól elválasztva (3.6. ábra)

Az ábrából látható, hogy az egyes frakciók lépcsőzetesen helyezkednek el a tartályban. Az egyes lépcsők felső élének középpontjait folytonos görbével összekötve kapjuk a 3.6. ábra A jelű görbéjét, mely nem más, mint a leválasztandó porhalmaz szemcseméret görbéje. Az egyes frakciók anyagát a porleválasztón újból átengedve, majd a frakcionálást ismét elvégezve a 3.6. ábra B jelű görbéjéhez jutunk. A két görbe értékeiből a 3.6. ábra alsó része szerinti szerkesztéssel jutunk a frakcióportalanítási görbéhez(εf). A 3.7. ábrán különböző minőségű porleválasztók frakcióportalanítási görbéit tüntettük fel. Könnyen belátható, hogy a porleválasztó porleválasztása annál jobb, minél jobban közelíti a εf görbe az εf =100% -ot jelentő vízszintes egyenest.



3.6. ábra: a por szemcseméret és a frakcionálási fok görbéinek értelmezése

3.7. ábra: különböző minőségű porleválasztók frakció portalanítási görbéi Összefoglalva: Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


az össz-portalanítási fok a porleválasztóra jellemző számérték, amely megmutatja, hogy a porleválasztón átáramló por tömegének hány százalékát választja le a porleválasztó. A frakcionálási fok a porleválasztó minőségét kifejező görbe, amelyből leolvasható, hogy az egyes szemcseméreteket milyen hatásfokkal választja le a porleválasztó.

Leválasztási fok Az összportalanítási fok EN 779 szabvány szerinti megfelelője a leválasztási fok. Jele: Am. Értelmezése: Mesterséges vizsgálóporból szabványos körülmények között a szűrő által kiválasztott pormennyiség tömeg %-a.

Hatékonyság Jele: Em [%] Értelmezése: A szűrő által kiválasztott, adott méretnél nagyobb szennyeződések száma, a szűrőhöz érkező szennyeződések számának százalékában. Amennyiben a jelölés mellé mérethatárt is megadnak, pl. Em[%) - 0,4 μm akkor a jelölés az adott méretű, pl. a 0,4 μm méretű szennyeződésre vonatkozó átlagos hatékonyság értéke.

Béta arány (β) Értelmezése: A szűrendő anyagfolyamban lévő, adott méretnél nagyobb szennyező-elemek száma osztva a Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


szűrt anyagfolyamban lévő szennyező-elemek számával. A hatékonysági értékelésnek két típusa ismert: a nominális (névleges) és az abszolút béta arány -

Névleges (nominális) hatékonyság értékelése: a berendezés hatékonysága az eltávolított részecske méretei szerint, meghatározott feltételek mellett. A termékeknél változhat a nominális ráta 50-98% között a terméktől és a gyártótól függően

-

Abszolút hatékonyság értékelése: ez megmutatja, hogy a szűrő milyen méretű szenynyeződéseket tud 100%-ban eltávolítani a szuszpenzióból. A szűrők értékelésnél változhat a definíció 98,7-99.99 %-ig, a terméktől és a gyártótól függően

A βx viszony meghatározását szemlélteti a 3.8. ábra:

Nyomáskülönbség

nbeáramló

Nkiáramló

3.8. ábra: a βx viszony meghatározásának kísérleti elrendezése

A βx arány meghatározására szolgáló összefüggés

βx =

n beáramló n kiáramló

[-]

[3.6.]

ahol: nbeáramló

a szűrőhöz érkező (x μm-nél nagyobb méretű) szennyeződésszám,

nkiáramló

a szűrőt elhagyó(x μm-nél nagyobb méretű) szennyeződésszám.



Szűrő élettartama A szűrő élettartamát a Dirt Holding Capaciy (DHC, szennyeződés tartó képesség) figyelembe vételével lehet meghatározni. A szennyeződések mennyiségének növekedése a szűrő bemeneténél növeli a helyi nyomásértéket. A szűrő élettartamának azt a szennyeződés mennyiséget nevezik, mely szennyeződés 2,0-3,5·105 Pa nyomásváltozást okoz a szűrőn. A vizsgála-

Befecskendező tartály

Vizsgálati tartály

Vizsgált szűrő

Filter előtti nyomás érzékelő

Filter előtti részecske számláló

Filter utáni részecske szám láló

Filter utáni nyomá s érzéke lő

Anyagáram lás

tokhoz alkalmazott berendezés elvi összeállítása a 3.9. ábrán látható.

3.9. ábra: szűrő élettartam meghatározásához alkalmas mérési összeállítás



4. SZŰRŐK VIZSGÁLATI ÉS OSZTÁLYOZÁSI SZABVÁNYAI 4.1. A SZŰRÉSSEL FOGLALKOZÓ SZABVÁNYOK TÖRTÉNETE A szűrők vizsgálatának szabványosítása az USA-ban kezdődött az 1930-as években. A szabványok kódja kezdetben csak ASHVE és AFI volt. Az évek során az alábbi szabványszámokkal jelentek meg szűréssel foglalkozó szabványok az USA-ban: 1968-ban :

ASHRAE 52-68

1976-ban:

ASHRAE 52-76

1992-ben:

ASHRAE-ANSI 52.1-1992

2007-ben: ASHRAE 52.2-2007: Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size (ANSI/ASHRAE Approved) azaz Általános légtisztító szellőztető eszközök szemcseméret eltávolító hatékonyságának a vizsgálati módszere.

Az Európai Unióban az első szűrés szabványt 1974-ben az ASHIRE 52-68 szabvány módosításaként vezették be Eurovent 4/5 jelzéssel, melyet 1993-ban: EN779 (első európai levegőszűrő szabvány) majd 2002-ben: EN779:2002 és 2012-ben EN779:2012 'Particulate air filters for general ventilation - Determination of the filtration performance' szabvány követett.

Megjegyzés: a jegyzet írásakor az érvényben lévő ASHRAE 52.2-2007 és EN 779:2012 szabványok mellett rendkívül fontosnak ítéltük a Eurovent 4/11: A guide to Energy Classification of Air Filters for General Ventilation Purposes azaz (Útmutató a légszűrők általános szellőzés célú energiaosztályozásához) szabvány ismeretét.



Az EN 779:2012 szabvány szigorúan meghatározza a vizsgálati körülményeket a szűrő vizsgálata során. Így például: -

szabványos légáramlás 3400 m3/h,

-

a vizsgálatot az EN 15805 szabvány szerinti méretű szűrőn végzik (592mm x 592mm),

-

a légcsatorna mérete: 610mm×610mm-es szögletes csatorna

-

lapos szűrőfelületen a szűrőn áthaladó levegő sebessége 0,25 m/s vagy 1,5 m/s,

-

a durva, közepes és finom szűrők vizsgálatánál a szabvány meghatározza azokat a szennyeződés típusokat, és vizsgáló anyagokat, amelyekkel a vizsgálatokat el kell végezni.

4.2. OSZTÁLYOZÁSI ELVEK (BESOROLÁSOK) AZ ÚJ EN 779:2012 SZABVÁNY SZERINT Durva szűrők (G szűrő) jellemzői: Ashrae 52.1 vizsgáló por alkalmazása mellett gravimetrikus módszerrel meghatározott leválasztási fok (Am; average arrestance) 250 Pa végleges nyomásesésnél.

Közepes szűrő (M szűrő) jellemzői: 0,4 μm méretű szemcsenagyságú szennyeződések számából meghatározott leválasztási hatásfoka Em (efficiency) 450Pa végleges nyomásesésnél.

Finom szűrők (F szűrő) jellemzői: 0,4 μm mérertű szemcsenagyságú szennyeződések számából meghatározott minimum leválasztási hatásfok és átlagos leválasztási hatásfok Em (efficiency) 450 Pa végleges nyomásesésnél.

A durva, közepes és finom szűrőkön kívül (melyekkel a EN 779:2012 szabvány foglalkozik), megkülönböztetünk még HEPA és ULPA szűrőket is, melyek leválasztási fokát az EN 1822 szabvány alfejezete szabályozza.



Finom szűrők

Durva szűrők

4.1. táblázat: a légszűrők osztályozása az EN 779 szabvány szerint EN Átlagos leválasztási hatásfok Átlagos hatásfok [%] [%]

Jelenlegi EN 779

Új 779

G1

G1

Am < 65

G2

G2

65 ≤ Am < 80

G3

G3

80 ≤ Am < 90

G4

G4

90 ≤ Am

F5

M5

-

40 ≤ Em < 60

F6

M6

-

60 ≤ Em < 80

F7

F7

-

80 ≤ Em < 90

F8

F8

-

90 ≤ Em < 95

F9

F9

-

95 ≤ Em

A szűrők besorolása tehát egyrészt betűkből másrészt 1-17 számokból áll -

G szűrő( durva szűrő): G1 – G4 osztály

-

M szűrő ( közepes szűrők): M5 – M6 (EN 779:2002 szabvány szerint F5 – F6)

-

F szűrő (finom szűrő): F7-F9

-

HEPA szűrők: H10 – H16

-

ULPA szűrők: U15 – U17

A HEPA szűrők hatékonyságát a 4.2. táblázat, az ULPA szűrők hatékonyságát a 4.3. táblázat tartalmazza. 4.2. táblázat: HEPA szűrők Osztály

Hatékonyság 0,3 μm-ig [%]

H10

85

H11

95

H12

95,5

H13

95,95

H14

95,995



4.3. táblázat: ULPA szűrők Osztály

Hatékonyság 0,12 μm-ig [%]

U15

99,9995

U16

99,99995

U17

99,999995

Az egyes szűrési osztályok alkalmazási példáit a 4.4. táblázat tartalmazza: 4.4. táblázat: alkalmazási példák Szűrő típusa

Mérethatás [μm]

Példa

Szitálás

>2 000

aranymosás

Durva szűrés

75 – 2 000

tengeri homok

közepes szűrés

1,5 – 75

liszt

Finom szűrés

0,1 – 1,5

cigaretta füst, baktérium

HEPA szűrő

0,002 – 0,1

vírusok

ULPA szűrő

0,0001 – 0,002

molekulák, ionok

Egyes országokban elterjedten alkalmazzák még az EN 779:2002, az USA-ban pedig az ASHRAE 52.2 szabványt. A szabványokban való egyértelmű eligazodás érdekében egy közös táblázatban (4.5.) foglaltuk össze az egyes csoportosítási jellemzőket. Az összevont táblázat megértés szempontjából az ASHRAE szabvány néhány fogalmát és táblázatát meg kell ismerni. Az ASHRAE 52.2.szabvány a részecske méreteket 0,3 – 10 μm határok között három csoportba (jelzésük E1, E2 és E3) rendezi és ezeket 1 -12 csoport-besorolásban részletezi (4.5. táblázat).



4.5. táblázat: ASHRAE 52.2 szerinti részecskeméret határok Besorolás

Mérethatárok [μm]

1

0,30 – 0,40

2

0,40 – 0,55

3

0,55 – 0,70

4

0,70 – 1,00

5

1,00 – 1,30

6

1,30 – 1,60

7

1,60 – 2,20

8

2,20 – 3,00

9

3,00 – 4,00

10

4,00 – 5,50

11

5,50 – 7,00

12

7,00 – 10,00

Csoport jelzése

E1

E2

E3

Az ASHRAE 52.2 szabvány alkalmazza az un. MERVE besorolását a szűrőknek. Ez a besorolás a szűrőket 1 - 18 osztályba sorolja a szűrőket szennyeződés - kiválasztás és a szennyződéskiválasztás hatékonysága szerint (4.6. táblázat).



4.6. táblázat: MERVE besorolás szerinti szűrő-tulajdonságok MERV beso- átlagos szennyeződés mérethez tartozó hatékonyság szennyeződés kirolás a 52.2 választás %-az 0,3 – 1,0 μm 1,0 – 3,0 μm 3,0 – 10,0 μm szabvány ASHRAE szerint E1 szennyeződés- E2 szennyező- E3 szennyeződésszerint csoport dés-csoport csoport 1

E3<20

átlag<65

2

E3<20

65<átlag<70

3

E3<20

70<átlag<75

4

E3<20

75<átlag

5

20<E3<35

6

35<E3<50

7

50<E3<70

8

70<E3

9

E2<50

85<E3

10

50<E2<65

85<E3

11

65<E2<80

85<E3

12

80<E2

90<E3

13

E1<75

90<E2

90<E3

14

75<E1<85

90<E2

90<E3

15

85<E1<95

90<E2

90<E3

16

95<E1

95<E2

90<E3

Az egyes szűrők felhasználási területét a 4.7. táblázat tartalmazza.



4.7. táblázat: szűrők alkalmazás javaslatai Szűrőcsoport/Szabvány G Durva szűrő Hatásos 10μm részecskékhez/

Szűrő osztály G1 és G2

EN 779:2002 G3 és G4

F Finom porszűrő Hatásos 1μm részecskékhez/

Példák a leválasztott szennyeződésre Levelek, rovarok, textilszálak, haj, homok, szálló hamu, vízcseppek Virágpor, pollen, köd

F5/M5

Spórák, cementpor

F6/M6

Baktériumok,

F7 és F8

Agglomerált korom, un. tüdőbe behatoló por

F 8 és F9

Dohányfüst, füst, olajfüst

EN 779:2002/2012

fémoxid

Javaslat a légszűrő alkalmazására Csak a legegyszerűbb felhasználásra

- Festékszóró fülkék és konyhai elszívó - Szennyeződés elleni védelem klímához - Előszűrő az F7 és F8 szűrőosztályhoz (csak erősen szennyezett külső levegőnél szükséges) - Külső levegőszűrő csekély követelményű helységekhez (pl. műhelycsarnokok, raktárok, garázsok) - Előszűrő az F8 és F9 szűrőosztályokhoz - külső levegőszűrő alacsony követelményű helységekhez (pl. előadótermek, bizonyos termelési helyek) - Előszűrő F9 és H10 szűrőosztályokhoz - Keringtető levegőszűrő szellőztető központba - Végső klímaberendezésekbe közepes igényekhez (pl árúházak, irodák és bizonyos termelési helyek) - Előszűrő H11 és H12 szűrőosztályokhoz - Végszűrő klímaberendezésekhez a legmagasabb igényekhez, pl. irodák, termelési helyek, kapcsolóközpontok, laboratóriumok - Külső levegőberendezések kórházakban - Előszűrő H13 és H 14 szűrőosztályokhoz - előszűrő gázabszorpciós szűrőhöz (pl. aktív szénszűrőhöz) - Előszűrő gyógyszerészeti területen

Az egyes szabványok által történő besorolások összehasonlítása a 4.1. ábrán látható.



MERV 4

MERV 3

MERV 2

MERV 1


30

90%

Átlagos szennyeződés kiválasztás az EN 779 és ASHARE 52.2 szabvány szerint

80%

MERV 6 G4

35%

40%

40%

F5 (M5)

50%

650% 70%

750% 80%

85%

90%

95%

60%

F6 (M6) 80%

F7

90% 95%

F8

F9

E1 r.méret sz.hat. (0.3 tól 1 µm)

E2 részecske méret szűrési hatékonyság (1 tól 3 µm)

E3 részecske méret szűrési hatékonyság (3 tól 10 µm)

60%

Átlagos .4 µm-es szűrési hatékonyság az EN 779 szabvány szerint (korrelál az 52.1-es szabvánnyal)

45%

MERV 9

65%

MERV 5 G3

30%

MERV 13

G2

25%

MERV 14

G1

20%

ASHARE 52.1 szabvány szerinti szűrési hatékonyság

MERV 15 és MERV 16

MERV 8

MERV 7

4.1. ábra: szűrési hatékonyságok összehasonlítása

Óbudai Egyetem Rejtő Sándor Könnyűipari és Környezetmérnöki Kar

5. TEXTILSZŰRŐK ALAPANYAGAINAK VASTAGSÁGI JELLEMZŐI A textilipari anyagok vastagságának meghatározása nehézségekbe ütközik egyrészt a rendkívül kis méretek, másrészt a szálasanyagok könnyű deformálhatósága miatt. Ezt illusztrálja az 5.1. és 5.2. ábra, ahol egy textilipari alapanyag, a póksenyem fényképe látható.

5.1. ábra: pókháló a természetben

5.2. ábra: pók filament mérési nehézségeinek dokumentálása

Mivel a textiltermékek nem engedik meg a más iparágakban használt mérési módszerek alkalmazását a termékek vastagságának a meghatározására, ezért a textilesek, néhány kivételtől eltekintve, speciális, csak a textiliparban használt mértékegységeket alkalmaznak a vastagság jellemzésére: megmérik a termék hosszúságát és a tömegét, majd ezeket elosztják egymással.

Két lehetőség adódik: - vagy a megmért hosszt osztják el a hozzá tartozó tömeggel, - vagy a tömeget osztják el a hozzá tartozó hosszal.



A mért tömeget és a mért hosszt is különböző mértékegységekben lehet használni. Mást alkalmaznak az angolok és mást az európai országok. Más mértékegységet alkalmaznak a gyapjúnál és mást a pamutnál. Az egyes mértékegységek közötti átszámításra táblázatok állnak a textilesek rendelkezésére. A fonalak vastagságára jellemző két mértékegységet azonban minden textiles ismer. Ez a két jellemző a lineáris sűrűség és a finomsági szám.

5.1. A LINEÁRIS SŰRŰSÉG A lineáris sűrűség adott hosszúságú, a hosszához képest elhanyagolható keresztmetszeti jellemzővel rendelkező termék (leggyakrabban előfonal, fonal, cérna) tömegét jelenti grammban. Minél vastagabb egy termék, annál nagyobb a vastagságát jellemző szám (a lineáris sűrűség), ezért ezt a számozási rendszert direkt számozási rendszernek nevezzük. Az egyik leggyakrabban használt lineáris sűrűség a tex nevet viseli (ez az elnevezés egyben a dimenzió mértékegysége is), amely 1000 m hosszúságú textiltermék tömegét jelenti g-ban mérve. Jelölése: Ttex. Ez a mértékegység az SI-ben használatos egységekkel felírva az alábbiak szerint számítható: Ttex =

m [g]  g  ⋅ 1000  vagy tex  l [m]  1000m 

[5.1.]

A vastagság mértéke alapján, ha az túl nagy vagy túl kicsi értéket adna, szokásos az SIrendszerben alkalmazott prefixumok használata is (m – milli; k-kilo; stb.) Például:

1tex = 10 dtex = 1000 mtex = 0,001 ktex

Néhány textiltermék lineáris sűrűségének határértékeit a 5.1. táblázatban néhány textilipari alapanyag lineáris sűrűségi határértékeit a 5.2. táblázatban foglaltuk össze.



5.1. táblázat: Textiltermékek lineáris sűrűség határértékei Termék

Lineáris sűrűség (dtex, tex, ill. ktex)

Mikroszál

kisebb mint 0,1 tex = 1 dtex

Pamut elemiszál

0,125tex-0,450tex = 1,25-4,5 dtex

Gyapjú elemiszál

0,2-2 tex = 2-20 dtex

vékony fonal

5-10 tex

vastag fonal

500-1000 tex

pamut kártolt szalag

4000-6000tex = 4-6 ktex

gyapjú kártolt szalag

15000-20000 tex = 15-20 ktex

5.2. táblázat: textilipari alapanyagok lineáris sűrűségének határértékei

Több termék egyesítése esetén az eredő lineáris sűrűség az egyesített lineáris sűrűségek öszszege:

Teredő = T1 + T2 + ... + Tn

[tex]

[5.2.]

Amennyiben megegyezik az egyesített termékek lineáris sűrűsége, akkor

Teredő = e ⋅ Ti

[tex]

[5.3.]

ahol: Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


e [db]

az egyesített termékek száma,

Ti [tex]

egy termék lineáris sűrűsége tex-ben.

A lineáris sűrűség jellemzésére gyakran alkalmazzák (különösen a filamentek vastagságának a jellemzésére) a 9000m hosszúságú termék tömegét g-ban mérve. Ennek a lineáris sűrűségnek a jele: den (kiejtve: dönié), jele: Tden . A meghatározásokból adódóan: 1den=9tex



5.2. A

FINOMSÁGI SZÁM

A textiltermék finomsági száma adott tömegű termék hosszúságát jelenti. Minél vastagabb egy termék, annál kisebb a vastagságát jellemző szám (a finomsági szám), ezért ezt a számozási rendszert indirekt számozásnak nevezzük. Alap jelölése: N. Az egyik leggyakrabban használt finomsági szám a metrikus finomsági szám, amely 1 g tömegű textiltermék hosszát jelenti m-ben mérve. Jelölése Nm, olvasáskor a megnevezés „numero metrikus”. Az angolszász területeken elterjedt mértékegységek alkalmazásakor az alkalmazási területre utaló betűt írnak a nagy N jelölés után, ld. a példákat az 5.4. táblázatban. Az Nm jelölés nem azonos a mechanikában használatos nyomaték SI mértékegységével (Nm azaz olvasva „Newton-méter”), igen gyakran lehet ez problémák forrása is! A textiltermék hosszából (l [m]) és tömegéből (m [g]) az alábbi összefüggéssel határozható meg a metrikus finomsági szám: Nm

=

l m

m   g   

[5.4.]

Néhány lineáris textiltermék metrikus finomsági számának a határértékeit a 5.3. táblázatban foglaltuk össze. 5.3. táblázat: textiltermékek finomsági szám határértékei Termék

Metrikus finomsági szám

Mikroszál

nagyobb, mint Nm 10000

pamut

Nm 2200 – 8000

gyapjú

Nm 500-5000

vékony fonal

Nm 100-200

vastag fonal

Nm 1-2

pamut kártolt szalag

Nm 0,16 - 0,25

gyapjú kártolt szalag

Nm 0,05 – 0,07

Angolszász területeken szokásos az Nm jelölést a szám elé írni, pl: „Nm 40-es fonal”. Ezt a jelölés formát számos hazai szakirodalom is átvette. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


Megjegyzés: egy adott fonal lineáris sűrűségének (tex) és finomsági számának (Nm) a szorzata mindig egyenlő 1000-el, azaz Ttex · Nm = 1000

[-]

Az angolszász országokban az indirekt számozásnak nagyon sok változata terjedt el és még a XXI. században is használják azokat. Ezeknek a fonalszámozási változatoknak a legfontosabb tagjait a 5.4. táblázatban foglaltuk össze: 5.4. táblázat: angol számozási rendszerek Fonalszámozási rendszer Asbestlos (American)

jel NaA

Asbestlos (English) Cotton (Bump yarn) Cotton (English) Glass (US és UK)

NeA Na NeC NG

Linen (Wet or dry spun)

NeL

1 yard (yd) 840 yards (1hank) 100 yards (1cut) (91,44m) 300 yards (1 lea)

Metric Spun silk Typp

Nm Ns Nt

1 kilometre 840 yards (1hank) 1000 yards

Woollen(Alloa)

Nal

Woollen (American cut)

Nac

11520 yards (1 spyndle) 300 yards

Woollen (American run)

Nar

100 yards

Woollen (Dewsbury)

Nd

1 yard

Woollen (Galashiels) Woollen (Hawick) Woollen (Irish) Woollen(West of England)

Ng

300 yards (1 cut) 300 yards (1 cut) 1 yard

Woollen (Yorkshire) Worsted

Ny

Nh Niw Nwe

New

hosszegység 100 yards (1cut) (91,44m) 50 yards

tömeg egység 1 pound ((lb) (0,45366kg) 1 pound (lb) (0,45366kg) 1 ounce (oz) (1/16 lb) 1 pound ((lb)(0,45366kg) 1 pound ((lb) (0,45366kg) 1 pound ((lb) (0,45366kg) 1 kilogram 1 pound ((lb) (0,45366kg) 1 pound ((lb) (0,45366kg) 24 pounds 1 pound ((lb) (0,45366kg) 1 ounce (oz) (1/16 lb) 1 ounce (oz) (1/16 lb) 24 ounces 26 ounces 0,25 ounces

320 yards (1 snap) 256 yards (1 skein) 560 yards (1 hank)

1 pound 1 pound 1 pound



FONALÁTMÉRŐ MEGHATÁROZÁSA A fonalak átmérőjének az ismerete a szűrőszövet szűrési tulajdonságainak megtervezése szempontjából nagyon fontos paraméter. A fonalak átmérőjének mérésekkel történő meghatározása több nehézségbe ütközik, ezért a gyakorlatban a fonalak lineáris sűrűségéből és a fonalat alkotó elemi szálak térfogati sűrűségéből [g/cm3], vagy a feltételezett fonalsűrűségből (ami kisebb, mint a fonalat alkotó elemi szálak sűrűsége, a fonalban lévő légzárványok miatt) számítással határozzuk meg a fonalátmérőt. A fonalak lineáris sűrűségéből (Ttex)

Ttex =

m 1000 l

[tex vagy g/km]

[5.5.]

[g]

[5.6.]

meghatározható az 1m fonal tömege m(1m ) =

Ttex 1000

A fonal térfogatából és a fonalat alkotó elemiszálak térfogati sűrűségéből- ρ [ g / cm3 ] szintén meghatározható az 1m fonal tömege

d 2π m= lρ 4

[g]

[5.7.]

ahol a d (átmérő) és az l (hossz) értékét cm-ben, a ρ (térfogati sűrűség) értékét, pedig g/cm3-ben kell megadni! A két összefüggést (5.6 és 5.7) egyenlővé téve és az állandó értékeket összevonva konstansban, az átmérőre

d=

4 ⋅ Ttex ρ ⋅ π ⋅ 1000

d = 0,036

Ttex

=C (ld 5.5 táblázat)

[mm]

ρ

[5.8.]

adódik. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


Az 5.8. képlet alapján látható, hogy az átmérő erősen függ a lineáris termék térfogati sűrűségétől. A gyakorlati számítások megkönnyítésére a 0,036-os konstanst és a leggyakrabban előforduló szálasanyagok térfogati sűrűségeit egy-egy állandóba vonták össze, amely az 5.5. táblázatban látható. A táblázatban ezekre az állandókra különböző finomsági és lineáris sűrűség számítási módokhoz külön-külön kidolgozták a megfelelő C állandókat.

5.5. táblázat: lineáris termékek átmérő számításához használatos összefüggések és állandók A szál térfogati sűrűsége

PA

Selyem

Gyapjú

PES

Pamut

Átmérő

(ρ) [g/cm3]

1,14

1,25

1,32

1,38

1,52

[mm]

Ttex

0,0334

0,0320

0,0311

0,0303

0,0290

d = Ctex Ttex

0,0111

0,0107

0,0104

0,0101

0,0097

d = Cden Tden

1,057

1,008

0,983

0,961

0,916

C

Tden

esetén

tényező Nm


d=

CNm Nm


6. SZŰRÉSHEZ FELHASZNÁLT TEXTILTERMÉKEK ALAPANYAGAI 6.1. A SZÁLASANYAGOKRÓL ÁLTALÁBAN A legtöbb szálasanyag közös tulajdonsága, hogy polimer láncmolekulákból, azaz egymáshoz kapcsolódó, egyforma vagy többféle, de szabályosan ismétlődő atomcsoportokból épülnek fel. Ilyen láncmolekulák létrejönnek a természetben (jó példa erre a növényi szálasanyagokat felépítő cellulóz vagy az állati szőrök alkotó anyaga, a keratin), de létrehozhatók mesterséges úton, kémiai eljárásokkal is – ezek az ún. szintetikus szálasanyagok. Vannak azonban olyan szervetlen ásványi anyagok is, amelyek szálas szerkezetűek és ezek is alkalmassá tehetők textilipari felhasználásra.

6.2. CSOPORTOSÍTÁSI ELVEK

6.2.1. Csoportosítás az eredet szerint A szálasanyagokat alapvetően két nagy csoportba osztjuk. Megkülönböztetünk: -

természetes alapanyagú szálasanyagokat, amelyeket a természetben meglévő anyagokból (növényekből, állatokból, ásványokból) nyernek, valamint

-

mesterséges szálasanyagokat, amelyeket vagy a természetben meglévő anyagokból (például cellulózból vagy fehérjéből), vagy vegyipari módszerekkel mesterségesen előállított anyagokból (polimerekből) készítenek.

A részletesebb csoportosítást a mellékelt (6.1. és 6.2.) ábrák szemléltetik.



Természetes szálasanyagok

Szerves

Szervetlen

Állati eredetűek

Növényi eredetűek Magszálak

Háncs rostok

Levél rostok

Gyümölcs rostok

Pamut, Kapok stb.

Len, Kender, Juta stb.

Szizál, Kókusz Manila rost kender, Ananász rost stb.

Ásványi eredetűek

Szőrök

Mirígyváladékok

Gyapjú, Mohair, Nyúlszőr, Lószőr stb.

Hernyó selyem, Pók selyem

Azbeszt, Bazalt

6.1. ábra: természetes szálasanyagok

Mesterséges szálasanyagok

Szerves

Természetes alapú Szénhidrát Fehérje alapú alapú Viszkóz Lyocell Acetát Triacetát stb.

Á: Kazein N: Szója Kukorica

Szervetlen

Szintetikus Kaucsuk alapú

PoliPolikondenzátum merizétum

Poliadduktum

Gumi

Poliamid 6.6 Aramidok Poliészter stb

Poliuretán

Poliamid 6. Polietilén Polipropilén Polivinilklorid Poliakrilnitril Polivinilalkohol stb.

Üvegszál, Fémszál, Szénszál

6.2. ábra: mesterséges szálasanyagok



6.2.2. Természetes szálasanyagok A természetes szálasanyagok a természetből (növényekről, állatokról, bizonyos ásványokból) nyerhető szálak. 1. A növényi eredetű szálak között vannak -

magszálak, azaz a növények magján nőtt szálak (ilyen például a pamut),

-

háncsrostok, amelyek a növények szárában találhatók (ilyen például a len, a kender vagy a juta),

-

levélrostok (mint nevük is mutatja, a növények levelében találhatók, mint például a szizál, manilakender) valamint

-

gyümölcsrostok (ilyen a kókuszdió héjából nyerhető rost).

2. Az állati eredetű szálasanyagok két csoportja: -

a szőrök, például gyapjú, moher (a moherkecske szőre), kasmír (a kasmírkecske szőre), a teve vagy a láma szőre, az angóra (az angóranyúl szőre), a lószőr, valamint

-

a mirigyváladékok; ilyen a hernyóselyem vagy a pókselyem.

3. Ásványi eredetű szálasanyagot az azbesztből és a bazaltból nyernek. (Az azbesztet egészségre ártalmas volta miatt ma már egyre kevesebb helyen használják.) 6.2.3. Mesterséges szálasanyagok A mesterséges szálasanyagok kémiai eljárásokkal, gyárilag előállított szálak. Ezen belül két főcsoportot különböztetünk meg: 6.2.3.1. Természetes alapanyagú mesterséges szálak Természetes alapanyagú szálaknak azokat nevezzük, amelyeket a természetben előforduló polimerek alkotnak.



-

A természetben meglévő polimerek közül a mesterséges szálas anyagok szempontjából a legfontosabb a cellulóz. Ahhoz, hogy a cellulózból szálakat lehessen készíteni, kémiai eljárásokkal először módosítani kell az eredeti anyagot, hogy oldhatóvá váljék, majd a szálképzést követően vissza kell alakítani (regenerálni) az eredeti polimert – ezek a regenerált szálasanyagok. Legfontosabb képviselőjük a viszkóz és ennek környezet barátabb technológiával előállított rokona, a lyocell, amelyek mind cellulóz láncmolekulákból állnak.

-

Vannak olyan szálas anyagok is, amelyek gyártásánál a kiinduló anyag szintén a cellulóz, de azt nem eredeti formájába alakítják vissza, hanem némileg módosult formában alkotja a szálasanyag anyagát. Ezek legfontosabb képviselője az acetát és a triacetát.

-

Készítenek szálasanyagokat egyes növényi fehérjékből is (szójababból, kukoricából nyert fehérjéből).

-

Természetes alapanyagú mesterséges szálasanyag a kaucsukból nyert gumiszál is.

6.2.3.2. Szintetikus szálak Az olyan szálakat, amelyek hosszú láncmolekulákból álló polimerjeit kis molekulákból (ún. monomerekből) vegyipari eljárásokkal hozzák létre (szintetizálják), szintetikus szálasanyagoknak nevezzük. Ezek is több csoportba oszthatók: -

Egyféle kis molekulájú vegyület azonos molekulacsoportjainak összekapcsolódásával (az ún. polimerizációval) jön létre például a poliamidok egy része (a legismertebb ezek között a 6 szénatomot tartalmazó poliamid 6), továbbá a poliakrilnitril és a polivinilklorid szál.

-

A szintetikus szálasanyagok egy másik csoportjánál a láncmolekula két különböző kis molekula szigorú egymás utáni sorrendben történő sorozatos összekapcsolódásával jön létre, amelynek során melléktermékként vízmolekulák keletkeznek (ezek az ún. polikondenzátumok) – ide tartozik például az elsőnek feltalált poliamid fajta, a poliamid 6.6 (amelyben a láncmolekulát alkotó két monomer mindegyike hat-hat szénatomot tartalmaz és amelyet eredetileg Nylon márkanéven hoztak forgalomba), valamint a poliészter.



-

A harmadik, csoport a poliaddícióval létrehozott polimer, amelyben különféle kis molekulájú vegyületekből víz kilépése nélkül keletkeznek a hosszú molekulaláncok; a textilipar ezek közül a poliuretán alapú elasztán fonalakat használja.

-

Az olyan mesterséges szálasanyagok közül, amelyeket szervetlen anyagból állítanak elő, a legfontosabbak az üvegszálak, a szénszálak és a fémszálak.

-

Vannak olyan szálasanyagként alkalmazott, mesterséges úton előállított termékek is, amelyek nem sorolhatók be a fenti csoportokba. A legfontosabb ezek közül a fémmel bevont keskeny és nagyon vékony műanyag fóliacsík (ún. „fémezett fonal”), amit a textilipar különböző színekben díszítőfonal gyanánt használ fel. Újabban - műszaki célokra - a textlipar vékony fémhuzalokból is készít kelméket.

A szintetikus szálasanyagok igen nagy előnye, hogy tulajdonságaik megfelelő kémiai és szálképzési eljárásokkal igen tág határok között állíthatók be. Ez a magyarázata rendkívüli sokféleségüknek is. Készítenek szintetikus szálasanyagokat akár egymással teljesen ellentétes tulajdonságokkal is. Vannak például nagy szilárdságú és kis nyúlású, valamint gyengébb, de nagyobb nyúlású szálak. Készülnek sok nedvességet felvenni képes vagy éppen egyáltalán nem nedvesedő szálak. Fontos szerepet töltenek be például a védőruhák készítésénél a nagy hőállóságú (több száz C-foknak is ellenálló), vagy az éghetetlen szálak, de a hideget jobban bíró és kiváló hőszigetelő szálak is. (Az utóbbiak üregesek és így légzárványt tartalmaznak, ezáltal jó hőszigetelő képességgel rendelkeznek). Vannak az elektromosságot jól vezető, vagy éppen kiváló elektromos szigetelő képességű szálak. Kifejlesztettek az ibolyántúli sugarak ellen védelmet nyújtó, valamint a különféle vegyszereknek jól ellenálló szálakat is. Ebből a hatalmas választékból a mindenkori felhasználási cél követelményeinek legmegfelelőbbet választhatják ki a felhasználók. Ilyen nagy – és főleg tervezhető – tulajdonságskálát a természetes szálasanyagok nem kínálnak.



6.3. GYAKRAN HASZNÁLT TEXTILIPARI ALAPANYAGOK TULAJDONSÁGAINAK AZ ÖSSZEHASONLÍTÁSA

A gyakran használt textilipari alapanyagok tulajdonságait diagramok segítségével hasonlítjuk össze. Az összehasonlított szálasanyagok -

relatív sűrűségét [%] a 6.3. ábra,

-

relatív szilárdságát [%] a 6.4. ábra,

-

szakadási nyúlását [%] a 6.5. ábra,

-

nedvességfelvételét [%] a 6.6. ábra,

-

kopásállóságát [%] a 6.7. ábra,

-

sav- és lúg állóságát [-] a 6.8. ábra,

-

szilárdságcsökkenését a napsugárzás hatására a 6.9. ábra

tartalmazza.

6.3. ábra: szálasanyagok relatív sűrűsége (pamut=100%)

A szálasanyagok térfogati sűrűsége nagymértékben befolyásolja az azonos területi sűrűségű szövetek szűrési tulajdonságait. Kimutatható (ld. 8.1. fejezet) hogy az alapanyag térfogat sűrűségének 33%-os csökkenése a szövet lyukméreteit 74%-kal csökkenti. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


6.4. ábra: szálasanyagok relatív szilárdsága (pamut=100%)

6.5. ábra: szálasanyagok szakadási nyúlása

A szálasanyagok szilárdsága a szűrők mechanikai igénybevétele szempontjából fontos. A 6.4 ábrából látható, hogy a nagy igénybevételű szűrőket üvegszálból, poliészterből vagy polipropilénből készítik és gyapjúból csak elvétve gyártanak szűrőt. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


6.6. ábra: szálasanyagok nedvességfelvétele 65%-os rel. légnedvességben

A szálasanyagok nedvességfelvétele, különösen a nagy nedvességtartalmú gázok szűrésénél játszik szerepet. Ezekben az esetekben polipropilént vagy poliésztert célszerű alkalmazni.

6.7. ábra: fonalak kopásállósága (PA=100%)



Olyan szűrési feladatoknál, melyeknél a szűrő kopásállósága a fontos, (akár a szűrésnél, akár a szűrő tisztításánál,) akkor elsősorban poliamidot alkalmaznak.

6.8. ábra: szálasanyagok sav- és lúgállósági indexe

Olyan szűrési feladatoknál, melyeknél a szűrő vegyi hatásoknak van kitéve, a szűrő alapanyagának kiválasztását a 6.8. ábra segíti.

6.9. ábra: napsugárzás hatása a szálasanyagok szilárdsági tulajdonságára



Azoknál a szűrőknél, melyek ki lehetnek téve a napsugárzás hatásának, poliamid alkalmazását kerülni kell, mert kb. 800 óra besugárzás hatására teljesen elveszíti szakítószilárdságát. Amennyiben egy textilipari szálasanyagot speciálisan, szűrés céljára kívánnak felhasználni, akkor a szálasanyagoknak az eddigiekben felsoroltakhoz képest más tulajdonságai lesznek fontosak. A 6.1. táblázatban az alacsony és közepes szűrési hőmérsékleten alkalmazható szálasanyagok tulajdonságait, a 6.2. táblázatban a magas hőmérsékletű, száraz szűréshez illetve forró gázok szűréséhez alkalmazható szálasanyagokat és tulajdonságaikat foglaltuk össze.



6.1. táblázat: szűréshez használt elemi szálak tulajdonságai (táblázatosan) Alacsony és közepes hőmérsékleten alkalmazható elemi-szálak tulajdonságai Elnevezés

Pamut

PA 6.6

PP

PES

PAN

PAN homopolimer (Dacron)

Ajánlott max. hőmérséklet folyamatosan ható száraz hőnél Vízpárával átitatott állapotban (nedves hő) Rövid ideig alkalmazható száraz hő maximuma

180° F

200° F

200° F

270° F

248° F

82° C

94° C

94° C

132° C

120° C

180° F

200° F

200° F

200° F

230° F

260° F

82° C

94° C

94° C

94° C

110° C

125° C

200° F

250° F

225° F

300° F

248° F

284° F

107° C

150° C

120° C

140° C

94° C

121° C

284° F 140° C

Sűrűség [g/cm3]

1,5

1,14

0,9

1,38

1,16

1,17

Nedvesség felvétel 68° F és 65

8,5%

4,0-4,5%

0,1%

0,4%

1%

1%

Égés támogatása

igen

igen

igen

igen

nem

igen

Biológiai ellenállás (baktérium,

Nem,

ha

Nincs ha-

kiváló

Nincs ha-

Nagyon

Nagyon jó

penész)

nem

ke-

tás

jó

% relatív légnedvesség mellett

tás

zelt Ellenállás lúgokkal szemben

jó

jó

kiváló

közepes

közepes

közepes

Ellenállás

ásványi

savakkal

alacsony

alacsony

kiváló

közepes

jó

Nagyon jó

szerves

savakkal

alacsony

alacsony

kiváló

közepes

jó

kiváló

oxidáló

szerekkel

Közepes

Közepes

Jó

Jó

Jó

Jó

Nagyon jó

Nagyon jó

kiváló

jó

Nagyon

Nagyon jó

szemben Ellenállás szemben Ellenállás szemben Ellenállás szerves oldószerekkel szemben

jó



6.2. táblázat: szűréshez használt elemi szálak tulajdonságai (táblázatosan) Magas hőmérsékletű száraz szűrés Elnevezés

Polietilén

Aramid

szulfid Ajánlott max. hőmérséklet folyamatosan ható száraz

375°F 190°C

Üveg

Teflon

204°C

Polibenz-

Fém

Kerámia

840°F

2100 °F

imidazole

szál 400°F

Forró gáz

500°F

500°F

500°F

260°C

260°C

260°C

450°C

1150° C

hőnél Vízpárával átitatott álla-

375°F

350 °F

500 °F

500 °F

500 °F

750 °F

2100 °F

potban (nedves hő)

190°C

177°C

260°C

260°C

260°C

400°C

1150°C

Rövid ideig alkalmazható

450°F

450 °F

550 °F

550 °F

650 °F

950 °F

2600 °F

száraz hő maximuma

232°C

232°C

290°C

290°C

343°C

510°C

1427°C

Sűrűség [g/cm3]

1,38

1,38

2,54

2,3

1,43

7,9

2,7

Nedvesség felvétel 68 °F

0,6

4,5

0

0

14

0

0

Égés támogatása

nem

nem

nem

nem

nem

nem

nem

Biológiai ellenállás (bak-

Nincs ha-

Nincs ha-

Nincs ha-

Nincs ha-

Nincs ha-

Nincs

Nincs ha-

térium, penész)

tás

tás

tás

tás

tás

hatás

tás

Ellenállás lúgokkal szem-

kiváló

jó

közepes

kiváló

jó

Nagyon

jó

és 65 % relatív légnedvesség mellett

ben Ellenállás ásványi savak-

jó kiváló

közepes

kal szemben Ellenállás szerves savak-

Nagyon

kiváló

kiváló

jó kiváló

közepes

kal szemben

Nagyon

kiváló

kiváló

jó

Ellenállás oxidáló szerek-

kicsi

kiváló

kiváló

közepes

kel szemben Ellenállás szerves oldószerekkel szemben

Nagyon

Nagyon

jó

jó

Nagyon

Nagyon

jó

jó

Nagyon

kiváló

jó kiváló

Nagyon

Nagyon

jó

jó


kiváló

kiváló

Nagyon

kiváló

jó


A szálasanyagok megnevezésére elfogadott gyakorlat a rövidítéssel történő megadás: Acetát CA; Kasmir WS ; Nyúlszőr WN; Selyem SE ; Angóra WA ; Kender HA ; Pamut CO; Szénszál CF; Aramid AR ; Kókusz CC; Poliakrilnitril PAN; Teveszőr WK ; Elasztán EL; Len LI; Poliamid PA; Triacetát CTA; Gumi LA; Lyocell CLY; Poliészter PES; Üveg GF; Gyapjú WO; Modakril MAC; Polipropilén PP; Vikunya WG; Juta JU; Moher WM ; Rami RA; Viszkóz CV; A szálasanyagok többségének rövidített elnevezése a hétköznapi életből is ismert. Bármilyen textília vásárlásakor a textílián kötelező feltüntetni a szálasanyag összetételét, és helytakarékossági okokból a rövidített elnevezést alkalmazzák. A szűréssel foglalkozó szakirodalomban a Celsius és a Farenheit hőmérsékleti skálát egyforma gyakorisággal használják, ezért szükségesnek ítéltük a kettő közötti kapcsolatot megadni az alábbiak szerint:

( F − 32)⋅ 5 C= o

o

9

vagy o F =

( C + 32)⋅ 9 o

[6.1.]

5

6.3. táblázat: a Celsius és a Farenheit hőmérséklet kapcsolata Celsuis -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 5 60 70 80 90

Farenheit -40 -22 -4 14 32 50 6 0 86 104 122 140 158 176 194

Celsuis 100 110 120 130 140 150 200 250 300 350 400 450 500 1000 1500


Farenheit 212 230 248 266 284 302 392 482 572 662 752 842 932 1832 2732


6.4. ÜVEGSZÁLAK A SZŰRÉSBEN

Vannak olyan szűrési feladatok, melyek megoldásánál az üvegszálak speciális tulajdonságai, nevezetesen -

magas fajlagos szilárdság (magasabb, mint az acélé)

-

elektromos tulajdonságok (szigetelő)

-

lángállóság

-

alaktartás

-

gomba és baktérium-ellenállás

-

alacsony hővezető képesség

-

a vegyszerállóság,

-

az alkalmazható magas hőmérséklet,

-

a rendkívül alacsony nedvességfelvevő képesség

-

stb.

jól felhasználhatók.

A különböző szűrési feladatokhoz, ill. szűrőosztályokhoz különböző üvegszál átmérőket alkalmaznak: -

a durvább szűrőkhöz vastagabb üvegszálas paplanok készülnek, a szál átmérője pedig 25-30 μm is lehet

-

F5 (EU 5) szűrőosztályhoz 4,0 μm átmérőjű,

-


-


-

F8 (EU 8) szűrőosztályhoz 1,0 μm átmérőjű

célszerű alkalmazni.



Jól felhasználhatók az üvegszálas szűrők • az alumínium iparban, • az élelmiszer iparban • a gyógyszergyártásban • aerosolok és folyadék steril szűrőjeként • tejtermékek és antibiotikumok és hasonló termékek gyártásánál • • • • •

műszaki folyadékszűrőként akváriumok, víztelenítők halastavak szűrőjeként Gázok, savak lúgok műszaki szűrőjeként bemeneti és kimeneti légáramlat általános szűrőjeként környezetvédelmi szűrőként kénsav szűrőjeként (pl. füstgázvizsgálatoknál)

Az üvegszál fogalma nagyon sokféle anyagot magába foglal, ezért célszerű különböző szempontok szerinti csoportosítást alkalmazni.



6.4.1. Üvegszálakból készített félkész és késztermékek

6.10. ábra: üvegfilament

6.11. ábra: terjedelmesített üvegfonal

6.12. ábra: roving (hosszú és keskeny rostköteg) Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


6.13. ábra: előfonal fonáshoz

6.14. ábra: előimpregnált roving

6.15. ábra: vágott üvegszál



6.16. ábra: rövidre vágott (cca. 0,2mm) üvegszál

6.17. ábra: vágott üvegszálból készített paplan

6.18. ábra: végtelen üvegszálból készített paplan



6.19. ábra: tűnemezelt filc

6.4.2. Üvegszálakat alkotó keverék-komponensek jelölései, és tulajdonságai Az üvegszálak gyártásakor különböző keverék komponenseket különböző arányban kevernek össze. Az így gyártott üvegszálak tulajdonságai lényegesen eltérnek egymástól. A legismertebb üvegszál típusokat az alábbiakban soroljuk fel: A- üveg: az un. nátronüveg, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten olvad. Hőtágulása nagy, kémiai ellenálló képessége és elektromos tulajdonságai mérsékeltek. Csak kis mennyiségben készítenek belőle üvegszálat. Túlsúlyban konténereket és ablakokat gyártanak belőle. AR-üveg-cirkónium-szilikát bekeverésével készített lúgálló üveg. Portlandcementtel összeépítve használják. C- üveg: Korrózióálló(savas korrózió)üvegszálak gyártására használják D-üveg: Speciális villamos-ipari rendeltetésű üvegszálak alapanyaga. Jellemzőjük a kis dielektromos állandó és a jó veszteségtényező. E-üveg: Az üvegszál gyártásban legnagyobb mennyiségben felhasznált – bór-szilikát üvegnek is nevezett – üvegtípus. Jó kémiai ellenálló képessége, megfelelő elektromos tulajdonsága és jó szilárdsága van. Ez a leg gyakrabban használt rost a szál erősített kompozit polimer iparban.



ECR-üveg–Továbbfejlesztett E üveg. Ott használják,ahol nagy szilárdsága, az elektromos vezetőképességre és a savas korrózióállóságra van szükség. L- üveg: Ólom – oxidot is tartalmazó un. ólomüveg. Az ebből készült szálakat sugárvédelmi berendezések építésére használják. S-üveg: Nagy szakítószilárdságú és nagy rugalmassági moduluszú (Magas ára miatt főleg űrhajózási és repülési célra használják). Ott használják, ahol nagyszilárdság, nagymerevség, szükséges és extrém hőmérséklet ill. maró ellenállás fordul elő. S-2-üveg- S üveg, javult tulajdonságokkal. Az "S-2" egy márkanév (eredetileg az OwensCorning) 1998 óta, védjegye tulajdonosa az AGY Holdings Corp. M-üveg: Főleg műanyagok erősítésére alkalmas szálak gyártására használt – berillium-oxidtartalmú –jó mechanikai tulajdonságú üveg. R-üveg kalcium-alumíniumszilikáttal erősített üvegszál. Ott alkalmazzák, ahol a nagyobb szilárdságra és a savas korrózióállóságra van szükség. Az egyes üvegszálak kémiai összetételét a 6.4. táblázat, tulajdonságait a 6.5. táblázat tartalmazza.



6.4. táblázat: üvegszálak kémiai összetétele Megnevezés

SiO2

B 2O 3

Al2O3

Na2O

CaO

MgO

TiO2

F2

Fe2O3

0 – 0,6

0,5

% A

üveg

72

-

1

14

10

3

C

üveg

65

6

4

8

14

3

D

üveg

72-75

23

E

üveg

52

13

16

0 -3

-

0–6

53 – 57

5–8

12 – 15

>1

22-26

52 – 56

5 – 10

12 – 16

0–1

16 –25

0–5

0,2

52 - 56

5 -10

12 - 16

0,8

16 -25

0-5

0,5

9 - 15

1

17 - 25

0-5

2,5

4

ECR

üveg

54 - 62

S

üveg

65

-

25

.

-

10

62 - 65

0-1,2

20 - 25

0-0,0

-

10 - 15

24-26

0-0,1

S2

üveg

64 - 66

M

üveg

54

R

üveg

58 – 60

23,5 – 25,5

60-65

17-24

0-2

5-11

6-12

11-22

2-7

5-15

1-11

BAZALT

40 - 60

8-12 12

-

–

9

8

14-17


1-6

3-10


6.5. táblázat: üvegszálak tulajdonságai Megnevezés

sűrűség

[g/cm3]

Keménység

[Vickers]

Nyers szi-

Impregnált

lárdág

szilárdság

[MPa]

[MPa]

Szil.Mod

[GPa]

Szilárd-

szak. nyú-

ság

lás

[cN/tex]

[%]

A

üveg

2,44

3300

72

AR

üveg

2,7

1300

72

2,3

C

üveg

2,56

3300

69

4,8

D

üveg

2,14

2500

1700

55

4,5

E

üveg

2,54

3400

2400

73

5,6

100

140

4,8

4,7

min 50 ECR

üveg

2,72

3400

80

L

üveg

S

üveg

2,5

4300

87

S2

üveg

2,46

4890

89

M

üveg

2,9

3500

117

R

üveg

2,53

6,2

4400

3400

4,3

200

5,2 5,2

120

86

5,1

Az egyes üvegszál típusok eltérő tulajdonságai az árukban is megmutatkozik. Összehasonlításképpen 4 különböző üvegszál típus árai a következőképpen alakultak a 2014. év első félévében: E üveg: 270 – 450 Ft/kg, S üveg 1800 – 2500 Ft/kg, E üveg: 490-500 Ft/kg, S-2 üveg 4900-5000 Ft/kg.



7. SZŰRÉSRE HASZNÁLT TEXTIL SZERKEZETEK A szűréshez felhasznált textíliák alapanyag jellemzői mellett a gyakorlat számára nagyon fontos a szűrők szerkezetének ismerete. A szűrésnek több célja lehet: - száraz anyag kinyerése a hordozó közegből (a szűrőlepény az értékes termék), - a hordozó közeg tisztítása (a szűrlet az értékes termék), - az előző kettő együttesen. Az első és a harmadik cél csak szőtt kelmével történő felületi szűréssel érhető el, a diszperziós szűrést szövött és nem-szőtt textíliával egyaránt meg lehet valósítani. Felületi szűrés esetében: a szűrőréteg pórusai kisebbek a kiszűrendő szennyeződés méreténél, azaz a szűrés a szűrő felületén történik. A felületi szűrést döntően szövött szűrőanyagok valósítják meg. Mélységi szűrés: A részecskék behatolnak a nagyobb átmérőjű pórusokba, és ott letapadnak. A mélységi szűrést döntően nem-szőtt szűrőanyagok valósítják meg.

7.1. A SZŰRŐSZÖVET SZERKEZETE A szövetben az egyes lánc- ill. vetülékfonalak kölcsönösen keresztezik egymást, ld. 2.3. ábra. Attól függően, hogy a láncfonalak közül hol melyik van a vetülékfonal felett, ill. alatt, különböző kötésmódok alakulnak ki. A szövet szerkezetének, azaz a lánc- és vetülékfonalak kereszteződési pontjainak egyszerűsített ábrázolására, az ún. kötésrajzhoz vagy patronrajzhoz nemzetközileg elfogadott módon négyzethálós papírt használnak. Ezen az egymás fölött elhelyezkedő négyzetek egy-egy láncfonalat, az egymás melletti négyzetek egy-egy vetülékfonalat képviselnek. A kitöltött négyzet olyan kereszteződési pontot ábrázol, ahol a láncfonal van felül, vagyis a szövet színoldalán



(ennek neve: lánckötéspont), kitöltetlen négyzet pedig olyat, ahol a vetülékfonal van felül a színoldalon (ez a vetülék-kötéspont). (Színoldalnak a szövetnek azt az oldalát nevezik, amelyen a szövet karaktere, esetleges mintázata a legszebben érvényesül, amely a használatban kívülre, látható helyre kerül.) A kötés legkisebb, mind lánc-, mind vetülékirányban ismétlődő része a mintaelem. Ezt a kötésrajzon általában elhatárolják (esetleg más színnel is jelölik), ahogy az a 7.1. ábrán látható.

7.1.1. Alapkötések A szövetek szerkezete három alapkötésre vezethető vissza. Ezek: -

vászonkötés,

-

sávolykötés és

-

atlaszkötés (szaténkötés).

Minden további kötésmód ezekből vezethető le.

a)

b)

c)

7.1. ábra: szövetek alapkötései a) – vászonkötés, b) sávolykötés, c) – atlasz

7.1.2. Vászonkötés A legegyszerűbb, legrégibb, legerősebben összekötött szövetet eredményező kötésmód a vászonkötés, amelynek mintaeleme mind lánc-, mind vetülékirányban 2 fonalból áll. Mindkettő egyszer van fent, egyszer lent. Kötésrajza a kötéspontok sakktáblaszerű elrendeződését mutatja. A vászonkötésű szövet mindkét oldala egyforma.



7.1.3. Sávolykötés A sávolykötés jellegzetessége, hogy a kötéspontok átlós irányban sorakoznak és az így kialakuló vonalak párhuzamosan haladnak a szövetben. Aszerint, hogy a szövet színoldalán melyik fonalrendszer érvényesül (a lánc- vagy a vetülék-kötéspont van-e felül), lánc- ill. vetülékoldalú sávolyt különböztetünk meg, Ha a kétféle kötéspont száma megegyezik, egyenlő oldalú sávolykötésről beszélünk. A sávolykötésű szövetek valamivel lazább szerkezetűek, mint a vászonkötésűek, ezért ezt a kötésmódot előszeretettel alkalmazzák ruházati cikkek anyagainál, mert puhább, hajlékonyabb szövetet eredményez.

7.1.4. Atlaszkötés Az atlasz- vagy szaténkötés jellegzetessége, hogy a kötéspontok egyenletesen oszlanak el a szövet felületén. Itt is megkülönböztetünk láncoldalú ill. vetülékoldalú atlaszt, attól függően, hogy a színoldalon melyik fonalrendszer kötéspontjai vannak túlsúlyban. Az atlaszkötésű szövetek sima, fényes felületűek, különösen akkor, ha selyemfonalból vagy mesterséges anyagú filamentfonalból készülnek, amelyek maguk is már eleve simák és viszonylag fényesek. A szaténszöveteket ezért előszeretettel használják fehérnemű- és ruhaanyagok, valamint bélésszövetek és dekorációs szövetek készítésére. Az alapkötésekből levezetett kötéseket jegyzetünk nem tárgyalja.



7.2. NEMSZŐTT KELMÉK ALKALMAZÁSA A SZŰRÉSBEN A szűrés területén igen fontos területet fednek le a nemszőtt textíliák, hiszen a szűrés folyamán sokszor a mélységi szűrés dominál. A nemszőtt textíliák pedig ezen hatásmechanizmus alapján képesek leválasztani a szilárd (vagy éppen cseppfolyós) részecskéket az áramló közegből. A „nemszőtt kelmék” olyan kelmék gyűjtőneve, amelyeket nem egymást keresztező vagy egymáson átkulcsolódó fonalak alkotnak (mint a szőtt, kötött- vagy fonatolt kelméknél), hanem többé-kevésbé rendezetlen, bár lapszerűen szétterített szálhalmazból állnak, ahol a szálakat mechanikai vagy kémiai eljárásokkal erősítik egymáshoz A nem-szőtt kelmék definícióját nemzetközi szabvány rögzíti. Eszerint nem-szőtt kelme az olyan irányított vagy véletlenszerűen elhelyezkedő szálakból mesterséges úton képzett lap, szövedék vagy szálhalmaz, amelyben a szálakat a súrlódás és/vagy kohézió és/vagy adhézió tartja össze. Ez az erősítés lehet kémiai szilárdítás,olvadó szálakkal történő szilárdítás, vagy mechanikai szilárdítás.

7.2.1. Kémiai szilárdítás A kémiai szilárdításnál akrilát polimerekből vagy kopolimerekből, sztirol-butadién kopolimerekből vagy vinilacetát-etilén kopolimerekből álló folyékony kötőanyagot visznek fel a szövedékre, amelyek ott megkötnek. A leggyakrabban vizes alapú kötőanyagrendszereket használnak, de használatosak szerves oldószer alapúak és vannak por vagy hab állapotúak is. A kötőanyagot fel lehet vinni telítéssel, kenéssel vagy permetezéssel, sőt pontszerű nyomással is. Ez utóbbit olyankor alkalmazzák, amikor valamilyen mintázat szerint kívánják eloszlatni a kötőanyagot, és a szabadon maradt részen a szálak szabadon maradnak bizonyos speciális hatások elérésére.



7.2.2. Szilárdítás olvadó szálakkal Egy másik eljárásnál a szintetikus szálas anyagok hőre lágyuló tulajdonságát használják ki. A szövedéket alkotó szálak közé alacsony olvadáspontú szálakat kevernek, amelyek a kezelés hőmérsékletén meglágyulnak és mintegy összeragasztják a környezetükben lévő szálakat. Ennek az eljárásnak egy változata, amikor az olvadó szálak kétféle nyersanyagból kombinált, ún. bikomponens szálak, amelyeknek egyik összetevője alacsony olvadáspontú polimerből készül és ez ragasztja össze a magasabb olvadáspontú szálakat, valamint a bikomponens szál másik összetevőjét alkotó és így a többi szálhoz keveredő anyagot. A hőközlés ezeknél az eljárásoknál fűtött hengerekkel ellátott kalanderen történhet, vagy a kötőanyaggal kezelt szövedéket forró levegő hatásának teszik ki. Alkalmaznak nagyfrekvenciás elektromágneses hullámokat (ultrahangot) is az anyag felmelegítésére és a kötőszálak megolvasztására. 7.2.3. Mechanikai szilárdítás A mechanikus szilárdításnál a szálak közötti súrlódást használják ki. Erre a legelterjedtebb módszer a tűzés („tűnemezelés”). Speciális kialakítású, horgokkal ellátott (ún. „szakállas”) tűket szúrnak keresztül a szövedéken, és amikor ezeket visszahúzzák, szálakat húznak ki magukkal, amelyek így vastagság irányban tömörítik, rögzítik a szövedék szálait. A szilárdítás mértéke a tűk vastagságától, kiképzésétől és az egymás melletti tűk távolságától függ. A mechanikus szilárdítás egy másik módszerénél vékony, nagy nyomású vízsugarakat bocsátanak a szövedékre, és ezzel érik el, hogy abban a szálak vastagság irányban is kuszálódjanak és ezzel tömörítsék, megerősítsék a kelmét. A vízsugarak megfelelő vezérlésével így bizonyos mintázatok is elérhetők. Meg kell említenünk a szilárdítási eljárások között a varrvahurkolást is, bár a hivatalos terminológia szerint az így készült kelmék nem számítanak a nemszőtt kelmék közé. Itt a szövedéket fonalakkal, a láncrendszerű kötés elvét alkalmazva erősítik meg, oly módon, hogy a kelme teljes szélességében hegyes végű tolókás tűkkel szúrják át a szövedéket és hasonlóképpen, mint a lánchurkológépen, e tűk horgába fonalat fektetnek, amelyet a tű áthúz a szövedéken, ezzel erősítve meg a kelmét. Lényegében tehát a nemszőtt kelmegyártás és a kötés egyfajta kombinációjáról beszélhetünk, ezért nem sorolják ezt a technológiát a tisztán „nemszőtt kelme”-gyártáshoz. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


A nemszőtt kelmék szűrési célokra való alkalmazásához a szűréstechnikában alkalmazott jellemző mellett néhány textiles paraméter megadása is feltétlenül szükséges (a területi sűrűség, a vastagság, az alapanyag-összetétel, a szakítóerő a légáteresztés a vegyi ellenállás, a hőmérséklet ellenállás, stb.) A nemszőtt textíliákat a gyártási technológiájuk mellett gyakran a területi sűrűségük szerint is külön elnevezéssel látják el: -

a 20g/m2-nél kisebb területi sűrűségű nem szőtt textíliákat fátyolnak (szálfátyolnak, esetenként filcnek),

-

a több rétegű szálfátyolt, ill. a gyártástechnológiából adódóan egy rétegű, de 500g/m2-nél kisebb területi sűrűségű nemszőtt terméket bundának (bundatekercsnek),

-

a 500g/m2-nél nehezebb nemszőtt textíliákat szálpaplannak

nevezik a szakzsargonban.



8. TEXTÍLIÁBÓL KÉSZÜLT SZŰRŐK TERVEZÉSI ALAPJAI 8.1. VÁSZONKÖTÉSŰ FÉMSZÖVETEK

MŰSZAKI PARAMÉTEREI

A szűrési gyakorlatban a vászonkötésű fémszövetek műszaki paramétereinek megadása eltér a textiliparban használatos műszaki paraméterektől. Fémszövetek esetében megadják: -

névleges nyílás: w[mm] = t − d =

-

huzalátmérő: d[mm]

-

osztás: t=w+d [mm]

-

szemsűrűség: s [db/10mm];

1 −d 2

angol nyelvterületen az elnevezés: mesh [db/zoll]

8.1. ábra: vászon kötésű fémszövet paraméterei

A vászonkötésű szűrőszövet mikroszkópi képe a 8.2. ábrán látható.



8.2. ábra: vászon kötésű fémszövet fényképe

A megadott adatokból a relatív szabad felület (AR szokásos még A0-val is jelölni): a nyitott felület és a teljes felület %-os aránya kiszámítható: azonos hossz és keresztirányú osztás esetén -

a mintaelem teljes felülete: AT=(w+d)2

-

a mintaelem szabad felülete: Asz=w2

A relatív szabad felület (AR) az alábbi összefüggéssel határozható meg: Asz w2 AR = ⋅ 100 = ⋅ 100 AT (w + d )2


[%]

[8.1.]


8.2. MAXIMÁLIS FONALSŰRŰSÉG, MAXIMÁLIS TERÜLETI SŰRŰSÉG A SZŰRŐSZÖVETEKBEN A szűrőszövetekben egymás mellett elhelyezkedő lánc- és a láncfonalakra merőleges vetülékfonalainak a maximális szám, mint határérték ismerete nagyon fontos a szűrők tervezése szempontjából. A szűrőszöveteket a szűrés céljától függően különböző műszaki paraméterekkel lehet előállítani. Az alkalmazott alapanyagtól, a fonalak lineáris sűrűségétől, a szövetszerkezettől és a területi sűrűségtől függően meghatározhatók olyan paraméterhatárok, melyeket műszakilag nem lehet átlépni. Ezeket a határokat három szűrőszövet-szerkezet esetében az alábbiakban mutatjuk be: Jegyzetünkben három szűrőszövetnek: - egy unidirekcionális (csak láncfonalakból egymás mellé közvetlenül elhelyezhető fonalakból álló) szűrőkelme, - egy vászonkötésű szűrőszövet és, - atlasz-kötésű (5 fonalas) szűrőszövet, maximális fonalsűrűségének és maximális területi sűrűségének meghatározását végezzük el.



8.2.1. Unidirekcionális szűrő-kelme Maximális fonalsűrűség meghatározása Az unidirekcionális termék maximális fonalsűrűsége (su), azaz a 10mm szövetszélességen egymás mellé elhelyezhető fonalak száma a s u max =

10 d

[db]

[8.2.]

összefüggéssel meghatározható, ahol a „10” konstans [mm]-ben értendő, a fonal átmérője pedig (d [mm]). d = C tex Ttex Ctex

[mm] amely összefüggésben

a fonal alapanyagától függő állandó, amennyiben a fonal lineáris sűrűsége Ttex fonalszámozási rendszerben van megadva.

Így az unidirekcionális szövet maximális fonalsűrűségére a 8.2 összefüggéshez hasonló módon: su max =

10 C tex Ttex

[db/10 mm]

[8.3.]

adódik és a számlálóba írt érték miatt a 10mm-re eső fonalak számát adja meg. Maximális területi sűrűség meghatározása A fonalak lineáris sűrűségének és az adott fonal 10mm szövetszélességben elhelyezhető maximális számának az ismeretében az unidirekcionális szövet egy m2-ben lévő fonalhossz lu[m], és így a szövet területi sűrűsége (mN [g/m2] azaz 1m2 szövet tömege meghatározható:

mN = lu ⋅

Ttex 1000

[g]

[8.4.]

ahol lu= sumax·100 [db/1000mm] és mivel az 1m2 szövetben minden egyes fonal hossza 1m, így lu= sumax·100

[m/m2]



Az előzőeket figyelembe véve az unidirekcionális szövetek maximális területi sűrűsége (mNu): M Nu = su max ⋅ 100 ⋅

T Ttex 10 T = ⋅ 100 ⋅ tex = tex 1000 Ctex Ttex 1000 Ctex

[g/m2]

[8.5.]

A számításokat 10 tex - 50 tex lineáris sűrűség intervallumban a 8.1. táblázatban végeztük el Ctex=0,03 érték alkalmazásával. A kiszámított értékeket a 8.3. ábrán mutatjuk be. 8.1. táblázat: unidirekcionális szűrőszövet max. paraméterei Lineáris sűrűség

Fonalátmérő

Max. sűrűség

Max. területi sűrűség

[tex]

[mm]

[db/10mm]

[g/m2]

10

0,0949

105,4

105,4

20

0,134

74,6

149

30

0,164

61,0

182,6

40

0,19

52,6

210,8

50

0,212

47,2

235,7

8.3. ábra: unidirekcionális szűrőszövetek maximális fonalsűrűsége és területi sűrűsége (számított érték)



8.2.2. Vászonkötésű szűrőszövet Maximális fonalsűrűség meghatározása A vászonkötésű szűrőszövet keresztmetszeti rajza a 8.4. ábrán látható.

8.4. ábra: vászonlötésű szűrőszövet láncfonal irányú keresztmetszete

Vászonkötésű szöveteknél (8.4. ábra) egy mintaelem négy fonalátmérő széles és egy mintaelemben két láncfonal található. A 10 mm szélességű szövetben 10mm/(4d) mintaelem és 2·10/(4d) láncfonal helyezkedhet el maximálisan, azaz vászonkötésű szövetek maximális láncfonal-sűrűsége (svmax[db/10mm])a következő összefüggéssel határozható meg: sv max = 2 ⋅

10 5 = 4 ⋅ Ctex Ttex Ctex Ttex

[db/10mm]

[8.6.]

Egy m2 vászonkötésű szövetben lévő láncfonalak száma a 10mm-re eső fonalak számának százszorosa. Feltételezve, hogy a szövet kvadratikus, azaz a láncfonalak sűrűsége megegyezik a vetülékfonalak sűrűségével, 1m2 vászonkötésű szövetben lévő láncfonalak hossza: lvlmax=100·svmax [m], a vetülékfonalak hossza: lvvmax=100·svmax [m], és a vászonkötésű szövet maximális területi sűrűsége (mNv [g/m2]) a



M Nv = sv max ⋅ 100 ⋅ 2 ⋅

T Ttex 5 T = ⋅ 100 ⋅ 2 ⋅ tex = tex 1000 Ctex Ttex 1000 Ctex

[g/m2]

[8.7.]

összefüggéssel határozható meg. A számításokat 10 tex - 50 tex lineáris sűrűség intervallumban a 8.2. táblázatban végeztük el Ctex=0,03 érték alkalmazásával. A kiszámított értékeket a 8.5. ábrán mutatjuk be. 8.2. táblázat: vászonkötésű szűrőszövet max. paraméterei Lineáris sűrűség

Fonalátmérő

Max. sűrűség


[tex]

[mm]

[db/10mm]

[g/m2]

10

0,0949

52,7

105,4

20

0,134

37,3

149

30

0,164

30,49

182,6

40

0,19

26,3

210,8

50

0,212

23,6

235,7

8.5. ábra: vászonkötésű szűrőszövetek maximális fonalsűrűsége és területi sűrűsége (számított érték)



8.2.3. Atlasz-kötésű (5 fonalas) szűrőszövet Maximális fonalsűrűség meghatározása Az atlaszkötésű szűrőszövet keresztmetszeti rajza a 8.6. ábrán látható.

8.6. ábra: atlaszkötésű szűrőszövet láncfonal irányú keresztmetszete

Atlasz kötésű szöveteknél (8.6. ábra) egy mintaelem hét fonalátmérő széles és egy mintaelemben öt láncfonal található. A 10mm szélességű szövetben 10mm/(7·d) mintaelem és 5·10/(7·d) láncfonal helyezkedhet el maximálisan, azaz vászonkötésű szövetek maximális láncfonal-sűrűsége (svmax[db/10mm]) a következő összefüggéssel határozható meg: sa max = 5 ⋅

10 50 = 7 ⋅ Ctex Ttex 7 ⋅ Ctex Ttex

[db/10mm]

[8.8.]

és kvadratikus szövet esetében (a lánc és a vetülék sűrűség ill. a fonalak lineáris sűrűsége megegyezik) a maximális sűrűséghez tartotó területi sűrűség az 1m2-ben található fonalak hosszából és a fonalak lineáris sűrűségéből meghatározható az alábbi összefüggéssel:

M Na = s a max ⋅ 100 ⋅ 2 ⋅

10 ⋅ Ttex Ttex T 50 [g/m2] = ⋅ 100 ⋅ 2 ⋅ tex = 1000 7 ⋅ C tex Ttex 1000 7 ⋅ C tex


[8.9.]


A számításokat 10Tex - 50 Tex lineáris sűrűség intervallumban a 8.3. táblázatban végeztük el Ctex=0,03 érték alkalmazásával. A kiszámított értékeket a 8.7. ábrán mutatjuk be.

8.3. táblázat: atlasz-kötésű szűrőszövet max. paraméterei Lineáris sűrűség

Fonalátmérő

Max. sűrűség


[tex]

[mm]

[db/10mm]

[g/m2]

10

0,0949

75,3

150,6

20

0,134

53,3

213,0

30

0,164

43,6

260,1

40

0,19

37,6

301,2

50

0,212

33,7

336,7

8.7. ábra: atlaszkötésű szűrőszövetek maximális fonalsűrűsége és területi sűrűsége (számított érték)



A háron szűrőszövet-paraméter maximális értékeinek összehasonlításából megállapítható, hogy: - azonos fonalból készített szűrőszövetek maximális fonalsűrűség és területi sűrűség adatai a szövetszerkezetből adódóan eltérnek egymástól, - A három vizsgált szűrőszövet-típusnál az előálítható maximális fonalsűrűség emelkedő sorrendben: - vászonkötésű szűrőszövet , - atlaszkötésű szűrőszövet, - unidirekcionás szűrőszövet. - A három vizsgált szűrőszövet-típusnál az előállítható maximális területi sűrűség emelkedő sorrendben: - vászonkötésű szűrőszövet = unidirekcionális szűrőszövet, - atlaszkötésű szűrőszövet.

8.3. SZŰRŐSZÖVETEK KITÖLTÉSI TÉNYEZŐI Ez a fogalom szorosan kapcsolódik a névleges szemnyílásnál ill. a relatív szabad felületnél taglaltakhoz, bár attól eltérő logikával közelít a paraméterek meghatározásához. A szűrőszövetek kitöltési tényezője a szűrőszövet lánc- vagy vetülékfonalai vagy mindkettő által elfedett területnek a szűrőszövet által elfedett területhez viszonyított arányát fejezi ki. Eszerint megkülönböztetünk: - láncfonal kitöltési tényezőt, - vetülékfonal kitöltési tényezőt és - szűrőszövet-kitöltési tényezőt (lánc és vetülékfonalak együttes kitöltési tényezőjét.) A szűrőszövetek kitöltési tényezőjének a meghatározását a 8.8. ábra jelöléseivel a következők szerint lehet elvégezni:



8.8. ábra: jelölések a szűrőszövetek kitöltési tényezőinek meghatározásához

A szűrőszövet egy tetszőlegesen kiválasztott területének (nem csak mintaelem nagyságú lehet) sarokpontjait jelöljük ABCD betűkkel jelölve (8.8. sz. ábra). Ennek az ABCD területnek a nagysága a 8.8. sz. ábra szerint : AABCD= Ll·Lv

[mm2]

[8.10.]

Ahol Ll[mm]

a kijelölt terület vízszintes oldala

Lv[mm]

a kijelölt terület függőleges oldala

Egy láncfonal által elfedett terület a láncfonal átmérőjének(dl) és a kijelölt területben lévő láncfonalak hosszának(Lv) a szorzata,azaz a 8.8. sz. ábra jelöléseivel: A1db láncfonal= dl·Lv

[mm2]

[8.11.]

és egy vetülékfonal által elfedett terület: A1dbvetülékfonal= dv·Ll [mm2]

[8.12.]

- a hosszegységre (1 mm-re) eső láncfonalak számát azaz a láncfonal sűrűséget sl –el Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


- a hosszegységre (1 mm-re) eső vetülékfonalak számát azaz a vetülékfonal sűrűséget sv-vel akkor a láncfonalsűrűség

sl =

nl Ll

[db/mm]

[8.13.]

sv =

nv Lv

[db/mm]

[8.14.]

és a vetüléksűrűség

A láncfonalak kitöltési tényezője (εl) a kijelölt területben lévő láncfonalak által elfoglalt terület és a kijelölt AABCD terület hányadosa. A kijelölt ABCD területben lévő láncfonalak által elfedett terület (Al(ABCD))

Al ( ABCD ) = A1dbl ⋅ nl ( ABCD ) = d l ⋅ Lv ⋅ nl ( ABCD )

[mm2]

[8.15.]

[-]

[8.16.]

[-]

[8.17.]

így a láncfonalak kitöltési tényezője (εl):

εl =

dl ⋅ Lv ⋅ nl n = dl ⋅ l = dl ⋅ sl Ll ⋅ Lv Ll

és hasonlóan a vetülékfonalak kitöltési tényezője (εv):

εv =

dv ⋅ Ll ⋅ nv n = dv ⋅ v = dv ⋅ sv Ll ⋅ Lv Lv

A szövetkitöltési tényező kisebb értékű a láncfonalak és a vetülékfonalak kitöltési tényezőinek az összegétől, hiszen a fonalak kereszteződéseinél a felület eltakarás kétszeres. Ezt figyelembe véve a szövet kitöltési tényezője (jelölése εsz):

ε sz =

nl ⋅ Lv ⋅ dl + nv ⋅ Ll ⋅ d v − dl ⋅ dv ⋅ nl ⋅ nv nl n n n = ⋅ dl + v ⋅ d v − l ⋅ v ⋅ d l ⋅ d v = Ll ⋅ Lv Ll Lv Ll Lv

= sl ⋅ dl + sv ⋅ dv − sl ⋅ dl ⋅ sv ⋅ dv

[-] [8.18.]



illetve εsz= εl+εv-εl·εv

[-]

[8.19.]

Megjegyzés: A szövetek jellemzésére gyakran használják a típustényező fogalmát (jele: ε), amely a láncés vetülékfonalak kitöltési tényezőinek a hányadosa:

ε=

εl εv

[-]

[8.20.]

A szűrőszövetek egyes paramétereinek változását és szűrés szempontjából fontos összefüggéseit a 8.4. táblázatban és a 8.9.– 8.18. ábra diagramjain mutatjuk be. 8.4. táblázat: szűrőszövetek paraméterei és szűrés szempontjából fontos összefüggései Lin. sűrűség [tex] 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50

d lánc és vetülék [mm] 0,0949 0,1342 0,1643 0,1897 0,2121 0,0949 0,1342 0,1643 0,1897 0,2121 0,0949 0,1342 0,1643 0,1897 0,2121 0,0949 0,1342 0,1643 0,1897 0,2121

s(lánc;vet)

[db/mm] 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4

t fonal középtávolság [mm] 1 1 1 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

w lyukméret lánc/vetülék [mm] 0,905 0,866 0,836 0,810 0,788 0,405 0,366 0,336 0,310 0,288 0,238 0,199 0,169 0,144 0,121 0,155 0,116 0,086 0,060 0,038


2

Asz=w lyukfelület 2

[mm ] 0,819 0,750 0,698 0,657 0,621 0,164 0,134 0,113 0,096 0,083 0,057 0,040 0,029 0,021 0,015 0,024 0,013 0,007 0,004 0,001

ε(lánc és vet.)

ε(szövet)

MN (ter.sűr.)

[-]

[-]

[g/m ] 20 40 60 80 100 40 80 120 160 200 60 120 180 240 300 80 160 240 320 400

0,095 0,134 0,164 0,190 0,212 0,190 0,268 0,329 0,379 0,424 0,285 0,402 0,493 0,569 0,636 0,379 0,537 0,657 0,759 0,849

2

0,18 0,25 0,30 0,34 0,38 0,34 0,46 0,55 0,61 0,67 0,49 0,64 0,74 0,81 0,87 0,61 0,79 0,88 0,94 0,98


8.9. ábra: Összefüggés a fonalak lineáris sűrűsége és átmérője között

8.10. ábra: területi sűrűség-lyukméret kapcsolata (lánc és vetüléksűrűség s=1db/mm)







8.13. ábra: területi sűrűség-lyukméret összefüggése (lánc- és vetüléksűrűség s=4db/mm)

8.14. ábra: területi sűrűség- kitöltési tényező kapcsolata (lánc- és vetüléksűrűség s=1db/mm)








8.18. ábra: lyukméret a fedőtényező függvényében



8.4. EGYSZERŰ ÉS ÖSSZETETT SZŰRŐK FAJLAGOS SZAKÍTÓEREJÉNEK

BECSLÉSE

Két, vagy több különböző szilárdsági tulajdonságú textil termékek (fonala, cérnák, szövetek)együttes szakítóvizsgálata során arra az érdekes jelenségre figyeltek fel a szakemberek, hogy a közös fajlagos szakítóerő gyakran kisebb, mint az egyes komponensek egyenkénti fajlagos szakítóereje. A jelenségre két komponensű (pl. PES és pamut, vagy len és gyapjú stb.) keverékek esetén adunk magyarázatot és útmutatást a megfelelő fajlagos szakítóerő eléréséhez szükséges alapanyag-keverék összeállításra. A bemutatott eljárás alkalmas együttes terhelésnek kitett szövetek szilárdsági jellemzőinek megtervezésére is. A szerkesztéseket leegyszerűsített formában, csak két különböző komponens esetében vizsgáljuk az alábbi feltételek mellett: - mindkét komponens vizsgálati mintája a szakítógép befogópofái között egyenes és a szakítás kezdetekor feszültségmentes, - ismerjük a két komponens fajlagos erő (R [cN/tex]) – nyúlás (ε [%]) összefüggést, és az öszszefüggést egy –egy egyenessel helyettesítjük.

A matematikailag igazolható szerkesztés menetét három különböző keverékváltozatnál végezzük el, melyek a következők: I. keverékváltozat: A "B" keverékkomponens fajlagos szakítóereje és szakítónyúlása is nagyobb az "A" keverékkomponensénél és azonos nyúlások esetén az "A" keverékkomponensben nagyobb erő ébred (az "A" keverékkomponens szakítóerő - nyúlás görbéje a "B" jelű keverékkomponensé felett halad; 8.19/a ábra) II. keverékváltozat: A "B" keverékkomponens fajlagos szakítóereje és szakítónyúlása is nagyobb az "A" keverékkomponensénél és azonos nyúlások esetén az "A" keverékkomponensben kisebb erő ébred Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


(az "A" keverékkomponens szakítóerő - nyúlás görbéje a "B" jelű keverékkomponensé alatt halad; 8.19/b ábra) III. keverékváltozat: A "B" keverékkomponens fajlagos szakítóereje nagyobb, szakítónyúlása kisebb az "A" jelű keverékkomponensénél és azonos nyúlások esetén az "B" jelű keverékkomponensben kisebb erő ébred (8.19/c ábra).

R [cN/tex]

R [cN/tex]

B

R(B) R(A)

A

R(A)

A

R(B)

B

λ(B) λ(A)

λ(A)

λ[%]

λ(B)

λ[%]

(c) III. keverék változat

(a) I. keverék változat R [cN/tex]

B

R(B)

A

R(A)

λ(A)

λ(B) λ[%]

(b) II. keverék változat 8.19. ábra: a szerkesztésekhez felhasznált keverékjellemzők Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


Az 8.19. ábra jelölései a következők: R(A) az "A" jelű keverékkomponens fajlagos szakítóereje R(B) a "B" jelű keverékkomponens fajlagos szakítóereje λ(A) az "A" jelű komponens szakadási nyúlása λ(B) az "B" jelű komponens szakadási nyúlása A szerkesztéseket mindhárom keverékváltozat esetén elvégezzük, azonban a részletes leírást csak a I. keverékváltozat esetén adjuk meg, hiszen a szerkesztés a másik két keverékváltozat esetén is azonos lépésekben történik. Fajlagos szakítóerő és a keverékarány összefüggésének meghatározása szerkesztéssel (I. keverékváltozat; 8.19. ábrasor) 1. szerkesztési lépés: Felrajzoljuk a két keverékkomponens fajlagos szakítóerő - nyúlás diagramját és ettől az ábrától jobbra egy olyan koordinátarendszert, amelynek vízszintes tengelyén az egyes keverékkomponensek %-a, függőleges tengelyén pedig a keverék fajlagos szakítóereje található (az első lépésben csak a tengelyeket rajzoljuk meg a skálázással és a mértékegységekkel; 8.20. ábra)

R [cN/tex]

(2)

B

R(B)

II. A

R(A)

I. (1)

(3)

λ(A)

λ(B) λ[%]

A (100%) B (0%)

50% 50%

A (0%) B (100%)

8.20. ábra: keverék szakítóereje meghatározásának első szerkesztési lépése



2. szerkesztési lépés: A jobb oldali ábrába berajzoljuk azokat a fajlagos szakítóerőket, amelyek a 100% "A" komponenshez (1) és a 100% "B" komponenshez (2) tartoznak

R [cN/tex]

(2)

B

R(B)

II. R(A)

A

I. (1)

(3)

λ(A)

λ(B) λ[%]

A (100%) B (0%)

50% 50%

A (0%) B (100%)

8.21. ábra: keverék fajlagos szakítóereje meghatározásának 2.-6. szerkesztési lépése 3. szerkesztési lépés: A nagyobb nyúlású komponens (esetünkben a B=100%) függőlegesére berajzoljuk azt a fajlagos szakítóerőt, amely a nagyobb nyúlású komponensben akkor ébred, amikor a kisebb nyúlású komponens a nyújtástól elszakad (8.21. ábra (3) pont). 4. szerkesztési lépés: A nagyobb szakadási nyúlású komponens fajlagos szakítóerő pontját (2) összekötjük egy egyenessel a kisebb nyúlású komponens 100%-os függőlegesének cN/tex =0 pontjával (8.21. ábra II. egyenes) 5. szerkesztési lépés: A kisebb szakadási nyúlású komponens fajlagos szakítóerő pontját (1) összekötjük egy egyenessel a nagyobb nyúlású komponensben ébredő fajlagos erővel, amely a kisebb nyúlású komponens elszakadásakor keletkezik (3). Ezt az egyenest az 8.21. ábrán "I"-el jelöltük.



6. szerkesztési lépés: A jobb oldali ábrán megerősítjük a I. és a II. egyenesek közül a magasabban futó részeket. Ez az egyenes rendszer adja a keverékkomponensek arányainak függvényében a fajlagos szakítóerő változását. A szerkesztéssel meghatározott fajlagos szakítóerő változást a keverékarány függvényében - a II. keverékváltozat esetében a 8.22. ábra - a III. keverékváltozat esetében a 8.23. ábra tartalmazza. R [cN/tex]

(2)

B

R(B)

II.

Igény I.

(3) R(A)

A

λ(A)

(1)

λ(B) λ[%]

A (100%) B (0%)

50% 50%

Alk. Összetétel

A (0%) B (100%)

8.22. ábra: fajlagos szakítóerő változás meghatározása szerkesztéssel (II. keverékváltozat) R [cN/tex]

R(A)

(1) A

(2)

R(B)

B II.

I. (3)

λ(A)

λ(B) λ[%]

A (100%) B (0%)

50% 50%

A (0%) B (100%)

8.23. ábra: fajlagos szakítóerő változás meghatározása szerkesztéssel (III. keverékváltozat)



A bemutatott szerkesztésekből levonható az a következtetés, hogy egy adott szálasanyagból készült fonal fajlagos szakítószilárdsága csak abban az esetben növelhető egy másik keverékkomponens bekeverésével, ha annak a másik keverékkomponensnek - nagyobb a fajlagos szakítószilárdsága, - nagyobb a szakítónyúlása és - a erő-nyúlás összefüggése az eredeti szálasanyagé felett helyezkedik el. A fajlagos szakítóerő változást elemiszálak keverése példáján mutattuk be. Azonos eredményre jutunk, ha két különböző szilárdsági tulajdonságokkal bíró szűrőszövetet együttesen terhelünk. (Ez a megállapítás, természetesen a két szövet tömegegységére vonatkozik.)



8.5. TÉRFOGATI SZŰRÉS SZÁMÍTÁSAI (Nemszőtt textíliák területi sűrűségének, vastagságának és porozitásának összefüggése) A nemszőtt textíliák térfogati sűrűsége a benne lévő légzárványok miatt kisebb a textíliát alkotó elemi szálak térfogati sűrűségénél. Ez a szerkezet ad lehetőséget a mélységi szűrés megvalósítására. A nemszőtt textíliában lévő textilszál és levegő arányának jellemzésére azaz térkitöltési viszonyainak jellemzésére használatos fogalom a tömörség és a porozitás. A tömörség és a porozitás az anyag és a pórusok térfogatának a test térfogatára vonatkozó viszonyszáma. Mértékegysége gyakorlatilag nincs (térfogat/térfogat), azaz nevezetlen szám. A tömörség és a porozitás 0 és 1 közé eső szám, de a tömörség 0 és a porozitás 1 értékű nem lehet. Adott test esetén a tömörség és porozitás összege 1, százalékban kifejezve 100 térfogat%. Ha a test tömörsége tart az 1-hez, akkor porozitása a 0-hoz tart.

Tömörség =

Anyagtérfogat Testsürüség = Testtérfogat Anyagsürüség

[8.21.]

azaz m ρ V V t= A = T = T VT ρ A m VA

[m3/m3] vagyis [-]

[8.22.]

ahol t

a tömörség, [-]

VA

anyagtérfogat [m3],

VT

testtérfogat [m3],

ρT

testsürüség [kg/m3],

ρA

anyagsűrűség [kg/m3],

m

tömeg [kg].



Porozitás =

Testtérfog at − Anyagtérfo gat Hézagtérfo gat Anyagsürüség − Testsürüsé g [8.23.] = = Testtérfog at Testtérfog at Anyagsürüség

A porozitás meghatározása a a tömörségnél alkalmazott jelölésekkel: m m − VT − V A ρ A − ρ T V A VT V p= = = = 1− A = 1− t m VT ρA VT VA

[-]

[8.24.]

ahol p

porozitás [-]

Nemszőtt kelmék esetében, ahol a termék jellemzésére az 1m2 termék tömegét, a területi sűrűséget (mN[g/m2]) használják, a tömörség és a porozitás meghatározásához szükséges a nemszőtt kelme vastagságának (v[cm]) az ismerete is. A nemszőtt kelmék tömörségét és porozitását az 1m2 kelme adataiból a következők szerint lehet meghatározni: 1m2 kelme testtérfogata a

VT = AT ⋅ vT

[cm3]

[8.25.]

összefüggéssel határozható meg, ahol AT

az 1m2 kelme felülete, azaz 10 000 cm2

vT

a kelme vastagsága [cm]

1m2 kelme anyagtérfogata a

VA =

mN

ρA

[cm3]

[8.26.]

összefüggéssel határozható meg, ahol mN

a kelme területi sűrűsége,azaz 1m2 kelme tömege g-ban,

ρA

a kelme anyagának, esetünkben a kelmét alkotó elemiszálaknak a térfogati sűrűsége [g/cm3].



A nemszőtt textíliákat alkotó néhány elemiszál térfogati sűrűségét a 8.5. táblázat tartalmazza. 8.5. táblázat: nemszőtt textíliákat alkotó néhány elemiszál térfogati sűrűsége Elemiszál

PES

PA

PP

Vi

PAN

PVC

Pamut

Gyapjú

Sűrűség [g/cm3]

1,38

1,04

0,9

1,52

1,15

1,9

1.155

1,3

Fel kell azonban hívni a figyelmet arra, hogy mind a területi sűrűség, mind a vastagság meghatározásánál a szabványos vizsgálati előírásokat be kell tartani. Különösen a nemszőtt textíliák vastagságmérési eredményei változnak a mérés körülményeitől. A könnyen deformálódó nemszőtt textíliák mért vastagsága a méréskor alkalmazott terhelőerő mellett a terhelési felülettől is (összességétől tehát a mérésnél alkalmazott nyomástól [Pa]) függ. Az ismertetett összefüggések számszerűsítését egy szűrőanyag technikai információinak felhasználásával mutatjuk be. A szűrő -

alapanyaga:

100% poliamid (PA)

-

térfogati sűrűsége:

1,04 g/cm3

-

területi sűrűsége:

500g/m2

-

vastagsága:

2,5 mm

Az ismertetett összefüggések és a műszaki információk adataival az adott szűrő 1m2-ének testtérfogata: VT= 2 500 [cm3] a szűrő 1m2 ben lévő 500g szálasanyag (PA) anyagtérfogata: VA =

m

ρA

=

500 = 480,8 1,04

[cm3]

[8.27.]

A szűrőben lévő hézagtérfogat (pórusok) térfogata: [cm3]

Vp= VT – VA =2 500 – 480,8 = 2019,2


[8.28.]


a szűrő tömörsége:

t=

V A 480,8 = = 0,192 = 19,2% VT 2500

[8.29.]

azaz adott térfogatban a szűrő szálasanyaga csupán 19,2%-os térfogat részt tesz ki, a többi a pórusok térfogata. A szűrő porozitása: p=

hézagtérfogat VH 2019,2 = = = 0,808 testtérfogat VT 2500

[8.30.]

a fentiek alapján tehát 80,8% a pórusok (levegő) térfogata.



8.6. A PORTALANÍTÁSI FOK ÉS A β ÉRTÉK ÖSSZEHASONLÍTÁSA A szűrés minőségének értékelésére több összefüggést alkalmaz a nemzetközi irodalom, azonban ezek az összefüggések sokszor elfedik a folyamatok lényegét. Abban a legtöbb szakirodalmi hivatkozás megegyezik, hogy a „β Ratio” (β arány) megmutatja, hogy mekkora a szűrő előtti és a szűrő utáni anyagfolyamban az adott méretű szennyeződések számának aránya . Képlettel kifejezve:

βx =

nelötti nutánni

[8.31.]

ahol: nelőtti = a szűrő előtti anyagfolyamban lévő x [ µ m ] -nél nagyobb szennyeződés mennyisége (száma vagy tömege), nutáni= a szűrő utáni anyagfolyamban lévő x [ µ m ] -nél nagyobb szennyeződés száma vagy tömege. Abban az esetben, ha a szűrő az adott méretű szennyeződét teljes egészében megköti, akkor βx értéke végtelen, ami 100%-os össz portalanítási fokot jelent. A β értékének a felhasználásával határozható meg szennyeződés-szám vagy tömeg alapján számolva az szűrő összportalanítási foka: Az összportalanítási fok összefüggésének kis átalakításával megkapjuk az összefüggést a β aránnyal:

ε0 =

 G   1 β 1  β −1 Ge − Gu  ⋅100 [-] ⋅100 = 1 − u  ⋅100 = 1 −  ⋅100 =  −  ⋅100 =  Ge  β β β   β   Ge 

[8.32.]

Abban az esetbe, ha a szűrés hatékonyságát (az összportalanítási fokot - εö) a szennyező elemek tömegéből számítjuk ki (durva szűrőknél), akkor Am betűkombinációval jelölik ha a szennyező elemek számából, akkor Em betükombinációval jelölik EN 779 sz. szabványban.



A szűrés hatékonyságának számítására használt összefüggések formailag megegyeznek a szálasanyagok tisztításánál a textiliparban használt kifejezéssel:

Th =

sz be − sz ki ⋅ 100 sz be

[%]

[8.33.]

ahol: Th= tisztítási hatékonyság [%], szbe= tisztító berendezés (szűrő) előtt az anyagfolyam szennyeződés tartalma [%]-ban (vagy tömegben vagy darabszámban) , szki=tisztító berendezés (szűrő) után az anyagfolyam szennyeződés tartalma [%]-ban (vagy tömegben vagy darabszámban). A textiliparban a tisztítási hatékonyság meghatározására alkalmazott összefüggés szemléletesebben fejezi ki a szűrés során lejátszódó folyamatokat, mint a βx értéket használó összefüggés. Ezt az állítást a 8.6. táblázatban bemutatott összehasonlítás is igazolja.



8.6. táblázat: tisztítási jellemzők összehasonlítása szűrő előtti szennyeződés tömegárama re [kg/m3] 100 000

szűrő utáni szennyeződés tömegárama re [kg/m3] 50 000

Béta érték [-] 2

Összportalanítás vagy Th [%] 50

100 000

25 000

4

75

100 000

10 000

10

90

100 000

5 000

20

95

100 000

2 500

40

97,5

100 000

1 667

60

98,33

100 000

1 333

75

98,6667

100 000

1 000

100

99

100 000

800

125

99,2

100 000

667

150

99,333

100 000

500

200

99,5

100 000

333

300

99,6667

100 000

200

500

99,8

100 000

100

1 000

99,9

100 000

50

2 000

99,95

100 000

25

4 000

99,975

100 000

20

5 000

99,98

100 000

10

10 000

99,99

100 000

5

20 000

99,995

100 000

2

50 000

99,998

100 000

0

végtelen

100



8.7. SORBA KAPCSOLT SZŰRŐBERENDEZÉSEK TISZTÍTÁSI HATÉKONYSÁGÁNAK TERVEZÉSE Az sorba kapcsolt szűrők tisztítási hatékonyságának grafikus meghatározásához az elméleti alapokat két összekapcsolt textiliparti gép esetén vizsgáljuk meg, majd az így kapott eredményeket kiterjesztjük több sorba kapcsolt szűrők összportalanítási fokának a meghatározására is. Az elméleti bemutatáshoz használjuk a következő jelöléseket 8.24. ábra:

Sz0 [%]

Sz1 [%]

I. Tisztító

Sz1 [%]

Sz2 [%]

II. Tisztító

8.24. ábra: sorba kapcsolt szűrők elrendezési vázlata sz0[%]

I. szűrőhöz érkező anyagfolyam szennyeződés tartalma,

sz1[%]

I. szűrőt elhagyó, II. szűrőhöz érkező anyagfolyam szennyeződés tartalma,

sz2[%]

a II. szűrőt elhagyó anyagfolyam szennyeződés tartalma.

Az I. jelű , első szűrő tisztítási hatékonysága az alábbi összefüggéssel határozható meg:

Th1 =

sz 0 − sz1 sz = 1− 1 sz 0 sz 0

[-]

[8.34.]

[-]

[8.35.]

amiből

sz1 = 1 − Th1 [%] sz 0

Az II. jelű, második szűrő tisztítási hatékonysága az alábbi összefüggéssel határozható meg:

Th2 =

sz1 − sz 2 sz = 1− 2 sz1 sz1

[-]

[8.36.]

[%]

[8.37.]

amiből sz2 = (1 - Th2)·sz1



Két egymás után sorba kapcsolt szűrő tisztítási hatékonysága

Th1+ 2 =

sz 0 − sz 2 sz = 1− 2 sz 0 sz 0

[-]

[8.38.]

[-]

[8.39.]

ahol sz2% helyére a (8.36) összefüggést behelyettesítve Th1+ 2 =

sz 0 − sz 2 (1 − Th2 ) ⋅ sz1 = 1− sz 0 sz 0

adódik. A (8.38) összefüggésben az sz1%/sz0% helyére a (8.34) összefüggést behelyettesítve Th1+2 = 1 - (1 - Th2)·(1 - Th1)

[-]

[8.40.]

[-]

[8.41.]

illetve elvégezve a szorzást és az összevonásokat Th1+2 = Th2(1 - Th1) + Th1 adódik.

Most rajzoljunk meg egy derékszögű koordinátarendszert, és ott 1. jelöljük be a (0,1), a (1,0) és a (1,1) pontokat, 2. tekintsük az x tengelyt az egyenkénti szűrők tisztítási hatékonysága tengelyének 3. tekintsük az y tengelyt az összegezett szűrők tisztítási hatékonyságának 4. rajzoljuk meg a (0,0) és (1,1) pontokat összekötő egyenest (legyen a jele:"I" egyenes). Ld. 8.25. ábra.



8.25. ábra: a szerkesztés első lépcsője 5. a 8.26. ábra vízszintes tengelyén jelöljük meg az első szűrő tisztítási hatékonyságát. Rajzoljunk egy függőleges egyenest ebből a pontból az "I" egyenesig, majd az ott kimetszett pontot vetítsük ki a függőleges tengelyre (ez a pont természetesen a Th1 pont lesz a függőleges tengelyen).

8.26. ábra: a szerkesztés második lépcsője



A "Th1" pont a (0,0)-(0,1) szakaszt két részre bontja: a Th1 és az (1 - Th1) szakaszra (8.27. ábra). 6. Kössük össze a függőleges tengelyen lévő "Th1 " pontot az (1,1) ponttal (legyen a jele:"II" egyenes)

8.27. ábra: a szerkesztés harmadik lépcsője Ennek a II. egyenesnek ismerjük a paramétereit! az y = ax + b alakú egyenest feltételezve b = Th1 [-]

és

a = (1 - Th1)/1 [-] Legyen most x = Th2 akkor az egyenes egyenletéből a következő adódik: y = Th2·(1 - Th1) + Th1

[-]

[8.42.]

Ez az egyenlet megegyezik a fejezet elején elméleti úton levezetett egyenlettel, amennyiben az y értékének az összegezett tisztítási hatékonyságot, azaz Th1+2-t tekintjük.



8.28. ábra: a két sorba kötött szűrő együttes tisztítási hatékonysága (Th1+2)

Több egymás után kapcsolt szűrő esetén az eljárást folytathatjuk, és meghatározhatjuk az 1+2+3 sorba kapcsolt szűrő tisztítási hatékonyságát. Abban az esetben, ha ismerjük a beszerelt szűrők tisztítási hatékonyságát és azok nem elégségesek, (és ismerjük a szükséges tisztítási hatékonyságot), egyszerű eljárással meghatározhatjuk a pótlólagosan beszerelni szükséges szűrő tisztítási hatékonyságát (az ismertetett szerkesztési eljárást fordítva kell elvégezni).



8.8. A SZENNYEZŐDÉSTARTALOM MEGHATÁROZÁSA A TISZTÍTÁSI HATÉKONYSÁG ISMERETÉBEN

A tisztítási hatékonyság definiciójából a szűrőt(vagy szűrőket) elhagyó anyag szennyeződéstartalma meghatározható: szki =szbe - Th·szbe = szbe·(1 - Th)

[%]

[8.43.]

Rajzoljunk most egy olyan derékszögű háromszöget, amelynek egyik oldala 1 egységnyi, másik oldala pedig a tisztítógépbe bemenő szennyeződéstartalmat mutatja. A háromszög átfogóját nevezzük el "α" szakasznak.

8.29. ábra: sorba kapcsolt szűrők kimenő anyagáramának szennyeződés százaléka A háromszög függőleges oldalára rajzoljuk fel a gép tisztítási hatékonyságát, majd ebből a pontból húzzunk egy vízszintes egyenest (8.29. ábra). Két háromszöget találunk a rajzon, amelyek hasonlóak egymáshoz, amiből az következik, hogy: 1/szbe = (1 - Th)/x

[1/%]

[8.44.]

[%]

[8.45.]

azaz x = szbe·(1 - Th)



Mivel ezen összefüggés jobb oldala megegyezik az előző összefüggés jobb oldalával, a bal oldalak is megegyeznek egymással, tehát az x érték az gépet (vagy gépsort) elhagyó anyag szennyeződéstartalmát mutatja. Az előzőleg bemutatott két ábra össze is vonható és a tisztítási hatékonyság ill. a szennyeződéstartalom könnyen, grafikusan egy időben meghatározható. A textilipari példán keresztül bemutatott grafikus tervezés a sorba kapcsolt szűrők tervezésénél is jól használható.



9. NEDVESSÉG HATÁSA A TEXTÍLIÁKBÓL KÉSZÜLT SZŰRŐKRE A textíliák, így a textíliákból készült szűrők, jól szívják a nedvességet. Az alapanyagtól függően a szabványos légnedvességből (65±2% relatív légnedvesség, 20±2 °C hőmérséklet, légnyomás 760 Hgmm) a saját tömegüknek a 0-15%-át, 95% relatív légnedvesség és 24°C légállapot mellet a 0,1-40%-át és vízzel érintkezve a 0,5-250%-át képesek megkötni. Mivel nedvesség hatására a textíliákból készült szűrőknek mind az alaki, mind a szilárdsági tulajdonságai megváltoznak, a szűrők vizsgálatát előre meghatározott nedvességfelvétel mellett kell elvégezni. Az előre meghatározott nedvességfelvétel mellett mért tömeget kereskedelmi nettó tömegnek nevezzük, mert a textíliák kereskedelmében ez az a tömeg ami alapján a számlát ki lehet állítani. Kereskedelmi nettó tömeg meghatározása Elméleti alapok: Annak érdekében, hogy a kereskedelmi nettó tömeget meg lehessen határozni, az szükséges, hogy az ismeretlen nedvesség-mennyiséget tartalmazó mintából eltávolítsuk a nedvességet. Ezt a műveletet kondicionálásnak nevezzük. A kondicionálás lényege, hogy a mérlegre tett ismeretlen nedvességmennyiséget tartalmazó mintát valamilyen szárítási eljárással kiszárítjuk, és a szárítás közben folyamatosan mérjük a minta tömegének a változását. A kondicionálás alatt lejátszódó tömegváltozást, a nedves minta és a száraz minta tömegét a 9.1. ábra mutatja. A vizsgálat kezdetekor mért minta-tömeget „nedves-tömegnek”, a mérés végén, mikor a minta egymást követő értékei változatlan tömeget mutat, „száraz-tömegnek” nevezzük. A nedves és a száraz minta tömegéből a nedvesség felvétel és a nedvesség tartalom meghatározható.



9.1. ábra: minta tömegváltozása a kondicionálás során

Nedvesség felvétel: a vizsgált anyagban lévő nedvesség tömege a százaz laboratóriumi minta tömegének a %-ában kifejezve. Képlettel:

w felv =

mnedves − mszáraz ⋅ 100 mszáraz

[%]

[9.1.]

ahol mnedves

a vizsgált minta tömege mintavételkor (nedvesen ) [g]

mszáraz

a vizsgált minta tömege laboratóriumi kiszárítás után [g]

wfelv

a laboratóriumi minta nedvesség felvétele [%]

Nedvesség tartalom(wtartalom): a vizsgált anyagban lévő nedvesség tömege a nedves laboratóriumi minta tömegének %-ában kifejezve. Képlettel: wtart =

mnedves − mszáraz ⋅ 100 mnedves


[%]

[9.2.]


Kereskedelmi nedvesség felvétel: szállítási szerződésben vagy szabványban meghatározott nedvességfelvétel érték, amely figyelembevételével kell a szállítás tömegét figyelembe venni a szállítási érték kiszámításánál. Kereskedelmi nettó tömeg: A szállításkor lemért anyagtömeg átszámítva a kereskedelmi szerződésben rögzített nedvességfelvétel melletti tömegre (a laboratóriumi vizsgálat alapján meghatározott tényleges nedvességfelvétel figyelembevételével). Képlettel:

wsz % 100 = mmért w % 1 + mért 100 1+

mker .nettó

[kg]

[9.3.]

Ahol: mker.nettó

Kereskedelmi nettó tömeg (a számlázás alapja);[kg]

mmért

A szállításkor lemért anyagtömeg (még ismeretlen nedvességfelvétellel);[kg]

wsz%

szabványos, vagy kereskedelmi szerződésben rögzített nedvességfelvétel [%]

wm% a szállított anyag laboratóriumban meghatározott tényleges nedvességfelvétel [%] A textiltermék lineáris/területi sűrűségének a szabványos nedvességfelvétel figyelembevételével történő kiszámítása megegyezik a kereskedelmi nettó tömeg kiszámításával, azaz a fonalaknál a szabványos nedvességfelvétel melletti lineáris sűrűség: wsz % 100 [g/1000m] wm % 1+ 100

1+ Ttex szabványos = Ttex mért

[9.4.]

ill. szöveteknél a szabványos nedvességfelvétel melletti területi sűrűség

n sz % 100 nm % 1+ 100

1+ M N szabványos = M N mért


[g/m2]

[9.5.]


10. SZŰRŐKÖN ÁTÁRAMLÓ LEVEGŐMENNYISÉG MÉRÉSE A textíliák légáteresztő képessége a -

ruházati termékek esetén a szellőzőképesség és a szél elleni védelem,

-

az ejtőernyőknél az ernyő kinyitása és a süllyedési sebesség,

-

a szűrőknél pedig a szűrőképesség miatt

nagyon fontos jellemzője a szöveteknek. A légáteresztő-képesség a szűrőszövetnek az a tulajdonsága, hogy a két oldala közötti légnyomáskülönbség hatására a pórusain levegőt enged át. A mérés elvét a 10.1. ábra mutatja.

10.1. ábra: légáteresztő-képesség vizsgálatának elve 1 – szivattyú; 2 – minta; 3 és 4 – szelepek; 5 – nyomásmérő; 6 – tartály; 7 – biztonsági szelep; R1-R4 - rotaméterek A kelme légáteresztő képességét adott nyomás-különbséghatására egységnyi felületen, egységnyi idő alatt átáramlott levegő térfogatával jellemezzük.



A szűrő fajlagos felületi terhelése (a textiltudományban:légáteresztő képesség) meghatározására a

Uf =

qv [m 3 / s ] Af [m 2 ]

[m / s]

[10.1.]

összefüggés szolgál, ahol: Uf[m/s]

a szűrő felületi terhelése (textiltudományban: légáteresztő képesség),

qv[m3/s]

levegő mért térfogatárama a mérés során,

Af [m2]

a mérésnél alkalmazott szűrő felülete.

A szűrők esetében lényegesen kisebb a légáteresztő-képesség, mint a ruházkodási textíliáknál, ezért a nyomáskülönbséget a légáteresztő-képesség meghatározása során, a mérés során: -

ruházkodási textíliák esetében 10 vo.mm (vízoszlop mm),

-

szűrőként alkalmazott textíliák esetében 20 vo.mm

nyomáskülönbséget alkalmaznak. A műszaki gyakorlatban a szűrőket gyártó cégek az SI –től eltérő mértékegységeket is alkalmaznak. Ilyenek pl.:

1.

 dm 3   2 , m ⋅ s 

2.

 dm3   2 ,  dm ⋅ min 

3.

ml   100mm 2 ⋅ s  ,  

4.

 m3   2 . m ⋅ h 



A legfontosabb térfogatáram-sűrűség (térfogatsebesség) mértékegységeinek kifejezését SIegységekkel (az átszámítási tényezőket) a 10.1. táblázat tartalmazza. A textíliák így a textíliákból készült szűrők jellemzésére előnyösen használható még a légellenálló képesség meghatározása. A légellenálló képesség: egységnyi térfogatú levegőmennyiségnek 1 m2 szövetfelületen 10 mm vízoszlop túlnyomás-különbség hatására történő átáramlásához szükséges időtartam sban kifejezve. A definícióból következik, hogy a légellenálló képesség a légáteresztő képesség reciprok értéke. A légellenálló képesség használatának előnye, hogy több rétegű kelmét (szűrőt) vizsgálva, a teljes légellenállás az egyes kelmerétegek légellenállásának összegével egyenlő. 10.1. táblázat: Szűrők területi terhelésének átszámítása SI métékegységre Kifejezése SI-egységgel Mértékegység [m3/(s·m2)] Metrikus egységek 1

1 [dm3/(min·dm2)]

1,666 67·10-3

2

1 [dm3/(min·m2)]

1,666 67·10-5

3

1 [dm3/(h·dm2)]

2,777 78·10-5

4

1 [dm3/(h·m2)]

2,777 78·10-7

5

1 [m3/h·m2]

2,777 78·10-4

6

1 [m3/min·m2]

1,666 67·10-2

Angolszász egységek 7

1 [ft3 /(s·ft2)]

3,048·10-1

8

1 [ft3 /(min·ft2)]

5,08·10-3



10.1. SZŰRŐ ELLENÁLLÁSÁNAK VÁLTOZÁSA A SZŰRŐKÖN A SZŰRÉS FOLYAMÁN A szűrőberendezéseken a szűrés folyamán nyomásesés jön létre. Ez a nyomásesés egyrészt a tiszta szűrő ellenállásából, másrészt a szűrőrétegre lerakódott porréteg ellenállásából adódik. A tiszta szűrőrétegen létrejövő ellenállást a textilszűrő szerkezete határozza meg (ez az a mérési érték, amelyet a 10.1. ábrán bemutatott légáteresztő készülékkel lehet meghatározni.) Mivel a szűrőkészülékekbe bevezetett gáz lamináris áramlású, az ellenállás közvetlenül az átáramoltatott gáz mennyiségétől (annak reciprokától) függ és megközelítőleg egyenesen arányos a szűrési sebességgel. A szűrő és a leválasztott por együttes ellenállását meghatározza: -

a szűrőréteg felületi terhelése,

-

a portartalmú gáz sűrűsége, viszkozitása és nedvessége,

-

a porterhelés mértéke,

-

a por jellemzői: szemcseméret, a szemcseméret megoszlása, a sűrűsége, a szemcsék formája vagy fajlagos felülete,

-

a szűrőanyag (textil) porozitása.

A porszűrők ellenállásából adódó nyomásesés a berendezés gazdaságos működése szempontjából meghatározó jelentőségű. Minél finomabb és minél inkább megközelíti a gömbformát a leválasztandó por, annál tömörebb lesz a levált porréteg és ennek megfelelően annál nagyobb lesz a nyomásesés a szűrőn. Ha a leválasztandó porban finom és durva szemcsék együtt vannak, a szűrőréteg és a levált porréteg együttes ellenállása szintén nagy lesz, mert a finom szemcsék a szűrőréteg szabad térfogatát eltömítik. A szűrés folyamán a szűrőn bekövetkező nyomásváltozás az idő függvényében vázlatosan a 10.2. ábra mutatja.



A 10.2. ábrából látszik, hogy a szűrőn a tisztítás után is marad por, ami a szűrési-szűrő tisztítási folyamat számának növekedésével egy re nő, majd egy bizonyos számú művelet után eléri a felső határértéket.

10.2. ábra: a szűrő légellenállása, üzemelés és tisztítás során, az idő függvényében 1. tiszta szűrőszövet ellenállása; 2. visszamaradó ellenállás; 3. szűrőszövet + porréteg ellenállása; 4. két szűrőtisztítás közötti időtartam A szennyeződés eltávolítása a szűrőkről a szűrőelemek koptatásával, vibráltatásával, lengetésével vagy sűrített levegővel történő öblítéssel valósítható meg. A legjobb hatásfokú tisztítást a vibráltatás és az ellenáramú öblítés együttes alkalmazása eredményezi. A folyamatosan üzemelő szűrő ellenálása a tisztítási periodus végén magasabb marad, mint a teljesen új, tiszta szűrőszöveté. A szűrőn, ill annak belsejében ugyanis mindig marad valamennyi szennyeződés mennyiség, mely tisztításkor nem távolítható el. Ez a szennyeződés mennyiség, bár növeli a szűrőszövet ellenállását, optimális esetben a szűrési hatásfokot javítja. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


11. SPECIÁLIS SZŰRÉSEK A textíliák szűrőképességét a szennyezőanyagok eltávolításán kívül két nagyon fontos egészségvédelemmel összekapcsolható területen, nevezetesen -

a napból érkező veszélyes UV (ultraibolya vagy ultraibolya) sugárzás elleni védelemben és

-

a hőhatások, azaz hideg elleni és a magas hőmérséklet elleni védelemben is

eredményesen alkalmazzák.

11.1. UV SUGÁRZÁS SZŰRÉSE TEXTÍLIÁKKAL Addig, amíg a légszűrők vizsgálatánál a vizsgálat lényege a szűrő előtti és a szűrőt elhagyó anyagáramban lévő szennyeződések mértékének (tömegének vagy számának) a meghatározása, addig az UV sugárzás szűrése szempontjából a vizsgálat lényege a szűrőhöz (textíliához, árnyékolóhoz, napszemüveghez) érkező fény és az azt elhagyó fény intenzitásának a meghatározása hullámhosszanként. Ezt a vizsgálatot egy műszerrel, az ún. spektrofotométerrel lehet elvégezni. A spektrofotométerek a műszeres mérések területén széleskörűen felhasználható eszközök. Képesek meghatározni egy fényforrás hullámhosszankénti intenzitását, azaz az elektromágneses sugárzás spektrális eloszlási görbéjét. A görbe egyes pontjaihoz tartozó fényintenzitás értékek pontosan meghatározhatók, ebből pedig matematikai műveletekkel sokféle kiértékelés elvégezhető. A spektrofotométerrel történő elektromágneses sugárzás szűrésének meghatározására szolgáló mérési összeállítás a 11.1. ábrán látható. A fényforrás egy halogén – és egy deutérium fényforrás kombinációja, amellyel különböző természetes fényforrásokat lehet modellezni. Leggyakrabban a napsugárzást modellező D65 jelzésű fényforrás kombinációt alkalmazzák a méréseknél, amely olyan sugárzást bocsájt ki, mint egy 6500 K hőmérsékletű abszolút fekete test, hasonló sugárzást, mint a földi életet biztosító nap. A kibocsájtott sugárzás igen széles, 190-1500 nm hullámhossz tartomány vizsgálatára ad lehetőséget. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


Üvegküvetta, vagy más fényáteresztő anyag Kollimátor lencse Spektrofotométer Adatkábel

Fényforrás

Üvegkábel

Üvegkábel

Távtartó és állványzat

11.1. ábra: fényáteresztés vizsgálat elrendezési vázlata A fényforrásból üvegkábelen keresztül érkezik a fény a mintatartóhoz, ahonnan -

vagy változatlan intenzitással (amennyiben nincs vizsgálati minta a mintatartóban) vagy

-

hullámhosszanként a vizsgált anyagtól függően változó mértékben csökkentve

érkezik a spektrofotométerhez, amely a hullámhosszanként megméri a fényintenzitás értékeket, majd az adatok a számítógépbe kerülnek. A vizsgált UV sugárzás az elektromágneses sugárzás széles intervallumából csak keskeny részt képvisel. A 11.2. ábrán a továbbiak megértéséhez szükséges legfontosabb elektromágneses sugárzásokat és azok hullámhossz intervallumait tüntettük fel.

látható sugárzás Kozmikus sugárzás

Gamma sugárzás

Röntgen sugárzás UV-C UV-B UV-A

100 280

Infra vörös

320 400

Rádió hullámok

700

hullámhossz [nm]-ben

11.2. ábra: elektromágneses hullámok csoportosítása Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


A 11.2. ábrából látható, hogy -

a látható sugárzás a λ= 400-800nm,

-

az UVA sugárzás a λ= 320-600nm,

-

az UVB sugárzás a λ= 200-320nm,

-

az UVC sugárzás a λ= 100-180nm,

hullámhossz intervallumban helyezkedik el.

Annak megértéséhez, hogy az UV sugárzást miért kellett három részre osztani, ismerni kell az UV sugárzás veszélyességi görbéjét. A napból érkező elektromágnese sugárzás, így az UV sugárzás is az élet elengedhetetlen feltétele.

Az emberi bőr a különböző hullámhosszúságú elektromágneses sugarakra eltérően reagál: minél nagyobb az UV sugárzás tartományában a sugárzás hullámhossza, annál kevésbé károsítja a bőrt (a látható sugárzásnak már nincs bőrkárosító hatása). A hullámhossz függvényében felrajzolt bőr károsodási görbét (relatív erythema hatás) a bőr érzékenységi görbéjének nevezzük (11.3. ábra).

Ahhoz, hogy az elektromágneses sugárzás bőrre károsító hatását becsülni tudjuk, ismernünk kell a napsugárzás hullámhosszankénti intenzitását is. Egyetemünk területén egy verőfényes nyári napon mért napsugárzás hullámhosszankénti intenzitásának eloszlását a 11.4. ábra mutatja.



12

b.) napfény sugárzási görbe részlet

a.) bőr érzékenység görbéje

10

-2

10

10

-4

10

10-6

106

10

8

260

280

300 320 hullámhossz [nm]

340

foton db cm 2 ⋅ s ⋅ nm

10

besugárzás

relatív biológiai érzékenység [-]

1

360

S [mW/m²]

11.3. ábra: az UV sugárzás veszélyes intervallumának meghatározása

λ [nm]

11.4. ábra: Budapesten (2005.07.06.) mért napsugárzás intenzitásának értékei [mW/m2] Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


A napsugárzás λ=100-400nm hullámhosszúsági tartományába eső részt berajzoltuk a 11.3. ábrába is. A 11.3. ábrából látszik, hogy -

az UV sugárzás λ =100-290 nm hullámhossz közeli sugárzása nem veszélyes a bőrre, mert a napsugárzás intenzitása ebben a tartományban gyakorlatilag nulla,

-

a látható fényhez közeli, λ =390-400 nm hullámhossz tartományban lévő sugárzás szintén nem veszélyes a bőrre, mert ebben a tartományban a bőr érzéketlen az elektromágneses sugárzásra,

-

az a veszélyes hullámhossz tartománya a napsugárzásnak, ahol a sugárzás intenzitása már elég magas és a bőr érzékenysége sem csökkent le túlságosan.

A veszélyességi görbét a napsugárzás intenzitási görbéjének és a bőr érzékenységi görbéjének a hullámhosszankénti összeszorzásával lehet meghatározni. Ez az veszélyességi görbét a 11.3. ábrán is ábrázoltuk. Az ábrából látható, hogy a veszélyességi görbe középső szakasza a legveszélyesebb az emberi bőrre, ezért volt szükséges a görbe legmagasabb értékű intervallumát különválasztani a két szélső intervallumtól (és létrehozták az UVA, UVB és UVC sugár megnevezés).

A mérési eredmények kiértékelése A mérési elrendezés mintatartójába elhelyezett vizsgálati mintán átáramló sugárzás hullámhosszankénti intenzitásának az ismeretében a számítógép leggyakrabban a következő két értékelést végzi el: 1. a mintához érező egységnyi sugárintenzitás és a mintán (szűrőn) áthaladt és megmaradó sugár intenzitás arányának (0-1 közötti, vagy 0-100% közötti érték) hullámhoszszankénti meghatározása után átlagolva, az UVx faktorokat,

és

2. védőfaktort (hétköznapi életben legismertebb alkalmazása a naptejeken feltüntetett védőfaktor) határozzák meg.



A mintán (szűrőn, árnyékolón, napszemüvegen) az egységnyi sugárintenzitásból megmaradó és továbbhaladó sugárintenzitás arányának átlagát az alábbi összefüggésekkel kell meghatározni:

UVAAV =

T315 + T320 + T325 + ... + T395 + T340 18

[-]

[11.1.]

UVB AV =

T290 + T295 + T300 + T305 + T310 + T315 6

[-]

[11.2.]

[-]

[11.3.]

UVR =

T290 + T295 + ... + T395 + T400 23

A vizsgálati szabványban alkalmazott jelölések magyarázata a következő: UVR

- a nap sugár-intenzitás arányok 290-400 nm hullámhossz tartományban vett átlaga

(solar ultraviolet radiation in the range 290 to 400 nm), UVAAV - a nap sugár-intenzitás arányok 315-400 nm hullámhossz tartományban vett átlaga (solar ultraviolet radiation in therange 315 to 400 nm), UVBAV - a nap sugár-intenzitás arányok 290-315 nm hullámhossz tartományban vett átlaga (solar ultraviolet radiation in the range 290 to 315 nm), Tλ

- a mintához λ hullámhosszon érkező- és azon áthaladó sugárintenzitásának aránya

(értéke: 0-1), pl: T290

- T értéke a 290 nm hullámhossznál.

A Tλ értékek számítása hullámhosszanként mért intenzitások segítségével: Tλ =

S ráeső − S áthaladó S áthaladó

[-],

[11.4.]

ahol az S értékek a napból áramló ill. a mintán áthaladt, a spektrofotométerhez érkező fényintenzitás értékek foton számban [db] vagy [mW/m2]-ben. A vizsgálati minta védőfaktorát (UPF-Ultraviola Protection Factor) a vizsgálati szabványban előírt jelölésekkel az alábbi összefüggés szerint kell meghatározni:



400

∑ Eλ × Sλ × ∆λ UPF =

290 400

∑ Eλ × Sλ × Tλ × ∆λ

[-]

[11.5.]

290

ahol: Eλ [-]

=

Bőr relatív érzékenysége a hullámhossz függvényében,

Sλ [mW/m2]

=

Napsugárzás intenzitása a hullámhossz függvényében,

Tλ [-]

=

a mintához érkezett és átáramlott sugárintenzitás aránya a hullám-

hossz függvényében (értéke: 0-1), Δλ [nm]

=

hullámhossz ugrás, vagy felbontás,

λ [nm]

=

hullámhossz nm-ben.

A minta általi UV sugárzás intenzitást csökkentő faktorról sok közelítést alkalmazva azt lehet mondani, hogy ha egy mintán (szövetminta, napszemüveg, naptej), -

átáramló sugárintenzitás megegyezik a mintához érkező sugárintenzitással, akkor a védőfaktor értéke UPF=1,

-

áthaladó sugárintenzitás értéke nulla, akkor a védőfaktor értéke UPF=∞,

-

áthaladó sugárintenzitás értéke a felére csökken, akkor a védőfaktor értéke UPF= 2,

-

UPF= 25 védőfaktor értékű anyagok a hozzájuk érkező egységnyi sugárzásból átlagosan 0,04×-es értéket ereszt át, azaz ennyit nem tud visszatartani.

A következő ábrákon bemutatunk néhány olyan adatot és ábrát, amelye hétköznapi életben eligazítást nyújthat az UV sugárzással kapcsolatos kérdésekben: -

a 11.5. ábra a szűrőszövetek területi sűrűségének függvényében mutatja a szűrőn (ruha, árnyékoló, függöny stb.) átáramló UV sugárzást három különböző alapanyagú és szerkezetű kelmén,

-

a 11.1. táblázat az UV sugárzás meteorológiai csoportosítását tartalmazza,

-

a 11.6. ábra azt mutatja, hogy milyen erős sugárzásnál mennyi idő alatt károsodik az ember bőre.



11.1. táblázat: UV sugárzás meteorológiai csoportosítása Intenzitás jellemzése

Intenzitás mértéke (tUVB) [min] 1-3 3-5 5-7 7-9 9-10

Gyenge Mérsékelt Közepes Erős Nagyon erős

110

Átáramlott UV sugár intenzitás arány átlaga, az UVR [%]-ban kifejezett értéke

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

Területi sűrűség [g/m2]

11.5. ábra: textíliák területi sűrűségének hatása az UV sugár szűrésre

70

0-2 60

] 50 in m [ ő 40 d i is é 30 gé le F 20

3-4

UV-index 5-6 7-9 > 10

10 0

minimális

alacsony

közepes

magas

nagyon magas

UV sugárzás kategóriák

11.6. ábra: UV index, és a bőr károsodását okozó besugárzás időtartama



11.2. TEXTÍLIÁK HŐSZIGETELŐ KÉPESSÉGE A textíliák termikus tulajdonságai mind műszaki, mind ruházkodás szempontjából rendkívül fontosak. Műszaki szempontból elsősorban a hőszigetelő képesség, pl. magas hőmérsékletű munkahelyeken a védőruhák anyagának kiválasztásában vagy a lakások hőszigetelésében. Ruházati szempontból a hővezető képesség, és a hőáteresztő képesség jelentős. A textíliák termikus tulajdonságai befolyásolják a hőközlés folyamatát melyet hőterjedésnek nevezzük. A hőterjedésnek három jól elkülöníthető fajtája van: -

a hőáramlás,

-

a hővezetés,

-

a hősugárzás.

A hőterjedésben általában mind a három mechanizmus részt vesz, de a három közül általában az egyikdominánsabb szerepet játszik a többinél. A textiltudomány a kelmék termikus tulajdonságait sok mérési elv alapján meghatározott paraméterekkel jellemzi. Ilyen pl. a hővezetési tényező, a hővezető képesség, a hőátadási tényező sugárzó hő esetén stb. A textilipari vizsgálatok közül a hőszigetelő képesség az a termikus tulajdonsága a szűrőszöveteknek, amely a legközelebb áll a szűrési folyamatokhoz. A hőszigetelő képesség vizsgálatát a „EN 702:1994 A kontakthő átbocsájtásának meghatározása védőruházaton vagy annak anyagain” európai szabvány tartalmazza. A kontakthő átbocsájtásának jellemzésére a szabvány a küszöbidő fogalmát használja. A küszöbidő azt az időtartamot jelenti, amely szükséges ahhoz, hogy a szűrő (kelme) egyik oldalán a hőmérsékletet ugrásszerűen megnövelve, a kelme másik oldalán a hőmérséklet előre meghatározott hőfokkal növekedjék. Annak érdekében, hogy a mérés a szükséges pontossággal megismételhető és reprodukálható legyen, a szabvány meghatározza a mérési összeállítás paramétereit: Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


-

a fűtőtest hőmérsékletét (melyre a kelmét meghatározott sebességgel kell ráhelyezni) amely biztosítja a kelme egyik oldalának ugrásszerű hőmérséklet változását,

-

a mérési elrendezést, amely biztosítja a kelme felhelyezését a fűtőtestre és a precíz mérést (11.7. ábra),

-

a kelme 49,5 N erővel történő rászorítását a fűtőtestre,

11.7. ábra: kontakthő mérésének elrendezése 1. kiegészítő tömeg; 2. fűtő henger szigeteléssel; 3. árnyékoló lemez; 4. kaloriméter a kelme fűtéssel ellentétes oldalának hőmérséklet változását mérő egység; 5. tartókeret; 6. motoros emelő szerkezet -

a speciális kialakítású hőmérséklet mérő egységet , amely kialakítás biztosítja, hogy a kaloriméter által mért hőmérséklet változás az idő függvényében egyenes mentén történjen. A kaloriméter keresztmetszeti ábrája a 11.8. ábrán látható:

11.8. ábra: a kaloriméter 1. 25mm átmérőjű eloxált alumínium lemez; 2. hőmérő szenzor pl. PT100-as; 3. PA 6.6-ból készült talapzat; 4. felfogató furatok



Példaként a szabvány szerint kialakított mérő berendezéssel végzett egy mérésből a küszöbidő meghatározási módszere a 11.9. ábrán látható.

11.9. ábra: küszöbidő meghatározása

Néhány textília hőszigetelő képességének értékei a 11.2. táblázatban és a 11.10. ábrán, valamint a 11.11. ábrán láthatók.

11.2. táblázat: Szövetvizsgálati eredmények Anyag neve

Területi sűrűség [g/m2]

Vastagság [mm]

Küszöbidő [s]

Farmer

482

0,08

12,3

Polár 200

204

0,92

22

Polár 300

293

1,92

25,3

Polár 400

381

4,51

42,5



11.10. ábra: küszöbidő a kelme területi sűrűségének a függvényében

11.11. ábra: küszöbidő a kelmevastagság függvényében

A 11.10. és 11.11. ábrából látható, hogy a küszöbidő a kelmevastagság növelésével növelhető azonban a területi sűrűség és a küszöbidő között eltérő szerkezetű és alapanyagú kelmék között nincs összefüggés.



MELLÉKLETEK



M1. melléklet: angolszász mértékegységek összefoglaló felsorolása a bbl. BCM BRT BTU bu. CFM ch. ctl cu ft cu in cwt. dpi dwt. f. fl. oz. FPS fps ft. fur. gal. gi gr hhd i. bu. i. gal. in. IPM IPR IPS kgf kn kts l. t. lb-wt lb. lbf lbf liq pt LPI

acre – területmérték, 4047 m2 barrel – hordó, US mértékegység, kb. 159 liter billion cubic microns – milliárd köbmikron register ton – bruttó regisztertonna, kb. 2,83 m3 British thermal unit – brit hőmennyiségegység, 1,055 kJ bushel – véka, (gabona)űrmérték, (GB) 36,36 l, (US) 35,24 l cubic feet per minute – köbláb/perc chain – lánc, hosszmérték, 20,116 m cental – tömegmérték, 100 font, kb. 45,36 kg (US) cubic feet/foot – köbláb, űrmérték, 28 316 cm3 cubic inch – köbhüvelyk, űrmérték, 16,387 cm3 hundredweight – tömegmérték, 112 font (GB); 100 font (US) dots per inch – egy hüvelykre jutó pont(szám) pennyweight – mértékegység nemesfémek és drágakövek mérésére, 1,555 g fathom – öl, hosszmérték, 182,9 cm fluid ounce – folyadék uncia, térfogat-mértékegység, 29,57 cm3 foot–pound–second system – láb-font-másodperc mértékrendszer foot per second – láb per másodperc (gyorsasági mértékegység) foot – láb, hosszmérték, 30,48 cm furlong – hosszmérték, 201,168 m gallon – űrmérték, 4,543 liter gill – űrmérték, 0,142 l (GB); 0,118 l (US) grain – mértékegység nemesfémek és drágakövek mérésére, 64,799 mg hogshead – nagy hordó, űrmérték, 240 l imperial bushel – angol bushel, térfogat-mértékegység, 36,35 l imperial gallon – angol gallon, térfogat-mértékegység, 4,55 l inch – hüvelyk, hosszmérték, 2,54 cm inches per minute – hüvelyk/perc inches per revolution – hüvelyk/fordulat inches per second – hüvelyk/másodperc kilogram-force – kilopond (kp) knot – (tengeri) csomó, tengeri mérföld/óra knots – (tengeri) csomó, tengeri mérföld/óra long ton – hosszú tonna, 1 016 kg pound-weight – az lbf erőmértékegység Amerikában használatos neve pound – font, tömegmértékegység, 0,4536 kg pound-force – erőmértékegység, 1 font tömegű testre ható súlyerő, 4,448 N pound-force – erőmértékegység, kb. 4,45 N liquid pint – űrmérték, 0,473 l (US) lines per inch – vonal/inch



m. MBBL MBU Mcf MCM mi. mil MLB mph oz oz. troy pdl ppg psf psi pt pt qr qt rd. s. t. sq ft sq in sq m sq yd st. tbsp TEU thou tr tsp y. yd.

mile – mérföld, 1 609,33 m million barrels – ezer hordó million bushels – ezer véka million cubic feet – ezer köbláb mille circular mil – körterületegység, 0,5067 m2 mile – mérföld, 1 609,33 m milli-inch – ezredhüvelyk, 0,0254 mm million pounds – ezer font (US) miles per hour – mérföld/óra (sebesség) ounce – uncia, tömeg- és űrmérték, 28,35 g troy ounce – nemesfém uncia, 31,1035 g poundal – erőmértékegység, 0,138 N pounds per gallon – font per gallon pounds per square foot – font/négyzetláb pounds per square inch – font per négyzethüvelyk, 6,9 kPa pint – űrmérték, 0,568 l (GB) pint – űrmérték, 0,473 l (US) quarter – tömegmértékegység, 12,7 kg (GB) quart – űrmérték, 0,568 l (US) rod – hosszmérték, 5,03 m short ton – rövid/amerikai tonna, 907,2 kg square foot – terület-mértékegység, négyzetláb square inch – terület-mértékegység, négyzethüvelyk square mile – terület-mértékegység, négyzetmérföld square yard – terület-mértékegység, négyzetyard stone – tömegmértékegység, 6,35 kg tablespoon – evőkanál, kb. 15 ml twenty-foot equivalent unit – 20 láb (hosszméretű konténer-) egységrakomány, kb. 38,5 m3 thousandth of one inch – ezredhüvelyk, 0,0254 mm troy – mértékegység nemesfémek és drágakövek mérésére, 373,24 g teaspoon – teáskanál, kb. 5 ml yard – hosszmérték, 91,44 cm yard – hosszmérték, 91,44 cm



M2. melléklet: tömeg mértékegységei és átszámításaik

m.1. táblázat: átszámítások a metrikus mértékegységek között:

Mértékegység

kg

1 kg

1

1 µg

1·10-9

1 mg

1·10-6

1g

1·10-3

1 dag, dkg

1·10-2

1q

1·102

1t

1·103

1 Mt

1·109

m.2. táblázat: átszámítás az SI mértékegységek és az angolszász egységek között Mértékegység

kg

1 kg

1

1 gr (grain)

6,479 89·10-5

1 oz

2,834 95·10-2

1 oz tr (1 oz apoth)

3,110 35·10-2

1 lb (pound) 1 font

4,535 92·10-1

1 slug

1,459 39·10

1 sh ton

9 071 85·102

1 ton (UK)

1

016 05·103



M3. melléklet: a sebesség mértékegységei A sebesség SI származtatott mértékegysége a m · s−1, azaz m/s, méter per szekundum vagy méter per másodperc. Köznapi használatában sokkal elterjedtebb a km/h, azaz kilométer per óra, csillagászatban a km/s, hajózásban a csomó, angolszász területeken a mérföld/óra.

m/s Bár a m/s származtatott egység az SI-ben, a méter definíciója a vákuumbeli fénysebességen alapszik, ami pontosan 299 792 458m/s, tehát 1 m/s a fénysebesség 1/299 792 458-ed része. Egy km/h, azaz kilométer per óra annak a testnek a sebessége, amely 1 óra alatt 1 km utat tesz meg. 60 km/h átlagosan percenként egy kilométer megtételét jelenti. Az SI nem definiálja az óra fogalmát, de összeegyeztethető a másodperccel (annak 3600-szorosa), így a szabványok[1] szerint korlátlanul használható. Az Egyesült Államokon és az Egyesült Királyságon kívül a világ nagy részén az autók A km/s, azaz kilométer per szekundum csillagászatban használatos mértékegység, a m/s ezerszerese. A Föld keringési sebessége körülbelül 30 km/s.

Csomó A csomó a hajózás és repülés területén használt sebesség-mértékegység. A tengeri mérföld nevű hosszmértéken alapszik. Egy nemzetközi csomó alatt egy tengeri mérföld óránkénti sebességet értünk. Ez pontosan 1,852 km/h, tehát az SI-vel összeegyeztethető. Rövidítése: kn[2] (knot). Nevét a hajók sebességének mérési eljárása alapján kapta. Egy zsinórhoz kötött, lesúlyozott, lapos fadarabot dobtak a vízbe. A zsinóron szabályos közönként csomó volt. A fadarab a vízben nagyjából ugyanott maradt, úgy volt megkötve, hogy ernyőszerűen befordult a haladási irányra merőlegesen, miközben a hajó előrehaladtával egyre több madzag tekeredett le. Fél perc idő alatt a tengerész számolta, hogy hány csomó fut át az ujjai között. A csomók 47 láb Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


3 hüvelykre (vagyis 14,40 méterre) voltak egymástól, vagyis a tengerész ujjának súrlódását (a kézi log elmozdulását) is figyelembe vették. (A tengeri mérföld 1/120-ad része 15,43 m lett volna.) A koordináták és a távolságok könnyen átszámolható közvetlen összefüggése miatt a repülésben és hajózásban mind a mai napig megmaradt a tengeri mérföld (mint távolság-) és a csomó (mint sebesség-) mértékegység. A 18–20. századokban a hajók sebességmérését azért kellett pontosan megoldani, mert ha napokig felhős időben vagy ködben haladtak, nem tudtak az égitestekről szögmérést végezni, és csak a sebesség segítségével tudták helyzetüket megbecsülni.

Mérföld/óra A mérföld/óra sebesség-mértékegység mérőszáma az óránként megtett mérföldek számát jelöli. Egy angol mérföld 1609,344 méter, vagyis 1 mérföld/óra = 1,609344 km/órával. Az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban, valamint néhány más országban a közlekedési táblákon és a sebességmérőkön is egységként használják. Ott mph vagy MPH (mile per hour) formában rövidítik, de műszaki írásokban a mi/h forma is előfordul. Nem SI mértékegység. m.3. táblázat: átváltási táblázat m/s km/h

km/s

csomó mph

1 m/s = 1,000 3,600 0,001

1,944 2,237 −4

1 km/h = 0,278 1,000 2,778·10 0,540 0,621 1 km/s = 1000 3600 1,000

1944 2237 −4

1 csomó = 0,514 1,852 5,144·10 1,000 1,151 −4

1 mph = 0,447 1,609 4,470·10 0,869 1,000



M4. melléklet: nyomás mértékegységek

Szabványos SI-mértékegysége a pascal, származtatása: 1Pa =

1N . 1m 2

Egyéb használatos, vagy történetileg jelentős mértékegységek: •

bár (bar): a mára a használatból kivont CGS-mértékegység rendszerben származó, ottani megfeleltetése: 106 dyn/cm2. Mivel 1 bar=105 Pa, ezért a használata a literhez vagy a tonnához hasonlóan ma is megengedett.

•

technikai vagy műszaki atmoszféra (at): 1 kilogrammnyi tömeg standard nehézségi gyorsulás mellett mért súlyerejének (9,80665 N) nyomása 1 cm2 felületre terhelve. Felhasználva a súlyerő MKS-rendszerbeli mértékegységét, a kilopondot: at=kp/cm2. Standard nehézségi gyorsulás mellett a 10 méter magas vízoszlop hidrosztatikai nyomása 1 at.

•

fizikai atmoszféra (atm): az úgynevezett ideálislégkörben közepes tengerszinten mért légnyomás értéke, 1 atm = 101325 Pa = 760 torr.

•

vízoszlop milliméter mmH2O, elavult mértékegység (régiesen: v.o.mm); egy milliméternyi vízoszlop alatt uralkodó hidrosztatikai nyomás

•

higanymilliméter (mmHg, régiesen Hgmm): az 1 mm magas higanyoszlop hidrosztatikai nyomása szabványos nehézségi gyorsulás mellett. A higany szabványos sűrűsége 13 595,1 kg/m3.

•

torr (torr): megegyezik a higanymilliméterrel.

•

font per négyzethüvelyk (psi): az angolszász nyelvterületeken használt mértékegységrendszer része, amelyben az angol font az erő (és a súly), az angol hüvelyk (inch) pedig a hosszúság egysége. A mértékegység jele a pound-force per square inch kifejezésre utal.



m.4. táblázat: nyomásmértékegységek technikai

1 Pa 1 bar

pascal

bár

[Pa]

[bar]

≡ 1 N/m²

10−5

100 000

≡ 106

fizikai at-

atmoszféra moszféra [at]

[atm]

torr

font per

és

négyzethüvelyk

[mmHg]

[psi]

10,197·10−6 9,8692·10−6 7,5006·10−3

145,04·10−6

1,0197

0,98692

750,06

14,504

0,96784

735,56

14,223

760

14,696

dyn/cm² 1 at

98 066,5

0,980665

≡ 1 kp/cm²

1 atm

101 325

1,01325

1,0332

≡ 101 325 Pa

1 torr 1 psi

133,322

1,3332·10−3 1,3595·10−3 1,3158·10−3 ≡ 1 mmHg

6,89476·103 68,948·10−3 70,307·10−3 68,046·10−3

51,715

19,337·10−3 ≡ 1 lbf/in²

Például: 1 Pa = 1 N/m² = 10−5 bar = 10,197·10−6 at = 9,8692·10−6atm … stb.



M5. melléklet: Definíciók, meghatározások, rövidítések HEPA(HighEfficiencyPenetrationAir filter) (magyarul: nagy teljesítményű uszadék szűrő; hibás fordítás! Helyesen: Nagyon hatékony légszűrő) ULPA(UltraLowPenetrationAirfilter) (magyarul: a legnagyobb teljesítményű uszadék szűrő; hibás fordítás! Helyesen:nagyon kis mennyiségű szennyeződést áteresztő levegő szűrő) DEHS(DiEtHylhexylSebacat) Nem oldódó, színtelen és szagtalan folyadék, amely alkalmas tartós aeroszolok előállítására

MPPS(MostPenetratingParticleSize) (Magyarul: az átengedési fok maximuma megfelel a részecske átmérőjének. Pontatlan fordítás!Pontosan:átengedett részecske maximális mérete).

Average Arrestance; Am (leválasztási fok): Gravimetrikus vizsgálati módszer az EN 779 szabvány szerint. Mesterséges vizsgálóporból szabványos körülmények között a szűrő által kiválasztott pormennyiség tömeg %-a.

Filter Béta Ratio (Szűrő béta hányadosa): A szűrendő anyagfolyamban lévő, adott méretnél nagyobb szennyező-elemek száma osztva a szűrt anyagfolyamban lévő szennyező-elemek számával.



Efficiency (Hatékonyság): A szűrő által kiválasztott, adott méretnél nagyobb szennyeződések száma, osztva a szűrőhöz érkező szennyeződések számával. Az értékelés elve megegyezik a textiliparban használt tisztítási hatékonyság fogalmával.

Average Efficiency - Em(%) -0,4 μm (átlagos hatékonyság): 0,4 μm méretű szennyeződésre vonatkozó átlagos hatékonyság

ASHRAE: The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Condotioning Engineers (A fűtés, hűtő-és légkondicionáló mérnökök amerikai egyesülete)

MERV: Minimum Efficiency Reporting Value (Minimális hatékonyság – jelentés (közölt) értéke)

NAFA: National Air Filtration Association (Légszűrők Nemzeti Szövetsége) Upstream: Szűrőhőz érkező anyagfolyam Downstream: Szűrőt elhagyó anyagfolyam DHC: Dust Holding Capacity (Portároló kapacitás) n/a: - no account: - non acceptable: - not applicable: - not available:

nem kell figyelembe venni, nem elfogadható, nem alkalmazható, nem felhasználható.



M6. melléklet: légszűrő szakszavak Aktív Szén Szűrő – Aktív szén használatával eltávolítja a gázokat és szagokat a levegőből. Adszorpció – gáz vagy gőz szennyezők csapdába ejtése a szűrő felszínén fizikai vagy vegyi folyamat során. AHU – Légkezelő (Air Handling Unit) – Egy rendszer ami magába foglalja a ventillátort és a légcsatornát, amiben van a szűrő, a hőcserélő, párásító, stb. Légsebesség (Air Flow) – egységnyi idő alatt a szűrőn átáramló levegő mennyisége Légszűrő – egy eszköz, ami eltávolítja a lebegő szemcséket a légáramláson keresztül. Leválasztási fok – a szűrő azon képességének mértéke, ahogy eltávolítja a szabványt port a légáramból adott körülmények mellett. Az érték súlyszázalékban. ASHRAE – American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers – egy ipari szervezet, ami megalkotja a mérési szabványokat. Zsebes/Táskás Szűrő – egy megnövelt szűrő felület, ami táskákból vagy zsebekből áll, amik lehetnek öntartó vagy a levegő áramlással megtámasztottak. Repesztési nyomás – egy légsebesség, amely meghaladja a szűrő maximális nyomását és okozza a szűrő átszakadását. Tisztatér (Cleanroom) – a tisztatér helység egy olyan környezet, amit a gyárak vagy tudományos kutatók használnak, ahol alacsony szinten kell tartani a környezeti szennyezőket, mint por, lebegő mikrobák, aeroszol részecskék, vegyi gőzök. A tisztatér szabályozása a megengedett szennyező részecskék számát és méretét adja meg egy légköbméterben. Az ilyen tisztalevegőhöz HEPA vagy ULPA szintű szűrő szükséges. Durva por – 10 μm nagyobb szemcsék amik szemmel is könnyen láthatóak.



Compact Filters – felület növelt szűrő, mely anyaga pliszírozott és tipikusan 2 vagy 4 Vformában készül a nagyobb szűrés és portároló képesség miatt. Portároló kapacitás (DHC – Dust Holding Capacity) – a szűrő által megszűrt és tárolt por mennyisége, a szűrő végellenállásáig. Hatásfok – a feltartott szemcsék számának aránya, a belépő szemcsék százalékában kifejezve. Elektrosztatikus szűrő – a szűrő egy elektromos töltésű lemez és egy elektromos töltésű szál használatával töltést ad az áthaladó részecskének és azt a lemezhez vonzza. Szabad szűrőfelület – a tényleges szűrő felület amin a levegő keresztül áramlik. Szűrő osztály – a szűrők teljesítmény karakterisztikájuk alapján egy tartományba sorolása az EN 779 vagy EN1822 mérési eljárás alapján. Végellenállás – A légellenállás folyamatosan nő a szűrés folyamán. Ez az az érték, amikor javasolt a szűrő cseréje is. Finom por – 1 és 10 μm közötti szemcse méret, ami alig látható. Tömítés – egy szegély, ami körbe fut a szűrő elülső keretén. Biztosítja hogy a levegő (szenynyeződés) ne szökhessen el a szűrő és a légkezelő között. Üvegszálas anyag – egy üvegszálakból készült anyag. Alacsony elektrosztatikus töltéssel rendelkezik. A kiáramlás irányába üvegszálak válhatnak le és ez veszélyes. Csak speciális alkalmazásoknál. Zsír szűrő – tipikus konyhai felhasználásra. Gyakran megkövetelik az egészségügyi és biztonsági előírások. Ezek a szűrők összegyűjtik a zsíros szennyeződéseket. Létezik a állandó és mosható változat. HEPA – High Efficiency Particulate Air – H osztályba sorolása EN1822 szabvány szerint. A szűrési finomság 85-99,995% MPPS között. Abszolút szűrőnek is hívják.. Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning – Fűtő, ventillációs Légkondicionáló Mini-Pleat – kisebb formába hajtogatott szűrőanyag, jó szűrési karakterisztikával. MPPS – Most Penetrating Particle Size – A szűrő anyagán áthaladó legnygyobb szemcse átmérője. Panel szűrők – egy hajtogatott (pliszírozott) szűrőanyag amit erős keret vesz körbe. A keret anyaga általában fém, műanyag, fa. Elő-szűrő – Több fokozatú szűrésnél használják a nagyobb méretű szennyezők eltávolítására. Az előszűrő védi a nagy hatásfokú szűrőt és megnöveli annak élettartamát. Nyomásesés – a szűrő előtti és utáni pontok közötti légnyomás különbség. Általában ez a szűrő ellenállása. ULPA – Ultra Low Penetration Air – szűrő mely hatásfoka 99,9995% MPPS felett van.



M7. melléklet: szűrők osztályozása a felhasznált energia alapján A szűrők energia költségei a teljes rendszer energia költségeinek kb. 30%-át teszik ki. Ezért nagyon fontos a szűrők optimalizálása energiafelhasználás szempontjából. A tapasztalatok azt mutatják, hogy 1 Pa nyomásemelkedés a szűrőn 1 Euró pótlólagos költségeket eredményez. A szűrők osztályozása hasonlóan történik, mint a háztartási gépeknél (hűtőszekrények, mosó és mosogatógépek stb.) Az

Eurovent

minősítő

rendszer

egy-egy


részlete

a

m.5.

és


m.6. táblázatban található.

m.5. táblázat M5 és M6 szűrőosztályok osztályozása energia felhasználás alapján Szűrő osztály

M5

Eurovent

átlagos nyomásesés 250g ASHRAE pornál

energia

M6

M5

címke

M6

Energiafelhasználás 250g ASHRAE pornál

A

0 – 57 Pa

0 – 71 Pa

0 – 650 kWh

0 – 800 kWh

B

75 – 69 Pa

71 – 84 Pa

650 – 780 kWh

800 – 950 kWh

C

69– 80 Pa

84 – 97 Pa

780 – 910kWh

950 – 1100 kWh

D

80 – 92 Pa

97 – 110 Pa

910 – 1040 kWh

1100 – 1250 kWh

E

92 – 103 Pa

110 – 124 Pa

1040 – 1170 kWh

1250 – 1400 kWh

F

103 – 115 Pa

124 – 137 Pa

1170 – 1300 kWh

1400 – 1550 kWh

G

>115 Pa

> 137 Pa

> 1300 kWh

> 1550 kWh



m.6. táblázat G4, F7, F8 és F9 szűrőosztályok osztályozása energia felhasználás alapján szűrő osztály MTE

G4

*

F7

F8

F9

>35%

>55%

>70%

Mg=350g ASHRAE

MF=100 g ASHRAE

A

0 – 600 kWh

0 – 1200 kWh

0 – 1600 kWh

0 – 2000 kWh

B

600 – 700 kWh

1200 - 1450 kWh

1600 – 1950 kWh

2000 – 2500 kWh

C

700 – 800 kWh

1450 -1700 kWh

1950 – 2300 kWh

2500 – 3000 kWh

D

800 – 900 kWh

1700 - 1950 kWh

2300 – 2650 kWh

3000 – 3500 kWh

E

900 – 1000 kWh

1850 – 2200 kWh

2650 – 3000 kWh

3500 – 4000 kWh

F

1000 – 1100 kWh

2200 – 2450 kWh

3000 – 3350 kWh

4000 – 4500 kWh

G

> 1100kWh

> 2450 kWh

> 3350 kWh

> 4500 kWh

*MTE =minimum vizsgálati hatékonyság



M8. melléklet: Magyar Szabványügyi Testület ingyenes szabványkeresőjében (nem elektromos) „szűrés” kifejezést tartalmazó szabványok jegyzéke: MI-10-127-7:1977 Településekről származó szennyvizek tisztítótelepei. Fizikai utótisztítás, szűrés MSZ 10875:2012 Gázturbinás légi járművek hajtóanyagai. A szilárd szennyező anyagok meghatározása laboratóriumi szűréssel MSZ 5265:1987 Laboratóriumi szűrőpapír szűrési sebességének meghatározása MSZ EN 12255-16:2006 Szennyvíztisztító telepek. 16. rész: Fizikai (mechanikus) szűrés MSZ EN 12780:2003 V Vízminőség. Pseudomonas aeruginosa kimutatása és számlálása membránszűréses módszerrel MSZ EN 12941:1998/A1:2004 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülékek sisakkal vagy kámzsával. Követelmények, vizsgálat, megjelölés MSZ EN 12941:1998/A2:2009 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülék sisakkal vagy kámzsával. Követelmények, vizsgálat, megjelölés MSZ EN 12941:2001 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülék sisakkal vagy kámzsával. Követelmények, vizsgálat, megjelölés MSZ EN 12942:1998/A1:2003 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülék teljes, fél- vagy negyed álarccal. Követelmények, vizsgálat, megjelölés MSZ EN 12942:1998/A2:2009 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülék teljes, fél- vagy negyed álarccal. Követelmények, vizsgálat, megjelölés Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


MSZ EN 12942:2001 Légzésvédők. Rásegítéses, szűrési típusú légzésvédő készülék teljes, fél- vagy negyed álarccal. Követelmények, vizsgálat, megjelölés MSZ EN 13328-2:2002/A1:2004 Légző köri szűrők altatáshoz és lélegeztetéshez. 2. rész: Nem szűrésre vonatkozó szempontok MSZ EN 13328-2:2003 Légző köri szűrők altatáshoz és lélegeztetéshez. 2. rész: Nem szűrésre vonatkozó szempontok MSZ EN 14098:2002 Űrtermék-garancia. Az űrjárművekhez felhasznált anyagok és az alkalmazott feldolgozás szűrése ciklikus hőállósági vizsgálattal MSZ EN 1429:2013 Bitumen és bitumenes kötőanyagok. A bitumenemulziók szitamaradékának meghatározása és tárolási stabilitásának meghatározása szűréssel MSZ EN 14701-1:2006 Iszapok jellemzése. Szűrési tulajdonságok. 1. rész: A hajszálcsöves felszívódás ideje (CST) SZ EN 14701-2:2013 Iszapok jellemzése. Szűrési tulajdonságok. 2. rész: A szűréssel szembeni fajlagos ellenállás meghatározása MSZ EN 14701-3:2006 Iszapok jellemzése. Szűrési tulajdonságok. 3. rész: Az összenyomhatóság meghatározása MSZ EN 14701-4:2010 Iszapok jellemzése. Szűrési tulajdonságok. 4. rész: Flokkulált iszapok vízteleníthetőségének meghatározása



MSZ EN 26461-2:1994 Vízminőség. A szulfitredukáló anaerobok (clostridiumok) spóráinak kimutatása és számlálása. 2. rész: Membránszűréses módszer MSZ EN 404:2005 V Menekülő légzésvédő készülékek. Szűrési típusú légzésvédők szén-monoxid ellen, szájcsutora készlettel MSZ EN 779:2013 Makro szűrők általános szellőztetési célra. A szűrési teljesítmény meghatározása MSZ EN 872:2005 Vízminőség. Szuszpendált szilárd anyagok meghatározása. Szűréses módszer üvegszálas szűrőkkel MSZ EN ISO 10772:2013 Geotextíliák. Vizsgálati módszer geotextíliák szűrési viselkedésének meghatározására örvénylő vízáramlási feltételek mellett (ISO 10722:2012) MSZ EN ISO 11731-2:2008 Vízminőség. Legionella kimutatása és megszámlálása. 2. rész. Közvetlen membránszűréses módszer kis baktériumszámú vizek esetén (ISO 11731-2:2004) MSZ EN ISO 11731-2:2008 V Vízminőség. Legionella kimutatása és megszámlálása. 2. rész. Közvetlen membránszűréses módszer kis baktériumszámú vizek esetén (ISO 11731-2:2004) MSZ EN ISO 13408-2:2012 Egészségügyi termékek aszeptikus feldolgozása. 2. rész: Szűrés (ISO 13408-2:2003) MSZ EN ISO 14680-3:2006 Festékek és lakkok. A pigment tartalom meghatározása. 3. rész: Szűréses módszer (ISO 14680-3:2000)



MSZ EN ISO 16266:2008 Vízminőség. Pseudomonas aeruginosa kimutatása és megszámlálása. Membránszűréses módszer (ISO 16266:2006) MSZ EN ISO 16610-21:2013 Termékek geometriai követelményei (GPS). Szűrés. 21. rész: Lineáris profilszűrők: Gaussszűrők. (ISO 16610-21:2011) MSZ EN ISO 16610-85:2013 Termékek geometriai követelményei (GPS). Szűrés. 85. rész: Morfológiai felületi szűrők: Szegmentáló (ISO 16610-85:2013) MSZ EN ISO 24442:2012 V Kozmetikumok. Napsugárzás elleni védőhatás vizsgálati módszerei. Az UVA-védelem sugárszűrésének in vivo meghatározása (ISO 24442:2011) MSZ EN ISO 24443:2012 Az UVA-fotovédelem sugárszűrésének in vitro meghatározása (ISO 24443:2012) MSZ EN ISO 6865:2001 V Takarmányok. A nyersrost-tartalom meghatározása. Közbenső szűrési módszer (ISO 6865:2000) MSZ EN ISO 7899-2:2000 V Vízminőség. Az enterococcus kimutatása és számának meghatározása. 2. rész: Membránszűréses módszer (ISO 7899-2:2000) MSZ EN ISO 9308-1:2001 Vízminőség. Az Escherichia coli és a coliform baktériumok kimutatása és megszámlálása. 1. rész: Membránszűréses módszer (ISO 9308-1:2000) MSZ EN 1822-1:2010 Nagy hatékonyságú légszűrők (HEPA és ULPA). 1. rész: Osztályozás, műszaki paraméterek vizsgálatai, megjelölés



MSZ EN 1822-2:2010 Nagy hatékonyságú légszűrők (HEPA és ULPA). 2. rész: Aeroszol-előállítás, mérőberendezés, részecskék statisztikai számlálása MSZ EN 1822-3:2010 Nagy hatékonyságú légszűrők (HEPA és ULPA). 3. rész: Sík szűrőlapok vizsgálatai MSZ EN 1822-4:2010 Nagy hatékonyságú légszűrők (HEPA és ULPA). 4. rész: A szűrőelemek átjárhatóságának meghatározása (pásztázó eljárás) MSZ EN 1822-5:2010 Nagy hatékonyságú légszűrők (HEPA és ULPA). 5. rész: A szűrőelemek hatékonyságának meghatározása MSZ 19351-1:1987 Szűrőszövetek. Általános előírások MSZ 19351-2:1987 Szűrőszövetek. Szintetikus alapanyagú folyadékszűrő szövetek MSZ 19351-3:1987 Szűrőszövetek. Gázszűrő szövetek MSZ 19351-4:1988 Szűrőszövetek. Pamut és pamut típusú folyadékszűrő szövetek



M9. melléklet: Magyar Szabványügyi Testület ingyenes szabványkeresőjében „textil” kifejezést tartalmazó, szűréshez kapcsolható vizsgálati szabványok jegyzéke: MSZ 11400:1981 Textíliák villamos ellenállásának meghatározása MSZ 13556-1:1987 Textilanyagok hőtechnikai és égési tulajdonságainak vizsgálata. Fogalom meghatározások MSZ 13556-2:1987 Textilanyagok hőtechnikai és égési tulajdonságainak vizsgálata. A gyúlékonyság meghatározása MSZ 13556-3:1975 Textilanyagok hő technikai és égési tulajdonságainak vizsgálata. Oxigén-index meghatározása MSZ 13556-4:1977 Textilanyagok hőtechnikai és égési tulajdonságainak vizsgálata. A felületi éghetőség vizsgálata égető tablettával MSZ 13560-1:1969 Textíliák nyersanyag-összetételének meghatározása. A mennyiségi meghatározások általános elvei MSZ 196-6:1987 Textilanyagok kereskedelmi nettó tömegének meghatározása. A kereskedelmi nettó tömeg számítása MSZ 9985-1:1986 Textilkelmék vegyszeráteresztéssel szembeni ellenállásának meghatározása. Korlátozott védelmet nyújtó kelmék vizsgálata MSZ EN 1049-2:1999 Textíliák. Szövetek. Szerkezet. Elemzési módszerek. 2. rész: A fonalsűrűség meghatározása (ISO 7211-2:1984, módosítva)



MSZ EN 12127:1999 Textíliák. Kelmék. A területi sűrűség meghatározása kis minták felhasználásával MSZ EN 13392:2001 Textíliák. Monofil fonalak. A lineáris sűrűség meghatározása MSZ EN 13758-1:2001+A1:2007 Textíliák. A nap UV-sugárzásával szembeni védőtulajdonságok. 1. rész: Ruházati kelmék vizsgálati módszere MSZ EN 13758-2:2003+A1:2007 Textíliák. A nap UV-sugárzásával szembeni védőtulajdonságok. 2. rész: A ruházat osztályba sorolása és megjelölése MSZ EN 14030:2001/A1:2003 Geotextíliák és rokon termékeik. Szűrővizsgálati módszer savas és lúgos folyadékokkal szembeni ellenálló képesség meghatározására (ISO/TR 12960:1998, módosítva) MSZ EN 1624:2000 Textíliák és textiltermékek. Ipari és műszaki textíliák égési viselkedése. Eljárás a függőlegesen elhelyezett próbadarabokon való lángterjedés meghatározására MSZ EN 1625:2000 Textíliák és textiltermékek. Ipari és műszaki textíliák égési viselkedése. Eljárás a függőlegesen elhelyezett próbadarabok gyúlékonyságának meghatározására MSZ EN 29073-1:1993 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. A területi sűrűség meghatározása MSZ EN 29073-2:1993 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 2. rész: A vastagság meghatározása MSZ EN 29073-3:1993 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. A szakítóerő és a szakadási nyúlás meghatározása



MSZ EN 29073-4:1993 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 4. rész: A tépőerő meghatározása MSZ EN 29092:1994 Textíliák. Nemszőtt kelmék. Fogalom meghatározás MSZ EN ISO 10772:2013 Geotextíliák. Vizsgálati módszer geotextíliák szűrési viselkedésének meghatározására örvénylő vízáramlási feltételek mellett (ISO 10722:2012) MSZ EN ISO 10776:2013 Geotextíliák és rokon termékeik. A síkra merőleges terhelés alatti vízáteresztési jellemzők meghatározása (ISO 10776:2012) MSZ EN ISO 11058:1999 Geotextilíák és rokon termékeik. A síkra merőleges, terhelés nélküli vízáteresztő képességi jellemzők meghatározása (ISO 11058:1999) MSZ EN ISO 11058:2010 Geotextíliák és rokon termékeik. A síkra merőleges, terhelés nélküli vízáteresztő képességi jellemzők meghatározása (ISO 11058:2010) MSZ EN ISO 12956:1999 Geotextilíák és rokon termékeik. A jellemző szűrőnyílás meghatározása (ISO 12956:1999) MSZ EN ISO 12956:2010 Geotextíliák és rokon termékeik. A jellemző nyílásméret meghatározása (ISO 12956:2010) MSZ EN ISO 12958:2010 Geotextíliák és rokon termékeik. A vízáramlás meghatározása a termékek síkjában (ISO 12958:2010) MSZ EN ISO 13934-1:2000 Textíliák. Kelmék szakítási tulajdonságai. 1. rész: A legnagyobb erő és a legnagyobb erőhöz tartozó nyúlás meghatározása sávmódszerrel (ISO 13934-1:1999)



MSZ EN ISO 1973:1999 Textilszálak. A lineáris sűrűség meghatározása. Gravimetrikus és vibroszkópos módszer (ISO 1973:1995) MSZ EN ISO 1973:1999 Textilszálak. A lineáris sűrűség meghatározása. Gravimetrikus és vibroszkópos módszer (ISO 1973:1995) MSZ EN ISO 5084:1999 Textíliák. A textíliák és a textiltermékek vastagságának meghatározása (ISO 5084:1996) MSZ EN ISO 9073-15:2009 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 15. rész: A légáteresztő képesség meghatározása (ISO 9073-15:2007) MSZ EN ISO 9073-18:2009 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 18. rész: A nemszőtt kelmék szakítóerejének és szakadási nyúlásának meghatározása Grab szakító vizsgálattal (ISO 9073-18:2007) MSZ EN ISO 9073-2:1999 Textíliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 2. rész: A vastagság meghatározása (ISO 9073-2:1995) MSZ EN ISO 9073-4:1999 Textiliák. Nemszőtt kelmék vizsgálati módszerei. 4. rész: A tépőerő meghatározása (ISO 9073-4:1997) MSZ EN ISO 9092:2012 Textíliák. Nemszőtt kelmék. Fogalom meghatározás (ISO 9092:2011) SZ EN ISO 9237:1999 V Textíliák. A légáteresztő képesség meghatározása (ISO 9237:1995) MSZ EN ISO 9864:2005 Geoszintetikák. A geotextíliák és rokon termékeik területegységre vonatkoztatott tömegének meghatározási módszere (ISO 9864:2005) Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


MSZ ISO 9864:1990 Geotextíliák területi sűrűségének meghatározása



M10. melléklet: Szűrőanyag adatlap mintapéldányai

Általános tulajdonságok: Anyagösszetétel:

100% Meta-Aramid

Erősítő összetétele

nincs

Felületi kikészítés:

nincs

Vegyi kezelés

nincs

Területi sűrűség (g/m2)

500

Vastagság (mm)

2,6

Légáteresztő képesség(dm3/dm2/min)

195

(20 vízoszlop mm nyomáskülönbségnél)

Szilárdsági tulajdonságok: Jellemző érték (N/5cm);csúcsérték

1150

Szakadási nyúlás (%)

50

Vegyi tulajdonságok: Savakkal szembeni ellenállás

jó (érzékeny az erős savakra magas hőmérsékleten)

Lúgokkal szembeni ellenállás

jó (érzékeny az erős lúgokra magas hőmérsékleten

Hidrolízissel szembeni ellenállás

mérsékelt



Méretstabilitás Lineáris zsugorodás 200 °C-on

< 1,0%

Hőellenállás Folyamatos hőmérsékleten

200 °C (száraz)

Maximális csúcs ingadozás

220 °C (száraz)



Egy PES alapanyagú szűrőszövet adatlapja:



FELADATOK Lineáris termékek átmérőinek meghatározása számítással A lineáris termékek elméleti átmérőinek a meghatározásához két adatra van szükség: a termék lineáris sűrűségére és a termék sűrűségére Az 1 méter hosszúságú termék tömege lineáris sűrűségből meghatározva:

Ttex =

m T 1000 [tex], amiből m = tex l [g] l 1000

[f.1.]

Az 1méter hosszúságú termék tömege a termék térfogati sűrűségéből- ρ [ g / cm3 ] - meghatározva:

m=

d 2 ⋅π l ⋅ ρ [g] 4

[f.2.]

A két összefüggést egyenlővé téve és az állandó értékeket, korrekciós tényezőket összevonva

d = 0,036

Tex

ρ

[mm]

[f.3.]

adódik. Különböző alapanyagok sűrűségét figyelembe véve a következő összefüggések adódnak (f.1. táblázat): f.1. táblázat A szál sűrűsége

Tex C ténye-

den

esetén

PA 1,14 [g/cm3]

Selyem 1,25 [g/cm3]

Gyapjú 1,32 [g/cm3]

PES 1,38 [g/cm3]

Pamut 1,52 [g/cm3]

Átmérő d [mm]

0,0334

0,0320

0,0311

0,0303

0,0290

C Tex

0,0111

0,0107

0,0104

0,0101

0,0097

C Tden

1,057

1,008

0,983

0,961

0,916

ző Nm


C Nm


Példák a finomsági szám számításra 1. példa: Állítsa vastagság szerint növekvő sorrendbe a következő szűrő gyártásához felhasznált lineáris textiltermékeket! 20 tex – Nm 40 – 180 den – 210 dtex

1. példa megoldás: Mind a négy terméket azonos lineáris sűrűségre, célszerűen Ttex lineáris sűrűségre számítjuk át. Nm 40 →

1000 = 25tex 40

180den→

180 = 20tex 9

210 dtex = 21 tex A termékek sorrendje növekvő lineáris sűrűség szerint a következő: 20 tex = 180 den < 210 dtex < Nm 40



2. példa: Három különböző textil alapú szűrőt kell terveznie. Határozza meg a szükséges fonalhosszakat, ha 2.1.

500 m2szűrőt (területi sűrűség: 300g/m2) Nm 50 finomságú fonalból,

2.2.

600 m2 szűrőt (területi sűrűség: 100 g/m2) 180 den lineáris sűrűségű PES filamentből,

2.3. 700 m2 szűrőt (területi sűrűség: 500g/m2) 50 tex lineáris sűrűségű fonalból kell gyártania. 2.1 példa megoldása: Az 300 g/m2 területi sűrűségű szűrő 500 m2-ének tömege: m=150 000 g. m A szükséges fonal hossza a finomsági számból (Nm   ) és a tömegből (m [g]) kiszámolható: g l = m · Nm = 150 000 · 50 = 7 500 000 m

2.2. példa megoldása Az 100 g/m2 területi sűrűségű szűrő 600 m2-ének tömege: m=60 000 g. A filament hossza a lineáris sűrűségből [den] és a tömegből [g] kiszámítható:

Tden =

m m 60000 ⋅ 9000 [den] amiből l = ⋅ 9000 = 9000 = 3000000 [ m] l Tden 180

[f.4.]

2.3. példa megoldása Az 500g/m2 területi sűrűségű szűrő 700m2-ének tömege:m=350 000g. A fonal hossza a lineáris sűrűségből (tex=50) és a tömegből (m(g)) kiszámítható

Ttex =

m m 350000 1000 [tex] amiből l = 1000 = 1000 = 7000000 [ m] l Ttex 50


[f.5.]


3. példa: A vásárolt szűrőkön a következő felirat látható: „vastagszálú, 80 den”- vagy „vékonyszálú, 10 den” filamentből készült Határozza meg a szűrőkhöz használt filamens lineáris sűrűségét és finomsági számát

3.példa megoldása: a.) a vastag szálú harisnyánál 9000m filament tömege 80g amiből

Ttex =

m 80 1000 = 1000 = 8,89 [tex] l 9000

[f.6.]

m l 9000 = = 112,5   m 80 g

[f.7.]

Nm =

azaz 8,89 tex-es vagy Nm 112,5-ös a filament.

b.) a vékony szálú harisnyánál 9000m filament tömege 10g

Ttex =

m 10 1000 = 1,11[tex] 1000 = l 9000

[f.8.]

m l 9000 = = 900   m 10 g

[f.9.]

Nm =

azaz 1,11 tex-es vagy Nm 900-as a filament.



4. példa: Egy szövet területi sűrűsége 500 g/m2. A szövet Nm 50 finomságú fonalból készül. Hány méter fonal van egy olyan kabátban, melyhez 2,5 m hosszú, 1,2 m széles szövetet használtak fel?

4. példa megoldása: A kabát tömege 2,5m x 1,2m x 500g/m2=1500g A fonal finomsági számából (Nm=50) és a tömegéből (m=1500g) a fonal fossza kiszámítható:

Nm =

l [m/g] m

amiből

l = Nm ⋅ m = 50 ⋅ 1500 = 57000 [m]

[f.10.]

5. példa: Egy fonal finomsági száma Nm=20. A fonáshoz felhasznált elemiszálak lineáris sűrűsége (Ttex e) 1 dtex. Átlagosan hány elemiszál (n) található egy fonalkeresztmetszetben?

5. példa megoldása: n · Te= Tfonal ahol tehát n =

T fonal Te

=

Tfonal · Nm = 1000 amiből

Tfonal = 50 [tex]

20 = 200 [db] elemiszál található átlagosan egy fonalkeresztmetszetben. 0,1



6. példa: Egy elemiszál lineáris sűrűsége 1 dtex. Mekkora az elméletileg kifonható legvékonyabb fonal és egy átlagos fonal finomsági száma?

6. példa megoldása: a legvékonyabb fonal egy keresztmetszetében - elméletileg minimum 19 elemiszál szükséges a fonal előállításához, azaz Ttex = 19 dtex = 1,9 tex a kifonható legvékonyabb fonal lineáris sűrűsége (az adott elemiszálból) - a gyakorlatban 100 elemiszál található egy átlagos fonal keresztmetszetében, azaz Ttex=100 dtex = 10 tex az átlagos fonal lineáris sűrűsége.

7. példa: 1,5 den lineáris sűrűségű elemi szálból fonalat kíván fonni. A fonalkeresztmetszetben lévő elemiszálak száma n=100. Hány tex a kifont fonal lineáris sűrűsége?

7. példa megoldása: Az 1,5 den lineáris sűrűségű elemiszál tex-ben kifejezett lineáris sűrűsége Ttex =

Tden 1,5 = = 0,167 [tex ] = 1,67 [ dtex ] 9 9

[f.11.]

n=100 db egymás mellé helyezett elemiszál azaz a fonal összegezett lineáris sűrűsége 16,7 tex



8. példa: A kártolt fátyol hibatartalma 150 db/g. Átlagosan hány méterenként talál hibát az Nm 34 finomságú fonalban?

8. példa megoldása: Két hiba közötti fonal hosszának a tömege m=1/150 [g]. Mivel a finomsági szám a hossz és a tömeg hányadosa, ill. a fonal hossza a fonal finomsági számának és a tömegének a szorzata, ezért hossz = Nm · tömeg = 34 x 1/150= 0,227 [m]-enként található hiba a fonalban.



9. példa Feladatok az angol számozási rendszerrel: Határozza meg az f.2. táblázatban található hossz- és tömegmérési eredmények alapján a fonalak lineáris sűrűségét, finomsági számát (Nm és Nec ill. New) valamint az egyes jellemzők közötti összefüggést! Nec – Ld. angol finomsági számozás a pamutiparban, New - pedig ld. angol finomsági számozás a gyapjúiparban.

f.2. táblázat Jelzés

hossz

tömeg

[m]

[g]

Bordó 250 dtex · 3 = 75 tex Nm 40/3 = Nm 13,33

100

7,44

100

14,74

(pamut) Homok 500dtex x 3=150 tex Nm 20/3=Nm6,66 (gyapjú)

9. példa megoldásai: Jelzés: Bordó 250 dtex · 3 = 75 tex; Nm 40/3 = Nm 13,33 Alapanyag: pamut Lineáris sűrűség (tex; 1000 m tömege g-ban): 74,4 tex Finomsági szám Nm (1g anyag hossza m-ben): Nm=100m/7,44g=Nm13,44



Finomsági szám Nec (1 pound tömegű fonalból vagy cérnából gyártható 840 yard hosszúságú fonalkötegek száma) Mivel 7,44g anyagból 100m fonal gyártható, így 453,66g (1 pound) anyagból

l=

100 453,66 = 6097,58 m azaz 6668,39 yard hosszúságú fonal gyártható (1 yard= 0,9144 7,44

m, azaz 1 m = 1,0936 yard). Ez a hosszúság

6668,39 = 7,94 db 840 yard hosszúságú fonalkötegnek felel meg, 840

azaz a termék Nec finomsági száma Nec= 7,94. A fonalak Nm rendszerben kiszámított értéke tehát

13 = 1,64-szer nagyobb, mint a Nec 7,94

rendszerben kiszámított érték.

Jelzés: Homok 500 dtex · 3 = 150 tex; Nm 20/3 = Nm 6,66 Alapanyag: gyapjú Lineáris sűrűség (tex; 1000 m tömege g-ban): 147,4 tex Finomsági szám Nm (1g anyag hossza m-ben): Nm=100m/14,74g=Nm6,78 Finomsági szám New (1 pound tömegű fonalból vagy cérnából gyártható 560 yard hosszúságú fonalkötegek száma) Mivel 14,74 g anyagból 100m fonal gyártható, így 453,66g (1 pound) anyagból

l=

100 453,66 = 3077,7 m azaz 3365,8 yard hosszúságú fonal gyártható. 14,74

Ez a hosszúság

3365 ,9 = 6,01 db 560 yard hosszúságú fonalkötegnek felel meg, azaz a ter560

mék New finomsági száma New=6,01. A fonalak Nm rendszerben kiszámított értéke tehát 6,78/6,01= 1,13-szor nagyobb, mint a New rendszerben kiszámított érték.



Példák a fonalátmérő meghatározására 1. példa Határozza meg a fonal átmérőjét a következő adatok felhasználásával: -

Nm = 50 [m/g]

-

Alapanyag: pamut

1. példa megoldása: Az 1. példa adataival a fonal átmérőre

d=

C 0,916 = = 0,129 [mm] Nm 50

[f.12.]

adódik.

2. példa Határozza meg a terheletlen pamutfonal átmérőjét [mm] a következő adatok alapján: -

a fonal metrikus finomsági száma Nm = 36 [m/g],

-

a fonal sűrűsége ρ = 0,825 g/cm3 (a pamut elemiszálak tényleges térfogati sűrűsége 1,52 g/cm3)

2. példa megoldása: 1000 T d = 0,036 tex = 0,036 36 = 0,208 [mm] ρ 0,825


[f.13.]


3. példa: Határozza meg a Nm 36 finomságú terhelt pamutfonal átmérőjét (d*), ha a terhelés következtében a fonal sűrűsége (ρ*) a terheletlen fonal sűrűségéhez képest 80%-al növekszik. A terheletlen fonal sűrűsége: ρ = 0,825 g/ cm3 (a terhelt fonal sűrűsége): ρ*=1,8 x 0,825 =1,485 g/cm3

[f.14.]

4. példa megoldása: A terhelés alatt álló fonal átmérője

d ∗ = 0,036

Ttex

ρ∗

1000 = 0,036 36 = 0,156 mm 1,485

[f.15.]

tehát terhelés hatására a fonalátmérő 0,208 mm-ről 0,156 mm-re csökken.



IRODALMI HIVATKOZÁSOK 1. dr. Szücs Iván és ts-i ” Könnyűipari enciklopédia. Textilipar” 2. Csengeri Pintér Péter: Mennyiségek Mértékegységek Számok. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981. 3. Textilipari Kézikönyv Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1979 4. dr. Kóczy László: Textilipar szálasanyagai, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 5. dr. Szücs Iván: Ipari Technológiák gépei. Textilipar. Példatár. Óbudai Egyetem Rejtő Sándor Könnyűipari és Környezetmérnöki Kar. Termékterező Intézet. 2011. 6. dr. Szücs Iván: Ipari Technológiák gépei. II. Textilipar. Óbudai EgyetemRejtő Sándor Könnyűipari és Környezetmérnöki Kar. Termékterező Intézet. 2010. 7. dr. Barótfi István : Környezettechnika. .Digitális könyvtár 2000 8. ASTM D 1117:Standard Guide for Evaluating Nonwoven Fabrics 9. https://www.google.hu/?gws_rd=ssl#q=Understanding+MERV+ratings 10. https://www.google.hu/?gws_rd=ssl#q=opc+ole+for+process+control 11. http://fulfilter.hu/az-uj-en779-2012-szabvany-attekintese/ 12. http://www.engineeringtoolbox.com/ventilation-filters-d_199.html (Classification of air filters used in ventillation systems) 13. https://www.google.hu/?gws_rd=ssl#q=Understanding+Filter+Beta+Ratios+ 14. Magyar Szabványügyi Testület ingyenes szabványkeresője 15. www.webron.co.uk 16. Webron filter média (prospektusok) 17. http://www.izofilt.com/alapanyag.php 18. Partikel-Luftfilterfür die allgemeine Raumlufttechnik - Bestimmung der Filterleistung; Deutsche 19. Fassung EN 779:2012 20. https://www.google.hu/?gws_rd=ssl#q=sz%C3%A1lasanyagok+alapanyagai 21. http://www.swicofil.com/high_performance_fiber_comparison.html 22. http://www.machinerylubrication.com/Read/564/filter-beta-ratios 23. http://www.halton.hu/halton/cleanair/hu/cms.nsf



24. http://www.agy.com/wp-content/uploads/2014/03/High_Strength_Glass_FibersTechnical.pdf 25. Fiberglass –Wikipédia the free encyclopedia 26. http://www.build-on-prince.com/glass-fiber.html#sthash.mi6xYjRk.dpbs 27. http://www.airah.org.au (European Air Filter Test Standard EN 779:2012) 28. Mechanical Reps.,Inc.”MERV Rating Chart”. 29. http://www.mechreps.com/PDF/Merv Rating Chart.pdf 30. National Air Filtration Association, ”Understanding MERV: NAFAUser’s Guidefor ANSI/ASHRAE Standard 52.2-2007 (http://www.nafahg.org/LibaryFiles/Articles/Article006.htm) 31. http:// www.emcorservicesnynj.com/news/FilterPerformance ByDN.pdf 32. United States Enviromental Protection Agency. „Guideto Air Cleanersint he Home. 33. http://www.epa.gov/iaq/pubs/airclean.html) 34. Wikipédia.”Minimum Efficiency Reporting Value” 35. http://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_efficiency_reporting_value 36. Wilkinson, Ron. MC2 „Market & Competitive Convergence—Air Filters: New Facilites, New Standard 37. (http://www.foustco.com/ _fileCabinet/ProductInstructions/HVACFilters/merv_explanation.pdf) 38. http://penzugysziget.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=748%3Aa -szabvany-fogalma-csoportositasa-a-magyar-szabvanyjelek-esertelmezesuk&catid=206&Itemid=328 39. Filter Arrestance and Efficiency. Air filter efficiency and arrestance 40. http://www.engineeringtoolbox.com/filters-efficiency-arrestance-d_958.html 41. 33. „High-efficiency particulate absorption HEPA” 42. Wikipédia, the free encyclopedia „Filtration in textile: A review” 43. http://www.indiantextilejournal.com/articles/FAdetails.asp?id=3557 44. „Fluid Filtration” 45. www.GEKEngineering.com 46. Schuller – Textilglass: Werkstoff der Zukunft (prospektus) 47. Klevers Glasgewebe GmbH (prospektus ) Dr. Szücs Iván, Borka Zsolt


48. Fenyvesi Éva: Speciális szálasanyagok Textiltechnika különszám (1994). 49. Saint-Gobain Vetrotex prospektus 50. Szabó Lóránt: Szervetlen szálak kompozit erősítésre (Magyar Textiltechnika LXVI évf. 2013/4) 51. Deák Tamás: Bazaltszál az üvegszál vetélytársa 52. http://en.wikipédia.org/wiki/Glassfiber 53. Wallenberger, F.T and Bingham, P.A., ed., Fiberglass and Glass Technology, EnergyFriendly Compositions and Applications, Springer, New York, 2010 54. Hartman, D., Greenwood, M.E., and Miller, D.M., “High Strength Glass Fibers, Technical Paper,”Owens Corning Corp., 1996 55. Wallenberger, F.T., Watson, J.C., and Li, H., “Glass Fibers,” ASM Handbook, Vol. 21, ASM International, 2001 56. http://www.esdjournal.com/techpapr/ohmmtr/ohm.htm 57. dr. Patkó István: Környezettechnika I. (levegőtisztaság védelem) – Budapest, BMF RKK 2010. 58. Több szerző: UV sugárzás elleni védőfaktor meghatározása - Méréstechnika tárgy segédletei és jegyzetek ÓE-RKK 2009. 59. Borka Zsolt: Napsugárzás több éves vizsgálati eredményeinek ismertetése, előadás: MTA Szál- és Kompozittechnológia Bizottságának ülése, BMF-RKK 2006. november 60. EN 13758-1 „Textiles-Solar UV protective properties (2001 november) 61. http://fizikaiszemle.hu/archivum/fsz1305/riedel1305.html 62. dr. Szücs Iván - Kokasné Palicska Lívia: Textilien als Filter der schadlichen UV Strahlung (6. Chemnitzer Textilmaschinen Tegung 1997)



rés textíliákkal ÓE-RKK 6062

Recommend Documents