異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，屬于產(chǎn)業(yè)用紡織品技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著交通運(yùn)輸、工業(yè)迅速發(fā)展，污染也隨之產(chǎn)生，尤其空氣污染已被列為世界三大污染之一，危害和影響非常大。吸入低質(zhì)量空氣損害身體健康，誘發(fā)各種疾病等，尤其最近霧霾熱點(diǎn)帶來的亞健康以備受關(guān)注。過濾材料已成為工業(yè)、生活必備之品，生產(chǎn)過濾材料的工藝有:機(jī)織法，針織法，非織造法，靜電紡。目前用于制備空氣過濾材料的纖維類型主要有熔噴纖維，紡粘纖維，靜電紡纖維三大類，其中熔噴纖維截面形狀是圓形；紡粘可以有海島型，皮芯型或橘瓣型等；靜電紡纖維大多數(shù)是表面帶有溝槽。一般制備空氣過濾材料大多使用常規(guī)聚丙烯(PP)熔噴纖維，或是靜電紡納米纖維等其他材料。對于靜電紡納米纖維制備的過濾材料，過濾效率雖高，但其過濾阻力相當(dāng)大；材料強(qiáng)力極低，不牢固，易損壞；并且效率、產(chǎn)量低，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)化。常規(guī)熔噴纖維為原料制備過濾材料，率效和率阻均一般，不能滿足PM2.5精過濾要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供異形熔噴纖維制備高效低阻空氣過濾材料，平衡率阻和率效這對相矛盾的指標(biāo)，相比較常規(guī)熔噴纖維而言，采用異形熔噴纖維制備過濾材料即可提高過濾效率，還不增加過濾阻力。另外，采用非織造工藝路線制備該過濾材料，簡便，成本低廉，無污染環(huán)境副產(chǎn)品生成，綠色環(huán)保。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其特征在于，其制備方法包括:將粗過濾部分，支撐部分，細(xì)過濾部分從上到下依次設(shè)置，形成三明治結(jié)構(gòu)過濾材料；在針刺深度為5-7mm、針刺密度為390-480針/cm2的條件下進(jìn)行針刺，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料；其中，所述的粗過濾部分、細(xì)過濾部分為由化纖梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的支撐部分為異形熔噴纖維。
[0005]優(yōu)選地，所述的粗過濾部分是由圓形、異形或兩者混合的化纖經(jīng)梳理制成的蓬松纖網(wǎng)。
[0006]更優(yōu)選地，所述蓬松纖網(wǎng)的面密度為40_60g/m2。
[0007]更優(yōu)選地，所述的化纖為是PP或PET。
[0008]優(yōu)選地，所述的支撐部分采用PP異形熔噴纖維，其面密度為20_30g/m2。
[0009]更優(yōu)選地，所述的PP異形熔噴纖維為三角形、三葉形、工字型或啞鈴形。
[0010]優(yōu)選地，所述細(xì)過濾部分為由化纖經(jīng)梳理制成的蓬松纖網(wǎng)，其面密度為60_80g/
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[0011]更優(yōu)選地，所述的化纖為PP或PET。
[0012]本發(fā)明還提供了上述異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的制備方法，其特征在于，將粗過濾部分，支撐部分，細(xì)過濾部分從上到下依次設(shè)置，形成三明治結(jié)構(gòu)過濾材料；在針刺深度為5-7mm、針刺密度為390-480針/cm2的條件下進(jìn)行針刺，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料；其中，所述的粗過濾部分、細(xì)過濾部分為由化纖梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的支撐部分為異形熔噴纖維。
[0013]與現(xiàn)有空氣過濾材料相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)從本發(fā)明的工藝路線角度來講，本發(fā)明通過梳理制備纖網(wǎng)，針刺加固成型；其操作簡單方便，成本低廉，效率高，且無任何副產(chǎn)品及污染物產(chǎn)生，具有很高的可行性，純綠色加工制造。
[0015](2)從本發(fā)明的原材料角度來講，本發(fā)明最大創(chuàng)新點(diǎn)是采用異形熔噴纖維。三明治結(jié)構(gòu)的過濾材料，上下層采用不同面密度蓬松纖網(wǎng)分別承擔(dān)粗、細(xì)過濾部分；中間層是PP異形熔噴纖維，即起支撐作用，同時也具備過濾效果。
[0016](3)本發(fā)明制備的高效低阻異形熔噴纖維空氣過濾材料，相對于用常規(guī)纖維制備的空氣過濾材料而言，均具有更好的過濾性能，且率阻變化不大，品質(zhì)因素有很大提高；用于工業(yè)生產(chǎn)化具有很高的可行性。
[0017]本發(fā)明所得的產(chǎn)品具有很高的過濾效率，過濾阻力較低，且制作成本低廉，工藝路線簡單、環(huán)保；首次提出使用異形熔噴纖維制備過濾材料，給過濾材料領(lǐng)域帶來一個突破。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的一種異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0020]實(shí)施例1
[0021]異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其制備方法為:將面密度60g/m2的截面為三角形PET化纖與80g/m2的截面為三角形PET化纖通過梳理分別制備蓬松纖網(wǎng)，依次作為粗過濾層和細(xì)過濾層。制備中間層為面密度20g/m2的PP三角形熔噴纖維。將粗過濾部分1、支撐部分2、細(xì)過濾部分3從上到下依次設(shè)置，在針刺深度為7mm、針刺密度為432針/cm2的條件下進(jìn)行針刺加固，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0022]采用(LZC-K1濾料綜合性能測試臺)方法測試所得異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的率效和率阻:在流速為32L/min和85L/min，粒徑在0.3_3um時，其率阻分別約17Pa和43Pa，率效約在60% -99.987%范圍內(nèi)。
[0023]實(shí)施例2
[0024]異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其制備方法為:將面密度50g/m2的截面為三角、圓形混合的PET化纖與75g/m2的截面為三角、圓形混合PET化纖通過梳理分別制備蓬松纖網(wǎng)，依次作為粗過濾層和細(xì)過濾層。制備中間層為面密度30g/m2的PP啞鈴形熔噴纖維。將粗過濾部分1、支撐部分2、細(xì)過濾部分3從上到下依次設(shè)置，在針刺深度為6_、針刺密度為450針/cm2的條件下進(jìn)行針刺加固，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0025]采用(LZC-K1濾料綜合性能測試臺)方法測試所得異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的率效和率阻:在流速為32L/min和85L/min，粒徑在0.3_3um時，其率阻分別約17.5Pa和44Pa，率效約在60% -99.987%范圍內(nèi)。
[0026]實(shí)施例3
[0027]異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其制備方法為:將面密度65g/m2的截面為三角形PET化纖與80g/m2的截面為三角、圓形混合PET化纖通過梳理分別制備蓬松纖網(wǎng)，依次作為粗過濾層和細(xì)過濾層。制備中間層為面密度25g/m2的PP三葉形熔噴纖維。將粗過濾部分1、支撐部分2、細(xì)過濾部分3從上到下依次設(shè)置，在針刺深度為5mm、針刺密度為420針/cm2的條件下進(jìn)行針刺加固，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0028]采用(LZC-K1濾料綜合性能測試臺)方法測試所得異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的率效和率阻:在流速為32L/min和85L/min，粒徑在0.3_3um時，其率阻分別約18Pa和45Pa，率效約在60% -99.987%范圍內(nèi)。
[0029]實(shí)施例4
[0030]異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其制備方法為:將面密度55g/m2的截面為三角形PET化纖與70g/m2的截面為三角形PET化纖通過梳理分別制備蓬松纖網(wǎng)，依次作為粗過濾層和細(xì)過濾層。制備中間層為面密度30g/m2的PP “工”字形熔噴纖維。將粗過濾部分1、支撐部分2、細(xì)過濾部分3從上到下依次設(shè)置，在針刺深度為7.5mm、針刺密度為440針/cm2的條件下進(jìn)行針刺加固，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0031]采用(LZC-K1濾料綜合性能測試臺)方法測試所得異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的率效和率阻:在流速為32L/min和85L/min，粒徑在0.3_3um時，其率阻分別約17.5Pa和45Pa，率效約在60% -99.987%范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料，其特征在于，其制備方法包括:將粗過濾部分(I)，支撐部分(2)，細(xì)過濾部分(3)從上到下依次設(shè)置，形成三明治結(jié)構(gòu)過濾材料；在針刺深度為5-7mm、針刺密度為390-480針/cm2的條件下進(jìn)行針刺，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料；其中，所述的粗過濾部分(I)、細(xì)過濾部分(3)為由化纖梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的支撐部分(2)為異形熔噴纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述的粗過濾部分(I)是由圓形、異形或兩者混合的化纖經(jīng)梳理制成的蓬松纖網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求2所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述蓬松纖網(wǎng)的面密度為40-60g/m2。
4.如權(quán)利要求2所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述的化纖為是PP或PET。
5.如權(quán)利要求1所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述的支撐部分(2)采用PP異形熔噴纖維，其面密度為20-30g/m2。
6.如權(quán)利要求5所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述的PP異形熔噴纖維為三角形、三葉形、工字型或啞鈴形。
7.如權(quán)利要求1所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述細(xì)過濾部分(3)為由化纖經(jīng)梳理制成的蓬松纖網(wǎng)，其面密度為60-80g/m2。
8.如權(quán)利要求7所述的異形熔噴纖維制備的空氣過濾材料，其特征在于，所述的化纖為PP或PET。
9.一種權(quán)利要求1所述的異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料的制備方法，其特征在于，將粗過濾部分(I)，支撐部分(2)，細(xì)過濾部分(3)從上到下依次設(shè)置，形成三明治結(jié)構(gòu)過濾材料；在針刺深度為5-7mm、針刺密度為390-480針/cm2的條件下進(jìn)行針刺，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料；其中，所述的粗過濾部分(I)、細(xì)過濾部分(3)為由化纖梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的支撐部分(2)為異形熔噴纖維。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異形熔噴纖維制備的高效低阻空氣過濾材料及其制備方法，其特征在于，將粗過濾部分，支撐部分，細(xì)過濾部分從上到下依次設(shè)置，形成三明治結(jié)構(gòu)過濾材料；在針刺深度為5-7mm、針刺密度為390-480針/cm2的條件下進(jìn)行針刺，將過濾材料各個部分連接，形成高效低阻空氣過濾材料；其中，所述的粗過濾部分、細(xì)過濾部分為由化纖梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的支撐部分為異形熔噴纖維。本發(fā)明所得的產(chǎn)品具有很高的過濾效率，過濾阻力較低，且制作成本低廉，工藝路線簡單、環(huán)保；首次提出使用異形熔噴纖維制備過濾材料，給過濾材料領(lǐng)域帶來一個突破。
【IPC分類】B01D39-16, B32B5-06
【公開號】CN104785019
【申請?zhí)枴緾N201510167259
【發(fā)明人】張小林, 張初陽
【申請人】東華大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月9日