CN103071339B - 一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺织技术领域，特别涉及一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法，操作为：采用针刺法或水刺法制得高性能滤料基底；采用静电纺制得高性能滤料面层；将制得的滤料面层置于制得的滤料基底上面，通过热轧复合，热轧复合温度为低熔点纤维熔点或高于低熔点纤维熔点20℃以内，制成高性能滤料；制得的高性能滤料经向断裂强度大于等于900N/5cm，纬向断裂强力大于等于1200N/5cm。本发明采用高强度针刺/水刺滤料与高过滤性能的静电纺纤层制造出高过滤效率、较低阻力和高断裂强度的高性能新滤料，且本发明在针刺/水刺滤料的上面层混合低熔点纤维制成针刺/水刺毡基底后再与静电纺面层通过热轧复合，并通过热定型使滤料形成稳定结构。

Description

一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，特别涉及一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法。
背景技术
当前，采用过滤技术净化烟气中颗粒物，其使用的过滤材料分为机织滤料和针刺/水刺滤料，为进一步提高其过滤效率，采用在机织滤料和针刺/水刺滤料上覆膜技术，这些技术制造的滤料虽然具有较高的强力，但对PM2.5以下的超细粒子过滤效率均难以达到99%以上。目前，世界各国正在研发的静电纺滤膜虽然对超细粒子有较好的过滤效率，但所制滤膜强力低，难以独立用于烟气净化中。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法，使制得的高性能新滤料对超细粒子具有高过滤效率、较低阻力和高断裂强度。
本发明的一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法，包括以下步骤：
（1）采用针刺法或水刺法制得滤料基底，滤料基底纤维与步骤（2）的滤料面层纤维组合时按耐温性相匹配；所述的滤料基底由三层组成：底层采用2.5~7dtex的粗纤维，中间层为稀疏状织物基布，上面层由1.0~2.0dtex的低熔点纤维和0.8~2.2dtex的细纤维组成，其中低熔点纤维在上面层中的质量百分比为20%~50%；
（2）采用静电纺制得滤料面层：滤料面层对小于PM2.5超细粒子的过滤效率≥99%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，通过热轧复合，热轧复合温度为低熔点纤维熔点或高于低熔点纤维熔点20℃以内，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度大于等于900N/5cm，纬向断裂强度大于等于1200N/5cm。
其中，步骤（1）中所述的基布采用增强型基布，基布强度为：经向≥1100N/5cm，纬向≥1000N/5cm；
步骤（1）中所述的滤料基底纤维为碳纤维（Pa）、玻纤（G）、金属纤维（M）、涤纶（PET）、丙纶（PP）、腈纶（A）、维纶（PUA）、芳纶（H）、聚苯硫醚纤维（PPS）、聚酰亚胺纤维（PI）、其聚丙烯腈（CA）、均聚丙烯腈（HA）、聚四氟-乙烯（F）或聚酰胺亚胺（PIA）；步骤（2）中所述的滤料面层所用纤维为碳纤维（Pa）、聚苯硫醚纤维（PPS）、聚酰亚胺纤维（PI）、其聚丙烯腈（CA）、均聚丙烯腈（HA）、聚四氟-乙烯（F）或聚酰胺亚胺（PIA）；
步骤（1）中所述的低熔点纤维为熔点低于滤料基底底层粗纤维和上面层细纤维的熔点的纤维。
本发明的有益效果在于：
本发明采用针刺/水刺技术制成低阻力高强度基底；采用静电纺制成高过滤性能的纤层；通过热轧方法进行复合制造出高过滤效率、较低阻力和高断裂强度的高性能新滤料，且本发明不采用粘合剂，而是在针刺/水刺滤料的上面层混合低熔点纤维制成针刺/水刺毡基底后再与静电纺面层通过热轧复合，并通过热定型使滤料形成稳定结构。
附图说明
图1为本发明制得的滤料结构示意图；
图2为本发明的生产工艺流程图；
图中，1、静电纺层；2、混合细纤维层；3、高强度基布；4、粗纤维层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例使用的检测仪器为instron3365强力检测仪。
实施例1
（1）采用针刺法或水刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用7dtex的涤纶纤维，中间层为经向断裂强度1500N/5cm、纬向断裂强度1500N/5cm的高强度涤纶基布，上面层由质量分数30%、1.5dtex的低熔点涤纶纤维和0.8dtex的涤纶纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能涤纶滤料面层，高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.9%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在250℃热轧复合，然后在180~230℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为1200N/5cm，纬向断裂强度为1600N/5cm。
实施例2
（1）采用针刺法或水刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用2.5dtex的PPS纤维，中间层为径向断裂强度1200N/5cm、横向断裂强度1000N/5cm的高强度PPS基布，上面层由质量分数50%、1.0dtex的低熔点PPS纤维和1.1dtex的PPS纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能PPS滤料面层：高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.9%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在260℃热轧复合，然后在200~280℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为900N/5cm，纬向断裂强度为1200N/5cm
实施例3
（1）采用针刺法或水刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用5dtex的聚酰亚胺纤维，中间层为径向断裂强度1300N/5cm、横向断裂强度1200N/5cm的高强度聚酰亚胺基布，上面层由质量分数20%、2.0dtex的低熔点聚酰亚胺纤维和2.2dtex的聚酰亚胺纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能聚酰亚胺滤料面层，高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.99%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在280℃热轧复合，然后在250~260℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为1000N/5cm，纬向断裂强度为1200N/5cm。
实施例4
（1）采用针刺法或水刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用2.5dtex的芳纶和直径5μm的玻纤涤纶,两者量比为1；2，中间层为径向断裂强度1500N/5cm、横向断裂强度1400N/5cm的高强度玻纤基布，上面层由质量分数20%、1.5dtex的低熔点涤纶纤维和1.5dtex的芳纶纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能芳纶滤料面层，高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.98%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在250℃热轧复合，然后在220~250℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为900N/5cm，纬向断裂强度为1200N/5cm。
实施例5
（1）采用水刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用4dtex的丙纶纤维，中间层为径向断裂强度1300N/5cm、横向断裂强度1200N/5cm的高强度丙纶基布，上面层由质量分数20%、1.5dtex的低熔点丙纶纤维和2.2dtex的丙纶纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能丙纶滤料面层，高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.9%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在250℃热轧复合，然后在250~300℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为1200N/5cm，纬向断裂强度为1300N/5cm。
实施例6
（1）采用针刺法制得高性能滤料基底：
高性能滤料基底由三层组成：底层采用2.5dtex的聚四氟乙烯纤维，中间层为径向断裂强度2400N/5cm、横向断裂强度2300N/5cm的高强度玻纤基布，上面层由质量分数20%、1.5dtex的低熔点涤纶纤维和2.0dtex的聚四氟乙烯纤维组成；
（2）采用静电纺制得高性能聚四氟乙烯滤料面层，高性能滤料面层对2μm超细粒子的过滤效率测试达到99.9%；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，在250℃热轧复合，然后在250~260℃进行热定型，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度为1300N/5cm，纬向断裂强度为1500N/5cm。

Claims (1)

1.一种针刺/水刺与静电纺复合滤料制造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）采用针刺法或水刺法制得滤料基底，滤料基底纤维与步骤（2）的滤料面层纤维组合时按耐温性相匹配；所述的滤料基底由三层组成：底层采用2.5~7dtex的粗纤维，中间层为稀疏状织物基布，上面层由1.0~2.0dtex的低熔点纤维和0.8~2.2dtex的细纤维组成，其中低熔点纤维在上面层中的质量百分比为20%~50%；所述的基布采用增强型基布，基布强度为：径向≥1100N/5cm，横向≥1000N/5cm；所述的滤料基底纤维为碳纤维、玻纤、金属纤维、涤纶、丙纶、腈纶、维纶、芳纶、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、均聚丙烯腈或聚四氟-乙烯；所述的低熔点纤维为熔点低于滤料基底底层粗纤维和上面层细纤维的熔点的纤维；
（2）采用静电纺制得滤料面层：滤料面层对小于PM2.5超细粒子的过滤效率≥99%；所述的滤料面层所用纤维为碳纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、均聚丙烯腈或聚四氟-乙烯；
（3）将步骤（2）制得的滤料面层置于步骤（1）制得的滤料基底上面，通过热轧复合，热轧复合温度为低熔点纤维熔点或高于低熔点纤维熔点20℃以内，制成高性能滤料；
（4）制得的高性能滤料经向断裂强度大于等于900N/5cm，纬向断裂强度大于等于1200N/5cm。
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