CN104524868A - 一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料 - Google Patents

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李健男
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Abstract

本发明提供了一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为纳米纤维膜，所述的深度过滤材料包括多层无纺布。本发明采用纳米纤维网，与熔喷无纺布、针刺无纺布及加固的梭织网眼布选择性复合，坚固耐用，多层复合，梯度过滤的高效低阻力高流量的空气过滤材料。通过控制梯度材料的纤维直接及孔径大小，实现对不同的工业烟气过滤效果控制；在一些工程领域应用时，在梯度材料的复合之间，再加入加固作用的网眼梭织布，实现坚固耐用的效果。

Description

一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料
技术领域
本发明涉及一种用于工业烟气过滤的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料。
背景技术
随着环保要求的日益提高，常规的工业烟气过滤材料发展，经历了以下的发展过程：
1、平面二维过滤，即平面材料微细的空隙，使空气或者颗粒阻碍，这种过滤材料如钢丝网，纱布、无纺布等；称为表面过滤。
2、三维过滤材料，即有一定厚度的材料，表面过滤之外，空气或者流体经过一定距离的滤料，期间发生阻碍，如一定厚度的无纺布，或者三维织物，或者多层的二维材料，称为表面过滤加深层过滤。
3、在三维过滤材料的基础上，为更加提高过滤效率，发展了表面覆膜，如偏四氟乙烯的微多孔膜，即在本身是三维材料的基础上覆微多孔的偏四氟乙烯膜。这是当前普遍采用的工业烟气过滤材料的组成、结构和机理。该材料的缺陷为提高过滤效率，减少微孔的孔径及微孔数量；使空气阻力增加，空气流量减少，对于设备及滤料本身不利。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业烟气过滤的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，在现有的三维过滤材料的基础上，在保证使用寿命前提下，提高过滤效率，且不增加空气阻力和降低空气流量。
为了达到上述目的，本发明提供了一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为纳米纤维膜，所述的深度过滤材料包括多层无纺布。
优选地，所述的多层无纺布之间夹有梭织布层。
优选地，所述的纳米纤维膜中纳米纤维的直径为550-650nm，纳米纤维膜的平均孔径为0.01-10um。
优选地，所述的多层无纺布包括熔喷无纺布和针刺无纺布中的至少一种。
更优选地，所述的熔喷无纺布的直径为1-10um，平均孔径为10-300um。
更优选地，所述的针刺无纺布的直径为5-30um，平均孔径为50um以上。
本发明采用静电纺丝方法制备的纳米纤维具有0.05u左右的直径，比表面积大，由纳米纤维组成的纤维网(布)的纤维之间孔隙数量多，孔隙率小；将该纳米纤维膜与表层过滤材料复合，使其具有表面过滤与深层过滤的效果，提高过滤效率，且空气阻力减少，空气流量大。实现工业烟气最佳的高效及阻力小的结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用纳米纤维网，与熔喷无纺布、针刺无纺布及加固的梭织网眼布选择性复合，坚固耐用，多层复合，梯度过滤的高效低阻力高流量的空气过滤材料，。通过控制梯度材料的纤维直接及孔径大小，实现对不同的工业烟气过滤效果控制；在一些工程领域应用时，在梯度材料的复合之间，再加入加固作用的网眼梭织布，实现坚固耐用的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为聚酰胺纳米纤维膜，所述的深度过滤材料由一层PP熔喷无纺布、一层梭织聚酯网眼布和一层聚酯针刺无纺布组成，其中，聚酰胺纳米纤维膜、PP熔喷无纺布、梭织聚酯网眼布和聚酯针刺无纺布从外到内依次设置，各层之间通过通过热熔粘合的方式粘合。
所述的聚酰胺纳米纤维膜中纳米纤维的直径为550nm，平均孔径为0.25um，纤维膜厚度20um，克重7g/平方米，体积密度0.31克/立方厘米。所述的PP熔喷无纺布的直径为3um，厚度1mm，平均孔径20um，克重200克/平方米。所述的聚酯针刺无纺布的直径为15um，厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米；所述的梭织聚酯网眼布的纱线细度为20英支，经纬密度50根/英寸*50根/英寸，克重110克/平方米。
采用在线烟气含尘量检测仪测试，过滤前，含尘浓度可达150～300g/m3，使用该梯度过滤材料的过滤后，排放含尘量小于10mg/m3。
实施例2
一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为聚偏氟乙烯纤维膜，所述的深度过滤材料由一层聚酯针刺无纺布、一层梭织聚酯网眼布和一层聚酯针刺无纺布组成。其中，聚偏氟乙烯纤维膜、聚酯针刺无纺布、梭织聚酯网眼布和聚酯针刺无纺布从外到内依次设置，各层之间通过通过热熔粘合的方式粘合。
所述的聚偏氟乙烯纤维膜的纤维直径为500nm，纤维膜厚度为40um；克重13g/平方米；体积密度0.29克/立方厘米。所述的聚酯针刺无纺布的纤维直径为15um厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米；所述的梭织聚酯网眼布的纱线细度20英支，经纬密度50根/英寸*50根/英寸，克重110克/平方米；所述的聚酯针刺无纺布的纤维直径为15um，厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米。采用在线烟气含尘量检测仪测试，过滤前，含尘浓度可达150～300g/m3，使用该梯度过滤材料的过滤后，排放含尘量小于10mg/m3。
实施例3
一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为锦纶6纳米纤维膜，所述的深度过滤材料由一层聚酯针刺无纺布、一层梭织聚酯网眼布和一层聚酯针刺无纺布组成。其中，锦纶6纳米纤维膜、聚酯针刺无纺布、梭织聚酯网眼布和聚酯针刺无纺布从外到内依次设置，各层之间通过通过热熔粘合的方式粘合。
所述的锦纶6纳米纤维膜的纤维直径为500nm，纤维膜厚度为30um；克重10g/平方米，体积密度0.30克/立方厘米。所述的聚酯针刺无纺布的纤维直径为15um厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米；所述的梭织聚酯网眼布的纱线细度20英支，经纬密度50根/英寸*50根/英寸，克重110克/平方米；所述的聚酯针刺无纺布的纤维直径为15um，厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米。采用在线烟气含尘量检测仪测试，过滤前，含尘浓度可达150～300g/m3，使用该梯度过滤材料的过滤后，排放含尘量小于10mg/m3。
实施例4
一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为聚偏氟乙烯纤维膜，所述的深度过滤材料由一层PP熔喷无纺布、一层梭织聚酯网眼布和一层聚酯针刺无纺布组成。其中，聚偏氟乙烯纤维膜、PP熔喷无纺布、梭织聚酯网眼布和聚酯针刺无纺布从外到内依次设置，各层之间通过通过热熔粘合的方式粘合。
所述的聚偏氟乙烯纤维膜的纤维直径为550nm，纤维膜厚度为30um；克重15g/平方米，体积密度0.30克/立方厘米。所述的PP熔喷无纺布的纤维直径3um，厚度1mm，平均孔径20um，克重200克/平方米；所述的梭织聚酯网眼布的纱线细度20英支，经纬密度50根/英寸*50根/英寸，克重110克/平方米；所述的聚酯针刺无纺布的纤维直径为15um，厚度1.2mm，平均孔径60um，克重200克/平方米，采用在线烟气含尘量检测仪测试，过滤前，含尘浓度可达150～300g/m3，使用该梯度过滤材料的过滤后，排放含尘量小于10mg/m3。

Claims (6)

1.一种纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，包括表层过滤材料以及设于表层过滤材料内侧的深度过滤材料，所述的表层过滤材料为纳米纤维膜，所述的深度过滤材料包括多层无纺布。
2.如权利要求1所述的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，所述的多层无纺布之间夹有梭织布层。
3.如权利要求1所述的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，所述的纳米纤维膜中纳米纤维的直径为550-650nm，纳米纤维膜的平均孔径为0.01-10um。
4.如权利要求1所述的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，所述的多层无纺布包括熔喷无纺布和针刺无纺布中的至少一种。
5.如权利要求4所述的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，所述的熔喷无纺布的直径为1-10um，平均孔径为10-300um。
6.如权利要求4所述的纳米纤维膜复合无纺布基材的梯度过滤材料，其特征在于，所述的针刺无纺布的直径为5-30um，平均孔径为50um以上。
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