CN105032038A - 一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料及其制备方法，涉及一种过滤材料。所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料由上下面层和中间连接层组成，中间连接层的三维空间中填充有活性炭。制备方法：先编织整体式纳米银纤维经编间隔织物；再整体式纳米银纤维经编间隔织物后整理。滤料经编间隔织物芯层纤维均匀排列，抗污性能好，且可人为控制其排列密度，使滤料杂质存储空间达到最大化。滤料经编间隔织物间隔纱排列呈1X1形，间隔织物结构呈工字形。滤料同时具有多孔性过滤材料深层过滤的特点，是集表面过滤与深层过滤于一体的复合型过滤材料。滤料过滤效率高，对异味、颗粒物质的过滤效果好，且具有优异的杀菌性能和持久的杀菌能力。

Description

一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种过滤材料，尤其是涉及一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料及其制备方法。

背景技术

目前市场上用于空气净化和水净化的滤料可分为具有深层过滤作用的多孔型滤料、具有表面过滤作用的织物型滤料和复合型滤料。多孔型滤料大多为针刺布和溶吹无纺布，其特点是纤维组织疏松，较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中，因此具有较高的过滤效率。但这种滤料纤维在三维空间的排列具有随机性，填充储杂体积有限。织物型滤料所具有的表面过滤模式，易造成滤料表面堵塞，该类滤料比较适用于精度较低的粗滤场合，过滤精度不高。复合型滤料是将纤维网平铺在基布上，然后用针刺或水刺工艺使其成型，具有表面过滤和深层过滤的优点，其缺点是纤网中纤维杂乱排列，填装密度不能最大化，且基布的存在使滤料的透水透气性降低。

中国专利CN201889127U公开一种无骨架滤料，滤料由纤维规格为(2～2.5)D×(76～81)mm的涤纶或丙纶网状纤维层多层叠压形成平面型针刺毡滤料，各层滤料纤维之间形成空间交错排列，构成三维结构。这种滤料虽然孔隙率有所提高，透水透气性能有所改善，但由于缺少基布的增强作用，滤料强度不是很好。另外，这种滤料由于滤料纤维随机排列，填装密度不能最大化，且由于纤维疏密不均，容易导致滤料抗污能力下降，纤维排列紧密部分容易藏污纳垢且不易清洗。

发明内容

本发明的目的在于针对现有过滤材料的上述不足，提供一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料及其制备方法。

所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料由上面层、下面层和中间连接层组成，中间连接层的三维空间中填充有活性炭。

所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料的间隔纱排列呈1X1形，间隔织物结构呈“工”字形。

所述活性炭可采用木质活性炭或果壳活性炭，所述果壳活性炭可选自椰壳活性炭、杏壳活性炭，桃壳活性炭、枣壳活性炭、核桃壳活性炭等中的至少一种，优选椰壳活性炭。

所述活性炭可以是不定形颗粒活性炭、粉状活性炭中的至少一种，优选不定形颗粒活性炭。

所述不定形颗粒活性炭的粒度可为16～150目，比表面积可为600～2000m²/g，优选粒度为32～120目，比表面积为900～1350m²/g。

所述整体式经编间隔织物的厚度可为3～60mm，优选20mm。

所述上面层、下面层可采用聚酯超细纤维面纱编织，所述聚酯超细纤维面纱的规格可为300～600D，优选400D。

所述中间连接层的单丝可为普通化纤长丝、纳米银长丝和皮芯双组份复合长丝的混合单丝，混合比例可为94/2/4、94/3/3、94/5/1，优选94/3/3。

所述化纤长丝可为聚酯低弹丝、聚丙烯或聚酰胺长丝，优选聚酯低弹丝。

所述纳米银长丝可选自纳米银聚酰氨长丝、纳米银聚酯长丝、纳米银聚丙烯长丝等中的一种，优选纳米银聚酯长丝。

所述皮芯双组份复合长丝核芯可选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯等中的一种，优选聚酯，所述聚酯熔点为180～240℃，优选210～240℃。皮芯双组份复合长丝皮层可选自低熔点聚酯、聚丙烯、聚乙烯等中的一种，优选低熔点聚酯。所述低熔点聚酯的熔点可为100～180℃，优选100～150℃。

所述聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝和皮芯双组份聚酯长丝的直径可为0.10～1mm，优选聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝的直径为0.12mm，皮芯双组份复合长丝直径为0.15mm。

所述活性炭颗粒用气流输送的方法填充于三维经编间隔织物中间；所述气流输送的方法为变流量输送方法，所述变流量输送方法的流量变化范围为3～6倍，所述输送气流为空气。

所述活性炭颗粒对经编间隔织物的填充是在后整理热定型过程中完成的，所述热定型温度为120～180℃。皮芯结构双组份聚酯纤维在热定型过程中使皮层熔解，以气流输送的方法填充于三维经编间隔织物中间的活性炭颗粒均匀粘结于于皮芯结构双组份聚酯纤维表面。

现用于空气过滤的滤料多为针刺布和溶吹无纺布，这种方法生产的滤料强度不是很好，且纤维网纤维随机排列，填充储杂体积有限。另外，活性炭填充中多采用直接填充，不施加任何固定，或者在活性炭表面施以粘结剂，前者活性炭颗粒易脱落，造成过滤后气体或水质的二次污染，后者粘结剂易堵塞活性炭颗粒吸附表面，吸附除杂效率降低。

本发明中采用的经编间隔织物整体式杀菌多效过滤材料孔隙率可根据需要随意控制，透水透气性能优异；纤维排列规整，填充储杂体积大，抗污能力好；纳米银抗菌纤维的使用使其具有优异、持久的杀菌性能。另外，三维经编间隔织物芯层单丝中混入一定比例的皮芯双组份聚酯，活性炭颗粒不易脱落，吸附表面不会被堵塞，吸附除杂效率高，且不会造成二次污染。超细纤维的使用，使得本发明所述滤料同时具有织物型过滤材料表面过滤的功能和多孔性过滤材料深层过滤的特点。

所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料的制备方法包括以下步骤：

1)编织整体式纳米银纤维经编间隔织物；

所述编织整体式纳米银纤维经编间隔织物的具体方法可为：

(1)在双针床经编机上编织厚度为20mm的经编间隔织物，间隔纱在两个针床上对称的两根针(即共四根针)上轮流垫纱成圈，形成两个相互平行并垂直针床和交叉呈X形的针背垫纱，间隔纱排列为1X1形；

(2)采用空穿法或连接纱梳栉在前后针床部分横列不同时编织，形成“工”结构间隔织物材料。

在步骤1)第(2)部分中，所述编织可采用聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝和皮芯双组份聚酯单丝混合编织。

2)整体式纳米银纤维经编间隔织物后整理；

所述整体式纳米银纤维经编间隔织物后整理的具体方法为：在热定型机前增加气流输送装置，用变流量气流输送方法将活性炭颗粒均匀的输送到三维经编间隔织物中的三维空间。然后将织物送入热定型机，经过热处理后织物中的皮芯双组份纤维皮层熔解，将活性炭颗粒牢固的粘结于皮芯双组份纤维上。

在步骤2)中，所述变流量气流输送方法的流量变化范围可为3～6倍，所述气流可采用空气；所述热处理的温度可为120～180℃。

在编织整体式纳米银纤维经编间隔织物过程中：

(1)在双针床经编机上编织厚度为20mm的经编间隔织物，间隔纱在两个针床上对称的两根针(即共四根针)上轮流垫纱成圈，形成两个相互平行并垂直针床和交叉呈X形的针背垫纱，间隔纱排列为1X1形。这种结构的织物即使受到横向水流冲击也能保持良好的稳定性，间隔距离距离不会发生明显的变化。

(2)采用空穿法或连接纱梳栉在前后针床部分横列不同时编织，形成“工”结构间隔织物材料。可根据要求调整空穿方式或是改变不同时编织横列数来调整中空大小。同样，也可采用同样方法调整连接层纤维组的纤维数，及改变连接层“工”字结构的密度。“工”字结构可以充分保证滤料具有优异的透水性。上表面和下表面所用原料为400D超细聚酯纤维面纱，间隔纱所用原料为直径0.12mm的聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝和直径0.15mm的皮芯双组份聚酯单丝混合丝，混合比例为94/3/3。

采用聚酯低弹丝、纳米银单丝和皮芯双组份聚酯单丝混合编织的目的是聚酯低弹丝具有优异的支撑性能，配合独特的“工”字结构，可以充分保证滤料的填充储杂空间；纳米银单丝具优异的杀菌性能，可除去空气或水中的细菌；皮芯双组份单丝由于芯层与皮层原料的熔点不同，热定型过程低熔点皮层溶解，可以使活性炭颗粒以最小的粘结面积牢固的粘附于皮芯双组份单丝上，活性炭颗粒不易脱落，过滤过程不会产生二次污染，且粘附面积小，不会堵塞活性炭颗粒的吸附表面，吸附效率高。面纱选用超细纤维的目的是滤料同时具备表面过滤和深层过滤的特点，进一步提高滤料的过滤效率。

本发明的优点和有益效果在于：

1)滤料经编间隔织物芯层纤维均匀排列，抗污性能好，并且可以人为控制其排列密度，使滤料杂质存储空间达到最大化。另外，滤料经编间隔织物间隔纱排列呈1X1形，间隔织物结构呈“工”字形，1X1形间隔纱排列使得织物即使受到横向水流冲击也能保持良好的稳定性，间隔距离距离不会发生明显的变化，“工”字结构可以充分保证滤料具有优异的填充储杂空间和透水性。

2)滤料经编间隔织物面纱选用超细纤维，一方面超细纤维使滤料具有织物型过滤材料表面过滤的功能，另一方面，三维经编间隔织物的特殊结构使得滤料同时具有多孔性过滤材料深层过滤的特点，是集表面过滤与深层过滤于一体的复合型过滤材料。

3)滤料经编间隔织物芯层单丝选用一定比例的纳米银纤维，并且三维经编间隔织物空隙中填充有活性炭，使得滤料过滤效率高，对异味、颗粒物质的过滤效果好，且具有优异的杀菌性能和持久的杀菌能力。

4)皮芯双组份聚酯纤维在热定型过程中皮层熔解，使得活性炭颗粒以最小的粘结面积牢固的粘附于皮芯双组份聚酯纤维的表面，活性炭颗粒不易脱落，且因为未使用粘结剂，活性炭颗粒吸附表面不会被堵塞，吸附效率高。

附图说明

图1为整体式经编间隔织物多效过滤材料的结构组成示意图(网孔形)。

图2为整体式经编间隔织物多效过滤材料的结构组成示意图(致密形)。

图3为皮芯双组份聚酯对椰壳不定形活性炭颗粒的粘附图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

采用空穿法编织，在karlMayerRD6DPLM/30-NE12机器上，针床隔距调为20mm，编织密度为5wpc。

采用原料及空穿：

所述体式经编间隔织物多效过滤材料外观形状类似图1，上面层1和下面层2均为网孔结构，网孔结构使得该滤料具有十分优异的透水透气性。

实施例2：

采用连接纱梳栉在前后针床部分横列不同时编织，在karlMayerRD6DPLM/30-NE12机器上，针床隔距调为20mm，编织密度为6wpc。

采用原料及空穿：

所述整体式经编间隔织物多效过滤材料外观形状类似图2，上面层1和下面层2均为致密结构，致密结构的设计外加超细纤维的使用使得所述滤料的深层过滤作用和表面过滤效果均十分优异，该滤料是一种性能优异的多效过滤材料。

所述整体式经编间隔织物多效过滤材料外观如图1、图2所示，皮芯双组份聚酯单丝对椰壳不定形颗粒活性炭的吸附示意图如图3所示。所述整体式经编间隔织物多效过滤材料包括上面层1、下面层2和中间连接层3，中间连接层的三维空间中填充有活性炭4。其特征为间隔纱排列呈1X1形，间隔织物结构呈“工”字形，1X1形间隔纱排列使得织物即使受到横向水流冲击也能保持良好的稳定性，间隔距离距离不会发生明显的变化，“工”字结构可以充分保证滤料具有优异的透水性。

所述经编间隔织物三维空间中填充的椰壳不定形颗粒活性炭对细小颗粒、胶质、细菌尸体等微小颗粒具有很好的去除效果。上面层1、下面层2由聚酯超细纤维面纱编织，超细纤维的应用使滤料同时具备表面过滤和深层过滤的特点，滤料过滤效率高。中间连接层3的单丝采用聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝和皮芯双组份聚酯复合长丝的混合单丝，纳米银长丝的使用使得该滤料具有持久、优异的杀菌性能；皮芯双组份聚酯纤维在热定型过程中皮层熔解，使得活性炭颗粒以最小的粘结面积牢固的粘附于皮芯双组份聚酯纤维的表面，活性炭颗粒不易脱落，不会造成二次污染，且因为未使用粘结剂，活性炭颗粒吸附表面不会被堵塞，吸附杂质等的效率高。

所述整体式经编间隔织物的厚度优选20mm。

所述上面层1、下面层2由聚酯超细纤维面纱编织，所述聚酯超细纤维面纱规格优选400D。

所述中间连接层3的单丝为聚酯低弹丝、纳米银长丝和皮芯双组份复合长丝的混合单丝，混合比例优选94/3/3，所述纳米银长丝优选纳米银聚酯长丝。

所述皮芯双组份复合长丝核芯优选聚酯，所述聚酯熔点优选210～240℃。皮芯双组份复合长丝皮层优选低熔点聚酯，所述低熔点聚酯的熔点优选100～150℃。

所述聚酯低弹丝和纳米银聚酯长丝的直径优选0.12mm，皮芯双组份聚酯长丝直径优选0.15mm。

所述活性炭优选不定形颗粒椰壳活性炭，所述不定形颗粒活性炭粒度优选32～120目，比表面积优选900～1350m²/g。

所述活性炭颗粒用气流输送的方法填充于三维经编间隔织物中间；所述气流输送的方法为变流量输送方法，所述变流量输送方法的流量变化范围为3～6倍，所述输送气流为空气。

所述活性炭颗粒对经编间隔织物的填充是在后整理热定型过程中完成的，所述热定型温度为120～180℃。

整体式多效过滤材料的制备方法包括以下步骤：

1)编织整体式纳米银纤维经编间隔织物；

所述编织整体式纳米银纤维经编间隔织物的具体方法可为：在双针床经编机上编织厚度为20mm的经编间隔织物，间隔纱在两个针床上对称的两根针(即共四根针)上轮流垫纱成圈，形成两个相互平行并垂直针床和交叉呈X形的针背垫纱，间隔纱排列为1X1形。这种结构的织物即使受到横向水流冲击也能保持良好的稳定性，间隔距离距离不会发生明显的变化。另外，可采用空穿法或连接纱梳栉在前后针床部分横列不同时编织，形成“工”结构间隔织物材料。可根据要求调整空穿方式或是改变不同时编织横列数来调整中空大小。同样，也可采用同样方法调整连接层纤维组的纤维数，及改变连接层“工”字结构的密度。“工”字结构可以充分保证滤料具有优异的透水性。上面层1和下面层2所用原料为400D超细聚酯纤维面纱，间隔纱所用原料为直径0.12mm的聚酯低弹丝、纳米银单丝和直径0.15mm的皮芯双组份聚酯单丝混合丝，混合比例为94/3/3。

2)整体式纳米银纤维经编间隔织物后整理；

所述整体式纳米银纤维经编间隔织物多效过滤材料后整理具体方法为：在热定型机前增加气流输送装置，用变流量气流输送的方法将活性炭颗粒均匀的输送到三维经编间隔织物中的三维空间。然后将织物送入热定型机，经过热处理后织物中的皮芯双组份纤维皮层熔解，将活性炭颗粒牢固的粘结于皮芯双组份纤维上。变流量输送方法的流量变化范围为3-6倍，输送气流为空气，热定型温度为120～180℃。

所述整体式经编间隔织物多效过滤材料上面层1、下面层2选用超细聚酯纤维面纱编织，使该滤料同时具备表面过滤和深层过滤的作用；中间连接层3选用94％的聚酯低弹丝、3％的纳米银聚酯长丝和皮芯双组份聚酯复合长丝混合编织，中间连接层的三维空间中填充有活性炭4。纳米银聚酯纤维的使用使得该滤料具有优异、持久的杀菌性能；在热定型过程中，皮芯双组份聚酯的低熔点皮层溶解，将不定形椰壳活性炭颗粒粘附在其表面，活性炭颗粒不易脱落，并且因为粘附面积小，活性炭颗粒吸附表面不会被堵塞，吸附除杂效率高，且不会造成二次污染。整体式经编间隔织物的特殊结构性能使得该过滤材料具有非常优异的透水透气性，并且杂质存储空间可以达到最大化，滤料不易堵塞，过滤效果好，使用时间长。

Claims (10)

1.一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于其由上面层、下面层和中间连接层组成，中间连接层的三维空间中填充有活性炭。

2.如权利要求1所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料的间隔纱排列呈1X1形，间隔织物结构呈工字形；所述整体式经编间隔织物的厚度可为3～60mm，优选20mm。

3.如权利要求1所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述活性炭采用木质活性炭或果壳活性炭，所述果壳活性炭可选自椰壳活性炭、杏壳活性炭，桃壳活性炭、枣壳活性炭、核桃壳活性炭中的至少一种，优选椰壳活性炭。

4.如权利要求1所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述活性炭可以是不定形颗粒活性炭、粉状活性炭中的至少一种，优选不定形颗粒活性炭；所述不定形颗粒活性炭的粒度可为16～150目，比表面积可为600～2000m²/g，优选粒度为32～120目，比表面积为900～1350m²/g。

5.如权利要求1所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述上面层、下面层采用聚酯超细纤维面纱编织，所述聚酯超细纤维面纱的规格可为300～600D，优选400D；

所述中间连接层的单丝可为化纤长丝、纳米银长丝和皮芯双组份复合长丝的混合单丝，混合比例可为94/2/4、94/3/3、94/5/1，优选94/3/3。

6.如权利要求5所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述化纤长丝为聚酯低弹丝、聚丙烯或聚酰胺长丝，优选聚酯低弹丝；

所述纳米银长丝可选自纳米银聚酰氨长丝、纳米银聚酯长丝、纳米银聚丙烯长丝中的一种，优选纳米银聚酯长丝；

所述聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝的直径可为0.10～1mm，优选聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝的直径为0.12mm。

7.如权利要求5所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述皮芯双组份复合长丝核芯选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯中的一种，优选聚酯，所述聚酯熔点为180～240℃，优选210～240℃；皮芯双组份复合长丝皮层可选自低熔点聚酯、聚丙烯、聚乙烯中的一种，优选低熔点聚酯；所述低熔点聚酯的熔点可为100～180℃，优选100～150℃。

8.如权利要求6所述一种整体式经编间隔织物杀菌过滤材料，其特征在于所述皮芯双组份复合长丝的直径为0.10～1mm，优选0.15mm。

9.如权利要求1所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)编织整体式纳米银纤维经编间隔织物，具体方法为：

(1)在双针床经编机上编织厚度为20mm的经编间隔织物，间隔纱在两个针床上对称的两根针，即共四根针上轮流垫纱成圈，形成两个相互平行并垂直针床和交叉呈X形的针背垫纱，间隔纱排列为1X1形；

(2)采用空穿法或连接纱梳栉在前后针床部分横列不同时编织，形成“工”结构间隔织物材料；

2)整体式纳米银纤维经编间隔织物后整理，具体方法为：在热定型机前增加气流输送装置，用变流量气流输送方法将活性炭颗粒均匀的输送到三维经编间隔织物中的三维空间；然后将织物送入热定型机，经过热处理后织物中的皮芯双组份纤维皮层熔解，将活性炭颗粒牢固的粘结于皮芯双组份纤维上。

10.如权利要求9所述整体式经编间隔织物杀菌过滤材料的制备方法，其特征在于在步骤1)第(2)部分中，所述编织采用聚酯低弹丝、纳米银聚酯长丝和皮芯双组份聚酯单丝混合编织；

在步骤2)中，所述变流量气流输送方法的流量变化范围可为3～6倍，所述气流可采用空气；所述热处理的温度可为120～180℃。