CN105289109A - 一种过滤材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤材料及其制备方法，所述的过滤材料，由至少一层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料复合而成。所述过滤材料的制备方法包括下述步骤：将熔喷过滤材料与玻璃纤维过滤材料放置在放料架上，穿过导辊，利用热熔胶纤维枪对玻璃纤维表面施纤维胶，然后将熔喷过滤材料与之贴合，最后收卷成品。本发明的过滤材料，具有较高的过滤效率、很低的过滤阻力和较高的容尘量。

Description

一种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及其制备方法。

背景技术

一般玻璃纤维过滤材料是通过造纸工艺制造的，过滤材料直接用来加工过滤器件。也有与粗纤维无纺布复合，利用粗纤维无纺布作支撑材料，改善玻璃纤维过滤材料的强度，但增加了玻璃纤维滤材的阻力，阻力增加约10Pa。现有玻璃纤维过滤材料主要使用玻璃纤维，材料克重在78±5g/m²，特点是过滤效率高，稳定性好，使用时过滤效率是一直上升的，在高滤速下过滤效率下降小，挺度好。缺点是阻力比较大(与同性能的其它类过滤材料相比)，加工性差，材料容易断裂，且容易损伤和起毛等。

一般熔喷过滤材料采用熔喷无纺工艺，且经过高压驻极制造，过滤材料可以直接用来加工过滤器件，但多数不能直接用来加工可折叠过滤器，原因是其挺度太小，不能折叠。一般与有挺度的无纺布进行复合，通过无纺布的挺度来改善熔喷过滤材料的挺度，这样可以用于制造折叠滤芯。熔喷过滤材料的特点是过滤效率高，阻力小(只有玻璃纤维过滤材料的三分之一)，韧性好。缺点是过滤效率的稳定性差，在过滤油性粒子时，过滤效率低，且不稳定，挺度差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种过滤效率高，阻力小的复合过滤材料及其制备方法。

所述的过滤材料，由至少一层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料复合而成。

优选地，所述玻璃纤维过滤材料单面复合有一层熔喷过滤材料。

优选地，所述玻璃纤维过滤材料两表面分别复合有一层熔喷过滤材料。

优选地，所述的熔喷过滤材料由下述工艺制备：将改性聚丙烯切片在熔融状态下通过喷丝板挤出，离开喷丝孔的熔体在高速热空气作用下吹成超细的纤维，纤维高速飞向凝网帘而形成纤网，再经过驻极形成即得熔喷过滤材料。本制备方法的制备参数为本领域技术人员所公知。

优选地，所述的玻璃纤维过滤材料由下述工艺制备：将多种丝径的玻璃纤维分散成浆液，各种纤维浆液按比例配置成混合浆液，经过长网或斜网抄造，最后烘干即得玻璃纤维过滤材料。本制备方法的制备参数为本领域技术人员所公知。

优选地，所述玻璃纤维过滤材料克重为25g/m²-70g/m²，厚度为0.15-0.2mm；熔喷过滤材料克重为10g/m²-25g/m²，厚度为0.01-0.15mm。

一种所述过滤材料的制备方法，包括下述步骤：将熔喷过滤材料与玻璃纤维过滤材料放置在放料架上，穿过导辊，利用热熔胶纤维枪对玻璃纤维表面施纤维胶，然后将熔喷过滤材料与之贴合，最后收卷成品。

优选地，所述的热熔胶纤维细度在10-40μm，每平方纤维胶用量在3-8g。

优选地，所述的熔喷过滤材料由下述工芝制备：将改性聚丙烯切片在熔融状态下通过喷丝板挤出，离开喷丝孔的熔体在高速热空气作用下吹成超细的纤维，纤维高速飞向凝网帘而形成纤网，再经过驻极形成即得熔喷过滤材料。本制备方法的制备参数为本领域技术人员所公知。

进一步，所述的玻璃纤维过滤材料由下述工艺制备：将多种丝径的玻璃纤维分散成浆液，各种纤维浆液按比例配置成混合浆液，经过长网抄造，最后烘干即得玻璃纤维过滤材料。本制备方法的制备参数为本领域技术人员所公知。

本发明的过滤材料推荐采用胶粘剂复合(撒粉复合、纤维胶复合、凸版复合、凹版复合等)工艺，将玻璃纤维过滤材料与熔喷过滤材料进行复合。本发明将两种材料进行互补，既利用了玻璃纤维过滤材料的过滤效率稳定、挺度好的特点，又利用了熔喷过滤材料阻力小、韧性好的特点。通过两种材料的叠加，既保证了材料的高过滤效率，又比同性能的玻璃纤维过滤材料阻力小得多，从而实现高效低阻的目的；并且还改善了玻璃纤维的加工性能，熔喷可以保护玻璃纤维容易断裂、损伤和起毛等。用于复合的玻璃纤维过滤材料克重一般在25g/m²-70g/m²之间，厚度通常在0.15-0.2mm，过滤效率在80％-99.9％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，挺度≥600mg。用于复合的熔喷过滤材料克重一般在10g/m²-25g/m²之间，厚度通常在0.01-0.15mm，过滤效率在80％-99.9％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)。

本发明的过滤材料，具有下述有益效果：

1、较高的过滤效率

根据过滤制品的过滤效率要求，可以开发出能够制造H10-H14(欧洲EN1822-1：1998)筹级高效过滤制品所用的各规格过滤材料。各规格材料应选择匹配的玻璃纤维过滤材料和熔喷过滤材料，复合后效率叠加，达到所需规格效率要求。该系列材料过滤效率可以达到95％-99.99％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)。

该系列滤材通过静电、拦截、惯性、扩散等过滤机理来捕获粉尘粒子。熔喷过滤材料作为第一道过滤层，主要利用静电效应来捕获粉尘粒子。该材料纤维是被极化了的驻极体纤维，在与气流垂直的方向上存在着高达几百至上千伏电压的静电场，在纤维材料的孔隙间形成了无数个无源集尘电极。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子(往往是带电的)通过这些孔隙时，就在电场力的作用下被捕获。

玻璃纤维过滤材料作为第二道过滤层，主要利用拦截和扩散效应来捕获粉尘粒子。该材料使用超细玻璃纤维为原料，通过造纸工艺生产的纤维堆积滤材，纤维堆积交织成三维立体网状结构，形成无数微孔通道。气流通过微孔通道时，由于拦截、惯性、扩散等过滤机理的作用，将气流中的微粒捕捉下来。

2、很低的过滤阻力

过滤阻力与过滤效率一样也是衡量过滤材料的重要参数之一，好的过滤材料在使用过程中的压差较小。过滤材料利用玻璃纤维滤材和熔喷过滤材料复合制得的，利用熔喷的低阻力来弥补玻璃纤维过滤材料阻力大的缺点，同等效率的复合材料阻力比玻璃纤维过滤材料阻力要小很多。

3、较高的容尘量

空气先经过第一道过滤层，即熔喷层，该层主要利用静电效应捕捉粉尘，纤网形成的微孔相对玻璃纤维滤材的微孔要大，材料不易由于粉尘堵塞而造成阻力增加，所以它的容尘能力较大。由此赋予了过滤材料的容尘量，大大提高材料使用寿命。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步具体的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1过滤材料的制备

将熔喷过滤材料与坡璃纤维过滤材料放置在放料架上，穿过导辊，利用热熔胶纤维枪对玻璃纤维表面施纤维胶，然后将熔喷过滤材料与之贴合，最后收卷成品。

所述的热熔胶纤维细度在30μm，每平方纤维胶用量在5g。

所述的熔喷过滤材料由下述工艺制备：将改性聚丙烯切片在熔融状态下通过喷丝板挤出，离开喷丝孔的熔体在高速热空气作用下吹成超细的纤维，纤维高速飞向凝网帘而形成纤网，再经过驻极形成即得熔喷过滤材料。制备得到的熔喷过滤材料物理参数为：厚度＝0.12mm、克重＝20g/m²，过滤效率＝92％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝17Pa。

所述的玻璃纤维过滤材料由下述工艺制备：将多种丝径的玻璃纤维分散，各种纤维溶液按比例配置成混合溶液，经过长网抄造，最后烘干即得玻璃纤维过滤材料。制备得到的玻璃纤维过滤材料物理参数为：厚度＝0.20mm、克重＝60g/m²，过滤效率＝82％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝78Pa。

将一层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料复合，得到的过滤材料的性能测试结果：过滤效率＝95.5％，阻力＝116Pa。

实施例2

改变实施例1中熔喷、玻璃纤维材料的制各条件，从而得到不同厚度、细度、克重、过滤效率、阻力的复合过滤材料。

制备得到的熔喷过滤材料物理参数为：厚度＝0.10mm、克重＝15g/m²，过滤效率＝81％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝13Pa。

制备得到的玻璃纤维过滤材料物理参数为：厚度＝0.20mm、克重＝65g/m²，过滤效率＝92％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝88Pa。

将两层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料的两表面复合，得到的过滤材料的性能测试结果：过滤效率＝99.7％，阻力＝162Pa。

实施例3

改变实施例1中熔喷、玻璃纤维材料的制备条件，从而得到不同厚度、细度、克重、过滤效率、阻力的复合过滤材料。

制备得到的熔喷过滤材料物理参数为：厚度＝0.14mm、克重＝25g/m²，过滤效率＝96％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝18Pa。

制备得到的玻璃纤维过滤材料物理参数为：厚度＝0.20mm、克重＝65g/m²，过滤效率＝99.7％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)，阻力＝220Pa。

将一层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料复合，得到的过滤材料的性能测试结果：过滤效率＝99.95％，阻力＝246Pa。

本发明的过滤材料推荐采用胶粘剂复合(撒粉复合、纤维胶复合、凸版复合、凹版复合等)工艺，将玻璃纤维过滤材料与熔喷过滤材料进行复合。本发明将两种材料进行互补，既利用了玻璃纤维过滤材料的过滤效率稳定、挺度好的特点，又利用了熔喷过滤材料阻力小、韧性好的特点。通过两种材料的叠加，既保证了材料的高过滤效率，又比同性能的玻璃纤维过滤材料阻力小得多，从而实现高效低阻的目的；并且还改善了玻璃纤维的加工性能，熔喷可以保护玻璃纤维容易断裂、损伤和起毛等。

本发明的过滤材料，具有下述有益效果：

1、较高的过滤效率

根据过滤制品的过滤效率要求，可以开发出能够制造H10-H14(欧洲EN1822-1：1998)筹级高效过滤制品所用的各规格过滤材料。各规格材料应选择匹配的玻璃纤维过滤材料和熔喷过滤材料，复合后效率叠加，达到所需规格效率要求。该系列材料过滤效率可以达到95％-99.99％(测试粒径：0.3μm，测试滤速5.3cm/s)。

该系列滤材通过静电、拦截、惯性、扩散等过滤机理来捕获粉尘粒子。熔喷过滤材料作为第一道过滤层，主要利用静电效应来捕获粉尘粒子。该材料纤维是被极化了的驻极体纤维，在与气流垂直的方向上存在着高达几百至上千伏电压的静电场，在纤维材料的孔隙间形成了无数个无源集尘电极。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子(往往是带电的)通过这些孔隙时，就在电场力的作用下被捕获。

玻璃纤维过滤材料作为第二道过滤层，主要利用拦截和扩散效应来捕获粉尘粒子。该材料使用超细玻璃纤维为原料，通过造纸工艺生产的纤维堆积滤材，纤维堆积交织成三维立体网状结构，形成无数微孔通道。气流通过微孔通道时，由于拦截、惯性、扩散等过滤机理的作用，将气流中的微粒捕捉下来。

2、很低的过滤阻力

过滤阻力与过滤效率一样也是衡量过滤材料的重要参数之一，好的过滤材料在使用过程中的压差较小。过滤材料利用玻璃纤维滤材和熔喷过滤材料复合制得的，利用熔喷的低阻力来弥补玻璃纤维过滤材料阻力大的缺点，同等效率的复合材料阻力比玻璃纤维过滤材料阻力要小很多。

3、较高的容尘量

空气先经过第一道过滤层，即熔喷层，该层主要利用静电效应捕捉粉尘，纤网形成的微孔相对玻璃纤维滤材的微孔要大，材料不易由于粉尘堵塞而造成阻力增加，所以它的容尘能力较大。由此赋予了过滤材料的容尘量，大大提高材料使用寿命。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的3种具体实施例。显然，本发明并不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种过滤材料，其特征在于由至少一层熔喷过滤材料与一层玻璃纤维过滤材料复合而成。

2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于所述玻璃纤维过滤材料单面复合有一层熔喷过滤材料。

3.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于所述玻璃纤维过滤材料两表面分别复合有一层熔喷过滤材料。

4.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于所述的熔喷过滤材料由下述工艺制备：将改性聚丙烯切片在熔融状态下通过喷丝板挤出，离开喷丝孔的熔体在高速热空气作用下吹成超细的纤维，纤维高速飞向凝网帘而形成纤网，再经过驻极形成即得熔喷过滤材料。

5.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于所述的玻璃纤维过滤材料由下述工艺制备：将多种丝径的玻璃纤维分散成浆液，各种纤维浆液按比例配置成混合溶液，经过长网或斜网抄造，最后烘干即得玻璃纤维过滤材料。

6.根据权利要求1-5之一所述的过滤材料，其特征在于所述玻璃纤维过滤材料克重为25g/m²-70g/m²，厚度为0.15-0.2mm；熔喷过滤材料克重为10g/m²-25g/m²，厚度为0.01-0.15mm。

7.一种权利要求1所述过滤材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：将熔喷过滤材料与玻璃纤维过滤材料放置在放料架上，穿过导辊，利用热熔胶纤维枪对玻璃纤维表面施纤维胶，然后将熔喷过滤材料与之贴合，最后收卷成品。

8.根据权利要求7所述的过滤材料的制备方法，其特征在于所述的热熔胶纤维细度在10-40μm，每平方纤维胶用量在3-8g。

9.根据权利要求7所述的过滤材料的制备方法，其特征在于所述的熔喷过滤材料由下述工艺制备：将改性聚丙烯切片在熔融状态下通过喷丝板挤出，离开喷丝孔的熔体在高速热空气作用下吹成超细的纤维，纤维高速飞向凝网帘而形成纤网，再经过驻极形成即得熔喷过滤材料。

10.根据权利要求7所述的过滤材料的制备方法，其特征在于所述的玻璃纤维过滤材料由下述工艺制备：将多种丝径的玻璃纤维分散成浆液，各种纤维浆液按比例配置成混合浆液，经过长网或斜网抄造，最后烘干即得玻璃纤维过滤材料。