CN105688512A - 水刺精密面层滤料及其制备方法 - Google Patents

水刺精密面层滤料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的滤料从迎尘面到净气面依次由以下六部分构成为：精密面层、上层纤维网层、基布层、下层纤维网层；同时，在滤料的双面还存在有浸渍处理层。所述上、下纤维网层是短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经过水刺加工与基布层固结在一起，制成水刺毡；所述精密面层是采用细旦纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，制成水刺精密面层毡；所述水刺精密面层毡经过聚四氟乙烯乳液浸渍处理，形成了上下浸渍层，最终制成水刺精密面层滤料。本发明的水刺精密面层滤料结构稳定，具有过滤精度高、耐高温、耐腐蚀性好等特点，可用于各种复杂环境下的烟尘过滤。

Description

水刺精密面层滤料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保过滤用材料，特别是一种过滤精度高、过滤性能好的水刺精密面层滤料及其制备方法。
背景技术
目前，由于钢铁行业、有色金属行业、化工行业、炭黑行业、水泥行业、垃圾焚烧行业等部分烟气排放点或扬尘点产生的烟气温度高、含酸性、碱性等物质，高温烟气的主要成分是烟尘、SO2、NOX、CO、氟化物等，具有较强的腐蚀性，对过滤材料综合指标提出了更高的要求。
在当前高温过滤领域所用的过滤材料的综合性能一般，应用范围受到了局限。当前高温过滤领域使用的玻璃纤维、聚苯硫醚、聚酰亚胺、芳纶、聚四氟乙烯等材料不同程度的存在综合性能差、成本高等问题。在烟尘温度长期过高的工作条件下，一些工况不得不在除尘器前增加降温设施和防腐设施来避免高温和腐蚀对过滤材料的损害，这就加大了生产成本。
发明内容
本发明的目的是解决现有环保过滤用材料领域中存在的部分问题，提供一种水刺精密面层滤料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
水刺精密面层滤料的制备方法，包括以下步骤：
(1)基布层的制作：选用高强纤维纱，经过预处理加工，在织布机上制成基布层；
(2)纤维网层制作以及与基布的结合：纤维网层制作以及与基布的结合采用新型水刺工艺完成；
(3)将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，制成精密面层水刺毡；
(4)将精密面层水刺毡引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍、烘干、热定型加工，最终制成水刺精密面层滤料。
优选地，所述步骤(2)中新型水刺工艺是指短纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网或气流成网→预针刺→水刺→修面→检验包装的工序。
优选地，所述预处理工序是短纤维松包后均匀摊开，喷洒含1％～2％抗静电剂水溶液，放置12～16小时后使用。
优选地，所述预开松是将预处理好的短纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，进行自由式开松。
优选地，所述水刺工艺主要参数如下：
本发明的另一方面，所述水刺精密面层滤料包括六层结构，依次为上浸渍处理层、精密面层、上层纤维网层、基布层、下层纤维网层和下浸渍处理层。
本发明的有益效果：
本发明的水刺精密面层滤料表层为致密、均匀的细旦短纤维网层，过滤方式由“表层+深层”转变为“表层过滤”，有利于对细致粉尘收集，捕尘效果稳定，因而捕尘效率高于其它过滤材料，除尘率达99.99％。本发明的水刺精密面层滤料易清灰，运行阻力只有传统滤料的35％～40％,其过滤效率和过滤速度显著提高。
本发明的水刺精密面层滤料为了降低滤料阻力，上、下纤维网层选用普通短纤维制成纤网，采用水刺加固工艺将其固定在基布的表面，减少纤维的损伤，增强纤维间的抱合力。上、下层纤维网层因孔隙率大于细旦纤维面层，对进入滤料内部的含尘气体继续过滤的同时，还可以分散气流作用，有利于气流的顺利通过，降低运行阻力。上下浸渍处理层会在纤维表面形成致密的保护层，提高滤料的过滤清灰性、抗侵蚀性和拒水防油性。
本发明的水刺精密面层滤料基布层选用高强低伸、耐温耐腐的机织布，高性能基布还起到加强筋的作用，使水刺精密面层滤料保持很高的抗拉强度，同时，由于高性能机织布具有耐酸、耐碱和耐水性能，可以提高滤料的抗侵蚀性能，延长滤料的使用寿命。
本发明的水刺精密面层滤料由于特殊加工工艺使得滤料孔隙率高、孔径均匀，滤料从迎尘面到净气面形成喇叭孔状、前密后疏的流体通道，有利于气流顺利通过；滤料内层不易集尘，从而降低滤料的压降，减少清灰次数并节约能源，保持滤料长期运行而滤料运行阻力基本不升高或者上升速度缓慢，有效延长滤料的使用寿命。
本发明的水刺精密面层滤料采用高密度的水刺工艺生产加工，可以减少对纤维的损伤，保证制品具有较高的强力，同时使纤维网层与基布达到最高的紧密度与抱合度，增强滤料的强度；滤料经过聚四氟乙烯乳液浸渍处理后形成保护层，提高滤料的抗侵蚀，有效地延长滤料的使用寿命。
本发明的水刺精密面层滤料，将两种或两种以上的材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使高效材料的综合性能优于原组成材料，从而满足各种不同工况的要求。
本发明水刺精密面层滤料具有过滤精度高、使用寿命长等优点，使用本发明水刺精密面层滤料制成的袋式除尘器可以广泛应用于各类复杂工况的烟尘气体的过滤，如水泥、炭黑、钢铁、电力、有色金属、化工、焚烧等行业的高温烟尘过滤。
附图说明
图1是本发明所述滤料的结构图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
水刺精密面层滤料包括六层结构，依次为上浸渍处理层1、精密面层2、上层纤维网层3、基布层4、下层纤维网层5和下浸渍处理层6。
水刺精密面层滤料的制备方法，包括以下步骤：
(1)基布层的制作：选用高强纤维纱，经过预处理加工，在织布机上制成基布层；
(2)纤维网层制作以及与基布的结合：纤维网层制作以及与基布的结合采用新型水刺工艺完成；
(3)将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，制成精密面层水刺毡；
(4)将精密面层水刺毡引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍、烘干、热定型加工，最终制成水刺精密面层滤料。
所述步骤(2)中新型水刺工艺是指短纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网或气流成网→预针刺→水刺→修面→检验包装的工序。
所述预处理工序是短纤维松包后均匀摊开，喷洒含1％～2％抗静电剂水溶液，放置12～16小时后使用；通过抗静电剂的表面处理技术来改善其蓬松性、以利于下道工序加工，同时增加成网后纤维间的抱合力。
所述预开松是将预处理好的短纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，进行自由式开松，其目的是减少纤维的损伤同时使纤维束得到开松和分解以利于后续加工。
所述水刺工艺主要参数如下：
序号 主要项目 工艺参数
1 喷水口直径 0.10～0.12mm
2 喷孔规格及数量 双排或三排25～31孔
3 水针压力 (1.0～3.0)×107Pa
。
实施例一
1、超细玻纤拉制成型、聚四氟乙烯混合乳液的浸渍处理、膨体工序的处理，处理后的玻纤线用喷气织布机，采用1/3的平纹工艺织造成320g/m2的玻纤膨体布。
其经向强力≥2400N；纬向强力≥2300N。
2、将PTFE短纤维原料拆包，均匀地铺开，喷洒含有1％抗静电剂的水溶液，放置12小时后，经过下列工序：
预开松→主开松→棉箱混合→梳理→制成180g/m2～200g/m2PTFE纤维网→预针刺→水刺→修面检验成卷等工序，制成700g/m2水刺毡。
水刺工艺参数如下：
序号 主要项目 工艺参数
1 喷水口直径 0.10mm
2 喷孔规格及数量 双排25孔
3 水针压力 1.0×107Pa
。
3、将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦PTFE短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，精密面层厚度60g±5g，制成760g/m2精密面层水刺毡。
4、将上述加工好的滤料精密面层向上，引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍处理、挥发处理、烘干处理、烧结处理等工序加工，制成780g/m2水刺精密面层滤料。
5、产品性能参数
实施例二
1、高强PTFE长丝经过预处理后，采用剑杆织布机，平纹织造工艺，制成150g/m2的高强PTFE基布。
其经向强力≥800N/5×20cm；纬向强力≥900N/5×20cm。
2、将PPS短纤维和PTFE短纤维原料拆包，均匀地铺开，喷洒含有1.5％抗静电剂的水溶液，放置14小时后，经过下列工序：
PPS短纤维和PTFE短纤维混用比例1:1→预开松→主开松→棉箱混合→梳理→制成180g/m2～200g/m2PTFE纤维网→预针刺→水刺→修面检验成卷工序，制成530g/m2的水刺毡。
水刺工艺参数如下：
序号 主要项目 工艺参数
1 喷水口直径 0.11mm
2 喷孔规格及数量 双排31孔
3 水针压力 2.0×107Pa
。
3、将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦PPS短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，精密面层厚度50g±5g，制成580g/m2精密面层水刺毡。
4、将上述加工好的滤料引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍处理、挥发处理、烘干处理、烧结处理等工序加工，制成600g/m2水刺精密面层滤料。
5、产品性能参数
实施例三
超细玻纤拉制成型、聚四氟乙烯混合乳液的浸渍处理、膨体工序的处理，处理后的玻纤线用喷气织布机，采用1/3的平纹工艺织造成240g/m2的玻纤膨体布。
其经向强力≥1800N；纬向强力≥1900N。
2、将PTFE短纤维原料拆包，均匀地铺开，喷洒含有1％抗静电剂的水溶液，放置16小时后，经过下列工序：
预开松→主开松→棉箱混合→梳理→制成140g/m2～160g/m2PTFE纤维网→预针刺→水刺→修面检验成卷等工序，制成550g/m2水刺毡。
水刺工艺参数如下：
序号 主要项目 工艺参数
1 喷水口直径 0.12mm
2 喷孔规格及数量 双排28孔
3 水针压力 3.0×107Pa
。
3、将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦PTFE短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，精密面层厚度30g±5g，制成580g/m2精密面层水刺毡。
4、将上述加工好的滤料引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍处理、挥发处理、烘干处理、烧结处理等工序加工，制成600g/m2水刺精密面层滤料。
5、产品性能参数
。
使用本发明的水刺精密面层滤料制成的袋式除尘器过滤袋，可以广泛应用于各类复杂工况的高温烟尘过滤和产品收集，实现小于10mg/Nm3的排放标准，同时保证除尘系统在高效、低阻、平稳的状态下长期运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.水刺精密面层滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基布层的制作：选用高强纤维纱，经过预处理加工，在织布机上制成基布层；
(2)纤维网层制作以及与基布的结合：纤维网层制作以及与基布的结合采用新型水刺工艺完成；
(3)将水刺毡作为基材引入针刺机中，细旦短纤维经过预处理、预开松、梳理、成网后，经针刺加工固结在水刺毡表面，制成精密面层水刺毡；
(4)将精密面层水刺毡引入聚四氟乙烯乳液浸渍槽中，经过浸渍、烘干、热定型加工，最终制成水刺精密面层滤料。
2.根据权利要求1所述的水刺精密面层滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中新型水刺工艺是指短纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网或气流成网→预针刺→水刺→修面→检验包装的工序。
3.根据权利要求2所述的水刺精密面层滤料的制备方法，其特征在于，所述预处理工序是短纤维松包后均匀摊开，喷洒含1％～2％抗静电剂水溶液，放置12～16小时后使用。
4.根据权利要求2所述的水刺精密面层滤料的制备方法，其特征在于，所述预开松是将预处理好的短纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，进行自由式开松。
5.根据权利要求1所述的水刺精密面层滤料的制备方法，其特征在于，所述水刺工艺主要参数如下：
序号 主要项目 工艺参数 1 喷水口直径 0.10～0.12mm 2 喷孔规格及数量 双排或三排25～31孔 3 水针压力 (1.0～3.0)×107Pa
。
6.权利要求1-5任一所述的方法所制备的水刺精密面层滤料，其特征在于，包括六层结构，依次为上浸渍处理层、精密面层、上层纤维网层、基布层、下层纤维网层和下浸渍处理层。
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