CN107362617B - 空气过滤材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空气过滤材料，包括基底、亲油层和设置在基层与亲油层之间的亲水层，所述基底、亲油层和亲水层通过针刺或水刺复合，所述亲油层的孔径不小于亲水层的孔径，基底的进气侧设有疏水层，疏水层由涤纶纤维、锦纶纤维、氨纶纤维、丙纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维中的一种或几种制成。本发明的亲油层由吸油材料和疏油材料制成，亲水层由吸水材料和疏水材料制成，具有结构稳定、使用寿命长、可反复使用的特点，且多次使用后也能保持高滤清效率。

Description

空气过滤材料
技术领域
本发明属于过滤技术领域，具体涉及空气过滤材料。
背景技术
空气过滤材料在空气循环系统、内燃机空气滤清器等空气净化系统中普遍使用。随着现代工业迅速发展，对环境的洁净度要求越来越高，为达到高等级的空气洁净度，对所选用的过滤材料的过滤性能的要求也越来越高。为满足过滤需求，达到绿色环保的标准，出现了一些可反复利用的复合型过滤材料。这些过滤材料在使用时配合水或粘性油，利用水或粘性油吸附水溶性气体或油溶性的气体，还能吸附微小粉尘，从而达到增强过滤效果的目的。
吸水空气过滤材料工作时气体流动加速水分的挥发，水分流失过多导致过滤效果降低。这种类型的空气过滤材料还存在过滤孔结构不稳定的缺点，该空气过滤材料吸收了水或粘性油之后会有一定润涨，脱水脱油清洁干燥后结构收缩，反复几次后使得空气过滤材料的结构松动，容易脱毛，过滤孔变形，降低过滤精度，同时也容易卡住颗粒，增加了清洁难度。
发明内容
本发明提供一种空气过滤材料，以解决现有空气过滤材料容易失水，使用一段时间后结构变松散、过滤孔变形、过滤精度降低、材料脱落、清洁难度大等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种空气过滤材料，包括基底、亲油层和设置在基层与亲油层之间的亲水层，所述基底、亲油层和亲水层通过针刺或水刺复合，所述亲油层的孔径不小于亲水层的孔径，基底的进气侧设有疏水层，疏水层由涤纶纤维、锦纶纤维、氨纶纤维、丙纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维中的一种或几种制成。
进一步地，所述亲油层由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：0.4～1.2，吸油纱为聚丙烯纱线、甲基丙烯酸酯纱线或PVA改性棉纤维纱线中的一种，疏油纱为玻璃纤维纱线、氟化聚丙烯腈纤维纱线或氟化聚氨酯纤维纱线中的一种。
进一步地，所述亲油层为非织造材料，亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维与疏油纤维的质量比为1:0.3～0.9，吸油纤维为聚丙烯纤维、甲基丙烯酸酯纤维、PVA改性棉纤维、硅油改性稻草纤维、二氧化铈改性木棉纤维中的一种或者几种，疏油纤维为聚四氟乙烯纤维、氟化聚丙烯腈纤维、氟化聚氨酯纤维中的一种或者几种。
进一步地，所述亲水层由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:1.1～2.5，吸水纱为竹炭纤维纱线、聚丙烯腈纤维纱线、聚丙烯酸酯纤维纱线或聚酯纤维纱线中的一种，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的尼龙、涤纶、棉纱线、氟化聚氨酯纤维纱线中的一种。
进一步地，所述亲水层为非织造材料，亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维与疏水纤维的质量比为1:1.3～3，吸水纤维为竹炭纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸酯纤维、PBT/PET中空复合纤维、中空涤纶纤维中的一种或几种，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的棉纤维、PET纤维、聚酰胺纤维、氟化聚氨酯纤维、聚四氟乙烯纤维中的一种或几种。
本发明的有益效果：
(1)本发明的亲水层的进气侧设有亲油层、出气侧设有疏水层，亲油层和疏水层能有效地减少亲水层内水分的流失，增强锁水能力；本发明能够根据所需要过滤的空气选择添加粘性油或水，适用范围广、过滤效果好。
(2)本发明的亲油层由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，亲油层中吸油纱用于吸收粘性油，疏油纱其支架作用，用于保持整个亲油层的结构稳定，防止亲油层吸油后过度膨胀导致亲油层与亲水层脱离，防止过滤孔变形；玻璃纤维纱线、氟化聚丙烯腈纤维纱线和氟化聚氨酯纤维纱线同时也具有疏水能力，防止亲油层吸附水分，用于保障锁水能力，同时也有利于保证亲油层结构稳定。
(3)本发明的亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维提供吸油能力，使得粘性油能够附着在亲油层上或被亲油层吸附，疏油纤维用于稳定亲油层的结构，防止亲油层吸油后尺寸变化过大。
(4)本发明的亲水层由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，竹炭纤维纱线、聚丙烯腈纤维纱线、聚丙烯酸酯纤维纱线和聚酯纤维纱线具有亲水疏油的性能，用拒水拒油整理剂处理过的尼龙、涤纶、棉纱线、氟化聚氨酯纤维纱线具有良好的疏水疏油性能，因此亲水层不仅吸水而且具有疏油特性，防止亲水层吸附亲油层中的粘性油，达到稳定亲水层结构的目的。
(5)本发明的亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维提供吸水锁水能力，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的棉纤维、PET纤维、聚酰胺纤维、氟化聚氨酯纤维、聚四氟乙烯纤维中的一种或几种，拒水拒油处理剂能够增强纤维的拒水拒油能力，达到稳定亲水层结构的目的。
(6)本发明能够反复使用，具有过滤效果稳定，使用方便，使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中符号说明：基底1，亲油层2，亲水层3，疏水层4。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
一种空气过滤材料，包括基底1、亲油层2和设置在基层1与亲油层2之间的亲水层3，所述基底1、亲油层2和亲水层3通过针刺或水刺复合，所述亲油层2的孔径不小于亲水层3的孔径，基底1的进气侧设有疏水层4。
实施例1
疏水层4由涤纶纤维和丙纶纤维制成。
亲油层2由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：0.8，吸油纱为聚丙烯纱线，疏油纱为氟化聚丙烯腈纤维纱线。
亲水层3由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:1.1，吸水纱为竹炭纤维纱线，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的聚酯纤维纱线。
实施例2
疏水层4由丙纶纤维制成。
亲油层2由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：0.4，吸油纱为甲基丙烯酸酯纱线，疏油纱为氟化聚氨酯纤维纱线。
亲水层3由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:1.6，吸水纱为聚丙烯腈纤维纱线，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的涤纶。
实施例3
疏水层4由氨纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维制成。
亲油层2由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：1.2，吸油纱为PVA改性棉纤维纱线，疏油纱为玻璃纤维纱线。
亲水层3由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:2.5，吸水纱为聚丙烯酸酯纤维纱线，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的聚酯纤维纱线。
实施例4
疏水层4由锦纶纤维和腈纶纤维中制成。
亲油层2为非织造材料，亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维与疏油纤维的质量比为1:0.6，吸油纤维为聚丙烯纤维、甲基丙烯酸酯纤维和PVA改性棉纤维，疏油纤维为聚四氟乙烯纤维和氟化聚丙烯腈纤维。
亲水层3为非织造材料，亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维与疏水纤维的质量比为1:2，吸水纤维为聚丙烯腈纤维和中空涤纶纤维，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的棉纤维和用拒水拒油整理剂处理过PET纤维。
实施例5
疏水层4由氨纶纤维、丙纶纤维、氯纶纤维和腈纶纤维制成
亲油层2为非织造材料，亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维与疏油纤维的质量比为1:0.3，吸油纤维为硅油改性稻草纤维，疏油纤维为氟化聚氨酯纤维。
亲水层3为非织造材料，亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维与疏水纤维的质量比为1:1.3，吸水纤维为聚丙烯酸酯纤维，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的氟化聚氨酯纤维。
实施例6
疏水层4由涤纶纤维和腈纶纤维中制成
亲油层2为非织造材料，亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维与疏油纤维的质量比为1:0.9，吸油纤维为聚丙烯纤维、硅油改性稻草纤维和二氧化铈改性木棉纤维，疏油纤维为聚四氟乙烯纤维和氟化聚氨酯纤维。
所述亲水层3由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:2.3，吸水纱为聚酯纤维纱线，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的涤纶。
实施例7
疏水层4由涤纶纤维、锦纶纤维和氨纶纤维制成
所述亲油层2由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：0.6，吸油纱为甲基丙烯酸酯纱线，疏油纱为氟化聚氨酯纤维纱线。
亲水层3为非织造材料，亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维与疏水纤维的质量比为1:3，吸水纤维为竹炭纤维、聚丙烯酸酯纤维和PBT/PET中空复合纤维，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的棉纤维和用拒水拒油整理剂处理过的氟化聚氨酯纤维。
对比例1
与实施例1相比，唯有不同的是：亲油层由吸油纱聚丙烯纱线制成。
对比例2
与实施例1相比，唯有不同的是：亲水层由吸水纱竹炭纤维纱线制成。
对比例3
与实施例4相比，唯有不同的是：亲油层由吸油纤维制成，吸油纤维为聚丙烯纤维、甲基丙烯酸酯纤维和PVA改性棉纤维。
对比例4
与实施例4相比，唯有不同的是：亲水层由吸水纤维制成，吸水纤维为聚丙烯腈纤维和中空涤纶纤维。
对比例5
与实施例4相比，不同的是；亲油层由吸油纤维制成，吸油纤维为聚丙烯纤维、甲基丙烯酸酯纤维和PVA改性棉纤维；亲水层由吸水纤维制成，吸水纤维为聚丙烯腈纤维和中空涤纶纤维。
根据QC/T 32(汽车用空气滤清器试验方法)测定用实施例1～7和对比例1～5制成的空气过滤材料在第1、3、5、7、9次使用时的滤清效率(每次过滤后空气过滤材料要进行清洁以备下次使用)，测量温度为20℃，测量环境压强为101.3KPa，所有的空气过滤材料均为吸水吸油后进行测试，测量结果如下表所示。
Figure GDA0002202162530000031
由上表可知：亲水层设有疏水结构和亲油层设有疏油结构的空气过滤材料再第9次实用时还保持着良好的滤清效率，而亲水层未设疏水结构和亲有层未设疏油结构的空气过滤材料再多次使用后滤清效率明显下降。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种空气过滤材料，其特征在于，包括基底(1)、亲油层(2)和设置在基底(1)与亲油层(2)之间的亲水层(3)，所述基底(1)、亲油层(2)和亲水层(3)通过针刺或水刺复合，所述亲油层(2)的孔径不小于亲水层(3)的孔径，基底(1)的进气侧设有疏水层(4)，疏水层(4)由涤纶纤维、锦纶纤维、氨纶纤维、丙纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维中的一种或几种制成，所述亲油层(2)由吸油纱和疏油纱均匀交替织成，吸油纱和疏油纱的数量比例为1：0.4～1.2，吸油纱为聚丙烯纱线、甲基丙烯酸酯纱线或PVA改性棉纤维纱线中的一种，疏油纱为玻璃纤维纱线、氟化聚丙烯腈纤维纱线或氟化聚氨酯纤维纱线中的一种；或者，所述亲油层(2)为非织造材料，亲油层由吸油纤维和疏油纤维复合制成，吸油纤维与疏油纤维的质量比为1:0.3～0.9；
所述亲水层(3)由吸水纱和疏水纱均匀交替织成，吸水纱和疏水纱的数量比例为1:1.1～2.5；或者所述亲水层(3)为非织造材料，亲水层由吸水纤维和疏水纤维复合制成，吸水纤维与疏水纤维的质量比为1:1.3～3。
2.根据权利要求1所述的空气过滤材料，其特征在于，所述吸油纤维为聚丙烯纤维、甲基丙烯酸酯纤维、PVA改性棉纤维、硅油改性稻草纤维、二氧化铈改性木棉纤维中的一种或者几种，疏油纤维为聚四氟乙烯纤维、氟化聚丙烯腈纤维、氟化聚氨酯纤维中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的空气过滤材料，其特征在于，所述吸水纱为竹炭纤维纱线、聚丙烯腈纤维纱线、聚丙烯酸酯纤维纱线或聚酯纤维纱线中的一种，所述疏水纱为用拒水拒油整理剂处理过的尼龙、涤纶、棉纱线、氟化聚氨酯纤维纱线中的一种。
4.根据权利要求1所述的空气过滤材料，其特征在于，所述吸水纤维为竹炭纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸酯纤维、PBT/PET中空复合纤维、中空涤纶纤维中的一种或几种，疏水纤维为用拒水拒油整理剂处理过的棉纤维、PET纤维、聚酰胺纤维、氟化聚氨酯纤维、聚四氟乙烯纤维中的一种或几种。
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