CN107569910B - 一种具有递增结构的滤料及包括该滤料的过滤器和空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有递增结构的滤料及包括该滤料的过滤器和空调。本发明的一种具有递增结构的滤料，包括多层混合纤维，每层混合纤维的厚度为0.45mm‑50.05mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量为5.1g/m²‑300.1g/m²，每层混合纤维的单位面积纤维重量递增。本发明提供的滤料结构为单位面积纤维重量递增结构，使得本发明的滤料透风能力好、容尘量大、滤面阻力小、成本低兼具杀菌能力。

Description

一种具有递增结构的滤料及包括该滤料的过滤器和空调

技术领域

本发明涉及一种具有递增结构的滤料及包括该滤料的过滤器和空调。

背景技术

室内外的空气质量与人体健康有着密切的关系，目前，空气中对人类健康影响最大的污染物主要为三类：1、颗粒物，比如烟雾、粉尘、PM2.5等，被吸入人体后会进入细支气管甚至肺泡，并可透过血气屏障进入循环系统，引发哮喘等疾病；2、气态污染物，甲醛，苯，臭氧，硫化氢等，长期吸入气态污染物会引起头痛，头晕，乏力，感觉障碍，免疫力下降等，并有致癌风险；3、微生物，细菌，病毒，螨虫尸骸，皮屑等，被吸入人体后会致病和过敏。

众所周知，空气中的颗粒物、气态污染物和微生物的尺寸从几微米到几毫米，甚至存在纳米级的危害物。现有的空气过滤器一般使用过滤棉、过滤板等。但是现有空气过滤器的滤料存在以下缺点：透风能力差、容尘量小、滤面阻力大、过滤效果差、成本高、使用效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种透风能力好、容尘量大、滤面阻力小、成本低兼具杀菌能力的具有递增结构的滤料及包括该滤料的过滤器和空调。

本发明提供的一种具有递增结构的滤料，其技术方案是：

一种具有递增结构的滤料，包括多层混合纤维，每层混合纤维的厚度为0.45mm-50.05mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量为5.1g/m²-300.1g/m²，层与层之间的纤维单位面积纤维重量递增。

其中，所述滤料包括依次设置的厚度为8-10mm，单位面积纤维重量为50.1-80.1g/m²的纤维层；厚度为7-9mm，单位面积纤维重量为80.1-120.1g/m²的纤维层；厚度为4-6mm，单位面积纤维重量为120.1-175.1g/m²的纤维层和厚度为2-4mm，单位面积纤维重量为175.1-220.1g/m²的纤维层。

其中，每层混合纤维包括普通纤维和质量百分比为25％以上的杀菌纤维，所述普通纤维包括纤度分别为2D-3D、4D-6D、13D-17D和18D-22D的纤维，上述四种纤维中的每一种的质量百分比为20-30％；所述杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D。

其中，所述杀菌纤维含有能够释放出杀菌金属离子的沸石颗粒。

其中，所述沸石颗粒为能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒。

其中，所述混合纤维中的纤维的延伸率为10-70％，切割长度为36-40mm。

其中，每层混合纤维的厚度为0.95mm-10.05mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量为30.1g/m²-300.1g/m²。

其中，所述普通纤维是不可降解纤维，所述杀菌纤维是不可降解杀菌纤维；

所述混合纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)、制备不可降解纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后直接吹成不可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备不可降解杀菌纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后加入能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒，吹成不可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将不可降解纤维与不可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维。

其中，所述普通纤维是可降解纤维，所述杀菌纤维是可降解杀菌纤维；

所述混合纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)、制备可降解纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度的温度下熔融后直接吹成可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备可降解杀菌纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度的温度下熔融后加入能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒，吹成可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将可降解纤维与可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维。

其中，所述可降解纤维和所述可降解杀菌纤维中的纤维是聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维。

其中，所述不可降解纤维和所述不可降解杀菌纤维中的纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或者聚丙烯纤维。

本发明还提供了一种过滤器，包括框架以及安装在所述框架上的过滤体，所述过滤体采用滤料制成，所述滤料是如上所述的具有递增结构的滤料。

本发明还提供了一种空调，包括如上所述的过滤器。

本发明提供的具有递增结构的滤料，其有益效果是：

本发明提供的滤料结构为单位面积纤维重量递增结构，使得本发明的滤料透风能力好、容尘量大、滤面阻力小、成本低兼具杀菌能力。

递增结构的滤料用于制备滤材，过滤效率，风阻和容尘量能够有机结合，是一种高效，环保，绿色的新型过滤材料。可广泛应用于口罩、汽车空调过滤器、空气净化机滤芯和风机滤芯等行业。

传统的杀菌滤料是在纤维上涂覆杀菌金属(例如纳米银)制成，当水洗后杀菌金属会被洗去，从而丧失杀菌效果；杀菌金属会在人体内富集，影响使用者的身体健康。本发明提供的滤料，通过在纤维母料中混合含有能够释放“银离子+铜离子”的沸石颗粒吹制而成，杀菌成分融合在纤维内部，经过水洗后仍然具备良好的杀菌效果。

附图说明

图1为本发明的滤料的实施例一的截面示意图。

图2为本发明的滤料的实施例二的截面示意图。

图3为本发明一种过滤器的立体结构示意图。

图4为本发明过滤器中支撑口袋另一实施例的结构示意图。

图5为本发明所述空调的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

参见图1所示，本实施例提供的一种具有递增结构的滤料，包括多层混合纤维，每层混合纤维的单位面积纤维重量递增，每层混合纤维的厚度为0.45mm-50.05mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量为5.1g/m²-300.1g/m²，优选地，每层混合纤维的厚度为0.95mm-10.05mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量为30.1g/m²-300.1g/m²。在一种实施方式中，所述滤料包括依次设置的厚度为8-10mm，单位面积纤维重量为50.1-80.1g/m²的纤维层；厚度为7-9mm，单位面积纤维重量为80.1-120.1g/m²的纤维层；厚度为4-6mm，单位面积纤维重量为120.1-175.1g/m²的纤维层和厚度为2-4mm，单位面积纤维重量为175.1-220.1g/m²的纤维层。

优选地，滤料包括厚度为9mm，单位面积纤维重量为50.1-80.1g/m²的纤维层；厚度为8mm，单位面积纤维重量为80.1-120.1g/m²的纤维层；厚度为5mm，单位面积纤维重量为120.1-175.1g/m²的纤维层和厚度为3mm，单位面积纤维重量为175.1-220.1g/m²的纤维层。

在可选择的实施方式中，如图2所示，每层混合纤维的厚度还可以相等。

上述递增结构的滤料用于制备滤材，过滤效率、风阻和容尘量能够有机结合，可广泛应用于口罩、交通工具空调过滤器、空气净化机滤芯和新风机滤芯等行业。

实施例1

本实施例的混合纤维包括不可降解纤维和不可降解杀菌纤维，不可降解纤维包括纤度分别为2D-3D、4D-6D、13D-17D和18D-22D的纤维，上述四种纤维中的每一种的质量百分比为20-30％。优选地，纤度可以分别为2.5D、5D、15D和20D，各占25％。不可降解杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D，优选为2.3D。

优选地，不可降解杀菌纤维占所述混合纤维的质量百分比为25％以上，优选占比为25％-40％，进一步优选占比为25％-30％；所述不可降解杀菌纤维含有能够释放出杀菌金属离子(例如铜离子和银离子)的沸石颗粒，沸石颗粒占所述不可降解杀菌纤维的质量百分比为0.3％-0.5％。不可降解纤维的质量百分比为75％以下。优选地，混合纤维可以只包括不可降解纤维和不可降解杀菌纤维，即不可降解纤维和不可降解杀菌纤维的质量百分比之和为100％。

优选地，所述混合纤维中的纤维的延伸率为10-70％，切割长度为36-40mm。本发明中，纤维的成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或者聚丙烯(PP)纤维。本发明得到的混合纤维生产成本低、杀菌高效，具有长久的杀菌和抗病毒能力，采用独特的“银离子+铜离子”混合杀菌技术，可提供持续、安全和有效的抗菌保护。铜离子和银离子对细菌以及病毒的细胞发起联合攻击，铜离子攻击细胞壁的蛋白质/氨基酸，以便银离子轻松侵入细胞，银离子进入细胞质后，便会与基因组的DNA发生反应，使与呼吸功能相关的关键酶失效，并使与细胞壁养分透过功能相关的关键酶失效，从而实现极高的杀菌抗病毒效果。

本发明还提供了一种如上所述的混合纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备不可降解纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后直接吹成不可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备不可降解杀菌纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后加入能够释放出杀菌金属离子(例如铜离子和银离子)的沸石颗粒，吹成不可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将不可降解纤维与不可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维，其中不可降解杀菌纤维的质量百分比为25％以上。

根据上述方法制得的混合纤维，采用欧盟标准，对细菌和病毒进行测试，结果如表1所示：

表1本申请的混合纤维针对细菌和病毒的测试结果

根据上述方法制得的混合纤维，采用欧盟标准，对病毒进行测试，结果如表2所示：

表2本申请的混合纤维针对病毒的测试结果

病毒类型	输入的病毒载量	对数下降值
			甲型流感(H1N1)，A/布里斯班/59/2007	6.20	≥4.10±0.00
甲型流感(H1N1)，A/威斯康星州/10/98	6.20	≥4.10±0.00
			甲型流感(H1N1)，A/波多黎各/8/34	6.15	≥4.05±0.00
甲型流感(H3N2)，A/威斯康星州/67/2005	6.49	≥4.39±0.00
			甲型流感(H3N2)，A/布里斯班/10/2007	6.20	≥4.10±0.00
甲型流感(H3N2)，A/香港/8/68	6.28	≥4.18±0.00
			马甲型流感(H3N8)，A/马/2/迈阿密/63	6.15	≥4.05±0.00
乙型流感，B/Lee/40	6.53	≥4.43±0.00
			甲型流感，A/维多利亚州/3/75	6.74	≥4.64±0.00
禽甲型流感(H9N2)，A/土耳其/威斯康星州/66	6.40	≥4.30±0.00
			猪甲型流感(H1N1)，A/猪/1976/31	6.40	≥4.30±0.00
甲2型流感(H2N2)，A/2/日本/305/57	6.70	≥4.60±0.00
			乙型流感，B/佛罗里达州/4/2006	6.15	≥4.05±0.00
乙型流感，B/布里斯班/60/2008	6.40	≥4.30±0.00
			禽流感(H5N1)，A/加利福尼亚/04/09	6.90	≥4.02±0.00
甲型流感(H1N1)，A/加利福尼亚/04/09	6.45	≥4.05±0.00

根据表1和表2可知，本实施例提供的混合纤维具有良好杀菌性能和抗病毒性能。本实施例中的杀菌滤料对空气中的烟雾、粉尘、PM2.5等颗粒物，甲醛，苯，臭氧，硫化氢等气态污染物，细菌，病毒，螨虫尸骸，皮屑等微生物，具有优异的过滤能力。

纤维吸附杂质的原理包括重力、惯性、扩散(范德华力)和静电作用。综合考虑空气中的烟雾、粉尘、PM2.5等颗粒物，甲醛，苯，臭氧，硫化氢等气态污染物，细菌，病毒，螨虫尸骸，皮屑等微生物。申请人经过大量的试验，限定了上述纤维的纤度，以及递增结构，使得滤料的过滤效率、风阻和容尘量能够有机的结合。

实施例2

本实施例的混合纤维包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，可降解纤维包括纤度分别为2D-3D、4D-6D、13D-17D和18D-22D的纤维，上述四种纤维中的每一种的质量百分比为20-30％。优选地，纤度可以分别为2.5D、5D、15D和20D，各占25％。可降解杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D，优选为2.3D。

优选地，所述可降解杀菌纤维的质量百分比为25％以上，优选占比为25％-40％，进一步优选占比为25％-30％；所述可降解杀菌纤维含有能够释放出杀菌金属离子(例如铜离子和银离子)的沸石颗粒，所述沸石颗粒占所述可降解杀菌纤维的质量百分比为0.3％-0.5％。可降解纤维的质量百分比为75％以下。优选地，混合纤维可以只包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，即可降解纤维和可降解杀菌纤维的质量百分比之和为100％。

所述混合纤维中的纤维的延伸率为10-70％，切割长度为36-40mm。

本实施例中的纤维可以是聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维或者聚乳酸(PLA)纤维。

本发明还提供了一种如上所述混合纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备可降解纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度(优选160摄氏度)温度下熔融后直接吹成可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备可降解杀菌纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度(优选160摄氏度)温度下熔融后加入能够释放出杀菌金属离子(例如铜离子和银离子)的沸石颗粒，吹成可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将可降解纤维与可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维，其中可降解杀菌纤维的质量百分比为25％以上。

同样针对本实施例的滤料进行了细菌和病毒测试，具有与实施例1(表1及表2记载)相似的杀菌和抗病毒效果。

如图3所示，本发明还提供了一种过滤器，包括框架以及安装在所述框架上的过滤体20，所述过滤体20采用滤料制成，滤料采用如上所述的具有递增结构的滤料。优选地，所述框架23上设置有固定条21，所述过滤体20安装在所述固定条21上，所述过滤体20内部设置有支撑口袋22。过滤体20内的支撑口袋22的轴线在同一条直线上。本发明在过滤体20内部设置支撑口袋22起到支撑作用，使得过滤面积可充分利用。可防止过滤体20随着风向改变而松弛变形，并消除随之而来的已积灰尘渗出过滤体20的风险，出风口处的设备因而得以有效免除积尘。

参见图3，按照本发明提供的过滤器，所述支撑口袋22的横截面为多边形，本发明中的支撑口袋22的横截面可以为菱形、五边形等，使得过滤体20的支撑效果更好。

参见图4，按照本发明提供的过滤器，所述支撑口袋22的横截面为圆形，能有效地将过滤体20限制在一定的弹性范围内，使过滤体20不至于被气流吹得变形，同时它还更易于将吸附在过滤体20上的灰尘脱离过滤体20。

参见图4，按照本发明提供的过滤器，所述固定条21均匀间隔设置在所述框架23上，本发明中的过滤体20为混合纤维构成，呈递增结构，压差低，容尘量大，过滤效果极佳；能够确保微生物无法滋生；不含玻纤，不存在玻璃纤维断裂与脱落的风险；不含PVC染色剂与卤素元素，符合环保要求。

如图5所示，按照本发明提供的一种空调的实施例，包括本体5、风口51及过滤器2，所述过滤器2设置于所述风口51处，所述过滤器2为如上所述的过滤器。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种具有递增结构的滤料，包括多层混合纤维，其特征在于：每层混合纤维的单位面积纤维重量递增；

所述滤料包括依次设置的厚度分别为8-10mm、厚度为7-9mm、厚度为4-6mm、厚度为2-4mm的纤维层；其中，厚度为8-10mm的纤维层的单位面积纤维重量为50.1-80.1g/m²；厚度为7-9mm的纤维层的单位面积纤维重量为80.1-120.1g/m²；厚度为4-6mm的纤维层的单位面积纤维重量为120.1-175.1g/m²；厚度为2-4mm的纤维层单位的面积纤维重量为175.1-220.1g/m²；

每层混合纤维包括普通纤维和质量百分比为25％以上的杀菌纤维，所述普通纤维包括纤度分别为2D-3D、4D-6D、13D-17D和18D-22D的纤维，上述四种纤维中的每一种的质量百分比为20-30％；所述杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D；

所述普通纤维是不可降解纤维，所述杀菌纤维是不可降解杀菌纤维；

所述混合纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)、制备不可降解纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后直接吹成不可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备不可降解杀菌纤维：将不可降解纤维的母粒在170-180摄氏度的温度下熔融后加入能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒，吹成不可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将不可降解纤维与不可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维；

或者

所述普通纤维是可降解纤维，所述杀菌纤维是可降解杀菌纤维；

所述混合纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)、制备可降解纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度的温度下熔融后直接吹成可降解纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(2)、制备可降解杀菌纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度的温度下熔融后加入能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒，吹成可降解杀菌纤维，吹力为6-8kg/cm²；

(3)、将可降解纤维与可降解杀菌纤维混合制成上述混合纤维。

2.根据权利要求1所述的一种具有递增结构的滤料，其特征在于：所述杀菌纤维含有能够释放出杀菌金属离子的沸石颗粒。

3.根据权利要求2所述的一种具有递增结构的滤料，其特征在于：所述沸石颗粒为能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种具有递增结构的滤料，其特征在于：所述混合纤维中的纤维的延伸率为10-70％，切割长度为36-40mm。

5.根据权利要求1所述的一种具有递增结构的滤料，其特征在于：所述可降解纤维和所述可降解杀菌纤维中的纤维是聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维。

6.根据权利要求1所述的一种具有递增结构的滤料，其特征在于：所述不可降解纤维和所述不可降解杀菌纤维中的纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或者聚丙烯纤维。

7.一种过滤器，包括框架以及安装在所述框架上的过滤体，所述过滤体采用滤料制成，其特征在于：所述滤料是权利要求1-6任一项所述的具有递增结构的滤料。

8.一种空调，包括权利要求7所述的过滤器。

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