CN107574516A - 一种可水洗的混合纤维及由其形成的滤料和过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可水洗的混合纤维及由其形成的滤料和过滤器。本发明的一种可水洗的混合纤维，包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，所述可降解杀菌纤维的百分比为25％以上，所述可降解杀菌纤维含有能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒。其有益效果是：本发明的混合纤维使用安全，已通过长期接触和呼吸方面的安全认证，不会产生有害物质或化学品，通过银离子和铜离子的协同作用，共同攻击细菌和病毒细胞，效率高。杀菌效力持久，可持续终生，甚至经过洗涤、磨损和紫外线照射亦能保持杀菌和抗病毒的能力。不会产生有害化学物质或废气，材料100％可回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种可水洗的混合纤维及由其形成的滤料和过滤器。
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，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。
空气中存在如此多危害物质，大众普遍希望在使用空气净化器、空调、口罩等设备的同时，能够起到杀菌抗病毒的效果。目前，国内的过滤用材料主要以过滤可吸入颗粒物为主，对气态污染物及致病微生物的净化效果相对较为有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产成本低、杀菌高效、环保、可水洗的混合纤维及由其形成的滤料和过滤器。本发明的混合纤维能够提供天然、持续、安全和有效的抗菌和抗病毒保护。
本发明提供的一种可水洗的混合纤维，其技术方案为：
一种可水洗的混合纤维，包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，所述可降解杀菌纤维的质量百分比为25％以上，所述可降解杀菌纤维含有能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒。
其中，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％。
其中，所述可降解纤维是聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维，所述可降解杀菌纤维是含有沸石颗粒的聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维。
其中，所述可降解杀菌纤维的质量百分比为25％-40％。
其中，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％；可降解杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D。
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，所述混合纤维的制备步骤包括：
(1)、制备可降解纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度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混合纤维。
本发明还提供了一种滤料，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，所述混合纤维是如上所述的可水洗的混合纤维。
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，所述过滤体采用混合纤维制成，所述混合纤维是如上所述的可水洗的混合纤维。
本发明还提供了一种空调，包括如上所述的过滤器。
本发明的实施包括以下技术效果：
本申请提供的混合纤维使用安全、不会产生有害物质或化学品，通过银离子和铜离子的协同作用，共同攻击细菌和病毒细胞，效率高。已通过长期接触和呼吸方面的安全认证，无废气排放。杀菌效力持久，可持续终生，甚至经过洗涤、磨损和紫外线照射亦能保持杀菌和抗病毒的能力。不会产生有害化学物质或废气，材料100％可回收。
本发明提供的可降解抗菌及抗病毒纤维，采用独特的“银离子+铜离子”混合杀菌技术，可提供天然、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，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。杀菌及抗病毒纤维已经通过了严格的细菌测试，包括酿脓链球菌、流感嗜血杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等多种细菌，在经过一小时的接触后，可以减少99％以上。在病毒方面，对于甲型流感、乙型流感、禽流感等，都有非常好的灭活效果。
本发明的混合纤维可用于制备滤材，滤材效率、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，交通工具空调过滤器，空气净化机滤芯，风机滤芯等行业。
传统的杀菌纤维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。本发明提供的可水洗的混合纤维，通过在纤维母料中混合含有能够释放出“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为本发明滤料的一种实施例的截面示意图。
图2为本发明滤料的另一种实施例的截面示意图。
图3为本发明的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。
本发明提供了一种可水洗的混合纤维，包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，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％。
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。本发明的混合纤维生产成本低、杀菌高效、环保，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，可提供天然、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。
其中，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。
本发明中，可降解纤维是聚丁二酸丁二醇酯纤维(PBS)或者聚乳酸纤维(PLA)，可降解杀菌纤维是含有沸石颗粒的聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维。
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。
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
| 细菌种类 | 减少百分比 | 时间 |
| 酿脓链球菌 | 99.97％ | 1小时 |
| MS-2大肠杆菌噬菌体 | 99.53％ | 1小时 |
| 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 | 99.99％ | 1小时 |
| 流感嗜血杆菌 | 95.83％ | 1小时 |
| 嗜肺军团菌 | 99.09％ | 1小时 |
| 人鼻病毒 | 99.40％ | 8小时 |
| 腺病毒 | 99.40％ | 12小时 |
| 冠状病毒(非典型肺炎) | 98.30％ | 1小时 |
| 甲型流感 | 94.38％ | 8小时 |
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(H1NI)，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/土耳其广威斯康星州/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(H5ND，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，本发明提供的混合纤维具有良好杀菌性能和抗病毒性能。
参见图1和图2所示，本发明还提供了一种滤料，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，混合纤维采用如上所述的可水洗的混合纤维。
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，限定了上述滤料为递增结构，使得滤料的过滤效率，风阻和容尘量能够有机的结合。
每层混合纤维的厚度可以为0.5mm-50mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量可以为5g/m2-300g/m2。优选地，每层混合纤维的厚度可以为1mm-10mm，每层混合纤维的单位面积纤维重量可以为30g/m2-300g/m2。
在一种可能的实施方式中，多层纤维的每层厚度不同，多层纤维的单位面积纤维重量递增。如图1所示，滤料包括厚度为8-10mm，单位面积纤维重量为50-80g/m2的纤维层；厚度为7-9mm，单位面积纤维重量为80-120g/m2的纤维层；厚度为4-6mm，单位面积纤维重量为120-175g/m2的纤维层和厚度为2-4mm，单位面积纤维重量为175-220g/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50-80g/m2的纤维层；厚度为8mm，单位面积纤维重量为80-120g/m2的纤维层；厚度为5mm，单位面积纤维重量为120-175g/m2的纤维层和厚度为3mm，单位面积纤维重量为175-220g/m2的纤维层。
作为另一优选实施例，多层纤维的每层厚度相同(参见图2)。
上述递增结构的滤料用于制备滤材，滤材效率，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。
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采用混合纤维制成，混合纤维采用如上所述的可水洗的混合纤维。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 (10)
1.一种可水洗的混合纤维，其特征在于：包括可降解纤维和可降解杀菌纤维，所述可降解杀菌纤维的质量百分比为25％以上，所述可降解杀菌纤维含有能够释放出铜离子和银离子的沸石颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种可水洗的混合纤维，其特征在于：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％。
3.根据权利要求1所述的一种可水洗的混合纤维，其特征在于：所述可降解纤维是聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维，所述可降解杀菌纤维是含有沸石颗粒的聚丁二酸丁二醇酯纤维或者聚乳酸纤维。
4.根据权利要求1所述的一种可水洗的混合纤维，其特征在于：所述可降解杀菌纤维的质量百分比为25％-40％。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种可水洗的混合纤维，其特征在于：所述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％；所述可降解杀菌纤维的纤度为2.2D-2.4D。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种可水洗的混合纤维，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。
7.根据权利要求1所述的一种可水洗的混合纤维，其特征在于：所述混合纤维的制备步骤包括：
(1)、制备可降解纤维：将可降解纤维的母粒在150-170摄氏度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混合纤维。
8.一种滤料，其特征在于：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，所述混合纤维是权利要求1-7任一项所述的可水洗的混合纤维。
9.一种过滤器，包括框架以及安装在所述框架上的过滤体，所述过滤体采用混合纤维制成，其特征在于：所述混合纤维是权利要求1-7任一项所述的可水洗的混合纤维。
10.一种空调，包括权利要求9所述的过滤器。
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