CN107737491A - 一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料及其制造方法 - Google Patents

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刘玉桂
金村
张秋华
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

本发明是一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料及其制造方法，具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料包括通过针刺从上到下依次连接的粗过滤部分、支撑部分和细过滤部分。其制造方法包括：1)制造粗过滤部分；2)制造支撑部分；3)制造细过滤部分；4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度5‑7mm、针刺密度390‑480针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。本发明的优点：纤维网内部比表面积增加，力学性能优异，制造方法简单方便，成本低廉，生产效率高，具有更好的过滤性能，且率阻变化不大。

Description

一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及的是一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料及其制造方法。
背景技术
随着工业迅速发展，污染也随之产生，尤其空气污染已被列为世界三大污染之一，危害和影响非常大。吸入低质量空气损害身体健康，诱发各种疾病等。过滤材料已成为工业、生活必备之品，生产过滤材料的工艺有：机织法，针织法，非织造法，静电纺等。
现有技术用于制备空气过滤材料的纤维类型主要有熔喷纤维，纺粘纤维，静电纺纤维三大类，其中熔喷纤维截面形状一般是圆形。一般制备空气过滤材料大多使用常规PP熔喷纤维，率效和率阻均一般，纤维网内部比表面积较小，力学性能差，不能满足PM2.5等污染物的精过滤要求。
发明内容
本发明提出的是一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料及其制造方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺陷，实现不增加过滤阻力的前提下提高过滤效率。
本发明的技术解决方案：一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，包括通过针刺从上到下依次连接的粗过滤部分、支撑部分和细过滤部分。
所述的粗过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成的面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
所述的支撑部分为面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构。
所述的细过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在120-150℃下采用热风处理或者红外辐射处理6-12分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度5-7mm、针刺密度390-480针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
本发明的优点：通过梳理制备纤网，针刺加固成型，内部的纤维在热处理后因热收缩率不同而呈现一种三维扭曲结构，纤维网内部比表面积增加，力学性能优异，制造方法简单方便，成本低廉，生产效率高，采用异形熔喷纤维，三明治结构的过滤材料，上下层采用不同面密度蓬松纤网分别承担粗、细过滤部分，中间层是PP异形熔喷纤维，即起支撑作用，同时也具备过滤效果，具有更好的过滤性能，且率阻变化不大，具有很高的工业化生产可行性，具有很高的过滤效率，过滤阻力较低，十分适合推广使用。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，包括通过针刺从上到下依次连接的粗过滤部分、支撑部分和细过滤部分。
所述的粗过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成的面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
所述的支撑部分为面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构。
所述的细过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在120-150℃下采用热风处理或者红外辐射处理6-12分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度5-7mm、针刺密度390-480针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
实施例1
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)由截面为圆形的PP经梳理制成面密度为40g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120℃下采用热风处理或者红外辐射处理5分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为20g/m2的截面为三角形的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在120℃下采用热风处理或者红外辐射处理6分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为圆形的PP经梳理制成面密度为60g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120℃下采用热风处理或者红外辐射处理5分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度5mm、针刺密度390针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
实施例2
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)由截面为三角形的PP经梳理制成面密度为60g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在140℃下采用热风处理或者红外辐射处理10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为30g/m2的截面为三叶形的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在150℃下采用热风处理或者红外辐射处理12分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为三角形的PP经梳理制成面密度为80g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在140℃下采用热风处理或者红外辐射处理10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度7mm、针刺密度480针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
实施例3
一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)由截面为圆形、三角形两者混合的PP经梳理制成面密度为50g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在130℃下采用热风处理或者红外辐射处理8分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为25g/m2的截面为工字型的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在130℃下采用热风处理或者红外辐射处理10分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为圆形、三角形两者混合的PP经梳理制成面密度为70g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在130℃下采用热风处理或者红外辐射处理8分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度6mm、针刺密度450针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，其特征包括通过针刺从上到下依次连接的粗过滤部分、支撑部分和细过滤部分。
2.如权利要求1所述的一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，其特征是所述的粗过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成的面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
3.如权利要求1所述的一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，其特征是所述的支撑部分为面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构。
4.如权利要求1所述的一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料，其特征是所述的细过滤部分为由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构。
5.如权利要求1所述的一种具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料的制造方法，其特征是该方法包括以下步骤：
1)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为40-60g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到粗过滤部分；
2)制备面密度为20-30g/m2的截面为三角形、三叶形、工字型或哑铃形的PP异形熔喷纤维，对该PP异形熔喷纤维在120-150℃下采用热风处理或者红外辐射处理6-12分钟，使得该PP异形熔喷纤维呈三维扭曲结构，得到支撑部分；
3)由截面为圆形、三角形或两者混合的PP经梳理制成面密度为60-80g/m2的蓬松纤网，对该蓬松纤网在120-140℃下采用热风处理或者红外辐射处理5-10分钟，使得该蓬松纤网中的纤维呈三维扭曲结构，得到细过滤部分；
4)将粗过滤部分、支撑部分、细过滤部分从上到下依次设置，形成三明治结构过滤材料；
5)对三明治结构过滤材料进行针刺，针刺深度5-7mm、针刺密度390-480针/cm2，将过滤材料各个部分连接，得到具有三维扭曲纤维结构的熔喷过滤材料。
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