CN108096927A - 一种空气过滤材料及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气过滤材料，其技术方案要点是包括有纤维过滤层以及与纤维过滤层通过热熔工艺结合且空隙小于纤维过滤层的机械增强过滤层，达到了增强空气过滤材料的机械性能，提升了过滤材料的使用寿命，纤维过滤层不会暴露在出风口一端，减少使用过程中纤维过滤层中纤维断裂产生的二次污染风险。
Description
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，特别涉及一种空气过滤材料及其制备方法、应用。
背景技术
空气过滤棉主要是过滤空气中的尘埃粒子。空气过滤棉根据材质的区别分为：无纺布，合成纤维过滤棉、玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉、合成纤维高温过滤棉等。空气过滤棉按国标(GB/T14295)可分为：初(粗)效、中效和高效，按欧标可分为：G1、G2、G3、G4、F5、F6、F7、F8。空气过滤棉多用做板式过滤器，折叠板式过滤器，袋式过滤器等过滤器材的滤料。
现有的可参考公开号为CN201768441U的中国专利，其公开了一种高效空气过滤棉，包括直立棉层，所述的直立棉层底面复合有熔喷纤维层，所述的直立棉层为经过剖层处理的直立棉，由于过滤棉纤维网呈竖直向排列。
在合成纤维过滤棉作为滤料的实际应用过程中，由于其本身由纤维材质制成，并在使用过程中长时间受到强风吹动，容易出现纤维断裂的情况，而作为滤料的纤维发生断裂后，首先会降低过滤装置对空气过滤的效果，同时，纤维绷断过程会导致已经积存在过滤棉内的粉尘和颗粒物受到振动影响，出现扬尘现象，并受到强风吹动，将粉尘等物质带入到已经经过过滤的封闭环境中，对已经经过空气过滤的密闭环境造成二次污染，而现有的过滤棉中还没有出现对于上述二次污染问题所产生的应对方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种空气过滤材料，起到了增强空气过滤材料的机械性能，提升了过滤材料的使用寿命，纤维过滤层不会暴露在出风口一端，减少使用过程中纤维过滤层中纤维断裂产生的二次污染风险。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种空气过滤材料，包括有纤维过滤层以及与纤维过滤层通过热熔工艺结合且空隙小于纤维过滤层的机械增强过滤层。较佳的，纤维过滤层的厚度为5-15mm。
较佳的，机械增强过滤层的厚度0.2-0.8mm。
通过上述技术方案，通过热熔工艺在传统的纤维过滤层基础上添加机械增强过滤层，机械增强过滤层的设置进一步的增加了纤维过滤层过滤能力的同时，增加了过滤材料的机械性能，提升了过滤材料的使用寿命，纤维过滤层不会暴露出来，减少使用过程中纤维过滤层中纤维断裂产生的二次污染风险。
本发明的目的二：一种空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备材料，将7-9份低熔点纤维和1-3份2D细纤维作为制作机械增强过滤层的原材料A，3-5份低熔点纤维、1-4份7D纤维和1-3份的3D纤维作为纤维过滤层的原材料B；
S2：材料成型，将原材料A投入到第一开松机内，同时将原材料B添加至第二开松机内进行均匀混合以及除杂；
S3：存储材料，通过风力机风力将原材料A、B分别输送至第一第二混棉箱混合待用；
S4:梳理加工，原材料A、B分别从第一第二混棉箱中输送到对应的第一第二梳理机中进行梳理加工；
S5：S4加工后，原料A加工得到纤维网C，原料B加工得到纤维网D，纤维网C、D通过铺网机均匀的铺在两台铺网机的底帘上，第一台铺网机铺出纤维网C在底帘上，然后输送到第二台铺网机下方再铺上3-6层纤维网D；
S6:将S5中得到的多层纤维网输送到烘箱里进行高温热熔加工，让其熔缩定型，其中纤维网C经过熔缩定型得到机械增强过滤层，纤维网D经过熔缩定型得到纤维过滤层。
S7：将所得空气过滤材料送入收卷机裁边收卷制成成品。
较佳的，S6中，烘箱温度180°-200°。
较佳的，S4中，原材料A采用非织造布梳理机进行无纺梳理工艺进行加工处理。
较佳的，低熔点纤维的纤维细度为4D-6D。
通过上述技术方案，采用多种不同细度的纤维进行混合，并进行热熔工艺处理，能够形成表面光滑、机械强度更强、细度更小的机械增强过滤层，综合的提升了空气过滤材料的多方面性能。
本发明的目的三：一种如权利要求1-3所述的空气过滤材料或通过4-6所述空气过滤材料的制备方法在空气净化领域中的应用。
一种空气净化器，所述的空气净化器内配置有权利要求1-3所述的空气过滤材料。
较佳的，还包括有进风口和出风口，空气过滤材料中的纤维过滤层靠近进风口一端设置，机械增强过滤层靠近出风口一端设置。
通过上述技术方案，将空气过滤材料放置在空气净化器内部对空气进行过滤，进风口一端与纤维过滤层接触，机械增强过滤层与出风口靠近，此时形成了前疏后密的结构，能够大幅度的增加过滤材料的容尘量，减少过滤材料的更换次数，增加空气净化器的使用寿命。
说明：
低熔点纤维：熔点在110-170℃的纤维。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、纤维过滤层与机械增强过滤层的配合使用可以让纤维过滤层不会再直接面对已经经过过滤的密闭环境，当纤维过滤层中的个别纤维发生断裂时，灰尘也无法直接进入到已经经过过滤的密闭环境；
2、纤维过滤层和机械增强过滤层通过热熔工艺结合，而由于本身纤维过滤层在成型过程中也同样需要对多层纤维网进行熔缩定型，因此并不需要额外的设置其他的加工工艺，缩减了加工步骤，对于新增的机械增强过滤层并没有增加加工成本；
3、而机械增强过滤层和纤维过滤层通过多种不同细度的纤维进行配合使用，能够进一步的增加空气过滤材料的空气过滤能力，并且减少空气过滤材料对于空气的阻力，让空气流动更加顺畅，同时也变相减少空气对于对于空气过滤网的冲击力，提升空气过滤网的使用寿命；
4、机械增强过滤层选用细度低于纤维过滤层的纤维材料，形成一层能够过滤更细小颗粒的过滤层，同时机械增强过滤层和纤维过滤层的配合使用让整体的空气过滤材料形成一种前疏后密的结构，这种结构能够大幅度的提升空气过滤材料的容尘量，减少空气过滤材料的更换；
5、在对机械增强过滤层进行梳理工步时采用无妨梳理的工艺，不同细度的多种纤维产生交错分布的布面结构，无直通或漏空现象，因此不会产生漏灰漏尘现象；
6、机械增强过滤层的添加还改善了过滤材料本身的纵向抗撕裂强度不高的问题，使其适用于不同型式的过滤器材上，并可用水反复冲洗，提高了滤材的使用寿命，降低客户的跟换频率和成本，更加的环保。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
低熔点纤维采购自汇维仕株式会社，其余纤维采购自市场。
实施例1：一种空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备材料，将7Kg4D的低熔点纤维和1Kg2D细纤维作为制作机械增强过滤层的原材料A，3Kg低熔点纤维、1Kg7D纤维和1Kg的3D纤维作为纤维过滤层的原材料B；
S2：材料成型，将原材料A投入到第一开松机内，同时将原材料B添加至第二开松机内进行均匀混合以及除杂；
S3：存储材料，通过风力机风力将原材料A、B分别输送至第一第二混棉箱混合待用；
S4:梳理加工，原材料A、B分别从第一第二混棉箱中输送到对应的第一第二梳理机中进行梳理加工，其中原材料A采用非织造布梳理机进行无纺梳理工艺进行加工处理；
S5：S4加工后，原料A加工得到纤维网C，原料B加工得到纤维网D，纤维网C、D通过铺网机均匀的铺在两台铺网机的底帘上，第一台铺网机铺出纤维网C在底帘上，然后输送到第二台铺网机下方再铺上3层纤维网D；
S6:将S5中得到的多层纤维网输送到烘箱里进行热熔加工，让其熔缩定型，加工温度180°，其中纤维网C经过熔缩定型得到机械增强过滤层，纤维网D经过熔缩定型得到纤维过滤层，纤维过滤层的厚度为5mm，机械增强过滤层的厚度0.2mm；
S7：将所得空气过滤材料送入收卷机裁边收卷制成成品。
实施例2：一种空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备材料，将9Kg5D低熔点纤维和3Kg2D细纤维作为制作机械增强过滤层的原材料A，5Kg低熔点纤维、4Kg7D纤维和3Kg的3D纤维作为纤维过滤层的原材料B；
S2：材料成型，将原材料A投入到第一开松机内，同时将原材料B添加至第二开松机内进行均匀混合以及除杂；
S3：存储材料，通过风力机风力将原材料A、B分别输送至第一第二混棉箱混合待用；
S4:梳理加工，原材料A、B分别从第一第二混棉箱中输送到对应的第一第二梳理机中进行梳理加工，其中原材料A采用非织造布梳理机进行无纺梳理工艺进行加工处理；
S5：S4加工后，原料A加工得到纤维网C，原料B加工得到纤维网D，纤维网C、D通过铺网机均匀的铺在两台铺网机的底帘上，第一台铺网机铺出纤维网C在底帘上，然后输送到第二台铺网机下方再铺上6层纤维网D；
S6:将S5中得到的多层纤维网输送到烘箱里进行热熔加工，让其熔缩定型，加工温度200°，其中纤维网C经过熔缩定型得到机械增强过滤层，纤维网D经过熔缩定型得到纤维过滤层，纤维过滤层的厚度为15mm，机械增强过滤层的厚度0.8mm；
S7：将所得空气过滤材料送入收卷机裁边收卷制成成品。
实施例3：一种空气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备材料，将8Kg6D低熔点纤维和2Kg2D细纤维作为制作机械增强过滤层的原材料A，4Kg低熔点纤维、3Kg7D纤维和2Kg的3D纤维作为纤维过滤层的原材料B；
S2：材料成型，将原材料A投入到第一开松机内，同时将原材料B添加至第二开松机内进行均匀混合以及除杂；
S3：存储材料，通过风力机风力将原材料A、B分别输送至第一第二混棉箱混合待用；
S4:梳理加工，原材料A、B分别从第一第二混棉箱中输送到对应的第一第二梳理机中进行梳理加工，其中原材料A采用非织造布梳理机进行无纺梳理工艺进行加工处理；
S5：S4加工后，原料A加工得到纤维网C，原料B加工得到纤维网D，纤维网C、D通过铺网机均匀的铺在两台铺网机的底帘上，第一台铺网机铺出纤维网C在底帘上，然后输送到第二台铺网机下方再铺上5层纤维网D；
S6:将S5中得到的多层纤维网输送到烘箱里进行热熔加工，让其熔缩定型，加工温度190°，其中纤维网C经过熔缩定型得到机械增强过滤层，纤维网D经过熔缩定型得到纤维过滤层，纤维过滤层的厚度为10mm，机械增强过滤层的厚度0.5mm；
S7：将所得空气过滤材料送入收卷机裁边收卷制成成品。
应用例1：一种袋式空气过滤器，包括有进风口和出风口，空气过滤材料中的纤维过滤层靠近进风口一端设置，机械增强过滤层靠近出风口一端设置。
对比例1：一种袋式空气过滤器，其中过滤芯选用市售民用织造高级滤料。
空气过滤对比实验
采用密闭可调空间，实验室每小时换气率≤5％，室内配备排风设施，空气搅拌扇，窗口及进、出气孔。采用实施例1-4滤料的过滤器和对比例1中的过滤器放置于室内长中轴线前1/3处，采样点在长中轴线后1/3处，高度均为1.0～1.2m,调节实验室温度、湿度分别在(21±2.5)℃,40％±5％度，净化量定为2.5m3/min，每次检测为6min。
可吸入颗粒物PM2.5和PM10的检测:采用PC-3A激光可吸入粉尘测试仪。
表一空气过滤对比实验检测数据。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| 检测次数 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| PM2.5 | 62.45 | 63.78 | 63.11 | 63.03 | 45.89 |
| PM10 | 90.03 | 90.56 | 90.42 | 89.79 | 78.62 |
通过上述实验数据发现，在过滤量不改变的前提下，采用本发明中的方法制备的过滤材料不仅能够解决纤维绷断二次污染空气的问题，同时双层过滤结构的设计和多种不用细度的纤维搭配以及无纺梳理工艺的加入，能够让过滤材料对于可吸入颗粒物有很好的过滤效果，从而提升密闭环境内的空气质量，减少可吸入颗粒物对于人们的危害。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种空气过滤材料，其特征在于：包括有纤维过滤层以及与纤维过滤层通过热熔工艺结合且空隙小于纤维过滤层的机械增强过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种空气过滤材料，其特征在于：纤维过滤层的厚度为5-15mm。
3.根据权利要求1所述的一种空气过滤材料，其特征在于：机械增强过滤层的厚度0.2-0.8mm。
4.一种空气过滤材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备材料，将7-9份低熔点纤维和1-3份2D细纤维作为制作机械增强过滤层的原材料A，3-5份低熔点纤维、1-4份7D纤维和1-3份的3D纤维作为纤维过滤层的原材料B；
S2：材料成型，将原材料A投入到第一开松机内，同时将原材料B添加至第二开松机内进行均匀混合以及除杂；
S3：存储材料，通过风力机风力将原材料A、B分别输送至第一第二混棉箱混合待用；
S4:梳理加工，原材料A、B分别从第一第二混棉箱中输送到对应的第一第二梳理机中进行梳理加工；
S5：S4加工后，原料A加工得到纤维网C，原料B加工得到纤维网D，纤维网C、D通过铺网机均匀的铺在两台铺网机的底帘上，第一台铺网机铺出纤维网C在底帘上，然后输送到第二台铺网机下方再铺上3-6层纤维网D；
S6:将S5中得到的多层纤维网输送到烘箱里进行高温热熔加工，让其熔缩定型，其中纤维网C经过熔缩定型得到机械增强过滤层，纤维网D经过熔缩定型得到纤维过滤层；
S7：将所得空气过滤材料送入收卷机裁边收卷制成成品。
5.根据权利要求4所述的一种空气过滤材料的制备方法，其特征在于：S6中，烘箱温度180°-200°。
6.根据权利要求4所述的一种空气过滤材料的制备方法，其特征在于：S4中，原材料A采用非织造布梳理机进行无纺梳理工艺进行加工处理。
7.根据权利要求4所述的一种空气过滤材料的制备方法，其特征在于：低熔点纤维的纤维细度为4D-6D。
8.一种如权利要求1-3所述的空气过滤材料或通过4-6所述空气过滤材料的制备方法在空气净化领域中的应用。
9.一种空气净化器，其特征在于：所述的空气净化器内配置有如权利要求1-3所述的空气过滤材料制作的过滤芯。
10.根据权利要求8所述的一种空气净化器，其特征在于：还包括有进风口和出风口，空气过滤材料中的纤维过滤层靠近进风口一端设置，机械增强过滤层靠近出风口一端设置。
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