CN108261858A

CN108261858A - 一种空气净化器用滤芯

Info

Publication number: CN108261858A
Application number: CN201710001033.1A
Authority: CN
Inventors: 沈臻颖; 蔡文杰
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2017-01-03
Filing date: 2017-01-03
Publication date: 2018-07-10

Abstract

本发明公开一种空气净化器用滤芯，包括边框材和折叠成连续山状的滤材，所述滤材至少是由无纺布骨材层和带电熔喷无纺布层构成，所述带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值为4.0～15.0g/m²•μm^‑1，该滤芯的山高H与山距P的关系为0.50mm^‑1≤H/P²≤9.60mm^‑1。本发明的空气净化器用滤芯具有细颗粒物累积净化量高、压损低、捕集效率高的特点，可应用于家庭用净化器、洁净室等过滤领域。

Description

一种空气净化器用滤芯

技术领域

本发明涉及一种空气净化器用滤芯。

背景技术

近年来，随着建筑物、汽车等数量的急剧增多，工业污染又日益严重，导致有害气体的排出量增加，因而对空气质量都造成严重影响。尤其是对极细颗粒物（PM2.5）的大气污染，社会给予越来越多的关注。

2015年颁布、2016年3月正式开始实施的新国标GB 18801-2015中，关于颗粒物累积净化量CCM值成为了空气净化器贩卖时必须标示的指标之一。而对颗粒物累计净化量CCM有影响的因素，主要就是滤芯所用滤材中精细过滤层的压损，以及对颗粒物的捕集效率。而对于精过滤层，主要就是所用纤维的粗细以及该过滤层的克重对其捕集效率影响大。目前市场上的一部分滤芯是为了追求滤芯对于细颗粒物的高捕集效率，会使用克重较大、纤维径较细的熔喷精细过滤层，虽然此时颗粒物的累积净化量CCM值会较大，但同时因为熔喷层过于致密，制成的滤材以及最终的滤芯压损都会较大，因而就会造成空气净化器运转时噪音大的后果；而有的滤芯是为了降低压损，会使用克重较低、纤维径较粗的熔喷过滤层，此时，虽然滤芯压损会降低，但是滤芯对颗粒物的捕集效率就会变低，颗粒物CCM值也会较低，不能起到很好的净化效果的作用。

如中国公开专利CN204898434U公开了一种用于折褶型空气过滤器的双层复合过滤纸，该双层复合过滤纸包括平均纤维直径为0.5-10μm、克重为10-50g/m²、厚度为0.05-0.50mm的熔喷无纺布过滤层和玻纤过滤层，该熔喷无纺布层的纤维较粗，克重也较低，势必会造成熔喷无纺布层不够致密，比较稀疏。此时，熔喷无纺布层的压损会比较低，而且对颗粒物的捕集效率必然也会降低，从而就会导致颗粒物累积净化量CCM的性能低下。

另外，除了对颗粒物累积净化量的要求之外，同时还要考虑到滤芯的实际使用情况，影响滤芯压损的主要有两个方面，一个是滤材自身的压损，另一个是滤芯的构造压损，影响滤芯的构造压损是滤芯的山高和山距。目前市场上很多滤芯的设计并没有考虑到山高和山距之间的平衡，一部分为了追求大的滤材使用面积，设计为较高的山高和较小的山距，此时相邻山之间靠得过于紧密，滤芯的压损较大；还有一部分为了降低构造压损或者节约成本，设计为较矮的山高和较大的山距，此时滤材面积小，贯穿风速大，对于颗粒物的捕集效率必然降低，那么颗粒物的累积净化量CCM也会降低，而且滤芯较难维持原有的形状，使用中易发生变形。

如日本公开专利特开2015-187325公开了一种具有较好难燃性且压损性能较好的骨材支撑层材料，该件专利中滤芯的山高过矮，山距较大，滤芯使用时，在一定风量下，折褶部分极易变形被吹垮，并没有起到很好的形状维持效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对细颗粒捕集效率高、压损低、颗粒物累积净化量高的空气净化器用滤芯。

本发明的技术解决方案如下：本发明的空气净化器用滤芯包括边框材和折叠成连续山状的滤材，所述滤材至少是由无纺布骨材层和带电熔喷无纺布层构成，所述带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值为4.0～15.0g/m²•μm^-1，该滤芯的山高H与山距P的关系为0.50mm^-1≤H/P²≤9.60mm^-1。

本发明中滤材优选包括无纺布骨材层、脱臭层和带电熔喷无纺布层。

本发明中带电熔喷无纺布层的单位面积重量M优选10～60 g/m²。

本发明中带电熔喷无纺布层的纤维的平均直径D优选1.0～6.0μm。

本发明中滤材的厚度优选0.40～2.00mm。

本发明中滤材的克重优选50～600 g/m²。

在180m³/h的风量下，本发明滤芯的压损优选10～50Pa。

按GB 18801-2015标准测定，当滤材使用面积为1.0～2.5m²时，本发明滤芯的颗粒物累积净化量CCM优选5000～60000mg。

本发明的有益效果是：本发明的空气净化器用滤芯解决了以往滤芯对细颗粒物累积净化量低和压损高的问题，从而减少了滤芯的更换频率，本发明的空气净化器用滤芯具有细颗粒物累积净化量高、压损低、捕集效率高的特点。

具体实施方式

本发明的空气净化器用滤芯包括边框材和折叠成连续山状的滤材，所述滤材至少是由无纺布骨材层和带电熔喷无纺布层构成，所述带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值为4.0～15.0g/m²•μm^-1，该滤芯的山高H与山距P的关系为0.50mm^-1≤H/P²≤9.60mm^-1。滤材中无纺布骨材层对粒径较大颗粒物有过滤效果，且对整体折叠后的滤材起支撑作用，带电熔喷无纺布层表面带有分布均匀的正负电荷，通过静电力能更好地吸附并过滤粒径较小的颗粒物，起到静过滤的作用。当采用带电熔喷无纺布做成的滤芯进行空气净化时，有利于减小通过空气净化器气流的阻力，相当于增加了空气净化器的出风量，滤芯可提供高洁净的空气质量，经过该滤芯的空气也可达到较高的洁净度。另外，带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与形成带电熔喷无纺布的纤维的平均直径D均对洁净空气量产生影响。带电熔喷无纺布的重量与纤维的平均直径的比值过大和过小均会导致洁净空气量的下降，如果带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值小于4.0g/m²•μm^-1的话，就说明带电熔喷无纺布层的单位面积重量小，纤维的平均直径大，熔喷无纺布层的单位面积重量小就意味着单位面积内纤维的量少，纤维堆叠较少，纤维与纤维间的搭接点也必然较少，而纤维的平均直径较大，也就是纤维较粗，纤维与纤维间的孔隙也就会较大，整体熔喷无纺布会不够致密，这种情况下，滤材对于细颗粒物的捕集效率会下降，同样累积净化量CCM也会比较低；如果带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值大于15.0g/m²•μm^-1的话，就说明带电熔喷无纺布层的单位面积重量大，纤维的平均直径小，熔喷无纺布层的单位面积重量大就意味着单位面积内纤维的量多，纤维堆叠多，纤维与纤维间的搭接点也会较多，而纤维的平均直径较小，也就是纤维较细，纤维与纤维会搭接得非常紧密，纤维间的孔隙很小，整体熔喷无纺布会过于致密，空气透过困难，通气度会较差，这种情况下，虽然滤材对于细颗粒物的捕集效率会较高，颗粒物累积净化量CCM性能会比较好，但此时滤材本身压损较大，制成的滤芯压损也会较大。考虑到滤芯整体颗粒物累积净化量CCM与滤芯压损的平衡，本发明带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值优选6.0～13.0g/m²•μm^-1。

影响本发明滤芯的压损主要有滤材自身的压损和滤芯的构造压损，滤芯的构造是指滤芯的山高和山距，因此滤芯的山高和山距之间的关系必须控制在一定的范围内，该滤芯的山高H与山距P的关系为0.50mm^-1≤H/P²≤9.60mm^-1。如果滤芯的山高H与山距P的关系H/P²小于0.50mm^-1的话，就说明滤芯的山高较低，山距较大，此时滤芯所用滤材的面积会较小，同等风量下，滤材的单位面积的贯穿风速会较大，滤芯的滤材自身压损以及滤芯的构造压损都会变大；如果滤芯的山高H与山距P的关系H/P²大于9.60mm^-1的话，就说明山高较大，山距较小，此时虽然滤芯所用滤材的面积较大，在同等风量下，滤材的单位面积的贯穿风速会小，滤材的压损会低一些，但是山距小的话，山与山之间就靠得近，特别是当材料稍厚时，会导致相邻的山紧挨着，这样就会导致滤芯的通气度下降，也就是说滤芯的构造带来滤芯压损的增大。考虑到滤材压损与构造压损的平衡，本发明滤芯的山高H与山距P的关系优选0.80mm^-1≤H/P²≤7.00mm^-1。

本发明中滤材包括无纺布骨材层、脱臭层和带电熔喷无纺布层。当滤芯需要具有除臭功能时，如除去甲醛，TVOC等气体，在滤材的无纺布骨材层和带电熔喷无纺布之间夹持脱臭层，该脱臭层可以是多孔粒子层，如活性炭颗粒、二氧化硅粒子、分子筛、石英砂、多孔陶瓷中的一种或多种。因为上述多孔粒子后期生产加工安全性高，且单体的细孔容积相对分布均匀，脱臭层中多孔粒子优选活性碳和二氧化硅。

本发明中带电熔喷无纺布层的单位面积重量M为10～60 g/m²。如果带电熔喷无纺布层的单位面积重量过低的话，纤维总重量低就意味着单位面积内纤维的量少，纤维堆叠较少，纤维与纤维间的搭接点也必然较少，对细颗粒物的捕集效率会较低，累积净化量也会降低；如果带电熔喷无纺布层的单位面积重量过高的话，纤维总重量高就意味着单位面积内纤维的量多，纤维堆叠多，纤维与纤维间的搭接点也会较多，堆叠得紧密，整体熔喷无纺布会过于致密，空气透过困难，通气度会较差，此时虽然对细颗粒物的捕集效率较高，累积净化量也会比较好，但此时熔喷层的压损必然较高，制成的滤芯最后的压损也会过高。

本发明中带电熔喷无纺布层的纤维的平均直径D为1.0～6.0μm。如果构成带电熔喷无纺布层的纤维平均直径过低的话，那纤维较细，形成的熔喷无纺布层就会比较致密，从而导致制得的滤材的压损会较大；如果构成带电熔喷无纺布层的纤维平均直径过高的话，那纤维较粗，形成的熔喷无纺布层就会比较稀疏，制得滤材的压损虽然会较低，但最终滤芯对颗粒物的捕集效率会降低，累积净化量也会较低。考虑到滤芯整体颗粒物累积净化量CCM与滤芯压损的平衡，本发明中带电熔喷无纺布层的纤维的平均直径D更优选1.5～6.0μm。

本发明中滤材的厚度为0.40～2.00mm。如果滤材的厚度过低的话，滤材硬挺度也会较低，不易打折成型；如果滤材的厚度过高的话，会导致折纸困难，折出的山形状不整齐，特别是山顶部位会比较圆钝，从而就会导致滤芯整体的构造压损上升。考虑到滤材的易打折成型性和滤芯的构造压损，本发明中滤材的厚度更优选0.50～1.50mm。

本发明中滤材的克重为50～600 g/m²。如果滤材的克重过低的话，滤材硬挺度也会较低，不易打折成型；如果滤材的克重过高的话，会导致折纸困难，折出的山形状不整齐，特别是山顶部位会比较圆钝，从而就会导致滤芯整体的构造压损上升，同时在加工过程中易造成与上下两层无纺布层粘合不充分，从而发生脱层的现象。考虑到滤材的易打折成型性和滤芯的构造压损，本发明中滤材的克重更优选65～400 g/m²。

在180m³/h的风量下，本发明滤芯的压损为10～50Pa。滤芯的压损与滤材及滤芯构造都有关系，滤材的压损主要取决于带电熔喷无纺布层的压损，而带电熔喷无纺布层的压损与该层的克重、纤维直径等直接相关。带电熔喷无纺布层的克重高、纤维径小，那么带电熔喷无纺布层的压损就会大；而对于滤芯构造压损，主要取决于山高及山距的平衡，滤芯的山高大、山距小，那么滤芯的构造压损会偏高。

按GB 18801-2015标准测定，当滤材使用面积为1.0～2.5m²时，本发明滤芯的颗粒物累积净化量CCM为5000～60000mg。滤芯的颗粒物累积净化量主要与滤材的捕集效率以及滤芯所用滤材的面积有关。滤材捕集效率低、滤芯所用滤材面积小，则滤芯的颗粒物累积净化量较低；滤材捕集效率高、滤芯所用滤材面积大，则滤芯的颗粒物累积净化量较高。

本发明的空气净化器用滤芯的加工方法如下：

(1)带电熔喷无纺布：将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工，制得带静电熔喷无纺布；

(2)滤材：将支撑层贴合面散布热熔胶粉(或活性炭与热熔胶粉混合物)，进入分级烘箱进行加热，出烘箱后的支撑层与带电熔喷无纺布进行贴合，最终收卷制得滤材；

(3)空气净化器用滤芯：将复合后的滤材进行折叠，控制山高H与山距P的比例为0.50mm^-1≤H/P²≤9.60mm^-1，且每个滤芯的使用面积为1.0～2.5m²，然后进行外框组立，最终得到本发明的空气净化器用滤芯。

通过以下实施例及比较例更加详细地说明本发明，但本发明的保护范围并不限于实施例，实施例中的各物性由以下方法测定。

【熔喷无纺布的单位面积重量】

按照日本标准JISL 1913-2010测定，将熔喷无纺布切成20mm×20mm尺寸，使用电子天平（型号JA1003）称其重量，从重量计算出熔喷无纺布的单位面积重量。测试样品数为10个，取最终平均值。

【熔喷无纺布的纤维的平均直径】

采用电子扫描显微镜SEM（株式会社岛津制作所、型号SS-550）对熔喷无纺布进行拍摄，倍率为2000倍，取样品N=5，每个样品均匀取20个纤维直径点，然后对100个纤维直径点分析直径分布和平均值。

【滤芯的山高】

采用电子数显卡尺（量程0-200mm，上海量具刃具厂制品）进行测量，滤材打折后，将20个折山紧密的靠在一起，测量这部分折山的山谷所在平面到山顶所在平面的距离，即为山高，结果由测试仪器直接读取。测试10个值，取最终平均值。

【滤芯的山距】

采用游标卡尺（量程0-500mm，上海量具刃具厂制品）进行测量滤芯的长度L（mm），长度方向为折山排列方向，L为该方向上左右边端框材外边延之间的距离，同时在此长度方向上数出滤芯总的山数N，计算得到山距P(mm)，其计算公式如下：

山距P=长度L/山数N。

【滤材的厚度】

按照日本标准JISL 1913-2010测定，使用厚度测试仪（株式会社大荣科学精器制作所、型号FS-60DS）对滤材的厚度进行测量，结果由测试仪器直接读取。测试样品数为10个，取最终平均值。

【滤材的克重】

按照日本标准JISL 1913-2010测定，使用电子天平（型号JA1003）对滤材的克重进行测量，结果由测试仪器直接读取。测试样品数为10个，取最终平均值。

【滤芯的压损】

按照日本标准JIS B 9908-2001测定，风量180m³/h下，对滤芯压损进行测量，结果由测试仪器直接读取。

【滤芯的颗粒物累积净化量】

按照中国标准：GB/T 18801-2015测定，测试风量为350m³/h,所测滤芯的滤材使用面积为1.0～2.5m²，试验用香烟规格为：红塔山 8mg，对滤芯颗粒物累积净化量CCM进行测量，测试结果按照国标中规定的方法计算得出。

实施例1

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在240℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为2.4μm、单位面积重量M为10g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为4.2g/m²·μm^-1；将制得的带电熔喷无纺布与PET抄纸无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为2min下进行热处理，制得厚度为0.50mm、克重为50g/m²的滤材，然后将滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成山高H为48mm，山距P为3.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为5.33。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为20Pa，颗粒物累积净化量CCM为5000mg，在保持低压损的前提下，CCM可以达到GB 18801-2015标准中规定的P2等级（5000mg≤CCM＜8000mg），空气净化器的整体噪音较低，且该滤芯滤材使用面积小，价格相对便宜。本发明的滤芯的各物性参见表1。

实施例2

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在270℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为2.0μm、单位面积重量M为30g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为15.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与PET热粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为0.70mm，克重为110g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为60mm，山距P为2.5mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为9.60。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为45Pa，颗粒物累积净化量CCM为60000mg，CCM达到且远远高于GB 18801-2015标准中规定的P4等级（CCM≥12000mg），空气净化器的整体噪音较低，且滤芯的使用寿命长，更换频率低。本发明的滤芯的各物性参见表1。

实施例3

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在270℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为2.0μm、单位面积重量M为30g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为15.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与PET热粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为0.70mm，克重为110g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为48mm，山距P为3.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为5.33。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为35Pa，颗粒物累积净化量CCM为60000mg，在保持低压损的前提下，CCM达到且远远高于GB 18801-2015标准中规定的P4等级（CCM≥12000mg），空气净化器的整体噪音较低，且滤芯的使用寿命长，更换频率低。本发明的滤芯的各物性参见表1。

实施例4

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在270℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为2.0μm、单位面积重量M为26g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为13.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与PET化学粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为0.52mm，克重为70g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为48mm，山距P为3.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为5.33。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为30Pa，颗粒物累积净化量CCM为50000mg，在保持低压损的前提下，CCM达到且远远高于GB 18801-2015标准中规定的P4等级（CCM≥12000mg），空气净化器的整体噪音较低，且滤芯的使用寿命长，更换频率低。本发明的滤芯的各物性参见表1。

实施例5

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在190℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为6.0μm、单位面积重量M为60g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为10.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与活性炭脱臭层、PET化学粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为140℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为2.00mm，克重为600g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为15mm，山距P为5.5mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为0.50。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为35Pa，颗粒物累积净化量CCM为20000mg，达到且高于GB 18801-2015标准中规定的P4等级（CCM≥12000mg），在含有活性炭的情况下，滤芯还能保持较低的压损，空气净化器的整体噪音较低，且滤芯的使用寿命长，更换频率低。本发明的滤芯的各物性参见表1。

实施例6

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在190℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为6.0μm、单位面积重量M为60g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为10.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与活性炭脱臭层、PET化学粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为140℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为2.00mm，克重为600g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为40mm，山距P为4.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为2.50。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为45Pa，颗粒物累积净化量CCM为20000mg，达到且高于GB 18801-2015标准中规定的P4等级（CCM≥12000mg），在含有活性炭的情况下，滤芯还能保持较低的压损，空气净化器的整体噪音较低，且滤芯的使用寿命长，更换频率低。本发明的滤芯的各物性参见表1。

比较例1

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在210℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为4.0μm、单位面积重量M为10g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为2.5g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与PET热粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为2min下进行热处理，制得厚度为0.60mm，克重为50g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为60mm，山距P为2.3mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为11.34。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为58Pa，颗粒物累积净化量CCM为4000mg，低于GB 18801-2015标准中规定的P2等级（5000mg≤CCM＜8000mg），只能达到P1等级（3000mg≤CCM＜5000mg），滤芯的使用寿命较短。该滤芯的各物性参见表1。

比较例2

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在210℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为1.1μm、单位面积重量M为20g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为18.2g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与PET热粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为2min下进行热处理，制得厚度为0.50mm，克重为60g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为48mm，山距P为3.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为5.33。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为55Pa，颗粒物累积净化量CCM为65000mg，此时压损过大，增加空气净化器中马达的能耗，且空气净化器的噪音会较大，影响日常使用。该滤芯的各物性参见表1。

比较例3

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在300℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布，成型熔喷无纺布经冷却后，再进行带电加工制得带静电熔喷无纺布。该带电熔喷无纺布的纤维平均直径D为6.0μm、单位面积重量M为60g/m²，即带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为10.0g/m²·μm^-1，将制得的带电熔喷无纺布与活性炭脱臭层、PET化学粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为140℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为2.00mm，克重为600g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为15mm，山距P为6.0mm的滤芯，即滤芯的山高H与山距P²的比值为0.42。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为58Pa，颗粒物累积净化量CCM为10000mg，此时压损过大，增加空气净化器中马达的能耗，且空气净化器的噪音会较大，影响日常使用。该滤芯的各物性参见表1。

比较例4

将含有添加剂的聚丙烯切片喂入到螺杆挤出机中，90～250℃逐级加热充分熔融后，经过熔体过滤器和计量泵输入熔喷模头的喷丝孔喷出，喷出的聚丙烯在270℃侧吹风的作用下于接收辊上形成熔喷无纺布。该熔喷无纺布的纤维平均直径D为2.0μm、单位面积重量M为30g/m²，即熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维平均直径D的比值为15.0 g/m²·μm^-1，将制得的熔喷无纺布与PET化学粘合无纺布支撑层通过热熔胶贴合，然后在温度为120℃、时间为3min下进行热处理，制得厚度为0.70mm，克重为110g/m²的滤材，将该滤材进行折叠，并进行贴边框材组立，最终制成的滤芯山高H为48mm，山距P为3.0mm的滤芯，即山高H与山距P²的比值为5.33。

所得的滤芯在180m³/h的风量下的压损为35Pa，颗粒物累积净化量CCM为10000mg，低于GB 18801-2015标准中规定的P2等级（5000mg≤CCM＜8000mg），只能达到P1等级（3000mg≤CCM＜5000mg）。与实施例2相比，不带电的熔喷无纺布对于细颗粒的捕集效率会大幅下降，因此颗粒物累积净化量CCM性能有明显降低，滤芯的使用寿命也就明显变短，更换变得频繁。该滤芯的各物性参见表1。

表1

。

根据表1，

（1）由实施例1、 3和4可知，同等条件下，带电熔喷无纺布的单位面积重量与纤维平均直径的比值大，滤芯的颗粒物累积净化量CCM值大，但同时滤芯压损也会有一定提升，所以滤芯中带电熔喷无纺布的单位面积与纤维平均直径的比值要控制在一定范围内；

（2）由实施例2和3、实施例5和6可知，同等条件下，滤芯的山高H与山距P的平方的比值H/P²大，滤芯的压损就大，所以滤芯的山高H与山距P的关系要设计在一定范围内；

（3）由实施例3和比较例2可知，同等条件下，带电熔喷无纺布的单位面积与纤维平均直径的比值大，滤芯的颗粒物累积净化量CCM值大，但当该比值过大时，滤芯整体压损增大，空气净化器中马达的能耗增大，且噪音也会较大；

（4）由实施例6和比较例3可知，同等条件下，当滤芯的山高H与山距P的平方的比值H/P²过小时，山高低或山距大，导致滤材使用面积过小，颗粒物累积净化量就低，贯穿风速大，滤材自身压损增大，从而导致滤芯压损增大，反而没有起到降低压损的效果，增加空气净化器中马达的能耗，且空气净化器的噪音会较大，影响日常使用；

（5）由实施例3和比较例4可知，同等条件下，经过带电加工制得的带电熔喷无纺布与普通熔喷无纺布相比，前者的滤芯颗粒物累积净化量优于后者。

Claims

1.一种空气净化器用滤芯，包括边框材和折叠成连续山状的滤材，其特征在于：所述滤材至少是由无纺布骨材层和带电熔喷无纺布层构成，所述带电熔喷无纺布层的单位面积重量M与纤维的平均直径D的比值为4.0～15.0g/m²•μm^-1，该滤芯的山高H与山距P的关系为0.50mm^-1≤H/P²≤9.60mm^-1。

2.根据权利要求1所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：所述滤材包括无纺布骨材层、脱臭层和带电熔喷无纺布层。

3.根据权利要求1所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：所述带电熔喷无纺布层的单位面积重量M为10～60g/m²。

4.根据权利要求1所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：所述带电熔喷无纺布层的纤维的平均直径D为1.0～6.0μm。

5.根据权利要求1或2所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：所述滤材的厚度为0.40～2.00mm。

6.根据权利要求1或2所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：所述滤材的克重为50～600g/m²。

7.根据权利要求1或2所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：在180m³/h的风量下，该滤芯的压损为10～50Pa。

8.根据权利要求1或2所述的空气净化器用滤芯，其特征在于：按GB 18801-2015标准测定，当滤材使用面积为1.0～2.5m²时，该滤芯的颗粒物累积净化量CCM为5000～60000mg。