CN109955557A - 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109955557A
CN109955557A CN201910277934.2A CN201910277934A CN109955557A CN 109955557 A CN109955557 A CN 109955557A CN 201910277934 A CN201910277934 A CN 201910277934A CN 109955557 A CN109955557 A CN 109955557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coconut palm
dust
adipose membrane
composite material
dirt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910277934.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109955557B (zh
Inventor
吕爱民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hainan Coconut Activated Carbon Fiber Technology Co Ltd
Original Assignee
Hainan Coconut Activated Carbon Fiber Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hainan Coconut Activated Carbon Fiber Technology Co Ltd filed Critical Hainan Coconut Activated Carbon Fiber Technology Co Ltd
Priority to CN201910277934.2A priority Critical patent/CN109955557B/zh
Publication of CN109955557A publication Critical patent/CN109955557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109955557B publication Critical patent/CN109955557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/02—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising animal or vegetable substances, e.g. cork, bamboo, starch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/047—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material made of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0668—The layers being joined by heat or melt-bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276—Polyester fibres
    • B32B2262/0284—Polyethylene terephthalate [PET] or polybutylene terephthalate [PBT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用，椰脂膜捕尘复合材料是由无纺布、椰脂膜复合材料、土工布、熔喷过滤布和无纺布复合而成。其中：椰脂膜复合材料由椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂和果胶加水混合溶融流延成膜，再将椰脂膜复合到热风无纺布上得到椰脂膜复合材料，再将椰脂膜复合材料、土工布、熔喷过滤布和无纺布经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料，该椰脂膜捕尘复合材料制成的防护口罩或过滤元件应用于防御粉尘及各种颗粒物。

Description

椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用，具体对应GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准、GB2626-呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器标准、DB52/T743-2012金属冶炼行业自吸过滤式防尘口罩标准、AQ1114-2014煤矿用自吸过滤式防尘口罩标准、GB/T32610-2016日常防护型口罩技术规范标准、DB50/T869-2018粉尘工作场所防尘口罩适用规范标准技术领域，用于防御粉尘及各种颗粒物。(为便于应用，本发明以防护口罩作为对应标准产品的统称)。
背景技术
现行GB2626-呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器标准、DB52/T743-2012金属冶炼行业自吸过滤式防尘口罩标准、AQ1114-2014煤矿用自吸过滤式防尘口罩标准、GB/T32610-2016日常防护型口罩技术规范标准除规定了过滤效率、泄漏率、吸气阻力、呼气阻力、呼气阀气密性等用于产品型式检验的指标外，都没有明确规定防GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘需要采用什么具体技术方案、选用什么具体过滤材料。目前，国内外市场上流通的现有技术防护口罩功能性过滤材料主要有3种：①聚四氟乙烯膜、②熔喷过滤布、③静电纤维，3种过滤材料优缺点分析如下：
①聚四氟乙烯膜制成的防护口罩优点是：膜薄、疏水、过滤效率99.97％。缺点是：阻力高130pa左右，接尘加载时容易出现蠕变，耐磨性差，容易被磨琢性较高的矽尘、石英尘、铝尘等金属粉尘或非金属无机粉尘磨破击穿，聚四氟乙烯膜是表面过滤，过滤时粉尘不能进入膜料内部，都挂在膜料表面，容尘量少，谷物粉尘(玉米粉)容尘测试显示：加尘4h聚四氟乙烯膜口罩表面容尘52mg/只时，吸气阻力就达到294pa，这个数值超过了DB50/T869-2018粉尘工作场所防尘口罩适用规范标准中防尘口罩实际接尘8h或使用一个工作日或容尘量350mg/只，吸气阻力不大于220pa的限值。
②熔喷过滤布制成的防护口罩优点是：过滤效率99％，阻力低40pa。缺点是：接收油性粉尘时容易被“糊死”，阻力上升快，使用寿命短，容尘量小于80mg/m2，煤尘容尘测试显示：在煤尘浓度50mg/m3中接尘3h吸气阻力就达到336pa，这个数值超过了AQ1114-2014煤矿用自吸过滤式防尘口罩标准5.9吸气阻力不大于300pa的限值。
③静电纤维制成的防护口罩优点是：干燥空气中可捕捉带电荷的粉尘颗粒，容尘量较大200mg/m2左右、阻力低34pa。缺点是：静电纤维捕尘率(过滤效率)低，只有51％左右，究其原因：物质在粉碎过程中和流动中互相摩擦或吸附空气中离子而带电，粉尘颗粒的荷电量除取决于其粒径大小、密度外，还与工作场所环境温度和湿度有关，温度高荷电增加；湿度高荷电减少，漂浮在空气中的粉尘颗粒90％带正电荷或负电荷，其中，带正电荷的粉尘颗粒约占40％～51％；带负电荷的粉尘颗粒约占37％～54％；不带电荷的粉尘颗粒约占9％。按带电序列，任何两种物质接触，在前面的物质带正电荷在后面的物质带负电荷(±)。静电纤维或带正电荷或带负电荷，正电荷纤维只能捕捉带负电荷的粉尘颗粒，捕尘率(过滤效率)为37％～54％；负电荷纤维只能捕捉带正电荷的粉尘颗粒，捕尘率(过滤效率)为40％～51％，静电纤维对其他9％不带电荷的粉尘颗粒没有引力捕捉作用。当空气湿度在70％RH以上时，粉尘颗粒表面被水气膜包裹不荷电，静电纤维表面因水分子作用荷电衰减，静电纤维转换成普通纤维，静电捕尘功能丧失。
从以上分析可以看出，现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维的功能已经走到“天花板”的位置。
发明内容
本发明是针对现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维存在的缺陷和不足，发明了一种椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用，以椰脂膜湿敏效应感知材料为核心技术，附加土工布、熔喷过滤布、无纺布，制成椰脂膜捕尘防护口罩或椰脂膜捕尘过滤元件，该技术产品具有新的性能，突破了现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维“天花板”的技术障碍，解决了现有技术无法克服的技术问题，本发明与现有技术防护口罩过滤材料相比具有突出的实质性特点和显著进步。
本发明的技术原理：
润湿是一种界面现象，粉尘颗粒流动中，不仅有含尘气体单项流动，还有气体与固体、气体与液体的流动，这种气-固-液三相界面上的理化体系，从一相转换到另一相的过程为界面现象，它是固-气界面被固-液界面置换的过程。
椰脂膜吸收人体呼出潮气或吸收湿润空气产生湿敏效应形成椰泡液桥，(液桥是指在固体粉尘颗粒之间的小液柱，是连接两个或多个固体粉尘颗粒之间的一段液体)。粉尘在空气中通常处于分散状态，运动中的粉尘颗粒之间有约1μm左右的间隔，没有连接引力粉尘颗粒之间很难团聚，椰泡液桥有效引力距离在0.5μm～3μm内，对分散在1μm左右范围内的粉尘颗粒凝聚成团非常有效。
椰脂膜是具有极高全气候捕尘实用价值的干湿两用转换功能膜，接尘初始阶段，椰脂膜首先应急反应的是吸气过、呼气过、粉尘不能过的干脂膜透析分离过滤，随后，椰脂膜吸收人体呼出潮气或吸收湿润空气产生湿敏效应生成泡沫群，椰泡群在土工布上铺展刺破相遇的粉尘颗粒表面气膜，挤掉原有空气，椰泡群在粉尘颗粒表面铺展过程中，固-气界面消失的面积与增加的固-液界面面积相等，原有的固-气界面被固-液界面取代，流体中的粉尘颗粒受椰泡液桥力及曳力作用团聚变大沉降停止布朗运动，被滞留在土工布及熔喷过滤布上。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种椰脂膜捕尘复合材料，是由五层材料利用超声波熔接技术复合而成：第一层是信息层，选用无纺布；第二层是捕尘层，选用椰脂膜复合材料；第三层是容尘层，选用土工布；第四层是过滤层，选用熔喷过滤布；第五层是保洁层，选用无纺布。所述椰脂膜复合材料由椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂和果胶加纯净水混合溶融流延成膜得到椰脂膜，再将椰脂膜附着到热风无纺布上得到椰脂膜复合材料，其中按重量比计椰子油原料、氨基酸、卵磷脂的比例为1：2：2，果胶添加量为椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的0.2wt％～0.6wt％，纯净水的添加重量为椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的2～4倍；所述椰脂膜厚度5μm～8μm，质量2g/m2～4g/m2；所述热风无纺布厚度10μm～15μm，质量16g/m2～20g/m2；所述椰脂膜复合材料厚度15μm～23μm，质量18g/m2～24g/m2。
进一步地，所述的土工布材质是丙纶涤纶锦纶纤维，规格80～120g/m2。
进一步地，所述的熔喷过滤布材质是聚丙烯纤维，规格20～40g/m2。
进一步地，所述的无纺布材质是聚丙烯纤维，规格30～50g/m2。
进一步地，所述的信息层无纺布上印示产品信息。
一种上述椰脂膜捕尘复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
1、制备椰脂膜溶物：按配比将椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂混合加注纯净水搅拌15min，然后添加果胶继续搅拌15min得到椰脂膜溶物。
2、制备椰脂膜：将椰脂膜溶物经过滤器纯化后注入流延机生产线呈片状流延成膜，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜。
3、制备椰脂膜复合材料：将椰脂膜附着到热风无纺布上经复合机复合成型，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜复合材料。
4、制备椰脂膜捕尘复合材料：按顺序将第一层信息层无纺布、第二层捕尘层椰脂膜复合材料、第三层容尘层土工布、第四层过滤层熔喷过滤布、第五层保洁层无纺布摆放整齐，经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料。
本发明所设计的椰脂膜捕尘复合材料，可以捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒，用于制造椰脂膜捕尘防护口罩或椰脂膜捕尘过滤元件。
一种椰脂膜捕尘防护口罩，是由所述的椰脂膜捕尘复合材料制成的能覆盖人脸口鼻下颌的随弃式半面罩，带或不带呼气阀，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
一种椰脂膜捕尘过滤元件，是由所述的椰脂膜捕尘复合材料制成的装在可更换式防护口罩滤尘盒里的过滤元件，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
本发明椰脂膜捕尘复合材料与现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维8项性能对比表见表1。
表1本发明椰脂膜捕尘复合材料与现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维8项性能对比表
表1续 本发明椰脂膜捕尘复合材料与现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜、熔喷过滤布、静电纤维8项性能对比表
本发明权利要求技术特征与相关标准技术内容对应见表2。
表2本发明权利要求技术特征与相关标准技术内容对应表
表2续 本发明权利要求技术特征与相关标准技术内容对应表
本发明技术方案新颖性、创造性、实用性
1、新颖性，椰脂膜具有多孔结构特征，孔隙率88％以上，透气性好，适应冷、暖、干、湿全气候，不受环境气象变化影响。
2、创造性，椰脂膜吸收人体呼出潮气或吸收湿润空气发生湿敏效应起泡生成椰泡群。椰泡群是许多单个气泡堆集起来的集合体，椰脂膜经湿敏反应生成的椰泡群看拟杂乱无章，实际上具有相当规则的结构，即有普通黑膜也有牛顿黑膜，椰泡群稳定性优异，实验证明：暴露在室内19～23℃空气中的椰泡群可保持6小时左右不破。椰泡群有两种结构形态：下面部分的气泡呈球状，分隔液体的量较多，上面部分的气泡比较干燥，椰泡相互粘连组成多面体泡沫网络，椰脂膜有着巨大的表面活性，湿敏反应此起彼伏的发泡率高于破泡率，可持续捕尘，椰泡群对＜100mN/m低表面能固体细小粉尘颗粒和＞100mN/m高表面能固体细小粉尘颗粒均有润湿刺破表面气膜使之相互团聚变大沉降滞留的作用，效果十分理想。人体呼出潮气是不停息的；椰脂膜吸收人体呼出潮气必然润湿发生湿敏效应起泡不停息；椰泡群对粉尘颗粒润湿团聚捕捉不停息；直到椰脂膜捕尘防护口罩或椰脂膜捕尘过滤元件容尘量达到350mg/个的容尘限值，这一预料不到的技术效果解决了现有技术静电纤维只能捕捉带正电荷或带负电荷的粉尘颗粒，解决了现有技术只有纤维和粉尘都带电荷才能互相吸引捕尘的技术难题。这种湿敏效应质变捕尘的新技术特征非显而易见，对防尘领域技术人员来说，事先无法预测或推理出来，是想不到的，也未见公开的技术启示。
3、实用性，椰脂膜捕尘防护口罩或椰脂膜捕尘过滤元件属两性捕尘产品，亲油亲水，捕尘面宽，覆盖范围广，可以捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物，可以捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。克服了现有技术防护口罩过滤材料聚四氟乙烯膜，容尘量少，耐磨琢性差，容易被磨琢性较高的金属粉尘或非金属无机粉尘磨破击穿的缺点，克服了现有技术防护口罩过滤材料熔喷过滤布，接收油性粉尘时容易被“糊死”阻力上升快，使用寿命短的缺点，克服了现有技术防护口罩过滤材料静电纤维，只能分别捕捉带正电荷粉尘或带负电荷粉尘的缺点，克服了现有技术静电纤维表面电荷在空气湿度70％RH以上环境中电荷衰减丧失静电引力捕尘的缺点。
本发明以椰脂膜湿敏效应感知材料为核心技术，附加土工布、熔喷过滤布、无纺布，突破了现有常规防尘过滤材料的技术障碍，在捕尘过滤效率、呼吸气阻力、容尘量、适用环境、拦截粉尘种类等方面均优于现有常规防尘过滤材料，有益效果：
1、椰脂膜捕尘防护口罩和椰脂膜捕尘过滤元件成分谱中的椰子油(食品级)，含丰富的月桂酸，月桂酸具有显著的综合抗菌能力，亲油亲水，皂化值高，起泡佳、泡沫丰富、细密稳定，干燥环境中，过滤粉尘是干性椰脂膜透析分离作用，湿润环境中，捕捉粉尘主要是椰泡液桥力，椰泡液桥力是主导力。椰泡群中有大量厚度在9nm左右的普通黑膜和牛顿黑膜，黑膜透气性好，接尘后阻力上升慢，使用人员接受水平高。椰脂膜成分谱中的氨基酸(食品级)，两性化合物，是构成蛋白质的基本物质，起泡佳、泡沫丰富、细密稳定，氨基酸随环境PH变化带正电荷或负电荷，带负电荷时作用于捕捉带正电荷粉尘颗粒，带正电荷时作用于杀菌抑菌(细菌通常带负电荷)。椰脂膜成分谱中的卵磷脂(食品级)，是与蛋白质、维生素并列的第三营养素，两性分子，亲油亲水，具有乳化、润湿、增稠、稳定、防黏结、抗结晶、抗氧化作用，卵磷脂能降低粉尘与液体固/液界面的表面张力，促进粉尘团聚，卵磷脂是一种天然解毒剂，能分解体内的毒素。椰脂膜成分谱中的果胶(食品级)，是一种天然高分子化合物，有良好的胶凝性和乳化稳定作用，加到椰脂膜溶物混合流延成膜使其具有良好的弹性、保形性、成膜性，果胶凝胶后遇水分子膨胀、分裂、流动，可促进椰泡群在土工布上铺展架桥。
2、椰脂膜捕尘复合材料中的熔喷过滤布，具有良好的过滤性能，熔喷过滤布在本发明技术方案中起兜底过滤作用，置于椰脂膜-土工布后面，椰脂膜位于迎尘面，在指定防护因数(APF)内，接尘时大多数粉尘颗粒被干性椰脂膜拦截和被椰泡群捕捉，极少数含尘气流突破椰脂膜防线与熔喷过滤布接触时气流通过，已被椰脂膜团聚成大颗粒的粉尘受曳力作用停止布朗运动滞留在熔喷过滤布上。
3、椰脂膜捕尘复合材料中的二层无纺布，一层用于印示产品技术信息层，一层用于产品保洁层；土工布即有容尘作用也起支撑防护口罩/过滤元件产品结构的挺括性。
4、本发明以椰脂膜湿敏效应感知材料为核心技术，复合土工布、熔喷过滤布、无纺布构成一项新的技术方案，制成的椰脂膜捕尘防护口罩或椰脂膜捕尘过滤元件各技术单元在功能上即能君臣佐使各负其责，又能相互支持，拾遗补缺，可以捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物。可以捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
5、长期以来，人们一直期望能有一种适用冷、暖、干、湿全气候且适用于防御不同类型粉尘的多功能防护口罩。本发明的突出贡献在于，成功地解决了防尘领域人们一直渴望解决但始终未能获得成功的：“现有技术防护口罩过滤材料只能分别捕捉呼吸性粉尘或PM2.5颗粒物或有机粉尘或无机粉尘或非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘或带电荷粉尘或不带电荷粉尘或金属粉尘或非金属粉尘或磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘”，的技术难题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、无纺布；2、椰脂膜复合材料；3、土工布；4、熔喷过滤布；5、无纺布。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一、椰脂膜捕尘复合材料的制备：
1、制备椰脂膜溶物：按重量比为1：2：2的比例将椰子油(食品级)、氨基酸、卵磷脂混合加注纯净水搅拌15min，然后添加果胶继续搅拌15min得到椰脂膜溶物。其中纯净水的重量为椰子油、氨基酸、卵磷脂原料混合物的2倍，果胶添加量为椰子油、氨基酸、卵磷脂原料混合物的0.6wt％。
2、制备椰脂膜：将椰脂膜溶物经过滤器纯化后注入流延机生产线呈片状流延成膜，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜。经检测，其孔隙率为91.5％。
3、制备椰脂膜复合材料：将椰脂膜附着在热风无纺布上经复合机复合成型，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜复合材料。
4、制备椰脂膜捕尘复合材料：按顺序将第一层面层无纺布、第二层椰脂膜复合材料、第三层土工布、第四层熔喷过滤布、第五层内层无纺布摆放整齐，经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料。
实施例二、椰脂膜捕尘复合材料的制备：
1、制备椰脂膜溶物：按重量比为1：2：2的比例将椰子油(食品级)、氨基酸、卵磷脂混合加注纯净水搅拌15min，然后添加果胶继续搅拌15min得到椰脂膜溶物。其中纯净水的重量为椰子油、氨基酸、卵磷脂原料混合物的3倍，果胶添加量为椰子油、氨基酸、卵磷脂原料混合物的0.4wt％。
2、制备椰脂膜：将椰脂膜溶物经过滤器纯化后注入流延机生产线呈片状流延成膜，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜。经检测，其孔隙率为89.3％。
3、制备椰脂膜复合材料：将椰脂膜附在附着在热风无纺布上经复合机复合成型，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜复合材料。
4、制备椰脂膜捕尘复合材料：按顺序将第一层面层无纺布、第二层椰脂膜复合材料、第三层土工布、第四层熔喷过滤布、第五层内层无纺布摆放整齐，经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料。
实施例三、椰脂膜捕尘复合材料的制备：
1、制备椰脂膜溶物：按重量比为1：2：2的比例将椰子油衍生物、氨基酸、卵磷脂混合加注纯净水搅拌15min，然后添加果胶继续搅拌15min得到椰脂膜溶物。其中纯净水的重量为椰子油衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的4倍，果胶添加量为椰子油衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的0.3wt％。
2、制备椰脂膜：将椰脂膜溶物经过滤器纯化后注入流延机生产线呈片状流延成膜，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜。经检测，其孔隙率为93.1％。
3、制备椰脂膜复合材料：将椰脂膜附着在热风无纺布上经复合机复合成型，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜复合材料。
4、制备椰脂膜捕尘复合材料：按顺序将第一层面层无纺布、第二层椰脂膜复合材料、第三层土工布、第四层熔喷过滤布、第五层内层无纺布摆放整齐，经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料。
实施例四、椰脂膜捕尘防护口罩的制备
按顺序将无纺布、椰脂膜复合材料、土工布、熔喷过滤布和无纺布上到传送机架上传送，经超声波口罩机熔接压合制成能覆盖人脸口鼻下颌的随弃式半面罩，带或不带呼气阀，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
实施例五、椰脂膜捕尘过滤元件的制备
按顺序将无纺布、椰脂膜复合材料、土工布、熔喷过滤布和无纺布上到传送机架上传送，经超声波过滤元件机熔接压合制成装在可更换式防护口罩滤尘盒里的过滤元件，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
性能检测：
选择GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘中的6种粉尘，在空气湿度为70％RH的环境下以30L/min的空气流量对实施例一、实施例二、实施例三所得椰脂膜捕尘复合材料进行检测，结果见表3、4、5：
表3实施例一椰脂膜捕尘复合材料性能检测
测试介质 捕尘过滤效率 吸气阻力 容尘量
矽尘(粒径1.3μm) 99.3％ ≤27Pa ≥353mg/m<sup>2</sup>
煤尘(粒径1.3μm) 97.6％ ≤33Pa ≥293mg/m<sup>2</sup>
表4实施例二椰脂膜捕尘复合材料性能检测
测试介质 捕尘过滤效率 吸气阻力 容尘量
滑石粉尘(粒径3μm) 99.7％ ≤28Pa ≥350mg/m<sup>2</sup>
氧化铝粉尘(粒径1.5μm) 96.8％ ≤35Pa ≥286mg/m<sup>2</sup>
表5实施例三椰脂膜捕尘复合材料性能检测
测试介质 捕尘过滤效率 吸气阻力 容尘量
木粉尘(粒径2μm) 99.4％ ≤25Pa ≥357mg/m<sup>2</sup>
石墨粉尘(粒径2.5μm) 98.3％ ≤31Pa ≥298mg/m<sup>2</sup>
上述检测结果表明，本发明所提供的椰脂膜捕尘复合材料椰脂膜具有多孔结构特征，孔隙率88％以上，透气性好，在捕尘过滤效率、吸气阻力、容尘量等方面均优于现有常规防尘过滤材料，具体应用方面可制成的能覆盖人脸口鼻下颌的随弃式半面罩，或制成装在可更换式防护口罩滤尘盒里的过滤元件，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，以椰子油或其衍生物做膜的任何改进和润饰，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种椰脂膜捕尘复合材料，其技术特征在于：所述的椰脂膜捕尘复合材料由五层材料构成：第一层是信息层，选用无纺布；第二层是捕尘层，选用椰脂膜复合材料；第三层是容尘层，选用土工布；第四层是过滤层，选用熔喷过滤布；第五层是保洁层，选用无纺布；所述的椰脂膜复合材料由椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂和果胶加纯净水混合溶融流延成椰脂膜，再将椰脂膜附着到热风无纺布上得到椰脂膜复合材料，其中按重量比计椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂的比例为1：2：2，果胶添加量为椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的0.2wt％～0.6wt％，水的重量为椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂原料混合物的2～4倍；所述的椰脂膜厚度5μm～8μm，质量2g/m2～4g/m2，热风无纺布厚度10μm～15μm，质量16g/m2～20g/m2，椰脂膜复合材料厚度15μm～23μm，质量18g/m2～24g/m2。
2.根据权利要求1所述的椰脂膜捕尘复合材料，其技术特征在于：所述的土工布材质是丙纶涤纶锦纶纤维，规格80～120g/m2。
3.根据权利要求1所述的椰脂膜捕尘复合材料，其技术特征在于：所述的熔喷过滤布材质是聚丙烯纤维，规格20～40g/m2。
4.根据权利要求1所述的椰脂膜捕尘复合材料，其技术特征在于：所述的无纺布材质是聚丙烯纤维，规格30～50g/m2。
5.根据权利要求1所述的椰脂膜捕尘复合材料，其技术特征在于：所述的信息层无纺布上印示产品信息。
6.一种权利要求1-5所述的椰脂膜捕尘复合材料的制备方法，其技术特征在于，其具体步骤如下：
1)制备椰脂膜溶物：按配比将椰子油或其衍生物、氨基酸、卵磷脂混合加注纯净水搅拌15min，然后添加果胶继续搅拌15min得到椰脂膜溶物；
2)制备椰脂膜：将椰脂膜溶物经过滤器纯化后注入流延机生产线呈片状流延成膜，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜；
3)制备椰脂膜复合材料：将椰脂膜附着在热风无纺布上经复合机复合成型，再经牵引、切边、收卷得到椰脂膜复合材料；
4)制备椰脂膜捕尘复合材料：按顺序将第一层信息层无纺布、第二层捕尘层椰脂膜复合材料、第三层容尘层土工布、第四层过滤层熔喷过滤布、第五层保洁层无纺布摆放整齐，经超声波机器熔接压合得到椰脂膜捕尘复合材料。
7.一种椰脂膜捕尘防护口罩，其技术特征在于：是由权利要求1-6所述的椰脂膜捕尘复合材料制成的能覆盖人脸口鼻下颌的随弃式半面罩，带或不带呼气阀，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
8.一种椰脂膜捕尘过滤元件，其技术特征在于：是由权利要求1-6所述的椰脂膜捕尘复合材料制成的装在可更换式防护口罩滤尘盒里的过滤元件，用于捕捉所有与椰脂膜相遇的呼吸性粉尘、PM2.5颗粒物、有机粉尘或无机粉尘、非油性KN类粉尘或油性KP类粉尘、带电荷粉尘或不带电荷粉尘、金属粉尘或非金属粉尘、磨琢性粉尘或非磨琢性粉尘颗粒物，用于捕捉GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素标准中4.2工作场所空气中粉尘容许浓度47种粉尘。
CN201910277934.2A 2019-04-08 2019-04-08 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用 Active CN109955557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910277934.2A CN109955557B (zh) 2019-04-08 2019-04-08 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910277934.2A CN109955557B (zh) 2019-04-08 2019-04-08 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109955557A true CN109955557A (zh) 2019-07-02
CN109955557B CN109955557B (zh) 2020-11-24

Family

ID=67025782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910277934.2A Active CN109955557B (zh) 2019-04-08 2019-04-08 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109955557B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111705508A (zh) * 2020-07-02 2020-09-25 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种卫生巾用抗菌椰脂纤维及其制备方法与应用
CN111716842A (zh) * 2020-06-20 2020-09-29 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种抗菌防病毒椰脂膜纤维及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06170132A (ja) * 1992-12-09 1994-06-21 Aizaburo Yagishita 成形濾過材の製造法
CN105126446A (zh) * 2015-07-30 2015-12-09 安徽凤凰滤清器股份有限公司 一种除臭油烟空气过滤材料及其制备方法
CN106621567A (zh) * 2016-12-06 2017-05-10 太仓大唐化纤厂 一种复合纤维空气滤网及滤网中活性炭改性涤纶纤维的制造方法
CN207980663U (zh) * 2018-01-02 2018-10-19 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种防御低微毒尘的椰壳活性炭纤维复合层材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06170132A (ja) * 1992-12-09 1994-06-21 Aizaburo Yagishita 成形濾過材の製造法
CN105126446A (zh) * 2015-07-30 2015-12-09 安徽凤凰滤清器股份有限公司 一种除臭油烟空气过滤材料及其制备方法
CN106621567A (zh) * 2016-12-06 2017-05-10 太仓大唐化纤厂 一种复合纤维空气滤网及滤网中活性炭改性涤纶纤维的制造方法
CN207980663U (zh) * 2018-01-02 2018-10-19 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种防御低微毒尘的椰壳活性炭纤维复合层材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111716842A (zh) * 2020-06-20 2020-09-29 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种抗菌防病毒椰脂膜纤维及其制备方法与应用
CN111705508A (zh) * 2020-07-02 2020-09-25 北京健翔嘉业日用品有限责任公司 一种卫生巾用抗菌椰脂纤维及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109955557B (zh) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106102863B (zh) 带有由不同电纺纤维相互交织而成的涂层的防护口罩、构成所述涂层的配方、以及制作所述防护口罩的方法
CN109955557A (zh) 椰脂膜捕尘复合材料及其制备方法与应用
CN102958570A (zh) 具有向内鼻部区域折叠部分的高适形呼吸器
CN106690577B (zh) 基于氧化石墨烯的复合纳滤防霾抗菌抑菌口罩及制备方法
CN103610242B (zh) 一种高效过滤pm2.5c型口罩
Givehchi et al. An overview of airborne nanoparticle filtration and thermal rebound theory
CN105077760B (zh) 一种雾霾防护口罩
CA2381060A1 (en) Oily-mist resistant filter that has nondecreasing efficiency
CN203776206U (zh) 一种过滤pm2.5的口罩
WO2008085545A2 (en) Method for making shaped filtration articles
CN106676751A (zh) 针刺非织造布静电纤维过滤网及其制作方法
CN210226990U (zh) 一种椰脂膜捕尘防护口罩
CN207980663U (zh) 一种防御低微毒尘的椰壳活性炭纤维复合层材料
CN206760826U (zh) 一种可更换滤芯的防pm2.5口罩及其滤芯
WO2018126504A1 (zh) 颗粒物阻隔材料及其在防雾霾中的应用
CN106924898A (zh) 一种集成于服装的可穿戴空气净化系统
CN207202125U (zh) 一种纳米活性炭纤维防雾霾口罩
CN206182423U (zh) 一种仿生防雾霾口罩
WO1997015376A2 (en) Filtering
CN207341254U (zh) 一种口罩
CN106076011B (zh) 空气净化滤芯
CN204763518U (zh) 一种防静电的防尘口罩
CN206508418U (zh) 煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件
CN2389677Y (zh) 自吸过滤式防尘防毒口罩
CN106883821A (zh) 改性障碍性粉尘的高聚能复合阻尘材料及制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant