CN111203116A - 一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体包括材质统一的支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二，支撑层一超声复合在重离子微孔膜层的下表面，支撑层二超声复合在重离子微孔膜层的上表面。本发明能应用到口罩或防护服或空气净化机或空调过滤功能结构中。本发明通过超声复合，成功将重离子微孔膜作为过滤层，做成一种复合膜，通过采用相同材质的支撑材料和重离子微孔膜材料复合在一起，从而保证材料的复合力学强度和透气率，满足可清洗的要求，能够通过水洗后重复使用，节约了使用成本，且过滤效果好。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜及其制备方法与应用。
背景技术
当空气中的粉尘、细菌、病毒增加时，将对人们的日常生活造成严重的影响。现有的空气过滤材料（如口罩）一般采用熔喷聚丙烯（PP棉），其一般分为三层，上下两层为PP无纺布，中间层为熔喷PP棉，PP棉的特点是孔隙率大，它通过静电吸附可以有效过滤细小颗粒。但是PP棉有明显的缺点，不能接触水。接触水后静电吸附效果会失去，从而影响过滤效率，所以一般含有PP棉的防护产品都不能水洗。并且，即使不接触水，含PP棉的防护产品也会因为静电吸附空气中颗粒逐渐失效。而普通的棉布防护产品虽然可以水洗，但是过滤精度不够，过滤效率达不到要求。医用口罩的过滤精度一般为1-5微米，N95口罩为0.3微米。
重离子微孔膜，又称作核孔膜，它是利用重离子在绝缘物质薄膜上打孔然后化学蚀刻扩孔而成。重离子微孔膜的孔径范围是0.01微米到几十微米，宽度一般为20-40厘米，只能生产小宽幅产品，其在运用中宽幅受到很大的限制，实际产业化受到很大的限制。它不同于传统过滤材料，是精细孔道结构物理筛分过滤。重离子微孔膜材料一般为PET材料，厚度一般十几微米，可以承受100摄氏度的高温水洗。现有的一般过滤材料为聚丙烯PP材料，重离子微孔膜大多为PET材料，二者熔点不一样，很难复合在一起，也难以保证材料的复合力学强度和透气性。
发明内容
本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜及其制备方法与应用，有效解决了现有过滤材料不能水洗、使用寿命短、防护效果差等技术问题。
本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体包括材质统一的支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二，支撑层一复合在重离子微孔膜层的下表面，支撑层二复合在重离子微孔膜层的上表面。
优选的，重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，在单块重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，支撑层一和支撑层二的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。
优选的，所述的重离子微孔膜层的厚度为5-150 微米，孔径为0.01-40微米，孔密度为1×104个/平方厘米-5×109个/平方厘米。
优选的，所述的超声波压痕为连续的直线或波浪线。
优选的，所述的支撑层一与支撑层二的结构相同，其厚度为1-2000微米，孔径为0.1-400微米。
优选的，所述的重离子微孔膜层由PET材料或PP材料制成，所述的支撑层一和支撑层二为PET布、PET无纺布、PP布或PP无纺布。
本发明提供一种制备如所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括如下步骤：步骤一：备材，准备支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二三层材料，将三层材料从下至上依次堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合。
优选的，所述步骤一中的重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，其拼接方法为：先将单块重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合。
优选的，所述的超声复合的功率为100-500千瓦，超声波频率为20-100赫兹。
本发明提供一种口罩或防护服或空气净化机或空调，所述的口罩或防护服或空气净化机或空调的过滤功能结构包括如上所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜。
本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜及其制备方法与应用，通过超声复合，成功将重离子微孔膜作为过滤层，通过超声复合单块重离子微孔膜可以做成宽幅的重离子微孔膜层，满足不同产品的需求，宽幅的空气过滤复合在制作成品的过程中只要根据需要裁减就行，减少拼接工艺，节约了成本。通过采用相同材质的支撑材料和重离子微孔膜材料复合在一起，从而保证材料的复合力学强度和透气率，满足可清洗的要求；在膜材本体上均匀设有超声波压痕，形成整体一层，其产品的稳定性能好，使用者不需要再次进行复核，只需要直接对宽幅空气过滤复合膜进行裁剪就行，其结构简单，产业推广价值大。
本发明提供一种能够清洗更方便、使用寿命更长的空气过滤膜材，可以降低使用成本，减少过滤材料的浪费。通过采用材质统一的支撑材料和重离子微孔膜层进行超声复合，能够保证材料的复合力学强度和透气性，且可以满足水洗的要求，节能环保，使用成本有效降低，易于大众推广。
如果采用可清洗的材料，每人采购一两个，用完用高温水洗消毒，晾干后可以继续使用。从采购的迫切性和经济型都优于一次性口罩。除此外，该可清洗空气过滤膜材可用于口罩、防护服、空气净化机和空调产品的空气过滤材料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本实用膜材本体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1-2所示，本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体包括材质统一的支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二，支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二三者的熔点相近，支撑层一采用超声波复合在重离子微孔膜层的下表面，支撑层二采用超声波复合在重离子微孔膜层的上表面，所述的超声波压痕为连续的直线或波浪线。
本发明中重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，单块重离子微孔膜的拼接方式为超声复合，在单块重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，支撑层一和支撑层二的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。单块重离子微孔膜的宽度较窄，一般在20-40厘米，且其厚度很薄，一般的方式很难复合，而采用超声复合能满足其拼接要求，通过超声复合单块重离子微孔膜可以做成宽幅的重离子微孔膜层，复合过程中根据需要，选择多片单块重离子微孔膜复合成不同宽度的重离子微孔膜层，满足不同产品的需求，宽幅的空气过滤复合在制作成品的过程中只要根据需要裁减就行，减少拼接工艺，节约了成本。
本发明中重离子微孔膜层由PET材料或PP材料制成，重离子微孔膜层中均匀分布有孔道，所述的孔道以各种规则图案方式排列，可以是圆形、多边形、心形等，所述的重离子微孔膜层的厚度为5-150 微米，具体为5-100微米或5-50微米，更具体为10微米或15微米；孔径为0.01-40微米，具体为1-40微米，更具体为1-30微米或1-20微米，最具体为5-15微米或0.22-5微米；孔密度为1×104个/平方厘米-5×109个/平方厘米，具体为1×105个/平方厘米-10×105个/平方厘米，更具体为1×105个/平方厘米-5×105个/平方厘米，最具体可为1×105个/平方厘米、2×105个/平方厘米或3×108个/平方厘米。
本发明中支撑层一与支撑层二均为PET布、PET无纺布、PP布或PP无纺布，两者在选材和结构相同，其厚度为1-2000微米，具体为20-1000微米，更具体可为50-500微米；孔径为0.1-400微米，具体为10-200微米，更具体可为10微米、20微米或40微米。
本发明提供一种制备上述可清洗的宽幅空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：
步骤一：备材，准备支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二三层材料，将三层材料从下至上依次堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合，超声复合的功率为100-500千瓦，优选为100-200千瓦，超声波频率为20-100赫兹，优选为30-60赫兹。
上述步骤一中的重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，其拼接方法为：先将单块重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合。单块重离子微孔膜的宽度较窄，一般在20-40厘米，且其厚度很薄，要用一般的方式很难复合，而采用超声复合能满足其拼接要求，通过超声复合单块重离子微孔膜可以做成宽幅的重离子微孔膜层，满足不同产品的需求，宽幅的空气过滤复合在制作成品的过程中只要根据需要裁减就行，减少拼接工艺，节约了成本。
本发明提供一种口罩或防护服或空气净化机或空调，所述的口罩或防护服或空气净化机或空调的过滤功能结构包括如上所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，即本发明能够应用于口罩或防护服或空气净化机或空调等需要过滤结构的产品中。
具体实施例一
本实施例提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的波纹或直线超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体由下至上依次包括涤纶（PET）布、PET重离子微孔膜层和涤纶（PET）布，涤纶（PET）布分别采用超声波复合在PET重离子微孔膜层的上表面和下表面。
PET重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PET重离子微孔膜拼接组成，单块PET重离子微孔膜的拼接方式为超声复合，在单块PET重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，涤纶（PET）布的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。
PET重离子微孔膜层的厚度为15微米，孔径为5微米，孔密度为2×105个/平方厘米。涤纶（PET）布的厚度为1000微米，孔径为200微米。
本实施例提供一种制备上述可清洗的宽幅空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：步骤一：备材，准备涤纶（PET）布、PET重离子微孔膜层和涤纶（PET）布三层材料，将三层材料从下至上依次通过放卷堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合，超声复合的功率为200千瓦，超声波频率为60赫兹。
上述步骤一中的PET重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PET重离子微孔膜拼接组成，本实施例中选用的是三片40厘米的单块PET重离子微孔膜，其拼接方法为：先将单块PET重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块PET重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块PET重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合，拼接后的PET重离子微孔膜层接近1.2米。
采用本实施例的空气过滤复合膜，能够满足医用过滤去除细菌的目的。
具体实施例二
本实施例提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的波纹或直线超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体由下至上依次包括PET无纺布、PET重离子微孔膜层和PET无纺布，PET无纺布分别采用超声波复合在PET重离子微孔膜层的上表面和下表面。
PET重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PET重离子微孔膜拼接组成，单块PET重离子微孔膜的拼接方式为超声复合，在单块PET重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，PET无纺布的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。
PET重离子微孔膜层的厚度为10微米，孔径为0.22微米，孔密度为3×108个/平方厘米。PET无纺布的厚度为50微米，孔径为40微米。
本实施例提供一种制备上述可清洗的宽幅空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：步骤一：备材，准备PET无纺布、PET重离子微孔膜层和PET无纺布三层材料，将三层材料从下至上依次通过放卷堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合，超声复合的功率为100千瓦，超声波频率为20赫兹。
上述步骤一中的PET重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PET重离子微孔膜拼接组成，本实施例中选用的是3片40厘米的单块PET重离子微孔膜，其拼接方法为：先将单块PET重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块PET重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块PET重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合，拼接后的PET重离子微孔膜层接近1.2米。
采用本实施例的空气过滤复合膜，能够有效阻挡病毒和雾霾颗粒。
具体实施例三
本实施例提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的波纹或直线超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体由下至上依次包括聚丙烯（PP）布、PP重离子微孔膜层和聚丙烯（PP）布分别采用超声波复合在PP重离子微孔膜层的上表面和下表面。
PP重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PP重离子微孔膜拼接组成，单块PP重离子微孔膜的拼接方式为超声复合，在单块PP重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，聚丙烯（PP）布的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。PP重离子微孔膜层的厚度为15微米，孔径为5微米，孔密度为2×105个/平方厘米。聚丙烯（PP）布的厚度为1000微米，孔径为200微米。
本实施例提供一种制备上述可清洗的宽幅空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：步骤一：备材，准备聚丙烯（PP）布、PP重离子微孔膜层和聚丙烯（PP）布三层材料，将三层材料从下至上依次通过放卷堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合，超声复合的功率为200千瓦，超声波频率为60赫兹。
上述步骤一中的PP重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PP重离子微孔膜拼接组成，本实施例中选用的是3片40厘米的单块PP重离子微孔膜，其拼接方法为：先将单块PP重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块PP重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块PP重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合，拼接后的PP重离子微孔膜层接近1.2米。
采用本实施例的空气过滤复合膜，能够满足医用过滤去除细菌的目的。
具体实施例四
本实施例提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，包括膜材本体和均匀设置在膜材本体上的波纹或直线超声波压痕，没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体由下至上依次包括PP无纺布、PP重离子微孔膜层和PP无纺布分别采用超声波复合在PP重离子微孔膜层的上表面和下表面。
PP重离子微孔膜层的厚度为10微米，孔径为0.22微米，孔密度为3×108个/平方厘米。PP无纺布的厚度为50微米，孔径为40微米。
PP重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PP重离子微孔膜拼接组成，单块PP重离子微孔膜的拼接方式为超声复合，在单块PP重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，PP无纺布的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。
本实施例提供一种制备上述可清洗的宽幅空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：步骤一：备材，准备PP无纺布、PP重离子微孔膜层和PP无纺布三层材料，将三层材料从下至上依次通过放卷堆叠在一起；步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合，超声复合的功率为100千瓦，超声波频率为20赫兹。
上述步骤一中的PP重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块PP重离子微孔膜拼接组成，本实施例中选用的是3片40厘米的单块PP重离子微孔膜，其拼接方法为：先将单块PP重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块PP重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块PP重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合，拼接后的PP重离子微孔膜层接近1.2米。
采用本实施例的空气过滤复合膜，能够有效阻挡病毒和雾霾颗粒。
本发明提供一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜及其制备方法与应用，通过超声复合，成功将重离子微孔膜作为过滤层，做成一种复合膜，研发出一种可清洗的空气过滤材料，通过采用相同材质的支撑材料和重离子微孔膜材料复合在一起，从而保证材料的复合力学强度和透气率，满足可清洗的要求。
本发明提供一种能够清洗更方便、使用寿命更长的空气过滤膜材，可以降低使用成本，减少过滤材料的浪费。通过采用材质统一的支撑材料和重离子微孔膜层进行超声复合，能够保证材料的复合力学强度和透气性，且可以满足水洗的要求，节能环保，使用成本有效降低，易于大众推广。
如果采用可清洗的材料，每人采购一两个，用完用高温水洗消毒，晾干后可以继续使用。从采购的迫切性和经济型都优于一次性口罩。除此外，该可清洗空气过滤膜材可用于口罩、防护服、空气净化机和空调产品的空气过滤材料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：包括膜材本体（1）和均匀设置在膜材本体上的超声波压痕（2），没有超声波压痕的膜材本体厚度大于带有超声波压痕的膜材本体厚度，所述的膜材本体包括材质统一的支撑层一（11）、重离子微孔膜层（12）和支撑层二（13），支撑层一超声复合在重离子微孔膜层的下表面，支撑层二超声复合在重离子微孔膜层的上表面。
2.根据权利要求1所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，在单块重离子微孔膜的拼接处有1-2厘米的叠加区，支撑层一和支撑层二的宽度与拼接后的重离子微孔膜层宽度一致。
3.根据权利要求1所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：所述的重离子微孔膜层的厚度为5-150 微米，孔径为0.01-40微米，孔密度为1×104个/平方厘米-5×109个/平方厘米。
4.根据权利要求1所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：所述的超声波压痕为连续的直线或波浪线。
5.根据权利要求1所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：所述的支撑层一与支撑层二的结构相同，其厚度为1-2000微米，孔径为0.1-400微米。
6.根据权利要求1所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜，其特征在于：所述的重离子微孔膜层由PET材料或PP材料制成，所述的支撑层一和支撑层二为PET布、PET无纺布、PP布或PP无纺布。
7.一种制备如权利要求1-6任一项所述的空气过滤复合膜的方法，包括如下步骤：
步骤一：备材，准备支撑层一、重离子微孔膜层和支撑层二三层材料，将三层材料从下至上依次堆叠在一起；
步骤二：超声复合，采用超声波设备对堆叠在一起的三层材料进行超声波复合。
8.根据权利要求7所述的空气过滤复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的重离子微孔膜层由两片及两片以上的单块重离子微孔膜拼接组成，其拼接方法为：先将单块重离子微孔膜的一边边线拼接排列，单块重离子微孔膜的拼接处预留有1-2厘米的拼接位，再通过超声设备对单块重离子微孔膜的拼接位进行超声波复合。
9.根据权利要求8所述的空气过滤复合膜的制备方法，其特征在于：所述的超声复合的功率为100-500千瓦，超声波频率为20-100赫兹。
10.一种口罩或防护服或空气净化机或空调，其特征在于：所述的口罩或防护服或空气净化机或空调的过滤功能结构包括如权利要求1-6任一项所述的可清洗的宽幅空气过滤复合膜。
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