CN111394887A

CN111394887A - 一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置

Info

Publication number: CN111394887A
Application number: CN202010201840.XA
Authority: CN
Inventors: 尤祥银
Original assignee: Jiangsu Liyang New Materials Co ltd
Current assignee: Jiangsu Liyang New Materials Co ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2040-03-20
Also published as: CN111394887B

Abstract

本发明涉及驻极体纤维技术领域，提供一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置，旨在解决驻极体过滤材料的过滤性能受环境影响较大，环境温度、湿度均会影响电势，造成电荷衰减，影响过滤性能的问题，包括纤维挤出机和安装在纤维挤出机输出端上用于熔喷丝成型纤维膜基材的喷丝模，纤维挤出机的输入端上安有进料仓，且进料仓与纤维挤出机的连接处设有进料阀，喷丝模的输出侧设有用于承接并传输纤维膜基材的接受网帘机构，接受网帘机构上方沿着纤维膜基材的运动方向依次设有液体摩擦机构、退火机构和淬火机构，且接受网帘机构的输出侧设有收卷机构。本发明尤其适用于熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置

技术领域

本发明涉及驻极体纤维技术领域，具体涉及一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置。

背景技术

随着交通运输、工业迅速发展，污染也随之产生，空气中的粉尘、化学物质、有害微生物的等对人们的健康产生的危害和影响非常大。空气过滤器和过滤材料的应用是净化空气的重要手段，另外实际生活中，水或油等液体都需进行过滤处理，过滤材料已成为工业、生活必备之品。

传统的过滤材料主要是依靠惯性沉积、重力沉积、布朗扩散等机械作用达到净化空气的目的，但普通滤材对于细小微粒的去除不彻底；而驻极过滤材料，通过对空气过滤材料进行驻极处理，利用静电吸附作用达到过滤微小颗粒的目的，能有效提高过滤效率，降低阻力。

但在实际应用过程中，人们发现熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的过滤性能受环境影响较大，环境温度、湿度均会影响电势，造成电荷衰减，影响过滤性能。为此，我们提出了一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决驻极体过滤材料的过滤性能受环境影响较大，环境温度、湿度均会影响电势，造成电荷衰减，影响过滤性能的问题。

(二)技术方案

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：

一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法，该制备方法包含下述步骤：

S1、将原料进行挤塑以熔喷丝成型为纤维膜基材；

S2、将纤维膜基材承接且水平并排传输；

S3、将传输的纤维膜基材进行液体摩擦，以使纤维失去电荷；

S4、将传输的纤维膜基材依次进行基材干燥、基材退火、基材淬火，以使失去电荷的原子物质在纤维内部冻结；

S5、将得到的纤维膜基材进行收卷；

其中，在S3中，摩擦的液体与纤维膜基材运动方向形成有摩擦夹角，且摩擦夹角的角度为5～30°，摩擦的液体与纤维膜基材运动的相对速度为10～400米每秒。

优选的，在S3中，液体摩擦用的液体依次经过液体去离子、液体净化、液体恒温和液体分流，且液体分流的流道与纤维膜基材的数量匹配对应。

优选的，所述液体摩擦用的液体为非离子液体。

本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：

一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，包括纤维挤出机和安装在纤维挤出机输出端上用于熔喷丝成型纤维膜基材的喷丝模，所述纤维挤出机的输入端上安有进料仓，且进料仓与纤维挤出机的连接处设有进料阀，喷丝模的输出侧设有用于承接并传输纤维膜基材的接受网帘机构，接受网帘机构上方沿着纤维膜基材的运动方向依次设有液体摩擦机构、退火机构和淬火机构，且接受网帘机构的输出侧设有用于收卷所述纤维膜基材的收卷机构；

所述接受网帘机构包括由外壳Ⅰ和外壳Ⅱ组合而成的传输外壳，且外壳Ⅰ的底壁高程小于外壳Ⅱ的底壁高程，传输外壳的下端安装有多个支撑脚，传输外壳的内腔中沿着纤维膜基材的运动方向水平设有网帘带，且网帘带的内部设有多个用于网帘带转动传输的传输辊，传输辊转动安装在传输外壳的内壁上，且其中一个传输辊的后端延伸至传输外壳的外腔并安装在驱动电机的输出端上，驱动电机安装在传输外壳的后壁上；

所述液体摩擦机构包括架设在外壳Ⅰ上端的液体分流箱，且液体分流箱的顶壁上开设有与纤维膜基材的运动方向垂直延伸的条形分流口，且条形分流口上设有中继管的输出端，中继管的另一端贯通连接有液体储存箱，且中继管上安装有液体阀，液体储存箱的输入端上安装有进液管，且进液管的输入端与外界水源相连通，进液管上依次安装有液体泵、液体恒温单元、液体净化单元和液体去离子单元，液体分流箱的内腔中沿着纤维膜基材的运动方向均匀布置有多个倾斜的流道，且流道的输出端贯通液体分流箱的底壁并形成有液体摩擦契口；

所述收卷机构包括转动安装在底座架上的卷辊，且卷辊的后端可拆卸式固定安装在卷绕电机的输出端上，卷绕电机固定安装在底座架上；

所述退火机构为底端开口的恒温箱，且恒温箱的温度为100～250℃；

所述淬火机构为底端开口的冷却箱，且冷却箱的温度为-10～15℃。

优选的，所述液体摩擦机构和退火机构之间还设有基材干燥机构，基材干燥机构包括架设在传输外壳上端的风箱，风箱的下端为敞口结构，且风箱的内腔上部形成有风流通道，风流通道内贯通有进风管，且进风管的另一端延伸至风箱的外腔并依次安装有风机和活性炭层，风流通道的内壁上沿纤维膜基材的运动反方向倾斜安装有扰流板，且风流通道位于扰流板的导风侧位置开设有干燥风口。

优选的，所述喷丝模的输出端呈扁平状设置，且喷丝模的输出侧上水平开设有多个用于熔喷丝成型纤维膜基材的喷丝模口。

优选的，所述外壳Ⅰ的底壁上贯通安装有液体回收管，且液体回收管的另一端与外界水源相连通。

优选的，所述接受网帘机构的输出侧的侧壁上通过支架转动安装有变向辊，且变向辊的环形侧壁上端与网帘带的上端面相齐平。

技术人员不难看出，上述各优选方案的任意组合所构成的方案都是本发明的一部分。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置，具备以下有益效果：

1、本发明制成的液体摩擦驻极体过滤材料，其制作方法简单，形成长效的驻极体过滤材料，净化PM2.5粒子时具有高效低阻的特点，在潮湿空气中能长久持有表面电势，而且可以有效地抑制细菌微生物在滤材表面的生长，从而保护滤材，实现滤材的长久高效净化。

2、本发明通过流动的液体对纤维进行摩擦，使纤维失去电荷，再通过退火及淬火过程，使失去电荷的原子物质在纤维内部冻结，形成长效的驻极体过滤材料，解决了普通滤材对于细小微粒的去除不彻底的问题和熔喷聚丙烯驻极体空气净化材料的过滤性能受环境影响较大，环境温度、湿度均会影响电势，造成电荷衰减，影响过滤性能的问题。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中液体摩擦驻极体过滤材料制备装置的结构示意图；

图2为本发明中液体摩擦机构的结构示意图；

图3为本发明中液体分流箱的结构剖视图；

图4为本发明中基材干燥机构结构示意图；

图5为本发明中喷丝模口的结构示意图；

图6为本发明一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法的流程图。

图中：纤维挤出机1、喷丝模2、喷丝模口21、接受网帘机构3、外壳31Ⅰ、外壳32Ⅱ、网帘带33、传输辊34、液体摩擦机构4、液体分流箱41、条形分流口42、中继管43、液体储存箱44、液体阀45、液体泵46、液体恒温单元47、液体净化单元48、液体去离子单元49、进液管410、流道411、液体摩擦契口411、液体回收管5、基材干燥机构6、风箱61、风流通道62、进风管63、风机64、扰流板65、干燥风口66、退火机构7、淬火机构8、收卷机构9、变向辊10、进料仓11、纤维膜基材a。

具体实施方式

下面结合附图1-6和实施例对本发明进一步说明：

实施例1

一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，包括纤维挤出机1和安装在纤维挤出机1输出端上用于熔喷丝成型纤维膜基材a的喷丝模2，所述纤维挤出机1的输入端上安有进料仓11，且进料仓11与纤维挤出机1的连接处设有进料阀，喷丝模2的输出侧设有用于承接并传输纤维膜基材a的接受网帘机构3，接受网帘机构3上方沿着纤维膜基材a的运动方向依次设有液体摩擦机构4、退火机构7和淬火机构8，且接受网帘机构3的输出侧设有用于收卷所述纤维膜基材a的收卷机构9；

所述接受网帘机构3包括由外壳31Ⅰ和外壳32Ⅱ组合而成的传输外壳，且外壳31Ⅰ的底壁高程小于外壳32Ⅱ的底壁高程，传输外壳的下端安装有多个支撑脚，传输外壳的内腔中沿着纤维膜基材a的运动方向水平设有网帘带33，网帘带33可以有效的保证液体的渗出，提高纤维膜基材a干燥效率，且网帘带33的内部设有多个用于网帘带33转动传输的传输辊34，传输辊34转动安装在传输外壳的内壁上，且其中一个传输辊34的后端延伸至传输外壳的外腔并安装在驱动电机的输出端上，驱动电机安装在传输外壳的后壁上,驱动电机的启动，可以带动网帘带33进行传输，匹配喷丝模2的纤维膜基材a挤出速度，保证喷丝模2的承接和水平传输；

所述液体摩擦机构4包括架设在外壳31Ⅰ上端的液体分流箱41，且液体分流箱41的顶壁上开设有与纤维膜基材a的运动方向垂直延伸的条形分流口42，且条形分流口42上设有中继管43的输出端，中继管43的另一端贯通连接有液体储存箱44，且中继管43上安装有液体阀45，液体储存箱44的输入端上安装有进液管410，且进液管410的输入端与外界水源相连通，进液管410上依次安装有液体泵46、液体恒温单元47、液体净化单元48和液体去离子单元49，液体分流箱41的内腔中沿着纤维膜基材a的运动方向均匀布置有多个倾斜的流道411，且流道411的输出端贯通液体分流箱41的底壁并形成有液体摩擦契口411，在液体泵46的驱动下，液体依次通过液体去离子单元49进行去离子、液体净化单元48进行水质净化、液体恒温单元47进行水温调节，随后输入液体储存箱44内，并随着液体阀45的开启，处理后的液体进行入条形分流口42内进行分流，分别进入多个倾斜的流道411内，通过不同的液体流速和不同的摩擦角度进行纤维膜基材a的摩擦，使纤维失去电荷；

所述收卷机构9包括转动安装在底座架上的卷辊，且卷辊的后端可拆卸式固定安装在卷绕电机的输出端上，卷绕电机固定安装在底座架上，卷绕电机启动，带动卷辊收卷制备完成的纤维膜基材a；

所述退火机构7为底端开口的恒温箱，且恒温箱的温度为100℃；

所述淬火机构8为底端开口的冷却箱，且冷却箱的温度为-10℃。

参照附图1和4，所述液体摩擦机构4和退火机构7之间还设有基材干燥机构6，基材干燥机构6包括架设在传输外壳上端的风箱61，风箱61的下端为敞口结构，且风箱61的内腔上部形成有风流通道62，风流通道62内贯通有进风管63，且进风管63的另一端延伸至风箱61的外腔并依次安装有风机64和活性炭层，风流通道62的内壁上沿纤维膜基材a的运动反方向倾斜安装有扰流板65，且风流通道62位于扰流板65的导风侧位置开设有干燥风口66，风机64启动，通过活性炭层干燥外界空气介质并输入风流通道62内，结合沿纤维膜基材a的运动反方向倾斜安装有扰流板65，可以有效的进行扰流并将输入的干燥空气分流，沿着纤维膜基材a的运动反方向均匀分布在纤维膜基材a表面，随着纤维膜基材a的传输进行快速干燥，有效的提高基材干燥效率。

参照附图1和5，所述喷丝模2的输出端呈扁平状设置，且喷丝模2的输出侧上水平开设有多个用于熔喷丝成型纤维膜基材a的喷丝模口21，有效的保证多根纤维膜基材a水平的承接在网帘带33上，从而进行液体摩擦、退火和淬火处理。

参照附图1，所述外壳31Ⅰ的底壁上贯通安装有液体回收管5，且液体回收管5的另一端与外界水源相连通，处理后的液体本身相较于外界的水源其杂质较少，处理工序相对简单，可以保证液体的循环利用，提高资源利用效率。

参照附图1，所述接受网帘机构3的输出侧的侧壁上通过支架转动安装有变向辊10，且变向辊10的环形侧壁上端与网帘带33的上端面相齐平，用于处理完成后的纤维膜基材a可以进行变向，减少磨损。

参照附图6，本发明基于上述的液体摩擦驻极体过滤材料制备装置的制备方法，该制备方法包含下述步骤：

S1、将原料通过纤维挤出机1进行挤塑，结合喷丝模2的多个并排喷丝模口21以熔喷丝成型为纤维膜基材a；

S2、接受网帘机构3将纤维膜基材a承接且水平并排传输；

S3、传输的纤维膜基材a通过液体摩擦机构4进行液体摩擦，以使纤维失去电荷；

S4、传输的纤维膜基材a依次进行通过基材干燥机构6进行基材干燥、通过退火机构7进行基材退火、通过淬火机构8进行基材淬火，以使失去电荷的原子物质在纤维内部冻结；

S5、通过收卷机构9将得到的纤维膜基材a进行收卷；

其中，在S3中，摩擦的液体与纤维膜基材a运动方向形成有摩擦夹角，且摩擦夹角的角度为5°，摩擦的液体与纤维膜基材a运动的相对速度为50米每秒。

本实施例中，在S3中，液体摩擦用的液体依次经过液体去离子、液体净化、液体恒温和液体分流，且液体分流的流道与纤维膜基材a的数量匹配对应。

本实施例中，所述液体摩擦用的液体为非离子液体，优选为去离子纯净水。

实验完成后对纤维膜基材a进行不同环境温度和环境湿度的电荷测试，得出表1：

由表1可知，制备出的纤维膜基材a不同环境温度和环境湿度下的微粒过滤效果均较好，且电荷衰减影响小，可以有效提高过滤效率，降低阻力。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述恒温箱的温度为120℃；

所述冷却箱的温度为0℃。

参照附图6，在S3中，摩擦的液体与纤维膜基材a运动方向形成有摩擦夹角，且摩擦夹角的角度为10°，摩擦的液体与纤维膜基材a运动的相对速度为50米每秒。

其他未描述结构参照实施例1。

实验完成后对纤维膜基材a进行不同环境温度和环境湿度的电荷测试，得出表2：

由表2可知，制备出的纤维膜基材a不同环境温度和环境湿度下的微粒过滤效果均较好，且电荷衰减影响小，可以有效提高过滤效率，降低阻力。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，所述恒温箱的温度为200℃；

所述冷却箱的温度为10℃。

参照附图6，在S3中，摩擦的液体与纤维膜基材a运动方向形成有摩擦夹角，且摩擦夹角的角度为15°，摩擦的液体与纤维膜基材a运动的相对速度为100米每秒。

其他未描述结构参照实施例1。

实验完成后对纤维膜基材a进行不同环境温度和环境湿度的电荷测试，得出表3：

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，所述恒温箱的温度为250℃；

所述冷却箱的温度为15℃。

参照附图6，在S3中，摩擦的液体与纤维膜基材a运动方向形成有摩擦夹角，且摩擦夹角的角度为25°，摩擦的液体与纤维膜基材a运动的相对速度为200米每秒。

其他未描述结构参照实施例1。

实验完成后对纤维膜基材a进行不同环境温度和环境湿度的电荷测试，得出表4：

由表4可知，制备出的纤维膜基材a不同环境温度和环境湿度下的微粒过滤效果均较好，且电荷衰减影响小，可以有效提高过滤效率，降低阻力。

根据本发明上述实施例的液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法及装置，制成的液体摩擦驻极体过滤材料，其制作方法简单，形成长效的驻极体过滤材料，净化PM2.5粒子时具有高效低阻的特点，在潮湿空气中能长久持有表面电势，而且可以有效地抑制细菌微生物在滤材表面的生长，从而保护滤材，实现滤材的长久高效净化。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，包括纤维挤出机和安装在纤维挤出机输出端上用于熔喷丝成型纤维膜基材的喷丝模，其特征在于，所述纤维挤出机的输入端上安有进料仓，且进料仓与纤维挤出机的连接处设有进料阀，喷丝模的输出侧设有用于承接并传输纤维膜基材的接受网帘机构，接受网帘机构上方沿着纤维膜基材的运动方向依次设有液体摩擦机构、退火机构和淬火机构，且接受网帘机构的输出侧设有用于收卷所述纤维膜基材的收卷机构；

2.如权利要求1所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，其特征在于：所述液体摩擦机构和退火机构之间还设有基材干燥机构，基材干燥机构包括架设在传输外壳上端的风箱，风箱的下端为敞口结构，且风箱的内腔上部形成有风流通道，风流通道内贯通有进风管，且进风管的另一端延伸至风箱的外腔并依次安装有风机和活性炭层，风流通道的内壁上沿纤维膜基材的运动反方向倾斜安装有扰流板，且风流通道位于扰流板的导风侧位置开设有干燥风口。

3.如权利要求1所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，其特征在于：所述喷丝模的输出端呈扁平状设置，且喷丝模的输出侧上水平开设有多个用于熔喷丝成型纤维膜基材的喷丝模口。

4.如权利要求1所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，其特征在于：所述外壳Ⅰ的底壁上贯通安装有液体回收管，且液体回收管的另一端与外界水源相连通。

5.如权利要求1所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备装置，其特征在于：所述接受网帘机构的输出侧的侧壁上通过支架转动安装有变向辊，且变向辊的环形侧壁上端与网帘带的上端面相齐平。

6.一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包含下述步骤：

S1、将原料进行挤塑以熔喷丝成型为纤维膜基材；

S2、将纤维膜基材承接且水平并排传输；

S5、将得到的纤维膜基材进行收卷；

7.如权利要求6所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法，其特征在于：在S3中，液体摩擦用的液体依次经过液体去离子、液体净化、液体恒温和液体分流，且液体分流的流道与纤维膜基材的数量匹配对应。

8.如权利要求6所述的一种液体摩擦驻极体过滤材料的制备方法，其特征在于：所述液体摩擦用的液体为非离子液体。