CN1702219A

CN1702219A - 活性炭无纺布及其制造工艺

Info

Publication number: CN1702219A
Application number: CN 200510049884
Authority: CN
Inventors: 谢道训
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: CN100362157C

Abstract

本发明公开了活性炭无纺布，包括无纺布层，无纺布层由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结。制造工艺：选择性施以放卷步骤、前混合成网步骤、抛撒活性炭粉步骤、后混合成网步骤、选择性施以喷胶步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤；前混合成网步骤可为前一混合成网步骤和前一复合成网步骤；后混合成网步骤可为后一混合成网步骤和后一复合成网步骤；前一复合成网步骤与后一复合成网步骤相邻设置。将活性炭粉均匀吸附融合在无纺布基体之内，再经加热定型制成上述产品；并且前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，其工艺简单，效率高，产品适用面广。

Description

活性炭无纺布及其制造工艺

技术领域

本发明涉及活性炭无纺布及其制造工艺。

技术背景

一般工业生产的具有活性炭的纤维布，是将活性炭粉与纤维利用合成的方法制成活性炭布，其生产工艺流程复杂，产品造价过高，并且经由洗涤后布面炭的活化性会减弱而产生皱褶，如申请号01137385.7中国发明专利就属此种，其公开了“活性碳纤维毡、布连续制备方法”，由原纤维匀速通过装有2％磷酸铵溶液的预处理器后干燥，然后在300～450℃条件下碳化，最后在850～1300℃和氮气和水蒸气混合气体条件下活化而得到；还有以活性炭撒粉方式制作，将布面层先予上胶后形成胶面层，在胶面层上撒上活性炭粉形成活性炭层，在活性炭层上贴合加工布面层。其整体织物吸附性差且耐水性不佳，上述的活性炭的纤维布经洗涤后布面炭的活化性会减弱而产生皱褶问题仍未解决。再有活性炭与胶混合并与无纺布经浸泡方式加工，使活性炭粉黏附于无纺布，再经加工烘干而成产品。该产品活性炭粉黏附于无纺布既不均匀又不牢靠，目前尚未制作出成熟产品，仅应用于部分过滤材料。无纺布具有耐热性、耐溶解性和透水性好，并具有一定的吸水能力，是纤维布或织布无法比拟的。申请号03231443.4一种保健复合布包括作为基材的无纺布和复合其上的含有活性碳微粒的复合层，复合层由活性碳微粒和粘合剂直接混合而成。复合层通过简单的加热即可复合在作为基材的无纺布上。而这种离开粘合剂即无法完成产品的制作，而对于粘合剂的大量使用，必然降低了产品的吸附能力和吸附抑菌能力，不利于产品的环保和简化效果，并且粘合剂的老化影响使用寿命。夹炭无纺布是将两层无纺布中间置优质颗粒活性炭经特殊工艺复合制成，具有含炭量高，吸附净化性能优异，虽不会发生掉粉现象，但工艺简单粗糙，厚度大，仅适合制作各种活性炭过滤器，使用范围受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供吸附抑菌能力强、厚度薄透气性好、易于热合成形、环保和简化效果好的活性炭无纺布，它对有机高分子物质有很强的吸附能力，而对液体中的微量成分色素、臭气物质等具有高度去除能力，便于制成不同活性炭产品。

本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术而提供工艺简单、效率高和处理装置易小型化的活性炭无纺布制造工艺，以优质粉状活性碳为吸附材料，采用先进工艺将其均匀吸附融合在无纺布基体之内，再经加热定型制成上述产品。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：活性炭无纺布，包括无纺布层，具体技术措施还包括：无纺布层由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

为适应不同使用场合和环境，可制造出的活性炭融合结中活性炭粉末状结构颗粒在无纺布层中分布比例为1％～100％。

为取得较好的产品，活性炭融合结中活性炭含量占对应无纺布和活性炭总量的5％～60％；活性炭层中的粉末状结构颗粒直径为20～420目，所占重量百分比为亚甲基兰占1.2％，水份占10％，灰份占5％，铁含量占0.01％，PH值为7～9；无纺布层面定量为8～120克/平方米，纵向断裂强度为2～120N/5cm，厚度为0.1～10mm。

进一步优化方案，取得好的效果的产品，活性炭层面上还均匀吸附融结有上无纺布层。

更进一步优化方案，取得好的效果的产品，无纺布层经均匀吸附融结有复合无纺布层再均匀吸附融结活性炭层，并且活性炭层渗入下复合无纺布层基体内的部分也构成活性炭融合结；活性炭层面再经均匀吸附融结有复合无纺布层又再均匀吸附融结有上无纺布层。

上述无纺布层为由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合经纤维均匀成网装置均匀上网成型后，在表面选择性施以粘合剂制成的浆粕气流成网非织造布；复合无纺布层为由混合物经纤维均匀成网装置均匀上网成型的混合浆粕气流成网非织造布；该混合物由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合，再按比例与活性炭粉末状结构颗粒相混合组成。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：

制造工艺之一：活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：放卷步骤、前混合成网步骤、后混合成网步骤、选择性施以喷胶步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，具体技术措施还包括：前、后混合成网步骤之间有一个抛撒活性炭粉步骤；并且前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其仅用作对网带上的无纺布层面在入口端至出口端依次提供气流吸附作用；加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。

制造工艺之二：活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：前混合成网步骤、后混合成网步骤、选择性施以喷胶步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，具体技术措施还包括：前、后混合成网步骤之间有一个抛撒活性炭粉步骤；前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。

制造工艺之三：活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：前混合成网步骤、后混合成网步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，其特征是：前混合成网步骤包括前一混合成网步骤和前一复合成网步骤；后混合成网步骤包括后一混合成网步骤和后一复合成网步骤；前一复合成网步骤与后一复合成网步骤相邻设置；前一混合成网步骤和后一混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；前一复合成网步骤和后一复合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维和活性炭粉末状结构颗粒均匀分配，在入口端至出口端依次提供融合着活性炭粉末状结构颗粒的具有气流成网的纤维层。还可以，在后混合成网步骤与加热定型步骤之间有一个喷胶步骤为佳；加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。

与现有技术相比，本发明通过无纺布层由层内到层面均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结。该融合结紧密将活性炭和无纺布融合成一体，厚度薄透气性好，并保持吸附抑菌能力强，易于热合成形，环保和简化效果好，它对有机高分子物质有很强的吸附能力，而对液体中的微量成分色素、臭气物质等具有高度去除能力，便于制成不同活性炭产品。通过以优质粉状活性碳为吸附材料，采用先进工艺：在前、后混合成网步骤之间采用抛撒活性炭粉步骤；将活性炭粉均匀吸附融合在无纺布基体之内，再经加热定型制成上述产品；并且前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层，其工艺简单、处理装置易小型化和效率高。

附图说明

图1本发明实施例一的产品结构及制造工艺示意图；

图2本发明实施例二的产品结构及制造工艺示意图；

图3本发明实施例三的产品结构及制造工艺示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

图1至图3所示，活性炭无纺布，包括无纺布层，无纺布层由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结h，h为活性炭粉末状结构颗粒在所述的无纺布层中分布程度，为适应不同使用场合和环境，可制造出的活性炭融合结中活性炭粉末状结构颗粒在无纺布层中分布比例h/H为1％～100％。为取得较好的产品，活性炭融合结中活性炭含量占对应无纺布和活性炭总量的5％～60％；活性炭层中的粉末状结构颗粒直径为20～420目，所占重量百分比为亚甲基兰占1.2％，水份占10％，灰份占5％，铁含量占0.01％，PH值为7～9；无纺布层面定量为8～120克/平方米，纵向断裂强度为2～120N/5cm，厚度为0.1～10mm。

进一步优化方案，取得好的效果的产品，活性炭层面上还均匀吸附融结有上无纺布层，图2所示。

更进一步优化方案，取得好的效果的产品，无纺布层经均匀吸附融结有复合无纺布层再均匀吸附融结活性炭层，并且活性炭层渗入下复合无纺布层基体内的部分也构成活性炭融合结；活性炭层面再经均匀吸附融结有复合无纺布层又再均匀吸附融结有上无纺布层。上述无纺布层为由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合经纤维均匀成网装置均匀上网成型后，在表面选择性施以粘合剂制成的浆粕气流成网非织造布；复合无纺布层为由混合物经纤维均匀成网装置均匀上网成型的混合浆粕气流成网非织造布；该混合物由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合，再按比例与活性炭粉末状结构颗粒相混合组成，图3所示。

如图1所示，为实施例一活性炭无纺布及其制造工艺，无纺布层厚H，由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结h。该下无纺布可选用热融无纺布。该活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：放卷步骤，将卷绕在放卷机10上的热融无纺布9沿入口端放卷至网带11上，沿该传送网带11送至前混合成网步骤，抛撒活性炭粉步骤，后混合成网步骤，前、后混合成网步骤均由对应的混合器1a、1b、1c、1d和成型头2a、2b、2c、2d配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其仅用作对网带11上的无纺布层面在入口端至出口端依次提供气流吸附作用；因此可将活性炭粉吸附融结渗入无纺布层基体内，构成活性炭融合结，抛撒活性炭粉步骤由撒粉头3来实施；可选择性施以喷胶步骤由喷胶装置7完成，当然也可不喷胶，根据产品使用的场合或环境确定，再送至加热定型步骤，其包括经热压辊4a碾压、烘箱5烘干和再热压辊4b碾压过程，最后送至产品卷取步骤经卷取机6卷绕成产品8，产品8总厚度为H，具有无纺布层8a和活性炭层8b；活性炭层8b渗入无纺布层8a基体内的部分构成活性炭融合结h。

如图2所示，为实施例二活性炭无纺布及其制造工艺，由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结h。进一步优化方案，取得好的效果的产品，活性炭层面上还均匀吸附融结有上无纺布层。该活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：传送网带11送至前混合成网步骤，抛撒活性炭粉步骤，后混合成网步骤，前、后混合成网步骤均由对应的混合器1a、1b、1c、1d和成型头2a、2b、2c、2d配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；该无纺布定量为8～120克/平方米，纵向断裂强度为2～120N/5cm，厚度为0.1～10mm，无纺布层为由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例在混合器1a、1b、1c、1d中混合，经纤维均匀成网装置的成型头2a、2b、2c、2d均匀上网成型后，在表面选择性施以粘合剂制成的浆粕气流成网非织造布；前混合成网步骤经对应的混合器1a、1b和成型头2a、2b配合完成无纺布层制作；由传送网带11送至抛撒活性炭粉步骤由撒粉头3来实施，在无纺布层完成均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结h。该传送网带11送至后混合成网步骤经对应的混合器1c、1a和成型头2c、2d配合完成上无纺布层制作。该传送网带11继续送至可选择性施以喷胶步骤由喷胶装置7完成，当然也可不喷胶，根据产品使用的场合或环境确定，再送至加热定型步骤，其包括经热压辊4a碾压、烘箱5烘干和再热压辊4b碾压过程，最后送至产品卷取步骤经卷取机6卷绕成产品8，产品8具有无纺布层8a、活性炭层8b和上无纺布层8c；活性炭层8b渗入无纺布层8a基体内的部分构成活性炭融合结h，而无纺布层8a厚度为H。

如图3所示，为实施例三活性炭无纺布及其制造工艺，无纺布层8a经均匀吸附融结有复合无纺布层8d再均匀吸附融结所述的活性炭层8b，并且所述的活性炭层8b渗入下复合无纺布层8d基体内的部分也构成活性炭融合结h；所述的活性炭层面再经均匀吸附融结有复合无纺布层8e又再均匀吸附融结有上无纺布层8c。而无纺布层8a与下复合无纺布层8d厚度为H。

该活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：传送网带11送至前一混合成网步骤和前一复合成网步骤；抛撒活性炭粉步骤；后一混合成网步骤和后一复合成网步骤；前一混合成网步骤经对应的混合器1a和成型头2a配合完成无纺布层制作，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；传送网带11送至前一复合成网步骤经对应的混合器9a和成型头2b配合完成下复合无纺布层制作；该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维和活性炭粉末状结构颗粒均匀分配，在入口端至出口端依次提供融合着活性炭粉末状结构颗粒的具有气流成网的纤维层。传送网带11再送至抛撒活性炭粉步骤由撒粉头3来实施，在下复合无纺布层8d完成均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结h。传送网带11再送至后一复合成网步骤经对应的混合器9b和成型头2c配合完成上复合无纺布层制作；该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维和活性炭粉末状结构颗粒均匀分配，在入口端至出口端依次提供融合着活性炭粉末状结构颗粒的具有气流成网的纤维层。传送网带11再送至后一混合成网步骤经对应的混合器1d和成型头2d配合完成上无纺布层制作，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层。上述无纺布定量为8～120克/平方米，纵向断裂强度为2～120N/5cm，厚度为0.1～10mm，无纺布层为由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合经纤维均匀成网装置均匀上网成型后，在表面选择性施以粘合剂制成的浆粕气流成网非织造布；复合无纺布层为由混合物经纤维均匀成网装置均匀上网成型的混合浆粕气流成网非织造布；该混合物由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合，再按比例与活性炭粉末状结构颗粒相混合组成。

该传送网带11继续送至可选择性施以喷胶步骤由喷胶装置7完成，当然也可不喷胶，根据产品使用的场合或环境确定，再送至加热定型步骤，其包括经热压辊4a碾压、烘箱5烘干和再热压辊4b碾压过程，最后送至产品卷取步骤经卷取机6卷绕成产品8。

本发明特点：一是产品无臭、无味、不溶于水和有机溶剂；二是微孔容积约0.6-0.8ml/g比表面积约500-1500m²/g；三是它对有机高分子物质有很强的吸附能力，而对液体中的微量成分色素、臭气物质等具有高度去除能力，且有高度发展的孔隙构造，是-种极优良的吸附剂；如无机气体NO、NO2、SO2、H2S、NHS、CO、CO2及HF、SIF4等都有很好的吸附能力，对水溶液中的无机化合化、染料、笨酸等有机化合物及重金属离子也有很好的吸附能力，对微生物及细菌也具备良好的吸附抑菌能力，对霉菌的抑菌率可达96-99％；四是活性炭为粉末状所以其吸附及脱附速度极快，且孔隙中90％以上是微孔，为活性炭无纺布提供大量的比表面积；五是无纺布与活性炭的结合产品，活性炭融合了无纺布的特性，使吸附层簿，处理装置易小型化和高效率化，便于制成不同活性炭产品。

本发明用途：一是可回收易分解、易聚合有机溶剂，如三氯乙烷、笨乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，且回收的溶剂质量好、回收率高可达99％；二是废水处理、饮用水净化和净化空气；三是石化工业中的油品、精制、脱硫、脱臭、催化剂载体、无机化工中的应用和医药制品的精制提纯；四是医疗卫生及生物工程方面的运用，可作为吸附剂也可以净化血液器中的病毒，可用以制造绷带及其他除臭、抑菌的医疗卫生用品；五是食品工业中的应用：所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用活性炭进行脱色精制。六是化学防护和辐射防护，防毒面具，口罩和防护衣是活性炭无纺布应用的典型代表；七是可以广泛的应用到日常生活中：a、除臭——抗菌的靯垫；b、医院用长放抗菌床单；c、口罩——抗菌、除臭、滤毒；d、空气污处理滤网，水污处理滤网e、空调过滤网；f、防辐射滤网；g、水族箱滤网；h、冰箱除臭片；i、抗菌除臭枕等。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims

1.活性炭无纺布，包括无纺布层，其特征是：所述的无纺布层由层内到层面还均匀吸附融结有由粉末状结构颗粒构成的活性炭层，所述的活性炭层渗入无纺布层基体内的部分构成活性炭融合结。

2.根据权利要求1所述的活性炭无纺布，其特征是：所述的活性炭融合结中活性炭粉末状结构颗粒在所述的无纺布层中分布比例为1％～100％。

3.根据权利要求1或2所述的活性炭无纺布，其特征是：所述的活性炭融合结中活性炭含量占对应无纺布和活性炭总量的5％～60％；所述的活性炭层中的粉末状结构颗粒直径为20～420目，所占重量百分比为亚甲基兰占1.2％，水份占10％，灰份占5％，铁含量占0.01％，PH值为7～9；所述的无纺布层面定量为8～120克/平方米，纵向断裂强度为2～120N/5cm，厚度为0.1～10mm。

4.根据权利要求1或2所述的活性炭无纺布，其特征是：所述的活性炭层面上还均匀吸附融结有上无纺布层。

5.根据权利要求1或2所述的活性炭无纺布，其特征是：所述的无纺布层经均匀吸附融结有复合无纺布层再均匀吸附融结所述的活性炭层，并且所述的活性炭层渗入下复合无纺布层基体内的部分也构成活性炭融合结；所述的活性炭层面再经均匀吸附融结有复合无纺布层又再均匀吸附融结有上无纺布层。

6.根据权利要求5所述的活性炭无纺布，其特征是：所述的无纺布层为由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合经纤维均匀成网装置均匀上网成型后，在表面选择性施以粘合剂制成的浆粕气流成网非织造布；所述的复合无纺布层为由混合物经纤维均匀成网装置均匀上网成型的混合浆粕气流成网非织造布；该混合物由木浆粉碎料、复合纤维料单独或按比例混合，再按比例与活性炭粉末状结构颗粒相混合组成。

7.根据权利要求3所述的活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：放卷步骤、前混合成网步骤、后混合成网步骤、选择性施以喷胶步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，其特征是：所述的前、后混合成网步骤之间有一个抛撒活性炭粉步骤；并且前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其仅用作对网带上的无纺布层面在入口端至出口端依次提供气流吸附作用；所述的加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。

8.根据权利要求4所述的活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：前混合成网步骤、后混合成网步骤、选择性施以喷胶步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，其特征是：所述的前、后混合成网步骤之间有一个抛撒活性炭粉步骤；所述的前、后混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；所述的加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。

9.根据权利要求6所述的活性炭无纺布制造工艺，顺序包括：前混合成网步骤、后混合成网步骤、加热定型步骤、产品卷取步骤，其特征是：所述的前混合成网步骤包括前一混合成网步骤和前一复合成网步骤；所述的后混合成网步骤包括后一混合成网步骤和后一复合成网步骤；所述的前一复合成网步骤与后一复合成网步骤相邻设置；所述的前一混合成网步骤和后一混合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维均匀分配，在入口端至出口端依次提供具有气流成网的纤维层；所述的前一复合成网步骤和后一复合成网步骤均由对应的混合器和成型头配合完成，该成型头为纤维均匀成网装置，其用作纤维和活性炭粉末状结构颗粒均匀分配，在入口端至出口端依次提供融合着活性炭粉末状结构颗粒的具有气流成网的纤维层。

10.根据权利要求9所述的活性炭无纺布制造工艺，其特征是：所述的后混合成网步骤与加热定型步骤之间有一个喷胶步骤；所述的加热定型步骤包括经热压辊碾压、烘箱烘干和再热压辊碾压过程。