CN205649938U - 一种多级孔径纤维膜层结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要属于过滤材料技术领域，具体涉及一种多级孔径纤维膜层结构。所述多级孔径纤维膜层结构为两层以上的多层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构中包括至少一组双层纤维层，所述一组双层纤维层包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层；在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述致密纤维层与所述疏松纤维层间隔叠加排列。本实用新型所提供的多级孔径纤维膜层结构降低了气体通过的阻力，致密纤维层提高了过滤材料的力学性能，疏松纤维层提高了污染气体的吸附性能，提高了净化空气的效率，降低了净化空气的能耗，具有很好的实用性能。
Description
技术领域
本实用新型主要属于过滤材料技术领域，具体涉及一种多级孔径纤维膜层结构。
背景技术
随着经济和社会的发展，人们的生活水平不断提高，对家庭居室、办公室和各类公共场所的环境要求日益提高。但是，人类所处的环境也越发恶劣，空气的污染程度愈演愈烈，直接危害人们的身体健康。
针对严重的空气污染状况，目前市场上存在多种过滤材料，但是现有的过滤材料使用寿命短、对空气阻力过大，过滤效率低，大大增加了处理污染气体的能耗。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种多级孔径纤维膜层结构。本实用新型提供的一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构是由纤维材料均匀混合后化学交联构成，得到的多级孔径纤维膜层结构含有0.01um-100um多级分布的孔径，将气体通过的阻力降到最低，并其内部的细纤维凭借自身巨大的比表面积对更加细小的污染物进行吸附，其结构内部的粗纤维在空气流量大时起到力学支撑的作用，防止纤维膜结构毁坏。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，所述多级孔径纤维膜层结构为两层以上的多层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构中包括至少一组双层纤维层，所述一组双层纤维层包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层；在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述致密纤维层与所述疏松纤维层间隔叠加排列；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
进一步地，所述多级孔径纤维膜层结构能够替换为单层纤维层；当所述多级孔径纤维膜层结构为单层纤维层时，所述多级孔径纤维膜层结构为一层致密纤维层或一层疏松纤维层，一层所述致密纤维层厚度为0.5um-200um，一层所述疏松纤维层厚度为500um-2cm。
进一步地，所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为50um-2cm。
进一步地，所述致密纤维层的密度范围为500mg/cm3-3000mg/cm3，所述疏松纤维层的密度范围为0.05mg/cm3-250mg/cm3，所述致密纤维层以及所述疏松纤维层中的纤维均匀分散排列。
进一步地，所述致密纤维层中包括直径为0.5um-100um的纤维，所述疏松纤维层中包括直径为10nm-850nm的纳米纤维。
进一步地，在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述纳米纤维所占质量比例至少为50%。
进一步地，所述直径为0.5um-100um的纤维以及所述直径为10nm-850nm的纤维是棉纤维、麻纤维、壳聚糖纤维、甲壳素纤维、醋酸纤维、甲壳素纤维、胶原纤维、聚乳酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维和银纤维中的任意一种。
进一步地，所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
进一步地，所述多级孔径纤维膜层结构孔径为0.2um-40um。
进一步地，所述初级过滤层孔径为10-80um。
本实用新型的有益技术效果：
（1）本实用新型提供的一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构将气体通过的阻力降到最低，疏松纤维层中的纳米纤维凭借自身巨大的比表面积对细小的污染物进行吸附，致密纤维层中的纤维在空气流量大时起到力学支撑的作用，防止纤维膜结构毁坏。
（2）与现有技术相比，本实用新型提供的多级孔径纤维膜层结构使复合过滤材料具有更好的空气流动性，气体阻力低，降低了净化空气的能耗，提高了净化空气的效率。
（3）将本实用新型所提供的多级孔径纤维膜层结构与初级过滤层进行针刺复合，其中的初级过滤层的孔径控制为10-80um，可以过滤掉气体中的大部分污染物。
附图说明
图1为含有多级孔径纤维膜层结构（多级孔径纤维膜层结构为两层纤维层）的复合过滤材料的结构示意图；
图2为含有多级孔径纤维膜层结构（多级孔径纤维膜层结构为一层纤维层）的复合过滤材料的结构示意图；
图3为含有多级孔径纤维膜层结构（多级孔径纤维膜层结构为一层纤维层）的复合过滤材料的结构示意图；
图4为含有多级孔径纤维膜层结构（多级孔径纤维膜层结构为四层纤维层）的复合过滤材料的结构示意图；
附图标记：1.初级过滤层，2.多级孔径纤维膜层结构中的致密纤维层和疏松纤维层，3.致密纤维膜层，4.疏松纤维膜层。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
实施例
1
一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，所述多级孔径纤维膜层结构为两层以上的多层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构中包括至少一组双层纤维层，所述一组双层纤维层包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层；在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述致密纤维层与所述疏松纤维层间隔叠加排列；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
如图2所示，在本实施中，所述多级孔径纤维膜层结构中包括一组双层纤维层，即包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层。在本实施例中，从复合过滤材料的迎尘面到背尘面，依次为初级过滤层、致密纤维层和疏松纤维层。多级孔径纤维膜层结构将气体通过的阻力降到最低，疏松纤维层中的纤维凭借自身巨大的比表面积对细小的污染物进行吸附，致密纤维层中的纤维在空气流量大时起到力学支撑的作用，防止纤维膜结构毁坏。本实用新型由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比，具有更好的空气流动性，气体阻力低，降低了净化空气的能耗，提高了净化空气的效率。
所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为500.5um，所述致密纤维层厚度0.5um，所述疏松纤维层厚度500um。
所述致密纤维层的密度范围为500mg/cm3，所述疏松纤维层的密度范围为0.05mg/cm3，所述致密纤维层以及所述疏松纤维层中的纤维均匀分散排列。
所述致密纤维层中包括直径为0.5um-100um的纤维，所述疏松纤维层中包括直径为10nm-850nm的纳米纤维，在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述纳米纤维所占质量比例为50%。
所述致密纤维层以及所述疏松纤维层中的纤维均匀分散排列。所述直径为0.5um-100um的纤维为麻纤维，所述直径为10nm-850nm的纳米纤维为壳聚糖纤维。
所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
所述多级孔径纤维膜层结构孔径为0.2um-40um；
所述初级过滤层为普通纤维，所述初级过滤层的孔径为10-80um，所述初级过滤层能过滤掉空气中粒径大于10um的粉尘等污染物。
实施例
2
一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，所述多级孔径纤维膜层结构为单层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构为致密纤维层或疏松纤维层；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
如图2所示，在本实施例中，所述多级孔径纤维膜层结构为致密纤维层，从复合过滤材料的迎尘面到背尘面，依次为初级过滤层、致密纤维层。致密纤维层中的纤维在空气流量大时起到力学支撑的作用，防止纤维膜结构毁坏。所述致密纤维层厚度为200um，所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为200um。所述致密纤维层中包括直径为50um-100um的纤维。
所述致密纤维层的密度范围为3000mg/cm3；
所述致密纤维层中的纤维均匀分散排列。所述直径为50um-100um的纤维为甲壳素纤维。
所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
所述多级孔径纤维膜层结构孔径为0.2um-40um。
所述初级过滤层为普通纤维，所述初级过滤层的孔径为10-80um，所述初级过滤层能过滤掉空气中粒径大于10um的粉尘等污染物。
实施例
3
一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，所述多级孔径纤维膜层结构为单层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构为致密纤维层或疏松纤维层；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
如图3所示，在本实施例中，所述多级孔径纤维膜层结构为疏松纤维层，从复合过滤材料的迎尘面到背尘面，依次为初级过滤层、疏松纤维层。多级孔径纤维膜层结构将气体通过的阻力降到最低，疏松纤维层中的纤维凭借自身巨大的比表面积对细小的污染物进行吸附；
所述疏松纤维层的密度范围为0.05mg/cm3-250mg/cm3；
所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为2cm，所述疏松纤维层中包括直径为10nm-850nm的纳米纤维，所述疏松纤维层中的纳米纤维均匀分散排列。所述直径为10nm-850nm的纳米纤维为聚乳酸纤维。
所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
所述多级孔径纤维膜层结构孔径为0.2um-40um。
所述初级过滤层为普通纤维，所述初级过滤层的孔径为10-80um，所述初级过滤层能过滤掉空气中粒径大于10um的粉尘等污染物。
实施例
4
一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，所述多级孔径纤维膜层结构为两层以上的多层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构中包括至少一组双层纤维层，所述一组双层纤维层包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层；在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述致密纤维层与所述疏松纤维层间隔叠加排列；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
如图4所示，在本实施例中，所述多级孔径纤维膜层结构中包括两组双层纤维层，即两层致密纤维层和两层疏松纤维层。从复合过滤材料的迎尘面到背尘面，依次为初级过滤层、致密纤维层、疏松纤维层、致密纤维层和疏松纤维层。多级孔径纤维膜层结构将气体通过的阻力降到最低，疏松纤维层中的纤维凭借自身巨大的比表面积对细小的污染物进行吸附，致密纤维层中的纤维在空气流量大时起到力学支撑的作用，防止纤维膜结构毁坏。本实用新型由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比，具有更好的空气流动性，气体阻力低，降低了净化空气的能耗，提高了净化空气的效率。
所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为500um，所述致密纤维层厚度100um，所述疏松纤维层厚度400um。
所述致密纤维层中包括直径为0.5um-100um的纤维，所述疏松纤维层中包括直径为10nm-850nm的纤维，所述致密纤维层以及所述疏松纤维层中的纤维均匀分散排列。
所述直径为0.5um-100um的纤维为胶原纤维，所述直径为10nm-850nm的纤维为聚乙烯醇纤维。
所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
所述初级过滤层为普通纤维，所述初级过滤层的孔径为10-80um，所述初级过滤层能过滤掉空气中粒径大于10um的粉尘等污染物。
Claims (9)
1.一种多级孔径纤维膜层结构，多级孔径纤维膜层结构适用于制备复合过滤材料，所述复合过滤材料包括初级过滤层和多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述多级孔径纤维膜层结构为两层以上的多层纤维层，所述多级孔径纤维膜层结构中包括至少一组双层纤维层，所述一组双层纤维层包括一层致密纤维层和一层疏松纤维层；在所述多级孔径纤维膜层结构中，所述致密纤维层与所述疏松纤维层间隔叠加排列；所述初级过滤层为迎尘面，所述多级孔径纤维膜层结构设置于复合过滤材料中所述初级过滤层的下部。
2.根据权利要求1所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述多级孔径纤维膜层结构能够替换为单层纤维层；当所述多级孔径纤维膜层结构为单层纤维层时，所述多级孔径纤维膜层结构为一层致密纤维层或一层疏松纤维层，一层所述致密纤维层厚度为0.5um-200um，一层所述疏松纤维层厚度为500um-2cm。
3.根据权利要求1或2所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述多级孔径纤维膜层结构的厚度为50um-2cm。
4.根据权利要求3所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述致密纤维层的密度范围为500mg/cm3-3000mg/cm3，所述疏松纤维层的密度范围为0.05mg/cm3-250mg/cm3，所述致密纤维层以及所述疏松纤维层中的纤维均匀分散排列。
5.根据权利要求4所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述致密纤维层中包括直径为0.5um-100um的纤维，所述疏松纤维层中包括直径为10nm-850nm的纳米纤维。
6.根据权利要求5所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述直径为0.5um-100um的纤维以及所述直径为10nm-850nm的纤维是棉纤维、麻纤维、壳聚糖纤维、甲壳素纤维、醋酸纤维、甲壳素纤维、胶原纤维、聚乳酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维和银纤维中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述多级孔径纤维膜层结构与所述复合过滤材料的初级过滤层通过水刺方式进行复合。
8.根据权利要求1所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述多级孔径纤维膜层结构孔径为0.2um-40um。
9.根据权利要求1所述一种多级孔径纤维膜层结构，其特征在于，所述初级过滤层孔径为10-80um。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107803066A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-03-16 | 范鸣 | 一种多种材料组合的拼接型空气净化器滤材 |
| CN111841340A (zh) * | 2019-04-24 | 2020-10-30 | 南京动量材料科技有限公司 | 一种具有多孔碳膜的过滤组件和过滤装置及应用 |
| CN113061510A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-02 | 江苏农牧科技职业学院 | 一种白酒多级膜分离装置 |
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| CN111841340A (zh) * | 2019-04-24 | 2020-10-30 | 南京动量材料科技有限公司 | 一种具有多孔碳膜的过滤组件和过滤装置及应用 |
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