CN209005392U - 一种用于汽车的空气过滤复合材料和汽车空气滤清器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于汽车的空气过滤复合材料和汽车空气滤清器。本申请用于汽车的空气过滤复合材料包括依序层叠复合固结在一起的防护层、粗滤层、中滤层和吸水透气层。本申请用于汽车的空气过滤复合材料，将防护层、粗滤层、中滤层和吸水透气层有机结合在一起，使得整个汽车用空气过滤复合材料既具有很好的过滤效果，又具有强力高、透气性好、耐温、隔热、阻燃、吸水等功效，有效的解决了目前汽车用空气过滤材料过滤精度低、通气度小、使用寿命短等问题。并且，本申请的汽车用空气过滤复合材料整体结构简单、使用方便、质量稳定、过滤精度高、容尘量大、使用寿命长。

Description

一种用于汽车的空气过滤复合材料和汽车空气滤清器

技术领域

本申请涉及汽车空气过滤材料领域，特别是涉及一种用于汽车的空气过滤复合材料和汽车空气滤清器。

背景技术

在当今社会中，汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具。但是，在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时，汽车也带来了大气污染，即汽车尾气污染。在中国大中型城市，汽车尾气排放已成为主要的大气污染源。有资料表明，上海市的汽车总量只相当于日本东京的1/12；但是，空气中主要由汽车排放的CO、HC和NO_x的总量却基本相同。中国的在用汽车量随着经济的迅速发展和社会需要的增加，也将大幅度增长。因此，对汽车排放的尾气进行过滤和净化已经迫在眉睫。

汽车空气滤芯即发电机组空气滤清器，用于对进入发动机汽缸的空气进行细密地过滤，汽车空气滤芯能否保持清洁通畅，这直接关系着发动机的寿命。据了解，行走在烟尘滚滚的路面上，空气滤清器很容易发生堵塞，如果行驶中使用过脏的空气滤清器，会影响发动机进气，从而使发动机进气不足，燃油燃烧不完全，这将导致发动机工作不稳定，动力下降、耗油量增加等现象发生。

目前的发电机组空气滤清器，常规滤料采用涤纶、锦纶等聚酯类化学纤维，它们的使用温度较低，无法抵御汽车烟气的高温，而且汽车烟气的性质极为复杂，常含有酸性或碱性物质，因此，目前使用的发电机组空气滤清器直接用于汽车尾气过滤效果不够理想，例如空气过滤精度低、通气度小、使用寿命短。

针对以上问题，亟需研发一种新型的汽车用的空气过滤复合材料，以解决汽车尾气造成的严重的空气质量问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种新结构的用于汽车的空气过滤复合材料，以及采用该空气过滤复合材料的汽车空气滤清器。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种用于汽车的空气过滤复合材料，该空气过滤复合材料包括依序层叠复合固结在一起的防护层1、粗滤层2、中滤层3和吸水透气层4。

需要说明的是，本申请用于汽车的空气过滤复合材料，其中，第一层为防护层属于整个复合材料的保护层，能够保护其后的粗滤层、中滤层和吸水透气层不受损坏；本申请的一种实现方式中，优选采用芳纶针刺无纺布形成的芳纶针刺无纺布层作为防护层，芳纶针刺无纺布的特点是强力高、透气性好、阻力低、耐温、隔热、阻燃性能好，遇火焰只碳化不燃烧，能有效防止电机出现异常火灾的发生，并且能保护熔喷过滤层不受损坏；本申请的一种改进方式中，进一步在芳纶针刺无纺布层中添加阻燃剂，以增强材料的阻燃防护功能。

第二层为粗滤层，或称粗效过滤层或粗过滤层，在整个空气过滤复合材料中起到粗效过滤的效果；本申请的一种实现方式中，优选采用PP静电棉形成的PP静电棉层作为粗滤层。PP静电棉层具有阻力低、透气性好、静电吸附效果好、容尘量大等优点；并且，PP静电棉层的纺丝粗、空隙大、布面蓬松，不仅增加了油雾颗粒与纤维的接触面积，增大过滤面积，提高物理拦截及重力沉降过滤效率；而且增加比表面积，提高纤维表面电荷，增加静电吸附效率，其阻力低、透气性好，便于室内外空气交换流通，并且还能破坏油雾颗粒的结构，有效的保护其后的滤层和吸水透气层的使用寿命。

第三层为中滤层，或称中效过滤层，其作用是对汽车发动机排出的有害气体进行有效过滤；本申请的一种实现方式中，优选采用附着在PET骨架31上的PP熔喷无纺布32作为中滤层；其中，PET骨架主要起骨架支撑作用，用以撑起PP熔喷无纺布；PP熔喷无纺布具有阻力低、过滤效果好、容尘大等优点，能够有效的过滤汽车发动机排出的有害气体。

第四层为吸水透气层，其作用是在对空气进行深层过滤的同时，吸收空气中的水汽，保护电机，防止空气中的水汽进入电机导致电机的烧损。本申请的一种实现方式中，优选采用PET/PA6双组份形成的非织造布层作为吸水透气层；PET/PA6双组份形成的非织造布层，其具有超细纤维的空间结构，纤维的比表面积大，透气性、吸水性和过滤效果好，因此可以起到空气过滤和吸水的效果。其中，采用PET/PA6双组份形成非织造布层是指，同时采用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene terephthalate的缩写)和PA6(尼龙6的缩写)两种组份制备非织造布。

本申请多层复合形成的用于汽车的空气过滤复合材料，各层有机结合成一个整体，使得空气过滤复合材料整体具有耐高温、过滤效率好、容尘量高、透气性好等优点。

优选的，本申请的一种具体实现方式中，空气过滤复合材料包括依序层叠复合固结在一起的芳纶针刺无纺布层、PP静电棉层、PP熔喷无纺布32、PET骨架31和PET/PA6双组份形成的非织造布层。

优选的，芳纶针刺无纺布层中含有阻燃剂；

优选的，芳纶针刺无纺布层的克重为15-20g/m²。

优选的，PP静电棉层的克重为30-50g/m²。

优选的，中滤层3中，由喷丝板吹出的PP熔喷纤维通过交叉铺网的方式在PET骨架31表面叠合形成PP熔喷无纺布32，PET骨架31的克重为100-120g/m²，PP熔喷无纺布32的克重为15-20g/m²。

优选的，PET骨架31和PP熔喷无纺布32通过超声波方式复合。

优选的，吸水透气层4采用以下方法制备，以PET和PA6为原料，采用橘瓣型共轭纺丝原理，将PET和PA6两种聚合物各自干燥后输送到两个独立的螺杆挤压机进行熔融挤压，熔体经过过滤器过滤、计量泵计量后进入双组份纺丝组件中，通过喷丝板喷出两种成分的丝条，丝条经过冷却吹风气流牵伸后直接铺网形成纤网，再采用16瓣的分裂型桔瓣将双组份长丝进行裂解，形成具有超细纤维的空间结构的超细纤维并使其缠结加固成为非织造布。

优选的，吸水透气层4的克重为20-30g/m²。

优选的，本申请用于汽车的空气过滤复合材料的克重为180-240g/m²。

本申请的另一面公开了一种采用本申请的空气过滤复合材料的汽车空气滤清器，该汽车空气滤清器为汽车发电机组空气滤清器、汽车空调滤清器或汽车尾气排放空气滤清器。

本申请的有益效果在于：

本申请用于汽车的空气过滤复合材料，将防护层、粗滤层、中滤层和吸水透气层有机结合在一起，使得整个汽车用空气过滤复合材料既具有很好的过滤效果，又具有强力高、透气性好、耐温、隔热、阻燃、吸水等功效，有效的解决了目前汽车用空气过滤材料过滤精度低、通气度小、使用寿命短等问题。并且，本申请的汽车用空气过滤复合材料整体结构简单、使用方便、质量稳定、过滤精度高、容尘量大、使用寿命长。

附图说明

图1是本申请实施例中用于汽车的空气过滤复合材料的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例用于汽车的空气过滤复合材料，如图1所示，包括依序层叠复合固结在一起的防护层1、粗滤层2、中滤层3和吸水透气层4。其中，本例的防护层1为芳纶针刺无纺布形成的芳纶针刺无纺布层，粗滤层2为PP静电棉形成的PP静电棉层，中滤层3为附着在PET骨架31上的PP熔喷无纺布32，吸水透气层4为PET/PA6双组份形成的非织造布层。

本例的芳纶针刺无纺布层是由芳纶经过针刺工艺制备而成的克重在15-20g/m²的无纺布，具有强力高、透气性好、阻力低、耐温、隔热、阻燃性能好、遇火焰只碳化不燃烧等特点；能有效防止电机出现异常火灾的发生，并且能保护粗滤层和中滤层不受损坏。进一步的改进方案中，为了增加其阻燃性能，还在芳纶针刺无纺布中添加了阻燃剂，具体的，是在纤维从喷丝孔喷出时，将阻燃剂通过小螺杆添加，在螺杆加热区与芳纶原料混合，从而形成阻燃功能更好的芳纶无纺布层。

本例的PP静电棉层是由PP棉形成的克重为30-50g/m²的无纺布层。PP静电棉层具有阻力低、透气性好、静电吸附效果好、容尘量大等优点。PP静电棉层的纺丝粗、空隙大、布面蓬松，不仅增加了油雾颗粒与纤维的接触面积，增大过滤面积，提高物理拦截及重力沉降过滤效率；而且增加比表面积，提高纤维表面电荷，增加静电吸附效率。PP静电棉层的阻力低、透气性好，便于室内外空气交换流通，还能破坏油雾颗粒的结构，有效的保护其后的滤层和吸水透气层的使用寿命。本例的空气过滤复合材料中，PP静电棉层对0.3微米的粒子过滤效率在70％以上，阻力在2.5Pa以内，其在使用过程中静电棉蓬松的结构能有效的破坏汽车尾气中的油颗粒，保护中滤层不被过多的破坏，增加过滤效率的持久性。

本例的中滤层3中，PET骨架31主要起骨架支撑作用，用以撑起PP熔喷无纺布32；而起过滤功效的主要是PP熔喷无纺布32，PP熔喷无纺布32具有阻力低、过滤效果好、容尘大等优点，能够有效的过滤汽车发动机排出的有害气体。本例的空气过滤复合材料中，PP熔喷无纺布32在外侧，克重在15-20g/m²，其阻力在7-8Pa，对0.3微米的粒子过滤效率在85％以上，达到中效过滤等级。PET骨架克重在100-120g/m²，阻力控制在0.7Pa以内，PET骨架材料较好的硬挺性能增加整个汽车空气复合材料的挺度及强度。本例的中滤层3中，PP熔喷无纺布、PET骨架通过超声波复合的方式复合。

本例的中滤层3中，以PP聚丙烯为原料，由喷丝板吹出的PP熔喷纤维通过交叉铺网的方式在PET骨架31表面叠合形成PP熔喷无纺布32。

本例的一种改进方式中，在喷丝板吹出PP熔喷纤维时，中将纳米电气石粉与正在热空气流中变细的聚丙烯超细纤维混合，然后通过尖端放电将静电驻入纤维中，纳米级的电气石粉体可有效的容纳静电荷，使其不被导走，这样纤维就会具有很好的静电吸附能力。而超细的纤维和注入的电荷使熔喷材料具备对空气中的微尘进行机械拦截和静电吸附的能力，并且熔喷材料蓬松的结构又使其具备很好的容尘能力。

本例的吸水透气层4是采用PET/PA6双组份形成的非织造布层，PET/PA6双组份形成的非织造布层，其具有超细纤维的空间结构，纤维直径小、比表面积大，纤维间有许多微细的孔隙，形成毛细管结构，具有好的吸水性和透气性；由于PET/PA6双组份形成的非织造布层的特殊结构，使得吸水透气层4具有良好的透气性、吸水性和过滤性，可以在进行深层过滤的同时吸收空气中的水汽，防止水汽进入电机导致电机的烧损。

本例的吸水透气层4具体采用以下方法制备：

以PET和PA6为原料，采用橘瓣型共轭纺丝原理，将PET和PA6两种聚合物各自干燥后输送到两个独立的螺杆挤压机进行熔融挤压，熔体经过过滤器过滤、计量泵计量后进入双组份纺丝组件中，通过喷丝板喷出两种成分的丝条，丝条经过冷却吹风气流牵伸后直接铺网形成纤网，再采用16瓣的分裂型桔瓣将双组份长丝进行裂解，裂解后的纤维细度是原来的1/16，形成具有超细纤维的空间结构的超细纤维并使其缠结加固成为非织造布，获得克重为20-30g/m²的非织造布层。

本例的防护层1、粗滤层2、中滤层3和吸水透气层4通过热胶粘合的方式复合在一起，最终形成层叠顺序为芳纶针刺无纺布层、PP静电棉层、PP熔喷无纺布、PET骨架和PET/PA6双组份非织造布层，克重为180-240g/m²的汽车用空气过滤复合材料。

本例的新型汽车用空气过滤复合材料，生产工艺简单，使用方便，且稳定性好、过滤精度高、容尘量大；是一种新型的耐高温、强力高、阻燃、隔热、过滤效果高、阻力低、吸水能力强、透气好、产品使用寿命长的汽车过滤材料。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于汽车的空气过滤复合材料，其特征在于：包括依序层叠复合固结在一起的防护层(1)、粗滤层(2)、中滤层(3)和吸水透气层(4)；

所述防护层(1)包括芳纶针刺无纺布形成的芳纶针刺无纺布层；所述粗滤层(2)包括PP静电棉形成的PP静电棉层；

所述中滤层(3)包括PET骨架(31)和附着在PET骨架(31)上的PP熔喷无纺布(32)；

所述吸水透气层(4)包括PET/PA6双组份形成的非织造布层。

2.根据权利要求1所述的空气过滤复合材料，其特征在于：包括依序层叠复合固结在一起的芳纶针刺无纺布层、PP静电棉层、PP熔喷无纺布(32)、PET骨架(31)和PET/PA6双组份形成的非织造布层。

3.根据权利要求2所述的空气过滤复合材料，其特征在于：所述芳纶针刺无纺布层中含有阻燃剂。

4.根据权利要求3所述的空气过滤复合材料，其特征在于：所述芳纶针刺无纺布层的克重为15-20g/m²，所述PP静电棉层的克重为30-50g/m²。

5.根据权利要求2所述的空气过滤复合材料，其特征在于：所述中滤层(3)中，由喷丝板吹出的PP熔喷纤维通过交叉铺网的方式在PET骨架(31)表面叠合形成PP熔喷无纺布(32)，所述PET骨架(31)的克重为100-120g/m²，所述PP熔喷无纺布(32)的克重为15-20g/m²。

6.根据权利要求5所述的空气过滤复合材料，其特征在于：所述PET骨架(31)和所述PP熔喷无纺布(32)通过超声波方式复合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空气过滤复合材料，其特征在于：所述空气过滤复合材料的克重为180-240g/m²。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的空气过滤复合材料的汽车空气滤清器，所述汽车空气滤清器为汽车发电机组空气滤清器、汽车空调滤清器或汽车尾气排放空气滤清器。