CN211133377U - 一种高强耐水洗空气过滤用材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高强耐水洗空气过滤用材料。该高强耐水洗空气过滤用材料包括聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层，所述聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层通过超声波或丙烯酸水性胶复合；所述聚酯纤维防水保护层中的聚酯纤维的表面设有疏水涂层。该高强耐水洗空气过滤用材料的初始阻力为9‑32Pa，过滤效率为50％‑99.97％，纵向断裂强力≥250N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm，强度高，在水洗过程中，其结构不易被破坏，具有可水洗重复使用的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气过滤材料技术领域，具体涉及一种高强耐水洗空气过滤用材料。
背景技术
随着互联网+时代的开启，人们越发愿意为技术先进、环保健康的产品买单，而雾霾在生活中的肆虐，也让空净市场火爆增长。滤芯作为空气过滤器的核心，寿命终止后几乎不可重复利用，一次使用后直接废弃，成本高昂同时有违绿色环保精神。因此，可水洗并可多次循环利用的滤网，越发受到人们的重视。目前市场上空气过滤网绝大部分都不可水洗，部分可水洗的空气过滤网是由PEFE覆膜/纳米纤维材料制成，有着工艺复杂、阻力超高、强度低的问题。因此，亟需开发一种强度高，耐水洗，阻力较低，且制备工艺简单的空气净化用的材料。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种高强耐水洗空气过滤用材料，该空气过滤用材料强度高，可水洗，阻力较低，具有良好的过滤效果。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种高强耐水洗空气过滤用材料，包括聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层，所述聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层通过超声波或丙烯酸水性胶复合；所述聚酯纤维防水保护层中的聚酯纤维的表面设有疏水涂层。
本实用新型由聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层组成，二者通过超声波或丙烯酸水性胶复合，复合阻力增加较小，且通过聚酯纤维防水保护层中的聚酯纤维的表面设有疏水涂层，提高其表面抗湿性能，以使制备得到的空气过滤用材料具有良好的耐水洗性能。
优选地，所述聚酯纤维防水保护层为异型聚酯纤维防水保护层；所述防水过滤透气层为打孔PE防水透气膜。
上述空气过滤用材料采用异型聚酯纤维防水保护层和打孔PE防水透气膜复合，具有初始阻力小，过滤效率高，强度高的特点，在水洗过程中，其结构不易被破坏，具有可水洗重复使用的效果。与常规的熔喷无纺布相比，本实用新型的打孔PE防水透气膜的过滤性能是机械过滤起主要作用，不会发生因静电过滤效应的静电衰减导致的过滤性能降低的问题。
所述异型聚酯纤维防水保护层中异型聚酯纤维的表面有疏水涂层。通过将异型聚酯纤维浸泡于六碳烷基含氟防水剂的溶液中，使得异型聚酯纤维的表面形成疏水涂层，提高异型聚酯纤维防水保护层的表面抗湿性能。
优选地，所述打孔PE防水透气膜设有孔径≤100μm的孔洞。
优选地，所述异型聚酯纤维防水保护层中异型聚酯纤维的截面为三叶草形。截面为三叶草形的聚酯纤维，比普通圆形聚酯纤维有着更大的比表面积，更有利于提升该空气过滤用材料的机械过滤性能。
优选地，所述异型聚酯纤维防水保护层的克重为100-150g/m2。
更优选地，所述异型聚酯纤维防水保护层的初始阻力≤3Pa，对0.3μm细小颗粒的过滤效率≥20％，对0.3-0.5μm细小颗粒过滤效率≥40％，纵向断裂强力≥200N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm，表面抗湿性能≥4级。
优选地，所述打孔PE防水透气膜的克重为10-15g/m2。
更优选地，所述打孔PE防水透气膜的表面抗湿性能≥4级，空气透过率≤1s/100cc，初始阻力≤5Pa。
本实用新型的空气过滤用材料可设计为采用静电过滤，所述防水过滤透气层由熔喷无纺布和聚酯纤维防水骨架层组成，所述聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层中的聚酯纤维的表面均设有疏水涂层，且聚酯纤维防水保护层、熔喷无纺布和聚酯纤维防水骨架层依次层叠且相互之间通过超声波复合。
聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层具有较高的强度以及良好的防水性，水洗过程中，可保护中间的熔喷无纺布不会受到结构性的破坏，以保证三层结构的稳定。
聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层中的聚酯纤维表面有疏水涂层，通过将聚酯纤维浸泡于六碳烷基含氟防水剂的溶液中，使得异型聚酯纤维的表面形成疏水涂层，提高聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层的表面抗湿性能。
聚酯纤维防水保护层、熔喷无纺布和聚酯纤维防水骨架层这三层结构，采用超声波工艺进行复合，生产过程中无额外的胶的加入，更加经济环保，且复合阻力增加≤2Pa，制备得到的空气过滤用材料阻力较低。
优选地，所述聚酯纤维防水保护层的克重为30-50g/m2。
更优选地，所述聚酯纤维防水保护层的表面抗湿性能≥4级，初始阻力≤2Pa，纵向断裂强力≥55N/5cm，横向断裂强力≥40N/5cm。
优选地，所述熔喷无纺布的克重为15-40g/m2。
更优选地，所述熔喷无纺布对0.3μm细小颗粒的过滤效率为50％-99.97％，初始阻力为2-25Pa。
优选地，所述聚酯纤维防水骨架层的克重为80-120g/m2。
更优选地，所述聚酯纤维防水骨架层的表面抗湿性能≥4级，初始阻力≤3Pa，纵向断裂强力≥250N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型的高强耐水洗空气过滤用材料的初始阻力为9-32Pa，过滤效率为50％-99.97％，相比现有的PTFE覆膜/纳米纤维防水材料(≥50Pa)，有着明显的阻力优势；
(2)本实用新型的高强耐水洗空气过滤用材料的纵向断裂强力≥250N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm，强度高，在水洗过程中，其结构不易被破坏，具有可水洗重复使用的效果。
附图说明
图1为实施例1的高强耐水洗空气过滤用材料的结构示意图；
图2为实施例2的高强耐水洗空气过滤用材料的结构示意图；
图中，1-异型聚酯纤维防水保护层、2-打孔PE防水透气膜、3-聚酯纤维防水保护层、4-熔喷无纺布、5-聚酯纤维防水骨架层。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本实用新型的表面抗湿性能等级测试方法参考《GB/T4745-1997纺织织物_表面抗湿性测定_沾水》试验测定标准进行测试。
1级——受淋表面全部润湿；
2级——受淋表面有一半润滑湿，这通常是指小块不连接的润湿面积总和；
3级——受淋表面仅有不连接的小面积润湿；
4级——受淋表面没有润湿，但在表面沾有小水珠；
5级——受淋表面没有润湿，在表面也未沾有小水珠。
本实用新型的耐水洗性能测试方法为：
(1)将样品参考标准GB/T 32085.1-2015第1部分测试阻力和效率(A4尘，面积0.43m2)，并记录数据；
(2)使用烘箱在80℃干燥(材料质量不下降后确认为已干燥完成)，干燥后记为水洗1回，循环至10回为止。
实施例1
一种高强耐水洗空气过滤用材料，如图1所示，包括聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层，所述聚酯纤维防水保护层为异型聚酯纤维防水保护层1，所述异型聚酯纤维防水保护层1中异型聚酯纤维的截面为三叶草形，且异型聚酯纤维的表面有疏水涂层；所述防水过滤透气层为打孔PE防水透气膜2，且其表面设有大量孔洞，孔洞的最大孔径≤100μm；所述异型聚酯纤维防水保护层1和打孔PE防水透气膜2通过丙烯酸水性胶复合。所述异型聚酯纤维防水保护层1的克重为100-150g/m2，初始阻力≤3Pa，对0.3μm细小颗粒过滤效率≥20％，对0.3-0.5μm细小颗粒的过滤效率≥40％，纵向断裂强力≥200N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm，表面抗湿性能≥4级；所述打孔PE防水透气膜2的克重为10-15g/m2，表面抗湿性能≥4级，空气透过率≤1s/100cc，初始阻力≤5Pa。
本实施例的高强耐水洗空气过滤用材料的制备方法包括以下步骤：
(1)防水整理剂调配：使用有机酸将水调配至pH 5-6，加入2wt％的六碳烷基含氟防水剂，完成防水整理剂的调配。
(2)准备100-150g/m2异型聚酯长纤无纺布材料，纤维截面为三叶草形(初始阻力≤3Pa，纵向断裂强力≥200N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm)使用拉幅定型机在上述防水整理剂中进行一浸一扎的功能性整理，以使异型聚酯纤维的表面形成疏水涂层，获得异型聚酯纤维防水保护层；
(3)制作10-15g/m2，表面抗湿性能≥4级，空气透过率≤1s/100cc，初始阻力≤5Pa的打孔PE防水透气膜，打孔PE防水透气膜通过将PE和透气粒子(CaCO3)进入挤出机-塑化-成膜-拉伸-定型-冷却-透气膜-打孔工艺制作而成。PE防水透气膜在拉伸工艺中，利用拉伸过程中透气粒子与正在定型的塑料膜的速度差，1cm2面积上的PE防水透气膜能形成上亿个微孔，控制PE防水透气膜的克重低于15g/m2时，由于受力不均匀和质量分布不均匀，PE防水透气膜能形成更大的微孔；最后再通过打孔工艺，对PE防水透气膜进行打孔处理，在其表面生成孔径≤100μm的孔洞。自然界的水分子主要呈水滴聚集状态，雾-水滴粒径100μm、细雨-水滴粒径500微米。因此，打孔PE防水透气膜具有良好的拒水作用，较低的阻力同时利用微孔提供机械过滤性能。
(4)准备已完成的异型聚酯纤维防水保护层和打孔PE防水透气膜，使用丙烯酸水性胶复合工艺进行复合，得到所述高强耐水洗空气过滤用材料。
本实施例采用打孔PE防水透气膜，该空气过滤用材料的过滤性能是机械过滤起主要作用，不会发生因静电过滤效应的静电衰减导致的过滤性能降低的问题。本实施例采用截面为三叶草形的聚酯纤维，比普通圆形聚酯纤维有着更大的比表面积，有利于提升该空气过滤用材料的机械过滤性能。
本实施例的高强耐水洗空气过滤用材料其初始阻力为9-32Pa，过滤效率为50％-99.97％；纵向断裂强力≥250N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm，强度高，本实施例的滤材测试后经过水洗循环至少10次内，阻力基本能恢复初始阻力状态，在水洗过程中，其结构不易被破坏，具有可水洗重复使用的效果。
实施例2
一种高强耐水洗空气过滤用材料，如图2所示，包括聚酯纤维防水保护层3和防水过滤透气层，所述防水过滤透气层由熔喷无纺布4和聚酯纤维防水骨架层5组成，且聚酯纤维防水保护层3、熔喷无纺布4和聚酯纤维防水骨架层5依次层叠且相互之间通过超声波复合，聚酯纤维防水保护层3和聚酯纤维防水骨架层5中的聚酯纤维的表面均有疏水涂层。所述聚酯纤维防水保护层3的克重为50g/m2，表面抗湿性能为4级，初始阻力≤2Pa，纵向断裂强力≥150N/5cm，横向断裂强力≥70N/5cm；所述熔喷无纺布4的克重为15g/m2，对0.3μm细小颗粒过滤效率为65％，初始阻力为≤4Pa；所述聚酯纤维防水骨架层5的克重为120g/m2，表面抗湿性能为4级，初始阻力≤3Pa，纵向断裂强力≥340N/5cm，横向断裂强力≥200N/cm。
本实施例的高强耐水洗空气过滤用材料的制备方法包括以下步骤：
(1)防水整理剂调配：使用有机酸将水调配至pH 5-6，加入2wt％的六碳烷基含氟防水剂，完成防水整理剂的调配。
(2)准备120g/m2聚酯长纤无纺布材料(初始阻力≤3Pa，纵向断裂强力≥340N/5cm，横向断裂强力≥200N/cm)以及50g/m2聚酯长纤无纺布材料(初始阻力≤2Pa，纵向断裂强力≥150N/5cm，横向断裂强力≥70N/cm)，使用拉幅定型机在上述防水整理剂中进行一浸一扎的功能性整理，使聚酯长纤无纺布材料表面形成疏水涂层，获得聚酯纤维防水骨架和聚酯纤维防水保护层材料，表面抗湿性能等级如表1所示。
表1
| 名称 | 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均 |
| 聚酯纤维防水保护层 | 表面抗湿性能等级 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 聚酯纤维防水骨架 | 表面抗湿性能等级 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
(3)准备已完成的聚酯纤维防水保护层、聚酯纤维防水骨架材料以及克重为15g/m2，对0.3μm细小颗粒过滤效率为65％，初始阻力≤4Pa的熔喷无纺布材料，使用超声波复合工艺进行复合，得到所述高强耐水洗空气过滤用材料。
对本实施例的高强耐水洗空气过滤用材料进行耐水洗性能测定，结果如表2所示。
表2
表中，初始阻力是指新的滤芯两侧的压力降；终止阻力是指滤芯在加灰程序结束后两侧的压力降。
由表2结果可知，本实施例的滤材测试后经过水洗循环至少10次内，阻力基本能恢复初始阻力状态。在水洗≤6次时，效率基本稳定。聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层具有较高的强度以及良好的防水性，水洗过程中，可保护中间的熔喷无纺布不会受到结构性的破坏，以保证三层结构的稳定。
在其他的实施方式中，所述聚酯纤维防水保护层的克重为30-50g/m2，表面抗湿性能≥4级，初始阻力≤2Pa，纵向断裂强力≥55N/5cm，横向断裂强力≥40N/5cm。
在其他的实施方式中，所述熔喷无纺布的克重为15-40g/m2，所述熔喷无纺布对0.3μm细小颗粒的过滤效率为50％-99.97％，初始阻力为2-25Pa。
在其他的实施方式中，所述聚酯纤维防水骨架层的克重为80-120g/m2，表面抗湿性能≥4级，初始阻力≤3Pa，纵向断裂强力≥250N/5cm，横向断裂强力≥150N/cm。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，包括聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层，所述聚酯纤维防水保护层和防水过滤透气层通过超声波复合；所述聚酯纤维防水保护层中的聚酯纤维的表面设有疏水涂层；所述防水过滤透气层由熔喷无纺布和聚酯纤维防水骨架层组成，所述聚酯纤维防水保护层和聚酯纤维防水骨架层中的聚酯纤维的表面均设有疏水涂层，且聚酯纤维防水保护层、熔喷无纺布和聚酯纤维防水骨架层依次层叠且相互之间通过超声波复合。
2.根据权利要求1所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述聚酯纤维防水保护层为异型聚酯纤维防水保护层；所述防水过滤透气层为打孔PE防水透气膜。
3.根据权利要求2所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述打孔PE防水透气膜设有孔径≤100μm的孔洞。
4.根据权利要求2所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述异型聚酯纤维防水保护层中异型聚酯纤维的截面为三叶草形。
5.根据权利要求2-4任一项所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述异型聚酯纤维防水保护层的克重为100-150g/m2。
6.根据权利要求2-4任一项所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述打孔PE防水透气膜的克重为10-15g/m2。
7.根据权利要求1所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述聚酯纤维防水保护层的克重为30-50g/m2。
8.根据权利要求1所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述熔喷无纺布的克重为15-40g/m2。
9.根据权利要求1所述的高强耐水洗空气过滤用材料，其特征在于，所述聚酯纤维防水骨架层的克重为80-120g/m2。
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| CN201921526411.9U CN211133377U (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种高强耐水洗空气过滤用材料 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115121046A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-30 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种气水分离过滤材料及其制备方法 |
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2019
- 2019-09-09 CN CN201921526411.9U patent/CN211133377U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115121046A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-30 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种气水分离过滤材料及其制备方法 |
| CN115121046B (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-02 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种气水分离过滤材料及其制备方法 |
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