一種空氣過濾用濾材及其用途制造技術

本發明專利技術公開了一種空氣過濾用濾材及其用途，該濾材至少含有兩層帶電無紡布，且最上層帶電無紡布的平均孔徑為５０～１５０微米，最下層帶電無紡布的平均孔徑為５～５０微米，其孔徑分布具有成梯度分布的特殊結構，本發明專利技術的空氣過濾用濾材不僅能對微小的粉塵粒子起到捕集隔離的作用，并且在使用壽命方面，大大得到延長，可應用于汽車過濾器等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種空氣過濾用濾材及其用途，具體涉及一種不僅能提高濾材對細粉 塵的捕集效率，又能提高對粉塵的集塵能力，從而延長使用壽命的空氣過濾凈化材料及其 用途。
技術介紹
隨著社會的日益進步，人們對環境及環保的要求越來越高，當然國家的相關法律 法規也越來越嚴格。作為與人們關系密切的空氣過濾領域，也越來越受到人們的關注。尤 其是家庭空氣凈化器、汽車過濾器。而汽車過濾器是一種專門用于汽車室廂內凈化空氣的 過濾材料。采用多層不同過濾性能的非帶電無紡布等進行有序疊層而成，能吸附車內的異 味異臭如甲苯、甲醛、二氧化硫、硫氫化合物、氨等污染氣體，尤其對煙霧有顯著的吸附效 果并能過濾塵埃粒子等。對于這些過濾器，要求極其小容積的過濾器，是為了過濾倉室內外 的氣體，濾材的壓力損失必須盡可能地低，同時對于顆粒直徑較大的粉塵，一般的過濾器都 有較好的捕集性能；但是，對于顆粒直徑較小的細小粉塵，達到高的捕集性能的話比較難。 而且，對于這些過濾器，在實際使用過程中，受到使用區域、環境等差異的影響比較大。比如 說，在城市里，汽車尾氣排放引起的顆粒直徑較小的細小粉塵的比率比較高，而相反，在郊 區或農村，一些大顆粒的花粉、植物種子等顆粒直徑較大的粉塵的比率就比較高。2. 5微米 以下的小粒子，特別是1微米以下的細小粒子，一旦進入人體肺部并且沉降，就很難排出體 外，從而導致肺癌、過敏性疾病等。目前現有技術方面，比如申請號為CN200410070275. 9專利涉及一種液體燃料用 過濾裝置，內外層采用不同孔徑的無紡布，但這些不同孔徑的無紡布為普通無紡布，無論在 捕集效率和其使用壽命方面都不及帶電無紡布。因為普通無紡布對粉塵的捕集是機械捕集 作用，就是通過慣性、攔截、重力、擴散作用來捕集粉塵。但是傳統的機械捕集作用并不等滿 足現階段的要求，而且要增加機械捕集效果，只能通過增加無紡布克重和厚度來達到，這樣 不僅增加了材料的使用量，還無形中增加了阻力(壓損)。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種空氣過濾用濾材及其用途，在提高對粉塵的捕集效率的 同時，又可延長其使用壽命。本專利技術的技術解決方案如下該濾材至少含有兩層帶電無紡布，且最上層帶電無紡布的平均孔徑為50 150微 米(um)，最下層帶電無紡布的平均孔徑為5 50微米。帶電加工的目的是為了提高捕集效 率，降低粉塵堵塞，本專利技術的過濾材料，經過帶電加工，即賦予纖維半永久性的帶電電荷，從 而使之能吸附空氣中的細小粉塵。與未經過帶電加工的過濾材料相比，帶電加工材料在達 到高捕集效率的同時，降低了過濾材料的壓力損失，減少堵塞，延長使用壽命。關于帶電加 工的方法，可以直接對成網的纖維層進行高壓帶電加工處理，或者紡絲噴絲口出來時，通過3高電壓使纖維或長絲帶電再成網，也可以通過純水+催化劑處理帶電的方法。而且孔徑的 不同范圍分布，也就是梯度過濾，可以大大提高使用效果(粉塵捕集量)，即可提高使用壽 命。對于孔徑的分布范圍，如果本專利技術最上層帶電無紡布的平均孔徑在150微米以上的話， 就起不到過濾效果；而在50微米以下的話，就起不到優化結構、分層梯度過濾的作用。同 樣，如果最下層帶電無紡布的平均孔徑在50微米以上的話，就不能捕集微小粉塵；在5微米 以下的話，就會造成壓損很高，影響使用效果。而且對于帶電無紡布的層數，本專利技術選擇至 少2層以上，因為如果只是1層帶電無紡布，在捕集性能和壽命方面無法達到最佳的效果。該過濾材料中最上層帶電無紡布的平均孔徑是最下層帶電無紡布的平均孔徑的 2 10倍。為了延長濾材的使用壽命，本專利技術通過從厚度方向上進行孔徑調節。所謂孔徑 調節濾材，就是從上流側(氣體流入側)到下流側(氣體流出側)纖維層(或無紡布層) 的平均孔徑由大到小增加。也就是上流層的孔徑大，可以捕集粉塵中直徑大的顆粒。下流 層的孔徑小，保證細小粉塵的捕集，從而能使過濾器將大粉塵到細小粉塵絕大多數地進行 捕集，保護人體健康，而且盡量降低粉塵的堵塞，延長使用壽命。為了達到最佳的過濾性能 以及較長的壽命，上流層盡量增大孔徑，過濾大顆粒的同時降低壓力損失，下流層的孔徑盡 量小，用于捕集小顆粒。該濾材還含有一層支撐材，且支撐材設置在最上層帶電無紡布的上面。在口罩等 領域為了舒適性，一般不使用支撐材；而對于需要打褶的材料，則必須使用支撐材，對于空 氣過濾用濾材，為了打褶加工成型的穩定性，一般在帶電無紡布的上層側，也就是最上層帶 電無紡布的上面再層疊一層支撐材，也就是支撐層/大孔徑帶電無紡布/小孔徑帶電無紡 布，這樣的話濾材的強度、剛性、打褶的穩定性可以得到大幅提升。而且對于支撐材，為了保 持其剛性同時提高其初期捕集效率，如果使用不同纖度和/或不同材料的纖維效果更佳。 作為最上層的支撐材，可以先將顆粒粒徑比較大的粉塵先過濾掉，粒徑比較小的粉塵則由 下面的帶電無紡布過濾，這樣可以大大提高濾材對粉塵的過濾效果。支撐材的平均孔徑是 最上層帶電無紡布的平均孔徑的0. 6 1. 5倍，考慮到梯度過濾以及延長壽命，優選1. 0 1.5 倍。該濾材中至少有一層由不同纖度的熱可塑性樹脂纖維構成。如帶電無紡布由不同 纖度的熱可塑性樹脂纖維構成，則可以達到粗細混的效果，提高捕集效率；而支撐材由不同 纖度的同種熱可塑性樹脂纖維構成的話，可提高其捕集效率，另外如果由不同材料不同纖 度的的熱可塑性樹脂纖維構成的話，在提高其捕集效率的同時，還可以增加其剛性，從而便 于后續打褶加工和使用。該濾材中含有機能性吸附粒子。對于吸附粒子，主要是為了吸附區域內的異味異 臭如甲苯、甲醛等有害氣體，通過在帶電無紡布層與相鄰層之間添加機能性吸附粒子層來 吸附有害氣體。關于機能性吸附粒子，可以是脫臭劑、芳香劑、抗菌劑等，最好使用活性炭、 離子交換樹脂、多孔無機粒子、催化劑。該濾材中至少50%以上的機能性吸附粒子粒徑范圍在100 300微米之間。如果 50%以上的粒子粒徑在100微米以下的話，有可能從支撐材或帶電無紡布層中間漏出來， 造成二次污染。當然，如果粒子粒徑大多數在300微米以上的話，由于顆粒較大，后續打褶 加工時，由于受力作用，粒子會頂破無紡布層，特別是帶電無紡布層。對于各層之間的貼合方法，不是簡單的層疊成濾材，更重要的是要貼合成接近一體化的結構。一體化的層疊方法，最好采用熱貼合法。比如，將熱熔融樹脂組成的粉末狀聚 合物或低熔點纖維均勻地灑到各層的一個表面后，在其表面再鋪上另一層，通過熱風、紅外 線加熱、電加熱等使熱熔融樹脂熔融從而使兩層層疊；或者在一層的一面噴灑熱熔融樹脂 再鋪上另一層后加壓層疊；或者通過超聲波振動熔融使兩層粘合。在性能方面，在過濾粒子平均尺寸為0. 3微米且面風速是6. 5m/min的條件下測 試，該濾材的捕集效率在40%以上。本專利技術的過濾材料在汽車過濾器領域中的應用。具體實施例方式本專利技術中各物性的測試方法如下(1)平均孔徑使用多孔材料自動孔徑測定裝置Perm-Porometer (PMI公司制)，通過冒泡法 (ASTM-316-86)算出平均孔徑。測定樣品的直徑為25mm。關于測定溶液，當測試孔徑在 ISOum以下的材料時，使用felwick，而如果孔徑超過ISOum的話，則用純水測試。通過以上測定裝置得到的結果作為平均孔徑(Mean Flo本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空氣過濾用濾材，其特征在于：該濾材至少含有兩層帶電無紡布，且最上層帶電無紡布的平均孔徑為５０～１５０微米，最下層帶電無紡布的平均孔徑為５～５０微米。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡文杰，
申請(專利權)人：東麗纖維研究所中國有限公司，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]