專利名稱：一種濾芯用濾材及其生產(chǎn)方法和用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種濾芯用濾材及其生產(chǎn)方法和用途。
背景技術：
隨著現(xiàn)代エ業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)品市場的國際化，對過濾材料用無紡布的要求越來越高，要具有市場競爭力，就需要有特殊功能和低碳環(huán)保的無紡エ藝。目前市場上廣泛采用的過濾用化學粘合無紡布，這些濾材雖然也具有對粒子捕集的特點，但化學粘合加固中產(chǎn)生的三廢問題，能耗高問題沒有徹底解決，并且產(chǎn)品中殘存化學藥劑有著不良副作用，例如對皮膚的刺激性，從而需要尋求更符合環(huán)保要求，更符合低碳環(huán)保理念。如公開號為CN1232406A中公開了ー種阻燃性過濾器過濾材料和使用該過濾材料的空氣過濾器裝置的專利，該發(fā)明通過使聚四氟こ烯(PTFE)多孔膜上至少一面具有阻燃性支撐材料，雖然作為支撐材料的無紡布具有阻燃的特性，但由于作為支撐材料無紡布的生產(chǎn)エ藝為長纖維的紡粘法、短纖維的針刺法、噴水法、縫編法，エ藝復雜，能耗高，不符合低碳的理念。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種生產(chǎn)エ藝簡單、低碳環(huán)保，且具有良好的阻燃性、捕集效率高的濾芯用濾材及其生產(chǎn)方法和用途。本發(fā)明的技術解決方案是:本發(fā)明的濾芯用濾材，該濾材包括無紡布，上述無紡布至少由皮芯復合纖維與阻燃纖維構(gòu)成，且上述無紡布中含有20重量％以上的皮芯復合纖維，含有10重量％以上的阻燃纖維。這里的皮芯復合纖維能夠起到化學粘結(jié)劑的作用，而阻燃纖維能夠起到阻燃作用。從纖維之間的粘合方面考慮的話，皮芯復合纖維的含量越高，粘合的越牢靠，但從成本方面考慮的話，皮芯復合纖維的含量越高，成本就越大，考慮到粘合的牢度和成本的降低，優(yōu)選無紡布中含有80 20重量％的皮芯復合纖維，10 40重量％的阻燃纖維。本發(fā)明的濾芯用濾材，上述無紡布中還含有普通聚酯纖維，該普通聚酯纖維為纖度在15 30dtex之間的粗纖度普通聚酯纖維、纖度在I 5dtex之間的細纖度普通聚酯纖維中的ー種或兩種，粗纖度普通聚酯纖維可以提高無紡布的透氣性和硬挺度，導致壓損的降低，能耗的減少，同時制成的濾芯不易阻塞，壽命延長，同時還可以降低成本。若從捕集效率方面考慮的話，加入細纖度普通聚酯纖維可以提高捕集效率。上述粗纖度普通聚酯纖維和細纖度普通聚酯纖維的含量分別占無紡布的0 20重量％，0 15重量％，如果細纖度普通聚酯纖維的含量高于15重量％的話，這樣會導致壓損的增加，能耗的增加，而且制得的無紡布硬挺度較低，打褶后容易變形。本發(fā)明的濾芯用濾材，上述皮芯復合纖維為纖度在10 30dtex之間的粗纖度皮芯復合纖維、纖度在I IOdtex之間的細纖度皮芯復合纖維中的ー種或兩種。皮芯復合纖維起著粘結(jié)劑的作用，其中細纖度的皮芯復合纖維還可以提高無紡布的捕集效率。
本發(fā)明的濾芯用濾材，上述粗纖度皮芯復合纖維占無紡布的20 50重量％，所述細纖度皮芯復合纖維占無紡布的0 40重量％。在此重量范圍內(nèi)，纖維之間粘合得更牢固，制得的無紡布具有較好的粘合強力。本發(fā)明的濾芯用濾材，上述皮芯復合纖維中皮成分為低熔點共聚聚酯纖維，芯成分為普通聚酯纖維。低熔點共聚酯纖維的熔點為110 120°C，熔融低熔點共聚酯纖維，使皮芯纖維相互結(jié)合在一起。本發(fā)明的濾芯用濾材，上述阻燃纖維為纖度2 lOdtex，且其占無紡布的10 40重量％，在此重量范圍內(nèi)，制得的無紡布具有較好的阻燃性。本發(fā)明的濾芯用濾材，JIS L1096法測定，上述無紡布的經(jīng)向剛軟度為40 200uN，緯向剛軟度為60 260uN。剛軟度也就是無紡布的硬挺度，過濾用無紡布的硬挺度越高，后續(xù)打褶加工比較容易，打褶后的材料，褶型保持較好，不易坍陷形成凹槽，構(gòu)造壓損也會比較低。本發(fā)明的濾芯用濾材，JIS L1096法測定，在壓カ為125Pa時，上述無紡布的通氣度為250 450cm3/cm2/s。無紡布的通氣度關系到風速通過無紡布時的阻力大小，如果該無紡布的通氣度小于250cm3/cm2/s的話，阻カ較大，能耗也相應較大；如果該無紡布的通氣度越大的話，阻力越低，能耗越小。本發(fā)明的濾芯用濾材，JIS L1096法測定，上述無紡布的經(jīng)向拉伸強カ為40 150N/50mm，緯向拉伸強カ為40 160N/50mm。如果上述無紡布的經(jīng)緯向拉伸強カ小于40N/50mm的話,無紡布易拉斷。本發(fā)明的濾芯用濾材，至少采用20重量％以上的皮芯復合纖維與10重量％以上的阻燃纖維進行投料，然后開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)后形成的復合纖維網(wǎng)層，以7 12米/分鐘的速度通過長度1.5 4米、溫度180 210°C的熱風箱進行熱粘合，復合纖維網(wǎng)層在熱風箱中進行加熱，在一定的時間范圍內(nèi)使纖維網(wǎng)受熱到一定溫度后皮芯復合纖維中的低熔點皮層軟化熔融，皮層熔融流動并凝聚在纖維交叉點與其他未融化的纖維如阻燃纖維等粘合在一起。然后再在壓カ為70 90kg/cm2下通過上下溫度為150 170°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，最后制得無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。通過該エ藝制得的無紡布比較衛(wèi)生，不帶任何化學試劑，并且生產(chǎn)過程中噪音低，污染小，能耗低，符合低碳環(huán)保的理念，是作為無紡布加固的理想エ藝。上述復合纖維網(wǎng)層在通過1.5 4米的烘箱時，如果上述熱粘合溫度低于180°C、速度高于12米/分鐘的話，皮芯纖維的皮成分熔融就不充分；如果熱粘合溫度高于210°C、速度低于7米/分鐘的話，消耗的能量就大。熱金屬軋輥加固時，上下溫度低于150°C的話，纖維層加固不足，制得的無紡布強力就不足；上下溫度高于170°C的話，熱能耗就比較高。本發(fā)明的濾芯用濾材的捕集效率在40 90%，優(yōu)選捕集效率在60 90%之間。捕集效率越高對灰塵的攔截效果越好，過濾后空氣質(zhì)量越好。這里的捕集效率是指在迎面風速3.5m/min的條件下，粉塵為ISO A2 Fine Dust的捕集效率，用稱重法測得無紡布上下流捕集到的粉塵重量，從而算出該無紡布的捕集效率。本發(fā)明濾芯用濾材的形式可以是平面狀，也可以是蜂窩狀，還可以是褶皺型，考慮到占用容積較小而過濾面積較大，優(yōu)選褶皺型。構(gòu)成本發(fā)明的濾材還包括框架，框架是由樹脂、金屬、合板、厚紙、編織物或無紡布等材料構(gòu)成?？蚣芘c上述無紡布的接合方法可以通過氣密性好的樹脂固定粘合起來，也可以通過自由分離交換形式。樹脂粘合的話，優(yōu)選環(huán)氧樹脂、氨基甲酸酷。本發(fā)明的濾芯用濾材的生產(chǎn)エ藝簡單環(huán)保，且具有良好的阻燃性、較高的捕集效率,可應用于空氣過濾領域中，如汽車空調(diào)濾清器。
具體實施例方式通過以下實施例及比較例更加詳細地說明本發(fā)明。本發(fā)明中各物性的測試方法如下:捕集效率把片狀的無紡布濾材放到0.1m2開ロ面積的機器上，固定住，在濾材3.5m/min迎面風速下，通過粉塵喂入裝置，將粉塵ISO A2 FineDust以每分鐘Ig的定量通過測定的濾材，當壓カ升至高于初始壓カ150Pa時，用天平測定上流濾材所捕集到的粉塵重量和下流HEPA濾材所捕集到的粉塵重量，從而算出該濾材的捕集效率，其計算公式如下:捕集效率(％) = (1-下流捕集的重量)/(上流捕集的重量+下游捕集的重量)XlOO在本發(fā)明的過濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。拉伸強力根據(jù)JIS L 1096標準，試驗材料尺寸:寬50mmX長300臟，標準點為200臟，利用Instron測定設備,在拉伸速度100mm/min下進行測試。在本發(fā)明的過濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。剛軟度根據(jù)JIS L 1096標準，試驗材料尺寸:89mmX 25臟，利用(格利安式)選用合適的量程砝碼，利用設備測試桿擺動幅度的大小，在顯示屏上顯示對應的剛軟度大小。在本發(fā)明的過濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。通氣度根據(jù)JIS L 1096標準，將無紡布單層折疊，置于弗雷澤型通氣度試驗機測試ロ(IOOmmX IOOmm)下方進行測試,測試的量程選為cm3/cm2/s。在本發(fā)明的過濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。實施例1以40重量％的纖度為30dtex的粗纖度皮芯復合纖維、40重量％的纖度為IOdtex的阻燃纖維和20重量％的纖度為30dtex的粗纖度普通聚酯纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，其中皮芯復合纖維中皮成分為熔點110°C的共聚聚酯纖維、芯成分為普通聚酯纖維，將上述得到的纖維網(wǎng)層以7米/分鐘的速度，通過溫度為180°C的1.5米熱風箱進行熱粘合,再在壓カ為75kg/cm2下通過上下溫度為150°C的熱金屬軋棍進行熱壓加固，制得克重為80g/m2的熱粘合無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。得到的無紡布的各物性參見表I。實施例2 以25重量％的纖度為12dtex的粗纖度皮芯復合纖維、40重量％的纖度為8dtex的阻燃纖維、20重量％的纖度為15dtex的粗纖度普通聚酯纖維和15重量％的纖度為5dtex的細纖度普通聚酯纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，其中皮芯復合纖維中皮成分為熔點110°C的共聚聚酯纖維、芯成分為普通聚酯纖維，將上述得到的纖維網(wǎng)層以9米/分鐘的速度，通過溫度為190°C的2米熱風箱進行熱粘合，再在壓カ為80kg/cm2下通過上下溫度為155°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，制得克重為85g/m2的熱粘合無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。得到的無紡布的各物性參見表I。實施例3以50重量％的纖度為20dtex的粗纖度皮芯復合纖維、20重量％的纖度為IOdtex的細纖度皮芯復合纖維、10重量％的纖度為2dtex的阻燃纖維、5重量％的纖度為20dtex的粗纖度普通聚酯纖維和15重量％的纖度為Idtex的細纖度普通聚酯纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，其中皮芯復合纖維中皮成分為熔點110 °C的共聚聚酯纖維、芯成分為普通聚酯纖維，將上述得到的纖維網(wǎng)層以10米/分鐘的速度，通過溫度為200°C的3米熱風箱進行熱粘合，再在壓カ為85kg/cm2下通過上下溫度為160°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，制得克重為90g/m2的熱粘合無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。得到的無紡布的各物性參見表I。實施例4以50重量％的纖度為20dtex的粗纖度皮芯復合纖維、20重量％的纖度為IOdtex的細纖度皮芯復合纖維、30重量％的纖度為4dtex的阻燃纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，其中皮芯復合纖維中皮成分為熔點120°C的共聚聚酯纖維、芯成分為普通聚酯纖維，將上述得到的纖維網(wǎng)層以12米/分鐘的速度，通過溫度為210°C的4米熱風箱進行熱粘合，再在壓カ為90kg/cm2下通過上下溫度為170°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，制得克重為80g/m2的熱粘合無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。得到的無紡布的各物性參見表I。實施例5以50重量％的纖度為20dtex的粗纖度皮芯復合纖維、20重量％的纖度為2dtex的細纖度皮芯復合纖維、30重量％的纖度為4dtex的阻燃纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，其中皮芯復合纖維中皮成分為熔點120°C的共聚聚酯纖維、芯成分為普通聚酯纖維，將上述得到的纖維網(wǎng)層以12米/分鐘的速度，通過溫度為210°C的4米熱風箱進行熱粘合，再在壓カ為90kg/cm2下通過上下溫度為170°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，制得克重為80g/m2的熱粘合無紡布，采用上述無紡布制成本發(fā)明的濾芯用濾材。得到的無紡布的各物性參見表I。實施例1 5制得的濾芯用濾材可應用于空氣過濾領域中。比較例I以20重量％的纖度為6dtex的阻燃纖維、10重量％的纖度為12dtex的粗纖度普通聚酯纖維、30重量％的纖度為3dtex的細纖度普通聚酯纖維進行投料、經(jīng)過開棉、梳棉、鋪網(wǎng)形成復合纖維網(wǎng)層，將得到的纖維網(wǎng)層經(jīng)過丙烯酸樹脂槽后再通過溫度為190°C的6m熱風箱里進行烘干，再在壓カ為70kg/cm2下通過上下溫度為220°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，制得丙烯酸樹脂占40重量％，克重為80g/m2的化學粘合無紡布。該無紡布的各物性參見表I。表I
權利要求
1.一種濾芯用濾材，該濾材包括無紡布，其特征在于:所述無紡布至少由皮芯復合纖維與阻燃纖維構(gòu)成，且所述無紡布中含有20重量％以上的皮芯復合纖維，含有10重量％以上的阻燃纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于:所述無紡布中還含有普通聚酯纖維。
3.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于:所述皮芯復合纖維為纖度在10 30dtex之間的粗纖度皮芯復合纖維、纖度在I IOdtex之間的細纖度皮芯復合纖維中的一種或兩種。
4.根據(jù)權利要求3所述的濾芯用濾材，其特征在于:所述粗纖度皮芯復合纖維占無紡布的20 50重量％，所述細纖度皮芯復合纖維占無紡布的0 40重量％。
5.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于:所述皮芯復合纖維中皮成分為低熔點共聚聚酯纖維，芯成分為普通聚酯纖維。
6.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于:所述阻燃纖維為纖度2 lOdtex，且其占無紡布的10 40重量％。
7.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于JISL1096法測定，在壓ヵ為125Pa時，所述無紡布的通氣度為250 450cm3/cm2/s。
8.根據(jù)權利要求1所述的濾芯用濾材，其特征在于JISL1096法測定，所述無紡布的經(jīng)向拉伸強カ為40 150N/50mm，緯向拉伸強カ為40 160N/50mm。
9.一種如權利要求1所述的濾芯用濾材的生產(chǎn)方法，其特征在于:至少采用20重量％以上的皮芯復合纖維與10重量％以上的阻燃纖維進行投料，經(jīng)過開棉、梳棉、交叉鋪網(wǎng)后形成復合纖維網(wǎng)層，以7 12米/分鐘的速度通過長度1.5 4米、溫度180 210°C的熱風箱進行熱粘合，再在壓カ為70 90kg/cm2下通過上下溫度為150 170°C的熱金屬軋輥進行熱壓加固，最后制得無紡布。
10.一種如權利要求1所述的濾芯用濾材在空氣過濾領域中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾芯用濾材及其生產(chǎn)方法和用途，該濾材包括無紡布，所述無紡布至少由皮芯復合纖維與阻燃纖維構(gòu)成，且所述無紡布中含有20重量％以上的皮芯復合纖維，含有10重量％以上的阻燃纖維，該無紡布是通過熱粘合的方式得到的。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單環(huán)保，所得濾材不僅具有良好的阻燃性，還具有較好的強度、透氣性以及較高的使用壽命，可廣泛應用于空氣過濾領域。
文檔編號B01D39/08GK103120872SQ20111036687
公開日2013年5月29日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者趙慶成, 紀舜卿, 蔡文杰 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司