CN108434898A - 一种纳米节能过滤器及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
一种纳米节能过滤器，其纳米滤芯(17)主要由复合纳米纤维过滤膜构成，复合纳米纤维过滤膜由无纺布基材支撑层(11)，纳米纤维层(12)和无纺布基材保护层(13)构成，其中纳米纤维层(12)位于无纺布基材支撑层(11)和无纺布基材保护层(13)之间；纳米纤维层(12)采用静电纺丝仪纺在无纺布基材支撑层(11)上，将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)通过超声波复合机进行复合，复合后形成上述复合纳米纤维过滤膜，复合纳米纤维过滤膜上形成有超声波压痕(10)，超声波压痕(10)为间断长点状，其中复合纳米纤维过滤膜上的注胶线(15)与超声波压痕(10)重合。上述纳米节能过滤器，具有成本低，工艺优良，过滤效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤器，尤其涉及一种纳米节能过滤器。用于对过滤要求较高的地方，如无尘室，无菌室等。
背景技术
目前市场上用于无尘室的空调***的过滤器都是采用玻璃纤维滤纸制作而成，这种滤纸成本高，阻力大，能耗大，有污染。而纳米节能过滤器采用纳米纤维滤纸进行过滤，纳米纤维滤纸在同等的高过滤效率下与玻纤滤纸比阻力小，成本低，能减小无尘室车间能耗且环保无污染。但目前还没有应用于无尘室的纳米高效过滤器及其工艺技术的发明。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种纳米节能过滤器，包括：铝型材外框(16)，密封条(18)，纳米滤芯(17)，其中纳米滤芯(17)外周边被铝型材外框(16)包覆，铝型材外框(16)的四周设有密封条(18)，两片护网(19)分别贴于纳米滤芯(17)两面，其特征在于，纳米滤芯(17)主要由复合纳米纤维过滤膜构成，复合纳米纤维过滤膜由无纺布基材支撑层(11)，纳米纤维层(12)和无纺布基材保护层(13)构成，其中纳米纤维层(12)位于无纺布基材支撑层(11)和无纺布基材保护层(13)之间；
纳米纤维层(12)采用静电纺丝仪纺在无纺布基材支撑层(11)上，将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)通过超声波复合机进行复合，复合后形成上述复合纳米纤维过滤膜，复合纳米纤维过滤膜上形成有超声波压痕(10)，超声波压痕(10)为间断长点状，其中复合纳米纤维过滤膜上的注胶线(15)与超声波压痕(10)重合。
进一步地，复合纳米纤维过滤膜折叠成V形。
进一步地，铝型材外框(16)与纳米滤芯(17)之间有使其密封的密封胶。
进一步地，超声波压痕(10)点宽1mm，长为2mm，压痕间距为50mm。
进一步地，纳米纤维层(12)中的纳米纤维选自聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯中的至少一种。
进一步地，无纺布基材支撑层(11)的无纺布基材平均直径为1-300μm，厚度小于500μm，
进一步地，所述的纳米纤维层(12)中纳米纤维的平均直径为50-500nm，厚度小于100nm。
进一步地，所述无纺布基材保护层(13)平均直径1-500μm，厚度小于1mm。
进一步地，超声波技术是通过超声波复合机将纳米纤维过滤膜与无纺布基材保护层进行超声波压痕复合。
另外，本发明还提供一种制造纳米节能过滤器的制作方法，包括如下步骤：
(1)复合纳米纤维膜的制备：
静电纺丝将纳米纤维层(12)纺在无纺布基材支撑层(11)上；
将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)利用超声波技术进行复合，其中纳米纤维层(12)加在无纺布基材支撑层(11)与无纺布基材保护层(13)中间；
(2)复合纳米纤维膜通过打折，注胶，裁切制成纳米滤芯(17)；
(3)纳米滤芯(17)放入铝型材外框(16)内灌胶密封制成纳米节能过滤器。
本发明的纳米节能过滤器及其制作工艺，通过超声波复合机对纳米纤维层进行复合，不仅能够使纳米纤维层不受破坏，其内部微观结构也不会变化，不会增大滤料的阻力。通过注胶线与超声波压痕重合，可增大过滤膜的表面积，提高其内部纳米纤维的孔隙率，减少风压阻力。本发明的纳米节能过滤器，具有成本低，工艺优良，过滤效果好的优点。
附图说明
图1为纳米纤维SEM图。
图2为超声波复合机复合复合纳米纤维过滤膜图。
图3为复合纳米纤维过滤膜打折注胶图。
图4纳米节能过滤器制作工艺流程图。
图5纳米节能过滤器示意图。
图中所示：1、第一料架 2、第二料架 3、第一张紧轴 4、第二张紧轴 5、第三张紧轴6、花辊 7、超声波模块 8、牵引轴 9、收料架 10、超声波压痕 11、无纺布基材支撑层 12、纳米纤维层 13、无纺布基材保护层 14、热熔胶注胶胶线与超声波压痕重合处 15、热熔胶注胶胶线 16、铝型材 17、纳米滤芯 18、密封条
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明；
如图1-5所示，一种纳米节能过滤器，包括：铝型材外框(16)，密封条(18)，纳米滤芯(17)，其中纳米滤芯(17)外周边被铝型材外框(16)包覆，铝型材外框(16)的四周设有密封条(18)，两片护网(19)分别贴于纳米滤芯(17)两面，
纳米滤芯(17)主要由复合纳米纤维过滤膜构成，复合纳米纤维过滤膜由无纺布基材支撑层(11)，纳米纤维层(12)和无纺布基材保护层(13)构成，其中纳米纤维层(12)位于无纺布基材支撑层(11)和无纺布基材保护层(13)之间；
纳米纤维层(12)采用静电纺丝仪纺在无纺布基材支撑层(11)上，将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)通过超声波复合机进行复合，复合后形成上述复合纳米纤维过滤膜，复合纳米纤维过滤膜上形成有超声波压痕(10)，超声波压痕(10)为间断长点状，其中复合纳米纤维过滤膜上的注胶线(15)与超声波压痕(10)重合。
进一步地，复合纳米纤维过滤膜折叠成V形。
进一步地，铝型材外框(16)与纳米滤芯(17)之间有使其密封的密封胶。
进一步地，超声波压痕(10)点宽1mm，长为2mm，压痕间距为50mm。
进一步地，其中纳米纤维层(12)中的纳米纤维选自聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯中的至少一种。
进一步地，无纺布基材支撑层(11)的无纺布基材平均直径为1-300μm，厚度小于500μm，在32Lpm的NaCl气溶胶流量下的压降是2-10pa，对于0.3μm的NaCl颗粒尺寸的过滤效率是30-45％。
进一步地，所述的纳米纤维层(12)中纳米纤维的平均直径为50-500nm，厚度小于100nm。在32Lpm的NaCl气溶胶流量下的压降小于350Pa，对于0.3μm的NaCl颗粒的过滤效率高于99％。
进一步地，所述无纺布基材保护层(13)平均直径1-500μm，厚度小于1mm。在32Lpm的NaCl气溶胶流量下的压降是1-15pa，对于0.3μm的NaCl颗粒尺寸的过滤效率是10-25％。
如图1-5，本发明还提供一种制造纳米节能过滤器的制作方法，包括如下步骤：
(1)复合纳米纤维膜的制备：
静电纺丝将纳米纤维层(12)纺在无纺布基材支撑层(11)上；
将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)利用超声波技术进行复合，其中纳米纤维层(12)加在无纺布基材支撑层(11)与无纺布基材保护层(13)中间；
(2)复合纳米纤维膜通过打折，注胶，裁切制成纳米滤芯(17)；
(3)纳米滤芯(17)放入铝型材外框(16)内灌胶密封制成纳米节能过滤器。
进一步地，其中超声波技术是通过超声波复合机将纳米纤维过滤膜与无纺布基材保护层进行超声波压痕复合。
具体的制造工艺，一种制造纳米节能过滤器的制作方法，复合纳米纤维过滤膜的制备：
将一定量的高分子聚合物原料与溶剂混合配制电纺溶液，充分搅拌均匀，静置消泡。采用无纺布基材作为无纺布基材支撑层(11)接收纳米纤维，利用静电纺丝仪，通过调节电压、电极转速、基材送料速度以及基材与电极的距离等参数，制备纳米纤维过滤膜。
将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)放中间，与另一作为纳米纤维膜保护层的无纺布基材保护层(13)通过两个送料架上输送到超声波复合机压辊与超声波发生器之间进行复合，压痕为间断长点状，点宽1mm，长为2mm，压痕间距为50mm。通过调整辊筒压力来调整纳米纤维层(12)与无纺布基材支撑层(11)和无纺布基材保护层(13)复合的压痕的程度，确保纳米纤维层(12)不受破坏，复合完成后通过收料机将复合纳米纤维过滤膜进行复卷。使用超声波复合机复合不仅能够使纳米纤维层(12)不受破坏，其内部微观结构也不会发生变化，而且不会增大滤料的阻力。
纳米节能过滤器的制备：
设定打折机参数：设定料箱温度，调节料箱高度以及打折高度。一般料箱高度略高于打折高度。将复合纳米纤维过滤膜通过分切机分切成一定尺寸，再经过辊轴传送到打横机上进行打横，打横宽度与折高相同。待料箱温度升高到设定温度后，将打横后的传送到打折机上进行打折。
设定注胶机参数：设定热熔胶箱、胶管以及注胶嘴温度。待所有温度都升到设定温度时，将打折好的复合纳米纤维过滤膜经过注胶机的送料辊轴传送到注胶***中。控制好张力、出胶量及出胶位置使得注胶线与复合纳米纤维过滤膜的压痕重合，注胶宽度以刚好覆盖压痕为最佳。由于复合纳米纤维过滤膜的超声波压痕部位会增大过滤膜的风压阻力，因此注胶线与超声波压痕重合，将增大复合纳米纤维过滤膜的表面积，提高其内部纳米纤维的孔隙率，减小过滤膜风压阻力。调节好注胶参数进行双面注胶，使复合纳米纤维过滤膜呈“V”型结构固定。“V”型结构的滤芯设计能够增加过滤面积，提高过滤效率，有效的降低风压阻力。注胶后的滤芯经过传送带传送到切料区后按照要求进行裁切。
纳米节能过滤器的框体采用铝型材外框(16)。用切铝机将铝型材分别分切成长、短两种长度，两边内切成45度角。采用“L”型金属卡扣将两片短边与一片长边铝材连接成90°U型框体。将两片尺寸大小相匹配的烤漆护网(19)贴于纳米滤芯(17)两面，保护纳米滤芯(17)不受外力破坏，并平推放入U型框体内，再用另一片长边铝型材封口。“L”型卡扣能够使框体更加稳固，框体不易变形。区分纳米滤芯(17)进出风面，将滤芯(17)与烤漆护网(19)推至与出风面平齐，预留灌胶槽，将治具装于进风面。将过滤器放在水平台面上调校其水平度，以确认纳米节能过滤器对角线，并用美纹胶带粘贴纳米节能过滤器4个接角以确保密封，准备灌胶。
设定灌胶机参数，调节AB胶水的比例。将纳米节能过滤器放在灌胶台，斜度调整为35°～40°，用灌胶机将比例混合好的AB胶灌入铝型材外框(16)框体与纳米滤芯(17)之间，以胶水不外溢为准，再确认出风面边角中间有无胶水进行第二次灌胶，将纳米节能过滤器放平观察胶水厚度为2-3mm为准进行第三次灌胶，使铝型材外框(16)框体与纳米滤芯(17)四周完全密封，每次灌胶时间间隔1-2分钟。纳米节能过滤器灌胶后用90°直尺再次调校过滤器四个角垂直度。
待胶水完全固化后清理纳米节能过滤器的铝型材外框(16)上的残留胶水，污渍等。将纳米节能过滤器铝型材外框(16)四周贴上黑色密封条(18)后放入检漏设备中进行检测，质量合格后进行包装。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种纳米节能过滤器，包括：铝型材外框(16)，密封条(18)，纳米滤芯(17)，其中纳米滤芯(17)外周边被铝型材外框(16)包覆，铝型材外框(16)的四周设有密封条(18)，两片护网分别贴于纳米滤芯(17)两面；
其特征在于，纳米滤芯(17)主要由复合纳米纤维过滤膜构成，复合纳米纤维过滤膜由无纺布基材支撑层(11)，纳米纤维层(12)和无纺布基材保护层(13)构成，其中纳米纤维层(12)位于无纺布基材支撑层(11)和无纺布基材保护层(13)之间；
纳米纤维层(12)采用静电纺丝仪纺在无纺布基材支撑层(11)上，将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)通过超声波复合机进行复合，复合后形成上述复合纳米纤维过滤膜，复合纳米纤维过滤膜上形成有超声波压痕(10)，超声波压痕(10)为间断长点状，其中复合纳米纤维过滤膜上的注胶线(15)与超声波压痕(10)重合。
2.如权利要求1所述的纳米节能过滤器，其中复合纳米纤维过滤膜折叠成V形。
3.如权利要求1或2所述的纳米节能过滤器，其中铝型材外框(16)与纳米滤芯(17)之间有使其密封的密封胶。
4.如权利要求1或2所述的纳米节能过滤器，其中超声波压痕(10)的长点宽为1mm，长为2mm，压痕间距为50mm。
5.如权利要求1或2所述的纳米节能过滤器，其中纳米纤维层(12)中的纳米纤维选自聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚砜、聚丙烯腈和所述聚苯乙烯中的至少一种。
6.一种制造如权利要求1-5中任一项的纳米节能过滤器的方法，包括如下步骤：
(1)复合纳米纤维膜的制备：
静电纺丝将纳米纤维层(12)纺在无纺布基材支撑层(11)上；
将纺在无纺布基材支撑层(11)上的纳米纤维层(12)与无纺布基材保护层(13)利用超声波技术进行复合，其中纳米纤维层(12)加在无纺布基材支撑层(11)与无纺布基材保护层(13)中间；
(2)复合纳米纤维膜通过打折，注胶，裁切制成纳米滤芯(17)；
(3)纳米滤芯(17)放入铝型材外框(16)内灌胶密封制成纳米节能过滤器。
7.如权利要求6所述的方法，所述无纺布基材支撑层(11)中的无纺布基材平均直径为1-300μm，厚度小于500μm。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述的纳米纤维层(12)中纳米纤维的平均直径为50-500nm，厚度小于100nm。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述无纺布基材保护层(13)平均直径1-500μm，厚度小于1mm。
10.如权利要求6所述的方法，其中超声波技术是通过超声波复合机将纳米纤维过滤膜与无纺布基材保护层进行超声波压痕复合。
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