CN210026522U

CN210026522U - 一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料

Info

Publication number: CN210026522U
Application number: CN201920106681.8U
Authority: CN
Inventors: 金关秀; 单景连
Original assignee: Zhejiang Industry Polytechnic College
Current assignee: Zhejiang Industry Polytechnic College
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-01-22

Abstract

本实用新型涉及非织造复合空气过滤材料技术领域，且公开了一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，包括复合滤材本体，所述复合滤材本体包括聚丙烯长丝机织布、聚丙烯针刺非织造短纤维网、活性炭除臭层、玻璃纤维层、PTFE纤维层、聚酰亚胺超细纤维网和聚丙烯熔喷非织造短纤维网。本实用新型通过复合滤材本体可对微粒进行梯度过滤，即滤材从表层至底层按不同微粒的粒径大小实施分层过滤，粒径较大的微粒被表层较大尺度的纤维和较大的孔径所拦截，中等粒径的微粒为中间层所吸附，小粒径的微粒为底层的细小纤维层和较小孔径所阻挡，由此可获得优良的过滤效率，同时过滤阻力上升缓慢，能够达到高效低阻的效果。

Description

一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料

技术领域

本实用新型涉及非织造复合空气过滤材料技术领域，具体为一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料。

背景技术

近年来国家针对工业烟气的排放标准日趋严格。用于工业通风过滤的高效低阻空气过滤材料的需求得到日益增长，与此同时对滤材的力学性能包括强度和耐磨性等的要求也越来越高。非织造布在工业通风过滤领域正得到越来越广泛的应用，尤其是不同成网方式非织造布的复合能够有效提升滤材的高效低阻性能。聚丙烯(PP)纤维耐化学性和绝缘性能好、原料易取得、成本低廉、生产工艺简单、强度高、相对密度轻，由此在非织造布的开发生产中应用很广。熔喷非织造布由超细纤维构成，纤维比表面积大、孔隙较小，从而捕捉和吸附小颗粒的能力强，过滤效率高。针刺非织造布孔径较大，但孔径分布较为均匀、孔隙率高，过滤阻力小，且力学性能优良。然而在对滤材力学性能要求较高的工况下，单纯非织造材料复合滤材已无法满足使用要求，因此有必要将拉伸和耐磨性能良好的机织物作为复合单元。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，达到了具有优良的力学性能，能够满足力学性能要求较高工况下使用要求的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，包括复合滤材本体，所述复合滤材本体包括聚丙烯长丝机织布、聚丙烯针刺非织造短纤维网、活性炭除臭层、玻璃纤维层、PTFE 纤维层、聚酰亚胺超细纤维网和聚丙烯熔喷非织造短纤维网，所述聚丙烯长丝机织布的顶部为复合滤材本体的表层，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的顶部位于聚丙烯长丝机织布的底部，所述活性炭除臭层的顶部位于聚丙烯针刺非织造短纤维网的底部，所述玻璃纤维层位于活性炭除臭层和PTFE纤维层之间，且玻璃纤维层的顶部和底部分别与活性炭除臭层和PTFE纤维层相对的一侧粘接，所述聚酰亚胺超细纤维网的顶部位于PTFE纤维层的底部，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网的顶部与聚酰亚胺超细纤维网的底部粘接，且聚丙烯熔喷非织造短纤维网的底部为复合滤材本体的底层。

优选的，所述复合滤材本体的厚度为2.4～5.2mm，所述复合滤材本体的平均孔径为10～35μm，所述复合滤材本体的孔径变异系数为45～90％，所述复合滤材本体面密度为145～370g/m2，所述复合滤材本体的纵向断裂强力为 1100～1500N，所述复合滤材本体的横向断裂强力为800～1200N，所述复合滤材本体的纵向断裂伸长率为30～50％，所述复合滤材本体的横向断裂伸长率为 40～60％。

优选的，所述聚丙烯长丝机织布的经纱为75～120dtex丙纶复丝，所述聚丙烯长丝机织布的纬纱为75～120dtex丙纶复丝，所述聚丙烯长丝机织布的经密为300～360根/10cm，所述聚丙烯长丝机织布的纬密为240～320根 /10cm，所述聚丙烯长丝机织布的组织结构为平纹，所述聚丙烯长丝机织布的面密度为50～180g/m2，所述聚丙烯长丝机织布的厚度为0.30～0.90mm，所述聚丙烯长丝机织布的平均孔径为45～70μm，所述聚丙烯长丝机织布的孔径变异系数为25～60％。

优选的，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的厚度为2～4mm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网平均直径为18～30μm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的长度为38～75mm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的平均孔径为20～45μ m，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的孔径变异系数为25～50％，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网的面密度为80～150g/m2。

优选的，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网的厚度为0.1～0.3mm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网平均直径为1～6μm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网的平均孔径为5～15μm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网的孔径变异系数为12～30％，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网的面密度为15～40g/m2。

优选的，所述PTFE纤维层中添加有纳米铜微粉和纳米氧化锌微粉。

本实用新型提供了一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料。具备以下有益效果：

(1)、本实用新型通过从表层至底层，纤维尺度依次由大到小，纤维网的平均孔径由大到小，形成纤维尺度、孔径尺度的双梯度结构，由于纤维尺度越小，使其对于对细小微粒的捕捉能力越强，同时对于细小微粒的阻挡能力越强。

(2)、本实用新型通过复合滤材本体可对微粒进行梯度过滤，即滤材从表层至底层按不同微粒的粒径大小实施分层过滤，粒径较大的微粒被表层较大尺度的纤维和较大的孔径所拦截，中等粒径的微粒为中间层所吸附，小粒径的微粒为底层的细小纤维层和较小孔径所阻挡，由此可获得优良的过滤效率，同时过滤阻力上升缓慢，能够达到高效低阻的效果。

(3)、本实用新型由于表层为聚丙烯长丝机织布，同时配合玻璃纤维层的添加，配合其物理性能，使得复合滤材具有优良的力学性能，能够满足力学性能要求较高工况下的使用要求。

(4)、本实用新型由于聚酰亚胺超细纤维网的设置，不仅能够使整个复合滤材本体能够过滤PM2.5的粉尘颗粒，并且力学性能稳定，延长了空气过滤材料的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构的俯视图；

图2为本实用新型结构的正面剖视图。

图中：1复合滤材本体、11聚丙烯长丝机织布、12聚丙烯针刺非织造短纤维网、13活性炭除臭层、14玻璃纤维层、15PTFE纤维层、16聚酰亚胺超细纤维网、17聚丙烯熔喷非织造短纤维网。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型提供一种技术方案：一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，包括复合滤材本体1，复合滤材本体1的厚度为2.4～ 5.2mm，复合滤材本体1的平均孔径为10～35μm，复合滤材本体1的孔径变异系数为45～90％，复合滤材本体1面密度为145～370g/m2，复合滤材本体1 的纵向断裂强力为1100～1500N，复合滤材本体1的横向断裂强力为800～ 1200N，复合滤材本体1的纵向断裂伸长率为30～50％，复合滤材本体1的横向断裂伸长率为40～60％，复合滤材本体1包括聚丙烯长丝机织布11、聚丙烯针刺非织造短纤维网12、活性炭除臭层13、玻璃纤维层14、PTFE纤维层 15、聚酰亚胺超细纤维网16和聚丙烯熔喷非织造短纤维网17，聚丙烯长丝机织布11的顶部为复合滤材本体1的表层，聚丙烯长丝机织布11的经纱为75～ 120dtex丙纶复丝，聚丙烯长丝机织布11的纬纱为75～120dtex丙纶复丝，聚丙烯长丝机织布11的经密为300～360根/10cm，聚丙烯长丝机织布11的纬密为240～320根/10cm，聚丙烯长丝机织布11的组织结构为平纹，聚丙烯长丝机织布11的面密度为50～180g/m2，聚丙烯长丝机织布11的厚度为 0.30～0.90mm，聚丙烯长丝机织布11的平均孔径为45～70μm，聚丙烯长丝机织布11的孔径变异系数为25～60％，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的顶部位于聚丙烯长丝机织布11的底部，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的厚度为2～4mm，聚丙烯针刺非织造短纤维网12平均直径为18～30μm，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的长度为38～75mm，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的平均孔径为20～45μm，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的孔径变异系数为25～ 50％，聚丙烯针刺非织造短纤维网12的面密度为80～150g/m2，活性炭除臭层 13的顶部位于聚丙烯针刺非织造短纤维网12的底部，玻璃纤维层14位于活性炭除臭层13和PTFE纤维层15之间，且玻璃纤维层14的顶部和底部分别与活性炭除臭层13和PTFE纤维层15相对的一侧粘接，聚酰亚胺超细纤维网 16的顶部位于PTFE纤维层15的底部，PTFE纤维层15中添加有纳米铜微粉和纳米氧化锌微粉，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的顶部与聚酰亚胺超细纤维网16的底部粘接，且聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的底部为复合滤材本体1的底层，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的厚度为0.1～0.3mm，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17平均直径为1～6μm，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的平均孔径为5～15μm，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的孔径变异系数为12～ 30％，聚丙烯熔喷非织造短纤维网17的面密度为15～40g/m2。

综上可得：本实用新型通过从表层至底层，纤维尺度依次由大到小，纤维网的平均孔径由大到小，形成纤维尺度、孔径尺度的双梯度结构，由于纤维尺度越小，使其对于对细小微粒的捕捉能力越强，同时对于细小微粒的阻挡能力越强，本实用新型通过复合滤材本体1可对微粒进行梯度过滤，即滤材从表层至底层按不同微粒的粒径大小实施分层过滤，粒径较大的微粒被表层较大尺度的纤维和较大的孔径所拦截，中等粒径的微粒为中间层所吸附，小粒径的微粒为底层的细小纤维层和较小孔径所阻挡，由此可获得优良的过滤效率，同时过滤阻力上升缓慢，能够达到高效低阻的效果，本实用新型由于表层为聚丙烯长丝机织布11，同时配合玻璃纤维层的添加，配合其物理性能，使得复合滤材具有优良的力学性能，能够满足力学性能要求较高工况下的使用要求，本实用新型由于聚酰亚胺超细纤维网16的设置，不仅能够使整个复合滤材本体1能够过滤PM2.5的粉尘颗粒，并且力学性能稳定，延长了空气过滤材料的使用寿命。

Claims

1.一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，包括复合滤材本体(1)，其特征在于：所述复合滤材本体(1)包括聚丙烯长丝机织布(11)、聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)、活性炭除臭层(13)、玻璃纤维层(14)、PTFE纤维层(15)、聚酰亚胺超细纤维网(16)和聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)，所述聚丙烯长丝机织布(11)的顶部为复合滤材本体(1)的表层，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的顶部位于聚丙烯长丝机织布(11)的底部，所述活性炭除臭层(13)的顶部位于聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的底部，所述玻璃纤维层(14)位于活性炭除臭层(13)和PTFE纤维层(15)之间，且玻璃纤维层(14)的顶部和底部分别与活性炭除臭层(13)和PTFE纤维层(15)相对的一侧粘接，所述聚酰亚胺超细纤维网(16)的顶部位于PTFE纤维层(15)的底部，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的顶部与聚酰亚胺超细纤维网(16)的底部粘接，且聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的底部为复合滤材本体(1)的底层。

2.根据权利要求1所述的一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，其特征在于：所述复合滤材本体(1)的厚度为2.4～5.2mm，所述复合滤材本体(1)的平均孔径为10～35μm，所述复合滤材本体(1)的孔径变异系数为45～90％，所述复合滤材本体(1)面密度为145～370g/m2，所述复合滤材本体(1)的纵向断裂强力为1100～1500N，所述复合滤材本体(1)的横向断裂强力为800～1200N，所述复合滤材本体(1)的纵向断裂伸长率为30～50％，所述复合滤材本体(1)的横向断裂伸长率为40～60％。

3.根据权利要求1所述的一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，其特征在于：所述聚丙烯长丝机织布(11)的经纱为75～120dtex丙纶复丝，所述聚丙烯长丝机织布(11)的纬纱为75～120dtex丙纶复丝，所述聚丙烯长丝机织布(11)的经密为300～360根/10cm，所述聚丙烯长丝机织布(11)的纬密为240～320根/10cm，所述聚丙烯长丝机织布(11)的组织结构为平纹，所述聚丙烯长丝机织布(11)的面密度为50～180g/m2，所述聚丙烯长丝机织布(11)的厚度为0.30～0.90mm，所述聚丙烯长丝机织布(11)的平均孔径为45～70μm，所述聚丙烯长丝机织布(11)的孔径变异系数为25～60％。

4.根据权利要求1所述的一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，其特征在于：所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的厚度为2～4mm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)平均直径为18～30μm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的长度为38～75mm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的平均孔径为20～45μm，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的孔径变异系数为25～50％，所述聚丙烯针刺非织造短纤维网(12)的面密度为80～150g/m2。

5.根据权利要求1所述的一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，其特征在于：所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的厚度为0.1～0.3mm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)平均直径为1～6μm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的平均孔径为5～15μm，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的孔径变异系数为12～30％，所述聚丙烯熔喷非织造短纤维网(17)的面密度为15～40g/m2。

6.根据权利要求1所述的一种高效低阻的非织造复合空气过滤材料，其特征在于：所述PTFE纤维层(15)中添加有纳米铜微粉和纳米氧化锌微粉。