专利名称：一种无胶棉非织造过滤材料及其制备方法
一种无胶棉非织造过滤材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤材料，尤其是涉及过滤用非织造布技术领域。背景技术：
过滤材料的迅速发展与军事工业和电子工业的发展紧密相关，在第一次世界大战期间，由于各种化学毒剂的使用，以石棉纤维过滤纸作为虑烟层的军事防毒面具应运而生。 玻璃纤维过滤介质用于空气过滤于1940年10月在美国取得专利。50年代，美国对玻璃纤维过滤纸的生产工艺进行了深入研究，使空气过滤得到了改善和发展；60年代HEPA(高效过滤器)过滤器问世；70年代，采用超细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的HEPA过滤器，对 13微米粒径的粒子过滤效率高达90%以上；80年代以来，随着新的测试方法出现，试用评价的提高及对过滤性能要求的提高，于是又产生了性能更高的ULPA过滤器(绝对高效过滤器)。90年代随着科技的发展和环保意识的加强，相继开发了非织造布作为过滤材料，非织造布因呈三维结构，空隙多而孔径曲折，比机织、针织布更好的过滤效率。从而有效的增加了过滤面积，降低气流阻力，减少了能量的消耗。随着全球对节能减排及环保意识的加强，加大了对过滤材料的研究和投入，并且采用新工艺新技术开发功能性、安全性、环保型的过滤材料来满足各行业空气过滤系统的要求。
发明内容本发明的目的是提供一种具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶棉非织造过滤材料；本发明的第二个目的是提供一种采用不同燃点的阻燃涤纶短纤维通过非织造无胶热熔工艺制备具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶棉非织造过滤材料的方法。为实现以上第一个目的，本发明采取的技术方案如下一种无胶棉非织造过滤材料，包括高熔点阻燃涤纶短纤维、低熔点阻燃涤纶短纤维，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的混合比例为质量百分比30% -90% 10% -70% ；所述高熔点阻燃涤纶短纤维的纤维细度为0. 9-18D，熔点温度为245-255 ；所述低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维细度为1. 5-12D， 熔点温度为105-115°C。高、低熔点阻燃涤纶短纤维的混合比例满足总和100%。所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为 0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、10D、12D， 使用时各取20%。所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形。为实现以上第二个目的，本发明采取的技术方案如下一种无胶棉非织造过滤材料的制备方法，包括以下步骤
(1)原料配比及选择纤维细度为0. 9-18D、熔点温度为245-255°C的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为30% -90% 10% -70%的比例混合均勻；(2)热熔无胶工艺将步骤(1)获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为185-210°C 之间；此步反应中，低熔点阻燃涤纶短纤维首先熔化，并与高熔点阻燃涤纶短纤维完全熔融或为一体，不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；(3)热熔喷涂整理一步法将三防整理剂按质量百分比3% -10%均勻喷涂在步骤( 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100-120°C，焙烘定型温度为 150-180°C，即制成所需的具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶过滤棉材料。此步反应中，在该加工设备上采用喷涂一步法工艺，当步骤O)的无胶棉形成后， 在同一台设备上安装喷涂装置，将三防整理剂3% -10%均勻喷涂在无胶棉上。步骤(1)所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、 10D、12D，使用时各取20%。本发明所使用的高、低熔点阻燃涤纶短纤维国内市场均有销售，可以通过以下方式获得采用磷系共聚型阻燃剂与精对苯二甲酸、乙二醇共缩聚反应制成的阻燃涤纶切片， 通过化纤纺丝工艺制成高、低熔点的阻燃涤纶短纤维，该原料的特点是阻燃基团段聚合在纤维分子链上，区别于后整理型的阻燃纤维，不怕水洗，阻燃功能具有永久性和稳定性，产品无毒、无异味，燃烧时不会产生有毒有害气体，不会造成周围环境污染。本发明所使用的三防整理剂采用上海沪正纳米科技公司生产的HZR-001三防整理剂。本发明具有的有益效果是本发明提出一种采用不同燃点的阻燃涤纶短纤维通过非织造无胶热熔工艺制成无胶过滤棉，获得的无胶棉非织造过滤材料具有良好的阻燃功能，且阻燃性能稳定持久，达到国标(GB/T17591-2006)标准；无胶过滤棉材料无甲醛、无异味、无毒，使用安全环保；且防水、拒油、易去污功能可有效提高材料表面洁净度、减少污渍、 通风透气性好，易清洗，经久耐用，大大提高了产品的使用寿命；具有广泛的用途，可作为家用电器、化工、医药、食品、粮油、交通工具如飞机、火车、动车、高铁的初效空气过滤用材料。
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式以下介绍本发明的实施例，应当指出的是，本发明的实施不限于以下实施例。实施例1如图1所示，包括如下步骤(1)原料配比及选择纤维细度为0. 9-18D、熔点温度为245_255°C的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为30% -90% 10% -70%的比例混合均勻；步骤(1)所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、 10D、12D，使用时各取20%。考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形均可。(2)热熔无胶工艺将步骤⑴获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为185-210°C 之间；此步反应中，低熔点阻燃涤纶短纤维首先熔化，并与高熔点阻燃涤纶短纤维完全熔融或为一体，不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；(3)热熔喷涂整理一步法将上海沪正纳米科技公司生产的HZR-001三防整理剂按质量百分比3% -10%均勻喷涂在步骤( 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100-120°C，焙烘定型温度为150-180°C，即制成所需的具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶过滤棉材料。此步反应中，在该加工设备上采用喷涂一步法工艺，当步骤O)的无胶棉形成后， 在同一台设备上安装喷涂装置，将三防整理剂3% -10%均勻喷涂在无胶棉上。实施例2如图1所示，包括如下步骤(1)原料配比及选择纤维细度为0. 9-18D、熔点温度为245_255°C的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为40% 60%的比例混合均勻；步骤(1)所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、 10D、12D，使用时各取20%。考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形均可。(2)热熔无胶工艺将步骤(1)获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为200°C之间；此步反应中，低熔点阻燃涤纶短纤维首先熔化，并与高熔点阻燃涤纶短纤维完全熔融或为一体，不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；(3)热熔喷涂整理一步法将上海沪正纳米科技公司生产的HZR-001三防整理剂按质量百分比5%均勻喷涂在步骤( 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为 110°C，焙烘定型温度为160°C，即制成所需的具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶过滤棉材料。此步反应中，在该加工设备上采用喷涂一步法工艺，当步骤O)的无胶棉形成后， 在同一台设备上安装喷涂装置，将三防整理剂5%均勻喷涂在无胶棉上。实施例3
(1)原料配比及选择纤维细度为0. 9-18D、熔点温度为245_255°C的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为30% 70%的比例混合均勻；步骤(1)所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、 10D、12D，使用时各取20%。考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形均可。(2)热熔无胶工艺将步骤(1)获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为190°C之间；此步反应中，低熔点阻燃涤纶短纤维首先熔化，并与高熔点阻燃涤纶短纤维完全熔融或为一体，不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；(3)热熔喷涂整理一步法将上海沪正纳米科技公司生产的HZR-001三防整理剂按质量百分比7%均勻喷涂在步骤( 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为 100°C，焙烘定型温度为150°C，即制成所需的具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶过滤棉材料。此步反应中，在该加工设备上采用喷涂一步法工艺，当步骤O)的无胶棉形成后， 在同一台设备上安装喷涂装置，将三防整理剂7%均勻喷涂在无胶棉上。实施例4(1)原料配比及选择纤维细度为0. 9-18D、熔点温度为245_255°C的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为90%: 10%的比例混合均勻；步骤(1)所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、 10D、12D，使用时各取20%。考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形均可。(2)热熔无胶工艺将步骤(1)获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为210°C之间；此步反应中，低熔点阻燃涤纶短纤维首先熔化，并与高熔点阻燃涤纶短纤维完全熔融或为一体，不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；(3)热熔喷涂整理一步法将上海沪正纳米科技公司生产的HZR-001三防整理剂按质量百分比10%均勻喷涂在步骤( 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为 120°C，焙烘定型温度为180°C，即制成所需的具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶过滤棉材料。此步反应中，在该加工设备上采用喷涂一步法工艺，当步骤O)的无胶棉形成后， 在同一台设备上安装喷涂装置，将三防整理剂10%均勻喷涂在无胶棉上。
权利要求
1.一种无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，包括高熔点阻燃涤纶短纤维、低熔点阻燃涤纶短纤维，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的混合质量百分比比例为 30% -90% 10% -70%，所述高熔点阻燃涤纶短纤维的纤维细度为0. 9-18D，熔点温度为 245-255°C，所述低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维细度为1.5-12D，熔点温度为105_115°C。
2.根据权利要求1所述的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
3.根据权利要求1所述的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所述高、低熔点阻燃涤纶短纤维的纤维截面为异性中空状态，所述异性中空状态为方形、圆形或者三角形。
4.一种权利要求1所述的无胶棉非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)原料配比及选择纤维细度为0.9-18D、熔点温度为245-255 的高熔点阻燃涤纶短纤维与纤维细度为1.5-12D、熔点温度为105-115°C的低熔点阻燃涤纶短纤维按质量百分比为30% -90% 10% -70%的比例混合均勻；(2)热熔无胶工艺将步骤(1)获得的高、低熔点阻燃涤纶短纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为185-210°C之间；(3)热熔喷涂整理一步法将三防整理剂按质量百分比3%-10%均勻喷涂在步骤(2) 获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100-120°C，焙烘定型温度为150-180°C。
5.根据权利要求4所述的无胶棉非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤(1) 所述的高、低熔点阻燃涤纶短纤维纤维细度的配比为高熔点阻燃涤纶短纤维为0. 9D、5D、 12D、15D、18D，使用时各取20% ；低熔点阻燃涤纶短纤维为1. 5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取 20%。
全文摘要
本发明提供了一种采用不同燃点的阻燃涤纶短纤维通过非织造无胶热熔工艺制备具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的无胶棉非织造过滤材料的方法，制备工艺包括如下步骤(1)原料配比及选择；(2)热熔无胶工艺；(3)热熔喷涂整理一步法。获得的无胶棉非织造过滤材料具有良好的阻燃功能，且阻燃性能稳定持久，达到国标(GB/T17591-2006)标准；无胶过滤棉材料无甲醛、无异味、无毒，使用安全环保；且防水、拒油、易去污功能可有效提高材料表面洁净度、减少污渍、通风透气性好，易清洗，经久耐用，大大提高了产品的使用寿命，具有广泛的用途。
文档编号B01D39/16GK102343185SQ20101024523
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者吴东来, 吴建华, 姜伟伟, 廖宗敏, 潘跃进, 纪海霞 申请人:上海洁润丝新材料股份有限公司