非织造布和多层复合空气滤料结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及过滤材料技术领域，特别涉及一种非织造布和多层复合空气滤料结构。


背景技术：

[0002]
随着我国现代化工业进程的加速,以悬浮颗粒物和挥发性有机物为主的空气污染物在空气中的含量迅速上升,空气质量日益恶化,严重影响人们的日常工作与生活。例如，空气中尺寸≤2.5μm的悬浮颗粒（pm2.5）不易捕获，吸入肺部后会引起呼吸道、心血管和中枢神经系统的疾病；而且空气中含有大量可引发癌症的有机物（vocs）。因此，如何制备出有效的空气过滤材料是当前亟待解决的重大问题。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种非织造布，由于褶皱的存在，增加蓬松孔隙结构的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小；从而提高了非织造布对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布的过滤效率和过滤效果，广泛用于常温过滤环境。
[0004]
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0005]
非织造布，所述非织造布是由多根皮芯结构纤维通过热风粘合工艺粘合形成，所述皮芯结构纤维为螺旋状，所述皮芯结构纤维包括皮层和芯层，所述皮层为聚乙烯，所述芯层为高收缩聚酯纤维，所述芯层和皮层通过复合纺丝工艺进行组合；当皮芯结构纤维进行熔融处理之后，所述皮层的连接部位变形粘合，多根所述皮芯结构纤维形成具有蓬松孔隙结构的非织造布；所述非织造布进行加热升温处理后，所述皮层的外周面形成有若干褶皱。
[0006]
通过采用上述技术方案，非织造布具有蓬松孔隙结构，皮层的外周面所形成的褶皱，增加蓬松孔隙结构的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小；从而提高了非织造布对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布的过滤效率和过滤效果。
[0007]
本实用新型进一步设置为：所述皮芯结构纤维的长度为20～50mm；所述皮芯结构纤维的平均纤维细度为0.05～20旦。
[0008]
通过采用上述技术方案，皮芯结构纤维的细度小，相同厚度的非织造布具有更多蓬松孔隙结构和褶皱，提高了非织造布的过滤效率、过滤效果。
[0009]
本实用新型进一步设置为：所述皮层的干热收缩率为1.0～4.0%，所述芯层的干热收缩率为20～40%。
[0010]
通过采用上述技术方案，皮层和芯层的干热收缩率不同，经过复合纺丝工艺获得螺旋状的皮芯结构纤维，从而经过熔融处理所获得的非织造布具有更多的蓬松孔隙结构，增加蓬松孔隙结构的孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小，提高了非织造布的过滤效率和过滤效果。
[0011]
本实用新型进一步设置为：所述皮芯结构纤维的断裂伸长率为3～10%。
[0012]
通过采用上述技术方案，非织造布不易松弛，即非织造布内部具有稳定的蓬松孔隙结构，随着使用时间的推移，非织造布仍然具有良好的过滤效率和过滤效果。
[0013]
本实用新型的目的还在于提供一种多层复合空气滤料结构，其具有良好的过滤效率和过滤效果，能有效阻挡颗粒污染、气态污染，广泛用于常温过滤环境。
[0014]
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0015]
多层复合空气滤料结构，包括基层、中间层和表层，所述基层设置为针刺非织造过滤毡层，所述中间层设置为活性炭纤维层，所述表层设置为非织造布；所述非织造布包括多根经过热风粘合工艺粘合在一起的皮芯结构纤维且多根所述皮芯结构纤维之间形成蓬松孔隙结构；所述皮芯结构纤维包括皮层和芯层，所述皮层为聚乙烯，所述芯层为高收缩聚酯纤维，所述皮层的外周面具有若干褶皱。
[0016]
通过采用上述技术方案，非织造布作为表层，褶皱增加蓬松孔隙结构的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小；从而提高了表层非织造布对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布的过滤效率和过滤效果。活性炭纤维层作为中间层，物理吸附污染物。针刺非织造过滤毡层作为基层，孔隙小，可阻挡较小颗粒污染。因此，多层复合空气滤料结构具有良好的过滤效率和过滤效果，能有效阻挡颗粒污染、气态污染，广泛用于常温过滤环境。
[0017]
本实用新型进一步设置为：所述皮芯结构纤维的长度为20～50mm；所述皮芯结构纤维的平均纤维细度为0.05～20旦。
[0018]
通过采用上述技术方案，皮芯结构纤维的细度小，相同厚度的非织造布具有更多蓬松孔隙结构和褶皱，提高了非织造布的过滤效率、过滤效果。
[0019]
本实用新型进一步设置为：所述皮层的干热收缩率为1.0～4.0%，所述芯层的干热收缩率为20～40%。
[0020]
通过采用上述技术方案，皮层和芯层的干热收缩率不同，经过复合纺丝工艺获得螺旋状的皮芯结构纤维，从而经过熔融处理所获得的非织造布具有更多的蓬松孔隙结构，增加蓬松孔隙结构的孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小，提高了非织造布的过滤效率和过滤效果。
[0021]
本实用新型进一步设置为：所述皮芯结构纤维的断裂伸长率为3～10%。
[0022]
通过采用上述技术方案，非织造布不易松弛，即非织造布内部具有稳定的蓬松孔隙结构，随着使用时间的推移，非织造布仍然具有良好的过滤效率和过滤效果。
[0023]
本实用新型进一步设置为：所述非织造布的纤网克重为30～35g/m
2
。
[0024]
通过采用上述技术方案，在熔融处理时，便于控制非织造布内外皮芯结构纤维的同步熔融粘合。
[0025]
本实用新型进一步设置为：所述非织造布设置为多层。
[0026]
通过采用上述技术方案，提高非织造布的过滤效率和过滤效果。
[0027]
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
[0028]
第一、非织造布具有蓬松孔隙结构，皮层的外周面所形成的褶皱，增加蓬松孔隙结构的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构的孔径大小；从而提高了非织造布对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布的过
滤效率和过滤效果。
[0029]
第二、多层复合空气滤料结构，其具有良好的过滤效率和过滤效果，能有效阻挡颗粒污染、气态污染，广泛用于常温过滤环境。
附图说明
[0030]
图1是本实用新型非织造布的结构示意图；
[0031]
图2是本实用新型非织造布中的皮芯结构纤维的径向截面示意图；
[0032]
图3是本实用新型多层复合空气滤料结构的整体截面示意图。
[0033]
图中，1、非织造布；11、皮芯结构纤维；111、皮层；112、芯层；113、褶皱；12、蓬松孔隙结构；2、活性炭纤维层；3、针刺非织造过滤毡层。
具体实施方式
[0034]
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0035]
实施例1：如图1-2所示，为本实用新型公开的一种非织造布，其是由多根皮芯结构纤维11顺次通过热风粘合工艺和升温处理工艺制得。
[0036]
皮芯结构纤维11为螺旋状，皮芯结构纤维11的长度为20～50mm，皮芯结构纤维11的平均纤维细度为0.05～20旦；且皮芯结构纤维11的断裂伸长率为3～10%，使非织造布1不易松弛。
[0037]
皮芯结构纤维11从外至内顺次为皮层111和芯层112，皮层111为聚乙烯，皮层111的干热收缩率为1.0～4.0%；芯层112为高收缩聚酯纤维，芯层112的干热收缩率为20～40%，芯层112和皮层111通过复合纺丝工艺进行组合，当皮芯结构纤维11进行熔融处理之前，在其任意的径向截面中，皮层111的外轮廓为圆形或椭圆形，皮层111和芯层112的边界轮廓为圆形或椭圆形。
[0038]
当皮芯结构纤维11进行熔融处理之后，皮层111的连接部位变形粘合，多根皮芯结构纤维11之间形成蓬松孔隙结构12。非织造布1随之进行加热升温处理后，皮层111的外周面形成有若干褶皱113。非织造布1的纤网克重为30～35g/m
2
。
[0039]
上述非织造布的工作原理：由于褶皱113的存在，增加蓬松孔隙结构12的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构12的孔径大小；从而提高了非织造布1对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布1的过滤效率和过滤效果。
[0040]
实施例2：如图3所示，为本实用新型公开的一种多层复合空气滤料结构，包括基层、中间层和表层。基层设置为针刺非织造过滤毡层3，中间层设置为活性炭纤维层2，表层设置为如实施例1公开的非织造布1，且非织造布1设置为三层，以增强非织造布1的过滤效率。
[0041]
上述多层复合空气滤料结构的工作原理：非织造布1作为表层，褶皱增加蓬松孔隙结构12的比表面积和孔隙率，使孔隙分布更均匀，以及降低蓬松孔隙结构12的孔径大小；从而提高了表层非织造布1对载体中悬浮粒子的分散、截留、筛分、捕集等作用，进而提高了非织造布1的过滤效率和过滤效果。活性炭纤维层2作为中间层，物理吸附污染物。针刺非织造过滤毡层3作为基层，孔隙小，可阻挡较小颗粒污染。因此，多层复合空气滤料结构具有良好
的过滤效率和过滤效果，能有效阻挡颗粒污染、气态污染，广泛用于常温过滤环境。
[0042]
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。