一种仿生技术过滤材料及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种仿生技术过滤材料，包括过滤体，所述过滤体中设置有鼻毛状的活性炭纤维部；该过滤材料通过活性炭纤维部作为仿鼻毛过滤的原理，可以拦截空气中的颗粒物，且活性炭纤维可充分与空气中的气态污染物接触并被去除，当通过的风量大时，活性炭纤维倒伏，可有效降低风阻，适用于空气调节设备，如空调、空气清新机、冷暖风机、加湿机、新风系统等设备中，可有效去除空气中的污染物。同时采用了活性炭纤维，可对纤维进行改性处理，增强对特定气态污染物的去除能力，或者进行抗菌或防霉等功能性的处理，应用范围广泛。
【专利说明】
一种仿生技术过滤材料及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及空气净化、调节、过滤技术领域，特别是一种用于去除空气中气态污染物的仿生技术过滤材料及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着环境污染日趋严重，空气过滤材料逐渐多样化，市场上常见的空气过滤材料基本为针对颗粒物和气态污染物独立的模块，空气通过时阻力大，且材料厚度受限值，空气通过时不能与载体有效接触。所以亟需开发一款过滤材料，既可以拦截空气中的颗粒物，又可以使气态污染物与过滤材料充分接触，去除气态污染物，其结构有利于空气通过，不会造成过大的阻力。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种模仿鼻毛过滤空气中颗粒物原理的仿生技术过滤材料及其制作方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种仿生技术过滤材料，包括过滤体，所述过滤体中设置有鼻毛状的活性炭纤维部。
[0005]作为一个优选项，所述过滤体包括有层叠排列的载体片材，所述载体片材之间设置有竖立的活性炭纤维部。
[0006]作为一个优选项，所述过滤体为一体成型的多孔材料，所述过滤体的孔内设置有竖立的活性炭纤维部。
[0007]作为一个优选项，所述载体片材的载体材料包括有活性炭纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维、纸纤维、聚丙烯纤维、PET纤维、尼龙纤维的其中的一种或多种。
[0008]作为一个优选项，所述活性炭纤维部的活性炭纤维的材料为酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维中的一种或多种。
[0009]作为一个优选项，所述活性炭纤维部为单根纤维结构或者单根纤维结成的股状结构，其中单根纤维的直径为5?30μηι。
[0010]作为一个优选项，所述活性炭纤维部的比表面积大于等于300m2/g。
[0011 ]作为一个优选项，所述活性炭纤维部的平均孔径为0.5?10nm。
[0012]—种仿生技术过滤材料制作方法，包括以下步骤，
1).将载体材料的纤维加工为平板的载体片材；
2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度在700?150(TC之间；
3).将活性炭纤维作为活性炭纤维部按照竖立方向固定在载体片材表面形成单板片材；
4).将部分固定了活性炭纤维的单板片材加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材；
5).按照改良片材、单板片材轮流排列的顺序进行层叠成过滤体；
6).将过滤体纵向加工出过滤体通孔。
[0013]作为一个优选项，所述步骤I)中对纤维加工的工艺为湿法混抄工艺、干法仿粘工艺、针刺工艺、水刺工艺、编织工艺其中一种。
[0014]作为一个优选项，所述步骤3)通过针刺、热乳、植绒、水刺其中一种工艺固定活性炭纤维。
[0015]作为一个优选项，所述步骤4)载体片材的加工方法为滚压、折叠、热压、挤出、注塑成型其中一种工艺。
[0016]作为一个优选项，所述步骤5)中改良片材、单板片材之间通过胶黏剂固定。
[0017]作为一个优选项，所述步骤6)中通过裁切刀切割、热切割、线切割、激光切割、水切割其中一种方式加工过滤体通孔。
[0018]作为一个优选项，所述活性炭纤维部植入在过滤体通孔内。
[0019]作为一个优选项，所述步骤6)中的过滤体通孔通过注塑、挤出、冲压其中一种工艺直接成型。
[0020]本发明的有益效果是:该过滤材料通过活性炭纤维部作为仿鼻毛过滤的原理，可以拦截空气中的颗粒物，且活性炭纤维可充分与空气中的气态污染物接触并被去除，当通过的风量大时，活性炭纤维倒伏，可有效降低风阻，适用于空气调节设备，如空调、空气清新机、冷暖风机、加湿机、新风系统等设备中，可有效去除空气中的污染物。同时采用了活性炭纤维，可对纤维进行改性处理，增强对特定气态污染物的去除能力，或者进行抗菌或防霉等功能性的处理，应用范围广泛。
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0022]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中另一种实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前侧”、“后侧”、“左侧，，、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，其它的一些技术并未被详细描述。参照图1、图2，一种仿生技术过滤材料，包括过滤体1，所述过滤体I中设置有鼻毛状的活性炭纤维部3。这种活性炭纤维部3设计利用仿鼻毛过滤的原理，可以拦截空气中的颗粒物，且活性炭纤维部3可充分与空气中的气态污染物接触并被去除，当通过的风量大时，活性炭纤维部3可顺势倒伏，可有效降低风阻。
[0024]作为优选方式，所述过滤体I包括有层叠排列的载体片材2，所述载体片材2之间设置有竖立的活性炭纤维部3，便于根据需要调整生产。另一种优选方式，所述过滤体I为一体成型的多孔材料，所述过滤体I的孔内设置有竖立的活性炭纤维部3，过滤效果更好。所述载体片材2的载体材料包括有活性炭纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维、纸纤维、聚丙烯纤维、PET纤维、尼龙纤维的其中的一种或多种。所述活性炭纤维部3的活性炭纤维的材料为酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维中的一种或多种。所述活性炭纤维部3为单根纤维结构或者单根纤维结成的股状结构，其中单根纤维的直径为5?30μπι。所述活性炭纤维部3的比表面积大于等于300m2/g。所述活性炭纤维部3的平均孔径为0.5?10nm。
[0025]另外的实施例，参照图1，一种仿生技术过滤材料，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括过滤体I，所述过滤体I包括有层叠排列的载体片材2，所述载体片材2之间设置有竖立的活性炭纤维部3，具体将活性炭纤维和纸纤维混合，湿法混抄法加工为平板的载体材料;将直径15μπι的酚醛基纤维在1100°(:下炭化活化为比表面积为12001112/^、平均孔径2.3nm的活性炭纤维。将前述活性炭纤维通过植绒工艺固定在平板载体材料上，通过滚压工艺加工为瓦楞状材料。再一层瓦楞一层平板的形式层叠起来，为了增加空气与材料的接触时间，瓦楞层叠与垂直方向有30° C夹角，为了避免层叠时材料移位，采用胶黏剂固定。最后通过线切割加工为片状通孔的过滤材料。
[0026]另外的实施例，参照图2，一种仿生技术过滤材料，包括过滤体1，所述过滤体I包括有层叠排列的载体片材2，所述载体片材2之间设置有竖立的活性炭纤维部3，具体将PET纤维通过干法仿粘工艺加工为平板的载体材料;将直径8μπι的PAN基纤维和12μπι的黏胶基纤维混合，在1080° C下炭化活化为比表面积1450m2/g、平均孔径1.Snm的活性炭纤维。将前述活性炭纤维通过针刺工艺固定在平板载体材料上，通过热压工艺加工为波纹状材料。再一层波纹一层平板的形式层叠起来，为了增加空气与材料的接触时间，每两层波纹状材料呈90°C夹角，最后通过热切割加工为片状通孔的过滤材料。
[0027]为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。一种仿生技术过滤材料制作方法，包括以下步骤，
1).将载体材料的纤维加工为平板的载体片材2;
2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度在700?150(TC之间；
3).将活性炭纤维作为活性炭纤维部3按照竖立方向固定在载体片材2表面形成单板片材4;
4).将部分固定了活性炭纤维的单板片材4加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材
5；
5).按照改良片材5、单板片材4轮流排列的顺序进行层叠成过滤体I;
6).将过滤体I纵向加工出过滤体通孔6。
[0028]所述步骤I)中对纤维加工的工艺为湿法混抄工艺、干法仿粘工艺、针刺工艺、水刺工艺、编织工艺其中一种。
[0029]所述步骤3)通过针刺、热乳、植绒、水刺其中一种工艺固定活性炭纤维。
[0030]所述步骤4)载体片材的加工方法为滚压、折叠、热压、挤出、注塑成型其中一种工
-H-
O
[0031]所述步骤5)中改良片材5、单板片材4之间通过胶黏剂固定。
[0032]所述步骤6)中通过裁切刀切割、热切割、线切割、激光切割、水切割其中一种方式加工过滤体通孔6，或者，所述步骤6)中的过滤体通孔6通过注塑、挤出、冲压其中一种工艺方式加工成型。所述活性炭纤维部3植入在过滤体通孔6内。
[0033]根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
[0034]实施例1，一种仿生技术过滤材料制作方法，
1).将载体材料的纤维通过湿法混抄工艺方式加工为平板的载体片材2;
2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度为700V ；
3).通过针刺方式将活性炭纤维作为活性炭纤维部3按照竖立方向固定在载体片材2表面形成单板片材4，所述活性炭纤维部3为单根纤维结构，其中单根纤维的直径为性炭纤维部3的比表面积为300m2/g，所述活性炭纤维部3的平均孔径为0.5nm;
4).通过热压成型方式将部分固定了活性炭纤维的单板片材4加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材5;
5).按照改良片材5、单板片材4轮流排列的顺序进行层叠成过滤体I并通过胶黏剂固定；
6).通过裁切刀切割方式将过滤体I纵向加工出过滤体通孔6。
[0035]实施例2，一种仿生技术过滤材料制作方法，
1).将载体材料的纤维通过干法仿粘工艺方式加工为平板的载体片材2;
2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度为150(TC之间；
3).通过植绒方式将活性炭纤维作为活性炭纤维部3按照竖立方向固定在载体片材2表面形成单板片材4，所述活性炭纤维部3为单根纤维结成的股状结构，其中单根纤维的直径为13μπι，活性炭纤维部3的比表面积为500m2/g，所述活性炭纤维部3的平均孔径为6nm;
4).通过滚压方式将部分固定了活性炭纤维的单板片材4加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材5 ；
5).按照改良片材5、单板片材4轮流排列的顺序进行层叠成过滤体I并通过胶黏剂固定；
6).通过热切割方式将过滤体I纵向加工出过滤体通孔6，所述活性炭纤维部3还植入在过滤体通孔6内。
[0036]实施例3，一种仿生技术过滤材料制作方法，
1).将载体材料的纤维通过水刺工艺方式加工为平板的载体片材2;
2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度为I10tC之间；
3).通过热乳方式将活性炭纤维作为活性炭纤维部3按照竖立方向固定在载体片材2表面形成单板片材4，所述活性炭纤维部3为单根纤维结构，其中单根纤维的直径为性炭纤维部3的比表面积为600m2/g，所述活性炭纤维部3的平均孔径为1nm;
4).通过折叠方式将部分固定了活性炭纤维的单板片材4加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材5 ；
5).按照改良片材5、单板片材4轮流排列的顺序进行层叠成过滤体I并通过胶黏剂固定；6).过滤体通孔6通过注塑工艺方式加工成型。
【主权项】
1.一种仿生技术过滤材料，包括过滤体(I)，其特征在于:所述过滤体(I)中设置有鼻毛状的活性炭纤维部(3)。2.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述过滤体(I)包括有层叠排列的载体片材(2)，所述载体片材(2)之间设置有竖立的活性炭纤维部(3)。3.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述过滤体(I)为一体成型的多孔材料，所述过滤体(I)的孔内设置有竖立的活性炭纤维部(3)。4.根据权利要求2所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述载体片材(2)的载体材料包括有活性炭纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维、纸纤维、聚丙烯纤维、PET纤维、尼龙纤维的其中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述活性炭纤维部(3)的活性炭纤维的材料为酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述活性炭纤维部(3)为单根纤维结构或者单根纤维结成的股状结构，其中单根纤维的直径为5?30μπι。7.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述活性炭纤维部(3)的比表面积大于等于300m2/g。8.根据权利要求1所述的一种仿生技术过滤材料，其特征在于:所述活性炭纤维部(3)的平均孔径为0.5?1nm09.一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:包括以下步骤， 1).将载体材料的纤维加工为平板的载体片材(2); 2).将纤维材料炭化活化为活性炭纤维，炭化活化温度在700?150(TC之间； 3).将活性炭纤维作为活性炭纤维部(3)按照竖立方向固定在载体片材(2)表面形成单板片材(4); 4).将部分固定了活性炭纤维的单板片材(4)加工成波纹、瓦楞状或者带多孔的改良片材(5); 5).按照改良片材(5)、单板片材(4)轮流排列的顺序进行层叠成过滤体(I); 6 ).将过滤体(I)纵向加工出过滤体通孔(6 )。10.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤I)中对纤维加工的工艺为湿法混抄工艺、干法仿粘工艺、针刺工艺、水刺工艺、编织工艺其中一种。11.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤3)通过针刺、热乳、植绒、水刺其中一种工艺固定活性炭纤维。12.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤4)载体片材的加工方法为滚压、折叠、热压、挤出、注塑成型其中一种工艺。13.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤5)中改良片材(5)、单板片材(4)之间通过胶黏剂固定。14.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤6)中通过裁切刀切割、热切割、线切割、激光切割、水切割其中一种方式加工过滤体通孔(6)。15.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述活性炭纤维部(3)植入在过滤体通孔(6)内。16.根据权利要求9所述的一种仿生技术过滤材料制作方法，其特征在于:所述步骤6)中的过滤体通孔(6)通过注塑、挤出、冲压其中一种工艺直接成型。
【文档编号】B01D46/30GK105999912SQ201610593190
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】钟耀武, 徐斐元, 李清恩, 奉青山, 冯欢欢
【申请人】佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司