一种海岛型复合纤维滤料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海岛型复合纤维滤料及其制备方法，涉及非织造过滤材料技术领域，其特征在于：海岛型复合纤维滤料的上层与下层均为海岛型复合纤维网，在上下两层海岛型复合纤维网的中间，设置有普通涤纶纤维网和三层涤纶基布。本发明专利技术通过对海岛型复合纤维滤料结构的改进，同时优化复合超细纤维的海岛组分及与普通纤维的混合铺网比例、预针刺、开纤、水刺加固工艺，制备的滤料表面光滑，过滤拦截效率高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，涉及非织造过滤材料
，其特征在于：海岛型复合纤维滤料的上层与下层均为海岛型复合纤维网，在上下两层海岛型复合纤维网的中间，设置有普通涤纶纤维网和三层涤纶基布。本专利技术通过对海岛型复合纤维滤料结构的改进，同时优化复合超细纤维的海岛组分及与普通纤维的混合铺网比例、预针刺、开纤、水刺加固工艺，制备的滤料表面光滑，过滤拦截效率高。【专利说明】
: 本专利技术涉及一种非织造过滤材料，尤其是涉及，该过滤材料用于粒径在2.5微米以下的细颗粒物粉尘过滤。
技术介绍
: PM2.5主要来源于日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/20大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。因此，如何去除这些含尘气体已成为一个迫切的问题。非织造过滤材料因其加工流程短、成本低已被广泛用于空气过滤行业，因其过滤过程属于深层过滤，故滤料难清灰，使用寿命短。而且，由于常规纤维制成的滤料孔径相对那些细小微粒来说还是偏大，微尘颗粒还是很容易进入滤料中，这样就导致滤料的喷吹周期缩短，而且时间长了滤料的透气性能和过滤效率也随之降低。因而常规纤维滤料很难达到PM2.5指标要求，或者需要与其他更加昂贵的高性能纤维或者薄膜复合加工才能提高其过滤性能。目前，常规海岛型复合纤维经针刺或水刺制成非织造布成品，然后通过烧碱减量开纤可获得超细纤维滤料，过滤精度提高，但是由于成品布结构已经固定，减量开纤后纤维散乱程度较小，形成的过滤孔径相对来说PM2.5颗粒还是偏大，微尘颗粒还是很容易进入过滤材料中，这样就导致过滤材料的喷吹周期缩短，而且时间长了过滤材料的透气性能和过滤效率也随之降低。单纯为了提高表面过滤效果还需要将纤维磨毛以增加纤维混乱程度，实际操作难以保证纤维充分缠结，过滤效果不佳，而且形成粗糙的表面，积灰难以清除。如果在纤维上覆膜，过滤面阻较大，能耗高，针对覆膜工艺优化成本也较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的第一方面是提供一种能够有效地过滤PM2.5颗粒的海岛型复合纤维滤料。 本专利技术采取的技术方案如下:一种海岛型复合纤维滤料，其特征在于:海岛型复合纤维滤料的上层与下层均为海岛型复合纤维网，在上下两层海岛型复合纤维网的中间，设置有普通涤纶纤维网和三层涤纶基布。 进一步地: 所述的海岛型复合纤维网在整体纤维网中所占重量百分比为10%-30%，所述的整体纤维网是指上下两层海岛型复合纤维网、以及中间的普通涤纶纤维网和三层涤纶基布铺网而成。 所述海岛型复合纤维网采用C0PET/PA 30/70海岛型复合纤维。 所述的涤纶基布均为0.5X0.5cm的网格布。 本专利技术提供的一种海岛型复合纤维滤料，首先将海岛型复合纤维网和普通涤纶纤维网按照一定比例均匀铺网，其中，上下两层均为海岛复合纤维网，经减量可以形成过滤面。考虑到常规工艺纤维网经后道预针刺，加固程度不够，碱减量后布的上下层容易发生结构滑移，尺寸稳定性较差，因此，在海岛型复合纤维网和普通涤纶纤维网的中间加入三层涤纶基布，为了保证过滤中的透气量，经多次实验，将涤纶基布均设计成0.5X0.5cm的网格布效果最好，再采用上刺、下刺、组合刺的方式进行预针刺，结合特殊的预针刺工艺参数，制成结构稳定、强力适中的预针刺毡，再经烧碱优先工艺减量开纤，然后平幅充分水洗洗去烧碱，上下两面施加一定压力使超纤内部初步缠结，最后再经水刺加固，制成海岛型复合纤维滤料。 本专利技术的第二方面目的是提供一种海岛型复合纤维滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)、海岛型复合纤维与普通涤纶纤维均匀铺网:将海岛型复合纤维与普通涤纶纤维均匀铺网，其中:上层与下层均为海岛型复合纤维网，在上下两层海岛型复合纤维网的中间，设置有普通涤纶纤维网和三层涤纶基布；所述海岛复合纤维网优选采用C0PET/PA 30/70海岛型复合纤维，该海岛型复合纤维由低熔点聚酯COPET构成的海和耐碱型组分构成的岛复合，比例为30/70，其中耐碱性组分为PA、PPS、PET中的任意一种；所述的三层涤纶基布均采用0.5X0.5cm的网格布；为了使减量效果稳定(滤料强力和开纤后纤维分布程度)，经优选，海岛型复合纤维在整体纤维网中所占重量百分比为10%-30%。 所述的整体纤维网是指上层与下层为海岛型复合纤维网，以及设置于上下两层海岛型复合纤维网中间的普通涤纶纤维网和三层涤纶基布组成。 (2)、针刺:由于后道开纤工艺是将针刺毡浸入高温碱溶液的减量机中，在开纤时减量对针刺毡有一定损伤，要保证针刺毡开纤的顺利进行，这就对针刺毡的强度有一定要求，所以在针刺工序中，对纤维网加固时应该使得针刺毡结构尽量稳定，经优选，采用以下针刺工艺参数: 针刺设备|1|2|3、4|5、6 -针刺方式工下刺 -上刺、下刺上刺、下刺针刺深度(mm)_ 10-12 8-103-5__针刺频率(次/min)750-800 950-1000 650-700 650-700 植针密度:丨4500 丨6000丨8000丨8000上述工艺中，针刺方式、植针密度为固定，针刺深度、针刺频率为优选范围，考虑到后道开纤，需要在表面形成超细纤维散乱分布的状态，所以上表中，后四道针刺深度和频率都降低，并且接近，以使得开纤顺利进行，否则针刺过于密集，将影响开纤散乱分布的状态。在此范围内可以满足使针刺毡结构稳定，并保有较高强力； (3)、开纤: 本专利技术海岛型复合纤维滤料由COPET、耐碱性组分、普通PET纤维网和涤纶基布组成，其中COPET含量为3%-9% (重量百分比)，C0PET作为海组分更易减量，同时为了尽量避免普通PET减量，所以工艺最大程度地满足COPET减量而不减量普通PET，基于上述考虑，优选开纤工艺参数如下:烧碱用量为5-10g/L，工艺温度100°C，保温时间为30min，减量开纤效果由失重率来评定。 减量率=失重率=(G0-G1)/G0XlOO % ； 式中A为开纤前针刺租的干重而为开纤后针刺租的干重。 通过针对海组分制定特殊的减量工艺，保证开纤充分的同时避免普通涤纶减量，最终获得分布散乱的超细纤维，形成致密的过滤孔径，确保成品过滤效果。 (4)、水洗、初加压:采用平幅水洗保证充分洗去烧碱，在上下两面施加50MPa的平面压力，超细纤维初步形成缠结；(5)、水刺加固:水刺是将开纤之后结构散乱的针刺毡表面加固结实，形成均匀致密表面光滑的超细纤维过滤材料，由于开纤后的纤维较为松散，所以初道压力不能太大，而且相比常规工艺纤维更易缠结，考虑到纤维强力的影响，水刺道数不宜太多，初道水刺之后只需两道水刺加固即可，因此，确定水刺加固工艺参数如下:采用三道水刺，初道水刺压力为60-75MPa，第二道水刺压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海岛型复合纤维滤料，其特征在于：海岛型复合纤维滤料的上层与下层均为海岛型复合纤维网，在上下两层海岛型复合纤维网的中间，设置有普通涤纶纤维网和三层涤纶基布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝南，贾佳，李淑莉，方虹天，
申请(专利权)人：绍兴中纺院江南分院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33