滤材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种滤材及其制造方法，该滤材的制造方法，包括以下步骤。以第一纺丝装置形成多条第一纤维；以第二纺丝装置形成多条第二纤维；在承接装置上收集由第一纤维与第二纤维构成的具有三维非织结构的膜材；第一纤维的直径介于1μm～50μm之间，第二纤维的直径介于1nm～1000nm之间；第二纺丝装置位于第一纺丝装置与承接装置之间，且第一纤维与第二纤维在接触承接装置之前以随机方式彼此交穿排列，从而构成三维非织结构。

【技术实现步骤摘要】
滤材及其制造方法
本专利技术是有关于一种滤材及其制造方法，且特别是有关于一种复合滤材及其制造方法。
技术介绍
为提高人们的生活品质，有多种制作空气过滤器的设计方式已被提出。每一次技术变革都为室内空气品质带来显著的改善效果。一般而言，空气过滤器按净化技术分为：高效率微粒空气过滤器（highefficiencyparticulateairfilter，HEPA）、活性炭空气过滤器、负离子空气过滤器等。HEPA技术是空气过滤器中最热门的技术之一。商业中最常见的高效能空气过滤网HEPA和ULPA过滤介质或纸制品是由玻璃纤维和树脂粘结在一起的。这些纸制品是采用湿式成网的技术，其中纤维例如是硼硅酸盐玻璃纤维或纤维素纤维，被分散在水溶性粘合剂搅拌的浆液中，以使纤维彻底成为随机取向排列且具有较高的效率。然而HEPA及ULPA若要达到一定程度的过滤效果，其单位面积的重量都会大于70g/m2（以0.3μm微粒在10.5L/min流速下测试，过滤效率在99.97%以上、压损为32mmH2O），往往产生很高的压损值。另外，玻璃纤维有密度大、空气阻力大、耐碱性差、脆性、熔点高及刺激皮肤等问题。因此，使用后的废弃物，难以采用燃烧的方式处理，造成回收上的诸多问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种高滤效、低压损空气过滤用的滤材及其制造方法。本专利技术的滤材的制造方法包括以下步骤。以第一纺丝装置形成多条第一纤维。以第二纺丝装置形成多条第二纤维。在承接装置上收集由第一纤维与第二纤维构成的具有三维非织（non-woven）结构的膜材，其中第一纤维的直径介于1μm～50μm之间，第二纤维的直径介于1nm～1000nm之间，第二纺丝装置位于第一纺丝装置与承接装置之间，且第一纤维与第二纤维在接触承接装置之前以随机方式彼此交穿排列，从而构成三维非织结构。在本专利技术的一实施例中，第一纤维可为连续不断的长纤维或为纤维长度大于3mm的短纤维。在本专利技术的一实施例中，第二纤维可为连续不断的长纤维。在本专利技术的一实施例中，第一纺丝装置为熔喷装置，第二纺丝装置为电纺装置。在本专利技术的一实施例中，以熔喷装置形成第一纤维时，以气体压力介于10psi～20psi的热空气牵伸第一纤维。在本专利技术的一实施例中，电纺装置具有链状发射电极，并与高压电源进行连接，从而制备连续不断的纳米纤维，纳米纤维可同步汇入至第一纤维的结构中。本专利技术的滤材包括由多条第一纤维组成的空间支撑层和散布于空间支撑层中的多条第二纤维。第一纤维的直径介于1μm～50μm之间，且第一纤维可为连续不断的长纤维或纤维长度大于3mm的短纤维。第二纤维的直径介于1nm～1000nm之间，且第二纤维与第一纤维彼此随机交穿排列，从而形成具有三维结构的微纳米复合结构过滤材。在本专利技术的一实施例中，第一纤维是以熔喷（melt-blown）方式制成。第二纤维是以电纺（electrospinning）方式制成。在本专利技术的一实施例中，第一纤维的直径介于1.0μm～50.0μm之间，且第二纤维的直径大于等于1.0nm而小于1000.0nm。在本专利技术的一实施例中，以第一纤维和第二纤维的总重计，第二纤维占0.1%～50.0%。在本专利技术的一实施例中，空间支撑层的单位面积重量为0.5g/m2～300.0g/m2。本专利技术的空调过滤材包括上述的滤材。基于上述，本专利技术提供一种滤材及其制造方法。该滤材由直径范围不同的两种纤维构成，且细纤维均匀散布在粗纤维构成的空间支撑层中。因此，滤材能具有出色的滤效，压损也不至于过高。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。附图说明图1是根据第一实施例所示制作滤材的设备的示意图；图2是根据第二实施例所示滤材的示意图；图3A和图3B是实验例3-3在不同倍率下的SEM照片。附图标记说明：10：设备；100：熔喷装置；102：加热器；103：熔喷模具；104：入料口；105：进气口；106：传动装置；108：螺杆；110：电纺装置；112：链状发射电极；114：高压电源；120：承接装置；150：第一纤维；160：第二纤维；170：膜材；171：滤材；172：第一纤维；174：第二纤维。具体实施方式在本说明书中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，即涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，就如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。举例来说，一旦记载了「直径为10μm～100μm」的范围，不论说明书中是否列举其他数值，均涵盖「直径为50μm～80μm」的范围。本专利技术的第一实施方式提供一种滤材的制造方法。以下将参照图1详细说明。图1是根据第一实施例所示制作滤材的设备的示意图。请参照图1，用来制造滤材的设备10包括第一纺丝装置和第二纺丝装置。在此，将第一纺丝装置示为熔喷装置100，而将第二纺丝装置示为电纺装置110。然而，本专利技术并不以此为限，只要通过第一纺丝装置和第二纺丝装置，可以形成如下所述的第一纤维、第二纤维和非织结构即可。举例来说，在其他实施方式中，第一纺丝装置也可以是纺粘（spun-bond）装置或熔纺（melt-spinning）装置，第二纺丝装置可以是熔喷装置或高压溶吹（solutionblown）装置。作为熔喷装置100，第一纺丝装置包括加热器102、入料口104、传动装置106、螺杆108、熔喷模具103和进气口105。配合此实施方式，用来制作纤维的原料可以是任何适于进行熔喷制程的材料，例如聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺或聚苯硫醚。纤维原料由入料口104注入原料槽102中，并在其中受热而熔融。传动装置106可以带动螺杆108，使熔融体在原料加热器102中均匀混合。此外，热空气可由进气口105通入，使熔融的纤维原料从熔喷模具103的纺嘴喷出，从而形成多条第一纤维150。熔喷模具103的纺嘴的孔径可以介于0.2mm与0.5mm之间。纺嘴的孔径可能影响第一纤维150的直径均匀度；例如，使用孔径为0.22mm的纺嘴，在其他制程条件固定时，其纤维均匀度可能比采用孔径0.5mm的纺嘴更佳。纺嘴的单孔吐出量可以介于0.01g/hole/min与0.5g/hole/min之间。因此，由熔喷装置100制成的第一纤维150的直径介于1μm～50μm之间。第一纤维150的直径既取决于熔喷模具103的纺嘴孔径和单孔吐出量，也可能取决于熔喷时热空气的压力，以较佳的滤效为考量，牵引第一纤维150的热空气可具有介于10psi～20psi之间的气体压力。由于熔喷制程可以形成连续不断的长纤维，因此，在本实施方式中，由熔喷方法形成的第一纤维150就长度而言没有特定的上限。至于其实际长度，则可以视纤维制品的性质所需，以现有的裁切方式作任意调整。举例来说，第一纤维150的长度可以大于3mm、大于8mm、大于20mm或大于50mm。相对地，在纺丝
中，所谓“短”纤维，长度大约落在3mm～8mm之间，如果以短纤维制成滤网，由于纤维与纤维之间太多断点，其机械拦截效果可能较为不佳。就此观点而言，由熔喷制程形成的第一纤维150，其长度可以远长于一般所谓的短纤维，因此，由第一纤维150形成的制品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤材的制造方法，其特征在于，包括：以第一纺丝装置形成多条第一纤维；以第二纺丝装置形成多条第二纤维；以及在承接装置上收集由所述第一纤维与所述第二纤维构成的具有三维非织结构的膜材，其中所述第一纤维的直径介于1μm～50μm之间，所述第二纤维的直径介于1nm～1000nm之间，所述第二纺丝装置位于所述第一纺丝装置与所述承接装置之间，且所述第一纤维与所述第二纤维在接触所述承接装置之前以随机方式彼此交穿排列，从而构成所述三维非织结构。

【技术特征摘要】
1.一种滤材的制造方法，其特征在于，包括：以第一纺丝装置形成多条第一纤维；以第二纺丝装置形成多条第二纤维；以及在承接装置上收集由所述第一纤维与所述第二纤维构成的具有三维非织结构的膜材，其中所述第一纤维的直径介于1μm～50μm之间，所述第二纤维的直径介于1nm～1000nm之间，所述第二纺丝装置位于所述第一纺丝装置与所述承接装置之间，且所述第一纤维与所述第二纤维在接触所述承接装置之前以随机方式彼此交穿排列，从而构成所述三维非织结构。2.根据权利要求1所述的滤材的制造方法，其特征在于，所述第一纤维为连续不断的长纤维或为纤维长度大于3mm的短纤维。3.根据权利要求1所述的滤材的制造方法，其特征在于，所述第二纤维为连续不断的长纤维。4.根据权利要求1所述的滤材的制造方法，其特征在于，所述第一纺丝装置为熔喷装置，所述第二纺丝装置为电纺装置。5.根据权利要求4所述的滤材的制造方法，其特征在于，在以所述熔喷装置形成所述第一纤维时，以气体压力介于10psi～20psi的热空气牵伸所述第一纤维。6.根据权利要求4所述的滤材的制造方法，其特征在于，所述电纺装置具有链状发射电极，并与高压电源进行连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴崇峰，简焕声，
申请(专利权)人：财团法人纺织产业综合研究所，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71