一种过滤材料及其用途制造技术

本发明专利技术公开一种过滤材料及其用途，该过滤材料至少包括两层无纺布层，所述第一层无纺布是由平均直径为5～30μm、直径CV值为10～50%的纤维构成，所述第二层无纺布是由平均直径为0.5～5μm、直径CV值为10～100%的纤维构成。本发明专利技术的过滤材料具有捕集效率高、容尘量高、压损低的特点，本发明专利技术的过滤材料可应用于天然气过滤、汽车空调过滤等工业过滤领域。

【技术实现步骤摘要】
一种过滤材料及其用途
本专利技术涉及一种过滤材料及其用途。
技术介绍
随着工业的迅速发展，给环境造成了很大的污染。为了缓解这种污染，人们开发了可以吸收空气中有害气体的各种过滤材料。目前，空气过滤用滤芯大多数是采用粗、细玻璃纤维经过湿法成网而形成的，所得过滤材料虽然具有捕集效率和容尘量较高的特点，但是该结构的过滤材料强力低、透气性差、压损高、使用寿命短，在实际工况下会增加更换滤芯的频率，增加滤芯成本及人力成本。如中国公开专利CN102151450A公开了一种天然气过滤滤芯及其制造方法，该滤芯具有多层复合结构：外层不锈钢密纹网构成第一层表面过滤；无纺布保护层构成深层过滤；聚酯或玻纤过滤滤膜构成第二层表面过滤。该结构虽然可以保证滤芯的过滤精度，但是由于多层组合和组合密封结构，导致滤芯的透气性差、压损高，影响使用寿命，增加能耗。又如中国公开专利CN204656266U公开了一种天然气过滤器的滤芯，它包括外粗滤纤维层、骨架纤维层、中细滤纤维层、吸附性纤维层和内精滤纤维层。构成该滤芯的结构层数较多，虽然提高了滤芯的过滤效率，但是由于层数较多，灰尘积压在滤芯内部，就会增加压损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种捕集效率高、容尘量高、压损低的过滤材料。本专利技术的技术解决方案如下：本专利技术过滤材料至少包括两层无纺布层，所述第一层无纺布是由平均直径为5～30μm、直径CV值为10～50%的纤维构成，所述第二层无纺布是由平均直径为0.5～5μm、直径CV值为10～100%的纤维构成。本专利技术过滤材料的厚度CV值优选为3～15%。上述构成第一层无纺布的纤维优选为聚酯纤维或玻璃纤维。上述构成第二层无纺布的纤维优选为聚酯纤维或聚丙烯纤维。上述第二层无纺布下方优选包括一层由聚酯纤维或玻璃纤维构成的第三层无纺布。上述第一层无纺布的克重优选为20～85g/m2。上述第二层无纺布的克重优选为10～40g/m2。在过滤面积为0.1m2，风量为200m3/h时，本专利技术过滤材料的容尘量优选为15g/m2以上。在过滤面积为0.1m2，风量为200m3/h时，本专利技术过滤材料的压损优选为350Pa以下。本专利技术的有益效果：由于本专利技术过滤材料包括粗纤维组成的第一层无纺布以及细纤维组成的第二层无纺布，得到的过滤材料具有捕集效率高、容尘量高、压损低、使用寿命长的特点。本专利技术的过滤材料可用于天然气过滤或汽车空调过滤等工业领域。具体实施方式本专利技术过滤材料至少包括两层无纺布层，所述第一层无纺布是由平均直径为5～30μm、直径CV值为10～50%的纤维构成，所述第二层无纺布是由平均直径为0.5～5μm、直径CV值为10～100%的纤维构成。第一层无纺布起粗效过滤的作用，构成第一层无纺布的纤维平均直径与直径CV值必须控制在一定的范围内，如果第一层无纺布中纤维的平均直径小于5μm的话，所得无纺布的纤维过细，与第二层无纺布纤维构成的梯度结构不明显，导致大粒径的粒子被截留在第一层无纺布表面，小粒径的粒子进入纤维层内部，会慢慢堵塞纤维层的孔径，导致过滤材料的压损逐渐升高。由于第一层无纺布的厚度大于第二层无纺布的厚度，第一层纤维平均直径过细的话，第一层无纺布就能足于完成对小粒径粒子的捕集，这样的话，第二层无纺布就起不到捕集的作用，而且此时当第一层无纺布与第二层无纺布复合在一起时，过滤材料整体的压损就会升高、透气性就会降低；如果第一层无纺布中纤维平均直径大于30μm的话，第一层无纺布纤维直径过粗，在粗过滤时仅仅能够截留粒径较大的粒子，粒径较小的粒子大多数经过第一层无纺布就被纤维直径更细的第二层无纺布层捕集，又因为第二层无纺布的厚度偏薄、对粒子的容纳量会减少，因此容易导致过滤材料整体过滤效率的下降。纤维直径CV值是指纤维直径的离散程度，即纤维直径的均匀程度。如果纤维直径CV值小于10%的话，虽然第一层无纺布的纤维直径均一性好，但是在实际纺丝生产过程中，由于受到温度、速度等纺丝条件的限制、喷丝头上孔径分布的微小差异以及在冷却过程中的温湿度差别，容易造成纤维之间的孔径减少，从而导致过滤材料的压损升高；如果纤维直径CV值大于50%的话，则第一层无纺布的纤维直径均一性差，粗直径纤维和细直径纤维都分布在第一层无纺布中，粗直径纤维和细直径纤维之间形成的大孔径数目较多，导致大粒径的粒子可以通过这些大孔径进入第二层无纺布中，这样就为小粒径的粒子进入第二层无纺布增加了阻碍，因此容易造成过滤材料整体捕集效率降低。考虑到过滤材料的捕集效率、压损以及容尘量，第一层无纺布优选是由平均直径为10～20μm、直径CV值为10～30%的纤维构成。本专利技术的第二层无纺布起深层过滤的作用，如果第二层无纺布中纤维的平均直径小于0.5μm的话，由于构成第二层无纺布的纤维过细，纤维与纤维之间过于紧密，纤维层的孔径就会变小，虽然对更细粒径的粒子捕集效果明显，但是当小粒径的粒子被捕集同时充满在该纤维层中时，会导致过滤材料整体压损升高、透气性下降、使用寿命降低；如果第二层无纺布中纤维平均直径大于5μm的话，第二层无纺布纤维层的孔径增大而孔隙率减少，该纤维层虽然对大粒径粒子捕集效果好，但对于小粒径粒子的捕集效果变差，这种现象就会容易造成过滤材料整体过滤效率下降。纤维直径CV值是指纤维直径的离散程度，即纤维直径的均匀程度。如果纤维直径CV值小于10%的话，虽然第二层无纺布的纤维直径均一性好，但是此时纤维直径处于一个平均的水平，就没有较粗直径纤维和较细直径纤维的差别化分布。因为当第二层纤维网具有粗细直径纤维的部分差别化时，形成纤维网的纤维之间就会形成小部分大孔径以及大部分小孔径，大孔径可以捕集由未被第一层无纺布捕集的较小粒径的粒子，小孔径可以捕集更小粒径的粒子。而如果不存在这样差别化的结构时，则容易使过滤材料整体的捕集效率降低。考虑到过滤材料的捕集效率、压损以及使用寿命，第二层无纺布优选是由平均直径为0.5～3μm、直径CV值为10～50%的纤维构成。本专利技术过滤材料的厚度CV值优选为3～15%，厚度CV值是指过滤材料厚度的离散程度，即厚度的均匀程度。过滤材料厚度CV值越小越好，厚度CV值越小代表过滤材料厚度越均匀，厚度均匀性好，就更利于后续的打折及使用。如果过滤材料的厚度CV值过大的话，则过滤材料厚度均一性变差，当第一层无纺布与第二层无纺布复合、打折成型后，容易造成过滤效率、压损及透气性的不均一，影响实际使用过程中的效果及寿命。由于过滤材料是由第一层无纺布和第二层无纺布经化学粘合法、热粘合法或超声波粘合法中的一种复合而成，第一层无纺布在湿法成网或者热轧加工中容易因为纤维分散不均匀及烘箱温度等设备参数与人为等因素造成该层厚度不均匀，第二层无纺布在熔喷加工后也容易因为温度、风速等设备参数造成厚度不均一，并且将两层无纺布在复合过程中，容易因为粘合剂的涂量不均、温度前后的不均或者超声波能量的差异造成整体过滤材料厚度的不均匀。上述构成第一层无纺布的纤维优选为聚酯纤维或玻璃纤维，本专利技术的第一层无纺布是采用湿法或热轧工艺制造而成。湿法成网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤材料，其特征在于：该过滤材料至少包括两层无纺布层，所述第一层无纺布是由平均直径为5～30μm、直径CV值为10～50%的纤维构成，所述第二层无纺布是由平均直径为0.5～5μm、直径CV值为10～100%的纤维构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种过滤材料，其特征在于：该过滤材料至少包括两层无纺布层，所述第一层无纺布是由平均直径为5～30μm、直径CV值为10～50%的纤维构成，所述第二层无纺布是由平均直径为0.5～5μm、直径CV值为10～100%的纤维构成。


2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：该过滤材料的厚度CV值为3～15%。


3.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述构成第一层无纺布的纤维为聚酯纤维或玻璃纤维。


4.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述构成第二层无纺布的纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维。


5.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述第二层无纺布下方包括一层由聚酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：常敬颖，张磊，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32