一种具有梯度结构的高效过滤材料制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有梯度结构的高效过滤材料，所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，所述第一层过滤层为粗混合针刺毡层，其孔径较大、第二层过滤层为细混合针刺毡层，第三层过滤层为微细非织造布层，第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层，第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层是由常规纤维与ES纤维混合而成，本申请将四个梯度不同孔径的过滤层复合制得新型高效过滤材料，其各层之间依靠自身材料粘合，引入中空超细纤维层，克重较小、机械性能良好、持久耐用安全环保、过滤效率和透气性优异，总过滤效率达99.99％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种具有梯度结构的高效过滤材料
本技术涉及一种高效过滤材料，具体涉及一种具有梯度结构的高效过滤材料。
技术介绍
随着空气污染问题得到进一步重视，对于过滤材料的综合指标也有了更高的要求。传统空气过滤材料的制作大多采用针刺无纺布，在其表面涂覆一层微孔膜，从而具有一定的空气过滤效果，然而在多次使用后微孔膜与针刺无纺布间的材料连接性显著降低，且微孔膜产生破裂，综合性能较差。目前静电纺丝、熔喷非织造技术已经成熟，超细纤维达微米甚至纳米级，可完全替代微孔膜，具有更高的过滤效率。已有专利介绍静电纺丝高效过滤材料，但其将静电纺丝层置于两层基布之间，没有形成梯度效果，静电纺丝层极易遭受破坏。近年来虽空气过滤研究诸多，但仍不够完善，如机织布、短纤维水刺非织造布及浸渍复合过滤材料，其成本较高，树脂浸渍后整体孔隙减小，过滤效率较低。另外也有海岛纤维网、普通纤维网、增强织物及普通纤维网梯度过滤材料，采用针刺或水刺对整体进行复合，结果造成材料过于紧密，梯度过滤效果不佳。因此急需出现一种具有梯度结构的高效过滤材料。
技术实现思路
技术目的：本技术针对目前中空气过滤材料存在问题，提供一种具有梯度结构的高效过滤材料，综合应用针刺、湿法成网、热风、中空静电纺工艺，将四个梯度不同孔径的过滤层复合制得新型高效过滤材料，其各层之间依靠自身材料粘合，引入中空超细纤维层，克重较小、机械性能良好、持久耐用安全环保、过滤效率和透气性优异，总过滤效率达99.99％以上。技术方案：本技术所述的一种具有梯度结构的高效过滤材料，其特征在于：所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，所述第一层过滤层为粗混合针刺毡层，其孔径较大；第二层过滤层为细混合针刺毡层，其孔径较小；第三层过滤层为微细非织造布层，其孔径微小；第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层，其孔径极小；第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层是由常规纤维与ES纤维混合而成，所述ES纤维为双组份低熔点热熔纤维，其芯层为熔点167℃的聚丙烯纤维，皮层为熔点130℃的聚乙烯纤维，所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层粘合侧成，所述中空静电纺超细纤维层喷射在微细非织造布层上。优选的，所述粗混合针刺毡层是由常规粗旦纤维和ES纤维混合制成的针刺毡，所述常规粗旦纤维的粗细为2.5-3D，长度为51mm，针刺毡克重100-150g/m²，经一次针刺工艺成型。优选的，所述细混合针刺毡层是由常规细旦纤维和ES纤维混合制成的针刺毡，所述常规细旦纤维粗细为1.5-2D，长度为38mm，针刺毡克重60-80g/m²。优选的，所述微细非织造布层是由常规微细旦纤维和ES纤维混合制成的非织造布层，所述常规微细旦纤维粗细为0.8-1.2D，长度为6-12mm，湿法非织造布克重30g/m²。优选的，所述中空静电纺超细纤维层中的纤维与微细非织造布层中的常规微细旦纤维类相同。有益效果，本技术揭示了一种具有梯度结构的高效过滤材料，其复合方式无需化学助剂，所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层之间采用热熔自粘合，中空静电纺超细纤维层与微细非织造布层使用同种类常规纤维，纤维层之间连接性良好，持久耐用安全环保；一种具有梯度结构的高效过滤材料，其各层之间依靠自身材料粘合，引入中空超细纤维层，克重较小、机械性能良好、持久耐用安全环保、过滤效率和透气性优异，总过滤效率达99.99％以上；各化学纤维可循环再生利用，降低成本，可持续发展。附图说明图1为本技术的结构剖视图；1、粗混合针刺毡层；2、细混合针刺毡层；3、微细非织造布层；4、中空静电纺超细纤维层。具体实施方式如图1所示一种具有梯度结构的高效过滤材料，所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，所述第一层过滤层为粗混合针刺毡层1，其孔径较大、第二层过滤层为细混合针刺毡层2，其孔径较小、第三层过滤层为微细非织造布层3，其孔径微小、第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层4，其孔径极小；第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；所述粗混合针刺毡层1、细混合针刺毡层2、微细非织造布层3是由常规纤维与ES纤维混合而成，所述ES纤维为双组份低熔点热熔纤维，其芯层为熔点167℃的聚丙烯纤维，皮层为熔点130℃的聚乙烯纤维，所述粗混合针刺毡层1、细混合针刺毡层2、微细非织造布层3粘合侧成，所述中空静电纺超细纤维层4喷射在微细非织造布层3上。本实例中优选的，所述粗混合针刺毡层1是由常规粗旦纤维和ES纤维混合制成的针刺毡，所述常规粗旦纤维为聚酯纤维，所述聚酯纤维的粗细为2.5-3D，长度为51mm，针刺毡克重100-150g/m²，经一次针刺工艺成型。本实例中优选的，细混合针刺毡层2是由常规细旦纤维和ES纤维混合制成的针刺毡，所述常规细旦纤维为聚酰胺纤维，所述聚酰胺纤维为1.5-2D，长度为38mm，针刺毡克重60-80g/m²。本实例中优选的，所述微细非织造布层3是由常规微细旦纤维和ES纤维混合制成的非织造布层，所述常规微细旦纤维为聚丙烯纤维，所述常规微细旦纤维粗细为0.8-1.2D，长度为6-12mm，湿法非织造布克重30g/m²。本实例中优选的，所述中空静电纺超细纤维层4中的纤维与微细非织造布层3中的常规微细旦纤维种类相同，采用聚丙烯纤维。一种具有梯度结构的高效过滤材料的制备方法，包括步骤如下：（1）粗混合针刺毡层11制备：将粗细为2.5-3D，长度为51mm的聚酯纤维与ES纤维按6:4混合经开松梳理后形成均匀纤网，喂入针刺机经过预针刺及一道针刺得到克重为100-150g/m²的粗混合针刺毡层11；（2）细混合针刺毡层22制备：将粗细为1.5-2D，长度为38mm的聚酰胺纤维与ES纤维按6:4混合后开松梳理形成均匀纤网，随后经输网帘进入针刺区域，纤维与刺针保持垂直，经两道针刺后制得克重为60-80g/m²的细混合针刺毡层22；（3）微细非织造布层33制备：将粗细为0.8-1.2D，长度为6-12mm聚丙烯纤维与ES纤维进行预处理，然后将两种纤维按6:4混合后浸水离散并混入调浆罐调和为均相混合液，混合液浓度为1-3%，混合时间10-20min，在常温下加水进一步稀释、均混至浓度为0.1-0.15%，送入非织造湿法成网系统，形成湿纸页，在轧液辊作用下初步去除多余水分，随后在70-90℃的烘箱中烘干得到克重为30g/m2的微细非织造布层33；（4）粘合：将制备好的粗混合针刺毡层11、细混合针刺毡层22、微细非织造布层33依次堆叠在一起，放入烘箱中，使其处于半熔融状态，利用粗混合针刺毡层11、细混合针刺毡层22、微细非织造布层33中ES纤维热熔粘合性能将三片纤网粘合在一起，热风烘箱温度设置成130℃，热风时间约为3min，随后在输网帘作用下进入冷风区域快速定型得到纤网复合体；（5）中空静电纺超细纤维层44制备：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有梯度结构的高效过滤材料，其特征在于：所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，第一层过滤层为粗混合针刺毡层，其孔径较大；第二层过滤层为细混合针刺毡层，其孔径较小；第三层过滤层为微细非织造布层，其孔径微小；第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层，其孔径极小；第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层是由常规纤维与ES纤维混合而成，所述ES纤维为双组份低熔点热熔纤维，其芯层为熔点167℃的聚丙烯纤维，皮层为熔点130℃的聚乙烯纤维，所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层粘合侧成，所述中空静电纺超细纤维层喷射在微细非织造布层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度结构的高效过滤材料，其特征在于：所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，第一层过滤层为粗混合针刺毡层，其孔径较大；第二层过滤层为细混合针刺毡层，其孔径较小；第三层过滤层为微细非织造布层，其孔径微小；第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层，其孔径极小；第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层是由常规纤维与ES纤维混合而成，所述ES纤维为双组份低熔点热熔纤维，其芯层为熔点167℃的聚丙烯纤维，皮层为熔点130℃的聚乙烯纤维，所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层粘合侧成，所述中空静电纺超细纤维层喷射在微细非织造布层上。


2.根据权利要求1所述的一种具有梯度结构的高效过滤材料，其特征在于：所述粗混合针刺毡层是由常规粗旦纤维和ES纤维混合制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪云，李素英，王小美，
申请(专利权)人：南通新绿叶非织造布有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32