无稀松布过滤介质和/或芳族聚酰胺过滤介质制造技术

一种有源场极化过滤器，包括无稀松布过滤介质，所述无稀松布过滤介质包括聚丙烯纤维与聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维的混合物。所述混合物可以是具有重量比在5:95‑50:50范围，甚至更优选在10:90‑30:70范围的聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维与聚丙烯纤维的非织造材料形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无稀松布过滤介质和/或芳族聚酰胺过滤介质
技术介绍
空气过滤器通常在气流路径中使用一层或多层过滤介质以捕获颗粒。空气穿过介质，并且空气传播的颗粒被介质纤维收集。过滤介质可由许多材料制成，并且某些过滤材料例如一些非织造材料，被吸附到稀松布(scrim)或基底层，因为它们在没有支撑的情况下不能保持其形状。稀松布层可以是图案形式的松散织造的开放层或非织造材料。非织造稀松布可包括密集堆积结构，和按角度放置纱线以在线之间留下开口。非织造稀松布中的纱线密度(在一个方向上每英寸的纱线)可以在每英寸一至二十根的范围内，然而，非织造稀松布的体积落入每英寸一至十根纱线的范围内。理论上，非织造稀松布可达到纱线的填充密度，因为不存在交织来干扰纱线放置。尽管许多稀松布是纱线成直角(如在织造结构中)生产的，但非织造方法可将纱线置于各种角度，并且可铺设具有各种取向的多层纱线。尽管存在例外，但是织造织物稀松布和非织造稀松布之间的基本差异在于织造需要下方和上方交织，而在非织造稀松布中，纱线彼此叠置并且化学地保持在一起。最显著的差异之一是非织造稀松布中纱线的“直度”。在非织造布中，纱线性能更直接地转化为织物性能，因为主要不存在与织造几何相关的“未卷曲”伸长率和纱线/纱线摩擦。此外，在非织造稀松布中，纱线能被锁定定位，并且不会像传统的织造格子那样塌陷。大多数非织造稀松布使用聚酯、尼龙、玻璃、人造丝或聚丙烯的复丝纱线。复丝纱线是可获得的、成本有效的、相对容易加工的、倾向于展开以及提供期望的“平坦”外形，并提供聚合物性能到纱线形式的良好转换。使用单丝，但它们的相对硬度会产生加工问题，例如低的粘合剂粘合性。对于织造或非织造稀松布，通过纤维针刺到稀松布上或使用化学、加热、树脂或缝编可将过滤层连接到稀松布上。稀松布材料过滤介质已被广泛使用许多年并提供许多益处。然而，稀松布自身将有助于压降和能量消耗，而对去除效率几乎没有或没有增加。并且如下面将看到的，它具有其它缺点。在其它过滤器领域中，静电吸引的原理已经使用了许多年，以增强来自空气流中污染物的去除。空气静电净化器有三种主要类别：静电除尘器(electrostaticprecipitators)、无源静电过滤器(passiveelectrostaticfilters)和有源场/极化介质空气净化器(active-field/polarized-mediaaircleaners)，它们有时以不同的术语被知晓。静电除尘器使颗粒带电，然后将它们捕获在带相反电荷和/或接地的收集板上。无源静电过滤器(也称为驻极体)采用通过处理和/或固有特性的某种组合而具有静电电荷的介质(或不同介质的组合)。颗粒进入具有静电电荷和/或相对电荷位置的过滤介质，颗粒被吸引到具有相反静电电荷的带电介质过滤材料上。有源场/极化介质空气净化器使用由两个电极之间的电压差产生的静电场。基本上介电过滤介质设置在两个电极之间的静电场中。静电场使进入的介质纤维和颗粒极化，从而增加介质和空气净化器的捕获效率和负载能力。介电材料是电绝缘体或高度耐电流的物质，其也能存储电能。介电材料倾向于将施加的电场集中在其内部，并因此成为静电场的有效支持物。在加拿大专利1,272,453中公开了另一种静电空气过滤器设计，其中一次性矩形盒连接到高压电源。该盒(cartridge)由导电内部中心网(aconductiveinnercenterscreen)组成，该中心网夹在两层介电纤维材料(塑料或玻璃)之间。这两个介电层反过来又进一步夹在两个导电材料外网之间。将导电内部中心网升到高电压，从而在内部中心网和保持在相反或接地电位的两个导电外网之间产生静电场。高压静电场使两个介电层的纤维极化。空气净化器可以安装在各种构造和情况下，可作为加热通风和空调(HVAC)系统的一部分，也可作为独立的空气移动/清洁系统。在较小的HVAC系统(例如住宅和轻型商用系统)中，空气净化器面板通常安装在平面结构(垂直于气流)或成角度的过滤器轨道中。在较大的系统中，空气净化器板组通常布置成V型结构，其中，定位多个分离的板以形成垂直于气流轴线的空气净化器模块组件。美国专利7,708,813；8,252,095；8,795,601和9,764,331，其中，通过引用将其全部内容并入本文，示出了：1)一种过滤介质，包括两层纤维介电材料(例如聚酯)，其中较高电阻的透气材料(例如玻璃纤维网)夹在较低电阻的介电(聚酯)层之间；2)一种过滤介质，包括纤维介电材料层，其形成混合纤维层，所述混合纤维层含有用于有源场/极化介质空气净化器的来自于不同末端的摩擦电系列材料(摩擦电级别(triboelectricscale))的纤维(havingfibersfromdifferentendsofthetriboelectricseriesofmaterials(triboelectricscale)foruseinanactive-field/polarized-mediaaircleaner)；3)一种过滤介质，包括相对较低密度的介电材料层(例如纤维聚酯)，随后是相对较高密度的材料层(例如更致密的纤维聚酯)；以及4)摩擦电材料(triboelectricmaterial)在静电场中作为过滤材料的应用。在有源场、极化介质空气净化器的所有构造中，静电场显著地增强了介质的颗粒捕获和负载能力。然而，在某些标准测试(例如ASHRAE52.2)和某些工业设置中，存在高度导电的灰尘。这将为电压产生在电极之间行进的路径，并且将不存在静电场。因此，在电场损失后，用于有源场/极化介质空气净化器的介质的性能则是整个系统评级和使用的重要因素。因此，需要用于有源场极化空气过滤器的一种改进过滤材料。
技术实现思路
本专利技术具体化为对于在有源场/极化介质空气净化器中的过滤介质的多个单独的改进及其组合。已经发现，无稀松布介质(ascrimlessmedia)能够比带稀松布的相同或更大纤维重量的介质更好地保持亚微米颗粒效率。无稀松布介质层(ascrimlessmedialayer(s))可以是具有其自身结构完整性的摩擦电共混物(triboelectricblend)，例如芳族聚酰胺共混物(aramidblend)，或者无稀松布层可以是提供必要支撑的组件层。在本专利技术的一个实施方式中，所述单独的特征包括以下：一种如下所述的有源场/极化介质空气净化器，其包括芳族聚酰胺共混物和/或其它摩擦电材料过滤介质(triboelectricmaterialfiltermedia)，所述过滤介质可以是无稀松布并且可以包括聚丙烯纤维(polypropylenefibers)与聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维(polymethaphenyleneisophtalamidefibers)的混合物。该混合物可以如US6,328,788中所述，其通过引用并入本文如同在此完全阐述，并且以商品名TEXEL出售，并且如该专利中所述，优选以非织造材料的形式，具有纤维(2)与纤维(1)的重量比在5:95至50:50范围，并且甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源场/极化介质空气净化器，包括：/n第一导电外网；/n第二导电网，所述第二导电网基本上平行于所述第一导电外网；/n无稀松布过滤介质，所述无稀松布过滤介质设置在所述第一导电外网与所述第二导电网之间；以及/n具有第一端子和第二端子的高压电源，所述高压电源的所述第一端子连接到所述第一导电外网以及所述高压电源的所述第二端子耦合到所述第二导电网。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180803 US 62/714,4821.一种有源场/极化介质空气净化器，包括：
第一导电外网；
第二导电网，所述第二导电网基本上平行于所述第一导电外网；
无稀松布过滤介质，所述无稀松布过滤介质设置在所述第一导电外网与所述第二导电网之间；以及
具有第一端子和第二端子的高压电源，所述高压电源的所述第一端子连接到所述第一导电外网以及所述高压电源的所述第二端子耦合到所述第二导电网。


2.根据权利要求1所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布过滤介质包括摩擦电材料。


3.根据权利要求2所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述摩擦电材料是芳族聚酰胺。


4.根据权利要求2所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布过滤介质包括聚丙烯纤维与聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维。


5.根据权利要求4所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布过滤介质包括具有聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维与聚丙烯纤维的重量比在5:95-50:50范围的材料层。


6.根据权利要求4所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布过滤介质包括具有聚甲基亚苯基间苯二甲酰胺纤维与聚丙烯纤维的重量比在10:90-30:70范围的材料层。


7.根据权利要求1所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布过滤介质包括两个支撑层，在所述两个支撑层之间具有一个或多个无稀松布介质层。


8.根据权利要求7所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述支撑层中的一个是顶层，所述支撑层中的另一个是底层，其中，所述顶层面向气流的方向。


9.根据权利要求8所述的有源场/极化介质空气净化器，其中，所述无稀松布介质层包括改性丙烯酸纤维。


10.根据权利要求8所述的有源场/极化介质空气净化器...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·C·怀瑟，B·凯普纳，
申请(专利权)人：环境管理联合公司，F·C·怀瑟，B·凯普纳，
类型：发明
国别省市：美国;US