[發明專利]一種針刺非織造布和熱軋紡粘非織造布復合的過濾材料

在審

• 申請號: 202011585167.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112870849A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 金關秀;胡海霞;祝成炎
• 申請（專利權）人: 浙江工業職業技術學院
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16
• 代理公司: 杭州華宸聯名知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33352
• 代理人: 邢明順

本發明公開了針刺非織造布和熱軋紡粘非織造布復合的過濾材料，包括針刺非織造纖網層和熱軋紡粘非織造纖網層，該過濾材料在獲得理想的過濾效率的同時，效阻比也達到較高的水平，此外復合后材料具有優良的力學性能，足以滿足空氣過濾材料在一般使用情況下的力學性能要求，能夠廣泛應用于各種空氣過濾裝置。本發明還公開了該過濾材料的制備方法，充分利用了現有的非織造布生產設備，可降低生產難度和成本，減少能源消耗，提高產品質量，適于工業化生產。

技術領域

本發明涉及紡織技術領域，具體涉及一種針刺非織造布和熱軋紡粘非織造布復合的過濾材料及其制備方法。

背景技術

當今時代空氣污染現象依然十分嚴重，研制用于工業通風過濾的高效低阻并且具有較好力學性能的空氣過濾材料的重要性日益上升。非織造布是三維多孔結構的纖維集合體，是理想的空氣過濾素材，對不同成網方式制成的非織造材料進行復合加工，可優化材料的細觀結構和力學性能，以制備優質高效的空氣過濾材料。針刺非織造布力學性能優良，孔隙率高，孔徑分布均勻，但孔徑大，過濾性能相對較差。紡粘非織造布孔徑小，過濾性能優于針刺非織造布，但力學性能相對較差。將針刺非織造布與紡粘非織造布復合能大大提高濾材的強度和耐磨性，同時過濾性能得到改善。但現有復合技術系兩種非織造布的簡單疊合、針刺加固，過濾效率提升幅度仍然不能達到理想的水平。

發明內容

本發明的目的是突破現有技術中的瓶頸，提出一種針刺非織造布和熱軋紡粘非織造布復合的過濾材料及其制備方法，在獲得理想的過濾效率的同時，效阻比也達到較高的水平，并具有優良的力學性能，同時能夠起到降低生產成本，減少能源消耗的作用。

針刺非織造纖維網中丙綸短纖維的直徑為18～25μm，丙綸短纖維的長度為38～75mm，纖維網面密度為200～350g/m²，厚度為3～6mm，平均孔徑為50～70μm，孔徑變異系數為20～35％。纖維網的縱向斷裂強力為500～700N，橫向斷裂強力為400～600N，縱向斷裂伸長率為 130～150％，橫向斷裂伸長率為140～160％。

紡粘非織造纖維網中紡粘長絲的平均直徑為20～25μm，纖維網面密度為50～150g/m²，厚度為0.3～0.6mm，平均孔徑為15～45μm，孔徑變異系數為50～120％。纖維網的縱向斷裂強力為50～70N，橫向斷裂強力為35～55N，縱向斷裂伸長率為15～25％，橫向斷裂伸長率為20～35％。

紡粘非織造纖維網經熱軋后其厚度下降至0.15～0.35mm，平均孔徑減小至11～34μm，孔徑變異系數增大至60～150％。纖維網的縱向斷裂強力增大至100～160N，橫向斷裂強力增大至70～120N，縱向斷裂伸長率減小至8～16％，橫向斷裂伸長率減小至12～23％。

疊層復合非織造布平均纖維直徑為18～25μm，纖維網面密度為 245～490g/m²，厚度為2.5～5.2mm，平均孔徑為7～23μm，孔徑變異系數為45～90％。纖維網的縱向斷裂強力為300～450N，橫向斷裂強力為250～400N，縱向斷裂伸長率為45～70％，橫向斷裂伸長率為65～90％。

相對于與未經熱軋的紡粘非織造纖維網復合，針刺非織造纖維網與熱軋紡粘非織造纖維網復合后，孔徑值下降幅度更大。這是由于非織造布孔徑值為孔隙通道中最狹窄位置的孔徑，一個孔道如果遇到比自身寬大的孔道，則孔徑最終數值還是自身，如果遇到更窄小孔道，則孔徑最終數值是后者，因此復合單元成分的孔徑越小，復合后材料的孔徑也越小。

本發明還提供了一種針刺非織造布和熱軋紡粘非織造布復合的過濾材料的制備方法，該方法采用現有設備，操作簡單，適于工業化生產。

將針刺非織造纖網層和熱軋紡粘非織造纖網層進行疊層，通過針刺加工將過濾材料各個部分進行連接，形成力學性能優良、高效低阻的空氣過濾材料。

復合非織造布空氣過濾材料的制備方法包括下述步驟：