[發明專利]一種多層超細纖維過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110337980.4
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112973281B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 趙鴻凱;張其斌;孫向浩;楊銀龍;杜明兵;胡錦文;楊艷彪;錢程
• 申請（專利權）人: 上海華峰超纖科技股份有限公司
• 主分類號: B01D39/08
• 分類號: B01D39/08;B01D46/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種多層超細纖維過濾材料及其制備方法，制備方法包括海島纖維紡絲、無紡布的制備、無紡布收縮熱定型、無紡布的開纖；制得的多層超細纖維過濾材料為無紡布，包括過濾層和超濾層，所述過濾層位于所述超濾層的上方，且所述過濾層的纖維與所述超濾層的纖維相互穿插；所述過濾層和所述超濾層均由超細纖維束構成，所述超細纖維束由定島型海島纖維開纖后獲得；所述定島型海島纖維中，定島以環島分布多層，定島島徑由內至外逐漸減小，定島島數由內向外逐漸增加。本發明有效解決了現有技術中的無紡布型過濾材料不斷過濾沉積雜質顆粒導致通量嚴重損失的問題，過濾效率高，通量大。

技術領域

本發明屬于超細纖維過濾材料技術領域，涉及一種多層超細纖維過濾材料及其制備方法。

背景技術

隨著社會的迅速發展，工業和交通工具的需求日益劇增，給環境造成了很大的污染，人們對大氣環境和室內空氣質量的日益重視、一系列環保法規的頒布實施，使得空氣過濾材料在環境治理中擔當著日益重要的角色，并得到了長足的發展。為了緩解這種污染，人們開發了可以吸收空氣中有害氣體的各種過濾材料，以及對水資源的凈化。目前，空氣過濾用濾芯大多數是采用粗、細玻璃纖維經過濕法成網而形成的，所得過濾材料雖然具有捕集效率和容塵量較高的特點，但是該結構的過濾材料強力低、透氣性差、壓損高、使用壽命短。

一般而言，對于使用無紡布作為過濾材料，過濾等級越高，要求纖維的直徑越細；而采用常規熔融紡絲獲得的無紡布因纖維較粗往往僅用作過濾材料的骨架層，用于支持過濾膜層，并使過濾材料具備一定的機械性能，真正起到過濾作用還需要依靠無紡布上的過濾膜。然而，使用過濾膜影響過濾效率和透氣性，采用無紡布作為過濾材料，質地柔軟，強力高，透氣性好。因此，現有技術作了較多的研究希望通過結構設計和工藝創新獲得純無紡布型過濾材料。

現有技術還使用一些特殊的紡絲方法來獲得足夠細度的纖維，比如熔噴法，即以超高熔指的聚丙烯為紡絲原料，利用高速熱空氣對模頭噴絲孔擠出的聚合物熔體細流進行牽伸，由此形成超細纖維并凝聚在凝網簾或滾筒上，并依靠自身粘合而成為非織造布，熔噴法獲得的無紡布廣泛應用于口罩領域，熔噴纖維的細度通常小于10μm，一般在1～4μm，且纖維直徑粗細均勻度較差，熔噴布使用的原料為高熔指聚丙烯，分子量較低且分布寬，獲得的纖維強度差，另一方面其成型依靠自身粘合而成非織造布，纖維之間結合力低，這也決定了其機械性能差，且熔噴布的過濾性能往往需要結合駐極處理使非織造材料帶靜電，通過靜電效應提升過濾效果；另一種方案是，采用靜電紡絲直接獲得納米級的無紡布，這種工藝獲得的纖維能做到納米級別，但同樣的靜電紡絲也是依靠自身粘合而成為非織造布，由于纖維之前缺乏相互連結纏繞，使得成品成網的強度較低。這類結構簡單、低強度的無紡布過濾材料一般僅適用于一次性口罩等的機械性能要求不高一次性消耗品，特別是當在高粉塵環境下，因口罩的過濾能力，特別是過濾通量有限，一般需要頻繁的更換才能舒適的佩戴感和合格的過濾效果。