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1、(10)申请公布号 CN 103120872 A (43)申请公布日 2013.05.29 CN 103120872 A *CN103120872A* (21)申请号 201110366873.0 (22)申请日 2011.11.18 B01D 39/08(2006.01) B01D 46/00(2006.01) (71)申请人 东丽纤维研究所 ( 中国 ) 有限公司 地址 226009 江苏省南通市经济技术开发区 新开南路 58 号 (72)发明人 赵庆成 纪舜卿 蔡文杰 (54) 发明名称 一种滤芯用滤材及其生产方法和用途 (57) 摘要 本发明公开了一种滤芯用滤材及其生产方法 和用途， 。
2、该滤材包括无纺布， 所述无纺布至少由皮 芯复合纤维与阻燃纤维构成， 且所述无纺布中含 有20重量以上的皮芯复合纤维， 含有10重量 以上的阻燃纤维， 该无纺布是通过热粘合的方式 得到的。 本发明的生产工艺简单环保， 所得滤材不 仅具有良好的阻燃性， 还具有较好的强度、 透气性 以及较高的使用寿命， 可广泛应用于空气过滤领 域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103120872 A CN 103120872 A *CN103120872A* 1/1 页 。
3、2 1. 一种滤芯用滤材， 该滤材包括无纺布， 其特征在于 ： 所述无纺布至少由皮芯复合纤 维与阻燃纤维构成， 且所述无纺布中含有20重量以上的皮芯复合纤维， 含有10重量以 上的阻燃纤维。 2. 根据权利要求 1 所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： 所述无纺布中还含有普通聚酯纤 维。 3. 根据权利要求 1 所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： 所述皮芯复合纤维为纤度在 10 30dtex之间的粗纤度皮芯复合纤维、 纤度在110dtex之间的细纤度皮芯复合纤维中的一 种或两种。 4. 根据权利要求 3 所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： 所述粗纤度皮芯复合纤维占无纺 布的 20 50 重量， 。
4、所述细纤度皮芯复合纤维占无纺布的 0 40 重量。 5. 根据权利要求 1 所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： 所述皮芯复合纤维中皮成分为低 熔点共聚聚酯纤维， 芯成分为普通聚酯纤维。 6.根据权利要求1所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： 所述阻燃纤维为纤度210dtex， 且其占无纺布的 10 40 重量。 7.根据权利要求1所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： JIS L1096法测定， 在压力为125Pa 时， 所述无纺布的通气度为 250 450cm3/cm2/s。 8. 根据权利要求 1 所述的滤芯用滤材， 其特征在于 ： JIS L1096 法测定， 所述无纺布的 经向拉伸强力为 4。
5、0 150N/50mm， 纬向拉伸强力为 40 160N/50mm。 9. 一种如权利要求 1 所述的滤芯用滤材的生产方法， 其特征在于 ： 至少采用 20 重量 以上的皮芯复合纤维与 10 重量以上的阻燃纤维进行投料， 经过开棉、 梳棉、 交叉铺网后 形成复合纤维网层， 以 7 12 米 / 分钟的速度通过长度 1.5 4 米、 温度 180 210的热 风箱进行热粘合， 再在压力为 70 90kg/cm2下通过上下温度为 150 170的热金属轧辊 进行热压加固， 最后制得无纺布。 10. 一种如权利要求 1 所述的滤芯用滤材在空气过滤领域中的应用。 权 利 要 求 书 CN 103120。
6、872 A 2 1/5 页 3 一种滤芯用滤材及其生产方法和用途 技术领域 0001 本发明涉及一种滤芯用滤材及其生产方法和用途。 背景技术 0002 随着现代工业迅速发展， 产品市场的国际化， 对过滤材料用无纺布的要求越来越 高， 要具有市场竞争力， 就需要有特殊功能和低碳环保的无纺工艺。 目前市场上广泛采用的 过滤用化学粘合无纺布， 这些滤材虽然也具有对粒子捕集的特点， 但化学粘合加固中产生 的三废问题， 能耗高问题没有彻底解决， 并且产品中残存化学药剂有着不良副作用， 例如对 皮肤的刺激性， 从而需要寻求更符合环保要求， 更符合低碳环保理念。 0003 如公开号为 CN1232406A 。
7、中公开了一种阻燃性过滤器过滤材料和使用该过滤材料 的空气过滤器装置的专利， 该发明通过使聚四氟乙烯 (PTFE) 多孔膜上至少一面具有阻燃 性支撑材料， 虽然作为支撑材料的无纺布具有阻燃的特性， 但由于作为支撑材料无纺布的 生产工艺为长纤维的纺粘法、 短纤维的针刺法、 喷水法、 缝编法， 工艺复杂， 能耗高， 不符合 低碳的理念。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、 低碳环保， 且具有良好的阻燃性、 捕集 效率高的滤芯用滤材及其生产方法和用途。 0005 本发明的技术解决方案是 ： 0006 本发明的滤芯用滤材， 该滤材包括无纺布， 上述无纺布至少由皮芯复合纤维与阻 燃。
8、纤维构成， 且上述无纺布中含有20重量以上的皮芯复合纤维， 含有10重量以上的阻 燃纤维。 这里的皮芯复合纤维能够起到化学粘结剂的作用， 而阻燃纤维能够起到阻燃作用。 从纤维之间的粘合方面考虑的话， 皮芯复合纤维的含量越高， 粘合的越牢靠， 但从成本方面 考虑的话， 皮芯复合纤维的含量越高， 成本就越大， 考虑到粘合的牢度和成本的降低， 优选 无纺布中含有 80 20 重量的皮芯复合纤维， 10 40 重量的阻燃纤维。 0007 本发明的滤芯用滤材， 上述无纺布中还含有普通聚酯纤维， 该普通聚酯纤维为纤 度在 15 30dtex 之间的粗纤度普通聚酯纤维、 纤度在 1 5dtex 之间的细纤度。
9、普通聚酯 纤维中的一种或两种， 粗纤度普通聚酯纤维可以提高无纺布的透气性和硬挺度， 导致压损 的降低， 能耗的减少， 同时制成的滤芯不易阻塞， 寿命延长， 同时还可以降低成本。 若从捕集 效率方面考虑的话， 加入细纤度普通聚酯纤维可以提高捕集效率。上述粗纤度普通聚酯纤 维和细纤度普通聚酯纤维的含量分别占无纺布的 0 20 重量， 0 15 重量， 如果细纤 度普通聚酯纤维的含量高于 15 重量的话， 这样会导致压损的增加， 能耗的增加， 而且制 得的无纺布硬挺度较低， 打褶后容易变形。 0008 本发明的滤芯用滤材， 上述皮芯复合纤维为纤度在 10 30dtex 之间的粗纤度皮 芯复合纤维、 。
10、纤度在 1 10dtex 之间的细纤度皮芯复合纤维中的一种或两种。皮芯复合纤 维起着粘结剂的作用， 其中细纤度的皮芯复合纤维还可以提高无纺布的捕集效率。 说 明 书 CN 103120872 A 3 2/5 页 4 0009 本发明的滤芯用滤材， 上述粗纤度皮芯复合纤维占无纺布的2050重量， 所述 细纤度皮芯复合纤维占无纺布的040重量。 在此重量范围内， 纤维之间粘合得更牢固， 制得的无纺布具有较好的粘合强力。 0010 本发明的滤芯用滤材， 上述皮芯复合纤维中皮成分为低熔点共聚聚酯纤维， 芯成 分为普通聚酯纤维。低熔点共聚酯纤维的熔点为 110 120， 熔融低熔点共聚酯纤维， 使 皮芯。
11、纤维相互结合在一起。 0011 本发明的滤芯用滤材， 上述阻燃纤维为纤度 2 10dtex， 且其占无纺布的 10 40 重量， 在此重量范围内， 制得的无纺布具有较好的阻燃性。 0012 本发明的滤芯用滤材， JIS L1096 法测定， 上述无纺布的经向刚软度为 40 200uN， 纬向刚软度为 60 260uN。刚软度也就是无纺布的硬挺度， 过滤用无纺布的硬挺度 越高， 后续打褶加工比较容易， 打褶后的材料， 褶型保持较好， 不易坍陷形成凹槽， 构造压损 也会比较低。 0013 本发明的滤芯用滤材， JIS L1096 法测定， 在压力为 125Pa 时， 上述无纺布的通气 度为 250。
12、 450cm3/cm2/s。无纺布的通气度关系到风速通过无纺布时的阻力大小， 如果该 无纺布的通气度小于 250cm3/cm2/s 的话， 阻力较大， 能耗也相应较大 ； 如果该无纺布的通气 度越大的话， 阻力越低， 能耗越小。 0014 本发明的滤芯用滤材， JIS L1096 法测定， 上述无纺布的经向拉伸强力为 40 150N/50mm， 纬向拉伸强力为 40 160N/50mm。如果上述无纺布的经纬向拉伸强力小于 40N/50mm 的话， 无纺布易拉断。 0015 本发明的滤芯用滤材， 至少采用 20 重量以上的皮芯复合纤维与 10 重量以上 的阻燃纤维进行投料， 然后开棉、 梳棉、 。
13、交叉铺网后形成的复合纤维网层， 以 7 12 米 / 分 钟的速度通过长度 1.5 4 米、 温度 180 210的热风箱进行热粘合， 复合纤维网层在热 风箱中进行加热， 在一定的时间范围内使纤维网受热到一定温度后皮芯复合纤维中的低熔 点皮层软化熔融， 皮层熔融流动并凝聚在纤维交叉点与其他未融化的纤维如阻燃纤维等粘 合在一起。然后再在压力为 70 90kg/cm2下通过上下温度为 150 170的热金属轧辊 进行热压加固， 最后制得无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的滤芯用滤材。 通过该工艺制 得的无纺布比较卫生， 不带任何化学试剂， 并且生产过程中噪音低， 污染小， 能耗低， 符合低 碳环保。
14、的理念， 是作为无纺布加固的理想工艺。上述复合纤维网层在通过 1.5 4 米的烘 箱时， 如果上述热粘合温度低于 180、 速度高于 12 米 / 分钟的话， 皮芯纤维的皮成分熔融 就不充分 ； 如果热粘合温度高于 210、 速度低于 7 米 / 分钟的话， 消耗的能量就大。热金 属轧辊加固时， 上下温度低于 150的话， 纤维层加固不足， 制得的无纺布强力就不足 ； 上 下温度高于 170的话， 热能耗就比较高。 0016 本发明的滤芯用滤材的捕集效率在 40 90， 优选捕集效率在 60 90之间。 捕集效率越高对灰尘的拦截效果越好， 过滤后空气质量越好。这里的捕集效率是指在迎面 风速3.。
15、5m/min的条件下， 粉尘为ISO A2 Fine Dust的捕集效率， 用称重法测得无纺布上下 流捕集到的粉尘重量， 从而算出该无纺布的捕集效率。 0017 本发明滤芯用滤材的形式可以是平面状， 也可以是蜂窝状， 还可以是褶皱型， 考虑 到占用容积较小而过滤面积较大， 优选褶皱型。 0018 构成本发明的滤材还包括框架， 框架是由树脂、 金属、 合板、 厚纸、 编织物或无纺布 说 明 书 CN 103120872 A 4 3/5 页 5 等材料构成。框架与上述无纺布的接合方法可以通过气密性好的树脂固定粘合起来， 也可 以通过自由分离交换形式。树脂粘合的话， 优选环氧树脂、 氨基甲酸酯。 0。
16、019 本发明的滤芯用滤材的生产工艺简单环保， 且具有良好的阻燃性、 较高的捕集效 率， 可应用于空气过滤领域中， 如汽车空调滤清器。 具体实施方式 0020 通过以下实施例及比较例更加详细地说明本发明。 本发明中各物性的测试方法如 下 ： 0021 【捕集效率】 0022 把片状的无纺布滤材放到 0.1m2开口面积的机器上， 固定住， 在滤材 3.5m/min 迎 面风速下， 通过粉尘喂入装置， 将粉尘 ISO A2 FineDust 以每分钟 1g 的定量通过测定的滤 材， 当压力升至高于初始压力 150Pa 时， 用天平测定上流滤材所捕集到的粉尘重量和下流 HEPA 滤材所捕集到的粉尘重。
17、量， 从而算出该滤材的捕集效率， 其计算公式如下 ： 0023 捕集效率 ( ) (1- 下流捕集的重量 )/( 上流捕集的重量 + 下游捕集的重 量 )100 0024 在本发明的过滤无纺布中的任意 5 个地方取样并且测定， 得到平均值。 0025 【拉伸强力】 0026 根据 JIS L 1096 标准， 试验材料尺寸 ： 宽 50mm 长 300mm， 标准点为 200mm， 利用 Instron 测定设备， 在拉伸速度 100mm/min 下进行测试。 0027 在本发明的过滤无纺布中的任意 5 个地方取样并且测定， 得到平均值。 0028 【刚软度】 0029 根据JIS L 109。
18、6标准， 试验材料尺寸 ： 89mm25mm， 利用(格利安式)选用合适的 量程砝码， 利用设备测试杆摆动幅度的大小， 在显示屏上显示对应的刚软度大小。 0030 在本发明的过滤无纺布中的任意 5 个地方取样并且测定， 得到平均值。 0031 【通气度】 0032 根据 JIS L 1096 标准， 将无纺布单层折叠， 置于弗雷泽型通气度试验机测试口 (100mm100mm) 下方进行测试， 测试的量程选为 cm3/cm2/s。 0033 在本发明的过滤无纺布中的任意 5 个地方取样并且测定， 得到平均值。 0034 实施例 1 0035 以 40 重量的纤度为 30dtex 的粗纤度皮芯复合。
19、纤维、 40 重量的纤度为 10dtex 的阻燃纤维和 20 重量的纤度为 30dtex 的粗纤度普通聚酯纤维进行投料， 经过开棉、 梳 棉、 交叉铺网形成复合纤维网层， 其中皮芯复合纤维中皮成分为熔点 110的共聚聚酯纤 维、 芯成分为普通聚酯纤维， 将上述得到的纤维网层以7米/分钟的速度， 通过温度为180 的 1.5 米热风箱进行热粘合， 再在压力为 75kg/cm2下通过上下温度为 150的热金属轧辊 进行热压加固， 制得克重为 80g/m2的热粘合无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的滤芯用 滤材。得到的无纺布的各物性参见表 1。 0036 实施例 2 0037 以 25 重量的纤度为。
20、 12dtex 的粗纤度皮芯复合纤维、 40 重量的纤度为 8dtex 的阻燃纤维、 20 重量的纤度为 15dtex 的粗纤度普通聚酯纤维和 15 重量的纤度为 说 明 书 CN 103120872 A 5 4/5 页 6 5dtex 的细纤度普通聚酯纤维进行投料， 经过开棉、 梳棉、 交叉铺网形成复合纤维网层， 其中 皮芯复合纤维中皮成分为熔点 110的共聚聚酯纤维、 芯成分为普通聚酯纤维， 将上述得到 的纤维网层以 9 米 / 分钟的速度， 通过温度为 190的 2 米热风箱进行热粘合， 再在压力为 80kg/cm2下通过上下温度为 155的热金属轧辊进行热压加固， 制得克重为 85g/。
21、m2的热粘 合无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的滤芯用滤材。得到的无纺布的各物性参见表 1。 0038 实施例 3 0039 以 50 重量的纤度为 20dtex 的粗纤度皮芯复合纤维、 20 重量的纤度为 10dtex 的细纤度皮芯复合纤维、 10 重量的纤度为 2dtex 的阻燃纤维、 5 重量的纤度为 20dtex 的粗纤度普通聚酯纤维和15重量的纤度为1dtex的细纤度普通聚酯纤维进行投料， 经过 开棉、 梳棉、 交叉铺网形成复合纤维网层， 其中皮芯复合纤维中皮成分为熔点 110的共聚 聚酯纤维、 芯成分为普通聚酯纤维， 将上述得到的纤维网层以10米/分钟的速度， 通过温度 为 20。
22、0的 3 米热风箱进行热粘合， 再在压力为 85kg/cm2下通过上下温度为 160的热金 属轧辊进行热压加固， 制得克重为 90g/m2的热粘合无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的 滤芯用滤材。得到的无纺布的各物性参见表 1。 0040 实施例 4 0041 以 50 重量的纤度为 20dtex 的粗纤度皮芯复合纤维、 20 重量的纤度为 10dtex 的细纤度皮芯复合纤维、 30 重量的纤度为 4dtex 的阻燃纤维进行投料， 经过开棉、 梳棉、 交叉铺网形成复合纤维网层， 其中皮芯复合纤维中皮成分为熔点 120的共聚聚酯纤维、 芯 成分为普通聚酯纤维， 将上述得到的纤维网层以 12 米 。
23、/ 分钟的速度， 通过温度为 210的 4 米热风箱进行热粘合， 再在压力为 90kg/cm2下通过上下温度为 170的热金属轧辊进行热 压加固， 制得克重为80g/m2的热粘合无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的滤芯用滤材。 得 到的无纺布的各物性参见表 1。 0042 实施例 5 0043 以 50 重量的纤度为 20dtex 的粗纤度皮芯复合纤维、 20 重量的纤度为 2dtex 的细纤度皮芯复合纤维、 30 重量的纤度为 4dtex 的阻燃纤维进行投料， 经过开棉、 梳棉、 交叉铺网形成复合纤维网层， 其中皮芯复合纤维中皮成分为熔点 120的共聚聚酯纤维、 芯 成分为普通聚酯纤维， 将。
24、上述得到的纤维网层以 12 米 / 分钟的速度， 通过温度为 210的 4 米热风箱进行热粘合， 再在压力为 90kg/cm2下通过上下温度为 170的热金属轧辊进行热 压加固， 制得克重为80g/m2的热粘合无纺布， 采用上述无纺布制成本发明的滤芯用滤材。 得 到的无纺布的各物性参见表 1。 0044 实施例 1 5 制得的滤芯用滤材可应用于空气过滤领域中。 0045 比较例 1 0046 以 20 重量的纤度为 6dtex 的阻燃纤维、 10 重量的纤度为 12dtex 的粗纤度普 通聚酯纤维、 30 重量的纤度为 3dtex 的细纤度普通聚酯纤维进行投料、 经过开棉、 梳棉、 铺网形成复合纤维网层， 将得到的纤维网层经过丙烯酸树脂槽后再通过温度为 190的 6m 热风箱里进行烘干， 再在压力为 70kg/cm2下通过上下温度为 220的热金属轧辊进行热压 加固， 制得丙烯酸树脂占 40 重量， 克重为 80g/m2的化学粘合无纺布。该无纺布的各物性 参见表 1。 0047 表 1 说 明 书 CN 103120872 A 6 5/5 页 7 0048 说 明 书 CN 103120872 A 7 。