空气过滤器技术领域
本发明涉及一种空气过滤器及其制备方法，具体涉及一种低阻力、高
效率、大容尘量的PM2.5空气过滤器及其制备方法。
技术背景
自2011年10月北京爆发严重雾霾天气以来，PM2.5开始进入中国大
众的视线。随后国家发布了新修订的《环境空气质量标准》，其中增设了
PM2.5平均浓度限值等内容，增加了对PM2.5的实时监测。然而，雾霾天气
日益猖狂，空气质量急剧下降，污染由京津冀地区扩散到长江以南，全国
多地受到雾霾的侵扰，PM2.5平均浓度频频爆表，给人们的生活和健康带来
了严重影响。除了漫长的PM2.5治理外，人们亟需能够有效过滤PM2.5的
空气过滤净化产品来减少PM2.5的侵扰。
如今市场上现有的空气过滤器或净化机品种繁多，效率达HAPE的高效
净化产品虽然能够有效过滤0.3μm以上的粉尘，但初始阻力大、容尘量低。
另一方面，大多数阻力低的过滤器产品效率较低、对PM2.5的净化作用又
很差。目前，商场、宾馆等公共场所所用空气过滤器基本采用的是一般中
效等级过滤系统：由前置粗效过滤器和中效过滤器组成，其PM2.5过滤效
率低、过滤系统复杂、更换管理麻烦。
因此，急需开发一种同时具备PM2.5过滤效率高、阻力低和容尘量大
这三种性能的PM2.5空气过滤器。
发明内容
本发明的目的就在于同时克服过滤效率低、阻力大和容尘量小的问题，
提供一种高效过滤PM2.5颗粒的低阻力、大容尘量的空气过滤器。
本发明提供一种空气过滤器，包括至少一层粗效无纺布和打褶无纺布
滤芯，所述粗效无纺布平坦贴附在打褶无纺布滤芯上面，且四周用边框包
覆；其特征在于：
所述打褶无纺布滤芯上下表面的涂胶沿垂直于打褶线的方向、横跨所
述打褶线间断排布；
在打褶无纺布的平面上沿垂直于打褶线的方向具有第一和第二方向；
其中，以打褶线为界限，沿第一方向上的涂胶长于沿第二方向上的涂胶。
在本发明一个实施方式中，所述空气过滤器还包括至少一层平坦贴附
在粗效无纺布和打褶无纺布滤芯之间的中效无纺布。
在本发明一个实施方式中，所述粗效无纺布针对PM2.5以上粉尘的计
重效率为50％以上，且在1.5m/s风速时所述粗效无纺布的初始阻力＜20Pa，
当阻力达到2.5倍初始阻力时，所述粗效无纺布的容尘量＞600g/m2。
在本发明一个实施方式中，所述中效无纺布针对PM2.5以上粉尘的计
重效率为70％以上，且在1.5m/s风速时所述中效无纺布的初始阻力＜30Pa，
当阻力达到2.5倍初始阻力时所述中效无纺布的容尘量＞400g/m2。
在本发明一个实施方式中，所述打褶无纺布滤芯材质选自涤纶无纺布、
玻纤无纺布、丙纶无纺布中的至少一种；在0.1m/s风速时所述滤芯对0.5
μm以上粉尘的过滤效率为90％以上，在0.1m/s风速时滤芯的初始阻力＜
20Pa，优选初始阻力＜10Pa。
在本发明一个实施方式中，所述间断排布的涂胶长度相等。
在本发明一个实施方式中，所述间断排布的涂胶的宽度为1.5～5mm，
优选2～3mm。
在本发明一个实施方式中，通过间断排布的涂胶、沿打褶线折叠所述
打褶无纺布滤芯后，所述打褶无纺布滤芯呈连续的“V”形折叠结构。
在本发明一个实施方式中，沿打褶线的方向，所述胶线之间的距离为
20～100mm，优选25～60mm。
在本发明一个实施方式中，在打褶无纺布滤芯上下表面间断排布的涂
胶胶线的宽度相同，胶线之间的距离相同。
在本发明一个实施方式中，在打褶无纺布滤芯上下表面间断排布的涂
胶胶线隔着滤芯材料头尾部分重叠，如图1。
在本发明中，所述空气过滤器，具体是PM2.5空气过滤器的制造方法
如下：
(1)针对二层结构：将一层粗效无纺布平整地贴附在一层经上下往复
打褶涂胶的高效无纺布滤芯上面，再用边框将其四周包覆起来；在粗效无
纺布过滤层的一面留有大面积的进风口，在打褶无纺布滤芯的一面留有大
面积的出风口。
(2)针对三层结构：将一层中效无纺布平整地贴附在一层经上下往复
打褶涂胶的高效无纺布滤芯上面，再将一层粗效无纺布平整地贴附在中效
无纺布上，再用边框将其四周包覆起来；在第一层粗效无纺布过滤层的一
面留有大面积的进风口，在打褶无纺布滤芯的一面留有大面积的出风口。
在本发明中，所述空气过滤器的粗效无纺布能够大量地阻拦空气中2.5
μm以上的粉尘，其计重效率达到50％以上，在1.5m/s风速时材料的初始
阻力＜20Pa，优选15Pa，当阻力达到2.5倍初始阻力时材料的容尘量＞
600g/m2。
在本发明包括三层结构的实施方式中，第二层中效无纺布其计重效率
达到70％以上，在1.5m/s风速时材料的初始阻力＜25Pa，优选20Pa，当阻
力达到2.5倍初始阻力时材料的容尘量＞400g/m2。
在本发明另一实施方式中，打褶后的高效无纺布滤芯上下表面均采用
间断涂胶方式在垂直打褶方向涂上间断的、长度相等的热熔胶线，涂胶胶
线粗1.5～5mm，优选2～3mm。如图1所示，涂胶将打褶的滤芯相互间隔开
来，使滤芯呈连续的“V”形折叠结构，胶线之间的距离在20～100mm之间，
优选25～60mm。
在本发明优选的实施方式中，间断排布的胶线呈长短组合，既保证了
滤芯呈连续的“V”形“折山”形状、又提高“折山”的硬挺度。与现有技
术中采用连续涂胶方式容易形成的型结构相比(如图2所示)，间
断涂胶方式所形成的“V”型折叠结构，增加了有效过滤面积和容尘面积，
降低了实际过滤风速，从而有效提高滤芯对PM2.5的过滤效率、减小风阻、
提高容尘量。
在本发明中，所述空气过滤器的特点在于：高效滤芯的实际过滤风速V
为0.05m/s～0.1m/s，折间距a＝4～7mm，优选5～6mm，滤芯滤材的展开
面积S和过滤器折叠高度h按以下公式(1)和公式(2)设计：
S＝Q÷V÷3600--------------------------公式(1)
h＝S÷H÷(L÷a)÷2-------------------公式(2)
式中S—滤芯滤材的展开面积，平方米(m2)；
Q—过滤器的设计风量，立方米/小时(m3/h)；
V—高效滤芯的实际过滤风速，米/秒(m/s)；
H—过滤器的宽度(折山长度)，米(m)；
L—过滤器的长度(折叠方向的长度)，米(m)；
a—折间距，米(m)。
本发明的空气过滤器的特点在于，在1.5m/s迎面风速条件下，过滤器
对0.5μm以上空气粉尘颗粒的过滤效率大于等于90％，初期压损＜60Pa，
2.5倍初期压损时过滤器的容尘量≥1000g/m2，在1.0m/s迎面风速条件下，
过滤器网对0.5μm以上空气粉尘颗粒的过滤效率大于等于95％。
本发明的PM2.5空气过滤器的边框材质可以是具有一定强度和硬度的
卡纸、塑料、铝型材、不锈钢等材料中的一种或几种。
本发明的有益效果是：这种高性能空气过滤器中蓬松的粗效或粗中效
无纺布过滤层阻力低、容尘量大；间断涂胶固定的打褶滤芯阻力较低，过
滤效率高；在1.5m/s和1.0m/s风速条件下，组合得到的空气过滤器对0.5
μm以上粉尘的过滤效率可达到90％和95％以上，达到高中效、甚至亚高效
等级，整体阻力低远低于一般亚高效和高中效过滤器，容尘量远大于一般
亚高效或高中效过滤器；过滤器阻力增长慢，使用寿命长，特别适用于PM2.5
空气粉尘过滤净化；过滤器粗效无纺布、高效滤芯同步达到容尘寿命，实
现同步更换，管理更加方便。
附图说明
图1为本发明一个实施方式中进行的长短组合间断涂胶方式。
图2为现有技术中进行的连续涂胶方式。
图3为本发明一个实施方式中空气过滤器的立体结构示意图。
图4为本发明一个实施方式中空气过滤器的仰视局部剖视图。
图5为本发明沿图4A-A方向剖视的两层过滤层的高性能空气过滤器
结构图。
图6为本发明沿图4A-A方向剖视的三层过滤层的高性能空气过滤器
结构图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细的说明。
在附图中，1为蓬松的粗效无纺布过滤层；2为打褶无纺布滤芯；3为
边框；4为间断排布的涂胶；5为粗效和/或中效无纺布过滤层。
实施例1
提供一种PM2.5空气过滤器，其迎风面净尺寸595mm*625mm，额定
风量2000m3/h，迎面风速1.5m/s，设计效率90％、初期压损≤40Pa、2.5
倍初期压损时容尘量600g。
过滤器采用粗效无纺布和高效滤芯组合结构：粗效无纺布1厚度15mm，
计重效率60％、1.5m/s时初期压损12Pa、2.5倍初期压损时的容尘量(ISO
A2粉尘)850g/㎡；高效滤芯2所用无纺布的厚度0.5mm，在0.08m/s风速
时对0.5μm空气粉尘的过滤效率为92.5％，压损10Pa。
高效无纺布滤芯2所用的无纺布材质为涤纶，将涤纶无纺布上下往复
打褶后，在其上下表面均采用间断式涂胶方式涂上数条等间距的热熔胶胶
线4，胶线4间距(沿打褶线方向)为50mm、胶线粗3mm。由此，将打褶的
滤芯间隔开来，呈连续的“V”形折叠结构。当胶线固定后，折间距为6mm。
按公式(1)和(2)计算得到折高为56mm，此时高效滤芯的实际平均过滤
风速为0.08m/s，滤材的过滤效率达到过滤器要求。
在打褶涂胶后的高效无纺布滤芯2上面平坦贴附一层粗效无纺布过滤
层1，粗效无纺布过滤层与高效无纺布滤芯之间用6条胶线连接固定，再用
具有一定硬度和强度的卡纸边框3将这两层过滤层的四周包覆起来，其结
构如图5所示。高效无纺布滤芯的长边与边框3之间夹有一层5mm厚的海
绵条，防止边框变形引起的滤芯折山变形。
这种高性能空气过滤器结构简单，蓬松的粗效无纺布过滤层阻力小、
容尘量大，提高了整个空气过滤器的使用寿命；打褶无纺布滤芯对PM2.5
的过滤效果好，保证整个空气过滤器的过滤效率。经测试此过滤器在1.5m/s
迎面风速(2000m3/h风量)时，对0.5μm以上的空气粉尘的过滤效率达到
93.2％、初期压损36Pa、到100Pa终压损时的容尘量680g，在1.0m/s迎面
风速时，对0.5μm以上的空气粉尘的过滤效率达到95.9％、初期压损19Pa。
实施例2
提供一种PM2.5空气过滤器，迎风面净尺寸595mm*625mm，额定风
量2000m3/h，迎面风速1.5m/s，设计效率95％、初期压损≤70Pa、2.5倍初
期压损时容尘量800g。
过滤器采用一层粗效无纺布、一层中效无纺布和高效滤芯三层组合结
构：粗效无纺布1的厚度15mm，计重效率50％、1.5m/s时初期压损12Pa、
2.5倍初期压损时的容尘量700g/㎡；中效无纺布5的厚度10mm，计重效率
70％、1.5m/s时初期压损18Pa、2.5倍初期压损时的容尘量400g/㎡，高效
滤芯2所用滤材的厚度0.5mm，在0.08m/s风速时对0.5μm空气粉尘的过
滤效率为94.5％，压损20Pa。
将高效滤材上下往复打褶后，在其上下表面均采用间断式涂胶方式涂
上热熔胶胶线4，胶线4间距(沿打褶线方向)为50mm，胶线粗2mm。通过
胶线将打褶的滤纸间隔并固定，呈连续的“V”形折叠结构。当胶线固定后，
折间距5mm、按公式(1)和(2)计算折高为47mm，此时高效滤芯的实际
平均过滤风速为0.08m/s，此时滤材的过滤效率达到过滤器要求。
在打褶涂胶后的高效无纺布滤芯2上面平整地贴附一层中效无纺布过
滤层5，中效无纺布过滤层5与打褶无纺布滤芯之间用10条胶线连接固定；
再在中效无纺布过滤层5上平整地贴附一层比其蓬松的粗效无纺布过滤层
1，这两层无纺布过滤层之间用8个胶点连接固定；然后用具有一定硬度和
强度的卡纸边框3将这三层过滤层的四周包覆起来，其结构如图6所示。
高效无纺布滤芯的长边与边框4之间夹有一层3mm厚的海绵条。
从进风口到出风口的顺序，这种高性能空气过滤器中第一层蓬松的粗
效无纺布过滤层阻力小、容尘量大，提高了整个空气过滤器的使用寿命；
第二层中效无纺布过滤层可以有效拦截空气中PM10，保护了高效滤芯，第
三层滤芯则对PM2.5的过滤效果很好，保证整个空气过滤器对PM2.5的高
效性。
相比实施例1的二层结构，本实施例的三层结构空气过滤器的初期压
损较高，但容尘量更大、效率稍高。经测试此过滤器在1.5m/s迎面风速时，
对0.5μm以上的空气粉尘的过滤效率达到96.4％、初期压损68Pa、到2.5
倍初期压损时的容尘量为857g。