[发明专利]一种用于空气净化的碳纤维多层过滤结构及其组件

说明书

本发明涉及空气过滤技术领域，尤其涉及一种用于空气净化的碳纤维多层过滤结构及其组件。所述过滤结构包括：活性碳纤维网状过滤层，贴覆在所述活性碳纤维网状过滤层上的热塑性纤维网状过滤层，贴覆在所述纳米热塑性纤维网状过滤层上的碳纤维毡过滤层。本发明通过三种不同表面和孔隙特性的碳纤维纤维织物进行组合配置设计，其中第一层碳纤维毡采用其发达孔隙结构进行较大颗粒物阻隔；第二层热塑性纤维网状过滤层通过其纤维发达的超细孔隙结构实现对空气中的细微颗粒的吸附过滤；而第三层活性碳纤维网通过其表面孔隙和表面吸附特性完成对有害气体分子和微尘颗粒的吸附去除，显著优化了对空气的过滤效果。

技术领域

本发明涉及空气过滤技术领域，尤其涉及一种用于空气净化的碳纤维多层过滤结构及其组件。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着社会经济的高速发展和工业化、交通运输等行业发展的速度日益加快，空气污染问题日益严峻，空气中的各种尺寸的颗粒物、有害气体以及各种有害有毒的细菌、病毒等微生物颗粒不断增多，严重威胁着人们的身体健康，为了保证人们生活质量和健康状况，空气净化装置成为目前大众生活的必备产品，而对其空气过滤材料也提出了更高的要求。

目前在空气净化装置中应用较多的空气过滤材料为各种有机纤维的多孔介质材料或活性炭颗粒介质材料，在各类空气过滤材料中，这些介质材料以无纺布织物为主要应用产品，其生产工艺简单、成本较低、过滤性能较好，得到广泛应用。然而，本发明人发现：传统的无纺布的功效单一，制备无纺布材料的材质也主要为有机纤维，难以对空气中的不同类型的固态颗粒和有害物质以及微生物形成较好的过滤效果，随着空气质量的不断下降，已逐渐不能满足人们的要求。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种用于空气净化的碳纤维多层过滤结构及其组件。本发明利用碳纤维毡过滤层、热塑性纤维网状过滤层、活性碳纤维网状过滤层形成多功能的过滤材料，相对于传统的有机纤维的多孔介质材料或活性炭颗粒介质材料为空气过滤材料，显著优化了过滤效果。

为实现上述发明目的，本发明公开如下的技术方案。

本发明的第一方面，公开一种用于空气净化的碳纤维多层过滤结构，包括：活性碳纤维网状过滤层，贴覆在所述活性碳纤维网状过滤层上的热塑性纤维网状过滤层，贴覆在所述纳米热塑性纤维网状过滤层上的碳纤维毡过滤层。

进一步地，所述活性碳纤维网状过滤层的材质为短切活性碳纤维，可选地，其厚度在1～5mm范围内，体密度控制在0.08～0.6g/cm³之间，单丝直径控制在4～10微米范围内，活性碳纤维的总比表面积在1000～2500m²/g，单丝表面的平均孔径在1.0～4.0nm。将所述短切活性碳纤维针刺成毡网状结构，即得活性碳纤维网状过滤层。

可选地，所述短切活性碳纤维包括T300、T700、T800、T1000等中的一种。

进一步地，所述热塑性纤维网状过滤层的单丝纤维直径控制在300～1500nm范围内。

可选地，所述热塑性纤维网状过滤层的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯等中的任意一种，所述单丝纤维可采用现有的熔喷工艺制成。

进一步地，所述热塑性纤维网状过滤层的体密度控制在0.05～0.1g/cm³，单层网状过滤层厚度在0.5～1mm范围内，总厚度控制在5～10mm范围内，该过滤层单丝纤维的比表面积在0.01～0.1m²/g范围内。