[发明专利]一种针刺非织造布和热轧纺粘非织造布复合的过滤材料

说明书

本发明公开了针刺非织造布和热轧纺粘非织造布复合的过滤材料，包括针刺非织造纤网层和热轧纺粘非织造纤网层，该过滤材料在获得理想的过滤效率的同时，效阻比也达到较高的水平，此外复合后材料具有优良的力学性能，足以满足空气过滤材料在一般使用情况下的力学性能要求，能够广泛应用于各种空气过滤装置。本发明还公开了该过滤材料的制备方法，充分利用了现有的非织造布生产设备，可降低生产难度和成本，减少能源消耗，提高产品质量，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种针刺非织造布和热轧纺粘非织造布复合的过滤材料及其制备方法。

背景技术

当今时代空气污染现象依然十分严重，研制用于工业通风过滤的高效低阻并且具有较好力学性能的空气过滤材料的重要性日益上升。非织造布是三维多孔结构的纤维集合体，是理想的空气过滤素材，对不同成网方式制成的非织造材料进行复合加工，可优化材料的细观结构和力学性能，以制备优质高效的空气过滤材料。针刺非织造布力学性能优良，孔隙率高，孔径分布均匀，但孔径大，过滤性能相对较差。纺粘非织造布孔径小，过滤性能优于针刺非织造布，但力学性能相对较差。将针刺非织造布与纺粘非织造布复合能大大提高滤材的强度和耐磨性，同时过滤性能得到改善。但现有复合技术系两种非织造布的简单叠合、针刺加固，过滤效率提升幅度仍然不能达到理想的水平。

发明内容

本发明的目的是突破现有技术中的瓶颈，提出一种针刺非织造布和热轧纺粘非织造布复合的过滤材料及其制备方法，在获得理想的过滤效率的同时，效阻比也达到较高的水平，并具有优良的力学性能，同时能够起到降低生产成本，减少能源消耗的作用。

针刺非织造纤维网中丙纶短纤维的直径为18～25μm，丙纶短纤维的长度为38～75mm，纤维网面密度为200～350g/m²，厚度为3～6mm，平均孔径为50～70μm，孔径变异系数为20～35％。纤维网的纵向断裂强力为500～700N，横向断裂强力为400～600N，纵向断裂伸长率为 130～150％，横向断裂伸长率为140～160％。

纺粘非织造纤维网中纺粘长丝的平均直径为20～25μm，纤维网面密度为50～150g/m²，厚度为0.3～0.6mm，平均孔径为15～45μm，孔径变异系数为50～120％。纤维网的纵向断裂强力为50～70N，横向断裂强力为35～55N，纵向断裂伸长率为15～25％，横向断裂伸长率为20～35％。

纺粘非织造纤维网经热轧后其厚度下降至0.15～0.35mm，平均孔径减小至11～34μm，孔径变异系数增大至60～150％。纤维网的纵向断裂强力增大至100～160N，横向断裂强力增大至70～120N，纵向断裂伸长率减小至8～16％，横向断裂伸长率减小至12～23％。

叠层复合非织造布平均纤维直径为18～25μm，纤维网面密度为 245～490g/m²，厚度为2.5～5.2mm，平均孔径为7～23μm，孔径变异系数为45～90％。纤维网的纵向断裂强力为300～450N，横向断裂强力为250～400N，纵向断裂伸长率为45～70％，横向断裂伸长率为65～90％。

相对于与未经热轧的纺粘非织造纤维网复合，针刺非织造纤维网与热轧纺粘非织造纤维网复合后，孔径值下降幅度更大。这是由于非织造布孔径值为孔隙通道中最狭窄位置的孔径，一个孔道如果遇到比自身宽大的孔道，则孔径最终数值还是自身，如果遇到更窄小孔道，则孔径最终数值是后者，因此复合单元成分的孔径越小，复合后材料的孔径也越小。

本发明还提供了一种针刺非织造布和热轧纺粘非织造布复合的过滤材料的制备方法，该方法采用现有设备，操作简单，适于工业化生产。

将针刺非织造纤网层和热轧纺粘非织造纤网层进行叠层，通过针刺加工将过滤材料各个部分进行连接，形成力学性能优良、高效低阻的空气过滤材料。

复合非织造布空气过滤材料的制备方法包括下述步骤：