[发明专利]一种针刺静电滤棉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属空气净化领域，所涉及的是一种针刺静电滤棉，具体说一种针刺静电过滤材料及其制备方法。

背景技术

人的一生至少有80%以上的时间是在室内度过的。随着人们生活水平的提高与科技快速发展，人们对室内空气质量提出了更高的要求，空气净化器、吸尘器、口罩和空调等室内和局部净化产品成为了家庭日常必需品。滤料作为以上产品的核心部件，它要具备高过滤效率、低阻力和较高的容尘量。

聚丙烯纤维由于具有吸湿性小、不霉不蛀、良好的耐磨性能和优异的耐腐蚀性能，以及低廉的成本，受到家用过虑行业的青睐，业已成为常用的主流过滤材料。熔喷过滤布凭借极细的纤维细度（可达1μm）、三维微孔结构，成为亚高效及以上级别的主打滤料，而经过电晕驻极使熔喷过滤材料中的超细纤维带上静电荷，使熔喷过滤材料超细纤维过滤再叠加静电吸附过滤，成为高效过滤材料的核心。但熔喷过滤材料有两个无法解决的缺陷：一是过滤阻力很大；二是其强度很低，基本无强力。由于熔喷过滤材料凭借其超细纤维捕捉尘粒，过滤阻力随着过滤效率增大而增大，因此，要保证较高的过滤效率，则其过滤阻力一定偏大。而在强度改善上：专利CN101432334A介绍了一种在聚酯原料中添加一定比例的环族或芳族粒子来提高熔喷材料的强度；中国专利CN202202113U、CN102847374A采用熔喷布与纺粘无纺布复合的形式，以改善熔喷材料强度的不足问题。

普通蓬松针刺滤料具有较大的孔隙、较高的孔隙率、内部结构呈三维立体形状、过滤阻力极小等优点，但其过滤效率较差，只能应用于初效过滤上而不能应用于中高效过滤器中。本发明选用特殊的纤维原料，采用针刺工艺制作出针刺无纺基布，利用非均匀电场引起空气局部击穿，瞬时高压电晕放电所产生的离子束会轰击电介质并使它带上电荷，含尘气流中的尘粒通过滤料时会被带上一定的电荷，由于异性电荷相吸而被捕捉到滤料的纤维上。

发明内容

为了解决熔喷过滤材料高效却不低阻、普通针刺滤料低阻却不高效的难题，，本发明的目的在于提供一种过滤效率高，阻力却极小，并具有一定强度的针刺静电滤棉。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种针刺静电滤棉，包括针刺无纺层,在所述针刺无纺层的上表面、下表面中的任一面或两面上设一层纺粘无纺布。

进一步地，在所述针刺无纺层为静电针刺无纺纤维层。

进一步地，所述静电针刺无纺纤维层中的纤维的细度范围为1.0-3.5dtex，单根纤维直径在9-18μm,纤维长度30-60mm。

进一步地，所述纤维截面形状为扁平状结构。这种结构一方面有利于提高纤维的表面积，提高纤维表面电荷，有利于储存电荷保持长久稳定，相应地也增加静电吸附效率；

另一方面增加灰尘与纤维的接触面积，提高物理拦截效率和增强重力沉降作用。

上述针刺静电滤棉的制备方法，该方法包括如下步骤：

1）针刺无纺层的制作：将聚丙烯短切纤维依次经过开松混合、梳理、铺网，制成较为蓬松的聚丙纶纤网，然后再经多道针刺加固成针刺无纺层，所述针刺无纺层的克重为30-300g/m²；

2）烘燥工艺：将步骤1）得到的针刺无纺层先进行预烘，然后再进行烘焙，即得到针刺滤棉；

3）静电施加工艺：将经过步骤2）处理过的针刺滤棉通过一个或几个连续的高压电晕放电电场，电压在30-80KV，放电时间保持在1-10S；

4）裁剪卷装：将经过步骤3）静电处理过的针刺滤棉按要求尺寸裁剪，卷绕成针刺滤棉卷；

5）纺粘无纺布的制作：选用细度范围为2-3D的聚丙烯长丝为原料，克重在10-50g/m²；采用常规方法制成纺粘无纺布卷；亦可选用有不同花纹的热轧纺粘无纺布，以增强静电滤棉表面花纹；

6）复合工艺：由两个导布架分别引导纺粘无纺布卷和针刺滤棉卷，然后按3-20m/min速度将针刺滤棉和纺粘无纺布并合，同时保证纺粘无纺布在针刺滤棉的下面。

在步骤1）中制作针刺无纺层时，工作温度控制在22-26℃，湿度控制在50-60%RH。

在步骤2）中，预烘温度为30-50℃，焙烘温度为40-80℃，烘燥时间为1-5min。

在步骤2）中，针刺密度决定着产品的强度，针刺密度的选择要与克重、强力要求、表面效果相一致。针刺密度在150-750刺/cm²较为适合。

步骤3）为本发明的另一重要工艺，它是直接对制成的针刺滤棉进行施加静电工序。主要有三个参数：