yy账号交易平台app:一种超细纤维复合过滤材料及其制备方法

时间: 2025-11-08 12:23:14 |   作者: yy账号交易平台app

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　　1.一种超细纤维复合过滤材料，由过滤层和基布层组成，其特征是所述过滤层与基

　　布层通过热轧黏合，过滤层采用针刺非织造布，基布层采用双组分纺黏法非织造布；所述针

　　海岛纤维制成，且至少有一种海岛纤维的岛组分为高收缩聚合物，至少有一种海岛纤维的

　　2.如权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料，其特征是所述的针刺非织造布

　　采用PA/PET/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维、PA/高收缩聚合物/COPET三组分并列

　　型不定岛海岛短纤维和低熔点聚合物/COPET定岛型海岛短纤维混合制成，三种海岛纤维的

　　3.如权利要求2所述的一种超细纤维复合过滤材料，其特征是所述的PA/PET/COPET

　　三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法纺制，纤维具有立体卷曲结构，

　　并列型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分为PET/COPET共混，A组分中的岛组分为PA、

　　海组分为COPET，B组分中的岛组分为PET、海组分为COPET，海与岛的质量比均为(30％～

　　50％)：(50％～70％)，A、B两组分分别构成各自的不定岛海岛纤维结构。

　　4.如权利要求2所述的一种超细纤维复合过滤材料，其特征是所述的PA/高收缩聚合

　　物/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法纺制，纤维具有立体卷

　　曲结构，并列型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分为高收缩聚合物/COPET共混，A组

　　分中的岛组分为PA、海组分为COPET，B组分中的岛组分为高收缩涤纶、高收缩尼龙中的一

　　种，B组分中的海组分为COPET，海与岛的质量比为(30％～50％)：(50％～70％)，A、B两组分

　　5.如权利要求2所述的一种超细纤维复合过滤材料，其特征是所述的低熔点聚合物/

　　COPET定岛型海岛短纤维岛数为8～64岛，低熔点聚合物作为岛组分，为HDPE、LDPE、LLDPE、

　　PP、低熔聚酯中的一种，海组分为COPET，海与岛的质量比为(30％～40％)：(60％～70％)。

　　6.如权利要求1所述的一种复合过滤材料，其特征是所述的双组分纺黏法非织造布

　　为皮芯型结构，纤维皮层为PE，芯层为PP或PET，克重为40～120g/m

　　7.一种权利要求1‑6任意一项所述的超细纤维复合过滤材料的制备方法，其特征是

　　将三种及以上的海岛纤维以一定质量比依次进行开松混合、梳理、铺网、预针刺、主针刺、热

　　风收缩处理、碱处理开纤、烘干，得到超细纤维针刺非织造布，针刺非织造布作为复合过滤

　　8.如权利要求7所述的一种超细纤维复合过滤材料的制备方法，其特征是所述的针

　　9.如权利要求7所述的一种超细纤维复合过滤材料的制备方法，其特征是所述的碱

　　处理开纤中碱液为5％～8％NaOH水溶液，处理温度为90～100℃，处理时间为10～15min，烘

　　10.如权利要求7所述的一种超细纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于所述的过

　　工业生产排放的废气是城市空气污染中PM2.5粉尘的主要源头，这种粉尘漂浮在

　　空气中难以下沉，严重破坏了人类生活环境。为了更好的提高对粉尘的过滤效果，需要过滤精度高

　　的过滤材料。非织造过滤材料因加工流程短、成本低而被大范围的应用于过滤材料领域，但采用

　　常规纤维制成的非织造布纤维较粗，在过滤材料中往往用作支持过滤膜层的骨架层以使过

　　滤材料获得一定的机械性能。提高过滤效果和过滤精度还需要依靠过滤膜，但使用过滤膜

　　NaOH减量开纤获得超细纤维过滤材料，但此材料对PM2.5粉尘过滤效果不佳，而且尺寸稳定

　　性较差，在高风量时容易变形；此外，由于超细纤维直径一致，缺少梯度分布，压差特性较

　　差，纳污容量较低，导致过滤效率降低。分析现存技术对PM2.5粉尘过滤效果不佳的原因，发

　　现：(1)采用的海岛纤维为定岛纤维，纤维细度在5μm以上；(2)开纤过程中，去除海组分虽然

　　得到超细纤维，但非织造布纤网结构变松，超细纤维束之间的间隙变大，降低了过滤精度。

　　刺时加入皮芯型型纤维，利用热熔纤维熔融黏合，提高非织造布的强度。但由于采用的热熔

　　纤维细度较粗，黏合面积较大，阻力增加，造成透气性能和过滤效率降低。现存技术中，过滤

　　材料制备时基布与过滤层的复合多采用黏合剂进行黏合，例如采用丙烯酸黏合剂黏合，但

　　顾，工艺流程不环保，机械性能差等问题，本发明型旨在提供一种工艺流程环保、机械性能

　　成，过滤层与基布层通过热轧黏合，过滤层采用针刺非织造布，基布层采用双组分纺黏法非

　　及以上的海岛纤维制成，且至少有一种海岛纤维的岛组分为高收缩聚合物，至少有一种海

　　进一步地，在本发明提供的一种超细纤维复合过滤材料中，针刺非织造布采用PA/

　　PET/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维、PA/高收缩聚合物/COPET三组分并列型不定岛

　　海岛短纤维和低熔点聚合物/COPET定岛型海岛短纤维混合制成，三种海岛纤维的混合质量

　　更进一步地，在本发明提供的一种超细纤维复合过滤材料中，PA/PET/COPET三组

　　分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法纺制，纤维具有立体卷曲结构，并列

　　型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分为PET/COPET共混，A组分中的岛组分为PA、海组

　　分为COPET，B组分中的岛组分为PET、海组分为COPET，海与岛的质量比均为(30％～50％)：

　　更进一步地，在本发明提供的一种超细纤维复合过滤材料中，PA/高收缩聚合物/

　　COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法纺制，纤维具有立体卷曲

　　结构，并列型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分为高收缩聚合物/COPET共混，A组分

　　中的岛组分为PA、海组分为COPET，B组分中的岛组分为高收缩涤纶、高收缩尼龙中的一种，B

　　组分中的海组分为COPET，海与岛的质量比为(30％～50％)：(50％～70％)，A、B两组分分别

　　COPET定岛型海岛短纤维岛数为8～64岛，低熔点聚合物作为岛组分，为HDPE、LDPE、LLDPE、

　　PP、低熔聚酯中的一种，海组分为COPET，海与岛的质量比为(30％～40％)：(60％～70％)。

　　布为皮芯型结构，纤维皮层为PE，芯层为PP或PET，克重为40～120g/m

　　此外，本发明还提供了上述的超细纤维复合过滤材料的制备方法，步骤包括：将三

　　种及以上的海岛纤维以一定质量比依次进行开松混合、梳理、铺网、预针刺、主针刺、热风收

　　缩处理、碱处理开纤、烘干，得到超细纤维针刺非织造布，针刺非织造布作为复合过滤材料

　　纤中碱液为5％～8％NaOH水溶液，处理温度为90～100℃，处理时间为10～15min，烘干温度

　　与现有技术相比，本发明的有益效果有：(1)提高过滤精度和过滤效率。PA/高收缩

　　聚合物/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维和PA/PET/COPET三组分并列型不定岛海岛

　　短纤维开纤后直径为0.02～25μm，与定岛纤维相比，纤维更细，过滤精度更高；混入PA/高收

　　缩涤纶/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维，经过热风收缩处理后，由于高收缩涤纶纤

　　维的收缩特性，使得布面明显致密，孔隙率降低，提高过滤精度；由于混入的PA/PET/COPET

　　三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法纺制，纺丝时由于两种原料的熔

　　体黏度不同，两侧的熔体应力不同，两种原料的收缩率不同，使得纤维产生立体卷曲结构，

　　并且比常规卷曲技术获得的卷曲度明显提高，而卷曲度的提高有利于针刺时纤维相互缠结

　　与抱合，提高了非织造布的针刺密度及强度，来提升过滤精度、过滤效率和过滤效果，并

　　改善了过滤材料的机械性能；混入低熔点聚合物/COPET的定岛海岛短纤维，受热后低熔点

　　聚合物部分熔融能够更好的起到粘结加固、使布面更致密的作用。通过以上技术方法的综合作用，

　　最终得到的超细纤维复合过滤材料对0.2μm微粒的过滤效率≥99％。(2)提高机械性能。在

　　针刺非织造布中混入低熔点聚合物/COPET的定岛海岛短纤维，受热后低熔点聚合物部分熔

　　融可以起到粘结加固，改善了过滤层的尺寸稳定性；以皮芯双组分纺黏法非织造布作为基

　　布层，采用热轧方法将过滤层和基布层黏合在一起，提高了机械性能。(3)减少过滤阻力，提

　　高通气性能和过滤效率。由于并列的两部分都为不定岛海岛纤维结构，开纤后得到不同纤

　　维直径的超细纤维，在制成非织造过滤材料后，纤维间隙有一定的梯度分布，提高了压差特

　　性，纳污容量提高，获得更高的过滤效率和更大的流体通量；混入的低熔点聚合物/COPET定

　　岛海岛短纤维，由于开纤后得到的低熔点纤维为超细纤维，与现存技术中加入的普通热熔

　　纤维相比，黏合面积减小，阻力减小，通气度增加，在提高尺寸稳定性的同时保证了透气性

　　能和过滤效率；以皮芯双组分纺黏法非织造布作为基布层，采用热轧方法将过滤层和基布

　　层黏合在一起，由于纺黏法非织造布也具有粗过滤作用，与针刺非织造布构成了过滤梯度，

　　与现有技术中两层非织造布复合采用丙烯酸黏合剂相比，提高了流体通量，而且加工过程

　　顾。本发明的构思是：通过优选过滤材料的过滤层和基布层的混合组分和加工工艺，利用海

　　岛纤维中低熔点聚合物的粘结特性，不另引入黏合合剂，达到环保的目的；通过引入并列型

　　海岛纤维不仅大幅度降低开纤后纤维的直径，还提高混入纤维组分的直径差异，使纤维间隙

　　有一定的梯度分布；通过引入高收缩聚合物，在不提高非织造布厚度下，大幅度提高过滤层的

　　针刺密度；通过引入低熔点聚合物作为岛组分，减少非织造布的黏合面积，以此来实现过滤精

　　经过热风收缩处理的超细纤维针刺非织造布，基布层为皮芯双组分纺黏法非织造布，过滤

　　层和基布层经热轧黏合成复合过滤材料。超细纤维针刺非织造布的针刺密度≥0.35g/cm

　　至少有一种海岛纤维中含有高收缩聚合物作为岛组分，一种海岛纤维中含有低熔点聚合物

　　作为岛组分。针刺非织造布中的海岛纤维优选PA/PET/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤

　　维、PA/高收缩聚合物/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维和低熔点组分/COPET定岛型

　　海岛短纤维混合制成，三种海岛纤维的混合质量比为(50％～70％)：(20％～30％)：(10％

　　优选地，PA/PET/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复合纺丝方法

　　纺制，纤维具有立体卷曲结构，并列型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分为PET/

　　COPET共混，A组分中的岛组分为PA、海组分为COPET，B组分中的岛组分为PET、海组分为

　　COPET，海与岛的质量比均为(30％～50％)：(50％～70％)，A、B两组分分别构成不定岛海岛

　　纤维结构，开纤后纤维直径0.05～2μm。并列型复合纺丝方法纺制的PA/PET/COPET三组分并

　　列型不定岛海岛短纤维，由于纺丝时两种原料的熔体黏度不同，两侧的熔体应力不同，两种

　　原料的收缩率不同，使得纤维产生立体卷曲结构，并且比常规卷曲技术获得的卷曲度显著

　　提高，而卷曲度的提高有利于针刺时纤维相互缠结与抱合，提高了非织造布的针刺密度及

　　强度，而针刺密度的提高有利于过滤精度的提高。同时由于并列的两部分都为不定岛海岛

　　纤维结构，开纤后得到不同纤维直径的超细纤维，在制成非织造过滤材料后，纤维间隙有一

　　定梯度分布，提高了压差特性，纳污容量提高，获得更高的过滤效率和更大的流体通量。

　　优选地，PA/高收缩聚合物/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维采用并列型复

　　合纺丝方法纺制，纤维具有立体卷曲结构，并列型复合纺丝的A组分为PA/COPET共混，B组分

　　为高收缩聚合物/COPET共混，A组分中的岛组分为PA、海组分为COPET，B组分中的岛组分为

　　高收缩涤纶或者高收缩尼龙、海组分为COPET，海与岛的质量比为(30％～50％)：(50％～

　　70％)，A、B两组分别构成不定岛海岛纤维结构，开纤后纤维直径0.05～2μm。在针刺非织造

　　布中混有特殊的比例的PA/高收缩聚合物/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维，经过热风

　　收缩处理后，由于高收缩聚合物纤维的收缩特性，使得非织造布布面明显致密，显著提高了

　　优选地，低熔点聚合物/COPET定岛型海岛短纤维岛数为8～64岛，低熔点聚合物作

　　为岛组分，选用HDPE、LDPE、LLDPE、PP、低熔聚酯中的一种，海组分为COPET，海与岛的质量比

　　入低熔点组分/COPET定岛海岛短纤维，可通过低熔点组分受热后的部分熔融，起到粘结

　　加固、使布面更为致密的作用。由于开纤后得到的是超细低熔点纤维，与现存技术加入普通

　　热熔纤维相比，黏合面积减小，通气度增加，阻力减小，在提高机械性能和尺寸稳定性的同

　　优选地，双组分纺黏法非织造布为皮芯型结构，纤维皮层为PE，芯层为PP或PET，克

　　度。同时，与现存技术中两层非织造布复合采用丙烯酸黏合剂相比，提高了流体通量，加工

　　制备上述超细纤维复合过滤材料的制备方法的工艺流程见图1，制备步骤如下：将

　　选用的三种及以上的海岛纤维以一定质量比进行开松混合、梳理、铺网、预针刺、主针刺、热

　　风收缩处理、碱处理开纤、烘干，得到超细纤维针刺非织造布，针刺非织造布作为复合过滤

　　优选地，针刺非织造布热风收缩处理温度90～105℃，处理时间2～5min；碱处理开

　　纤中碱液为5％～8％NaOH水溶液，处理温度为90～100℃，处理时间为10～15min，烘干温度

　　为95～105℃，处理时间为5～10min；过滤层与基布层热轧黏合的热轧温度115～130℃，轧

　　不定岛海岛短纤维、2.22dtex*51mm的PA/高收缩涤纶/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤

　　海岛短纤维具有立体卷曲结构，开纤后纤维直径0.05～2μm；2.22dtex*51mm的PA/高收缩涤

　　纶/COPET三组分并列型不定岛海岛短纤维具有立体卷曲结构，开纤后纤维直径0.05～2μm；

　　采用并列型复合纺丝方法纺丝，A组分为PA/COPET共混，其中PA为岛组分、COPET为海组分；B

　　组分为PET/COPET共混，其中PET为岛组分、COPET为海组分。A、B两部分分别构成不定岛海岛

　　同样采用并列型复合纺丝方法制备2.22dtex*51mm的PA/高收缩涤纶/COPET三组

　　分并列型不定岛海岛短纤维，A组分为PA/COPET共混，其中PA为岛组分、COPET为海组分；B组

　　分为高收缩涤纶/COPET共混，其中高收缩涤纶为岛组分、COPET为海组分。两部分分别构成

　　定岛型海岛短纤维。开纤后纤维直径3μm，海岛短纤维的海与岛的质量比为30：70。

　　过滤材料的制备。一、过滤层的制备：(1)针刺非织造材料的制备。将上述的三种海

　　岛短纤维以质量比50/30/20混合，然后经开松、梳理、铺网、针刺，得到针刺非织造布。(2)热

　　风收缩处理。将上述针刺非织造布放入热风烘箱，进行热风收缩处理，处理温度为95℃，处

　　理时间为3min。(3)碱液开纤、烘干。采用5％NaOH水溶液，对热风处理后的非织造布碱液开

　　纤处理，处理的温度为95℃，处理时间为10min，烘干温度为105℃，处理时间为8min。经上述

　　造布作为基布层，采用热轧工艺进行复合，热轧温度为120℃，轧辊线N/mm，得到超

　　细纤维高效复合过滤材料。经试验此复合过滤材料对0.2m微粒的过滤效率为99.3％。

　　三组分并列型不定岛海岛短纤维工艺流程的海与岛的质量比均为50：50；LDPE/COPET定岛

　　型海岛短纤维采用37岛的常规海岛喷丝板纺丝，规格为3.5dtex*51mm。三种海岛短纤维以

　　质量比55/30/15混合；热风收缩处理的处理温度为90℃，处理时间为5min；开纤后得到的针

　　本实施例中得到的超细纤维高效复合过滤材料对0.2μm微粒的过滤效率99.2％。

　　高收缩尼龙。LDPE/COPET定岛型海岛短纤维采用64岛的常规海岛喷丝板纺丝。开纤后得到