一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途，該無紡布是由聚酯纖維、耐高溫阻燃纖維以及熱可塑性樹脂所組成，所述聚酯纖維占絕干無紡布的30～45重量%，所述耐高溫阻燃纖維占絕干無紡布的10～20重量%，熱可塑性樹脂占絕干無紡布的35～60重量%。本發(fā)明的濕法無紡布具有剛軟度高、形狀保持率好、捕集效率高、壓損低的特點，同時還具有生產(chǎn)成本低的優(yōu)點，可應用于液體或氣體過濾領域中。
【專利說明】一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)階段隨著人們對環(huán)境的越來越關注，對于空氣質(zhì)量的要求越來越高，濾芯式空氣凈化器的使用也越來越廣泛，濾芯式空氣凈化器濾芯材料主要采用無紡材料等制成，目前市場上的無紡材料在其硬度等性能較差，導致濾芯支撐不良，當空氣壓力較大時，影響濾材納污量及縮短了使用壽命。
[0003]如中國公開專利CN101058960A公開了一種濕法骨架材料無紡布，構成該無紡布的纖維種類為聚酯纖維和水溶性維尼綸纖維，由于制得的無紡布難以達到較高的剛軟度，所以在進行較高風量的空氣過濾中容易出現(xiàn)變形而導致結構壓損變高，過濾性能變差。
[0004]又如特開2005-159283公開了一種電池中電容的分隔層，其主要采用纖度在
0.45dtex以下的熱塑性聚酯纖維，且平均流量孔徑在1.1微米以下，雖然能制得捕集效率很高的無紡布，但是高捕集效率的同時帶來了過濾時的壓力損失很高，所以過濾材料壽命會降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種剛軟度高、捕集效率高、壓損低的濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案如下:本發(fā)明的濕法無紡布是由聚酯纖維、耐高溫阻燃纖維以及熱可塑性樹脂所形成，所述聚酯纖維占絕干無紡布的30?45重量％，所述耐高溫阻燃纖維占絕干無紡布的10?20重量％，熱可塑性樹脂占絕干無紡布的35?60重量％。如果聚酯纖維的含量小于30%，制得的無紡布通氣度就會降低，導致過濾時無紡布的阻力變大，聚酯纖維的含量減少勢必會增加耐高溫阻燃纖維的含量，所以無紡布的脆性高，易斷裂，不利于尺寸穩(wěn)定；如果聚酯纖維的含量大于45%，則制得的無紡布在后道打褶性能差，導致無紡布的尺寸穩(wěn)定性差。如果耐高溫阻燃纖維的含量小于10%，無紡布中的耐高溫阻燃纖維主要為了提高無紡布的剛軟度，如果耐高溫阻燃纖維的含量變少了，制得無紡布的剛軟度就會低；如果耐高溫阻燃纖維的含量大于30%，則無紡布的剛性太強，韌性較弱，易造成斷裂。如果熱可塑性樹脂的含量小于35%，雖提高了通氣度，但是剛軟度會下降，導致無紡布的尺寸穩(wěn)定性變差，影響后道打褶加工性能；如果熱可塑性樹脂的含量大于60%，雖然可以提高無紡布的剛軟度，但是纖維含量降低，通氣度會下降，影響使用時的過濾阻力。
[0007]本發(fā)明的耐高溫阻燃纖維為玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚苯并咪唑纖維、聚氯乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺纖維或聚酰亞胺纖維?？紤]到無機礦物纖維具有較高的剛性，在制成無紡布時具有較高的形狀保持力，優(yōu)選玻璃纖維、玄武巖纖維無機纖維?？紤]到干燥后能得到較高的形狀保持力，上述熱可塑性樹脂主要成分為丙烯酸樹脂或苯丙樹脂。[0008]上述聚酯纖維是由直徑在23?50 μ m之間的粗纖度聚酯纖維、直徑在5?23 μ m之間的細纖度聚酯纖維中的一種或兩種構成。如果細纖度聚酯纖維的直徑小于5 μ m，無紡布的過濾時阻力就變大，且易堵塞，無紡布的綜合過濾性能差；如果細纖度聚酯纖維的直徑大于23μπι，就難于過濾到空氣中的細小微粒和細菌。如果粗纖度聚酯纖維的直徑小于23 μ m,則無紡布的透氣性能降低，過濾性能下降；如果粗纖度聚酯纖維的直徑大于50 μ m,則無紡布纖維間的空隙變大，對活性炭的夾持率下降，易造成漏碳的現(xiàn)象。
[0009]上述粗纖度聚酯纖維占絕干無紡布的18?32重量％，所述細纖度聚酯纖維占絕干無紡布的12?24重量％。如果細纖度聚酯纖維的含量小于12%的話，那粗纖維的含量就會增多，制得的無紡布的空隙變大，空氣中的細小微粒和細菌就難于被捕集到，且在后道加工中如果夾持活性炭的話，活性炭就會漏出。
[0010]上述耐高溫阻燃纖維的直徑為8?15 μ m。如果耐高溫阻燃纖維的直徑小于8 μ m，則耐高溫阻燃纖維對無紡布的剛軟度的增強效果并不明顯，如果耐高溫阻燃纖維的直徑大于15 μ m，則捕集效率有所降低，同時在后道加工中如果夾持活性炭的話，活性炭就會漏出。
[0011]本發(fā)明的濕法無紡布中纖維間存在空隙，且直徑在180μπι以上的空隙的數(shù)量在千分之一以下。目前國內(nèi)市場上的活性炭顆粒的粒徑都比較大，有幾百微米甚至幾毫米粗的顆粒，與這種活性炭顆粒復合時，對無紡布中纖維間存在的空隙基本沒有要求。而最近國內(nèi)外對活性炭顆粒的加工越來越高，均勻性也越來越好，尤其在用于空氣過濾方面，活性炭顆粒的粒徑略高于180 μ m，這樣的話對纖維間存在的空隙在180微米以上，甚至200微米以上的無紡布來說，如果與粒徑略高于180 μ m的活性炭顆粒復合，就很容易發(fā)生漏炭的現(xiàn)象。因此本發(fā)明制備了一種纖維間空隙非常小的無紡布，可以避免與活性炭顆粒復合加工時炭粉掉落的現(xiàn)象。
[0012]根據(jù)JIS L 1096法，本發(fā)明濕法無紡布的經(jīng)向剛軟度為120mN以上、緯向剛軟度為90mN以上。剛軟度在此范圍的話，打褶后的無紡布可以有較好的尺寸穩(wěn)定性，在使用時不易變形。
[0013]在測定壓為125Pa時,本發(fā)明濕法無紡布的通氣度值為130cc/cm2/sec以上。通氣度在此范圍的話，制得的無紡布作為過濾材料在較高的風量下有較低的阻力；如果與其他過濾材料復合或者與活性炭等材料復合時，過濾材料的整體的阻力會上升，為了保證整體阻力不至于過大，所以在保持較高捕集效率的同時盡量要保證較好的通氣度。
[0014]本發(fā)明濕法無紡布在140°C下處理5min的熱收縮率在2%以下，因為在后道工序中無紡布在受熱后會出現(xiàn)一定的收縮，如果無紡布的熱收縮率大于2%的話，無紡布就會出現(xiàn)嚴重變形，這樣就會降低過濾性能。
[0015]本發(fā)明濕法無紡布的克重為50?100g/m2,無紡布的厚度為O. 3?O. 5mm,如果無紡布的克重太低、太薄會造成尺寸穩(wěn)定性差，捕集效率低；如果無紡布的克重太高、太厚會造成壓損太高,成本太高。
[0016]根據(jù)JIS L1096法測定,本發(fā)明濕法無紡布的經(jīng)向拉伸強力為125 N/50mm以上，緯向拉伸強力為85N/50mm以上，無紡布必須保持一定的強力，否則在打褶過程中可能出現(xiàn)斷裂。
[0017]本發(fā)明濕法無紡布的生產(chǎn)方法步驟如下：將粗纖度聚酯纖維、細纖度聚酯纖維以及長度為5?30mm的耐高溫阻燃纖維與水在攪拌速度為80?150r/min下進行攪拌,鋪網(wǎng)體過濾領域中。
兌明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于
，每塊樣品按左、中、右方向3個地方，通過:維間空隙，每個地方數(shù)625個空隙，統(tǒng)計大丨基準如下:直徑在180 4 以上的空隙的數(shù)二的空隙的數(shù)量大于千分之一的為不合格。.上，固定住，調(diào)節(jié)風量31113/111111的空氣通過喂向測試樣品，當樣品阻力上升150？3時，.濾材的增重12，從而算出該測定濾材的捕[0025]【剛軟度】
根據(jù)JIS L1096標準，試驗材料尺寸:89mmX25mm，利用(格利安式)選用合適的量程砝碼，利用設備測試桿擺動幅度的大小，在顯示屏上顯示出對應的剛軟度大小。在本發(fā)明的過濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。
[0026]【拉伸強力】
根據(jù)JIS L1096標準，試驗材料尺寸:寬50mmX長300mm，標準點為200mm，利用Instron測定設備,在拉伸速度100mm/min下進行測試,測試經(jīng)、纟韋向的樣品數(shù)各為N=5。
[0027]【通氣度】
根據(jù)Jis L1096標準，把無紡布沿幅寬方向均勻裁剪10塊樣品(10cm*10cm)，置于FX3300通氣度試驗機測試口下方通過125Pa的壓力進行測試,測試的量程選為cm3/cm2/s，然后取10塊樣品測試值的平均值。
[0028]【熱收縮率】
將無紡布取樣 ，大小為300mmX 50mm,在無紡布的一端加30g重量的力，在溫度為150°C的烘箱中放置3分鐘，后測量其長度Lmm，用(L-300)/L*100%得到熱收縮率，測量5次取平均值。
[0029]實施例1
采用直徑為5μπι的細纖度聚酯短纖維、直徑為23 μ m的粗纖度聚酯短纖維、直徑為8 μ m的玻璃纖維進行混合,然后與水在攪拌速度為80r/min下進行攪拌分散,鋪網(wǎng)，自然脫水，再將丙烯酸樹脂均勻涂布在纖維網(wǎng)上，然后在干燥溫度為120°C、時間為45s下進行干燥處理，收卷，最終制得本發(fā)明的濕法無紡布，測得無紡布中含有12重量％的細纖度聚酯短纖維、18重量％粗纖度聚酯短纖維、10重量％玻璃纖維、60重量％丙烯酸樹脂。評價該濕法無紡布的物性，并示于表1。
[0030]實施例2
采用直徑為23 μ m的細纖度聚酯短纖維、直徑為50 μ m的粗纖度聚酯短纖維、直徑為8 μ m的玄武巖纖維進行混合,然后與水在攪拌速度為90r/min下進行攪拌分散,鋪網(wǎng)，自然脫水，再將丙烯酸樹脂均勻涂布在纖維網(wǎng)上，然后在干燥溫度為120°C、時間為45s下進行干燥處理，收卷，最終制得本發(fā)明的濕法無紡布，測得無紡布中含有24重量％的細纖度聚酯短纖維、18重量％粗纖度聚酯短纖維、20重量％玄武巖纖維、38重量％丙烯酸樹脂。評價該濕法無紡布的物性，并不于表1。
[0031]實施例3
采用直徑為8μπι的細纖度聚酯短纖維、直徑為30μπι的粗纖度聚酯短纖維、直徑為12 μ m的玻璃纖維進行混合,然后與水在攪拌速度為100r/min下進行攪拌分散,鋪網(wǎng)，自然脫水，再將苯丙樹脂均勻涂布在纖維網(wǎng)上，然后在干燥溫度為130°C、時間為50s下進行干燥處理，收卷，最終制得本發(fā)明的濕法無紡布，測得無紡布中含有12重量％的細纖度聚酯短纖維、23重量％粗纖度聚酯短纖維、30重量％玻璃纖維、35重量％苯丙樹脂。評價該濕法無紡布的物性，并示于表1。
[0032]實施例4
采用直徑為IOym的細纖度聚酯短纖維、直徑為35 μ m的粗纖度聚酯短纖維、直徑為10 μ m的聚四氟乙烯纖維進行混合，然后與水在攪拌速度為llOr/min下進行攪拌分散，鋪[徑為45 9 ?。。〉拇掷w度聚酯短纖維、直徑為半速度為130170111下進行攪拌分散，鋪網(wǎng)，:，然后在干燥溫度為1351、時間為608下5布，測得無紡布中含有22重量％的細纖度量%聚氯乙烯纖維、38重量％丙烯酸樹脂。
徑為409 0的粗纖度聚酯短纖維、直徑為5為140170111下進行攪拌分散，鋪網(wǎng)，自然尋在干燥溫度為1551、時間為1.20111下進
有，其中測得無紡布中含有4重量％的細纖I量％玻璃纖維、50重量％丙烯酸樹脂。評
徑為809 0的粗纖度聚酯短纖維進行混合，卜散，鋪網(wǎng)，自然脫水，再將熱苯丙樹脂均勻
【權利要求】
1.一種濕法無紡布，其特征在于：該無紡布是由聚酯纖維、耐高溫阻燃纖維以及熱可塑性樹脂所形成的，所述聚酯纖維占絕干無紡布的30~45重量％，所述耐高溫阻燃纖維占絕干無紡布的10~30重量％，熱可塑性樹脂占絕干無紡布的35~60重量％。
2.根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：所述聚酯纖維是由直徑在23~ 50 u m之間的粗纖度聚酯纖維、直徑在5~23 u m之間的細纖度聚酯纖維中的一種或兩種構成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的濕法無紡布，其特征在于：所述粗纖度聚酯纖維占絕干無紡布的18~32重量％，所述細纖度聚酯纖維占絕干無紡布的12~24重量％。
4.根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：所述耐高溫阻燃纖維的直徑為 8 ~15 u m。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的濕法無紡布，其特征在于：該無紡布的直徑在180微米以上的空隙數(shù)量在千分之一以下。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的濕法無紡布，其特征在于：根據(jù)JISL 1096法，該無紡布的經(jīng)向剛軟度為120mN以上、緯向剛軟度為90mN以上。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的濕法無紡布，其特征在于：在測定壓為125Pa時，該無紡布的通氣度值為130cc/cm2/sec以上。
8.—種權利要求1所述的濕法無紡布的生產(chǎn)方法，其特征在于：將粗纖度聚酯纖維、細纖度聚酯纖維以及長度為5~30mm的耐高溫阻燃纖維與水在攪拌速度為80~150r/min 下進行攪拌，鋪網(wǎng)形成纖維網(wǎng)，自然脫水，再將熱可塑性樹脂均勻涂布在纖維網(wǎng)上，然后在干燥溫度為120~145°C、時間為45s~1. 2min下進行干燥處理，收卷，最終制得成品。
9.一種權利要求1所述的濕法無紡布在液體或氣體過濾領域中的應用。
【文檔編號】D21F11/14GK103835180SQ201210480170
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2012年11月23日
【發(fā)明者】朱杰, 蔡文杰, 紀舜卿 申請人:東麗纖維研究所（中國）有限公司