一种水过滤用双组分梯度结构非织造布及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种水过滤用双组分梯度结构非织造布及其制备方法，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网和第二层纤网均由不同细度的三叶形PET长丝纤维和圆形COPET长丝纤维组成；本发明专利技术的制备方法是将经过预结晶的PET切片和COPET切片充分干燥；通过两组不同的纺丝组件进行熔融积压、纺丝、冷却、牵伸和分丝铺网，然后将所得两层纤网叠加形成复合纤网，最后经热风粘合融化加固为一体；水过滤用双组分梯度结构非织造布可以充分发挥滤材内部不同细度过滤的优势，确保过滤效率，有效延长使用寿命，并将压强降控制在合理范围内；因此本发明专利技术的非织造布具有非轧点、透气量大、过滤精度高，压强降小，使用寿命长的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非织造布
，具体说是一种水过滤用双组分梯度结构非织造布及其制备方法和应用。
技术介绍
涤纶非织造布是由涤纶长丝纤维热熔粘合制成，在粘合过程中依靠自身熔粘合和缠结，形成空间内随机杂乱排列的三维微孔结构，主要用作过滤材料，该过滤材料主要通过纤维间孔径和单纤维与颗粒之间的作用，即液体经过时，较大颗粒会被纤维间的孔径阻挡沉积，较小颗粒随液体遇到纤维发生流向转变，颗粒在自身重力和液体流向改变的作用下，被纤维捕捉进而粘附在纤维材料的表面起到过滤作用。目前的非织造布多选用涤纶圆形长丝纤维，在过滤时，大部分颗粒被拦截在滤层的表面，而表面空隙很容易被填满而其内部空隙却没有得到有效利用，在过滤过程中的压强迅速上升，使得滤材不能充分发挥作用，并且使用寿命短。此外，圆形的纤维结构决定了过滤效率和压强降不可兼得，具体表现在：第一，单位体积内越多的纤维排列，会使得纤维间的空隙越小，过滤效率越高，但过滤过程中的压强降不可避免的会快速上升，降低材料的使用寿命；第二，压强降上升的越慢，表明材料内部的孔隙越大，使用寿命越长，但单位面积内排列组成的纤维也就越少，过滤效率越低。并且目前非织造滤材多为带有轧点的涤纶无纺布，轧点内的纤维熔融能起到粘结纤维的作用，但熔融后的纤维将孔道完全堵塞，减少了非织造布滤材的过滤面积。因此，单一的涤纶圆形长丝纤维过滤效果和使用寿命有限，常常用于过滤要求较低的过滤环境中。
技术实现思路
为解决现有涤纶圆形长丝非织造滤材结构单一、使用寿命短、压强降大、过滤精度低的不足，本专利技术提供了一种水过滤用双组分梯度结构非织造布及其制备方法和应用。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网和第二层纤网均由不同细度的三叶形PET长丝纤维和圆形COPET长丝纤维组成；三叶形PET长丝纤维的线密度为2~6D，占各层纤网的质量比为70~95%，圆形COPET长丝纤维的线密度为1~4D。优选的，孔径为10~200μm，克重为70~200g/m2，厚度为0.3~1.6mm。优选的，第一层纤网占水过滤用双组分梯度结构非织造布的重量比为40~80%。优选的，第一层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度大于第二层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度，第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度大于等于第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度。进一步优选的，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网由线密度为3D的三叶形PET长丝纤维和线密度为1.8D的圆形COPET长丝纤维组成，并且三叶形PET长丝纤维占第一层纤网质量的86%；第二层纤网由线密度为2.5D的三叶形PET长丝纤维和线密度为1.5D的圆形COPET长丝纤维组成，并且三叶形PET长丝纤维占第二层纤网质量的83%，孔径范围为10~200μm，克重范围为140g/m2，厚度为0.55mm，第一层纤网占水过滤用双组分梯度结构非织造布的重量比为75%。本专利技术还包括水过滤用双组分梯度结构非织造布的制备方法，包括以下步骤：①将PET和COPET预结晶，切片后干燥，得到PET切片和COPET切片；②将步骤①所得PET切片和COPET切片通过第一组纺丝组件进行熔融积压、纺丝、冷却、牵引和分丝铺网，得到第一层纤网；③将步骤①所得PET切片和COPET切片通过第二组纺丝组件进行熔融积压、纺丝、冷却、牵引和分丝铺网，得到第二层纤网；④将步骤③所得第二层纤网铺放在步骤②所得第一层纤网上，叠加得到复合纤网，然后将复合纤网经热风粘合后得到水过滤用双组分梯度结构非织造布；其中热风温度在COPET和PET的熔点之间。优选的，PET切片的熔点为260~265℃，COPET切片的熔点为160~240℃。优选的，热风粘合的温度为160~255℃。本专利技术还公开了水过滤用双组分梯度结构非织造布的应用，经过压印、胶合热定型后制成筒状或平板式液体过滤器滤芯。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术的非织造布采用细度不同的PET和COPET制成，梯度多、厚度大；该非织造布依据纤维的特性，将多个结构和孔径不同的纤维层进行组合，较粗且蓬松的纤维能在滤材表面形成较大的孔径，以吸附部分大颗粒，而小颗粒会进入滤材内部，在滤材内部，较细的纤维在堆积过程中形成的孔径都较小，可以有效过滤微小颗粒；而材料的较大厚度使得滤材内部的纤维能充分对颗粒进行捕捉，这样多梯度结构的设计可以充分发挥滤材内部不同细度过滤的优势，确保过滤效率，有效延长使用寿命，并将压强降控制在合理范围内；因此本专利技术的非织造布具有非轧点、透气量大、过滤精度高，压强降小，使用寿命长的优点；本专利技术的非织造布采用三叶形纤维和圆形纤维进行混纺，充分利用三叶形纤维的异形结构，增大了纤维间的接触面积，较传统圆形纤维创造了更多的空隙，提高了双组分非织造的孔隙率，增加了纤维和微粒之间碰撞的几率，从而提高了非织造布的过滤能力；本专利技术优选的非织造布，将第一层纤网和第二层纤网的孔径进行了限定，第一层纤网为粗纤维、大孔径，第二层纤维为细纤维、小孔经，使用时采用第一层纤网为进水面，第二层纤网为出水面，从而形成了不同梯度结构的非织造布，其中第一层纤网的粗纤维起到良好的结构支撑作用，其较大的孔径在提供较小阻力的同时捕集粒径较大的微粒；而第二层纤网的孔径较小，对流入非织造布的粒径较小的微粒进行二次拦截，使得整个非织造布的浊度去除率超过95%；本专利技术的非织造布的制备方法，在热风粘合过程中将粘合温度设定在COPET和PET的熔点之间，该温度条件的选择使得低熔点COPET材料熔融呈粘流状态起到粘结作用，而熔点较高的PET纤维不发生状态改变，在保证纤维结构和结晶度完整性的同时，起到骨架作用；而COPET纤维均匀的分布在粗纤维的内部，不仅起到粘合作用，还能将原有较大的孔隙细分成更微小的孔隙，从而提高了非织造布的过滤精度；并且本专利技术的非织造布的制备方法能形成均匀分布的三维空间网络结构，该结构有利于液体、气体的通过，保持了较好的压差特性，从而提高了其使用寿命。具体实施方式本专利技术的目的是提供，通过以下技术方案实现：一种水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网和第二层纤网均由不同细度的三叶形PET长丝纤维和圆形COPET长丝纤维组成；三叶形PET长丝纤维的线密度为2~6D，占各层纤网的质量比为70~95%，圆形COPET长丝纤维的线密度为1~4D。优选的，孔径为10~200μm，克重为70~200g/m2，厚度为0.3~1.6mm。优选的，第一层纤网占水过滤用双组分梯度结构非织造布的重量比为40~80%。优选的，第一层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度大于第二层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度，第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度大于等于第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度。进一步优选的，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网由线密度为3D的三叶形PET长丝纤维和线密度为1.8D的圆形COPET长丝纤维组成，并且三叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网和第二层纤网均由不同细度的三叶形PET长丝纤维和圆形COPET长丝纤维组成；三叶形PET长丝纤维的线密度为2~6D，占各层纤网的质量比为70~95%，圆形COPET长丝纤维的线密度为1~4D。

【技术特征摘要】
1.一种水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网和第二层纤网均由不同细度的三叶形PET长丝纤维和圆形COPET长丝纤维组成；三叶形PET长丝纤维的线密度为2~6D，占各层纤网的质量比为70~95%，圆形COPET长丝纤维的线密度为1~4D。2.根据权利要求1所述的水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：孔径为10~200μm，克重为70~200g/m2，厚度为0.3~1.6mm。3.根据权利要求1所述的水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：第一层纤网占水过滤用双组分梯度结构非织造布的重量比为40~80%。4.根据权利要求1所述的水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：第一层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度大于第二层纤网中三叶形PET长丝纤维的线密度，第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度大于等于第二层纤网中圆形COPET长丝纤维的线密度。5.根据权利要求1所述的水过滤用双组分梯度结构非织造布，其特征在于：由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，由粘合在一起的第一层纤网和第二层纤网组成，其中第一层纤网由线密度为3D的三叶形PET长丝纤维和线密度为1.8D的圆形COPET长丝纤维组成，并且三叶形PET长丝纤维占第一层纤网质量的86%；第二层纤网由线密度为2.5D的三叶形PET长丝纤维和线密度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海平，王绪华，张书振，孙晓磊，张静，张泉城，朱绍存，杨会敏，李啟帆，褚菲菲，王敏，刘利防，路红，赵雪峰，
申请(专利权)人：山东泰鹏环保材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37