一种超细纤维非织造过滤材料制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超细纤维非织造过滤材料的制备方法以及采用该方法制备得到的超细纤维非织造过滤材料，本发明专利技术借助磁力对超细纤维原始丝进行分裂处理，在超细纤维原始丝行进路线的两侧布置交变电磁场，超细纤维原始丝行进方向上任一位置点两侧的磁场力方向相反，在超细纤维原始丝行进过程中对其进行多点的分裂拉扯，使得超细纤维原始丝可以充分、完全分裂成若干独立的超细纤维结合后续的摔打工艺，可以使得超细纤维的分裂更充分，最终获得的非织造纤维网中超细纤维的成分达到了80％以上，其中，较粗的原始丝纤维提供较高的强力，较细的超细纤维提供优秀的过滤效果，这样即保证了纤维网作为过滤材料具有足够的强度，也保证了其具有良好的过滤效果。其具有良好的过滤效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超细纤维非织造过滤材料制备方法


[0001]本专利技术属于纺粘非织造材料领域，涉及超细纤维的制备，特别是指一种超细纤维非织造过滤材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济社会的发展，现代工业、交通运输的迅速发展使得空气污染现象十分严重，烟尘是大气污染源之一，对人类的健康构成极大的威胁。我国对烟尘的排放有严格的限制，且标准越来越严。目前控制工业烟尘主要通过袋式除尘器来解决，而过滤材料是袋式除尘器的核心。工业烟气的成份比较复杂，特别是垃圾焚烧、水泥窑协同处理垃圾等工况，其对过滤材料性能的要求越来越高。另外，空气中可吸入颗粒物的组成十分复杂，粒径小且分布范围宽，其中粒径小于2.5um的颗粒可进入肺泡中，不仅对人体呼吸系统具有刺激作用，而且还可以携带细菌微生物、病毒和致癌物侵入体内，危害人体健康，因此高效空气过滤材料的研制日益受到重视。
[0003]目前主要高效空气过滤材料包括驻极熔喷非织造布、静电纺丝纳米纤维膜和多孔膜材料。但驻极熔喷非织造布存在静电荷容易散失的弊端；静电纺丝纳米纤维膜生产效率很低；而多孔膜材料则耗能过高。对相同或不同成网方式制成的非织造材料进行复合加工，优化纤网细观结构和材料的力学性能，是制备优质高效空气过滤材料的一个有效途径。非织造过滤材料的过滤性能与其纤网结构密切相关，纤网结构包括面密度、厚度、纤维直径、孔径大小及其分布等。
[0004]现有技术中用于制备过滤材料的非织造生产工艺主要可以分为纺粘方法和熔喷方法，其中，纺粘非织造布中纤维直径和孔径较大，但强度和耐磨性好。熔喷非织造布纤维直径小、体积密度低，但强度低，耐磨性差。将纺粘非织造布与熔喷非织造布复合能大大提高滤材的强度和耐磨性，同时具有良好的过滤性能。但现有复合技术系两种非织造布的简单叠合、热轧加固，过滤效率提升幅度仍然不能达到理想的水平，须通过多层复合并加固才能获得较高的过滤效率，但与此同时过滤阻力上升幅度更大，造成过滤品质即效阻比的下降，且成本上升。同时，经过研究发现，非织造纤维网中的纤维直径越小、纤维越细，则非织造纤维网的过滤性能就越好，而且由于较细的纤维在纤维网中纠缠更为紧密，其纤维网整体的强度也相应地变高。但是，传统的纺粘或者熔喷工艺并不能无限制地缩小纤维的直径，过小的纤维直径将会导致纺丝过程的无法顺利进行，因此，如何进一步缩小熔喷或者纺粘非织造制备工艺中的纤维的直径一直都是研究人员努力的方向。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种超细纤维非织造过滤材料的制备方法，采用该方法可以获得具有超细纤维的非织造过滤材料，所获得的超细纤维非织造过滤材料不仅具有高强、轻薄、柔软和舒适的特点，还具有高的过滤效率，同时其制备工艺具有绿色环保的特色。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种超细纤维非织造过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1)磁应激聚合物切片的制备，将磁应激粒子与第一聚合物按比例混合后进行造粒，得到含有磁应激粒子的磁应激聚合物切片；
[0009]步骤2)超细纤维初生丝的制备，将步骤1)中制备得到的磁应激聚合物切片通过料斗输送至第一螺杆挤压机，在第一螺杆挤压机内熔融得到第一聚合物熔体；将第二聚合物通过料斗输送至第二螺杆挤压机，在第二螺杆挤压机内熔融得到第二聚合物熔体；将第一聚合物熔体和第二聚合物熔体分布通过计量泵输送到双组份纺丝组件内，第一聚合物熔体和第二聚合物熔体通过双组份纺丝组件的喷丝板纺丝挤出得到超细纤维初生丝；
[0010]步骤3)超细纤维初生丝的分裂处理和非织造纤维网的制备，将步骤2)中得到的超细纤维初生丝经冷却后得到超细纤维原始丝，而后超细纤维原始丝经过磁力分裂得到若干根独立的超细纤维，若干根独立的超细纤维相互缠绕，得到双组份非织造纤维网；
[0011]步骤4)双组份非织造纤维网的摔打处理，对步骤3)中得到的双组分非织造纤维网进行震动冲击摔打，进一步促使超细纤维原始丝的分裂，得到超细纤维原始丝分裂程度更高的双组分非织造纤维网；
[0012]步骤5)双组份非织造纤维网的后处理，对步骤4)中得到的双组份非织造纤维网进行后处理，而后收集得到超细纤维非织造过滤材料。
[0013]进一步的，所述步骤2)中的磁力分裂后还包括进行外力冲击的步骤。
[0014]进一步的，所述步骤1)中磁应激粒子为铁、铬、镍、锰和稀土金属中的一种和或几种的组合的氧化物，磁应激粒子的平均粒径是1
‑
5000nm，磁应激粒子与第一聚合物的质量比为 (11
‑
20)：100。
[0015]进一步的，第一聚合物和第二聚合物中至少一种为弹性热塑性聚合物，第一聚合物和第二聚合物的溶解度参数比为1:(11
‑
20)、应变比为1：(1.01
‑
10)。
[0016]进一步的，所述步骤3)中的冷却为侧吹风冷却或者环吹风冷却。
[0017]进一步的，所述步骤3)中的磁力分裂为交电变磁场磁力分裂处理，在超细纤维原始丝行进路线的两侧布置交变电磁场，超细纤维原始丝行进方向上任一位置点两侧的磁场力方向相反。
[0018]进一步的，所述步骤5)中的后处理为使非织造纤维网具有特殊功能的功能性处理，包括但不限于抗菌处理、驻极体处理、远红外处理、等离子处理或者电晕处理。
[0019]进一步的，所述步骤4)之后还设置有针刺、水刺或热轧的处理步骤。
[0020]进一步的，所述步骤2)中所述的双组份纺丝组件喷丝板上的喷丝孔结构为并列形、三叶形、四叶形、五叶形或者橘瓣形。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术采用磁力对超细纤维原始丝进行分裂处理，制备得到超细纤维，超细纤维原丝分裂后，得到的最终产品的直径是原丝纤维直径的三分之一
‑
十几分之一，也就是说，将原丝的直径进一步缩小了几倍到十几倍，在不改变前纺工序和工艺的情况下，获得了直径极小的超细纤维。
[0023]2、本专利技术所获得的超细纤维非织造过滤材料、或包含上述本专利技术所述超细纤维非织造过滤材料的叠层材料具有超细的纤维直径，具有较高的过滤效率，可以广泛用于口罩、
防护服、隔离服、手术服、防护头盔、土工建筑、保暖隔热、合成革、枕套、床单、被罩、地毯等与人民生活相关的方方面面。
[0024]3、本专利技术借助磁力对超细纤维原始丝进行分裂处理，在超细纤维原始丝行进路线的两侧布置交变电磁场，超细纤维原始丝行进方向上任一位置点两侧的磁场力方向相反，在超细纤维原始丝行进过程中对其进行多点的分裂拉扯，使得超细纤维原始丝可以充分、完全分裂成若干独立的超细纤维结合后续的摔打工艺，可以使得超细纤维的分裂更充分，最终获得的非织造纤维网中超细纤维的成分达到了80％以上，其中，较粗的原始丝纤维提供较高的强力，较细的超细纤维提供优秀的过滤效果，这样即保证了纤维网作为过滤材料具有足够的强度，也保证了其具有良好的过滤效果。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细纤维非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)磁应激聚合物切片的制备，将磁应激粒子与第一聚合物按比例混合后进行造粒，得到含有磁应激粒子的磁应激聚合物切片；步骤2)超细纤维初生丝的制备，将步骤1)中制备得到的磁应激聚合物切片通过料斗输送至第一螺杆挤压机，在第一螺杆挤压机内熔融得到第一聚合物熔体；将第二聚合物通过料斗输送至第二螺杆挤压机，在第二螺杆挤压机内熔融得到第二聚合物熔体；将第一聚合物熔体和第二聚合物熔体分布通过计量泵输送到双组份纺丝组件内，第一聚合物熔体和第二聚合物熔体通过双组份纺丝组件的喷丝板纺丝挤出得到超细纤维初生丝；步骤3)超细纤维初生丝的分裂处理和非织造纤维网的制备，将步骤2)中得到的超细纤维初生丝经冷却后得到超细纤维原始丝，而后超细纤维原始丝经过磁力分裂得到若干根独立的超细纤维，若干根独立的超细纤维相互缠绕，得到双组份非织造纤维网；步骤4)双组份非织造纤维网的摔打处理，对步骤3)中得到的双组分非织造纤维网进行震动冲击摔打，进一步促使超细纤维原始丝的分裂，得到超细纤维原始丝分裂程度更高的双组分非织造纤维网；步骤5)双组份非织造纤维网的后处理，对步骤4)中得到的双组份非织造纤维网进行后处理，而后收集得到超细纤维非织造过滤材料。2.根据权利要求1所述的超细纤维非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的磁力分裂后还包括进行外力冲击的步骤。3.根据权利要求1所述的超细纤维非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中磁应激粒子为铁、铬、镍、锰和稀土金属中的一种和或几种的组合的氧化物，磁应激粒子的平均粒径是1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪青峰，
申请(专利权)人：江苏臻中滤料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：