一种双组分过滤棉、其制造方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种双组分过滤棉、其制造方法及应用，属非织造材料加工技术领域。所述双组分过滤棉的制造方法，包括如下步骤：步骤1：纺粘组分制备混料；步骤2：短纤维组分的预处理；步骤3：纺丝混合成网；步骤4：针刺固结；步骤5：水驻极；步骤6：卷绕、检测、分切和包装。本发明专利技术还公开了上述制备方法制备得到的双组分过滤棉及应用。本发明专利技术制造得到的双组分过滤棉，具有如下优点：生产效率高，产品中异形截面长丝纤维可以增加颗粒物的碰撞几率，并提升颗粒物的握持牢度，避免颗粒物的掉落和飞灰；对油性和盐性气溶胶都具有较高的过滤效率，且不随库存时间的增加而衰减；在经过3‑5次水洗的情况下，可以反复使用，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双组分过滤棉、其制造方法及应用
本专利技术涉及一种双组分过滤棉、其制造方法及应用，属非织造材料加工

技术介绍
据统计，在过去的10年里，我国每年有约1400万吨颗粒物被排放到大气中，形成稳定的气溶胶。这些气溶胶主要有如下三种类别：一是由各种污染源直接向空气中释放的细微颗粒，包括烟尘、粉尘、扬尘、油烟、油雾、花粉和火山灰等；二是具有化学活性的气态污染物在排放到大气中后发生反应，生成、吸附、凝聚成的细微颗粒物，这些活性气态污染物包括SO2、NOx、氨气(NH3)和其它挥发性有机物等；三是人为的或自然界的各种微生物，如细菌、病毒和真菌等。随着城市化进程的推进，这些有害物气溶胶变得越来越复杂，对人们日常生活的影响也变得越来越集中，严重威胁着人们的身体健康。尤其是PM2.5颗粒具有尺寸比较小、寿命长且传播范围广等特点，很容易通过人的呼吸系统进入肺部，从而引起肺部疾病、呼吸系统疾病、心脏疾病以及过早死亡等，对人类身体危害尤其严重。进入室内的空气过滤和室内循环空气中颗粒物分离和收集，已经引起了人们的重视，因此如何制备出低成本、高效率和低阻力的空气过滤材料是当前急需解决的问题。目前市场上常用的过滤材料有熔喷非织造布和少量的静电棉过滤材料。熔喷非织造布存在如下缺点：纤维极细(直径为0.1μm-3μm)、强度低、阻力大、容尘量低，而且同样克重的产品，过滤效率在15％-99％都有分布，质量参差不齐，往往还需要通过打褶等方式增加过滤面积来提高透气性，在很多应用中受到了极大的限制。目前市场上较成熟的静电棉过滤材料的制备方法是使用短纤梳理成网针刺加固工艺，其纤维原料必须含有纺丝油剂，如若纺丝油剂去除不干净，这一方面会影响驻极加工过程中后静电的产生，另一方面也会加速静电的逸散，因此存在静电吸引效果不佳及一段时间后过滤效率衰减严重的问题。此外，目前也有采用纺粘长丝针刺方法来制造静电棉的报道，纤度为1.5D-3D，并复合了10g/m2-15g/m2的热轧纺粘无纺布，采用电晕放电的方式驻极，该方法由于驻极助剂为无机粉体，其终端产品仍存在静电饱满程度较低、对油性气溶胶过滤效率低、无法水洗和静电在储存过程中容易出现衰减等缺陷。目前市场上所使用的静电过滤棉材料，普遍存在如下几个问题：1、高压电晕放电驻极后，随着静电的逸散，过滤效率急剧下降，库存寿命和使用寿命较短。2、所针对的气溶胶都局限于盐性气溶胶，对油性气溶胶基本不具备拦截效果，在餐厨油烟过滤、电焊烟气过滤和柴油烟气过滤等综合了盐性和油性气溶胶的工况下，无法满足要求，且市场上其它过滤材料也很难满足需求。3、现有驻极方法所携带的静电，对水洗较敏感，与水接触后静电棉中的电荷完全消失，因此无法水洗，不能反复使用，增加了成本。4、现有静电过滤材料的纤维截面都是圆形的，同样的纤度和克重下，圆形截面的纤维比表面积最小，对于气溶胶中颗粒物的接触和截留效果，都较异形截面的纤维有所欠缺。鉴于此，有必要提供一种双组分过滤棉、其制造方法及应用，以解决现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种双组分过滤棉的制造方法。本专利技术制造得到的双组分过滤棉，具有如下优点：生产效率高，产品中异形截面长丝纤维可以增加颗粒物的碰撞几率，并提升颗粒物的握持牢度，避免颗粒物的掉落和飞灰；对油性和盐性气溶胶都具有较高的过滤效率，且不随库存时间的增加而衰减；在经过3-5次水洗的情况下，可以反复使用，节约成本。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种双组分过滤棉的制造方法，包括如下步骤：步骤1：纺粘组分制备混料按重量比为(80-99.5):(0.5-20)，分别称取树脂颗粒和水驻极母粒，混合均匀后，再干燥，得到混合料；步骤2：短纤维组分的预处理取短纤维组分，经水洗、烘干后，得到洁净的短纤维；再进行开松、梳理至呈单根松散状，得到预处理后的短纤维组分；步骤3：纺丝混合成网将步骤1得到的混料进行熔融挤压、均化后，从带有异形截面的喷丝孔喷出，再经气流冷却和气流牵伸，直至得到单根异形截面的纺粘长丝；同时，将步骤2得到的预处理后的短纤维组分，从侧吹风装置的两侧喷入纺粘长丝区域，在此与纺粘长丝均匀混合，得到混合物；上述混合物再落到负压凝网帘上，即得成型的双组分纤网；步骤4：针刺固结将步骤3得到的成型的双组分纤维网进行针刺固结，得到针刺的双组分纤网；步骤5：水驻极将步骤4得到的针刺的双组分纤网进行水驻极，然后烘干，得到双组分过滤棉半成品；步骤6：卷绕、检测、分切和包装将步骤5得到的双组分过滤棉进行卷绕、检测、分切和包装，即得到双组分过滤棉成品。本专利技术的双组分过滤棉的制造方法的原理是：通过长丝纺粘和短纤气流成网工艺的结合，将两种电负性不同的纤维均匀混合分布，并在长丝纺粘组分工艺中加入促进静电荷转移到驻极母粒、在短纤进入气流成网前做去除表面离子的清洗，确保两种组分的纤维良好的绝缘性和静电保持力。做成成品后，只要有气流通过过滤棉，两个组分的纤维产生摩擦即可持续的产生电荷转移而带上静电。本专利技术的步骤1中，树脂颗粒是纺丝的主料，水驻极母粒是纺粘纤维产生电荷转移的关键材料，干燥是为了避免上述二种材料在加工储运过程中残留或混入的水分对纺丝工艺产生影响，导致纤维断裂、起泡等不良影响。水驻极母粒可以市售购买，如可以盐城瑞泽色母粒有限公司无纺布驻极母粒系列。本专利技术的步骤2中，对短纤维组分进行水洗，是为了去除纤维表面油剂及各类离子，提高短纤维组分的绝缘性。当后续两种组分的纤维在气流通过发生摩擦时，大量的电荷转移而互相带电，并保持电荷稳定。经开松、梳理将短纤维分散至单根松散状，则有利于后续工序中与纺粘长丝均匀混合。本专利技术的步骤3中，在纺丝的时候，熔融的流体通过喷丝板上的异形截面的喷丝孔后，经过气流冷却，得到异形截面的纤维。再经过气流牵伸，使纤维的纤度控制在设定的范围内，在牵伸气流中输送短纤组分与纺粘长丝混合均匀输送到凝网帘处，由网下吸风裹挟纤维均匀分布成网。本专利技术的步骤4中，针刺固结是指将步骤3得到的由异形截面纤维的纤网，通过传输网带输入针刺机，进行针刺固结，使纤网中的纤维产生垂直方向的缠结，并通过针刺固结刺针的强制钩刺，使纤维呈现一定程度的断裂。本专利技术的步骤5中，水驻极为采用水流或水蒸气流对双组分纤网进行穿刺、摩擦和缠结，一方面使纤网中纤维的抱合加强，结构更加致密平整；另一方面，单根纤维表面经过与水的摩擦，能改变纤维表面的电荷分布。再烘干后，正负电荷在两种组分的纤维中得到较高强度的转移和保持。且纺粘长丝组分所带有的异性截面在电荷的分布上容易出现边缘效应。综上，本专利技术制造得到的双组分过滤棉，具有如下优点：生产效率高，产品中异形截面长丝纤维可以增加颗粒物的碰撞几率，并提升颗粒物的握持牢度，避免颗粒物的掉落和飞灰；对油性和盐性气溶胶都具有较高的过滤效率，且不随库存时间的增加而衰减；在经过3-5次水洗的情况下，可以反复使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双组分过滤棉的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：纺粘组分制备混料/n按重量比为(80-99.5):(0.5-20)，分别称取树脂颗粒和水驻极母粒，混合均匀后，再干燥，得到混合料；/n步骤2：短纤维组分的预处理/n取短纤维组分，经水洗、烘干后，得到洁净的短纤维；再进行开松、梳理至呈单根松散状，得到预处理后的短纤维组分；/n步骤3：纺丝混合成网/n将步骤1得到的混料进行熔融挤压、均化后，从带有异形截面的喷丝孔喷出，再经气流冷却和气流牵伸，直至得到单根异形截面的纺粘长丝；/n同时，将步骤2得到的预处理后的短纤维组分，从侧吹风装置的两侧喷入纺粘长丝区域，在此与纺粘长丝均匀混合，得到混合物；/n上述混合物再落到负压凝网帘上，即得成型的双组分纤网；/n步骤4：针刺固结/n将步骤3得到的成型的双组分纤维网进行针刺固结，得到针刺的双组分纤网；/n步骤5：水驻极/n将步骤4得到的针刺的双组分纤网进行水驻极，然后烘干，得到双组分过滤棉半成品；/n步骤6：卷绕、检测、分切和包装/n将步骤5得到的双组分过滤棉进行卷绕、检测、分切和包装，即得到双组分过滤棉成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种双组分过滤棉的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：纺粘组分制备混料
按重量比为(80-99.5):(0.5-20)，分别称取树脂颗粒和水驻极母粒，混合均匀后，再干燥，得到混合料；
步骤2：短纤维组分的预处理
取短纤维组分，经水洗、烘干后，得到洁净的短纤维；再进行开松、梳理至呈单根松散状，得到预处理后的短纤维组分；
步骤3：纺丝混合成网
将步骤1得到的混料进行熔融挤压、均化后，从带有异形截面的喷丝孔喷出，再经气流冷却和气流牵伸，直至得到单根异形截面的纺粘长丝；
同时，将步骤2得到的预处理后的短纤维组分，从侧吹风装置的两侧喷入纺粘长丝区域，在此与纺粘长丝均匀混合，得到混合物；
上述混合物再落到负压凝网帘上，即得成型的双组分纤网；
步骤4：针刺固结
将步骤3得到的成型的双组分纤维网进行针刺固结，得到针刺的双组分纤网；
步骤5：水驻极
将步骤4得到的针刺的双组分纤网进行水驻极，然后烘干，得到双组分过滤棉半成品；
步骤6：卷绕、检测、分切和包装
将步骤5得到的双组分过滤棉进行卷绕、检测、分切和包装，即得到双组分过滤棉成品。


2.根据权利要求1所述的双组分过滤棉的制造方法，其特征在于，步骤1中，所述树脂颗粒为聚烯烃、聚酯、聚乳酸和聚苯硫醚中的任意一种；所述混合料的含水率为0.1wt％-0.5wt％。


3.根据权利要求1所述的双组分过滤棉的制造方法，其特征在于，步骤2中，所述短纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，
申请(专利权)人：陈琳，
类型：发明
国别省市：广西;45