一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置。該裝置主要包括高壓電場發(fā)生器、貯液槽、拉絲滾筒電極、收集電極板、基底織物卷筒、烘箱等。操作方法為：將纖維溶解在溶劑中形成超細(xì)纖維溶液，通過高壓電場發(fā)生器在拉絲滾筒電極和收集電極板之間形成高壓靜電場，纖維溶液在強(qiáng)電場的作用下，呈絲狀粘附到基底織物上，將超細(xì)纖維面層和基底織物復(fù)合，經(jīng)過烘箱，超細(xì)纖維溶液溶劑揮發(fā)，得到復(fù)合濾紙。本發(fā)明中所涉及復(fù)合濾紙，過濾效率高，能夠大大提高濾紙表面容塵量，提高濾紙的使用壽命，制造方法具備設(shè)計(jì)合理，生產(chǎn)效率高，工藝簡單，復(fù)合層纖維直徑和厚度均勻等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
-種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于空氣過濾濾紙制造領(lǐng)域，具體設(shè)及一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的不斷提高，與生活息息相關(guān)的空氣質(zhì)量收到越來越多的重 視。尤其是對(duì)空氣環(huán)境中懸浮微粒的控制，無論在凈化粒子數(shù)量還是大小方面都提出了更 高的要求。運(yùn)就對(duì)空氣凈化行業(yè)提出了更高的要求，必須開發(fā)研制具有高性能的空氣過濾 材料和裝置。不同的纖維過濾材料有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。玻璃纖維濾材具有耐溫性好、伸長率 低、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等特點(diǎn)，同時(shí)因纖維表面光滑、直徑細(xì)、過濾阻力小，因而過濾效率 高。但玻璃纖維耐折性和耐磨性差，在使用過程中因頻繁清灰而容易磨損、折斷，影響使用 壽命。傳統(tǒng)的非織造過濾材料具有耐折、耐磨性好阻力低等優(yōu)點(diǎn)，但有強(qiáng)度低、伸長率大、不 耐高溫等缺點(diǎn)。靜電紡絲納米纖維直徑小，具有很大的比表面積，有很強(qiáng)的吸附力W及良好 的過濾性能。然而，由于納米纖維強(qiáng)力低，尚不能單獨(dú)形成過濾材料。
[0003] 將靜電紡絲纖維拉與普通非織造過濾材料復(fù)合可W提高過濾效率。中國專利CN 202968789 U中公開了一種靜電紡絲裝置。所述靜電紡絲裝置包括一個(gè)多通道推拉式注射 累和多頭噴絲裝置:所述多通道推拉式定量注射累能夠配備兩個(gè)或兩個(gè)W上不同規(guī)格的注 射器;定量注射累通過注射累推桿控制注射器中聚合物的抽取液量、抽取速度、灌注液量、 灌注速度；多頭噴絲裝置包括兩個(gè)或兩個(gè)W上紡絲針頭和高壓電源正極直接相連，該實(shí)用 新型專利可顯著提高聚合物的紡絲速度，在紡絲時(shí)可W自動(dòng)控制聚合物溶液的供給，節(jié)約 時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。然而，專利中提出的靜電紡絲技術(shù)采用針頭噴絲的工藝方法，結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，紡絲不穩(wěn)定，難W實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有國內(nèi)市場上復(fù)合濾紙生產(chǎn)工藝或者裝置存在的局限性問題，提出 一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，該復(fù)合濾紙過濾效率高，能夠大大提高濾 紙表面容塵量，延長濾紙的使用壽命，制造方法具備設(shè)計(jì)合理，生產(chǎn)效率高，工藝簡單，復(fù)合 纖維層直徑厚度均勻等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明為達(dá)到W上技術(shù)要求，所采取的技術(shù)方案是： 本發(fā)明提出的提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法，具體步驟如下： (1) 選擇基底織物;將超細(xì)纖維溶解于有機(jī)溶劑中，配制成超細(xì)纖維溶液； (2) 設(shè)收集電極板長度為L，拉絲滾筒電極的直徑為化，控制化/L為0.5~1，將拉絲滾筒 電極3-部分浸沒在超細(xì)纖維溶液中，浸沒部分為0.1~0.5D3，拉絲滾筒電極3和收集電極板 4為導(dǎo)電性良好，電導(dǎo)率在10Ω -cmW上； (3) 將步驟(1)所述基底織物穿過收集電極板4和拉絲滾筒電極3之間，控制收集電極板 4和拉絲滾筒電極軸的距離為5-50cm，在高壓電場發(fā)生器1的作用下，拉絲滾筒電極3和收集 電極板4之間形成高壓靜電場，使被拉絲滾筒電極帶起的超細(xì)纖維溶液粘附到基底織物上， 經(jīng)過烘箱6，有機(jī)溶劑得W揮發(fā)，最終得到具有均勻且致密的超細(xì)纖維層的復(fù)合濾紙;高壓 電場發(fā)生器輸出電壓^50kv。
[0006] 本發(fā)明中，所述基層織物采用丙絕(PP)、涂絕(PET)、錦絕(PA)、粘膠纖維、臘絕、乙 絕(皿陽)或氯絕(PVC)等材料制成的無紡布中任一種，無紡布纖維直徑化含5μπι。
[0007] 本發(fā)明中，步驟(1)中所述有機(jī)溶劑采用W常態(tài)下呈液態(tài)的易揮發(fā)有機(jī)物為溶劑， 如乙醇、丙酬、乙酸或氯仿等中任一種，超細(xì)纖維采用玻璃纖維、涂絕、尼龍或纖維素纖維等 中任一種，超細(xì)纖維為溶質(zhì)，制得超細(xì)纖維溶液，超細(xì)纖維直徑化含Ιμπι，質(zhì)量濃度為2~8%。
[0008] 本發(fā)明提出的提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法使用的裝置，該裝置包含高壓電 場發(fā)生器1、膽液槽2、拉絲滾筒電極3、收集電極板4、基底織物卷筒5和烘箱6,拉絲滾筒電極 3部分位于膽液槽2內(nèi)，浸沒于放置于膽液槽2中的超細(xì)纖維溶液中，拉絲滾筒電極3上方是 收集電極板，高壓電場發(fā)生器1分別連接拉絲滾筒電極3和收集電極板4,使拉絲滾筒電極3 和收集電極板4之間形成高壓靜電場，基底織物通過基底織物卷筒5的轉(zhuǎn)動(dòng)，在拉絲滾筒電 極3和收集電極板4之間移動(dòng)，超細(xì)纖維溶液在高壓靜電場的作用下，呈絲狀粘附于基底織 物上，經(jīng)過烘箱，超細(xì)纖維溶液溶劑揮發(fā)，形成納米纖維，將超細(xì)纖維面層和基底織物復(fù)合， 得到復(fù)合濾紙。
[0009] 本發(fā)明中，所述拉絲滾筒電極3由幾個(gè)圓柱繞滾筒軸均勻固定，小圓柱的個(gè)數(shù)可W 依實(shí)際應(yīng)用時(shí)需求而定。
[0010] 本發(fā)明所述的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，現(xiàn)有的過濾材料W 及其制造工藝相比，其優(yōu)勢在于： (1)本發(fā)明中設(shè)及的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，其采用普通非織 造過濾材料和超細(xì)纖維復(fù)合而成，表現(xiàn)出過濾精度高、阻力低、納污容量大、使用壽命長等 優(yōu)點(diǎn)。
[0011] (2)本發(fā)明中設(shè)及的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，該裝置在拉 絲滾筒電極3和收集電極板4之間形成高壓靜電場，使得被拉絲滾筒電極3帶起的纖維溶液 呈絲狀粘附到普通非織造過濾材料上，經(jīng)過烘箱6,有機(jī)溶劑得W揮發(fā)，形成均勻而致密的 超細(xì)纖維層，結(jié)合緊密，不易脫落。
[0012] (3)本發(fā)明中設(shè)及的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，拉絲滾筒電 極3中的導(dǎo)電小圓柱沿滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸排列，具備W下特點(diǎn)：可W依據(jù)實(shí)際要求，采用不同的小 圓柱直徑和根數(shù)，達(dá)到控制生產(chǎn)速度和生產(chǎn)質(zhì)量的平衡;拉絲滾筒電極3可W依據(jù)實(shí)際非織 造布的寬度進(jìn)行調(diào)整，簡單易行;相較于現(xiàn)在普遍采用的針頭狀紡絲電極，本發(fā)明設(shè)及的拉 絲滾筒電極裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，可W有效降低生產(chǎn)成本。
[0013] (4)本發(fā)明中設(shè)及的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法及裝置，W常態(tài)下呈 液態(tài)的易揮發(fā)有機(jī)物為溶劑，如乙醇、丙酬、乙酸、氯仿等，采用涂絕、尼龍和纖維素纖維等 超細(xì)纖維為溶質(zhì)，制得超細(xì)纖維溶液。采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，使得超細(xì)纖維溶液質(zhì)量穩(wěn) 定，在后續(xù)的生產(chǎn)中，容易揮發(fā)，使生產(chǎn)工藝簡單可行。同時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2~8%的超細(xì)纖維溶 液，使得最終紡絲的密度、厚度W及均勻性有著具備良好的可控制性。
【附圖說明】
[0014] 圖1復(fù)合濾紙生產(chǎn)裝置整體示意圖； 圖2紡絲過程剖面示意圖； 圖3拉絲滾筒電極立體示意圖； 圖中標(biāo)號(hào)：1為高壓電場發(fā)生器、2為膽液槽、3為拉絲滾筒電極、4為收集電極板、5為基 底織物卷筒、6為烘箱。
【具體實(shí)施方式】
[0015] W下結(jié)合附圖和發(fā)明人依本發(fā)明的技術(shù)方案所完成的具體實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步的詳細(xì)描述。
[0016] 實(shí)施例1 (1) W平均直徑為29.5ym，平均孔徑為37.化m的丙絕無紡布作為基底織物;將玻璃纖維 切片溶解在丙酬中，配制成濃度6%的超細(xì)纖維溶液； (2) 收集電極板4的長度為80畑1，拉絲滾筒電極3的直徑為化=50畑1，有8個(gè)圓柱繞滾筒軸 均勻固定。高壓電場發(fā)生器1的輸出電壓35kv，收集電極板4和拉絲滾筒電極軸的距離為 20cm。拉絲滾筒電極3-部分浸沒在超細(xì)纖維溶液中，浸沒部分為0.303。
[0017] (3)在拉絲滾筒電極3和收集電極板4之間形成高壓靜電場作用下，使被拉絲滾筒 電極帶起的絲狀纖維溶液粘附到基底織物上，經(jīng)過烘箱6,有機(jī)溶劑丙酬得W揮發(fā)，最終得 到具有均勻且致密的超細(xì)纖維層的復(fù)合濾紙1。
[001引實(shí)施例2 (OW平均直徑為19.5叫1，平均孔徑為17.化m的涂絕(PET)無紡布作為基底織物;將纖 維素纖維切片溶解在氯仿中，配制成濃度7%的超細(xì)纖維溶液； (2)收集電極板4的長度為70畑1，拉絲滾筒電極3的直徑為化=40畑1，有6個(gè)圓柱繞滾筒軸 均勻固定。高壓電場發(fā)生器1的輸出電壓40kv，收集電極板4和拉絲滾筒電極軸的距離為 15cm。拉絲滾筒電極3-部分浸沒在超細(xì)纖維溶液中，浸沒部分為0.203。
[0019] (3)在拉絲滾筒電極3和收集電極板4之間形成高壓靜電場作用下，使被拉絲滾筒 電極帶起的絲狀纖維溶液粘附到基底織物上，經(jīng)過烘箱6,有機(jī)溶劑氯仿得W揮發(fā)，最終得 到具有均勻且致密的超細(xì)纖維層的復(fù)合濾紙2。
[0020] 通過過濾材料測試臺(tái)，將普通濾紙和上述兩種復(fù)合濾紙的過濾效率進(jìn)行測試，并 將它們應(yīng)用在實(shí)際生活中，比較它們的相關(guān)參數(shù)(容塵量和使用壽命），得到下表。如表1所 示，復(fù)合濾紙的過濾效果明顯比普通濾紙高出15%w上，實(shí)際生活中，容塵量高出9g，使用壽 命高出2個(gè)月。
[0021] 表1不同濾紙的過濾效率比較_
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法，其特征在于具體步驟如下： (1) 選擇基底織物;將超細(xì)纖維溶解于有機(jī)溶劑中，配制成超細(xì)纖維溶液； (2) 設(shè)收集電極板長度為L，拉絲滾筒電極的直徑為D3,控制D3/L為0.5~1，將拉絲滾筒電 極(3)-部分浸沒在超細(xì)纖維溶液中，浸沒部分為0.1~0.f5D 3,拉絲滾筒電極(3)和收集電極 板(4)的電導(dǎo)率均在10Ω · cm以上； (3) 將步驟(1)所述基底織物穿過收集電極板(4)和拉絲滾筒電極(3)之間，控制收集電 極板(4)和拉絲滾筒電極軸的距離為5-50cm，在高壓電場發(fā)生器（1)的作用下，拉絲滾筒電 極(3)和收集電極板(4)之間形成高壓靜電場，使被拉絲滾筒電極帶起的超細(xì)纖維溶液粘附 到基底織物上，經(jīng)過烘箱(6)，有機(jī)溶劑得以揮發(fā)，最終得到具有均勻且致密的超細(xì)纖維層 的復(fù)合濾紙;高壓電場發(fā)生器輸出電壓1~50kv。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法，其特征在于所述基 層織物采用丙綸(PP)、滌綸(PET)、錦綸(PA)、粘膠纖維、腈綸、乙綸(HDPE )或氯綸(PVC)制成 的無紡布中任一種，無紡布纖維直徑Di 2 5μηι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法，其特征在于步驟(1) 中所述有機(jī)溶劑采用以常態(tài)下呈液態(tài)的易揮發(fā)有機(jī)物為溶劑，如乙醇、丙酮、乙醚或氯仿中 任一種，超細(xì)纖維采用玻璃纖維、滌綸、尼龍或纖維素纖維中任一種，超細(xì)纖維為溶質(zhì)，制得 超細(xì)纖維溶液，超細(xì)纖維直徑D 2 < Ιμπι，質(zhì)量濃度為2~8%。4. 一種如權(quán)利要求1所述的提高表面容塵的復(fù)合濾紙制造方法使用的裝置，其特征在 于該裝置包含高壓電場發(fā)生器（1)、貯液槽(2)、拉絲滾筒電極(3)、收集電極板(4)、基底織 物卷筒(5)和烘箱(6)，拉絲滾筒電極(3)部分位于貯液槽(2)內(nèi)，浸沒于放置于貯液槽(2)中 的超細(xì)纖維溶液中，拉絲滾筒電極(3)上方是收集電極板，高壓電場發(fā)生器（1)分別連接拉 絲滾筒電極(3)和收集電極板(4)，使拉絲滾筒電極(3)和收集電極板(4)之間形成高壓靜電 場，基底織物通過基底織物卷筒（5)的轉(zhuǎn)動(dòng)，在拉絲滾筒電極（3)和收集電極板(4)之間移 動(dòng)，超細(xì)纖維溶液在高壓靜電場的作用下，呈絲狀粘附于基底織物上，經(jīng)過烘箱，超細(xì)纖維 溶液溶劑揮發(fā)，形成納米纖維，將超細(xì)纖維面層和基底織物復(fù)合，得到復(fù)合濾紙。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述拉絲滾筒電極3由幾個(gè)圓柱繞滾筒軸均 勻固定，小圓柱的個(gè)數(shù)依實(shí)際應(yīng)用時(shí)需求而定。
【文檔編號(hào)】B01D39/18GK105833610SQ201610261045
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】徐斌, 龔宇
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)