專利名稱：通風(fēng)濾塵系統(tǒng)中的無(wú)紡濾料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑空調(diào)通風(fēng)與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種用于通風(fēng)濾塵系 統(tǒng)中的新型高效低阻空氣過濾器用無(wú)紡濾料及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的建筑空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)常用的過濾器形式為初效過濾器、中效過濾 器及高效過濾器。初效過濾器一般采用金屬網(wǎng)、瓷環(huán)、玻璃絲、粗孔聚氨 酯泡沫塑料、無(wú)紡布或各種人造纖維作為過濾層，再加上網(wǎng)絡(luò)及固定框架 組成過濾器。上述過濾器都需人工清洗和更換，為了減少清洗過濾器的工 作量，提高運(yùn)行效率，可以采用傳動(dòng)繞巻式過濾器。這種過濾器主要由金 屬網(wǎng)(纖維布)濾料及濾料巻組成。過濾網(wǎng)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，粘
塵在油槽中自行清洗，而連續(xù)地工作。粗效過濾器主要用于過濾10pm以 上大塵粒和異物。中效過濾器一般選用直徑約10,左右的玻璃纖維、中 細(xì)孔聚乙烯泡沬塑料或由腈綸、丙綸、滌綸等為濾料制成的過濾器。在不 同濾層厚度和濾速下，將得到不同的過濾效果。為提高過濾效率、并提高 處理風(fēng)量，往往制成抽屜式或袋式過濾元件。在相同條件下，化學(xué)纖維過 濾器與泡沬塑料或玻璃纖維濾料相比具有效率高，阻力小。容塵量大等優(yōu) 點(diǎn)。高效過濾器主要用于超凈要求的空調(diào)系統(tǒng)，作為終過濾之用，其前應(yīng) 設(shè)置初、中級(jí)的前置過濾器。這種過濾器的濾料為超細(xì)棉纖維、超細(xì)玻璃 棉等。這些濾料纖維直徑一般小于lnm，濾料做成紙片狀。為了減少流動(dòng) 阻力，并增加對(duì)微塵的擴(kuò)散效應(yīng)，則采用低濾速(如0.02 0.025m/s)。為此 將紙多次折疊。使其過濾面積為通風(fēng)面積的50 60倍。這種過濾器濾紙 折疊后，中間的通道靠波紋分隔片分隔。高效過濾器能夠用于無(wú)毒要求的 生物潔凈室，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣塵粒中細(xì)菌的有效捕集。目前一般潔凈空調(diào)(包括具有較高要求的舒適性空調(diào))系統(tǒng)所用的高效過濾器大多采用駐極體空
氣過濾器，這種過濾器采用聚四氟乙烯纖維(PTFE)作為過濾材料。當(dāng)迎 風(fēng)面風(fēng)速為0.5m/s時(shí)，對(duì)0.5nm的灰塵過濾效率可以達(dá)到95%以上，空氣 阻力只有40Pa，是傳統(tǒng)的柜式空調(diào)機(jī)組空氣過濾器(一般為尼龍網(wǎng))無(wú)法 相比的。這種空氣過濾器已經(jīng)在大型商場(chǎng)、超級(jí)市場(chǎng)、醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用 近10年，取得了很好的空氣凈化效果。然而，這種過濾器的缺點(diǎn)有兩方 面 一是價(jià)格高，因此一般舒適性空調(diào)很少使用；另外，當(dāng)駐極體空氣過 濾器使用一段時(shí)間后，沉積在纖維表面的微細(xì)顆粒會(huì)產(chǎn)生靜電屏蔽的作 用，減小過濾器的過濾效率。
- 除了超凈要求的空調(diào)系統(tǒng)外， 一般舒適性空調(diào)機(jī)組經(jīng)常采用粗效過 濾器和中效過濾器。在使用過程中空氣中的塵粒吸附在濾網(wǎng)上，不可避免 地造成過濾器堵塞，增加了氣流的阻力，影響風(fēng)機(jī)的效率，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)造 成風(fēng)機(jī)壓頭不夠，無(wú)法達(dá)到送風(fēng)要求，所以應(yīng)定期清洗濾網(wǎng)以滿足空調(diào)機(jī) 組的運(yùn)行條件。但在實(shí)際使用過程中。部分施工單位忽略了維護(hù)方便問題， 而操作人員在維護(hù)、管理空調(diào)機(jī)組時(shí)，也只考慮如何方便和延長(zhǎng)空調(diào)機(jī)組 的單次運(yùn)行時(shí)間。有時(shí)甚至將過濾器拆下。這樣機(jī)組運(yùn)行一定時(shí)間后，塵
埃就吸附在空調(diào)機(jī)組熱交換器的翅片之間，從而引起熱交換效率下降，送 風(fēng)量銳減。另外，由于塵埃粘結(jié)在翅片上，工作時(shí)凝露水不能朝珠狀凝結(jié) 發(fā)展而不能順利滴到接水盤，這也就增加了傳熱熱阻。而且這些沒有經(jīng)過 任何處理的塵埃會(huì)成為污染源嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。因此，從這個(gè)意義 上看，對(duì)于一般舒適性空調(diào)系統(tǒng)而言，過濾器的過濾效率和使用壽命將嚴(yán) 重影響空調(diào)系統(tǒng)的使用效果，而且還會(huì)威脅到室內(nèi)工作及生活人員的身心 健康。 發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣過濾器用無(wú)紡布濾料存在的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或容塵量低，或價(jià)格高，或維護(hù)困難等一系列 問題，提供一種新的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣過濾器用無(wú)紡布濾料及其制備 方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種通風(fēng)濾塵系統(tǒng)中的無(wú)紡濾料，由化 學(xué)纖維制作，其特征在于無(wú)紡濾料中的化學(xué)纖維呈主干和分支狀的異形 結(jié)構(gòu)，主干兩側(cè)至少各有兩個(gè)分支；無(wú)紡濾料沿氣流流動(dòng)方向依次為粗濾 層、中濾層和細(xì)濾層，其中，粗濾層中化學(xué)纖維的粗度大于中濾層，中濾 層中化學(xué)纖維的粗度大于細(xì)濾層，沿粗濾層—中濾層—細(xì)濾層的填充密度 逐漸增大。
在本發(fā)明中所述的化學(xué)纖維為聚酯類粘合纖維，單根纖維的長(zhǎng)度為
4 6mrn，粗濾層中化學(xué)纖維粗度為20 40jim，中濾層中化學(xué)纖維粗度為 10 25nm，細(xì)濾層中化學(xué)纖維粗度為5~15pm。
一種如上所述無(wú)紡濾料的制備方法，其特征在于選擇相應(yīng)粗度的化 學(xué)纖維均勻鋪放形成相應(yīng)的粗濾層、中濾層和細(xì)濾層，其中，粗濾層單位 面積重量為15~25g/m2，中濾層單位面積重量為40 55g/m2，細(xì)濾層單位面 積重量為100~110g/m2;將細(xì)濾層、中濾層、粗濾層依次疊放層壓在網(wǎng)狀 輸送帶上，送入熱風(fēng)處理機(jī)，用160 170。C的熱風(fēng)加熱1~2分鐘，使纖維 交織點(diǎn)熱粘合，形成無(wú)紡濾料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于作為濾料的無(wú)紡濾料中的化學(xué)纖維呈主干和 分支狀異形結(jié)構(gòu)，與相同細(xì)度的現(xiàn)有纖維組成的濾料相比，異形結(jié)構(gòu)的纖 維具有更高的表面積，高效低阻；由于無(wú)紡濾料中沿氣流方向依次為粗濾 層、中濾層和細(xì)濾層三層結(jié)構(gòu)，且沿粗濾層—中濾層—細(xì)濾層的填充密度 逐漸增大，采用梯度纖維填充密度，不僅濾層的通透性好，而且分層截流 不同粒徑的粉塵，不易發(fā)生堵塞。由于粗濾層中化學(xué)纖維的粗度大于中濾 層，中濾層中化學(xué)纖維的粗度大于細(xì)濾層，粗濾層作為預(yù)過濾層，可以收集粒徑較大的粒子，減輕中濾層和細(xì)濾層的粉塵收集量，延長(zhǎng)使用周期。


圖1是本發(fā)明無(wú)紡濾料中的化學(xué)纖維的異形結(jié)構(gòu)； 圖2是由異形結(jié)構(gòu)的化學(xué)纖維組成的層狀結(jié)構(gòu)的無(wú)紡濾料示意圖。 圖中1、主干，2、分支，3、無(wú)紡濾料，4、粗濾層，5、中濾層，6、 細(xì)濾層。
具體實(shí)施例方式
附圖非限制性的公開了用于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣過濾器中形成無(wú) 紡濾料的化學(xué)纖維的異形結(jié)構(gòu)以及無(wú)紡濾料的層狀結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合 附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
用于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣過濾器，包括殼體和濾料，殼體中的濾料 為化學(xué)纖維無(wú)紡濾料3，無(wú)紡濾料3中的化學(xué)纖維呈主干1和分支2狀的 異形結(jié)構(gòu)，由圖1可見，主干1兩側(cè)至少各有兩個(gè)分支2;由圖2可見， 無(wú)紡濾料3沿氣流流動(dòng)方向依次為粗濾層4、中濾層5和細(xì)濾層6，其中， 粗濾層中化學(xué)纖維的粗度應(yīng)該大于中濾層5，中濾層5中化學(xué)纖維的粗度 大于細(xì)濾層6，粗濾層4中化學(xué)纖維粗度可以在20 4(Him之間，中濾層5 中化學(xué)纖維粗度可以在10~25nm之間，細(xì)濾層6中化學(xué)纖維粗度可以在 5 15pm之間。同時(shí)，沿粗濾層4—中濾層5—細(xì)濾層6的填充密度逐漸增 大，其中，粗濾層4單位面積重量在15 25g/iT^之間，中濾層5單位面積 重量在40 55g/n^之間，細(xì)濾層6單位面積重量在100 110g/n^之間。
在本實(shí)施例中選用的化學(xué)纖維是呈主干1和分支2狀的異形結(jié)構(gòu)的 聚酯類粘合纖維，單根纖維的長(zhǎng)度為5mm，粗濾層4中化學(xué)纖維粗度為 32拜，中濾層5中化學(xué)纖維粗度為20.2nm，細(xì)濾層6中化學(xué)纖維粗度為 14.3nm。同時(shí)，沿粗濾層4—中濾層5—細(xì)濾層6的填充密度逐漸增大， 其中，粗濾層4單位面積重量為20g/m2，中濾層5單位面積重量在50g/m2，細(xì)濾層6單位面積重量為110g/m2。
本發(fā)明涉及的無(wú)紡濾料3是這樣制作的以上述實(shí)施例為例，選擇粗 度為32pm的化學(xué)纖維均勻鋪放形成粗濾層4，粗濾層4單位面積重量為 20g/m2;選擇粗度為20.2pm的化學(xué)纖維均勻鋪放形成中濾層5，中濾層5 單位面積重量為50g/m2;選擇粗度為14.3pm的化學(xué)纖維均勻鋪放形成細(xì) 濾層6，細(xì)濾層6單位面積重量為50g/m2。將細(xì)濾層6、中濾層5、粗濾層 4依次疊放層壓在網(wǎng)狀輸送帶上，送入熱風(fēng)處理機(jī)，用165"C的熱風(fēng)加熱1 分鐘，使纖維交織點(diǎn)熱粘合，形成無(wú)紡濾料3。
無(wú)紡濾料3置于空氣過濾器中時(shí)應(yīng)該注意無(wú)紡濾料3的粗濾層4面 對(duì)進(jìn)風(fēng)口，細(xì)濾層6面對(duì)出風(fēng)口。
權(quán)利要求
1、一種通風(fēng)濾塵系統(tǒng)中的無(wú)紡濾料，由化學(xué)纖維制作，其特征在于無(wú)紡濾料中的化學(xué)纖維呈主干和分支狀的異形結(jié)構(gòu)，主干兩側(cè)至少各有兩個(gè)分支；無(wú)紡濾料沿氣流流動(dòng)方向依次為粗濾層、中濾層和細(xì)濾層，其中，粗濾層中化學(xué)纖維的粗度大于中濾層，中濾層中化學(xué)纖維的粗度大于細(xì)濾層，沿粗濾層→中濾層→細(xì)濾層的填充密度逐漸增大。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通風(fēng)濾塵系統(tǒng)中的無(wú)紡濾料，其特征在于 所述的化學(xué)纖維為聚酯類粘合纖維，單根纖維的長(zhǎng)度為4 6mrn，粗濾層中 化學(xué)纖維粗度為20 4(Him，中濾層中化學(xué)纖維粗度為10~25pm，細(xì)濾層中 化學(xué)纖維粗度為5~15Mm。
3、 如權(quán)利要求1或2所述無(wú)紡濾料的制備方法，其特征在于選擇 相應(yīng)粗度的化學(xué)纖維均勻鋪放形成相應(yīng)的粗濾層、中濾層和細(xì)濾層，其中， 粗濾層單位面積重量為15~25g/m2，中濾層單位面積重量為40 55g/m2，細(xì) 濾層單位面積重量為100~110g/m2;將細(xì)濾層、中濾層、粗濾層依次疊放 層壓在網(wǎng)狀輸送帶上，送入熱風(fēng)處理機(jī)，用160 17(TC的熱風(fēng)加熱1 2分 鐘，使纖維交織點(diǎn)熱粘合，形成無(wú)紡濾料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)濾塵系統(tǒng)中的無(wú)紡濾料，由化學(xué)纖維制作，其中無(wú)紡濾料中的化學(xué)纖維呈主干和分支狀的異形結(jié)構(gòu)，主干兩側(cè)至少各有兩個(gè)分支；無(wú)紡濾料沿氣流流動(dòng)方向依次為粗濾層、中濾層和細(xì)濾層，其中，粗濾層中化學(xué)纖維的粗度大于中濾層，中濾層中化學(xué)纖維的粗度大于細(xì)濾層，沿粗濾層→中濾層→細(xì)濾層的填充密度逐漸增大。制備時(shí)選擇相應(yīng)粗度的化學(xué)纖維均勻鋪放形成相應(yīng)的濾層，其中，粗濾層單位面積重量為15～25g/m²，中濾層為40～55g/m²，細(xì)濾層為100～110g/m²；將細(xì)、中、粗濾層依次疊放層壓在網(wǎng)狀輸送帶上，送入熱風(fēng)處理機(jī)，用160～170℃的熱風(fēng)加熱1～2分鐘，使纖維交織點(diǎn)熱粘合，形成無(wú)紡濾料。
文檔編號(hào)B01D39/16GK101530699SQ200910025988
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者孫月芹, 王愛民, 錢付平 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué);江蘇菲特濾料有限公司