专利名称：三梯度高密面层过滤材料制造方法
技术领域：
本发明属于非织造布的技术领域。本发明即提供了一种用非织造布技术制造新型过滤材料的方法，该材料可用于烟尘净化物料收集和设备保护等方面，还可以用于液固分离和气固分离技术领域。
背景技术：
过滤材料广泛地应用于国民经济各个部门，它主要是用作气-固分离和液-固分离的手段。过滤材料按织造方法通常分为两类织造滤料和非织造滤料，其中非织造滤料又以针刺法为主要制造方法。目前针刺滤料作为袋式除尘器的核心部件已广泛用于钢铁、水泥、有色冶金、电力、垃圾焚烧、交通等各行业中。
针刺滤料具有三维结构，它通过截留、惯性和扩散等几种主要机理可有效地阻挡粒子穿行，在形成粉尘层后，通过粉尘层进一步有效地捕获粒子、收集粒子，达到高效过滤的目的。
传统的针刺滤料的制造方法是将纤维经过梳理制成二个纤维网，将两个纤维网中间放入织好的基布(或不放入基布)经过预针刺、主针刺……修面后形成针刺滤料半成品，再经过烧毛、压光等后处理工艺制成针刺滤料，其工艺流程如图1所示。
但是，采用传统的针刺工艺制成的针刺过滤材料其过滤效率难以进一步提高，而且对粉尘(或称滤饼)的剥离效果也不尽理想。要想使过滤材料具有更高的过滤效率，对粉尘具有良好的剥离效果，同时还要尽可能的减小滤料本身的阻力以及降低制造成本一直是过滤材料研究的重要课题。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种新的针刺工艺方法，并采用本发明的工艺制造出一种新型结构的、即具有三梯度高密面层微孔表面的过滤材料。这种结构的过滤材料具有较高的过滤效率和粉尘剥离率，而且还有较高的孔隙率。
本发明所提出的过滤材料制造的新工艺，其特征在于采用三条纤维成网的工艺设备同时形成粗、细不同的三层纤维网，此三层纤维网分别由超细纤维、细纤维和粗纤维不同纤度的纤维构成，其加工步骤(1)先将粗纤维作下网、细纤维作上网并在两者中间加入基布，一起送入多道针刺机形成针刺坯料；(2)在细纤维外面叠加超细纤维网再经针刺形成三梯度超细面层的针刺毡，(3)将针刺毡再经过热定型、烧毛、压光工艺最后制成具有三梯度结构、高密面层微孔形态表面光滑的过滤材料。
本发明所提出的过滤材料制造的新工艺。还可以在第二次针刺时改用水刺机对上层放置超细纤维网，下层为由细纤维和粗纤维形成的针刺毡胚料进行水刺。将水刺后的针刺毡，再经热定形、烧毛、压光工艺即制成三梯度高密面层微孔表面过滤材料。
本发明的三梯度高密面过滤材料所使用的粗纤维其纤度按定长纱支法计算在2.5～7.0dtex范围内，细纤维纤度为1.0～2.5dtex，而超细纤维其纤度则在1.0dtex以下。
本发明的三梯度高密面过滤材料所使用的纤维其材质可以分天然纤维、无机纤维和有机合成纤维几大类。它们包括棉(其代号为C)、麻(J)、毛(W)；碳纤维(Ca)、玻纤(G)、金属纤维(M)、涤纶(PET)、丙纶(PP)、腈纶(A)、维纶(PVA)、绵纶(PA)、芳纶(H)、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚酰亚铵纤维(PI)，共聚丙烯腈纤维(CA)、均聚丙烯腈纤维(HA)和聚四氟乙烯纤维(F)等。
上述纤维材质的选择与搭配，必须考虑到以下多种因素(1)所要过滤的物质的物理、化学性能；(2)所要滤去的物质的物理、化学性能；(3)工作环境的酸碱度即PH值；(4)对过滤材料提出的其它功能要求，如消静电、疏水、疏油和耐高温、阻燃等。
本发明的三梯度高密面过滤材料其针刺密度两次相加为300～700针/cm2。
用本发明的方法所制成的三梯度高密面层过滤材料具有较高的过滤效率，特别是对于粉尘具有良好的剥离效果，滤材本身的阻力也未见有明显增大，制造成本也不高，应用范围极为广泛，综合分析起来其经济效益是十分可观的。
图1传统制造针刺滤料的工艺流程图；图2本发明的过滤材料结构的横剖面意图，图中I为超细纤维网，II为细纤维网，III为基布、IV粗纤维网；图3本发明的三梯度高密面层过滤材料制造方法工艺流程图——针刺法；图4本发明的三梯度高密面层过滤材料制造方法工艺流程图——针刺、水刺法；具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的内容作进一步的说明和补充。
实施例1(1)先将1.5dtex的PPS纤维、玻纤基布和3.5dtex的PPS纤维采用纤维成网的工艺设备同时形成中间夹层的细、粗不同上下的两层纤维网，一起送入多道针刺机形成针刺坯料，针刺密度为200针/cm2；(2)在1.5dtex PPS纤维网上再放置0.85dtex的PPS纤维网，再进入后几道针刺机上进行针刺毡，针刺密度为200针/cm2；(3)将针刺毡进行热定型、烧毛、压光工艺形成具有三梯度结构、高密面层微孔形态表面光滑的过滤材料。
实施例2(1)先将1.5dtex的涤纶(PET)纤维、涤纶(PET)基布和4.5dtex的涤纶(PET)纤维分别采二条纤维成网的工艺设备同时形成中间夹层的细、粗不同的上下两层纤维网，一起送入多道针刺机形成针刺坯料，针刺密度为250针/cm2；(2)在1.5dtex PET纤维网上再放置0.5dtex的PET纤维网，再进入水刺机上进行水刺，水刺密度为100针/cm2；(3)将经水刺后制成的由超细纤维作上面层，细纤维作中间层，涤纶基布和粗纤维的复合针刺毡经热定形、烧毛、压光即制成三梯度高密度面层微孔表面过滤材料。
其它实施例，工艺和程序的实施例1和2相同，仅纤维材质和纤度不同故以列表的方式予以说明。
以上纤维代号均按国家标准GBR625-2005附录A1表中的滤料材质的代号标出。
权利要求
1.一种三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于采用三条纤维成网的工艺设备同时形成粗、细不同的纤维网，此三层纤维网分别由超细纤维、细纤维和粗纤维构成，其加工步骤(1)先将粗纤维作下网、细纤维作上网并在两者中间加入基布，一起送入多道针刺机形成针刺坯料；(2)在细纤维外面叠加超细纤维再经针刺形成三梯度超细面层针刺毡，(3)将针刺毡再经过热定型、烧毛、压光工艺最后制成具有三梯度结构、高密面层微孔形态的过滤材料。
2.按权利要求1所述三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于其加工步骤(2)为用水刺机对上层超细纤维、下面为细纤维、基布和粗纤维形成的针刺毡坯料进行水刺。
3.按权利要求1、2所述三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于所说的粗纤维其纤度为2.5～7.0dtex，细纤维纤度为1.0～2.5dtex，超细纤维其纤度为0.1～1.0dtex。
4.按权利要求1、2所述的三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于所说的粗、细和超细纤维的材质可以是天然纤维、无机纤维或者有机合成纤维。
5.按权利要求1、2所述的三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于所说的滤料针刺密度两次相加为300～700针/cm2。
全文摘要
本发明提供了一种三梯度高密面层过滤材料的制造方法，其特征在于采用三条纤维成网的工艺设备同时形成粗、细不同的三层纤维网。其步骤是(1)将细纤维网、基布和粗纤维网上下叠合，针刺形成针刺坯料；(2)再在细纤维层上放置超细纤维网进行针刺制成针刺毡；(3)将针刺毡热定形、烧毛、压光最后制成三梯度高密面层的过滤材料。上述方法的步骤(2)可改用水刺工艺用水刺机完成。所说粗纤维的纤度为2.5～7.0dtex；细纤维的纤度为1.0～2.5dtex，而超细纤维纤度为0.1～1.0dtex。纤维材质可以是天然纤维，无机纤维或者有机合成纤维。用本发明方法所制造的过滤材料过滤效率高，成本低、对于粉尘层具有良好剥离效果，可以广泛地应用于工业生产和环保工程上，取得很好的经济效益。
文档编号B01D39/02GK1712100SQ20051004640
公开日2005年12月28日 申请日期2005年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者孙熙, 刘光日 申请人:孙熙