专利名称：通风滤尘系统中的无纺滤料及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑空调通风与环境保护领域，涉及一种用于通风滤尘系 统中的新型高效低阻空气过滤器用无纺滤料及其制备方法。
背景技术：
现有的建筑空调通风系统常用的过滤器形式为初效过滤器、中效过滤 器及高效过滤器。初效过滤器一般采用金属网、瓷环、玻璃丝、粗孔聚氨 酯泡沫塑料、无纺布或各种人造纤维作为过滤层，再加上网络及固定框架 组成过滤器。上述过滤器都需人工清洗和更换，为了减少清洗过滤器的工 作量，提高运行效率，可以采用传动绕巻式过滤器。这种过滤器主要由金 属网(纤维布)滤料及滤料巻组成。过滤网在传动机构带动下慢速转动，粘
尘在油槽中自行清洗，而连续地工作。粗效过滤器主要用于过滤10pm以 上大尘粒和异物。中效过滤器一般选用直径约10,左右的玻璃纤维、中 细孔聚乙烯泡沬塑料或由腈纶、丙纶、涤纶等为滤料制成的过滤器。在不 同滤层厚度和滤速下，将得到不同的过滤效果。为提高过滤效率、并提高 处理风量，往往制成抽屉式或袋式过滤元件。在相同条件下，化学纤维过 滤器与泡沬塑料或玻璃纤维滤料相比具有效率高，阻力小。容尘量大等优 点。高效过滤器主要用于超净要求的空调系统，作为终过滤之用，其前应 设置初、中级的前置过滤器。这种过滤器的滤料为超细棉纤维、超细玻璃 棉等。这些滤料纤维直径一般小于lnm，滤料做成纸片状。为了减少流动 阻力，并增加对微尘的扩散效应，则采用低滤速(如0.02 0.025m/s)。为此 将纸多次折叠。使其过滤面积为通风面积的50 60倍。这种过滤器滤纸 折叠后，中间的通道靠波纹分隔片分隔。高效过滤器能够用于无毒要求的 生物洁净室，实现对空气尘粒中细菌的有效捕集。目前一般洁净空调(包括具有较高要求的舒适性空调)系统所用的高效过滤器大多采用驻极体空
气过滤器，这种过滤器采用聚四氟乙烯纤维(PTFE)作为过滤材料。当迎 风面风速为0.5m/s时，对0.5nm的灰尘过滤效率可以达到95%以上，空气 阻力只有40Pa，是传统的柜式空调机组空气过滤器(一般为尼龙网)无法 相比的。这种空气过滤器已经在大型商场、超级市场、医院空调系统应用 近10年，取得了很好的空气净化效果。然而，这种过滤器的缺点有两方 面 一是价格高，因此一般舒适性空调很少使用；另外，当驻极体空气过 滤器使用一段时间后，沉积在纤维表面的微细颗粒会产生静电屏蔽的作 用，减小过滤器的过滤效率。
- 除了超净要求的空调系统外， 一般舒适性空调机组经常采用粗效过 滤器和中效过滤器。在使用过程中空气中的尘粒吸附在滤网上，不可避免 地造成过滤器堵塞，增加了气流的阻力，影响风机的效率，严重时则会造 成风机压头不够，无法达到送风要求，所以应定期清洗滤网以满足空调机 组的运行条件。但在实际使用过程中。部分施工单位忽略了维护方便问题， 而操作人员在维护、管理空调机组时，也只考虑如何方便和延长空调机组 的单次运行时间。有时甚至将过滤器拆下。这样机组运行一定时间后，尘
埃就吸附在空调机组热交换器的翅片之间，从而引起热交换效率下降，送 风量锐减。另外，由于尘埃粘结在翅片上，工作时凝露水不能朝珠状凝结 发展而不能顺利滴到接水盘，这也就增加了传热热阻。而且这些没有经过 任何处理的尘埃会成为污染源严重影响室内空气品质。因此，从这个意义 上看，对于一般舒适性空调系统而言，过滤器的过滤效率和使用寿命将严 重影响空调系统的使用效果，而且还会威胁到室内工作及生活人员的身心 健康。 发明内容:
本发明的目的在于针对现有的空调通风系统中的空气过滤器用无纺布滤料存在的或结构复杂，或容尘量低，或价格高，或维护困难等一系列 问题，提供一种新的空调通风系统中的空气过滤器用无纺布滤料及其制备 方法。
本发明的目的是这样实现的 一种通风滤尘系统中的无纺滤料，由化 学纤维制作，其特征在于无纺滤料中的化学纤维呈主干和分支状的异形 结构，主干两侧至少各有两个分支；无纺滤料沿气流流动方向依次为粗滤 层、中滤层和细滤层，其中，粗滤层中化学纤维的粗度大于中滤层，中滤 层中化学纤维的粗度大于细滤层，沿粗滤层—中滤层—细滤层的填充密度 逐渐增大。
在本发明中所述的化学纤维为聚酯类粘合纤维，单根纤维的长度为
4 6mrn，粗滤层中化学纤维粗度为20 40jim，中滤层中化学纤维粗度为 10 25nm，细滤层中化学纤维粗度为5~15pm。
一种如上所述无纺滤料的制备方法，其特征在于选择相应粗度的化 学纤维均匀铺放形成相应的粗滤层、中滤层和细滤层，其中，粗滤层单位 面积重量为15~25g/m2，中滤层单位面积重量为40 55g/m2，细滤层单位面 积重量为100~110g/m2;将细滤层、中滤层、粗滤层依次叠放层压在网状 输送带上，送入热风处理机，用160 170。C的热风加热1~2分钟，使纤维 交织点热粘合，形成无纺滤料。
本发明的优点在于由于作为滤料的无纺滤料中的化学纤维呈主干和 分支状异形结构，与相同细度的现有纤维组成的滤料相比，异形结构的纤 维具有更高的表面积，高效低阻；由于无纺滤料中沿气流方向依次为粗滤 层、中滤层和细滤层三层结构，且沿粗滤层—中滤层—细滤层的填充密度 逐渐增大，采用梯度纤维填充密度，不仅滤层的通透性好，而且分层截流 不同粒径的粉尘，不易发生堵塞。由于粗滤层中化学纤维的粗度大于中滤 层，中滤层中化学纤维的粗度大于细滤层，粗滤层作为预过滤层，可以收集粒径较大的粒子，减轻中滤层和细滤层的粉尘收集量，延长使用周期。
图1是本发明无纺滤料中的化学纤维的异形结构； 图2是由异形结构的化学纤维组成的层状结构的无纺滤料示意图。 图中1、主干，2、分支，3、无纺滤料，4、粗滤层，5、中滤层，6、 细滤层。
具体实施例方式
附图非限制性的公开了用于空调通风系统中的空气过滤器中形成无 纺滤料的化学纤维的异形结构以及无纺滤料的层状结构示意图，下面结合 附图对本发明作进一步说明。
用于空调通风系统中的空气过滤器，包括壳体和滤料，壳体中的滤料 为化学纤维无纺滤料3，无纺滤料3中的化学纤维呈主干1和分支2状的 异形结构，由图1可见，主干1两侧至少各有两个分支2;由图2可见， 无纺滤料3沿气流流动方向依次为粗滤层4、中滤层5和细滤层6，其中， 粗滤层中化学纤维的粗度应该大于中滤层5，中滤层5中化学纤维的粗度 大于细滤层6，粗滤层4中化学纤维粗度可以在20 4(Him之间，中滤层5 中化学纤维粗度可以在10~25nm之间，细滤层6中化学纤维粗度可以在 5 15pm之间。同时，沿粗滤层4—中滤层5—细滤层6的填充密度逐渐增 大，其中，粗滤层4单位面积重量在15 25g/iT^之间，中滤层5单位面积 重量在40 55g/n^之间，细滤层6单位面积重量在100 110g/n^之间。
在本实施例中选用的化学纤维是呈主干1和分支2状的异形结构的 聚酯类粘合纤维，单根纤维的长度为5mm，粗滤层4中化学纤维粗度为 32拜，中滤层5中化学纤维粗度为20.2nm，细滤层6中化学纤维粗度为 14.3nm。同时，沿粗滤层4—中滤层5—细滤层6的填充密度逐渐增大， 其中，粗滤层4单位面积重量为20g/m2，中滤层5单位面积重量在50g/m2，细滤层6单位面积重量为110g/m2。
本发明涉及的无纺滤料3是这样制作的以上述实施例为例，选择粗 度为32pm的化学纤维均匀铺放形成粗滤层4，粗滤层4单位面积重量为 20g/m2;选择粗度为20.2pm的化学纤维均匀铺放形成中滤层5，中滤层5 单位面积重量为50g/m2;选择粗度为14.3pm的化学纤维均匀铺放形成细 滤层6，细滤层6单位面积重量为50g/m2。将细滤层6、中滤层5、粗滤层 4依次叠放层压在网状输送带上，送入热风处理机，用165"C的热风加热1 分钟，使纤维交织点热粘合，形成无纺滤料3。
无纺滤料3置于空气过滤器中时应该注意无纺滤料3的粗滤层4面 对进风口，细滤层6面对出风口。
权利要求
1、一种通风滤尘系统中的无纺滤料，由化学纤维制作，其特征在于无纺滤料中的化学纤维呈主干和分支状的异形结构，主干两侧至少各有两个分支；无纺滤料沿气流流动方向依次为粗滤层、中滤层和细滤层，其中，粗滤层中化学纤维的粗度大于中滤层，中滤层中化学纤维的粗度大于细滤层，沿粗滤层→中滤层→细滤层的填充密度逐渐增大。
2、 根据权利要求l所述的通风滤尘系统中的无纺滤料，其特征在于 所述的化学纤维为聚酯类粘合纤维，单根纤维的长度为4 6mrn，粗滤层中 化学纤维粗度为20 4(Him，中滤层中化学纤维粗度为10~25pm，细滤层中 化学纤维粗度为5~15Mm。
3、 如权利要求1或2所述无纺滤料的制备方法，其特征在于选择 相应粗度的化学纤维均匀铺放形成相应的粗滤层、中滤层和细滤层，其中， 粗滤层单位面积重量为15~25g/m2，中滤层单位面积重量为40 55g/m2，细 滤层单位面积重量为100~110g/m2;将细滤层、中滤层、粗滤层依次叠放 层压在网状输送带上，送入热风处理机，用160 17(TC的热风加热1 2分 钟，使纤维交织点热粘合，形成无纺滤料。
全文摘要
本发明涉及一种通风滤尘系统中的无纺滤料，由化学纤维制作，其中无纺滤料中的化学纤维呈主干和分支状的异形结构，主干两侧至少各有两个分支；无纺滤料沿气流流动方向依次为粗滤层、中滤层和细滤层，其中，粗滤层中化学纤维的粗度大于中滤层，中滤层中化学纤维的粗度大于细滤层，沿粗滤层→中滤层→细滤层的填充密度逐渐增大。制备时选择相应粗度的化学纤维均匀铺放形成相应的滤层，其中，粗滤层单位面积重量为15～25g/m<sup>2</sup>，中滤层为40～55g/m<sup>2</sup>，细滤层为100～110g/m<sup>2</sup>；将细、中、粗滤层依次叠放层压在网状输送带上，送入热风处理机，用160～170℃的热风加热1～2分钟，使纤维交织点热粘合，形成无纺滤料。
文档编号B01D39/16GK101530699SQ200910025988
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者孙月芹, 王爱民, 钱付平 申请人:安徽工业大学;江苏菲特滤料有限公司