一種耐熱過濾材料及其生產方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種耐熱過濾材料及其生產方法和用途。
【背景技術】
[0002] 隨著我國社會、經濟的不斷發展和人民生活水平的不斷提高，人們對大氣環境的 質量要求也越來越高,過濾材料的應用也越來越廣泛。對于燃煤鍋爐、城市垃圾焚燒爐、產 業廢棄物焚燒爐等排出的煙塵中有一般的煤塵，也有氮氧化合物、硫氧化合物以及二惡英 等有害、有毒氣體。對于這些煙塵和煙氣，作為袋式過濾器除塵機具有很好的過濾效果。而 且，對于低壓損、高捕集濾布，不僅可以在提高過濾風速的同時不會增加粉塵侵入，而且還 可以降低過濾面積，同時減少濾袋根數。
[0003] 目前市場上過濾材料的制造是采用織物或無紡布表面覆上一層厚度為10~30微 米、平均微孔徑在2~5微米的PTFE薄膜，制得過濾材料的粉塵清灰性、粉塵捕集效率較其 它一般過濾材料好。但是，過濾材料的初期壓損較高，當與PTFE素材以外的濾料熱復合或 膠復合時，多次使用清灰后，PTFE膜和其它素材接著性就會降低，甚至PTFE薄膜破裂。
[0004] 另外還通過纖維細化工藝來提高過濾材料的捕集效率，將1.0 dtex (平均纖維直徑 9um)的PPS細纖維和2. 2dtex (平均纖維直徑14um)的常規纖維進行1 :1混合，梳理成網 作為過濾層，再與非過濾層常規纖維網（2. 2dtex)進行針刺復合成梯度過濾布。與常規纖 維構成的濾布相比，上述的粗細勾配濾料固然具有提高過濾效率的優點，但是由于表層存 在粗纖維，無形中增加了表層的孔隙率，使細小粒子很容易進入濾布，從而增加運行阻力， 降低濾布壽命。
[0005] 也有將粗細勾配濾料中的細纖維換成扁平纖維，達到增加過濾面積，從而提高過 濾效果的優點，但也存在著一定的缺陷。如日本專利特開公開了一種含有扁 平纖維的耐熱過濾氈，該專利是采用扁平纖維與圓形纖維混合后得到異性截面纖維網，從 而制成過濾氈，該過濾氈與圓形纖維制成的濾氈相比，雖達到了一定的高過濾、低阻力的效 果，但該過濾氈也會存在強度低的問題，而且扁平纖維與圓形纖維混合的話，經熱定型機熱 處理(熱壓）以后，扁平纖維會由于圓形纖維的存在，使得扁平纖維的長邊不能成統一方向 (水平）排列，從而制得的過濾氈達不到致密過濾的效果。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于提供一種捕集率更高、壓損低的耐熱過濾材料及其生產方法。
[0007] 本發明的技術解決方案如下：本發明的耐熱過濾材料是由過濾層、中間增強織物 層、非過濾層構成，所述過濾層中至少含有一層克重為50~199g/m 2的扁平纖維網層，即過 濾層只含有一層扁平纖維網層或者過濾層由扁平纖維網層和其他纖維網層構成，該其他纖 維網層(普通纖維網層）介于扁平纖維網層與中間織物增強層之間，考慮到過濾層中的普通 纖維網層起著過濾和支撐結構的作用，優選過濾層是由扁平纖維網層和其他纖維網層構成 的。構成普通纖維網層的纖維為耐熱聚苯硫醚纖維，其纖度范圍為〇. 5~3. Odtex，優選纖 度為1.0 ~2. 2dtex。為了防止大部分粉塵進入濾布內部，將扁平纖維網層的克重設置為 50~199g/m2，如果扁平纖維網層的克重低于50g/m2,反向的脈沖清灰會使表層的扁平纖 維層打散，粉塵就會容易進入其內部，制得過濾材料的捕集效率就會降低；如果扁平纖維網 層的克重高于199g/m 2,雖然帶來高捕集性能的優點，但是其過濾阻力大大增加，無形中增 加了運行負荷，增加能耗。考慮到扁平纖維網層不僅可以達到覆膜品的高致密、高過濾的優 點，還可以達到普通針刺濾布低壓損（包括初期壓損)、耐清灰的優點，上述扁平纖維網層的 克重優選80~120g/m 2。另外，扁平纖維網層中扁平纖維的含量為90重量％以上，當采用 100重量％的扁平纖維時，在針刺過程中，會將其他纖維層或者非過濾層的非扁平纖維帶到 表層的扁平纖維網層中，從而使得到的扁平纖維層中或多或少地含有少量的其它纖維(一 般含量2重量％以下);當采用90重量％以上的扁平纖維與10重量％以下的其他纖維混合 時，得到的扁平纖維網層中含有90重量以上的扁平纖維，此時扁平纖維網層中加入少量的 其他纖維不會影響過濾材料的效果，在扁平纖維層經熱定型工藝時，扁平纖維的長邊基本 能成統一方向排列，均一性較好，達到較好的過濾效果。考慮到最終過濾材料能達到最佳的 過濾效果，扁平纖維的含量優選100重量％。如果采用扁平纖維與圓形纖維混合，且扁平以 外（圓形纖維）的纖維含量超過10重量％，形成的纖維網層作為過濾層的話，在后處理過程 中進行熱定型工藝時，圓形纖維的存在會使得扁平纖維的長邊不能成統一方向，得到的纖 維網層的排列方向比較雜亂，從而制得的過濾氈達不到致密過濾的效果。上述扁平纖維優 選耐熱PPS纖維。
[0008] 上述扁平纖維網層的厚度為100~500微米，為了使扁平纖維間的空隙更加致密， 將扁平纖維網層進行壓扁，壓扁至厚度為100~500微米時最佳，這樣就使得扁平纖維之 間都橫向的平行排列。如果扁平纖維網層的厚度低于100微米時，由于壓得過密，透氣性 很差，過濾材料的阻力就會增加很多；如果扁平纖維網層的厚度高于500微米時，扁平纖維 過于松散，不能整齊地平行排列，這樣空隙就過大，制得的過濾材料就難于捕集到細小的粒 子。為了得到更高的捕集效率和更低壓損的過濾材料，通過后加工的熱處理工藝，使得扁平 纖維網層的厚度為200~400微米，可以達到最佳的過濾效果。
[0009] 上述扁平纖維網層中扁平纖維的長軸平均直徑為15~30微米，短軸平均直徑為 3~10微米。如果扁平纖維的長軸平均直徑小于15微米，與普通圓形纖維的直徑基本接 近，纖維與纖維之間的空隙變大，這樣就達不到致密的效果；如果扁平纖維的長軸平均直徑 大于30微米，梳理時道夫對于粗纖維剝離性較差，導致梳理后的纖維網層不均勻性。如果 扁平纖維的短軸平均直徑高于10微米，熱軋時就不能使扁平纖維均勻地平行排列，孔徑變 大，制得過濾材料的捕集效率降低；如果扁平纖維的短軸平均直徑低于3微米，會導致扁平 纖維過于薄膜化，不利于加工性，同時強度過低，帶來提前劣化的缺點。
[0010] 為了適合某些高頻度、高負荷的脈沖清灰，防止表層扁平纖維網層由于過度的清 灰而導致松散化，在其表面設有一層克重為50~100g/m2的保護層，保護層是由平均直徑 為8~16微米的耐熱纖維構成的。
[0011] 由于過濾層中至少有一層扁平纖維網層，使得本發明耐熱過濾材料的平均孔徑為 5~10微米。相對于普通燃煤鍋爐的煙塵粒徑范圍(平均粒徑10~30微米)，本發明的過 濾材料可以達到99. 99以上％的捕集效率，但不影響其透氣性。
[0012] 本發明耐熱過濾材料的生產方法如下：將90重量％以上的扁平纖維經過開棉-梳 理-鋪網-針刺-熱加工，制成克重為50~199g/m2的扁平纖維網層，再將平均直徑為8~ 20微米的普通圓形耐熱纖維經過開棉-梳理-鋪網-針刺加工成普通纖維網層，然后至少 將一層扁平纖維網層、普通纖維網層以及中間織物增強層通過針刺、熱定型、燒毛工藝，最 終制得成品。
[0013] 將扁平纖維網層在溫度為150~200°C、壓力為30~80kg/cm2的熱定型機上進 行熱加工，使扁平纖維網層的厚度控制在100~500微米。如果與其它普通纖維層復合之 前，不進行的熱加工的話，那么扁平纖維網層中的扁平纖維就不會呈現均勻排列的狀態，使 得纖維與纖維之間的空隙變大，粉塵容易侵入，從而制得的過濾材料就達不到捕集率高、壓 損低、耐清灰的特點。如果熱軋溫度過低、壓力過小，會使扁平纖維的排列性不均一；如果熱 軋溫度過高、壓力過大，會使扁平纖維網層被壓死，通氣性差，過濾效果降低。
[0014] 本發明的耐熱過濾材料具有捕集率更高、壓損低的特點，應用于高溫過濾領域，如 垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐或金屬熔煉爐等。當然，本本發明的耐熱過濾材料也可以使用與其他 過濾領域，比如常溫過濾、收塵行業以及普通空氣過濾領域，如空氣凈化器、汽車空調凈化 器等。
【具體實施方式】
[0015] 下面通過實施例更加詳細地說明本發明，但本發明不受這些實施例的限制，過濾 材料各物性的測定方法如下。
[0016] 【克重】 將過濾材料切成200X200mm的正方形，從重量計算出過濾材料的克重。
[0017]【厚度】 使用厚度千分表(擠壓力〇.〇〇〇245Pa)測定過濾材料的厚度，隨機選擇6點進行測定， 求出平均值。
[0018] 【密度】 密度=克重/厚度