楊曉平

摘要：隨著人類對(duì)空氣潔凈度要求的不斷提高，空氣過(guò)濾器在人們生產(chǎn)生活各個(gè)領(lǐng)域迅猛發(fā)展，已成為凈化空氣的重要手段，其中過(guò)濾材料性能的優(yōu)劣直接影響著空氣過(guò)濾器的過(guò)濾能力，本文以水刺布濾材為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究分析濾材的透氣率、過(guò)濾效率、過(guò)濾阻力三者之間的相互關(guān)系，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論可為今后高性能濾材開(kāi)發(fā)研制提供幫助和啟示。

關(guān)鍵詞：無(wú)紡布；透氣率；過(guò)濾效率；阻力

1水刺布過(guò)濾材料簡(jiǎn)介

無(wú)紡布是空氣過(guò)濾的典型濾材，具有使用廣泛性、技術(shù)成熟性、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，制作工藝以熔噴、針刺、水刺、紡粘等工藝，經(jīng)多道工序制成，與其他同級(jí)別濾材相比具有質(zhì)量穩(wěn)定，容塵較大、耐濕性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)紡布是應(yīng)用較早的過(guò)濾材料，技術(shù)發(fā)展成熟，生產(chǎn)成本低廉，近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)了復(fù)合無(wú)紡布，過(guò)濾效率更高。

水刺非織造布，亦稱為水刺無(wú)紡布，又叫“射流噴網(wǎng)成布”，射流噴網(wǎng)的概念源于機(jī)械針刺工藝，所謂“射流噴網(wǎng)”，就是利用高壓水流刺入纖維網(wǎng)內(nèi)，使纖維重新排列，相互纏繞，使原來(lái)松散的纖維網(wǎng)具有一定的強(qiáng)力和完整的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），在水刺工藝的過(guò)程中，不存在對(duì)纖維網(wǎng)的擠壓，從而提高最終產(chǎn)品的膨松度：不使用樹(shù)脂或粘合劑，保持纖維網(wǎng)固有的柔軟性，纖維網(wǎng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，一般可達(dá)紡織品強(qiáng)度的80%～90%，纖維網(wǎng)可由任意品種的纖維相混合。水刺布外觀平整，手感柔軟，透氣性好，隨著水刺復(fù)合濾材的研發(fā)，其過(guò)濾性能優(yōu)于原先的水刺布料，過(guò)濾效率逐漸提高，而過(guò)濾阻力控制在相對(duì)較小的范圍內(nèi)。

為了進(jìn)一步提高過(guò)濾效率，水刺布材料會(huì)覆上一層PTFE（聚四氟乙烯）薄膜，稱為空氣凈化膜，即以聚四氟乙烯為原料，經(jīng)過(guò)膨化拉伸后形成一種具有微孔性的薄膜，將此薄膜用特殊工藝覆合在各種水刺布和基材上，成為新型過(guò)濾材料，該膜孔徑小，分布均勻，孔隙率大，透氣性好，水刺布覆膜濾材現(xiàn)已被廣泛使用。

2濾料過(guò)濾性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

LZC-B型濾料綜合性能測(cè)試臺(tái)（如圖4所示）可分別用DEHS氣溶膠發(fā)生器，NaCl氣溶膠發(fā)生器或大氣對(duì)多種濾料進(jìn)行阻力、流量、效率等性能測(cè)定，其人性化的設(shè)計(jì)，具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、使用范圍廣的特點(diǎn)。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

采用上述濾料測(cè)試臺(tái)并結(jié)合圖3所示的DOP過(guò)濾效率實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)某公司生產(chǎn)的水刺無(wú)紡布和水刺覆膜濾料進(jìn)行過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力以及透氣度的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)所用粒徑為0.3um，濾速為5.334cm/s，氣流流量為32L/min，有效測(cè)試面積為100c㎡，測(cè)試溫度為15-25℃，相對(duì)濕度54±10%。性能測(cè)試所得結(jié)果見(jiàn)表2。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

從表2測(cè)試結(jié)果可知，水刺覆膜過(guò)濾材料的透氣性要差于水刺非覆膜無(wú)紡布，其原因是覆膜后的水刺布的厚度和面密度較之前的有所增加，使其透氣性變差；另外，在復(fù)合加工處理中，由于水針的作用，從微觀的角度來(lái)講，纖維與纖維之間，纖維與基布的紗線之間發(fā)生更為緊密的纏結(jié)，材料致密性提高，透氣度下降。

從表2中還可以發(fā)現(xiàn)過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力的變化規(guī)律為：過(guò)濾效率變大，過(guò)濾阻力也變大。過(guò)濾效率降低，過(guò)濾阻力也降低，兩者的變化基本趨于一致。水刺覆膜過(guò)濾材料的過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力要明顯高于水刺非覆膜無(wú)紡布。

此外，透氣性能越好，過(guò)濾阻力越小，透氣率可以間接表示過(guò)濾阻力。

4結(jié)論

①在本實(shí)驗(yàn)中，樣品1號(hào)、2號(hào)為水刺無(wú)紡布覆膜濾材，在克重、厚度基本接近的條件下，其過(guò)濾效率、過(guò)濾阻力以及透氣率亦保持接近，其水刺覆膜工藝應(yīng)該差不多，樣品3號(hào)、4號(hào)是1號(hào)、2號(hào)覆膜前的濾材，在其克重和厚度接近的情況下，其過(guò)濾效率、過(guò)濾阻力以及透氣率也基本相同。

②水刺覆膜過(guò)濾材料的過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力均大于水刺非覆膜無(wú)紡布。endprint