一种空气过滤器的制作方法

1.本发明涉及一种过滤器，特别是一种空气过滤器。


背景技术：

2.近年来，空气过滤器渐渐走入人们生产与生活中。空气过滤器是指能够吸附、分解或转化空气中的各种污染物，有效提高室内空气清洁度的产品，在居家、医疗、工业领域均有应用，而应用在不同领域的空气过滤器具有不同的过滤要求。许多工厂在工业生产中，生产一些精密产品时，通常需要生产车间保持洁净，这样就需要对进入洁净车间的空气进行过滤处理，因此洁净车间内部环境必须经过严格的控制。
3.在公开号为us6024782的专利文本中，公开了一种分层气体过滤介质，该过滤介质包括粘合层、基材和吸附剂层，吸附剂层的一侧粘结在粘合层上，吸附剂层的另一侧粘结在另一粘合层上，如此重复形成多层结构，其中基材提供支撑作用。本专利仅通过粘合层和吸附剂层组成气体过滤介质，如此便可以通过设置吸附剂层的密度来更改过滤介质的密度，进而起到调节过滤材料的压降的作用。但是，这种过滤介质需要相对大量的粘合剂润湿吸附剂层的表面，而被润湿的部分不再具有吸附作用，严重影响吸附剂层的吸附能力，且这种仅通过粘合剂粘结在一起的过滤介质，其强度和韧性也不高。
4.在公开号为us6423123的专利文本中，公开了一种用于流体介质的过滤材料，该过滤材料包括载体层和吸附层，其中吸附层是由吸附剂颗粒和熔融粘结剂丝形成，吸附层通过熔融粘结剂丝粘附到载体层上。该种结构的过滤材料不需要通过粘合剂就能将载体层和吸附层牢固粘合在一起，而且，熔融粘结剂丝在过滤介质中也起到增强增韧的效果。
5.现有技术中，在过滤器壳体大小固定的情况下，为了增大过滤的面积，减少了空气过滤的阻力，通常将过滤介质进行折叠处理，但这种折叠结构对过滤介质的强度和韧性都有着更高的要求，单纯依靠高分子粘结剂或采用胶丝制成的过滤介质并不能达到强度要求。


技术实现要素：

6.本发明所要达到的目的是提供一种具有高强度过滤介质的空气过滤器。
7.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种空气过滤器，包括过滤介质和外壳，所述外壳具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述过滤介质的上游侧相通，所述气体出口与所述过滤介质的下游侧相通，所述过滤介质折叠形成褶，所述过滤介质包括无纺布支撑层和吸附性颗粒层，所述吸附性颗粒层放置于两层所述的无纺布支撑层之间，其特征在于，还包括纤维毡，所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，所述纤维毡包含第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度为z，所述第二纤维集内纤维的长度为 w，z和w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。
8.过滤介质折叠形成褶，可以使得空气过滤器的壳体在大小不变的情况下增大其过滤面积，而且也可以增加空气过滤器的容尘量。过滤介质中含有纤维毡、吸附性颗粒层和无
纺布支撑层。如此设计，当过滤介质某处受力时，吸附性颗粒层可通过纤维毡上的第一纤维集内的纤维和第二纤维集内的纤维将应力均匀分散在过滤介质上，增加过滤介质的强度，从根本上克服了过滤介质的脆性。如图1纤维增强机理示意图所示，作用于吸附性颗粒1上的应力将通过纤维2 之间的粘结点将应力分散传递至其他纤维2上，如果其中一根纤维2发生断裂，其他纤维2照样起作用，而不至于危及整体，从而在宏观上显示为该过滤介质的强度及韧性的提高。进一步的，形成褶皱的过滤介质在弯曲褶皱处会产生弯曲应力，如图2材料弯曲的示意图所示，过滤介质弯曲时凹入一侧的纤维和活性颗粒受到挤压，而在突出一侧的纤维受到拉伸，中性层的纤维和活性颗粒不受力。在本发明中，纤维毡上的纤维是均匀分布的，假设单位长度的纤维与其他纤维相互粘结的粘结点一定，那么长度较长的第一纤维集内的纤维在纤维毡上的粘结点较第二纤维集内的纤维的粘结点多。若粘结点多的第一纤维集内纤维和粘结点少的第二纤维集内纤维同时位于折叠过滤介质的突出一侧，则第一纤维集内纤维因为受力大，更容易发生断裂，导致吸附性颗粒层的脱落，严重时会导致吸附性颗粒层的断裂。而位于折叠过滤介质的突出一侧的第二纤维集内纤维因粘结点少，受到的合力小，不易断裂；而且，单位长度的纤维粘结的吸附性颗粒层的质量一定，那么长度较长的第一纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层的质量较第二纤维集内纤维上粘结的大。这些都使得第二纤维集内纤维会有较大的灵活性，能够有效增强过滤介质的强度和韧性。如图3第一纤维集集内纤维和第二纤维集内纤维的长度关系示意图所示，第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度取值范围落在区域e内。在纤维毡内，长度较长的第一纤维集内纤维主要起到连接固定纤维毡的形状，维持纤维毡的基本框架的作用，若第一纤维集内纤维的长度z＜30mm，则第一纤维集内纤维在纤维毡内的跨度较小，不能将纤维毡的形状固定，此时的纤维毡易散架，导致过滤介质的强度下降；若第一纤维集内纤维的长度z＞60mm，此时第一纤维集内纤维在过滤介质内的跨度较大，第一纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层的质量较大，而且第一纤维集内纤维与其他纤维的粘结点也较多，导致第一纤维集内纤维容易断裂，粘结在其上的吸附性颗粒层也易脱落，影响过滤介质的强度的过滤效果。因此第一纤维集内纤维的长度应在30mm≤z≤60mm范围内。若z/w≤2，既第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度取值落在由z＝2w、z＝30和z＝60围成的开放区域d内，则此时相较于第一纤维集内纤维，第二纤维集内纤维的长度w过长，导致第二纤维集内纤维在过滤介质内的灵活性降低，在过滤介质内不能很好的起到增强作用；若z/w＞50，即第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的取值落在由z＝50w、z＝30和z＝60围成的封闭区域c内，此时，相对于第一纤维集内纤维的长度，则第二纤维集内纤维的长度w过短，当过滤介质受力时，第二纤维集内纤维易被从吸附性颗粒层中抽拔出来，降低了第二纤维集内纤维在过滤介质内的作用。而且第二纤维集内纤维过短的话，其上粘结的吸附性颗粒的量也较少，使得第二纤维集内纤维与吸附性颗粒层的粘结力较小，也导致第二纤维集内纤维易与吸附性颗粒层分离，影响过滤介质的强度。因此z和w 应该满足：2＜z/w≤50，且z的取值范围在30-60mm之间，此时既能维持纤维毡整体的框架，又能增加过滤介质的强度及过滤效果。
9.进一步的，所述第一纤维集内纤维的长度z与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：z≥10a 10，所述第二纤维集内纤维的长度w与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：3mm≤w≤6a，且所述吸附性颗粒层的厚度a取值范围：0.5mm ≤a＜5mm。
10.通常，通过调节吸附性颗粒层的含量来调节过滤介质的吸附过滤能力。在本发明
中，吸附性颗粒层的含量可以用其厚度a表示。在过滤介质中，纤维毡不仅可以起到粘结吸附性颗粒层，作为其附着载体，同时也作为过滤介质的增强物质。具体的，纤维毡内的第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维具有不同的功能作用。为了保证纤维毡的整体框架结构，避免纤维毡和吸附性颗粒层发生相互脱离，第一纤维集内纤维的长度z与吸附性颗粒层的厚度a之间满足：z≥ 10a 10。如图4第一纤维集内纤维长度和吸附性颗粒层厚度的关系，第一纤维集内纤维的长度z的取值落在0.5mm≤a＜5mm与z≥10a 10、z＝30和z＝60组成的封闭区域d内。如此，第一纤维集内纤维在粘着有吸附性颗粒层的纤维毡内，会有一定的空间跨度，能够将吸附性颗粒层固定在纤维毡的整体厚度方向上，保证吸附性颗粒层在纤维毡上的均匀分布，保持粘结有吸附性颗粒层的纤维毡整体框架结构。为了保证过滤介质的强度，保证黏着有吸附性颗粒层的纤维毡在褶皱处或者受力时不会发生断裂，第二纤维集内纤维的长度w与吸附性颗粒层的厚度a之间满足：3mm≤w≤6a。如图5第二纤维集内纤维的长度和吸附性颗粒层厚度的关系，第二纤维集内纤维的长度w取值落在阴影部分内。在本发明中，若第二纤维集内纤维的长度w＜3mm，则第二纤维集内纤维与吸附性颗粒层的接触面积过小，第二纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层少，导致两者的粘合力小，当过滤介质在受力或者弯曲时，第二纤维集内纤维容易与吸附性颗粒层发生相互分离，导致第二纤维集内纤维并不能发挥作用。若第二纤维集内纤维的长度w＞6a，则第二纤维集内纤维上会粘附有过多的吸附性颗粒层，降低了第二纤维集内纤维的灵活性，当过滤介质受力或者弯曲时，第二纤维集内纤维无法通过滑移来分散过滤介质上的应力。因此当3mm≤w≤6a时，第二纤维集内纤维在一定厚度的过滤介质内具有足够的灵活性，可以增强过滤介质的强度，保证过滤介质的过滤效果。为了保证过滤介质具有良好的过滤效率和过滤效果，吸附性颗粒层的厚度a≥0.5mm；但若吸附性颗粒层的厚度a≥ 5mm，此时过滤介质的过滤效果并没有明显的提升，但过滤介质的重量会过大，整体上增加了空气过滤器的整体重量，不利于实际生产及利用。而吸附性颗粒层的厚度a的取值在0.5mm≤a＜5mm范围内，此时既可以满足空气过滤器吸附过滤的要求，又能避免因吸附性颗粒层的厚度过大而导致空气过滤器的重量增加，节约了生产成本。
11.进一步的，所述纤维毡与所述过滤介质的重量比值在2％～5％范围内，所述第二纤维集内纤维与所述纤维毡的重量比值在10％～50％范围内。
12.在本发明中，纤维毡既作为吸附性颗粒层的载体，将具有吸附过滤性能的吸附性颗粒层固定在过滤介质内，同时又作为过滤介质的增强材料，增大过滤介质的强度和韧性。若纤维毡占过滤介质的重量比值小于2％，此时的纤维毡并不能承载住吸附性颗粒层，并将其固定在无纺布支撑层上，而且此时纤维毡的增强增韧效果也不明显；若纤维毡占过滤介质的重量比值大于5％，则会造成不必要的浪费，增加过滤介质的整体重量，而且过多的纤维毡也会增加过滤介质的过滤阻力。只有当纤维毡与所述过滤介质的重量比值在2％～5％范围内，既能保证纤维毡在过滤介质中作为吸附性颗粒层的载体的作用，以及纤维毡在过滤介质中的增强增韧效果，又能节约过滤介质的制造成本。进一步，在纤维毡内，第二纤维集内纤维因其灵活性而主要起到增强增韧的效果，为了保证其功能的发挥，第二纤维集内纤维与所述纤维毡的重量比值应在10％～50％范围内。
13.进一步的，所述第二纤维集内纤维朝向与所述褶垂直的方向有序排列，形成各向异性的所述纤维毡。
14.由于第二纤维集内纤维在过滤介质中主要起到增强增韧的作用，为了避免过滤介质因其褶皱处产生的弯曲应力而断裂，将第二纤维集内纤维与褶垂直的方向有序排列，如此，第二纤维集内纤维在褶皱处便作为主要的受力作用对象，可以更好的起到增强增韧的作用。需要注意的是，上文所说的有序排列是指纤维毡上的第二纤维集内纤维至少有60-90％重量分数的纤维与所述褶所夹角度在 45
°
～90
°
范围内，且该种解释适用于全文。
15.进一步的，所述吸附性颗粒层包括活性颗粒，所述第一纤维集内纤维和/或第二纤维集内纤维的直径与所述活性颗粒的直径d的比值在1/10以下。
16.如此设计，第一纤维集内纤维和/或第二纤维集内纤维仅在非常小的空间范围与活性颗粒接触，使得第一纤维集内纤维和/第二纤维集内纤维的存在不影响活性颗粒的吸附过滤功能，并且使得活性颗粒能够三维地分布在纤维毡内，保证过滤介质的过滤效果。
17.进一步的，所述活性颗粒的直径d与所述第一纤维集内纤维的长度z之间满足：50≤z/d≤500，所述活性颗粒的直径d与所述第二纤维集内纤维的长度w 之间满足：9≤w/d≤200。
18.活性颗粒的直径d与第一纤维集内纤维的长度z之间满足：50≤z/d≤500，而d与所述第二纤维集内纤维的长度w之间满足：9≤w/d≤200。第一纤维集集内纤维和第二纤维集内纤维上粘结有活性颗粒，若z/d＜50，w/d＜9，在活性颗粒的直径确定的情况下，此时第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度相较于活性颗粒的直径过小，第一纤维集内纤维作为纤维毡的基本框架，在纤维毡内主要起到连接固定的作用。若第一纤维集内纤维的长度过短，则纤维毡的牢固度低，受力易散裂。第二纤维集内纤维因其灵活性，可以通过相对滑移将过滤介质受到的应力分散，增加过滤介质的强度。若第二纤维集内纤维的长度过短，第二纤维集内纤维与吸附性颗粒层的接触面积过小，第二纤维集内纤维上粘结的活性颗粒过少，当过滤介质受力时，第二纤维集内纤维易从吸附性颗粒层中抽拔出来，导致第二纤维集内纤维在过滤介质中的作用大大降低；若 z/d＞500，w/d＞200，第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度过长，影响过滤介质的强度及韧性。具体的，第一纤维集内纤维的长度过长时，第一纤维集内纤维在过滤介质中跨度过长，出现在多个褶中，会受到较大的弯曲应力，第一纤维集内纤维容易断裂，从而影响过滤介质的强度；而当第二纤维集内纤维的长度过长时，其与吸附性颗粒层和其他纤维的粘结点较多，过滤介质受力时第二纤维集内纤维的灵活性降低，从而导致过滤介质受到的应力并不能通过第二纤维集内纤维的滑移来分散，过滤介质容易断裂。
19.进一步的，所述第一纤维集内纤维和所述第二纤维集内纤维至少一种是复合纤维，所述复合纤维包括第一组分和第二组分，所述第一组分材料的熔点低于所述第二组份材料的熔点，所述第一组分通过热熔合的方式将所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，且所述第一组分通过热熔合的方式将所述纤维毡与所述无纺布支撑层粘结在一起。
20.第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维至少有一种是复合纤维，复合纤维的第一组分的熔点低于第二组分的熔点，且第一组分通过热熔合的方式将纤维毡、吸附性颗粒层和无纺布支撑层相互粘结在一起。如此设计，在保证了过滤介质的粘结强度的同时，减小或避免了高分子粘结材料的使用。而且，该种的粘结方式可以使得吸附性颗粒层的固定更加稳定，也不会有因高分子粘结材料的渗入而堵塞吸附性颗粒层等现象的出现，保证产品的过滤性能。
21.进一步的，所述复合纤维是同心皮芯型的结构，所述第一组分包裹住所述第二组分。
22.复合纤维是同心皮芯型结构，低熔点的第一组分包裹住高熔点的第二组分。如此设计，当纤维毡受热时，第一组分融化使得纤维毡产生粘结作用，第二组分能继续保证纤维毡的存在，为吸附性颗粒层粘结到纤维毡上提供了依附。而且，同心皮芯型结构的复合纤维在受热时，能够保证第一组分融化的更均匀充分，保证纤维毡的粘合效果，进而保证过滤介质整体的粘结强度。
23.进一步的，所述第一组分的材料选自聚乙烯、聚丙烯的一种，所述第二组份材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯中的一种。
24.如此选择，既能实现纤维毡在加热时产生粘性的特性，又利于复合纤维的成形加工。而且，这些原材料价格低廉，可以降低产品成本。
25.进一步的，所述无纺布支撑层包含皮芯复合纤维，所述皮芯复合纤维的皮层成分比所述皮芯复合纤维的芯层成分的熔点低20℃以上；或者，所述无纺布支撑层包括有低熔点纤维和高熔点纤维，所述低熔点纤维的熔点比所述高熔点纤维的熔点低20℃以上。
26.如此设计，使得无纺布支撑层在加热后保持其结构稳定不变的情况下，又具有粘结性，将纤维毡和吸附性颗粒层粘结在无纺布支撑层上，增加过滤介质整体的粘结强度，避免纤维毡和吸附性颗粒层从过滤介质中脱落。
27.进一步的，所述吸附性颗粒层包括活性颗粒，所述活性颗粒包括活性炭、离子交换树脂、沸石、杀病毒剂、生物杀灭剂、粘土、有机金属催化剂的一种或者多种。
28.如此设计，活性颗粒的种类可以满足不同的过滤需求，实现空气过滤器的功能多样性和过滤效果。
29.另一方面，本发明还提供了一种过滤介质的制造方法，包括以下步骤：
30.s1：在无纺布支撑层的表面均匀的撒上第一吸附性颗粒层；
31.s2：将纤维毡铺设于所述第一吸附性颗粒层的表面，在所述纤维毡的表面撒上第二吸附性颗粒层，形成半成品；
32.所述纤维毡包括长度不同的第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度记为z，所述第二纤维集内纤维的长度记为w，z和w满足：2＜z/w ≤50，其中，z的取值范围为30-60mm；
33.s3：将无纺布支撑层铺设于所述第二吸附性颗粒层之上，并通过200～220℃的热辊，进行热压加工；
34.s4：冷却，得到所述过滤介质。
35.在制备过滤介质时，先在无纺布支撑层上撒上第一吸附性颗粒层，而后在第一吸附性颗粒层上铺设纤维毡，再在纤维毡上撒上第二吸附性颗粒层，形成半成品，最后将无纺布支撑层铺设在半成品上，经热辊加工形成过滤介质。为了保证过滤介质的强度，避免过滤介质在受力时发生断裂，作为本发明的改进，纤维毡上包括有第一纤维集和第二纤维集，而第一纤维集内纤维的长度z和第二纤维集内纤维的长度w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。如此，第一纤维集内纤维便可以起到连接固定纤维毡整体形状和结构的作用，同时，第二纤维集内纤维作为过滤介质中主要的增强增韧的纤维，具有足够的灵活性，可以通过相对滑移将过滤介质受到的应力分散。
36.进一步的，所述第一吸附性颗粒层和/或第二吸附性颗粒层包括胶粉。
37.第一吸附性颗粒和/或第二吸附性颗粒层内具有胶粉。如此设计，在加热制造过滤介质的过程中，胶粉融化产生粘性，将第一吸附性颗粒层和第二吸附性颗粒层粘结到纤维毡上，并且依靠胶粉的粘结作用，将粘结有吸附性颗粒层的纤维毡进一步粘结到无纺布支撑层上，形成过滤介质。
38.进一步的，所述s1步骤包括预热至100～150℃，所述s2步骤包括预热至 180～200℃，s1和s2的预热时间均在5～10min范围内。
39.s1步骤和s2步骤均包括预热。如此设计，可以在形成半成品的各个步骤中，保证无纺布支撑层、各个吸附性颗粒层和纤维毡能够均匀受热，进而得到均匀性一致的过滤介质。而且预热作用也保证了胶粉能够完全发挥作用，产生粘性，将第一吸附性颗粒层和第二吸附性颗粒层附着在纤维毡上，保证过滤介质的均匀性和过滤介质中各组分的粘结强度。且s1和s2的预热时间均在5～10min范围内。如此设计，在保证胶粉产生粘性的同时，又防止因预热时间过长而对半成品的形成产生影响。s1和s2步骤的预热温度不同，且s1步骤的预热温度低于s2步骤的预热温度，如此是为了避免在后续的工艺步骤中，防止温度对过滤介质的制造造成不利影响。
40.进一步的，s2中形成半成品后，铺设第三吸附性颗粒层，所述第三吸附性颗粒层包括胶粉。
41.在半成品上铺设第三吸附性颗粒层，且第三吸附性颗粒层包括胶粉。如此设计，可以在增加过滤介质中吸附性颗粒层含量，从而增大过滤介质吸附过滤效果的同时，又能保证过滤介质的强度的粘结强度。
42.进一步的，s2步骤可重复多次。
43.如此，可以在保证过滤介质粘结强度的同时，增加过滤介质内的吸附性颗粒层的厚度，增加过滤介质的吸附过滤效果。
44.进一步的，s2和s3步骤之间具有sa步骤，
45.sa：通过热熔胶机将胶块熔喷成胶丝到纤维毡上，所述胶丝的直径为10-50 μm，所述胶块选自聚烯烃、eva、聚氨酯一种或者几种，s3步骤的加热温度是100-160℃。
46.如此，过滤介质的粘结强度是由纤维毡和胶丝的粘性提供，增加了过滤介质的粘结效果。
附图说明
47.下面结合附图对本发明作进一步说明：
48.图1为纤维增强机理的示意图；
49.图2为材料弯曲的示意图；
50.图3第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度关系；
51.图4第一纤维集内纤维长度和吸附性颗粒层厚度的关系；
52.图5第二纤维集内纤维的长度和吸附性颗粒层厚度的关系；
53.图6本发明实施例一的一种空气过滤器的示意图；
54.图7为本发明实施例一的过滤介质纵截面的示意图；
55.图8为本发明实施例一的过滤介质横截面的示意图；
56.图9为本发明实施例一复合纤维横截面的示意图。
具体实施方式
57.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
58.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
59.如图6一种空气过滤器示意图所示，待过滤的气体从气体进口16进入空气过滤器15内，与过滤介质3充分接触后，从气体出口17排出。如图7过滤介质纵截面的示意图所示，为了增加过滤介质3与空气的接触面积，减少过滤时的阻力，增大空气过滤器的容尘量，将过滤介质3进行折叠处理，形成褶10。如图8过滤介质横截面的示意图所示，该过滤介质3包括无纺布支撑层4和吸附性颗粒层5，吸附性颗粒层5置于两层无纺布支撑层4之间，防止吸附性颗粒层5在使用过程中脱落，而吸附性颗粒层5内具有活性颗粒，以吸附和过滤空气中的杂质。为了增加过滤介质3的强度和韧性，过滤介质3中还包括有纤维毡6。为了能够更够清晰的表示出过滤介质3的结构，图8是有夸张成分的，实际情况中的纤维毡6在整个厚度方向上均匀分布有活性颗粒，其实际结构如图7 所示。根据图1纤维增强机理示意图可知，当过滤介质3受力时，作用在吸附性颗粒层5上的作用力，通过纤维2将应力分散传递至其他纤维2上，将过滤介质3上的作用力分散，增加了过滤介质3的强度和韧性。而且，纤维毡6也可以作为吸附性颗粒层5的载体，将吸附性颗粒层5牢固的固定在过滤介质3 内。
60.过滤介质3中纤维毡6具有第一纤维集和第二纤维集，第一纤维集内纤维的长度z和第二纤维集内纤维的长度w之间符合：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。在折叠形成褶10的过滤介质3中，处于褶10突出一侧的纤维会受到拉伸。第二纤维集内纤维由于其上粘附的吸附性颗粒层5少，并且与纤维毡6上的其他纤维的粘结点也少，具有很好的灵活性。当第二纤维集内纤维处于褶10的突出一侧时，第二纤维集内纤维可以通过相对滑移来避免其受力断裂的现象发生，保证了过滤介质3强度。而第一纤维集内纤维由于其具有很长的空间跨越度，在纤维毡6内起到连接固定的作用。
61.取(100x100)mm的过滤介质作为测试试样，将无纺布支撑层、吸附性颗粒层和纤维毡相互剥离。为了防止剥离过程造成纤维毡内纤维的断裂，可以先加热测试试样，将试样内的粘结性材料融化。剥离后用标准立式直尺量取试样内的纤维长度，对纤维的长度进行归类总结，得到试样纤维毡内纤维长度的规律。既纤维毡包含第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度为z，所述第二纤维集内纤维的长度为w，z和w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。
62.为了进一步验证第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度对过滤介质3 强度的影响，根据标准hg/t 3052-2008橡胶或塑料涂覆织物涂覆层粘合强度的测定，得到无纺布支撑层和纤维毡的剥离强度。根据ashrae 145.1标准，采用amc测试仪测试过滤介质的过滤效率和过滤阻力。其中测试流量为 29.3l/min，测试面积为26.4cm2，测试过滤介质的过滤效果，得到所示数据，具体结果如下表1所示：
63.s1：将无纺布支撑层的表面撒上第一吸附性颗粒层；
64.s2：将所述纤维毡铺设于所述第一吸附性颗粒层的表面，在所述纤维毡的表面撒上第二吸附性颗粒层，形成半成品；
65.所述纤维毡包括长度不同的第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度z为30-60mm，所述第二纤维集内纤维的长度w为0.6-1.2mm；
66.s3：将无纺布支撑层铺设于所述第二吸附性颗粒层之上，并通过200～220℃的热辊，进行热压加工；
67.s4：冷却，得到实施例1的样品。
68.改变纤维毡内第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度，得到不同的实施例和对比例，具体情况见下表1。且实施例1-5和对比例1-2除第一纤维集集内纤维和第二纤维集内纤维的长度具有差别，其他条件完全相同。
69.表1第一纤维集和第二纤维集内纤维的长度比值对过滤介质的影响
[0070][0071]
吸附性颗粒层在过滤介质的褶皱处容易发生的断裂，此时纤维毡可以有效的增强吸附性颗粒层的强度及韧性，而且第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维在过滤介质中具有不同的功能。长度适当的第二纤维集内纤维因为其良好的灵活性，可以通过相互滑移来分散过滤介质的弯曲应力，将吸附性颗粒层牢固的固定在过滤介质内部，因此折叠前后过滤介质的过滤效率并不发生太大的改变。而且由于第二纤维集内纤维的灵活性及第一纤维集内纤维的连接固定作用，可以有效的提高过滤介质的无纺布支撑层和纤维毡的粘结强度。当z和w的取值落在区域e内时，第二纤维集内纤维在折叠的过滤介质内具有较好的灵活性，保证了过滤介质的过滤效果，但若第二纤维集被纤维的长度过短，导致过滤介质在受力或者折叠后，第二纤维集内纤维容易被抽拔出来，失去其效果。因此实施例1在折叠前后的过滤效率差别最大。实施例1-3的第二纤维集内纤维长度都较短，因此其折叠后的过滤效率不及实施例4；但若第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维长度的取值落在区域d，即如对比例1，此时相较于第一纤维集内纤维，第二纤维集内纤维的的长度过大，影响第二纤维集内纤维的灵活性，导致褶皱处的第二纤维集内纤维容易断裂，从而导致活性颗粒的脱落，影响过滤效果。同样的，若第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维长度的取值落在区域c，即
如对比例2，此时第二纤维集内纤维的长度过小，第二纤维集内纤维容易从吸附性颗粒层内抽拔出来，过滤介质折叠时活性颗粒易脱落，影响过滤介质的过滤效果，而且纤维毡和无纺布支撑层的粘结效果也不好。
[0072]
吸附性颗粒层5的厚度a与第一纤维集内纤维的长度z之间满足：z≥10a 10，即吸附性颗粒层5的厚度a与第一纤维集内纤维的长度z的取值落在如图4所示的区域d内，而第二纤维集内纤维的长度w与吸附性颗粒层5的厚度a之间满足：3mm≤w≤6a，第二纤维集内纤维的长度w的取值落在如图4所示的阴影部分内。如此才能在保证过滤介质过滤效果的同时，又能保证其强度。为了保证过滤介质3具有良好的过滤效率和过滤效果，吸附性颗粒层的厚度a≥0.5mm；但若吸附性颗粒层的厚度a≥5mm，此时过滤介质3的重量过大，整体上增加了空气过滤器的整体重量。只有当吸附性颗粒层的厚度0.5mm≤a＜5mm时，既能保证空气过滤器的过滤效果和过滤效率，又保证了空气过滤器的轻巧性。当第一纤维集内纤维的长度z＜10a 10，第一纤维集内纤维在过滤介质3内跨度小，不能起到连接固定的作用，当过滤介质3在受力时易松散断裂。同样的，当第二纤维集的长度w＜3mm时，第二纤维集内纤维上粘附的吸附性颗粒层5很少，第二纤维集内纤维与其他纤维的粘结点也很少，导致第二纤维集内纤维在过滤介质3受力时易被拉拔抽出，严重影响过滤介质3的强度；若第二纤维集内纤维的长度w＞6a时，则第二纤维集内纤维长度过长，影响第二纤维集内纤维的灵活性，当过滤介质3受到应力时，第二纤维集内纤维无法通过相对移动来分散转移应力，影响过滤介质3的强度。
[0073]
为了进一步验证第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度与吸附性颗粒层厚度之间的关系对过滤介质的影响，根据hg/t 3052-2008规定试验方法，得到粘结性能的数据；根据ashrae 145.1标准，采用amc测试仪测试过滤介质的过滤效率和过滤阻力。其中测试流量为29.3l/min，测试面积为26.4cm2，测试过滤介质的过滤效果，得到所示数据，具体结果如下表2所示：
[0074]
表2纤维长度与吸附性颗粒层厚度的关系对过滤介质的影响
[0075]
[0076][0077]
表2中各实施例和对比例的制造方法详见下表3。
[0078]
吸附性颗粒层的厚度影响过滤介质的过滤效率，当吸附性颗粒层的厚度a＜ 0.5mm，此时过滤介质的过滤效率过低；当a≥5mm，此时吸附性颗粒层的厚度对过滤介质的过滤效率影响不再明显，而过量的吸附性颗粒层也会增加过滤介质的成本。当第二纤维集内纤维的长度过小时，既对比例8，过滤介质受力时第二纤维集内纤维与活性颗粒的粘结以及第二纤维集内纤维与纤维毡上的其他纤维的粘结容易断裂，导致粘结强度降低。而且，较短的第二纤维集内纤维也易导致活性颗粒的分布不均匀，影响过滤效果；若第一纤维集内纤维长度过长时，即对比例5，此时第一纤维集内纤维长度过长，第一纤维集内纤维在过滤介质内的跨度较大，其上粘结有过量的活性颗粒，而且，其与其他纤维的粘结点也过多，当过滤介质折叠形成褶皱，或者受力时，第一纤维集内纤维受到的应力较大，因此容易发生断裂，导致活性颗粒脱落，影响过滤介质的过滤效效率。对比例3-8的过滤效率总体上不如实施例5-6的过滤效率。
[0079]
当纤维毡6作为过滤介质3的增强纤维时，其增强效果与纤维毡6的含量有关。当纤维毡6占过滤介质3的重量比值小于2％时，此时纤维毡6的增强效果并不明显。而且，由于纤维毡6的含量过小，也不能承载住吸附性颗粒层5；但若纤维毡6占过滤介质3的重量大于5％时，纤维毡6含量过多，导致过滤介质3重量多大。而且，过量的纤维毡6也会影响过滤介质3的透气性。
[0080]
第二纤维集内纤维因其灵活性而主要起到增强增韧的效果，为了保证其功能的发挥，同时又要保证第一纤维集内纤维的连接固定作用，从而保证过滤介质3 结构形状的稳定，第二纤维集内纤维与所述纤维毡6的重量比值应在10％～50％范围内。
[0081]
第二纤维集内纤维朝向与褶10垂直的方向有序排列，形成各向异性的纤维毡6。如此，由于第二纤维集内纤维的灵活性且更易移动，可以保证过滤介质3 在褶10的强度和韧性。
[0082]
在本发明中，第一纤维集和/或第二纤维集内纤维的直径比所述活性颗粒的直径d小至少10倍。这就保证了第一纤维集和/或第二纤维集内纤维实际上仅以非常小的空间范围与活性颗粒接触，避免第一纤维集和第二纤维集内纤维对活性颗粒的吸附性能产生影响。而为了保证过滤介质3的强度和过滤效果，第一纤维集内纤维的长度z相较于活性颗粒的直径d满足：50≤z/d≤500，第二纤维集内纤维的长度w相较于活性颗粒的直径d满足：9≤w/d≤200。若z/d＜50、 w/d＜50，即第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度相较于
活性颗粒的直径过短，第一纤维集内纤维作为纤维毡6的基本框架，在纤维毡6内主要起到连接固定的作用，若第一纤维集内纤维过短，则纤维毡6容易散架，从而导致过滤介质的强度过低，同时若第二纤维集内纤维的长度过短，第二纤维集内纤维与吸附性颗粒层5的接触面积过小，第二纤维集内纤维上粘结的活性颗粒过少，当过滤介质3受力时，第二纤维集内纤维易从吸附性颗粒层5中抽拔出来，导致第二纤维集内纤维在过滤介质3中的作用大大降低。而且，第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维在单位长度上粘结的吸附性颗粒层5也较少，导致过滤介质3单位面积内的吸附性颗粒层5过少，影响其过滤效率；若z/d＞500、w/d＞200，则第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度过长，此时第二纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层5过多，影响第二纤维集内纤维的灵活性，而且长度过长的第一纤维集内纤维受到的合力也较大，容易断裂，影响过滤介质的强度及过滤效果。
[0083]
为了保证过滤介质3的粘结强度，如图8复合纤维横截面的示意图所示，第一纤维集内纤维是同心皮芯型结构的复合纤维7，复合纤维7具有第一组分9 和第二组分8，第一组分9的熔点低于第二组分8的熔点，且第一组分9包裹住第二组分8。当加热复合纤维2，第一组分9发生熔融产生粘性的同时，第二组分8仍能保持其结构和性能不受影响。第一组分9产生的粘性将吸附性颗粒层5 和无纺布支撑层4粘结到纤维毡6上。如此，可以在保证过滤介质3粘结强度的同时，又减小了高分子粘结材料的使用，避免了高分子粘结材料对过滤介质3 产生的影响。而且也节约了过滤介质3的生产制造成本。而且，同心皮芯型结构的复合纤维2在受热时，能够保证第一组分9融化的更均匀充分，保证纤维毡6的粘结效果，进而保证过滤介质3整体的强度。
[0084]
第一组分9的材料选自聚乙烯、聚丙烯的一种，第二组分8材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯中的一种。这些原材料价格低廉，且易加工成型，能够降低纤维毡6的成本。
[0085]
为了进一步保证过滤介质3的粘结强度，防止过滤介质3受力时纤维毡6和吸附性颗粒层5发生脱落，无纺布支撑层4上包括有皮芯复合纤维，该皮芯复合纤维的皮层比芯层材料的熔点低至少20℃。如此，当加热过滤介质3时，无纺布支撑层4的皮层融化产生粘性，将纤维毡6和吸附性颗粒层5粘结到无纺布支撑层4上。此时，过滤介质3的粘结强度是由纤维毡6和无纺布支撑层4 产生的粘性提供，保证了过滤介质3的粘结强度。本领域技术人员应当知道，无纺布支撑层4上的皮芯复合纤维与复合纤维2既可以是同一种材料，也可以是不同材料制成的。
[0086]
活性颗粒包括活性炭、离子交换树脂、沸石、杀病毒剂、生物杀灭剂、粘土、有机金属催化剂的一种或者多种。可以满足不同的过滤需求，在实现空气过滤器的功能多样性和过滤效果的同时，有能大大降低制造成本。
[0087]
一种过滤介质的方法，包括以下步骤：
[0088]
s1：将无纺布支撑层的表面撒上第一吸附性颗粒层；
[0089]
s2：将所述纤维毡铺设于所述第一吸附性颗粒层的表面，在所述纤维毡的表面撒上第二吸附性颗粒层，形成半成品；
[0090]
所述纤维毡包括长度不同的第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度z为60-80mm，所述第二纤维集内纤维的长度w为40-55mm，而吸附性颗粒层的厚度a为4mm；
[0091]
s3：将无纺布支撑层铺设于所述第二吸附性颗粒层之上，并通过200～220℃的热辊，进行热压加工；
[0092]
s4：冷却，得到对比例3的样品。
[0093]
在选用和对比例3相同的原料的情况下，改变纤维毡中第一纤维集内纤维的长度z、第二纤维集内纤维的长度w，以及吸附性颗粒层的厚度a的参数，得到不同的实施例5-6和对比例3-8，详见下表3：
[0094]
表3不同的过滤介质
[0095][0096][0097]
s1步骤中包括在100～150℃中预热5～10min，s2步骤包括在180～200℃中预热5～10min。如此，在后续的步骤中，保证因加热作用而产生粘性的胶粉能够均匀的受热，进而保证吸附性颗粒层、纤维毡和无纺布支撑层之间粘结强度。为了增加过滤介质3的过滤吸附效果，在过滤介质3中铺设第三吸附性颗粒层。同时，为了保证过滤介质3中吸附性颗粒层5的粘结强度，第三吸附性颗粒层内含有胶粉。
[0098]
s2步骤可重复多次。如此，可以在保证过滤介质粘结强度的同时，增加过滤介质内的吸附性颗粒层的厚度，增加过滤介质的吸附过滤效果。而s2和s3 步骤之间具有sa步骤，
[0099]
sa：通过热熔胶机将胶块熔喷成胶丝到纤维毡上，所述胶丝的直径为10-50 μm，所述胶块选自聚烯烃、eva、聚氨酯一种或者几种，s3步骤的加热温度是100-160℃。如此，过滤介质的粘结强度是由纤维毡和胶丝的粘性提供，增加了过滤介质的粘结效果。
[0100]
实施例二：
[0101]
与实施例一相比，本实施例的不同之处在于，无纺布支撑层4内具有低熔点纤维和高熔点纤维，低熔点纤维比高熔点纤维的熔点低20℃。如此，当加热过滤介质3时，低熔点纤维融化产生粘性，将吸附性颗粒层5粘结到纤维毡6 上，进一步的，低熔点纤维的粘性又将纤维毡6粘结到无纺布支撑层4上。此时，无纺布支撑层4因高熔点纤维的存在仍能保持其框架，将纤维毡6和吸附性颗粒层5包裹在无纺布支撑层4内。
[0102]
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了本发明的上述讲授
内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。