CN102059025A - 双层滤料及其制备方法与复层产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及湿法造纸领域，特别涉及双层滤料及其制备方法与复层材料，所述双层滤料由粗玻璃纤维层和细玻璃纤维层组成，其厚度为0.35～0.45mm，双层滤料之间再复合，得复层滤料或与无纺布复合，可用于过滤液体；其制备方法包括：粗纤维层半成品和细纤维层半成品的制备、复合纤维层半成品的制备及烘干三步骤；本双层滤料的使用寿命提高达133%，其过滤效率提高达50%，其阻力下降达10%；本双层滤料还可以与无纺布及其他滤料再次复合制得性能更好的滤料及有效过滤液体中的杂质及微生物，本制备方法操作简单，成品率高，适用于大规模生产。

Description

双层滤料及其制备方法与复层产品
技术领域
本发明涉及湿法造纸领域，特别涉及双层滤料及其制备方法与复层产品。
 
背景技术
空气过滤是指利用玻璃纤维内部形成的微孔对0.01μm以上微粒进行拦截、吸附以及阻挡，降低微粒进入受保护的空间；主要除去空气中的粉尘、病毒、有害气体、大颗粒物质等，该产品主要应用于超大规模集成电路、原子能发电站、放射性医疗、遗传学工程、计算机主机、食品加工、制药、病毒等的生物隔离等诸多领域。
目前在空气过滤中能达到此过滤的有超高效玻纤滤材及无机薄膜，但其使用寿命较短；此产品通过配料、分散、成型、烘干、分切、卷取等工艺制成的玻纤复合滤料使用寿命增长1倍，强大的容尘量是保证使用寿命的关键。针对目前的中效、高效、超高效滤料，都是单层结构，其表面都是通过玻璃纤维的自然成型，表面比较光滑，当表面布满粉尘和微粒时，产品阻力在短时间内将迅速增加，过滤效率有所增加，但达到一定值后，开始下降。滤材表面的凹凸形状是表征其比表面积的大小，比表面积越大，其容尘量越大，使用寿命将越长。如何提高滤材表面的比表面积是影响产品使用寿命的关键。
 其次，如何通过有效地工艺及技术创新使阻力降低，过滤效率增加，控制成本，是目前国内市场上存在的技术难题，阻力的提高意味着在相同的效率情况下，大大增加了风机的消耗。
 为了解决上述问题，一些特殊工艺制备复合空气滤材的方法被提出，如发明专利200810120468《高效低阻复合过滤材料及其制备方法》采用滤纸与无纺布复合，中间通过加胶使其粘接在一起，形成液体复合滤料；有如发明专利200810198922.2《一种多层复合微孔过滤分离材料及其制备方法与应用》采用在无纺布上通过湿法成型工艺制成用于液体过滤的复合材料。日本JP2003123723及JP200619191提出湿法成型工艺，实现2层或更多层纸页间的复合，主要是用于电池隔膜防止电池隔膜内部短路而设计。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种双层滤料，该滤料使用寿命长，效率高，且在阻力上有所改善。
为实现上述目的，本发明的技术方案为:
双层滤料，其特征在于：由粗玻璃纤维层和细玻璃纤维层组成，所述粗玻璃纤维层厚度为0.10～0.15mm，细玻璃纤维层厚度为0.22～0.28mm，双层滤料厚度为0.35～0.45mm。
本发明的目的之二在于提供双层滤料的制备方法，该方法操作简单，适用于工业。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
双层滤料的制备方法，具体包括以下步骤：
A、粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品的制备：将玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按60～90：10～40的重量比和玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按70～95:5～30的重量比分别制浆分散、过滤并加水稀释为质量分数为0.1～0.6%和0.3～0.7%的浆料，用酸调节浆料PH值均为2.0～3.0后进行上浆、成型、抽真空，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品；
B、复合玻璃纤维层半成品的制备：将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品进行复合抽真空和施胶，得复合玻璃纤维层半成品；
C、烘干：将复合玻璃纤维层半成品进行干燥处理得双层滤料。
进一步，步骤A中，将玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按60～90：10～40的重量比和玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按70～95:5～30的重量比分别制备质量分数为2.0%～3%和1.0%～3%的浆料，用硫酸调节PH值均为3.0～4.0，过滤并再加水稀释为质量分数分别为0.1～0.6%和0.3～0.7%的浆料，用硫酸调节PH 值均为2.0～3.0后，将上述浆料经输送管道进入流浆箱脱水，当脱水20～40%后通过真空抽吸真空度至0.01～0.04Mpa，将其抽至含水量为30%～50%，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品；
进一步，步骤B中，通过导辊和压辊引致将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品在真空度为0.05～0.10Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品；
进一步，步骤B中，通过导辊和压辊引致将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品置于上层，细玻璃纤维层半成品置于下层，在真空度为0.05～0.10Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品；
进一步，所述施胶溶液按重量份计由以下组分组成：聚丙烯酸树酯乳液1～5份；阴阳离子含氢乳液2～4份；丙烯酸树脂乳液BN 1～5份；丙烯酸树脂乳液SB2～8份；水80～92份；
进一步，步骤C中，采用天然气加热风的方式，通过不锈钢丝网带动所述复合纤维层半成品通过温度为200～30℃的烘房，热风作用于复合玻璃纤维层半成品表面，进行干燥，在烘房干燥时间10～20分钟，出烘房复合玻璃纤维层半成品干度99.4%以上后，得双层滤料。
本发明的目的之三在于提供一种复层滤料，该复层滤料可以适用于各领域中对0.01μm以上微粒进行拦截、吸附以及阻挡，进而降低微粒进入受保护的空间。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
运用所述的双层滤料制备的复层滤料，由双层滤料与滤料复合而成。
进一步，所述复层滤料由双层滤料与双层滤料复合而成；
进一步，所述复层滤料由双层滤料与无纺布复合而成。
本发明的有益效果在于：本双层滤料的使用寿命提高达133%，其过滤效率提高达50%，其阻力下降达10%；本双层滤料还可以与无纺布及其他滤料再次复合制得性能更好的复层滤料，其能有效过滤液体中的杂质及微生物；本制备方法操作简单，成品率高，适用于大规模生产。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为双层滤料的制备方法的流程图。
图2为双层滤料的示意图，其中，1为粗玻璃纤维层，2为细玻璃纤维层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1 F6双层滤料的运用及其制备
一 配料
1、粗玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度为14°SR的玻璃纤维60份; 扣解度为24°SR的玻璃纤维20份;长度为6mm的玻璃纤维短切丝15～30份；长度为30～50mm的玻璃纤维短切丝2～10份。
2、细玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度为14°SR的玻璃纤维20份；叩解度为32°SR的玻璃纤维40份；扣解度为8°SR的玻璃纤维30份；长度为10mm的玻璃纤维短切丝5份。
3、施胶溶液（按重量份计）：聚丙烯酸树酯乳液1份；阴阳离子含氢乳液2份；丙烯酸树脂乳液BN 5份；丙烯酸树脂乳液SB 8份；水80份。
 
二 双层滤料的制备
将配方量的玻璃微纤维棉和玻璃微纤维棉短切丝分别制备为质量分数为2.0%和1.0%的浆料，用硫酸调节PH值为3.0，过滤并再加水稀释为质量分数分别为0.1%和0.3%的浆料，用硫酸调节PH 值为2.0后，将上述浆料经输送管道进行流浆箱进行分布脱水，当脱水20%后通过真空抽吸真空度0.01Mpa，将其抽至含水量为30%，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品。
通过导辊和压辊引致将所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品在真空度为0.05Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品。其中粗玻璃纤维层半成品位于复合玻璃纤维层上层，所述细纤维层半成品位于其下层。
采用天然气加热风的方式，通过不锈钢丝网带动所述复合玻璃纤维层半成品通过温度为200℃的烘房，热风作用于湿纸页表面，进行干燥，在烘房干燥时间10分钟，出烘房纸业干度99.4%以上后，得F6双层滤料。
三 性能检测
本双层滤料中，粗玻璃纤维层厚度为0.10mm，细玻璃纤维层厚度为0.28mm，双层滤料厚度为0.45mm。
 
将F6双层滤料测试，其阻力、效率接使用寿命详见下表。
 
名称 阻力 效率 使用寿命
F6 20 30 3个月
复合后的双层F6 18 45 7个月
备注：使用寿命是在连续不间断的、同一环境和条件下所测试的结果。
 
实施例2  H13双层滤料的运用及其制备
一 配料
1、粗玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度为14°SR的玻璃纤维 30份; 扣解度为24°SR的玻璃纤维40份;长度为10mm的玻璃纤维短切丝40份；长度为30mm的玻璃纤维短切丝8份。
2、细玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度为14°SR的玻璃纤维20份；叩解度为32°SR的玻璃纤维30份；扣解度为37°SR的玻璃纤维45份；长度为10mm的玻璃纤维短切丝10份。
3、施胶溶液（按重量份计）：聚丙烯酸树酯乳液5份；阴阳离子含氢乳液4份；丙烯酸树脂乳液BN 1份；丙烯酸树脂乳液SB 2份；水92份。
二 双层滤料的制备
将配方量的玻璃微纤维棉和玻璃微纤维棉短切丝制备为质量分数为3%和3%的浆料，用硫酸调节PH值为4.0，过滤并再加水稀释为质量分数分别为0.6%和0.7%的浆料，用硫酸调节PH 值为3.0后，将上述浆料经输送管道进行流浆箱进行分布脱水，当脱水40%后通过真空抽吸真空度0.01Mpa，将其抽至含水量为50%，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品。
通过导辊和压辊引致将所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品在真空度为0.10Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品。其中粗玻璃纤维层半成品位于复合玻璃纤维层上层，所述细玻璃纤维层半成品位于其下层。
采用天然气加热风的方式，通过不锈钢丝网带动所述复合复合纤维层半成品通过温度为300°C的烘房，热风作用于湿纸页（复合复合纤维层半成品）表面，进行干燥，在烘房干燥时间20min，出烘房纸业干度99.4%以上后，得H13双层滤料。
三 性能检测
本双层滤料中，粗玻璃纤维层厚度为0.15mm，细玻璃纤维层厚度为0.22mm，双层滤料厚度为0.35mm。
将H13双层滤料测试，其阻力、效率接使用寿命详见下表。
名称 阻力 效率 使用寿命
H13 320 99.97 6个月
复合后的双层H13 305 99.991 10个月
备注：使用寿命是在连续不间断的、同一环境和条件下所测试的结果。
 
实施例3  U15双层滤料的运用及其制备
一 配料
1、粗玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度14°SR为玻璃纤维 25份; 扣解度24°SR为玻璃纤维35份;长度为8mm的玻璃纤维短切丝15份；长度为40mm的玻璃纤维短切丝1份；扣解度为54°SR的玻璃纤维15份。
2、细玻璃纤维层配料（按重量份计）：扣解度14°SR为玻璃纤维10份；叩解度为32°SR的玻璃纤维20份；扣解度为37°SR的玻璃纤维20份；长度为10mm的玻璃纤维短切丝10份。
3、施胶溶液同实施例1。
制备过程详见实施例2。
三 性能检测
本双层滤料中，所述粗玻璃纤维层厚度为0.12mm，细玻璃纤维层厚度为0.24mm，双层滤料厚度为0.4mm。
将U15双层滤料测试，其阻力、效率接使用寿命详见下表。
名称 阻力 效率 使用寿命
U15 480 99.999 8个月
复合后的双层U15 462 99.9997 13个月
备注：使用寿命是在连续不间断的、同一环境和条件下所测试的结果。
以上3个实施例制得的双层滤料经无纺布复合后可用着液体过滤行业，能够达到低阻，高效的效果，能够有效过滤液体中的杂质及微生物。也可采用双层滤料与双层滤料再复合，制得多层滤料供过滤使用。
粗玻璃纤维层配料和细玻璃纤维层配料不限于上述实施例，玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按60～90：10～40的重量比均可制备粗玻璃纤维层；玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按70～95:5～30的重量比均可制备细玻璃纤维层。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.双层滤料，其特征在于：由粗玻璃纤维层和细玻璃纤维层组成，所述粗玻璃纤维层厚度为0.10～0.15mm，细玻璃纤维层厚度为0.22～0.28mm，双层滤料厚度为0.35～0.45mm。
2.权利要求1所述的双层滤料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A、粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品的制备：将玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按60～90：10～40的重量比和玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按70～95:5～30的重量比分别制浆分散、过滤并加水稀释为质量分数为0.1～0.6%和0.3～0.7%的浆料，用酸调节浆料PH值均为2.0～3.0后进行上浆、成型、抽真空，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品；
B、复合玻璃纤维层半成品的制备：将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品进行复合抽真空和施胶，得复合玻璃纤维层半成品；
C、烘干：将复合玻璃纤维层半成品进行干燥处理得双层滤料。
3.根据权利要求2所述的双层滤料的制备方法，其特征在于：步骤A中，将玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按60～90：10～40的重量比和玻璃微纤维棉和无碱玻璃纤维短切丝按70～95:5～30的重量比分别制备质量分数为2.0%～3%和1.0%～3%的浆料，用硫酸调节PH值均为3.0～4.0，过滤并再加水稀释为质量分数分别为0.1～0.6%和0.3～0.7%的浆料，用硫酸调节PH 值均为2.0～3.0后，将上述浆料经输送管道进入流浆箱脱水，当脱水20～40%后通过真空抽吸真空度至0.01～0.04Mpa，将其抽至含水量为30%～50%，分别获得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品。
4.根据权利要求2所述的双层滤料的制备方法，其特征在于：步骤B中，通过导辊和压辊引致将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品和细玻璃纤维层半成品在真空度为0.05～0.10Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品。
5.根据权利要求2或4所述的双层滤料的制备方法，其特征在于：步骤B中，通过导辊和压辊引致将步骤A所得粗玻璃纤维层半成品置于上层，细玻璃纤维层半成品置于下层，在真空度为0.05～0.10Mpa条件下进行复合抽真空并用施胶溶液进行涂布施胶，得复合玻璃纤维层半成品。
6.根据权利要求2所述的双层滤料的制备方法，其特征在于：所述施胶溶液按重量份计由以下组分组成：聚丙烯酸树酯乳液1～5份；阴阳离子含氢乳液2～4份；丙烯酸树脂乳液BN 1～5份；丙烯酸树脂乳液SB2～8份；水80～92份。
7.根据权利要求2所述的双层滤料的制备方法，其特征在于：步骤C中，
采用天然气加热风的方式，通过不锈钢丝网带动所述复合玻璃纤维层半成品通过温度为200～30℃的烘房，热风作用于复合玻璃纤维层半成品表面，进行干燥，在烘房干燥时间10～20分钟，出烘房纸业干度99.4%以上后，得双层滤料。
8.运用权利要求1所述的双层滤料制备的复层滤料，其特征在于：所述复层滤料由双层滤料与滤料复合而成。
9.根据权利要求8所述的复层滤料，其特征在于：所述复层滤料由双层滤料与双层滤料复合而成。
10.根据权利要求8所述的复层滤料，其特征在于：所述复层滤料由双层滤料与无纺布复合而成。
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