CN103276629A

CN103276629A - 一种具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸及制备方法

Info

Publication number: CN103276629A
Application number: CN2013102131629A
Authority: CN
Inventors: 郭茂; 秦大江
Original assignee: CHONGQING ZAISHENG TECHNOLOGY CORP Ltd
Current assignee: CHONGQING ZAISHENG TECHNOLOGY CORP Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸，包括由直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维、直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维、直径为5～7μm的无碱玻璃纤维和PET涤纶纤维制成的玻璃纤维过滤纸和附着在过滤纸表面的羟基吡啶硫酮衍生物抗菌层；本发明还公开了一种制备上述过滤纸的方法，包括以下步骤：1）按配比选择原材料；2）打浆分散原材料得到浆料；3）稀释浆料并调节PH值；4）除渣处理步骤3）浆料并用湿法成型制得湿纸；5）脱水处理步骤4）湿纸；6）在步骤5）湿纸通过羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液；7）干燥处理步骤6）湿纸。本发明玻璃纤维空气过滤纸抗菌和空气过滤性能优异，应用领域广。

Description

一种具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸及制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维空气过滤纸，特别涉及一种具有抗菌性能的纤维空气过滤纸及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维空气过滤纸是以玻璃纤维为主要原材料，一般采用湿法成型工艺制成。它具有纤维分布均匀、容尘量大、阻力小、强度大等特点，是一种理想的空气过滤材料。

抗菌纸是指在作为载体的纸上负载抗菌剂，抗菌剂通常分为无机抗菌剂和有机抗菌剂两类。无机抗菌剂主要是指将银、锌、铜等本身具有抗菌能力的纳米粒子负载到纸上的制剂，有机抗菌剂主要是指将含有磺酸盐和聚环己烷缩二胍盐酸盐等含有抗菌能力的有机物负载到纸上的制剂。羟基吡啶硫酮衍生物可以在细菌的细胞壁上活动，破坏细菌的代谢过程，具有可靠的抗细菌及真菌的效果，能有效的抑制格兰氏阳性和格兰氏阴性细菌、微真菌和藻类的生存繁殖。

随着科学技术的发展，抗菌功能材料的研发工作取得了较大的脚步，各种抗菌制品如抗菌陶瓷、抗菌塑料、抗菌织物应运而生。但关于抗菌玻璃纤维空气过滤纸的报道却不多见，当前，国内对玻璃纤维空气过滤纸的抗菌功能开发尚处于起步阶段。因此，为了拓宽玻璃纤维空气过滤纸的使用范围，有必要研究开发一种具有抗菌能力的玻璃纤维空气过滤纸。

发明内容

针对现行抗菌纸存在的问题，本发明提供一种既具有高效的空气过滤能力又具有优异的抗菌效果的璃纤维空气过滤纸，本发明还提供一种制备上述具有抗菌效果的璃纤维空气过滤纸的方法。

本发明公开了一种具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维空气过滤纸和附着在过滤纸表面的抗菌层，其特征在于：所述玻璃纤维过滤纸由直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维、直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维、直径为5～7μm的无碱玻璃纤维和PET涤纶纤维制成，所述抗菌层为羟基吡啶硫酮衍生物。

进一步，所述玻璃纤维空气过滤纸各组分质量百分含量为：

直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维：40～45%；

直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维：40～45%；

直径为5～7μm的无碱玻璃纤维：5～15%；

PET涤纶纤维：3-10%。

进一步，所述附着在过滤纸表面的羟基吡啶硫酮衍生物抗菌层的厚度为5～20μm。

一种制备所述具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：

1）按所述比例选取直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维、直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维、直径为5～7μm的无碱玻璃纤维和PET涤纶纤维；

2）将所选原材料加入到硫酸水溶液中打浆分散得到浆料，控制浆料质量浓度为6.5～9.5%,打浆度为36～45°SR，PH值为2.8～3.5；

3）加水稀释步骤2）所得浆料至质量浓度为4.5～7.5%；

4）用离心除渣机对步骤3）稀释后的浆料进行除渣，并在斜网成型造纸机上进行湿法成型，得到玻璃纤维湿纸；

5）脱水处理步骤4）所得湿纸，使湿纸的含湿率＜50%，脱水处理的真空度为0.2～0.5MPa；

6）将步骤5）所得湿纸通过重量份数为1%～5%的羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液；

7）将步骤6）的湿纸通过150～250°C的烘房干燥处理。

进一步，所述步骤2）打浆分散时间为5-7min，电机频率为42Hz；

进一步，所述步骤5）脱水处理步骤4）所得湿纸分三段进行：第一段真空度为0.2Mpa,第二段真空度为0.3Mpa，第三段真空度为0.4Mpa。

进一步，所述步骤6）将湿纸通过羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液分两步进行，第一步通过速度为为1.2m/min，第二步的转速为1m/min。

进一步，所述步骤7）干燥处理时烘房温度为200℃，湿纸通过烘房的速度为0.94m/min。

本发明的有益效果在于：本发明采用了新的抗菌剂羟基吡啶硫酮衍生物具有优异的水溶性，可以与玻璃纤维过滤纸添加的丙烯酸树脂乳液很好的混合，并通过丙烯酸树脂乳液良好的成膜性能使其附着在过滤纸上，从而使本发明的玻璃纤维过滤纸在保证产品其它指标不变的情况下具有优异的抗菌效果。可用于空调系统、万级～10万级洁净室或工作台、空气净化器、防毒面具、人防等空气净化领域。

具体实施方式

下面结合实施例对比进一步对本发明加以说明，以下所述份数均为质量份。

实施例1

本实施例制备高抗水核级玻璃纤维空气过滤纸的方法包括以下步骤：

1）选取42份直径为0.3μm的无碱玻璃纤维、41.2份直径为1.5μm的无碱玻璃纤维、13份直径为6μm的无碱玻璃纤维、3.8份PET涤纶纤维；

2）将所选原材料加入到硫酸水溶液中打浆分散得到浆料，控制浆料质量浓度为6.8%,打浆度为38°SR，PH值为3.0，其中打浆时间为6分钟，电机频率为42Hz；

3）加水稀释步骤2）所得浆料至质量浓度为4.8%；

5）脱水处理步骤4）所得湿纸，使湿纸的含湿率＜50%，脱水分三段进行，第一段真空度为0.1Mpa，第二段真空度为0.3Mpa，第三段真空度为0.4Mpa；

6）将步骤5）所得湿纸通过质量分数为2%的羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液（本发明的实施例中羟基吡啶硫酮衍生物选用山宁泰TH22-27），控制浸胶辊一段的转速为1.2/min，浸胶辊二段的转速为1m/min，两段通过的浓度确保一样。使胶溶液涂在纸张上的厚度为8μm；

7）将步骤6）的湿纸以0.94m/min的速度通过温度为200℃的烘房干燥处理。

实施例2

1）选取45份直径为0.1μm的无碱玻璃纤维、40份直径为1.0μm的无碱玻璃纤维、5份直径为5μm的无碱玻璃纤维、10份PET涤纶纤维；

2）将所选原材料加入到硫酸水溶液中打浆分散得到浆料，控制浆料质量浓度为6.5%,打浆度为36°SR，PH值为2.8，其中打浆时间为5分钟，电机频率为42Hz；

3）加水稀释步骤2）所得浆料至质量浓度为4.5%；

6）将步骤5）所得湿纸通过质量分数为1%的羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液，控制浸胶辊一段的转速为1.2m/min，浸胶辊二段的转速为1m/min，使胶溶液涂在纸张上的厚度为5μm；

7）将步骤6）的湿纸以0.85m/min的速度通过温度为150℃的烘房干燥处理。

实施例3

1）选取40份直径为0.5μm的无碱玻璃纤维、45份直径为2.0μm的无碱玻璃纤维、5份直径为7μm的无碱玻璃纤维、3份PET涤纶纤维；

2）将所选原材料加入到硫酸水溶液中打浆分散得到浆料，控制浆料质量浓度为9.5%,打浆度为40°SR，PH值为3.5，其中打浆时间为7分钟，电机频率为42Hz；

3）加水稀释步骤2）所得浆料至质量浓度为7.5%；

6）将步骤5）所得湿纸通过质量分数为3%的羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液，控制浸胶辊一段的转速为1.2m/min，浸胶辊二段的转速为1m/min，使胶溶液涂在纸张上的厚度为15μm；

7）将步骤6）的湿纸以1.12m/min的速度通过温度为250℃的烘房干燥处理。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例步骤6）所用羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液质量分数为4%。

比较实施例1

本比较例与实施例1的区别在于，本实施例没有所述步骤6），步骤5）脱水处理后的湿纸直接进入步骤7）所述烘房干燥处理。

比较实施例2

本比较例与实施例1的区别在于，本实施例没有步骤6）湿纸通过的是质量浓度为2%的AgNO₃溶液。

比较实施例3

本比较例与实施例2的区别在于，本实施例没有步骤6）湿纸通过的是质量浓度为1%的AgNO₃溶液。

比较实施例4

本比较例与实施例3的区别在于，本实施例没有步骤6）湿纸通过的是质量浓度为3%的AgNO₃溶液。

比较实施例5

本比较例与实施例4的区别在于，本实施例没有步骤6）湿纸通过的是质量浓度为4%的AgNO₃溶液。

下面结合实验数据对本发明作进一步说明。

（1）抗菌性能检测：

采用革兰氏阴性细菌对本发明实施例及对比实施例的抗菌纸性能进行测试，本测试过程分为以下步骤：

1）将本发明实施例及对比实施例所得的具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸裁成6cm×6cm的正方形；

2）将步骤（1）所得抗菌滤纸片置于130℃烘箱高温灭菌；

3）吸取2ml浓度为5×108cfu/ml的革兰氏阴性细菌悬液均匀地滴加在步骤（2）滤纸片上；

4）将步骤（3）所得滤纸片放入三角瓶中，在37±1℃、85%RH恒温恒湿培养箱内培养24h；

5）向步骤（4）三角瓶中加入10ml生理盐水，在200r/min的摇床中振荡15min；

6）用活菌记数法测定步骤（5）的活菌数，然后根据活菌数计算出试样的抗菌率，其中：抗菌率=[﹙A-B﹚/A]×100%式中：A24小时对照样品的活菌数；B24小时抗菌样品活菌数。

下面用表1及表2列举实验结果，其中表1为含不同羟基吡啶硫酮衍生物浓度的抗菌纸抗菌效果，表2为含不同AgNO3浓度的抗菌纸抗菌效果。

表1不同浓度羟基吡啶硫酮衍生物的抗菌纸的抗菌效果

实施例		2	1	3	4
						抗菌剂用量﹙%﹚	0	1	2	3	4
24h后活菌数﹙cfu/ml﹚	8.7×10⁸	1.6×10⁷	6.2×10⁴	6.5×10³	4.8×10²
						抗菌率﹙%﹚	—	98.161	99.993	99.999	99.999

由表1可以看出，当抗菌剂羟基吡啶硫酮衍生物的用量为1%时，玻璃纤维空气过滤纸已经具有较好的抗菌效果，抗菌率为98.161%，当用量大于2%时，抗菌率都大于99.99%，抗菌效果良好。

表2含不同浓度AgNO3的抗菌纸的抗菌效果

比较实施例	1	3	2	4	5
						抗菌剂用量﹙%﹚	0	1	2	3	4
24h后活菌数﹙cfu/ml﹚	5.6×10⁸	8.2×10⁷	4.8×10⁷	9.5×10⁶	6.8×10⁴
						抗菌率﹙%﹚	—	85.357	91.429	98.304	99.988

由表2可以看出，当抗菌剂AgNO₃的用量为4%时，玻璃纤维空气过滤纸的抗菌率为99.9%。对比表1、表2我们可以看出采用羟基吡啶硫酮衍生物做抗菌剂时，当抗菌剂用量相同的时抗菌效果更好。

（2）空气过滤性能检测：

表3不同厂家抗水玻璃纤维空气过滤纸性能对比

由表3可以看出，本发明空气过滤效率高，空气过滤阻力弱。综上所述，本发明玻璃纤维空气过滤纸具有较强的抗菌能力，并且空气过滤能力仍然十分优异，可广泛用于空调系统、万级～10万级洁净室或工作台、空气净化器、防毒面具、人防等空气净化领域。

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

1.一种具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维空气过滤纸和附着在过滤纸表面的抗菌层，其特征在于：所述玻璃纤维过滤纸由直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维、直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维、直径为5～7μm的无碱玻璃纤维和PET涤纶纤维制成，所述抗菌层为羟基吡啶硫酮衍生物。

2.如权利要求1所述具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述玻璃纤维空气过滤纸各组分质量百分含量为：

直径为0.1～0.5μm的无碱玻璃纤维：40～45%；

直径为1.0～2.0μm的无碱玻璃纤维：40～45%；

直径为5～7μm的无碱玻璃纤维：5～15%；

PET涤纶纤维：3-10%。

3.如权利要求1所述具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述附着在过滤纸表面的羟基吡啶硫酮衍生物抗菌层厚度为5～20μm。

4.一种制备如权利要求2所述具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

3）加水稀释步骤2）所得浆料至质量浓度为4.5～7.5%；

6）将步骤5）所得湿纸通过质量分数为1%～5%的羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液；

7）将步骤6）的湿纸通过150～250°C的烘房干燥处理。

5.如权利要求4所述制备具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述步骤2）打浆分散时间为5-7min，电机频率为42Hz。

6.如权利要求4所述制备具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述步骤5）脱水处理步骤4）所得湿纸分三段进行：第一段真空度为0.2Mpa,第二段真空度为0.3Mpa，第三段真空度为0.4Mpa。

7.如权利要求4所述制备具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述步骤6）将湿纸通过羟基吡啶硫酮衍生物的胶溶液分两步进行，第一步通过速度为1.2m/min，第二步的转速为1m/min。

8.如权利要求4-7任意一项所述制备具有抗菌性能的玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述步骤7）干燥处理时烘房温度为200℃，湿纸通过烘房的速度为0.94m/min。