CN103908837A

CN103908837A - 一种可非热定型折叠滤芯用复合过滤材料及其加工方法

Info

Publication number: CN103908837A
Application number: CN201410150420.8A
Authority: CN
Inventors: 孙骏; 杨永刚
Original assignee: Chongqing Paper Industry Research and Design Institute Co Ltd
Current assignee: Chongqing Paper Industry Research and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2014-07-09

Abstract

本发明公开了一种可非热定型折叠滤芯用复合过滤材料及其加工方法，利用植物纤维、合成纤维和玻璃纤维的纸作为基材，采用热熔胶、液体胶或超声波复合法与PP或PTFE合成纤维滤膜复合而成。本发明使用植物纤维、合成纤维材料配抄玻璃纤维所成的纸作为基材，其气流阻力低、抗张强度高，是一种可以形成多品种、折叠方便、适用范围广、综合性能优良的新型复合过滤材料。

Description

一种可非热定型折叠滤芯用复合过滤材料及其加工方法

技术领域

本发明属于过滤材料领域，更具体地，涉及一种可非热定型折叠滤芯用复合过滤材料及其加工方法。

背景技术

目前，市场上的过滤材料大部分采用玻璃纤维或植物纤维制成的纸、无纺布以及膜材料构成的过滤材料，用于空气清新机滤芯、车用滤芯、锅炉烟尘过滤器以及液体过滤等。纸质过滤材料是选用不同品种的纤维，采用造纸的方法制成原纸，再经增强处理，制成具有一定强度、易折叠加工、不同透气度与孔径的过滤材料。无纺布过滤材料是采用非织造工艺，如针刺、纺粘、熔喷等方法将合成高分子材料加工成无纺布，再经加工后制成不同需求的无纺布过滤材料。膜材料则是将如PTFE等经拉伸方式制成具有过滤性能的多孔膜。

以上三种过滤材料各有其优缺点：纸质过滤材料有较高的挺度和机械折叠屈服性，可单独使用制成折叠过滤芯。但其抗水性差，需经涂布抗水处理。但气流阻力较高。而其他两类材料因柔软、质薄通常需与合成纤维无纺材料支撑层复合。

由于合成纤维复合层在滤芯加工中折叠屈服性差，滤芯加工必须使用热定型方式进行折叠，有加工设备复杂、生产效率低下、加工困难，成品率低等不足。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种可非热定型折叠滤芯用复合过滤材料。

根据本发明的一个目的提供一种复合过滤材料，用于可非热定型折叠滤芯，所述复合过滤材料由基材和滤膜复合而成，所述基材主要由植物纤维、合成纤维和玻璃纤维的制作而成;所述基材的植物纤维、合成纤维和玻璃纤维由下述重量分数的原料构成：木浆纤维或棉浆纤维或人造纤维浆或丝光化纤维0～45%，PP（聚丙烯）纤维或PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）纤维或PE纤维0～35%，玻璃纤维30～98%。所述的植物纤维包括但不限于上述的木浆、棉浆、人纤浆、丝光化浆。所述的合成纤维包括但不限于PP（聚丙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PE（聚乙烯）纤维。所述玻璃纤维包括但不限于超细玻璃纤维、玻璃纤维短切丝。

进一步地，所述植物纤维、合成纤维和玻璃纤维由重量百分比为：15%：18%：67%。

进一步地，所述的玻璃纤维为超细玻璃纤维或玻璃纤维短切丝。

进一步的，所述滤膜由PP（聚丙烯）或PTFE（聚四氟乙烯）构成。所述的滤膜包括但不限于PP（聚丙烯）合成纤维材料、PTFE（聚四氟乙烯）合成纤维材料。

根据本法明又一发明目的提供了一种可非热定型的复合过滤材料的加工方法，包括步骤为：

第一步骤：将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆8分钟，后按上述比例混合成混合物；

第二步骤：将上述步骤所得的混合物经配浆机配浆，形成2%浓度的水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆，混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层；

第三步骤：通过对上述步骤形成的纤维层网部添加15%增强胶黏剂进行增强处理，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，经烘干后形成纸质基材；

第四步骤：然后再将上述纸质基材与滤膜进行两层复合或者三层复合，制得复合过滤材料。

进一步地，在第三步骤中，所述烘干过程为：将湿纸胎材料经过5个干燥定型区域干燥定型；其中，温度曲线为，一区105℃、二区115℃、三区125℃、四区105℃、五区室温。

进一步地，在第二步骤中，上网成型的同时还可以添加复合阻燃剂进行阻燃处理。

进一步地，在第二步骤中，所述复合抗菌剂的制备方法为：500mml去离子水加入5mml乳化剂、6mml分散剂加热至45℃搅拌2min，延搅动方向缓慢加入无机银盐抗菌剂50g搅拌混合3分钟，搅拌加入200mml有机抗菌剂，搅拌反应10分钟，冷却至室温，搅拌加入5mml驻留剂。

进一步地，在第三步骤中，增强胶黏剂制备方法为:取丙烯酸树脂乳液500mml稀释50%搅拌2min，依次加入5mml增塑剂、7mml稳定剂混合1min缓慢加入1000mml聚醋酸乙烯乳液，混合5分钟缓慢加入100mml聚乙烯醇乳液，搅拌10分钟。

进一步地，所述复合阻燃剂制备方法为：500mml有机阻燃剂稀释50%，搅拌2min加热至40℃，依次加入柔软剂6mml，乳化剂10mml反应5min，缓慢加入20mml丙烯酸树脂乳液。反应5min缓慢加入100g无机阻燃剂，减半反应20min，冷却至室温。

本发明的优点是：该过滤材料利用植物纤维、合成纤维配抄玻璃纤维形成的纸作为基材，其气流阻力0～100Pa，抗张强度大于800N/M，根据需求还可赋予基材阻燃性能、抗水性能、抗菌性能等特殊功能。该过滤材料由于利用植物纤维、合成纤维配抄玻璃纤维形成的纸作为基材，其机械折叠性好，且利于降低机械折叠回弹性、可提高复合材料的挺度、保持过滤效率，很少增加过滤阻力。

该类复合过滤材料克服现有合成纤维无纺布复合滤材必须使用热定型折叠设备加工滤芯的缺点，既保证了过滤精度，又提高过滤材料挺度和机械折叠屈服性，使该类复合滤材可使用普通折叠设备在室温下即可折叠成型，从而大幅度提高生产效率，降低生产难度。是一种可以形成多品种复合滤料、适应不同折叠波高、折叠方便、适用范围广、综合性能优良的新型复合过滤材料。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明的滤膜与基材的一种复合方式结构示意图；

图2为本发明的滤膜与基材的另一种复合方式结构示意图；以及

图3为本发明的滤膜与基材的第三种复合方式结构示意图。

其中：

1为基材，2为滤膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实例1：

将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆、打浆时间8分钟。打浆后按植物纤维20份、合成纤维10份与玻璃纤维70份的比例混合，经配浆机配浆，形成2%浓度现为与水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆。混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层。网部添加15%增强胶黏剂增强，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，干燥定型区分5区域干燥定型，温度曲线为一区：105℃；二区115℃；三区125℃；四区105℃；五区室温。经120℃干燥定型形成抗菌复合基材。复合基材与由PP或PTFE合成纤维构成的滤膜经110℃条件下的热熔胶进行复合，或者室温状态下的液体胶复合，在120℃条件下干燥定型；或在380V、50Hz条件下使用8kw的超声波复合机进行超声波复合，制得所述可非热定型折叠滤芯用如图1所示的复合过滤材料。

复合抗菌剂制备方法为;500mml去离子水加入5mml乳化剂、6mml分散剂加热至45℃搅拌2min，延搅动方向缓慢加入无机银盐抗菌剂50g搅拌混合3分钟，搅拌加入200mml有机抗菌剂，搅拌反应10分钟，冷却至室温，搅拌加入5mml驻留剂后备用。增强胶黏剂制备方法:取丙烯酸树脂乳液500mml稀释50%搅拌2min，依次加入5mml增塑剂、7mml稳定剂混合1min缓慢加入1000mml聚醋酸乙烯乳液，混合5分钟缓慢加入100mml聚乙烯醇乳液。搅拌10分钟形成增强胶黏剂备用。

实例2：

将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆、打浆时间8分钟。打浆后按植物纤维30份、合成纤维5份与玻璃纤维65份的比例混合，经配浆机配浆，形成2%浓度现为与水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆。混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型同时加入3%复合阻燃剂，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层。网部添加15%增强胶黏剂增强，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，干燥定型区分5区域干燥定型，温度曲线为一区：105℃；二区115℃；三区125℃；四区105℃；五区室温。经120℃干燥定型形成阻燃抗菌复合基材1。复合基材与由PTFE合成纤维构成的滤膜经110℃条件下的热熔胶进行复合，或者室温状态下的液体胶复合，在120℃条件下干燥定型；或在380V、50Hz条件下使用8kw的超声波复合机进行超声波复合，制得所述可非热定型折叠滤芯用如图1所示的阻燃抗菌PTFE复合过滤材料。

复合抗菌剂制备方法为;500mml去离子水加入5mml乳化剂、6mml分散剂加热至45℃搅拌2min，延搅动方向缓慢加入无机银盐抗菌剂50g搅拌混合3分钟，搅拌加入200mml有机抗菌剂，搅拌反应10分钟，冷却至室温，搅拌加入5mml驻留剂后备用。增强胶黏剂制备方法:取丙烯酸树脂乳液500mml稀释50%搅拌2min，依次加入5mml增塑剂、7mml稳定剂混合1min缓慢加入1000mml聚醋酸乙烯乳液，混合5分钟缓慢加入100mml聚乙烯醇乳液。搅拌10分钟形成增强胶黏剂备用。复合阻燃剂制备方法为：500mml有机阻燃剂稀释50%，搅拌2min加热至40℃，依次加入柔软剂6mml，乳化剂10mml反应5min，缓慢加入20mml丙烯酸树脂乳液。反应5min缓慢加入100g无机阻燃剂。减半反应20min，冷却至室温备用。

实例3：

将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆、打浆时间8分钟。打浆后按植物纤维0份、合成纤维20份与玻璃纤维80份的比例混合，经配浆机配浆，形成2%浓度现为与水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆。混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层。网部添加15%增强胶黏剂增强，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，干燥定型区分5区域干燥定型，温度曲线为一区：105℃；二区115℃；三区125℃；四区105℃；五区室温。经120℃干燥定型形成抗菌复合基材1。复合基材1与由PP或PTFE合成纤维构成的滤膜分别正反两面经110℃条件下的热熔胶进行复合，或者室温状态下的液体胶复合，在120℃条件下干燥定型；或在380V、50Hz条件下使用8kw的超声波复合机进行超声波复合，复合基材1与PP或PTFE合成纤维构成的滤膜正反面复合可一次性复合，也可以上述方法复合后进行二次复合。制得所述可非热定型折叠滤芯用如图3所示的复合过滤材料。

实例4：

将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆、打浆时间8分钟。打浆后按植物纤维25份、合成纤维10份与玻璃纤维65份的比例混合，经配浆机配浆，形成2%浓度现为与水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆。混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层。网部添加15%增强胶黏剂增强，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，干燥定型区分5区域干燥定型，温度曲线为一区：105℃；二区115℃；三区125℃；四区105℃；五区室温。经120℃干燥定型形成抗菌复合基材1。由PP或PTFE合成纤维构成的滤膜与复合基材1分别正反两面经110℃条件下的热熔胶进行复合，或者室温状态下的液体胶复合，在120℃条件下干燥定型；或在380V、50Hz条件下使用8kw的超声波复合机进行超声波复合，PP或PTFE合成纤维构成的滤膜正反面与复合基材1复合可一次性复合，也可以上述方法复合后进行二次复合。制得所述可非热定型折叠滤芯用如图2所示的复合过滤材料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种复合过滤材料，用于可非热定型折叠滤芯，所述复合过滤材料由主要由植物纤维、合成纤维和玻璃纤维制作而成的基材和由PP或PTFE构成的滤膜复合而成，其特征在于，所述植物纤维、合成纤维和玻璃纤维由下述重量分数的原料构成：木浆纤维或棉浆纤维或人造纤维浆或丝光化纤维0～45%，PP纤维或PET纤维或PE纤维0～35%，玻璃纤维30～98%。

2.根据权利要求1所述复合过滤材料，其特征在于，所述植物纤维、合成纤维和玻璃纤维由重量百分比为：15%：18%：67%。

3.根据权利要求1所述复合过滤材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为超细玻璃纤维或玻璃纤维短切丝。

4.一种可非热定型的复合过滤材料的加工方法，其特征在于，包括步骤为：

i.将植物纤维、合成纤维、玻璃纤维分别在浆浓度1%条件下经转鼓式水力碎浆机水力分散打浆8分钟，后按上述比例混合成混合物；

ii.将上述步骤所得的混合物经配浆机配浆，形成2%浓度的水混合体，同时依次添加0.01%消泡剂、0.02%分散剂、0.2%复合抗菌剂，至储浆池储浆，混合浆料经冲浆后至流浆箱上网成型，网部5个脱水区依次梯度脱水，保持长纤维均匀成型，形成纤维层；

iii.通过对上述步骤形成的纤维层网部添加15%增强胶黏剂进行增强处理，经网部成型脱水形成干度28%湿纸胎，经烘干后形成纸质基材；

iv.然后再将上述纸质基材与滤膜进行两层复合或者三层复合，制得复合过滤材料。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在第iii步骤中，所述烘干过程为：将湿纸胎材料经过5个干燥定型区域干燥定型；其中，温度曲线为，一区105℃、二区115℃、三区125℃、四区105℃、五区室温。

6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在第ii步骤中，上网成型的同时还可以添加复合阻燃剂进行阻燃处理。

7.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在第ii步骤中，所述复合抗菌剂的制备方法为：500mml去离子水加入5mml乳化剂、6mml分散剂加热至45℃搅拌2min，延搅动方向缓慢加入无机银盐抗菌剂50g搅拌混合3分钟，搅拌加入200mml有机抗菌剂，搅拌反应10分钟，冷却至室温，搅拌加入5mml驻留剂。

8.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在第iv步骤中，所述基材与滤膜的复合方式为：复合基材与由PP或PTFE合成纤维构成的滤膜经110℃条件下的热熔胶进行复合，或者室温状态下的液体胶复合，在120℃条件下干燥定型；或在380V、50Hz条件下使用8kw的超声波复合机进行超声波复合。

9.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在第iii步骤中，增强胶黏剂制备方法为:取丙烯酸树脂乳液500mml稀释50%搅拌2min，依次加入5mml增塑剂、7mml稳定剂混合1min缓慢加入1000mml聚醋酸乙烯乳液，混合5分钟缓慢加入100mml聚乙烯醇乳液，搅拌10分钟。

10.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述复合阻燃剂制备方法为：500mml有机阻燃剂稀释50%，搅拌2min加热至40℃，依次加入柔软剂6mml，乳化剂10mml反应5min，缓慢加入20mml丙烯酸树脂乳液。反应5min缓慢加入100g无机阻燃剂，减半反应20min，冷却至室温。