CN105233571A - 一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.005～0.015mm，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)打浆池分散制浆；(2)湿法成型；(3)抄纸成型；(4)浸渍抗菌涂层；(5)热压干燥。本发明所具有的有益效果是：①工艺简单；②制备产品性能优异；③抗菌效果优异。

Description

一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及到一种过滤器材及其制备方法，尤其涉及到一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸及其制备方法。

背景技术

过滤纸为一种有效的过滤介质，过滤纸已被广泛地用于各个需要过滤的领域。根据组成滤纸的纤维种类不同，过滤纸的性能、用途也不一样，有用于一般场合的普通滤纸，用于高温下的的玻璃纤维滤纸，也有超净用聚丙烯滤纸等。过滤纸可以是由木质纤维、人造纤维、玻璃纤维或三者混合而在造纸机上形成的能满足一定强度、挺度及透气性要求的纸。它不同于一般纸张的地方主要是具有较高的强度、挺度及透气性等方面的要求。随着过滤要求的不断提高，任何由单种纤维组成的滤纸都越来越难以满足使用上的要求，所以由多种纤维组合而成的滤纸应运而生。滤纸生产中常用的纤维有木质纤维、化学纤维、玻璃纤维等。高效过滤纸是以玻璃纤维为主要原材料，采用湿法成型工艺制成，其具有纤维分布均匀、容尘量大、阻力小、强度大等特点，是理想的空气过滤材料。

除菌过滤器利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理以除去气体或液体中微生物。常用于气体、热不稳定的药品溶液或原料的除菌。除菌过滤器采用孔径分布均匀的微孔滤膜作为过滤材料，微孔滤膜分为亲水性和疏水性两种。滤膜材质依过滤物品的性质及过滤目的而定。药品生产中采用的除菌滤膜孔径一般不超过0.22μm。过滤器不得对被滤过成分有吸附作用，也不能释放物质，不得有纤维脱落，实际应用中一般禁用含石棉的过滤器。滤器和滤膜在使用前应进行洁净处理，并用高压蒸汽进行灭菌或者在线灭菌。更换品种和批次应先清洗滤器，再更换滤膜。无论是普通空气过滤纸还是除菌过滤器，均是把粒径大于过滤纸微孔尺寸的微粒或细菌过滤掉，从而达到净化空气的目的。为了提高杀灭空气的细菌的效率，目前有些空气净化器把紫外线杀菌装置或臭氧发生装置添加到空气净化器中，从而达到所要的杀菌功能。

专利号CN103911907A的中国专利，提出了一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸及其制作方法，以多孔纤维纸作为支撑材料、以多元合金纳米氧化物为杀菌剂制成的具有过滤空气和抑菌杀菌功能的空气过滤纸，解决了目前有机灭菌剂有效时间短与部分无机杀菌剂对人体有一定的毒害作用的问题，但是生产工艺太过于复杂，生产陈本较高很难再实际生产中得到大规模的运用和推广。

专利号104532683A的中国专利，提出了一种抗菌防霉玻璃纤维复合空气过滤纸及其制备方法，相比于普通空气过滤纸，玻璃纤维空气过滤纸具有极高的过滤效率，较低的阻力和稳定的化学性质。可用于制作框式滤器、折叠滤芯，能有效对气体、无机溶液、油液等进行过滤。但是其除菌效果不是十分理想，无法运用在在除菌要求十分严格的领域。

专利号CN101898134A的中国专利，提出了一种碳纳米管、氧化钴复合结构的液相制备方法，结合碳纳米管的优势和氧化钴在催化领域的独特优势，在氧化钴纳米结构液相简便制备方法的基础上，提出碳纳米管、氧化钴复合结构的液相制备方法，采用低温液相方法，获得碳纳米管、氧化钴复合结构，无需高温保护气热分解，简便易操作而且可以通过调控混合溶液浓度、以及碳管与混合液的相对比例来获得碳管上氧化钴颗粒大小、数量多少不同的复合结构，但是工艺太过复杂，要产业化的可行性较低，极大的限制了此技术的推广和运用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸及其制备方法，通过中间复合纤维性多孔活性炭和硅胶颗粒，使得滤纸本身就具有了较为优异的除菌和除臭性能，有机纤维的加入使得滤纸三层结构在热压处理过程中可以较为紧密的粘结，纳米级抗菌涂层的浸渍不仅提升了滤纸的强度，而且也进一步加强了滤纸的抗菌性能，此外通过多级储存池的并联设计，然后使各级储存池提出的浆料复合在一起，使加工好的过滤纸自然形成了多层结构，而且也使得每层的孔径大小逐级分布，这样的滤材不仅流阻较小使用寿命长，而且过滤效率也高，极大的简化了现有的多梯度滤材生产工艺，提高过滤性能的同时，也节约了生产成本。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.005～0.015mm，由平均纤维直径1～20μm的纤维状活性炭、平均纤维直径0.2～12μm的有机纤维和平均粒径1～5μm硅胶颗粒组成，上玻璃先维层由25～39°SR的无碱微纤维玻璃棉和直径3～5μm、长度0.5～5mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，下玻璃纤维层由12～24°SR的无碱微纤维玻璃棉、和直径8～16μm、长度3～8mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。

所述的上玻璃纤维层和下玻璃纤维层无碱微纤维玻璃棉和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为(22～38)∶(1～7)。

所述的有机纤维为涤纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、聚酰亚胺纤维或聚丙烯腈纤维中的一种或多种的混合。

本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)打浆池分散制浆：按权利要求1或2或3所述的要求选取各层原料，然后将所选原材料分别加入对应的打浆池，并加水和无机酸，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，并加水和无机酸调节PH为6.5～8.5，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，贮存酸洗1～35min；

(2)湿法成型：对各打浆池纸浆悬浮液出渣后通过输送管道抽送至对应的混合池，然后将各混合池的纸浆悬浮通过各自的输送网带网送至压纸机；

(3)抄纸成型：各输送网带网输送的纸浆共同以0.5～8cm/s的速度通过压纸机成型，压纸机压力为8～72Mpa，其中优选20～60Mpa；

(4)浸渍抗菌涂层：将步骤(3)成型的滤纸，以0.5～8cm/s通过抗菌溶液，其中抗菌溶液含有二价钴盐0.03～0.6％wt、四价钛盐0.08～0.5％wt、丙烯酸酯0.95～9.4％wt、硅油0.05～1％wt、三聚氰胺树脂1～2％wt、二价锌盐0.07～0.3％wt和去离子水86.14～97.82％wt；

(5)热压干燥：将滤纸在温度为120～180℃、压力为20～100Mpa的环境中处理16～45min，得到抗菌玻璃纤维复合过滤纸。

本发明所具有的有益效果是：①工艺简单，装置实现了多级过滤效果的过滤纸的一次性生产，减少了其他工艺的后续的各梯度复合工艺，简化工艺，提高了生产效率；②制备产品性能优异，孔径多级结构分布，实现了滤纸在具有较低流阻的同时，还具有较高的过滤效率；③抗菌效果优异，通过合理的吸附层嵌入和纳米涂层的浸渍使得材料抗菌效果极大提升。

附图说明

图1是抗菌玻璃纤维复合过滤纸剖面结构示意图

图2是抗菌玻璃纤维复合过滤生产工艺流程图

其中附图标记11-上玻璃纤维层12-下玻璃纤维层

13-吸附层

21-打浆池22-混合池

23-输送网带网24-上玻璃纤维层浆料

25-吸附层浆料26-下玻璃纤维层浆料

27-抗菌玻璃纤维复合过滤纸28-压纸机

29-抗菌溶液槽20-热压干燥箱

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.005mm，由平均纤维直径1～20μm的纤维状活性炭、平均纤维直径0.2～12μm的有机纤维和平均粒径1～5μm硅胶颗粒组成，上玻璃先维层由25°SR的无碱微纤维玻璃棉和直径3～5μm、长度0.5～5mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，下玻璃纤维层由12°SR的无碱微纤维玻璃棉、和直径8～16μm、长度3～8mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。

所述的上玻璃纤维层和下玻璃纤维层无碱微纤维玻璃棉和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为22∶1。

所述的有机纤维为涤纶纤维。

本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)打浆池分散制浆：按权利要求1或2或3所述的要求选取各层原料，然后将所选原材料分别加入对应的打浆池，并加水和无机酸，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，并加水和无机酸调节PH为6.5，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，贮存酸洗1min；

(2)湿法成型：对各打浆池纸浆悬浮液出渣后通过输送管道抽送至对应的混合池，然后将各混合池的纸浆悬浮通过各自的输送网带网送至压纸机；

(3)抄纸成型：各输送网带网输送的纸浆共同以0.5cm/s的速度通过压纸机成型，压纸机压力为8Mpa；

(4)浸渍抗菌涂层：将步骤(3)成型的滤纸，以0.5cm/s通过抗菌溶液，其中抗菌溶液含有二价钴盐0.03％wt、四价钛盐0.08％wt、丙烯酸酯0.95％wt、硅油0.05％wt、三聚氰胺树脂1％wt、二价锌盐0.07％wt和去离子水86.14％wt；

(5)热压干燥：将滤纸在温度为120℃、压力为20Mpa的环境中处理16min，得到抗菌玻璃纤维复合过滤纸。

实施例2

一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.01mm，由平均纤维直径1～20μm的纤维状活性炭、平均纤维直径0.2～12μm的有机纤维和平均粒径1～5μm硅胶颗粒组成，上玻璃先维层由30°SR的无碱微纤维玻璃棉和直径3～5μm、长度0.5～5mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，下玻璃纤维层由18°SR的无碱微纤维玻璃棉、和直径8～16μm、长度3～8mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。

所述的上玻璃纤维层和下玻璃纤维层无碱微纤维玻璃棉和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为26∶2。

所述的有机纤维为涤纶纤维和腈纶纤维的混合。

本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)打浆池分散制浆：按权利要求1或2或3所述的要求选取各层原料，然后将所选原材料分别加入对应的打浆池，并加水和无机酸，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，并加水和无机酸调节PH为7，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，贮存酸洗18min；

(2)湿法成型：对各打浆池纸浆悬浮液出渣后通过输送管道抽送至对应的混合池，然后将各混合池的纸浆悬浮通过各自的输送网带网送至压纸机；

(3)抄纸成型：各输送网带网输送的纸浆共同以4cm/s的速度通过压纸机成型，压纸机压力为20Mpa；

(4)浸渍抗菌涂层：将步骤(3)成型的滤纸，以4cm/s通过抗菌溶液，其中抗菌溶液含有二价钴盐0.3％wt、四价钛盐0.2％wt、丙烯酸酯5％wt、硅油0.5％wt、三聚氰胺树脂1.5％wt、二价锌盐0.2％wt和去离子水94.48％wt；

(5)热压干燥：将滤纸在温度为160℃、压力为60Mpa的环境中处理30min，得到抗菌玻璃纤维复合过滤纸。

实施例3

一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.015mm，由平均纤维直径1～20μm的纤维状活性炭、平均纤维直径0.2～12μm的有机纤维和平均粒径1～5μm硅胶颗粒组成，上玻璃先维层由39°SR的无碱微纤维玻璃棉和直径3～5μm、长度0.5～5mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，下玻璃纤维层由24°SR的无碱微纤维玻璃棉、和直径8～16μm、长度3～8mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。

所述的上玻璃纤维层和下玻璃纤维层无碱微纤维玻璃棉和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为38∶7。

所述的有机纤维为涤纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、聚酰亚胺纤维或聚丙烯腈纤维中的一种或多种的混合。

本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)打浆池分散制浆：按权利要求1或2或3所述的要求选取各层原料，然后将所选原材料分别加入对应的打浆池，并加水和无机酸，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，并加水和无机酸调节PH为8.5，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，贮存酸洗35min；

(2)湿法成型：对各打浆池纸浆悬浮液出渣后通过输送管道抽送至对应的混合池，然后将各混合池的纸浆悬浮通过各自的输送网带网送至压纸机；

(3)抄纸成型：各输送网带网输送的纸浆共同以8cm/s的速度通过压纸机成型，压纸机压力为72Mpa；

(4)浸渍抗菌涂层：将步骤(3)成型的滤纸，以8cm/s通过抗菌溶液，其中抗菌溶液含有二价钴盐0.6％wt、四价钛盐0.5％wt、丙烯酸酯9.4％wt、硅油1％wt、三聚氰胺树脂2％wt、二价锌盐0.3％wt和去离子水86.14％wt；

(5)热压干燥：将滤纸在温度为180℃、压力为100Mpa的环境中处理45min，得到抗菌玻璃纤维复合过滤纸。

上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸，包含上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层三层结构，其特征在于所述的复合过滤纸吸附层在上玻璃纤维层和下玻璃纤维层之间，吸附层厚度为0.005～0.015mm，由平均纤维直径1～20μm的纤维状活性炭、平均纤维直径0.2～12μm的有机纤维和平均粒径1～5μm硅胶颗粒组成，上玻璃先维层由25～39°SR的无碱微纤维玻璃棉和直径3～5μm、长度0.5～5mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，下玻璃纤维层由12～24°SR的无碱微纤维玻璃棉、和直径8～16μm、长度3～8mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述的上玻璃纤维层、下玻璃纤维层和吸附层纤维表面都浸渍有抗菌涂层。

2.根据权利要求1所述的复合过滤纸，其特征在于所述的上玻璃纤维层和下玻璃纤维层无碱微纤维玻璃棉和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为(22～38)∶(1～7)。

3.根据权利要求1所述的复合过滤纸，其特征在于所述的有机纤维为涤纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、聚酰亚胺纤维或聚丙烯腈纤维中的一种或多种的混合。

4.本发明还公开了一种抗菌玻璃纤维复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)打浆池分散制浆：按权利要求1或2或3所述的要求选取各层原料，然后将所选原材料分别加入对应的打浆池，并加水和无机酸，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，并加水和无机酸调节PH为6.5～8.5，搅拌均匀制成纸浆悬浮液，贮存酸洗1～35min；

(2)湿法成型：对各打浆池纸浆悬浮液出渣后通过输送管道抽送至对应的混合池，然后将各混合池的纸浆悬浮通过各自的输送网带网送至压纸机；

(3)抄纸成型：各输送网带网输送的纸浆共同以0.5～8cm/s的速度通过压纸机成型，压纸机压力为8～72Mpa，其中优选20～60Mpa；

(4)浸渍抗菌涂层：将步骤(3)成型的滤纸，以0.5～8cm/s通过抗菌溶液，其中抗菌溶液含有二价钴盐0.03～0.6％wt、四价钛盐0.08～0.5％wt、丙烯酸酯0.95～9.4％wt、硅油0.05～1％wt、三聚氰胺树脂1～2％wt、二价锌盐0.07～0.3％wt和去离子水86.14～97.82％wt；

(5)热压干燥：将滤纸在温度为120～180℃、压力为20～100Mpa的环境中处理16～45min，得到抗菌玻璃纤维复合过滤纸。