CN115418879A - 一种滤纸及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气过滤技术领域，提出了一种滤纸及其制备方法和应用。滤纸的制备方法，包括以下步骤：S1、制作混合纤维浆料；S2、在成型网上按照一定间距铺置金属纤维，并拉直固定；S3、将混合纤维浆料加入成型网上，成型，形成湿纸页；S4、将湿纸页依次经过第一次烘干、涂胶、第二次烘干，得到滤纸。通过上述技术方案，解决了现有技术中滤纸用于制作筒式滤芯或蜂窝滤芯时过滤阻力和容尘量性能差的问题。

Description

一种滤纸及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及空气过滤技术领域，具体的，涉及一种滤纸及其制备方法和应用。
背景技术
高效低阻长寿命即高容尘量、低阻力是过滤器永恒追求的目标，过滤器的结构设计、滤材本身的性质均能影响过滤器的阻力和容尘量，而过滤器的结构设计是否能够实现依赖于滤材本身的性质。
有时，因滤材本身性能难以实现一些很好的滤芯结构设计。如对于一些低阻的筒式结构滤芯，折纸后易发生并折、折分离等现象，对于蜂窝滤芯，其折楞高度不高，且楞形不稳固，难以保持等，影响了滤芯的过滤阻力与容尘量。
发明内容
本发明提出一种滤纸及其制备方法和应用，解决了现有技术中滤纸用于制作筒式滤芯或蜂窝滤芯时过滤阻力和容尘量性能差的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出了一种滤纸的制备方法，包括以下步骤：
S1、制作混合纤维浆料；
S2、在成型网上按照一定间距铺置金属纤维，并拉直固定；
S3、将混合纤维浆料加入成型网上，成型，形成湿纸页；
S4、将湿纸页依次经过第一次烘干、涂胶、第二次烘干，得到滤纸。
作为进一步的技术方案，所述S1中，混合纤维浆料的质量浓度为0.1％-3％，制作混合纤维浆料的方法为：将混合纤维放置于碎浆机中，加水，打开电机，碎浆分散纤维，形成质量浓度为0.1％-3％的混合纤维碎浆。
作为进一步的技术方案，所述S1中，混合纤维为阔叶木纤维、针叶木纤维、化学纤维、丝光浆、玻璃纤维中的两种或多种混合。
作为进一步的技术方案，所述S2中，间距为1-6cm，金属纤维的直径为100-600μm。
作为进一步的技术方案，所述S2中，间距为1cm、2cm、3cm或6cm。
作为进一步的技术方案，所述S3中将混合纤维浆料加入成型网上还包括加水步骤，使加入混合纤维浆料后的成型网上浆料浓度为0.03％-0.5％。
作为进一步的技术方案，所述S4中，涂胶中上胶量为8-40％，涂胶时所用胶液为丙烯酸乳液、丁苯橡胶乳液、醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、酚醛树脂中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述S4中，湿纸页经过第一次烘干后水分含量为3％-20％，第二次烘干后水分含量为0％-8％。
本发明还提出了一种滤纸，用上述制备方法制得。
本发明还提出了一种滤纸的应用，所述滤纸用于制作滤芯，所述滤纸的定量为30-150g/m2，厚度为0.15-0.7mm。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，在滤纸的制备方法中，先在成型网上按照一定间距铺置金属纤维，拉直固定后再加入混合纤维浆料，经第一次烘干、浸胶、第二次烘干后，得到含有金属纤维层的滤纸，显著提高了滤纸的折楞效果和折楞后结构的保持度，显著降低了滤纸的过滤阻力，提高了滤纸的容尘量，从而提高了滤纸的使用性能，延长了滤纸的使用寿命。将该滤纸制作筒式滤芯时，当遇到较大气流冲击或潮湿环境时，仍能保持折间距的均匀稳定；将该滤纸制作蜂窝滤芯时，有效提高其折楞高度，同种滤材厚度下楞高可提高30％-300％，且楞形保持度好，在保证高容尘量的基础上大大降低了过滤阻力，因此，通过本发明的制备方法制备的滤纸，兼具高容尘和低阻力，解决了现有技术中滤纸用于制作筒式滤芯或蜂窝滤芯时过滤阻力和容尘量性能差的问题。
2、本发明中，在铺置金属纤维时，通过对金属纤维的间距进行优化设计，当金属纤维的间距设置在1-6cm时，制得的滤纸的打折效果和折楞效果更好，进一步降低了过滤阻力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明结构滤纸结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
将1.4g硫酸盐漂白桉木浆、1.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.2g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1000g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.35％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距3cm铺置金属丝线，并拉直固定；金属纤维为铁纤维，其直径为260μm。
关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.06％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为5％，得到滤纸，其结构如图1所示，图中，图形整体代表滤纸，间隔设置的竖线代表金属纤维。
该滤纸定量为75g/m2，厚度为0.25mm。
将该滤纸制作成5mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.08kPa，容尘量为5500g/m2。
将该滤纸制作成4mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.35kPa，容尘量为5744g/m2。
将该滤纸制作成3mm楞高的蜂窝滤芯时过滤阻力为2.59kPa，容尘量为5921g/m2。
将该滤纸制作成2mm楞高的蜂窝滤芯时过滤阻力为2.70kPa，容尘量为5950g/m2。
将该滤纸制作2841筒式结构滤芯时，无并折、折分离等情况，过滤阻力为0.95kPa，容尘量为4207g/m2。
实施例2
将1.8g硫酸盐漂白阔叶木浆、2.5g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.3g玻璃纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加230g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为2％的混合纤维浆料；其中，玻璃纤维的平均等效直径为0.8μm，长度为1mm-3mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距6cm铺置金属纤维，并拉直固定；金属纤维为铜纤维，其直径为600μm。
关闭成型器浆料桶，添加1100g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.35％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为3％。
将丙烯酸乳液、丁苯橡胶乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为3％，得到滤纸。
该滤纸定量为95g/m2，厚度为0.36mm。
将该滤纸制作成5mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.18kPa，容尘量为5475g/m2。
将该滤纸制作2841筒式结构滤芯时，无并折、折分离等情况，过滤阻力为0.92kPa，容尘量为4238g/m2。
实施例3
将1.2g硫酸盐漂白桉木浆、1.8g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.15g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1800g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.17％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为12μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距1cm铺置金属纤维，并拉直固定；金属纤维为银纤维，其直径为200μm。
关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.03％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为20％。
将丙烯酸乳液、聚乙烯醇乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为8％，得到滤纸。
该滤纸定量为65g/m2，厚度为0.22mm。
将该滤纸制作成4mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为1.93kPa，容尘量为5934g/m2。
将该滤纸制作成3mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.24kPa，容尘量为6320g/m2。
实施例4
将0.7g硫酸盐漂白桉木浆、0.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.1g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加340g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.5％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距2cm铺置金属纤维，并拉直固定；其中，金属纤维为铁纤维，其直径为260μm。
关闭成型器浆料桶，添加1400g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.1％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为3％，得到滤纸。
该滤纸定量为35g/m2，厚度为0.14mm。
将该滤纸制作成4mm楞高的蜂窝滤芯时，过滤阻力为1.56kPa，容尘量为5900g/m2。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，其楞高也可以达到2.5mm，过滤阻力为2.01kPa，容尘量为6540g/m2。
对比例1
将1.4g硫酸盐漂白桉木浆、1.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.2g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1000g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.35％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.06％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
然后将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为5％，得到滤纸。
该滤纸定量为75g/m2，厚度为0.25mm。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，未能制成楞高＞2.5mm的滤芯，制作成楞高为2.5mm的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.94kPa，容尘量为5680g/m2。
制作筒式滤芯时，难以折愣成型。
对比例2
将1.4g硫酸盐漂白桉木浆，1.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.2g聚酯纤维、0.2g金属纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1000g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.37％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm，金属纤维为铁纤维，其直径为260μm。
将成型网放置入抄片器中，关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.06％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
然后将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液、与固化剂按照70：25：5的比例混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为5％，得到滤纸。
该滤纸定量为77g/m2，厚度为0.24mm。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，未能制成楞高＞2mm的滤芯，制作成楞高为2mm的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.73kPa，容尘量为5935g/m2。
将该滤纸制作2841筒式结构滤芯时，难以折愣成型。
对比例3
将1.4g硫酸盐漂白桉木浆，1.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.2g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1000g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.37％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距10cm铺置金属纤维，并拉直固定；其中，金属纤维为铁纤维，其直径为260μm。
关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.06％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为5％，得到滤纸。
该滤纸定量为75g/m2，厚度为0.23mm。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，未能制成楞高＞3mm的滤芯，制作成楞高为3mm的蜂窝滤芯时，过滤阻力为2.67kPa，容尘量为5910g/m2。
对比例4
将1.4g硫酸盐漂白桉木浆，1.9g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.2g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1000g水，打开电机，开始碎浆分散纤维。形成浓度约为0.35％的浆量；其中，聚酯纤维的直径为2μm，长度为6mm。
将成型网放置入抄片器中，在成型网上按照间距0.5cm铺置金属纤维，并拉直固定；其中，金属纤维为铁纤维，其直径为260μm。
关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.06％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为6％。
将丙烯酸乳液、醋酸乙烯乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为5％，得到滤纸。
该滤纸定量为75g/m2，厚度为0.23mm。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，难以折愣成型。
对比例5：
将1.2g硫酸盐漂白桉木浆、1.8g硫酸盐漂白针叶木浆以及0.15g聚酯纤维，放置于小型水力碎浆机中，添加1800g水，打开电机，开始碎浆分散纤维，最终形成质量浓度为0.17％的混合纤维浆料；其中，聚酯纤维的直径为12μm，长度为6mm。
关闭成型器浆料桶，添加5000g水，加入上述混合纤维浆料，使浆料的质量浓度为0.03％，在抄片器中脱除多余的水，形成湿纸页。
将湿纸页放置于烘箱中进行第一次烘干，烘干至水分含量为20％。
将丙烯酸乳液、聚乙烯醇乳液与固化剂按照70：25：5的质量比混合并稀释，制成涂胶液，对滤纸浸渍涂胶并进行第二次烘干，烘干至水分含量为8％，得到滤纸。
该滤纸定量为65g/m2，厚度为0.22mm。
将该滤纸制作蜂窝滤芯时，未能制成楞高＞1.5mm的滤芯，制作成楞高1.5mm的蜂窝滤芯，其过滤阻力为3.10kPa，容尘量为6020g/m2。
上述实施例及对比例中，过滤阻力和容尘量的测试方法按照ISO 5011-2020标准中规定的方法进行。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作混合纤维浆料；
S2、在成型网上按照一定间距铺置金属纤维，并拉直固定；
S3、将混合纤维浆料加入成型网上，成型，形成湿纸页；
S4、将湿纸页依次经过第一次烘干、涂胶、第二次烘干，得到滤纸。
2.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S1中，混合纤维浆料的质量浓度为0.1％-3％。
3.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S1中，混合纤维为阔叶木纤维、针叶木纤维、化学纤维、丝光浆、玻璃纤维中的两种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S2中，间距为1-6cm，金属纤维的直径为100-600μm。
5.根据权利要求4所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S2中，间距为1cm、2cm、3cm或6cm。
6.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S3中将混合纤维浆料加入成型网上还包括加水步骤，使加入混合纤维浆料后的成型网上浆料浓度为0.03％-0.5％。
7.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S4中，涂胶中上胶量为8-40％，涂胶时所用胶液为丙烯酸乳液、丁苯橡胶乳液、醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇乳液、酚醛树脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种滤纸的制备方法，其特征在于，所述S4中，湿纸页经过第一次烘干后水分含量为3％-20％，第二次烘干后水分含量为0％-8％。
9.一种滤纸，其特征在于，用权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得。
10.如权利要求9所述的一种滤纸的应用，其特征在于，所述滤纸用于制作滤芯，所述滤纸的定量为30-150g/m2，厚度为0.15-0.7mm。
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