一种口罩用高效过滤纸的制备方法技术

本发明专利技术提供一种口罩用高效过滤纸的制备方法，包括以下步骤:(1)将纤维素纸浆加软水制备成固含量为5～15％的纤维素纸浆悬浮液，将纤维素纸浆悬浮液进行原纤化处理，控制打浆度为40～90

【技术实现步骤摘要】
一种口罩用高效过滤纸的制备方法


[0001]本专利技术属于空气过滤防护领域，涉及一种口罩用高效过滤纸的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，对粉尘、细菌、病毒具有防护过滤效果的口罩主要由三层组成，分别为面层、中间过滤层、底层，中间过滤层是口罩过滤效果的核心元件，其材质基本为聚丙烯、聚四氟乙烯等不可降解的高分子材料，对生态环境造成了一定的危害。
[0003]中国专利文献CN104872865A(CN201510300144.3)公布了使用静电纺制备可生物降解的口罩滤芯，该制备方法中将聚丁二酸丁二醇酯溶解在六氟异丙醇中，按照质量分数20％
‑
35％配制纺丝溶液。但是这种静电纺制备纳米过滤纸，不仅设备昂贵，而且过程中需要使用溶剂且不易回收，生产过程环保问题严重，且效率不高。纤维素是丰富的天然可再生及可降解的生物高分子材料，它广泛分布在高等植物中，除此之外还存在于海洋动物、藻类、细菌、真菌及无脊椎动物中。
[0004]中国专利文献CN108187407A(CN201810042956.6)提供一种空气过滤材料的制备方法，该方法包括以下步骤：称取20重量份的针叶木纤维纤维素，用疏解机进行疏解获得10％质量浓度的纤维悬浮液备用，根据所制备空气过滤材料的目标定量150g/m2及所获得的空气过滤材料的直径称量1.695～2.495重量份纤维悬浮液于烧杯中，加100重量份去离子水稀释，300rmp下机械搅拌5min使纤维分散均匀，然后加入2.12重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯，混合均匀后将纤维悬浮液倾倒入内径为130mm的培养皿中，
‑
4℃条件下滴加0.522重量份的二氯甲烷和1.02～2.02重量份的ZIF
‑
8纳米晶体，最后加入2.48～12.48重量份钴基多孔MOFs材料，将培养皿置于冷冻环境中冷冻2～4h完成空气过滤材料的成型，而后置于冷冻干燥机中在
‑
64℃，10Pa条件下干燥48～72h，即得纤维素空气过滤材料。但是，该专利使用聚对苯二甲酸乙二醇酯，二氯甲烷等有毒性的溶剂，生产过程环保性差，且冷冻干燥后，过滤材料中具有溶剂存在残留问题，可能会对环境以及人体产生危害。制备过程较为复杂，且使用的原材料成本较高，大部分材料是非降解材料。且该产品的纸张定量大，增加了口罩的重量，佩戴舒适性降低。
[0005]中国专利文献CN 106978767 A(201610034279.4)公开一种PM2.5防护口罩用过滤纸的制备方法，包括步骤为打浆、抄造、压光、酸处理和再干燥；其特征在于，以打浆后的天丝浆料为主要原料，抄造出结构致密的滤纸基材后；再将滤纸基材回湿后进入超级压光机，提高紧度至0.7
‑
0.8g/cm3；压光后的滤纸基材先经过稀酸浸渍处理，再经水浸脱酸、干燥整形而制成过滤纸。但是，该方法加入聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂、双元助留系统(包括阳离子聚合物和阴离子聚合物)、碳酸钙填料以及PET纤维等不可降解的原材料，影响了过滤纸的降解性。同时，其为PM2.5防护口罩用的过滤纸，其制备的过滤纸的过滤效率及过滤阻力不能满足《GB2626
‑
2006呼吸防护用品》中对相关性能的要求。且其制备原理是通过在纸中加入碳酸钙，成纸后使用酸将碳酸钙反应消耗掉，留下微孔，该过程中使用大量的酸，制备过程产生的污水较多，不利于生态环境的可持续发展。且由于不含热塑性材料导致使用该
过滤纸进行口罩制作，不能热合焊接或者难度较大，不方便口罩的制作。
[0006]可见，虽然使用纤维素制作口罩用过滤材料具有绿色可降解性能，但目前的纤维素基空气过滤纸，依然存在过滤效率较低，阻力较高，不能满足医用及民用口罩使用标准的问题；以及为了达到过滤效果而添加多种助剂，从而影响降解速率的问题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中纤维素基空气过滤纸存在的降解速率和过滤效率低，呼吸阻力高的问题，提供一种口罩用高效过滤纸的制备方法。本专利技术的高效过滤纸能够兼顾降解性能和过滤性能。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种口罩用高效过滤纸的制备方法，包括以下步骤:
[0010](1)将纤维素纸浆加软水制备成固含量为5
‑
15％的纤维素纸浆悬浮液，将纤维素纸浆悬浮液进行原纤化处理，控制打浆度为40～90
°
SR；
[0011](2)将步骤(1)所得原纤化处理的纤维素纸浆悬浮液与纳米纤维素、聚酯纤维混合得到混合浆料，控制混合浆料固体物中纤维素纸浆质量占35％～70％、纳米纤维素质量占0.1％～5％、聚酯纤维质量占25％～64.9％；
[0012](3)将步骤(2)所得混合浆料放入纾解机中纾解1
‑
3min，纾解后的混合浆料成型处理；
[0013]优选的，步骤(3)中所述纾解转速为500r/min。
[0014]优选的，步骤(3)中所述成型处理为将纾解后的混合浆料倒入纸页成型器中进行成型，或使用纸机或圆网纸机成型。
[0015](4)将成型后的纸张进行冷冻干燥，干燥温度为
‑
55～
‑
35℃。
[0016]本专利技术所述软水指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水，即硬度小于8的水。
[0017]优选的，步骤(1)所述纤维素纸浆可以为针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、天丝短纤浆、丝光浆中的一种或几种，优选天丝短纤浆。
[0018]进一步优选的，天丝短纤浆规格为2.5～0.1dtex，长度为3～49mm。进一步优选的，天丝短纤规格为0.9dtex，长度为5mm。
[0019]优选的，步骤(1)所述原纤化处理可以采用PFI打浆机、盘磨机、砂磨机、胶体磨、均质机等，优选PFI打浆机。
[0020]优选的，步骤(1)所得原纤化处理的纤维素纸浆悬浮液可以是不同打浆度的原纤化浆的混合物。
[0021]优选的，步骤(2)所述聚酯纤维为生物可降解聚酯纤维，可以为聚乳酸(PLA)超细纤维、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)超细纤维、聚己内酯(PCL)超细纤维等中的一种，优选PLA超细纤维。
[0022]进一步优选的，步骤(2)所述聚酯纤维的规格为0.1～1.7dtex，优选0.3dtex。
[0023]优选的，步骤(2)所述纳米纤维素直径为2～100nm，长径比为100～500；优选50～60nm，长径比为200～300。
[0024]优选的，步骤(4)中冷冻干燥温度为
‑
53℃；压力为13～50pa，干燥时间为24～48小
时。
[0025]本专利技术还提供一种由上方法制备的口罩用过滤纸，所述过滤纸包括以下质量分数的组分：35％～70％的纤维素纸浆、0.1％～5％的纳米纤维素、25％～64.9％的聚酯纤维。
[0026]所述口罩过滤纸按《GB 2626
‑
2006呼吸防护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种口罩用高效过滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)将纤维素纸浆加软水制备成固含量为5～15％的纤维素纸浆悬浮液，将纤维素纸浆悬浮液进行原纤化处理，控制打浆度为40～90
°
SR；(2)将步骤(1)所得原纤化处理的纤维素纸浆悬浮液与纳米纤维素、聚酯纤维混合得到混合浆料，控制混合浆料固体物中纤维素纸浆质量占35％～70％、纳米纤维素质量占0.1％～5％、聚酯纤维质量占25％～64.9％；(3)将步骤(2)所得混合浆料放入纾解机中纾解1
‑
3min，纾解后的混合浆料成型处理；(4)将成型后的纸张进行冷冻干燥，干燥温度为
‑
55～
‑
35℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述软水指的是硬度小于8的水。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述纤维素纸浆可以为针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、天丝短纤浆、丝光浆中的一种或几种，优选天丝短纤浆。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，天丝短纤浆规格为2.5～0.1dtex，长度为3～49mm；进一步优选的，天丝短纤规格为0.9dtex，长度为5mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述原纤化处理可以采用PFI打浆机、盘磨机、砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐磊，张金柱，张延伟，王鹏辉，熊晓敏，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：