一种抗菌空气滤纸及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种空气过滤材料及其制造方法，更具体地说，涉及一种具有抗菌功能的空气滤纸及其制备方法。
背景技术
随着医药、医疗卫生、电子等行业厂房洁净度的要求越来越高，对空气净化装置提出了更高的要求。空气中漂浮的灰尘、细菌、病毒和微生物必须采用适当的方式加以去除。在诸多空气净化技术中，应用最广、最成熟就是空气过滤器。近几年美国研究人员在进行室内空气质量研究过程中发现，空气过滤器在使用一段时间后(未到报废期限)沉积在过滤器上的微生物如果不及时加以处理，将产生严重的二次污染。
目前防止空气过滤器被污染，基本上都是采用辅助措施。如空调系统的灭菌措施添加光催化净化装置，但同时带来的一些问题：如①空调过滤系统的成本增加；②安装时需要有足够的空间；③整个系统的配套设计必须规范等。所以除菌方法的选择相当重要。就目前而言，使用抗菌过滤材料不失为明智的选择。
近年来，人们开始对抗菌空气过滤材料进行了关注与研究。中国专利CN 1475613A公开了纳米抗菌无纺布滤材及其制备方法，该发明涉及一种纳米抗菌无纺布滤材及其制备方法。它是将91-99份聚丙烯纤维和1-9份银系纳米抗菌粉体置于搅拌器内充分搅拌混匀，制成抗菌滤材的基料；由挤塑机对滤材的基料进行了混熔，制成熔融态混合体；再由熔喷注塑机将熔融态混合体进行熔喷，制成抗菌无纺布滤材。该产品中银系纳米抗菌粉体可能在制造过程中被高分子所覆盖，从而使抗菌、抑菌效果大打折扣，另外该产品过滤效率仅95％，不能作为高效空气过滤器的过滤材料。中国专利CN 2633397Y公开了一种杀菌净化型空气过滤芯片，芯片的内芯是活性炭纤维毡-ACF毡多层结构，每层活性炭纤维毡表面喷洒有非氯型化学性消毒剂层，在活性炭纤维毡两侧面包裹有无纺布表面层，在活性炭纤维毡和无纺布表面层之间有尼龙网。该产品中添加了化学性消毒剂会带来空调系统的腐蚀，且结构复杂，生产成本较高。
采用空气滤纸过滤时，细菌、病毒和微生物等都黏附在空气滤纸的表面，滤纸所处的适宜温、湿度就为细菌的繁殖提供了很好的环境，细菌有可能大量繁殖，一旦细菌大量繁殖就会造成二次污染。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可有效抗菌、且结构简单的空气滤纸及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种抗菌空气滤纸，包括滤纸基层和覆于其表面的抗菌剂，抗菌剂的质量为滤纸基层的0.05-1％。
所述滤纸基层可以为公知的各种材质，为了获得较高的过滤效率，优选为玻璃微纤维空气滤纸，更优选由按质量计的65-97份玻璃微纤维、2-20份无碱连续玻璃纤维短切丝和0-10份有机纤维、植物纤维或它们两者任意比例的混合物制成的空气滤纸。加入有机纤维、植物纤维或它们两者任意比例的混合物可起到增强作用，改善滤纸本身的性能。
所述抗菌剂可以为公知的各种物质，如ZnO抗菌剂、TiO2抗菌剂等，优选为纳米载银离子抗菌剂。采用纳米载银离子抗菌剂，无需光催化，方便使用。
作为本发明的改进，可以用粘结剂粘结抗菌剂和滤纸基层，使抗菌剂与滤纸基层更好的粘结在一起。所述粘结剂可以是本领域公知的各种物质。
上述抗菌空气滤纸的制备方法为：在滤纸基层表面覆盖抗菌剂的稀释液，然后干燥，其中抗菌剂的稀释液中，水与抗菌剂的质量比为1000∶0.4-1000∶0.6，抗菌剂的质量为滤纸基层的0.05-1％。
作为优选方案，在滤纸基层成型后，在滤纸基层表面覆盖抗菌剂的稀释液。覆盖的方式可以是公知的各种方式，优选喷洒抗菌剂的稀释液。
作为改进方案，在滤纸基层表面覆盖抗菌剂的稀释液后还覆盖粘结剂，可以提高抗菌剂和滤纸基层之间的粘结强度。同样，覆盖的方式可以是公知的各种方式，优选喷洒粘结剂。在喷洒粘结剂时，可以在真空状态下进行，这样滤纸基层表面的粘结剂和抗菌剂会部分渗入空气滤纸的内部，既可以有效提高抗菌剂和滤纸基层之间的粘结强度和滤纸基层的强度，同时可以有效提高空气滤纸的抗菌性能。
当滤纸基层选用为玻璃微纤维空气滤纸，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制成浆料；
(2)将抗菌剂稀释得抗菌剂的稀释液；
(3)在滤纸成型后均匀喷洒抗菌剂的稀释液，然后喷洒粘结剂；
(4)干燥。
优选滤纸基层由玻璃微纤维、无碱连续玻璃纤维短切丝和有机纤维或植物纤维制成，抗菌剂为银离子含量4-8％的纳米载银离子抗菌剂，各组分的质量百分比为：玻璃微纤维65-97％，无碱连续玻璃纤维短切丝2-20％，有机纤维、植物纤维或它们两者任意比例的混合物0-10％，纳米载银离子抗菌剂0.05-1％，粘结剂1-5％。
由于采用了上述工艺，本发明制成的抗菌空气滤纸，结构简单，将抗菌剂覆于空气滤纸的表面，在真空下喷洒粘结剂时，使抗菌剂部分渗入空气滤纸的内部，不但原有空气滤纸的基本性能不变，如过滤效率，同时具有高效的杀菌、抑菌性能；同时工艺简便，只须在现有的滤纸生产工艺中添加喷淋步骤，工序简便易操作；成本低廉，与同种过滤效果的空气过滤纸产品比较，本发明的抗菌纸仅增加成本1-2％，但实现了高附加值。
附图及图面说明
图1是抗菌空气滤纸结构示意图；
其中，1为抗菌空气滤纸基层；2为纳米载银离子抗菌剂
图2是抗菌空气滤纸工艺流程示意图。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明的工艺作进一步描述。
实施例1
(1)采用高频疏解机分散无碱玻璃微纤维和无碱连续玻璃纤维短切丝10min，再在配浆池稀释制成浓度0.3％，pH值3.5的浆料；
(2)将HTB-038纳米载银离子抗菌剂(南京海泰纳米材料有限公司生产)在配料器中充分稀释，制得稀释液；
(3)在滤纸成型部，在成型车速16-17m/min情况下，生成滤纸湿基层，采用喷雾器在其表面均匀喷洒含抗菌剂的稀释液，再抽真空，并在施胶部喷洒TRC柔性丙稀酸乳液(江苏日出化工有限公司生产)的稀释液，使抗菌剂与滤纸更好的粘结在一起；
(4)在160-180℃下烘缸干燥后，制得厚度为0.32±0.01mm的空气滤纸，然后分切包装。上述的抗菌空气过滤纸，各原料组分的质量百分比见表1：
表1实施例1各原料组分质量百分比
原料 质量百分比％ 稀释液质量浓度 54°SR无碱玻璃微纤维 55 34°SR无碱玻璃微纤维 33 无碱连续玻璃纤维短切丝 10 纳米载银离子抗菌剂 0.1 1000∶0.5(水∶抗菌剂) TRC柔性丙稀酸乳液 1.9 100∶4(水∶粘结剂)
本例的抗菌空气过滤纸，过滤效率经过检测达到99.97％，其抗菌性能如表3所示，抗菌性能达到99.9％以上，能够对所述细菌起到抑制再生且杀灭的作用。
实施例2
(1)采用高频疏解机分散无碱玻璃微纤维、无碱连续玻璃纤维短切丝和PET有机纤维8min，再在配浆池稀释制成浓度0.3％，pH值3.5的浆料；
(2)将HTTi-01纳米TiO2抗菌剂(南京海泰纳米材料有限公司生产)在配料器中充分稀释，制得稀释液；
(3)在滤纸成型部，在成型车速15-16m/min情况下，生成滤纸湿基层，采用喷雾器在其表面均匀喷洒含抗菌剂的稀释液，再抽真空，并在施胶部喷洒TRC柔性丙稀酸乳液(江苏日出化工有限公司生产)稀释液，使抗菌剂与滤纸更好的粘结在一起；
(4)在160-180℃下干燥后，厚度为0.33±0.02mm，宽度可根据要求分切，再包装。上述的抗菌空气过滤纸，各原料组分的质量百分比见表2：
表2实施例2各原料组分质量百分比
原料 质量百分比％ 稀释液质量浓度 24°SR无碱玻璃微纤维 65 19°SR无碱玻璃微纤维 12 无碱连续玻璃纤维短切丝 17 1dex-10mm PET有机纤维 2 纳米TiO2抗菌剂 1 1000∶0.5(水∶抗菌剂) TRC柔性丙稀酸乳液 3 100∶4(水∶粘结剂)
本例的抗菌空气过滤纸，过滤效率经过检测达到95％，其抗菌性能如表3所示，抗菌性能达到99.7％以上，能够对所述细菌起到抑制再生且杀灭的作用。
表3本发明抗菌空气滤纸抗菌性能
注：抗菌性能检测采用美国纺织品协会(AATCC)标准AATCC 100-2004，委托广东省微生物分析检测中心检测。
本发明只需在原有空气滤纸的生产设备上添置抗菌剂稀释液的配料和喷淋装置，工序简便易操作。