过滤纸能够从气体中除去有害粉尘、烟雾、毒物等, 从液体中分离杂质颗粒; 还能阻隔细菌、微生物等。从用途上也可分为空气过滤纸和液体过滤纸。
图表：过滤纸
图表来源：公开资料整理
过滤纸是以无机纤维、植物纤维、合成纤维中的一种或几种为原料, 添加适量的化学助剂和填料, 利用抄纸技术抄造而成的, 它具有良好的过滤性能、疏松多孔的过滤介质。
生产过滤纸除了原材料的选择、配比外, 控制打浆度、湿重也是生产过滤纸的重要环节, 滤纸的各项参数可以通过打浆来调节。
一、无机纤维滤纸
无机纤维主要是玻璃、陶瓷等纤维。以超细玻璃纤维为原料的过滤纸主要是指应用于空气过滤、油雾效率在 96%～99.999%的过滤纸。其中捕集粒径在 0.1μm～0.3μm、效率达99.9%～99.9995%以上的, 一般用于超高效过滤系统。对捕集粒径在 2μm 以上的, 效率达 99.9%以上为中、高效过滤纸。而普通滤纸其捕集粒径在 30μm 以上效率才能达到 99%以上。
1、超细玻璃纤维空气过滤纸主要用途
在国防工业中, 在作战的防空或指挥所及原子核反应堆等核工业中配备超高效过滤器, 用于拦截 0.1μm～0.3μm 粒子, 过滤效率达 99.9%～99.9995%以上。主要过滤空气中的毒烟、毒气、放射性战剂等, 使空气变得洁净以供官兵使用, 保护环境和提高工作人员的健康水平。
在制药、电子、食品等工业的洁净室中安装中、高效过滤器, 拦截粒径在 2μm 以上的粒子, 效率达 99.9%以上, 以保证产品质量。在现代化建筑, 如医院、饭店、影剧院及大型商场的空调系统中, 安装净化器, 拦截 30μm 以上的粒子, 过滤效率≤ 20%的为初效过滤器、20%～90%的为中高效过滤器。不同级别的净化器使环境优雅, 空气新鲜, 减少病菌传染, 提高商品流通率, 增加经济效益。
2、洁净度的级别与选用滤纸的关系
为了便于空气过滤器的使用, 特提出洁净度与滤纸过滤效率之间的对应关系 ( 仅供参考） 。滤纸对空气中尘埃的捕集, 主要有惯性碰撞、直接拦截和扩散三种作用, 在尘埃粒子大小, 浓度和过滤速度一定的条件下, 其过滤效率主要决定于纤维直径的大小。玻璃纤维的直径一般为 0.2μm～10μm。一般分布在 1μm～6μm。平均直径为 3μm。通常玻璃纤维粗度分级是用打浆度来表示的。
玻璃纤维的打浆工艺一般为疏解。通过疏解玻璃纤维的长度变化很大, 它不象植物纤维存在着润胀和分丝帚化, 打浆度和纤维直径成反比, 纤维直径越小, 打浆度越高。纤维直径越大, 打浆度越低。玻璃纤维滤纸的过滤性能和打浆度成正比, 混合叩解度小, 滤纸的效率低, 阻力小。混合叩解度越大, 滤纸的效率高, 阻力也同时增大。
无机纤维表面活性差, 纤维之间结合力低, 打浆时适当加入化学药品, 控制浆料的 pH 值使纤维表面改性, 使其纤维之间及纤维与化学品之间的结合强度增大; 延长打浆时间能提高滤纸的均匀度。
同时, 在一定的打浆度下, 采取不同度数的玻璃纤维配成的滤纸, 其性能不同, 最好选用较细的玻璃纤维与较粗的玻璃纤维配比, 以粗纤维为骨架, 降低阻力, 以细纤维作为过滤纤维。这主要取决于滤纸的性能。
二、植物纤维滤纸
植物纤维滤纸是指以各种木浆、棉短绒浆、麻浆、苇浆、草浆等为原料制成的滤纸, 主要有以下几个品种。
1、汽车滤纸
参考观研天下发布《2011-2015年中国过滤纸市场行情动态及行业前景预测报告》
汽车滤纸是空气滤清器、润滑油滤清器和燃油滤清器用过滤纸。三滤纸属微孔滤纸, 能有效地滤除 5μm～25μm 的杂质, 提高汽车发动机的使用寿命。
汽车滤清器是汽车发动机上的一个非常重要的部件, 它能有效地滤除掉进入汽车发动机内燃油中的硬质杂质、腐蚀性微粒、氧化腐败淤泥、胶质和燃烧不完全的生成物。从而达到净化燃油, 保持发动机燃油经常清洁和防止杂质与微量水珠混入燃油中的目的, 进而使发动机免受磨损, 以达到发动机安全运转, 起到延长发动机使用寿命的效果。汽车滤纸是内燃机车不可缺少的配套滤材, 由它制成的纸质滤芯组装成滤器具有成本低, 效率高, 体积小, 重量轻, 使用简便等优点。近年来, 国内生产的汽车滤材存在的主要问题是滤清效率、挺度、拉力较低, 厚度、定量均较高, 对温度、湿度适应性差。根据市场需求和国际国内汽车滤材发展, 天津市轻工业造纸技术研究所对汽车燃油滤纸进行深入研发, 将以往生产汽车滤纸先生产原纸再进行浸渍、压楞工艺合二为一, 其特点为节能、降耗, 降低生产成本并减轻环境污染, 为生产容尘量较高的汽车滤纸和我国汽车工业配套材料的发展打开了新的一页。新型汽车滤纸在解决过滤阻力大、容尘量小的基础上, 提高滤清效率、挺度、拉力及对温度、湿度的适应性, 降低滤纸的厚度和定量, 是汽车滤纸发展的方向。
2、活性炭滤纸
活性炭滤纸是一种特殊的过滤介质, 它主要将活性炭加入到纸浆中抄造而生成的具有多孔网络的一种功能性滤材, 具有浓缩、回收、除臭、脱色、净化分离等多项作用。
活性炭滤纸有着广阔的应用前景。在医药领域, 可用于活性炭口罩、包扎带、急性解毒材料, 隔离服、防护服等; 在电子及能源方面, 可用于如高容量电容、蓄电池等; 在水净化方面, 能祛除水中的重金属离子、致癌物质、臭味、霉味、细菌及脱色等; 在溶剂回收方面, 对苯类、酮类、酯类、石油类均能吸附回收; 在空气净化方面, 能吸附过滤空气中的恶臭、烟气、毒气二氧化硫等。做成防毒面具以供火灾及自然灾害逃生用。在生活中制造活性炭复合滤嘴、防臭鞋垫、静电植绒等。
3、医用滤纸
采血滤纸: 包括Ⅰ、Ⅱ型采血纸, 将一滴全血滴在纸上, 利用滤纸的高渗透性和均匀性, 使血液快速均匀地分散, 将液相分析转为固相分析。临床用于测定新生儿和儿童的 T3、T4、TSH, 即检测儿童的智力水平、婴幼儿佝偻病、肝炎等疾病的筛查。
血液分离纸: 将一滴全血滴在纸上, 全血中的红血球留在孔径中, 血清沿滤纸纤维的径向分离, 达到血液分离的目的。用于临床快速诊断疾病, 免去了因诊病验血需要抽取病人大量的血。同时, 也使医务人员检验分析简单化。
尿试纸原纸: 可用于生产厂家经过加工生产成尿试纸, 临床测定亚硝酸盐(NIT） 、尿糖(GLU） 、维生素(Vc） 、尿隐血(BLD） 、蛋白质(PRO） 、胆红素(BIL） 、尿胆原(URO） 、酮体 (KET） 、白细胞(WBC） 等项目, 用于诊断胆囊炎、酮尿症、糖尿病等十余种常见病。
4、食品油过滤纸
食品油过滤纸适用于炸制方便食品的高温油过滤。采用精选原材料经特殊工艺制成。具有过滤精度高、流量大、强度好、耐 180℃～200℃高温的良好性能。
以植物纤维为主要原料生产的各种滤纸的打浆工艺可根据所需滤纸技术指标的不同, 采取不同的原料和不同的打浆工艺。棉短绒浆以它的高纯度、松厚度以及较小的纤维宽度构成了优良的过滤性能, 棉浆和硫酸盐木浆混合使用可提高强度, 硫酸盐木浆丝光化可提高过滤能力, 而加入阔叶木浆则利于纸页的成型等。打浆工艺一般选择游离状打浆, 轻刀疏解, 使纤维束充分分散开, 然后下重刀切短, 关键要控制打浆度和湿重。如果湿重太大, 纸面不均匀, 孔径大、过滤效率低、强度小, 但透气性好。反之, 湿重太小, 由于纤维短交织紧密, 透气性差, 阻力增加, 但过滤效率高, 强度大。所以, 根据滤纸的用途来控制打浆。实践得知, 我们生产的以植物纤维为主要原料的过滤纸, 叩解度应控制在 10°SR～ 18°SR, 湿重应控制在 6g～20g 的范围比较适宜。
三、合成纤维滤纸
合成纤维主要包括: 黏胶纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯和尼龙纤维等。以合成纤维生产的无纺布其特点是柔软、高强、透气、耐酸碱性能好、不腐不蛀、用途广泛。如吸尘袋用无纺布、碱性电池隔膜用无纺布等。
以合成纤维为主, 加入无机纤维和植物纤维( 各种木浆、棉浆、麻浆等） 混抄, 用以弥补大多数化学纤维缺乏的湿纸强度, 也能起到胶乳黏合剂载体的作用, 下面是两种有代表性的过滤纸。
1、吸尘袋滤纸
吸尘袋滤纸是给各种型号吸尘器配套的材料, 由内外两层滤纸组成, 内层滤纸的定量比较低, 透气性好, 其功能是收集较大颗粒的尘埃, 外层滤纸必须结实, 强度高, 透气性能好, 阻力低, 效率高。
2、机械滤油纸
机械滤油纸过滤精度控制在 10μm～ 30μm。用于机械用油过滤。如: 液压系统油品净化、各种国产及进口高精度仪器的润滑油、冷却剂过滤及矿山机械、工程车辆的液压油、燃油过滤等。该滤纸具有较好的耐冲击强度, 故亦可用于反吹回用型空气过滤材料。如用于烟草行业、电焊车间、粉末喷涂等场合的空气净化及物料回收。
合成纤维的打浆工艺主要依靠疏解, 根据滤纸的性能选择原材料, 一般是根据纤维的表面活性、形状、直径、长度等技术指标来匹配。合成纤维长度大都在 3～5mm 之间, 纤维之间容易产生絮集, 严重影响成纸的匀度。所以, 打浆时要选择适宜的化学分散剂, 纤维经疏解、分散处理, 分散成均匀的浆料, 以提高滤纸的均匀度。
合成纤维不同于植物纤维, 纤维之间没有氢键结合, 滤纸强度差, 解决的主要途径是加入一定量的黏胶纤维混合打浆, 一般采用聚乙烯醇纤维, 乙纶- 丙纶纤维和低熔点的聚脂纤维黏合剂, 根据用途再加入植物纤维继续疏解, 直至使混合纤维全部分散均匀为止。湿部成型后, 黏胶纤维经高温融化与合成纤维紧密结合成纸, 提高滤纸的强度。
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