高精度燃油濾紙的研制與開發

吳安波

（杭州特種紙業有限公司， 浙江 杭州 311407）

高精度燃油濾紙的研制與開發

吳安波

（杭州特種紙業有限公司， 浙江 杭州 311407）

簡述了高精度燃油濾紙國內外技術狀況分析、研究內容與研制過程、技術指標及工藝流程的確定。該產品的研制成功，為濾清器行業提供了一種新型配套產品，對行業發展具有重要意義。

高精度 燃油濾紙 產品 研制 開發

1 國內外技術狀況分析

當今發動機尾氣排放標準日益嚴格，這就要求燃油能更加清潔，以使其燃燒充分。隨著發動機制造技術的進步，電噴技術已完全取代原來的化油器。與化油器發動機相比，電噴發動機需要更清潔的燃油，因為哪怕是極微小的雜質也會磨損電噴系統中的精密部件。

一般的燃油濾清器采用星形濾紙折疊結構，在這類燃油濾清器內部，折疊的濾紙和塑料或金屬濾器的兩端連接，污油進入后，由濾清器外壁經過層層濾紙過濾后到達中心，潔凈的燃油流出。這種濾紙一般采用瓦楞型燃油濾紙。

更高端的發動機則采用螺旋式濾紙燃油過濾器，與星形燃油濾清器不同，它的濾紙包裹在中心管上，空間利用率高，在相同的空間尺寸內，能容納較大的過濾面積，一般為星形濾清器的3倍。污油進入后，直接經濾紙過濾后流出，雜質顆粒被滯留在濾紙溝槽內。這種燃油濾清器的性能更優越，可使燃油的過濾精度更高。其濾紙一般采用皺紋燃油濾紙，濾紙本身的精度自然也更高。

2 主要研究內容

根據美國的HV公司和芬蘭的奧斯龍公司紙樣，以及用戶的要求，該燃油濾紙的定量在95 g/m2左右，而最大孔徑卻在45 μm以下。事實上要獲得更高精度的燃油過濾，濾紙本身的孔徑起著決定性的作用。要抄造這種高精度的燃油濾紙，首先要選擇合適的紙漿品種，因為纖維形態直接決定了成紙的孔徑。其次是打漿工藝，或者成漿指標也是決定成紙孔徑、透氣度的關鍵因素。紙頁的皺紋深度關系到濾清器的過濾能力，如果皺紋過少或過淺，濾清器的截污能力降低，濾清器使用壽命也會縮短。其次起皺刮刀的厚度與起皺角度是決定濾紙皺紋深度與效果的關鍵。此外，經起皺的濾紙不能進行傳統的表面施膠方式來施涂抗水膠料，但其又必須有很強的抗水性能，除了在漿料中添加濕強劑以外，還必須運用適當的方法在濾紙上施涂抗水膠料。

本產品主要研究內容：①紙漿原料選擇；②工藝參數確定；③起皺刮刀選用；④濕強劑選用；⑤抗水膠料施涂

3 主要技術指標及工藝流程

3.1 技術指標的確定

根據用戶要求及收集到國外濾紙的分析測試，最終確定高精度燃油濾紙的技術指標，如表1所示。

表1 高精度燃油濾紙技術指標

3.2 產品生產工藝流程

根據濾紙的生產經驗，結合該紙的特點，確定生產工藝流程見圖1。

圖1 濾紙生產工藝流程

3.3 工藝配比：

(1) 虹魚針葉木漿50%；

(2) Bowater（寶水）針葉木漿50%；

(3) 濕強劑用量：5%（對絕干漿計）；

(4)表面抗水劑用量（6% 濃度）：20%。

4 產品研制過程

4.1 紙漿原料選擇

該紙的定量比普通燃油濾紙低，相應的孔徑會變大，透氣度增加，但是濾清器的過濾精度反而要提高，最大孔徑要求≤45μm，就意味著如果采用一般漿料抄造濾紙就難以達到這些要求。因此一開始即確定宜采用不同漿料的混合配比。分別選擇了虹魚牌針葉木漿與Bowater（寶水）漂白針葉木漿、Potlatch（波特拉奇）針葉木漿以不同配比試抄了高精度燃油濾紙，如表2所示。

表2 不同配比漿料（17oSR）抄造濾紙性能

根據表2的實測數據，我們最終選擇了Bowater（寶水）針葉木漿與虹魚針葉木漿以50%：50%的比例混合抄造高精度燃油濾紙。

4.2 工藝參數確定

為了兼顧成紙強度、孔徑、透氣度的關系，紙漿還須進行必要的打漿過程。適當的叩解度，有利于保證纖維之間的結合力，又能使最大孔徑降低。表3是我們試驗了不同叩解度下的濾紙性能。

表3 不同叩解度下濾紙性能

經反復比較，我們認為當紙漿叩解度在17oSR時，成紙的各項指標最接近要求，最終確定成漿的參數為17oSR，濕重 9～10 g。

4.3 起皺刮刀選用

使濾紙起皺，主要是為了增加濾芯的有效過濾面積，且紙上有大量的凹槽可以容納更多的污物，延長濾清器的使用壽命。決定皺紋深度的是起皺刮刀的厚度和起皺角度。表4是不同刮刀厚度與起皺角度對起皺深度的影響。

表4 不同刮刀厚度與起皺角度對起皺深度的影響

經對實際生產的紙樣檢測，當起皺刮刀厚度為1.0 mm，起皺角度是25 °時，濾紙的皺紋深度滿足要求。

4.4 濕強劑選用

由于該濾紙是用于燃油過濾的，須有一定的濕強度與抗水性，那是因為燃油中多少總會含有一定水分，特別是現在混合燃料油的使用日趨普遍，更要求濾芯有足夠的抗水性能。我們有生產汽車三濾紙的成熟經驗，因此濕強劑就選擇了已成功應用的PPE樹脂，其加入量也與其他濾紙相同。

4.5 抗水膠料施涂

其他濾紙都經過表面施涂抗水性樹脂，使成紙有足夠的強度與抗水性能，確保濾芯的后續加工。但是本項目的濾紙在施膠機前已經過起皺，如果再用一般濾紙的表面施膠技術，重新浸漬抗水膠料，經試驗皺紋就會消失或變淺。因此如何在紙上施涂抗水性膠料成為本紙生產的技術關鍵。經多方面考慮，我們采用了表面噴霧的方式施涂抗水膠料，經多次試驗，取得了較好的效果，既讓成紙具有足夠的抗水性能及后續瓦楞軋制加工，又能保證成紙的皺紋不被破壞。

5 創新性

在試制過程中對紙漿原料進行了選擇，按一定比例配比加工，使其產生幾何共扼作用，形成網狀及毛細結構，經水溶性樹脂浸漬后，孔隙率高、孔徑小、油阻小、過濾效率高、使用壽命長、耐濕性好。

產品經浙江省科技信息研究院測試，經分析比較，具有如下特點：

（1）過濾層的表面均勻噴涂有一層高強度且耐油的乳膠層，增大了燃油濾紙的強度、挺度和耐油性，從而提高了其過濾精度和壽命；

（2）采用烘道熱風干燥方式，保持了濾紙的透氣性和松厚度，經烘干后干度大大提高。

6 實際生產情況總結

按照上述試驗結果與確定的生產工藝，已經形成了高精度燃油濾紙批量生產。成紙經浙江省方圓檢測集團公司檢測，實測結果見表5，符合高精度燃油濾紙標準的規定。

表5 高精度燃油濾紙實測結果

7 結束語

（1）研制的高精度燃油濾紙采用優質木漿及助劑等加工而成。在研制過程中采用以下工藝：①濾紙起皺；②紙頁預干燥成型；③抗水劑噴涂。產品具有孔隙率高、最大孔徑小、過濾阻力小、效率高、挺度高、耐濕性好、使用壽命長等特點。其中噴涂抗水劑技術屬于創新，處于國內領先水平。

（2）產品經浙江省方圓檢測集團公司檢測，所測技術指標符合《高精度燃油濾紙》標準要求，達到了浙江省科技廳下達的新產品試制計劃的要求，經用戶試用，反映良好，其生產設備和檢測手段能滿足批量生產要求。

（3）該產品的研制成功，為高精度燃油濾清器提供了一種新型配套產品，填補了國內空白，產品技術處于國內領先水平，已獲得國家發明專利2件。

吳安波 男 杭州特種紙業有限公司副總經理，高級工程師，從事特種紙技術與管理20多年，曾在《中國造紙產業》《中華紙業》《紙和造紙》《上海造紙》《造紙科學與技術》《造紙環保資訊》《華東紙業》《造紙化學品》《財富紙業》《浙江造紙》《應用化工》等刊物上發表學術論文六十余篇，在行業年會及技術研討會上作學術報告十余次。

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