高精度燃油滤纸的研制与开发

吴安波

（杭州特种纸业有限公司， 浙江 杭州 311407）

高精度燃油滤纸的研制与开发

吴安波

（杭州特种纸业有限公司， 浙江 杭州 311407）

简述了高精度燃油滤纸国内外技术状况分析、研究内容与研制过程、技术指标及工艺流程的确定。该产品的研制成功，为滤清器行业提供了一种新型配套产品，对行业发展具有重要意义。

高精度 燃油滤纸 产品 研制 开发

1 国内外技术状况分析

当今发动机尾气排放标准日益严格，这就要求燃油能更加清洁，以使其燃烧充分。随着发动机制造技术的进步，电喷技术已完全取代原来的化油器。与化油器发动机相比，电喷发动机需要更清洁的燃油，因为哪怕是极微小的杂质也会磨损电喷系统中的精密部件。

一般的燃油滤清器采用星形滤纸折叠结构，在这类燃油滤清器内部，折叠的滤纸和塑料或金属滤器的两端连接，污油进入后，由滤清器外壁经过层层滤纸过滤后到达中心，洁净的燃油流出。这种滤纸一般采用瓦楞型燃油滤纸。

更高端的发动机则采用螺旋式滤纸燃油过滤器，与星形燃油滤清器不同，它的滤纸包裹在中心管上，空间利用率高，在相同的空间尺寸内，能容纳较大的过滤面积，一般为星形滤清器的3倍。污油进入后，直接经滤纸过滤后流出，杂质颗粒被滞留在滤纸沟槽内。这种燃油滤清器的性能更优越，可使燃油的过滤精度更高。其滤纸一般采用皱纹燃油滤纸，滤纸本身的精度自然也更高。

2 主要研究内容

根据美国的HV公司和芬兰的奥斯龙公司纸样，以及用户的要求，该燃油滤纸的定量在95 g/m2左右，而最大孔径却在45 μm以下。事实上要获得更高精度的燃油过滤，滤纸本身的孔径起着决定性的作用。要抄造这种高精度的燃油滤纸，首先要选择合适的纸浆品种，因为纤维形态直接决定了成纸的孔径。其次是打浆工艺，或者成浆指标也是决定成纸孔径、透气度的关键因素。纸页的皱纹深度关系到滤清器的过滤能力，如果皱纹过少或过浅，滤清器的截污能力降低，滤清器使用寿命也会缩短。其次起皱刮刀的厚度与起皱角度是决定滤纸皱纹深度与效果的关键。此外，经起皱的滤纸不能进行传统的表面施胶方式来施涂抗水胶料，但其又必须有很强的抗水性能，除了在浆料中添加湿强剂以外，还必须运用适当的方法在滤纸上施涂抗水胶料。

本产品主要研究内容：①纸浆原料选择；②工艺参数确定；③起皱刮刀选用；④湿强剂选用；⑤抗水胶料施涂

3 主要技术指标及工艺流程

3.1 技术指标的确定

根据用户要求及收集到国外滤纸的分析测试，最终确定高精度燃油滤纸的技术指标，如表1所示。

表1 高精度燃油滤纸技术指标

3.2 产品生产工艺流程

根据滤纸的生产经验，结合该纸的特点，确定生产工艺流程见图1。

图1 滤纸生产工艺流程

3.3 工艺配比：

(1) 虹鱼针叶木浆50%；

(2) Bowater（宝水）针叶木浆50%；

(3) 湿强剂用量：5%（对绝干浆计）；

(4)表面抗水剂用量（6% 浓度）：20%。

4 产品研制过程

4.1 纸浆原料选择

该纸的定量比普通燃油滤纸低，相应的孔径会变大，透气度增加，但是滤清器的过滤精度反而要提高，最大孔径要求≤45μm，就意味着如果采用一般浆料抄造滤纸就难以达到这些要求。因此一开始即确定宜采用不同浆料的混合配比。分别选择了虹鱼牌针叶木浆与Bowater（宝水）漂白针叶木浆、Potlatch（波特拉奇）针叶木浆以不同配比试抄了高精度燃油滤纸，如表2所示。

表2 不同配比浆料（17oSR）抄造滤纸性能

根据表2的实测数据，我们最终选择了Bowater（宝水）针叶木浆与虹鱼针叶木浆以50%：50%的比例混合抄造高精度燃油滤纸。

4.2 工艺参数确定

为了兼顾成纸强度、孔径、透气度的关系，纸浆还须进行必要的打浆过程。适当的叩解度，有利于保证纤维之间的结合力，又能使最大孔径降低。表3是我们试验了不同叩解度下的滤纸性能。

表3 不同叩解度下滤纸性能

经反复比较，我们认为当纸浆叩解度在17oSR时，成纸的各项指标最接近要求，最终确定成浆的参数为17oSR，湿重 9～10 g。

4.3 起皱刮刀选用

使滤纸起皱，主要是为了增加滤芯的有效过滤面积，且纸上有大量的凹槽可以容纳更多的污物，延长滤清器的使用寿命。决定皱纹深度的是起皱刮刀的厚度和起皱角度。表4是不同刮刀厚度与起皱角度对起皱深度的影响。

表4 不同刮刀厚度与起皱角度对起皱深度的影响

经对实际生产的纸样检测，当起皱刮刀厚度为1.0 mm，起皱角度是25 °时，滤纸的皱纹深度满足要求。

4.4 湿强剂选用

由于该滤纸是用于燃油过滤的，须有一定的湿强度与抗水性，那是因为燃油中多少总会含有一定水分，特别是现在混合燃料油的使用日趋普遍，更要求滤芯有足够的抗水性能。我们有生产汽车三滤纸的成熟经验，因此湿强剂就选择了已成功应用的PPE树脂，其加入量也与其他滤纸相同。

4.5 抗水胶料施涂

其他滤纸都经过表面施涂抗水性树脂，使成纸有足够的强度与抗水性能，确保滤芯的后续加工。但是本项目的滤纸在施胶机前已经过起皱，如果再用一般滤纸的表面施胶技术，重新浸渍抗水胶料，经试验皱纹就会消失或变浅。因此如何在纸上施涂抗水性胶料成为本纸生产的技术关键。经多方面考虑，我们采用了表面喷雾的方式施涂抗水胶料，经多次试验，取得了较好的效果，既让成纸具有足够的抗水性能及后续瓦楞轧制加工，又能保证成纸的皱纹不被破坏。

5 创新性

在试制过程中对纸浆原料进行了选择，按一定比例配比加工，使其产生几何共扼作用，形成网状及毛细结构，经水溶性树脂浸渍后，孔隙率高、孔径小、油阻小、过滤效率高、使用寿命长、耐湿性好。

产品经浙江省科技信息研究院测试，经分析比较，具有如下特点：

（1）过滤层的表面均匀喷涂有一层高强度且耐油的乳胶层，增大了燃油滤纸的强度、挺度和耐油性，从而提高了其过滤精度和寿命；

（2）采用烘道热风干燥方式，保持了滤纸的透气性和松厚度，经烘干后干度大大提高。

6 实际生产情况总结

按照上述试验结果与确定的生产工艺，已经形成了高精度燃油滤纸批量生产。成纸经浙江省方圆检测集团公司检测，实测结果见表5，符合高精度燃油滤纸标准的规定。

表5 高精度燃油滤纸实测结果

7 结束语

（1）研制的高精度燃油滤纸采用优质木浆及助剂等加工而成。在研制过程中采用以下工艺：①滤纸起皱；②纸页预干燥成型；③抗水剂喷涂。产品具有孔隙率高、最大孔径小、过滤阻力小、效率高、挺度高、耐湿性好、使用寿命长等特点。其中喷涂抗水剂技术属于创新，处于国内领先水平。

（2）产品经浙江省方圆检测集团公司检测，所测技术指标符合《高精度燃油滤纸》标准要求，达到了浙江省科技厅下达的新产品试制计划的要求，经用户试用，反映良好，其生产设备和检测手段能满足批量生产要求。

（3）该产品的研制成功，为高精度燃油滤清器提供了一种新型配套产品，填补了国内空白，产品技术处于国内领先水平，已获得国家发明专利2件。

吴安波 男 杭州特种纸业有限公司副总经理，高级工程师，从事特种纸技术与管理20多年，曾在《中国造纸产业》《中华纸业》《纸和造纸》《上海造纸》《造纸科学与技术》《造纸环保资讯》《华东纸业》《造纸化学品》《财富纸业》《浙江造纸》《应用化工》等刊物上发表学术论文六十余篇，在行业年会及技术研讨会上作学术报告十余次。

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