專利名稱：線切割加工的冷卻系統用濾紙及其生產方法
技術領域：
本發明屬于造紙領域，具體涉及一種線切割加工的冷卻系統用濾紙及其生產方法。
背景技術：
隨著我國機械工業的發展，線切割技術因其對金屬切割加工精度高、效率高等已廣泛應用于模具、工具、航空航天等制造加工領域。電火花線切割是一種直接利用電能和熱能進行加工的工藝方法，它用一根移動著的電極絲作為工具電極對工件進行切割，線切割加工時，會產生電火花、金屬屑、熱量，因此數控電火花機床一般都配有冷卻系統對加工工件進行冷卻。冷卻系統由冷卻液、過濾器、輸送泵等組成，線切割加工時，冷卻系統噴出冷卻液到加工工件上，冷卻工件，帶走金屬屑和熱量，使電極絲不會因溫度過高而出現“斷絲” 現象。電火花線切割時產生的金屬屑顆粒大小不一，極少數直徑最小的只有5 μ m,多數在 15 μ m以上，這些金屬屑被冷卻液帶走再經過濾器過濾而截留下來，濾出的冷卻液還繼續循環利用。過濾器是冷卻系統中最重要的部件，過濾器一般由圓桶型濾芯、固定在濾芯內外的金屬網以及固定在濾芯兩頭的端蓋組成。濾芯事實上就是一層或多層濾紙，因此濾紙的材質實際上決定了濾芯的質量。現有技術中的線切割冷卻系統用濾紙主要存在兩類問題第一是使用壽命短，一般不超過15天；其次是易出現掉色，過濾液出現黑色，濾紙存在被沖破射水現象。出現這些問題的主要原因是濾紙中的樹脂耐水性差，長時間在冷卻液中發生樹脂軟化，少量溶解，降低了濾紙的濕耐破度及耐水性，導致濾紙出現變形和沖破現象，使用壽命短；另外就是濾紙孔徑過大，過濾精度不夠，金屬屑有部分通過濾紙導致過濾液出現黑色。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種過濾精度更高、在水中強度更好的線切割加工冷卻系統用濾紙。本發明的另一目的是提供上述線切割加工的冷卻系統用濾紙的生產方法。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案
一種線切割加工的冷卻系統用濾紙，按重量百分比計，包括If 25%酚醛樹脂、0. 5^5% 玻璃纖維、0. 5^5%滌綸纖維、65 擬％木漿纖維。優選地，所述玻璃纖維為長度在3飛毫米之間，直徑在2飛微米之間的超細玻璃纖維。優選地，所述滌綸纖維的長度在4、毫米之間，線密度為1. 5旦尼爾。優選地，所述木漿纖維由針葉木漿纖維與闊葉木漿纖維構成，所述針葉木漿纖維占濾紙的重量百分比為4(Γ70%，所述闊葉木漿纖維占濾紙的重量百分比為12 25%。上述濾紙的生產方法，包括如下工序制漿、調漿、抄紙、烘干、固膠和成型。上述生產方法的具體過程為
4a制漿
(1)、取配方量的木料、配方量的玻璃纖維、配方量的滌綸纖維和適量水加入碎漿機中進行碎解，得到固濃度為5 8%的纖維漿料，然后再向該纖維漿料中加入占漿料總重0. 5^1% 的濕強劑繼續碎解；
(2)、將經過步驟(1)的纖維漿料轉入貯漿池，往纖維漿料中加入占漿料總重0.5^1%的濕強促進劑，繼續加水攪拌，獲得固濃度為3 4%的纖維漿料；
b調漿
(3 )、使步驟(2 )所得的纖維漿料經疏解機疏解，再經磨漿機磨漿后，轉入調漿池并加水調漿，獲得固濃度為2 3%的紙漿； c抄紙
(4)、使步驟(3)所獲得的紙漿入高位箱并與水混合均勻，然后進入斜網成型器，經脫水、真空吸干，形成含水率為7(Γ75%的濕紙；
(5)、步驟(4)所得濕紙再經壓榨裝置壓榨，獲得含水率為6(Γ65%的濕紙； d烘干
(6)、將步驟(5)所得的濕紙送入溫度40°C 135°C的烘箱中烘焙，獲得含水率為纊3%的原紙；
e固膠
(7 )、將步驟(6 )所得的原紙浸滯于酚醛樹脂溶液中，再取出進行擠壓，保持酚醛樹脂的上膠率在If 25%，然后在50°C 140°C的溫度條件下烘干，獲得所述的濾紙半成品； f成型
(8)、將步驟(7)獲得的濾紙半成品按需要制成特定形狀后，在175°C 185°C的溫度條件下繼續干燥1(Γ15分鐘，獲得濾紙成品。優選地，所述濕強劑為聚酰胺環氧氯丙烷類濕強劑，所述濕強促進劑為陰離子型聚丙烯酰胺。優選地，按重量份計，步驟(7 )中所用的酚醛樹脂溶液為自制水乳型酚醛樹脂組合物，其配方為100份酚醛樹脂、2. 5 15份增韌劑、5 20份乳化劑、30(Γ500份水。進一步地，所述增韌劑為多羥基高分子增韌劑，所述乳化劑為陰離子型乳化劑。由于以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點
本發明濾紙以木漿纖維為主，配以一定比例的玻璃纖維和滌綸纖維，能夠減小濾紙的最大孔徑和平均孔徑，大大提高過濾精度，又由于滌綸是化學合成纖維，強度高，因此使得濾紙的耐破度得到提高，濾紙的使用壽命得以延長。濾紙最后經浸滯涂膠引入了熱固性的酚醛樹脂，進一步提高了濾紙的尺寸穩定性、耐高溫性和耐水性。本發明濾紙的生產方法具有簡單易行的優點。
圖1為本發明線切割加工冷卻系統用濾紙的生產工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。
本發明的濾紙用于制作線切割加工冷卻系統的濾芯，它的使用介質是30°C 60°C 的線切割冷卻液，冷卻液的化學成分主要含有水以及多種表面活性劑，濾紙主要用于濾除冷卻液中攜帶的金屬碎屑等雜質，在使用過程中需要承受的最高壓力達到200kPa，因此要求濾紙有很好的過濾精度、濕耐破度等。如圖1所示，本發明濾紙按如下方法生產 a制漿
(1)、取配方量的木料、配方量的玻璃纖維、配方量的滌綸纖維和適量水加入碎漿機中進行碎解，碎解至單根纖維的程度，得到固濃度為5 8%的纖維漿料，然后再向該纖維漿料中加入占漿料總重0. 5^1%的濕強劑繼續碎解一段時間(漿料總重指不包含水的漿料總量);
本發明中，選擇針葉松木和闊葉桉木作為木漿纖維的木料，針葉木漿纖維占濾紙總重的百分比應在4(Γ70%之間，闊葉木漿纖維占濾紙總重的百分比應在129Γ25%之間；選用的玻璃纖維為長度在3飛毫米、直徑為2飛微米的超細玻璃纖維，其作用是降低濾紙的孔徑， 提高濾紙的過濾精度；選用的滌綸纖維是分散性良好、長度為4、毫米、線密度約為1. 5旦尼爾的滌綸纖維，其作用主要是提高濾紙的強度，同時也可起到減小濾紙孔徑、提高過濾精度的作用。(2)、將經過步驟(1)的纖維漿料轉入貯漿池，往纖維漿料中加入占漿料總重 0. 5^1%的濕強促進劑，繼續加水攪拌，配成固濃度為3 4%的纖維漿料；(漿料總重指不包含水的漿料總量)。本發明濕強劑選用的是陽離子型濕強劑PPE (聚酰胺環氧氯丙烷表氯醇)，濕強促進劑選用的是杭州化工研究所生產的陰離子聚丙烯酰胺，型號為HBS-4B。陽離子型濕強劑能被陰離子木漿纖維電性吸附，濕強促進劑為陰離子型，能與陽離子濕強劑發生鍵合，在原紙干燥時形成交聯，提高原紙的干、濕強度。調漿
(3 )、步驟(2 )所得的纖維漿料經高頻疏解機疏解，再經雙盤磨漿機磨漿，使纖維得到充分混合、切斷、分散、表面帚化和勻整后，將該漿料轉入調漿池，加水調漿，調整漿料的固濃度在2. 5%左右，獲得可抄紙的紙漿。抄紙
(4)、使步驟(3)所得的紙漿入高位箱并加水使兩者混合均勻，然后進入斜網成型器抄造成均勻的紙頁，再經脫水、真空吸干，形成含水率為7(Γ75%的濕紙頁；斜網成形器成形時漿料濃度在0. 03、. 05%之間(即上網漿料濃度)，真空箱的真空度為-0. 04MPa。(5)、步驟(4)所得的濕紙再經壓榨裝置壓榨，獲得含水率為6(Γ65%的濕紙； d烘干
(6)、將步驟(5)所得的濕紙送入溫度從40°C到135°C逐步升溫的烘箱中烘焙(烘箱由溫度遞增的十多只造紙專用的烘缸組成)，使濕紙逐漸脫水烘干，獲得含水率為2 3%的原紙；
e固膠
(7)、將步驟(6)所得的原紙浸滯于質量濃度在16 2洲的酚醛樹脂溶液中，再取出進行擠壓，經擠壓后的濕紙含水率約在40%左右，酚醛樹脂的上膠率約為18 25%(指占濾紙干重的If 25%)，然后將所得濕紙送入溫度從50°C到145°C逐步升溫的烘箱中烘焙，獲得所述的
6濾紙半成品；
本步中，烘干溫度不宜超過150°C，以防熱固性的酚醛樹脂出現部分固化，使濾紙變硬， 導致濾紙成型加工時出現開裂現象。所用的酚醛樹脂溶液為自制水乳型酚醛樹脂組合物，按重量份計，其配方為100 份酚醛樹脂、2. 5^15份多羥基高分子增韌劑、5 20份陰離子型乳化劑、30(Γ500份水。具體地，所述多羥基高分子增韌劑選用聚乙烯醇，陰離子型乳化劑選用金陽牌JY-A4型陰離子乳化劑。這種酚醛樹脂溶液不含有機溶劑，更為環保，避免了醇溶性酚醛樹脂在涂布時甲醇溶劑易燃、易爆、有毒等安全問題，同時省去了溶劑回收的步驟，因此使生產更為安全，節約了設備投資，降低了生產成本。成型
(8)、將步驟(7)獲得的濾紙半成品按需要制成特定形狀(可以卷曲、分切、折疊等)，在 175°C 185°C的溫度條件下繼續烘焙1(Γ15分鐘，此時濾紙由白色變成淺棕黃色，獲得濾紙成品。利用此濾紙成品可進一步加工制備線切割冷卻系統用濾芯。以下是利用本發明方法制備線切割加工冷卻系統用濾紙的實施例，各實施例所得濾紙的性能測試指標如下
紙張定量GB/T451. 2-2002
紙張厚度GB/T451. 3-2002
縱向挺度GB/T2679. 3-1996
耐破度GB/t4M-2002
透氣度GB/TM53-1997
最大孔徑和平均孔徑GB/T2679. 14-1996
實施例1
原紙絕干定量115g/m2，成紙絕干定量150 g/m2。漿料比例漂白針葉松木漿60份、漂白闊葉桉木漿30份、超細玻璃纖維5份、滌綸纖維5份，漿內添加PPE濕強劑0. 8份，濕強促進劑HBS-4B 0. 8份。網部速度22米/分，涂布酚醛樹脂質量濃度20%，最終涂布量23% (指成紙中的酚醛樹脂百分含量，按重量份計為約30份酚醛樹脂)。測試結果如下成紙透氣度85L/m2. s,最大孔徑53 μ m,平均孔徑34 μ m,濕伸長率0. 7%，濕耐破度380KPa，過濾精度8 μ m，雜質去除率達到99. 3%，使用時間四天。實施例2
原紙絕干定量120g/m2，成紙絕干定量160 g/m2，漿料配比漂白針葉松木漿65份、漂白闊葉桉木漿觀份、超細玻璃纖維3份、滌綸纖維4份，漿內添加PPE濕強劑0. 5份，濕強促進劑HBS-4B 0. 7份。網部速度21米/分，涂布酚醛樹脂質量濃度18%，最終涂布量20% (指成紙中的酚醛樹脂百分含量，按重量份計為約25份酚醛樹脂)。測試結果如下成紙透氣度82L/m2. s,最大孔徑51 μ m，平均孔徑33 μ m,濕伸長率0. 6%，濕耐破度420KPa，過濾精度7 μ m，雜質去除率達到99. 4%，使用時間30天。實施例3
原紙絕干定量135g/m2，成紙絕干定量172 g/m2，漿料配比漂白針葉松木漿68份、漂白闊葉桉木漿25份、超細玻璃纖維2份、滌綸纖維5份，漿內添加PPE濕強劑1份，濕強促進劑HBS-4B 1份。網部速度20米/分，涂布酚醛樹脂質量濃度19%，最終涂布量21% (指成紙中的酚醛樹脂百分含量，按重量份計為約27份酚醛樹脂)。測試結果如下成紙透氣度88L/m2. s，最大孔徑M μ m,平均孔徑32 μ m,濕伸長率0. 45%，濕耐破度490KPa，過濾精度 8 μ m，雜質去除率達到99. 52%，使用時間34天。從以上實施例可看出，本發明制得的濾紙的成紙透氣度在70_90L/m2. S之間， (Δ P=127Pa)最大孔徑50-55 μ m，平均孔徑30-35 μ m，濕伸長率彡1%，濕耐破度彡350KPa, 過濾精度< 10 μ m，雜質去除率> 99%。本發明濾紙具有透水性好、過濾面積大、最大孔徑小、過濾精度高、耐水性好等優點，可有效除去線切割冷卻液中的細小的金屬顆粒等雜質，使用過程中不變形、不膨脹，在水中的強度好，不會出現沖破射水和出黑水的現象。將本發明濾紙應用于線切割冷卻液循環系統時，可使線切割機正常工作，切割精度得以提高，并有效地減少冷卻液的損耗。以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種線切割加工的冷卻系統用濾紙，其特征在于按重量百分比計，所述濾紙包括 18 25%酚醛樹脂、0. 5 5%玻璃纖維、0. 5 5%滌綸纖維、65 擬％木漿纖維。
2.根據權利要求1所述的濾紙，其特征在于所述玻璃纖維為長度在3飛毫米之間，直徑在2飛微米之間的超細玻璃纖維。
3.根據權利要求1所述的濾紙，其特征在于所述滌綸纖維的長度在4、毫米之間，線密度為1.5旦尼爾。
4.根據權利要求1所述的濾紙，其特征在于所述木漿纖維由針葉木漿纖維與闊葉木漿纖維構成，所述針葉木漿纖維占濾紙的重量百分比為4(Γ70%，所述闊葉木漿纖維占濾紙的重量百分比為12 25%。
5.權利要求廣4中任一項所述的濾紙的生產方法，其特征在于所述生產方法包括如下工序制漿、調漿、抄紙、烘干、固膠和成型。
6.根據權利要求5所述的生產方法，其特征在于所述生產方法的具體過程為 a制漿(1)、取配方量的木料、配方量的玻璃纖維、配方量的滌綸纖維和適量水加入碎漿機中進行碎解，得到固濃度為5 8%的纖維漿料，然后再向該纖維漿料中加入占漿料總重0. 5^1% 的濕強劑繼續碎解；(2)、將經過步驟(1)的纖維漿料轉入貯漿池，往纖維漿料中加入占漿料總重0.5^1%的濕強促進劑，繼續加水攪拌，獲得固濃度為3 4%的纖維漿料；b調漿(3 )、使步驟(2 )所得的纖維漿料經疏解機疏解，再經磨漿機磨漿后，轉入調漿池并加水調漿，獲得固濃度為2 3%的紙漿； c抄紙(4)、使步驟(3)所獲得的紙漿入高位箱并與水混合均勻，然后進入斜網成型器，經脫水、真空吸干，形成含水率為7(Γ75%的濕紙；(5)、步驟(4)所得濕紙再經壓榨裝置壓榨，獲得含水率為6(Γ65%的濕紙； d烘干(6)、將步驟(5)所得的濕紙送入溫度40°C 135°C的烘箱中烘焙，獲得含水率為纊3%的原紙；e固膠(7 )、將步驟(6 )所得的原紙浸滯于酚醛樹脂溶液中，再取出進行擠壓，保持酚醛樹脂的上膠率在If 25%，然后在50°C 140°C的溫度條件下烘干，獲得所述的濾紙半成品； f成型(8)、將步驟(7)獲得的濾紙半成品按需要制成特定形狀后，在175°C 185°C的溫度條件下繼續干燥1(Γ15分鐘，獲得濾紙成品。
7.根據權利要求6所述的生產方法，其特征在于所述濕強劑為聚酰胺環氧氯丙烷濕強劑，所述濕強促進劑為陰離子型聚丙烯酰胺。
8.根據權利要求6所述的生產方法，其特征在于按重量份計，所述酚醛樹脂溶液的配方為100份酚醛樹脂、2. 5 15份增韌劑、5 20份乳化劑、300 500份水。
9.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于所述增韌劑為多羥基高分子增韌劑，所述乳化劑為陰離子型乳化劑。
全文摘要
本發明涉及一種線切割加工的冷卻系統用濾紙，按重量百分比計，包括18~25%酚醛樹脂、0.5~5%玻璃纖維、0.5~5%滌綸纖維、65~82%木漿纖維。該濾紙的生產方法包括制漿、調漿、抄紙、烘干、固膠和成型幾步。本發明濾紙以木漿纖維為主，配以一定比例的玻璃纖維和滌綸纖維，能夠減小濾紙的孔徑，提高過濾精度，又由于滌綸是化學合成纖維，強度高，因此使得濾紙的耐破度得到提高，濾紙的使用壽命得以延長。濾紙生產過程中經浸滯固膠引入了熱固性的酚醛樹脂，進一步提高了濾紙的尺寸穩定性、耐高溫性和耐水性。當應用于線切割冷卻液循環系統時，濾紙不變形、不膨脹，在水中的強度好，不會出現沖破射水和出黑水的現象。
文檔編號D21H27/08GK102444054SQ20111036039
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者王金夫 申請人:蘇州新業造紙有限公司