CN102444054A

CN102444054A - 线切割加工的冷却***用滤纸及其生产方法

Info

Publication number: CN102444054A
Application number: CN2011103603914A
Authority: CN
Inventors: 王金夫
Original assignee: SUZHOU XINYE PAPER-MAKING Co Ltd
Current assignee: SUZHOU XINYE PAPER-MAKING Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种线切割加工的冷却***用滤纸，按重量百分比计，包括： 18~25% 酚醛树脂、 0.5~5% 玻璃纤维、 0.5~5% 涤纶纤维、 65~82% 木浆纤维。该滤纸的生产方法包括制浆、调浆、抄纸、烘干、固胶和成型几步。本发明滤纸以木浆纤维为主，配以一定比例的玻璃纤维和涤纶纤维，能够减小滤纸的孔径，提高过滤精度，又由于涤纶是化学合成纤维，强度高，因此使得滤纸的耐破度得到提高，滤纸的使用寿命得以延长。滤纸生产过程中经浸滞固胶引入了热固性的酚醛树脂，进一步提高了滤纸的尺寸稳定性、耐高温性和耐水性。当应用于线切割冷却液循环***时，滤纸不变形、不膨胀，在水中的强度好，不会出现冲破射水和出黑水的现象。

Description

线切割加工的冷却***用滤纸及其生产方法

技术领域

本发明属于造纸领域，具体涉及一种线切割加工的冷却***用滤纸及其生产方法。

背景技术

随着我国机械工业的发展，线切割技术因其对金属切割加工精度高、效率高等已广泛应用于模具、工具、航空航天等制造加工领域。电火花线切割是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法，它用一根移动着的电极丝作为工具电极对工件进行切割，线切割加工时，会产生电火花、金属屑、热量，因此数控电火花机床一般都配有冷却***对加工工件进行冷却。冷却***由冷却液、过滤器、输送泵等组成，线切割加工时，冷却***喷出冷却液到加工工件上，冷却工件，带走金属屑和热量，使电极丝不会因温度过高而出现“断丝”现象。电火花线切割时产生的金属屑颗粒大小不一，极少数直径最小的只有5μm，多数在15μm以上，这些金属屑被冷却液带走再经过滤器过滤而截留下来，滤出的冷却液还继续循环利用。过滤器是冷却***中最重要的部件，过滤器一般由圆桶型滤芯、固定在滤芯内外的金属网以及固定在滤芯两头的端盖组成。滤芯事实上就是一层或多层滤纸，因此滤纸的材质实际上决定了滤芯的质量。

现有技术中的线切割冷却***用滤纸主要存在两类问题：第一是使用寿命短，一般不超过15天；其次是易出现掉色，过滤液出现黑色，滤纸存在被冲破射水现象。出现这些问题的主要原因是滤纸中的树脂耐水性差，长时间在冷却液中发生树脂软化，少量溶解，降低了滤纸的湿耐破度及耐水性，导致滤纸出现变形和冲破现象，使用寿命短；另外就是滤纸孔径过大，过滤精度不够，金属屑有部分通过滤纸导致过滤液出现黑色。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种过滤精度更高、在水中强度更好的线切割加工冷却***用滤纸。

本发明的另一目的是提供上述线切割加工的冷却***用滤纸的生产方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种线切割加工的冷却***用滤纸，按重量百分比计，包括：18~25%酚醛树脂、0.5~5%玻璃纤维、0.5~5%涤纶纤维、65~82%木浆纤维。

优选地，所述玻璃纤维为长度在3~5毫米之间，直径在2~6微米之间的超细玻璃纤维。

优选地，所述涤纶纤维的长度在4~8毫米之间，线密度为1.5旦尼尔。

优选地，所述木浆纤维由针叶木浆纤维与阔叶木浆纤维构成，所述针叶木浆纤维占滤纸的重量百分比为40~70%，所述阔叶木浆纤维占滤纸的重量百分比为12~25%。

上述滤纸的生产方法，包括如下工序：制浆、调浆、抄纸、烘干、固胶和成型。

上述生产方法的具体过程为：

a制浆：

（1）、取配方量的木料、配方量的玻璃纤维、配方量的涤纶纤维和适量水加入碎浆机中进行碎解，得到固浓度为5~8%的纤维浆料，然后再向该纤维浆料中加入占浆料总重0.5~1%的湿强剂继续碎解；

（2）、将经过步骤（1）的纤维浆料转入贮浆池，往纤维浆料中加入占浆料总重0.5~1%的湿强促进剂，继续加水搅拌，获得固浓度为3~4%的纤维浆料；

b调浆：

（3）、使步骤（2）所得的纤维浆料经疏解机疏解，再经磨浆机磨浆后，转入调浆池并加水调浆，获得固浓度为2~3%的纸浆；

c抄纸：

（4）、使步骤（3）所获得的纸浆入高位箱并与水混合均匀，然后进入斜网成型器，经脱水、真空吸干，形成含水率为70~75%的湿纸；

（5）、步骤（4）所得湿纸再经压榨装置压榨，获得含水率为60~65%的湿纸；

d烘干：

（6）、将步骤（5）所得的湿纸送入温度40℃~135℃的烘箱中烘焙，获得含水率为2~3%的原纸；

e固胶：

（7）、将步骤（6）所得的原纸浸滞于酚醛树脂溶液中，再取出进行挤压，保持酚醛树脂的上胶率在18~25%，然后在50℃~140℃的温度条件下烘干，获得所述的滤纸半成品；

f成型：

（8）、将步骤（7）获得的滤纸半成品按需要制成特定形状后，在175℃~185℃的温度条件下继续干燥10~15分钟，获得滤纸成品。

优选地，所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷类湿强剂，所述湿强促进剂为阴离子型聚丙烯酰胺。

优选地，按重量份计，步骤（7）中所用的酚醛树脂溶液为自制水乳型酚醛树脂组合物，其配方为：100份酚醛树脂、2.5~15份增韧剂、5~20份乳化剂、300~500份水。

进一步地，所述增韧剂为多羟基高分子增韧剂，所述乳化剂为阴离子型乳化剂。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明滤纸以木浆纤维为主，配以一定比例的玻璃纤维和涤纶纤维，能够减小滤纸的最大孔径和平均孔径，大大提高过滤精度，又由于涤纶是化学合成纤维，强度高，因此使得滤纸的耐破度得到提高，滤纸的使用寿命得以延长。滤纸最后经浸滞涂胶引入了热固性的酚醛树脂，进一步提高了滤纸的尺寸稳定性、耐高温性和耐水性。

本发明滤纸的生产方法具有简单易行的优点。

附图说明

图1为本发明线切割加工冷却***用滤纸的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。

本发明的滤纸用于制作线切割加工冷却***的滤芯，它的使用介质是30℃~60℃的线切割冷却液，冷却液的化学成分主要含有水以及多种表面活性剂，滤纸主要用于滤除冷却液中携带的金属碎屑等杂质，在使用过程中需要承受的最高压力达到200kPa，因此要求滤纸有很好的过滤精度、湿耐破度等。

如图1所示，本发明滤纸按如下方法生产：

a制浆：

（1）、取配方量的木料、配方量的玻璃纤维、配方量的涤纶纤维和适量水加入碎浆机中进行碎解，碎解至单根纤维的程度，得到固浓度为5~8%的纤维浆料，然后再向该纤维浆料中加入占浆料总重0.5~1%的湿强剂继续碎解一段时间（浆料总重指不包含水的浆料总量）；

本发明中，选择针叶松木和阔叶桉木作为木浆纤维的木料，针叶木浆纤维占滤纸总重的百分比应在40~70%之间，阔叶木浆纤维占滤纸总重的百分比应在12%~25%之间；选用的玻璃纤维为长度在3~5毫米、直径为2~6微米的超细玻璃纤维，其作用是降低滤纸的孔径，提高滤纸的过滤精度；选用的涤纶纤维是分散性良好、长度为4~8毫米、线密度约为1.5旦尼尔的涤纶纤维，其作用主要是提高滤纸的强度，同时也可起到减小滤纸孔径、提高过滤精度的作用。

（2）、将经过步骤（1）的纤维浆料转入贮浆池，往纤维浆料中加入占浆料总重0.5~1%的湿强促进剂，继续加水搅拌，配成固浓度为3~4%的纤维浆料；（浆料总重指不包含水的浆料总量）。

本发明湿强剂选用的是阳离子型湿强剂PPE（聚酰胺环氧氯丙烷表氯醇），湿强促进剂选用的是杭州化工研究所生产的阴离子聚丙烯酰胺，型号为HBS-4B。阳离子型湿强剂能被阴离子木浆纤维电性吸附，湿强促进剂为阴离子型，能与阳离子湿强剂发生键合，在原纸干燥时形成交联，提高原纸的干、湿强度。

调浆：

（3）、步骤（2）所得的纤维浆料经高频疏解机疏解，再经双盘磨浆机磨浆，使纤维得到充分混合、切断、分散、表面帚化和匀整后，将该浆料转入调浆池，加水调浆，调整浆料的固浓度在2.5%左右，获得可抄纸的纸浆。

抄纸：

（4）、使步骤（3）所得的纸浆入高位箱并加水使两者混合均匀，然后进入斜网成型器抄造成均匀的纸页，再经脱水、真空吸干，形成含水率为70~75%的湿纸页；斜网成形器成形时浆料浓度在0.03~0.05%之间（即上网浆料浓度），真空箱的真空度为-0.04MPa。

（5）、步骤（4）所得的湿纸再经压榨装置压榨，获得含水率为60~65%的湿纸；

d烘干：

（6）、将步骤（5）所得的湿纸送入温度从40℃到135℃逐步升温的烘箱中烘焙（烘箱由温度递增的十多只造纸专用的烘缸组成），使湿纸逐渐脱水烘干，获得含水率为2~3%的原纸；

e固胶：

（7）、将步骤（6）所得的原纸浸滞于质量浓度在16~22%的酚醛树脂溶液中，再取出进行挤压，经挤压后的湿纸含水率约在40%左右，酚醛树脂的上胶率约为18~25%（指占滤纸干重的18~25%），然后将所得湿纸送入温度从50℃到145℃逐步升温的烘箱中烘焙，获得所述的滤纸半成品；

本步中，烘干温度不宜超过150℃，以防热固性的酚醛树脂出现部分固化，使滤纸***，导致滤纸成型加工时出现开裂现象。

所用的酚醛树脂溶液为自制水乳型酚醛树脂组合物，按重量份计，其配方为：100份酚醛树脂、2.5~15份多羟基高分子增韧剂、5~20份阴离子型乳化剂、300~500份水。具体地，所述多羟基高分子增韧剂选用聚乙烯醇，阴离子型乳化剂选用金阳牌JY-A4型阴离子乳化剂。这种酚醛树脂溶液不含有机溶剂，更为环保，避免了醇溶性酚醛树脂在涂布时甲醇溶剂易燃、易爆、有毒等安全问题，同时省去了溶剂回收的步骤，因此使生产更为安全，节约了设备投资，降低了生产成本。

成型：

（8）、将步骤（7）获得的滤纸半成品按需要制成特定形状（可以卷曲、分切、折叠等），在175℃~185℃的温度条件下继续烘焙10~15分钟，此时滤纸由白色变成浅棕黄色，获得滤纸成品。利用此滤纸成品可进一步加工制备线切割冷却***用滤芯。

以下是利用本发明方法制备线切割加工冷却***用滤纸的实施例，各实施例所得滤纸的性能测试指标如下：

纸张定量：GB/T451.2-2002

纸张厚度：GB/T451.3-2002

纵向挺度：GB/T2679.3-1996

耐破度：GB/T454-2002

透气度：GB/T5453-1997

最大孔径和平均孔径：GB/T2679.14-1996

实施例1

原纸绝干定量115g/m ² ，成纸绝干定量150 g/m ² 。浆料比例：漂白针叶松木浆60份、漂白阔叶桉木浆30份、超细玻璃纤维5份、涤纶纤维5份，浆内添加PPE湿强剂0.8份，湿强促进剂HBS-4B 0.8份。网部速度22米/分，涂布酚醛树脂质量浓度20%，最终涂布量23%（指成纸中的酚醛树脂百分含量，按重量份计为：约30份酚醛树脂）。测试结果如下：成纸透气度85L/m ² .s，最大孔径53μm，平均孔径34μm，湿伸长率0.7%，湿耐破度380KPa，过滤精度8μm，杂质去除率达到99.3%，使用时间29天。

实施例2

原纸绝干定量120g/m ² ，成纸绝干定量160 g/m ² ，浆料配比：漂白针叶松木浆65份、漂白阔叶桉木浆28份、超细玻璃纤维3份、涤纶纤维4份，浆内添加PPE湿强剂0.5份，湿强促进剂HBS-4B 0.7份。网部速度21米/分，涂布酚醛树脂质量浓度18%，最终涂布量20%（指成纸中的酚醛树脂百分含量，按重量份计为：约25份酚醛树脂）。测试结果如下：成纸透气度82L/m ² .s，最大孔径51μm，平均孔径33μm，湿伸长率0.6%，湿耐破度420KPa，过滤精度7μm，杂质去除率达到99.4%，使用时间30天。

实施例3

原纸绝干定量135g/m2，成纸绝干定量172 g/m2，浆料配比：漂白针叶松木浆68份、漂白阔叶桉木浆25份、超细玻璃纤维2份、涤纶纤维5份，浆内添加PPE湿强剂1份，湿强促进剂HBS-4B 1份。网部速度20米/分，涂布酚醛树脂质量浓度19%，最终涂布量21%（指成纸中的酚醛树脂百分含量，按重量份计为：约27份酚醛树脂）。测试结果如下：成纸透气度88L/m ² .s，最大孔径54μm，平均孔径32μm，湿伸长率0.45%，湿耐破度490KPa，过滤精度8μm，杂质去除率达到99.52%，使用时间34天。

从以上实施例可看出，本发明制得的滤纸的成纸透气度在70-90L/m ² .S之间，（△P=127Pa）最大孔径50-55μm，平均孔径30-35μm，湿伸长率≤1%，湿耐破度≥350KPa，过滤精度＜10μm，杂质去除率＞99%。

本发明滤纸具有透水性好、过滤面积大、最大孔径小、过滤精度高、耐水性好等优点，可有效除去线切割冷却液中的细小的金属颗粒等杂质，使用过程中不变形、不膨胀，在水中的强度好，不会出现冲破射水和出黑水的现象。将本发明滤纸应用于线切割冷却液循环***时，可使线切割机正常工作，切割精度得以提高，并有效地减少冷却液的损耗。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种线切割加工的冷却***用滤纸，其特征在于：按重量百分比计，所述滤纸包括：18~25%酚醛树脂、0.5~5%玻璃纤维、0.5~5%涤纶纤维、65~82%木浆纤维。

2.根据权利要求1所述的滤纸，其特征在于：所述玻璃纤维为长度在3~5毫米之间，直径在2~6微米之间的超细玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的滤纸，其特征在于：所述涤纶纤维的长度在4~8毫米之间，线密度为1.5旦尼尔。

4.根据权利要求1所述的滤纸，其特征在于：所述木浆纤维由针叶木浆纤维与阔叶木浆纤维构成，所述针叶木浆纤维占滤纸的重量百分比为40~70%，所述阔叶木浆纤维占滤纸的重量百分比为12~25%。

5.权利要求1~4中任一项所述的滤纸的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括如下工序：制浆、调浆、抄纸、烘干、固胶和成型。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述生产方法的具体过程为：

a制浆：

（2）、将经过步骤（1）的纤维浆料转入贮浆池，往纤维浆料中加入占浆料总重0.5~1%的湿强促进剂，继续加水搅拌，获得固浓度为3~4%的纤维浆料；

b调浆：

（3）、使步骤（2）所得的纤维浆料经疏解机疏解，再经磨浆机磨浆后，转入调浆池并加水调浆，获得固浓度为2~3%的纸浆；

c抄纸：

（4）、使步骤（3）所获得的纸浆入高位箱并与水混合均匀，然后进入斜网成型器，经脱水、真空吸干，形成含水率为70~75%的湿纸；

（5）、步骤（4）所得湿纸再经压榨装置压榨，获得含水率为60~65%的湿纸；

d烘干：

（6）、将步骤（5）所得的湿纸送入温度40℃~135℃的烘箱中烘焙，获得含水率为2~3%的原纸；

e固胶：

f成型：

（8）、将步骤（7）获得的滤纸半成品按需要制成特定形状后，在175℃~185℃的温度条件下继续干燥10~15分钟，获得滤纸成品。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于：所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷湿强剂，所述湿强促进剂为阴离子型聚丙烯酰胺。

8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于：按重量份计，所述酚醛树脂溶液的配方为：100份酚醛树脂、2.5~15份增韧剂、5~20份乳化剂、300~500份水。

9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于：所述增韧剂为多羟基高分子增韧剂，所述乳化剂为阴离子型乳化剂。