行业聚焦
2021年第1期3
蒋宝永，赵  云，丁明太，吴祖武
（浙江信豪科技有限公司，浙江 杭州311311）
摘　要：汽车高档滤清器对滤纸的要求较高，以往主要依赖进口，文章通过对滤纸的纤维原料配比、胶树脂选用、树脂的上胶量及滤纸水分等方面进行研究，确定了新型汽车滤纸的生产工艺。将新型滤纸与进口产品比较，其各项性能指标达到或超过进口产品，可以替代进口产品。
关键词：汽车滤纸；丝光化纤维；化学树脂；滤清器
中图分类号：TS761.2    文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2021）01-0003-03
新型汽车滤纸的研发
自1799年法国人罗贝特发明机制吸水性滤纸以来[1]，世界滤纸生产发展成产业用纸和科技用纸等两大主要门类，其中，需求量增长最快的是汽车工业用的滤纸，简称汽车滤纸（含空滤、机滤、燃油滤），这与世界汽车工业的迅速发展密切相关。
近年来，国外汽车滤纸不仅数量和品种迅速增加，产品质量也有了质的飞跃，以美国过滤科学公司、美国HV公司、德国GESSNER公司、意大利BOSSO公司、日本阿波制纸公司、韩国奥斯龙公司为主，他们的生产量占世界汽车滤纸总量的70%～80%[2]。我国最早在上海国丰造纸厂研制开发汽车滤纸，迄今，国内已有多家生产汽车滤纸的公司，但是与国外大公司相比，在产量和质量上都有明显的差距，特别是生产高档汽车的大型合资企业，其主机配套的高档滤清器上的滤纸还是依赖进口，主要是美国HV公司和韩国奥斯龙公司的产品。因此，国内许多汽车滤清器厂迫切希望汽车滤纸生产企业提高产品质量，扩大产品数量和品种，以替代进口。为此，浙江信豪科技有限公司与国内公司合作，在大专院校及科研单位的帮助下，通过2年多的不懈努力攻克了许多难关，研发生产出新型汽车滤纸，其主要性能达到了进口水平，特别是非固化机油滤纸属于国内首创，达到国际领先水平。
1  试验部分
1.1 原料
（1）阔叶木浆及针叶木浆：进口；（2）丝光化木浆：自制；（3）SJ-T系列空气滤纸树脂、SJ-P系列机油滤纸树脂：浙江信豪科技有限公司；（4）湿强剂：浙江池和化工有限公司；（5）酸性及直接染料：上海染料厂。
1.2 工艺流程
非固化机油滤纸工艺流程如图1
所示。
图1 非固化机油滤纸工艺流程示意图
1.3 分析测试的方法和标准
（1）原纸的定量、厚度、树脂含量：按《纸和纸板定量的测定》（GB/T 451.2—2002）的规定测试；（2）耐破度：按《纸耐破度的测定》（GB/T 454—2002）的规定测试；（3）透气度：按《纸和纸板透气度的测定（中等范围）通用方法》（GB/T 22901—2008）的规定测试；（4）平均最大孔径：按《过滤纸和纸板最大孔径的测定》（GB/T 2679.14—1996）的规定测试；（5）水分：按《纸
、纸板和纸浆分析试样水分的测定》（GB/T 462—2008）的规定测试；（6）空气滤试验：按Air Cleaner Test Code（SAE J726—1993）的规定测试；（7）机油滤综合试验：按《美国汽车技术协会标准 SAE机油滤清器试验方法》（SAE HS-806）的规定测试。
2  结果与讨论
2.1 纤维原料配比对滤纸性能的影响
滤纸纤维的选择在很大程度上影响滤纸性能。用弹性好、丝光化程度高的纤维制成的纸，孔隙率高，过滤阻力小，透气性好。但是，纤维丝光化之后，其聚合度迅速下降，纤维与纤维之间结合力严重减弱，导致纸的强度和耐破度大幅下降。
当丝光化纤维比例逐渐增加时，纸的耐破度逐渐下降。丝光化纤维配比在0%～20%、80%～100%区段时，耐破度下降特别快，而中间20%～80%区段变化比较缓慢，如图2所示。根据这个曲线变化规律，
行业聚焦2021年第1期
4
在实际生产中，可结合客户对耐破度的要求选择丝光化纤维所占的比例。滤纸的透气性随着丝光化纤维比例的升高而增大，但是增长的速度却不尽相同。丝光化纤维配比在0%～80%区段时，透气性增长比较均匀，但是到80%～100%区段时，透气性增长特别快，如图3所示。这主要是因为丝光化纤维配比高到一定程度后，其他纤维产生的阻塞效果已不明显。
因此，综合分析滤纸的耐破强度及透气性与丝光化纤维比例的关系，根据客户对滤纸耐破度等质量指标的要求，有目标地选择丝光化纤维的配比，以使各纤维之间相互协调平衡，从而制造出符合各种性能要
求的新型滤纸。
图
2 滤纸的耐破强度与丝光化纤维比例的关系
图3 滤纸的透气性与丝光化纤维比例的关系
2.2 树脂选择及树脂量对滤纸性能的影响
汽车滤纸性能的好坏与其树脂质量的好坏有着很重要的关联，选用好的树脂是汽车滤纸开发成功的关键[3]。在生产中采用浙江信豪科技有限公司研制的SJ-T 系列空滤树脂及SJ-P 系列机滤树脂，这两种树脂都是非固化型的新产品，它克服了使用传统酚醛树脂存在的缺点：（1）滤纸强度低，耐破度差；（2）滤纸需要经过160～170℃的高温固化才能使用，耗电耗时；（3）滤纸质量很不稳定，尤其是滤纸的颜会随着固化时间和温度的变化而变化。SJ-P 系列机滤树脂既拥有了酚醛树脂耐高温的优点，又兼备丙烯酸树脂
强度高、韧性好的特点。
树脂能够提高滤纸纸纤维的内部结合强度，反映在理化指标上，就是提高滤纸的强度、耐破度和防水性等理化性能，但是纤维之间的结合力增加后，其相互间的移动性会下降，反映在宏观上为空气等流体的流动阻力增加，因而造成滤纸透气性的下降。树脂虽然能够提高滤纸的耐破度，但是会使滤纸的透气性有所下降。这是一对不可分割的矛盾，调节这对矛盾，选择合理的树脂量是关键。
滤纸上了不同量的树脂后性能变化图如图4、图5所示。仔细分析图4可知，随着树脂量的增加，滤纸的
透气性有明显下降，0%～10%阶段下降特别快，以后的下降都比较缓慢，而且很均匀，曲线几乎成直线状。分析图5可知，随着树脂量的增加，滤纸耐破度也随之提高，尤其在0%～10%、25%～30%阶段上升特别快，在15%～24%阶段比较平稳。
综合比较图4、图5，结合汽车滤纸实际性能要求及不同品种情况，一般滤纸上树脂量选择在20%～
24%。
图4
滤纸透气性与滤纸上树脂量关系图
图5滤纸耐破度与滤纸上树脂量关系图
行业聚焦
2021年第1期5 2.3 烘筒的温度和车速对滤纸性能的影响
滤纸是水溶性的高分子，只有烘干水分挥发后，
高分子聚合物才能成膜，具有粘接性和硬挺性。如果
烘筒的温度过低或者车速过快，将直接影响树脂的
成膜和滤纸的烘干，这必将造成滤纸的挺度、耐破
度、抗水性下降。成品纸在切割包装前，还要让烘干
的滤纸吸水平衡，否则树脂膜和滤纸会发脆。一般在
65%～75%湿度的车间内平衡24～48h，确保最后包
装的成品纸有（8±2）%的水分。
3  产品性能对比
国内公司采用浙江信豪科技有限公司研制的滤纸树脂，将所生产的滤纸与进口产品进行对比，特别是与进口量最大的韩国奥斯龙产品进行技术水平对比，发现两者的数据非常接近，如表1、表2所示。
表1
国内外空滤纸的技术性能比较
由表1、表2可知，国内公司生产的空滤纸和机油滤纸综合技术性能基本达到了进口水平，特别是在耐破度指标上超过了所有进口滤纸的水平。因此，用户广泛使用了国产新型滤纸，替代了进口产品，从而降低了生产成本，提高了经济效益。但是，我国幅员辽阔，北方风沙大、气候干燥，南方气候潮湿，对滤纸性能要求各不相同，主机品种繁多，功率大小不一，需要配套的滤清器也各不相同，因此，这些问题的存在和提出需要滤纸生产企业和滤清器生产厂紧密配合，生产出更好的系列产品，供应庞大的、日新月异的汽车工业大市场。
4  结论
从纤维原料配比、树脂选用、滤纸上树脂量及滤纸水分等方面进行系统讨论得出：丝光化纤维比例越
高，滤纸的透气性越好，滤纸的耐破度越差；滤纸上树脂量越高，滤纸的透气性越差，但耐破度越好。新型滤纸投产后，与进口产品进行比较，各项理化性能指标达到或超过进口产品的水平，该产品完全可以替代进口产品。
参考文献：
[1]曹邦威，张国宏.长网纸机抄造[M].北京：中国轻工业出版社, 1998.
[2]蔡杰.空气过滤ABC[M].北京：中国建筑工业出版社,2002.
[3]G.L.布什.涂布设备与工艺[M].安建华，薛德文，杨懋暹，译.北京：中国轻工业出版社,1986.
作者简介：蒋宝永，本科，工程师，研究方向为合成化学。
表2国内外机油滤纸技术性能比较
项目
美国韩国国产国产高档汽车
HV公司奥斯龙公司XH1135XH2200定量/（g•m-2）222140135200厚度/mm  1.10.50.50.7
耐破度/kPa226147260280
透气性/[L•（m2.s）-1]350290320520最大孔径/µm14095100110
滤芯原始堵塞寿命/h  6.5  4.856滤芯原始效率/%70～7552～6250～6168～75
（上接第2页）效保障制浆造纸工艺的顺利进行，提升制浆造纸产品质量，避免因工艺设备腐蚀问题对制浆造纸工艺造成不利影响。
参考文献：
[1]韩静芬，杨金魁.我国造纸网毯行业情况综述[J].造纸信息, 2018(3):39-43.
[2]严亦斌.一种造纸加工用可拼接式不锈钢过渡板:CN210712359U[P].2020-06-09.
[3]刘复兴，刘志永.不锈钢钢渣造纸工艺设备:CN110614743A [P].2019-12-27.
[4]严亦斌.一种造纸用光洁度高的不锈钢下压板:CN20979843 7U[P].2019-12-17.
作者简介：张黎雄，本科，工程师，研究方向为轻工机械。