濾清器過濾紙的論述
2015/9/24 7:28:44??????點擊：
作為一種有效的過濾介質(zhì)，過濾紙已被廣泛地用于各個領(lǐng)域。根據(jù)組成濾紙的纖維種類不同，過濾紙的性能、用途也不一樣，有用于一般場合的普通濾紙，用于高溫下的的玻璃纖維濾紙，也有超凈用聚丙烯濾紙等。根據(jù)濾紙是否浸膠，可以分為兩大類，即浸膠濾紙和非浸膠濾紙。浸膠濾紙又分為固化濾紙和非固化濾紙。下面主要介紹用于工業(yè)中的浸膠濾紙。
一、浸膠濾紙的特點
浸膠濾紙可以說是由木質(zhì)纖維、人造纖維、玻璃纖維或三者混合而在造紙機上形成的能滿足一定強度、挺度及透氣性要求的具有迷宮式結(jié)構(gòu)的紙。它不同于一般紙張的地方主要是具有較高的強度、挺度及透氣性等方面的要求。隨著過濾要求的不斷提高，任何由單種纖維組成的濾紙都越來越難以滿足使用上的要求，所以由多種纖維組合而成的濾紙應(yīng)運而生。濾紙生產(chǎn)中常用的纖維有木質(zhì)纖維、化學纖維、玻璃纖維等。木質(zhì)纖維主要從各種木漿中得到，少部分來自棉絨纖維漿和草漿，是一種自然生長的纖維。根據(jù)樹種、生長地、木漿加工方法的不同，其纖維特性也各異。用于濾紙的木漿通常具有高疏松度、高透氣性等特性。纖維直徑通常從20μm~45μm纖維長度從1mm到4.5mm不等。如圖1所示。圖1 纖維尺寸比較圖 (纖維直徑μm)化學纖維是人工方法將有機化合物噴絲而成的纖維，最常用是聚脂、尼龍等，用以增強濾紙的強度，提高濾紙的耐溫性能、耐破度和挺度等；玻璃纖維其纖維直徑特別小，早小可達0.5μm，用于制造超精密濾紙，與同待孔徑的全木質(zhì)纖維濾紙相比，具有阻力小，耐高溫(最高工作溫度可達300℃)等優(yōu)點。
二、過濾紙的功能和過濾機理
過港督紙的應(yīng)用，為從液體、氣體中除去盡可能多的污染顆粒提供了一種有效手段，并且具有較小的阻力限制。它因此而得到廣泛的應(yīng)用。換句話說，過濾器必須防止已過濾系統(tǒng)被有害顆粒所損壞，同時又允許足夠的流體通過過濾器，以避免在泵、作功筒、燃燒室中產(chǎn)生空穴。這就對濾材提出了嚴格的要求。圖2 浸膠濾紙電子掃描顯微照片如圖2電子掃描顯微照片所示，濾紙結(jié)構(gòu)是由纖維和通道組成的迷宮式結(jié)構(gòu)，而不像金屬絲網(wǎng)那樣很精細的直通式孔徑。這種結(jié)構(gòu)加上流體中伴生的物理力共同構(gòu)成過濾紙的過濾功能。其過濾機理如下：
1.直接捕獲或接攔截
在此過程中，有人誤以為它是形成過濾的唯一因素，認為污物顆粒被阻擋在流入面表面或迷宮中僅僅是因為它們比孔徑大的緣故。其實不然，還有：
2.吸附
當被過濾的流體通過迷宮時，盡管有些顆粒的直徑遠比孔徑小，但在靜電吸引力的作用下也將這些小顆粒吸附到濾紙上。故此，有的濾材有制造過程中專門加上靜電。
3.沖擊陷入
在此過程中，由于流速的關(guān)系，顆粒直接陷入濾紙纖維的表面而非滯留在濾紙孔隙中，并且被吸附力和流體的流動力保持在其上面，從而也阻攔住一些較小的顆粒。4.過濾結(jié)塊
隨著污物顆粒在濾紙表面上的不斷積累，其自身形成一種過濾層，從而在大顆粒之間的孔隙中捕獲更小的顆粒，隨著顆粒的不斷增加，阻力也不斷接連加，直到最后完全堵死或達到壓差。圖3 大開口、低流阻、低效濾紙
三、濾紙的設(shè)計與制造
濾紙生產(chǎn)，說起來很簡單，無非是多種纖維在水基粘結(jié)劑中浸泡使其完全分散開來，然后在絲網(wǎng)上形成緊密接合的連接紙卷，通過干燥、浸膠、再烘干達到可接受的濕度水平。但實際上制造高效，可*的濾紙并非那么簡單。因為不同纖維類型、重量、厚度的組合將產(chǎn)生不同的過港督特性。不同批次木漿其特性也名民，但濾紙生產(chǎn)卻要保持批與批，卷與卷甚至年與年之間的性能的一致，要求其重量、疏松度、透氣性、強度等變化范圍很窄。理論上完美的過濾器應(yīng)當濾除100%的污染顆粒而又提供始終如一的透氣性等。實際上這是不可能的。濾紙的設(shè)計必須盡最大努力在各項指標中求得平衡，以有效保護需過濾的系統(tǒng)。為不同牌號濾紙的電子掃描顯微照片，圖3濾紙，其開口尺寸較大，纖維相互結(jié)合較少，是一種低效過濾紙。，而圖5紙纖維則十分密集，相互結(jié)合很多，這是一種摻有玻璃纖維的高效濾紙(箭頭所指部分為玻璃纖維)。相比硬度以及挺度大，過濾精度高，但其單位面積污容量相對較小。紙則介于兩者之間。圖4 中等流阻與效率紙]高效、低流量、帶玻璃纖維的高密港督紙(見箭頭)纖維選擇及其組合的標準是非常復(fù)雜的，在此不可能細講，從纖維尺寸圖中可以看出，南辯證軟木纖維長度很長，直徑很大，因而有大的孔隙面積和高的納污容量。相對短而薄的硬木纖維和玻璃纖維則產(chǎn)生大量的接合，形成較小的孔徑，因而具有較高的過濾精度。纖維選定以后，接下來必須確定所需的基本重量和紙厚。基本重量是指單位面積上濾紙的重量，用g/m2表示。基本重量除以厚度即等于視在比重。用以指明單位體積內(nèi)濾紙重量，可反映出濾紙的納污能力。視在比重越低，納污能力越大。根據(jù)每一種過濾紙應(yīng)用場合的不同，其基本重量、厚度以及視在比重也不同。一般來說，用于柴油濾的紙其精度較高，視在比重也較小。玻璃纖維的應(yīng)用降低了濾紙的視在比重。因而在保持與全木質(zhì)纖維濾紙相同過濾精度的情況下，其納污容量有較大提高。選定纖維、確定重量與厚度之后，一睛步就是選用一種合適的樹脂將紙浸漬。以便使其能抵搞機油等介質(zhì)劇烈的冷熱變化、液壓系統(tǒng)中的高壓沖擊、高速氣流以及其他惡劣條件等。樹脂類型依濾紙工作場合而定，一般分為熱固型和非熱固型(非熱固型包括低溫固化和非固化)兩種基本類型。它不僅能增強濾紙，提供合理的擱置壽命，而且允許折成波紋做成濾芯等。熱固型樹脂在固化溫度下其分子形成三維結(jié)構(gòu)。這類樹脂由于其良好的粘接性、搞老化性而得到廣泛應(yīng)用，其中常用的是酚醛樹脂。非熱固型樹脂(線性結(jié)構(gòu)類或熱塑料)在加工過程中僅需加一點熱淚盈眶或不需加熱，通常用于不太惡劣的條件下，如汽車空氣濾等。這類樹脂大部分是聚醋酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂。濾紙浸漬后，在多數(shù)情況下都要壓與楞從而獲得所需的挺度通訊折波紋的方便，然后將其干燥到合適程度。根據(jù)應(yīng)用情況，樹脂含量從10%到30%(占最終濾紙重量)不等，揮發(fā)率在3%到9%之間變化，平均而言樹脂含量為17%，揮發(fā)率為7%。熱固樹脂含量25%以上的，容易使固化后的濾紙京戲脆，容易堵塞孔隙。
四、成品濾紙的技術(shù)指標成品濾紙指的是濾紙商所制成的最終產(chǎn)品，其技術(shù)性能和狀態(tài)常用下列術(shù)語來表示。
1.基本重量(見前)SD指浸膠并干燥過但沒有固化的濾紙。SDC指浸膠、干燥、并固化的濾紙。固化溫度為150℃滯留時間10min。
2.紙厚：指濾紙的厚度。用mm表示。
3.瓦楞及瓦楞濃度：瓦楞指加到紙上的隆起部分，用以保持過濾器波紋面的分離，而使所有波紋面完全暴露于被過濾的流體。瓦楞不單增加濾紙的挺度，而且也增加過濾面積。瓦楞深度指從谷峰到谷底的深度。
4.佛雷塞(Frazier)空氣流量，簡稱為佛雷塞；指在0.5英寸水柱壓差下每分鐘通1平方英盡(0.093平方米)濾紙面積的空氣流量。常用立方英盡表示。
5.空氣阻力：指以85L/min空氣流量，通過100㎝2樣品時所產(chǎn)生的空氣阻力值。Pa表示。
6.莫侖強度或莫侖耐破度，指莫侖破裂試驗機測出的破裂阻力值。用磅/平方英尺示，通常在固化后的空氣濾紙上做試驗，或在固化后又在水中煮5分鐘的濾紙做試驗。
7.挺度：表示濾紙搞折能力和加工性的指數(shù)。用89mm長(縱向)、51mm寬(橫向)的樣片在格利挺度試驗機上測量而得，結(jié)果用mg表示。MD即縱向，也就是紙的長度方向。由于制造過程中的纖維定向性，在這一方向上濾紙有較高的挺度和強度。CD即橫向，也就是紙的寬度方向。
8.起泡點或最大孔徑：當壓縮空氣通過由試驗液覆蓋著的樣片時，用專門儀器測得的第一個氣泡點產(chǎn)生時的壓力。濾紙的最大孔徑可以從起泡點導出，公式為：D=00000式中：D——孔徑μm；
S——液體的表面張力，Mn/m；
P——氣泡點壓力，mbar。
試驗液的表面張力對試驗的可重復(fù)性甚為重要，故一般采用99%的異丙醇或AC394試驗液，應(yīng)避免使用柴油、煤油等燃油液體。9.平均流量孔徑：即一半的流量從該孔徑及其以上的孔徑中流出。可作為濾紙精度的衡量指標。10.樹脂含量：指濾紙中樹指所占的比重。用%表示11.揮發(fā)率：指濾紙中揮發(fā)物所占的比例。用%表示。12.搞拉強度：在25mm寬的濾紙上加力拉伸至斷裂時的值。過濾紙的試驗是一頂復(fù)雜的工作，目前通用的性能試驗，大多是根據(jù)[美]“汽車工程協(xié)會(S.A.E.)”、國際流體動力協(xié)會(N.F.P.A.)“及”“國際標準化組織(I.S.O)”制定的標準試驗程序進行的。詳細情況請參見有關(guān)標準。濾紙的發(fā)展方興未艾，隨著造紙技術(shù)的不斷提高，會有更多更好的濾紙出現(xiàn)，它的應(yīng)用也越來越廣泛。
一、浸膠濾紙的特點
浸膠濾紙可以說是由木質(zhì)纖維、人造纖維、玻璃纖維或三者混合而在造紙機上形成的能滿足一定強度、挺度及透氣性要求的具有迷宮式結(jié)構(gòu)的紙。它不同于一般紙張的地方主要是具有較高的強度、挺度及透氣性等方面的要求。隨著過濾要求的不斷提高，任何由單種纖維組成的濾紙都越來越難以滿足使用上的要求，所以由多種纖維組合而成的濾紙應(yīng)運而生。濾紙生產(chǎn)中常用的纖維有木質(zhì)纖維、化學纖維、玻璃纖維等。木質(zhì)纖維主要從各種木漿中得到，少部分來自棉絨纖維漿和草漿，是一種自然生長的纖維。根據(jù)樹種、生長地、木漿加工方法的不同，其纖維特性也各異。用于濾紙的木漿通常具有高疏松度、高透氣性等特性。纖維直徑通常從20μm~45μm纖維長度從1mm到4.5mm不等。如圖1所示。圖1 纖維尺寸比較圖 (纖維直徑μm)化學纖維是人工方法將有機化合物噴絲而成的纖維，最常用是聚脂、尼龍等，用以增強濾紙的強度，提高濾紙的耐溫性能、耐破度和挺度等；玻璃纖維其纖維直徑特別小，早小可達0.5μm，用于制造超精密濾紙，與同待孔徑的全木質(zhì)纖維濾紙相比，具有阻力小，耐高溫(最高工作溫度可達300℃)等優(yōu)點。
二、過濾紙的功能和過濾機理
過港督紙的應(yīng)用，為從液體、氣體中除去盡可能多的污染顆粒提供了一種有效手段，并且具有較小的阻力限制。它因此而得到廣泛的應(yīng)用。換句話說，過濾器必須防止已過濾系統(tǒng)被有害顆粒所損壞，同時又允許足夠的流體通過過濾器，以避免在泵、作功筒、燃燒室中產(chǎn)生空穴。這就對濾材提出了嚴格的要求。圖2 浸膠濾紙電子掃描顯微照片如圖2電子掃描顯微照片所示，濾紙結(jié)構(gòu)是由纖維和通道組成的迷宮式結(jié)構(gòu)，而不像金屬絲網(wǎng)那樣很精細的直通式孔徑。這種結(jié)構(gòu)加上流體中伴生的物理力共同構(gòu)成過濾紙的過濾功能。其過濾機理如下：
1.直接捕獲或接攔截
在此過程中，有人誤以為它是形成過濾的唯一因素，認為污物顆粒被阻擋在流入面表面或迷宮中僅僅是因為它們比孔徑大的緣故。其實不然，還有：
2.吸附
當被過濾的流體通過迷宮時，盡管有些顆粒的直徑遠比孔徑小，但在靜電吸引力的作用下也將這些小顆粒吸附到濾紙上。故此，有的濾材有制造過程中專門加上靜電。
3.沖擊陷入
在此過程中，由于流速的關(guān)系，顆粒直接陷入濾紙纖維的表面而非滯留在濾紙孔隙中，并且被吸附力和流體的流動力保持在其上面，從而也阻攔住一些較小的顆粒。4.過濾結(jié)塊
隨著污物顆粒在濾紙表面上的不斷積累，其自身形成一種過濾層，從而在大顆粒之間的孔隙中捕獲更小的顆粒，隨著顆粒的不斷增加，阻力也不斷接連加，直到最后完全堵死或達到壓差。圖3 大開口、低流阻、低效濾紙
三、濾紙的設(shè)計與制造
濾紙生產(chǎn)，說起來很簡單，無非是多種纖維在水基粘結(jié)劑中浸泡使其完全分散開來，然后在絲網(wǎng)上形成緊密接合的連接紙卷，通過干燥、浸膠、再烘干達到可接受的濕度水平。但實際上制造高效，可*的濾紙并非那么簡單。因為不同纖維類型、重量、厚度的組合將產(chǎn)生不同的過港督特性。不同批次木漿其特性也名民，但濾紙生產(chǎn)卻要保持批與批，卷與卷甚至年與年之間的性能的一致，要求其重量、疏松度、透氣性、強度等變化范圍很窄。理論上完美的過濾器應(yīng)當濾除100%的污染顆粒而又提供始終如一的透氣性等。實際上這是不可能的。濾紙的設(shè)計必須盡最大努力在各項指標中求得平衡，以有效保護需過濾的系統(tǒng)。為不同牌號濾紙的電子掃描顯微照片，圖3濾紙，其開口尺寸較大，纖維相互結(jié)合較少，是一種低效過濾紙。，而圖5紙纖維則十分密集，相互結(jié)合很多，這是一種摻有玻璃纖維的高效濾紙(箭頭所指部分為玻璃纖維)。相比硬度以及挺度大，過濾精度高，但其單位面積污容量相對較小。紙則介于兩者之間。圖4 中等流阻與效率紙]高效、低流量、帶玻璃纖維的高密港督紙(見箭頭)纖維選擇及其組合的標準是非常復(fù)雜的，在此不可能細講，從纖維尺寸圖中可以看出，南辯證軟木纖維長度很長，直徑很大，因而有大的孔隙面積和高的納污容量。相對短而薄的硬木纖維和玻璃纖維則產(chǎn)生大量的接合，形成較小的孔徑，因而具有較高的過濾精度。纖維選定以后，接下來必須確定所需的基本重量和紙厚。基本重量是指單位面積上濾紙的重量，用g/m2表示。基本重量除以厚度即等于視在比重。用以指明單位體積內(nèi)濾紙重量，可反映出濾紙的納污能力。視在比重越低，納污能力越大。根據(jù)每一種過濾紙應(yīng)用場合的不同，其基本重量、厚度以及視在比重也不同。一般來說，用于柴油濾的紙其精度較高，視在比重也較小。玻璃纖維的應(yīng)用降低了濾紙的視在比重。因而在保持與全木質(zhì)纖維濾紙相同過濾精度的情況下，其納污容量有較大提高。選定纖維、確定重量與厚度之后，一睛步就是選用一種合適的樹脂將紙浸漬。以便使其能抵搞機油等介質(zhì)劇烈的冷熱變化、液壓系統(tǒng)中的高壓沖擊、高速氣流以及其他惡劣條件等。樹脂類型依濾紙工作場合而定，一般分為熱固型和非熱固型(非熱固型包括低溫固化和非固化)兩種基本類型。它不僅能增強濾紙，提供合理的擱置壽命，而且允許折成波紋做成濾芯等。熱固型樹脂在固化溫度下其分子形成三維結(jié)構(gòu)。這類樹脂由于其良好的粘接性、搞老化性而得到廣泛應(yīng)用，其中常用的是酚醛樹脂。非熱固型樹脂(線性結(jié)構(gòu)類或熱塑料)在加工過程中僅需加一點熱淚盈眶或不需加熱，通常用于不太惡劣的條件下，如汽車空氣濾等。這類樹脂大部分是聚醋酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂。濾紙浸漬后，在多數(shù)情況下都要壓與楞從而獲得所需的挺度通訊折波紋的方便，然后將其干燥到合適程度。根據(jù)應(yīng)用情況，樹脂含量從10%到30%(占最終濾紙重量)不等，揮發(fā)率在3%到9%之間變化，平均而言樹脂含量為17%，揮發(fā)率為7%。熱固樹脂含量25%以上的，容易使固化后的濾紙京戲脆，容易堵塞孔隙。
四、成品濾紙的技術(shù)指標成品濾紙指的是濾紙商所制成的最終產(chǎn)品，其技術(shù)性能和狀態(tài)常用下列術(shù)語來表示。
1.基本重量(見前)SD指浸膠并干燥過但沒有固化的濾紙。SDC指浸膠、干燥、并固化的濾紙。固化溫度為150℃滯留時間10min。
2.紙厚：指濾紙的厚度。用mm表示。
3.瓦楞及瓦楞濃度：瓦楞指加到紙上的隆起部分，用以保持過濾器波紋面的分離，而使所有波紋面完全暴露于被過濾的流體。瓦楞不單增加濾紙的挺度，而且也增加過濾面積。瓦楞深度指從谷峰到谷底的深度。
4.佛雷塞(Frazier)空氣流量，簡稱為佛雷塞；指在0.5英寸水柱壓差下每分鐘通1平方英盡(0.093平方米)濾紙面積的空氣流量。常用立方英盡表示。
5.空氣阻力：指以85L/min空氣流量，通過100㎝2樣品時所產(chǎn)生的空氣阻力值。Pa表示。
6.莫侖強度或莫侖耐破度，指莫侖破裂試驗機測出的破裂阻力值。用磅/平方英尺示，通常在固化后的空氣濾紙上做試驗，或在固化后又在水中煮5分鐘的濾紙做試驗。
7.挺度：表示濾紙搞折能力和加工性的指數(shù)。用89mm長(縱向)、51mm寬(橫向)的樣片在格利挺度試驗機上測量而得，結(jié)果用mg表示。MD即縱向，也就是紙的長度方向。由于制造過程中的纖維定向性，在這一方向上濾紙有較高的挺度和強度。CD即橫向，也就是紙的寬度方向。
8.起泡點或最大孔徑：當壓縮空氣通過由試驗液覆蓋著的樣片時，用專門儀器測得的第一個氣泡點產(chǎn)生時的壓力。濾紙的最大孔徑可以從起泡點導出，公式為：D=00000式中：D——孔徑μm；
S——液體的表面張力，Mn/m；
P——氣泡點壓力，mbar。
試驗液的表面張力對試驗的可重復(fù)性甚為重要，故一般采用99%的異丙醇或AC394試驗液，應(yīng)避免使用柴油、煤油等燃油液體。9.平均流量孔徑：即一半的流量從該孔徑及其以上的孔徑中流出。可作為濾紙精度的衡量指標。10.樹脂含量：指濾紙中樹指所占的比重。用%表示11.揮發(fā)率：指濾紙中揮發(fā)物所占的比例。用%表示。12.搞拉強度：在25mm寬的濾紙上加力拉伸至斷裂時的值。過濾紙的試驗是一頂復(fù)雜的工作，目前通用的性能試驗，大多是根據(jù)[美]“汽車工程協(xié)會(S.A.E.)”、國際流體動力協(xié)會(N.F.P.A.)“及”“國際標準化組織(I.S.O)”制定的標準試驗程序進行的。詳細情況請參見有關(guān)標準。濾紙的發(fā)展方興未艾，隨著造紙技術(shù)的不斷提高，會有更多更好的濾紙出現(xiàn)，它的應(yīng)用也越來越廣泛。
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