高密度纤维过滤板及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及纤维过滤板及其制造方法技术，具体为一种以海泡石纤维作为功能成分的高密度纤维过滤板及其制造方法技术，国际专利分类号拟为Int.Cl7.B01D 29/00。
背景技术
纤维过滤板是一种用于牛顿流体过滤的工业材料，主要使用于过滤各种果酒、白酒、啤酒、果汁、饮料，食油以及石油、保健液等。现有的纤维过滤板一般可以分为两种：一种是由合成纤维和植物纤维(如木纤维、草纤维等)材料抄造的过滤板；另一种是由石棉和纸浆制成的过滤板。前者造价较高，且过滤精度低，通量小，易堵塞(使用时间短)；后者虽然造价可以降低，但过滤精度和通量同样不高，过滤效果也不好，特别是石棉制品是国家限制使用的材料，如果石棉纤维过滤板用于过滤的液体涉及人用或畜用，将会带来直接危险或潜在的危害。
【发明内容】
针对现有技术的不足，本发明主要解决的技术问题就是提供一种高密度纤维过滤板及其制造方法技术，该纤维过滤板孔隙率高，通量大，过滤效果好，同时无毒卫生，制造成本也低；该纤维过滤板制造方法具有方法简单，操作容易，可用常规设备生产检测，便于实施等优点。
本发明解决所述高密度纤维过滤板产品技术问题的技术方案是：设计一种高密度纤维过滤板，其重量百分比配方为：
海泡石纤维 15-68；
纸浆纤维 25-84.3；
胶粘剂 0.1-2；
湿强剂 0.5-3；
干强剂 0.1-2，
所述的海泡石纤维是指直径为10-100μm、长度为200-1000μm的海泡石纤维；纸浆纤维是指无机纤维或植物纤维中的任一种、两种或两种以上混合的纸浆纤维；胶粘剂是指聚乙烯醇或环氧树脂；湿强剂是指聚乙烯亚胺、聚酰胺环氧树脂或三聚氰胺；干强剂是指羧甲基纤维素或聚丙烯酰胺。
本发明解决所述高密度纤维过滤板制造方法技术问题的技术方案是：设计一种所述高密度纤维过滤板的制造方法，包括如下工艺过程：
1.制取海泡石纤维：将选好的海泡石矿粒超细粉碎，经风筛选后取得所述直径为10-100μm、长度为200-1000μm的海泡石纤维；
2.海泡石纤维打浆：先将上述海泡石纤维加温，温度范围30-220℃，加温时间1-3h；再用标准打散器打散2-5min，尔后用打浆机打浆5-10min，打浆度为60-90°SR，打浆浓度为1-3％；
3.纸浆纤维打浆：把纸浆纤维用标准打散器打散20-50min，再用打浆机打浆20-50min，打浆度为10-50°SR，打浆浓度为2-4％；
4.配置混合浆：在调浆箱中，先放入所述的纸浆纤维浆，再放入所述地海泡石纤维浆，加水搅拌，同时，把所述比例的胶粘剂、湿强剂和干强剂按次序放入调浆箱中，配置成混合浆；
5.抄造与合成：将所述的混合浆送长网机抄造，工艺条件为：
车速0.5-2m/min；
抄宽250-550mm；
上网抄造浓度0.2-2％；
湿纸页合成厚度4-8mm；
工作面成网花形；
6.烘缸加温：
烘缸温度50-150℃之间，烘干总时间为2-4小时，其中
初始温度50-80℃，时间为0.5-1小时；
提升温度80-150℃，时间为1-2小时；然后降温至80℃并保温，保温温度60-80℃，时间为0.5-1小时；
成型厚度为3-6mm；
7.剪切成型：把烘干的高密度纤维过滤板按要求剪切成形。
本发明所述的高密度纤维过滤板配方中采用了适当比例的海泡石纤维，它是一种天然的非金属矿石，无毒、无味、无任何放射性元素，用其制成的纤维过滤板，用于涉及人或者动物的各种牛顿流体过滤时，没有直接或间接的危害之虞，是一种现代过滤材料，为清洁生产或绿色生产提供了必要而关键的条件。本发明纤维过滤板的过滤精度为0.1-50μm，过滤压力≤5×105Pa，过滤精度高于或优于现有技术，并且造价低，约是现有技术的70％，强度也符合有关行业规定，特别适用于各种带支撑机构的过滤机、板框机或压榨机等过滤设备使用。
本发明所述纤维过滤板制造方法中的各种材质均设计了加温活化处理和高温消毒工艺，因此可保证纤维过滤板不合任何有毒物质，安全卫生，完全适于涉及人用液体的过滤生产。本发明所述纤维过滤板制造方法对使用设备没有特殊要求，可以使用目前通用的设备和仪器，因此具有简单方便，操作容易，便于实施的优点。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步叙述：
本发明设计的一种高密度纤维过滤板(以下简称过滤板)的重量百分比配方为：
海泡石纤维 15-68；
纸浆纤维 25-84.3；
胶粘剂 0.1-2；
湿强剂 0.5-3；
干强剂 0.1-2
所述的海泡石纤维是指直径为10-100μm、长度为200-1000μm的海泡石纤维；纸浆纤维是指无机纤维或植物纤维中的任一种、两种或两种以上混合的纸浆纤维；胶粘剂是指聚乙烯醇或环氧树脂；湿强剂是指聚乙烯亚胺(PEI)、聚酰胺环氧树脂(PAE)或三聚氰胺；干强剂是指羧甲基纤维素或聚丙烯酰胺(PAM)。
现有技术的过滤板配方不含任何海泡石纤维，因此不具备海泡石纤维产生的功效性。本发明的过滤板之所以选取海泡石纤维含量为10-65％是经过了大量的试验研究的，因为海泡石纤维的含量多少会直接影响到本发明过滤板的过滤精度和强度。一般而言，海泡石纤维的含量多，则过滤板的过滤精度较高，且过滤板的柔软性较好，但其含量多则会削弱过滤板的强度，所以海泡石纤维的含量应控制在合理的范围内。海泡石有两大类：α型海泡石与β型海泡石。α型海泡石是一种纤维状物质，粉碎后即成为海泡石纤维。而β型海泡石粉碎后则为颗粒状。本发明过滤板需选用α型海泡石。所述的海泡石纤维即是指α型海泡石适当粉碎后的所得物。
本发明过滤板配方中的胶粘剂可以增加纤维间的结合力，从而增加过滤板的强度；配方中选用湿强剂是考虑到过滤板的工作环境是在液体中，海泡石受到水的浸泡后强度会变低的原因。为了保证过滤板在液体中的工作强度，设计添加了湿强剂。湿强剂过多是一种浪费，太少则起不到所述的作用，应当设计合理的比例；同样道理，配方所选的干强剂是为使过滤板在干燥后能够保持一定强度，含量比例也应当合理。
本发明过滤板的进一步特征是在配方中还设计了助留助滤剂和沉淀剂。添加助留助滤剂的作用是为了进一步增强过滤板的过滤功能，而添加沉淀剂的作用是为了进一步增加湿板纤维的结合力。所述的助留助滤剂是指聚丙烯酰胺或聚酰胺(PPE)；所述的沉淀剂是指硫酸铝。本发明添加了助留助滤剂和沉淀剂后的重量百分比配方为：
海泡石纤维 15-64；
纸浆纤维 25-83.7；
胶粘剂 0.1-2；
湿强剂 0.5-3；
干强剂 0.1-2；
助留助滤剂 0.5-2；
沉淀剂 0.1-2。
本发明所述的过滤板制造方法包括如下工艺过程：
1.制取海泡石纤维：将选好的α型海泡石矿粒超细粉碎，采用先筛分后风选的方法制取得所述直径为10-100μm、长度为200-1000μm的海泡石纤维；
2.海泡石纤维打浆：先将上述海泡石纤维加温，温度范围30-220℃，加温时间1-3h；再用标准打散器打散2-5min，尔后用打浆机打浆5-10min，打浆度为60-90°SR，打浆浓度为1-3％；海泡石纤维打浆度不能过低，否则会把纤维切断；
3.纸浆纤维打浆：把纸浆纤维用标准打散器打散20-50min，再用打浆机打浆20-50min，打浆度为10-50°SR，打浆浓度为2-4％；
4.配置混合浆：在调浆箱中，先放入所述的纸浆纤维浆，再放入所述的海泡石纤维浆，加水搅拌均匀，同时，把所述比例的胶粘剂、湿强剂和干强剂按次序放入调浆箱中，配置成混合浆；
5.抄造与合成：将所述的混合浆送长网机抄造，工艺条件为：
车速0.5-2m/min；
抄宽250-550mm；
上网抄造浓度0.2-2％；
湿纸页合成厚度4-8mm；
工作面成网花形；
6.烘缸加温：
烘缸温度50-150℃之间，烘干总时间为2-4小时，其中
初始温度50-80℃，时间为0.5-1小时；
提升温度80-150℃，时间为1-2小时；保温温度70-100℃，时间为0.5-1小时；
成型厚度为3-6mm；
7.剪切成型：把烘干的纤维过滤板按要求剪切成形。例如，可以把本发明产品海泡石高密度纤维过滤板剪切成200×200、300×300、400×400或500×500mm的方形板材，或直径φ＝200-400mm的圆形板材，或者符合各种带支撑机构的过滤机要求形状的板材等。
当本发明过滤板的制造方法在采用所述的改进配方时，所添加的助留助滤剂和沉淀剂用于所述的工艺过程(4)配置混合浆中。具体工艺方法是，在把所述比例的胶粘剂、湿强剂和干强剂按次序放入调浆箱中后，再把所述比例的助留助滤剂和沉淀剂按次序放入调浆箱中，配置成混合浆。其余工艺方法与前相同。
本发明方法中没特别说明的技术内容均与现有制造纤维过滤板技术相同，本领域一般技术人员不经创造性劳动均可以具体实施。
下面给出本发明具体的实施例：
实施例1
过滤板的配方为(重量％)：海泡石纤维30、纸浆纤维65、胶粘剂聚乙烯醇2、湿强剂聚乙烯亚胺2和干强剂聚丙烯酰胺1。其制造方法为：
1.制取海泡石纤维：将选好的海泡石矿粒用粉碎机进行超细粉碎，经风筛选后制取得300g直径为10μm、长度为200μm的海泡石纤维；
2.海泡石纤维打浆：先将上述海泡石纤维加温，加温温度为220℃，加温时间3小时，在标准打散器打散3min，在VALLEY打浆机打浆10min，打浆浓度为3％(即加水10Kg)，打浆度为90°SR，制得海泡石纤维浆；
3.纸浆纤维打浆：用700g的木棉纤维在标准打散器打散30min，再用VALLEY打浆机打浆30min，打浆浓度为3％(即加水23Kg)，打浆时间30min，打浆度30°SR；
4.配置混合浆：把以上所得木棉纤维浆和海泡石纤维浆两种浆液依次先后放入调浆罐中，加水66Kg，搅拌均匀，浆浓度为1％，然后依次放入胶粘剂聚乙烯醇500g，搅拌；放入湿强剂聚乙烯亚胺500g，搅拌；放入干强剂聚丙烯酰胺300g；配置成混合浆。
5.抄造与合成：将所述的混合浆送长网机抄造，工艺条件为：车速1m/min、抄宽400mm、上网抄造浓度1％、纸页合成，合成厚度(湿纸页)为5mm、正面贴网纹纸0.2mm厚；
6.烘缸加温：烘缸温度控制在50-120℃之间，烘干总时间为3.5小时，其中初始温度为50℃，加温时间0.5小时；升温度到120℃，加温时间2小时；自然降到温度80℃后，保温时间1小时，成型厚度为4mm；
7.剪切成型：将烘干好的过滤板整形，并剪切为300×300mm、厚度为4mm±(0.5mm)的产品海泡石高密度纤维过滤板。
经检测，该海泡石高密度纤维过滤板的过滤精度为0.3-0.5μm，过滤压力≤5×105Pa。
实施例2
过滤板的配方为(重量％)：海泡石纤维19、纸浆纤维75、胶粘剂聚乙烯醇1.5、湿强剂聚酰胺环氧树脂2、干强剂羧甲基纤维素1、助留助滤剂聚酰胺1、沉淀剂硫酸铝0.5。其制造方法为：
1.制取海泡石纤维：将选好的海泡石矿粒用粉碎机进行超细粉碎，经风筛选后制取得200g直径为10μm、长度为200μm的海泡石纤维；
2.海泡石纤维打浆：先将上述海泡石纤维加温，加温温度为100℃，加温时间2小时，在标准打散器打散4min，在VALLEY打浆机打浆10min，打浆浓度为2％(即加水10Kg)，打浆度为80°SR，制得海泡石纤维浆；
3.纸浆纤维打浆：用400g的木浆纤维，400g的草浆纤维，在标准打散器打散40min，再用VALLEY打浆机打浆40min，打浆浓度为2％(即加水40Kg)，打浆时间40min，打浆度40°SR；
4.配置混合浆：把以上所得木棉纤维浆和海泡石纤维浆两种浆液依次先后放入调浆罐中，加水16Kg，搅拌均匀，浆浓度为1％，然后依次放入胶粘剂聚乙烯醇200g，搅拌；放入湿强剂聚酰胺环氧树脂200g，搅拌；放入干强剂羧甲基纤维素200g；放入助留助滤剂聚酰胺200g；放入沉淀剂硫酸铝200g，配置成混合浆。
5.抄造与合成：将所述的混合浆送长网机抄造，工艺条件为：车速2m/min、抄宽450mm、上网抄造浓度1.5％、纸页合成，合成厚度(湿纸页)为5.3mm、正面贴网纹纸0.2mm厚；
6.烘缸加温：烘缸温度控制在50-120℃之间，烘干总时间为2小时，其中初始温度为70℃，加温时间0.5小时；升温度到130℃，加温时间1小时；自然降到温度70℃后，保温时间0.5小时，成型厚度为5mm；
7.剪切成型：将烘干好的过滤板整形，并剪切为400×400mm、厚度为5mm±(0.5mm)的产品海泡石高密度纤维过滤板。
经检测，该海泡石高密度纤维过滤板的过滤精度为0.5-1μm，过滤压力≤5×105Pa。
实施例3
过滤板的配方为(重量％)：海泡石纤维65、纸浆纤维28、胶粘剂环氧树脂2、湿强剂三聚氰胺3、干强剂聚丙烯酰胺2。
纤维过滤板制造方法为：
1.制取海泡石纤维：将选好的海泡石矿粒用粉碎机进行超细粉碎，经风筛选后制取得700g直径为10μm、长度为200μm的海泡石纤维；
2.海泡石纤维打浆：先将上述海泡石纤维加温，加温温度为50℃，加温时间2小时，在标准打散器打散3min，在VALLEY打浆机打浆5min，打浆浓度为1％(即加水70Kg)，打浆度为85°SR，制得海泡石纤维浆；
3.纸浆纤维打浆：用300g的木浆纤维，在标准打散器打散20min，再用VALLEY打浆机打浆50min，打浆浓度为4％(即加水7.5Kg)，打浆时间40min，打浆度10°SR；
4.配置混合浆：把以上所得木棉纤维浆和海泡石纤维浆两种浆液依次先后放入调浆罐中，加水122.5Kg，搅拌均匀，浆浓度为0.5％，然后依次放入胶粘剂环氧树脂200g，搅拌；放入湿强剂三聚氰胺500g，搅拌；放入干强剂聚丙烯酰胺200g；配置成混合浆。
5.抄造与合成：将所述的混合浆送长网机抄造，工艺条件为：车速0.5m/min、抄宽350mm、上网抄造浓度0.5％、纸页合成，合成厚度(湿纸页)为4.5mm、正面贴网纹纸0.15mm厚；
6.烘缸加温：烘缸温度控制在80-150℃之间，烘干总时间为4小时，其中初始温度为80℃，加温时间1小时；升温度到150℃，加温时间2小时；自然降到温度80℃后，保温时间1小时，成型厚度为4mm；
7.剪切成型：将烘干好的过滤板整形，并剪切为300×300mm、厚度为4mm±(0.5mm)的产品海泡石高密度纤维过滤板。
经检测，该海泡石高密度纤维过滤板的过滤精度为0.1-0.3μm，过滤压力≤5×105Pa。