玻纤毛丝产生的原因及控制

玻纤毛丝产生的原因及控制

摘 要：从玻纤生产各工序出发，并以浸润剂技术为重点，分析了玻纤毛丝产生的原因，总结了一些来自生产实践的右减少毛丝危害的措施。通过采用性能良好的成膜剂、润滑剂；保持原丝一定的含油率；降低摩擦阻力；合理的烘干制度等措施有效地减少了毛丝的产生。

0 前 言

毛丝现象一直是困扰玻纤生产的重要问题。解决毛丝问题实际上是一个系统工程，从浸润剂到拉丝、烘干、退解、织造，每道工序均有许多值得关注的细节，但在生产中往往容易忽视。

引起玻纤毛丝的原因很多，从生产工艺角度来分析有：拉丝张力过大及不匀、烘干工艺或原丝筒调制工艺不当等。从浸润剂角度来分析有：成膜剂性能不好、浸润剂含量偏低、润滑剂不够等。但根据工厂生产中常用的方法，首先从引起毛丝的最表观现象，如原丝集束不良、散丝、粘并、不耐磨等直接影响玻纤制品毛丝的因素着手，由表及里，从工艺及浸润剂综合考虑并剖析毛丝产生的原因。

本文主要从浸润剂技术的角度来阐述解决毛丝的措施，并借此抛砖引玉，以期引起大家的重视和讨论。本人所述观点如廖误，望行业前辈们指正。

1 毛丝的危害

由于玻纤高模量、低伸长率，加工过程中易产生高张力，从而发生脆性断裂。无碱纤维脆性最小，中碱次之。玻纤纱断裂时，一个断裂点形成两根毛丝。从毛丝的形态来分还可分为长毛丝、短毛丝、绒

毛、毛团等。毛丝除影响产吕外观、污染环境外还可造成以下危害。

(1)在层压板制品中，玻纤毛丝存在会破坏层间绝缘性，使电绝缘制品易被击穿且其它电气性能大幅度下降。如对印刷线路板玻纤基布(如7628布)，少量毛丝即可造成电路异常。

(2)缠绕纱毛丝严重会造成继纱并堆积在胶槽中，影响工艺性能，同时降低制品质量。

(3)拉挤纱的毛丝及断裂的单根纤维不能顺利也通过拉挤模具并模口积累造成断纱。

(4)土工格栅用无捻粗纱如存在毛丝，则在经编机纬纱高速排布时，在导纱钩处造成拉毛、拉散、断裂。

(5)单丝涂塑窗纱用玻纤细纱和长纤增中热塑性塑料用玻纤长，对纱的光洁度、完整性和集束性要求很高，稍有毛丝即不能正常生产。

(6)短切毡用纱、喷射纱、SMC纱等，由于毛丝的存在会造成切割不良，堆高缠辊等现象，大量毛丝引起毛团，严重影响SMC片材及短切毡质量。

2 毛丝产生的原因及解决措施

毛丝(fuzz)、毛团(spherulites)、绒毛(fluffs and clumps,一般指织物)均为这一现象的衍生物，产生的原因一致。主要成因有以下几点。

2.1 原丝浸润剂含量偏低

原丝浸润剂含量(通常称为原丝含油率，LOI)偏低会造成原丝集束不良，产生散丝或原丝开裂现象(splitting defects)，破坏了原

丝的完整性，单根散丝极易磨断磨毛，出现大量的毛丝。

造成原丝含油率偏低的主要原因之一：实际生产中，在集束轮及排线器上以适当雾化很细的水雾喷水并不影响原丝的含油率，但拉丝时的喷雾水量及雾化程度过大，尤其是施加于排线钢丝上的原丝的含油率。据某厂测定，在钢丝排线器喷雾过量和不喷雾两种情况下，原丝含油率可相差一倍。解决措施：一般认为软质纱及纺织纱由于成膜剂为不干膜，钢丝排线器处可不喷雾。需喷雾时喷雾头质量要高，雾化细，没有水珠。同时水压要高(0.3MPa以上)，对1600孔漏板隔板下面装两个扇形喷嘴，水量5L/h。性能好的喷雾头雾滴直径在50μm 左右。

造成原丝含油率降低的主要原因之二：单丝涂油器石墨辊缺少浸润剂，出现鱼眼、花辊、泡沫等现象会造成含油率偏低。解决措施：出现鱼眼和花辊的问题首先要检查浸润剂各组分中不亲水(油性)组份的用量是否过大，是否成膜剂乳液稳定性差，易粘附。如为上述问题，适当进行浸润剂配方调整或在浸润剂中适当添加渗透剂。如非上述原因，就要及时清洗或更换涂油器石墨辊。浸润剂泡沫过多，同样会使原丝含油率偏低，必要时要施加极少量的消泡剂。

另外其他原因也会造成含油率，产生毛丝问题。如对硬质纱用浸润剂而言，浸润剂成膜快、易结皮，也会降低含油率。所以涂油器槽温度不能太高，要防止水分过多挥发，造成成膜快、易结皮的问题。浸润剂迁移会造成原丝筒内层含油偏低。浸润剂配方中水溶性物质越多，迁移越大。这种情况可通过调整浸润剂配方中的水溶性物质比例

来进行改善，同时要注意成膜剂对玻纤粘结力强则不易迁移。

为了解决原丝含油率偏低的问题，提高原丝含油率措施还有如提高单丝涂油器转速。石墨辊上浸润剂薄膜厚度与涂油器的转速成正比。玻纤从石墨辊带走的浸润剂量与转速平方成正比。虽经过钢丝排线器抛射后浸润剂含量有所下降，但总体上讲提高单丝涂油器的转速有助于原丝含油率的提高。同样，浸润剂的粘度提高也有助于原丝含油率的提高。在浸润剂中添加聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK)等高粘度物质，可使浸润剂粘度提高，并增加集束性。浸润剂中添加渗透如JFC可使原丝吃油更均匀。

原丝含油率也不是越高越好，我们在实际操作时要注意，根据玻纤纱产品的用途，对每一品种的玻纤纱都有一定的含油率的要求。以最有代表性的PPG玻纤产品为例：软质纱类，缠绕合股纱含油率为0.65%±0.075%;拉挤纱为0.6%±0.15%;直接纱(缠绕、拉挤、方格布)为0.55%±0.75%;而专为多轴向织物(真空辅助成型)的直接纱含油率要稍高些，为0.7%±0.15%。硬质纱类，喷射纱为1%~1.15%；结构型SMC用纱为 1.85%~1.9%(丙酮溶解率28%)；A级表面SMC用纱为1.70%(丙酮溶解率为48%)。因此为了既满足产品性能要求，又满足工艺性能要求，在生产中要随时监控原丝的含油率，使其处于适用范围之内。

2.2 拉丝时张力过大或张力不均

拉丝时张力过大会造成原丝筒上原丝呈现过于扁平、宽度过大的状态，破坏了原丝的集束性，这种形态的原丝在退解时极易产生毛丝

问题。钢丝排线器必须经常清洗及更换，钢丝上不能积有污垢及毛团，否则会引起排丝阻力增大及拉丝张力过大。

原丝张力不匀就造成少量单丝承受了玻纤预加工过程中产生的大部分张力，那么这几根单丝极易断裂，产生毛丝。造成张力不均的原因主要有：(1)采用短作业线的拉丝工艺，拉丝扇形面角度大，单根纤维受力不匀，易造成张力不均；(2)采用非强制性分束或分束率控制不当均会造成原丝张力不匀；(3)漏板温度均匀性差或玻璃液均匀性差会造成原丝张力不匀。

解决措施以下几点：

(1)调节工艺位置，尤其是控制好扇形单丝在石墨辊上的包角和集束轮位置。将单丝包角尽可能调整小，一般为3度左右。这样可以有效地降低拉丝张力。同时集束轮槽要定期转动一定的角度，否则会磨宽，造成原丝散丝并产生毛丝。

(2)浸润剂配方中添加湿态润滑剂，如阳离子润滑剂、脂肪酰胺等，使浸润剂水剂手感更滑，以降低拉丝阴力。

(3)控制好漏板温度的均匀性，同时适当提高玻璃液的温度以改善玻璃液的均匀性，使漏板下各单纤张力不均匀。经试验证明，某企业采用强制分束工艺，在漏板温度均匀的情况下毛羽量为0.58。随着分束率提高，毛羽量也随之增大，分束率80%，毛羽量为0.15，分束率100%，毛羽量为0.42。其他未来采用强制分束工艺的企业毛羽量更大。

2.3 绕丝筒上原丝间粘并