玻璃纤维纺织型浸润剂烘干工艺研究

指标 的影响 。
玻璃纤维可燃物含量 的测定 （ｄ Ｓ ８ ７ １９ ）。 ｉｔＩＯ１８ ：９ ５ （） Ｇ ／ ６０ ３ ２ ０ 增强材料 纱线试验方法 ３ Ｂ Ｔ７９ ．． ０ １ 第 ３ 分 ： 玻 璃 纤 维 断 裂 强 力 和 断 裂 伸 长 的测 定 部
（ ｄ Ｓ ３ １ ２ ０ ） 。 ｉ ｔＩ Ｏ３ ４ ： ０ ０
（ 手感潮湿 ）。对 于完全烘干 的原丝 ，外表层仍 为
％
迁移 的浸 润剂含量 富集 区，但 中层和 内层则均 为干 燥成膜的原丝，如 图３ 。
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图２ ０ ℃烘 干２ ｈ 的原丝 内部表现 ８ 后
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的玻璃 液通过 具有一定温 度的漏板漏 嘴流 出，几百 到几千 根单丝 经牵 引形 成丝束 ，丝束经过浸润 槽并 涂覆一 层浸润剂 ，再通过排 线器高速 卷绕在拉 丝机
收稿 日期：２ １ ４ １ ０ 卜０ － ０
剂 、偶联 剂 、抗静 电剂等组 成 ，其 中集束剂又称 成 膜剂 ，在 浸润剂 组份 中比重最大 ，能使数百 根单丝 粘结成 一股并形成 保护膜 ，它对玻璃 纤维工艺性 能
４
作者简介 ：王程 ，男，１８ 年生，中材科技股份有限公司特纤事 ９０
业部工程师 。
《 璃 纤 维 》２ １ 年 第 ３ 玻 ０１ 期
王程， 玻璃纤维纺织型浸润剂烘 干工艺研 究 等：
Ｆ ｒ ｅ
１３ 测试项 目 ．
技 术 开 发
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和力 学性 能的满足程 度直接 影 响着 玻璃纤 维产 品的
技 开 Ｆ ｒ 术发 ｅａｓｓ — ｇｌ
中图分类号：Ｑ１ １ ７４２ Ｔ ７ ． ＋． ７ 文献标 识码 Biblioteka Baidu Ａ
王程， 玻璃纤维纺织型浸润剂烘干工艺研 究 等：
玻璃纤维纺织型浸润剂烘 干工艺研 究
王程 ，林 杰奇 。乔小乐 ，薛志伟 ，宋伟 （ 中材科技股份有限公司，南京 ２ ０ １ ） １ ０ ２
６
王程 ， 玻璃纤维纺织型浸润剂烘干工 艺研 究 等：
Ｆｉｒｓｓ ｂ ｅａ ｇｌ
２ ４ 原丝拉伸 断裂强力 ．
技 术 开 发
情 况 。检 测从 原丝 开头也是 外表层 开始取样 ，每 间
隔一段 长度取 一次样 ， 由于后 段原丝 可燃物 含量趋 于稳定 ，故测试取样截止Ｎ３ ｏ 。 ｏｏ ｏｍ
表１ 自然存放 的原丝含水率数据
《 璃 纤 维 》２ １ 年 第３ 玻 ０１ 期
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技 术 开 发
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王程， 玻璃纤 维纺织型浸润剂烘干工艺研究 等：
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水率逐渐 降低 。
表２ 直接热风烘干 的原丝含水率数据 ＼ 槲 如
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（） 原丝含水率测试方法采用整个丝饼烘干失 ４
重法 。
原丝可燃物含量分布测试取样点为从头开始５０ 、 ０ ｍ
１ 试 验
１ １ 试验方案 ．
玻璃纤维原丝直径为７ ，浸润剂主要成分为水 岫 溶 性环氧 ，采用 坩埚法 拉丝 、硬质绕 丝筒绕 丝 。经 拉 丝涂覆浸 润剂 后的原 丝 ，一 组 自然存 放干燥 ，试 验 不 同存放 时 间；另一组 不进行 存放直 接放入 热风
ｄ ｙ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ， ｈ ｔ ｉ ｒ ｉ ｇ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ｍｅ ｏ ｅｍｏ ｓｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｃ ｍｂ ｓｉ ｌ ａｔｒｃ ｎ ｅ ｔ ｓｒ ｎ ｔ ｓｚｎ ｌ ｒ ｉｇｃ ｎ ｉｏ ｓ ｉ ｏ ｒｄ ｙ ｎ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｄ ｔ ｎ ｔ ｉ ｒ ｏ ｔｎ ， ｏ ｕ ｔ ｅｍ ｔ ｏ ｔ ｎ ， ｔｅ ｇｈ， ｉｉ ｇ ｆ ｍ ｉ ｈ ｔ ｂ ｅ ｉ
（） Ｇ／ ９ ４２增强制品试验方法 第２ ２ ＢＴ９ １． 部分 ：
浸润剂 在使用过 程 中，经润滑槽 或单 丝涂油器 均匀 地涂覆 在玻璃 纤维 的表 面上 ，生产 中对 原丝进 行 自然 放置 或是烘干 ，以达 到玻璃 纤维表面 浸润剂 去水干燥 和粘 结成膜 的作用 。玻璃 纤维烘干 工艺是 玻璃纤 维生产 中的一个 重要 工序 。原 丝烘干 后 的含
２ 试 验 结 果 与分 析
２ １ 原 丝的含 水率 ．
由于涂 覆玻璃 纤维 的浸润 剂是水性 溶液 ，故用
含水率来表征原丝或纱线 中含有水分 的质量百分数 。 表 １ 出了原丝在不 同时间和烘干温度 条件下 自然存 列
放 的含水率数据 ，表２ 出了热风烘干 后的含 水率数 列 据 。可 以看到除 了原丝在热风 １ ０℃、２ｈ １ 条件 下可 以基本完全干燥 ，其他工艺条件下均有较高含水率 。 从 图１ 以看 出原丝 自然存放 失水干燥 过程 的含水率 可 变 化情 况 ，原丝前 ２ｈ 失水 较快 ，２ １ 失水速率 ～ ２ｈ 低 一些 ，呈线 性变化 ， １ ￣２ 则 失水很慢 。热风 ２ ４ｈ 烘 干则 随着热烘温 度 的升 高和 时间的增长 ，原丝含
质量 。
原丝含水率 、可燃物含 量分布 、强力 、退并工 艺情况 、合 股纱 的含水率 、可燃物 含量 、强 力 、纱 线 磨断次数 。 １ ４ 测 试 方 法 说 明 ． 采用 的测试 方法 主要是： （） Ｇ ／ ９ ４ １ １ Ｂ Ｔ １． 增强制品试验方法 第１ ９ 部分 ： 含 水率的测定 （ ｄ Ｓ ３ ４ １９ ）。 ｉ ｔＩＯ３４ ：９ ７
ｆｒ ａｉｎ， ｓ ｉｇｍｉｒｔ ｎ ａ ｄｄｓｒ ｕｉｎ ｉ ｌｓ ａ ｅ ｓｗｅｌ ｓｏ ｅｔｘ ｉ ｒ ｃｓ ， ｓ ｅ ｇｈ ｗｅｒｒ ｓｓａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｏｍ ｔ ｏ ｉ ｎ ｇａｉ ｎ ｉ ｉ ｔｏ ｎｇａ ｓｃｋ ｓａ ｌ ａ ｎ ｔ ｅ ｔｅｐ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ， ｚ ｏ ｔｂ ｈ ｌ ｒ ｔ ａ ｅｉｔｎ ｅａ ｄｏｈ ｒ
３５ ．０
３． Ｏ Ｏ ２ ５ ． ０ ２ Ｏ ． ０
玻璃纤维浸润剂在纤维表面会涂覆形成一层膜， 这 层膜可 以对玻璃 纤维起 到隔离 、保 护作用 ，同时 对 原丝也起 到粘结集 束 、耐 磨润滑 的效果 ，这对 于 玻璃 纤维 的强度和 可加工性 能 以及 复合材料应 用都 有着 直接影 响 ，而玻 璃纤维浸 润剂成膜 集束 的好 坏 则和原丝 的烘干工 艺直接相关 。 原丝 在 自然存 放条件下 无法完全干 燥 ，含 水率 较 高，纤维表 面 的浸 润剂无法 脱水干燥 并形成均 匀 保护 膜 ，成膜 集束 效果不好 ，所 以其 拉伸 断裂 强力
恒温烘箱进行烘干 ，试验不同烘干温度和烘干时 间。 通 过上述两 组不 同烘干 工艺状态 下 的原丝试验 ，研
１ ００ ０ ｍ、 １ ５００ ｍ、 ２ ０ ００ ｍ、 ３ ００ ０ ｍ、 ４ ００ ０ ｍ、
５０ ０ｍ ００ ０ｍ ００ ０ｍ ００ ０ｍ ，整个丝 ０ 、１ ０ 、２ ０ 、３ ０ 处 筒 的原丝定长约４ ０ 。 ００ ０ｍ
成形 、纺织加 工等 。拉 丝成形工 艺过程是 高温 熔化
的绕丝筒上 ，按照一定的卷绕 结构排 列成形 。
由于玻璃 纤维是一种表 面光滑 而质脆 、不 耐摩
擦的材料 ，需要在 玻璃纤维 拉丝成形 时涂覆一 定的 保护膜 ，即浸润剂 ，起润滑 和粘结作 用 ，以满足 拉 丝和后道 纺织生产 的需要 ，并最终满足 增强材料 的 工艺要求和 力学性 能 。浸润 剂是一种有机 体系 ， 目 前主要 是 以水基 型为主 ，一般主要 由集束剂 、润滑
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２ ３ 原 丝 可 燃 物 含 量 分 布 ．
可燃物含量 是指在玻璃 纤维烘干 后仍然保 留在
纤维表面 上的浸润剂 固体有 机物含量 。原丝 的可燃
物含量 分布体现 了浸 润剂在 原丝 内部 的迁移和分 布
％
表３ 不同烘干工艺的原丝可燃物含量分布
《 璃纤 维 》２ １ 年 第３ 玻 ０１ 期
Ｚ ４
时 间／ ｈ
图１ 自然存放的原丝含水率与时间关系
２ ２ 原丝外观 ．
原丝 自然存 放或热 风烘干过程 中 ，浸润 剂会 由 原丝 内部 向外表 层发生迁 移 ，所 以丝饼最外表 皮呈
白色 ，此为浸润剂含量较高 的迁移 富集区 。从图２ 可 以看 到，对于未 完全干燥 的原丝 ， 由于 原丝为缝 隙
（ ｉｏ ｃ ｎ ｅ＆Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏＬｄ ａ ｊ ｇ ２ ０ １ ） Ｓｎ ｍａＳ ｉ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙＣ ．ｔ，Ｎ ｎｉ １ ０ ２ ｎ
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水率 、可燃物 含量 以及浸润 剂在纤维 表面 的成膜情
况 、分 布迁移 情况都 将会影 响到后道 纺织工 序 的正
常进行 ，并且影响玻璃纤维纱 的理化性 能。 本 文主要研 究 了经浸润 剂涂覆后 的玻璃 纤维原 丝 ，不 同存放 条件 、热风烘干 温度与 时 间等 烘干工 艺对其含 水率 、可燃物 含量 、强度 、浸润剂 迁移分 布 以及退 并纱 的纺织情 况和 强度与耐 磨性能 等理化
图３ １０ ℃完全烘 干２ ｈ １ 的原 丝内部表现
式排线 ，扒去部 分原丝后 可 以看 到原丝 由外到 内呈
三段现 象 ，最外 表层呈 白色为浸 润剂含量 最高 的部 分，外表层至中层发亮为浸润剂干燥成膜 的原丝层 ， 内层呈 浅 白色 为未干燥 成膜 的原丝 ，仍有较 高含水
摘
要 ：研究 了玻璃纤 维纺织型浸润剂的烘干工艺 。试验 了原丝不 同 自然存 放条 件、热风烘干的温度与 时间等烘干工 艺对
玻璃纤维原丝含水率 、可燃物含 量、强度、浸润剂成膜效果与迁移分布 ，以及退 并合 股纱的纺织工艺情况和强度与耐磨性
能 等 理化 指标 的 影 响 。
关键 词：玻璃 纤维；纺织型浸润 剂；烘干 工艺
究 不 同工艺 对原丝 含水率 、可燃物 含量 、强度 、浸
润剂迁 移分 布 、退 丝并捻 工艺和纱 线理化 性能 的影
响。
１ ２ 烘 干 工 艺 ．
自然存放 时间：０ｈ 、４ｈ 、８ 、１ 、 、２ ｈ 、６ｈ ０ｈ ｈ
１ 、 ２ ２ｈ ４ ｈ。
原丝不存 放 ，直 接进行 烘干 ，使用热风 恒温烘 箱８ ０℃ ，２ｈ ５℃，２ｈ ：１ ０℃ ，２ｈ ：９ 、４ｈ １ 。
ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ ｌ ｓ ａ ｎ ． ｒ ｐ ｒｉｓｏ ａ ｓｙ ｒ ｓ ｇ
Ｋｅ ｒ ｓ ｇ ａ ｓ ｂ ｒ ｔ ｘ ｉ ｉ ｅ ｄ ｙ ｎ ｒ ｃ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌｓ ｅ ； ｅ ｔ ｅｓｚ ； ｒ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｆ ｌ
０ 前 言
玻璃 纤维的生产 工序包括 玻璃熔制 、纤维拉丝