电子级玻璃纤维生产中的若干工艺技术问题— 作者:危良才

笔者从事电子级玻璃纤维生产及技术管理工作10余年,现将电子级玻璃纤维(电子纱与电子布)生产工艺流程详述于后,并将在各生产工序中感受到几个技术关键问题,提出来供业界同仁们共同探讨,以此抛砖引玉。
1 电子级玻璃纤维生产工艺
1.1 拉丝工序
拉丝工序是将玻璃混合料,经-池窑高温熔化成玻璃液,再拉-制成纺织加工所需要的原丝。
玻璃混合料中有叶蜡石、石英砂、石灰石、硼钙石、莹石和芒硝等六种原-料。这六种原料的粉末,经-料罐车运进厂后,采用气力输送方式,沿专用输送管道,输入原-料间的不同料罐,再按玻璃料方的不同配比,经-电子自动称料机准确称量后,输入混合料罐均匀搅拌,最后经-池窑窑头螺旋喂料机,输入高温池窑中。
输入高温池窑中的混合粉料,在池窑熔化部采用重油燃烧加热,熔化成玻璃液,再在澄清部采用液化石油气继续加热,并澄清为粘度均化的玻璃液。最后在池窑成型通路中,采用电加热,进一步熔化成符合拉-丝要求的优质玻璃液,通过安装在池窑成型通路上的铂铑合金多孔拉-丝漏板,再涂敷淀粉浸润剂,经-双头或三头自动换筒拉-丝机,高速拉-制成玻璃纤维原丝。
池窑拉丝工序通常为长作业线,上下分为三层:上层紧接池窑成型通路,按拉丝工艺布置所要求的间距,装有各种规格的漏板,漏板之间相互隔开,被称为拉-丝成型层。中层与上层对应的位置,装有各种类型的拉-丝机。拉丝机之间也相互隔开,被成为缠绕层。还有一个丢弃废丝及抽风的地下层。
这三层与中央空调相连,由中央空调送入温、湿度符合工艺要求的风,并保持一定的风速。在每台漏板的旁侧还装有气流控制器,当丝仃台时,拉-丝工为加快引丝速度,可将气流控制器导向板调向漏板。引丝完毕,立即调正导向板,使气流垂直向下,以便在拉-丝成型区形成一个气幕,以免其他杂物飘入成型区,干扰拉丝作业。
这上下三层都装有拉门,在拉丝过程中,拉门一直是关着的,对外界处于隔离状态。但是,这上下三层相互之间垂直相通一,在地下层装有一定功率的抽风机,所以在整个拉丝工序就形成了一个自上而下的稳定气流,能确保拉丝作业的顺利进行。
池窑拉丝漏板采用锆弥散增强铂铑—10合金制造,以提高其抗高温蠕变性能。漏板采用高温耐火材料整体浇铸安装,多为800孔漏板二分拉-或1200孔漏板三分拉-,其使刚寿命一般可达1.5~2.0年。
漏板下方装有银质或镀镍í-质插片式冷却器,并喷出雾状水珠,对丝根及成型区进行强制冷却,以使经-漏咀流出的高温玻璃液,迅速达到拉丝成型所需的玻璃粘度。
漏板再下方装有胶带式单丝涂油器及石墨集束器。浸润剂为改性淀粉浸润剂。这种浸润剂具有良好的集束性、润滑剂、成膜性和抗静电性,可保护原-丝在纺织加工不致受磨损而起毛。
1.2 捻线工序
捻线工序的生产任务是将拉-丝工序拉-制出来的原-丝,通过初捻机,加工成单股低捻、供织造电子布的奶瓶状成品纱。这种奶瓶状成品纱就是常说的G—75电子纱,其捻度通常为28捻/米,即每米纱线上的捻回数为28圈。
原丝在初捻机上的退解过程,是依靠装置在纱架上的原-丝丝饼自身旋转来实现的,被称为积极式退解。这种退解方式对原-丝的磨损最小,可消除原-丝在退解过程中的断头,是目前国际上最先进的一种退解方式。
原丝在初捻机上退解,因转动而加捻的方向称为捻向。捻向通常以纱线上的螺旋线倾斜方向来区分。当纱线上的螺旋线方向与英文字母Z中央部分的方向相同时,称为Z捻,又称左捻。当纱线上的螺旋线方向与英文字母S中央部分的方向相同时,称为S捻,义称右捻。
电子纱之所以采用单股低捻方式,不仅仅是确保了电子纱原-有强度不受损失,还提高了其织造的布的结构稳定性和树脂对布面的浸透性,并可改善其制成的覆í-板的钻孔加工性和表面平滑性。
在捻线工序中,必须严格控制车间的温、湿度,并对原-丝丝饼在规定条件下定时调理,原丝丝饼在退解过程中,再采用热风干燥方式,使涂敷在单丝表面的浸润剂进一步固化,形成一层保护膜,使其在纺织加工中不致摩擦起毛。
另外,捻线操作工必须严格按照操作规程,做好原-丝丝饼的外观检查、找头、上机、巡迥落纱及尼龙钢丝钩的定期更换和机台清洁卫生工作。这些工作都是确保捻线生产正常及纱线质量稳定的重要条件。
1.3 准备工序
准备工序的生产任务就是把捻线工序制成的纺织纱,通过整经-,制成经-轴,再通过浆纱并轴制成织轴,最后再穿综筘,为织造工序作好一切准备。
1.3.1 整经-工艺要求
整经时,经纱必须有适当的张力,并要针对玻璃纤维不耐磨的弱点,尽量减少纱线摩擦以最大限度保持纱线原有的强度和弹性,同时还要尽量减少因摩擦而造成的经-纱羽毛。
在整经过程中,全幅经纱的张力要均匀一致。如果张力不均匀,有的经纱过松或过紧,织造时就会使布面出现“松紧经”的疵点。
经幅的全幅经纱排列和卷绕要均匀。卷绕经-轴要圆整,表面平整,不得有凹凸不平现象。整经根数、长度要符合工艺设计要求。
经轴盘板宽度略大整经-宽度。经轴卷装要松紧一致,无纱线嵌入,无塌边、无叠边、无毛边。
在整经过程中,应除去纱线上的疵点,如毛丝、杂物等。要及时处理断头,减少倒断头,接头要牢固。
同时,还要保持整经工序严格的温、湿度控制范围,以减少纱线静电的产生及整经断头现象。
1.3.2 整经方式
玻璃纤维整经工艺有分条整经、一次整经及分批整经等三种方式。
电子布整经工艺通常采用分批整经方式。该工艺是将数百根经纱,按照工艺要求的密度,张力均匀地分批卷绕到经轴上,然后刚并轴上浆的方法,将几个经-轴合并成一个经纱片,浸渍浆料,经钖林烘干卷绕成密度和张力符合制造要求的织轴。
经纱上浆的浆料,是采用改性淀粉和聚乙烯醇作为膜剂,并配入适量的润滑剂、渗透剂、柔软剂等辅助组分,能在轻纱表面形成柔韧的浆膜,保护经-纱顺利通过喷气织机的高速织造,而不断头、不起毛。
1.3.3 浆纱
浆纱的目的是提高经-纱的织造性能。因为经纱在织机上受到机械摩擦和冲击,而产生毛羽甚至产生断头,这就会降低布的质量并降低织造效率。而浆纱增大了纱线之间的粘附力,使经纱强度提高,同时,浆液在纱线表面,形成了一层薄薄的保护膜,可以提高经纱在织造中的耐磨性能。
经纱通过上浆后,要求达到单纤维间粘结良好,上浆率应适当并均匀,具有适度的柔软性,表面平滑性、抗静电性及单纤维间的抱合性。
1.3.4 穿综筘
穿综筘是准备工序的最后一道工序。它的任务就是把织轴上的全部经纱,按规定的顺序穿过综丝眼、钢筘和停经-片(停经片一般在上轴时穿),使每一根经纱作有规律的升降,织出符合工艺要求的电子布。
因为电子布的经纱密度较大,目前还是采用人工法。笔者在日本日东纺福岛织布厂技术培训时,曾看到该厂有一台半自动穿筘机,据说容易发生故障,不常用。
综丝和钢筘在使用前必须清洗干净,洗筘工同时要检查综丝及钢筘是否有损伤,若有,要及时进行修整或更换。????????????????????????????????????? (未完待续)

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这上下三层都装有拉门,在拉丝过程中,拉门一直是关着的,对外界处于隔离状态。但是,这上下三层相互之间垂直相通一,在地下层装有一定功率的抽风机,所以在整个拉丝工序就形成了一个自上而下的稳定气流,能确保拉丝作业的顺利进行。
池窑拉丝漏板采用锆弥散增强铂铑—10合金制造,以提高其抗高温蠕变性能。漏板采用高温耐火材料整体浇铸安装,多为800孔漏板二分拉-或1200孔漏板三分拉-,其使刚寿命一般可达1.5~2.0年。
漏板下方装有银质或镀镍í-质插片式冷却器,并喷出雾状水珠,对丝根及成型区进行强制冷却,以使经-漏咀流出的高温玻璃液,迅速达到拉丝成型所需的玻璃粘度。
漏板再下方装有胶带式单丝涂油器及石墨集束器。浸润剂为改性淀粉浸润剂。这种浸润剂具有良好的集束性、润滑剂、成膜性和抗静电性,可保护原-丝在纺织加工不致受磨损而起毛。
1.2 捻线工序
捻线工序的生产任务是将拉-丝工序拉-制出来的原-丝,通过初捻机,加工成单股低捻、供织造电子布的奶瓶状成品纱。这种奶瓶状成品纱就是常说的G—75电子纱,其捻度通常为28捻/米,即每米纱线上的捻回数为28圈。
原丝在初捻机上的退解过程,是依靠装置在纱架上的原-丝丝饼自身旋转来实现的,被称为积极式退解。这种退解方式对原-丝的磨损最小,可消除原-丝在退解过程中的断头,是目前国际上最先进的一种退解方式。
原丝在初捻机上退解,因转动而加捻的方向称为捻向。捻向通常以纱线上的螺旋线倾斜方向来区分。当纱线上的螺旋线方向与英文字母Z中央部分的方向相同时,称为Z捻,又称左捻。当纱线上的螺旋线方向与英文字母S中央部分的方向相同时,称为S捻,义称右捻。
电子纱之所以采用单股低捻方式,不仅仅是确保了电子纱原-有强度不受损失,还提高了其织造的布的结构稳定性和树脂对布面的浸透性,并可改善其制成的覆í-板的钻孔加工性和表面平滑性。
在捻线工序中,必须严格控制车间的温、湿度,并对原-丝丝饼在规定条件下定时调理,原丝丝饼在退解过程中,再采用热风干燥方式,使涂敷在单丝表面的浸润剂进一步固化,形成一层保护膜,使其在纺织加工中不致摩擦起毛。
另外,捻线操作工必须严格按照操作规程,做好原-丝丝饼的外观检查、找头、上机、巡迥落纱及尼龙钢丝钩的定期更换和机台清洁卫生工作。这些工作都是确保捻线生产正常及纱线质量稳定的重要条件。
1.3 准备工序
准备工序的生产任务就是把捻线工序制成的纺织纱,通过整经-,制成经-轴,再通过浆纱并轴制成织轴,最后再穿综筘,为织造工序作好一切准备。
1.3.1 整经-工艺要求
整经时,经纱必须有适当的张力,并要针对玻璃纤维不耐磨的弱点,尽量减少纱线摩擦以最大限度保持纱线原有的强度和弹性,同时还要尽量减少因摩擦而造成的经-纱羽毛。
在整经过程中,全幅经纱的张力要均匀一致。如果张力不均匀,有的经纱过松或过紧,织造时就会使布面出现“松紧经”的疵点。
经幅的全幅经纱排列和卷绕要均匀。卷绕经-轴要圆整,表面平整,不得有凹凸不平现象。整经根数、长度要符合工艺设计要求。
经轴盘板宽度略大整经-宽度。经轴卷装要松紧一致,无纱线嵌入,无塌边、无叠边、无毛边。
在整经过程中,应除去纱线上的疵点,如毛丝、杂物等。要及时处理断头,减少倒断头,接头要牢固。
同时,还要保持整经工序严格的温、湿度控制范围,以减少纱线静电的产生及整经断头现象。
1.3.2 整经方式
玻璃纤维整经工艺有分条整经、一次整经及分批整经等三种方式。
电子布整经工艺通常采用分批整经方式。该工艺是将数百根经纱,按照工艺要求的密度,张力均匀地分批卷绕到经轴上,然后刚并轴上浆的方法,将几个经-轴合并成一个经纱片,浸渍浆料,经钖林烘干卷绕成密度和张力符合制造要求的织轴。
经纱上浆的浆料,是采用改性淀粉和聚乙烯醇作为膜剂,并配入适量的润滑剂、渗透剂、柔软剂等辅助组分,能在轻纱表面形成柔韧的浆膜,保护经-纱顺利通过喷气织机的高速织造,而不断头、不起毛。
1.3.3 浆纱
浆纱的目的是提高经-纱的织造性能。因为经纱在织机上受到机械摩擦和冲击,而产生毛羽甚至产生断头,这就会降低布的质量并降低织造效率。而浆纱增大了纱线之间的粘附力,使经纱强度提高,同时,浆液在纱线表面,形成了一层薄薄的保护膜,可以提高经纱在织造中的耐磨性能。
经纱通过上浆后,要求达到单纤维间粘结良好,上浆率应适当并均匀,具有适度的柔软性,表面平滑性、抗静电性及单纤维间的抱合性。
1.3.4 穿综筘
穿综筘是准备工序的最后一道工序。它的任务就是把织轴上的全部经纱,按规定的顺序穿过综丝眼、钢筘和停经-片(停经片一般在上轴时穿),使每一根经纱作有规律的升降,织出符合工艺要求的电子布。
因为电子布的经纱密度较大,目前还是采用人工法。笔者在日本日东纺福岛织布厂技术培训时,曾看到该厂有一台半自动穿筘机,据说容易发生故障,不常用。
综丝和钢筘在使用前必须清洗干净,洗筘工同时要检查综丝及钢筘是否有损伤,若有,要及时进行修整或更换。 (未完待续)

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