1.前言
玻璃纖維過(guò)濾材料具有強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、耐高溫、耐腐蝕性好及過(guò)濾效率高等優(yōu)點(diǎn),但玻璃纖維也有明顯的缺點(diǎn),即性脆、不耐折、不耐磨,在使用過(guò)程中頻繁清灰,容易磨損、折斷,影響使用壽命。玻璃纖維過(guò)濾布表面處理質(zhì)量的好壞,對(duì)提高耐折、耐磨及憎水性等性能的差異很大,因此,掌握好影響過(guò)濾布表面處理質(zhì)量的各種因素,嚴(yán)格控制過(guò)濾布表面處理的各個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)提高產(chǎn)品的各項(xiàng)性能具有重大意義。
本文在過(guò)濾布表面處理配方確定的前提下,從過(guò)濾布素布、化工原材料及表面處理工藝等方面,對(duì)影響過(guò)濾布表面處理質(zhì)量的各種因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。了解這些因素,對(duì)過(guò)濾布的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。
2.影響過(guò)濾布表面處理質(zhì)量的因素
玻璃纖維過(guò)濾布的生產(chǎn)工序較多,與過(guò)濾布質(zhì)量有關(guān)的有素布的生產(chǎn),熱清洗(脫蠟)工序,表面化學(xué)處理工序。其過(guò)程表示如下:
玻璃球--拉絲--紡織--素布--脫蠟--脫蠟布--表面化學(xué)處理---過(guò)濾布成品
影響過(guò)濾布表面化學(xué)處理質(zhì)量的因素很多,其中包括:
Ⅰ 素布質(zhì)量
Ⅱ 表面處理用化工原材料的質(zhì)量與處理劑的配制
Ⅲ 熱清洗(脫蠟)工藝
Ⅳ 表面處理機(jī)組與處理工藝
2.1素布質(zhì)量
素布即表面處理的坯布。素布的質(zhì)量對(duì)處理布的質(zhì)量起著決定性的作用,素布的質(zhì)量不合格,無(wú)論處理技術(shù)多么高明,處理工藝多么先進(jìn),處理布的質(zhì)量都會(huì)有問(wèn)題。素布的外觀疵點(diǎn)在GB-7687中作了詳細(xì)的規(guī)定,在此不復(fù)贅述。這里僅就素布的均勻性和油污問(wèn)題討論如下:
2.1.1素布的均勻性
素布的均勻性包括兩方面,其一是紗支均勻性問(wèn)題,其二是紡織均勻性的問(wèn)題。
紗支粗細(xì)不均直接影響過(guò)濾布的耐折性、透氣性、強(qiáng)力和單位面積質(zhì)量等各項(xiàng)性能,我國(guó)玻璃纖維紗支規(guī)定正負(fù)不得超過(guò)10%。
紡織均勻性方面,主要存在經(jīng)向張力不均和緯向紗線(特別是膨化紗)不均的問(wèn)題。經(jīng)向張力不均除了GB7687中規(guī)定的"松經(jīng)"等疵點(diǎn)外,主要是所謂的"松緊邊"現(xiàn)象,它會(huì)導(dǎo)致表面處理時(shí),布兩邊吃料不均,致使左右兩邊形成色差和一邊干一邊潮的現(xiàn)象。影響含膠量的均勻性,進(jìn)而影響耐折、耐磨等性能的均勻性。緯向膨化紗不均主要是膨化紗的膨化效果不均勻,導(dǎo)致布面一段紗線比較膨松,一段紗線較緊,布面出現(xiàn)橫條紋,影響外觀和過(guò)濾效果。張力不均還對(duì)透氣性有著重要的影響,表現(xiàn)為透氣性波動(dòng)特別大,同一批布每次測(cè)出來(lái)的透氣性數(shù)據(jù)都有較大的差異,且離散系數(shù)較大,改用劍桿織機(jī)織造后情況明顯改善,表1是幾種布的透氣性數(shù)據(jù),從表1可看出,美國(guó)進(jìn)口布和劍桿織機(jī)布透氣性離散系數(shù)僅3.0%和2.5%,而普通織機(jī)布則高達(dá)12.9%。
2.1.2素布的油污問(wèn)題
油污對(duì)過(guò)濾布的性能有著極大的危害,布面上有一點(diǎn)油污經(jīng)過(guò)脫蠟就會(huì)變成一個(gè)"破洞",既影響過(guò)濾布的外觀,又影響其使用壽命。同時(shí)還嚴(yán)重影響到"成品率",造成成本上升,效益下降。所以在過(guò)濾布的生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制油污的數(shù)量和大小,特別是要對(duì)外購(gòu)素布嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。
2.2表面處理用化工原材料的質(zhì)量與處理劑的配制
表面處理用化工原材料是表面化學(xué)處理的基礎(chǔ),其質(zhì)量是表面化學(xué)處理質(zhì)量的保證。從目前具體情況和我們對(duì)各種原材料的研究結(jié)果看,主要存在的問(wèn)題是乳液和分散液的穩(wěn)定性以及有效成份含量等問(wèn)題。
2.2.1乳液和分散液的穩(wěn)定性
穩(wěn)定性表現(xiàn)得比較嚴(yán)重的主要是膠體石墨乳劑和硅油乳液。
膠體石墨乳劑屬懸浮分散液,當(dāng)其顆粒較粗時(shí)更容易沉淀,不但使其有效成份不能充分發(fā)揮作用,同時(shí)還容易導(dǎo)致配方中其他有效成份沉淀,影響其使用效果。處理液中出現(xiàn)沉淀會(huì)給表面處理及其質(zhì)量帶來(lái)很多問(wèn)題,比如:1、浸槽底形成沉淀層,從而影響到處理布的含膠量和透氣性等各項(xiàng)性能;2、表面處理機(jī)組的托輥容易出現(xiàn)"臟輥"現(xiàn)象,使處理布布面出現(xiàn)豎條紋,從而影響處理布的外觀等質(zhì)量。
硅油乳液較難乳化,水乳液不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)"漂油"現(xiàn)象。"漂油"浸到布上以后,會(huì)使處理劑在該處浸不上去,從而使布面出現(xiàn)花斑,影響布的外觀質(zhì)量。
2.2.2 有效成份含量的影響
各個(gè)系列表面處理配方都是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)確定下來(lái)的,其對(duì)各種使用的化工原材料都有
一定的要求。根據(jù)我們對(duì)各種化工原材料進(jìn)行的系統(tǒng)研究,有效成分含量與其出廠指標(biāo)差異較大的主要有兩種硅油乳液,其出廠技術(shù)指標(biāo)分別為固含量30%和28%,我們實(shí)測(cè)只有12.8%和18%,二者都與出廠指標(biāo)相差較大,這就使得該兩種組分在配方中的比例嚴(yán)重不足,使FCA、FQ、FS2等系列配方憎水性不好,影響其含膠量、耐折等各項(xiàng)性能和使用效果。表2列出了合格的硅油乳液和不合格的硅油乳液用于FQ配方處理布的性能對(duì)比。
2.2.3 處理劑的配制的影響
表面化學(xué)處理用處理劑中各組分之間都有著內(nèi)在的聯(lián)系,處理劑的配制都有一整套完整的工藝,必須嚴(yán)格按照工藝要求配制,包括加料順序和操作規(guī)程。處理劑配制不當(dāng),主要是會(huì)引起處理液的穩(wěn)定性不好,從而影響表面處理濾布的外觀質(zhì)量和含膠量,進(jìn)而影響強(qiáng)力、耐折、耐磨、透氣性及破裂強(qiáng)度等各項(xiàng)性能。
2.3熱清洗工藝的影響
熱清洗俗稱"脫蠟",是將素布的石蠟浸潤(rùn)劑經(jīng)過(guò)高溫部分燒除,使其殘留量保持在0.25左右,強(qiáng)度保留率控制在70%以上。達(dá)到容易浸漬處理液,并且經(jīng)過(guò)處理以后,強(qiáng)度能恢復(fù)到或超過(guò)素布的水平,而其它性能諸如耐折、耐磨等可大幅度提高之目的,同時(shí)還起到"熱定紋"的作用。
脫蠟工藝控制不當(dāng)會(huì)影響處理劑的浸漬和濾布的含膠量、強(qiáng)力、耐折、耐磨、等各項(xiàng)性能,還會(huì)造成脫蠟布有色差,從而影響到處理布的顏色,這在配方系列FQ、FS2等配方中表現(xiàn)更為明顯。具體分脫蠟過(guò)頭和脫蠟不夠兩種情況。由于過(guò)濾布要求保留強(qiáng)度較高且對(duì)外觀顏色無(wú)特別要求,因而采用中溫脫蠟,脫蠟溫度控制在380-480℃之間。正常情況下,脫蠟布應(yīng)是金黃色,脫蠟不夠時(shí)布面發(fā)白,其石蠟浸潤(rùn)劑的殘留物一般都在0.35%以上,在表面處理時(shí)會(huì)影響處理劑的浸漬,致使處理布含膠量偏低,各項(xiàng)性能指標(biāo)不好,脫蠟過(guò)頭時(shí)布面發(fā)灰,濾布強(qiáng)力損失過(guò)大,使表面處理后強(qiáng)力偏低。
2.4表面處理機(jī)組和處理工藝的影響
表面化學(xué)處理就是將脫蠟布浸漬處理劑后,經(jīng)過(guò)預(yù)烘、烘焙等工序,將浸漬液烘干并使其在纖維表面成膜,達(dá)到保護(hù)纖維,使其免受化學(xué)腐蝕,并提高其耐折、耐磨和憎水性等各項(xiàng)性能之目的。
表面化學(xué)處理時(shí),干燥的織物須用極小的張力導(dǎo)入并引出浸槽,軋輥要保持高度平行,其壓力在保證能軋除多余的處理劑的情況下要盡量的小,一般連續(xù)纖維濾布軋余率控制在50-65%,膨體紗濾料軋余率控制在70-85%,而針刺氈的軋余率控制在200%左右。輥速必須與布速保持同步以避免帶走浸漬液中的微細(xì)顆粒組分。各導(dǎo)輥之間須保持較好的平行度以避免布的跑偏。織物受潮會(huì)影響浸漬,使布面出現(xiàn)花斑;張力過(guò)大也會(huì)影響浸漬,使處理布含膠量偏低:輥速與布速不能保持同步時(shí),就會(huì)造成"括料"現(xiàn)象,使過(guò)濾布表面的"毛毛"和浸漬液中的"四氟、石墨和成膜劑"等組分粘附于輥?zhàn)颖砻?,形?quot;臟輥"現(xiàn)象。
注:上升高度越小越好。
爐溫和停留時(shí)間必須保持平衡,爐溫必須控制在能使成膜劑成膜的最佳溫度,停留時(shí)間也要合適。爐溫過(guò)低就達(dá)不到應(yīng)有的預(yù)烘效果,爐溫過(guò)高會(huì)使成膜劑等組分變色,使處理布形成色差,并可能使布的手感發(fā)硬,影響處理布的各項(xiàng)性能。停留時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致成膜不完全,甚至布未烘干,造成處理劑與纖維結(jié)合不牢,表現(xiàn)為掉色、憎水性不好等現(xiàn)象;停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響產(chǎn)量,浪費(fèi)能源和人力資源等。
表4是0.5mm厚中膨斜紋布RH配方不同工藝處理的數(shù)據(jù),其中,1300rpm處理布樣經(jīng)18小時(shí)水漬已上升至試條頂端,而900rpm處理布樣經(jīng)30分鐘水漬還沒(méi)有上升。從而可明顯看出900rpm的處理工藝對(duì)提高處理布憎水性最好。
3.產(chǎn)品質(zhì)量疵點(diǎn)產(chǎn)生的原因及解決辦法
玻璃纖維濾材的生產(chǎn)工序較多,產(chǎn)品質(zhì)量較難控制,認(rèn)真總結(jié)影響玻璃纖維濾料表面化學(xué)處理質(zhì)量的各種因素,嚴(yán)格控制玻璃纖維濾材表面處理的各個(gè)環(huán)節(jié)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,是一項(xiàng)群眾性的工作。只有牢固樹(shù)立"質(zhì)量第一"的思想,長(zhǎng)期不懈地狠抓不放,才能把它做好,將它保持。
本人根據(jù)筆者在車間生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),對(duì)影響過(guò)濾布表面處理質(zhì)量的因素,進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,許多觀點(diǎn)有錯(cuò)誤和不妥之處,歡迎批評(píng)指正。