毛羽現(xiàn)象一直是困擾玻璃纖維生產(chǎn)的重要問題。解決毛羽問題實際上是一個系統(tǒng)工程，從浸潤劑到拉絲、烘干、退解、織造，每道工序均有許多值得關(guān)注的細節(jié)，但在生產(chǎn)中往往容易忽視。引起玻纖毛絲的原因很多，從生產(chǎn)工藝角度來分析有：玻璃融化不好及澄清不良、拉絲工藝參數(shù)設(shè)置不合理、烘干工藝或原絲調(diào)理工藝不當(dāng)?shù)取慕檮┙嵌葋矸治鲇校撼赡┡浞讲缓侠?、浸潤劑含量偏低、浸潤劑使用環(huán)節(jié)不當(dāng)?shù)?。從加工工藝的角度分析有：環(huán)境溫濕度、退解（絡(luò)紗）工藝、原絲調(diào)理工藝、烘干工藝等。本文主要從浸潤劑技術(shù)、玻璃熔制工藝、拉絲工藝、加工環(huán)境、退捻（絡(luò)紗）工藝、烘干工藝等幾個方面分析毛羽產(chǎn)生的原因及預(yù)防。
 

      玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉等。玻璃纖維單絲的直徑從幾個微米到二十幾米個微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都有數(shù)百根甚至上千根單絲組成，通常作為復(fù)材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。

玻璃纖維之特性：

      (1)拉伸強度高，伸長小(3%)。

      (2)彈性系數(shù)高，剛性佳。

      (3)彈性限度內(nèi)伸長量大且拉伸強度高，故吸收沖擊能量大。

      (4)為無機纖維，具不燃性，耐化學(xué)性佳。

      (5)吸水性小。

      (6)尺度安定性，耐熱性均佳。

      (7)加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態(tài)之產(chǎn)品。

      (8)透明可透過光線。

      (9)與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發(fā)完成。

       由于玻纖高模量、低伸長率，加工過程中易產(chǎn)生高張力，從而發(fā)生脆性斷裂。無堿纖維脆性最小，中堿次之。玻纖紗斷裂時，一個斷裂點形成兩根毛絲。從毛絲的形態(tài)來分還可分為長毛絲、短毛絲、絨毛、毛團等。毛絲可造成以下危害。

       (1) 造成紗線強度降低。

       (2) 給后道工序使用帶來困難，如單絲涂塑窗紗用玻纖細紗和長纖增強熱塑性塑料用玻纖長絲，對紗的光潔度、完整性和集束性要求很高，稍有毛絲即不能正常生產(chǎn)。
 

       2.1 原絲浸潤劑含量偏低會造成原絲集束不良，單根散絲極易磨斷磨毛，出現(xiàn)大量的毛絲。
 

    （1）適當(dāng)提高浸潤劑固含量，研究發(fā)現(xiàn)中堿池窯生產(chǎn)的原絲由于噴霧等原因，需要適當(dāng)提高浸潤劑固含量才能保障原絲含油率。

    （2）提高浸潤劑附著力，在浸潤劑中添加聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVPK）等高粘度物質(zhì)，可使浸潤劑粘度提高。

    （3）控制噴霧流量，及時檢查霧化狀態(tài)。

    （4）及時解決單絲涂油器石墨輥出現(xiàn)魚眼和花輥現(xiàn)象，就及時清洗或更換涂油輥。

      2.2玻璃熔化不好或澄清不良毛絲，由于未融化好的玻璃存在結(jié)石、氣泡等缺陷會在加工過程中造成單纖維斷裂而產(chǎn)生毛羽。
 

     （1）穩(wěn)定玻璃的熔制工藝，提高熔化質(zhì)量。

     （2）使用鼓泡技術(shù)強化玻璃的澄清。

2.2浸潤劑配方對毛羽的影響。浸潤劑成膜劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑等成分均對毛羽的產(chǎn)生有重要的影響。
 

     （1)選用適當(dāng)?shù)某赡－h(huán)氧酯，利用環(huán)氧酯基團反應(yīng)活性大、易開環(huán)的特點，接上各種浸潤劑性能所需的分子鏈段。線性飽和聚酯，在浸潤劑中還可起到潤滑增塑作用，用作硬質(zhì)紗增塑劑，滲透快，不易遷移。還可用于樹脂型紡織浸潤劑，柔軟、爽滑、減少毛絲。水性聚氨酯。水性聚氨酯成膜后強度高、彈性好，對玻纖保護集束作用好，可減少毛絲。

    （2)選用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒櫥瑒p少玻纖毛絲起著至關(guān)重要的作用，玻纖浸潤劑中使用的潤滑劑大致可分為非離子及陽離子潤滑劑兩大類。非離子潤滑劑有：乙氯基脂肪酸硫酸鹽及其衍生物、咪唑啉、二甲基硅油乳液、磷脂酸等。陽離子潤滑劑有：脂肪酸季銨鹽、脂肪酸磷酸氫鹽、脂肪酸四乙烯或胺絡(luò)合物等。玻纖表面強烈吸附水分，并使水分子極化，水分子中H+與SiO-,AlO-牢固結(jié)合，造成OH-向外，所以玻纖表面為陰離子性的。因此玻纖潤滑劑中廣泛采用陽離子型潤滑劑，其與玻纖表面結(jié)合良好，減少毛絲。對于硬質(zhì)紗浸潤劑可采用2～3種陽離子潤滑劑，而軟質(zhì)紗浸潤劑為使膜柔軟、增塑，一般為非離子潤滑劑與陽離子潤滑劑同時使用。浸潤劑配方中潤滑劑的用量一定要適當(dāng)。一般陽離子濕態(tài)潤滑劑用量在0.2%以下，過多則易造成原絲筒變形，如果是硬筒拉絲就會形成喇叭筒，軟筒拉絲就會造成原絲筒塌筒、退解困難，都會造成毛絲。干態(tài)潤滑劑的用量也要控制適當(dāng)，過多則影響紗的集束性，尤其在成膜劑的玻璃化溫度較低，膜整體偏軟的情況下，這樣退紗或織造時易粘附于機件上，形成黑色粘稠物，會引起毛絲。

    （3)選用適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑。浸潤劑中偶聯(lián)劑與玻纖表面以-Si-O-Si-健結(jié)合，修補玻纖表面微裂紋，阻止玻纖在微裂紋應(yīng)力集中處斷裂，可減少毛絲。對于增強型浸潤劑，偶聯(lián)劑變質(zhì)或偶聯(lián)劑水解不良也是造成毛絲的因素之一。

    （1）嚴格控制好小循環(huán)的浸潤劑固含量及其波動（嚴格控制好噴霧角－控制好噴霧水侵入浸潤劑的侵入量）；

    （2）嚴格控制好各個小循環(huán)所帶涂油器的數(shù)量；

    （3）嚴格控制好浸潤劑溫度；

    （4）嚴格控制原絲餅的原始含水率。原絲餅的含水率反應(yīng)原絲束“吃油”的好壞和充分程度；過多的原絲含水率又會造成浸潤劑的遷移加重。因此，原絲餅的原始含水率必須嚴格控制。

       (1) 調(diào)節(jié)工藝位置，尤其是控制好扇形單絲在石墨輥上的包角和集束輪位置。將單絲包角盡可能調(diào)整小，一般為3^o左右，這樣可以有效地降低拉絲張力。同時集束輪槽要定期轉(zhuǎn)動一定的角度，否則會磨寬，造成原絲散絲并產(chǎn)生毛絲。

      (2) 根據(jù)不同的浸潤劑性能及原絲品種選擇不同的卷繞比。卷繞比=機頭轉(zhuǎn)速/排線轉(zhuǎn)速。即排線旋轉(zhuǎn)一周時，機頭的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。卷繞比的意義在于控制卷繞角、原絲纏繞的重復(fù)性，決定了退解效率和絲餅退繞效率。卷繞角越高，成型約穩(wěn)定。為使得絲餅順利退解，一般要大于6^o。如絲餅重量小，厚度小，可使用較小的角度。平行排絲會造成退解時脫圈。主要控制速比不能為整數(shù)或整分數(shù)，一般在三位小數(shù)以上。

      (3) 根據(jù)原絲品種選擇不同的排線鋼絲。螺旋排線鋼絲為原絲提供一個高速移動，并按預(yù)定模式纏繞到原絲筒上。螺旋排線的幾何形式是基于阿基米德曲線，并產(chǎn)生線性運動，但原絲的性能會改變這種運動并導(dǎo)致產(chǎn)生波形動作。排線鋼絲規(guī)格（形狀、材料）是決定排線效果的極為重要的因素。排線鋼絲形狀不準確、局部過度磨損（造成形狀改變）、排線鋼絲變形、安裝不準確（指高、低端安裝時的外露尺寸和每副排線鋼絲安裝的對稱、端腳的平行度等等）、材料過軟（沒有一定的彈性、剛性）、材料不純、不爽滑（材料本身低劣、有毛刺、裂紋等）。

    （4）漏板溫度不均勻產(chǎn)生的毛羽。漏板溫度不均勻致使拉絲過程中單絲張力不均，造成原絲泡泡紗，加工過程中單纖維斷裂產(chǎn)生毛羽。經(jīng)試驗二者造成毛羽的程度相差40%。

       2.5繞絲筒上原絲間粘并如果繞絲筒上原絲左右、上下之間粘并，在退解時一股紗退出往往造成另一股紗受損，只要有一根或幾根單絲斷裂就會造成大面積網(wǎng)狀毛紗，粘并嚴重時還會造成退解、脫圈。因此這也是毛絲現(xiàn)象產(chǎn)生的一類重要原因。

    （1）適當(dāng)降低原絲浸潤劑含量。浸潤劑含量過高時在原絲之間產(chǎn)生粘并，造成退解時單纖維斷裂引起毛羽。

     (2) 浸潤劑配方中可添加少量具有隔離效果的潤滑劑。既起到良好的潤滑作用，又可起到隔離防粘并效果。
 

      (1) 提高導(dǎo)紗材料的光潔度和耐磨性。
 

      (2) 絡(luò)紗時將滑動摩擦改為滾動摩擦，減少接觸點，磨擦系數(shù)。
 

      (3) 提高原絲的爽滑性。第一是檢查浸潤劑中干潤滑劑用量是否足夠。第二是浸潤劑配方中添加高效的潤滑劑。使用過程要注意潤滑劑用量不需要很大，否則容易引起散絲，加劇毛羽的產(chǎn)生。
 

       靜電會造成原絲對各摩擦點的粘附，并造成紗線蓬松、散絲，增加毛絲。因此在浸潤劑中添加抗靜電劑，消除靜電的不利影響。常用的抗靜電劑有：無機抗靜電劑如氯化銨、氯化鋰、硝酸鋰等；有機抗靜電劑如SN等?？轨o電劑的用量一般為0.05%～0.3%。配制浸潤劑時，抗靜電劑要充分稀釋后再加入配制罐中，避免電解質(zhì)濃度過高影響成膜劑乳液的穩(wěn)定性。紡織紗退解時捻線機接觸紗線的各部件可抹上一薄層有機抗靜電劑，實踐證明這樣也可有效地減少毛絲的產(chǎn)生。

     （1）根據(jù)不同的成膜劑體系制定適宜的調(diào)制工藝，特別是紡織細紗。適宜的調(diào)理工藝有利于浸潤劑更好的成膜，加工過程中可以對原絲提供良好的保護，從而減少毛羽的產(chǎn)生。我們在生產(chǎn)單絲涂塑紗的過程中對比同一批次的原絲在不同的調(diào)理工藝下，毛羽產(chǎn)生的程度高達56%。

     （2）控制退解（絡(luò)紗）車間溫濕度。玻璃纖維加工過程中受溫、濕度的影響極大，適宜的溫濕度可以減少加工過程中毛羽的產(chǎn)生。一般情況下紡織紗控制在溫度23℃左右、相對濕度60%左右比較合適。

     （1）原絲未烘干或未達到浸潤劑成膜所需的烘干溫度及時間，浸潤劑中各組份分相，未充分融合成一完整膜，此時原絲集束抱合力差，散絲，同時紗線不滑爽，摩擦系數(shù)大，毛絲多。

    （2）原絲筒剛進烘房時，起始溫度不能太高，并要加強排濕，尤其是張力過大、卷繞過緊的原絲筒、超大原絲筒、直接無捻粗紗團，更要增大排濕量和熱風(fēng)循環(huán)。

    （3）采用微波烘干或微波輔助烘干，可降低遷移，對減少毛絲有幫助。

    （1）根據(jù)不同的紗線選擇不同的成型方式及車速。由于紗線張力在很大程度上決定于車速，因此必須嚴格控制車速在合適的范圍內(nèi)，特別是紡織紗及硬質(zhì)紗。硬質(zhì)紗絡(luò)紗工藝不當(dāng)容易造成浸潤劑膜破裂，紗線硬挺度降低、集束性不好從而影響使用效果。

    （2）對紡織細紗根據(jù)不同的品種選擇合適的尼龍勾。

      根據(jù)生產(chǎn)實踐得出，曲率半徑大的尼龍鉤曲面狀呈圓形，與紗線接觸的摩擦力相對小，紗線彎折的幅度小，斷裂的玻璃纖維少使得毛羽少，對紗線的硬挺度影響小；而曲率半徑小的尼龍鉤曲面呈三角形，與紗線接觸的摩擦力相對大，紗線彎折幅度大，使玻璃纖維紗線容易斷裂而產(chǎn)生毛羽，并且會影響紗線的集束性，使紗線硬挺度降低。如圖1所示。
                                          
                                                圓形曲線             三角形曲線
                                                圖1 尼龍鉤與紗線接觸示意圖

       圖2所示為采用質(zhì)量200,mg的尼龍鉤，形狀分別為三角曲面和圓形曲面，捻線后檢測的毛羽分布圖，分別檢測了管紗內(nèi)層、中層和外層的毛羽情況。從圖2可以看出，三角曲面對紗線毛羽的影響更大，不利于玻璃纖維紗線的加捻；而圓曲面對紗線毛羽影響相對較小。此外，尼龍鉤在與鋼領(lǐng)配合中，由于外形不同也會形成紗線通路空間的大小不同，造成對紗線毛羽的不同影響。細線為三角形曲面，粗線為圓形曲面。
        

            圖2

       玻璃纖維紗對捻線機尼龍鉤的要求是具有良好的耐磨，尼龍鉤長期裸露在外面，會吸收空氣中的水分，影響尼龍鉤的重量，從而影響紗線張力而容易產(chǎn)生毛羽。因此，尼龍鉤必須在密封條件下運輸和保存，開封后的在使用后也要立即密封保存。
 

      如果尼龍鉤重量過重會造成氣圈小，紗線受到的張力過大，就會增大尼龍鉤與紗線摩擦力，會造成紗線斷裂，形成毛羽的幾率加大。同時鋼領(lǐng)容易磨損，捻出的管紗卷繞硬度大，紗線硬挺度降低，對減少成紗毛羽和斷頭都不利，卷繞過程中會產(chǎn)生較多毛羽。如果尼龍鉤重量過輕，紡紗張力過小，運行不穩(wěn)定，氣圈大，捻頭輕，紗線抖動，氣圈膨脹，尼龍鉤與紗線摩擦相對小，但易碰擊隔紗板產(chǎn)生毛羽，并且管紗卷繞硬度過小，容易變形，不利于退解。
 

      我們在實際生產(chǎn)中總結(jié)出加捻不同線密度的玻璃纖維紗，應(yīng)該選擇不同重量的尼龍鉤以適應(yīng)捻線卷繞工藝，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 根據(jù)不同紗線線密度選擇不同重量的尼龍鉤

D、尼龍鉤使用時間對毛羽的影響

       通過測試數(shù)據(jù)的分析，我們認為隨著使用時間的增加，尼龍鉤在鋼領(lǐng)上的磨損增加，會增加產(chǎn)生毛羽的比例。由實踐中我們得出玻璃纖維的線密度不同，尼龍鉤的使用時間也不同，如表2。

表2 玻璃纖維紗線的線密度與尼龍鉤使用時間的關(guān)系

        玻纖浸潤劑的配方設(shè)計、配制工藝均與玻纖紗的毛絲問題息息相關(guān)。文中介紹了一些使用效果較好的潤滑劑可供選用，并建議成膜劑的選擇也要考慮既具有成膜性又具有潤滑性。除了浸潤劑的使用要注意解決毛絲問題，同時控制玻纖拉絲的張力、降低原絲退解時的摩擦、有效控制原絲的烘干條件等生產(chǎn)工藝控制也是解決毛絲問題的關(guān)鍵。另外，加強操作工的責(zé)任心、提高企業(yè)管理水平，都是解決毛絲問題的關(guān)鍵所在。玻纖毛絲問題產(chǎn)生的原因是多種多樣的，關(guān)鍵是要能通過表象分析出內(nèi)在的原因，然后根據(jù)分析出的原因?qū)嵤┯行У亟鉀Q措施。