毛羽現(xiàn)象一直是困擾玻璃纖維生產(chǎn)的重要問(wèn)題。解決毛羽問(wèn)題實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)工程，從浸潤(rùn)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(xì)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(lái)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)?。從浸?rùn)劑角度來(lái)分析有：成膜劑配方不合理、浸潤(rùn)劑含量偏低、浸潤(rùn)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(rùn)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(gè)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(wú)機(jī)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(gè)微米到二十幾米個(gè)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(qiáng)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(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。

玻璃纖維之特性：

      (1)拉伸強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)小(3%)。

      (2)彈性系數(shù)高，剛性佳。

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

      (4)為無(wú)機(jī)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(guò)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(zhǎng)率，加工過(guò)程中易產(chǎn)生高張力，從而發(fā)生脆性斷裂。無(wú)堿纖維脆性最小，中堿次之。玻纖紗斷裂時(shí)，一個(gè)斷裂點(diǎn)形成兩根毛絲。從毛絲的形態(tài)來(lái)分還可分為長(zhǎng)毛絲、短毛絲、絨毛、毛團(tuán)等。毛絲可造成以下危害。

       (1) 造成紗線強(qiáng)度降低。

       (2) 給后道工序使用帶來(lái)困難，如單絲涂塑窗紗用玻纖細(xì)紗和長(zhǎng)纖增強(qiáng)熱塑性塑料用玻纖長(zhǎng)絲，對(duì)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(rùn)劑含量偏低會(huì)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(rùn)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(rùn)劑固含量才能保障原絲含油率。

    （2）提高浸潤(rùn)劑附著力，在浸潤(rùn)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(rùn)劑粘度提高。

    （3）控制噴霧流量，及時(shí)檢查霧化狀態(tài)。

    （4）及時(shí)解決單絲涂油器石墨輥出現(xiàn)魚眼和花輥現(xiàn)象，就及時(shí)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(huì)在加工過(guò)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(qiáng)化玻璃的澄清。

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

     （1)選用適當(dāng)?shù)某赡?。環(huán)氧酯，利用環(huán)氧酯基團(tuán)反應(yīng)活性大、易開環(huán)的特點(diǎn)，接上各種浸潤(rùn)劑性能所需的分子鏈段。線性飽和聚酯，在浸潤(rùn)劑中還可起到潤(rùn)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(rùn)劑，柔軟、爽滑、減少毛絲。水性聚氨酯。水性聚氨酯成膜后強(qiáng)度高、彈性好，對(duì)玻纖保護(hù)集束作用好，可減少毛絲。

    （2)選用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑潤(rùn)滑劑對(duì)減少玻纖毛絲起著至關(guān)重要的作用，玻纖浸潤(rùn)劑中使用的潤(rùn)滑劑大致可分為非離子及陽(yáng)離子潤(rùn)滑劑兩大類。非離子潤(rùn)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(yáng)離子潤(rùn)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(qiáng)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(rùn)滑劑中廣泛采用陽(yáng)離子型潤(rùn)滑劑，其與玻纖表面結(jié)合良好，減少毛絲。對(duì)于硬質(zhì)紗浸潤(rùn)劑可采用2～3種陽(yáng)離子潤(rùn)滑劑，而軟質(zhì)紗浸潤(rùn)劑為使膜柔軟、增塑，一般為非離子潤(rùn)滑劑與陽(yáng)離子潤(rùn)滑劑同時(shí)使用。浸潤(rùn)劑配方中潤(rùn)滑劑的用量一定要適當(dāng)。一般陽(yáng)離子濕態(tài)潤(rùn)滑劑用量在0.2%以下，過(guò)多則易造成原絲筒變形，如果是硬筒拉絲就會(huì)形成喇叭筒，軟筒拉絲就會(huì)造成原絲筒塌筒、退解困難，都會(huì)造成毛絲。干態(tài)潤(rùn)滑劑的用量也要控制適當(dāng)，過(guò)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(shí)易粘附于機(jī)件上，形成黑色粘稠物，會(huì)引起毛絲。

    （3)選用適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑。浸潤(rùn)劑中偶聯(lián)劑與玻纖表面以-Si-O-Si-健結(jié)合，修補(bǔ)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(duì)于增強(qiáng)型浸潤(rùn)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(yán)格控制好小循環(huán)的浸潤(rùn)劑固含量及其波動(dòng)（嚴(yán)格控制好噴霧角－控制好噴霧水侵入浸潤(rùn)劑的侵入量）；

    （2）嚴(yán)格控制好各個(gè)小循環(huán)所帶涂油器的數(shù)量；

    （3）嚴(yán)格控制好浸潤(rùn)劑溫度；

    （4）嚴(yán)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(guò)多的原絲含水率又會(huì)造成浸潤(rùn)劑的遷移加重。因此，原絲餅的原始含水率必須嚴(yán)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(shí)集束輪槽要定期轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，否則會(huì)磨寬，造成原絲散絲并產(chǎn)生毛絲。

      (2) 根據(jù)不同的浸潤(rùn)劑性能及原絲品種選擇不同的卷繞比。卷繞比=機(jī)頭轉(zhuǎn)速/排線轉(zhuǎn)速。即排線旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，機(jī)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(huì)造成退解時(shí)脫圈。主要控制速比不能為整數(shù)或整分?jǐn)?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(gè)高速移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，但原絲的性能會(huì)改變這種運(yùn)動(dòng)并導(dǎo)致產(chǎn)生波形動(dòng)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(zhǔn)確、局部過(guò)度磨損（造成形狀改變）、排線鋼絲變形、安裝不準(zhǔn)確（指高、低端安裝時(shí)的外露尺寸和每副排線鋼絲安裝的對(duì)稱、端腳的平行度等等）、材料過(guò)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(guò)程中單絲張力不均，造成原絲泡泡紗，加工過(guò)程中單纖維斷裂產(chǎn)生毛羽。經(jīng)試驗(yàn)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(shí)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(huì)造成大面積網(wǎng)狀毛紗，粘并嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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(rùn)劑含量。浸潤(rùn)劑含量過(guò)高時(shí)在原絲之間產(chǎn)生粘并，造成退解時(shí)單纖維斷裂引起毛羽。

     (2) 浸潤(rùn)劑配方中可添加少量具有隔離效果的潤(rùn)滑劑。既起到良好的潤(rùn)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(shí)將滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦，減少接觸點(diǎn)，磨擦系數(shù)。
 

      (3) 提高原絲的爽滑性。第一是檢查浸潤(rùn)劑中干潤(rùn)滑劑用量是否足夠。第二是浸潤(rùn)劑配方中添加高效的潤(rùn)滑劑。使用過(guò)程要注意潤(rùn)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(huì)造成原絲對(duì)各摩擦點(diǎn)的粘附，并造成紗線蓬松、散絲，增加毛絲。因此在浸潤(rùn)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(wú)機(jī)抗靜電劑如氯化銨、氯化鋰、硝酸鋰等；有機(jī)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(rùn)劑時(shí)，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(guò)高影響成膜劑乳液的穩(wěn)定性。紡織紗退解時(shí)捻線機(jī)接觸紗線的各部件可抹上一薄層有機(jī)抗靜電劑，實(shí)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(xì)紗。適宜的調(diào)理工藝有利于浸潤(rùn)劑更好的成膜，加工過(guò)程中可以對(duì)原絲提供良好的保護(hù)，從而減少毛羽的產(chǎn)生。我們?cè)谏a(chǎn)單絲涂塑紗的過(guò)程中對(duì)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(dá)56%。

     （2）控制退解（絡(luò)紗）車間溫濕度。玻璃纖維加工過(guò)程中受溫、濕度的影響極大，適宜的溫濕度可以減少加工過(guò)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(duì)濕度60%左右比較合適。

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

    （2）原絲筒剛進(jìn)烘房時(shí)，起始溫度不能太高，并要加強(qiáng)排濕，尤其是張力過(guò)大、卷繞過(guò)緊的原絲筒、超大原絲筒、直接無(wú)捻粗紗團(tuán)，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(duì)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(yán)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(rùn)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(duì)紡織細(xì)紗根據(jù)不同的品種選擇合適的尼龍勾。

      根據(jù)生產(chǎn)實(shí)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(duì)小，紗線彎折的幅度小，斷裂的玻璃纖維少使得毛羽少，對(duì)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(duì)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(huì)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(cè)的毛羽分布圖，分別檢測(cè)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(duì)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(duì)紗線毛羽影響相對(duì)較小。此外，尼龍鉤在與鋼領(lǐng)配合中，由于外形不同也會(huì)形成紗線通路空間的大小不同，造成對(duì)紗線毛羽的不同影響。細(xì)線為三角形曲面，粗線為圓形曲面。
        

            圖2

       玻璃纖維紗對(duì)捻線機(jī)尼龍鉤的要求是具有良好的耐磨，尼龍鉤長(zhǎng)期裸露在外面，會(huì)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(yùn)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(guò)重會(huì)造成氣圈小，紗線受到的張力過(guò)大，就會(huì)增大尼龍鉤與紗線摩擦力，會(huì)造成紗線斷裂，形成毛羽的幾率加大。同時(shí)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(duì)減少成紗毛羽和斷頭都不利，卷繞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多毛羽。如果尼龍鉤重量過(guò)輕，紡紗張力過(guò)小，運(yùn)行不穩(wěn)定，氣圈大，捻頭輕，紗線抖動(dòng)，氣圈膨脹，尼龍鉤與紗線摩擦相對(duì)小，但易碰擊隔紗板產(chǎn)生毛羽，并且管紗卷繞硬度過(guò)小，容易變形，不利于退解。
 

      我們?cè)趯?shí)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(shí)間對(duì)毛羽的影響

       通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，我們認(rèn)為隨著使用時(shí)間的增加，尼龍鉤在鋼領(lǐng)上的磨損增加，會(huì)增加產(chǎn)生毛羽的比例。由實(shí)踐中我們得出玻璃纖維的線密度不同，尼龍鉤的使用時(shí)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(shí)間的關(guān)系

        玻纖浸潤(rùn)劑的配方設(shè)計(jì)、配制工藝均與玻纖紗的毛絲問(wèn)題息息相關(guān)。文中介紹了一些使用效果較好的潤(rùn)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(rùn)滑性。除了浸潤(rùn)劑的使用要注意解決毛絲問(wèn)題，同時(shí)控制玻纖拉絲的張力、降低原絲退解時(shí)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(wèn)題的關(guān)鍵。另外，加強(qiáng)操作工的責(zé)任心、提高企業(yè)管理水平，都是解決毛絲問(wèn)題的關(guān)鍵所在。玻纖毛絲問(wèn)題產(chǎn)生的原因是多種多樣的，關(guān)鍵是要能通過(guò)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。