玻璃纤维拉丝工艺对于浸润剂涂敷效率影响的研究及论述

刘帅 王开昌 张建鹏 周阳

提高浸润剂涂敷效率能够有效降低玻璃纤维生产成本，实现浸润剂的最大化利用。浸润剂涂敷效率的高低与涂油器包角、原丝含水率的控制、固含量的变化、浸润剂迁移、涂油盒的方式、玻璃纤维丝束温度、浸润剂乳剂颗粒度、玻璃配方等均有一定的关系;

浸润剂的涂敷效率，对于玻璃纤维生产企业来讲，涂敷效率的高低直接影响着生产成本的降低。涂敷效率的稳定对于玻璃纤维产品质量的稳定起着非常重要的作用。现在玻璃纤维各行业之间对于生产成本的降低、产品质量的稳定关注的尤为重要。本文主要从玻璃纤维拉丝工艺方面简要论述对浸润剂涂敷效率造成的影响。

浸润剂涂敷效率%=原丝LOI/（浸润剂固含量*浸润剂单耗）*100%

提高涂敷效率最重要的是减少浸润剂的浪费，最大化的使浸润剂合理涂敷。

（一） 丝束在涂油辊上的包角对于浸润剂涂敷效率影响的分析：

涂油包角的测量，部分玻璃纤维行业采用测量丝束与涂油辊接触面积的长度，此种测量方式不易操作，精确度不够。可采用测量G/F距离的方式精确控制涂油包角;

G距离：漏板侧面中心线与纱束在涂油辊上接触点的水平距离;

F距离：漏板侧面中心线与纱束在集束器上接触点的水平距离;

G/F距离测量之后，稳定控制，同一生产线相同工艺的涂油包角就很容易控制，便于测量及调整的精确性。

涂油器包角对涂敷效果影响较大，如果包角过大则漏板前后丝束张力增大。造成丝束在涂油辊处的摩擦力变大，容易产生作业较差的现象;涂油包角过大也会带来浸润剂浪费，造成涂敷效率降低的现象;涂油包角过小，容易产生漏板前端的丝束存在涂油不均的疵点问题，或者为达到LOI标准，涂油器的转速会提高。会造成浸润剂涂敷效率的降低。

小结：对于玻璃纤维丝束涂油器包角来讲，过大或者或小均不好。针对不同的工艺、不同的品种还需根据试验确定最佳涂油包角。（一般涂油器包角为15℃左右较佳，其弧长大约为10-15（mm）。）

改变涂油器包角通常通过调整集束器（轮）前后、上下位置来实现，或者是调整涂油辊前后、上下位置。也就是上面所提到的G/F距离。

（二） 原丝喷雾（原丝含水）工艺对于浸润剂涂敷效率的影响分析：

原丝喷雾在拉丝作业过程中起着冷却、润滑、洗刷空气中的尘埃、消除静电以及控制湿纱含水率的作用。为了保证原丝的冷却效果，并且根据喷雾器本身的喷雾性能，一般使用多个喷雾器并排排列，各喷雾面有1/6左右叠加重合，以保证丝束面各部分受水量及冷却效果相同;

原丝喷雾（原丝含水）对于浸润剂涂敷效率的影响：喷雾水量过于小的时候，会造成丝束经过涂油辊之前发干，丝束的集束性会差，丝束的毛羽会多一些。对集束性要求差的产品或者对于丝束的毛羽要求不高的产品，原丝喷雾水的总量小一些对于产品成本的控制存在优点。

原丝喷雾量过于大时，丝束在经过涂油辊时，原丝丝束内含有的水分略高，在经过涂油辊浸润剂涂敷时，涂敷效率会差。这时候为保证LOI指标，往往会采取提高涂油器转速的调整方式，进一步造成了原丝水分的提高，带来烘干能耗的增加。例如：某喷射纱产品，当原丝喷雾水嘴的型号采取100ml/min喷雾水嘴，工艺采用4个喷雾水嘴并排排列。当发现冷却效果较差时，往往会采取增加1-2个喷雾的方式。与4*100ml/min喷雾水嘴对比，6*100ml/min喷雾水嘴工艺，相同的浸润剂，为保证相同的LOI指标。涂油器转速会提高1米左右。浸润剂单耗会提高，浸润剂的涂敷效率会降低。（当出现丝束毛羽较多冷却不好的情况时，在不牺牲浸润剂涂敷效率的基础上，可采取调整原丝喷雾的方式为：如上一实际例子，某喷射纱使用4*100ml/min喷雾水嘴工艺，我们可更改为喷雾工艺为5*80ml/min喷雾工艺或者是6*60ml/min喷雾工艺，或者由单介质喷雾更改为双流体喷雾。切忌在调整时单纯的靠增加喷雾水嘴的数量而忽略了丝束总含水的做法，这样会造成生产成本的增加）。

小结：含水偏低时更容易提高浸润剂的涂敷效率！（据经验数据显示，每平方米玻璃纤维表面积需水量为3ml，但在低速、粗纤维、大流量玻璃纤维的生产过程中一般根据原丝冷却效果作适当调整。）

（三） 涂油器转速的合理范围以及多转速设置对于浸润剂涂敷效率的影响;

涂油器转速快慢是影响产品附着率高低（LOI、含油率）的一项重要指标，涂油器转速高低与浸润剂类型以及拉丝机台工艺布置，甚至生产季节都有密切关系;涂油器转速影响产品附着率高低，但二者并不成正比关系，在初始阶段附着率随转速升高而增加，但到达一定程度后涂油器转速再提高而附着率变化不大。

为了节约浸润剂耗量并减少浸润剂迁移，在整个丝饼的成型过程中建议涂油器分段设置，并且转速是由低到高再到低，這样有利于减少浸润剂的迁移。

另外，对于解决浸润剂迁移：1）降低玻璃纤维湿纱含水率也有一定的效果。2）提高浸润剂固含量，可有效减少浸润剂的甩出，间接降低湿纱含水率，可降低浸润剂迁移，在一定程度上有利于提高浸润剂涂敷效率。

由涂油器转速与产品附着率的关系曲线图，我们知道，当涂油器转速达到一定的程度时，产品附着率是无法继续提高的，在这个时候，我们正确的做法是：某一产品正常生产，当产品附着率达不到实际要求时，在涂油器转速提高至我们平时控制的数值高于2m/min左右时。若产品附着率仍旧达不到我们的要求，这时我们就需要查看涂油系统是否存在问题或者联系产品开发人员调整浸润剂固含量。

小结：同一品种，同一工艺下，涂油器转速要控制在一个合理的范围之内，切忌出现为调整产品附着率而出现调整幅度过大的现象，当超出合理控制范围，产品附着率仍旧不能满足时，可联系产品研发人员调整浸润剂固含量。

（四） 综合判定产品设定的附着率是否合适！

以某一毡用纱产品为例：产品附着率中心值为0.45%;日常中控制0.43%/0.42%;需要的涂油器转速为11m/min左右。若要提到中心值，控制数据为0.46%/0.45%/0.47%这时候往往会上调涂油器转速约2-3米;但是该产品实际控制0.43%/0.42%/0.41%对于产品的整体性能并无多大的影响，这时候工艺以及开发人员就要综合考虑实际控制中心值是否需要下调;

（五） 漏板流量对于浸润剂涂敷效率的影响;

在实际生产中，当漏板流量提升2-3kg/h时，在产品附着率不变的情况下，涂油器线速度基本不发生变化，这就需要我们关注，在熔制工艺满足的条件下，尽可能提高漏板的流量，可提高生产量，间接对于产品附着率的提高有一定的效果。

（六） 涂油盒结构的影响;

不同结构的涂油盒对于浸润剂涂敷效率也存在些许的影响，例如增加涂油盒盖罩板，可在一定程度上减少浸润剂受周围温度影响造成的挥发。

（七） 丝束温度对于浸润剂涂敷效率的影响;

不同系列的浸润剂最大化发挥其粘度所需求的温度是不一样的，丝束温度间接的会影响涂油盒内浸润剂的温度以及涂油辊上浸润剂的温度，造成浸润剂粘度的变化，从而影响其涂敷效率。

分析来讲，丝束温度、涂油盒油温，最终影响的是浸润剂的粘度及均匀性。

一般来讲，细纱浸润剂对于温度的要求略微高一些，不同类型不同，一般控制在60℃;粗纱浸润剂对于温度的要求略微低一些，一般控制在30-40℃之间最佳。35℃左右可满足大部分粗纱浸润剂的要求。对于部分产品，例如某环氧纱，当浸润剂温度低于40℃时，会出现涂油辊花斑的现象，这时候的涂敷效率以及产品质量的稳定性是比较差的，当温度提升至40℃以上时，涂油辊花斑等现象得以消除。

另外：浸润剂乳剂颗粒度的大小对于涂敷效率影响较大，乳剂颗粒度越小浸润剂涂敷效率越低。玻璃方面E玻璃现对于无硼无氟玻璃涂敷效率要好一些。

（泰山玻璃纤维有限公司   271000）