CN110656414A - 一种玻璃纤维膨体纱的制备方法 - Google Patents

一种玻璃纤维膨体纱的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种玻璃纤维膨体纱的制备方法，包括以下步骤：将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，经过高压气流连续喷射，使纤维呈膨松状态，然后依次进行张力调节、导纱和卷绕，得到卷装的玻璃纤维膨体纱；所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为4～6μm；所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米，所述喂入的线速度为420～600m/min，所述膨体纱机中的超喂率为30～35％；所述高压气流的压力为0.3～0.8MPa；所述张力调节的张力范围为25～70CN。本申请方法制得的玻璃纤维膨体纱具有膨化均匀、强力保留率高和纤维断裂少等特点，利于应用。

Description

一种玻璃纤维膨体纱的制备方法
技术领域
本发明涉及无机纤维纱线技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维膨体纱的制备方法。
背景技术
无机纤维主要包括玻璃纤维、陶瓷纤维和金属纤维等不同成分的品种，其中玻璃纤维性能优异，通常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等。玻璃纤维制品有着广泛的工业应用；玻璃纤维膨体纱属于空气变形纱的一种，即玻璃纤维原丝束通过空气变形加工所得到的具有蓬松性的纱线。玻璃纤维膨体纱不但保留了普通无机纤维纱线的一般性能，而且兼备短纤维的蓬松性，是一种耐温、耐腐、低导热、低容重、可纺织、过滤阻力小、手感柔软的新型无机纤维制品。它可用作各种包装材料、墙面装饰材料、摩擦制品的增强材料，也可用作高温过滤材料、纤维增强塑料材料等，应用领域十分广泛。
现有技术公开了多种方法制备玻璃纤维膨体纱，例如，申请号为201310603400.7的中国专利文献公开了一种玻璃纤维膨体纱的生产方法。该方法将电子级玻璃纤维原丝通过调理后作为原料，按60CN-600CN的张力喂入膨体纱机，在压缩气体的压力作用下进行膨化后，以80m/min-300m/min的速度出纱，得到玻璃纤维膨体纱。
上述方法制成的玻璃纤维膨体纱产品主要用于生产印制电路板、电绝缘材料等。但是，该现有加工工艺制备的玻璃纤维膨体纱存着膨化不匀率大、纤维单丝折断多、纱线强力流失大等问题，导致无机纤维膨体纱的整体性能指标下降，严重影响后续应用及制品的质量，尤其是不利于在环保除尘领域中的应用。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种玻璃纤维膨体纱的制备方法，本申请方法制得的玻璃纤维膨体纱具有膨化均匀、强力保留率高和纤维断裂少等特点，利于应用。
本发明提供一种玻璃纤维膨体纱的制备方法，包括以下步骤：
将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，经过高压气流连续喷射，使纤维呈膨松状态，然后依次进行张力调节、导纱和卷绕，得到卷装的玻璃纤维膨体纱；所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为4～6μm；
所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米，所述喂入的线速度为420～600m/min，所述膨体纱机中的超喂率为30～35％；所述高压气流的压力为0.3～0.8MPa；所述张力调节的张力范围为25～70CN。
优选地，所述同时喂入膨体纱机中的玻璃纤维纱为2～4根。
优选地，所述卷绕的卷装直径为260～420mm，卷绕线速度为200～800m/min，卷绕长度为8000～15000m。
优选地，所述卷绕的卷装直径为350～400mm，卷绕线速度为300～500m/min。
优选地，所述玻璃纤维膨体纱的线密度为110tex～300tex，拉伸断裂强力50N～130N。
优选地，所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为5～6μm，线密度为120tex～280tex。
与现有技术相比，本发明将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米，喂入的线速度为420～600m/min，所述膨体纱机中的超喂率为30～35％；经过压力为0.3～0.8MPa的高压气流的连续喷射，使纤维呈膨松状态，然后进行张力调节，张力范围为25～70CN，最后通过导纱和卷绕，使制备的玻璃纤维膨体纱均匀地卷装在纱管上；所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为4～6μm。本发明优化加工工艺，所制备的玻璃纤维膨体纱具有纤维断裂少，强力损失小，膨化均匀，蓬松度好的显著特点。实践表明，本发明膨化不匀率不超过0.75％，纱线膨化均匀；无机纤维纱线强力保留率大于72％，强力保留率高，有利于在环保除尘等领域中的应用。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种玻璃纤维膨体纱的制备方法，包括以下步骤：
将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，经过高压气流连续喷射，使纤维呈膨松状态，然后依次进行张力调节、导纱和卷绕，得到卷装的玻璃纤维膨体纱；所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为4～6μm；
所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米，所述喂入的线速度为420～600m/min，所述膨体纱机中的超喂率为30～35％；所述高压气流的压力为0.3～0.8MPa；所述张力调节的张力范围为25～70CN。
为解决现有玻璃纤维膨体纱加工存在的膨化不匀率大，纤维单丝折断多，纱线强力流失大等问题，本发明制备得到了整体性能指标良好的玻璃纤维膨体纱，并且方法简便、易操作。
本发明实施例将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，通过并捻以及膨化加工，得到膨化后的玻璃纤维纱。其中，所述的膨体纱机为本领域常用的膨体纱加工设备，包括喂料机构和高压喷嘴等结构组成。本发明实施例具体可采用德国迪策+舍尔公司的DST60型玻璃纤维膨体纱机，其适用于膨化纤度范围从68tex至900tex的玻璃纤纱，生产速度可达600米/分钟。各导丝盘的速度采用独立无级调速控制且控制极为精确，误差低于+/-0.5％，可获得连续而稳定的变形效果，无需任何修正。超喂导丝盘处有可能产生的误差可自动补偿，各导丝盘由精密三相磁阻电机驱动。在本发明中，所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米；所述玻璃纤维纱为无碱玻璃纤维，断裂拉伸强力可为80N～180N。作为优选，本发明实施例同时喂入膨体纱机中的玻璃纤维纱为2～4根。所述喂入的线速度为420～600m/min，优选为420～580m/min；所述膨体纱机中的超喂率为30～35％，优选为30～32％。本发明优化地捻度及喂入线速度等使得纱线膨化均匀，强力保留率高，同时提高应用制品无机纤维膨体滤料的蓬松性和柔韧性，使其透气性均匀，过滤精度高。
本发明实施例喂入的纱线经过高压喷嘴的高压气流连续喷射，使纤维彼此分散，无机纤维纱整体蓬松，形成无规则毛圈、缠绕、结节的膨松状态，得到膨化后的无机纤维纱。所述高压气流的压力为0.3～0.8MPa，优选为0.4MPa～0.6MPa。在本发明中，所选压力的高压气流可以保证纱线的强力和膨化均匀性；并且适当的超喂率可以保证纱线膨化效果，从而为后续加工打好基础。
在本发明的实施例中，得到的膨化后的玻璃纤维纱通过张力调节装置进行张力调节，根据纱线线密度选用张力范围在25-70CN之间，优选为25CN～65CN，使纱线成型良好。
最后，本发明实施例将预加一定张力的纱线经过导纱机构导出，并通过卷绕装置使形成的玻璃纤维膨体纱均匀地卷装在纱管上，检验合格后入库备用。在本发明中，所述卷绕的卷装直径优选为260～420mm，更优选为350～400mm；卷绕线速度优选为200～800m/min，更优选为300～500m/min；卷绕长度可为8000～15000m。本发明控制卷装直径、卷绕线速度及长度的选择，能够保证纱线卷装合理，纱轴成形良好，为后续加工奠定基础。
本发明所制备的玻璃纤维膨体纱为无规则毛圈、缠绕、结节的膨松状态，该纱线的单丝直径为4～6μm(膨化处理前后基本一致)，优选为5～6μm。所述玻璃纤维膨体纱的线密度可为110tex～300tex，优选为120tex～280tex，例如为136tex或272tex；拉伸断裂强力可为50N～130N。所述玻璃纤维膨体纱线具有纤维断裂少，强力损失小，膨化均匀的特点，整体性能指标良好，利于后续应用及制品的质量，尤其是在环保除尘领域的应用。
需要说明的是，所述的线密度单位是特克斯(Tex)，简称特，旧称公支，符号为tex，又称“号数”，是指1000米长纱线在公定回潮率下重量的克数，tex＝g/L*1000，其中g为纱(或丝)的重量(克)，L为纱(或丝)的长度(米)。它是定长制单位，克重越大纱线越粗，常用来表示纤维纱线。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的玻璃纤维膨体纱的制备方法进行具体地描述。但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
以下实施例中的原料均为市售产品。
实施例1
将2根捻度为100捻/米的无碱玻璃纤维纱同时喂入德国迪策+舍尔公司的DST60型玻璃纤维膨体纱机中，喂入线速度为420m/min，超喂率设定为30％；经过高压喷嘴的0.4MPa高压空气流连续喷射，压缩气流必须是连续、稳定、洁净的高喷射，能够根据纱线的膨化效果要求进行喷吹压力的调整，使纤维分散，纱线蓬松，形成无规则毛圈、缠绕、结节等膨松状态，膨化后的无机纤维纱通过张力调节装置预加25CN张力，然后经过导纱机构、卷绕装置，以300m/min的卷绕线速度均匀的卷装在纱管上，卷装直径为350mm，卷绕长度为15000m，检验合格后入库备用。
实施例2
将4根捻度为150捻/米的无碱玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机(同实施例1)中，喂入线速度为580m/min，超喂率设定为30％；经过高压喷嘴的0.6MPa高压空气流连续喷射，压缩气流必须是连续、稳定、洁净的高喷射，能够根据纱线的膨化效果要求进行喷吹压力的调整，使玻璃纤维彼此分散，无机纤维纱整体蓬松，形成无规则毛圈、缠绕、结节等膨松状态，膨化后的无机纤维纱通过张力调节装置预加65CN张力，然后经过导纱机构、卷绕装置，以305m/min的卷绕线速度均匀的卷装在纱管上，卷装直径为400mm，卷绕长度为12000m，检验合格后入库备用。
对比例
采用实施例2的原料和设备进行加工，区别包括：喂入线速度为700m/min，超喂率设定为40％，高压气流为0.7MPa。
并且，将本发明实施例制得的玻璃纤维膨体纱线与市售普通玻璃纤维膨体纱的性能进行对比，结果如下表所示：
表1本发明实施例制得的玻璃纤维膨体纱线的性能指标
Figure BDA0002234132390000051
由以上实施例可知，本发明优化加工工艺，所制备的玻璃纤维膨体纱具有纤维断裂少，强力损失小，膨化均匀，蓬松度好的显著特点。而现有的膨体纱加工容易造成膨化强力下降，膨化不匀率升高。实践表明，本发明膨化不匀率不超过0.75％，纱线膨化均匀；无机纤维纱线强力保留率大于72％，强力保留率高，有利于在环保除尘等领域中的应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。

Claims (6)

1.一种玻璃纤维膨体纱的制备方法，包括以下步骤：
将两根以上的玻璃纤维纱同时喂入膨体纱机中，经过高压气流连续喷射，使纤维呈膨松状态，然后依次进行张力调节、导纱和卷绕，得到卷装的玻璃纤维膨体纱；所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为4～6μm；
所述两根以上的玻璃纤维纱的捻度为100～150捻/米，所述喂入的线速度为420～600m/min，所述膨体纱机中的超喂率为30～35％；所述高压气流的压力为0.3～0.8MPa；所述张力调节的张力范围为25～70CN。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述同时喂入膨体纱机中的玻璃纤维纱为2～4根。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卷绕的卷装直径为260～420mm，卷绕线速度为200～800m/min，卷绕长度为8000～15000m。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述卷绕的卷装直径为350～400mm，卷绕线速度为300～500m/min。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维膨体纱的线密度为110tex～300tex，拉伸断裂强力50N～130N。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维膨体纱的单丝直径为5～6μm，线密度为120tex～280tex。
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