影响玻璃纤维过滤布表面处理质量的因素浅析

1.前言

      玻璃纤维过滤材料具有强度高、尺寸稳定、耐高温、耐腐蚀性好及过滤效率高等优点，但玻璃纤维也有明显的缺点，即性脆、不耐折、不耐磨，在使用过程中频繁清灰，容易磨损、折断，影响使用寿命。玻璃纤维过滤布表面处理质量的好坏，对提高耐折、耐磨及憎水性等性能的差异很大，因此，掌握好影响过滤布表面处理质量的各种因素，严格控制过滤布表面处理的各个环节，对提高产品的各项性能具有重大意义。
本文在过滤布表面处理配方确定的前提下，从过滤布素布、化工原材料及表面处理工艺等方面，对影响过滤布表面处理质量的各种因素进行了简单的分析。了解这些因素，对过滤布的生产具有一定的指导作用。

2.影响过滤布表面处理质量的因素

      玻璃纤维过滤布的生产工序较多，与过滤布质量有关的有素布的生产，热清洗（脱蜡）工序，表面化学处理工序。其过程表示如下：
玻璃球--拉丝--纺织--素布--脱蜡--脱蜡布--表面化学处理---过滤布成品
影响过滤布表面化学处理质量的因素很多，其中包括：
Ⅰ 素布质量
Ⅱ 表面处理用化工原材料的质量与处理剂的配制
Ⅲ 热清洗（脱蜡）工艺
Ⅳ 表面处理机组与处理工艺

2.1素布质量
      素布即表面处理的坯布。素布的质量对处理布的质量起着决定性的作用，素布的质量不合格，无论处理技术多么高明，处理工艺多么先进，处理布的质量都会有问题。素布的外观疵点在GB-7687中作了详细的规定，在此不复赘述。这里仅就素布的均匀性和油污问题讨论如下：

      2.1.1素布的均匀性
      素布的均匀性包括两方面，其一是纱支均匀性问题，其二是纺织均匀性的问题。
纱支粗细不均直接影响过滤布的耐折性、透气性、强力和单位面积质量等各项性能，我国玻璃纤维纱支规定正负不得超过10%。
      纺织均匀性方面，主要存在经向张力不均和纬向纱线（特别是膨化纱）不均的问题。经向张力不均除了GB7687中规定的"松经"等疵点外，主要是所谓的"松紧边"现象，它会导致表面处理时，布两边吃料不均，致使左右两边形成色差和一边干一边潮的现象。影响含胶量的均匀性，进而影响耐折、耐磨等性能的均匀性。纬向膨化纱不均主要是膨化纱的膨化效果不均匀，导致布面一段纱线比较膨松，一段纱线较紧，布面出现横条纹，影响外观和过滤效果。张力不均还对透气性有着重要的影响，表现为透气性波动特别大，同一批布每次测出来的透气性数据都有较大的差异，且离散系数较大，改用剑杆织机织造后情况明显改善，表1是几种布的透气性数据，从表1可看出，美国进口布和剑杆织机布透气性离散系数仅3.0%和2.5%，而普通织机布则高达12.9%。
          
      2.1.2素布的油污问题
      油污对过滤布的性能有着极大的危害，布面上有一点油污经过脱蜡就会变成一个"破洞"，既影响过滤布的外观，又影响其使用寿命。同时还严重影响到"成品率"，造成成本上升，效益下降。所以在过滤布的生产中要严格控制油污的数量和大小，特别是要对外购素布严把质量关。

      2.2表面处理用化工原材料的质量与处理剂的配制
      表面处理用化工原材料是表面化学处理的基础，其质量是表面化学处理质量的保证。从目前具体情况和我们对各种原材料的研究结果看，主要存在的问题是乳液和分散液的稳定性以及有效成份含量等问题。

      2.2.1乳液和分散液的稳定性
      稳定性表现得比较严重的主要是胶体石墨乳剂和硅油乳液。
胶体石墨乳剂属悬浮分散液，当其颗粒较粗时更容易沉淀，不但使其有效成份不能充分发挥作用，同时还容易导致配方中其他有效成份沉淀，影响其使用效果。处理液中出现沉淀会给表面处理及其质量带来很多问题，比如：1、浸槽底形成沉淀层，从而影响到处理布的含胶量和透气性等各项性能；2、表面处理机组的托辊容易出现"脏辊"现象，使处理布布面出现竖条纹，从而影响处理布的外观等质量。
硅油乳液较难乳化，水乳液不稳定，容易出现"漂油"现象。"漂油"浸到布上以后，会使处理剂在该处浸不上去，从而使布面出现花斑，影响布的外观质量。

      2.2.2 有效成份含量的影响
      各个系列表面处理配方都是经过无数实验确定下来的，其对各种使用的化工原材料都有
一定的要求。根据我们对各种化工原材料进行的系统研究，有效成分含量与其出厂指标差异较大的主要有两种硅油乳液，其出厂技术指标分别为固含量30%和28%，我们实测只有12.8%和18%，二者都与出厂指标相差较大，这就使得该两种组分在配方中的比例严重不足，使FCA、FQ、FS2等系列配方憎水性不好，影响其含胶量、耐折等各项性能和使用效果。表2列出了合格的硅油乳液和不合格的硅油乳液用于FQ配方处理布的性能对比。
        
      2.2.3 处理剂的配制的影响
      表面化学处理用处理剂中各组分之间都有着内在的联系，处理剂的配制都有一整套完整的工艺，必须严格按照工艺要求配制，包括加料顺序和操作规程。处理剂配制不当，主要是会引起处理液的稳定性不好，从而影响表面处理滤布的外观质量和含胶量，进而影响强力、耐折、耐磨、透气性及破裂强度等各项性能。

2.3热清洗工艺的影响
       热清洗俗称"脱蜡"，是将素布的石蜡浸润剂经过高温部分烧除，使其残留量保持在0.25左右，强度保留率控制在70%以上。达到容易浸渍处理液，并且经过处理以后，强度能恢复到或超过素布的水平，而其它性能诸如耐折、耐磨等可大幅度提高之目的，同时还起到"热定纹"的作用。
       脱蜡工艺控制不当会影响处理剂的浸渍和滤布的含胶量、强力、耐折、耐磨、等各项性能，还会造成脱蜡布有色差，从而影响到处理布的颜色，这在配方系列FQ、FS2等配方中表现更为明显。具体分脱蜡过头和脱蜡不够两种情况。由于过滤布要求保留强度较高且对外观颜色无特别要求，因而采用中温脱蜡，脱蜡温度控制在380-480℃之间。正常情况下,脱蜡布应是金黄色，脱蜡不够时布面发白，其石蜡浸润剂的残留物一般都在0.35%以上，在表面处理时会影响处理剂的浸渍，致使处理布含胶量偏低，各项性能指标不好，脱蜡过头时布面发灰，滤布强力损失过大，使表面处理后强力偏低。
              
 

      2.4表面处理机组和处理工艺的影响
      表面化学处理就是将脱蜡布浸渍处理剂后，经过预烘、烘焙等工序，将浸渍液烘干并使其在纤维表面成膜，达到保护纤维，使其免受化学腐蚀，并提高其耐折、耐磨和憎水性等各项性能之目的。
       表面化学处理时，干燥的织物须用极小的张力导入并引出浸槽，轧辊要保持高度平行，其压力在保证能轧除多余的处理剂的情况下要尽量的小，一般连续纤维滤布轧余率控制在50-65%，膨体纱滤料轧余率控制在70-85%，而针刺毡的轧余率控制在200%左右。辊速必须与布速保持同步以避免带走浸渍液中的微细颗粒组分。各导辊之间须保持较好的平行度以避免布的跑偏。织物受潮会影响浸渍，使布面出现花斑；张力过大也会影响浸渍，使处理布含胶量偏低：辊速与布速不能保持同步时，就会造成"括料"现象，使过滤布表面的"毛毛"和浸渍液中的"四氟、石墨和成膜剂"等组分粘附于辊子表面，形成"脏辊"现象。

       注：上升高度越小越好。

       炉温和停留时间必须保持平衡，炉温必须控制在能使成膜剂成膜的最佳温度，停留时间也要合适。炉温过低就达不到应有的预烘效果，炉温过高会使成膜剂等组分变色，使处理布形成色差，并可能使布的手感发硬，影响处理布的各项性能。停留时间过短会导致成膜不完全，甚至布未烘干，造成处理剂与纤维结合不牢，表现为掉色、憎水性不好等现象；停留时间过长会影响产量，浪费能源和人力资源等。
       表4是0.5mm厚中膨斜纹布RH配方不同工艺处理的数据，其中，1300rpm处理布样经18小时水渍已上升至试条顶端，而900rpm处理布样经30分钟水渍还没有上升。从而可明显看出900rpm的处理工艺对提高处理布憎水性最好。

3.产品质量疵点产生的原因及解决办法
    
    
       玻璃纤维滤材的生产工序较多，产品质量较难控制，认真总结影响玻璃纤维滤料表面化学处理质量的各种因素，严格控制玻璃纤维滤材表面处理的各个环节是一项长期的工作，是一项群众性的工作。只有牢固树立"质量第一"的思想，长期不懈地狠抓不放，才能把它做好，将它保持。
        本人根据笔者在车间生产的经验和体会，对影响过滤布表面处理质量的因素，进行了简单的分析，许多观点有错误和不妥之处，欢迎批评指正。