粘胶超短纤维生产技术研究
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摘要:粘胶超短纤维研究主要针对生产粘胶超短纤维使用的切断机，超短纤维对分散性、缠绕纤维的要求，提出影响超短纤维品质的关键因素，并针对关键因素制定解决方案。
关键词:超短纤维影响因素切断机 分散性缠绕
中图分类号： O189 文献标识码： A
普通短纤维根据品种和用途的不同，一般长度在32mm-102mm之间，而超短纤维一般指切断长度小于20mm的任何短纤维，常用的一般为3-10mm。根据原料的不同，一般有涤纶超短纤维、丙纶超短纤维、粘胶超短纤维等。从市场总体状况来看，涤纶和丙纶超短纤维应用量较大，粘胶超短纤维应用量相对较小。但粘胶纤维具有的资源优势与品质特点，使其具有较大的发展空间。
1粘胶超短纤维的品质要求
粘胶超短纤维主要应用领域是无纺布产品，高档造纸，建筑行业的增强材料。
根据其应用领域的要求，粘胶超短纤维与普通粘胶短纤维相比，具有特殊的品质要求。
切断长度的均匀性与精度，这很好理解，如果纤维名义长度为38mm，实际切断长度为37-39mm都不会影响纤维的使用，但在超短纤维中，切断长度为3-10mm，偏差到1mm以上时其长度偏差率已经达10%以上，对其使用已经有较大的影响，因此，粘胶超短纤维需要良好的工艺与装备来保证切断的均匀与精度。
分散性良好，特别是用于高档用纸和建筑行业的增强材料时，所谓分散性良好就是纤维在打散状态下，粘结，勾结量少，乱丝，杂丝，疵点丝少，在水中打散呈均匀分散，当用于造纸时，在造纸过程中均匀分散，纸面美观无瑕疵，用于建筑行业，增强效果良好均匀。
2影响超短纤维品质的关键因素
通过实验与试生产分析，我们首先确定了影响超短纤维品质的关键因素，以其针对关键因素制定解决方案。
粘胶超短纤维对纤维的长度与精度提出了很高要求，但普通粘胶短纤维生产现在最常用的切断机是水流式切断机，其通过水流握持丝条，由底动刀共同作用将纤维切断，其切断长度一般设计最小理论值为20mm，但各公司实际最短超长度一般未超过25mm。同时由于其切断原理的限制，在切断过程中必然存在着纤维长短不一，因此该类切断机已不能满足粘胶超短纤维的生产需求，因此寻求切断设备成为了生产粘胶超短纤维的首要关键因素。
粘胶超短纤维的分散性品质要求体现在生产过程中既包含了对切断精度的要求，也包括对纺丝及后处理工艺的要求，为了达到良好的分散性，必须提高纺丝及后处理工艺的品质。这个问题是达到粘胶超短纤维品质要求的第二关键因素。
3根据关键因素制定工艺方案
3.1切断机选型
从前文可知，切断机的选型非常重要，沟槽式切断机，瓷辊滚刀式，以及现在常用的水流式切断机装刀数最多为六把，切断长度受限。通过考察，可用于超短纤维切断的切断机以有下几类。
3.1.1铡刀式切断机：
铡刀式切断机是采用1对垂直平面方向进行直线运动的刀片，同步带动进给装置的送料导辊将被切的丝束喂入切断口，采用挡块固定所需的切断长度，完成剪切工作。
该设备结构简单，调整范围广范；对所切断的丝束要求不高，原料适用性差；缺点是切断效率低，切断精度差。但由于结构简单，价格低廉，被许多品质要求不高的用户所选用。
3.1.2平行刀式切断机：
刀盘上切断刀片的刃口沿一个平面方向上排布，刃口朝上，刃口之间的距离即是所需的切断长度，采用一个倾斜的压轮将丝束喂入刀盘，刀盘回转，碾压式地将丝束切断成所需要的切断长度。
在该类切断机上，切断后纤维，落棉比较顺畅，切断精度高，切断效率高，但设备结构复杂，维护要求高。刀片的实际工作长度低于刀的长度，切断能力有一定影响。
3.1.3压轮式切断机
压轮式切断机又称放射式切断刀盘切断机，所有的刀片呈放射性的安装在刀盘上，刃口朝外，，刀片刃口之间的距离即是所需的切断长度。刀盘回转带动丝束喂入，平行的压轮与刀片刃口接触将纤维切断。
该类设备切断能力大，速度高，质量好，切断长度没有差异，切断精度较高；刀盘设计简单，维护容易，可适合各种切断要求；同样的规模下刀盘所需要的刀片数量较少；丝束喂入状态好，不易发生扭转和翻动，出现断刀时，通过自停装置能使机器瞬间停止。设备包括曳引机和切断机两部分，参数设定后可自动调节张紧度，满足超短纤维所需要的切断精度要求
通过对比分析以及和粘胶超短纤维用户交流，我们认为选用压轮式切断机更为适合高精度粘胶超短纤维的要求。这种设备的先进制造技术多掌握在国外切断机制造商手中，如美国DM&E，鲁姆斯（LUMMUS），德国FLIESSNER，意大利FARE，日本帝人、东阳纺等。最终确定选用了日本帝人公司的产品。
3.2 分散性控制
根据影响分散性的因素，我们制定提高纺丝稳定性，优化后处理工艺，减少不良成形。
3.2.1提高纺丝稳定性
纺丝的稳定性直接影响着成品纤维的分散性，主要影响饼丝和粘结丝以及疵点丝，根据我们的生产经验，要想保证纺丝稳定，必面保证供过来的粘胶品质好，酸浴质量好，纺丝组件状况良好，纺丝工艺匹配，因此在生产超短粘胶纤维时制胶系统、酸浴系统应该单独可调，不与其他生产线共用制胶体系、酸浴，从而保证制胶工艺、酸浴处理工艺的稳定，达到纺丝胶品质优良连续，酸浴洁净组份稳定。
由于其对分散性的超高要求，原有的喷丝组件孔径间距小，成形状况不佳，因此需要开发新的喷丝组件。由生产经验确定，达到保证良好的可纺性在开发喷丝组件可采用二种形式，一是减少单个喷丝帽的孔数，扩大孔间距，缺点是单锭总孔数下降，同样纺速下产量受到影响。二是采用环形喷丝板，多角度供酸，加大酸浴与丝的接触空间，改善酸浴与丝条接触的均匀性。通过分析，由于采用丝束线生产，受装置影响，本身不能升满锭，环形喷丝头使用尚不成熟，因此选用了减少单锭孔数的方案。单锭由76000孔减少到54000孔。新的喷丝头安装使用后，经过对比，成品的分散性明显改善。
3.3 降低乱丝缠绕丝
影响超短纤维分散性的另一要素是乱丝缠绕丝所形成的打结丝，丝团，在切断后造成超短纤维中的单双眼丝，在应用时会导致纸面不美观。因此必须降低纺丝与后处理过程中的乱丝与缠绕丝。乱丝缠绕丝的成因主要是牵伸在成形过程中因各种外在原因将单丝拉断在水流或蒸汽流的作用下打散发生缠绕造成的。因此从纺丝部位开始与丝条接触部位，所经过的水流和蒸汽流都要考虑进去。
首先纺丝及机内二浴部分、后处水洗槽内，塑化浴槽内的导丝部件，由于采用的陶瓷件，在使用一段时间受磨损影响，表面釉质脱落，露出里层，表面光洁度不够，与丝接触时易粘丝，导致单线断裂。之后受所接触水流蒸汽流后，断丝从丝束内游离到表面形成乱丝。因此，需要对这些导丝件的材质进行研究考察，选用耐磨耐酸碱的导丝件，经过对比试，选用高品质的三氧化二铝制作的导丝件，在与丝条接触，发生磨损后，由于内外部材质一致，光洁度不发生变化，可满足粘胶超短纤维的使用需求。缺点是价格昂贵。但由于延了使用周期，总体成本仅略有增加。
其次调整纺丝工艺，主要是降低盘间牵伸比和塑化浴牵伸比，在保证强度的同时尽量减少单丝拉断现象。调整制胶工艺，保证粘胶品质，降低因纺丝丝条成形不良造成的单丝断裂。
最后分析可能对丝束产生冲击的部位与冲击的方式，研究最大限度降低冲击的方法。在塑化浴内一般采用蒸汽管直接加热，为了达到良好的蒸出CS2效果一般蒸汽对丝条的冲击较大，达到冲散纤维，蒸出CS2的目的。但在粘胶超短纤维生产中需要降这种冲击降低，选用缩小蒸汽管孔眼孔径，增加孔数的方法保证蒸汽量，同时调整蒸汽管孔方向，使其不直接吹向纤维，减少蒸汽对丝束的冲击。后处理各处理浴槽内加热方式为直接蒸汽加热，蒸汽管在丝束的正下方，正好对纤维形成直接冲击，借鉴大生产线精炼以蒸汽喷射泵为动力既对水进行加热又能对水的流动形成动力源的方式，采用蒸汽喷射泵管路外循环加热浴液。可直接将该部分蒸汽对丝条的冲击降为零。
4实施效果
通过进行粘胶超短生产技术的研究并进行了相应改进与调整，粘胶超短纤维的品质得到了大幅度的提升，产品质量达到了日本用户的要求，并形成了批量出口。