CN102072874A - 玻璃纤维湿法短切原丝水分散性检测方法及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明一种湿法短切原丝水分散性的检测方法通过模拟玻璃纤维纸或薄毡生产过程中湿法短切原丝的分散研究湿法短切原丝的水分散性能，以改善工艺，指导生产。包括：第一种运动的第一次分散，第二种运动的第二次分散，过滤和观察。本发明还提供了进行上述检测方法的检测设备，包括具有上开口的、底部设置具有控制阀门的出水口和水平放置的过滤网的容器A，以及带冲板手柄和冲板底板的、用于冲刷的冲板。本检测方法及检测设备使用简单，易于操作，能直观的、有效地表征出湿态短切纱的水分散工艺性能。

Description

玻璃纤维湿法短切原丝水分散性检测方法及检测设备

技术领域

本发明涉及玻璃纤维的水分散性检测方法及设备，特别是玻璃纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法及设备。

背景技术

玻璃纤维湿法短切原丝简称湿法短切原丝，是玻璃纤维的一种，是由连续玻璃纤维原丝经短切成一定长度而制成，通常其规格长度为6、12mm等。湿法短切原丝水分适中，能在水中或水浆(成分)中快速均匀地分散，主要用于水分散工艺制造玻璃纤维纸和薄毡。玻璃纤维纸和薄毡可以增强制品的表面强度、光洁度和耐腐蚀性能，在工业上和生活上有大量应用。

玻璃纤维纸和薄毡生产工艺均要求将纤维均匀分散，如果纤维分散不均匀，易在毡面形成束状或团状纤维，影响毡面质量，比如会导致毡面均匀度变差、局部厚度不均匀、及树脂浸透性能降低等。因此，检测玻璃纤维纸和薄毡生产过程中纤维在水中的分散性能对优化玻璃纤维纸和薄毡的生产工艺，提高其质量具有重要的作用。目前对于玻璃纤维湿法短切原丝水分散性能的测试尚无国家标准。

发明内容

本发明提供了一种湿法短切原丝水分散性的检测方法，本检测方法是模拟玻璃纤维纸和薄毡生产过程中的纤维分散工艺制定的，用来考察湿法短切原丝在生产过程中的水分散性能，为实际生产提供指导意义。

一种湿法短切原丝水分散性能的检测方法，包括如下步骤：

(1)将适量湿法短切原丝放入水中并使其在水中做第一种运动而使湿法短切原丝的纤维束被初步打散，形成混合液；

(2)采用与第(1)步湿法短切原丝在水中做第一种运动的方式不同的第二种运动使混合液中湿法短切原丝纤维束进一步打散，所述第二种运动在底部有过滤网和受控制的出水口的容器中进行，所述底部有过滤网和受控制的出水口的容器简称容器A；

(3)打开出水口的控制阀门，使湿法短切原丝的被进一步打散的混合液中的水透过所述过滤网从所述出水口流出，将所述湿法短切原丝留在所述过滤网上；

(4)观察所述过滤网上所述湿法短切原丝的分布状况来判断其水分散性能的好坏；若湿法短切原丝多以束状形式分布，说明该条件下其水分散性能较差；若湿法短切原丝多以单根纤维的形式均匀分散，而很少甚至无束状纤维束，则说明该条件下其水分散性能好。

所述第(1)步的第一种运动可以为旋转运动，通过搅拌器或离心机搅拌，使湿法短切原丝在水中旋转分散。

所述第(2)步的第二种运动可以为上下运动，通过带孔的冲板在混合液中上下运动促使湿法短切原丝上下翻动，使混合液反复通过所述冲板的孔，使所述湿法短切原丝的纤维束进一步分散开，这种冲板在混合液中的运动称为冲刷。所述容器A与所述过滤网可以为可分离结构。所述冲板的上部设置有垂直于冲板底板的冲板手柄。

湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，包括具有上开口的容器A，所述容器A的底部设置具有控制阀门的出水口，所述容器A底部还设置有水平放置的过滤网，所述过滤网与所述容器A底部为具有连接的结构或可分离结构；还可以包括一其上均匀分布有通孔的冲板，所述冲板的形状和大小与所述容器A内腔相适应，并能在所述容器A内以冲板底板平行于水平方向做上下移动。

所述容器A可以分成上下两部分，其上部为方形、矩形或圆形腔体，下部为与上部底边相对应并固定连接的方锥形或圆锥形漏斗，所述漏斗的底部设置有具有控制阀门的出水口，所述过滤网的形状与尺寸与所述容器A上部底面的形状与尺寸匹配，以便过滤网在放入所述容器A时过滤网周边与容器A的周边紧密接触，防止混合液中的湿法短切原丝从所述过滤网周边外漏出。

所述冲板还可以包括冲板手柄，所述冲板手柄为长条状，其一端固定安装在冲板底板上，另一端为自由端，所述冲板底板上规则排布具有相同孔径的圆孔，所述冲板底板与所述过滤网形状相同，所述冲板底板的尺寸小于所述过滤网尺寸，以便所述冲板底板方便的在所述容器A中做上下运动，而不会将所述过滤网带起。

所述的湿法短切原丝水分散性能检测设备，还可以包括用以防止混合液溅出的顶盖，所述顶盖活动安装或可拆卸安装在所述容器A上部的上方，所述顶盖在对应于所述冲板手柄的位置有直径大于所述冲板手柄截面直径的圆孔，所述冲板手柄穿过所述顶盖的圆孔穿出所述容器A外。

本发明的技术效果：

本发明的湿法短切原丝水分散性能的检测方法是模仿湿法短切原丝生产工艺的分散过程，以此模拟方法检测玻璃纤维纸或薄毡生产过程中湿法短切原丝的水分散性能。本方法是将定量的玻璃纤维湿态短切原丝通过一种运动方式均匀分散于水中，再通过第二种运动方式对其进一步分散，并放掉水分，迫使湿法短切原丝在至少两种方式的运动下尽可能均匀分布在过滤网上，便于根据纤维在过滤网上的分布情况来表征湿法短切原丝水分散性，并通过观察过滤网上短切原丝分布状况判断其水分散性能的好坏。

本发明进一步的方案将定量的湿态短切原丝通过旋转方式均匀分散于水中，再通过上下运动对其进一步分散，并放掉水分，使湿法短切原丝均匀分布在过滤网上，根据其分布情况表征湿法短切原丝水分散性，并通过观察其分布状况判断其水分散性能的好坏。

本发明进一步还提供了一种进行上述试验的检测设备，在出水口的控制阀门处于关闭状态下，通过一种运动方式对湿法短切原丝进行分散；在出水口的控制阀门处于开启状态下，该容器相当于一个大漏斗，辅以过滤网实现对纤维的过滤和检测其分散性能的功能。

本发明进一步的方案提供了一种冲板，对湿法短切原丝进行进一步的分散，以模拟湿法短切原丝生产过程中的分散过程，冲板手柄便于操作人员方便的进行冲刷、分散的操作，冲板底板上规则排布的等径圆孔方便混合液在冲刷过程中通过，使得纤维在水中的分散更加充分，更接近于生产过程的实际情况。

本发明进一步的方案提供了一种顶盖，以防止在上述分散过程中混合液溢出容器，保证了检测过程的安全和检测的精确度。

本检测方法使用设备简单，易于操作，能直观的、有效地表征出湿态短切纱的水分散工艺性能。

附图说明

图1是检测湿法短切原丝水分散方法流程图

图2是过滤槽三维图。

图3是过滤槽全视图。

图4a是冲板俯视图。

图4b是冲板侧视图。

附图标记如下：

1-过滤槽；2-出水口的控制阀门；3-支架；4-冲板；5-过滤网；6-冲板圆孔，7-冲板底板，8-冲板手柄。

具体实施方式

以下结合附图对本发明湿法短切原丝水分散性的方法和设备作进一步说明。

图1是本方法的流程图。由图可见，本方法分为4步。

(1)第一次分散：随机选取1-3g的玻璃纤维湿法短切原丝，与10-30kg水一起加入不锈钢桶。在其中加入适量分散剂，通过电动搅拌器以60-100rpm的转速搅拌2-5分钟，将纤维束初步打散，使其分散于水中，得到混合液。此处的搅拌运动为所述的第一种运动。本步骤的实质为通过一种运动对湿法短切原丝进行分散，因此本领域技术人员能够想到的实施旋转运动的方法(比如超声，振荡，以及使用离心机的旋转运动等)也应在本发明的保护范围之内。

(2)第二次分散：将过滤网5放置在过滤槽1底部，所述过滤槽1为上述容器A。关闭过滤槽1底部的出水口的控制阀门2，将上述混合液倒入过滤槽1；将冲板4放置在过滤槽1内的过滤网5上，冲板4的冲板底板7平面与过滤网5平面完全接触，然后工作人员手动操作冲板手柄8在冲板底板7平行于过滤网5平面的方向上下运动冲板4，使混合液上下翻动反复冲刷冲板。此处的上下运动为不同于第(1)步运动的所述第二种运动。上下运动速度约为每分钟反复上下运动30次，上下运动时间为1～2分钟，上下运动范围为最低到达过滤网5最高到达混合液液面之下，通过该上下运动使混合液往复通过冲板圆孔6来回流动，使湿法短切原丝进一步分散。当然本领域技术人员可以很容易的想到也可以在过滤槽1中进行上述第(1)步的分散，因此所述不锈钢桶完全可以省略。由于上下运动过程中可能会将混合液带出容器，为了避免此现象的发生，给过滤槽顶部加一个顶盖(图中未画出)，该顶盖中心留一个圆孔，孔径略大于冲板手柄截面直径，使冲板可以自由上下运动，而混合液则很难溢出容器A。本步骤的实质为借助不同于第(1)步的旋转运动的其它运动方式对湿法短切原丝进行进一步分散，因此本领域技术人员能够想到的与第(1)步不同的运动方式或使用不同设备产生的相同运动方式的其它分散方法(比如振荡器产生的振荡、人工来回摇动的振荡、超声仪产生的超声、离心机产生的旋转、搅拌仪产生的旋转等)也应在本发明的保护范围之内。

当然，分散次数越多，分散效果越好。但经试验测定，经过上述两次分散后的湿法短切原丝的分数情况与生产过程中的分散情况类似，因此没有必要再做更进一步的分散。

(3)过滤：将冲板4从过滤槽1中取出，然后打开过滤槽1下方的出水口的控制阀门2，使混合液中的水透过过滤网5从出水口的控制阀门2流入下部水管或水槽，而湿法短切原丝分布在过滤槽底的过滤网5上。

(4)观察：观察湿法短切原丝在过滤网上的分布状况来判断其水分散性能的好坏。若玻璃纤维湿法短切原丝发生抱团，即成为束状纤维束，说明玻璃纤维水分散性不好。反之，若湿法短切原丝在过滤网5上多以单根纤维的形式均匀分散，而很少甚至无束状纤维束，说明该湿法短切原丝分散性好。

本例中作为容器A的过滤槽1包括过滤网5，冲板4，顶盖(图中未画出)，支架，本例中的过滤槽1上部呈正方形或长方形腔体，下部呈与上部形状对应的正方椎体或长方椎体的漏斗。在漏斗底部的出水口安装一控制阀门2。本领域的技术人员可以很容易的想到本实施例中的容器A过滤槽1也可以是任何其它容器，只要能满足容纳混合液、对混合液进行分散以及过滤的功能，比如类似于混凝土搅拌机的结构，各种带阀门和滤网的槽或桶以及其它带开关系统和过滤系统的结构，因此上述结构也应在本发明的保护范围之内。过滤槽1固定于支架3上，过滤槽1下方可连接水槽或水管，以便于将水排走。过滤网5的形状与过滤槽1的上部与下部交界面的形状相同，其大小略小于过滤槽1的上部与下部交界面的大小，这样，在冲板上下运动进行冲刷的过程中，过滤网5不至于被水流带起，以防止混合液中的湿法短切原丝从过滤网5边缘外侧流入下部漏斗，为实现此目的，本领域的技术人员很容易可以想到使用必要措施在过滤槽1中对过滤网5进行临时性的固定，比如在过滤槽1内部上下部之间的周边处安装弹性材料起到临时固定过滤网5的作用，或者直接将过滤网5与过滤槽1连接固定，比如用可变长度的金属链(如带抽拉装置的金属链)将过滤网5与过滤槽1连接，在过滤网5与过滤槽1需要紧密接触时，可以收紧金属链以限制过滤网5的移动范围，防止短切原丝从过滤网5周边漏出；在需要将过滤网5拿出观察分散效果时，可以放长金属链以取出过滤网5。冲板4包括冲板底板7和条状的冲板手柄8。本例中的冲板手柄8只有1个，且安装在冲板底板7的中心，但本领域技术人员可以很容易的想到冲板手柄8可以有1个以上，比如2个，并安装在冲板底板7同一面上，以方便操作人员双手或多人共同进行分散工序。冲板底板7的形状和大小与过滤网5的形状和大小相同，或小于过滤网5的大小，使得冲板底板7下表面在未工作时可以放在过滤网5上。冲板底板7上均匀排布孔径相同的圆孔6，圆孔6的尺寸为1.5cm～3cm，优选2cm，圆孔之间的间距最大为2cm，本例中为2cm。

本发明用于实验室中玻璃纤维湿法水分散性的定性检测。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范国当中。

Claims (10)

1.一种湿法短切原丝水分散性能的检测方法，包括如下步骤：

(1)将适量湿法短切原丝放入水中并使其在水中做第一种运动而使湿法短切原丝的纤维束被初步打散，形成混合液；

(2)采用与第(1)步湿法短切原丝在水中做第一种运动的方式不同的第二种运动使混合液中湿法短切原丝纤维束进一步打散，所述第二种运动在底部有过滤网和受控制的出水口的容器中进行，所述底部有过滤网和受控制的出水口的容器简称容器A；

(3)打开出水口的控制阀门，使湿法短切原丝的被进一步打散的混合液中的水透过所述过滤网从所述出水口流出，将所述湿法短切原丝留在所述过滤网上；

(4)观察所述过滤网上所述湿法短切原丝的分布状况来判断其水分散性能的好坏；若湿法短切原丝多以束状形式分布，说明该条件下其水分散性能较差；若湿法短切原丝多以单根纤维的形式均匀分散，而很少甚至无束状纤维束，则说明该条件下其水分散性能好。

2.根据权利要求1所述的湿法短切原丝水分散性能的检测方法，其特征在于，所述第(1)步的第一种运动为旋转运动，通过搅拌器或离心机搅拌，使湿法短切原丝在水中旋转分散。

3.根据权利要求1或2所述的湿法短切原丝水分散性能的检测方法，其特征在于，所述第(2)步的第二种运动为上下运动，通过带孔的冲板在混合液中上下运动促使湿法短切原丝上下翻动，使混合液反复通过所述冲板的孔，使所述湿法短切原丝的纤维束进一步分散开，这种冲板在混合液中的运动称为冲刷。

4.根据权利要求1所述的湿法短切原丝水分散性能的检测方法，其特征在于所述容器A与所述过滤网为可分离结构。

5.根据权利要求3所述的湿法短切原丝水分散性能的检测方法，其特征在于所述冲板的上部设置有垂直于冲板底板的冲板手柄。

6.湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，包括具有上开口的容器A，所述容器A的底部设置具有控制阀门的出水口，所述容器A底部还设置有水平放置的过滤网，所述过滤网与所述容器A底部为具有连接的结构或可分离结构。

7.根据权利要求6所述的湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，还包括一其上均匀分布有通孔的冲板，所述冲板的形状和大小与所述容器A内腔相适应，并能在所述容器A内以冲板底板平行于水平方向做上下移动。

8.根据权利要求7所述的湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，所述容器A分成上下两部分，其上部为方形、矩形或圆形腔体，下部为与上部底边相对应并固定连接的方锥形或圆锥形漏斗，所述漏斗的底部设置有具有控制阀门的出水口，所述过滤网的形状与尺寸与所述容器A上部底面的形状与尺寸匹配，以便过滤网在放入所述容器A时过滤网周边与容器A的周边紧密接触，防止混合液中的湿法短切原丝从所述过滤网周边外漏出。

9.根据权利要求8所述的湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，所述冲板还包括冲板手柄，所述冲板手柄为长条状，其一端固定安装在冲板底板上，另一端为自由端，所述冲板底板上规则排布具有相同孔径的圆孔，所述冲板底板与所述过滤网形状相同，所述冲板底板的尺寸小于所述过滤网尺寸，以便所述冲板底板方便的在所述容器A中做上下运动，而不会将所述过滤网带起。

10.根据权利要求9所述的湿法短切原丝水分散性能检测设备，其特征在于，还包括用以防止混合液溅出的顶盖，所述顶盖活动安装或可拆卸安装在所述容器A上部的上方，所述顶盖在对应于所述冲板手柄的位置有直径大于所述冲板手柄截面直径的圆孔，所述冲板手柄穿过所述顶盖的圆孔穿出所述容器A外。

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