聚四氟乙烯加捻長絲過濾織物的生產

郭 華 顧鈺良 陳曉峰 賈高鵬

（1.江蘇華躍紡織新材料科技股份有限公司，江蘇鹽城，256600；2.鹽城工學院，江蘇鹽城，224051）

目前聚四氟乙烯（以下簡稱PTFE）長絲生產是以PTFE分散樹脂為原料，通過與液體潤滑劑（如煤油）混合，經過擠壓、壓延、拉伸、切割、燒結定性，最后冷卻形成連續長絲［1-2］。我公司具備PTFE長絲及紗線織造整套生產系統，近期根據市場調研和用戶要求，設計開發了兩款過濾用PTFE加捻長絲織物，現將產品的生產情況進行介紹。

1 PTFE材料性能

PTFE分子鏈上碳碳鏈兩側連接的氟原子半徑大于氫原子，氟原子幾乎覆蓋了整個碳碳鏈的表面，加之相鄰大分子鏈形成螺旋狀的扭曲鏈結構，這使得PTFE材料表現出如下優異性能［3-4］。第一，優異的耐高低溫性能。PTFE在200℃條件下，強力利用系數損失率不高，還能保持97%左右；在-100℃仍具有一定的柔韌性能。第二，優異的腐蝕性。PTFE具有優異的耐強酸強堿和強氧化劑能力，各種有機溶劑幾乎不能使其溶脹，可作為腐蝕性藥品的包裝密封材料等。第三，優異的耐氣候性。PTFE防紫外線性能優異，放置在大氣環境中幾乎不老化，強力損失非常小。第四，優異的潤滑性能。與鋼材的摩擦因數可低至0.04；表面張力低，幾乎不黏附任何物質。第五，優異的電氣絕緣性能，體積比電阻高達1×1018Ω·cm。PTFE材料因優異的性能被廣泛應用在國防軍工、石油、無線電、電力機械、環保、化學工業等重要領域［5-6］。

2 產品性能要求和技術規格

2.1 產品性能要求

PTFE織物表面無油污、雜質等，紗線之間滑移要小。環保裝備中過濾材料需要同時具有良好的耐高溫性能和耐酸堿性能，特別是在強酸堿條件下對粉塵等不同物質的分離和過濾，普通濾料無法滿足嚴苛的環境要求。PTFE纖維具有優異的耐高溫性能和耐酸堿性能，是過濾材料的首選，但該纖維抱合力低、摩擦因數小，這對織物的織造和力學性質有一定的影響。為了改善PTFE長絲的抱合力，改善材料的加工性能，我公司設計織造了PTFE加捻長絲。該PTFE加捻長絲制品如圖1所示。該長絲性能指標：線密度55.6 tex，斷裂強力18 N，斷裂伸長率10.09%。對PTFE長絲進行加捻和熱定形處理，該長絲捻度為400捻/10 cm，熱定形溫度為360℃。在此基礎上根據用戶需求，開發兩種規格的PTFE加捻長絲過濾織物。

圖1 PTFE加捻長絲制品

2.2 產品規格

根據用戶對織物指標的要求并結合過濾使用需要，我公司開發了兩款過濾織物。經、緯紗均采用55.6 tex的PTFE加捻長絲。織物1：經密140根/10 cm，緯密83根/10 cm，織物組織為平紋，單位面積質量130 g/m2。織物2：經密324根/10 cm，緯密248根/10 cm，織物組織為五枚三飛緞紋，單位面積質量350 g/m2。

3 生產要點和工藝配置

3.1 靜電消除

PTFE材料體積比電阻可達1×1018Ω·cm，表面比電阻可達1×1013Ω，在生產加工過程中非常容易集聚靜電，給生產帶來困難。因此，我公司技術人員在停經架、織機以及其他導紗機構上安裝簡單的靜電消除裝置，并利用加濕器給濕消除靜電，確保整經時經紗張力均勻、長絲生產時卷裝成形良好、織造時開口清晰，確保生產的順利進行。例如：在織機導布輥的一端套了一個金屬環，金屬環連接導線，將導線接地。PTFE織物上聚集的靜電即可通過導布輥、金屬環、導線，將靜電導走，以達到消除靜電的目的。織機導布輥靜電消除裝置如圖2所示。由于簡易的靜電消除裝置和加濕器能有效地改善靜電聚集情況，PTFE長絲織物生產過程中不需要上漿工序。

圖2 織機導布輥靜電消除裝置

3.2 整經工序

整經前檢查并清潔所有紗線通道，確保紗線通道清潔無污染。采用KY601型分條整經機，工藝配置原則為“中低速度，勻張力，防損傷，勻卷繞”［7］。根據我公司生產的PTFE長絲細度，織物1的整經工藝參數設置為：位移0.98 mm，條數7條，每條460根，條寬34.5 cm，整經速度180 m/min，倒軸速度 80 m/min，倒軸張力0.4 MPa；織物2的整經工藝參數設置為：位移1.20 cm，條數10條，每條460根，條寬15.8 cm，整經速度180 m/min，倒軸速度80 m/min，倒軸張力0.4 MPa。為了防止損傷長絲并兼顧生產效率，兩種規格織物的整經速度均控制在180 m/min，倒軸速度均為80 m/min，倒軸張力均為0.4 MPa。在該參數配置下，PTFE長絲經過整經工序后生產正常，經軸卷繞均勻，成形良好，紗線表面損傷小。

3.3 穿筘工序

織物1：采用順穿法，每筘1入，筘號132齒/10 cm。織物2：采用順穿法，每筘4入，筘號77齒/10 cm。保證上機織造的相關部件表面光滑無毛刺。

3.4 織造工序

遵循“低車速，小張力，晚開口”的工藝原則。PTFE長絲織物在生產過程中容易產生劈絲發毛現象，因此在上機前對織機布面通道進行檢修保養，確保在織造過程中PTFE長絲完好。該PTFE加捻過濾織物采用必佳樂190型劍桿織機織造。織物1主要工藝參數：車速340 r/min～350 r/min，采用長后梁，后梁高度18 cm～20 cm，停經架高度4.5 cm～6 cm，多臂開口量 60 mm、65 mm、70 mm、75 mm、80 mm、85 mm，綜平時間300°，綜平時綜框高（135±2）mm。織物2主要工藝參數：車速350 r/min～370 r/min，采用長后梁，后梁高度20 cm～21.5 cm，停經架高度6 cm～7 cm，多臂開口量50 mm、60 mm、70 mm、80 mm、84 mm、87 mm、105 mm、113 mm、121 mm、129 mm。綜平時間 300°～310°，綜平時綜框高（137±2）mm。織造過程中主要的疵點為紗線相互摩擦后靜電聚集產生的劈絲發毛，我公司技術人員在織機上加裝了靜電消除裝置和加濕器，以減少經緯紗線相互摩擦產生的靜電。實際生產中，織機上的加濕裝置和靜電消除裝置如圖2所示。采用加濕器和靜電消除裝置后，明顯改善了PTFE長絲起靜電纏繞而導致的綜絲、鋼筘和織口處產生的劈絲發毛問題，確保了產品的生產質量。

坯布下機后經過驗布機，采用人工碼布修織和清潔，確保布面平整、無污物，再對坯布進行打卷包裝。

4 織物性能測試

依據GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率（條樣法）》測定和GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，測試兩種規格的PTFE長絲過濾織物的強力和透氣性能［8-9］，結果如下。 生產的兩種規格的PTFE加捻長絲過濾織物性能指標均達到了用戶要求。

織物 織物1 織物2

單位面積質量/g·m-2133 353

經向斷裂強力/N 1 217 2 725

經向斷裂伸長率/% 8.64 23.35

緯向斷裂強力/N 842 2 361

緯向斷裂伸長率/% 7.39 19.30

幅寬/cm 230.0 56.5

厚度/μm 260 280

透氣量/mm·s-1638.5 582.2

5 結語

由于PTFE表面摩擦因數低、抱合力差，在PTFE長絲生產中要給長絲加上捻回并高溫熱處理進行捻回定形，提高長絲的抱合力。由于PTFE絕緣性能好，容易劈絲，因此在PTFE長絲及其織物生產過程中要減少摩擦、消除靜電，在生產設備上設置靜電消除裝置和加濕器，可以減少靜電的集聚，選擇適當的工藝參數可以減小對長絲的磨損。我們從原料、工藝參數、設備和操作方法上優化組合，解決PTFE長絲及織物加工過程中出現的各種問題，保證了PTFE加捻長絲過濾織物的品質，滿足了用戶的要求。