CN101832908B - 玻璃纤维短切指数测试装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃纤维短切指数测试装置和方法，测试装置包括纱团、压缩空气气源、短切压力调压阀、喷射压力调压阀和短切喷枪，其特征在于：还包括支架，支架上、短切喷枪的前侧固定有收集盒，收集盒的前面板采用透明材料，前面板均分为多个区域，前面板底部对应各区域标有刻度；通过测试装置对玻璃纤维短切指数进行测试，在合适的环境下开启短切喷枪一定时间，通过观察槽观察收集盒的前面板上每个区域短切纱的高度，读出各区域的高度，根据各区域读出的高度得出玻璃纤维短切指数数据，累加得到短切指数。本发明通过对喷射纱在各区域的分布情况进行统计，能够准确、简单、迅速地检测出玻璃纤维短切后的分布情况，从而得出玻璃纤维短切指数。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维短切指数测试装置和方法，特别涉及一种喷射纱短切性能测试装置和方法。
背景技术
用于短切的玻璃纤维主要有四种，第一种是用于便携式玻纤-树脂喷枪设备，我们称之为喷射纱；第二种是用于预型体的制造；第三种是用于制造透明板材；第四种是用于制造品片状模塑料(SMC)和团状模塑料(DMC)。
其中，喷射纱用于喷射成形工艺，它是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。这个过程中纱的短切情况，短切后的分散和分布情况，短切后纱的集束性，有无毛丝、纱团、静电以及浸透速度等都会影响最终产品的质量。其中短切后纤维本身的均匀分布是达到产品均匀度的首要条件。分散均匀性好，制得的材料泡孔均匀，力学性能较高。
影响这些性能的因素主要有以下三种：一是纤维直径，这个因素可以很容易地决定并进行控制，王凤山在《玻纤单丝直径对短切型无捻粗纱性能影响试验分析》一文中得出：单丝直径越小，原丝集束性越好。当然，单丝直径的控制还要依据产品需要以及生产工艺来决定；在实际生产中我们可以通过调整稳定的拉丝机转速，保证玻璃液粘度的均匀性以及漏板温差的最小化等方法来控制纤维直径；二是玻璃纤维浸润剂，包括成膜剂以及一些少量添加剂的性质，用量等，尤其在浸润剂更换原料时容易出现问题，通过对原丝短切指数的测定，可以及时发现这些问题；三是玻璃纤维的干燥制度，包括原丝筒质量，以及浸润剂迁移等。这些因素相互影响，共同决定了原丝以及玻纤最终的短切性能。关于短切玻璃纤维的更多内容可参见K.L.Loewenstein的连续玻璃纤维制造工艺(第3版，2008)第341～344页。
据资料显示，国内外通常采用筛分，沉降，目测等方法检测短切玻纤的粒度，其中专利200420040731.0公布了一种测试筛余量的粒度分布检测仪。刘颖等在玻璃纤维杂志中发表过一篇名为《无捻粗纱质量的检测方法》的文章，对目测法有介绍。但是，原有的这些检测方法很难定量检测出上述性能，而且实际生产中对工艺参数有严格的要求，比如环境的温湿度，切割机与模具的相对位置，切割机的工作参数等等，以往方法不能很好地契合用户使用中的实际情况。短切指数测试却可以尽可能接近地模拟客户生产现场，很好地反映客户使用过程中的这些情况。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种解决了上述缺陷的，能够准确、简单、迅速地检测出玻璃纤维短切后的分布情况的装置和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种玻璃纤维短切指数测试装置，包括压缩空气气源、短切压力调压阀、喷射压力调压阀和短切喷枪，压缩空气气源与短切压力调压阀和喷射压力调压阀分别连接，短切压力调压阀和喷射压力调压阀与短切喷枪连接，其特征在于：还包括支架，支架上、短切喷枪的前侧固定有收集盒，收集盒的前面板采用透明材料，前面板均分为多个区域，前面板底部对应各区域标有刻度，支架上、对应前面板刻度位置处设有观察槽。
收集盒的前面板为透明玻璃，后面板为不锈钢板，右侧为铁丝网门；前面板均分为10～12个区域，优选为11个区域；起始区域与短切喷枪之间距离为700～800mm，优选为750mm；每个区域的宽度为300～340mm，优选为305mm；前面板与后面板之间距离为120～180mm，优选为150mm。
使用上述装置对玻璃纤维短切指数进行检测，检测方法为：一种玻璃纤维短切指数测试方法，包括以下步骤：
a、调节测试环境的温度为20～30℃，湿度为45～55％；
b、将纱团放置于玻璃纤维短切指数测试装置左侧，从纱团内侧引出纱线喂入短切喷枪，打开压缩空气气源，通过短切压力调压阀和喷射压力调压阀分别调节短切压力和喷射压力，短切压力为35±5PSI，喷射压力为25±5PSI；
c、开启短切喷枪，同时开始计时，运行55～65秒后停止；
d、通过观察槽观察收集盒的前面板上每个区域短切纱的高度，读出各区域的读数；
e、将收集盒内的短切纱收集起来并称量，称量所收集的短切纱为300～330克，测试数据有效；不在上述范围内，改变运行时间或调节短切压力或喷射压力重新测试；
f、根据各区域读出的高度得出玻璃纤维短切指数数据，累加得到短切指数。
本发明所具有的有益效果是：玻璃纤维短切指数测试装置和方法通过对喷射纱在各区域的分布情况进行统计，能够准确、简单、迅速地检测出玻璃纤维短切后的分布情况，从而得出玻璃纤维短切指数。
附图说明
图1是本发明中玻璃纤维短切指数测试装置的结构示意图。
图中1、纱团；2、压缩空气气源；3、短切压力调压阀；4、喷射压力调压阀；5、短切喷枪；6、收集盒；7、前面板；8、后面板；9、铁丝网门；10、观察槽；11、支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1所示，压缩空气气源2与短切压力调压阀3和喷射压力调压阀4分别连接，短切压力调压阀3和喷射压力调压阀4与短切喷枪5连接，支架11上、短切喷枪5的前侧固定有收集盒6，收集盒6的前面板7采用透明材料，前面板7均分为多个区域，前面板7底部对应各区域标有刻度，刻度以1”为单位；支架11上、对应前面板7刻度位置处设有观察槽10；收集盒6的前面板7为透明玻璃，后面板8为不锈钢板，右侧为铁丝网门9；前面板7均分为10～12个区域，起始区域与短切喷枪5之间距离为700～800mm，每个区域的宽度为300～340mm；前面板7与后面板8之间距离为120～180mm。
使用本装置测试玻璃纤维短切指数时，将测试温度设定为25±5℃；将湿度设定为50±5％，待环境的温湿度达到要求后开始测试；将纱团1放置于玻璃纤维短切指数测试设备左侧，从纱团1内侧引出纱线喂入短切喷枪5，打开压缩空气气源2，通过短切压力调压阀3和喷射压力调压阀4分别调整短切压力和喷射压力，优选短切压力为35±5PSI(0.241±0.034MPa)，优选喷射压力为25±5PSI(0.172±0.034MPa)；开启短切喷枪5并用秒表计时，运行55～65秒后停止，运行时间可采用60秒；通过观察槽10观察收集盒6的前面板7上每个区域短切纱的高度，以1/4”为估计单位，读出各区域的高度并记录；将收集盒6内的短切纱收集起来并在称量，精确至0.001kg，称量所收集的短切纱为300～330克，测试数据有效，不在上述范围内，改变运行时间或调节短切压力或喷射压力重新测试；根据各区域读出的高度得出玻璃纤维短切指数数据，累加得到短切指数。
实施例一：前面板7均分为11个区域，起始区域与短切喷枪5之间距离为750mm，每个区域的宽度为305mm，前面板7与后面板8之间距离为150mm；调节测试环境的温度为20℃，湿度为45％；将纱团1放置于玻璃纤维短切指数测试装置左侧，从纱团1内侧引出纱线喂入短切喷枪5，打开压缩空气气源2，通过短切压力调压阀3和喷射压力调压阀4分别调节短切压力和喷射压力，短切压力为35PSI，喷射压力为25PSI；开启短切喷枪5，同时开始计时，运行60秒后停止；通过观察槽10观察收集盒6的前面板7上每个区域短切纱的高度，读出各区域的读数分别为0.25、0.25、0.25、0.25、0.5、0.75、0.75、1、0.75、0.25、0.25；将收集盒6内的短切纱收集起来并称量，称量所收集的短切纱327克，根据各区域读出的高度得出玻璃纤维短切指数数据，累加得到短切指数为5.25。
实施例二：调节短切压力为38PSI，运行时间为59秒，其余同实施例一，得出的各区域的读数分别为0.25、0.25、0.25、0.75、1、1.25、1.25、1.25、0.75、0.5、0.25，称量所收集的短切纱328克，得到的短切指数为7.75。
实施例三：调节短切压力为30PSI，喷射压力为23PSI，运行时间为63秒，其余同实施例一，得出的各区域的读数分别为0.25、0.25、0.25、0.25、0.5、0.75、1、1、0.75、0.5、0.25，称量所收集的短切纱315克，得到的短切指数为5.75。
Claims (5)
1.一种玻璃纤维短切指数测试装置，包括压缩空气气源(2)、短切压力调压阀(3)、喷射压力调压阀(4)和短切喷枪(5)，压缩空气气源(2)与短切压力调压阀(3)和喷射压力调压阀(4)分别连接，短切压力调压阀(3)和喷射压力调压阀(4)与短切喷枪(5)连接，其特征在于：还包括支架(11)，支架(11)上、短切喷枪(5)的前侧固定有收集盒(6)，收集盒(6)的前面板(7)采用透明材料，前面板(7)均分为多个区域，前面板(7)底部对应各区域标有刻度，支架(11)上、对应前面板(7)刻度位置处设有观察槽(10)。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维短切指数测试装置，其特征在于：收集盒(6)的前面板(7)为透明玻璃，后面板(8)为不锈钢板，右侧为铁丝网门(9)。
3.如权利要求1所述的玻璃纤维短切指数测试装置，其特征在于：所述的前面板(7)均分为10～12个区域，起始区域与短切喷枪(5)之间距离为700～800mm，每个区域的宽度为300～340mm。
4.如权利要求2所述的玻璃纤维短切指数测试装置，其特征在于：前面板(7)与后面板(8)之间距离为120～180mm。
5.一种采用权利要求1所述的玻璃纤维短切指数测试装置的玻璃纤维短切指数测试方法，包括以下步骤：
a、调节测试环境的温度为20～30℃，湿度为45～55％；
b、将纱团(1)放置于玻璃纤维短切指数测试装置左侧，从纱团(1)内侧引出纱线喂入短切喷枪(5)，打开压缩空气气源(2)，通过短切压力调压阀(3)和喷射压力调压阀(4)分别调节短切压力和喷射压力，短切压力为35±5PSI，喷射压力为25±5PSI；
c、开启短切喷枪(5)，同时开始计时，运行55～65秒后停止；
d、通过观察槽(10)观察收集盒(6)的前面板(7)上每个区域短切纱的高度，读出各区域的读数；
e、将收集盒(6)内的短切纱收集起来并称量，称量所收集的短切纱为300～330克，测试数据有效；不在上述范围内，改变运行时间或调节短切压力或喷射压力重新测试；
f、根据各区域读出的高度得出玻璃纤维短切指数数据，累加得到短切指数。
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