拉斷工藝?yán)w維長度控制的研究

王學(xué)成 唐振波

（大慶石化公司腈綸廠，黑龍江 大慶163714）

1 前言

采用拉斷法工藝生產(chǎn)腈綸毛條，腈綸纖維長度分布和平均長度控制的好壞直接影響到制條、紡紗工序的生產(chǎn)和織物外觀質(zhì)量。為改善腈綸毛條纖維長度分布，通過研究，采用調(diào)整再割區(qū)牽伸倍數(shù)和隔距的方法來達(dá)到目的。

2 拉斷法制條工藝

2.1 拉斷法制條原理

腈綸具有熱彈性，利用這一特性可以生產(chǎn)膨體毛條。將腈綸絲束在其玻璃化溫度以上進(jìn)行熱拉伸并在張力狀態(tài)下迅速冷卻，使纖維具有了較大內(nèi)應(yīng)力并固定下來，這種纖維稱為收縮纖維，收縮纖維經(jīng)過梳理后制成收縮毛條。收縮纖維經(jīng)過蒸汽處理后成為不具有收縮能力的正規(guī)纖維，正規(guī)纖維經(jīng)過梳理后制成正規(guī)毛條。此外，如把收縮纖維與正規(guī)纖維按一定比例混合梳理而生產(chǎn)的毛條，稱為腈綸膨體毛條。膨體毛條加工成紗，在100℃左右進(jìn)行熱松馳處理后，手感膨松而柔軟。

2.2 工藝流程

圖1 拉斷法制條工藝流程

腈綸絲束進(jìn)入Seydel679型多區(qū)拉斷機(jī)，經(jīng)過幾個區(qū)的綜合作用，最后將纖維拉斷為規(guī)定的長度范圍，并控制纖維的卷曲度，從而制成了具有一定縮率和粗細(xì)均勻的腈綸毛條。腈綸收縮條和腈綸正規(guī)條在HG-6高速針梳機(jī)上合并梳理，使之伸直、平行，再進(jìn)入HL-6高速針梳機(jī)進(jìn)一步梳理，經(jīng)過自調(diào)勻整機(jī)構(gòu)的控制而制成具有一定收縮率的膨體毛條。毛球經(jīng)打包機(jī)包裝后交付。

3 影響纖維長度分布的因素研究

3.1 腈綸絲束本身品質(zhì)的影響

腈綸絲束本身質(zhì)量直接影響到制條后纖維的平均長度，最關(guān)鍵的就是保持絲束質(zhì)量的穩(wěn)定，絲束的質(zhì)量越穩(wěn)定，制條纖維的平均長度就越容易控制，波動幅度也小。在腈綸絲束的品質(zhì)指標(biāo)中，單纖強(qiáng)度、纖維延伸度、纖度偏差是影響毛條纖維長度分布的關(guān)鍵指標(biāo)；而卷曲度、含油率和回潮率對毛條纖維長度也有一定的影響，但是次要影響因素。

3.1.1 單纖強(qiáng)度

絲束單纖強(qiáng)度越高，拉斷纖維就越困難，毛條的長毛率高；絲束單纖強(qiáng)度越低，拉斷纖維就越容易，但毛條的短毛率高。因此，單纖的強(qiáng)度不勻增大，將導(dǎo)致纖維斷裂不勻率上升，加劇毛條纖維長度的波動。

另外，勾強(qiáng)高的纖維比較堅韌耐磨；相反，勾強(qiáng)低的纖維較脆，拉斷過程中短毛率高。織成織物時，易出現(xiàn)領(lǐng)口、袖口、袋口破裂的現(xiàn)象。

3.1.2 纖維延伸度

纖維延伸度波動越大，毛條纖維的平均長度就越難于控制。纖維延伸度越小，纖維越脆，受外力愈易斷裂，毛條的纖維平均長度趨小、短毛率趨高；纖維延伸度越大，纖維受外力作用愈不易斷裂，纖維平均長度趨大、長毛率趨高。

3.1.3 纖度偏差

如果絲束纖度偏差大或超出允許范圍，那么單絲或絲束的粗細(xì)變化加劇，導(dǎo)致纖維斷裂不勻，腈綸毛條的長毛率和短毛率波動有上升的趨勢。

3.1.4 卷曲度、含油率和回潮率

若卷曲度大，纖維之間的抱合力好，有利于提高纖維的可紡性。但纖維彎曲點也是纖維最可能的斷裂點，卷曲度過大，會使纖維斷裂的不隨機(jī)性提高。

腈綸在后加工過程中，需加上油劑，以降低纖維的摩擦系數(shù)和電阻，使纖維柔軟平滑，減少靜電現(xiàn)象，含油率不勻也會影響到纖維斷裂的隨機(jī)性。

腈綸纖維回潮率直接影響可紡性能及長絲拉伸性能，回潮率不均，將使纖維的斷裂點發(fā)生變化。如回潮率過大，可紡性下降，拉斷機(jī)及針梳機(jī)易繞輥，纖維的斷裂點也將發(fā)生變化；如回潮率過小，易產(chǎn)生靜電、飛花、粉塵等。

3.2 生產(chǎn)工藝的影響

拉斷工序是控制腈綸纖維長度分布的關(guān)鍵工序，也是唯一控制纖維長度的工序。其中再割區(qū)的牽伸倍數(shù)和隔距是控制纖維長度的最有效手段，而液壓系統(tǒng)的壓力大小、羅拉皮輥質(zhì)量等則是影響纖維長度的設(shè)備因素。

3.2.1 絲束厚薄的影響

由于進(jìn)入拉斷區(qū)的絲束之間不斷地產(chǎn)生相互干擾，形成了整個區(qū)域內(nèi)張力不一，特別是在靠近后羅拉握持點一端，纖維層厚、最緊密，纖維之間相互干擾也最大，因此張力就最小，結(jié)果愈靠近后羅拉斷裂的機(jī)會就愈少，而在前羅拉附近則較大，所以產(chǎn)生短纖維概率大。

實際操作中，拉斷機(jī)絲束喂入幅寬一般控制在20cm。過寬則絲束邊緣易繞輥；過窄則絲束厚度增加，纖維斷裂難度上升，長度分布不易控制。

3.2.2 牽伸倍數(shù)的影響

拉斷纖維的長度分布主要由再割區(qū)的牽伸倍數(shù)來決定。牽伸倍數(shù)大，斷裂點前移，拉斷纖維的平均長度就短；反之，牽伸倍數(shù)小，斷裂點后移，拉斷纖維的平均長度就長。

可見，當(dāng)纖維性能基本一致、前再割區(qū)隔距相同時，拉斷纖維數(shù)長度變化隨拉伸倍數(shù)增加而有變短的趨向。

圖2 牽伸倍數(shù)與纖維長度的關(guān)系

圖3 纖維長度與隔距、拉伸比、單絲斷裂伸長的關(guān)系其中：E-拉伸比εp-單絲斷裂伸長率L-羅拉隔距 l-纖維長度

3.2.3 再割區(qū)隔距的影響

再割區(qū)隔距的選擇包括后再割隔距和前再割隔距兩方面，主要從下列因素考慮。（1）控制拉斷條中的最長纖維長度。隔距大，拉斷條中的最長纖維就長，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過200mm；隔距小，拉斷條中最長纖維就短。（2）控制纖維的長度分布。如纖維受羅拉握持正常，對于超長纖維的控制，一般只須掌握好前再割區(qū)有效隔距和拉伸比，即可達(dá)到要求。而對短纖維指標(biāo)，則在前再割區(qū)工藝確定的條件下，相應(yīng)選擇后再割隔距和拉伸比，使進(jìn)入前再割區(qū)后只發(fā)生一次再被拉斷的可能，多一次拉斷，將使產(chǎn)生短纖維的機(jī)會增加。增加前、后再割區(qū)隔距可降低短毛率，但前再割區(qū)的隔距必須服從工藝要求的纖維長度來加以選擇。（3）在正常工藝條件下，絲束中各根單絲幾乎全部在主拉斷區(qū)開始發(fā)生斷裂，為降低設(shè)備工作負(fù)荷、保持皮輥羅拉的握持力，再割區(qū)宜選擇較大隔距。

3.2.4 拉斷纖維的長度與羅拉隔距、拉伸比和單絲斷裂伸長的關(guān)系研究

1圖表示隔距與纖維長度的關(guān)系。單絲斷裂伸長率為常數(shù)時，二者的關(guān)系接近成正比，最長纖維LB隨隔距L的變化而變化，較最短纖維LF的變化顯著。

2圖表示拉伸比與纖維長度的關(guān)系。單絲斷裂伸長率為常數(shù)時，拉斷纖維長度隨拉伸比E的增加而縮短，最長纖維長度逐漸趨近于隔距L，最短纖維長度逐漸趨近于達(dá)到一定拉伸范圍后，纖維長度隨拉伸比增加而縮短的趨勢愈不明顯。

3圖表示單絲斷裂伸長率與纖維長度的關(guān)系。隔距L為常數(shù)時，二者的關(guān)系接近正比，最長纖維與最短纖維的長度差異隨斷裂伸長率增大而縮短。因此，對于性能一定的腈綸絲束可通過適當(dāng)調(diào)節(jié)羅拉隔距和拉伸比來控制拉斷纖維的長度。

3.2.5 汽蒸的影響

通常情況下，生產(chǎn)收縮條和正規(guī)條時，選擇再割區(qū)的隔距不同。因為經(jīng)汽蒸處理后纖維收縮，導(dǎo)致正規(guī)纖維平均長度下降，故再割區(qū)隔距在生產(chǎn)正規(guī)條時要比生產(chǎn)收縮條時大。

3.2.6 設(shè)備狀態(tài)的影響

（1）羅拉壓力。加大羅拉壓力，纖維的握持力增大，纖維容易斷裂，但壓力太大，易使羅拉變形，引起條子規(guī)律性不勻；壓力太小，握持力不足，纖維在羅拉牽伸中打滑，出現(xiàn)未拉斷現(xiàn)象。實際生產(chǎn)中，羅拉壓力可以根據(jù)絲束的總旦數(shù)、單絲強(qiáng)力、牽伸倍數(shù)及羅拉質(zhì)量的變化作相應(yīng)調(diào)整。（2）羅拉皮輥的質(zhì)量。皮輥、羅拉的質(zhì)量差，纖維握持不勻易出現(xiàn)長毛，纖維長度分布波動大。

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4 結(jié)論

4.1 改進(jìn)生產(chǎn)工藝

一是放寬前后再割區(qū)的隔距，減輕拉斷機(jī)的生產(chǎn)負(fù)荷；二是提高前再割區(qū)的牽伸倍數(shù)，降低纖維的平均長度；三是統(tǒng)一拉斷機(jī)的生產(chǎn)工藝，使生產(chǎn)正規(guī)條和收縮條沒有區(qū)別，既方便組織生產(chǎn)，又提高了纖維長度控制的能力。

4.2 選擇適合的腈綸絲束

要求紡絲工序降低原料延伸度和總旦數(shù)，并保證各項指標(biāo)穩(wěn)定。另外，監(jiān)督生產(chǎn)工段，接好料、用好料。

4.3 加強(qiáng)巡檢、及時整改

加強(qiáng)操作工巡檢，.按時進(jìn)行工藝檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋、認(rèn)真分析和及時處理生產(chǎn)問題。

通過實踐，腈綸毛條的纖維長度分布符合要求，波動幅度縮小。證明控制毛條纖維長度應(yīng)把調(diào)整再割區(qū)隔距和牽伸倍數(shù)結(jié)合起來綜合考慮，以提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]化纖紡織生產(chǎn)經(jīng)營實用手冊.中國化纖工業(yè)協(xié)會信息中心，1997.5.

[2]姚穆，周錦芳，黃淑珍等.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，2002.7.

[3]董紀(jì)震，趙耀明，陳雪英等.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京：中國紡織出版社.1996.