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    影響滌綸FDY長(zhǎng)絲網(wǎng)絡(luò)度的因素探討

    2012-10-10 08:26:24高旭波
    合成技術(shù)及應(yīng)用 2012年4期
    關(guān)鍵詞:纖度單絲噴孔

    高旭波

    (中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司長(zhǎng)絲加彈中心,江蘇儀征 211900)

    增加網(wǎng)絡(luò)可以使單絲抱合纏結(jié),增加絲條的平滑性[1]。FDY經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后,在織造過(guò)程中不易斷頭、產(chǎn)生毛絲,可達(dá)到提高后加工效率,甚至省去或減少上漿的目的。此外,探討FDY產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)的影響因素,掌握提高產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的方法,在滿足產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的前提下最大程度地減少壓空的消耗,不僅可以降低成本、增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)與當(dāng)今社會(huì)強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的方針相一致。

    1 試驗(yàn)

    1.1 生產(chǎn)設(shè)備

    沸騰床預(yù)結(jié)晶器,鄭州中原,F(xiàn)BM式;

    切片干燥塔,意大利NOY公司,充填式;

    螺桿擠壓機(jī),德國(guó)Barmag公司,10E8/24D;

    熱輥牽伸系統(tǒng),意大利Dines公司;

    卷繞機(jī),德國(guó) Barmag,CW6R。

    1.2 主要測(cè)試儀器

    強(qiáng)伸度測(cè)試儀,德國(guó)FPA-M型;

    網(wǎng)絡(luò)儀,瑞士R-2070型。

    1.3 工藝流程

    切片預(yù)結(jié)晶、干燥→螺桿擠壓熔融→熔體預(yù)過(guò)濾→熔體計(jì)量→紡絲組件→側(cè)吹冷卻→集束上油→牽伸→定型→網(wǎng)絡(luò)→卷繞

    2 結(jié)果與討論

    試驗(yàn)所用裝置FDY生產(chǎn)線使用的是Heberlein公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)噴嘴,其結(jié)構(gòu)分為底座和壓蓋,壓蓋和底座上各有一個(gè)半圓型的凹槽,結(jié)合起來(lái)形成絲道,壓空的噴孔在底座半圓凹槽的中間,正常生產(chǎn)時(shí)絲條從絲道通過(guò),經(jīng)壓空噴射形成網(wǎng)絡(luò)。

    當(dāng)絲條在網(wǎng)絡(luò)器的絲道中通過(guò)時(shí),受到垂直方向的噴射氣流的撞擊,產(chǎn)生與絲條平行方向的渦流,使絲條產(chǎn)生高頻振蕩,絲條首先開(kāi)松,隨后折回的氣流使單絲不同程度的捆扎、纏結(jié),形成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)度的大小和網(wǎng)絡(luò)牢度主要取決于噴射氣流對(duì)絲條產(chǎn)生高頻振動(dòng)的頻率,而振動(dòng)頻率又取決于絲條的張力、速度,氣流噴出的速度,兩夾持點(diǎn)的距離及絲條進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)器的轉(zhuǎn)向角等。

    2.1 網(wǎng)絡(luò)壓力

    文獻(xiàn)表明網(wǎng)絡(luò)壓力是影響網(wǎng)絡(luò)度的重要因素[2],筆者的試驗(yàn)也表明了相同的結(jié)果,圖1可以看出網(wǎng)絡(luò)壓力提高網(wǎng)絡(luò)度逐漸增加,但是隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)度的增加變緩。

    圖1 不同網(wǎng)絡(luò)壓力對(duì)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的影響

    在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,網(wǎng)絡(luò)壓力不宜設(shè)定過(guò)高,一方面壓空消耗過(guò)大,另一方面網(wǎng)絡(luò)壓力過(guò)高對(duì)產(chǎn)品的伸長(zhǎng)和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。表1是網(wǎng)絡(luò)壓力對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)伸影響的試驗(yàn)結(jié)果。

    當(dāng)網(wǎng)絡(luò)壓力增加到0.4 MPa以上時(shí),F(xiàn)DY產(chǎn)品的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)都有所下降,這主要是網(wǎng)絡(luò)器中壓空噴射速度過(guò)高,使絲條與網(wǎng)絡(luò)噴嘴的撞擊過(guò)于劇烈,使絲條中部分單絲發(fā)生損傷,因而影響了整個(gè)絲條的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)。因此網(wǎng)絡(luò)壓力的選擇不宜增加過(guò)高,筆者選擇在0.35 MPa左右。

    表1 不同網(wǎng)絡(luò)壓力對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)伸的影響

    2.2 網(wǎng)絡(luò)張力

    網(wǎng)絡(luò)張力決定絲束通過(guò)網(wǎng)絡(luò)器時(shí)受到的張力。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)張力過(guò)高時(shí),絲條的網(wǎng)絡(luò)度偏低,主要是因?yàn)樵谳^高的張力條件下,絲條在噴嘴中松散不充分引起的。隨著張力的降低,產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度的變化不明顯,但是網(wǎng)絡(luò)牢度有所提高。同時(shí)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)張力過(guò)低,二熱輥出口處絲條抖動(dòng)比較劇烈,非常容易發(fā)生碰撞而斷頭。因此對(duì)于56 dtex/24 f的產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)張力選擇在10 cN左右比較合適。通過(guò)表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)張力在10 cN左右時(shí)網(wǎng)絡(luò)度和網(wǎng)絡(luò)牢度達(dá)到生產(chǎn)要求。

    表2 不同網(wǎng)絡(luò)張力對(duì)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的影響

    2.3 網(wǎng)絡(luò)噴嘴

    網(wǎng)絡(luò)噴嘴對(duì)FDY產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的影響與網(wǎng)絡(luò)噴嘴的設(shè)計(jì)有著非常密切的關(guān)系,其中噴嘴的噴孔大小、截面形狀、噴孔的位置和方向及絲道、壓蓋的設(shè)計(jì)等等。筆者主要討論的是同一系列不同大小噴孔的影響。

    表3 不同噴嘴產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度對(duì)比

    從表3可以看出,網(wǎng)絡(luò)噴嘴孔徑的增加對(duì)纖度較低產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的影響比較小,但是對(duì)于較高纖度的產(chǎn)品,其影響就比較明顯了,不僅網(wǎng)絡(luò)度增加,網(wǎng)絡(luò)牢度也明顯地提高。根據(jù)伯努利方程:

    P+ρν2+ρgh=常量

    在噴嘴的噴孔直徑較小、長(zhǎng)度很短的情況下,噴孔中壓空的流速只與壓空的壓力有關(guān),因此網(wǎng)絡(luò)噴嘴的壓空耗氣量與噴孔的直徑的平方成正比。在纖度較高時(shí),必須有更多的壓空才能吹動(dòng)單絲相互纏繞產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò),而纖度較低時(shí),即使更換孔徑大的網(wǎng)絡(luò)器,壓空速度并沒(méi)有提高,因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)量沒(méi)有較大的變化。在網(wǎng)絡(luò)噴嘴的選擇上,要根據(jù)產(chǎn)品的不同選擇合適的網(wǎng)絡(luò)器,在保證網(wǎng)絡(luò)度的同時(shí),還要考慮壓空的消耗。

    2.4 產(chǎn)品的消光度

    網(wǎng)絡(luò)的形成除了與網(wǎng)絡(luò)器的種類(lèi)和氣流的大小有關(guān)以外,還與纖維本身的性質(zhì)有關(guān),纖維抱合、纏結(jié)的能力大小也決定了最終產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度。纖維之間的摩擦力會(huì)阻礙纖維之間的相對(duì)滑移,因此纖維的摩擦系數(shù)越高相同條件下產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度也越低,表4是不同消光產(chǎn)品的摩擦系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)度的對(duì)比情況。

    表4 同種規(guī)格不同消光產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度

    由于TiO2粒子含量不同,纖維表面粗糙度會(huì)有差異,纖維與纖維之間的摩擦系數(shù)就會(huì)不同,進(jìn)而影響了纖維的網(wǎng)絡(luò)度。

    2.5 產(chǎn)品的單絲纖度

    產(chǎn)品的單絲纖度也是影響產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的一個(gè)因素。單絲纖度越低時(shí),纖維的剛性也越小,纖維在噴嘴中絲束就容易纏結(jié),網(wǎng)絡(luò)也就越容易形成,因此在相同的情況下產(chǎn)品的孔數(shù)越多其網(wǎng)絡(luò)度也就越高。表5是纖度為56 dtex的FDY不同孔數(shù)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度。

    表5 不同孔數(shù)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)對(duì)比

    3 結(jié)論

    a)網(wǎng)絡(luò)壓力是影響FDY產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的重要因素,隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的提高,產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度逐步增加,但是壓力超過(guò)0.4 MPa時(shí),網(wǎng)絡(luò)度的增加幅度變緩,同時(shí)對(duì)纖維的強(qiáng)度會(huì)造成一定的影響;

    b)網(wǎng)絡(luò)張力對(duì)FDY產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)度也有一定的影響,網(wǎng)絡(luò)張力的降低有利于網(wǎng)絡(luò)度的增加,但是張力過(guò)低會(huì)造成生產(chǎn)的斷頭;

    c)網(wǎng)絡(luò)器噴孔的影響主要表現(xiàn)在不同的產(chǎn)品纖度上,根據(jù)不同的產(chǎn)品纖度選擇合適網(wǎng)絡(luò)器,在保證產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的條件下還可使壓空消耗最低;

    e)纖維的消光度不同影響絲束的摩擦系數(shù),進(jìn)而影響產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度,相同條件下,絲束摩擦系數(shù)越低,網(wǎng)絡(luò)度就越高;

    d)FDY產(chǎn)品單絲纖度的降低有利于單絲之間的相互纏繞,也就越容易形成網(wǎng)絡(luò)。

    [1]董紀(jì)震,趙耀明,陳雪英,等.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)(下冊(cè))[M].北京:中國(guó)紡織出版社出版,1994.

    [2]王爽芳,牛家祥.滌綸FDY網(wǎng)絡(luò)度的影響因素[J].聚酯工業(yè),2009(2).

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