滌綸短纖維后處理中關(guān)于牽伸點的固定和控制

張志遠(yuǎn)　權(quán)迎峰

摘 要：滌綸短纖維后處理是滌綸材料加工生產(chǎn)過程中的重要工序。它可以為纖維材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與物理力學(xué)性能的穩(wěn)定性提供保障。本文對滌綸短纖維后處理中牽伸點固定控制的影響因素與牽伸點固定控制方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：滌綸短纖維；拉伸速度；拉伸溫度；牽伸介質(zhì)

前言：滌綸短纖維是聚酯材料所形成的纖維。根據(jù)滌綸短纖維紡制工作的實際情況，剛剛成型的熔紡纖維多存在著取向度低與結(jié)晶度低的問題，在缺少定性結(jié)構(gòu)的情況下，剛剛成型的熔紡纖維也會表現(xiàn)出無定性結(jié)構(gòu)、強(qiáng)力低和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題。對此人們需要對剛剛成型的熔紡纖維進(jìn)行拉伸處理和熱定型處理，以便讓其滿足紡織纖維所要求的特性。滌綸短纖維的牽伸過程主要指的是人們借助軸向力作用，對滌綸短纖維進(jìn)行拉伸處理的措施。在拉伸過程中，高聚物大分子會議沿著纖維軸向進(jìn)行分子取向，故而滌綸短纖維的拉伸處理

1、滌綸短纖維后處理中牽伸點固定控制的影響因素

根據(jù)滌綸短纖維拉伸處理工作的實際情況，拉伸點的控制措施建立在拉伸點發(fā)生在外界的拉伸應(yīng)力的基礎(chǔ)之上。拉伸點的控制過程可以被看作是一種動態(tài)平衡控制過程[1]。在滌綸短纖維拉伸處理過程中，屈服應(yīng)力可以被看作是產(chǎn)生拉伸點的應(yīng)力，故而屈服應(yīng)力的影響因素可以看作是拉伸點移動的主要影響因素。

1.1拉伸速度

根據(jù)滌綸短纖維拉伸處理的實際情況，在拉伸速度不斷增加的情況下，屈服應(yīng)力的增加，會讓拉伸速度有所增加。在利用纖維屈服應(yīng)力控制滌綸短纖維拉伸處理的過程匯總，拉伸點需要出現(xiàn)在喂入羅拉機(jī)組與拉伸羅拉機(jī)組之間的某一范圍內(nèi)，故而在實際生產(chǎn)過程中，相關(guān)人員需要對拉伸速度的恒定性進(jìn)行充分關(guān)注，如在設(shè)備方面，相關(guān)人員需要讓纖維保持一定的握持力，并要避免打滑現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2拉伸溫度

通過對拉伸溫度對滌綸短纖維處理過程的影響進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在拉伸溫度逐漸提升的情況下，屈服應(yīng)力的下降幅度會有所增加。在其他條件不變的情況戲，拉伸溫度的提升，會讓拉伸點向喂入羅拉側(cè)一側(cè)移動。針對溫度因素對短纖維牽伸過程的硬性，相關(guān)人員需要對拉伸溫度進(jìn)行均勻控制。

1.3初生纖維的雙折射率

雙折射率為非均質(zhì)體中兩個或三個主折射率之間的最大差值。初生纖維的雙折射率主要指的是尋常光線（進(jìn)入人造纖維各向異物質(zhì)的光線中遵守折射定律的光線）與非尋常光線（進(jìn)入人造纖維各向異物質(zhì)的光線中不按照折射定律角度折射的光線）之間的折射率的差值。在滌綸短纖維后處理過程中，屈服應(yīng)力與初生纖維折射率之間存在著一種正相關(guān)關(guān)系。纖維結(jié)構(gòu)不均勻的問題會讓拉伸過程出現(xiàn)拉伸點波動問題。

1.4拉伸比

滌綸短纖維的拉伸比與牽伸點的移動規(guī)律之間有著較為密切的聯(lián)系。根據(jù)滌綸短纖維的后處理過程，卷繞絲在經(jīng)過拉伸處理以后，形成拉伸絲。以下公式為滌綸短纖維后處理過程中的定義自然拉伸比：

N=L1/L0=A0ρ0/A1ρ1

在上述公式之中，N指代的內(nèi)容為定義自然拉伸比；L1指代的內(nèi)容為拉伸以后的絲條長度；L0指代的內(nèi)容為拉伸以前的絲條長度；A0指代的內(nèi)容為拉伸前的截面積；ρ0指代的內(nèi)容為拉伸前的密度；A1為拉伸后的截面積；ρ1為拉伸后的密度。在絲條截面積、密度及拉伸運動速度等因素的影響下，以下公式成為了實際拉伸比的計算公式：

R=V1/V0

在上述公式之中，R為實際拉伸比，V1指代的內(nèi)容為拉伸后的運動速度；V0指代的內(nèi)容為拉伸前的運動速度。假定拉伸點的移動速度為Vx，則與之相關(guān)的細(xì)頸移動速度計算公式如下所述：

Vx=N-R/R（N-1）·V1

根據(jù)上述公式的內(nèi)容，在N-R的差值為0的情況下，細(xì)頸會處于固定不動的狀態(tài)；在N-R的差值大于0時，拉伸點的運動方向為沿著絲條前進(jìn)的方向移動；在定義自然拉伸比與實際拉伸比之間的差值小于0時，細(xì)頸會沿著喂入羅拉方向移動，拉伸點會處于喂入羅拉機(jī)組的最后一至二個輥之間，此時毛絲現(xiàn)象、斷頭現(xiàn)象和纏輥現(xiàn)象會成為滌綸短纖維后處理工作中存在的突出問題。

2、滌綸短纖維處理后牽伸點的固定和控制方法

拉伸點移動問題是滌綸短纖維處理過程中所不可忽視的問題。拉伸點移動問題所帶來的毛絲現(xiàn)象會引發(fā)纏輥問題，進(jìn)而給拉伸工序的正常運行帶來不利影響。除影響拉伸工序正常進(jìn)行以外，纏輥問題也會引發(fā)品纖維均纖度不勻增大的問題。在纏輥問題嚴(yán)重的情況下，滌綸纖維中部分單纖維未進(jìn)行拉伸處理的問題也會給產(chǎn)品的質(zhì)量與染色性帶來不利的影響。根據(jù)牽伸點控制工作的控制原理，現(xiàn)階段短纖維處理過程中常用的固定拉伸點方法包含有張力坡度法與溫度坡度法兩種方法。就拉伸加熱介質(zhì)來看，拉伸方法可以分為蒸汽拉伸法和水浴拉伸法兩種方法。

2.1牽伸溫度控制方法

根據(jù)前文論述，拉伸溫度的均勻控制措施在滌綸短纖維拉伸處理過程中發(fā)揮著較為重要的作用。在短纖維后處理階段，拉伸過程往往會讓纖維釋放出大量熱量，在缺少用于傳遞熱量的加熱介質(zhì)的情況下，拉伸溫度的提升，會給屈服應(yīng)力帶來一定的變化，進(jìn)而導(dǎo)致拉伸點的移動問題?，F(xiàn)階段水、淡油浴和水蒸氣等物質(zhì)是滌綸短纖維生產(chǎn)過程中常用的加熱介質(zhì)。上述介質(zhì)的應(yīng)用，可以在控制拉伸溫度變化的基礎(chǔ)上，為拉伸溫度的均勻性與穩(wěn)定性提供保障。在牽伸溫度控制過程中，一級牽伸溫度需要超過Tg溫度（玻璃化溫度）；一級牽伸油浴溫度需要控制在73-77℃之間；髙旦纖維油浴溫度需要控制在78-82℃之間[2]。

2.2牽伸介質(zhì)控制方法

傳統(tǒng)的滌綸短纖維后處理工藝的實質(zhì)是高強(qiáng)低伸纖維品種的生產(chǎn)流程。在滌綸短纖維后處理工作開展過程中，淡油浴方式和過熱蒸汽法已經(jīng)成為了一級牽伸及二級牽伸過程中常用的牽伸方法。浸油槽形式與水浴牽伸槽形式也在滌綸短纖維牽伸工作開展過程中發(fā)揮著較為重要的作用。

2.3牽伸倍率控制方法

滌綸短纖維后處理中的牽伸倍率控制工作主要涉及到了以下內(nèi)容：一是總牽伸倍數(shù)的控制；二是一級牽伸在總牽伸倍數(shù)中的所占比重。根據(jù)滌綸短纖維生產(chǎn)過程的實際情況，總牽伸倍數(shù)需要控制在4.3-4.5倍之間，一級牽伸所占比重為總倍數(shù)的80至85%。

2.4牽伸速度控制方法

滌綸短纖維牽伸速度與牽伸應(yīng)力之間存在著正相關(guān)關(guān)系。在牽伸倍率不變的情況下，牽伸速度的增加，會讓牽伸應(yīng)力有所增加，這一過程也可以在降低牽伸溫度的基礎(chǔ)上，讓牽伸點向喂入羅拉方向運動，根據(jù)實際生產(chǎn)需要，牽伸速度需要控制在50-150m/min之間。

結(jié)語：滌綸短纖維后處理中的牽伸點固定、控制問題事關(guān)后加工工藝路線及參數(shù)的選擇。在工程與經(jīng)濟(jì)方面，實際操作措施的有效性、控制措施的可靠性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等內(nèi)容是人們所不可忽視的因素。在產(chǎn)品性質(zhì)要求方面，不同工藝條件下生成的不同纖維結(jié)構(gòu)存在著一定的差異性，對此相關(guān)人員也需要從不同性質(zhì)的纖維材料的使用要求入手，確定工藝路線與工藝參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬向前.滌綸短纖維后處理設(shè)備開發(fā)及應(yīng)用比較[J].合成纖維，2014，43（09）：41-45.

[2]石幼華.差別化滌綸短纖維后處理設(shè)備流程的配置與分析[J].紡織機(jī)械，2009（02）：28-32.

作者簡介：

姓名（張志遠(yuǎn)） 男，（1970.5.16），河南周口，漢族，學(xué)歷（大專），研究方向（滌綸短纖維后處理），單位名稱（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司），單位所在省市（河南省洛陽市吉利區(qū)），單位郵編（471012）

第二作者姓名（權(quán)迎峰），單位（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司）