解決368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯預(yù)取向絲條干不勻率偏大的方案

吳金亮, 王鐵軍, 孫 福, 吳維光, 張逢書, 宋 峰, 黃志超

(1.榮盛石化股份有限公司,杭州 311247; 2.浙江理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,杭州 310018; 3.浙江盛元化纖有限公司,杭州 311247)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大眾對(duì)服裝的舒適性及美觀方面的需求不斷提高,常規(guī)的化纖產(chǎn)品不能滿足市場(chǎng)的需求。這樣就促使聚酯工廠的技術(shù)人員不斷地開發(fā)新的品種,其中粗旦少孔絲由于其特殊的光學(xué)效果、挺括的手感及較好的毛型效果而廣受市場(chǎng)好評(píng)。但隨著纖維單纖的逐漸增加,化學(xué)纖維的強(qiáng)度會(huì)降低,條干不勻率會(huì)逐漸變差[1-2]。條干不勻率是表征纖維線密度均勻性的重要指標(biāo),直接影響假捻的加工性能和染色性能[3-4],會(huì)造成假捻加工斷絲及染色出現(xiàn)色差和條紋等,因此聚酯長(zhǎng)絲的條干不勻率是纖維內(nèi)在性能的最重要指標(biāo)之一。很多廠家在生產(chǎn)粗旦少孔類產(chǎn)品時(shí)會(huì)因?yàn)闊o法解決條干不勻率問題而受到客戶投訴,甚至退出這方面產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。本文以368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯預(yù)取向絲(POY)為例,設(shè)計(jì)出合理的方案,解決聚酯纖維中粗旦少孔產(chǎn)品條干不勻率問題,從而為相關(guān)廠家提供參考。

1 試 驗(yàn)

1.1 原料、設(shè)備、測(cè)試儀器

368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯預(yù)取向絲(榮盛石化股份有限公司),自產(chǎn)PET熔體(特性黏度0.646 dL/g、熔點(diǎn)260.3 ℃),F-3451高速紡油劑(日本竹本油脂株式會(huì)社)。成套紡絲設(shè)備及側(cè)吹冷卻裝置(歐瑞康Barmag紡織機(jī)械有限公司),ACW615卷繞頭及成套卷繞設(shè)備(日本TMT機(jī)械株式會(huì)社),USTER-6條干測(cè)試儀(烏斯特技術(shù)有限公司)、KANOMAX風(fēng)速儀(中測(cè)測(cè)試科技有限公司)、MQ-one 20型核磁共振紡絲油劑分析儀(德國(guó)BRUKER有限公司)。

1.2 工藝路線

PET熔體→熔體過濾器→靜態(tài)混合冷卻器→增壓泵→動(dòng)態(tài)混合→熔體計(jì)量→紡絲組件→側(cè)吹風(fēng)冷卻→油嘴上油→預(yù)網(wǎng)絡(luò)→導(dǎo)絲盤→卷繞成形→平衡間靜置→平衡24小時(shí)→DTY加工。

2 測(cè)試方法

2.1 風(fēng)速測(cè)定

在側(cè)吹風(fēng)網(wǎng)橫向自上而下15、25、55、85 cm處作四條平行橫線,縱向自左至右與每塊噴絲板的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)下劃10直線與橫向四條直線正交形成40個(gè)交點(diǎn),即為測(cè)點(diǎn)。采用熱敏風(fēng)速風(fēng)壓儀側(cè)量,接觸測(cè)點(diǎn)后直接顯示該點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)溫。

2.2 條干不勻率的測(cè)量

采用UETER-6條干測(cè)試儀測(cè)試,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14346—2015《化學(xué)纖維 長(zhǎng)絲條干不勻率試驗(yàn)方法 電容法》,采用S轉(zhuǎn)向,絲條喂入速度為200 m/2 min、轉(zhuǎn)子速度為9 000 r/min的條件下測(cè)試長(zhǎng)絲條干指標(biāo)。

2.3 含油率測(cè)量

利用核磁共振波譜法測(cè)量,電磁發(fā)射源向纖維樣品發(fā)射脈沖磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)取消時(shí)監(jiān)測(cè)試樣的回應(yīng)磁信號(hào)。由于纖維發(fā)出的信號(hào)比纖維油劑發(fā)出的信號(hào)衰減快,從兩者的磁場(chǎng)脈沖衰減差異換算出測(cè)試樣品的含油率。

3 結(jié)果與分析

滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)中,從聚合到長(zhǎng)絲的生產(chǎn)過程具有工藝流程比較長(zhǎng)、涉及設(shè)備多、工藝參數(shù)復(fù)雜的特點(diǎn),因此影響纖維內(nèi)在品質(zhì)的因素較多[5-6]。在整個(gè)流程中原料、設(shè)備、工藝條件等都會(huì)對(duì)條干不勻率產(chǎn)生影響。目前批量生產(chǎn)中,一般采用熔體直紡的工藝路線,往往幾十萬噸的熔體直供紡絲,因此就單個(gè)品種而言,紡絲很難通過改變?nèi)垠w的品質(zhì)來改善單個(gè)品種的聚酯預(yù)取向絲的條干不勻率。同時(shí)紡絲速度越快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量越高,對(duì)企業(yè)越有利,故紡絲速度要在合理的范圍內(nèi)否則會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐,本文項(xiàng)目組把紡絲速度控制在3 200～3 400 m/min內(nèi),通過改善組件壓力、設(shè)計(jì)合理的側(cè)吹風(fēng)結(jié)構(gòu)和冷卻工藝參數(shù),改善上油系統(tǒng)、卷繞的預(yù)網(wǎng)絡(luò)壓力等方法來解決預(yù)取向絲的條干不勻率不良問題。

3.1 組件壓力的計(jì)算和選擇

聚合的熔體經(jīng)增壓輸送后再經(jīng)過精確計(jì)量進(jìn)入組件,在組件內(nèi)部熔體經(jīng)過過濾、撕裂和分散等作用下建立合適的壓力從噴絲板中擠出[7-8]。裝配組件時(shí),通過使用不同規(guī)格的濾網(wǎng)及金屬沙來調(diào)節(jié)組件的壓力。隨著組件使用時(shí)間的延長(zhǎng),組件內(nèi)部濾材的效能會(huì)逐步下降,組件壓力會(huì)隨之上升,當(dāng)上升的壓力與初始?jí)毫Φ牟钪颠_(dá)到2 MPa時(shí),生產(chǎn)狀況會(huì)變差,即達(dá)到組件使用時(shí)間的極限。因此,必須要考慮在組件上機(jī)時(shí)建立合適的初始?jí)毫Σふ液线m的組件更換周期。熔體流經(jīng)組件對(duì)成品絲條干不勻率的影響集中在短波段。在熔體直紡過程中,增壓泵對(duì)熔體加壓輸送到組件之后產(chǎn)生較高的壓力,但這部分壓力需要克服組件內(nèi)部產(chǎn)生的阻力。用下式表示：

p0=∑Pi

(1)

式中：初始?jí)毫0應(yīng)為熔體經(jīng)過分配板的壓降(P1)、經(jīng)過各級(jí)濾材的壓降(P2)、經(jīng)過金屬沙的壓降(P3)之和。

根據(jù)式(1)進(jìn)行理論計(jì)算,在合理的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)幾組組件裝配方案上機(jī)試樣,然后測(cè)試條干不勻率,在根據(jù)組件上機(jī)成功率、條干不勻率情況、成品AA%等物理指標(biāo)、生產(chǎn)指標(biāo)選擇最優(yōu)的組合。

熔體流經(jīng)組件時(shí)會(huì)經(jīng)過分散、過濾、撕裂混合的過程,生產(chǎn)數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,這一過程往往會(huì)對(duì)纖維短波段的條干不勻率影響較大[9-10]。五組工藝條件上機(jī)紡絲后對(duì)纖維進(jìn)行測(cè)試的條干不勻率數(shù)據(jù)如表1所示,當(dāng)組件壓力在13.5 MPa時(shí)纖維條干不勻率最小,其波普?qǐng)D顯示在短波段上已經(jīng)基本沒有異常的波型。同時(shí)本文項(xiàng)目組對(duì)組件壓力為10.8 MPa、12.5 MPa時(shí)的波譜分析發(fā)現(xiàn),在短波段上有明顯紅色柱狀峰型,但14.5 MPa的組件壓力下的成品絲測(cè)試結(jié)果與13.5 MPa時(shí)波形基本一致,當(dāng)組件壓力達(dá)到16 MPa時(shí)波普?qǐng)D出現(xiàn)不良峰型。這表明,當(dāng)組件壓力在13.5 MPa到14.5 MPa時(shí)條干不勻率較好。圖1為5組不同組件壓力的對(duì)應(yīng)波譜圖。

表1 組件壓力與上機(jī)成功率、組件周期、條干不勻率值、生產(chǎn)狀況試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.1 Data of spin pack pressure and success rate, working time,yarn evenness and production status

圖1 不同組件壓力的條干不勻率波譜圖Fig.1 Spectral diagram of yarn evenness under different component pressures

結(jié)合表1的數(shù)據(jù)及波譜分析結(jié)果,當(dāng)組件的上機(jī)壓力在13.5～14.5 MPa時(shí),組件的上機(jī)成功率及使用周期都能夠滿足生產(chǎn)需求,同時(shí)能獲得良好的生產(chǎn)數(shù)據(jù),滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求?？紤]到生產(chǎn)成本及生產(chǎn)過程的安全性,本文選擇組件壓力13.5 MPa進(jìn)行擴(kuò)量生產(chǎn)。

3.2 側(cè)吹冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯POY的單纖線密度過大,超出了常規(guī)品種的單纖度范圍,比表面積過小,不易冷卻[11-12]。如果使用常規(guī)的側(cè)吹風(fēng)結(jié)構(gòu),當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)吹風(fēng)室內(nèi)易形成湍流,絲束在紡程上產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象,從而使條干不勻率上升,甚至出現(xiàn)毛絲等疵品。風(fēng)速過小,熔體細(xì)流在凝固過程中易受干擾,熔體細(xì)流的凝固速率太慢,同時(shí)凝固點(diǎn)下移,由于冷卻不夠,也會(huì)使絲束振動(dòng)增大。因此,側(cè)吹風(fēng)對(duì)368.8 dtex/36 f粗旦少孔POY的條干不勻率指標(biāo)而言,是重要的影響因素之一。結(jié)合理論數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實(shí)際,本文自主設(shè)計(jì)了側(cè)吹風(fēng)冷卻系統(tǒng)。

3.2.1 側(cè)吹風(fēng)冷卻系統(tǒng)的工藝流程

進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)→冷卻風(fēng)過濾→冷卻風(fēng)穩(wěn)壓→冷卻風(fēng)整流→絲束冷卻→集束上油→導(dǎo)絲器→紡絲甬道。

3.2.2 側(cè)吹風(fēng)窗的計(jì)算和設(shè)計(jì)

在熔融紡絲過程中,從熔體細(xì)流自噴絲板擠出到凝固點(diǎn)之前,會(huì)出現(xiàn)“拉伸共振”現(xiàn)象[13]。特別是在高速紡絲的過程中,因紡絲速度快、冷卻時(shí)間短更容易造成初生纖維振動(dòng),引起紡絲張力的波動(dòng)。由于張力的波動(dòng),初生纖維進(jìn)入紡絲甬道后會(huì)產(chǎn)生一定程度的晃動(dòng),因此側(cè)吹風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、側(cè)吹風(fēng)速、風(fēng)溫風(fēng)濕的選擇都顯得十分重要。同時(shí)側(cè)吹風(fēng)對(duì)條干不勻率的影響在條干不勻率波譜圖上主要表現(xiàn)在中波段上有紅色柱狀峰形,在質(zhì)量曲線上表現(xiàn)為針狀毛刺較多、較密集。為盡量減少這種震動(dòng),初生纖維的冷卻凝固點(diǎn)和冷卻速率是影響該品種條干不勻率的關(guān)鍵因素之一,因此必須按一定速率把細(xì)流分段冷卻。查閱文獻(xiàn)可知,初生纖維的冷卻點(diǎn)到噴絲板的距離可按下式計(jì)算：

(2)

式中：d0為噴絲板孔徑,m;T0為熔體噴出溫度,℃;Tm為冷風(fēng)溫度,℃;Tc為固化時(shí)溫度,℃;W為噴絲板單孔熔體擠出量,kg/h;n為噴絲板總孔數(shù),個(gè);C為熔體的等壓熱容,kcal/(kg·℃);A為給熱系數(shù),kcal/(m2·℃·h)。

按照式(2)計(jì)算可知,Lk值在115～123 mm。

按照該品種冷卻風(fēng)速特點(diǎn),本文項(xiàng)目組自主設(shè)計(jì)整套側(cè)吹風(fēng)裝置由調(diào)風(fēng)裝置、帶過濾裝置的進(jìn)風(fēng)管、擴(kuò)散室、整流吹風(fēng)裝置、上油裝置、導(dǎo)絲裝置、左右側(cè)板、頂板、吹風(fēng)室門、基礎(chǔ)板等組成。擴(kuò)散室對(duì)下部吹進(jìn)的空調(diào)冷卻風(fēng)穩(wěn)壓、轉(zhuǎn)向均勻分布使冷卻風(fēng)能均勻、穩(wěn)定的從垂直整流框吹出。本文項(xiàng)目組把風(fēng)窗擴(kuò)散室加大,同時(shí)對(duì)擴(kuò)散室內(nèi)的壓力自上而下風(fēng)壓合理設(shè)計(jì),使整流之前的預(yù)制壓力達(dá)到合理狀態(tài),如圖2所示。

現(xiàn)代化大生產(chǎn)中,除了考慮品質(zhì)外,還需要考慮能源的節(jié)約。經(jīng)過計(jì)算,最終把垂直整流框設(shè)計(jì)成獨(dú)特的五段式變風(fēng)速整流冷卻模式,當(dāng)風(fēng)速吹出后,形成穩(wěn)定的“D”型分布。垂直整流框由兩層多孔板、兩層鋼絲網(wǎng)和一層蜂窩板組成,如圖3所示。冷卻風(fēng)通過靜壓室、多孔板、蜂窩板、鋼絲網(wǎng)等得到充分的穩(wěn)壓,并在吹風(fēng)面獲得均勻、穩(wěn)定的吹風(fēng)效果,出風(fēng)面同一水平線上的風(fēng)速差異≤3%。日常生產(chǎn)中冷卻風(fēng)會(huì)含有一定量的雜質(zhì),長(zhǎng)期使用會(huì)污染側(cè)吹風(fēng)導(dǎo)致側(cè)吹風(fēng)均勻性變差,因此需要制定合理的清洗周期。

3.3 冷卻系統(tǒng)、上油系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工藝條件

3.3.1 側(cè)吹系統(tǒng)影響因子的確立

側(cè)吹風(fēng)冷卻系統(tǒng)對(duì)成品絲條干不勻率的影響主要集中在側(cè)吹風(fēng)速、風(fēng)溫及濕度的三個(gè)方面[14]。企業(yè)大生產(chǎn)一般由36紡位、48紡位或者更多的紡位組成生產(chǎn)線。一條生產(chǎn)線上配置一臺(tái)空調(diào),由于客戶需求的多元化,無法做到一條生產(chǎn)線只生產(chǎn)368.8 dtex/36 f預(yù)取向絲這一個(gè)品種,因此無法單獨(dú)調(diào)節(jié)側(cè)吹風(fēng)溫和濕度。但生產(chǎn)實(shí)踐表明,當(dāng)側(cè)吹風(fēng)溫在18～22 ℃,相對(duì)濕度在75%～85%時(shí)比較適合粗旦產(chǎn)品的生產(chǎn)。本文項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的專用風(fēng)窗,風(fēng)速呈穩(wěn)定“D”型分布。風(fēng)速自上而下先逐漸增大,距離風(fēng)窗頂端30～35 cm時(shí)達(dá)到峰值,然后逐步降低。不同紡位的風(fēng)速差異由風(fēng)閥調(diào)解到一致,但同一紡位風(fēng)窗的40點(diǎn)風(fēng)速應(yīng)定期測(cè)定,橫向同一高度10個(gè)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速大小的標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)在3×10-2以內(nèi)。取風(fēng)窗下方32 cm中間點(diǎn)作為風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn),測(cè)試了風(fēng)速與條干不勻率的關(guān)系,從圖4曲線可知風(fēng)速對(duì)條干不勻率的影響比較大需要單獨(dú)調(diào)整,因此把風(fēng)速作為重要的影響因子之一。

圖3 整流框分段設(shè)計(jì)Fig.3 Sectional design drawing of the rectifier frame

圖4 側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速與條干不勻率的關(guān)系Fig.4 Relationship between side blowing speed and yarn evenness

3.3.2 紡絲油嘴的選擇

聚酯紡絲生產(chǎn)中,初生纖維冷卻后必須要上油,聚酯預(yù)取向絲一般使用油嘴上油。對(duì)初生纖維上油的位置及上油率的高低會(huì)對(duì)纖維的條干不勻率產(chǎn)生很大的影響,從而影響假捻加工的穩(wěn)定性和產(chǎn)品品質(zhì)[15]。由于該品種具有單纖粗、比表面積小及容易上油不勻的特點(diǎn),生產(chǎn)這類特殊品種首先要選擇合適的油嘴,要求油嘴與絲條的接觸面的陶瓷經(jīng)拋光處理后表面粗糙度應(yīng)小于0.5 μm,接觸面還需要“犁地”處理工藝。合適的油嘴在上油過程中會(huì)使纖維以良好的速度均勻的覆蓋上一層油膜,達(dá)到減少摩擦阻力、降低紡絲張力、增加絲束的抱合性,減少絲束晃動(dòng)的效果,同時(shí)在假捻加工的退繞工序形成穩(wěn)定的退繞張力。

油嘴的出油孔直徑及絲槽寬度,一般結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來確定,如下式所示：

dpf=(0.9×dpf0)/F

(3)

(4)

式中：dpf為單絲的旦數(shù),dtex;ρ為單絲密度,g/cm3;d為單絲直徑,μm。

根據(jù)式(3)(4)計(jì)算可知,生產(chǎn)該品種的出油孔的直徑應(yīng)該在1.6～1.8 mm,絲槽寬度應(yīng)該在2.1～2.3 mm。油嘴出油孔直徑及絲槽寬度確定后,還要考慮摩擦力及絲束的晃動(dòng)情況。根據(jù)這樣的條件,本文項(xiàng)目組優(yōu)選了4種型號(hào)的油嘴在相同的油劑泵頻率、相同的油架高度條件下上機(jī)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在同等條件下1.6 mm、絲槽寬度為2.2 mm的京瓷油嘴,對(duì)368.8 dtex/36 f預(yù)取向絲這一個(gè)品種最為有利,如表2所示。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),油劑會(huì)在油劑泵、油管、油嘴等位置產(chǎn)生腐敗物,嚴(yán)重的腐敗物會(huì)堵塞上油系統(tǒng),在實(shí)際使用中要定期巡檢上油系統(tǒng)并根據(jù)使用情況,制定合理的拆洗周期。同時(shí)油劑泵使用年份過長(zhǎng)內(nèi)部齒輪、泵板等結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生磨損,一般建議使用2年左右需要委托專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè),保證泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。

表2 不同油嘴的上油效率、絲束穩(wěn)定性、條干不勻率數(shù)據(jù)Tab.2 Oiling efficiency, tow stability and yarn evenness data of different nozzles

3.3.3 油架的垂直距離、水平距離的確立

側(cè)吹風(fēng)冷卻初生纖維時(shí)必須是定向、穩(wěn)定并自上而下的分段冷卻,所有單纖擁有穩(wěn)固的冷卻點(diǎn),但在冷卻的過程中絲束會(huì)按一定的頻率擾動(dòng),震動(dòng)越大對(duì)條干的影響越大。擾動(dòng)的頻率按下式計(jì)算：

(5)

式中：P為紡絲張力,dyn;L為噴絲板到油架的距離,cm;M為單位長(zhǎng)度絲束的質(zhì)量,g/cm。

從式(5)可以看到,擾動(dòng)頻率與噴絲板到油架的成反比關(guān)系,但紡絲張力平方根與擾動(dòng)頻率成正比關(guān)系。如果初生纖維在冷卻之前為因?yàn)檎駝?dòng)而引起纖度波動(dòng),其纖度波動(dòng)與絲束的振動(dòng)頻率及紡速存在如下關(guān)系：

(6)

式中：D為纖維的纖度,dtex;Y為振動(dòng)頻率,hz;Δf為纖維的振幅,mm;V為紡絲速度,m/min。

從式(6)發(fā)現(xiàn),初生纖維纖度波動(dòng)與纖維的振動(dòng)頻率及振幅正相關(guān)。隨著纖維振動(dòng)的增大,波動(dòng)會(huì)隨之增大。因此要想改善POY原絲的條干不勻率,必須減小這種振動(dòng),特別是要避免纖維的共振造成條干的嚴(yán)重不良。

為了避免絲束與氣流的共振現(xiàn)象,本文通過改變噴絲板油架到距離(油架高度)、改變油架到側(cè)吹風(fēng)窗的距離來避免共振,降低絲束擾動(dòng)的頻率。一般情況下隨著油架垂直高度的下降,油架與側(cè)吹風(fēng)窗的水平距離會(huì)隨之增大,側(cè)吹風(fēng)與絲束的角度一般在13°左右,因此油架的高度是影響纖維條干的重要因子之一。

3.3.4 預(yù)網(wǎng)絡(luò)及壓力的選擇

網(wǎng)絡(luò)在368.8 dtex/36 f預(yù)取向絲的生產(chǎn)中起到重要作用[16-17]。網(wǎng)絡(luò)器是一種依靠?jī)?nèi)部特殊結(jié)構(gòu),經(jīng)過高速氣流噴射形成渦旋式流動(dòng),在氣流的帶動(dòng)下使纖維表面的上油更加均勻,同時(shí)在氣流握持力的作用下增大纖維絲束的抱和力,進(jìn)而使條干不勻率明顯降低。不同的網(wǎng)絡(luò)壓力會(huì)產(chǎn)生不同勻油效果和抱和效果,因此網(wǎng)絡(luò)壓力也是影響條干不勻率的重要因子之一。但是不同的網(wǎng)絡(luò)品種在同一壓力的作用下,產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)效果和能源消耗存在很大差異,因此必須進(jìn)行優(yōu)選,通過測(cè)試選出最佳,如表3所示。

表3 網(wǎng)絡(luò)耗氣量和網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)對(duì)比Tab.3 Comparison of air consumption and number of networks

通過表3的測(cè)試和計(jì)算,在0.2 MPa的管道輸入壓力下,4種網(wǎng)絡(luò)器的耗氣量和網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)存在一定的差異。耗氣量越低,能源的消耗就越少,同時(shí)兼顧網(wǎng)絡(luò)效果,本文項(xiàng)目組選擇AWA1.4作為該品種的網(wǎng)絡(luò)器。實(shí)際生產(chǎn)中隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),壓縮空氣會(huì)污染網(wǎng)絡(luò),因此必須定期巡檢網(wǎng)絡(luò)的出風(fēng)狀況,制定合理網(wǎng)絡(luò)清洗周期,周期性清洗網(wǎng)絡(luò)以保證網(wǎng)絡(luò)的使用效果。

3.4 確立冷卻系統(tǒng)、上油系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工藝條件

由3.3可知,影響368.8 dtex/36 f預(yù)取向絲條干不勻率的因素有很多,包括硬件的設(shè)計(jì)和工藝條件的選擇。在硬件設(shè)計(jì)符合要求的前提下,本文項(xiàng)目組篩選出影響368.8 dtex/36 f預(yù)取向絲預(yù)向絲最主要的工藝條件,包括側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速、油架的高度、上油率、網(wǎng)絡(luò)度4個(gè)主要的影響因子。通過運(yùn)算,在合理范圍內(nèi)針對(duì)這4個(gè)因子設(shè)計(jì)6組試驗(yàn)方案,如表4所示。

表4 冷卻系統(tǒng)、上油系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)條干不勻率的影響Tab.4 Influence of the cooling system, oiling system and network system on yarn evenness

表4數(shù)據(jù)表明,第四組、第五組工藝條件都能獲得良好的條干不勻率數(shù)據(jù)并且假捻加工的優(yōu)等品率達(dá)到92%以上。但是在實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)中,在保證生產(chǎn)穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良的前提下還要考慮節(jié)約能源、降低成本和設(shè)備產(chǎn)期運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)比第五組工藝條件,第四組條件在降低成本方面存在明顯優(yōu)勢(shì),所以在實(shí)際生產(chǎn)中選擇側(cè)吹風(fēng)速0.6～0.65 m/s,油架高度130 mm,上油率0.35%,網(wǎng)絡(luò)壓力0.1 MPa,此時(shí)條干不勻率達(dá)到了較好的水準(zhǔn),假捻加工狀況良好。

4 結(jié) 論

本文項(xiàng)目組利用工廠現(xiàn)有設(shè)備,通過理論計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的方法,優(yōu)化紡絲組件配方,優(yōu)選紡絲油嘴、網(wǎng)絡(luò),自主設(shè)計(jì)了側(cè)吹風(fēng)冷卻系統(tǒng),生產(chǎn)368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯預(yù)取向絲(POY)。主要結(jié)論如下：

1) 通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)及波普?qǐng)D分析可知,當(dāng)組件的上機(jī)壓力在13.5～14.5 MPa時(shí),成品絲可以獲得良好的條干不勻率數(shù)據(jù),組件的上機(jī)成功率、使用周期都滿足生產(chǎn)需求,同時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)良。

2) 結(jié)合368.8 dtex/36 f粗旦少孔聚酯預(yù)取向絲的產(chǎn)品特點(diǎn),通過理論計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)踐自主設(shè)計(jì)了側(cè)吹風(fēng)冷卻系統(tǒng)。經(jīng)檢驗(yàn)測(cè)試,出風(fēng)面同一水平線上的風(fēng)速差異≤3%,使用良好。

3) 根據(jù)理論計(jì)算和生產(chǎn)實(shí)踐篩選最適合的油嘴、網(wǎng)絡(luò),并設(shè)計(jì)了6組試驗(yàn)方案。通過試驗(yàn)結(jié)合測(cè)試分析結(jié)果,得出當(dāng)側(cè)吹風(fēng)速0.6～0.65 m/s,油架高度130 mm,上油率0.35%,網(wǎng)絡(luò)壓力0.1 MPa,可以獲得良好的條干不勻率,滿足假捻的加工需求。

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