影響滌綸FDY長(zhǎng)絲網(wǎng)絡(luò)度的因素探討

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).