低纖滌綸長(zhǎng)絲加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝探討

鄧順濤

(無錫宏大紡織機(jī)械專件有限公司，江蘇 無錫 214161)

低纖滌綸長(zhǎng)絲加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝探討

鄧順濤

(無錫宏大紡織機(jī)械專件有限公司，江蘇 無錫 214161)

為填補(bǔ)低纖滌綸長(zhǎng)絲FDY20D24f加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝空白，介紹了K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝，并以滌綸長(zhǎng)絲FDY20D24f絲條為例進(jìn)行了實(shí)地工藝?yán)碚撛囼?yàn)和核心工藝參數(shù)分析。指出：經(jīng)加彈網(wǎng)絡(luò)工藝加工的FDY20D24f長(zhǎng)絲絲束平滑、富有彈性和規(guī)律網(wǎng)絡(luò)風(fēng)格；但由于假捻器轉(zhuǎn)速、網(wǎng)絡(luò)噴嘴孔徑限制，生產(chǎn)效率低、耗氣成本高，制約了技術(shù)發(fā)展；提出了袖珍型摩擦式假捻器的設(shè)想。

低纖滌綸長(zhǎng)絲；加彈網(wǎng)絡(luò)一步法；工藝參數(shù)；熱定型；加彈；網(wǎng)絡(luò)；假捻；假捻器；噴嘴孔徑

1 K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)概況

K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)是無錫宏大紡織機(jī)械專件有限公司為特定客戶研發(fā)的，該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見表1[1]、絲條行程示意見圖1(部分零件經(jīng)過簡(jiǎn)化處理)。經(jīng)該設(shè)備加工的低纖滌綸長(zhǎng)絲(FDY20D24f)絲束平滑、富有彈性和規(guī)律的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)格，布料柔軟、透氣、略帶彈性，市場(chǎng)空間很大。設(shè)備通過送絲、熱定型、加彈、網(wǎng)絡(luò)、上油、筒子成型、卷繞完成對(duì)絲條的一步法加工，核心工藝集中在一步法加工中的熱定型、加彈、網(wǎng)絡(luò)3個(gè)方面，其中包含熱定型溫度、假捻捻度、加捻張力、解捻張力、網(wǎng)絡(luò)張力這些核心工藝參數(shù)。下文將對(duì)加彈網(wǎng)絡(luò)一步法的工藝及參數(shù)兩個(gè)部分進(jìn)行探討。

2 加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝

2.1 工藝行程

如圖1所示，低纖滌綸長(zhǎng)絲絲條從固定的原絲(牽伸絲)絲餅自然退解，穿過下張力器、上張力器，

表1 K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

經(jīng)第1超喂羅拉進(jìn)入熱箱中的導(dǎo)絲管定型，經(jīng)導(dǎo)絲輪進(jìn)入轉(zhuǎn)子式假捻器加彈(假捻)，經(jīng)第2同軸雙超喂左羅拉進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)器網(wǎng)絡(luò)。然后經(jīng)導(dǎo)絲輪、上油器、再經(jīng)導(dǎo)絲輪完成上油，最后經(jīng)第2同軸雙超喂右羅拉、移絲桿導(dǎo)絲成型卷繞至筒子上。

2.2 主要工藝分析2.2.1 加捻絲條熱定型工藝

眾所周知，當(dāng)纖維受熱溫度超過其玻璃化溫度時(shí)，纖維中的約束減弱，從而產(chǎn)生收縮，使絲條產(chǎn)生牽伸作用，受到牽伸的絲條纖維長(zhǎng)度會(huì)成倍增加，同時(shí)低縮率絲條分子的熱運(yùn)動(dòng)可以消除絲條因加捻而產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力。因此，加彈加捻段的絲條被加熱裝置加熱就可將加捻變形定型，從而使絲條具有預(yù)期效果。因此，熱定型工藝在加彈網(wǎng)絡(luò)一步法中必須存在。

1—原絲絲餅；2—絲條；3—下張力器；4—轉(zhuǎn)子式假捻器；5—上張力器；6—上油器；7—導(dǎo)絲輪；8—網(wǎng)絡(luò)器；9—第2同軸雙超喂左羅拉；10—第2同軸雙超喂右羅拉；11—移絲桿；12—筒子；13—第1超喂羅拉；14—熱箱；15—導(dǎo)絲管；16—導(dǎo)絲輪。圖1 加彈網(wǎng)絡(luò)一步法絲條行程示意

2.2.2 加捻解捻(假捻)加彈工藝2.2.2.1 加彈絲條捻向

捻向是指絲條加捻的方向，它是根據(jù)加捻后纖維在紗中或單紗在股線中的傾斜方向而定的，有Z捻和S捻兩種，如圖2所示。纖維(或單紗)傾斜方向由下而上且自左而右的稱為Z捻，又稱反手捻；纖維(或單紗)傾斜方向由下而上且自右而左的稱為S捻，又稱順手捻[2]。

圖2 加彈絲條捻向

2.2.2.2 轉(zhuǎn)子式假捻器穿絲方向與捻向

絲條只有正確穿過轉(zhuǎn)子式假捻器的橫銷才能獲得所需的捻向和紗線風(fēng)格，通常橫銷固定在中孔的細(xì)管上，轉(zhuǎn)子式假捻器穿絲方向與捻向如圖3所示[3]108-109。

圖3 穿絲與捻向

2.2.2.3 轉(zhuǎn)子式假捻器加彈原理

取未經(jīng)加彈的原絲穿過轉(zhuǎn)子式假捻器，將絲條兩端固定，即不作軸向運(yùn)動(dòng)，如圖4a)所示，使轉(zhuǎn)子按圖4b)所示方向自轉(zhuǎn)，可見圖示效果，假捻器上區(qū)(解捻區(qū))獲得了Z捻捻向，下區(qū)獲得了S捻捻向，即在假捻器上下兩區(qū)產(chǎn)生了捻向相反、捻數(shù)相等的捻線。如果分別用+n和-n標(biāo)示捻度，則整段被固定絲條上捻度的代數(shù)和為零，即(+n)+(-n)=0，所以稱其為假捻[3]109。但在實(shí)際生產(chǎn)中，如圖4c)所示，絲條是以恒定速度在運(yùn)動(dòng)的，恒定運(yùn)動(dòng)絲條段

a) b) c) 圖4 加彈原理示意

捻度的真實(shí)分布是這樣的：+n、-n、+n橫銷-n，因此，整根連續(xù)運(yùn)動(dòng)的絲條的兩端(頭、尾)很微小的部分其實(shí)是存在真捻的，真捻數(shù)分別為+n和-n，只有中間部分絲條才是沒有捻度的。假捻器橫銷前方的絲條在加捻的同時(shí)被熱箱加熱、定型，被加捻定型的絲條離開熱箱后不斷冷卻，然后經(jīng)過橫銷離開假捻器被解捻，絲條只保留了在熱箱中加捻的捻回形狀而不存在捻度，從而形成對(duì)絲條的假捻(加彈)。因此，轉(zhuǎn)子式假捻器加彈工藝為加彈網(wǎng)絡(luò)一步法中的核心工藝之一。

2.2.3 加彈絲條網(wǎng)絡(luò)工藝2.2.3.1 絲條網(wǎng)絡(luò)原理和網(wǎng)絡(luò)器

網(wǎng)絡(luò)加工是在紡絲、拉伸或假捻工序中利用壓縮空氣網(wǎng)絡(luò)噴嘴，對(duì)正在行走的絲條進(jìn)行壓空噴射，如圖5所示。由網(wǎng)絡(luò)器中噴出的高速壓縮空氣流近似垂直于絲條進(jìn)行劇烈地噴射、沖擊和碰撞，產(chǎn)生與絲條平行的渦流，這種渦流將絲條充分開松、旋轉(zhuǎn)和扭合，從而使絲條中的單絲間呈完全不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)，形成集束性、平滑性良好的網(wǎng)絡(luò)絲，而且網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)在連續(xù)加工中呈一定的規(guī)則性和周期性。網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、牢度與絲條運(yùn)行速度、網(wǎng)絡(luò)噴嘴規(guī)格(主要是噴嘴孔徑)、壓縮空氣壓力等密切相關(guān)[4]266-268。

1—絲路；2—網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)；3—?dú)饬鳎?—網(wǎng)絡(luò)器；5—跳過。圖5 絲條網(wǎng)絡(luò)原理示意

2.2.3.2 加彈網(wǎng)絡(luò)一步法網(wǎng)絡(luò)器工藝位置

制取網(wǎng)絡(luò)絲的重要條件是要求絲條通過網(wǎng)絡(luò)器時(shí)的張力均勻、大小適當(dāng)，擇優(yōu)選擇網(wǎng)絡(luò)器的設(shè)置區(qū)域是獲得絲條理想網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的加工關(guān)鍵。在加彈網(wǎng)絡(luò)一步法加工中加彈前網(wǎng)絡(luò)是沒有任何意義的，因此選擇絲條加彈后網(wǎng)絡(luò)，但絲條經(jīng)加彈后的張力如不經(jīng)處理，無論如何也達(dá)不到網(wǎng)絡(luò)所需要的張力要求，所以在絲條加彈后增加了第2同軸雙超喂功能，如圖6所示。網(wǎng)絡(luò)器位于第2同軸雙超喂的左超喂羅拉與右超喂羅拉之間；為了降低上油部件對(duì)絲條網(wǎng)絡(luò)張力的影響，而將網(wǎng)絡(luò)器設(shè)置在上油部件之前。

1—加彈絲；2—左超喂羅拉；3—網(wǎng)絡(luò)器；4，6—過絲輪；5—上油部件；7—右超喂羅拉；8—產(chǎn)品絲。圖6 一步法網(wǎng)絡(luò)位置示意

3 加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝參數(shù)

3.1 絲條熱定型工藝參數(shù)

3.1.1 熱定型溫度：工藝要求為180 ℃～230 ℃，這里選用195 ℃～200 ℃，溫控精度為±1 ℃。

3.1.2 熱定型時(shí)間：工藝要求不小于0.15 s，實(shí)際選用0.4 s(0.2 s～0.5 s均可)。

3.1.3 熱定型張力：略小于假捻中的加捻張力，工藝要求為0.07cN/D～0.10cN/D，實(shí)際張力為(2±0.5)cN。

3.2 絲條轉(zhuǎn)子式加彈工藝參數(shù)3.2.1 加彈(假捻)捻度

選用瑞士海勃林公司提出的假捻數(shù)公式[4]197：

式中：

α——捻系數(shù)，一般選用0.80～1.00；

D——長(zhǎng)絲纖度，單位為丹尼爾。

20D捻度帶入公式為：T=5813.7T/m～7 267.2 T/m，實(shí)際選擇為6 000 T/m，效果尤佳(兼顧效率)。

3.2.2 絲條加捻張力

絲條加捻張力應(yīng)略大于熱定型張力，工藝要求為0.08 cN/D～0.11 cN/D，實(shí)際為(2.5±0.5)cN。可以通過調(diào)節(jié)送絲張力和第1、第2同軸雙超喂率調(diào)節(jié)。

3.2.3 絲條解捻張力

工藝要求加捻張力為2.0倍～3.5倍，實(shí)際張力為(6.5±0.5)cN。

3.3 加彈絲條網(wǎng)絡(luò)工藝參數(shù)3.3.1 網(wǎng)絡(luò)器噴嘴直徑

工藝要求為φ0.8 mm，如果選用φ0.5 mm或φ0.6 mm效果會(huì)更佳(市場(chǎng)上很少)。

3.3.2 絲條與網(wǎng)絡(luò)器絲道角度

通過實(shí)踐證明，絲條與網(wǎng)絡(luò)器絲道成一定的角度進(jìn)出，有利于絲條網(wǎng)絡(luò)的形成，也有利于提高絲條的網(wǎng)絡(luò)度。K5118型絲條與網(wǎng)絡(luò)器絲道的角度約為10°±2°。

3.3.3 絲條經(jīng)網(wǎng)絡(luò)器張力

工藝范圍為0.01 cN/D～0.2 cN/D，實(shí)際選用不大于1 cN(張力儀顯示精度只有1 cN)。

3.3.4 網(wǎng)絡(luò)器壓縮空氣壓力

網(wǎng)絡(luò)器壓縮空氣，工藝為0.08 MPa～0.15 MPa，實(shí)際壓力為0.1 MPa。

3.3.5 網(wǎng)絡(luò)度

網(wǎng)絡(luò)度是指長(zhǎng)絲和加彈絲上網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的多少。絲條張力越大，絲條網(wǎng)絡(luò)度越小；壓縮空氣壓力越大、網(wǎng)絡(luò)度越大。K5118型網(wǎng)絡(luò)度為90個(gè)/m～100個(gè)/m，控制絲條張力和壓縮空氣壓力是控制網(wǎng)絡(luò)度最有效、最快捷的方法[4]276-278。

4 結(jié)語

4.1 低纖滌綸長(zhǎng)絲FDY20D24f的加彈網(wǎng)絡(luò)一步法工藝目前仍是空白，經(jīng)加彈網(wǎng)絡(luò)的低纖滌綸長(zhǎng)絲絲束平滑、富有彈性和規(guī)律的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)格，布料柔軟、透氣、略有彈性，市場(chǎng)潛力很大。

4.2 K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)主要針對(duì)FDY20D24f低纖度的滌綸化纖長(zhǎng)絲，但由于技術(shù)能力制約，采用最高轉(zhuǎn)速只有20 kr/min的轉(zhuǎn)子式假捻器，目前市場(chǎng)上最小的網(wǎng)絡(luò)噴嘴孔徑只有φ0.8 mm，耗氣成本較高。因此，生產(chǎn)效率嚴(yán)重制約了其發(fā)展，如果在低纖加彈領(lǐng)域有更好的假捻器與之匹配(例如袖珍型的摩擦式假捻器)，則化纖紡織領(lǐng)域?qū)?huì)得到進(jìn)一步拓展。

4.3 文中加彈網(wǎng)絡(luò)工藝參數(shù)僅為FDY20D24f絲條在無錫宏大紡織機(jī)械專件有限公司提供的K5118型加彈網(wǎng)絡(luò)機(jī)上實(shí)地試驗(yàn)獲取，部分參數(shù)與理論工藝參數(shù)略有出入，歡迎探討指正。

[1] 無錫宏大紡織機(jī)械專件有限公司.K5118型數(shù)控一步法加彈網(wǎng)絡(luò)絲機(jī)技術(shù)協(xié)議[Z].

[2] 姜懷.紡織材料學(xué)[M].上海：東華大學(xué)出版社，2009.

[3] 王顯樓，余榮華.高速紡絲拉伸變形工藝與設(shè)備[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1992.

[4] 蔡棟才，辜昌基，董義強(qiáng).滌綸后加工[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1991.

Discussion on One-step Process of the Draw Texturing Network for Manufacturing Low PET Filament

DENG Shuntao

(Wuxi Hongda Texparts Corporation Limited,Wuxi 214161,China)

In order to fill the vacumn of the one-step process of the draw texturing network in manufacturing low PET filament FDY20D24f,introduction is made to the main technical parameters of K5118 DTY machine and the one-step process on DTY network.Sampling the FDY20D24f PET yarn,the field process theory test and core process parameters are studied.It is pointed out that the texturing network processing of the FDY20D24f filament is of smooth tow,good elasticity and regular network style.Due to the false twist speed and network nozzle aperture limit,cost efficiency is low and gas production is high,consequently restricting the development of technology.An idea of pocket friction type false twisting device is put forward.

low PET filament;texturing network one-step process;process parameter;hot setting;texturing;network;false twist;false twister;the nozzle diameter

2014-03-03

鄧順濤(1979—)，男，河南安陽人，工程師，主要從事紡織機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)與技術(shù)質(zhì)量管理工作。

TS152.2

B

1001-9634(2015)01-0030-04