POY上油油嘴選擇探討

李 倩，亓國紅(恒天重工股份有限公司，河南 鄭州 450053)

POY上油油嘴選擇探討

李 倩，亓國紅
(恒天重工股份有限公司，河南 鄭州 450053)

為了解決開車斷頭多、POY絲餅后加工時下機(jī)率高的問題，介紹POY絲餅上油的作用及油嘴選擇原則；通過對比試驗，發(fā)現(xiàn)不同品種POY單絲與油嘴接觸角度、油嘴材質(zhì)是影響其上油效果的主要因素，并總結(jié)選擇油嘴的經(jīng)驗公式；探討POY絲餅在后加工中產(chǎn)生白粉和毛絲的原因及控制措施。指出：生產(chǎn)中應(yīng)保證POY上油的均勻性，選擇油嘴應(yīng)先通過經(jīng)驗公式確定其規(guī)格，并選擇合適的材質(zhì)和表面處理方式；選擇與長絲摩擦因數(shù)小的油嘴，并應(yīng)調(diào)整其位置與長絲點接觸，從而降低紡絲張力，減少長絲損傷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

紡絲機(jī)；POY；油嘴；經(jīng)驗公式；白粉；毛絲

0 引言

我公司出口印度的滌綸長絲紡絲機(jī)在調(diào)試過程中出現(xiàn)長絲大量斷頭，生產(chǎn)的滌綸POY餅在加彈機(jī)上加工時出現(xiàn)的毛絲、白粉也非常多，造成生產(chǎn)一片混亂，用戶不滿并要求賠償經(jīng)濟(jì)損失。筆者經(jīng)現(xiàn)場觀察、分析，找出滌綸POY上油不當(dāng)是造成以上問題的主要原因，采取有效措施后及時穩(wěn)定了生產(chǎn)，得到用戶好評而最終順利簽收。

目前，針對滌綸POY均勻上油重要性的論文較多，而如何保證POY上油均勻，尤其是油嘴的選擇對POY上油有何影響的論文相對較少。筆者根據(jù)印度用戶生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況以及自己多年的經(jīng)驗，總結(jié)出選擇油嘴的經(jīng)驗計算公式，現(xiàn)與從事化纖生產(chǎn)的同仁分享。

1 試驗

1.1 試驗設(shè)備及原料品種

試驗設(shè)備：恒天重工ZWT612-168型卷繞及配套紡絲機(jī)。

試驗原料：印度用戶用PET熔體生產(chǎn)的滌綸POY，品種線密度分別為140 dtex/72 F和125 dtex/108 F。

1.2 上油的作用及上油方式的選擇

1.2.1 上油的作用

PET溶體制得的初生纖維較干燥而易產(chǎn)生靜電，單絲間抱合力差、絲條松散、摩擦因數(shù)大，無法進(jìn)行后加工。通過對初生纖維進(jìn)行上油給濕處理，使絲條含有一定的油劑和水分，起到潤滑及消除靜電的作用，有利于絲條集束，便于拉伸和假捻[1]。

當(dāng)纖維含油量過少時，其表面不能均勻形成油膜，導(dǎo)致摩擦阻力增大、集束性差而易產(chǎn)生毛絲，且在拉伸變形加工過程中，加捻張力減小、解捻張力增大。無論使用何種油劑，多孔復(fù)絲含油量大于0.35%時，加捻和解捻張力趨于穩(wěn)定，拉伸變形絲的染色均勻。此外，由于油劑含量減少，會造成導(dǎo)絲器、加熱器和假捻器等表面的雪花附著物積聚量增加；而油劑含量增加，雪花積聚量減少，但油劑的下滴及污染卻加??；因此，一般品種的POY油劑含量控制在0.35%～0.50%較為合適，而多孔細(xì)特POY品種，其上油率要求相應(yīng)提高。

1.2.2 上油方式的選擇

滌綸長絲上油常用的方式有油輪上油和油嘴上油兩種。滌綸POY對上油量及均勻性的要求較高，一般使用油嘴噴射上油的方式。

與油輪上油相比，油嘴噴射上油的優(yōu)點如下：

a) 油嘴不僅可以起到導(dǎo)絲作用，還可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)上油量；

b) 上油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，降低紡絲機(jī)和卷繞機(jī)的高度；

c) 可將上油裝置密閉以防止油劑與大氣中的氧接觸，避免油劑腐敗過快、進(jìn)入雜質(zhì)，尤其是在室溫較高的操作環(huán)境下，可保證上油量的穩(wěn)定；

d) 可保證紡絲位間、同一根絲條的不同長度處油量一致，且絲條不晃動，各絲條的張力一致[2]；

e) 氧化鋁陶瓷噴嘴中間有一個方形或圓形的小孔，油嘴兩側(cè)呈V形，起導(dǎo)絲作用，可防止絲條左右擺動；

f) 油劑經(jīng)齒輪計量泵送至噴嘴的小孔形成油珠，當(dāng)絲束通過時與油嘴接觸將油珠帶走，從而達(dá)到連續(xù)上油的目的。

1.3 試驗分析

1.3.1 改進(jìn)前試驗

剛到印度項目開車現(xiàn)場時，生產(chǎn)的不同滌綸POY品種的力學(xué)性能及質(zhì)量指標(biāo)見表1。

表1 不同POY品種的力學(xué)性能及質(zhì)量指標(biāo)

POY/dtex孔數(shù)/F強(qiáng)度/(cN·dtex?1)強(qiáng)度CV/%伸長率/%伸長CV/%條干CV/%OPU/%140362．644．20135．23．61．010．42140722．476．90120．16．81．490．351251082．438．90102．18．61．990．35～0．50180482．574．30131．24．01．220．42275962．574．75134．74．31．110．35530962．456．50142．05．51．500．40

由表1可以看出，這批POY品種的CV值都較大，POY生產(chǎn)線使用的油嘴型號，以及在加彈機(jī)上進(jìn)行后加工的情況見表2。

由表2可以看出，POY絲餅斷頭多，造成下機(jī)率高。下機(jī)的POY絲餅光澤不好，表面手感明顯發(fā)澀，故可以判斷下機(jī)絲餅多的原因是POY的油劑含量嚴(yán)重不足。

1.3.2 改進(jìn)后試驗

在125 dtex/108 F的POY生產(chǎn)線上使用C704022-4(W=1.3 mm～2.0 mm，0.5 mm×2.0 mm)型油嘴[3]；275 dtex/144 F和530 dtex /96 F的POY生產(chǎn)線上使用雙上油裝置，調(diào)整改進(jìn)后生產(chǎn)的POY品種力學(xué)性能及質(zhì)量指標(biāo)見表3。

表2 不同POY品種的含油率及后加工情況對比

POY/dtex孔數(shù)/F油嘴規(guī)格/mmOPU/%后加工毛絲斷頭情況140140125180367210848B307013?4，?1．2，W為1．00．420．350．35～0．500．42無很多大量(最多的品種)無2755309696C704022?4，0．5×2．0，W為1．3～2．00．350．40極少少量

表3 不同POY品種的力學(xué)性能及質(zhì)量指標(biāo)對比

POY/dtex孔數(shù)/F強(qiáng)度/(cN·dtex?1)強(qiáng)度CV/%伸長率/%伸長CV/%條干CV/%OPU/%140362．654．2139．12．61．010．42140722．455．1126．43．81．240．551251082．406．0120．15．61．480．60180482．584．3138．24．01．120．45275962．704．5138．52．11．010．42530962．443．0142．03．21．000．45

改進(jìn)后的后加工過程中極少出現(xiàn)毛絲斷頭問題，即使是生產(chǎn)125 dtex/108 F品種的POY絲餅，毛絲斷頭問題也得到了控制，尤其是使用了雙上油裝置后，基本無毛絲斷頭問題。

2 油嘴的選擇

2.1 經(jīng)驗計算公式

經(jīng)過大量的計算驗證和現(xiàn)場實際生產(chǎn)驗證，得出公式(1)、(2)可作為選擇油嘴的經(jīng)驗計算公式。

d=11.9(dpf/ρ)0.5

(1)

dpf=(0.9×總分特數(shù))/孔數(shù)

(2)

式中：

d——單絲直徑/μm；

ρ——單絲密度/(g·cm-3)，滌綸密度取1.38 g/cm3；

dpf——單絲旦數(shù)。

表4為幾個常用POY品種通過經(jīng)驗公式計算出的結(jié)果，以此可進(jìn)行油嘴的選擇。

表4 常用POY品種的計算值

POY/dtex孔數(shù)/Fdpf/dd/μm單絲并列寬度/mm選擇依據(jù)/mm140363．4718．870．680．82140482．6016．340．780．90140721．7313．340．961．151251081．0510．401．121．35180482．6018．700．901．08275485．2023．101．111．33275962．6016．341．571．882751441．7313．341．922．30530965．0022．602．172．60 注：單絲并列寬度為dpf×單絲根數(shù)。

由表4可知，選擇油嘴時主要考慮單絲并列寬度，即出油孔直徑一定要大于單絲并列寬度的1.2倍。如：生產(chǎn)125 dtex/108 F的POY品種時，其單絲并列寬度為1.35 mm，而日本湯淺公司制造的B307013-4(W=1.0 mm，φ1.2 mm)型油嘴的孔徑為1.2 mm，小于單絲并列寬度；生產(chǎn)530 dtex/96 F的POY品種時，其單絲并列寬度為2.60 mm，日本湯淺公司制造的C704022-4(W=1.3 mm～2.0 mm，0.5 mm×2.0 mm)型油嘴的孔寬度最大為2.0 mm，也小于單絲的并列寬度；故這兩種油嘴都無法滿足均勻上油的要求，會出現(xiàn)上油不勻、單絲間抱合性差、毛絲多等問題。

經(jīng)過多次現(xiàn)場試驗以及與油嘴供應(yīng)商技術(shù)人員交流，確認(rèn)圓形或方形的油嘴孔型也有一定的選擇原則，一般紡號數(shù)較小的常規(guī)品種時選用圓形出油孔，而紡細(xì)號或特細(xì)號或多孔絲品種時選用方形出油孔或雙上油裝置。根據(jù)此油嘴選擇經(jīng)驗，經(jīng)過調(diào)整使印度現(xiàn)場的生產(chǎn)得到快速穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足了用戶的使用要求。

2.2 單絲與油嘴接觸角度

試驗中發(fā)現(xiàn)單絲與油嘴的接觸位置不僅對POY的上油有影響，還對紡絲張力、POY力學(xué)性能指標(biāo)，以及對后加工時DTY的染色性影響較大，使用點接觸油嘴和面接觸油嘴試驗對比數(shù)據(jù)見表5～表7。

表5 使用兩種油嘴的紡絲張力及含油對比

編號面接觸油嘴點接觸油嘴紡絲張力/cN含油CV/%紡絲張力/cN含油CV/%129．5～30．611．128．0～28．54．8228．8～30．214．828．6～28．83．4329．3～30．312．528．0～28．34．0430．4～31．514．928．4～28．82．3529．6～30．49．228．4～28．64．3均值29．5～30．612．528．3～28．63．8

由表5～表7可以看出，因陶瓷表面對單絲造成的損傷有較大區(qū)別，使用點接觸和面接觸油嘴可能在POY品種的力學(xué)性能指標(biāo)上反映不明顯；但是，在加工DTY品種時則非常明顯，這就需要在紡絲時注意觀察每個紡絲位的油嘴與單絲的接觸情況，盡量調(diào)整為單絲與油嘴點接觸。

表6 使用兩種油嘴生產(chǎn)的POY力學(xué)性能及質(zhì)量指標(biāo)對比

編號強(qiáng)度/(cN·dtex?1)60%強(qiáng)力/cN伸長率/%條干CV/%面接觸點接觸面接觸點接觸面接觸點接觸面接觸點接觸12．562．60275．0275．8136．22138．441．311．0022．552．59275．5273．8135．49134．501．251．1032．612．65271．8273．5139．84141．901．140．9542．622．61271．8271．5140．25137．661．210．9452．522．59274．8271．3132．74138．951．240．96均值2．572．61273．8273．2136．90138．291．230．99

表7 使用兩種油嘴生產(chǎn)的POY在假捻變形機(jī)的使用情況對比

油嘴類型滿卷率/%異常率/%白粉毛絲染色M率/%面接觸83．83．6有少量極少92．7點接觸86．52．7極少無99．2差異2．70．96．5 注：12頭紡的5個紡絲位，POY品種為275dtex/48F，在同一臺假捻變形機(jī)上加工。

2.3 油嘴的材料

現(xiàn)場檢查分析原因，發(fā)現(xiàn)選擇的陶瓷油嘴材質(zhì)不好，單絲經(jīng)過陶瓷油嘴時發(fā)熱，易生成白粉堵塞油嘴，嚴(yán)重影響上油的均勻性。

3 白粉和毛絲產(chǎn)生的原因及控制措施

白粉和毛絲對POY絲餅生產(chǎn)加工DTY品種的穩(wěn)定性和品質(zhì)有直接影響，使其成為衡量POY品質(zhì)的重要內(nèi)容。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，在工藝參數(shù)及油劑都正常的情況下，油嘴和導(dǎo)絲器的質(zhì)量是產(chǎn)生白粉和毛絲的主要原因。

3.1 白粉

3.1.1 產(chǎn)生原因

白粉是POY被刮傷而引起的，造成此問題的主要原因有：① 陶瓷導(dǎo)絲器的材質(zhì)質(zhì)量差、表面有缺陷；② 成型未采用高壓工藝，如注射、干壓、擠壓等；③ 表面拋光處理不達(dá)標(biāo)；④ 銳邊倒角過??；⑤ 密度過小，沉積物滲入陶瓷氣孔；⑥ 拋光劃傷等。

3.1.2 控制措施

白粉的控制措施可以從以下兩方面考慮：① 油嘴和陶瓷導(dǎo)絲器與POY的接觸面最好為鏡面，盡量無缺陷；② 油嘴和陶瓷導(dǎo)絲器的表面粗糙度Ra值應(yīng)為0.3 μm～0.6 μm、硬度不小于1800 HV，以減小摩擦阻力。

為使導(dǎo)絲器表面拋光得更光滑，需經(jīng)“犁地”處理工藝，使油嘴表面凸凹一致，實現(xiàn)晶粒光滑、圓整的效果。

3.2 毛絲

3.2.1 產(chǎn)生原因

毛絲是POY分叉斷裂造成的。除工藝和油劑因素外，還與所選陶瓷導(dǎo)絲器有關(guān)，如：導(dǎo)絲器表面有毛刺、針眼、隱蔽的裂紋鋒邊、磨削劃痕或切紋。

3.2.2 控制措施

選擇油嘴的摩擦因數(shù)應(yīng)小，以避免原絲經(jīng)過時造成破損而產(chǎn)生毛絲問題。

4 結(jié)語

為了保證POY的上油均勻性，必須選擇適合紡絲品種的油嘴。選擇油嘴或?qū)Ыz器時，需要先通過經(jīng)驗公式計算確定油嘴規(guī)格，再選擇合適的材質(zhì)和表面處理方式，確保選擇的油嘴或?qū)Ыz器能夠滿足生產(chǎn)需要。為了減少對長絲、尤其是多孔絲和細(xì)特長絲的損傷，在選擇油嘴時應(yīng)盡量選擇與長絲摩擦因數(shù)小的油嘴。此外，長絲經(jīng)過油嘴時，應(yīng)調(diào)整好油嘴位置，使長絲與陶瓷面形成點接觸，使導(dǎo)絲器最大限度地減少與長絲的接觸，降低紡絲張力，從而減少摩擦力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 李允成，徐心華.滌綸長絲生產(chǎn)[M].北京：中國紡織出版社，1995.

[2] 郭大生，王文科.聚酯纖維科學(xué)與工程[M].北京：中國紡織出版社，2001.

[3] 日本湯淺絲道工業(yè)株式會社.Yarn Guide of Yuasa[Z].

Probing into How to Select POY Oil Nozzle

LI Qian,QI Guohong
(Hi-tech Heavy Industry Co.,Ltd.,Zhengzhou 450053,China)

To solve the problems such as start-up broken ends and high off-grade rate of POY package in after process,introduction is made to the function and the way of oiling POY package.Contrast test finds that varieties of POYdpf,nozzle contact angle with the filament and nozzle material are the main factors influencing the effect of oiling,selection of empirical formula of nozzle is given.The causes and control measures against white powder and broken filament in POY package in after process is investigated.It is pointed out that the uniformity of POY oiling must be ensured in production,and nozzle choice should be done by the empirical formula to determine its size with proper material and surface treatment.Nozzle with less friction factor with the filament should be the first consideration, and should adjust its position in contact with the filament,so to reduce spinning tension with less damage of filament and good quality of products.

spinning machine;POY;nozzle;empirical formula;white powder;pill yarn

2016-06-23

李 倩(1968—)，女，河南?？h人，高級工程師，主要從事滌綸長絲機(jī)械與工藝研發(fā)工作。

時間：2016-10-08 09:30

TS152.8

B

1001-9634(2017)02-0054-04

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.

20161008.0930.026.html