毛条产品质量的研究与控制分析

来源:用户上传      作者: 马生虎 姜贵军 吴琼

　　摘要：腈纶丝束采用拉断工艺方法制条。本文分析腈纶丝束本身质量对拉断纤维长度的影响。创新生产工艺，适当调整拉断机再割区的隔距和牵伸倍数，可确保纤维平均长度波动偏差缩小，从而提高产品质量。
　　关键词：皮辊；罗拉；纤维长度；工艺；控制
　　中图分类号：TN05 文献标识码：A
　　１ 概述
　　腈纶膨体条生产原理：腈纶具有热弹性，这是目前化学纤维中惟腈纶具有的特性。利用这一特性可以生产膨体毛条。将腈纶丝束在其玻璃化温度以上进行热拉伸并在张力状态下迅速冷却，使纤维具有较大内应力并固定下来，这种纤维称为收缩纤维。收缩纤维经过蒸汽处理后成为不具有收缩能力的正规纤维，把收缩纤维与正规纤维按一定比例混合梳理而生产的毛条，称为腈纶膨体毛条。这种毛条加工成纱后，在100℃左右进行热松驰处理时，收缩纤维沿轴向收缩成纱芯，正规纤维则在纱的表面形成圈形，手感膨松而柔软。
　　2 影响纤维平均长度的因素分析
　　2．１ 设备状态的影响
　　我车间主要设备是拉断机，毛条产品的工艺指标大多数由拉断机完成的。如：长毛率，短毛率，缩率，平均长度偏差等。
　　罗拉压力。加大罗拉压力，纤维的握持力也增大，纤维容易断裂，但压力太大，易使罗拉变形，引起条子规律性不匀，压力太小，握持力不足，纤维在罗拉牵伸中打滑，出现未拉断现象。实际生产中，罗拉压力可以根据丝束的总旦数、单丝强力、牵伸倍数及罗拉质量的变化作相应调整。
　　罗拉皮辊的质量。皮辊、罗拉的质量差，纤维握持不匀易出现长毛，长度偏差增大。
　　2．２ 腈纶丝束本，身品质的影响
　　腈纶丝束本身质量的好坏直接影响到制条后纤维的平均长度，最关键的就是保持丝束质量的稳定，丝束的质量越稳定，制条纤维的平均长度就越容易控制。在腈纶丝束的品质指标中，纤度偏差、单纤强度、纤维延伸度是影响毛条纤维平均长度的关键指标，而卷曲度、含油率和回潮率对毛条纤维的平均长度也有一定的影响，但是次要影响因素。
　　纤度偏差：如果丝束纤度偏差大或超出允许范围，那么单丝或丝束的粗细变化加重，导致纤维断裂不匀，毛条的长毛率和短毛率波动有上升的趋势。
　　单纤强度：丝束单纤强度越高，拉断纤维就越困难，毛条的长毛率高，丝束单纤强度越低，拉断纤维就越容易，但毛条的短毛率高。因此，单纤的强度不匀增大，将导致纤维断裂不匀率上升，加剧毛条纤维的平均长度波动。
　　纤维延伸度：纤维延伸度波动越大，毛条纤维的平均长度就越难于控制。纤维延伸度越小，纤维越脆，受外力愈易断裂，毛条的纤维平均长度趋小、短毛率趋高，纤维延伸度越大，纤维受外力作用愈不易断裂，纤维平均长度趋大、长毛率趋高。
　　2．３ 生产工艺的影响
　　拉断制条工艺是控制腈纶纤维平均长度分布的关键工序，也是唯一控制纤维长度的工序。其中再割区的牵伸倍数和隔距是控制纤维平均长度的最重要工艺手段，而液压系统的压力大小、罗拉皮辊质量等则是影响纤维平均长度的设备因素。
　　丝束厚薄的影响：由于进入拉断区的丝束之间不断地产生相互干扰，形成了整个区域内张力不一，特别是在靠近后罗拉握持点一端，纤维层厚、最紧密，纤维之间相互干扰也最大，因此张力就最小，结果愈靠近后罗拉断裂的机会就愈少，而在前罗拉则较大，所以产生短纤维概率大。
　　牵伸倍数的影响：拉断纤维的长度分布主要由再割区的牵伸倍数来决定。牵伸倍数大，断裂点前移，拉断纤维的平均长度就短；反之，牵伸倍数小，断裂点后移，拉断纤维的平均长度就长。
　　可见，当纤维性能基本一致、前再割区隔距相同时，拉断纤维数长度变化随拉伸倍数增加而有变短的趋向。
　　再割区隔距的影响：再割区隔距的选择包括后再割隔距和前再割隔距两方面，主要从下列因素考虑。
　　（１）控制拉断条中的最长纤维长度。隔距大，拉断条中的最长纤维就长，隔距小，拉断条中最长纤维就短，拉断条中最长纤维长度不要超过２００ｒｍ。（２）控制纤维的长度分布。如纤维受罗拉握持正常，对于超长纤维的控制，一般只须掌握好前再割区有效隔距和拉伸比，即可达到要求。而对短纤维指标，则在前再割区工艺确定的条件下，相应选择后再割隔距和拉伸比，使进入前再割区后只发生次再被拉断的可能，多一次拉断，将使产生短纤维的机会增加。增加前、后再割区隔距可降低短毛率，但前再割区的隔距必须服从工艺要求的纤维长度来加以选择，后再割区隔距的增加，应以纤维在前再割区内尽可能地不发生二次拉断为原则。（３）在正常工艺条件下，丝束中各根单丝几乎全部在主拉断区开始发生断裂，为降低机台工作负荷和皮辊罗拉的握持力，主拉断区和后再割区选择较大的隔距。
　　拉断纤维的长度与罗拉隔距、拉伸比和单丝断裂伸长的关系研究单丝断裂伸长率为常数时，二者的关系接近成正比，最长纤维Ｌ随隔距Ｌ的变化而变化，较最短纤维Ｌ的变化显著。
　　单丝断裂伸长率为常数时，拉断纤维长度随拉伸比Ｅ的增加而减短，最长纤维长度逐渐趋近于隔距Ｌ，最短纤维长度逐渐趋近于Lεp/Hεp；达到一定拉伸范围后，纤维长度随拉伸比增加而减短的趋势愈不明显。
　　隔距Ｌ为常数时，二者的关系接近正比，最长纤维与最短纤维的长度差异随断裂伸长率增大而减短。
　　因此，对于性能一定的腈纶丝束可通过适当调节罗拉隔距和拉伸比来控制拉断纤维的长度。
　　汽蒸的影响：通常情况下，生产高缩条和正规条时，选择再割区的隔距不同。因为经汽蒸处理后纤维收缩，导致正规纤维平均长度下降，故再割区隔距在生产正规条时要比生产高缩时大。
　　3 采取的措施
　　3．１ 设备状态的控制
　　按时巡检设备，检查液压系统压力波动情况，油泵、油缸、油路系统是否有内漏现象，轴和加压臂是否有弯曲，皮辊和罗拉的损耗等，如有不能用的及时更换元件，避免产生长毛和粗细节，影响毛条平均长度偏差。
　　3．2调整和改进生产工艺
　　一是放宽前后再割区的隔距，减轻拉断机的生产负荷；二是提高前再割区的牵伸倍数，降低纤维的平均长度；三是统一拉断机的生产工艺，生产正规条和高缩条的拉断机再割区隔距相同（原设计：正规条隔距大于高缩条的隔距），既方便组织生产，又防止因生产切换出错而产生纤维长度失控状态。
　　表1 拉断工序生产工艺配置
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　3．2 选择适合的腈纶丝束
　　要求纺丝调整工艺，降低原料延伸度和总旦数，并保证各项指标稳定。另外，监督生产工段，接好料、用好料。
　　3．4 加强巡检、及时整改
　　加强操作工巡检，按时进行工艺检查，发现问题及时反馈、认真分析和及时处理生产问题，敢于创新。
　　4 实施后的效果
　　通过实践证明，控制毛条纤维平均长度应把调整再割区隔距和牵伸倍数结合起来进行，以提高生产经济效益。
　　参考文献
　　[１]化纤纺织生产经营实用手册[J]．中国化纤工业协会信息中心，１９９７．５．
　　[２]姚穆，周锦芳，黄淑珍等．纺织材料学[Ｍ]．北京：中国纺织出版社，２００２．
　　[3]董纪震，赵耀明，陈雪英等．合成纤维生产工艺学[Ｍ]．北京：中国纺织出版社，１９９６．

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