運(yùn)用條干儀波譜圖分析錦綸6.POY紡絲工藝設(shè)備疵點(diǎn)

劉 蓉，趙和平，龔劍兵

（江蘇文鳳化纖集團(tuán)有限公司，江蘇南通 226000）

錦綸6長(zhǎng)絲的條干均勻性已越來越受到錦綸長(zhǎng)絲制造企業(yè)的重視。通過使用烏斯特條干儀對(duì)錦綸6.POY原絲進(jìn)行條干均勻度測(cè)試，已成為錦綸6長(zhǎng)絲生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員常用的手段。

1 生產(chǎn)條件

1.1 主要生產(chǎn)及測(cè)試設(shè)備

POY紡絲機(jī)：錦綸紡絲機(jī)（大連華綸DL-2000）、卷繞機(jī)（日本帝人AW909/6A) ；DTY加彈機(jī) ：240錠假捻變形機(jī)（山西經(jīng)緯JWK3604B）、216錠加彈機(jī)[德國(guó)巴馬格FK6-700(900)] ；條干儀（第三代 USTER?CLASSIMAT III型）。

1.2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

江蘇文鳳化纖集團(tuán)旗下的文鳳化纖公司生產(chǎn)的錦綸6.POY長(zhǎng)絲；南通鵬發(fā)高分子材料有限公司生產(chǎn)的DTY加彈絲，工藝流程圖見圖1、圖2。這些纖維可用于高速經(jīng)編生產(chǎn)泳布、花邊，也可用于各類機(jī)織、緯編面料及裝飾布等織造，是生產(chǎn)針織面料、織布、織帶、運(yùn)動(dòng)服裝面料的優(yōu)質(zhì)原料。產(chǎn)品的主要工藝路線是：從合資公司江蘇永通新材料公司購(gòu)進(jìn)錦綸6切片，經(jīng)干燥、熔融紡絲后成為前紡POY原絲，再經(jīng)過加彈使其具備“膨松、耐破、透氣”等服用性能。其中，冷卻成型是整個(gè)前紡的工藝控制關(guān)鍵點(diǎn)之一，冷卻成型的好壞直接決定POY原絲的后加工性能。

圖1 POY紡絲工藝流程圖

圖2 DTY加彈工藝流程圖

在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，40D/12F彈力絲染色中段斑絲和條紋降等較多，高達(dá)5%，其染色M率僅為90%左右。通過對(duì)加彈設(shè)備、工藝等調(diào)整后仍沒有效果。而通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，原絲POY的條干值較大，在1.7%左右[2]，見表1。車間工藝研究小組試著通過對(duì)條干儀波譜圖分析尋找疵點(diǎn)形成的原因 ，以解決波譜圖中的問題。

表1 3月份彈力絲染色數(shù)據(jù)

2 原因分析

2.1 排查原因

通過座談會(huì)商，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入分析，最終得出，工藝和設(shè)備原因?qū)е略z條干偏大。通過對(duì)條干儀波譜儀的圖片加予分析，找出工藝和設(shè)備的疵點(diǎn)，從而達(dá)到降低條干值，改善POY原絲在加彈的后加工性能，提高DTY得染色M率[3]，得到關(guān)聯(lián)圖見圖3。

圖3 “人機(jī)料法環(huán)測(cè)”六大原因分析關(guān)聯(lián)圖

2.2 可行性分析

2.2.1 烏斯特條干儀原理

本課題使用烏斯特條干儀（III型）對(duì)POY原絲進(jìn)行條干均勻度測(cè)試。烏斯特條干儀的工作原理：它是電容式儀器的測(cè)試部分，為平行金屬板組成的電容器，因纖維材料的介電系數(shù)大于空氣的介電系數(shù)，當(dāng)絲線試樣以一定的速度進(jìn)入由兩平行金屬板組成的空氣電容器時(shí)，會(huì)使電容器的電容量增大，當(dāng)邊續(xù)通過電容器極板間的紗條的線密度變化時(shí)，電容器的電容量也相應(yīng)地變化，將電容量的變化轉(zhuǎn)化成電量變化即可得到絲線線密度的不勻率。電子均勻度儀附有繪圖儀，可繪出絲線的不勻率曲線，由波譜儀直接做出波譜圖，進(jìn)一步對(duì)絲線不勻率的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，判斷不勻率產(chǎn)生的原因和對(duì)織物的影響，以便檢查和調(diào)整紡絲工藝[4，5]。

先用烏斯特條干儀對(duì)POY原絲進(jìn)行條干均勻度測(cè)試，得到絲線的不勻率曲線，見圖4。再通過傅里葉變換，把不勻曲線圖中所有變化中有規(guī)律的質(zhì)量變化分離出來，把相同的波長(zhǎng)疊加在一起，見圖5。

圖4 長(zhǎng)絲不勻率曲線圖

圖5 長(zhǎng)絲波譜圖

2.2.2 波譜圖的計(jì)算

通過波譜儀疵點(diǎn)有明確的計(jì)算方法得知：

其中：λ—波長(zhǎng)，D—輸出羅拉或最后牽伸羅拉直徑。

其中：G1—主動(dòng)軸上的齒輪齒數(shù)、皮帶輪直徑或速度，G2—被動(dòng)軸上的齒輪齒數(shù)、皮帶輪直徑或速度。

2.2.3 波譜圖結(jié)果與生產(chǎn)的關(guān)系

（1）＜1 m的周期波一般是導(dǎo)絲盤、卷繞頭部件問題。

（2）1～5 m的周期波一般是免子頭或拔叉問題。

（3）10～50 m的周期波一般是冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)問題。

（4）100～200 m的周期波一般是計(jì)量泵等問題。

根據(jù)上述因果關(guān)系，通過對(duì)條干儀波譜圖分析、計(jì)算得出，找出由工藝或設(shè)備疵點(diǎn)形成絲條不勻率升高的原因是可行的。

3 方法探討

3.1 POY原絲大面積條干值檢測(cè)

首先，對(duì)規(guī)格53dtex/12f的POY原絲進(jìn)行大面積的條干值檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示條干值均較高，基本在（1.7±0.1）%。查看條干值波譜圖發(fā)現(xiàn)均在20～50 m之間有饅頭狀突起波峰，詳見圖6。

圖6 10個(gè)子樣的三維波譜圖

3.2 分析工藝和設(shè)備疵點(diǎn)

根據(jù)條干波譜圖結(jié)果分析工藝和設(shè)備疵點(diǎn)，紡絲側(cè)吹風(fēng)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)見圖7。根據(jù)“條干儀波譜圖計(jì)算方法”與“波譜圖與生產(chǎn)的關(guān)系”，進(jìn)行了下面的實(shí)例計(jì)算。

POY紡絲基礎(chǔ)工藝參數(shù)為：計(jì)量泵轉(zhuǎn)速21.2 r/min、GR1：3 185 m/min、GR2：3 200 m/min、YS：3 150 m/min；橫動(dòng)：1 627 次/min。測(cè)試側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速時(shí)發(fā)現(xiàn)有60 次/min輕微抖動(dòng)。

3.2.1 計(jì)算結(jié)果

（1）計(jì)量泵周期疵點(diǎn)：3 150/21.2≈148.5（m）。

（2） 側(cè)吹風(fēng)有 60次/min輕微抖動(dòng)：3 150/60≈52.5（m）。

（3）GR2偏心：0.150×π×3 150/3 200≈0.46（m）。

（4）橫動(dòng)裝置故障：3 150/1 627×2 ≈ 1（m）。

圖7 紡絲側(cè)吹風(fēng)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)

3.2.2 結(jié)果分析

紡絲側(cè)吹風(fēng)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)即側(cè)吹風(fēng)的垂直濾網(wǎng)和水平濾網(wǎng)有不通暢現(xiàn)象，導(dǎo)致了側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速不穩(wěn)定，有輕微抖動(dòng)現(xiàn)象。

3.3 整改排除設(shè)備疵點(diǎn)

安排人員清理側(cè)吹風(fēng)垂直濾網(wǎng)和水平濾網(wǎng)，拆下垂直濾網(wǎng)用解體后，外層網(wǎng)用三甘醇蒸煮后，再用高壓水槍清洗，內(nèi)層孔板水槍沖洗，最后都用壓空吹干。組裝嚴(yán)格按孔板順序，密封羊毛粘（打斜角）必須完好無缺，各組裝螺絲用力均勻。另外，水平濾網(wǎng)進(jìn)行拆洗，有變形的予以更換[4]。

3.4 清理后效果檢查

對(duì)清理后再生產(chǎn)的53dtex/12f.POY原絲進(jìn)行條干值檢測(cè)，結(jié)果顯示：CV%結(jié)果由原來的1.7%降到0.95%左右。再將該P(yáng)OY絲在山西經(jīng)緯JWK3604B假捻變形機(jī)和德國(guó)巴馬格FK6-700加彈機(jī)上機(jī)測(cè)試：染色段斑和條紋降等比例明顯降低，攻關(guān)活動(dòng)前后的效果對(duì)比見表2。

表2 攻關(guān)活動(dòng)前后的效果比較

3.5 效果放大

在取得小試成果的基礎(chǔ)上，課題組決定將成果放大。把整個(gè)生產(chǎn)53dtex/12f的POY原絲的日本帝人AW909/6A卷繞機(jī)15#～18#生產(chǎn)線全部進(jìn)行濾網(wǎng)清洗工作。清洗完成后生產(chǎn)的原絲POY再大面積在南通鵬發(fā)高分子材料公司的加彈車間上機(jī)加彈，加彈車間的成品質(zhì)量AA率整體提高了5.6%。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 攻關(guān)成果

根據(jù)錦綸6.POY條干儀波譜圖計(jì)算方法與波譜圖與生產(chǎn)的關(guān)系，通過計(jì)算分析出紡絲工序工藝和設(shè)備的某些疵點(diǎn)導(dǎo)致POY條干值的上升，這個(gè)辦法是可行的。通過定時(shí)清潔紡絲側(cè)吹風(fēng)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)，即側(cè)吹風(fēng)的垂直濾網(wǎng)和水平濾網(wǎng)這個(gè)主要因素，減低POY 原絲的條干率，效果是明顯的。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

由于加彈車間的成品質(zhì)量AA率整體提高了5.6%，按年產(chǎn)量 6 000 t，等級(jí)差價(jià) 3 500 元 /t估算，該成果為車間帶來的經(jīng)濟(jì)效益為：6 000×0.05×3 500=105.00（萬(wàn)元）。另外，由于POY原絲的條干均勻性提高，DTY彈力絲的條干也相應(yīng)得到了改善，給后道用戶的布面平整、條紋均勻創(chuàng)造了有利條件，也提升了“文峰牌”錦綸長(zhǎng)絲的品牌效應(yīng)，為南通市高端紡織的發(fā)展盡了一點(diǎn)力。