九万孔喷头纺制棉型纤维成型工艺条件的优化_史平方

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1、九万孔喷头纺制棉型纤维成型工艺条件的优化史平方总厂睛乡仑厂1.5旦腊纶棉型短纤维是我厂的主要品种,自采用新 的干卷曲工艺以来,产品质量在国内居领先地位。数量上供不应求。为了满 足市场需求,进一步提高企业的经济效益,一九八四年初,我厂把原来六万孔瓦形喷头,改用为九万孔园形组合 式喷头生产1.5旦棉型 短纤 维,并对凝固浴槽的纺丝部件以及后处理部件作了相应的改进,在纺速不变的情况下,使产量提高了5 0%。在九万孔喷头试纺的开始阶段,1.5旦棉型短纤维的产品质量比用六万孔喷头时有一定下降,一月 至九月累计一等品率仅9 2.了%,低于一等品率9 4% 的 国家考核指标。而用六万孔 喷头生产1.5旦棉型

2、短纤维时,一九八三年的一等品率为G6.3%(见 图1)。为了提高棉型纤维的一等品率,由厂部组织 了 QC小组,专题分析了 用九万孔 喷头生产1.5旦时降等的诸类原因(见图2)。从汁材分欲卜卜卜卜卜扩扩阵11卜仁丫口l一灯约扮。价价川伙敛图2帕来托图降等分析_一!奖蚤一一三曹终垫塑竺三-拼家考枚抬标好奋O?。丁%降降等种类类频数! ! !累计频数数疵疵点点20 58.9%倍倍长长5 5 573.弓%两两项次要指标标4 4 48弓.3写写纤纤度度3 3 394.1%强强度度2 2 2100夕 百百小小计计34 4 4100%即年六万孔别 平1一9月九万孔图15旦棉型 短纤维质量下降示意图从帕莱托图

3、降等分析中,可以清楚地看到,在九万孔生产1.5旦棉 型短纤维 时,降等的主要原因是疵点,它占总降等批数的58.9%,所以要提高一等品率,关键在于减少或防止疵点的产生;而且在大量 的疵点样品中又可以发现属软并丝 的疵点较多。这种软并丝 的产生,其原因之一,在于凝固成形的工艺条件匹配不当所致。自使用九万孔 喷头以后,凝固浴槽及后处理 的某些部件,虽然作了一定的改进,但就成形 的工艺条件而言,除适当提高凝固浴流量、降低凝固浴比重外,仍然沿 用 了六万孔喷头生产1.5旦纤维时 的条件。但在生产实践中曾发现,当凝固浴温度已超越 上限(六万孔生产时凝固浴温度为9士O。5 ),最高时达n一1 2,各项物理指

4、标 却仍然 良好,尤其无疵点降等出现。由子上述现象的:出现(温度升高主要 由自控失灵引起),感到很有必要对九孔 喷头成形 灼凝 固浴温度作进一步的探索。故确定以提高凝 固浴温度为-主要优化条件,来达到减少疵点提高一等品率的目的,从而制定匹配的九万孔纺丝成形-工艺。我们针对降等的 主要原因,进行下 述优-化试验。一、试验方案(见表1) 、_的的 2普普梦梦4转转5牛、一一_训亏亏1菩菩菩菩菩菩 项项目一-一一_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 121416工4 。46一1。4“工.04 41.04 6 6 61.0461.048 8 8二。4卜1。 、。一! ! !1。0才61.

5、0ts s s. . . . . . . . . . .剧剧*凝固浴温度误差在士0.5范团内。二、试验过程本试验过程采用PD CA法 循环进 行(见图3) 份份佘价一一- - . 一一一- 一一- - 一一一门-习目一 州, . .门图3PD C A循环图三、试验结果(见图4、图四、分析与探讨5)从上述试 验结果可以看出:凝固浴温度从原有的土艺 参数9上升至1 2、1 4、.33.疵点 (mgI l00g)压度 (/D)月甘 毛|对了了Jf可 |犷.J心 .O 叮 石j主 一一- 一-山一-J 一占. . 口J公礴二GT七I卜一一一 公图4温度疵点对应图图5温度强度对应图1 6时,在凝固浴比重

6、略有变动 的情 况下,随着温度 从9 上升 到1 4,纤维疵点含量有明显减 少。但强 度 随着温度的提高略有下降,在凝固浴 温度9时,强度虽可以达 到3.39/d,但疵点最多;当温度到1 6时,强度已低于考核指标3.09/d以下;故 这两个工艺条件是不理想。从图中可以看出,较佳条件的选择区域 应在 1 2一一1 4之间,考虑到在 1 4时,疵点含量虽比在1 2时有所下降,但强 度 已在考核指标3,09/d的边 缘,因此在 1 2一一1 3之 间进 行调优运算,选用温度为1 2。5,比重为1.0 5。作为调优中心值是 恰 当的。调 优运算的方法 如下:1。二因素调 优运算的实验设计(图6)中的(

7、1)、(2)、(3)、(4)、(5)是实验条件 编 号,其 中(1)是现有的工 艺条件,而(2)、(3)、(4)和(5)是 更改现有条件后 的水平组合。如(2)的条件是凝固浴温 度 为12 ,比重为1.048 02。前两个循环的实验结果(见表2),考察 指 标是疵点表2实验 结果表(每10 0克纤维中含疵 点 的毫克 数)非一)一.引一“一n八睁一O一0迁一r箭矿塑州112。O一图6 23,。1。r lL e se ee s. e s月e sL 疑浴温变固1.创巴.的OJ。5疑 l 可它犷 子1匕飞(r)实验设计图3.计算(见 表3、表4)从 上述计算表中可以看到,比重 效应一1.75,温度效

8、应12.25,比重和温度的 交 互 效应1.7 5!均小于La=1士3.91。说明比重温度 及两者 之 者 的 交互这 三种效应都在 结果数据的9 8%误差内。因此这种效应 是不显著的,故不 必进入下一个周相。表3二因素调优运算工作表循环教K=1周相数二1平” .f o 值一一 一-一” ”l .”一曰”一 !标准离差 (i) 条件i2.3.415. (,)前循环的和(1) 前循环的。之和-“,前循环的平均)(, 前循环的a之平均-(3)本循环的数据11。1。(3)左边(4)的极差R 一_4)2)一(3)(4) 新的a一RXK-“,新的和()+(3)4(, 新的。之和 (,)+(4,-(6)新

9、的平均(5)/“(6)新的。之平均J一(5)/(k一 ,-效_二_误差限伽,_A:比重效应:会卜+ +一,一_对平均 值L万=士B :温度效 应:会卜+一 +,一对效应“万一士A“B :比重、温度交互效应:香(。 十 十一卜)对平均变化效应M一士C IM:平均变化效应:言(一4 +)表4二因素调优 运算工作表循环教K=2 飞. 令号下争一 一:一、准一离差”(1)前循环的和1“10。(1)前循环的a之和二 1!。10o (3本循环的数据。0j018(4)(2)一(3)0 (5)新的和 (1)+(3)2(6)新的平均 (5,K,效i01一 81.08:比重效应粤(0 一+ +一)一一1.7 5n

10、:。血橄1/八,、。 ,。:i力厄走免二议J泛 艺 下二、U一 丫一丫2二。 J 乙(4)新的d=RxK=9x0.304 =2.7(5)新的a之和(1)+(4)“ 2.7(6)新的。之 平均。一孟/(“一1)一27误差限(9 5 % )对平均值L万 士3.9对效应L了一土3.9nUi一2应AxB比重温度交互 效应李(o+一)CIM平均变化效应冬(一4 十 +十十)J一0.1对平均变化效应M万一士3.4注:表中系数K、L、M可由系数表查得,当循环数K 一2时,查得K一 0.30李,M一1.26 ,L二 1.44;效应计算:依效应表达式括号内的数字和符号,将与之对应的上栏行(6) 的数道进行运 算

11、求和,再乘上括号外的系数,就 得到欲求的效应。例:A(比重效应 )一冬(。, 一 1+冬十。 一 4)一1.75 “下转7 4页35体处理可提高纤维制品与树脂 的粘接性。3.等离子体涂敷法纤维制品的表面形成薄膜的加工法分为等离子体聚 合法和等离子体起始聚 合法。前者以有机硅气体的低温等离子体处理纤维制品,以改善其 制 电性和拒水性;后者是聚 醋织物用Ar等离子体经短时间处理,然 后 用丙烯酸气体处理进行接技改性。七、低温等离子体对聚醋织物的应 用1.前处理工程的应用通常,纤维制品的加 工过程 包括整理、染色等。其 目的主要 是提高织物对液体的分散性和染液及 整理剂的浸透性,同时要除去纤维制品表

12、面所附着的夹杂物。湿式精练 法中碱、浸透剂等化学药 品以及大量的水、热能的使用,不但成本高而且能耗也很高。并且加工时间长并需进行废水处理。使用空气低温等离子体处理不仅能解决成 木、能耗高的问题,而且加工 时 间只需l一2分 钟。2.染色工程 的应用低 温等离子体在染色工程的 应用主要分三个方面:利用 低温等离子体反应,通过导入 染料及染着亲合剂。经过低温等离子体处理使纤维表面 层的特性起变化以提高染色性。染色的纤维制品经低 温等离子体处理,纤维表面粗面 化并形成低折射 率的薄膜,这样降低 了纤维表面反射率而得出深染效果。其次聚 醋纤维制品的浓色染色品在染色以后用普通方法还原洗净,再用氢、氧的低

13、温等离子体处理夕其染色牢度大幅度提局。总之通过低 温等离子体加工的纤维,一方面使之表面性能改善;另一方面,基质性能 由于 分子结构和结晶结构变化而导致染 色性能改善。等离 子体除了能对纤维表 面处理以达到改性的 目的外,还可以在 聚 合过程中,进行 等离子体聚合 和接技聚 合处理,这样可使纤维粘接性、亲水悔抗静电性和防污性大为提高。北京化纤研究所陈 钟礼编译自纤维机械学会志1985年3月纤维机械学会志1985年4月特集等上接3 5页通过试验,纤维一等品率提高到9 8%以上,又经过调优运算验证,把凝固浴 温度12。5士0.5,凝固浴比重1。0 50士0.0 02,确定为九万孔大喷头的纺丝 工艺 条件。这样既提高 了纤维的一等品率,又节约了能 源。(凝固浴 温度从9上升到12.5节约冷量,年度可获益3.8 4万元/年)由此可见,采用九万孔喷头的技术关键之 一,是适当加快成形速度,这需要通过加快成形过程中传质、传热的途径来解决。试验表明除适当增加凝 固浴 流 量外,在凝 固浴温 度和 比重两个工艺条件中,变 更温度的条件更为显著。