纺丝甬道风窗高度对氨纶丝性能影响的探究_杨森.pdf

4纺织报告|FANGZHI BAOGAO1 概述氨纶具有断裂伸长率大、弹性回复率高等优点，主要应用在圆机、包纱、经编等领域，后道在袜子、内衣、泳衣、运动面料等方面应用广泛1-2。随着生产技术的日益完善，氨纶市场不断扩大，下游客户对氨纶丝断裂强度、断裂伸长率、张力均一性的要求也不断提高，需要满足高密针、与超细硬纱交织、布面无条纹、织造无断丝的要求。纺丝甬道是氨纶丝生产的重要部分，一般由上入口、上出口和下出口组成，其对氨纶丝成型、溶剂挥发回收起到至关重要的作用，因此对甬道侧吹风的流速、均一性要求较高，否则会造成断裂伸长、拉伸应力、回弹等不良，导致布面出现断点、条干等问题3-4。本研究通过改变纺丝甬道上入口风窗高度，在保证入口风量、风速不变的情况下，重点研究了风窗高度对氨纶丝力学性能和张力均纺丝甬道风窗高度对氨纶丝性能影响的探究杨 森，张 磊（连云港杜钟新奥神氨纶有限公司，江苏 连云港 222000）Exploration on the influence of spinning tunnel wind window height on the performance of spandex wireYang Sen,Zhang Lei（Lianyungang LDZ New Aoshen Spandex Co.Ltd.,Lianyungang 222000,China）Abstract In this paper,three groups of spandex fibers were prepared by changing the height of the tunnel upper entrance wind window,and their mechanical properties and tension uniformity were tested and characterized.The test results show that under the condition that the entrance wind volume and flow rate are not changed,with the increase of the height of the wind window,the elongation at break of the spandex fiber increases gradually,the breaking strength decreases gradually,and the tension difference decreases first and then increases.The tension of the wire thread at both ends of the tunnel fluctuates greatly,and the tension of the wire thread in the middle of the tunnel fluctuates slightly.The stability of the tension of the spandex yarn at the inlet side is higher than that at the outlet side.Key words tunnel wind window height;tension uniformity;mechanical properties摘要文章通过改变甬道上入口风窗高度制备了3组氨纶丝，并对其力学性能和张力均一性进行检测和表征。测试结果表明：在保证入口风量、流速不变的情况下，随着风窗高度的增加，氨纶丝的断裂伸长率逐渐增大、断裂强度逐渐减小，张力差异先减小后增大；甬道两端丝线的张力波动较大，甬道中间丝线的张力波动较小，进风侧氨纶丝张力的稳定性高于出风侧氨纶丝张力的稳定性。关键词甬道风窗高度；张力均一性；力学性能中图分类号：TS193文献标志码：A一性的影响，为开发高均一性氨纶丝提供数据参考。2 试验2.1 试验材料在风窗高度为1.2 m、1.6 m和2.0 m，其他条件不变的情况下，制得3组40 D试验丝，每组24卷。2.2 试验仪器（1）INSTRON公司生产的5962A型万能材料试验机，设定夹钳间距为（50.00.5）mm。（2）氨纶动态张力检测仪，检测氨纶丝长度为30.0 m，牵伸倍数为3.0。2.3 试验方法（1）参考国标FZ/T 500072012 氨纶丝弹性试验方法，使用INSTRON拉伸设备，将氨纶丝置于温度21、湿度60%的环境条件下平衡24 h后测定其力学性能。（2）将氨纶丝置于温度21、湿度60%的环境条件下平衡24 h后开始检测动态张力，检测设备自动记录退投稿日期：2022-12-07作者简介：杨森（1976），男，江苏盐城人，副高级工程师，硕士；研究方向：化纤设备，化纤工艺。Technology科技FANGZHI BAOGAO纺织报告|FANGZHI BAOGAO5绕过程中氨纶丝张力的最大值、最小值、平均值和极差，本试验通过氨纶丝张力的均一性来判断丝卷张力的稳定性。3 结果与讨论在甬道上入口风量、流速不变的情况下，当风窗高度为1.2 m、1.6 m和2.0 m时，制得3组40 D试验丝，并检测氨纶丝的断裂强度和断裂伸长率。3.1 风窗高度对氨纶丝断裂强度的影响风窗高度对氨纶丝断裂强度的影响如图1所示。图1 不同风窗高度下氨纶丝的断裂强度由图1可知，氨纶丝的断裂强度随风窗高度的增加而减小，这是因为甬道入口风的流速变化不大时，风窗越高，甬道风量越大，氨纶丝吹风的面积越大，氨纶纺丝原液细流在甬道上部冷却凝固的速度越快，其分子间来不及取向，无法结晶而形成无定形结构，导致氨纶的结晶度下降，所以氨纶丝的断裂强度减小。3.2 风窗高度对氨纶丝断裂伸长率的影响风窗高度对氨纶丝断裂伸长率的影响如图2所示。图2 不同风窗高度下氨纶丝的断裂伸长率由图2可知，氨纶丝的断裂伸长率随风窗高度的增加而增大，这是因为甬道入口风的流速变化不大时，风窗越高，甬道风量越大，氨纶丝吹风的面积越大，氨纶纺丝原液冷却凝固的速度越快，其分子链段来不及发生牵伸取向，导致分子链更加杂乱无序，如图3所示。（a）软链段杂乱无序（b）软链段取向程度好图3 氨纶软链段不同取向示意当软链段排列杂乱无序时，在氨纶被拉伸的过程中，分子链先伸直，达到软链段比较规整的状态，再被拉断，所以前者较后者被拉伸的行程更长，氨纶的断裂伸长率增大。3.3 风窗高度对氨纶丝张力均一性的影响在入口风量、流速不变的情况下，当风窗高度为1.2 m、1.6 m和2.0 m时，制得3组40 D试验丝，每组各24卷氨纶丝，在氨纶动态张力检测仪上检测每卷氨纶丝的张力，并通过Minitab软件分析数据，用氨纶丝卷张力的标准差、整体稳定能力（Performance Index of Process，PPK）来表征氨纶丝卷的均一性，从而得出不同风窗高度对氨纶丝张力差异的影响。3.3.1 整个甬道氨纶丝张力的差异整个甬道氨纶丝张力标准差如图4所示，氨纶丝张力PPK值如图5所示。图4 整个甬道氨纶丝张力标准差杨 森，等：纺丝甬道风窗高度对氨纶丝性能影响的探究6纺织报告|FANGZHI BAOGAO图5 整个甬道氨纶丝张力PPK值由图4、图5可以看出，随着风窗高度的增加，氨纶丝张力的标准差先减小后增大、PPK值先增大后减小，当风窗高度为1.6 m时，甬道中氨纶丝卷的张力波动最小、最稳定。3.3.2 进风侧、出风侧氨纶丝张力的差异进风侧、出风侧氨纶丝张力标准差如图6所示，氨纶丝张力PPK值如图7所示。图6 进风侧、出风侧氨纶丝张力标准差图7 进风侧、出风侧氨纶丝张力PPK值由图6、图7可以看出，进风侧氨纶丝张力的标准差小于出风侧氨纶丝张力的标准差，进风侧氨纶丝张力的PPK值大于出风侧氨纶丝张力的PPK值，说明进风侧氨纶丝的张力波动相对较小；当风窗高度同为1.6 m时，进风侧氨纶丝张力最稳定。3.3.3 甬道两端与中间氨纶丝张力的差异甬道两端与中间氨纶丝张力标准差如图8所示。图8 甬道两端与中间氨纶丝张力标准差由图8可知，随着风窗高度的增加，氨纶丝张力的标准差先减小后增大，且甬道中间氨纶丝张力的标准差小于甬道两端氨纶丝张力的标准差，说明甬道中间氨纶丝的张力波动较小、更加稳定。4 结论（1）在保证入口风量、流速不变的情况下，随着风窗高度的增加，氨纶丝的断裂伸长率逐渐增大、断裂强度逐渐减小，张力差异性先减小后增大。（2）在同一甬道中，进风侧氨纶丝的张力稳定性高于出风侧氨纶丝的张力稳定性；甬道中间氨纶丝的张力稳定性高于甬道两端氨纶丝的张力稳定性。参考文献1 张之泰，韩虎.新型纺丝甬道技术在氨纶生产中的应用J.合成纤维，2013（1）：34-37.2 薛士壮，钱锦，晋中成，等.氨纶高速纺丝中的技术问题J.合成纤维，2017（12）：18-21.3 杨中开，彭文娟，贾清秀，等.解配位剂配比对CaCl2/PA6干纺纤维结构和性能的影响J.合成纤维工业，2012（2）：1-4.4 曾韬，游革新.氨纶制备条件对性能影响及其制备和使用的安全性分析D.广州：华南理工大学，2017.杨 森，等：纺丝甬道风窗高度对氨纶丝性能影响的探究