運用條干儀波譜圖分析錦綸6.POY紡絲工藝設備疵點

劉 蓉，趙和平，龔劍兵

（江蘇文鳳化纖集團有限公司，江蘇南通 226000）

錦綸6長絲的條干均勻性已越來越受到錦綸長絲制造企業的重視。通過使用烏斯特條干儀對錦綸6.POY原絲進行條干均勻度測試，已成為錦綸6長絲生產企業技術人員常用的手段。

1 生產條件

1.1 主要生產及測試設備

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

1.2 生產現狀

江蘇文鳳化纖集團旗下的文鳳化纖公司生產的錦綸6.POY長絲；南通鵬發高分子材料有限公司生產的DTY加彈絲，工藝流程圖見圖1、圖2。這些纖維可用于高速經編生產泳布、花邊，也可用于各類機織、緯編面料及裝飾布等織造，是生產針織面料、織布、織帶、運動服裝面料的優質原料。產品的主要工藝路線是：從合資公司江蘇永通新材料公司購進錦綸6切片，經干燥、熔融紡絲后成為前紡POY原絲，再經過加彈使其具備“膨松、耐破、透氣”等服用性能。其中，冷卻成型是整個前紡的工藝控制關鍵點之一，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

在生產中發現，40D/12F彈力絲染色中段斑絲和條紋降等較多，高達5%，其染色M率僅為90%左右。通過對加彈設備、工藝等調整后仍沒有效果。而通過檢測發現，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條干儀波譜圖分析尋找疵點形成的原因 ，以解決波譜圖中的問題。

表1 3月份彈力絲染色數據

2 原因分析

2.1 排查原因

通過座談會商，從“人、機、料、法、環、測”幾個環節進行了深入分析，最終得出，工藝和設備原因導致原絲條干偏大。通過對條干儀波譜儀的圖片加予分析，找出工藝和設備的疵點，從而達到降低條干值，改善POY原絲在加彈的后加工性能，提高DTY得染色M率[3]，得到關聯圖見圖3。

圖3 “人機料法環測”六大原因分析關聯圖

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POY原絲進行條干均勻度測試。烏斯特條干儀的工作原理：它是電容式儀器的測試部分，為平行金屬板組成的電容器，因纖維材料的介電系數大于空氣的介電系數，當絲線試樣以一定的速度進入由兩平行金屬板組成的空氣電容器時，會使電容器的電容量增大，當邊續通過電容器極板間的紗條的線密度變化時，電容器的電容量也相應地變化，將電容量的變化轉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，進一步對絲線不勻率的結構進行分析，判斷不勻率產生的原因和對織物的影響，以便檢查和調整紡絲工藝[4，5]。

先用烏斯特條干儀對POY原絲進行條干均勻度測試，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律的質量變化分離出來，把相同的波長疊加在一起，見圖5。

圖4 長絲不勻率曲線圖

圖5 長絲波譜圖

2.2.2 波譜圖的計算

通過波譜儀疵點有明確的計算方法得知：

其中：λ—波長，D—輸出羅拉或最后牽伸羅拉直徑。

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

2.2.3 波譜圖結果與生產的關系

（1）＜1 m的周期波一般是導絲盤、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系統問題。

（4）100～200 m的周期波一般是計量泵等問題。

根據上述因果關系，通過對條干儀波譜圖分析、計算得出，找出由工藝或設備疵點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

首先，對規格53dtex/12f的POY原絲進行大面積的條干值檢測。檢測結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現均在20～50 m之間有饅頭狀突起波峰，詳見圖6。

圖6 10個子樣的三維波譜圖

3.2 分析工藝和設備疵點

根據條干波譜圖結果分析工藝和設備疵點，紡絲側吹風冷卻吹風系統見圖7。根據“條干儀波譜圖計算方法”與“波譜圖與生產的關系”，進行了下面的實例計算。

POY紡絲基礎工藝參數為：計量泵轉速21.2 r/min、GR1：3 185 m/min、GR2：3 200 m/min、YS：3 150 m/min；橫動：1 627 次/min。測試側吹風風速時發現有60 次/min輕微抖動。

3.2.1 計算結果

（1）計量泵周期疵點：3 150/21.2≈148.5（m）。

（2） 側吹風有 60次/min輕微抖動：3 150/60≈52.5（m）。

（3）GR2偏心：0.150×π×3 150/3 200≈0.46（m）。

（4）橫動裝置故障：3 150/1 627×2 ≈ 1（m）。

圖7 紡絲側吹風冷卻吹風系統

3.2.2 結果分析

紡絲側吹風冷卻吹風系統即側吹風的垂直濾網和水平濾網有不通暢現象，導致了側吹風風速不穩定，有輕微抖動現象。

3.3 整改排除設備疵點

安排人員清理側吹風垂直濾網和水平濾網，拆下垂直濾網用解體后，外層網用三甘醇蒸煮后，再用高壓水槍清洗，內層孔板水槍沖洗，最后都用壓空吹干。組裝嚴格按孔板順序，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，水平濾網進行拆洗，有變形的予以更換[4]。

3.4 清理后效果檢查

對清理后再生產的53dtex/12f.POY原絲進行條干值檢測，結果顯示：CV%結果由原來的1.7%降到0.95%左右。再將該POY絲在山西經緯JWK3604B假捻變形機和德國巴馬格FK6-700加彈機上機測試：染色段斑和條紋降等比例明顯降低，攻關活動前后的效果對比見表2。

表2 攻關活動前后的效果比較

3.5 效果放大

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

4 結語

4.1 攻關成果

根據錦綸6.POY條干儀波譜圖計算方法與波譜圖與生產的關系，通過計算分析出紡絲工序工藝和設備的某些疵點導致POY條干值的上升，這個辦法是可行的。通過定時清潔紡絲側吹風冷卻吹風系統，即側吹風的垂直濾網和水平濾網這個主要因素，減低POY 原絲的條干率，效果是明顯的。

4.2 經濟效益

由于加彈車間的成品質量AA率整體提高了5.6%，按年產量 6 000 t，等級差價 3 500 元 /t估算，該成果為車間帶來的經濟效益為：6 000×0.05×3 500=105.00（萬元）。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得到了改善，給后道用戶的布面平整、條紋均勻創造了有利條件，也提升了“文峰牌”錦綸長絲的品牌效應，為南通市高端紡織的發展盡了一點力。