粘膠短纖維絲條成型后的物理處理

李彥虎 謝峰 侯文明 王博偉

摘 要：粘膠從噴絲頭噴出后經過和酸浴的化學反應后，分別通過不同的作用力進行物理處理來促進纖維的強力。

關鍵詞：總牽伸;張力作用;拉力作用;粘膠纖維

Abstrct： Viscose is spryed from the spinneret nd fter chemicl rection with cid bth， physicl tretment is crried out by different forces to promote the strength of fiber

Keywords： totl drft; tension ction; tension ction; viscose fiber

1 引 ?言

絲條從導絲鉤被拉出來經過紡盤時是繞盤一圈半還是三圈半這個話題在業內有不同的看法，現就絲條繞盤一圈半還是三圈半對產品質量更好這個話題進行分析。據統計，多數短纖企業絲束的繞盤均為三圈半，但也有使用繞盤一圈半的，通過查閱《粘膠短纖維生產》絲條在成型后需要被拉伸的力為定值，該值被稱為總牽伸，纖維被拉伸過程中具有極限性和拐點性而并非完全線性。其中由噴牽（絲條從噴絲頭出來被拉伸至紡盤的力）、盤牽（通過紡盤的微錐形實體將纏繞在其外徑表面的絲條膨脹的力）、頭牽（一集束通過絲束拉著紡盤做功的力）、二牽（二集束通過絲束拉著一集束做功的力）、回牽（經強拉升后三集束和二集束之間線速度差使絲束松弛形成收縮的力）組成，因此絲條初步成型后在這五段力的作用下發生了相應的物理變化，其中噴牽、頭牽和二牽均為軸向拉力、而盤牽則屬于徑向張力、回牽則是相對較小的反作用力。

2 在絲盤繞絲一圈半時對纖維的影響

紡盤繞絲一圈半時盤牽的張力作用很小基本上可以忽略不計，但為了使總牽伸不變只能通過提升頭牽的拉伸力來彌補這一部分力，而紡盤的張力往往是不能被牽伸的拉力所代替的，如圖表1所示，針對單絲來說盤牽的張力方向是徑向的有助于使纖維素大分子均勻排布;而牽伸的拉力則屬于軸向，其作用是在強拉力下大分子鏈沿著纖維軸向整齊排列而形成新的締合點并被固定下來增強纖維的強力，由此可見，恰恰在絲束初成型后需要徑向的張力來增加分子排布的均勻性，兩種力的方向不同其作用纖維發生的物理變化或者物理變化的程度是不同的（具體影響到了什么程度還需進行更專業的分析），這就是為什么一圈半所需的牽伸比要比三圈半的高的原因（繞盤一圈半時由于沒有了徑向作用力的盤牽需要通過加大一集速和紡盤之間的拉力來保證總牽伸不變），同時也會影響到分子排列和纖維的強力。

絲束繞盤一圈半除了以上弊端外還有一個問題就是當生產異動時容易引起落錠，當牽伸機故障或繞輥時由于和紡盤之間存在強拉力，集束機的強拉力突然消失，導致被拉著轉動起反作用力的紡盤反轉半圈后又開始正轉做功，但由于近1米左右的一圈半繞盤絲束會很明顯的造成絲束短時間失去了噴牽導致原本被拉緊的絲條落到酸浴里面而斷絲;如果繞盤絲束是三圈半（近3米左右），上述異動發生時3米長的繞盤絲束能夠吸收和緩沖絲束松弛的程度，紡盤反轉半圈時會將松弛的力釋放在盤牽上，短時間內造成纏繞在紡盤上的絲束相對松弛，而不會直接反應在噴牽上導致落錠，對于保證生產穩定防止繞輥造成生產異動有著很好的作用。

若用X表示牽伸力，現假設總牽伸為10X，如圖2所示：導絲盤和一集束間的牽伸為Q3=5X、導絲盤和導絲鉤間的牽伸Q1=3X通過提高牽伸的方式補償盤牽Q2視為0

總牽伸： Q總=Q1+Q3+Q2≠10X

工藝控制中必須要清楚纖維成型的需要是盤牽需要正向增加牽伸（紡盤錐體的小進大出）還是反向松弛減小牽伸 （紡盤錐體的大進小出），根據《黏膠短纖維生產》中的解釋應該是正向增加牽伸（紡盤錐體的小進大出）

如圖3所示假設：用x表示牽伸力，導絲盤和一集束間的牽伸為Q3=5x、盤牽伸Q2=2x（Q2=q1+q2+q3）、導絲盤和導絲鉤間的牽伸Q1=3x盤牽伸從小到大為正牽伸的總牽伸：Q總=Q1+Q2+Q3=10X

3 在絲盤繞絲一圈半和三圈半時對纖維的影響對比

當正牽伸因多繞兩圈而增加時為了保證總牽伸不變，應該相應降低一集束后的牽伸比例（降低一集束后的線速度）或者提高導絲盤的線速度，否則一集束和導絲盤的負荷應該是增加的，通過跟蹤導絲盤回路的負牽伸率以及電流會隨牽伸的增加而變大。

紡盤繞絲一圈半時盤牽伸Q2忽略為0，每當一集束故障或是纏輥時因為有強牽伸的原因都會造成絲束反彈導致落錠，那么改成三圈半呈張力狀態故障時相對松弛下來的絲束所反應出的反作用力就會被盤牽伸所緩解和吸收（因為瞬間反彈后的紡盤電機在反彈后又開始正向做功），對Q1的牽伸影響小甚至不影響，這樣一來就不會因此造成落錠和停車 如圖4所示假設：用x表示牽伸力，導絲盤和一集束間的牽伸為Q3=5x、盤牽伸Q2=-（q1+q2+q3）=-2x、導絲盤和導絲鉤間的牽伸Q1=3x

盤牽伸從大到小為負牽伸： Q總=Q1-Q2+Q3≠10X

圖中Q2為反作用力，就是絲束初步成型后經過導絲盤相對松弛后再經較強的集束牽伸，這個時候一集束和導絲盤做的功應該是減小的，此方案不能有效的保證總牽伸不變，相當于噴牽、盤牽均被導絲盤和一集束之間的超強牽伸所代替，此時導絲盤的負牽率的絕對值和一集束的負荷率會較大幅度的升高并且會影響到導絲盤處頻繁斷絲。

4總結與展望

綜上分析纖維在經過化學反應初步成型后的物理處理分別經過了噴牽、盤牽、頭牽、二牽和回牽，每一段作用力對纖維分子的排列和拉伸有著不同的作用，牽伸比一定的情況下繞盤一圈半對絲束的拉伸力而言紡盤起到的反作用力要小，絲束較為松弛且會直接影響到噴牽，所以需要通過加大集束機和紡盤之間的速度差來使絲束呈拉緊狀態;繞盤三圈半時對絲束的拉伸力而言紡盤起到的反作用力就大，絲束呈拉緊狀態且不會影響到噴牽。而上述所討論的絲束繞盤一圈半將軸向拉力用來代替盤牽的做法從力學角度來講是平衡了總牽伸，但不利于纖維分子的均勻排布亦會降低纖維的其他指標、不利于纖維整體質量的提升，所以以絲條繞盤三圈半為基礎，合理調整好各段設備轉速保證設備線速度精準才是最科學的。

參考文獻：

[1]粘膠人造絲紡制. 保定化學纖維聯合廠編 中國財政經濟出版社，1965年4月第一版

作者簡介：

李彥虎（1986年-），男，從事粘膠纖維電氣儀表管理。