影响涤纶FDY长丝网络度的因素探讨

高旭波

(中国石化仪征化纤股份有限公司长丝加弹中心，江苏仪征 211900)

增加网络可以使单丝抱合缠结，增加丝条的平滑性［1］。FDY经网络后，在织造过程中不易断头、产生毛丝，可达到提高后加工效率，甚至省去或减少上浆的目的。此外，探讨FDY产品网络的影响因素，掌握提高产品网络度的方法，在满足产品网络度的前提下最大程度地减少压空的消耗，不仅可以降低成本、增加产品竞争力，同时与当今社会强调节能减排的方针相一致。

1 试验

1.1 生产设备

沸腾床预结晶器，郑州中原，FBM式;

切片干燥塔，意大利NOY公司，充填式;

螺杆挤压机，德国Barmag公司，10E8/24D;

热辊牵伸系统，意大利Dines公司;

卷绕机，德国 Barmag，CW6R。

1.2 主要测试仪器

强伸度测试仪，德国FPA-M型;

网络仪，瑞士R-2070型。

1.3 工艺流程

切片预结晶、干燥→螺杆挤压熔融→熔体预过滤→熔体计量→纺丝组件→侧吹冷却→集束上油→牵伸→定型→网络→卷绕

2 结果与讨论

试验所用装置FDY生产线使用的是Heberlein公司生产的网络喷嘴，其结构分为底座和压盖，压盖和底座上各有一个半圆型的凹槽，结合起来形成丝道，压空的喷孔在底座半圆凹槽的中间，正常生产时丝条从丝道通过，经压空喷射形成网络。

当丝条在网络器的丝道中通过时，受到垂直方向的喷射气流的撞击，产生与丝条平行方向的涡流，使丝条产生高频振荡，丝条首先开松，随后折回的气流使单丝不同程度的捆扎、缠结，形成网络。网络度的大小和网络牢度主要取决于喷射气流对丝条产生高频振动的频率，而振动频率又取决于丝条的张力、速度，气流喷出的速度，两夹持点的距离及丝条进入网络器的转向角等。

2.1 网络压力

文献表明网络压力是影响网络度的重要因素［2］，笔者的试验也表明了相同的结果，图1可以看出网络压力提高网络度逐渐增加，但是随着网络压力的进一步提高网络度的增加变缓。

图1 不同网络压力对产品网络度的影响

在实际生产过程中，网络压力不宜设定过高，一方面压空消耗过大，另一方面网络压力过高对产品的伸长和强度产生影响。表1是网络压力对产品强伸影响的试验结果。

当网络压力增加到0.4 MPa以上时，FDY产品的强度和伸长都有所下降，这主要是网络器中压空喷射速度过高，使丝条与网络喷嘴的撞击过于剧烈，使丝条中部分单丝发生损伤，因而影响了整个丝条的强度和伸长。因此网络压力的选择不宜增加过高，笔者选择在0.35 MPa左右。

表1 不同网络压力对产品强伸的影响

2.2 网络张力

网络张力决定丝束通过网络器时受到的张力。当网络张力过高时，丝条的网络度偏低，主要是因为在较高的张力条件下，丝条在喷嘴中松散不充分引起的。随着张力的降低，产品的网络度的变化不明显，但是网络牢度有所提高。同时当网络张力过低，二热辊出口处丝条抖动比较剧烈，非常容易发生碰撞而断头。因此对于56 dtex/24 f的产品网络张力选择在10 cN左右比较合适。通过表2数据可以发现，当网络张力在10 cN左右时网络度和网络牢度达到生产要求。

表2 不同网络张力对产品网络度的影响

2.3 网络喷嘴

网络喷嘴对FDY产品网络度的影响与网络喷嘴的设计有着非常密切的关系，其中喷嘴的喷孔大小、截面形状、喷孔的位置和方向及丝道、压盖的设计等等。笔者主要讨论的是同一系列不同大小喷孔的影响。

表3 不同喷嘴产品的网络度对比

从表3可以看出，网络喷嘴孔径的增加对纤度较低产品网络度的影响比较小，但是对于较高纤度的产品，其影响就比较明显了，不仅网络度增加，网络牢度也明显地提高。根据伯努利方程:

P+ρν2+ρgh=常量

在喷嘴的喷孔直径较小、长度很短的情况下，喷孔中压空的流速只与压空的压力有关，因此网络喷嘴的压空耗气量与喷孔的直径的平方成正比。在纤度较高时，必须有更多的压空才能吹动单丝相互缠绕产生网络，而纤度较低时，即使更换孔径大的网络器，压空速度并没有提高，因此网络数量没有较大的变化。在网络喷嘴的选择上，要根据产品的不同选择合适的网络器，在保证网络度的同时，还要考虑压空的消耗。

2.4 产品的消光度

网络的形成除了与网络器的种类和气流的大小有关以外，还与纤维本身的性质有关，纤维抱合、缠结的能力大小也决定了最终产品的网络度。纤维之间的摩擦力会阻碍纤维之间的相对滑移，因此纤维的摩擦系数越高相同条件下产品的网络度也越低，表4是不同消光产品的摩擦系数和网络度的对比情况。

表4 同种规格不同消光产品的网络度

由于TiO2粒子含量不同，纤维表面粗糙度会有差异，纤维与纤维之间的摩擦系数就会不同，进而影响了纤维的网络度。

2.5 产品的单丝纤度

产品的单丝纤度也是影响产品网络度的一个因素。单丝纤度越低时，纤维的刚性也越小，纤维在喷嘴中丝束就容易缠结，网络也就越容易形成，因此在相同的情况下产品的孔数越多其网络度也就越高。表5是纤度为56 dtex的FDY不同孔数产品的网络度。

表5 不同孔数产品的网络对比

3 结论

a)网络压力是影响FDY产品网络度的重要因素，随着网络压力的提高，产品网络度逐步增加，但是压力超过0.4 MPa时，网络度的增加幅度变缓，同时对纤维的强度会造成一定的影响;

b)网络张力对FDY产品的网络度也有一定的影响，网络张力的降低有利于网络度的增加，但是张力过低会造成生产的断头;

c)网络器喷孔的影响主要表现在不同的产品纤度上，根据不同的产品纤度选择合适网络器，在保证产品网络度的条件下还可使压空消耗最低;

e)纤维的消光度不同影响丝束的摩擦系数，进而影响产品网络度，相同条件下，丝束摩擦系数越低，网络度就越高;

d)FDY产品单丝纤度的降低有利于单丝之间的相互缠绕，也就越容易形成网络。

［1］董纪震，赵耀明，陈雪英，等.合成纤维生产工艺学(下册)［M］.北京:中国纺织出版社出版，1994.

［2］王爽芳，牛家祥.涤纶FDY网络度的影响因素［J］.聚酯工业，2009(2).