Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Технологии


Технологии/Советы инженера. Особенности технологии производства фрикционной нити повышенной степени извитости и сукрутины

Советы инженера. Особенности технологии производства фрикционной нити повышенной степени извитости и сукрутины

04 ноября 2012
Технический текстиль №28, 2012

Мельников Владимир Валентинович


Проблема
.  Текстурированная,  полиэфирная ДТУ-нить  (из редукционно-охладительной установки - РОУ на 48 филамент, окраска в массе, полученная на машине Barmag-1000 с полиуретановыми фрикционными дисками, при t1=190оС, вытяжке Е=1.68 и скорости выпуска 500 м/мин) имеет неравномерную структуру, повышенные извитость (15 …16%) и риск образования сукрутин.  Если потребительские свойства нитей, полученных на машинах Murata из РОУ на 70 филамент, не вызывает нареканий (степень извитости – 12%, минимальные риски сукрутин), то РОУ на 48 филамент снижает качество нитей даже на этих машинах. Тем более часто потребители имеют претензии к нити ДТУ на 48 филаментов, полученной на машинах Barmag: у нее пониженная проходимость, сырьевая «полосатость», наличие сукрутин. Почему это происходит? Рассмотрим три версии.

Версия 1: оборудование.  Предприятие имеет машины фрикционного текстурирования 3-х типов: Murata (Япония)  - ремешковый фрикцион и максимальную для трех типов машин длину «охлаждающих» пластин; скорость выпуска 375…400 м/мин   •  Barmag-Multi (Германия) - фрикционный узел, исполненный на базе керамических дисков; скорость выпуска 600 м/мин. Длина охлаждающих пластин короче, чем на Murata, но более чем вдвое длиннее пластин машины Barmag-1000   • Barmag-1000 (Германия) – фрикционный узел на базе полиуретановых дисков; скорость выпуска - 500 м/мин; профиль направляющих желобов – треугольный, тоньше, имеет общую площадь более чем в 3 раза меньшую, чем на Barmag-Multi.
Возможно,  укорочение охлаждающих пластин, снижение их массы и общей площади теплоотдачи при одновременном повышении скорости выпуска нити  не позволяет полимерной массе охладится перед вхождением во фрикцион до температуры, при которой падают эластичные и появляются упругие свойства филамента. В результате  под воздействием сил трения в точке соприкосновения фрикционного диска и нити группа филаментов, находящихся в контакте с поверхностью диска фрикциона, следует за фрикционом по длине окружности, изменяя траекторию движения. Поскольку притяжка нитей отсутствует, так как нить находится в зоне действия вытяжной пары под натяжением, филамент нити под воздействием фрикциона вытягивается.
Если филаменты обладают упругими свойствами, в большей мере исключающими необратимую деформацию в виде вытяжки, в момент, когда сила натяжения нити преодолевает силу трения диска, филамент «соскакивает» с поверхности диска и частично восстанавливает прежний вид, компактируя нить, уменьшая свою длину и извитость, компенсируя приобретенную крутку.
Если нить входит в зону действия фрикциона со свойствами эластичности, обусловливающей необратимую деформацию, то филамент после снятия воздействия фрикциона, не восстанавливает свою первоначальную длину, сохраняя извитость.

Версия 2: скорость охлаждения. Процесс охлаждения филамента, полученного на фильере № 48, идет медленне, чем филамента фильеры №70, поскольку сам полимер не отличается высокой теплопроводностью. Отвод тепла из центра филамента фильеры № 48 требует больше времени, так как диаметр филамента в 1,2 раза больше, чем у филамента фильеры №70. При короткой длине зоны охлаждения нити, мы можем иметь случай, когда масса полимера, сосредоточенная в центре филамента, может иметь температуру обеспечивающую пластичные свойства полимера и необратимую вытяжку филамента.

Версия 3: площадь теплоотдачи. Процесс охлаждения филаментов, полученных на фильере № 48, идет медленне, чем филаментов фильеры № 70, так как при равенстве линейных плотностей нитей суммарная площадь теплоотдачи 48 филаментов с фильеры №48 в 1,2 раза меньше, чем суммарная площадь поверхности 70 филаментов фильеры №70. Это может усугубить ситуацию, описанную в версии 2.

Выводы по версиям. 1. Все три версии предполагают, что машина Barmag-1000 при переработке нити на 48 филамент имеет меньшие возможности для охлаждения нити после осуществления процесса вытягивания, чем машины двух других типов. Это может обусловить последующее вытягивание филаментов. Данный процесс, практически, инструментально неконтролируем в текущем времени и может являться причиной неравномерной структуры нити и образования сукрутин.
По информации коллег из других предприятий,  современная машина фрикционного текстуририрования MPS с дисковыми керамическими фрикционами, имеет еще более короткую пластину охлаждения. Тем не менее, нить ДТУ, получаемая из нашей РОУ, на данной машине, имеет приемлемую степень извитости (2…13%) и достаточно равномерную структуру текстурирования. При этом охлаждающие пластины не имеют принудительного охлаждения.
2. Охлаждающие пластины не являются столь эффективным радиатором, служащим для отвода тепла нити, как принято сегодня считать.
Сравнительный анализ физико-механических свойств ДТУ, полученных при различных комбинациях температур первого и второго нагревателей, показывает, что наименьшая степень извитости нити ДТУ достигается при t1=1800C. Снижению полученной степени извитости способствует рост температуры второго нагревателя. Но снижение температуры на первом нагревателе является определяющим.
3.  Минимизация порога температуры первого нагревателя позволяет при всех прочих равных условиях снизить степень извитости нити ДТУ и сделать ее более компактной.

Что происходит в процессе текстурирования на машине Barmag-1000? Имеем:  РОУ на 48 филамент  • вытяжка = 1,68 _ t1= 1900C •  t2= 2150C • DI = 1,75 • V= 500 м/мин  _ фрикционные диски - полиуретановые, с повышенным коэффициентом трения.
При разогреве РОУ до температуры 1900С нить приобретает эластичные свойства, что позволяет осуществляться процессу вытягивания; при этом, указанная деформация нити является необратимой.
Вытянутая нить с высокой скоростью доставляется к фрикционному узлу. При ее прохождении  по «охлаждающей пластине» треугольного профиля, которая, скорее всего, в данной ситуации при скорости движения равной 500 м/мин, является «направляющим желобом», а не «охлаждающей пластиной». Вероятно, пластина нагревается от воздействия на нее сил трения нити. При этом охлаждающий воздух может действовать на нить только с верхней стороны, поскольку две другие являются металлическими сторонами треугольного желоба, покрытого полимерным составом. Последний может иметь коэффициент теплопроводности ниже стали, что затрудняет любую теплоотдачу. Такая подача воздуха не позволяет охладить вытянутые филаменты нити до температуры, при которой филаменты приобретают свои упругие свойства, возможность сопротивляться вытягиванию, релаксировать, возвращая первоначальную длину, имевшуюся до воздействия фрикциона, компенсировать крутку. По всей видимости, нить подается во фрикцион с температурой, обеспечивающей эластичные свойства филаментов. Высокий коэффициент трения полиуретановых дисков обеспечивает достаточно надежное сцепление диска с филаментом. Диск при высокой скорости вращения влечет за собой филамент, отклоняя его от оси движения. Так как «свободной длины» филамента не имеется, последний вытягивается под воздействием диска, обусловливая получение частной вытяжки и высокой степени извитости.
Одновременно с вытягиванием филаментов происходит их быстрое охлаждение, так как они не только подвергаются механическому воздействию со стороны фрикционных дисков, но также попадают в зону турбулентных воздушных потоков, обусловленных вращением дисков. Вытянутые филаменты приобретают упругие свойства, пытаются релаксировать, вернуться в равновесное состояние. Этому, однако, препятствуют другие филаменты -  та   «перепутанная масса», с которыми наш филамент успел перепутаться и чье сопротивление он должен преодолеть, чтобы погасить внутреннее напряжение, обусловленное появлением упругих свойств. По всей видимости, значительная часть филаментов не может преодолеть сопротивление массы и остается в напряженном состоянии. Это и является причиной неравномерной усадки филамент после последующей тепловой обработки, а также наличия «реальной», а не «ложной», крутки со всеми ее упругими свойствами, в том числе, склонностью к сукрутинам.

Выводы. Для того чтобы минимизировать частную вытяжку, определяемую фрикционным узлом, необходимо обеспечить подачу филамент в зону текстурирования с сформированными упругими свойствами, с тем, чтобы минимизировать частную вытяжку, определяемую фрикционным узлом. С этой целью можно: 1) определить минимально допустимую температуру первого нагревателя для того, чтобы уменьшить количество тепла,  которое необходимого снять с нити до ее вхождения во фрикцион; 2) снизить скорость выпуска нити  для увеличения времени ее охлаждения; 3) ликвидировать, так называемые охлаждающие пластины, заменив их на направляющую с двумя нитепроводниками  (вход и выход), позволив воздушным массам в полной мере омывать комплексную нить, понижая ее температуру перед входом во фрикцион.
Полагаю, что основной причиной проблем, связанных с получением требуемых потребительских свойств нитей ДТУ с машины Barmag-1000, является отсутствие упругих свойств филамент РОУ перед входом в зону механического воздействия дисков фрикциона. Выявление любых других способов понижения температуры воздуха, омывающего нить в зоне «охлаждающей пластины», окажет большую помощь в стабилизации процесса текстурирования.

НАШИ  ЖУРНАЛЫ И СПРАВОЧНИКИ

Смотреть архив

АНОНСЫ:
ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №118

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №117

                    ( читать ... )