浅析化纤原丝粘辊及采取的措施

石景美(扬州石化有限责任公司，江苏扬州225200 )



浅析化纤原丝粘辊及采取的措施

石景美
(扬州石化有限责任公司，江苏扬州225200 )

摘要：针对前纺原丝生产过程中经常会出现的粘辊现象进行分析，查找原因，从原料、侧吹风、油剂、集束程度等方面寻求解决的办法。

关键词：粘辊；分子结构；油剂；可纺性

化纤装置投产以来，前纺时有粘辊现象，粘辊极易发生绕辊[1]。以我司2014年为例，全年加工损耗1.77%，除了由于原料发黄，后纺出废丝，开工放流等原因外，另一个很重要的原因就是部分原料纺出的丝在卷绕工序集束过程中，粘辊造成前纺绕辊、甚至反复绕辊，使得废丝量增加，由粘辊引起绕辊导致的损耗占10%。若找出粘辊的根本原因，对原料的选用、原丝的生产过程将有所指导，对于车间降本增效具有现实意义。本文介绍了前纺原丝生产过程中造成粘辊的原因及相应的解决措施。

1　前纺纺丝的生产流程

前纺PP、PE分别由加料斗进入两台螺杆挤压机，经过滤器过滤后经由熔体分配管进入纺丝组件。喷出的丝，经膨化、凝固、冷却，从甬道出来至卷绕工序，经小导丝辊到总导丝辊再到六辊预牵伸，至喂入轮、葵花轮去丝桶。

2　粘辊的现象

化纤原料品种很多[2]，当专用聚乙烯紧缺时，购进的聚乙烯原料有时有7、8种，且来自于多个国家，这些原料的使用效果不是很好，部分品种纺出的原丝经过六辊预牵伸时，少量纤维反粘附在辊子上，不能随整体丝束同步前进，严重时很快引起绕辊，甚至反复绕辊。绕辊主要发生在卷绕Godet 1～Godet 6之间的4～6辊上较多，见图1。

图1　1—6辊间丝束行走路径

生产速度为1 100 m/min时，处理一次绕辊产生18 kg以上废丝，损耗大，如遇反复绕辊，损耗更大，处理绕辊浪费时间，影响生产进度，同时生头丝太多，也会增加后纺集束牵伸的难度。

3　造成粘辊的原因

3.1原料

聚乙烯加工中的一个重要物性是熔融体的粘弹性，聚乙烯中长支链的多少对于弹性、熔体黏度、熔体延伸率都有影响。熔胀比是反映熔融体的粘弹性的参数，[μ]B为分支聚合物的极限黏度；[μ]L为直链聚合物的极限黏度，从图2可以看出熔胀比在一定程度上反映了长支链指数。当极限黏度比（[μ]B/[μ]L）增加时，长支链减少，熔胀比降低，粘弹性减小；当极限黏度比（[μ]B/[μ]L）减小时，长支链增加，熔胀比增加，粘弹性加大。

图2　聚乙烯熔胀比与长支链指数的关系

纵观原丝粘辊的现象，比较同种聚丙烯不同聚乙烯的纺丝过程，粘辊的程度不同，差别较大。从资料查明聚乙烯的粘弹性直接影响粘辊程度，聚乙烯作为原丝的皮层直接接触各导丝辊，粘弹性越大，越易于粘辊。同时，平均分子质量相同但分布宽的聚乙烯，纺丝时易产生断头、毛丝和疵点，且经不起拉伸，所得纤维产品强度低、延伸度高，弹性回复率低，越易粘辊。

3.2平滑剂的加入

不管是粉料还是粒料，都是由助剂参与聚合而成。其中聚合物是主要成分，助剂则是为了使复合物或其制品具有某种特性而加入的一些物质，加入聚合物中的助剂是随着制品的不同要求而定的。添加助剂的目的：（1）改善成形工艺性能。（2）改善制品的使用性能。（3）降低成本。为了改进塑料熔体的流动性能，减少或避免对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光洁度等，须加入一类助剂称平滑剂。适量平滑剂的加入有助于减小纤维拉伸时的摩擦系数，但加入过多又会造成纺丝过程中的粘辊。

3.3油剂

上油的目的在于改变纤维的表面状态，减小纤维的摩擦系数，使其长度方向的摩擦系数均匀。油剂主要是表面活性剂等一些具有集束、降低摩擦力作用性能的成分，具有一定的黏度，黏度大会促进缠辊。不同油剂在纤维表面的附着量是不同的，对纤维摩擦系数的影响也不一样，表面活性剂使油剂的表面张力降低得越多，油剂在纤维表面附着的均匀性就越好。此外，纤维的品种、规格、油剂的质量、上油量的多少等都和摩擦系数有很大关系，规格不同的纤维，其摩擦系数差异很大，不同种类的纤维有不同的表面构造，纤维的纤度增加，摩擦系数就越小，这是由于纤度增大，纤维和纤维、纤维和机械之间的接触面积减小所致。

4　针对性地解决粘辊

4.1原料的选择

化纤生产用聚丙烯主要是本公司粉料，另也有韩国产或上海金山产的粒料，性能比较固定可纺性较好。聚乙烯的性能直接影响粘辊程度，通过优胜劣汰，选择性的购进不易粘辊的原料（经验表明纺出的丝对光具有反射作用的料可纺性相对好一些）。我司2015年所用原料因严重粘辊而绕辊的现象已大大减少，但正常生产中，轻微的粘辊也会经常发生，可以通过以下方法解决。

4.2粘辊时各辊之间牵伸比的调整

通过调整总导丝辊、六辊及喂入轮和六辊之间的牵伸比，调节各轮之间丝束的张力，增加丝束的张紧程度，粘辊现象会有所好转，绕辊减少。

4.3丝束的集束程度

粘辊时一般是经过预牵伸过程，少量原丝延伸度大，这部分纤维不与整个丝束同步前进，粘附在辊子上。若增加丝束的集束程度，即调整调幅装置使丝束幅宽变小，操作中在两调幅转子之间加装透明胶皮，使丝束紧紧地包裹在一起，有利于减少绕辊。这样的做法在生产细旦纤维时作用尤其明显，已作为经验推广应用。若在六辊后加一调幅装置，使进入葵花轮的丝束集束程度高，效果会更好。

4.4油剂的调整

油剂的浓度大，黏度也大。黏度大会促进绕辊。适当降低油剂的浓度或改变油剂的品种，对防止粘辊有一定的作用。油剂浓度较低时有时会造成丝束松散，会更易绕辊，应当选一合适浓度。当然油剂的品种不同，集束性能也不一样，应当有针对性地选择油剂品种。

4.5辊子表面的粗糙程度

高速运转的牵伸辊使用时间长，表面损伤变得不光滑，增大丝束与辊子之间的摩擦阻力，即增大丝束与辊子之间的剥离阻力，使丝束变得不易剥离而粘辊。一段时间，卷绕工序的葵花轮由于油剂粘附，油剂的腐蚀性造成辊子表面有蚀点，辊子表面变得不光滑，微量的毛丝也能在辊表面形成缠绕，积累起来，葵花轮表面会越积越多，直至不得不停下来处理，这时应当修整辊子表面，减少辊子表面摩擦力。

4.6纺速的影响

纺易粘辊的丝时，纺丝速度越快，粘辊现象越严重，越易于粘辊。在生产进度许可的情况下，适当降低速度会缓解粘辊。

4.7侧吹风的影响

粘辊时适当调整侧吹风的温度及各纺位的冷却风量，保证每根丝能在一定程度上均匀冷却，也可缓解粘辊。

5　结论

（1）在进行原料筛选时，发现易粘辊的原料，价格相对便宜、成本低，获取利润高，但若加工过程中损耗过高，其原料价格上的优势，不足以平摊加工损耗，总体加工成本可能上升。应该多捕捉一些原料具有加工优势的信息，选用可纺性好的原料代替可纺性差的原料，减少前纺加工损耗。

（2）生产过程中，原丝粘辊在保证油剂浓度合适、辊子光滑等机械原因的基础上，牵伸比等工艺条件满足的情况下，原料的可纺性是前纺不粘辊的最主要的保证。轻微的粘辊可以通过调整油剂浓度、各辊之间的牵伸比、集束程度，纺丝温度、热媒温度等方式得到解决。

（3）实践证明大部分原料在生产细旦1.67 dtex、2.22 dtex的纤维时易粘辊，生产低速粗旦6.67 dtex纤维时，粘辊现象可缓解，可以根据粗旦纤维的订单量，采购低价位的原料加工生产，以降低成本。

参考文献

[1]邬国铭,李光.高分子材料加工工艺学[M].北京:中国纺织出版社, 2000.

[2]程曾越.通用树脂实用技术手册[M].北京:中国石化出版社, 1999.

综述与专论

ANALYSIS OF CHEMICAL PROTONEMA STICK ROLLER AND THE MEASURES TO BE TAKEN

SHI Jing-mei
( Yangzhou Petrolchemical Co.Ltd., Yangzhou Jiangsu 225200, China )

Abstract:Sticking phenomenon often appears in the production process.This article analyzed the reasons, from raw material, side wind, finish oil to cluster degree for seeking a solution.

Keywords:sticky roll，molecule structure，spin oil，spinnability

作者简介：石景美（1969-），女，江苏扬州人，工程师，从事化纤生产及技术开发工作。

收稿日期：2016-03-10

文章编号：1672-500X (2016) 01-0024-03

中图分类号：TQ340.1

文献标志码：B

doi:10.3969／j.issn.1672-500x.2016.01.006