تحدد ظروف العملية أثناء الغزل التغيرات في الألياف أثناء عملية التشكيل

تحدد ظروف العملية أثناء الغزل التغيرات في الألياف أثناء عملية التشكيل، مما يؤثر بشكل كبير على قابلية الدوران وبنية وخصائص خيوط الجرح وخصائص الخيوط النهائية. وبالتالي تتأثر خصائص الخيوط النهائية بشكل كبير بهذه الظروف.

01 درجة حرارة الانصهار (Tm)

يجب التحكم بشكل صحيح في درجة حرارة الذوبان، والمعروفة أيضًا باسم درجة حرارة الغزل، لضمان قابلية دوران جيدة وخصائص فيزيائية وميكانيكية ممتازة للغزل النهائي. يجب أن تذيب درجة حرارة الذوبان الرقائق بالكامل مع منع التدهور الحراري الشديد لجزيئات البوليستر الكبيرة. لذلك، بالنسبة للرقائق ذات اللزوجة المميزة في نطاق 0.64 إلى 0.66، يوصى عمومًا بالتحكم في درجة حرارة الذوبان بين 285 و290 درجة مئوية. إذا تجاوزت درجة الحرارة 300 درجة مئوية، فسوف تخضع جزيئات البوليستر الكبيرة لتدهور حراري سريع. ضمن نطاق درجة الحرارة المذكورة أعلاه، مع زيادة درجة الحرارة، تنخفض لزوجة تدفق الذوبان تدريجيًا، مما يؤدي إلى تحسين التجانس والخصائص الريولوجية، وبالتالي تعزيز قابلية الدوران.

تنخفض درجة التوجيه المسبق لخيوط الجرح (مؤشر الانكسار المزدوج n)، ويقل تجانس المقطع العرضي، وينخفض ​​أيضًا توتر الغزل. زيادة نسبة التمدد القصوى ونسبة التمدد الطبيعية لخيوط الجرح. بعد التمدد، تظهر أيضًا قوة واستطالة الخيوط الممدودة اتجاهًا متزايدًا. لذلك، طالما أن لزوجة الذوبان لا تنخفض بشكل كبير، يمكن الحفاظ على درجة الحرارة عند أعلى مستوى ممكن.

ومع ذلك، لا ينبغي أن تكون درجة حرارة الذوبان مرتفعة للغاية. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط إلى تفاقم تدهور جزيئات البوليستر الكبيرة، مما يؤدي إلى انخفاض أو تقلب الضغط اللولبي، مما قد يسبب تقلبات في نقطة تصلب الألياف، وزيادة التفاوت في قطعة الشظية، وارتفاع معدلات التفاوت في الصباغة، من بين مشكلات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي ذلك إلى زيادة الشعيرات من رأس الحقن، والمزيد من الزغب والأطراف المكسورة أثناء اللف، والاستطالة المفرطة للمنتج النهائي. في الحالات الشديدة، قد تظهر الخيوط المقذوفة متقطعة وغير قادرة على اللف بشكل صحيح.

لا يمكن أيضًا أن تكون درجة حرارة الذوبان منخفضة جدًا. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية، فإن اللزوجة المفرطة ستزيد من إجهاد القص للصهر في المغزل، مما يتسبب في كسر الذوبان ويؤدي إلى ضعف القدرة على الدوران. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 280 درجة مئوية، تكون قوة واستطالة الخيوط المغزولة منخفضة. يُشار إلى هذا النوع من الخيوط بالخيوط الضعيفة، والتي تميل إلى إنتاج زغب ونهايات مكسورة أثناء التمدد، مما يجعل التشغيل صعبًا.

في عمليات الإنتاج الفعلية، غالبًا ما تتقلب درجة حرارة الذوبان، مما قد يؤدي بسهولة إلى اختلافات اللون في الألياف. يتم التحكم في تقلبات درجة الحرارة بشكل عام ضمن نطاق ±1 درجة مئوية. تجدر الإشارة إلى أن الخصائص المختلفة لرقائق البوليستر لها لزوجة جوهرية ونقاط انصهار مختلفة، لذا يجب أن يختلف نطاق درجة حرارة الذوبان المحدد أيضًا وفقًا لذلك. بشكل عام، بالنسبة لتغير اللزوجة الجوهرية بمقدار ±0.1، يجب أن تتغير درجة حرارة الذوبان بالمقابل بمقدار ±10 درجة مئوية.

يمكن تقييم مدى ملاءمة درجة حرارة الذوبان المختارة ليس فقط من خلال ظروف تشغيل الغزل والتمدد، بالإضافة إلى مؤشرات الجودة للغزل النهائي، ولكن أيضًا من خلال تقييم انخفاض اللزوجة للغزل الخالي من الزيت. من المرغوب فيه أن تكون قيمة Δn أقل من 0.04، مع الحد الأدنى من التقلبات.

يمكن التحكم في درجة حرارة الذوبان من خلال درجات حرارة الطارد اللولبي وصندوق الغزل. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضًا مراعاة تأثيرات توليد الحرارة الاحتكاكية. على أساس الوظائف الأساسية للبرغي، يمكن تقسيمه إلى قسم التغذية، قسم الضغط، وقسم القياس. في الاستخدام العملي، لتسهيل التحكم في درجة الحرارة، يمكن تقسيم المسمار إلى عدة مناطق للتحكم في التسخين.

02 ضغط قذف المسمار

يشير ضغط بثق اللولب إلى ضغط الذوبان عند مخرج آلة بثق اللولب، والذي يتم قياسه والتحكم فيه بواسطة مستشعرات الضغط. يتم استخدام ضغط البثق اللولبي للتغلب على مقاومة الذوبان في المعدات مثل الأنابيب والخلاطات، مما يضمن وجود ضغط ذوبان معين عند مدخل مضخة القياس.

وفقًا لتقارير الأدبيات، يجب أن يصل ضغط مدخل المضخة إلى 2 ميجاباسكال حتى تتمكن مضخة القياس من القياس والإخراج بدقة؛ وإلا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم كفاية أو تقلب إمدادات المضخة، مما يتسبب في أن يصبح الغزل المغزول أرق أو غير متساوٍ.

بأخذ آلة الغزل VC406A كمثال، عند غزل 167 فتيل dtex بسرعة 1000 م/دقيقة، تكون مقاومة خط الأنابيب 2.6 ميجا باسكال، ويتطلب الأمر 4.6 ميجا باسكال على الأقل من ضغط البثق اللولبي على ماكينة الغزل للإنتاج العادي.

في الإنتاج الفعلي، من الضروري التحكم في الضغط بين 6.5 و 7.5 ميجا باسكال. على الرغم من أن ارتفاع ضغط البثق اللولبي مفيد للغزل، إلا أن الضغط المرتفع بشكل مفرط يتطلب دورانًا أسرع للمسمار، مما يزيد من التدفق العكسي للمصهور داخل الطارد ويزيد من استهلاك الطاقة. إذا تجاوز الضغط نطاق تحمل الضغط الخاص بالجهاز، فقد تقع حوادث.

03 حجم إمداد المضخة

يشير حجم إمداد المضخة إلى كتلة الذوبان التي توفرها مضخة القياس لكل وحدة زمنية. يؤثر حجم إمداد المضخة بشكل مباشر على سمك الخيوط المغزولة. يمكن تحديد حجم إمداد المضخة من خلال الحساب ومن ثم تعديله بناءً على الظروف الفعلية. صيغة الحساب هي كما يلي:

س = DRV/(l0000 K)

في الصيغة، Q هو حجم إمداد المضخة (جم/دقيقة)، D هي كثافة الخيوط النهائية (dtex)، R هي نسبة التمدد، v هي سرعة الدوران (م/دقيقة)، وK هو معامل تقلص الألياف (يُؤخذ عادةً على أنه من 1.05 إلى 1.10). في الإنتاج الفعلي، لا يتم التحكم في حجم إمداد المضخة بشكل مباشر؛ وبدلاً من ذلك، يتم تحقيق ذلك من خلال التحكم في سرعة دوران المضخة. يمكن حساب سرعة دوران المضخة باستخدام الصيغة التالية:

ن=س/γηC

في الصيغة: n هي سرعة مضخة القياس (r/min)، Q هو حجم إمداد المضخة (g/min)، γ هي كثافة الذوبان (g/cm³)، η هي كفاءة مضخة القياس (بشكل عام 98%)، و C هي قدرة مضخة القياس (cm³/r).

السرعة المسموح بها لمضخة الجرعات العامة هي 15 إلى 40 دورة/دقيقة، مع النطاق الأمثل هو 20 إلى 30 دورة/دقيقة. إذا كانت السرعة المحسوبة خارج هذا النطاق، فيمكن تعديلها عن طريق تغيير مواصفات مضخة الجرعات

04 ضغط المكونات

يتم استخدام ضغط المكونات للتغلب على المقاومة التي يواجهها المصهور أثناء مروره عبر طبقة المرشح وفتحات المغزل، ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بتوحيد جودة الألياف.

أثناء الغزل عالي الضغط، يتراوح ضغط المكون من 9.8 إلى 24.5 ميجا باسكال، مما يؤدي إلى تحسين جودة خيوط اللف. مع زيادة وقت استخدام المكون، تتراكم الشوائب في طبقة المرشح تدريجيًا، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة وارتفاع ضغط المكون باستمرار. فيما يتعلق بضغط المكونات، تأخذ العملية في الاعتبار الضغط الأولي ومعدل زيادة الضغط بشكل أساسي.

يشير الضغط الأولي إلى الضغط الذي تم قياسه بعد 30 دقيقة من استقرار المكون الجديد أثناء العصر، والمعروف أيضًا باسم ضغط البداية. ويرتبط بتكوين طبقة المرشح، وإخراج المضخة، ودرجة حرارة الذوبان، واللزوجة، ويتم ضبطه بشكل عام بين 9.8 إلى 14.7 ميجا باسكال.

يشير معدل زيادة الضغط إلى درجة الزيادة في ضغط المكونات لكل وحدة زمنية (ساعة أو يوم) أثناء الاستخدام العادي. يجب أن يكون معدل زيادة الضغط اليومي أقل من 6%. يمكن أن تؤدي الزيادة السريعة في الضغط إلى تقصير عمر المكون. إذا وصل ضغط المكون إلى حد أقصى قدره 30 ميجا باسكال، فيجب استبداله. قد يؤدي الاستمرار في استخدامها إلى تلف مضخة الجرعات أو التسبب في تشوه لوحة المغزل أو تسرب المواد.

05 درجة حرارة التبريد والرطوبة وسرعة الرياح

عند غزل الخيوط، يتم استخدام النفخ الجانبي بشكل عام، مع ثلاثة معايير رئيسية: درجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح (حجم الهواء). بالإضافة إلى ذلك، يوجد توزيع لسرعة الرياح على سطح النافذة الجانبية.

تتراوح درجة حرارة نفخ التبريد بين 20 إلى 30 درجة مئوية. إذا زادت سرعة العصر، يجب خفض درجة حرارة الهواء بشكل مناسب لتسريع عملية التبريد. حاليا، يتم استخدام درجة حرارة 28 درجة مئوية بشكل شائع.

يجب أن تتمتع ضربة التبريد بمستوى معين من الرطوبة لمنع الكهرباء الساكنة الناتجة عن احتكاك الشعيرات بالهواء الجاف في القناة، مما يقلل من اهتزاز الخيوط وارتدادها. كما أنه يساعد في الحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة، مما يسهل نقل الحرارة ويعزز تبريد الخيوط. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يؤثر على تبلور واستطالة واستعادة الرطوبة للخيوط. الرطوبة النسبية مقبولة بين 65% و80%، وعادةً ما يتم التحكم فيها عند حوالي 70%.

سرعة الرياح (حجم الهواء) لها تأثير كبير على التوجه المسبق (الانكسار المزدوج) ونسبة التمدد لخيوط الجرح. مع زيادة سرعة الرياح، يقل انكسار خيط الجرح، بينما تزيد نسبة التمدد البارد. ويرجع ذلك إلى تأثيرات التبريد الأفضل عند سرعات الرياح الأعلى، والتي تحول نقطة التصلب نحو المغزل، مما يؤدي إلى تقصير منطقة التشوه وإضعاف تأثير اتجاه التمدد على الذوبان قبل التصلب.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لسرعات الرياح الأعلى تحسين تجانس الصبغة وتقليل الاختلافات في الكثافة الخطية، مع تخفيف التداخل الناتج عن تدفق الهواء الخارجي أيضًا. ومع ذلك، إذا تجاوزت سرعة الرياح مستوى معين، فقد يتسبب ذلك في اهتزاز الخيوط وتصبح مضطربة، مما يزيد من تأثير التبريد على سطح المغزل وربما يؤدي إلى زيادة تباين مؤشرات جودة المنتج. يوضح الجدول سرعات رياح التبريد للخيوط ذات الكثافات الخطية المختلفة.

علاوة على ذلك، يجب أن تكون سرعة الرياح مستقرة، لأن التقلبات يمكن أن تزيد من عدم انتظام قطر الفتيل. يعد هذا التفاوت أحد الأسباب الرئيسية لعدم تناسق الصباغة والاختلافات في قوة الشد. تأخذ منحنيات توزيع سرعة الرياح عادةً ثلاثة أشكال: خطية موحدة، منحنية، وشكل S، مع كون الخطية والمنحنية هي الأكثر شيوعًا. للحفاظ على درجة حرارة سطح المغزل، تشتمل بعض الإعدادات على منطقة تبريد داخل نافذة الغزل، مع عزل الفتحة السفلية باستخدام ألواح الأسبستوس. أثناء الإنتاج العادي، من الضروري وضع ألواح العزل بشكل صحيح.

06 سرعة اللف

تعد سرعة اللف عاملاً مهمًا يؤثر على التوجيه المسبق لخيط الجرح. كلما زادت سرعة اللف، زادت درجة التوجيه المسبق، لكن نسبة التمدد اللاحقة تميل إلى أن تكون أقل. في حين أن إنتاجية المغزل تزداد مع سرعة اللف، إلا أنها لا تفعل ذلك بنسبة خطية.

في ظل الظروف المثالية، ينبغي زيادة سرعة اللف إلى الحد الأقصى، لأن هذا لا يزيد من كفاءة الإنتاج فحسب، بل يحسن أيضًا جودة الغزل. وفقًا للبيانات المتاحة، تتراوح سرعة اللف المثالية للغزل التقليدي بين 900 و1200 م/دقيقة.

يشار إلى نسبة سرعة اللف إلى سرعة طرد الذوبان باسم نسبة تمدد المغزل. تؤدي الزيادة في نسبة تمدد المغزل إلى انخفاض في نسبة التمدد اللاحقة. يمكن حساب نسبة تمدد المغزل باستخدام المعادلة (9-9).

في المعادلة، يمثل R′R'R′ نسبة تمدد المغزل، وvvv هي سرعة اللف (سم/دقيقة)، وγgammaγ هي كثافة الذوبان (جم/سم³)، وddd هو قطر فتحة المغزل (سم)، وnnn هو عدد فتحات المغزل، وQQQ هو خرج المضخة (جم/دقيقة).

07 التردد الترددي لجهاز الغزل الدليلي المتحرك

يحدد التردد الترددي لجهاز الغزل التوجيهي المتحرك حجم زاوية لف المكوك ويؤثر على شد اللف، مما يجعله عاملاً رئيسيًا في تحقيق تشكيل جيد لللف. في الإنتاج، تكون زاوية اللف شائعة الاستخدام عادةً بين 6° و7°. يمكن حساب التردد التبادلي باستخدام المعادلة (9-10).

في المعادلة، يمثل NNN تردد التبادل (دورة/دقيقة)، وαalphaα هي زاوية اللف (°)، وHHH هي شوط دليل الغزل (m)، وvvv هي سرعة اللف (m/min).

لمنع تشكيل اللف الضعيف الناتج عن الخيوط المتداخلة، يجب تغيير التردد الترددي لجهاز الغزل التوجيهي المتحرك بشكل دوري. ويشار إلى نطاق الاختلاف بالسعة، بينما تسمى مدة الاختلاف بالفترة. يتم ضبط السعة عادةً على ±15 إلى 25 دورة/دقيقة، وتكون الفترة عمومًا بين 15 إلى 25 ثانية. عندما تزيد سرعة اللف، يجب تقليل كل من السعة والفترة بشكل مناسب.

08 دوران الأسطوانة وتركيز الزيت

تحدد كمية الزيت المطبقة على خيط الجرح بشكل مباشر محتوى الزيت في الخيوط المتعددة النهائية. يؤدي ارتفاع تركيز الزيت وسرعة دوران الأسطوانة بشكل أسرع إلى زيادة استخدام الزيت. تعتمد كمية الزيت المطبقة على الاستخدام النهائي للخيط: بالنسبة للخيوط المنسوجة، تتراوح من 0.6% إلى 0.7%؛ للخيوط المحبوكة، 0.7% إلى 0.9%؛ وللخيوط المرنة 0.5% إلى 0.6%. تتراوح سرعة دوران الأسطوانة عادةً بين 10 و20 دورة/دقيقة، مع تركيز زيت يتراوح من 10% إلى 16%.

لضمان تطبيق موحد للزيت، يجب تنسيق سرعة دوران الأسطوانة وتركيز الزيت. إذا زاد تركيز الزيت وانخفضت سرعة الأسطوانة، فسيكون للزيت خصائص تناثر وانتشار أفضل ولكن التصاق أقل. على العكس من ذلك، إذا انخفض تركيز الزيت وزادت سرعة الأسطوانة، فإن خصائص الرش والانتشار ستكون أقل، بينما سيتحسن الالتصاق.

ويجب تحضير زيت الغزل على شكل مستحلب بتركيز معين قبل الاستخدام. يجب أن يكون الزيت المحضر موحدًا وذو شفافية قوية.