化学工程师
Sum 103N o 14Chem ical Engineer 2004年4月
生产与技术改造
文章编号:1002-1124(2004) 04-0048-03
改善卷曲性能
提高成品纤维指标的稳定性
陈志宏
(佳木斯合成实业有限责任公司 摘 要:腔尺寸、, , 术指标。
; ; 卷曲温度和压力; 卷曲性能+4 文献标识码:B
Improve the crimping technology for cigarette filter and level off all cap acity of PP
CHE N Zhi -hong
(Jiamusi Hecheng Industrail C o.Ltd. ,Jiamusi 154002,China )
Abstract :This paper introduced how to im prove the crim ping technology of m odified polypropylene tow for
cigarette ,Suitable technology of crim ping box size ,crim ping tem preture and pressure ,Can im prove the crim ping capacity of polypropylene tow. Thus all technology of polypropylene tow can be steadied.
K ey w ords :m odified PP tow for cigarette filter ;crim ping box size ;crim ping tem preture and pressure ;crim ping ca 2pacity
在国内, 烟用聚丙烯丝束从研制到现在, 仅有10多年的历史, 人们通过不断对聚丙烯丝束的改性
收稿日期:2004-02-10
作者简介:陈志宏, 男, 工程师, 佳木斯合成实业有限责任公司总经
理, 从事烟用丙纤丝束生产10余年, 发表专业论文多篇。
研制, 已使其各项性能指标接近或达到醋酸纤维
(C A ) 丝束的水平。在此基础上, 应该进一步提高丝束各项指标的稳定性。(1) 丝束外观成型质量:即要求丝带整齐、无毛丝、并丝、疵点、污渍等, 手感软硬适中, 开松性较好; (2) 初生纤维质量:即要求初生纤维有足够的稳定性, 其结晶度和取向度满足后加工
3 改造后的效果
(1) 操作弹性大, 在煤气低负荷运行或热源不稳
作效果。
4 结语
通过2年的实践操作, 经改造后的工艺达到良
好效果。
(1) 26#制冷温度在净煤气负荷为4. 5万Nm 3/h 的条件下, 制冷温度为-52℃以下, 甲醇温度为-48℃以下, 满足了洗涤要求。
(2) 24#粗煤气冷却出口温度降到25℃以下, 比改造前降15℃。
(3) 蒸汽量明显减少, 降低了消耗。(4) 增加了操作弹性, 在高、低负荷运行条件下, 都能满足氨吸收制冷的精馏量, 满足工艺要求。
的条件下, 一部分氨水在再沸器内解析, 保证解析效
果和充足的热源。
(2) 为开车提供有利条件, 在煤气未送出之前, 投用W27后, 氨吸收制冷工段提前开车, 缩短了开车进程。
(3) 节余蒸汽, 当煤气满负荷运行时, 可停止蒸汽供给, 每天可节余蒸汽量15×24=3600t 。
(4) 降低了煤气温度。
(5) 节余了软水使用量, 由于煤气冷却工段入口
温度降低, 每天可节余软水40×24=960t 。
(6) 为氨水蒸馏提供了附加热源, 保证了精馏操
2004年第4期 陈志宏:改善卷曲性能提高成品纤维指标的稳定性49
要求; (3) 卷曲质量:即卷曲度、卷曲数、卷曲弹性、回复率等。
嘴棒车间在加工滤棒时, 丝束的外观在一定程度上影响出棒率; 而卷曲性能的好坏决定了嘴棒的硬度、吸阻、支重、圆周等各项指标。因此, 我们对如何改善改性聚丙烯丝束的卷曲性能进行了深入的探索和研究, 以期更好的稳定丝束各项性能指标。
(1) 由于背压弹簧使用周期较长, 再加上蒸汽、油剂的腐蚀作用, 其自由度明显下降, 至使卷曲出丝有软硬变化, 严重影响了滤嘴的成型效果, 针对此种情况, 我们进行了小试改进, 效果明显。既采用杠杆原理, 把腐蚀的弹簧换掉, 经过特殊的加工处理, 再用单位重量的砣来控制背压大小, 这样一来, 背压稳定, 。
(2) 。卷曲匣内加蒸, , , 丝束过硬且卷曲稳定, 根据经验, 进汽位置距卷曲轮4cm 丝束质量较好。于是我们在原来卷曲刀的基础上, 大胆创新, 原来卷曲刀蒸汽进汽孔为0. 6mm 孔径3排孔道, 而且距卷曲轮位置较近, 而我们自行设计的卷曲刀蒸汽进汽孔为0. 8mm 孔径2排孔道, 蒸汽进汽位置恰好控制在距卷曲轮4～5cm 处。这样的设计尺寸, 对丝束在卷曲匣内的定型质量较为理想, 有望推广使用。2. 1. 2 卷曲机的修整 由于我们的卷曲机使用时间较长, 其中一些运转部件, 如卷曲轮、卷曲刀、侧板等, 不可能做到定期更换, 其使用精度必然降低, 所以我们组建了一支专业维修组, 专门对卷曲机从以下方面进行维修和保养, 以保证每台卷曲机都能够处于最佳使用状态。
(1) 每台卷曲机的工艺尺寸保持一致。(2) 卷曲轮端跳及径跳小于0. 01mm 。(3) 卷曲轮的表面及侧面光洁度达到△9以上。(4) 卷曲刀定期打磨, 卷曲刀蒸汽口定期吹透。
(5) 卷曲机运转部件之间, 定期注入润滑油, 保
1 主要设备、原料及工艺流程
1. 1设备及原料
公司) ) 。MI :21g/10min ) ; 自制其他配料A 、B 按PP :A:B=100:3:8配置; 油剂(丙纶专用油剂) 。
1. 2 工艺流程
原料输送→纺丝冷却→牵伸→卷曲→松弛热定型→铺丝→打包
2 卷曲性能对丝束品质指标的影响
所谓卷曲即增加丝束间的抱合力, 满足其使用性能。初生纤维经过拉伸取向, 进入卷曲机系统, 在卷曲轮的动力和卷曲腔的阻力共同作用下, 使前进中的丝束在卷曲轮夹持点出口处出现卷曲波纹, 挤压产生的折迭可塑形变, 上述卷曲过程见图1
。
证部件间运转灵活。
2. 2 改善卷曲工艺
2. 2. 1 卷曲匣尺寸 卷曲工艺主要包括卷曲闸的
图1 卷曲过程
丝束在卷曲过程中, 其稳定性受诸多因素如卷
曲轮温度、蒸汽量大小、蒸汽压力、卷曲速度、设备运行状况等影响和制约, 改进措施如下。
长度和高度, 进丝张力和温度, 以及卷曲闸内的温度。卷曲闸的长度和高度, 反映了卷曲闸内集聚的纤维的多少, 同时也决定了丝束所受阻力的大小, 所以卷曲闸的高度和长度对卷曲的质量至关重要。加长卷曲匣和降低卷曲匣高度都会使丝束所受阻力增加, 阻力过大, 丝束越开越硬, 开松性差, 卷曲均匀性降低; 阻力过小, 丝束卷曲程度降低, 丝带薄手感软而散, 卷曲弹性不好, 所以通过经验摸索, 在卷曲刀箱长度165mm 不变的情况下, 卷曲匣高度调整为6～8mm (由于丝束规格不同, 可做微量调整) 这样对稳定卷曲指数效果最佳, 见表1。
2. 1 加大卷曲机的修正力度
2. 1. 1 技改项目 该生产线尽管在设计上有许多
独到之处, 但根据生产经验, 我们对其蒸汽进汽位置做了适当技改, 卷曲效果更佳。
50陈志宏:改善卷曲性能提高成品纤维指标的稳定性 2004年第4期
表1 卷曲匣高度与卷曲性能的关系
卷曲匣高度/mm 卷曲刀长度/mm 卷曲指数卷曲效果
4165
5165
6. 58～10165
165
30MPa , 背压适中。
2. 2. 5 卷曲进丝张力及进丝宽度 经过拉伸取向
不稳有波动丝束越开越硬, 开松性差
波动不大丝束偏硬, 开松一般
基本平稳软硬适中, 开松性较好
不稳有波动丝束软而散, 成型不好
的丝束, 在进入卷曲机前其张力的大小, 对卷曲形
态、卷曲均匀性至关重要。如果张力过大, 丝带跳动, 卷曲效果不好; 张力过小, 丝带游动毛边, 易造成丝带厚薄不均, 而且当丝带张力波动较大时, 卷曲出丝软硬变化明显, 。由于我们这套卷, , 因, 使进入, 同时又使丝带保持了, 从而保证了丝带的成型(根据张力变化特点, 以及P LATEX 生产线张力调节辊的设计, 我们把国产线卷曲系统也做了适当改进, 解决了丝带张力变化的问题) 。为了更好地保证进丝宽度与卷曲轮宽度中心一致, 我们在水浴箱及二道牵伸辊之间, 设置了弧型限幅装置, 这样即避免了不规则收幅, 又防止了丝带间交叉重叠现象的发生。2. 2. 6 卷曲速度 由于本条生产线是一步法生产, 卷曲速度与主线速度是相匹配的, 即当主线速度一定时, 卷曲速度以及其它工艺参数都是与之相匹配的, 对于我们这套卷曲机, 当卷曲速度在120～135m/s 时, 丝束的卷曲性能最佳。
2. 2. 2卷曲轮与卷曲刀及卷曲轮与侧板的间隙 卷
曲轮与卷曲刀及卷曲轮与侧板的间隙对卷曲均匀性的影响也很大, 如刀、轮间隙过大, 头; 而刀、轮间隙过小, 则刀、, 品质量, 、, 所以根据生产经验, 由于丝束规格的差异, 我们把刀、轮间隙选择在15～25道范围内, 卷曲轮与里侧板间隙为0道范围, 卷曲轮与外侧板间隙15道范围。2. 2. 3 进丝温度与卷曲轮温度 温度是机械卷曲
的一个重要条件, 如果温度过低, 大分子链间相对运动较差, 丝束刚性过大, 不易形成卷曲波纹; 而温度过高, 丝束间易粘结发硬, 开松性差, 并且丝带表面有明显的亮光, 严重时磨损侧板, 产生卷曲毛边, 所以选择合适的卷曲温度, 使分子链间产生相对运动, 纤维间容易获得比较理想的卷曲波纹, 根据生产经验, 一般我们把卷曲轮水温控制在12～13℃范围内, 卷曲匣蒸汽量控制适当范围, 并且根据季节性变化, 我们在卷曲前蒸汽预热箱处, 适当增大或减小蒸汽量, 保证进丝温度, 以利于丝束更好卷曲。2. 2. 4 卷曲压力 卷曲压力包括卷曲箱的背压, 及左右卷曲轮的主压力、侧板压力三部分, 其中主压与背压对纤维卷曲至关重要。
根据生产经验, 我们把卷曲轮主压力控制在0128～0130MPa 时, 随着背压的增加, 卷曲数增多, 丝
2. 3 定型工艺
卷曲后的纤维, 经过松弛热定型, 会发生分解取向和再结晶, 结晶度进一步提高, 卷曲形状、卷曲牢固趋于稳定。
根据经验, 随定型温度提高卷曲度、卷曲数变化不太明显, 但温度不能太高, 若太高, 丝束间粘接严重, 影响产品质量, 在定型温度一定的条件下, 延长定型时间, 成品纤维的强度和伸长会有所降低, 所以根据生产的实际情况, 我们把定性工艺温度设定为110～125℃, 定型时间7min 。
束手感偏硬, 开松性差, 这时适当减少卷曲匣蒸汽量, 会使丝束手感变得适中一些; 如果背压过小, 卷曲数过少, 丝束外观成型软而散, 这时就需适当加大卷曲匣蒸汽量, 改善卷曲效果。为此, 我们把背压调到适中, 各机台丝束的软硬微小差别, 用蒸汽量维调来控制。当蒸汽进汽量及背压恒定时, 随着主压的增加, 卷曲度、卷曲指数会适当增加, 但主压增加过大时虽然一方面能增加卷曲轮对丝束的握持力, 但丝束外观成型不理想, 而且增加了机械设备间的磨损程度, 所以根据经验, 主压控制在0. 28～0.
3 结论
(1) 改善纤维的卷曲性能, 有利于成品纤维各项
指标的稳定, 对滤嘴的技术要求起决定作用。
(2) 改善纤维的卷曲性能, 必须根据实际情况对设备进行改进, 对工艺进行调整。
(3) 改进PP 丝束, 经改善其卷曲性能, 各项指标接近醋纤(C A ) 水平。
化学工程师
Sum 103N o 14Chem ical Engineer 2004年4月
生产与技术改造
文章编号:1002-1124(2004) 04-0048-03
改善卷曲性能
提高成品纤维指标的稳定性
陈志宏
(佳木斯合成实业有限责任公司 摘 要:腔尺寸、, , 术指标。
; ; 卷曲温度和压力; 卷曲性能+4 文献标识码:B
Improve the crimping technology for cigarette filter and level off all cap acity of PP
CHE N Zhi -hong
(Jiamusi Hecheng Industrail C o.Ltd. ,Jiamusi 154002,China )
Abstract :This paper introduced how to im prove the crim ping technology of m odified polypropylene tow for
cigarette ,Suitable technology of crim ping box size ,crim ping tem preture and pressure ,Can im prove the crim ping capacity of polypropylene tow. Thus all technology of polypropylene tow can be steadied.
K ey w ords :m odified PP tow for cigarette filter ;crim ping box size ;crim ping tem preture and pressure ;crim ping ca 2pacity
在国内, 烟用聚丙烯丝束从研制到现在, 仅有10多年的历史, 人们通过不断对聚丙烯丝束的改性
收稿日期:2004-02-10
作者简介:陈志宏, 男, 工程师, 佳木斯合成实业有限责任公司总经
理, 从事烟用丙纤丝束生产10余年, 发表专业论文多篇。
研制, 已使其各项性能指标接近或达到醋酸纤维
(C A ) 丝束的水平。在此基础上, 应该进一步提高丝束各项指标的稳定性。(1) 丝束外观成型质量:即要求丝带整齐、无毛丝、并丝、疵点、污渍等, 手感软硬适中, 开松性较好; (2) 初生纤维质量:即要求初生纤维有足够的稳定性, 其结晶度和取向度满足后加工
3 改造后的效果
(1) 操作弹性大, 在煤气低负荷运行或热源不稳
作效果。
4 结语
通过2年的实践操作, 经改造后的工艺达到良
好效果。
(1) 26#制冷温度在净煤气负荷为4. 5万Nm 3/h 的条件下, 制冷温度为-52℃以下, 甲醇温度为-48℃以下, 满足了洗涤要求。
(2) 24#粗煤气冷却出口温度降到25℃以下, 比改造前降15℃。
(3) 蒸汽量明显减少, 降低了消耗。(4) 增加了操作弹性, 在高、低负荷运行条件下, 都能满足氨吸收制冷的精馏量, 满足工艺要求。
的条件下, 一部分氨水在再沸器内解析, 保证解析效
果和充足的热源。
(2) 为开车提供有利条件, 在煤气未送出之前, 投用W27后, 氨吸收制冷工段提前开车, 缩短了开车进程。
(3) 节余蒸汽, 当煤气满负荷运行时, 可停止蒸汽供给, 每天可节余蒸汽量15×24=3600t 。
(4) 降低了煤气温度。
(5) 节余了软水使用量, 由于煤气冷却工段入口
温度降低, 每天可节余软水40×24=960t 。
(6) 为氨水蒸馏提供了附加热源, 保证了精馏操
2004年第4期 陈志宏:改善卷曲性能提高成品纤维指标的稳定性49
要求; (3) 卷曲质量:即卷曲度、卷曲数、卷曲弹性、回复率等。
嘴棒车间在加工滤棒时, 丝束的外观在一定程度上影响出棒率; 而卷曲性能的好坏决定了嘴棒的硬度、吸阻、支重、圆周等各项指标。因此, 我们对如何改善改性聚丙烯丝束的卷曲性能进行了深入的探索和研究, 以期更好的稳定丝束各项性能指标。
(1) 由于背压弹簧使用周期较长, 再加上蒸汽、油剂的腐蚀作用, 其自由度明显下降, 至使卷曲出丝有软硬变化, 严重影响了滤嘴的成型效果, 针对此种情况, 我们进行了小试改进, 效果明显。既采用杠杆原理, 把腐蚀的弹簧换掉, 经过特殊的加工处理, 再用单位重量的砣来控制背压大小, 这样一来, 背压稳定, 。
(2) 。卷曲匣内加蒸, , , 丝束过硬且卷曲稳定, 根据经验, 进汽位置距卷曲轮4cm 丝束质量较好。于是我们在原来卷曲刀的基础上, 大胆创新, 原来卷曲刀蒸汽进汽孔为0. 6mm 孔径3排孔道, 而且距卷曲轮位置较近, 而我们自行设计的卷曲刀蒸汽进汽孔为0. 8mm 孔径2排孔道, 蒸汽进汽位置恰好控制在距卷曲轮4～5cm 处。这样的设计尺寸, 对丝束在卷曲匣内的定型质量较为理想, 有望推广使用。2. 1. 2 卷曲机的修整 由于我们的卷曲机使用时间较长, 其中一些运转部件, 如卷曲轮、卷曲刀、侧板等, 不可能做到定期更换, 其使用精度必然降低, 所以我们组建了一支专业维修组, 专门对卷曲机从以下方面进行维修和保养, 以保证每台卷曲机都能够处于最佳使用状态。
(1) 每台卷曲机的工艺尺寸保持一致。(2) 卷曲轮端跳及径跳小于0. 01mm 。(3) 卷曲轮的表面及侧面光洁度达到△9以上。(4) 卷曲刀定期打磨, 卷曲刀蒸汽口定期吹透。
(5) 卷曲机运转部件之间, 定期注入润滑油, 保
1 主要设备、原料及工艺流程
1. 1设备及原料
公司) ) 。MI :21g/10min ) ; 自制其他配料A 、B 按PP :A:B=100:3:8配置; 油剂(丙纶专用油剂) 。
1. 2 工艺流程
原料输送→纺丝冷却→牵伸→卷曲→松弛热定型→铺丝→打包
2 卷曲性能对丝束品质指标的影响
所谓卷曲即增加丝束间的抱合力, 满足其使用性能。初生纤维经过拉伸取向, 进入卷曲机系统, 在卷曲轮的动力和卷曲腔的阻力共同作用下, 使前进中的丝束在卷曲轮夹持点出口处出现卷曲波纹, 挤压产生的折迭可塑形变, 上述卷曲过程见图1
。
证部件间运转灵活。
2. 2 改善卷曲工艺
2. 2. 1 卷曲匣尺寸 卷曲工艺主要包括卷曲闸的
图1 卷曲过程
丝束在卷曲过程中, 其稳定性受诸多因素如卷
曲轮温度、蒸汽量大小、蒸汽压力、卷曲速度、设备运行状况等影响和制约, 改进措施如下。
长度和高度, 进丝张力和温度, 以及卷曲闸内的温度。卷曲闸的长度和高度, 反映了卷曲闸内集聚的纤维的多少, 同时也决定了丝束所受阻力的大小, 所以卷曲闸的高度和长度对卷曲的质量至关重要。加长卷曲匣和降低卷曲匣高度都会使丝束所受阻力增加, 阻力过大, 丝束越开越硬, 开松性差, 卷曲均匀性降低; 阻力过小, 丝束卷曲程度降低, 丝带薄手感软而散, 卷曲弹性不好, 所以通过经验摸索, 在卷曲刀箱长度165mm 不变的情况下, 卷曲匣高度调整为6～8mm (由于丝束规格不同, 可做微量调整) 这样对稳定卷曲指数效果最佳, 见表1。
2. 1 加大卷曲机的修正力度
2. 1. 1 技改项目 该生产线尽管在设计上有许多
独到之处, 但根据生产经验, 我们对其蒸汽进汽位置做了适当技改, 卷曲效果更佳。
50陈志宏:改善卷曲性能提高成品纤维指标的稳定性 2004年第4期
表1 卷曲匣高度与卷曲性能的关系
卷曲匣高度/mm 卷曲刀长度/mm 卷曲指数卷曲效果
4165
5165
6. 58～10165
165
30MPa , 背压适中。
2. 2. 5 卷曲进丝张力及进丝宽度 经过拉伸取向
不稳有波动丝束越开越硬, 开松性差
波动不大丝束偏硬, 开松一般
基本平稳软硬适中, 开松性较好
不稳有波动丝束软而散, 成型不好
的丝束, 在进入卷曲机前其张力的大小, 对卷曲形
态、卷曲均匀性至关重要。如果张力过大, 丝带跳动, 卷曲效果不好; 张力过小, 丝带游动毛边, 易造成丝带厚薄不均, 而且当丝带张力波动较大时, 卷曲出丝软硬变化明显, 。由于我们这套卷, , 因, 使进入, 同时又使丝带保持了, 从而保证了丝带的成型(根据张力变化特点, 以及P LATEX 生产线张力调节辊的设计, 我们把国产线卷曲系统也做了适当改进, 解决了丝带张力变化的问题) 。为了更好地保证进丝宽度与卷曲轮宽度中心一致, 我们在水浴箱及二道牵伸辊之间, 设置了弧型限幅装置, 这样即避免了不规则收幅, 又防止了丝带间交叉重叠现象的发生。2. 2. 6 卷曲速度 由于本条生产线是一步法生产, 卷曲速度与主线速度是相匹配的, 即当主线速度一定时, 卷曲速度以及其它工艺参数都是与之相匹配的, 对于我们这套卷曲机, 当卷曲速度在120～135m/s 时, 丝束的卷曲性能最佳。
2. 2. 2卷曲轮与卷曲刀及卷曲轮与侧板的间隙 卷
曲轮与卷曲刀及卷曲轮与侧板的间隙对卷曲均匀性的影响也很大, 如刀、轮间隙过大, 头; 而刀、轮间隙过小, 则刀、, 品质量, 、, 所以根据生产经验, 由于丝束规格的差异, 我们把刀、轮间隙选择在15～25道范围内, 卷曲轮与里侧板间隙为0道范围, 卷曲轮与外侧板间隙15道范围。2. 2. 3 进丝温度与卷曲轮温度 温度是机械卷曲
的一个重要条件, 如果温度过低, 大分子链间相对运动较差, 丝束刚性过大, 不易形成卷曲波纹; 而温度过高, 丝束间易粘结发硬, 开松性差, 并且丝带表面有明显的亮光, 严重时磨损侧板, 产生卷曲毛边, 所以选择合适的卷曲温度, 使分子链间产生相对运动, 纤维间容易获得比较理想的卷曲波纹, 根据生产经验, 一般我们把卷曲轮水温控制在12～13℃范围内, 卷曲匣蒸汽量控制适当范围, 并且根据季节性变化, 我们在卷曲前蒸汽预热箱处, 适当增大或减小蒸汽量, 保证进丝温度, 以利于丝束更好卷曲。2. 2. 4 卷曲压力 卷曲压力包括卷曲箱的背压, 及左右卷曲轮的主压力、侧板压力三部分, 其中主压与背压对纤维卷曲至关重要。
根据生产经验, 我们把卷曲轮主压力控制在0128～0130MPa 时, 随着背压的增加, 卷曲数增多, 丝
2. 3 定型工艺
卷曲后的纤维, 经过松弛热定型, 会发生分解取向和再结晶, 结晶度进一步提高, 卷曲形状、卷曲牢固趋于稳定。
根据经验, 随定型温度提高卷曲度、卷曲数变化不太明显, 但温度不能太高, 若太高, 丝束间粘接严重, 影响产品质量, 在定型温度一定的条件下, 延长定型时间, 成品纤维的强度和伸长会有所降低, 所以根据生产的实际情况, 我们把定性工艺温度设定为110～125℃, 定型时间7min 。
束手感偏硬, 开松性差, 这时适当减少卷曲匣蒸汽量, 会使丝束手感变得适中一些; 如果背压过小, 卷曲数过少, 丝束外观成型软而散, 这时就需适当加大卷曲匣蒸汽量, 改善卷曲效果。为此, 我们把背压调到适中, 各机台丝束的软硬微小差别, 用蒸汽量维调来控制。当蒸汽进汽量及背压恒定时, 随着主压的增加, 卷曲度、卷曲指数会适当增加, 但主压增加过大时虽然一方面能增加卷曲轮对丝束的握持力, 但丝束外观成型不理想, 而且增加了机械设备间的磨损程度, 所以根据经验, 主压控制在0. 28～0.
3 结论
(1) 改善纤维的卷曲性能, 有利于成品纤维各项
指标的稳定, 对滤嘴的技术要求起决定作用。
(2) 改善纤维的卷曲性能, 必须根据实际情况对设备进行改进, 对工艺进行调整。
(3) 改进PP 丝束, 经改善其卷曲性能, 各项指标接近醋纤(C A ) 水平。