W jaki sposób dynamiczny mieszalnik stopu eliminuje smugi kolorów w przędzy z włókna ciągłego barwionego przedmieszką?

Smugi kolorów to jeden z najbardziej utrzymujących się problemów związanych z jakością podczas produkcji włókien barwionych przedmieszką. Żyłka przędzalnicza może pracować ze stabilną temperaturą i prędkością, a mimo to wytwarzać przędzę z widocznymi paskami kolorów, nierównościami linii barwnika lub różnicami odcieni pomiędzy pakietami. W większości przypadków podstawową przyczyną nie jest skład przedmieszki – wręcz przeciwnie niewystarczające ścinanie w punkcie, w którym strumień stopionej przedmieszki styka się z głównym strumieniem stopionego polimeru . W tym artykule szczegółowo omówiono, dlaczego mieszanie statyczne często nie sprawdza się w zastosowaniach związanych z przędzeniem bezpośrednim oraz w jaki sposób a dynamiczny mieszalnik stopu wypełnia tę lukę.

Dlaczego mieszanie statyczne często kończy się niepowodzeniem przy niskich współczynnikach zaniku

W przypadku przędzenia barwionego przedmieszki przedmieszka jest zwykle dodawana przy niskim współczynniku rozpuszczenia – często 1–5% całkowitego strumienia stopu . Mieszalnik statyczny opiera się całkowicie na własnej energii przepływu stopu w celu złożenia i redystrybucji dwóch strumieni podczas ich przechodzenia przez stałe elementy wewnętrzne. Przy niskich współczynnikach wypływu i stosunkowo niskich natężeniach przepływu typowych dla pozycji przędzenia z drobnym denierem, ta energia przepływu często nie jest wystarczająca do całkowitego rozbicia aglomeratów przedmieszki lub uzyskania równomiernego rozkładu w przekroju poprzecznym stopu.

• Wejście ścinania jest pasywne i zależy całkowicie od szybkości płynięcia stopu — nie można go regulować niezależnie od prędkości linii.
• Warunki niskiego przepływu i niskiego wypływu, typowe dla przędzenia POY/FDY o drobnych denierach, zmniejszają dostępną efektywną energię mieszania.
• Aglomeraty pigmentu, które przetrwają w mieszalniku, pojawiają się w dalszej części procesu w postaci kolorowych plam, smug lub zmian odcienia pomiędzy włóknami.

Zwiększanie ciśnienia wstecznego lub zwiększanie dawki przedmieszki może tymczasowo zamaskować problem, ale oba podejścia zwiększają koszty i powodują niepotrzebne obciążenie pompy dozującej i pakietu wirującego.

Jak mikser dynamiczny zmienia mechanizm mieszania

Dynamiczny mieszalnik stopu zastępuje pasywne składane elementy mieszalnika statycznego obrotowy rotor mieszający napędzany niezależnie od przepływu stopionego materiału . Zmienia to mechanizm mieszania w sposób bezpośrednio ukierunkowany na przyczynę powstawania smug kolorystycznych:

Ścinanie staje się parametrem regulowanym

Ponieważ prędkość rotora jest ustawiana niezależnie od prędkości linii, siła ścinania nie zależy już od szybkości płynięcia stopu. Operatorzy mogą wybrać poziom ścinania wymagany dla konkretnego pigmentu lub dodatku, zamiast ograniczać się dostępną energią resztkową przepływu.

Dystrybucja i dyspersja zachodzą razem

Mieszanie rotacyjne w sposób ciągły wystawia świeże powierzchnie stopu na kontakt ze strefą mieszania, łącząc mieszanie dystrybucyjne (równomierne rozprowadzanie przedmieszki w przekroju poprzecznym) z mieszaniem dyspersyjnym (rozbijanie aglomeratów) w tym samym przejściu – coś, czego element statyczny o stałej geometrii nie jest w stanie zapewnić tak skutecznie przy niskich prędkościach przepływu.

Jakie zmiany na hali produkcyjnej

Praktyczny efekt przejścia z mieszania statycznego na dynamiczne widać w kilku wymiernych miejscach na żyłce bezpośrednio wirującej:

Ograniczenie nadmiernego dozowania przedmieszki ma bezpośrednie korzyści finansowe również dlatego, że przedmieszka jest zwykle znacznie droższa w przeliczeniu na kilogram niż podstawowy chip polimerowy, w którym jest wprowadzana.

Poza kolorem: funkcjonalna dyspersja dodatków

To samo ograniczenie mieszania, które powoduje powstawanie smug kolorystycznych, wpływa również na produkcję włókien funkcjonalnych — środki matujące, dodatki antybakteryjne, środki zmniejszające palność i przedmieszki antystatyczne zależą od równomiernego rozmieszczenia, aby zapewnić spójne działanie na całej długości włókna. Na przykład nierównomierne rozproszenie środka matującego może powodować niespójny połysk pomiędzy włóknami w tym samym pakiecie przędzy, podczas gdy złe rozprowadzenie przedmieszki zmniejszającej palność może powodować powstawanie słabych punktów, które nie spełniają progów certyfikacyjnych. Mieszalnik dynamiczny, który reguluje ścinanie niezależnie od natężenia przepływu, pomaga utrzymać spójne właściwości funkcjonalne w całym zakresie współczynników opadania, jakie może pracować młyn.

Modernizacja miksera dynamicznego bez zakłócania istniejącej linii

Jedną z praktycznych obaw młynów oceniających zmianę jest to, czy zmiana wymaga odbudowania pozycji wirowania. W większości przypadków tak nie jest. Mieszalnik dynamiczny instaluje się w tym samym miejscu ścieżki topienia, w którym znajduje się już mieszalnik statyczny lub punkt wtrysku przedmieszki, a linia zachowuje zdolność do przetwarzania naturalnej (niebarwionej) przędzy, gdy mieszalnik nie jest używany — ta sama elastyczność, na której polegają już młyny przy przełączaniu między seriami produkcyjnymi kolorowymi i naturalnymi.

Dynamiczny mikser Shengbang do bezpośrednich linii przędzalniczych

Jiaxing Shengbang Mechanical Equipment Co., Ltd. produkuje: opatentowany mikser dynamiczny przeznaczone do urządzeń do bezpośredniego dodawania przedmieszki do przędzenia w stanie stopionym, zbudowane w celu utrzymania jednolitego koloru i dyspersji dodatków w warunkach niskiego przepływu i niskiego opadania, typowych dla przędzenia włókien o drobnych denierach. Sprzęt można zintegrować z istniejącymi liniami przędzenia ze stopu do produkcji włókien kolorowych i funkcjonalnych, a tę samą jednostkę mieszającą można również zastosować do innych materiałów przetwarzanych w stanie stopionym, takich jak folie i tusze, które wymagają równomiernego mieszania. W przypadku fabryk, które oceniają, czy ich obecne problemy z smugami koloru lub dyspersją wynikają z ograniczeń mieszania, a nie z receptury, praktycznym pierwszym krokiem jest sprawdzenie metody mieszania już stosowanej w punkcie wtrysku.