利用kdf4成型機組生產濾棒的工藝的製作方法

2023-07-04 21:00:31

專利名稱：利用kdf4成型機組生產濾棒的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝。
背景技術：
成型機是將煙用絲束(以下簡稱絲束)卷製成濾棒的設備。KDF4/AF4是德國虹 霓公司生產的新一代高速濾棒成型機組，最高加工速度可達600米/分鐘。KDF4是採用 「PR0T0S」刀頭設計的濾棒卷制分切設備，AF-4是其前道絲束開松設備。垂直放置的螺紋 對輥組成AF4絲束伸展區。在伸展區內集束單絲得到分離，捲曲形成的絲束緊密網絡結構 得以鋪展，但是這種短時、超高速網絡結構鋪展往往伴隨著內部應力的非均衡特性。緊接著 絲束通過鬆弛區，鬆弛區為消除絲束網絡內不均衡應力提供平衡時間和空間。在鬆弛區內 還設置有增塑劑噴灑裝置，可以有效提高濾棒的硬度，便於濾棒分切後形成的濾嘴與煙支 卷接。最終施加了增塑劑並且充分展寬的絲束通過一個集束輪收攏，在送絲噴嘴的牽弓I作 用下，填充入濾棒卷制分切設備-KDF4中。由於絲束開松成型過程中採用了多項專利設計， 如「U」形開松系統以及增塑劑噴嘴施加系統等，虹霓宣稱KDF4/AF4機組可以在超高速條件 下，保障濾棒加工質量。由於其存在以上特點，所以絲束在KDF4成型的特性曲線不同於其 他現有的成型設備。隨著國內濾棒成型裝備的不斷升級，國內引進了多臺KDF4/AF4機組， 篩選優化出適用於不同規格絲束的工藝參數成為急需解決的問題。

發明內容
針對上述現有技術，申請人利用開展《KDF4成型機組成型技術的系統性研究》機 會，對KDF4成型機組成型技術的進行系統性研究，為今後捲菸設計提供可靠詳實的理論數 據，為推動KDF4成型技術在我國菸草行業的技術引進、消化吸收和推廣應用有積極重要的 借鑑及指導作用。本發明是通過以下技術方案實現的一種利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，步驟如下將原料絲束投入AF4絲束開 松裝置，噴灑增塑劑後，由輸送輥送絲至KDF4成型機組，生產濾棒，濾棒成型後，經檢測、裝 盤、儲存後輸送至捲菸機。流程如下所示投料一AF4絲束開松裝置一增塑劑噴灑一輸送輥送絲一KDF4濾棒成型一濾棒在 線檢測一濾棒裝盤一濾棒儲存一輸送至捲菸機。所述原料絲束為3. 0/35000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 48 ；預張力輥壓力PO 0. 5bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 5Y34000規格的束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 56bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 9Y31000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預張力輥壓力PO 0. 68bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 0Y32000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數
3為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為2. 4Y32000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 42 ；預張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。上述工藝中，未詳細描述的步驟均為現有技術，在此不再贅述。本發明對工藝參數進行了優化，針對不同規格的絲束(3. 5Y34000、3.0Y35000、 3. 9Υ31000、3. 0Υ32000、2. 4Υ34000等5種規格絲束)，通過實驗，篩選出了最優的工藝參數， 在原有基礎上提高了 KDF4成型機組吸阻等指標的穩定性，並在原有基礎上提高了 KDF4成 型機組濾棒的出棒率，達到降低加工消耗的目的。


圖1 樣本吸阻均值折線圖2 樣本吸阻箱圖3 樣本數據檢驗與剔除後吸阻箱圖4 剔除樣本中奇異數據後的吸阻均值與原始吸阻均值比較圖
圖5 剔除樣本中奇異數據後的吸阻SD與原始吸阻SD比較圖6 樣本重量均值數據折線圖7 樣本吸阻均值數據折線圖8 樣本重量均值數據折線圖9 樣本吸阻均值數據折線圖10樣本重量均值數據折線圖
圖11樣本吸阻均值數據折線圖
圖12樣本吸阻均值折線圖13樣本吸阻均值箱圖14數據檢驗與剔除後箱圖15剔除樣本中奇異數據後的吸阻均值與原始吸阻均值比較圖
圖16剔除樣本中奇異數據後的吸阻SD與原始吸阻SD比較圖17樣本重量均值數據折線圖
圖18樣本吸阻均值數據折線圖
圖19樣本重量均值數據折線圖
圖20樣本吸阻均值數據折線圖
圖21樣本重量均值數據折線圖
圖22樣本吸阻均值數據折線圖
圖23樣本重量均值數據折線圖
圖24樣本吸阻均值數據折線圖
圖25吸阻CV整體模型槓桿率圖
圖26硬度均值整體模型槓桿率圖27第一次處理對應的濾棒特性曲線；
圖28目標吸阻重量整體模型槓桿率圖29優化工藝預測刻畫器及意願；
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圖30虹霓調試工藝預測刻畫器及意願圖31吸阻變異係數(CV)整體模型槓桿率圖
圖32硬度均值整體模型槓桿率圖33第一次處理對應的濾棒特性曲線；
圖34目標吸阻重量整體模型槓桿率圖35優化工藝預測刻畫器及意願圖36虹霓調試工藝預測刻畫器及意願圖37吸阻變異係數(CV)整體模型槓桿率圖
圖38硬度均值整體模型槓桿率圖39第一次處理對應的濾棒特性曲線；
圖40目標吸阻重量整體模型槓桿率圖41優化工藝預測刻畫器及意願圖42吸阻變異係數(CV)整體模型槓桿率圖
圖43硬度均值整體模型槓桿率圖44第一次處理對應的濾棒特性曲線圖45目標吸阻重量整體模型槓桿率圖46優化工藝預測刻畫器及意願圖47吸阻變異係數(CV)整體模型槓桿率圖
圖48硬度均值整體模型槓桿率圖49第一次處理對應的濾棒特性曲線；
圖50目標吸阻重量整體模型槓桿率圖51優化工藝預測刻畫器及意願。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的說明。本發明採用下述方法對不同規格的絲束進行了工藝參數優化第一步利用單因素試驗評估KDF4機組調節參數P1、V2/V1、P0、V3/V2設定對濾棒 吸阻加工性能影響，根據影響能力的強弱，最終確定後續全面試驗方案中必備的調節因素。第二步根據第一階段單因素試驗分析結果，剔除Pl壓力和V3/V2影響因素，選 定V2/V1和PO為這一階段試驗研究重點因素，同時依據常識推斷將與濾棒硬度有關的絲 束開鬆寬度加入試驗考慮因素，在KDF4成形機組對3. 0Y35000、3. 5Υ34000.3. 9Υ31000、 3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等5種規格的醋酸纖維絲束進行試驗。實施例1KDF4機組單因素試驗本階段工作的主要目的是評估KDF4機組調節參數PI、V2/V1、P0、V3/V2設定對濾 棒吸阻加工性能影響，根據影響能力的強弱，最終確定後續全面試驗方案中必備的調節因
ο1材料與方法1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為3. 5TO4000絲束、3.(^35000兩種絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三醋酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。1. 2試驗設計本次試驗選用3. 5Y34000和3. 0Y35000兩種規格絲束(南通醋酸纖維有限公司生 產)作為實驗材料，用3.0TO5000規格絲束對預張力輥壓力(P0)、開松比(V2/V1)、鬆弛比 (V3/V2)三個重要因素分別進行試驗，每個試驗因素取若干個水平。用3. 5TO4000規格絲束 對伸展輥壓力(Pl)、預張力輥壓力(P0)、開松比(V2/V1)、鬆弛比(V3/V2)四個重要因素分 別進行試驗，每個試驗因素取若干個水平。單因素試驗設計表格見表1、表2。1. 3取樣方法每個單因素試驗取連續10分鐘濾棒樣品，每分鐘瞬間取1組樣品，每組20支濾 棒，合計10組200支濾棒進行數據統計分析。1. 4測定方法1.4. 1濾棒測試濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士幻°C，相對 溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。1. 4. 2KDF4設備其他固定工藝條件關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22% )。1.4.3濾棒控制指標見表3 1. 5統計方法使用利用SPSS13. 0統計分析軟體對各試驗因素數據進行單因子方差分析。1.5. 1描述統計分析描述統計分析過程通過樣品數目、最小值、最大值、平均值、標準差統計量對濾棒 吸阻進行描述。1.5.2單因素方差分析單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗由單一因素影響的一個(或是幾個相 互獨立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統計意義。還可以對該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進行分析，即進行均值的多 重比較。2結果與分析2. 13. 0Y35000 結果與分析2. 1. 1描述統計分析以表1中第一列「樣本」為分類條件，對濾棒的水分、重量、圓周、吸阻試驗數據進 行統計，結果如表4所示。統計項目從左至右依次為樣本數據總個數、樣本數據最小值、樣 本數據最大值、樣本數據均值、樣本數據標準偏差。9次試驗中多數樣本數據的吸阻均值都控制不理想，與目標值有較大出入，詳見圖 1。所以數據不能直接用於統計分析，必須先行剔除數據中的異常值和極值。
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利用SPSS中Explore方法對數據進行異常值和極值剔除Explore過程提供數據在分組與不分組的情況下，常用的統計量與統計圖形。選用 explore箱圖可以直觀將異常值和極值呈現出來，方便數據剔除。對圖1進行分析，結果如 圖2所示。樣本2、3、7、8、9均有異常值或是極值出現。根據圖2中提示的單元號，進行數 據剔除。 矩形框是箱圖的主體，上中下三條線分別表示變量值的第75、50、25百分位數。 中間的縱向直線稱觸鬚線。上截至橫線是變量值本體最大值，下截至橫線是變 量值本體最小值。除異常值和極值以外的變量值稱為本體值。 異常值所使用的標記為「0」，分兩種。箱體上方的0標記點，其變量值超過了第 75百分數加第75百分數與第25百分數差值的1. 5倍。箱體下方的0標記點，其變量值小 於了第25百分數加第75百分數與第25百分數差值的1. 5倍。 極值使用標記為「*」。上極值的變量值超過了第75百分數加第75百分數與第 25百分數差值的3倍。下極值點的變量值小於了第25百分數加第75百分數與第25百分 數差值的3倍。通常這樣的數據檢驗與剔除不可能通過一次Explore過程完成，需要對數據多次 檢驗，也就多次進行Explore過程，直至所有數據都符合要求。針對表的數據一共進行了 4 次Explore過程，最終結果如圖3所示。對剔除完成後的濾棒數據再次以表5中第一列「樣本」為分類條件，對濾棒的水 分、重量、圓周、吸阻試驗數據進行統計，結果如表5所示。除了 1和6組試驗沒有奇異值以 外，其他各組都或多或少出現奇異值。對於奇異值對樣本吸阻均值和樣本吸阻SD的影響通 過繪製折線來展示，結果如圖4和圖5所示。通過比對圖4和5發現，在此次試驗中奇異值對樣本吸阻均值的影響要遠遠小於 對樣本吸阻SD的影響。2. 1.2單因素分析單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗由單一因素影響的一個(或是幾個相 互獨立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統計意義。還可以對該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進行分析，即進行均值的多 重比較。按照表1設計，1-4樣本測試的是V2/V1單因素影響，5-7測試的PO壓力單因素影 響，8-9測試是V3/V2的單因素影響。由於濾棒吸阻和重量容易受到濾棒圓周和水分的影 響，所以分析時需要假定水分影響忽略不計圓周影響也忽略不計。通過觀察，由於樣本1偏離設定值太多，可能影響分析準確性，所以剔除樣本1。2. 1. 2. 1V2/V1 的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本0-4)的折線圖， 如圖6和圖7所示，隨著V2/V1數值的加大濾棒重量降低而吸阻增加，對濾棒加工產生積極 效果。可以肯定V2/V1是濾棒加工試驗影響因素。2. 1. 2. 2P0的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(5-7)的折線圖， 如圖8和圖9所示，折線圖分為兩段，從樣本5變到6時候，濾棒重量下降了對應吸阻也降 低了，也就是沒有產生積極效果；但是樣本6變到7時候，出現了濾棒重量降低而吸阻增加的積極效果。所以PO的影響還需要進一步試驗驗證，但是將其列入濾棒加工試驗影響因素 是沒有問題的。2. 1. 2. 3V3/V2 的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(8-9)的折線圖， 如圖10和11所示，濾棒重量和吸阻呈現同向變動，在後期試驗中將剔除該因素。結論根據單因素分析結果，在下一階段試驗中將剔除V3/V2影響因素，繼續選定V2/V1 和PO為下一階段試驗研究重點因素，同時依據常識推斷將與濾棒硬度有關的絲束開鬆寬 度加入試驗考慮因素。2. 23. 5Y34000 結果與分析2.2. 1描述統計分析以表2中第一列「樣本」為分類條件，對濾棒的水分、重量、圓周、吸阻試驗數據進 行統計，結果如表6所示。統計項目從左至右依次為樣本數據總個數、樣本數據最小值、樣 本數據最大值、樣本數據均值、樣本數據標準偏差。12次試驗中多數樣本數據的吸阻均值都控制不理想，與目標值有較大出入，詳見 圖12。所以數據不能直接用於統計分析，必須先行剔除數據中的異常值和極值。利用SPSS中Explore方法對數據進行異常值和極值剔除Explore過程提供數據在分組與不分組的情況下，常用的統計量與統計圖形。選用 explore箱圖可以直觀將異常值和極值呈現出來，方便數據剔除。對下表(哪個表？)進行 分析，結果如圖13所示。除了樣本1和9其餘均有異常值或是極值出現。根據圖13中提 示的單元號，進行數據剔除。 矩形框是箱圖的主體，上中下三條線分別表示變量值的第75、50、25百分位數。 中間的縱向直線稱觸鬚線。上截至橫線是變量值本體最大值，下截至橫線是變 量值本體最小值。除異常值和極值以外的變量值稱為本體值。 異常值所使用的標記為「0」，分兩種。箱體上方的0標記點，其變量值超過了第 75百分數加第75百分數與第25百分數差值的1. 5倍。箱體下方的0標記點，其變量值小 於了第25百分數加第75百分數與第25百分數差值的1. 5倍。 極值使用標記為「*」。上極值的變量值超過了第75百分數加第75百分數與第 25百分數差值的3倍。下極值點的變量值小於了第25百分數加第75百分數與第25百分 數差值的3倍。通常這樣的數據檢驗與剔除不可能通過一次Explore過程完成，需要對數 據多次檢驗，也就多次進行Explore過程，直至所有數據都符合要求。針對表的數據一共進 行了 4次Explore過程，最終結果如圖14所示。對剔除完成後的濾棒數據再次以表7中第一列「樣本」為分類條件，對濾棒的水 分、重量、圓周、吸阻試驗數據進行統計，結果如表7所示。除了 1和9組試驗沒有奇異值以 外，其他各組都或多或少出現奇異值。對於奇異值對樣本吸阻均值和樣本吸阻SD的影響通 過繪製折線來展示，結果如圖15和圖16所示。通過比對圖15和16發現，在此次試驗中奇異值對樣本吸阻均值的影響要遠遠小 於對樣本吸阻SD的影響。2. 2. 2單因素分析
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單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗由單一因素影響的一個(或是幾個相 互獨立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統計意義。還可以對該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進行分析，即進行均值的多 重比較。按照表格3設計，1-2樣本測試的是Pl壓力的單因素影響，3-5測試的V2/V1壓力 單因素影響，7-9測試是PO壓力的單因素影響，10-12測試的V3/V2的單因素影響。由於濾 棒吸阻和重量容易受到濾棒圓周和水分的影響，所以分析時需要假定水分影響忽略不計圓 周影響也忽略不計。2. 2. 2. IPl壓力的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(1-2)的折線圖， 如圖17和圖18所示，隨著Pl的變換濾棒重量下降了對應吸阻也降低了，也就是沒有產生 積極效果。Pl的影響因素可以剔除。2. 2. 2. 2V2/V1 的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(3-5)的折線圖， 如圖19和20所示，隨著V2/V1數值的加大濾棒重量降低而吸阻增加，對濾棒加工產生積極 效果。可以肯定V2/V1是濾棒加工試驗影響因素。2. 2. 2. 3P0的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(7-9)的折線圖， 如圖21和22所示，折線圖分為兩段，從樣本7變到8時候，濾棒重量下降了對應吸阻也降 低了，也就是沒有產生積極效果；但是樣本8變到9時候，出現了濾棒重量降低而吸阻增加 的積極效果。所以PO的影響還需要進一步試驗驗證，但是將其列入濾棒加工試驗影響因素 是沒有問題的。2. 2. 2. 4V3/V2 的影響分析以剔除奇異值後的樣本吸阻和重量均值數據分別繪製對應樣本(10-12)的折線 圖，如圖23和M所示。濾棒重量和吸阻未呈現異向變動，在後期試驗中將剔除該因素。3 結論根據單因素分析結果，在下一階段試驗中將剔除Pl壓力和V3/V2影響因素，繼續 選定V2/V1和PO為下一階段試驗研究重點因素，同時依據常識推斷將與濾棒硬度有關的絲 束開鬆寬度加入試驗考慮因素。實施例2KDF4成型濾棒的工藝加工參數優化實驗根據第一階段單因素試驗分析結果，在這一階段試驗中將剔除Pl壓力和V3/V2 影響因素，選定V2/V1和PO為這一階段試驗研究重點因素，同時依據常識推斷將與濾棒 硬度有關的絲束開鬆寬度加入試驗考慮因素，在KDF4成形機組對3. 0Y35000、3. 5Y34000、 3. 9Υ31000.3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等6種規格的醋酸纖維絲束進行試驗。第一節3. 0/35000規格絲束1材料與方法1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為3. 0Υ35000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三醋酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板
9直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。1.2試驗設計本次試驗共分為兩個步驟。第一步試驗用於分析試驗因素對濾棒吸阻變異係數cv 和濾棒硬度等質量因素的影響；第二步用於分析試驗因素對目標吸阻濾棒重量的影響。由 於考慮到增塑劑對濾棒重量的不確定影響，其次在於實際製作中的濾棒吸阻不可能恆定， 無法確定一個濾棒重量比較的基準，所以還必須通過第二步試驗，製作不添加增塑劑的濾 棒，然後利用繪製濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數據來進行分析。因此第二步試驗的 分析數據並沒有採用第一步試驗中得到的濾棒重量數據。1. 2. 1試驗因子對濾棒吸阻變異係數cv和濾棒硬度的影響試驗在KDF2/AF2機型上，有研究指明需對不同規格絲束設定對應螺紋輥速比(v2/ vl)。生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度(以下簡稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標，同時它還會對絲束鬆弛狀況產生影響。近年來預張力輥壓力PO對濾棒質量穩 定性和對得率的影響也越來越受到重視。有必要將這些因素綜合起來考慮，所以最終在此 次KDF4試驗中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗因素。試驗採用的完全析因試驗設計方法，又叫2k試驗設計，K表示試驗因素，每個因素 只有兩個水平。這些試驗因素可以是數值型變量也可以是分類型變量。響應變量為滿足質 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異係數cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國JMP公司提供的JMP7. 0版本統計分析軟體完成這樣的3因素和3響應變量的試驗 設計和分析。為了更細緻的考察試驗因素與響應變量之間的關係，人為增加了兩次中心點 的試驗處理。根據試驗分析和模擬獲得優化工藝控制參數，並在實際生產驗證的基礎上最 終完成優化目標，如表8所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應試驗這部分試驗是根據第一步試驗所設定工藝參數的基礎上重複做十次不添加增塑 劑的實驗，每次試驗又分別做兩組試驗，這兩組實驗的吸阻設定值為目標吸阻的上規格限 處和下規格限處，每組各取30支濾棒，測量其單支濾棒的絲束重量。通過數學回歸，將濾棒 特性曲線計算出來(十次試驗可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標吸阻帶入方程得到濾 棒重量後進行數據統計分析，如表9所示。1.3取樣方法第一步試驗每次試驗處理取樣規則當濾棒吸阻靠近目標值後且穩定運行2分鐘 後開始取樣，每次處理包含連續10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計1000支濾棒數據進行統計分析。第二步試驗每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標吸阻的上規格 限處和下規格限處，每組各取30支濾棒。1.4測定方法1.4. 1濾棒測試:濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士2) °C，相對 溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。
1. 4. 3KDF4設備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度 (19-22% )。1.4. 3濾棒控制指標濾棒標準值吸阻^0mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 83% 士5 ；長度 IOOmm01.5統計方法使用美國JMP公司的JMP7. 0版本統計分析軟體完成3因素完全析因設計。其中 預張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數值型變量，由於在高速開松過程中絲帶寬度不恆 定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見表8和表9。2、結果與討論JMP軟體中全析因試驗分析模塊，將表8和表9獲得的濾棒試驗數據導入軟體表單 中，對濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標吸阻濾棒重量影響因素和綜合 影響因素進行系統分析。最終達到通過調節試驗因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個吸阻cv數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。圖25 為吸阻cv整體模型槓桿率圖，顯示了數據與模型的擬合效果。槓桿率圖中見紅線為回歸方 程線，上下各有兩條虛線為95%置信曲線。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效 應顯著；如果曲線不相交，則(在5%水平上)不顯著。由於圖中水平參考線未與95%置信 曲線相交，所以試驗因素對模型效應不顯著，也就是說明試驗的3個因素以及3因素內部的 交互作用均對吸阻cv沒有顯著影響。關於模型顯著與否，還可以通過模型的參數估計表來檢驗。如表10所示，項為命 名的估計參數，第一個參數始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應及它們之間的交互效應都納入考察。其中最重要的一項為P值> Itl。如 果該值小於0. 05通常被視為項顯著證據。從表10看出除了截距項外沒有一項的P值> 11 小於0. 05，說明試驗的3個因素以及3因素內部的交互作用均對吸阻cv沒有顯著影響。這 也驗證前面吸阻cv整體模型槓桿率圖的結論，即模型效益不顯著。濾棒硬度均值影響因素分析以100個濾棒硬度均值數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。 圖26為濾棒硬度均值整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說明 模型效應顯著。具體的影響因素可以通過濾棒硬度均值線型模型的參數估計表來查看。從表11看出截距項、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1.38)*絲帶寬度、 (V2/Vl-1.38)*(P0-0. 6)的ρ值> |t|都小於0. 05，說明上述5個因素對硬度均值有顯著 影響。其中絲帶寬度項？值> |t|達到極顯著的水平，這也印證了「生產實踐表明第三空氣 開松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度的重要指標」的論述。2. 3目標吸阻濾棒重量影響因素分析表8隻能得到接近目標吸阻濾棒的重量數據，為了比較目標吸阻濾棒重量，必須 重新按照表9的要求再作一遍試驗。將每次試驗處理獲得的60支濾棒數據擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標為濾棒吸阻，縱坐標為濾棒重量。由於濾棒重量和吸阻容易受到環境溫度和濾棒圓周的影響，所以通過標準轉換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉換為6%含水率標 準重量和24. 20圓周標準吸阻，坐標也同時更改為標準吸阻和標準重量。圖27是根據表9 中第一次試驗處理獲得的數據，繪製的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標吸阻與濾棒得率線之間的交點數據，也就是濾棒重量數據進行分析比較。圖28為目標吸阻濾棒重量整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應顯著。從表12所有因素的？值> Itl都小於0.05，說明上述3因素以 及因素內部的交互作用對目標吸阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預測前面是單獨就濾棒吸阻cv、吸阻濾棒硬度均值、目標吸阻濾棒重量進行了分析和 比較，對於實際生產而言，通常要求3個響應變量綜合考慮。JMP軟體提供了一個很好的多 響應變量預測刻畫器和意願刻畫圖工具。刻畫器會顯示每個試驗變量的預測跡，如圖四和 30響應變量與試驗因素交集格中的黑色線。預測跡是當一個變量發生變化而其它變量保 持當前值不變時的預測響應。「預測刻畫器」將在更改試驗變量的值時重新計算跡和預測響 應(實時)。在意願刻畫圖中，每組試驗條件輸出結果的意願涉及到3個響應。濾棒吸阻 cv響應最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標吸阻濾棒重量響應最小化。將整體意願定義 為每個響應的意願的幾何平均數，軟體將自動模擬出綜合意願最佳的試驗因素水平。模擬 結果如圖四所示，在使用3. 0Y35000絲束加工濾棒時候，優化工藝為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 48 ；預張力輥壓力PO 0. 5 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對應的吸阻濾棒硬度均值為 84.7% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 586克。為了比較工藝差異對3個響應變量的影響， 再次利用預測刻畫器和意願刻畫圖工具，將目前濟南捲菸廠使用的虹霓調試工藝參數輸入 軟體，模擬出對應的吸阻濾棒硬度均值為82. 7% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 590克，具 體結果見圖30。優化工藝與虹霓調試工藝模擬結果對比顯示採用優化工藝可以使濾棒硬度均值 提高2%;目標吸阻濾棒重量降低0. 004克；目標吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒吸阻cv 降低0. 002。3 結論KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3. 0TO5000絲束加工濾棒時， 優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) :1. 48;預張力輥壓力PO :0. 5(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。採用優化工藝可以使濾棒硬度均值提高2%;目標吸阻濾棒重量降低0. 004克； 目標吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒硬度均值提高2%，濾棒吸阻cv降低0. 002。第二節3. 5Y340001材料與方法1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為3. 5Y34000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三醋酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。1.2試驗設計
12
本次試驗共分為兩個步驟。第一步試驗用於分析試驗因素對濾棒吸阻變異係數cv 和濾棒硬度等質量因素的影響；第二步用於分析試驗因素對目標吸阻濾棒重量的影響。由 於考慮到增塑劑對濾棒重量的不確定影響，其次在於實際製作中的濾棒吸阻不可能恆定， 無法確定一個濾棒重量比較的基準，所以還必須通過第二步試驗，製作不添加增塑劑的濾 棒，然後利用繪製濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數據來進行分析。因此第二步試驗的 分析數據並沒有採用第一步試驗中得到的濾棒重量數據。1. 2. 1試驗因子對濾棒吸阻變異係數cv和濾棒硬度的影響試驗在KDF2/AF2機型上，有研究指明需對不同規格絲束設定對應螺紋輥速比(v2/ vl)。生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度(以下簡稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標，同時它還會對絲束鬆弛狀況產生影響。近年來預張力輥壓力PO對濾棒質量穩 定性和對得率的影響也越來越受到重視。有必要將這些因素綜合起來考慮，所以最終在此 次KDF4試驗中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗因素。試驗採用的完全析因試驗設計方法，又叫2k試驗設計，K表示試驗因素，每個因素 只有兩個水平。這些試驗因素可以是數值型變量也可以是分類型變量。響應變量為滿足質 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異係數cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國JMP公司提供的JMP7. 0版本統計分析軟體完成這樣的3因素和3響應變量的試驗 設計和分析。為了更細緻的考察試驗因素與響應變量之間的關係，人為增加了兩次中心點 的試驗處理。根據試驗分析和模擬獲得優化工藝控制參數，並在實際生產驗證的基礎上最 終完成優化目標。試驗設計詳見表13。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應試驗這部分試驗是根據第一步試驗所設定工藝參數的基礎上重複做十次不添加增塑 劑的實驗，每次試驗又分別做兩組試驗，這兩組實驗的吸阻設定值為目標吸阻的上規格限 處和下規格限處，每組各取30支濾棒，測量其單支濾棒的絲束重量。通過數學回歸，將濾棒 特性曲線計算出來(十次試驗可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標吸阻帶入方程得到濾 棒重量後進行數據統計分析。試驗設計詳見表14。1.3取樣方法第一步試驗每次試驗處理取樣規則當濾棒吸阻靠近目標值後且穩定運行2分鐘 後開始取樣，每次處理包含連續10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計1000支濾棒數據進行統計分析。第二步試驗每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標吸阻的上規格 限處和下規格限處，每組各取30支濾棒。1.4測定方法1.4. 1濾棒測試濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士2) °C，相對 溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。1. 4. 4KDF4設備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度
13(19-22% )。1.4.3濾棒控制指標濾棒標準值吸阻250mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 85% 士5 ；長度 IOOmm01. 5統計方法使用美國JMP公司的JMP7. 0版本統計分析軟體完成3因素完全析因設計。其中 預張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數值型變量，由於在高速開松過程中絲帶寬度不恆 定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見表13和表14。2、結果與討論2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個吸阻變異係數(cv)數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行 分析。圖31為吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖，顯示了數據與模型的擬合效果。槓 杆率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍色水平參考線 為軟體自動生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由於圖31中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗因 素對模型效應不顯著，表明試驗因素沒有對變異係數(cv)數據變化產生具有統計意義層 面的影響。關於模型顯著與否，還可以通過模型的參數估計表來檢驗。如表15所示，項為命 名的估計參數，第一個參數始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應及它們之間的交互效應都納入考察。其中最重要的一項為P值> Itl。如 果該值小於0. 05通常被視為項顯著證據。從表15看出除了截距項外還有一項預張力輥壓 力PO的？值> |t|小於0.05，說明雖然整體模型效應不顯著，但是預張力輥壓力PO因素對 吸阻變異係數(cv)還是有影響。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個濾棒硬度均值數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。 圖32為濾棒硬度均值整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說明 模型效應顯著。具體的影響因素可以通過濾棒硬度均值線型模型的參數估計表來查看。從表16看出截距項、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1. 38)*(P0_0. 6)的ρ 值> Itl都小於0.05，說明上述4個因素對硬度均值有顯著影響。其中絲帶寬度項P值>
t達到極顯著的水平，這也印證了「生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度是保證濾 棒硬度的重要指標」的論述。2. 3目標吸阻濾棒重量影響因素分析表13隻能得到接近目標吸阻濾棒的重量數據，為了比較目標吸阻濾棒重量，必須 重新按照表14的要求再作一遍試驗。將每次試驗處理獲得的60支濾棒數據擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標為濾棒吸阻，縱坐標為濾棒重量。由於濾棒重量和吸阻容易受到環境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過標準轉換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉換為6%含水率標準 重量和24. 20圓周標準吸阻，坐標也同時更改為標準吸阻和標準重量。圖33是根據表14 中第一次試驗處理獲得的數據，繪製的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標吸阻與濾棒得率線之間的交點數據，也就是濾棒重量數據進行分析比較。
圖34為目標吸阻濾棒重量整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信 曲線相交，所以模型效應顯著。表17除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度(mm)[寬]、(v2/ vl-1. 36) * (P0 (bar) -0. 6)兩因素之外其他因素的ρ值> 111都小於0. 05，說明上述3因素 主效應以及因素內部的部分交互作用對目標吸阻濾棒重量均值有顯著影響。3. 4綜合分析與預測前面是單獨就濾棒吸阻變異係數(cv)、吸阻濾棒硬度均值、目標吸阻濾棒重量進 行了分析和比較，對於實際生產而言，通常要求3個響應變量綜合考慮。JMP軟體提供了一 個很好的多響應變量預測刻畫器和意願刻畫圖工具。刻畫器會顯示每個試驗變量的預測 跡，如圖37和圖38響應變量與試驗因素交集格中的黑色線。預測跡是當一個變量發生變 化而其它變量保持當前值不變時的預測響應。「預測刻畫器」將在更改試驗變量的值時重新 計算跡和預測響應(實時)。在意願刻畫圖中，每組試驗條件輸出結果的意願涉及到3個 響應。濾棒吸阻變異係數(cv)響應最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標吸阻濾棒重量 響應最小化。將整體意願定義為每個響應的意願的幾何平均數，軟體將自動模擬出綜合意 願最佳的試驗因素水平。模擬結果如圖35所示，在使用3. 5Y34000絲束加工濾棒時，優化 工藝為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。 對應的吸阻濾棒硬度均值為87. 7% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 582克。為了比較工藝 差異對3個響應變量的影響，再次利用預測刻畫器和意願刻畫圖工具，將目前濟南捲菸廠 使用的虹霓調試工藝參數輸入軟體，模擬出對應的吸阻濾棒硬度均值為85.4% ；目標吸阻 濾棒重量均值為0. 587克，具體結果見圖36。優化工藝與虹霓調試工藝模擬結果對比顯示採用優化工藝可以使濾棒硬度均值 提高2. 3% ；目標吸阻濾棒重量降低0.005克；目標吸阻濾棒得率提高約0.86%。由於試 驗因素對濾棒吸阻變異係數(cv)沒有顯著影響，所以採用優化工藝後濾棒吸阻變異係數 (cv)降低0. 001可能是偶發事件，不具有統計意義。濾棒硬度均值提高87. 7-85. 4 = 2.3%目標吸阻濾棒重量0. 582-0. 587 = -0. 005克
1目標吸阻濾棒得率提高- 0.0086 ^ 0.86%
0.587濾棒吸阻變異係數(cv):0. 024-0. 025 = -0. 001。3、結論濟南11#KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22% )前提下，使用南纖3. 5Y34000絲束加工濾棒 時，優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度 寬(20-22cm)。優化工藝與目前濟南捲菸廠使用的虹霓調試工藝模擬結果對比顯示採用 優化工藝可以使濾棒硬度均值提高2. 3% ；目標吸阻濾棒重量降低0. 005克；目標吸阻濾 棒得率提高約0. 86%。2009年8-9月在濟南捲菸廠的工業驗證結果顯示濾棒出嘴率提高 (0. 29-0. 66% )，與軟體模擬結果基本吻合。第三節3. 9Y31000規格1材料與方法
1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為3. 9Y31000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三醋酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。1. 2試驗設計本次試驗共分為兩個步驟。第一步試驗用於分析試驗因素對濾棒吸阻變異係數cv 和濾棒硬度等質量因素的影響；第二步用於分析試驗因素對目標吸阻濾棒重量的影響。由 於考慮到增塑劑對濾棒重量的不確定影響，其次在於實際製作中的濾棒吸阻不可能恆定， 無法確定一個濾棒重量比較的基準，所以還必須通過第二步試驗，製作不添加增塑劑的濾 棒，然後利用繪製濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數據來進行分析。因此第二步試驗的 分析數據並沒有採用第一步試驗中得到的濾棒重量數據。1. 2. 1試驗因子對濾棒吸阻變異係數cv和濾棒硬度的影響試驗在KDF2/AF2機型上，有研究指明需對不同規格絲束設定對應螺紋輥速比(v2/ vl)。生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度(以下簡稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標，同時它還會對絲束鬆弛狀況產生影響。近年來預張力輥壓力PO對濾棒質量穩 定性和對得率的影響也越來越受到重視。有必要將這些因素綜合起來考慮，所以最終在此 次KDF4試驗中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗因素。試驗採用的完全析因試驗設計方法，又叫2k試驗設計，K表示試驗因素，每個因素 只有兩個水平。這些試驗因素可以是數值型變量也可以是分類型變量。響應變量為滿足質 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異係數cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國JMP公司提供的JMP7. 0版本統計分析軟體完成這樣的3因素和3響應變量的試驗 設計和分析。為了更細緻的考察試驗因素與響應變量之間的關係，人為增加了兩次中心點 的試驗處理。根據試驗分析和模擬獲得優化工藝控制參數，並在實際生產驗證的基礎上最 終完成優化目標，結果如表18所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應試驗這部分試驗是根據第一步試驗所設定工藝參數的基礎上重複做十次不添加增塑 劑的實驗，每次試驗又分別做兩組試驗，這兩組實驗的吸阻設定值為目標吸阻的上規格限 處和下規格限處，每組各取30支濾棒，測量其單支濾棒的絲束重量。通過數學回歸，將濾棒 特性曲線計算出來(十次試驗可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標吸阻帶入方程得到濾 棒重量後進行數據統計分析，結果如表19所示。1. 3取樣方法第一步試驗每次試驗處理取樣規則當濾棒吸阻靠近目標值後且穩定運行2分鐘 後開始取樣，每次處理包含連續10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計1000支濾棒數據進行統計分析。第二步試驗每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標吸阻的上規格 限處(30-40mmH20)和下規格限Q0-30mmH20)處，每組各取30支濾棒。通過數學回歸，將 濾棒特性曲線方程計算出來，再把目標吸阻對5讓!120帶入方程，得到濾棒重量後進行數據 統計分析。
1. 4測定方法1.4. 1濾棒測試:濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士幻°C，相對 溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。1. 4. 5KDF4設備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標濾棒標準值吸阻M5mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 89% 士5 ；長度 IOOmm01. 5統計方法使用美國JMP公司的JMP7. 0版本統計分析軟體完成3因素完全析因設計。其中 預張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數值型變量，由於在高速開松過程中絲帶寬度不恆 定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見表18和表19。二、結果與討論JMP軟體中全析因試驗分析模塊，將表18和表19獲得的濾棒試驗數據導入軟體表 單中，對濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進行系統分析。最終達到通過調節試驗因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個吸阻變異係數(cv)數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行 分析。圖37為吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖，顯示了數據與模型的擬合效果。槓 杆率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍色水平參考線 為軟體自動生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由於圖37中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗因 素對模型效應不顯著，表明試驗因素沒有對變異係數(cv)數據變化產生具有統計意義層 面的影響。關於模型顯著與否，還可以通過模型的參數估計表來檢驗。如表20所示，項為命 名的估計參數，第一個參數始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應及它們之間的交互效應都納入考察。其中最重要的一項為P值> Itl。如 果該值小於0. 05通常被視為項顯著證據。從表20看出除了(V2/V1-1. 36) *絲帶寬度[寬] 和(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)外沒有一項因素ρ值> t小於0.05， 這也印證了從吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖得出的所有試驗因素一次效應對模型 效應不顯著，但螺紋輥速比(V2/V1)和絲帶寬度的交互作用，螺紋輥速比(V2/V1)、預張力 輥壓力P0、絲帶寬度的交互作用顯著。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個濾棒硬度均值數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。 圖38為濾棒硬度均值整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說明模型效應顯著。具體的影響因素可以通過濾棒硬度均值線型模型的參數估計表來查看。從表21看出截距項、絲帶寬度[寬]* (P0壓力-0.58)的ρ值〉t小於0.05，說 明這一因素對硬度均值有顯著影響，其餘因素對硬度均值無顯著影響。2. 3目標吸阻濾棒重量影響因素分析表18隻能得到接近目標吸阻濾棒的重量數據，為了比較目標吸阻濾棒重量，必須 重新按照表19的要求再作一遍試驗。將每次試驗處理獲得的60支濾棒數據擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標為濾棒吸阻，縱坐標為濾棒重量。由於濾棒重量和吸阻容易受到環境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過標準轉換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉換為6%含水率標準 重量和24. 20圓周標準吸阻，坐標也同時更改為標準吸阻和標準重量。圖39是根據表19 中第一次試驗處理獲得的數據，繪製的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標吸阻與濾棒得率線之間的交點數據，也就是濾棒重量數據進行分析比較。圖40為目標吸阻濾棒重量整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應顯著。從表22除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]其他因素的？值>
t都小於0.05，說明除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]的交互作用外，其他因素對目標 吸阻濾棒重量均值均有顯著影響。2. 4綜合分析與預測前面是單獨就濾棒吸阻變異係數(cv)、濾棒硬度均值、目標吸阻濾棒重量進行了 分析和比較，對於實際生產而言，通常要求3個響應變量綜合考慮。JMP軟體提供了一個很 好的多響應變量預測刻畫器和意願刻畫圖工具。刻畫器會顯示每個試驗變量的預測跡，如 圖41響應變量與試驗因素交集格中的黑色線。預測跡是當一個變量發生變化而其它變量 保持當前值不變時的預測響應。「預測刻畫器」將在更改試驗變量的值時重新計算跡和預測 響應(實時)。在意願刻畫圖中，每組試驗條件輸出結果的意願涉及到3個響應。濾棒吸阻 變異係數(cv)響應最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標吸阻濾棒重量響應最小化。將 整體意願定義為每個響應的意願的幾何平均數，軟體將自動模擬出綜合意願最佳的試驗因 素水平。模擬結果如圖41所示，在使用3. 9Y31000絲束加工濾棒時候，優化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 28 ；預張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對應的吸阻 濾棒硬度均值為89. 7% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 595克。四、結論濟南U#KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3.9Y31000絲束加工濾棒 時，優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度 寬 Q0-22cm)。第四節3. 0Y32000規格1材料與方法1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為3. 0Y32000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三醋酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。
1. 2試驗設計本次試驗共分為兩個步驟。第一步試驗用於分析試驗因素對濾棒吸阻變異係數cv 和濾棒硬度等質量因素的影響；第二步用於分析試驗因素對目標吸阻濾棒重量的影響。由 於考慮到增塑劑對濾棒重量的不確定影響，其次在於實際製作中的濾棒吸阻不可能恆定， 無法確定一個濾棒重量比較的基準，所以還必須通過第二步試驗，製作不添加增塑劑的濾 棒，然後利用繪製濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數據來進行分析。因此第二步試驗的 分析數據並沒有採用第一步試驗中得到的濾棒重量數據。1. 2. 1試驗因子對濾棒吸阻變異係數cv和濾棒硬度的影響試驗在KDF2/AF2機型上，有研究指明需對不同規格絲束設定對應螺紋輥速比(v2/ vl)。生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度(以下簡稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標，同時它還會對絲束鬆弛狀況產生影響。近年來預張力輥壓力PO對濾棒質量穩 定性和對得率的影響也越來越受到重視。有必要將這些因素綜合起來考慮，所以最終在此 次KDF4試驗中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度為試驗因素。由於 在高速開松過程中絲帶寬度不恆定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類 型變量。試驗採用的完全析因試驗設計方法，又叫2k試驗設計，K表示試驗因素，每個因素 只有兩個水平。這些試驗因素可以是數值型變量也可以是分類型變量。響應變量為滿足質 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異係數cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國JMP公司提供的JMP7. 0版本統計分析軟體完成這樣的3因素和3響應變量的試驗 設計和分析。為了更細緻的考察試驗因素與響應變量之間的關係，人為增加了兩次中心點 的試驗處理。根據試驗分析和模擬獲得優化工藝控制參數，並在實際生產驗證的基礎上最 終完成優化目標，結果如表23所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應試驗這部分試驗是根據第一步試驗所設定工藝參數的基礎上重複做十次不添加增塑 劑的實驗，每次試驗又分別做兩組試驗，這兩組實驗的吸阻設定值為目標吸阻的上規格限 處和下規格限處，每組各取30支濾棒，測量其單支濾棒的絲束重量。通過數學回歸，將濾棒 特性曲線計算出來(十次試驗可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標吸阻帶入方程得到濾 棒重量後進行數據統計分析。表M中V1/VKDF為AF4與KDF4填充速度之比，該值越大填 充的絲束越多，濾棒吸阻越大。1. 3取樣方法第一步試驗每次試驗處理取樣規則當濾棒吸阻靠近目標值後且穩定運行2分鐘 後開始取樣，每次處理包含連續10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計1000支濾棒數據進行統計分析。第二步試驗每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標吸阻的上偏 (300-400pa)和下偏(200-300pa)處，每組各取30支濾棒，通過數學回歸，將濾棒特性曲線 方程計算出來，再把目標吸阻帶入方程，得到濾棒重量後進行數據統計分析。1. 4測定方法1.4. 1濾棒測試濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士幻°C，相對溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。1. 4. 6KDF4設備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標濾棒標準值吸阻洸46pa(+250，-200)；圓周Μ. 20mm士0. 12 ；硬度88% 士5 ；長度 IOOmm01. 5統計方法使用美國JMP公司的JMP7. 0版本統計分析軟體完成3因素完全析因設計。其中 預張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數值型變量，由於在高速開松過程中絲帶寬度不恆 定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見表23和表M。二、結果與討論JMP軟體中全析因試驗分析模塊，將表23和表M獲得的濾棒試驗數據導入軟體表 單中，對濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進行系統分析。最終達到通過調節試驗因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻變異係數(CV)影響因素分析以100個吸阻變異係數(cv)數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行 分析。圖42為吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖，顯示了數據與模型的擬合效果。槓 杆率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍色水平參考線 為軟體自動生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由於圖42中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗因 素對模型效應不顯著，表明試驗因素沒有對變異係數(cv)數據變化產生具有統計意義層 面的影響。關於模型顯著與否，還可以通過模型的參數估計表來檢驗。如表25所示，項為命 名的估計參數，第一個參數始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應及它們之間的交互效應都納入考察。其中最重要的一項為P值> 111。如果 該值小於0. 05通常被視為項顯著證據。從表25看出除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58) 外沒有一項因素P值> |t|小於0.05，這也印證了從吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖 得出的所有試驗因素一次效應對模型效應不顯著的結論。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個濾棒硬度均值數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。 圖43為濾棒硬度均值整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說明 模型效應顯著。具體的影響因素可以通過濾棒硬度均值線型模型的參數估計表來查看。從表沈看出截距項、絲帶寬度、(V2/V1-1.36)*(P0_0.6)、P0壓力、絲帶寬度 [寬]* (P0 壓力-0. 58)、(V2/V1-1. 36) * 絲帶寬度[寬]* (P0 壓力-0. 58)的 ρ 值> 111 都 小於0.05，說明上述因素對硬度均值有顯著影響。其中絲帶寬度項ρ值> |t|達到極顯著 的水平，這也印證了緒論中「生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度
20的重要指標」的論述。2. 3目標吸阻濾棒重量影響因素分析表23隻能得到接近目標吸阻濾棒的重量數據，為了比較目標吸阻濾棒重量，必須 重新按照表M的要求再作一遍試驗。將每次試驗處理獲得的60支濾棒數據擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標為濾棒吸阻，縱坐標為濾棒重量。由於濾棒重量和吸阻容易受到環境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過標準轉換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉換為6%含水率標準 重量和24. 20圓周標準吸阻，坐標也同時更改為標準吸阻和標準重量。圖44是根據表M 中第一次試驗處理獲得的數據，繪製的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標吸阻與濾棒得率線之間的交點數據，也就是濾棒重量數據進行分析比較。圖45為目標吸阻濾棒重量整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應顯著。從表27除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)和(V2/V1-1.36)* 絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)夕卜，其他因素的？值> |t|都小於0.05。說明除了絲帶寬 度[寬]* (P0壓力-0. 58)和(V2/V1-1.36)*絲帶寬度[寬]* (P0壓力-0. 58)外，其他因 素對目標吸阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預測前面是單獨就濾棒吸阻變異係數(cv)、濾棒硬度均值、目標吸阻濾棒重量進行了 分析和比較，對於實際生產而言，通常要求3個響應變量綜合考慮。JMP軟體提供了一個很 好的多響應變量預測刻畫器和意願刻畫圖工具。刻畫器會顯示每個試驗變量的預測跡，如 圖46響應變量與試驗因素交集格中的黑色線。預測跡是當一個變量發生變化而其它變量 保持當前值不變時的預測響應。「預測刻畫器」將在更改試驗變量的值時重新計算跡和預測 響應(實時)。在意願刻畫圖中，每組試驗條件輸出結果的意願涉及到3個響應。濾棒吸阻 變異係數(cv)響應最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標吸阻濾棒重量響應最小化。將 整體意願定義為每個響應的意願的幾何平均數，軟體將自動模擬出綜合意願最佳的試驗因 素水平。模擬結果如圖46所示，在使用3. 0Y32000絲束加工濾棒時候，優化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對應的吸阻 濾棒硬度均值為88. 5% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 471克。3、結論濟南U#KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3.0Y32000絲束加工濾棒 時，優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度 寬 Q0-22cm)。第五節2. 4Y32000規格1材料與方法1. 1試驗設備、儀器及材料選用規格為2. 4Y32000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產)、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恆豐紙業)、三乙酸甘油酯(濟南華陽公司)。KDF4/AF4成型機組、QTM濾棒性能綜合測試臺(英國Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恆溫恆溼箱(德國濱德公司)。1. 2試驗設計
本次試驗共分為兩個步驟。第一步試驗用於分析試驗因素對濾棒吸阻變異係數cv 和濾棒硬度等質量因素的影響；第二步用於分析試驗因素對目標吸阻濾棒重量的影響。由 於考慮到增塑劑對濾棒重量的不確定影響，其次在於實際製作中的濾棒吸阻不可能恆定， 無法確定一個濾棒重量比較的基準，所以還必須通過第二步試驗，製作不添加增塑劑的濾 棒，然後利用繪製濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數據來進行分析。因此第二步試驗的 分析數據並沒有採用第一步試驗中得到的濾棒重量數據。1. 2. 1試驗因子對濾棒吸阻變異係數cv和濾棒硬度的影響試驗在KDF2/AF2機型上，有研究指明需對不同規格絲束設定對應螺紋輥速比(v2/ vl)。生產實踐表明第三空氣開松器處的絲帶寬度(以下簡稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標，同時它還會對絲束鬆弛狀況產生影響。近年來預張力輥壓力PO對濾棒質量穩 定性和對得率的影響也越來越受到重視。有必要將這些因素綜合起來考慮，所以最終在此 次KDF4試驗中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗因素。試驗採用的完全析因試驗設計方法，又叫2k試驗設計，K表示試驗因素，每個因素 只有兩個水平。這些試驗因素可以是數值型變量也可以是分類型變量。響應變量為滿足質 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異係數cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國JMP公司提供的JMP7. 0版本統計分析軟體完成這樣的3因素和3響應變量的試驗 設計和分析。為了更細緻的考察試驗因素與響應變量之間的關係，人為增加了兩次中心點 的試驗處理。根據試驗分析和模擬獲得優化工藝控制參數，並在實際生產驗證的基礎上最 終完成優化目標，結果如表觀所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應試驗這部分試驗是根據第一步試驗所設定工藝參數的基礎上重複做十次不添加增塑 劑的實驗，每次試驗又分別做兩組試驗，這兩組實驗的吸阻設定值為目標吸阻的上規格限 處和下規格限處，每組各取30支濾棒，測量其單支濾棒的絲束重量。通過數學回歸，將濾棒 特性曲線計算出來(十次試驗可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標吸阻帶入方程得到濾 棒重量後進行數據統計分析，結果如表四所示。1.3取樣方法第一步試驗每次試驗處理取樣規則當濾棒吸阻靠近目標值後且穩定運行2分鐘 後開始取樣，每次處理包含連續10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計1000支濾棒數據進行統計分析。第二步試驗每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標吸阻的上規格 限(300-400pa)處和下規格限(200-300pa)處，每組各取30支濾棒。通過數學回歸，將濾 棒特性曲線方程計算出來，再把目標吸阻3240pa帶入方程，得到濾棒重量後進行數據統計 分析。1.4測定方法1.4. 1濾棒測試濾棒檢測試驗室的檢測的大氣條件符合ISO 3402的規定，溫度(22士2) °C，相對 溼度(60士幻％，大氣壓對氣體體積流量無影響。測試之前，樣品將在中心試驗室平衡48小 時。平衡後的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測試臺順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測試，硬度在QTM7單機完成，所有測試數據通過RS232 口全部傳輸至計算機。
1. 4. 2KDF4設備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標濾棒標準值吸阻3240pa(+250，-200)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 88% 士5 ；長度 IOOmm01. 5統計方法使用美國JMP公司的JMP7. 0版本統計分析軟體完成3因素完全析因設計。其中 預張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數值型變量，由於在高速開松過程中絲帶寬度不恆 定，不能用確定的數值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見表觀和表四。2、結果與討論JMP軟體中全析因試驗分析模塊，將表28和表四獲得的濾棒試驗數據導入軟體表 單中，對濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進行系統分析。最終達到通過調節試驗因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻變異係數(CV)影響因素分析以100個吸阻變異係數(cv)數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行 分析。圖47為吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖，顯示了數據與模型的擬合效果。槓 杆率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍色水平參考線 為軟體自動生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由於圖47中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗因 素對模型效應不顯著，表明試驗因素沒有對變異係數(cv)數據變化產生具有統計意義層 面的影響。關於模型顯著與否，還可以通過模型的參數估計表來檢驗。如表30所示，項為命 名的估計參數，第一個參數始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應及它們之間的交互效應都納入考察。其中最重要的一項為P值> Itl。如 果該值小於0. 05通常被視為項顯著證據。從表30看出沒有一項因素？值> Itl小於0.05， 這也印證了從吸阻變異係數(cv)整體模型槓桿率圖得出的所有試驗因素對模型效應不顯 著的結論。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個濾棒硬度均值數據為響應變量，採用標準最小二乘法，對試驗進行分析。 圖48為濾棒硬度均值整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說明 模型效應顯著。具體的影響因素可以通過濾棒硬度均值線型模型的參數估計表來查看。從表31看出截距項、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1. 3 *絲帶寬度、 (V2/Vl-1.35)*(P0-0. 58)的ρ值〉t都小於0. 05，說明上述5個因素對硬度均值有顯著 影響。其中絲帶寬度項？值> |t|達到極顯著的水平，這也印證了緒論中「生產實踐表明第 三空氣開松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度的重要指標」的論述。2. 3目標吸阻濾棒重量影響因素分析表觀只能得到接近目標吸阻濾棒的重量數據，為了比較目標吸阻濾棒重量，必須 重新按照表四的要求再作一遍試驗。將每次試驗處理獲得的60支濾棒數據擬和為一條濾棒得率線，橫坐標為濾棒吸阻，縱坐標為濾棒重量。由於濾棒重量和吸阻容易受到環境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過標準轉換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉換為6%含水率標準 重量和24. 20圓周標準吸阻，坐標也同時更改為標準吸阻和標準重量。圖49是根據表四 中第一次試驗處理獲得的數據，繪製的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標吸阻與濾棒得率線之間的交點數據，也就是濾棒重量數據進行分析比較。圖50為目標吸阻濾棒重量整體模型槓桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應顯著。從表32除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0.58)其他所有因素的 口值> |t|都小於0.05，說明除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0.58)其他所有因素對目標吸 阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預測前面是單獨就濾棒吸阻變異係數(cv)、濾棒硬度均值、目標吸阻濾棒重量進行了 分析和比較，對於實際生產而言，通常要求3個響應變量綜合考慮。JMP軟體提供了一個很 好的多響應變量預測刻畫器和意願刻畫圖工具。刻畫器會顯示每個試驗變量的預測跡，如 圖51響應變量與試驗因素交集格中的黑色線。預測跡是當一個變量發生變化而其它變量 保持當前值不變時的預測響應。「預測刻畫器」將在更改試驗變量的值時重新計算跡和預測 響應(實時)。在意願刻畫圖中，每組試驗條件輸出結果的意願涉及到3個響應。濾棒吸阻 變異係數(cv)響應最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標吸阻濾棒重量響應最小化。將 整體意願定義為每個響應的意願的幾何平均數，軟體將自動模擬出綜合意願最佳的試驗因 素水平。模擬結果如圖51所示，在使用2. 4Y32000絲束加工濾棒時候，優化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 42 ；預張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對應的吸阻 濾棒硬度均值為89. 2% ；目標吸阻濾棒重量均值為0. 476克。3、結論濟南U#KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開度(21%)前提下，利用南纖2.4Y32000絲束加工濾棒時， 優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 42 ；預張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。綜上，經對試驗結果綜合分析得到，螺紋輥速比(V2/V1)、預張力輥壓力PO對濾 棒加工產生積極影響；而絲束開鬆寬度對濾棒硬度也有影響。然後根據以上三個因素進 行完全析因試驗(即I試驗)結果綜合分析得到3. 5Y34000、3. 0Y35000、3. 9Y31000、 2. 7Υ31000.3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等6種規格絲束加工優化工藝加工參數如下(a) 3. 0/35000 規格絲束KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3. 0TO5000絲束加工濾棒時， 優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) :1. 48;預張力輥壓力PO :0. 5(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。採用優化工藝可以使濾棒硬度均值提高2%;目標吸阻濾棒重量降低0. 004克； 目標吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒硬度均值提高2%，濾棒吸阻cv降低0. 002。(b) 3. 5Y34000 規格絲束KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，使用南纖3. 5TO4000絲束加工濾棒時，優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。優化工藝與目前濟南捲菸廠使用的虹霓調試工藝模擬結果對比顯示採用優化 工藝可以使濾棒硬度均值提高2. 3%;目標吸阻濾棒重量降低0. 005克；目標吸阻濾棒得率 提高約0. 86%。(c)3. 9Y31000 規格KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3. OT31000絲束加工濾棒時， 優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。(d) 3. 0Y32000 規格KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(19-22%)前提下，利用南纖3.0Y32000絲束加工濾棒時， 優化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。(e)2. 4Y32000 規格KDF4/AF4機組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開度(21%)前提下，利用南纖2.収32000絲束加工濾棒時，優 化工藝參數為螺紋輥速比(V2/V1) :1.42;預張力輥壓力PO :0.48(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。附表表13. 0Y35000單因素試驗設計表
權利要求
1.利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於，步驟如下將原料絲束投入AF4 絲束開松裝置，噴灑增塑劑後，由輸送輥送絲至KDF4成型機組，生產濾棒，濾棒成型後，經 檢測、裝盤、儲存後輸送至捲菸機。
2.根據權利要求1所述的利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於所述原 料絲束為3. 0/35000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 48 ；預張力輥壓力PO 0. 5bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
3.根據權利要求1所述的利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於所述原料 絲束為3. 5Y34000規格的束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數為螺紋輥速比(V2/ VI) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 56bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
4.根據權利要求1所述的利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於所述原 料絲束為3. 9Y31000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 28 ；預張力輥壓力PO 0. 68bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
5.根據權利要求1所述的利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於所述原 料絲束為3. 0Y32000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 44 ；預張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
6.根據權利要求1所述的利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，其特徵在於所述原 料絲束為2. 4Y32000規格的絲束，利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝參數為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 42 ；預張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
全文摘要
本發明公開了一種利用KDF4成型機組生產濾棒的工藝，步驟如下將原料絲束投入AF4絲束開松裝置，噴灑增塑劑後，由輸送輥送絲至KDF4成型機組，生產濾棒，濾棒成型後，經檢測、裝盤、儲存後輸送至捲菸機。本發明對工藝參數進行了優化，針對不同規格的絲束(3.5Y34000、3.0Y35000、3.9Y31000、3.0Y32000、2.4Y34000等5種規格絲束)，通過實驗，篩選出了最優的工藝參數，在原有基礎上提高了KDF4成型機組吸阻等指標的穩定性，並在原有基礎上提高了KDF4成型機組濾棒的出棒率，達到降低加工消耗的目的。
文檔編號A24D3/02GK102125303SQ20111004436
公開日2011年7月20日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者劉傑, 厲昌坤, 曹建華, 朱戰營, 王坤明, 竇峰, 趙曰利, 鄭金和, 閆魯, 韓勇 申請人:山東中煙工業有限責任公司