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      83. 3 dtex / 144 f 滌綸合股消光扁平絲的研制

      2013-11-20 09:35:28孔文龍劉樹永袁營利侯志偉
      化纖與紡織技術(shù) 2013年4期
      關(guān)鍵詞:風(fēng)區(qū)條干風(fēng)壓

      孔文龍, 劉樹永, 雷 彬, 袁營利, 儲(chǔ) 飛, 侯志偉

      (江蘇盛虹科技股份有限公司, 江蘇 吳江215228)

      滌綸合股消光扁平絲主要采用物理改性的方法, 利用噴絲板改造纖維形成 “ - ” 型異形截面。 纖維截面為異形, 能對光線形成固定的反射, 與全消光纖維本身具有柔和效果相結(jié)合,它集中了普通維卡纖維和麻纖維的優(yōu)良性能,斷面體體現(xiàn)出獨(dú)特而優(yōu)雅的光澤效果, 同時(shí)擁有吸濕及散熱快, 優(yōu)秀的毛立直感, 易于染色等優(yōu)點(diǎn), 其織物具有良好的懸垂性和彈性, 常見的有針織、 圓機(jī)、 經(jīng)編等織物。 故開發(fā)該品種具有很好的市場前景。 本文介紹了83. 3 dtex/144 f 滌綸合股消光扁平絲的生產(chǎn)工藝。

      1 生產(chǎn)設(shè)備和原料

      1. 1 原料

      所用的PET 熔體的性能如表1 所示。

      表1 PET 熔體性能

      1. 2 主要設(shè)備及測試儀器

      WINGS 高速卷繞機(jī)及EVO 外環(huán)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)(德國巴馬格公司); YG023B 單紗強(qiáng)力機(jī)及YG086C 縷紗測長儀 (常州紡織儀器廠); MQ-20C 纖維含油率分析儀 (德國Bruker 公司);PL403 電子天平(瑞士梅特勒- 托利多公司)。

      1. 3 紡絲工藝流程[1]

      PET 熔體→ 輸送 → 紡絲 → 吹風(fēng)冷卻 → 集束上油 → 預(yù)網(wǎng)絡(luò) → 第一熱箱→ 第二熱箱 → 主網(wǎng)絡(luò) → 斷絲傳感器 → 卷繞 →FDY

      1. 4 分析及測試

      拉伸性能: 參照GB/T 14344 - 2008 《化學(xué)纖維長絲拉伸性試驗(yàn)方法》, 采用全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀進(jìn)行測試。

      含油率: 參照GB/T 6504 - 2008 《化學(xué)纖維含油率試驗(yàn)方法》, 采用核磁共振式纖維含油率測試儀進(jìn)行測試。

      2 結(jié)果與討論

      2. 1 紡絲溫度的選擇[2]

      紡絲溫度包括箱體溫度、 管道溫度, 交接點(diǎn)溫度等, 紡細(xì)旦絲提高管道溫度有利于熔體流動(dòng)均勻性的改善, 但是過高溫度易造成熔體黏度降大。 熔體在噴絲孔中的流動(dòng)及出口膨脹程度與箱體溫度有關(guān), 箱體溫度低易造成注頭絲、 竹節(jié)絲、 硬頭絲、 弱絲等; 箱體溫度高易飄絲、 板面有彎頭絲, 泛漿等, 故在75 mm 無風(fēng)區(qū)應(yīng)適當(dāng)降低紡絲溫度。 經(jīng)測量, 50 mm 與75 mm 無風(fēng)區(qū)對板面溫度影響相差2 ~3 ℃, 表2 為50 mm 和75 mm 的無風(fēng)區(qū)的紡絲溫度。 實(shí)踐證明紡制單絲纖度0.44 dtex 以下品種不宜降溫到290 ℃, 否則熔體在噴絲孔中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的阻力, 造成條干不勻率增大。 實(shí)踐證明紡該品種的溫度選擇287 ℃為宜。

      表2 50 mm 和75 mm 的無風(fēng)區(qū)的紡絲溫度

      2. 2 無風(fēng)區(qū)高度選定

      熔體從噴絲孔中噴出形成熔體細(xì)流, 剛離開板面的熔體此時(shí)經(jīng)不起任何氣流的沖擊, 因此設(shè)置一定高度無風(fēng)區(qū)來延遲熔體細(xì)流冷卻時(shí)間, 從而得到具有一定機(jī)械物理性能的初生纖維。 無風(fēng)區(qū)過高會(huì)造成冷卻時(shí)間過長, 過低則會(huì)造成冷卻時(shí)間過短, 同時(shí)會(huì)使冷卻點(diǎn)越接近板面, 造成板面溫度下降。 聚酯熔體在紡速和冷卻速率較高的情況下, 由于應(yīng)力集中, 使皮層承受較大的張力, 纖維易斷裂產(chǎn)生毛絲[3]。 故無風(fēng)區(qū)的選擇就特別重要。 此產(chǎn)品之前也進(jìn)行過研制, 但都以機(jī)械毛絲過多而失敗, 所以此次通過更換無風(fēng)區(qū)的高度和溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 表3為不同高度的無風(fēng)區(qū)的生產(chǎn)情況。 從表3 可以看出, 無風(fēng)區(qū)高度設(shè)定為75 mm 時(shí)紡絲效果較佳。

      表3 不同高度的無風(fēng)區(qū)的生產(chǎn)情況

      2. 3 冷卻條件

      冷卻吹風(fēng)可加速熔體細(xì)流冷卻速度, 有利于提高紡絲速度; 而且加強(qiáng)了絲條周圍空氣的對流, 使內(nèi)外層絲條冷卻均勻, 為采用多孔噴絲板創(chuàng)造了條件; 冷卻吹風(fēng)使初生纖維質(zhì)量提高, 拉伸性能好, 有利于提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。為達(dá)到較高的品質(zhì), 扁平絲要求迅速冷卻。 故此, 采用外環(huán)冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)。 環(huán)吹風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)溫、 風(fēng)濕對纖維成形有較大的影響。 風(fēng)壓過小會(huì)造成絲束整體晃動(dòng); 風(fēng)壓過大會(huì)導(dǎo)致單絲高速抖動(dòng), 形成湍流。 風(fēng)溫過高, 絲條冷卻不均勻, 與外界的熱交換變小; 風(fēng)溫過低, 內(nèi)外層冷卻不均勻, 易形成分層現(xiàn)象。 風(fēng)濕過低,現(xiàn)場絲束的靜電無法中和, 飄絲增加。 表4 為不同風(fēng)壓對絲物性條干的影響, 表5 為風(fēng)溫、風(fēng)濕對生產(chǎn)情況的影響。

      表4 風(fēng)壓對絲物性條干的影響

      表5 濕度與溫度對生產(chǎn)情況的影響

      冷卻條件對紡扁平絲影響較大, 在綜合考慮條干不勻率和絲條光圈的情況即可確定風(fēng)壓大小,通過實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)情況, 最終風(fēng)壓選定為20 Pa,風(fēng)溫為22 ℃, 風(fēng)濕為85%。

      2. 4 油架高度

      選定適宜的集束上油位置既能保證絲束均勻冷卻, 又可減少絲條與空氣的摩擦阻力, 減輕絲束在凝固成形區(qū)的撞擊, 起到降低FDY 條干不勻率的作用。 增加集束上油位置與噴絲板間的垂直距離, 絲條與空氣的摩擦阻力隨之增大, 絲條振蕩幅度也相應(yīng)增大, 造成FDY 條干不勻, 適當(dāng)?shù)奶岣呒嫌臀恢茫?形成一個(gè)緩和的均勻成形區(qū), 降低絲條與空氣間的摩擦,減輕絲條受風(fēng)窗外環(huán)境中氣流干擾, 降低FDY條干不勻率。 但上油集束位置不能十分靠近絲條的凝固點(diǎn), 否則會(huì)使卷繞橫動(dòng)的快速振動(dòng)傳到絲條變形區(qū), 造成條干不勻率增加。 因環(huán)吹風(fēng)冷卻速率快, 冷卻時(shí)間短, 一般熔體細(xì)流固化區(qū)短, 固化點(diǎn)處紡絲張力大, 故集束位置一般設(shè)置在600 ~900 mm 范圍, 即可保證冷卻點(diǎn)穩(wěn)定, 紡絲張力適中。 此產(chǎn)品單絲線密度較小,在出風(fēng)筒時(shí)絲束抖動(dòng)較大, 為了在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)減少絲束的抖動(dòng), 油架高度設(shè)定為650 mm 較適宜。

      2. 5 合股位置[4]

      此產(chǎn)品是合股絲, 合股的位置至關(guān)重要,它不僅影響絲路的好壞, 還對POY 的外觀有重要影響。 合股絲通常都是在主網(wǎng)絡(luò)器處合股,這次我們首先也是選定此位置, 但效果不理想, 之后選擇在出預(yù)網(wǎng)絡(luò)器處合股, 不僅升頭方便, 而且機(jī)械毛絲有所減少, 具體實(shí)驗(yàn)情況見表6。

      表6 不同合股位置的對比

      因?yàn)樵陬A(yù)網(wǎng)絡(luò)器處合股絲束, 后絲束的線密度與孔數(shù)均高于在主網(wǎng)絡(luò)器合股的, 而且錠位間的張力差異減少, 有利于絲路的穩(wěn)定, 能改善機(jī)械毛絲情況。 故將合股位置選在預(yù)網(wǎng)絡(luò)處。

      2. 6 拉伸工藝[5]

      拉伸工藝主要考慮保持截面形狀不受破壞,保證均染率, 同時(shí)避免毛絲等外觀異常。 生產(chǎn)中車速太高易形成毛絲斷頭; 車速太低, 強(qiáng)伸不均率增加。 拉伸倍數(shù)低時(shí), 強(qiáng)伸不均, 染色不均率也高; 拉伸倍數(shù)高時(shí), 染色率高, 但異形度差, 外觀有毛絲。 通過試驗(yàn), 適宜的紡絲速度為3 800 m/min 左右。

      2. 7 產(chǎn)品性能

      按照以上工藝所紡的83. 3 dtex/144 f 滌綸合股消光扁平絲的物性見表7。 從表7 可知, 該產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到GB/78960-2008 優(yōu)等品水平。

      表7 滌綸消光扁平絲物理性能指標(biāo)

      3 結(jié)論

      (1) 選擇合適的無風(fēng)區(qū)高度和合股位置,對生產(chǎn)穩(wěn)定性具有重要意義。 適宜的無風(fēng)區(qū)高度為75 mm, 合股位置在出預(yù)網(wǎng)絡(luò)器處。

      (2) 為減少絲束在紡絲時(shí)的抖動(dòng), 油架高度設(shè)在650 mm 為最佳。

      (3) 采用箱體溫度287 ℃、 環(huán)吹風(fēng)風(fēng)壓20 Pa、 紡速3 800 m/min、 油架高度650 mm、 無風(fēng)區(qū)高度75 mm 的工藝參數(shù), 生產(chǎn)穩(wěn)定, 產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)。

      [1] 李允成, 徐心華. 滌綸長絲的生產(chǎn)[M] . 北京:中國紡織出版社, 1994 .

      [2] 王永恒, 石彩杰, 崔再治. 噴絲板的設(shè)計(jì)[J] .聚酯工業(yè), 2006, 19 (3): 30 - 33 .

      [3] 謝凌宇, 王中雪, 謝翠芬, 張曉雨, 雷彬. 22 dtex/24 f “Y” 三葉形PET FDY 的研制[J] . 聚酯工業(yè), 2012, 15 (4): 27 - 28 .

      [4] 謝皮斯基. 纖維成形原理[M] . 北京: 中國紡織出版社. 1983 .

      [5] 劉麗娜, 唐安俊, 儲(chǔ)飛, 張頜, 滌綸直紡超細(xì)旦88 dtex/288 f POY 的開發(fā)[J] . 化纖與紡織技術(shù),2013, 42 (3) : 5 - 7 .

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