107dtex/192f細(xì)旦多孔POY的可紡性研究

吳維光，米志輝，方千瑞，和登科，張　麗，孫學(xué)江，吳俊紅，冉華偉，宋　鑫

(浙江盛元化纖有限公司，杭州　311247)

?

107dtex/192f細(xì)旦多孔POY的可紡性研究

吳維光，米志輝，方千瑞，和登科，張麗，孫學(xué)江，吳俊紅，冉華偉，宋鑫

(浙江盛元化纖有限公司，杭州311247)

通過(guò)對(duì)107dtex/192f POY生產(chǎn)過(guò)程中的熔體工藝、紡絲條件、組件工藝、卷繞工藝等研究，探討了其對(duì)細(xì)旦多孔POY可紡性的影響。結(jié)果表明：紡制107dtex/192f時(shí)，熔體輸送溫度控制在277～282℃、紡絲溫度選擇295～296℃、噴絲孔徑0.15mm、噴絲孔長(zhǎng)徑比4∶1、含油率控制在0.48%～0.50%、卷繞速度選擇2500m/min、卷繞角5.3°～6.3°、卷繞張力8～9cN、接觸壓力100～130N時(shí)，生產(chǎn)狀況穩(wěn)定，滿卷率可達(dá)97%以上。

細(xì)旦多孔；POY；可紡性；紡絲；滌綸

2008年金融危機(jī)至今，國(guó)內(nèi)滌綸長(zhǎng)絲產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到3300萬(wàn)t/年，歷經(jīng)7年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大企業(yè)擴(kuò)張，小企業(yè)倒閉，產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題仍在惡化，在如此惡劣的大環(huán)境下，下游市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品多功能化和質(zhì)量要求不斷提高，為了獲得較高利潤(rùn)，各家企業(yè)必須不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品[1-2]，細(xì)旦多孔滌綸就是其中的一個(gè)主要品種[3-5]。細(xì)旦多孔絲以其手感柔軟、光澤柔和，高密度的特點(diǎn)，近年來(lái)成為加工高檔服飾的主要原料，獲得市場(chǎng)青睞。本文著重探討107dtex/192f細(xì)旦多孔POY的制成工藝控制。

1　試　驗(yàn)

1.1原料

聚酯半消光熔體(浙江盛元化纖有限公司)，黏度0.643dL/g，熔點(diǎn)260℃，端羧基26mol/t，二甘醇1.25%。

1.2主要設(shè)備及測(cè)試儀器

增壓熔體泵(MAAG)，紡絲保溫箱體(Barmag)，外環(huán)吹裝置，卷繞頭(Wings，Barmag)，計(jì)量泵(10×1.8mL，Barmag)。

纖維強(qiáng)伸度測(cè)量?jī)x(STATIMATM ME+型)，條干均勻度儀(Uster-TESTER 5型)，核磁共振紡絲油劑分析儀(MQ-one 20型)。

1.3主要工藝參數(shù)

熔體輸送溫度277～282℃，紡絲溫度295～296℃，噴絲板規(guī)格192f*0.15mm*0.6mm，含油率0.48%～0.50%，卷繞速度2500m/min。

1.4工藝流程

半消光熔體→熔體過(guò)濾→熔體泵→熔體換熱→靜態(tài)混合→熔體計(jì)量→紡絲箱體→噴絲板組件→外環(huán)吹風(fēng)箱→上油裝置→紡絲甬道→空氣網(wǎng)絡(luò)→卷繞成筒→平衡間。

2　結(jié)果與討論

2.1熔體輸送條件

聚酯熔體在高溫輸送過(guò)程中易發(fā)生降解，如輸送溫度高，熔體黏度降達(dá)到0.0025dL/g以上時(shí)，易造成紡絲飄絲、斷頭，反之輸送溫度低，熔體在管道內(nèi)流動(dòng)性不好，紡況會(huì)隨之變差，所以選擇合理的輸送溫度尤為重要。公司利用液相熱媒和熔體冷卻器調(diào)節(jié)熔體輸送溫度，熔體從終聚釜到紡絲箱體管線距離長(zhǎng)，熔體輸送時(shí)間較長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)整，大循環(huán)溫度在277～282℃，熔體冷卻器溫度在272～276℃，熔體黏度降控制在0.0015dL/g以下，紡絲飄絲、斷頭現(xiàn)象得到改善。

2.2噴絲板的選擇

噴絲板徑、噴絲孔徑和噴絲孔長(zhǎng)徑比是選擇噴絲板的關(guān)鍵。由于公司采用外環(huán)吹冷卻方式，如果噴絲板板徑過(guò)小，則噴絲孔間距相對(duì)較小，就會(huì)因中心部分冷卻不夠而出現(xiàn)絲束晃動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)并絲現(xiàn)象。熔體經(jīng)由導(dǎo)孔進(jìn)入微孔區(qū)時(shí)，由于流速急速增加動(dòng)能增加，同時(shí)熔體的內(nèi)部構(gòu)象也發(fā)生改變，并儲(chǔ)存一定的彈性勢(shì)能，當(dāng)單位體積內(nèi)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能超過(guò)一定限度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熔體破裂，影響熔體的穩(wěn)定流動(dòng)。一定條件下，噴絲孔徑越小，剪切速率越大，由于聚酯是切力變稀流體，只要剪切速率和剪切應(yīng)力在臨界值下，剪切速率增加，流動(dòng)性較佳，有利于紡絲。隨著剪切速率增大，熔體在微孔內(nèi)停留時(shí)間減少，形變彈性能松弛時(shí)間縮短，不利于消除彈性因子，所以通過(guò)增加微孔的長(zhǎng)徑比可延長(zhǎng)松弛時(shí)間，降低?？谂蚧?yīng)，利于消除不穩(wěn)定流動(dòng)。實(shí)際生產(chǎn)中噴絲板選用88mm板徑、0.15mm微孔直徑、4∶1長(zhǎng)徑比時(shí)生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量高。

2.3紡絲溫度

表1是兩種紡絲溫度條件下的斷絲和滿卷率的數(shù)據(jù)對(duì)比，由表1中可以看出，適當(dāng)提高紡絲溫度有利于紡絲的順利進(jìn)行。這是因?yàn)樵诩徶萍?xì)旦多孔絲時(shí)，粘彈破裂是主要的不穩(wěn)定因素，適當(dāng)提高紡絲溫度，可縮短形變彈性能所需的松弛時(shí)間，改善熔體通過(guò)噴絲孔的流變性能。與常規(guī)品種不同，細(xì)旦多孔絲由于流量小，熔體自身攜帶的熱量少，經(jīng)噴絲孔擠出后，因比表面積大散熱速度較快，冷卻時(shí)容易造成噴絲板面溫度低，不利于POY的順紡性和后續(xù)拉伸，所以在紡制細(xì)旦多孔絲時(shí)紡絲溫度設(shè)定相對(duì)較高，可得到有效改善；但同時(shí)溫度過(guò)高又會(huì)造成熔體大分子鏈的熱降解，黏度降增大，將直接影響紡況。我司選擇紡絲溫度在296℃，現(xiàn)場(chǎng)紡況穩(wěn)定，后續(xù)DTY加工情況良好。

表1兩種紡絲溫度條件下107dtex/192f斷絲和滿卷率數(shù)據(jù)對(duì)比

紡絲溫度/℃斷絲/(次/(d·位))滿卷率/%2931.46781.512960.96793.14

2.4含油率

圖1是POY紡絲斷絲與含油率的關(guān)系，圖2是POY紡絲滿卷率與含油率的關(guān)系，由圖1、圖2可知，斷絲次數(shù)隨著含油率的提高而降低，紡絲滿卷率隨著含油率的提高而提高。這是因?yàn)榧?xì)旦多孔絲的比表面積大，單絲之間以及絲束與導(dǎo)絲瓷件之間的摩擦力增大，如果含油率偏低，會(huì)出現(xiàn)上油不均勻，油膜對(duì)絲的保護(hù)不夠，短時(shí)間內(nèi)或局部摩擦力大，進(jìn)而造成單纖斷裂，最終表現(xiàn)為POY飄絲、斷頭、外觀毛絲增多，適當(dāng)提高含油率，可有效改善斷頭情況，提高AA率。但含油率過(guò)高，一方面DTY加工時(shí)發(fā)煙量增多，影響車間內(nèi)部環(huán)境，另一方面油劑消耗升高，生產(chǎn)成本增加，所以選擇合適的含油率極為重要。實(shí)踐證明107dtex/192f含油率控制在0.48%～0.50%，生產(chǎn)較為穩(wěn)定，滿卷率較高，DTY加工也比較正常。

圖1　POY紡絲斷絲與含油率的關(guān)系

圖2　POY紡絲滿卷率與含油率的關(guān)系

2.5卷繞速度

POY具有高取向低結(jié)晶的特點(diǎn)，隨著卷繞速度提高，結(jié)晶度也隨之增加，纖維內(nèi)部易形成結(jié)晶聯(lián)結(jié)點(diǎn)，即所謂準(zhǔn)結(jié)晶的二次結(jié)構(gòu)，在后加工中易產(chǎn)生應(yīng)變結(jié)晶造成染色不勻。表2是相同卷繞速度條件下纖維強(qiáng)伸度與單絲纖度的關(guān)系，由表2可知在相同卷繞速度下，單絲纖度越小，斷裂強(qiáng)度越高，斷裂伸長(zhǎng)率越低。因?yàn)樵诰砝@速度相同條件下，POY隨著單絲纖度的減小，冷卻速度加快，紡程上的摩擦阻力大，熔體的固化距離縮短，軸向拉伸速度梯度增大，體現(xiàn)在POY物性指標(biāo)上強(qiáng)度升高預(yù)取向增大，伸長(zhǎng)率較低，亦會(huì)影響后續(xù)DTY物性和染色均勻性，所以在紡制細(xì)旦多孔絲時(shí)應(yīng)選擇較低的紡速。在紡

制107dtex/192f，卷繞速度選擇2500m/min，生產(chǎn)狀況良好，DTY染色均勻性較高。

表2相同卷繞速度條件下纖維強(qiáng)伸度與單絲纖度的關(guān)系

品種規(guī)格斷裂強(qiáng)度/(cN/dtex)斷裂伸長(zhǎng)率/%210dtex/192f2.67131107dtex/192f2.88116

2.6卷繞成型

影響POY成型的因素較多，其中卷繞張力和卷繞角影響較大。卷繞張力過(guò)高，絲餅端面不平齊，硬度高，影響后加工退繞；卷繞張力過(guò)低，絲餅硬度低，退繞時(shí)易脫圈。在卷繞速度一定條件下，通過(guò)調(diào)整導(dǎo)絲盤1和導(dǎo)絲盤2速度差來(lái)控制卷繞張力，并配以相對(duì)較小的卷繞角，可以制得成型良好的POY。表3是紡制107dtex/192f POY的卷繞成型工藝條件，實(shí)踐證明，公司使用Barmag公司的Wings卷繞頭，采用分段精密卷繞模式，在紡制107dtex/192f POY時(shí)選擇表3所列的成型工藝條件，可以保證絲餅成型良好，滿卷率達(dá)到97%以上，并且在后加工過(guò)程中退繞正常。

表3107dtex/192fPOY卷繞成型工藝條件

項(xiàng)目導(dǎo)絲盤1/(m/min)導(dǎo)絲盤2/(m/min)卷繞速度/(m/min)卷繞角/(°)接觸壓力/N卷繞張力/cN工藝條件2520252525005.3～6.3100～1308～9

3　結(jié)　論

通過(guò)對(duì)影響107dtex/192f細(xì)旦多孔POY紡絲的各個(gè)因素進(jìn)行研究分析，得出如下結(jié)論：

a)控制熔體輸送溫度在277～282℃，熔體冷卻器溫度在272～276℃，可保證熔體特性黏度降在0.0015dL/g以下，紡絲飄絲、斷頭現(xiàn)象得到改善；

b)選擇噴絲板板徑88mm、噴絲孔直徑0.15mm、長(zhǎng)徑比4∶1，生產(chǎn)107dtex/192f POY紡絲狀況和產(chǎn)品質(zhì)量均較好；

c)選擇紡絲溫度在295～296℃，上油率控制在0.48%～0.50%，紡況穩(wěn)定；

d)紡絲速度選擇2500m/min、卷繞角選擇5.3°～6.3°、接觸壓力設(shè)定100～130N、卷繞張力保持8～9cN，可以保證絲餅成型良好，滿卷率達(dá)到97%以上，后續(xù)DTY加工情況良好。

[1] 郭成越，方千瑞，李岳春，等.熔體直紡275dtex/288根細(xì)旦滌綸POY生產(chǎn)工藝[J].絲綢，2014，51(6)：1-5.

[2] 占海華，周建紅.扁平異染超亮滌綸拉伸變形絲的生產(chǎn)技術(shù)[J].合成纖維，2011，40(10)：35-37.

[3] 張守運(yùn)，馬敬紅，邱建軍.細(xì)旦多孔異彩復(fù)合假捻變形絲的生產(chǎn)工藝[J].合成纖維，2014(1)：15-19.

[4] 胡軍，王玉明，丁瑞林.細(xì)旦多孔POY內(nèi)在質(zhì)量造成DTY染色不勻問(wèn)題的原因分析[J].合成技術(shù)及應(yīng)用，2012,(27)2：48-50.

[5] 康愛(ài)旗，舒明芳.經(jīng)編珊瑚絨用多孔細(xì)旦滌綸拉伸變形絲的生產(chǎn)技術(shù)[J].合成纖維，2014(2)：17-20.

(責(zé)任編輯：陳和榜)

Research on Spinnability of 107dtex/192f Fine Denier Porous POY

WUWeiguang,MIZhihui,FANGQianrui,HEDengke,ZHANGLi,SUNXuejiang,WUJunhong,RANHuawei,SONGXin

(Zhejiang Shengyuan Chemical Fiber Co., Ltd., Hangzhou 311247, China)

This paper studies the melting technology, the spinning condition, the spinning unit technology and the winding technology in 107dtex/192f POY production process, and discusses the influence of different technological conditions on the fine denier porous POY spinnability. The practice results indicate that 107 dtex/192f production state is stable and full-package rate can reach more than 97% under the following conditions: melt transfer temperature 277～282℃, spinning temperature 295～296 ℃, diameter of spinneret 0.15 mm, ratio of length and diameter of spinneret 4∶1, oil content 0.48%～0.50%, winding speed 2 500 m/min, winding angle 5.3°～6.3°, winding tension 8 ～9 cN and contact pressure 100～130 N.

fine denier porous; pre-oriented yarn; spinnability; spinning; polyester

2015-11-05

吳維光(1975-)，男，江西省蘆溪縣人，工程師，主要從事聚酯長(zhǎng)絲的生產(chǎn)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面的研究。

TQ342.21

A

1009-265X(2016)05-0049-03