楊東潔，劉曉華，黃方千，于 彪

(1.成都紡織高等?？茖W(xué)校，四川成都611731;2.浙江夢柔錦綸有限公司，浙江 金華322000)

78 dtex/68 f半消光PA66彈力絲紡絲工藝的優(yōu)化

楊東潔1，劉曉華1，黃方千1，于 彪2

(1.成都紡織高等專科學(xué)校，四川成都611731;2.浙江夢柔錦綸有限公司，浙江 金華322000)

采用相對黏度為2.47的半消光PA66切片生產(chǎn)78 dtex/68 f半消光多孔細(xì)旦PA66彈力絲，對其紡絲工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明:選擇PA66切片干燥溫度95～100℃，干燥時間20～25 h，紡絲溫度292～295℃，集束位置距噴絲板800 mm，卷繞速度4 150 m/min，側(cè)吹風(fēng)速度0.55 m/s，組件壓力16～17 MPa，上油率0.65%時，生產(chǎn)穩(wěn)定;生產(chǎn)的93 dtex/68 f PA66預(yù)取向絲斷裂強(qiáng)度為3.98 cN/dtex，斷裂伸長率為58.36%，78 dtex/68 f PA66 彈力絲斷裂強(qiáng)度為 4.33 cN/dtex，斷裂伸長率為23.42%。

聚己二酰己二胺纖維 半消光切片 細(xì)旦纖維 彈力絲 紡絲工藝

PA66纖維比PA6纖維的彈性和耐磨性更好。在民用絲領(lǐng)域，細(xì)旦PA66彈力絲以其優(yōu)異的彈性和耐磨性成為生產(chǎn)高檔服裝的原料，附加值高。目前，細(xì)旦PA66彈力絲國外市場優(yōu)勢明顯。在國內(nèi)錦綸民用絲生產(chǎn)中，主要以PA6纖維為主，細(xì)旦PA66彈力絲開發(fā)較晚也較少，為了增加企業(yè)新的效益增長點，國內(nèi)錦綸生產(chǎn)企業(yè)都致力于開發(fā)民用細(xì)旦PA66纖維。作者以78 dtex/68 f半消光多孔細(xì)旦PA66彈力絲生產(chǎn)為例，對其紡絲工藝進(jìn)行了探討。

1 試驗

1.1 原料

半消光PA66切片:牌號SGA3740，相對黏度為2.47 ± 0.02，含水率為 0.3% ～ 0.4%，端胺基(42.2 ±3)mol/t，羧端基(85 ±4.5)mol/t，英國 Invista公司產(chǎn);F－5103油劑:日本竹本株式會社產(chǎn)。

1.2 設(shè)備與儀器

國產(chǎn)連續(xù)干燥塔:聚合物輸出量291～600 kg/h，大連合成纖維研究所制;螺桿擠壓機(jī):9E8-24SC-00030型，德國 Barmag公司制;ATI-615R/10型卷繞頭:日本TMT公司制。

YG086縷紗測長儀:常州紡電儀器有限公司制，Statimat M型全自動強(qiáng)伸儀:德國 Textecho公司制;Uster-Ⅲ-C/A型條干測試儀:瑞士Uster公司制;SF-1壓差法微量水分測定儀:上海思爾達(dá)有限公司制。

1.3 生產(chǎn)流程

78 dtex/68 f半消光多孔細(xì)旦PA66彈力絲生產(chǎn)流程見圖1。

圖1 PA66彈力絲生產(chǎn)流程Fig.1 Flow chart of PA66 elastic yarn production

1.4 測試方法

線密度:按GB/T14343—2009測試。

拉伸性能:按GB/T14344—2009測試。

條干均勻度:按GB/T14346—2009測試。

切片含水率:按GB/T 12006.2—2009測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 切片干燥

從表1看出，干切片的含水率在800～900 μg/g時，紡絲的生產(chǎn)狀況好，飄絲和斷頭少。干切片含水率高，熔體從噴絲板擠出后因為大量的水分在高溫汽化后生成小氣泡夾在熔體細(xì)流里，使熔體細(xì)流經(jīng)不起拉伸。而產(chǎn)生斷頭和飄絲;但含水率過低時飄絲斷頭也多，主要是因為微量的水分起了增塑的作用。因此，在PA66纖維的生產(chǎn)中，應(yīng)適當(dāng)控制切片的含水率。

干燥溫度愈高，干燥的時間就愈短，干燥的效果也越好［1］。溫度過高會使切片的黏度降增大，導(dǎo)致切片熱降解，溫度過低，切片干燥不充分。在實際生產(chǎn)過程中，控制干燥溫度為95～100℃。要保證干燥切片的質(zhì)量，必須在一定的干燥時間使切片的含水量接近或達(dá)到平衡含水量［2］。干燥時間越長，越接近或達(dá)到平衡含水量。試驗證明，干燥時間為20～25 h能滿足要求。

表1 PA66切片含水率對紡絲的影響Tab.1 Efect of moisture content of PA66 chips on spinning process

2.2 紡絲工藝

2.2.1 紡絲溫度

PA66熔點約255℃，分解溫度約342℃。且PA66大分子存在著己二酰結(jié)構(gòu)，熔融狀態(tài)下紡絲熔體極易產(chǎn)生凝膠使熔體管道逐漸細(xì)徑化，影響可紡性，嚴(yán)重時會造成管路堵死［3］。從表2可知，生產(chǎn)78 dtex/68 f細(xì)旦PA66彈力絲，紡絲溫度在292～295℃時，可紡性能良好，產(chǎn)品質(zhì)量好。由于PA66的熱穩(wěn)定性差，易分解或生成凝膠，PA66紡絲熔體溫度波動不應(yīng)超過±2℃。在紡絲停車時，最好采用PA6置換紡絲機(jī)管路中的PA66。

表2 紡絲溫度對可紡性的影響Tab.2 Effect of spinning temperature on spinnability

2.2.2 組件壓力

紡制細(xì)旦PA66纖維要求有較高的組件壓力。在試驗過程中組件的初始壓力16～17 MPa時，紡絲較穩(wěn)定(見表3)。

表3 組件壓力對紡絲的影響Tab.3 Effect of spinpack pressure on spinning process

起始壓力過高，會使組件升壓過快，組件的使用壽命短，且容易造成熔體外漏，飄絲增多;起始壓力過低，則紡絲過程中毛絲、斷頭增多，影響絲的品質(zhì)和滿卷率。

2.2.3 冷卻條件

從表4可知，當(dāng)側(cè)吹風(fēng)速度適中為0.5 m/s，氣流的流動呈層流狀態(tài)，對絲的擾動最小，且能恰當(dāng)?shù)貙⒔z條冷卻凝固，保證了絲束的成形穩(wěn)定性和條干均勻性。風(fēng)速過大，冷卻速度太快，剪切應(yīng)力得不到松弛，預(yù)取向絲(POY)預(yù)取向度較高，不利于后加工拉伸，而且易使氣流產(chǎn)生湍流，絲條振幅變大，條干不勻增加;風(fēng)速過小，風(fēng)在絲束中穿透力下降，冷卻速度減緩，熔體細(xì)流在凝固成形過程中會受環(huán)境野風(fēng)的干擾。試驗表明，側(cè)吹風(fēng)溫度24℃比較合適。風(fēng)溫過高，熔體細(xì)流冷卻不充分，并絲及粘結(jié)絲增多，卷繞絲條干不勻率上升;風(fēng)溫過低，噴絲板更換率會明顯增加，且因纖維徑向溫度梯度過大在拉伸定型過程中易斷頭。

風(fēng)壓的波動會引起風(fēng)速的波動，使條干惡化，風(fēng)網(wǎng)使用一段時間后，可能會出現(xiàn)局部堵塞現(xiàn)象，破壞了風(fēng)網(wǎng)各處風(fēng)速的均勻性，使條干上升。故在生產(chǎn)中控制風(fēng)壓約550 Pa，定期清洗側(cè)吹風(fēng)網(wǎng)。

表4 側(cè)吹風(fēng)速度對紡絲的影響Tab.4 Effect of cross air blow speed on spinning process

2.2.4 集束上油

由于PA66細(xì)旦絲的單絲線密度小，比表面積大，集束前纖維間以及纖維與空氣間的動摩擦因數(shù)和靜摩擦因數(shù)均增高，使拉伸流動的穩(wěn)定性變差，纖維的可拉伸性降低，導(dǎo)致斷裂強(qiáng)度和伸長降低。提高集束位置可以減少絲條與空氣的摩擦力，降低紡絲張力，提高絲束的穩(wěn)定性，條干不勻率下降(表5)。通過集束上油降低紡絲張力，以降低初生纖維的預(yù)結(jié)晶度，減少絲條的搖晃。試驗表明，集束位置距離噴絲板800 mm較為合適。

由于PA66細(xì)旦絲單絲表面積增加應(yīng)適當(dāng)增加上油量，控制上油率約0.65%，上油率太低，在紡絲過程中紡絲張力大，絲條與導(dǎo)絲器摩擦形成白粉，加彈時白粉多，拉伸時容易產(chǎn)生靜電，出現(xiàn)毛絲，拉伸不能順利進(jìn)行;上油率太高，使纖維過于平滑，絲條間的集束性降低，容易引起塌邊現(xiàn)象，而且在后續(xù)加工中，經(jīng)過熱箱時容易滴落而引起結(jié)焦，會使DTY染色均勻性變差。

表5 集束位置對條干不勻率的影響Tab.5 Effect of collection position on yarn uneveness

2.2.5 紡絲速度

紡制PA66細(xì)旦絲，計量泵吐出量低，紡絲速度宜適當(dāng)降低。但紡絲速度降低，產(chǎn)量會相應(yīng)減少，單耗增加。隨著紡絲速度的提高，纖維雙折射和強(qiáng)度提高，可提高纖維的摩擦牢度及堅韌度，減少斷頭和毛絲，紡絲速度過高會造成噴絲頭拉伸比過大，容易使絲束在噴絲孔內(nèi)的過度拉伸造成絲條斷裂，產(chǎn)生毛絲，使得絲餅的退繞性能變差。經(jīng)過多次試驗，選擇紡絲速度為4 150 m/min時紡制的POY性能良好，見表6。

2.2.6 絲條預(yù)網(wǎng)絡(luò)

細(xì)旦POY單絲線密度低，為確保絲條在兩導(dǎo)絲盤間的穩(wěn)定性，在紡絲甬道的出口處加一道預(yù)網(wǎng)絡(luò)，絲條網(wǎng)絡(luò)點控制在8～10個/m，網(wǎng)絡(luò)壓力0.25 ～0.3 MPa，可以得到外觀、退繞良好的POY，DTY加工時可以大大減少毛絲，加工性能明顯改善，條干不勻率降低。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量

經(jīng)過工藝優(yōu)化后，生產(chǎn)的93 dtex/68 f PA66 POY及78 dtex/68 f PA66彈力絲質(zhì)量優(yōu)良，生產(chǎn)穩(wěn)定，見表7。

表7 78 dtex/68 f半消光PA66彈力絲質(zhì)量指標(biāo)Tab.7 Quality index of 78 dtex/68 f semi-dull PA66 elastic yarn

3 結(jié)論

a.紡制78 dtex/68 f半消光多孔細(xì)旦PA66彈力絲時，切片干燥95～100℃，20～25 h。

b.選擇紡絲溫度292～295℃，集束位置800 mm，卷繞速度 4 150 m/min，側(cè)吹風(fēng)速度 0.55 m/s，組件初始壓力16～17 MPa，上油率0.65%。所得到的93 dtex/68 f PA66 POY斷裂強(qiáng)度為3.98 cN/dtex，斷裂伸長率為 58.36%。

c.78 dtex/68 f PA66 DTY 斷裂強(qiáng)度為4.33 cN/dtex，斷裂伸長率為23.42%。

［1］姜立鵬，杜選，鄒琳等.細(xì)旦PA66高強(qiáng)型長絲的研制與開發(fā)［J］.合成纖維工業(yè).2004，27(4):56 －58.

［2］李志紅.影響聚己內(nèi)酰胺切片含水率的因素探討［J］.維綸通訊，2005(12):26.

［3］周淑倩.PA66彈力絲紡絲工藝探討［J］.山東紡織科技，2006(1):25－27.

Optimization of spinning process of 78 dtex/68 f semi-dull PA 66 elastic yarn

Yang Dongjie1，Liu Xiaohua1，Huang Fangqian1，Yu Biao2
(1.Chengdu Textile College，Chengdu611731;2.Zhejiang Dream Solf Nylon Company，Jinhua322000)

A semi-dull porous fine PA 66 elastic fiber of 78 dtex/68 f was produced from semi-dull PA66 chips with the relative viscosity of 2.47.The spinning process was optimized.The results showed that the PA66 pre-oriented yarn of 93 dtex/68 f can be produced smoothly with the breaking strength 3.98 cN/dtex and elongation at break 58.36%and PA 66 elastic fiber of 78 dtex/68 fwith the breaking strength 4.33 cN/dtex and elongation at break 23.42%when PA 66 chip drying temperature was 95－100℃，drying time 20－25 h，spinning temperature 292－295 ℃，collection position 800 mm from the spinneret，winding speed 4 150 m/min，cross air blow speed 0.55 m/s，spinpack pressure 16 －17 MPa，oil up-take 0.65%.

polyhexamethylene adipamide fiber;semi-dull chip;fine denier fiber;elastic fiber;spinning process

TQ342.12

B

1001-0041(2012)04-0065-03

2012-01-19;修改稿收到日期:2012-05-22。

楊東潔(1963—)，女，副教授，從事化學(xué)纖維的教學(xué)、研究和生產(chǎn)工作。E-mail:yangdongjiecn@163.com。