唐曉萍
(佛山化纖集團有限公司, 廣東 佛山 528000)
111 dtex/18 f直紡滌綸扁平FDY工藝探討
唐曉萍
(佛山化纖集團有限公司, 廣東 佛山 528000)
采用熔體直紡工藝路線, 生產(chǎn)111 dtex/18 f扁平FDY。選擇噴絲板孔長寬比大于15/1, 圓形排列, 紡絲溫度289-290 ℃, 采用油嘴上油方式, 加工速度4 100~4 300 m/min, 第一熱輥92 ℃, 第二熱輥138 ℃, 可使生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定, 產(chǎn)品性能優(yōu)良。
直紡; 扁平; 全拉伸絲; 工藝
我公司上世紀(jì)末引進了瑞士伊文達(dá)技術(shù), 采用直紡一步法生產(chǎn)滌綸全拉伸絲(FDY)。近年來, 隨著生活水平的提高, 人們對纖維的各種性能要求越來越高, 異形纖維的開發(fā)和生產(chǎn)方興未艾, 其中, 低孔數(shù)滌綸扁平FDY, 以其特有的光澤和亮度, 廣泛運用于服裝面料和裝飾材料上, 被稱為“鉆石絲”。在低孔數(shù)滌綸扁平FDY的開發(fā)和生產(chǎn)中, 纖維的光亮度是一個重要質(zhì)量指標(biāo), 在保持和提高纖維光亮度的同時, 還要綜合考慮生產(chǎn)狀態(tài)、 外觀、 染色等各方面性能指標(biāo), 生產(chǎn)難度較大。本文以111 dtex/18 f扁平FDY這一規(guī)格產(chǎn)品為例, 對其生產(chǎn)工藝進行了探討, 以達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定、質(zhì)量優(yōu)化的目的。
1.1原料
聚酯熔體由我公司切片廠聚酯裝置生產(chǎn), 物性指標(biāo)如表1所示。
表1 聚酯熔體的物性指標(biāo)
日本竹本公司生產(chǎn)的FDY油劑, 型號F-1619。
1.2設(shè)備和儀器
紡絲箱體、 紡絲機: 上海Barmag公司生產(chǎn)。
卷繞頭: 日本Toray公司生產(chǎn), 型號TW-716/8。
強伸儀: 常州市第二紡織機械廠生產(chǎn), 型號YG-023A。
電子條干儀: 瑞士Uster公司生產(chǎn), 型號UT4-CX/A/CC。
電子分析天平: 瑞士Mettler公司生產(chǎn), 型號mettler AE 160。
阿貝折光儀: 上海光學(xué)儀器五廠生產(chǎn)。
1.3工藝流程
聚酯熔體→增壓泵→熔體過濾器→熱交換器→靜態(tài)混合器→紡絲箱體→計量泵→組件→側(cè)吹風(fēng)冷卻→上油→甬道→預(yù)網(wǎng)絡(luò)→第一熱輥→第二熱輥→網(wǎng)絡(luò)→卷繞成形→檢驗→包裝
2.1噴絲板及組件設(shè)計
2.1.1 噴絲板設(shè)計
在異形纖維的生產(chǎn)中, 既要考慮到纖維的異形度和特殊性能, 又要考慮纖維的可紡性, 因此, 噴絲板的設(shè)計很關(guān)鍵。通常扁平FDY采用“一”字矩形噴絲孔, 產(chǎn)品的扁平度隨孔截面的長寬比增加而增加[1]:長寬比大, 扁平度保持較好, 反射的光澤強, 但在生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)毛絲、斷絲等問題;長寬比小, 可紡性好, 扁平度較差。一般采用噴絲孔長寬比為10/1左右。在低孔數(shù)扁平FDY的生產(chǎn)中, 光澤是一項重要指標(biāo), 保證纖維的光亮度是大前提, 經(jīng)實驗, 選定噴絲孔的長寬比大于15/1, 可以生產(chǎn)出客戶滿意光澤的產(chǎn)品。
噴絲板孔的排列有圓形和菱形兩種, 考慮到我公司設(shè)備特點, 選用圓形排列。
2.1.2 組件壓力
矩形噴絲孔與圓形噴絲孔相比, 孔口的擠出脹大效應(yīng)不均勻, 且要大得多, 較高的組件壓力可適當(dāng)降低熔體黏度, 改善熔體流變性能[2], 因此要提高組件上機初始壓力, 以減少擠出脹大效應(yīng)。我公司FDY組件采用自密閉方式, 用圓形噴絲孔生產(chǎn)普通品種時上機初始壓力12 MPa即可, 用“一”字矩形噴絲孔生產(chǎn)扁平FDY時, 初始壓力要達(dá)到15 MPa以上, 才能保證出絲順暢。
2.2紡絲溫度
低孔數(shù)扁平FDY的單絲纖度比較大,但由于長寬比大, 寬度很小, 導(dǎo)致熔體在噴絲孔中流變性差, 為改善熔體流變性和可紡性, 應(yīng)適當(dāng)提高紡絲溫度。但是, 絲條的扁平度隨溫度的升高而下降[1], 影響光澤度, 并且, 在較高的組件壓力下, 過高的紡絲溫度會加大熔體降解度, 造成飄絲、斷絲。綜合雙方面因素的影響, 在生產(chǎn)調(diào)試過程中, 結(jié)合組件壓力, 選用紡絲溫度在289~290 ℃, 生產(chǎn)狀態(tài)較為理想。
2.3冷卻成形條件
普通FDY生產(chǎn)過程中, 冷卻條件影響纖維成形和成品性能, 條干不勻率是評價冷卻條件的重要指標(biāo)。在扁平FDY的生產(chǎn)中, 條干不勻率這個指標(biāo)在評價優(yōu)化冷卻條件方面并不太重要, 重要的是絲條的扁平度、染色性能以及生產(chǎn)狀態(tài)。
較快的冷卻速度可保持良好的扁平度[1], 但是, 由于低孔數(shù)扁平FDY單絲纖度大, 長寬比大, 冷卻過快會產(chǎn)生皮芯結(jié)構(gòu), 使纖維在拉伸過程中產(chǎn)生單絲破裂, 導(dǎo)致毛絲甚至斷頭, 染色差。而冷卻過慢又會使凝固速度下降, 晃動加劇, 扁平度變差, 影響光澤和染色均勻性。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試, 選擇側(cè)吹風(fēng)速度在0.45 m/s, 風(fēng)溫21~23 ℃為宜。
2.4上油
我公司FDY裝置配備油嘴和油輪兩道上油系統(tǒng), 在生產(chǎn)普通品種時, 油輪上油均勻, 染色穩(wěn)定, 張力大; 油嘴上油可降低張力, 但上油均勻性和染色易受影響。扁平型的絲條與絲道接觸面積大, 摩擦系數(shù)大, 張力比圓形纖維大得多, 111 dtex /18 f這一品種使用油輪上油時, 毛絲、 斷頭多, 生產(chǎn)狀態(tài)差, 消耗大, 染色后也較容易起橫條, 經(jīng)反復(fù)試驗對比, 使用U型油嘴上油, 可以有效降低張力, 減少毛絲問題, 同時通過拉伸倍數(shù)、 拉伸溫度等工藝的優(yōu)化, 解決染色問題。
此外, 將油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)從14%提高到15%~16%, 以提高油膜強度, 減少摩擦對絲條損傷, 并且將上油率從0.90%提高到1.0%~1.2%, 以改善絲條的抱合性與耐熱性, 減少拉伸過程中的毛絲與斷絲現(xiàn)象。
2.5拉伸工藝
拉伸工藝包括加工速度、 第一熱輥速度(紡絲速度)、 拉伸倍數(shù)、 第一熱輥溫度、 第二熱輥溫度等工藝條件。
加工速度越高, 產(chǎn)量越大, 生產(chǎn)效率高, 染色效果好, 但速度太高時毛絲和斷頭會增加, 必須全面權(quán)衡來確定一個合適的速度。當(dāng)加工速度確定后, 總拉伸倍數(shù)(噴頭拉伸倍數(shù)與拉伸倍數(shù)的乘積)為一常數(shù), 其中, 拉伸倍數(shù)對纖維的物理機械性能起決定性作用[3]。第一熱輥速度過低, 拉伸倍數(shù)過大, 容易產(chǎn)生毛絲和斷頭; 第一熱輥速度過大, 拉伸倍數(shù)過小, 絲條在熱輥表面跳動, 受熱和拉伸不勻, 造成扁平度下降, 染色降等增加。
第一熱輥為拉伸溫度, 對染色性能有較大影響, 較低的拉伸溫度有利于染色均勻, 但過低的溫度使得拉伸張力過高, 造成毛絲和斷頭[3], 特別在生產(chǎn)111 dtex /18 f扁平FDY這一品種時, 單絲纖度大, 張力大, 對拉伸溫度更為敏感。第二熱輥溫度為定型溫度, 定型溫度過低, 可能會出現(xiàn)結(jié)晶不勻帶來的染色不勻; 定型溫度過高, 絲條在熱輥表面抖動而斷頭。
拉伸工藝中的這幾個參數(shù)相互影響, 彼此依存, 因此, 必須綜合考慮, 選擇最佳工藝匹配范圍, 經(jīng)試驗, 加工速度在4 100~4 300 m/min時, 第一熱輥92 ℃, 第二熱輥138 ℃, 拉伸倍數(shù)2.60~3.00, 生產(chǎn)狀態(tài)好, 產(chǎn)品毛絲極少, 染色均勻, 光澤度理想。
2.6產(chǎn)品物性指標(biāo)
我公司生產(chǎn)的111 dtex/18 f扁平FDY質(zhì)量指標(biāo)見表2。
表2 111 dtex/18 f扁平FDY的物性指標(biāo)
(1)111 dtex/18 f扁平FDY生產(chǎn)首先考慮產(chǎn)品的光澤度, 即要保證纖維的扁平度, 又要考慮染色性能、外觀和生產(chǎn)狀態(tài), 噴絲板孔設(shè)計上長寬比大于15/1, 噴絲孔圓形排列, 組件上機初始壓力達(dá)到15 MPa以上。
(2)紡絲溫度要結(jié)合組件壓力考慮, 選用289~290 ℃, 采用油嘴方式上油, 同時, 通過優(yōu)化冷卻成形工藝和拉伸工藝, 使生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定, 產(chǎn)品毛絲極少, 染色均勻, 光澤度理想。
[1] 卞光明.直接紡滌綸FDY扁平絲的工藝探討[J].合成技術(shù)及應(yīng)用, 2006(2):55-57.
[2] 董紀(jì)震,趙耀明,陳雪英.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京:中國紡織出版社, 1995.
[3] 李允成,徐心華.滌綸長絲生產(chǎn)[M].第2版.北京:中國紡織出版社, 1995.
PRODUCTIONPROCESSOF111DTEX/18FDIRECT-SPUNPOLYESTERFLATFDY
TANG Xiao-ping
(Foshan Chemical Fiber Group Co.,Ltd., Foshan 528000,China)
By using melt direct spinning process route, the 111dtex/18f flat FDY is produced. When the length-width ratio of the spinneret hole is above 15/1, using the circular distribution, the spinning temperature 289~290 ℃, the nozzle tip for spin finish, the processing speed 4 100~4 300 m/min, the first hot rolls temperature 92 ℃ and the second hot rolls temperature 138 ℃, the production state is stable and the product property is excellent.
direct spinning; flat; fully drawn yarn; process
2013-03-27
唐曉萍(1973-), 女, 重慶人, 工程師, 從事長絲工藝技術(shù)管理、 生產(chǎn)管理和產(chǎn)品開發(fā)工作。
1672-500X(2013)02-0009-03
TQ 342.21
B
10.3969/j.issn.1672-500x.2013.02.003