唐曉萍

(佛山化纖集團(tuán)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(tuán)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(zhǎng)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(jìn)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(lái)， 隨著生活水平的提高， 人們對(duì)纖維的各種性能要求越來(lái)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(yùn)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(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)， 在保持和提高纖維光亮度的同時(shí)， 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(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了探討， 以達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)化的目的。

1 實(shí)驗(yàn)

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(hào)F-1619。

1.2設(shè)備和儀器

紡絲箱體、 紡絲機(jī)： 上海Barmag公司生產(chǎn)。

卷繞頭： 日本Toray公司生產(chǎn)， 型號(hào)TW-716/8。

強(qiáng)伸儀： 常州市第二紡織機(jī)械廠生產(chǎn)， 型號(hào)YG-023A。

電子條干儀： 瑞士Uster公司生產(chǎn)， 型號(hào)UT4-CX/A/CC。

電子分析天平： 瑞士Mettler公司生產(chǎn)， 型號(hào)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(guò)濾器→熱交換器→靜態(tài)混合器→紡絲箱體→計(jì)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(yàn)→包裝

2 結(jié)果與討論

2.1噴絲板及組件設(shè)計(jì)

2.1.1 噴絲板設(shè)計(jì)

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(jì)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(zhǎng)寬比增加而增加[1]：長(zhǎng)寬比大， 扁平度保持較好， 反射的光澤強(qiáng)， 但在生產(chǎn)過(guò)程中易出現(xiàn)毛絲、斷絲等問(wèn)題；長(zhǎng)寬比小， 可紡性好， 扁平度較差。一般采用噴絲孔長(zhǎng)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(xiàng)重要指標(biāo)， 保證纖維的光亮度是大前提， 經(jīng)實(shí)驗(yàn)， 選定噴絲孔的長(zhǎng)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(diǎn)， 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(jī)初始?jí)毫Γ?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(shí)上機(jī)初始?jí)毫?2 MPa即可， 用“一”字矩形噴絲孔生產(chǎn)扁平FDY時(shí)， 初始?jí)毫σ_(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(zhǎng)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(guò)高的紡絲溫度會(huì)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(guò)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(guò)程中， 冷卻條件影響纖維成形和成品性能， 條干不勻率是評(píng)價(jià)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(gè)指標(biāo)在評(píng)價(jià)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(zhǎng)寬比大， 冷卻過(guò)快會(huì)產(chǎn)生皮芯結(jié)構(gòu)， 使纖維在拉伸過(guò)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(guò)慢又會(huì)使凝固速度下降， 晃動(dòng)加劇， 扁平度變差， 影響光澤和染色均勻性。經(jīng)過(guò)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(shí)， 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(shí)， 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(yàn)對(duì)比， 使用U型油嘴上油， 可以有效降低張力， 減少毛絲問(wèn)題， 同時(shí)通過(guò)拉伸倍數(shù)、 拉伸溫度等工藝的優(yōu)化， 解決染色問(wèn)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(qiáng)度， 減少摩擦對(duì)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(guò)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(shí)毛絲和斷頭會(huì)增加， 必須全面權(quán)衡來(lái)確定一個(gè)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(duì)纖維的物理機(jī)械性能起決定性作用[3]。第一熱輥速度過(guò)低， 拉伸倍數(shù)過(guò)大， 容易產(chǎn)生毛絲和斷頭； 第一熱輥速度過(guò)大， 拉伸倍數(shù)過(guò)小， 絲條在熱輥表面跳動(dòng)， 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(duì)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(guò)低的溫度使得拉伸張力過(guò)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(shí)， 單絲纖度大， 張力大， 對(duì)拉伸溫度更為敏感。第二熱輥溫度為定型溫度， 定型溫度過(guò)低， 可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶不勻帶來(lái)的染色不勻； 定型溫度過(guò)高， 絲條在熱輥表面抖動(dòng)而斷頭。

拉伸工藝中的這幾個(gè)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(yàn)， 加工速度在4 100～4 300 m/min時(shí)， 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(jiàn)表2。

表2 111 dtex/18 f扁平FDY的物性指標(biāo)

3 結(jié)論

(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(jì)上長(zhǎng)寬比大于15/1， 噴絲孔圓形排列， 組件上機(jī)初始?jí)毫_(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(shí)， 通過(guò)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(guó)紡織出版社， 1995.

[3] 李允成，徐心華.滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)[M].第2版.北京：中國(guó)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(zhǎng)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