dtexf涤纶细旦丝的工艺探讨

110dtex／144f涤纶细旦丝的工艺探讨发布于:2006-9-21点击次数:141唐杰(中国石化仪征化纤股份有限公司长丝生产中心，江苏仪征211400)摘要：讨论了聚酯熔体中杂质颗粒、熔体温度、纺丝组件、侧吹风速度、上油方式、拉伸倍数与热辊温度等结果表明：降低聚酪熔体中的杂质颗粒直径，选择熔体温度280～282℃，纺丝温度290～292℃，侧吹风速度约4.5m/s，纺丝组件压力13.0～14.0MPa，采用油嘴上油，拉伸倍教2.3～2.5，拉伸温度90～94℃，定型温度l28～130℃，可生产出性能优良的l10dtex/144f涤纶FDY细旦丝。关键词：聚对苯二甲酸乙二酯纤维全拉伸丝细旦丝聚酯熔体纺丝温度中图分类号：TQ342.2l文献识别码：B文章编号：1001-0041(2006)01-0059-03随着经济的发展，人们物质水平日益提高。在穿着上越来越注重服饰的舒适性与审美性。因此，市场上对仿真丝的需求促使国内化纤厂家投入大量资金研发差别化产品。涤纶FDY细旦丝生产工艺与常规生产工艺相比，其技术难度大得多。为获得品质优良的FDY细旦丝，作者对影响110dtex／144f涤纶细旦丝的纺丝成形及拉伸等主要因素和关键技术进行分析与探讨。1试验1.1原料中国石化仪征化纤股份有限公司生产的聚酯熔体，主要指标见表1。1.2主要设备及仪器德国Zinmmer公司生产的熔体分配及输送系统、BN90纺丝箱体系统；日本Toray公司制造的TW716卷绕机；德国西门子公司PCS系统。Swiss手持式张力仪，型号为SerialNo.1115；AirFlowTA5侧吹风测试仪；瑞士UsterTester4条干均匀度测试仪。1.3工艺流程生产110dtex/144f涤纶细旦丝的工艺流程如图1所示。2结果与讨论2.1聚酯熔体中杂质根据单丝直径与线密度的关系，可以计算出110dtex／144f涤纶细旦丝的单丝直径约为9μm，远比普通丝的单丝直径小，这就要求聚酯熔体中的杂质(包括凝集粒子、凝聚粒子以及灰分)直径越小越好，否则，无法解决毛丝和断丝的问题。若杂质颗粒直径大于9μm，则在纺制110dt-ex／144f涤纶细旦丝的过程中，出现纺丝卷绕以及拉伸断头次数增加、毛丝增多和缠辊严重，影响产品质量和生产状况。因此，必须严格控制聚酯熔体中杂质颗粒的数量和直径大小。在生产过程中严格控制聚酯工艺，减步杂质颗粒数量以及降低杂质颗粒的直径，同时提高过滤器过滤精度以及在组件组装工艺中采用细的金属砂来过滤掉直径大的杂质颗粒以提高产品质量和生产状况。2.2熔体温度熔体在输送过程中经增压泵增压后温度上升2～4℃，为了对熔体温度进行有效调节，在增压泵后设有熔体换热器，采用液相热媒循环系统来调节熔体温度。从表2可以看出，随着熔体换热器后熔体温度的提高，无油丝粘度降增加。熔体温度为278℃时，无油丝粘度降虽然低，但是生产状况较差，主要是熔体输送温度低，熔体的流动性能变差，可纺性变差。110dtex／144f涤纶细旦丝熔体温度控制在280～282℃为宜，无油丝粘度降应小于0．015dL／g。纺丝温度即纺丝箱体温度，对于细旦110dt-ex/144f涤纶丝．应当提高纺丝温度(见表3)。较高的纺丝温度可以降低熔体的表观粘度，改善熔体的流动性，使丝束冷却变缓，纺丝张力降低，可纺性和后拉伸性能得到有效改善[2]，还可改善熔体通过喷丝孔的流变性能，降低熔体的弹性效应及出口胀大效应，提高熔体的均匀性。若纺丝温度过高又会加剧熔体降解，易产生毛丝断裂，断头率增加，飘丝多，粘板严重[2]。若纺丝温度过低，会因熔体流动粘度太高而使熔体在喷丝板孔中剪切应力增大，造成熔体破裂，可纺性变差。综合考虑以上因素，纺制110dtex／144f涤纶细旦丝的纺丝温度控制在290～292℃为宜。2.3纺丝组件选择好喷丝板孔径和长径比是纺细旦丝的关键。110dtex／144f涤纶细旦丝品种喷丝板的孔径比普通丝相应变小，其长径比变大。其孔径变小符合熔体在微孔中的剪切速率规律，还可保持喷丝头拉伸倍数在较小的范围内。而熔体进入喷丝孔时，因入口效应吸收一部分能量，以弹性能量的形式储存起来。长径比变大，可以增加熔体在喷丝孔中停留时间，达到降低弹性效应。由表4可见，纺制110dtex／144f涤纶细旦丝时应选择喷丝板孔径为0．15mm，长径比为3较好。表4喷丝板孔径对生产的影响在计量泵吐出量一定的情况下．组件的初始压力取决于组件过滤层结构。组件的初始压力靠过滤金属砂配比来控制。在选择金属砂时，最好选择两种规格以上较细的金属砂，较粗的金属砂在上层，细砂在下层。从表5可见，纺制110dt-ex／144f品种时纺丝组件初始压力宜控制在13.0～14.0MPa。2.4侧吹风110dtex／144f品种单丝线密度小，比表面积大，但若侧吹风速度过小，受室外气流的影响，条干不匀率上升，断头增加。选择侧吹风速度较常规品种偏小。若侧吹风速度过大，丝束冷却较快，凝固点上移，丝束震荡或飘动加剧，其湍动的气流传播到拉伸变形区会导致喷丝板板面冷却，断头增加，条干不匀率上升。从表6可见，110dtex/144f涤纶细旦丝的侧吹风速度控制在(45±03)m／s为宜。但条干不匀率比常规品种的高(常规品种的条干不匀率一般低于1．5％)，这是由于110dtex／144f纤维单丝根数比常规纤维多而密，以致冷却吹风空气介质要均匀穿透丝束相对比较困难，容易导致丝束在冷却固化中纤维之间的不匀性。除降低侧吹风速度外，在组件喷丝板下密闭区使用缓冷装置使板面温度保持在275℃以上．平衡喷丝板板面、箱体和熔体之间的热量，以提高成形能力和稳定生产。2.5集束上油上油方式有油轮上油和油嘴上油。110dtex／144f品种因比表面积大，与空气的摩擦力大即纺丝张力大。若采用油轮上油，纺丝张力很高，生产困难。而采用油嘴上油可有效降低纺丝张力，提高卷绕成形能力。同时可通过调节集束位置的高低来调节纺丝张力大小。集束位置越高，其张力越小，集束位置越低，其张力越大。纺制110dt-ex／144f品种的集束位置控制在离喷丝板板面100～120cm，其纺丝张力约为2f1～25cN。110dtex/144f品种因比表面积大，若要每一根丝上都有一层油膜，含油量必须高于普通丝，实践生产中，其含油量控制在1.0％～1.2％为宜。2．6拉伸倍数与热辊温度110dtex／144f涤纶拉伸时其拉伸倍数应低于普通丝的拉伸倍数，但若拉伸倍数太低，拉伸不充分会导致染色效果差。拉伸倍数控制在2.3～2.5为宜。普通拉伸温度下，细旦丝的拉伸应力大，毛丝多，断头多，取向度增大。为降低拉伸应力，利于纺丝拉伸的顺利进行，减少毛丝，拉伸温度应适当提高。若温度太高，成品丝会产生染色条纹，丝束在第一热辊上抖动厉害，断头多。因此拉伸温度控制在90～94℃。第二热辊温度即定型温度，若定型温度过高，大分子链活动性增强，从而使结晶度升高，非结晶区含量下降，导致沸水收缩率降低，会引起丝的抖动而引起断头；若定型温度过低，可能会出现因结晶不匀而带来染色不匀。另外，如果定型温度太高，油剂挥发后产生结垢并附在热辊上，引起单纤维断裂缠辊、而引起断头，且影响传热，从而使丝条受热不匀，引起染色性能波动，染色均匀性差。因此，定型温度控制在128～130℃：为宜，且要经常做好热辊的清洁工作。2.7产品质量根据上述分析，通过降低聚酯熔体中的杂质颗粒，选择合适的纺丝和拉伸工艺可生产出性能优良的110dtex／144f涤纶FDY细旦丝，其质量指标见表7。3结论a．降低聚酯熔体中的杂质颗粒直径，有利于减少毛丝。b．合理选择熔体输送温度和提高纺丝温度，较小的喷丝板孔径，较大的长径比，提高纺丝组件初始压力可以提高熔体的可纺性。c．选择较小的侧吹风速度，使用缓冷装置，采用油嘴上油，提高集束位置可以使丝束冷却均匀，降低纺丝张力，提高产品质量，稳定生产。d．选择较小拉伸倍数，提高拉伸温度，合理的定型温度，有利于纺丝拉伸的顺利进行，减少毛丝，提高染色效果。参考文献l刘玉来，李朝伟.多孔细旦聚酯FDY生产工艺探讨[J].合成纤维，2004,33(1)：33，352黄峥.嫁接设备生产涤纶FDY[J].合成纤维工业，2001，24(2):47～49