44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY生產(chǎn)工藝

黎 明，高 原

(新會美達錦綸股份有限公司，廣東 江門 529100)

44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY單絲纖度僅為1.22 dtex，為常規(guī)品種的三分之一，在生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)毛絲、染色不勻率高和易斷頭等質(zhì)量問題，致使產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定和優(yōu)等品率低。本論文通過對影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要紡絲工藝參數(shù)進行細化試驗探討，并成功開發(fā)出44 dtex/36 f錦綸6細旦多孔FDY，產(chǎn)品各項物理指標和染色性能均滿足下游用戶的織造要求。

1 實驗部分

1.1 原料指標

切片：新會美達公司尼龍6切片，相對黏度：2.4，TiO2質(zhì)量分數(shù):0.3%。

油劑:日本竹本原油，有效成分88%。

1.2 主要設(shè)備及測試儀器

紡絲設(shè)備:北京中麗。

卷繞設(shè)備：日本東麗生產(chǎn)的TW503型卷繞頭。

測試儀器：瑞士生產(chǎn)的USTER型條干儀；德國生產(chǎn)的STATIMAT MT強伸儀。

1.3 生產(chǎn)工藝流程

PA6切片→擠壓熔融→紡絲箱體→熔體計量→組件紡絲冷卻→側(cè)吹風→集束上油→拉伸定型→卷繞成形

2 結(jié)果與討論

2.1 紡絲溫度

紡絲溫度直接影響到熔體熔融均勻性，同時對初生纖維的固化和拉伸性能有重要影響。紡制44 dtex/36 f細旦多孔FDY纖維，要求熔體流動性能好，因此優(yōu)先考慮采用較高的紡絲溫度以減少熔體彈性積累。同時加強紡絲緩冷區(qū)的保溫效果，使噴絲板處于較高的保溫狀態(tài)，以減少熔體黏度偏差，提高初生纖維的均勻性，有利于正常紡絲，提高滿卷率。

經(jīng)試驗比較，我司實際生產(chǎn)中采用的紡絲工藝如表1所示。該工藝紡絲的滿卷率為95%。

表1 紡絲溫度設(shè)定 ℃

2.2 組件濾質(zhì)

44 dtex/36 f細旦多孔纖維，因單絲纖度小且孔數(shù)較多，一方面生產(chǎn)過程中往往因為熔體中的凝聚粒子或雜質(zhì)造成斷頭；另一方面熔體流量低而孔數(shù)多容易引起絲束單絲結(jié)構(gòu)不勻率增加，因此必須通過提高組件內(nèi)壓以解決以上兩方面問題。組件濾砂工藝參數(shù)對比見表2。實際生產(chǎn)中選用濾砂為110目，材質(zhì)為金屬砂，組件初始壓力16 MPa，生產(chǎn)中飄絲、細絲極少。

表2 組件濾砂工藝參數(shù)對比

2.3 冷卻成形

由于44 dtex/36 f纖維比表面積大且熔體擠出噴絲孔后散熱冷卻快，容易造成纖維結(jié)構(gòu)出現(xiàn)部分結(jié)晶和條干不勻率增大，從而導(dǎo)致染色出現(xiàn)亮條或淺色；同時絲條因冷卻過快而發(fā)脆亦不利于提升后加工拉伸的穩(wěn)定性[1]。因此生產(chǎn)過程中在避免因冷卻不足造成產(chǎn)品圈絲的前提下，盡可能采用較高的冷卻溫度和較低的冷卻風速。實際生產(chǎn)中我司采用表3的3#冷卻工藝參數(shù)。

表3 冷卻工藝參數(shù)對比

2.4 集束上油

細旦多孔纖維因比表面積大，纖維與空氣摩擦產(chǎn)生的張力較大，因此選擇合適的集束位置可減少絲束在冷卻過程中的抖動，同時降低條干CV值，減少纖維與空氣之間的摩擦力，大幅度降低了紡絲張力，提高紡絲穩(wěn)定性。集束位置對FDY的成形亦有影響。由于纖維孔數(shù)多，為減少產(chǎn)品毛絲和成形等外觀問題，要求選用的油劑具備優(yōu)良滲透性和高油膜強度等特性，同時提高上油率，減少絲條與導(dǎo)絲件之間的摩擦，增大絲條的抱合力，實際生產(chǎn)中采用1.2%左右上油率時效果較好。

2.5 牽伸

經(jīng)紡絲冷卻成形后的初生纖維經(jīng)拉伸后纖維大分子低序區(qū)的大分子沿軸向的取向度增加，同時伴有密度和結(jié)晶度等其他結(jié)構(gòu)方面的變化[2]。因細旦多孔纖維單絲纖度小，相對FDY的常規(guī)品種而言拉伸工藝對纖維結(jié)構(gòu)、染色和生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響更為明顯。當拉伸比偏大時容易造成纖維結(jié)構(gòu)取向差異增大導(dǎo)致染色均勻性變差，同時產(chǎn)品毛絲比例增加; 拉伸比偏小時纖維張力低容易導(dǎo)致絲束在牽伸盤表面抖動造成纏盤現(xiàn)象，使生產(chǎn)穩(wěn)定性變差。因此選擇合適的拉伸比對于提高44 dtex/36 f FDY的生產(chǎn)穩(wěn)定性尤為重要，實際生產(chǎn)中我司采用的拉伸工藝參數(shù)為表4中的4#。

表4 拉伸工藝參數(shù)

2.6 熱定型

熱定型過程中纖維結(jié)構(gòu)的變化，主要是大分子結(jié)構(gòu)的變化，熱定型促進分子鏈段運動，使內(nèi)應(yīng)力得到松弛，同時纖維結(jié)構(gòu)更趨于完善和穩(wěn)定[2]。定型的溫度、時間和張力對纖維染色性能影響十分明顯。由于細旦多孔纖維孔數(shù)多，熱定型溫度設(shè)定過低時容易造成纖維部分結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力得不到有效釋放引起結(jié)構(gòu)上的差異，從而導(dǎo)致纖維上色均勻性變差和生產(chǎn)過程中產(chǎn)品抱軸出絲困難的現(xiàn)象；熱定型溫度若設(shè)定過高會導(dǎo)致纖維結(jié)晶度上升造成染色出現(xiàn)亮條現(xiàn)象，同時熱輥表面容易積聚油垢引起毛絲增多。因此實際生產(chǎn)中我司選擇較低的定型溫度，同時通過增加熱輥繞圈數(shù)延長受熱時間的方法解決上述問題。我司采用的熱定型工藝參數(shù)為表5中的3#。

表5 熱定型工藝參數(shù)

2.7 卷繞速度

對于細旦多孔纖維，紡絲卷繞速度直接影響著產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量。高速紡絲時初生纖維的噴絲頭拉伸比高，紡程上由于纖維與空氣產(chǎn)生摩擦阻力增大，而且隨噴絲板孔數(shù)的增加，單絲纖度變小，紡絲張力明顯增加，整個紡絲過程中容易導(dǎo)致大分子取向增加，應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶和二次結(jié)晶趨于完善，這會給二次拉伸和絲餅成形控制帶來困難[3]。因此要選擇稍低的卷繞速度，以減少紡程張力，同時通過調(diào)節(jié)牽伸速度超喂，保證合適的卷繞張力，從而得到較好的卷繞成形效果.實際生產(chǎn)中可選擇卷速4 300 m/min，控制紡絲張力在10～11 cN、卷繞張力在12～13 cN范圍。

3 結(jié)論

(1)合理設(shè)定紡絲溫度、側(cè)吹風條件、拉伸定型條件和卷繞工藝等工藝參數(shù)進行44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY長絲生產(chǎn)，其產(chǎn)品能滿足下游工序生產(chǎn)要求。

(2)44 dtex/36 f 錦綸6細旦FDY長絲生產(chǎn)的關(guān)鍵是：一方面是合理設(shè)定紡絲熔融溫度和聯(lián)苯保溫溫度，加強紡絲緩冷區(qū)保溫效果，使噴絲板板面溫度保持相對穩(wěn)定；另一方面選擇合理的集束位置和使用優(yōu)良的油嘴，有助于減少毛絲和提高染色均勻性。

(3)紡絲速度的合理設(shè)定以控制紡程張力對產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量成形有較大影響。

[1]王顯樓.高速拉伸變形工藝和設(shè)備[M].北京：中國紡織出版社，1987:52-53.

[2]沈新元.高分子材料加工原理[M].北京:中國紡織出版社,1999:181-196.

[3]董紀震.合成纖維工藝學(xué)(上冊)[M].第2版.北京:中國紡織出版社,1991:147-154.