PET-POY設(shè)備改造生產(chǎn)167 dtex／288 f FDY工藝探討

田 穎，胡 軍

（1.浙江遠(yuǎn)東新聚酯有限公司，浙江紹興 312072；2.寧波華星輪胎有限公司，浙江寧波 315331）

應(yīng)用技術(shù)

PET-POY設(shè)備改造生產(chǎn)167 dtex／288 f FDY工藝探討

田 穎1，胡 軍2

（1.浙江遠(yuǎn)東新聚酯有限公司，浙江紹興 312072；2.寧波華星輪胎有限公司，浙江寧波 315331）

在現(xiàn)有的POY卷繞設(shè)備基礎(chǔ)上，采用上海經(jīng)緯提供的雙熱輥加熱裝置，TMT公司的預(yù)網(wǎng)絡(luò)器、外置式主網(wǎng)絡(luò)器，Barmag提供的外環(huán)吹EVO技術(shù)，生產(chǎn)167 dtex／288 f的FDY。重點討論了雙熱輥溫度、牽伸倍率、紡絲速度、網(wǎng)絡(luò)壓力等因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，提出生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良的多孔FDY設(shè)備改造及工藝措施。

設(shè)備改造 環(huán)吹風(fēng) 多孔絲 FDY 雙加熱 無風(fēng)區(qū)

隨著化纖產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，一些常規(guī)產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足下游織造的需要，開發(fā)出一些高附加值的多孔絲產(chǎn)品成為提升化纖企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。多孔FDY的單絲根數(shù)多，單絲線密度小，其織物具有優(yōu)良的手感、良好的懸垂性和精美的外觀，因此是具有高附加值的紡織原料。筆者介紹在國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備相嫁接基礎(chǔ)上，如何控制好生產(chǎn)的工藝條件，最終生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的167 dtex／288 f PETFDY產(chǎn)品。

1 主要設(shè)備及其改造

1.1 生產(chǎn)設(shè)備

紡絲部分——Barmag公司提供的紡絲箱體，EVO環(huán)吹風(fēng)裝置，熔體計量泵，雙上油裝置；

卷繞部分——Barmag公司的ACW-4T／1500（10頭），上海經(jīng)緯提供的雙加熱牽伸輥及電控系統(tǒng)，TMT公司的網(wǎng)絡(luò)器及予網(wǎng)絡(luò)器；

熔體輸送系統(tǒng)——日本島津增壓泵，瑞士產(chǎn)熔體冷卻器，熔體夾套管線，靜態(tài)混合器。

1.2 改造設(shè)備

熱輥D220 mm×L350 mm 3個及D110×L350分絲輥1個、網(wǎng)絡(luò)器2×φ1.2、預(yù)網(wǎng)絡(luò)器E2418、“U”瓷件、鐵板分絲器1個。

1.3 測試儀器

YG086縷紗測長機(jī)（常州產(chǎn)）、YG023 B-Ⅱ型全自動單紗強(qiáng)力機(jī)（常州產(chǎn)）、瑞士USTER公司UT-5C800型條干儀、MQ20核磁共振含油測試儀。

2 主要生產(chǎn)條件

2.1 原料

本公司自產(chǎn)聚酯熔體，指標(biāo)如下：Ⅳ：0.650± 0.003 dL／g；DEG：1.20±0.05%；—COOH＜33 mol／t；MP：＞256℃，b＜5.5%；紡絲油劑：F-1619，優(yōu)質(zhì)。

2.2 工藝流程

PET熔體-熔體過濾器-增壓泵-熔體冷卻器-熔體五通閥-交界點-紡絲箱體-計量泵-紡絲組件-環(huán)吹風(fēng)裝置-雙油嘴上油-預(yù)網(wǎng)絡(luò)器-GR1 -GR2-網(wǎng)絡(luò)器-卷繞頭-PET-FDY。

3 影響因素

3.1 熔體輸送溫度及壓力

由于1臺熔體增壓泵對應(yīng)4條線的熔體輸送量，改造位對應(yīng)的熔體輸送量為155 t／d。熔體輸送的壓力必須滿足生產(chǎn)的需要，即泵前壓力不低于40 kg，這就使熔體增壓泵的實際出口壓力較高。若出口壓力達(dá)到或接近增壓泵壓力高限，會引起增壓泵電流過大容易導(dǎo)致跳停，同時熔體在輸送過程中會有較大的溫升；若輸送壓力過低，會造成計量泵泵前壓力過低，絲條線密度不勻率增大。故輸送壓力在230 kg左右，能夠保證各線泵前壓力不低于40 kg，熔體粘度降在0.02 dL／g以內(nèi)。熔體經(jīng)過增壓后，溫度升高6～10℃，因此在輸送管道上設(shè)置1臺熔體冷卻器來降低熔體溫度，熔體冷卻器內(nèi)的低溫液相熱媒與熔體在夾套管內(nèi)流向相反，有利于進(jìn)行熱交換，熔體出冷卻器后溫度降低10～15℃，輸送溫度在280～288℃，能夠滿足生產(chǎn)要求。

3.2 紡絲條件

3.2.1 紡絲溫度和管道溫度

167 dtex／288 f產(chǎn)品，復(fù)絲粗單絲細(xì)，單絲線密度在0.58 dpf，屬于細(xì)旦絲品種。熔體在噴絲孔中剪切速率小，噴絲頭拉伸大。若紡絲和管道溫度低，熔體表觀粘度增大，易出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，表現(xiàn)為紡絲時“注頭”、“飄絲”嚴(yán)重。若溫度過高，熔體降解大，噴絲板面粘板發(fā)黃，出現(xiàn)強(qiáng)伸低的弱絲，拉伸時毛絲斷頭多。一方面要提高熔體流動性，另一方面也要避免熔體降解，工藝保證無油絲粘度降在0.02 dL／g以內(nèi)，將箱體溫度設(shè)在290～295℃，管道溫度設(shè)置在285～290℃較合適。

3.2.2 無風(fēng)區(qū)高度

無風(fēng)區(qū)是指熔體從噴絲板出來到開始冷卻時的距離，也稱為密閉區(qū)域。由于復(fù)絲粗，熔體流量大，在較高的紡絲溫度下，噴絲板板面溫度高，過大的無風(fēng)區(qū)可以延緩熔體細(xì)流的冷卻，但易導(dǎo)致絲條成形后在進(jìn)入GR1熱輥之前，初生絲的取向度極小，拉伸時必須采用較大的牽伸倍率才能提高成品絲的強(qiáng)度，會造成高倍拉伸產(chǎn)生毛絲纏輥；同時過大的無風(fēng)區(qū)對絲條的冷卻也有較高的要求：冷卻風(fēng)量增大，冷卻均勻性不好控制。實際生產(chǎn)時使用50 mm的無風(fēng)區(qū)，生產(chǎn)比較穩(wěn)定。

3.2.3 上油高度及冷卻風(fēng)量

由于絲束單絲根數(shù)為288，單絲之間上油均勻性和冷卻均勻性尤為重要。采用雙油嘴上油可以提高上油的均勻性，采用Barmag提供的外環(huán)吹冷卻能解決冷卻均勻性問題。紡絲部分參考生產(chǎn)266 dtex／288 f POY時的油架高度和冷卻風(fēng)量，針對不同的油架高度和風(fēng)壓對絲束條干CV值的大小影響進(jìn)行試驗，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同的油架高度和風(fēng)壓下絲束條干CV值的大小

通過對不同的油架高度和風(fēng)壓下絲束條干CV值的大小的比較，得出風(fēng)壓在40～50 Pa、油架高度在700～800 mm較適合。在此條件下，既能保證絲條冷卻充分，又可避免快速冷卻出現(xiàn)絲條皮芯層結(jié)構(gòu)。

3.3 卷繞條件

3.3.1 GR1溫度

滌綸長絲的熱拉伸屬于均勻拉伸，大分子鏈和鏈段在拉伸作用力下沿拉伸方向上擇優(yōu)排列，形成取向和結(jié)晶，使成品絲具有一定的強(qiáng)度和伸長。但是分子鏈段在作用力下開始活動的溫度必須高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度69℃，GR1溫度如果低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度則造成初生絲進(jìn)行冷拉伸，鏈段處于凍結(jié)狀態(tài)，單絲表面容易破裂，內(nèi)部易出現(xiàn)空洞，產(chǎn)生毛絲和斷頭，會造成拉伸不勻，增加產(chǎn)品的染色不勻率。若GR1溫度過高，分子鏈活動能力太強(qiáng)，大分子取向度反而降低。生產(chǎn)288 f的品種，單絲根數(shù)多，若采用單熱輥加熱，部分單絲與熱輥接觸不充分，其分子鏈活動能量不足，在牽伸時產(chǎn)生毛絲；若增加GR1溫度，又會造成一部分絲條在較高的溫度下牽伸，會造成取向、結(jié)晶不勻，造成染色不勻。采用上海經(jīng)緯提供的雙熱輥加熱，絲條在上下成一定角度的熱輥上繞絲8.5圈，絲條之間的間隙分布均勻，兩個熱輥溫度設(shè)置、速度設(shè)置相同，絲條在熱輥上受熱十分均勻。GR1熱輥溫度設(shè)定在75～85℃，產(chǎn)品物性和外觀及染色情況較好。

3.3.2 GR1速度

絲條的牽伸通過GR2與GR1之間的速度差值來完成，GR2速度不變的前提下，GR1速度的大小決定牽伸張力大小和產(chǎn)品外觀、物性指標(biāo)、染色均勻性的好壞。生產(chǎn)167 dtex／288 f的FDY，由于孔數(shù)多，單絲較細(xì)，紡絲上采用油嘴上油，和油輪上油相比，紡絲張力小，絲條進(jìn)入一輥之前的張力小，初生絲條的取向度低。若提高GR1速度，可以增大絲條進(jìn)一輥之前的張力，絲條在GR1上平穩(wěn)運行，絲條受熱均勻。生產(chǎn)中采取中速紡絲、低倍牽伸的工藝路線，一輥速度控制在2 300～2 600 m／min，可以避免牽伸比過大產(chǎn)生毛絲現(xiàn)象。筆者將GR1速度提到2 500 m／min，生產(chǎn)狀況較穩(wěn)定、產(chǎn)品品質(zhì)較好。

3.3.3 GR2溫度

經(jīng)過拉伸的絲條，一方面具有一定的取向結(jié)晶結(jié)構(gòu)，另一方面內(nèi)部存在一定的應(yīng)力。GR2對拉伸時產(chǎn)生的超分子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善和提高，消除絲條內(nèi)應(yīng)力，其溫度的高低決定了產(chǎn)品沸水收縮率的大小。GR2溫度升高，分子鏈活動能力加強(qiáng)，絲條的穩(wěn)定取向分子鏈段進(jìn)一步嵌入晶格，結(jié)晶結(jié)構(gòu)得以進(jìn)一步完善，不穩(wěn)定取向分子及未取向分子鏈進(jìn)行回縮，宏觀上絲束的沸水收縮率降低。但是GR2溫度過高，易導(dǎo)致油劑在GR2上揮發(fā)產(chǎn)生結(jié)垢，絲條與結(jié)垢之間傳熱效果差，而且摩擦力增大，在GR2速度較高的情況下，單絲容易斷裂繞輥。若GR2溫度設(shè)置過低，會造成結(jié)晶不勻、染色不勻、產(chǎn)品的沸水收縮率大，纖維的尺寸不穩(wěn)定。沸水收縮率的變化會帶來染色深淺色度變化，將沸水收縮率控制在一定的范圍，消除錠位之間的差異尤為重要。在生產(chǎn)中，工藝選擇GR2溫度在115～120℃，熱輥溫度波動控制在±0.5℃以內(nèi)，可以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3.3.4 GR2速度及卷繞速度

絲條進(jìn)入卷繞頭卷繞成型時，卷繞張力的大小取決于GR2速度的大小，卷繞頭速度的大小，影響產(chǎn)量的高低。在ACW-4T卷繞頭上，機(jī)械速度最高達(dá)到4 000 m／min，工藝速度最高3 990 m／min。工藝在卷繞速度3 800 m／mnin的基礎(chǔ)上，通過試驗將速度提到3 950 m／min能夠正常生產(chǎn)，同時將卷繞超喂率設(shè)置在1%～3%左右，GR2速度設(shè)定在4 060 m／min左右，T3卷繞張力控制在23～25 cN，可保證絲餅成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定。而在TMT-614R設(shè)備上生產(chǎn)167 dtex／288 f，車速提高至4 000 m／min時，無論怎樣改變工藝條件均難以消除產(chǎn)品外觀毛絲問題。實踐證明，國產(chǎn)設(shè)備改造后生產(chǎn)多孔絲，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能夠發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3.5 網(wǎng)絡(luò)壓力及預(yù)網(wǎng)絡(luò)壓力大小

生產(chǎn)多孔FDY絲，使用預(yù)網(wǎng)絡(luò)可以增加絲條在牽伸過程中的均勻穩(wěn)定性、不易產(chǎn)生毛絲。若預(yù)網(wǎng)絡(luò)壓力過大，絲條形成節(jié)點，染色有隱條出現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)壓力大小，在一定程度上影響網(wǎng)絡(luò)點個數(shù)，隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的增大，網(wǎng)絡(luò)點的個數(shù)增大到一定的程度不再變化，但是產(chǎn)品更容易出現(xiàn)外觀毛絲現(xiàn)象。在實際生產(chǎn)中，使用TMT公司提供的外置式網(wǎng)絡(luò)器，控制預(yù)網(wǎng)絡(luò)壓力在0.5 kg，網(wǎng)絡(luò)壓力在3.0 kg，能夠滿足生產(chǎn)的需要。

4 結(jié) 論

a）采用中速紡絲、低倍牽伸工藝路線，GR1速度2 500 m／min，牽伸比為1.624倍，車速為3 950 m／min時，得到外觀和物性指標(biāo)良好的多孔167 dtex／288 f FDY產(chǎn)品。

b）應(yīng)用國產(chǎn)雙熱輥加熱設(shè)備，合理的控制熱輥GR1溫度在75～85℃之間，能夠保證多孔絲受熱均勻，避免牽伸過程中產(chǎn)生毛絲，染色均勻性好。

c）應(yīng)用Barmag公司的EVO環(huán)吹風(fēng)技術(shù)，紡絲上優(yōu)化冷卻、上油條件，為下道牽伸提供了保證，是生產(chǎn)粗旦多孔絲的充分條件。

d）通過設(shè)備改造，在國產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備相嫁接基礎(chǔ)上開發(fā)出多孔167 dtex／288 f FDY產(chǎn)品，實現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)效益，提高了公司的產(chǎn)品競爭力和質(zhì)量品牌。

［1］ 李允成，徐心華.滌綸長絲生產(chǎn)［M］.第二版.

［2］ 郭大生，王文科.聚酯纖維科學(xué)與工程［M］.

Discussion on the production of FDY 167 dtex／288 f through reconstructive PET-POY equipment

Tian Ying1，Hu Jun2

（1．Zhejiang Yuandong new polyester Co．，Ltd．，Shaoxing Zhejiang 312072，China；2．Zhejiang Ningbo Huaxin Tires Co．，Ltd．，Zhejiang Ningbo 315331，China）

Based on present POY winder reconstructed with Adaption double hot roll heating devices provided by Shanghai Jingwei，Pre-tangle provided by TMT company，External main tangle and Evo Quench technology provided by Barmag，The paper discusses the influence of the temperature of double hot roll，drawing rate，spinning speed，tangled pressure on the production quality.It also offeres parameters and process modifiction for producing the multi-hole FDY with excellent quality.

reconstructive Equipment；Evo quench；multi-hole FDY；double heating；no wind area

TQ342.2

：B

：1006-334X（2011）02-0045-03

2011-04-18

田穎（1974-），河南商丘人，工程師，從事滌綸POY、FDY生產(chǎn)技術(shù)管理工作。