230 dtex/256 f啞鈴絲PET的研制

雷 彬，唐安俊，王新葉，裴 磊，儲友山

（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇蘇州215228）

230 dtex/256 f啞鈴絲PET的研制

雷 彬，唐安俊，王新葉，裴 磊，儲友山

（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇蘇州215228）

利用一種新型噴絲板開發(fā)生產(chǎn)230 dtex/256 f啞鈴滌綸長絲，結(jié)果表明，選擇具有啞鈴型的噴絲板，采用箱體溫度293℃、管道溫度285℃、環(huán)吹風風壓40 Pa、紡速2 500 m/min、油架高度800 mm等工藝參數(shù)，可維持生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能指標達到GB/T8960-2008優(yōu)等品的水平。

預取向絲；熔體直紡； 啞鈴絲

啞鈴絲是利用一種新型的啞鈴型噴絲板生產(chǎn)的滌綸長絲，其主要特點在于啞鈴型噴絲孔是由兩個直徑相同的小圓孔組成，兩個小圓孔之間的距離為 (0.05±0.005)mm，兩個小圓孔的中心平行指向噴絲板中心，小圓孔直徑為(0.14±0.01)mm。纖維的截面呈啞鈴型，增加了纖維的剛性，抗倒伏性能更好，加工精度高，可紡性好，吸濕透氣性強、光澤優(yōu)雅、易于染色。產(chǎn)品抗起球，耐污，手感更加柔軟，起絨織物的直立性好且具有排斥彈性等優(yōu)點，主要應用于春亞紡、珊瑚絨、桃皮絨等產(chǎn)品，具有很好的市場前景。本實驗介紹了230 dtex/256 f啞鈴絲PET的研制。

1 生產(chǎn)設備和原料

1.1 原料

所用的PET熔體性能如表1所示。

表1 PET熔體性能

1.2 主要設備及測試儀器

ACW5T高速卷繞機及EVO外環(huán)冷卻吹風系統(tǒng)：德國巴馬格公司制；YG023B單紗強力機及YG086C縷紗測長儀：常州紡織儀器廠制；MQ-20C纖維含油率分析儀：德國Bruker公司制；PL403電子天平：瑞士梅特勒-托利多公司產(chǎn)。

1.3 紡絲工藝流程及主要的紡絲卷繞工藝參數(shù)[1]

紡絲工藝流程：PET熔體→輸送→紡絲→吹風冷卻→集束上油→預網(wǎng)絡→第一導絲盤→第二導絲盤→網(wǎng)絡→斷絲傳感器→卷繞→POY

主要的紡絲卷繞工藝參數(shù)如下：箱體溫度(294±1)℃、管道溫度 (285±2)℃、環(huán)吹風風壓 (45±5)Pa、GR1速度 (2 517±50)m/min、GR2速度 (2 511±50)m/min、紡速 (2 500± 100)m/min、油架高度 (800±100)mm、無風區(qū)高度 (50±10)mm、組件壓力189.7 Pa。

1.4 分析及測試

拉伸性能：參照GB/T 14344-2008化學纖維長絲拉伸性試驗方法。采用全自動單紗強力儀進行測試。

含油率：參照GB/T 6504-2008化學纖維含油率試驗方法。采用核磁共振式纖維含油率測試儀進行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 噴絲板的設計[2]

噴絲板是制造啞鈴型滌綸長絲的關鍵部件。噴絲板的設計是否合理直接影響到可紡性。生產(chǎn)啞鈴型滌綸長絲的噴絲板，其特征是呈圓形分布，層層錯開排列。啞鈴型噴絲孔是由兩個直徑相同的小圓孔組成的，兩個小圓孔之間的距離為 (0.05±0.005)mm，兩個小圓孔的中心平行指向噴絲板中心，所述的小圓孔直徑為(0.14±0.01)mm。在紡絲過程中，熔體通過啞鈴型噴絲板的兩個直徑相同的小圓孔的時候，由于熔體流動的膨化效應，使兩小圓孔流出的熔體融合連接，使纖維的截面呈啞鈴型。

2.2 紡絲溫度

對于啞鈴絲，紡絲溫度的控制至關重要，它影響生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品異型度。在紡細旦絲與異型絲時提高溫度有利于熔體流動均勻性的改善，從而提高可紡性。但若溫度過高易飄絲、板面有彎頭絲。若溫度過低易使熔體停留時間過長，造成熔體黏度降大。溫度低易造成注頭絲、竹節(jié)絲。較低的溫度有利于保持異型度，但組件容易注頭，會增加紡絲斷頭和絲餅斷頭。在工藝調(diào)試中發(fā)現(xiàn)紡絲溫度低于286℃時，注頭較多，生頭較困難，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，截面異型度差，不同溫度下啞鈴絲的物性及截面圖分別見表2和圖1。

表2 不同溫度下啞鈴絲的物性

圖1 紡出的啞鈴絲的截面圖

從表2及圖1可以看出，當箱體溫度為288℃時，滿卷率不高，截面異型度差，當箱體溫度在292℃至295℃之間時，滿卷率較高，截面異型度高，經(jīng)過大量實驗，確定最佳箱體溫度為293℃，此時滿卷率最高且生產(chǎn)穩(wěn)定，截面異型度最高。

2.3 環(huán)吹風條件

冷卻條件對異型纖維的條干不勻率及異型度影響較大，熔體紡絲時熔體細流自噴絲孔噴出后，在空氣介質(zhì)中冷卻凝固成形，是一個單純的物理過程 （傳熱和受力變形），原則上無化學變化。在相同的冷卻條件下，環(huán)吹風比側(cè)吹風的冷卻效果更好，但是風壓過小絲束整體晃動過大，單絲高速抖動，形成湍流；風壓過大，整體絲束高速抖動，生產(chǎn)穩(wěn)定性差。不同風壓下絲的物性及光圈抖動見表3。

表3 不同風壓下絲的物性及光圈抖動情況

從表3可以看出，環(huán)吹風的風壓對絲束的影響很大，由于啞鈴絲比表面積較大，絲條需要快速冷卻，以取得較好的異型度，為達到較高的品質(zhì)，冷卻條件是生產(chǎn)啞鈴型滌綸長絲的關鍵，所以，綜合不同風壓對條干不勻率和絲條光圈的影響，即可界定最佳風壓大小為40 Pa。

2.4 油架高度

適宜的集束上油位置既能保證絲束均勻冷卻，又可減少絲條與空氣的摩擦阻力，減輕絲束在凝固成形區(qū)的撞擊，起到降低條干不勻率作用。增加集束上油位置與噴絲板間的垂直距離，絲條與空氣的摩擦阻力隨之增大，絲條振蕩幅度也相應增大，造成條干不勻，適當?shù)奶岣呒嫌臀恢?，形成一個緩和的均勻成形區(qū)，降低絲條與空氣間的摩擦，減輕絲條受風窗外環(huán)境中氣流干擾，降低條干不勻率。但上油集束位置不能十分靠近絲條的凝固點，否則會使紡絲張力增加與卷繞橫動的快速振動傳到絲條變形區(qū)，造成條干不勻率增加。因環(huán)吹風冷卻速率快，冷卻長度短，一般熔體細流固化區(qū)短，固化點處紡絲張力大，故集束位置一般設置在600～900 mm范圍，即可保證冷卻點穩(wěn)定，紡絲張力適中。

在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時減少絲束的抖動，油架高度設定為800 mm。

表4 不同油架高度的實驗

2.5 拉伸工藝

拉伸工藝主要是考慮保持截面形狀不受破壞，保證均染率，同時避免毛絲等外觀異常。生產(chǎn)中車速太高易形成毛絲斷頭；車速太低，強伸不均率增加。拉伸倍數(shù)低時，強伸不均，染色不均率也高；拉伸倍數(shù)高時，染色率高，異型度差，外觀有毛絲。

表5 不同紡速下的外觀實驗

通過試驗，適宜的紡絲速度為2 500 m/min左右。

2.6 產(chǎn)品的性能[3]

230 dtex/256 f啞鈴絲主要物理性能指標見表6。

表6 230 dtex/256 f啞鈴絲主要物理性能指標

從表6可以看出，230 dtex/256 f啞鈴絲產(chǎn)品性能指標達到GB/T8960-2008優(yōu)等品的水平。

3 結(jié)論

（1）選擇合適的紡絲速度和紡絲溫度，對生產(chǎn)穩(wěn)定性具有重要意義。適宜的紡絲速度為2 500 m/min，紡絲溫度為293℃。

（2）環(huán)吹風條件對產(chǎn)品的異形度及條干影響較大，適宜的風壓為40 Pa。

（3）因環(huán)吹風冷卻速率快，冷卻長度短，一般熔體細流固化區(qū)短，固化點處紡絲張力大，故集束位置一般設置在600～900 mm范圍，即可保證冷卻點穩(wěn)定，紡絲張力適中。

[1] 李允成，徐心華.滌綸長絲的生產(chǎn) [M].北京：中國紡織出版社，1994.

[2] 王永恒，石彩杰，崔再治.噴絲板的設計 [J].聚酯工業(yè)，2006，19(3):30-33.

[3] 謝凌宇，王中雪，謝翠芬，張曉雨，雷彬.22 dtex/24 f“Y”三葉形PET FDY的研制 [J].聚酯工業(yè)，2012，25(4):27-28.

THE DEVELOPMENT OF 230DTEX/256F DUMBBEL-SHAPED PET FILAMENT

LEIBing，TANGAn-juan，WANGXin-ye，PEILei
（Jiangsu Shenghong Science and Technology Co.，Ltd.，Suzhou 215228,China）

The development and production of a new type of nozzle plate 230dtex/256f dumbbell polyester filament.the results show that selecting a dumbbell-shaped spinneret，using the case temperature 293℃，pipe temperature 285℃，pressure ring hair 40Pa，spinning speed 2500m/min，oil frame height 800mm and other process parameters，we can maintain stable production，product performance indicators have reached the level of GB/T8960-2008 superior product。

pre-oriented yarn；melt spinning；dumbbell wire

TQ342.21

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2014.03.002

1672-500X(2014)03-0005-03

2014-07-01

雷彬 (1984-)，男，漢族，四川人，助理工程師，從事化纖生產(chǎn)工藝技術工作。