PA6 FDY條干不勻率的影響因素探討

宋建生，韋 飛

(泉州天宇化纖織造實(shí)業(yè)有限公司，福建泉州362000)

近幾年來(lái)，由于市場(chǎng)的需要，紡織業(yè)對(duì)聚己內(nèi)酰胺(PA6)纖維品質(zhì)的要求越來(lái)越高，PA6全拉伸絲(FDY)條干不勻率是其質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，其值高不僅影響絲條的力學(xué)性能和染色性能，而且在后續(xù)織造過(guò)程中，會(huì)使斷頭和毛絲增加，影響織物的外觀平整度、手感和染色均勻性，在織造時(shí)緯線方向會(huì)造成間斷性疏密。因此，對(duì)影響PA6 FDY條干不勻率的因素進(jìn)行分析，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量是非常重要的［1］。影響纖維條干不勻率的因素很多，如:切片質(zhì)量差異、設(shè)備運(yùn)行情況、工藝條件的選擇以及生產(chǎn)過(guò)程中維護(hù)和控制、各個(gè)導(dǎo)絲器件的完好情況等。作者通過(guò)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，對(duì)影響條干不勻率的因素進(jìn)行分析探討。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

PA6有光切片:含水率小于800 μg/g，相對(duì)黏度為2.49，可萃取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.6%，臺(tái)灣展頌股份有限公司產(chǎn)。

油劑:科凱 S-6352AY，pH 值7.0 ～8.0，有效質(zhì)量分?jǐn)?shù) 95%，密度 0.90 ～ 0.93 g/cm3，閃點(diǎn)大于100℃，德國(guó)科凱精細(xì)化工有限公司產(chǎn)。

1.2 設(shè)備

12E/24D臥式螺桿擠壓機(jī):擠出能力340 kg/h，德國(guó)巴馬格公司制;側(cè)吹風(fēng)窗:長(zhǎng)度為1 500 mm，北京三聯(lián)虹普新合纖技術(shù)服務(wù)股份有限公司制;計(jì)量泵:規(guī)格為1.6 mL/r，英國(guó)斯奈克精密機(jī)械有限公司制;ATi-615R/12型卷繞機(jī):卷繞速度為2 500～6 000 m/min，日本TMT機(jī)械株式會(huì)社制。

1.3 生產(chǎn)工藝流程

PA6切片通過(guò)螺桿擠壓機(jī)熔融(加熱溫度為260～265℃)后，熔體通過(guò)熔體管道輸送至計(jì)量泵精確計(jì)量，經(jīng)組件過(guò)濾后通過(guò)噴絲板噴出成絲(箱體溫度為260℃左右)，噴出的熔融絲條經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻，通過(guò)油嘴集束上油，進(jìn)入預(yù)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)GR1輥(溫度為常溫)、GR2輥(溫度為150℃左右)拉伸定型后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)器，最后經(jīng)GR3輥導(dǎo)絲之后進(jìn)入卷繞機(jī)卷繞，生產(chǎn)規(guī)格為44 dtex/34 f的有光PA6 FDY，其生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 PA6 FDY生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Flow chart of PA6 FDY production process

1.4 條干不勻率的測(cè)試方法

采用瑞士Uster公司的Uster 5型條干測(cè)試儀測(cè)試?yán)w維條干不勻率。測(cè)試方法如下:先將試樣在溫度(20±3)℃、相對(duì)濕度(65±3)%條件下進(jìn)行溫濕度平衡，再將被測(cè)絲束通過(guò)電容器極板中間進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試速度為400 m/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 單體抽吸氣流速度

在PA6生產(chǎn)過(guò)程中，PA6切片中含有少量的水、單體以及環(huán)狀低聚物，經(jīng)過(guò)螺桿擠壓機(jī)的剪切熔融之后，高溫熔體經(jīng)噴絲孔噴射出來(lái)時(shí)會(huì)伴隨有低分子氣體排出，影響絲束的熱交換均勻性，產(chǎn)生毛絲團(tuán)，導(dǎo)致纖維條干不勻率產(chǎn)生較大的波動(dòng)。為減輕低分子氣體的影響，一般在噴絲板出口處安裝單體抽吸罩，使低分子氣體被水噴射泵抽走，從而減少對(duì)絲條條干不勻率的影響。單體抽吸氣流速度的大小對(duì)絲束條干不勻率的影響較大，單體抽吸氣流速度低時(shí)，條干不勻率變大，單體抽吸氣流速度過(guò)高時(shí)，會(huì)使絲條抖動(dòng)，不利于紡絲的穩(wěn)定。從表1可知，在一定范圍內(nèi)，隨著單體抽吸氣流速度增大，條干不勻率變小，適宜的單體抽吸氣流速度為 1.6 ～1.7 m/s，此時(shí)條干不勻率為1.1% ～1.2%。

表1 單體抽吸氣流速度對(duì)條干不勻率的影響Tab.1 Effect of monomer suction speed on yarn irregularity

2.2 噴絲板規(guī)格

生產(chǎn)同等規(guī)格的產(chǎn)品在選擇噴絲板時(shí)，噴絲板直徑略大，單絲之間的空間就會(huì)增大;噴絲板的微孔排布合理，絲束冷卻均勻，有利于降低纖維的條干不勻率。從表2可知:噴絲板直徑為65 mm時(shí)，條干不勻率為1.15%;噴絲板直徑為70 mm時(shí)，條干不勻率為1.10%;當(dāng)噴絲板直徑為85 mm時(shí)，條干不勻率為0.98%。因此，試驗(yàn)選擇噴絲板直徑為85 mm更為適宜。

表2 噴絲板直徑對(duì)條干不均勻率的影響Tab.2 Effect of spinneret diameter on yarn irregularity

2.3 上油率

上油是為了在絲束的表面形成一道油膜，減少機(jī)械摩擦，消除靜電。上油不足時(shí)油膜包覆不完全，絲束發(fā)散，會(huì)使纖維表面的油膜斷裂、起皮，易出現(xiàn)起毛、斷絲現(xiàn)象，機(jī)械干擾增加，導(dǎo)致絲束條干不勻率增大;上油過(guò)多時(shí)，會(huì)使絲束表面的油膜堆積，絲束滑動(dòng)增加，引起紡絲張力波動(dòng)，導(dǎo)致拉伸不均勻，也會(huì)導(dǎo)致條干不勻率偏大。從圖2可看出，絲條上油率控制在1.25% ～1.45%較為適宜，此時(shí)纖維條干不勻率為1.13% ～1.17%。

圖2 上油率對(duì)條干不勻率的影響Fig.2 Effect of oil pick up on yarn irregularity

2.4 側(cè)吹風(fēng)條件

冷卻條件是影響纖維質(zhì)量的一個(gè)重要因素，為了使纖維的凝固過(guò)程均勻一致，必須維持一定的側(cè)吹風(fēng)溫度。側(cè)吹風(fēng)溫度過(guò)低時(shí)，冷卻速度太快，會(huì)在絲的內(nèi)部分子中產(chǎn)生球粒，使絲發(fā)暗，降低絲束的可拉伸性能，而且冷卻太快，絲的預(yù)取向增大，纖維皮層和內(nèi)芯的差異變大，影響纖維結(jié)構(gòu)的均勻性，也會(huì)引起拉伸困難;側(cè)吹風(fēng)溫度過(guò)高時(shí)，纖維冷卻緩慢，處于結(jié)晶溫度的時(shí)間較長(zhǎng)，有利于結(jié)晶生成，但纖維結(jié)晶太多，會(huì)引起拉伸困難。因此，一般要求側(cè)吹風(fēng)溫度為18～20℃。

側(cè)吹風(fēng)速度過(guò)高或過(guò)低也會(huì)使纖維條干不勻率增大。側(cè)吹風(fēng)速度過(guò)高，空氣流動(dòng)的湍動(dòng)引起絲條震動(dòng)或飄動(dòng)加大，當(dāng)震動(dòng)的幅度達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)傳遞到凝固區(qū)上方，而使初生絲條產(chǎn)生有規(guī)律的、間歇性的不均勻;側(cè)吹風(fēng)速度過(guò)低，則受室外氣流干擾的因素增強(qiáng)，絲條凝固速度減慢，使凝固絲條飄忽震動(dòng)增加。從圖3可知，側(cè)吹風(fēng)速度控制在0.50～0.65 m/s時(shí)。纖維條干不勻率較好。實(shí)際生產(chǎn)中，由于受其它因素的影響，側(cè)吹風(fēng)速度需要根據(jù)品種做適當(dāng)調(diào)整。側(cè)吹風(fēng)濕度對(duì)纖維的成形影響也很大，空氣相對(duì)濕度太低時(shí)，在絲室和甬道內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電效應(yīng)，使纖維抖動(dòng)不穩(wěn)，影響成形的穩(wěn)定性和均勻性，而且不利于纖維均勻給濕，影響纖維條干均勻性。另外，相對(duì)濕度大，可以提高絲束的比熱和給熱系數(shù)，比熱大有利于絲室溫度的恒定，給熱系數(shù)大有利于及時(shí)冷卻［2］。生產(chǎn)實(shí)踐證明，側(cè)吹風(fēng)濕度控制在(80±5)%時(shí)，絲束的條干均勻性較好。

圖3 側(cè)吹風(fēng)速度對(duì)條干不勻率的影響Fig.3 Effect of cross air speed on yarn irregularity

3 結(jié)論

a.單體抽吸氣流速度對(duì)PA6 FDY條干不勻率影響很大，宜控制在1.60 ～1.70 m/s。

b.噴絲板的大小對(duì)PA6 FDY條干不勻率有一定的影響，選擇較大直徑的噴絲板時(shí)，條干不勻率較小。

c.上油率對(duì)PA6 FDY條干不勻率有一定的影響，控制在1.25% ～1.45%較為適宜。

d.側(cè)吹風(fēng)條件對(duì)FDY條干不勻率影響很大，宜控制側(cè)吹風(fēng)速率為 0.50～0.65 m/s，側(cè)吹風(fēng)溫度為18～20℃，側(cè)吹風(fēng)濕度為(80±5)%。

［1］ 艾磊.淺談錦綸6 POY條干不勻率的影響因素［J］.廣東化纖，2001(4):6－8

［2］ 上海紡織工業(yè)局.錦綸生產(chǎn)工藝［M］.上海:上海人民出版社，1977:151－152.