滌綸半光POY毛絲的工藝探討

胡 軍，陳亞強(qiáng)

(新鳳鳴集團(tuán)湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313021)

應(yīng)用技術(shù)

滌綸半光POY毛絲的工藝探討

胡 軍，陳亞強(qiáng)

(新鳳鳴集團(tuán)湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313021)

選擇PRB120-0.16*0.6-192*2噴絲板，在Barmag公司的EVO環(huán)吹風(fēng)加長風(fēng)筒冷卻裝置上生產(chǎn)530 dtex/384f 粗旦多孔滌綸半光POY產(chǎn)品，通過增大冷卻風(fēng)量、選擇適宜的紡絲箱體溫度、優(yōu)化噴絲孔排列方式、降低無風(fēng)區(qū)高度、調(diào)整合適的網(wǎng)絡(luò)壓力和卷繞張力，定期對網(wǎng)絡(luò)噴嘴清洗等方法，降低了粗旦多孔POY在紡絲過程中產(chǎn)生的毛絲數(shù)量，提高了產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和生產(chǎn)效益。

粗旦 毛絲 工藝

進(jìn)入2016年下半年以來，隨著G20峰會(huì)和聚酯廠家多次聯(lián)盟會(huì)議的召開，外加聚酯市場金九銀十傳統(tǒng)旺季的來臨，織造市場對使用粗旦多孔POY加彈后的產(chǎn)品制作雪紡絨類織物的需求量大增。由于孔數(shù)多，纖維加工后的織物具有天然的柔然手感、保暖性和蓬松性，柔軟順滑，透氣親膚，同時(shí)低彈絲也可以和氨綸絲制成包芯紗，滿足牛仔布的面料要求。我公司及時(shí)適應(yīng)市場需求量大的形勢，生產(chǎn)粗旦多孔530 dtex/384f 半光圓孔POY，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

生產(chǎn)初期由于缺少PRB120-0.16*0.6-192*2規(guī)格的噴絲板，只能在PRB104-0.16*0.6-192*2規(guī)格的噴絲板上生產(chǎn)該品種，初期產(chǎn)品外觀存在大量毛絲，降等的毛絲數(shù)量比率達(dá)到8%左右，每個(gè)位都有1～2個(gè)絲餅外觀毛絲，生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。只好采購規(guī)格為PRB120-0.16*0.6-192*2的噴絲板來生產(chǎn)530dtex/384f品種。實(shí)踐中通過調(diào)整無風(fēng)區(qū)高度，優(yōu)化冷卻成形條件和網(wǎng)絡(luò)壓力，制定網(wǎng)絡(luò)器清洗周期，能夠有效地降低毛絲的數(shù)量。最終毛絲降等數(shù)量由每落次15個(gè)降到2個(gè)以內(nèi)。

1 試 驗(yàn)

1.1 主要原料

PTA，工業(yè)級，恒力公司生產(chǎn)；

EG，工業(yè)級，揚(yáng)子石化公司生產(chǎn)的；

PET熔體：特性黏度(0.630±0.003) dL/g，端羧基含量40～43 mol/t、DEG含量(1.3±0.03)%、熔點(diǎn)260 ℃;

紡絲油劑：德國S+S油劑。

1.2 主要生產(chǎn)設(shè)備及測試儀器

生產(chǎn)設(shè)備：康泰斯公司提供的三釜聚合裝置和熔體輸送及分配管道；

增壓泵： TR180BG，瑞士Maag公司產(chǎn)；

熔體冷卻器：Sulzer SMRTM、瑞士產(chǎn)；

巴馬格“W”型紡絲箱體、外環(huán)吹冷卻EVO系統(tǒng)，蘇拉紡織機(jī)械公司提供；

卷繞機(jī)：WINGS-1500 /10全自動(dòng)卷繞機(jī)，歐瑞康公司提供；

測試儀器：

縷紗測長儀：YG086C，常州紡織機(jī)械公司產(chǎn)；

單紗強(qiáng)力機(jī)：YG023B，常州紡織機(jī)械公司產(chǎn)；

條干儀：UT-5，Uster 公司產(chǎn)；

含油儀： MQ-20C， Bruker 公司產(chǎn)。

1.3 工藝流程

聚酯終聚釜→熔體出料泵→熔體冷卻器→熔體過濾器→聚酯三通閥→熔體增壓泵→紡絲熔體冷卻器→熔體五通閥→熔體分配管道→靜態(tài)混合器→計(jì)量泵→“W”型紡絲箱體→環(huán)吹風(fēng)長風(fēng)筒冷卻→油嘴上油→GR1-網(wǎng)絡(luò)-GR2 →卷繞成型→外觀檢驗(yàn)

1.4 主要物性指標(biāo)

530 dtex/384f 粗旦多孔POY的主要物性指標(biāo)如表1所示。

表1 530 dtex/384f POY物性指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

2.1 紡絲箱體溫度

熔體直接紡絲一般采用低溫輸送，高溫紡絲路線，但是實(shí)際生產(chǎn)中還要依據(jù)熔體粘度、端羧基含量、噴絲板直徑及產(chǎn)品規(guī)格綜合優(yōu)化。在熔體粘度為0.63 dL/g、端羧基40 mol/t條件下，生產(chǎn)530 dtex/384f的POY紡絲箱體溫度不能過高，過高會(huì)造成無油絲粘度降大，板面溫度高，斷頭多。粗旦多孔滌綸半光530 dtex/384f POY因孔數(shù)多，小板徑的噴絲板上孔排布密度大，絲條冷卻會(huì)受到影響，一般選擇在大直徑的噴絲板上生產(chǎn)，但是噴絲板直徑大，板面散熱速度快，板面溫度相對降低，又會(huì)產(chǎn)生毛絲。生產(chǎn)中采用120 mm直徑的噴絲板生產(chǎn)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)紡絲箱體溫度，箱體上面加強(qiáng)石棉保溫，可以降低毛絲產(chǎn)生的概率。現(xiàn)場經(jīng)過不同的箱體溫度試驗(yàn)對比，如表2所示，確定適宜的箱體溫度，發(fā)現(xiàn)箱體溫度在289 ℃時(shí)毛絲最少，生產(chǎn)較正常。

表2 紡絲箱體溫度對產(chǎn)品生產(chǎn)工況及纖維物理性能的影響

2.2 噴絲板孔設(shè)計(jì)

多孔絲一般采用環(huán)吹風(fēng)冷卻，孔的排布對產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，環(huán)吹風(fēng)噴絲板多采用同心圓分布[1],分布圈數(shù)的多少影響冷卻風(fēng)的通透效果，圈數(shù)過多會(huì)造成中間無風(fēng)帶區(qū)域范圍縮小，噴絲板中心產(chǎn)生的湍流導(dǎo)致最內(nèi)圈絲束晃動(dòng)，不僅產(chǎn)品的物理指標(biāo)異常，而且會(huì)產(chǎn)生毛絲。但是排布圈數(shù)過少，層間孔間距大，最外圈出現(xiàn)單孔絲抖動(dòng)，同樣產(chǎn)生飄絲毛絲現(xiàn)象?？紤]到該產(chǎn)品屬于多孔絲，工藝在大直徑噴絲板上試驗(yàn)三種不同的排布，一種為8圈排布，最內(nèi)圈直徑為30 mm，一種為10圈排布，最內(nèi)圈直徑為25 mm，第三種為12圈排布，最內(nèi)圈直徑為20 mm，如圖1所示。表3列出了不同的排列方式對外觀及條干的影響，10圈排布時(shí)絲條運(yùn)行平穩(wěn)，條干CV值最小而且外觀毛絲少。

表3 不同的噴絲孔排列對外觀及條干的影響

2.3 無風(fēng)區(qū)高度

粗旦多孔絲單絲孔數(shù)多，復(fù)絲旦數(shù)大，但單孔熔體吐出量也較大，熔體經(jīng)過計(jì)量泵后升溫快，紡絲板面溫度高于細(xì)旦多孔產(chǎn)品，熔體從噴絲板擠出后容易出現(xiàn)彎頭絲和飄絲現(xiàn)象，熔體細(xì)流冷卻緩慢，采用較低的無風(fēng)區(qū)，有利于冷卻均勻和冷卻充分，對毛絲的減少有一定效果，工藝對不同的無風(fēng)區(qū)試驗(yàn)對比，如表2所示，發(fā)現(xiàn)50 mm無風(fēng)區(qū)生產(chǎn)時(shí)毛絲出現(xiàn)量有所降低。生產(chǎn)方面對18個(gè)位該品種毛絲統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，毛絲數(shù)量由原來的每落絲15錠降低到每落絲8錠。

12圈排布 10圈排布 8圈排布

無風(fēng)區(qū)/mm強(qiáng)度/(cN·dtex-1)強(qiáng)度CV，%伸長，%伸長CV，%POY每落絲毛絲數(shù)量/錠752．422．95133．83．1415652．512．84130．62．5911502．542．03127．32．068

從表2可以看出，隨著無風(fēng)區(qū)的降低，POY強(qiáng)度稍微變大，剩余伸長率明顯變小[2]，但強(qiáng)伸度的CV值也同步減小。毛絲數(shù)量逐步降低。由于冷卻均勻性變好的原因，單絲受到紡絲拉伸均勻性也變好，單絲在拉伸過程中斷裂的現(xiàn)象減少，毛絲比率下降。但是過低的無風(fēng)區(qū)，POY伸長率會(huì)更低，單位效益成本也變高，綜合考慮，采用50 mm無風(fēng)區(qū)生產(chǎn)粗旦多孔絲優(yōu)勢明顯，毛絲數(shù)量有所減少。

2.4 風(fēng)筒規(guī)格和冷卻風(fēng)壓的配合

粗旦絲若冷卻風(fēng)量過大，會(huì)產(chǎn)生熔體表層應(yīng)力集中情況，出現(xiàn)皮芯層結(jié)構(gòu)，應(yīng)力的集中也會(huì)出現(xiàn)毛絲。若冷卻風(fēng)量過小，絲條晃動(dòng)增加，單絲冷卻不勻，同樣會(huì)出現(xiàn)毛絲。依據(jù)不同的風(fēng)筒規(guī)格選擇不同的風(fēng)壓，保證冷卻風(fēng)量適中，毛絲數(shù)量明顯減少。分別在規(guī)格為φ104 mm ×L165 mm和φ120 mm×L180 mm的兩種不同的風(fēng)筒所對應(yīng)生產(chǎn)線上試驗(yàn)生產(chǎn)該品種，如表3所示。但是后者毛絲明顯較少，經(jīng)過對兩種風(fēng)筒流量的檢測，發(fā)現(xiàn)達(dá)到同樣的流量下前者風(fēng)壓比后者大10～12 Pa以上。考慮到這種差距實(shí)際存在情況下，工藝試驗(yàn)幾種不同的風(fēng)壓對毛絲的影響，如表3所示。

表3 不同的風(fēng)筒和風(fēng)壓對比試驗(yàn)

以上試驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，在φ120×L180風(fēng)筒條件下，采用45 Pa的風(fēng)壓，絲條運(yùn)行狀況正常和外觀毛絲量偶爾出現(xiàn)，但是僅僅依靠調(diào)整風(fēng)壓并不能完全解決毛絲問題，還要進(jìn)一步尋找毛絲處理的其它辦法。

2.5 網(wǎng)絡(luò)器型號和網(wǎng)絡(luò)壓力

粗旦多孔絲復(fù)絲旦數(shù)大，孔數(shù)又多，上油后抱合性能差，為了增加絲條抱合性，防止單絲間松散造成毛絲，在Barmag公司提供的新一代WINGS卷繞頭上網(wǎng)絡(luò)器有兩種位置形式，但是為了方便調(diào)節(jié)絲條在網(wǎng)絡(luò)器的運(yùn)行張力，將網(wǎng)絡(luò)器安裝在卷繞頭兩冷盤之間。工藝對兩種不同型號的網(wǎng)絡(luò)器試用對比，如表4所示。在相同的網(wǎng)絡(luò)壓力下使用WMI02-16.04比WMI02-13.04毛絲更少。

表4 網(wǎng)絡(luò)器及網(wǎng)絡(luò)壓力對毛絲的影響

網(wǎng)絡(luò)噴嘴孔徑較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)壓力需要適當(dāng)降低，才能減少毛絲現(xiàn)象。當(dāng)使用小孔徑的網(wǎng)絡(luò)噴嘴，網(wǎng)絡(luò)壓力要提高到0.1 MPa以上，觀察絲條才能在網(wǎng)絡(luò)器中運(yùn)行抖動(dòng)較一致，網(wǎng)絡(luò)效果較好，但是網(wǎng)絡(luò)壓空過小，容易出現(xiàn)毛絲[3]。在缺少WMI02-16.04型號的網(wǎng)絡(luò)噴嘴情況下，工藝適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)壓力，也能取得好的效果。但是使用WMI02-16.04的網(wǎng)絡(luò)器，網(wǎng)絡(luò)壓空進(jìn)一步提高，網(wǎng)絡(luò)器四周出現(xiàn)大量毛絲現(xiàn)象，壓空能耗也增加。圖2是不用網(wǎng)絡(luò)器型號對比圖。

1.6 mm網(wǎng)絡(luò)器示意圖

1.3 mm網(wǎng)絡(luò)器示意圖

2.6 絲路和卷繞張力

絲條在運(yùn)行過程中，在GR1冷盤上絲條晃動(dòng)大，可以看出個(gè)別絲條在網(wǎng)絡(luò)器入口處跳動(dòng)，落筒后發(fā)現(xiàn)絲餅存在不固定的毛絲，為了增加絲條進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)器之前的張力，人為在剪刀導(dǎo)絲器之前增加一排U型導(dǎo)絲器，絲條和U型導(dǎo)絲器接觸，保持一定張力，有利于絲條的平穩(wěn)運(yùn)行。

生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)卷繞張力大小也對毛絲產(chǎn)生一定的影響，在網(wǎng)絡(luò)壓力和規(guī)格確定后，卷繞張力過大，毛絲增加，過小成型不良，絲餅運(yùn)輸過程中易塌邊。按照POY卷繞張力為產(chǎn)品旦尼爾×(0.1～0.15 cN/D)計(jì)算[4]，卷繞張力控制在30～45 cN較合適，一旦張力超過45 cN，毛絲數(shù)量明顯增加。工藝通過GR1與GR2速度差來控制張力的大小，速度差值過大，絲條運(yùn)行不穩(wěn)定。最終選擇35 cN的張力既能確保成型良好，又能滿足外觀毛絲降等少。

2.7 網(wǎng)絡(luò)噴嘴的清洗保養(yǎng)

網(wǎng)絡(luò)噴嘴提供了絲條旋轉(zhuǎn)、開松、纏結(jié)的空間，與絲條接觸面積大，容易產(chǎn)生毛絮堆積，進(jìn)而堵塞噴嘴。若超過3～4天時(shí)間不清洗，毛絲也會(huì)出現(xiàn)，對固定錠位毛絲更換網(wǎng)絡(luò)噴嘴后毛絲消失，將更換下來的網(wǎng)絡(luò)噴嘴用超聲波清洗淤泥和污垢，上機(jī)后毛絲減少。故規(guī)定每次紡絲清板時(shí)用軟毛刷蘸水對網(wǎng)絡(luò)噴嘴清洗，同時(shí)一個(gè)月時(shí)間更換下網(wǎng)絡(luò)器，在超聲波中清洗。

3 結(jié) 論

a) 選擇紡絲箱體溫度為289 ℃和噴絲板孔10圈分布的排列方式，外觀毛絲少，條干CV值小，紡絲生產(chǎn)穩(wěn)定。

b) 選擇在50 mm的無風(fēng)區(qū)上，用規(guī)格為φ120×L180的風(fēng)筒，采用45 Pa左右的風(fēng)壓對絲條冷卻，毛絲顯著減少。

c) 用WMI02-13.04型號的網(wǎng)絡(luò)噴嘴，網(wǎng)絡(luò)壓空適當(dāng)提高到0.08 MPa，毛絲降等比例小。

d) 調(diào)整好卷繞絲路，增加一排U型導(dǎo)絲器，固定絲條，適當(dāng)調(diào)節(jié)卷繞張力在30～45 cN之間，毛絲降等數(shù)量進(jìn)一步降低。

e) 網(wǎng)絡(luò)器定期清洗，對消除固定錠位毛絲起著關(guān)鍵作用。

以上五個(gè)方法的結(jié)合運(yùn)用，毛絲降等數(shù)量降到每落1～2個(gè)。

[1] 袁惠. 超細(xì)旦滌綸POY的生產(chǎn)工藝技術(shù)選型[J]. 廣東化纖，2001(4):17-22.

[2] 闞新征.熔體直紡單板細(xì)旦滌綸POY350 dtex/384f 生產(chǎn)工藝[J].合成技術(shù)及應(yīng)用，2012,27(3)：39-40.

[3] 徐翔華. 32頭環(huán)吹風(fēng)直紡滌綸細(xì)旦絲生產(chǎn)工藝探討[J]. 合成纖維工業(yè)，2012，35(4)：62-63.

[4] 候志偉，王中雪，李艷. 熔體直紡50 dtex/144f 超細(xì)旦多孔POY[J]. 聚酯工業(yè)，2015,28(1)：26-27.

Discussiononthebrokenfilamentofpolyestersemi-glossPOY

Hu Jun, Chen Yaqiang

(XinfengmingGroupHuzhouZhongshiTechnologyCo.,Ltd.,HuzhouZhejiang313021,China)

For 530dtex/384f POY, we use spinneret plate which model is PRB120-0.16*0.6-192*2, and by cooling unit of evo quench air enlengthed air duct which is provided by barmag. The methods was followed, increasing cooling air volume, choosing suitable spinning box temperature, optimizing the arrangement of spinneret holes, reduce the altitude of no wind air, adjustment suitable intermingle pressure and crimp tension, regulating cleaning of network nozzles and so on. The poy quantity of broken filaments during the process of spinning was decreased, and the intrinsic quality and product efficiency was raised.

coarse denier; broken filament; quality

TQ342

B

1006-334X(2017)04-0043-04

2017-09-12

胡軍(1976-)，河南漯河人，工程師，主要從事滌綸長絲生產(chǎn)管理工作。