提高熔體直紡滌綸137dtex/36f POY產(chǎn)品質(zhì)量的探討

倪鳳軍

（恒力宿遷工業(yè)園江蘇德力化纖有限公司，江蘇宿遷 223800）

近幾年來，滌綸長絲POY總產(chǎn)量在不斷增加，常規(guī)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，利潤空間小。下游紡織用戶對(duì)原料的要求也發(fā)生了很大的變化，在織造過程中要求斷頭少，優(yōu)等品率高，消耗低等。為適應(yīng)市場(chǎng)需求，本研究對(duì)現(xiàn)有的137dtex/36f POY產(chǎn)品直紡裝置進(jìn)行攻關(guān)，重點(diǎn)對(duì)工藝參數(shù)的選擇進(jìn)行探討，成功地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的POY產(chǎn)品，深受客戶歡迎。

1 生產(chǎn)原料及設(shè)備

1.1 原料

PET熔體：特性粘數(shù)0.640～0.647dl/g，熔點(diǎn)大于260℃，端羧基含量（26～28）mol/t，DEG 含量（1.20±0.02）%，恒力化纖有限公司A線生產(chǎn)；德國S+S公司產(chǎn)L165油劑。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備和測(cè)試儀器

瑞士MAAG公司增壓泵；德國SULZER公司熱交換器；德國ZIMMER公司紡絲箱體；德國馬爾公司2.4*10cc計(jì)量泵和0.08*10油劑泵；德國Barmag公司的ACW6卷繞頭；德國Barmag公司原裝FK6-1000v加彈機(jī)。

瑞士Uster-IV型強(qiáng)伸儀；Uster-IV型條干儀；德國TESTO公司風(fēng)速儀；TEXTECHNO熱應(yīng)力儀。

1.3 工藝流程

聚酯熔體（吉瑪裝置）→增壓泵（吉瑪裝置）→熔體輸送管道（吉瑪裝置）→紡絲箱體（吉瑪裝置）→計(jì)量泵（馬爾）→組件（吉瑪裝置）→側(cè)吹風(fēng)（吉瑪裝置）→上油（吉瑪裝置）→卷繞成型（巴馬格）→檢驗(yàn)→包裝出廠。

1.4 主要工藝參數(shù) （表1）

表1 因子和水平表

續(xù)表1

由表2可知，安裝緩冷器時(shí)，將溫度設(shè)定在290℃左右，可以有效地對(duì)噴絲板表面起到保溫作用，進(jìn)而減少了絲條因過早冷卻產(chǎn)生的較高的紡絲張力而發(fā)生的取向結(jié)晶，達(dá)到了增加NDR的目的[1]。

表2 緩冷器溫度實(shí)驗(yàn)

2 結(jié)果與討論

2.1 緩冷器的設(shè)置

滌綸POY137dtex/36f的可加工性可以對(duì)它的一些物性指標(biāo)進(jìn)行考量。就其S-S曲線而言，它的NDR（自然拉伸區(qū)）逾長其后加工性逾強(qiáng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)合理有效地使用緩冷器能有效地提高POY的NDR，見圖1、圖2。

圖1 無緩冷器NDR=25%

圖 2 緩冷器 290℃ NDR=33%

2.2 噴絲板管制

噴絲板的設(shè)計(jì)在化學(xué)纖維生產(chǎn)中很重要。綜合考慮剪切速率、噴絲頭拉伸比、熔體的膨化比和噴絲板背壓等要素，進(jìn)行設(shè)計(jì)一般不會(huì)出多大的問題。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，噴絲板的管理更重要。管理不好會(huì)造成生產(chǎn)狀況不穩(wěn)定，異常增多，消耗增加，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。很大一部分原因在于對(duì)噴絲孔的出絲口處的磨損沒有管制好。圖3為使用過一段時(shí)間后噴絲孔口在顯微鏡下所拍攝的寫真照片。從圖中可看到，噴絲孔有明顯的磨損量（B），它隨著噴絲板在機(jī)使用時(shí)間的加長而變大。噴絲板在機(jī)使用情況見表3。

圖3 噴絲孔新舊版對(duì)比

表3 噴絲板在機(jī)使用時(shí)間與紡況

由表3可以看出，當(dāng)噴絲板在機(jī)使用時(shí)間達(dá)到8 000h～10 000h 后， 噴 絲 孔 的 磨 損 量 達(dá) 到19%～20%，POY和DTY的生產(chǎn)狀況開始變差。在這以后，繼續(xù)使用該噴絲板生產(chǎn)惡化的速度進(jìn)一步加快。因此，噴絲板的使用壽命要有合理的規(guī)定。常規(guī)的滌綸半消廣絲生產(chǎn)用噴絲板的壽命可以控制在8000h～10 000h、磨損量控制在 19%～20%，保證同規(guī)格的噴絲板在機(jī)時(shí)間基本接近。

2.3 側(cè)吹風(fēng)

側(cè)吹風(fēng)是用來對(duì)絲條冷卻的，它的穩(wěn)定性對(duì)POY的條干變異系數(shù)、熱應(yīng)力變異系數(shù)有很大的影響。側(cè)吹風(fēng)送風(fēng)不穩(wěn)定，意味著同一根絲在不同的位置其物性存在明顯差異。絲條的物性不穩(wěn)定，變異系數(shù)變大，加工性差。如果側(cè)吹風(fēng)室內(nèi)的風(fēng)壓不均勻，不同位置間存在差異，那么同一紡位不同絲條間就存在明顯的差異，由于有這樣的差異存在，同一批號(hào)產(chǎn)品的質(zhì)量差異就大，同樣會(huì)導(dǎo)致后加工性差。針對(duì)上述兩個(gè)問題將側(cè)吹風(fēng)的風(fēng)速由原先的0.35m/s提高到0.45m/s；側(cè)吹風(fēng)多層網(wǎng)的清洗周期由原先的一年縮短到7個(gè)月；過濾網(wǎng)的更換周期由原先的半年改為4個(gè)月；選用過濾效果更強(qiáng)的無紡布進(jìn)行過濾。這樣就可以將POY的條干變異系數(shù)控制在0.8%以下；熱應(yīng)力變異系數(shù)控制在1.0%以下[2]。

2.4 集束上油

集束上油對(duì)137dtex/36f POY不可小看。上油位置如果不合適，會(huì)導(dǎo)致絲條的凝固點(diǎn)位置不穩(wěn)定，這樣會(huì)造成絲條的條干不均率變大，加工性變差。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)集束位置在離噴絲板900mm～1 000mm處比較合適，此時(shí)絲條穩(wěn)定，不均率較小。上油的均勻性取決于油劑的滲透性。137dtex/36f單絲粗，上油不容易均勻。針對(duì)這一問題，采用小規(guī)格油劑泵、高液位差以及多集油層的油嘴進(jìn)行上油，解決了上油困難的問題，見圖4。

圖4 多集油層的油嘴

2.5 紡絲速度

紡絲速度的選擇對(duì)于137dtex/36f POY的加工性非常重要。速度選擇過低，剩余伸長偏大，后紡的牽伸倍數(shù)就會(huì)隨之增大。同時(shí)POY的熱應(yīng)力低，DTY的T2張力低，DTY車速就無法開高，機(jī)臺(tái)效率低。提高DTY機(jī)臺(tái)效率的方法之一，低牽伸高車速。這樣就只能將POY的剩余伸長降低。適當(dāng)提高POY的生產(chǎn)速度，同時(shí)兼顧考慮盡量減少POY由于高車速導(dǎo)致的過高的取向結(jié)晶和上油不均。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)POY車速在 3 250～3 320m/min時(shí)，剩余伸長在 130% 左右。此時(shí)的DTY加工速度可以開到1 000m/min；AA率在92%；每小時(shí)斷紗小于0.7條，大大提高了DTY的機(jī)臺(tái)效率。

3 結(jié)語

在熔體直紡生產(chǎn)滌綸137dtex/36f POY時(shí)可以通過下列方法提高POY產(chǎn)品的后加工性能，DTY車速可以開到1 000m/min,AA率達(dá)到92%。

（1）采用緩冷器、溫度控制在290℃左右，對(duì)噴絲板表面溫度減緩取向結(jié)晶，增大NDR。

（2）控制噴絲孔磨損量不超過20%，在機(jī)使用時(shí)間 8 000h～10 000h 后及時(shí)淘汰，同規(guī)格噴絲板間磨損量的一致性。

（3）選擇過濾效果優(yōu)良的過濾材料做過濾，適當(dāng)提高送風(fēng)壓力，保證送風(fēng)系統(tǒng)長期穩(wěn)定，將熱應(yīng)力變異系數(shù)控制在1.0%以下。

（4）選擇合適的集束上油位置，采用滲透性強(qiáng)的油劑和集油相對(duì)多的油嘴上油，使用小規(guī)格油劑泵和和適當(dāng)提高供油壓力，可以將條干CV值控制在0.80%以下。

（5）采用高速紡絲，將POY的剩余伸長控制在130%左右，便于DTY提高車速。