直接紡滌綸FDY扁平絲的工藝探討

劉輝 孫治峰

摘要：本研究主要對(duì)滌綸FDY扁平絲的相關(guān)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并從多方面如紡絲的溫度，速度以及其他工藝等對(duì)工藝的影響進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：扁平絲;噴絲板;扁平度;工藝

對(duì)于織物而言，當(dāng)使用“一”型纖維時(shí)，可有效改善纖維的光澤度、彈性以及手感等。通常情況下，當(dāng)纖維截面為圓形時(shí)，所織制而成的產(chǎn)物會(huì)有一種蠟狀的軟滑感，但當(dāng)將截面進(jìn)行異形化后就會(huì)使纖維與織物之間的摩擦系數(shù)被顯著提升，之前的軟滑感也會(huì)有所減弱，并觸之會(huì)有種絲綢的感覺(jué)。此外，當(dāng)截面為纖維時(shí)其還能對(duì)光進(jìn)行更強(qiáng)的反射，所以會(huì)進(jìn)一步減弱透光性，并使織物更加耐臟。一般情況下，此類織物多被應(yīng)用于制作坐墊、靠背以及地毯等等。因此當(dāng)前多數(shù)化纖制造廠家都在不斷加大力度對(duì)差別化纖維用品進(jìn)行研發(fā)，以此來(lái)不斷適應(yīng)市場(chǎng)的需求。本研究主要采用熔體直接紡的工藝，對(duì)FDY扁平絲進(jìn)行生產(chǎn)，并從多方面對(duì)影響最終生產(chǎn)工藝的影響進(jìn)行了分析，進(jìn)而為提升FDY扁平絲的質(zhì)量提供了理論依據(jù)。

1 原料、設(shè)備以及主要儀器

1.1 原料

聚酯熔體、雙S油劑

1.2 設(shè)備

紡絲設(shè)備使用德國(guó)巴馬格側(cè)吹，卷繞設(shè)備為德國(guó)巴馬格

1.3 其他測(cè)試儀器

分別有條干儀、強(qiáng)伸儀、張力儀以及風(fēng)速儀，其中前三者為瑞士產(chǎn)，最后為美國(guó)產(chǎn)。

2 試驗(yàn)

2.1計(jì)算扁平度

扁平度計(jì)算公式：扁平度=W/H，其中，扁平度主要表示纖維成紡成絲以后其截面上的長(zhǎng)與寬的比;W為截面長(zhǎng)度，H則為截面寬度。

2.2 工藝流程

聚酯熔體經(jīng)由過(guò)濾器后進(jìn)入增壓泵，進(jìn)行增壓后即進(jìn)入換熱器，之后進(jìn)入紡絲箱體進(jìn)行紡絲，紡絲結(jié)束后進(jìn)行側(cè)吹風(fēng)，之后在油嘴上進(jìn)行上油，進(jìn)而通過(guò)GR1與GR2進(jìn)行熱定型后，再依次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)器以及卷繞頭，最終成絲。

3 結(jié)果與討論

3.1 噴絲板的設(shè)計(jì)

在使用“一”型噴絲板生產(chǎn)扁平絲時(shí)，其主要就是通過(guò)將噴絲板的形狀進(jìn)行調(diào)整。在對(duì)噴絲板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，尤其要考慮噴絲板上孔截面的長(zhǎng)與寬，因?yàn)楫?dāng)長(zhǎng)寬比不同時(shí)，纖維的很對(duì)參數(shù)都會(huì)出現(xiàn)較大差異，而一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理的地方就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出的扁平絲多數(shù)會(huì)出現(xiàn)斷頭，并耽誤生產(chǎn)，且產(chǎn)出的纖維的扁平度也不能滿足后期的使用需求。

本次研究中主要對(duì)CRI速度為1800m/min，溫度為290℃，風(fēng)速為0.4m/s時(shí)的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。

從上表中不難看出，當(dāng)孔截面的長(zhǎng)寬之比發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)品的扁平度也會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化，但是若長(zhǎng)寬之間的比例較大時(shí)，織物就會(huì)變軟，且此時(shí)熔體在孔道中的流速也會(huì)變小，致使噴絲頭的拉伸比過(guò)大，并最終導(dǎo)致斷頭數(shù)的增加。由上表中可知，當(dāng)在此參數(shù)范圍內(nèi)時(shí)，長(zhǎng)寬比為7.5時(shí)可設(shè)計(jì)出最佳的噴絲板。

而此時(shí)，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料研究表明，若要制出優(yōu)質(zhì)的異形絲，噴絲孔的單絲孔單位擠出量應(yīng)需滿足以下公式：

在上式中，μ表示為紡絲聚酯熔體的動(dòng)力粘度，d為噴絲時(shí)孔單位面積的周長(zhǎng);Q則表示為噴絲孔單位面積的吐出量。

3.2 紡絲溫度對(duì)纖維扁平度的影響

在進(jìn)行紡絲時(shí)，紡絲溫度也會(huì)對(duì)纖維的扁平度產(chǎn)生較大的影響，且據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通常扁平度與紡絲溫度之間成相反相關(guān)的變化。而熔體粘度也會(huì)在很大程度上影響到成型時(shí)的絲條，尤其是對(duì)其截面的形狀影響極大，當(dāng)熔體粘度增大時(shí)，其流經(jīng)噴絲孔時(shí)的阻力也會(huì)變大。而當(dāng)溫度升高時(shí)，熔體粘度下降，扁平度也會(huì)變小。詳見(jiàn)下表。

表2 紡絲溫度對(duì)扁平度的影響

3.3 紡絲速度對(duì)絲條扁平度的影響

當(dāng)保持熔體計(jì)量泵的速度不變時(shí)，將紡絲速度從1500提升至1800后，再進(jìn)行試驗(yàn)后可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紡絲速度增加時(shí)，扁平度也會(huì)有所增加，在此過(guò)程中，噴絲頭的拉伸比會(huì)增大，而后拉伸倍數(shù)則會(huì)減少。具體影響詳見(jiàn)下表。

由上表中不難發(fā)現(xiàn)，后拉伸倍數(shù)并不會(huì)對(duì)扁平度有所影響。而對(duì)于FDY扁平絲而言，當(dāng)紡絲的其他工藝參數(shù)等都保持不變時(shí)，若紡絲速度增大，其泵的供量以及單孔的流量都會(huì)增大，此時(shí)熔體在噴絲板中的流速也會(huì)增大，并使其孔內(nèi)熔體流動(dòng)的剪切速度變大，從而最終加大熔體中的彈性能量。此時(shí)當(dāng)熔體自噴絲孔噴出時(shí)，孔口就會(huì)被進(jìn)一步加大，此時(shí)絲條截面就會(huì)更加偏離噴絲板的孔型。也即當(dāng)紡絲速度提升時(shí)，扁平度也會(huì)變大。

3.4 側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速對(duì)絲條扁平度的影響

在紡絲過(guò)程中，冷卻成形是必不可少的工序之一，同時(shí)也是確保最終紡絲效果及最終成品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，尤其是對(duì)于FDY扁平絲而言，更是對(duì)此環(huán)節(jié)有著極高的要求。由于絲條在進(jìn)行側(cè)吹風(fēng)冷卻時(shí)極易出現(xiàn)冷卻不均的情況，并最終致使紡絲不能被有效染色或者有成條后干濕狀況不一的情況發(fā)生。這主要是由于側(cè)吹風(fēng)的風(fēng)速會(huì)在一定程度上影響到染色及條干過(guò)程，如風(fēng)速過(guò)大時(shí)，絲條就會(huì)過(guò)度振蕩，從而條干不勻，并會(huì)增大斷頭出現(xiàn)的概率;而當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，絲條就不易發(fā)生凝固，冷卻后長(zhǎng)度會(huì)變得更大。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上可知，當(dāng)噴絲板孔截面的長(zhǎng)寬比增大時(shí)，紡絲制品的扁平度就會(huì)增加，但是若長(zhǎng)寬比超過(guò)一定范圍就會(huì)增加斷頭數(shù);其次，紡絲溫度、速度也會(huì)影響到扁平度，并且成正相關(guān);最后則是當(dāng)冷卻風(fēng)速提升時(shí)，扁平絲的扁平度也會(huì)增大，但風(fēng)速卻不宜過(guò)大，否則會(huì)出現(xiàn)條干不勻的情況。

參考文獻(xiàn)：

[1]婁俊杰， 楊美娟， 徐光華， et al. 油嘴上油熔體直紡生產(chǎn)167 dtex/96 f滌綸FDY工藝探討[J]. 合成纖維， 2018（4）.

（作者單位：浙江恒逸高新材料有限公司）