熔體直紡滌綸130dtex/48f 十字異形吸濕排汗POY 生產(chǎn)工藝的探討

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）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)水平日益提高，在穿著上越來(lái)越注重服飾的舒適性與審美性。滌綸纖維因具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)良的性能而備受青睞。但滌綸化纖面料雖然具有手感好、懸垂性好及抗皺性好的優(yōu)點(diǎn)，但和棉、麻布相比，其缺點(diǎn)是吸濕量低，透氣性差，穿著不舒服。十字纖維斷面設(shè)計(jì)，利用纖維的縱向?qū)?，使水分迅速沿溝槽擴(kuò)散，不僅能快速吸收皮膚表層濕氣及汗水，還能迅速將其排至外層蒸發(fā)，使體表保持干爽舒適，具有調(diào)節(jié)體溫的功效。此外，織物手感柔軟細(xì)膩，舒適透氣，清涼干爽，永久吸濕排汗，易于護(hù)理且外觀質(zhì)感較好[1]。本課題對(duì)影響滌綸130dtex/48f 十字異形吸濕排汗POY 的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析和探討。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

實(shí)驗(yàn)原料見(jiàn)表1。

表1 原料主要指標(biāo)

1.2 主要生產(chǎn)設(shè)備和測(cè)試儀器

生產(chǎn)設(shè)備：增壓泵（瑞士MAAG）；熱交換器（德國(guó)SULZER）；紡絲箱體（德國(guó)ZIMMER）；2.4*10cc 計(jì)量泵和0.12*10 油劑泵（德國(guó)馬爾）；ACW6 卷繞頭（德國(guó)Barmag）；FK6-1000V 加彈機(jī)（德國(guó)Barmag 原裝）。

測(cè)試儀器：強(qiáng)伸儀（瑞士Uster-IV 型）；條干儀（瑞士Uster-IV 型）；風(fēng)速儀（德國(guó)TESTO）。

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）→環(huán)吹風(fēng)（巴馬格）→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)

主要工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 POY 工藝參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 噴絲板的設(shè)計(jì)

噴絲板的設(shè)計(jì)是化學(xué)纖維生產(chǎn)的關(guān)鍵，尤其是異形孔噴絲板設(shè)計(jì)。不但要滿(mǎn)足圓形孔噴絲板的設(shè)計(jì)基本要求，而且要充分考慮纖維的截面形狀和異形度。噴絲板選用不當(dāng)會(huì)造成生產(chǎn)狀況不穩(wěn)定，斷頭增多，消耗增加，功能性不強(qiáng)，達(dá)不到預(yù)想的功能效果，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。就十字孔的長(zhǎng)L、寬W、孔深等參數(shù)進(jìn)行不同的組合[2]。綜合考慮剪切速率、噴絲頭拉伸比、熔體的膨化比、目標(biāo)異形度和噴絲板背壓等噴絲板設(shè)計(jì)技術(shù)要求，實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 絲。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，最終選擇葉長(zhǎng)L 與葉寬W 比為10 ∶1、孔深為0.5mm的噴絲板，見(jiàn)表3。此時(shí)，生產(chǎn)的穩(wěn)定性較好，截面的異形度較高。

表3 L/W 對(duì)異形度和指標(biāo)的影響

2.2 熔體質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)該品種的影響

吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲，屬異形絲。首先，這就要求聚酯熔體中雜質(zhì)要少，熔體中的雜質(zhì)，包括凝集粒子、凝聚粒子以及灰分。它們的直徑越小越好，所以聚合在終聚釜后要采用15u 高精密度的過(guò)濾器，以保障熔體質(zhì)量。其次，要求聚酯熔體質(zhì)量穩(wěn)定，粘度均勻，粘度波動(dòng)范圍不得超過(guò)0.015dl/g，通過(guò)管道輸送到紡絲組件后的粘度降要小。此外，選擇合適的熔體輸送溫度并且盡量縮短熔體在管道中的滯留時(shí)間，以保證熔體在較低的溫度下，快速輸送到紡絲系統(tǒng)，以減少熔體在輸送過(guò)程中的降解。

2.3 紡絲速度

紡絲速度過(guò)低，纖維的剩余伸長(zhǎng)大，在后道DTY 加工過(guò)程中的變形量加大，對(duì)于保證纖維具有較高的異形度是負(fù)面的效果。相對(duì)較高的紡絲速度，得到伸長(zhǎng)較低的POY 纖維，對(duì)于保證纖維的異形度方面有積極的意義，但是如果紡絲速度過(guò)高，對(duì)于后道DTY 加工又帶來(lái)了毛絲增加的不利因素。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紡絲速度在2 900m/min～3 100m/min，對(duì)于得到較高的異形度和較理想的生產(chǎn)是比較有利的[3]。

2.4 紡絲溫度

紡絲溫度是生產(chǎn)吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲的關(guān)鍵參數(shù)之一。紡絲溫度的變化顯著影響紡絲原液的表面張力和粘彈性能，提高紡絲溫度可使熔體的表面張力、纖維的異形度增加，但紡絲溫度過(guò)高會(huì)造成纖維成形過(guò)于激烈，纖維截面的異形度變小，絲條的溝槽變淺，影響纖維的吸濕排汗功能。由于十字異形滌綸絲的比表面積大，冷卻速度快，絲條的塑性變形區(qū)縮短。若紡絲溫度過(guò)低，紡絲張力急劇上升，容易產(chǎn)生毛絲、圈絲等異常。所以要選擇一個(gè)合適的紡絲溫度，既要使絲條的異形度能夠得到保證，又可以改善熔體在噴絲板微孔中的流動(dòng)性，減少?gòu)椥苑e累，獲得較好的紡絲效果。通過(guò)大量的理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)，最終選擇紡絲溫度在290℃～291℃較好，見(jiàn)表4。

表4 紡絲溫度對(duì)異形度和指標(biāo)的影響

2.5 冷卻條件

冷卻條件是異形絲紡絲過(guò)程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的決定因素之一。異形絲的異形度隨著熔體細(xì)流冷卻條件的加劇而增加, 影響因素主要有冷卻風(fēng)速、冷卻位置（即緩冷區(qū)）和冷卻溫度。由于吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲是異形絲，采用常規(guī)的側(cè)吹風(fēng)方法冷卻，絲條在風(fēng)室易抖動(dòng)，纖維的端面形狀難以保證，絲條的不勻率增加，造成DTY 染色M 率低，產(chǎn)品最終的功能性不穩(wěn)定，無(wú)法正常生產(chǎn)。為了解決此問(wèn)題，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備改造，采用環(huán)吹的方式對(duì)絲束進(jìn)行冷卻，使絲束冷卻均勻。風(fēng)壓的大小選擇對(duì)該產(chǎn)品也是一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。風(fēng)壓過(guò)大容易影響噴絲板表面溫度，導(dǎo)致微孔出絲不良，彎頭絲增多，纖維截面形狀難以保證。風(fēng)壓過(guò)小，絲條的塑型區(qū)增加，異形度下降，產(chǎn)品的功能就體現(xiàn)不出來(lái)。通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)，最終選擇27Pa～32 Pa 的風(fēng)壓，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定和功能性的較大限度的體現(xiàn)，見(jiàn)表5。隨著吹風(fēng)點(diǎn)距噴絲板距離的縮短,纖維異形度增大,但較低的緩冷區(qū)，熔體細(xì)流容易被外界氣流沖擊，急冷不利于噴絲頭拉伸，容易斷頭、產(chǎn)生毛絲。在生產(chǎn)中緩冷區(qū)采用69mm，緩冷器溫度275℃時(shí)，生產(chǎn)穩(wěn)定，纖維異形度為52%。

表5 風(fēng)壓對(duì)異形度和指標(biāo)的影響

2.6 絲束上油

吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲是異形絲，比表面積大，不易上油，油劑在絲條的表面難以附著均勻，絲束的抱合性差，生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生毛絲和斷頭。特別是十字的尖端，油劑就更難以均勻附著。為了解決此問(wèn)題，需要進(jìn)行上油方式、油嘴型號(hào)、不同配比成分的油劑及不同的油劑濃度的實(shí)驗(yàn)，最終選擇了二道油嘴的上油方式。選用了某知名油嘴生產(chǎn)廠家專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的油嘴，采用一種附著性均勻、滲透性好的新進(jìn)口油劑，從而解決了異形絲不易上油和上油不均的難點(diǎn)，滿(mǎn)足了后道加工的要求。絲束與空氣的摩擦阻力大，極易產(chǎn)生超分子結(jié)構(gòu)，取向度和結(jié)晶度增加，這種結(jié)構(gòu)不利于產(chǎn)品的后加工性能。在紡異形絲時(shí)，一般通過(guò)提高集束位置來(lái)減少紡絲張力。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)可知，生產(chǎn)吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲時(shí)，集束位置取從噴絲板到上油嘴間距離為800mm～850mm 處，生產(chǎn)狀況和產(chǎn)品質(zhì)量較好。

3 結(jié)論

在生產(chǎn)十字異形吸濕排汗130dtex/48f 滌綸POY 時(shí)，噴絲板微孔的長(zhǎng)寬比設(shè)計(jì)為10 ∶1、控制好熔體的粘度的波動(dòng)和過(guò)濾器的過(guò)濾效果、紡絲速度在（2 900～3 100）m/min、紡絲溫度控制在290℃～291℃、采用環(huán)吹風(fēng)冷卻裝置冷卻、送風(fēng)壓力600Pa、冷卻裝置內(nèi)的壓力為27 Pa～32 Pa、選用滲透性強(qiáng)的油劑和雙油嘴上油，可制得滿(mǎn)卷率在99.2%～99.4%、AA 率 在99.0%～99.2%、異 形 度 為51.50%的可加工性好、功能性強(qiáng)的吸濕排汗纖維。