44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY生產工藝

黎 明，高 原

(新會美達錦綸股份有限公司，廣東 江門 529100)

44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY單絲纖度僅為1.22 dtex，為常規品種的三分之一，在生產過程中易出現毛絲、染色不勻率高和易斷頭等質量問題，致使產品的內在質量不穩定和優等品率低。本論文通過對影響產品質量的主要紡絲工藝參數進行細化試驗探討，并成功開發出44 dtex/36 f錦綸6細旦多孔FDY，產品各項物理指標和染色性能均滿足下游用戶的織造要求。

1 實驗部分

1.1 原料指標

切片：新會美達公司尼龍6切片，相對黏度：2.4，TiO2質量分數:0.3%。

油劑:日本竹本原油，有效成分88%。

1.2 主要設備及測試儀器

紡絲設備:北京中麗。

卷繞設備：日本東麗生產的TW503型卷繞頭。

測試儀器：瑞士生產的USTER型條干儀；德國生產的STATIMAT MT強伸儀。

1.3 生產工藝流程

PA6切片→擠壓熔融→紡絲箱體→熔體計量→組件紡絲冷卻→側吹風→集束上油→拉伸定型→卷繞成形

2 結果與討論

2.1 紡絲溫度

紡絲溫度直接影響到熔體熔融均勻性，同時對初生纖維的固化和拉伸性能有重要影響。紡制44 dtex/36 f細旦多孔FDY纖維，要求熔體流動性能好，因此優先考慮采用較高的紡絲溫度以減少熔體彈性積累。同時加強紡絲緩冷區的保溫效果，使噴絲板處于較高的保溫狀態，以減少熔體黏度偏差，提高初生纖維的均勻性，有利于正常紡絲，提高滿卷率。

經試驗比較，我司實際生產中采用的紡絲工藝如表1所示。該工藝紡絲的滿卷率為95%。

表1 紡絲溫度設定 ℃

2.2 組件濾質

44 dtex/36 f細旦多孔纖維，因單絲纖度小且孔數較多，一方面生產過程中往往因為熔體中的凝聚粒子或雜質造成斷頭；另一方面熔體流量低而孔數多容易引起絲束單絲結構不勻率增加，因此必須通過提高組件內壓以解決以上兩方面問題。組件濾砂工藝參數對比見表2。實際生產中選用濾砂為110目，材質為金屬砂，組件初始壓力16 MPa，生產中飄絲、細絲極少。

表2 組件濾砂工藝參數對比

2.3 冷卻成形

由于44 dtex/36 f纖維比表面積大且熔體擠出噴絲孔后散熱冷卻快，容易造成纖維結構出現部分結晶和條干不勻率增大，從而導致染色出現亮條或淺色；同時絲條因冷卻過快而發脆亦不利于提升后加工拉伸的穩定性[1]。因此生產過程中在避免因冷卻不足造成產品圈絲的前提下，盡可能采用較高的冷卻溫度和較低的冷卻風速。實際生產中我司采用表3的3#冷卻工藝參數。

表3 冷卻工藝參數對比

2.4 集束上油

細旦多孔纖維因比表面積大，纖維與空氣摩擦產生的張力較大，因此選擇合適的集束位置可減少絲束在冷卻過程中的抖動，同時降低條干CV值，減少纖維與空氣之間的摩擦力，大幅度降低了紡絲張力，提高紡絲穩定性。集束位置對FDY的成形亦有影響。由于纖維孔數多，為減少產品毛絲和成形等外觀問題，要求選用的油劑具備優良滲透性和高油膜強度等特性，同時提高上油率，減少絲條與導絲件之間的摩擦，增大絲條的抱合力，實際生產中采用1.2%左右上油率時效果較好。

2.5 牽伸

經紡絲冷卻成形后的初生纖維經拉伸后纖維大分子低序區的大分子沿軸向的取向度增加，同時伴有密度和結晶度等其他結構方面的變化[2]。因細旦多孔纖維單絲纖度小，相對FDY的常規品種而言拉伸工藝對纖維結構、染色和生產穩定性的影響更為明顯。當拉伸比偏大時容易造成纖維結構取向差異增大導致染色均勻性變差，同時產品毛絲比例增加; 拉伸比偏小時纖維張力低容易導致絲束在牽伸盤表面抖動造成纏盤現象，使生產穩定性變差。因此選擇合適的拉伸比對于提高44 dtex/36 f FDY的生產穩定性尤為重要，實際生產中我司采用的拉伸工藝參數為表4中的4#。

表4 拉伸工藝參數

2.6 熱定型

熱定型過程中纖維結構的變化，主要是大分子結構的變化，熱定型促進分子鏈段運動，使內應力得到松弛，同時纖維結構更趨于完善和穩定[2]。定型的溫度、時間和張力對纖維染色性能影響十分明顯。由于細旦多孔纖維孔數多，熱定型溫度設定過低時容易造成纖維部分結構內應力得不到有效釋放引起結構上的差異，從而導致纖維上色均勻性變差和生產過程中產品抱軸出絲困難的現象；熱定型溫度若設定過高會導致纖維結晶度上升造成染色出現亮條現象，同時熱輥表面容易積聚油垢引起毛絲增多。因此實際生產中我司選擇較低的定型溫度，同時通過增加熱輥繞圈數延長受熱時間的方法解決上述問題。我司采用的熱定型工藝參數為表5中的3#。

表5 熱定型工藝參數

2.7 卷繞速度

對于細旦多孔纖維，紡絲卷繞速度直接影響著產品內在質量。高速紡絲時初生纖維的噴絲頭拉伸比高，紡程上由于纖維與空氣產生摩擦阻力增大，而且隨噴絲板孔數的增加，單絲纖度變小，紡絲張力明顯增加，整個紡絲過程中容易導致大分子取向增加，應力誘導結晶和二次結晶趨于完善，這會給二次拉伸和絲餅成形控制帶來困難[3]。因此要選擇稍低的卷繞速度，以減少紡程張力，同時通過調節牽伸速度超喂，保證合適的卷繞張力，從而得到較好的卷繞成形效果.實際生產中可選擇卷速4 300 m/min，控制紡絲張力在10～11 cN、卷繞張力在12～13 cN范圍。

3 結論

(1)合理設定紡絲溫度、側吹風條件、拉伸定型條件和卷繞工藝等工藝參數進行44 dtex/36 f 錦綸6細旦多孔FDY長絲生產，其產品能滿足下游工序生產要求。

(2)44 dtex/36 f 錦綸6細旦FDY長絲生產的關鍵是：一方面是合理設定紡絲熔融溫度和聯苯保溫溫度，加強紡絲緩冷區保溫效果，使噴絲板板面溫度保持相對穩定；另一方面選擇合理的集束位置和使用優良的油嘴，有助于減少毛絲和提高染色均勻性。

(3)紡絲速度的合理設定以控制紡程張力對產品內在質量成形有較大影響。

[1]王顯樓.高速拉伸變形工藝和設備[M].北京：中國紡織出版社，1987:52-53.

[2]沈新元.高分子材料加工原理[M].北京:中國紡織出版社,1999:181-196.

[3]董紀震.合成纖維工藝學(上冊)[M].第2版.北京:中國紡織出版社,1991:147-154.