滌綸半光POY毛絲的工藝探討

胡 軍，陳亞強

(新鳳鳴集團湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313021)

應用技術

滌綸半光POY毛絲的工藝探討

胡 軍，陳亞強

(新鳳鳴集團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環吹風加長風筒冷卻裝置上生產530 dtex/384f 粗旦多孔滌綸半光POY產品，通過增大冷卻風量、選擇適宜的紡絲箱體溫度、優化噴絲孔排列方式、降低無風區高度、調整合適的網絡壓力和卷繞張力，定期對網絡噴嘴清洗等方法，降低了粗旦多孔POY在紡絲過程中產生的毛絲數量，提高了產品的內在質量和生產效益。

粗旦 毛絲 工藝

進入2016年下半年以來，隨著G20峰會和聚酯廠家多次聯盟會議的召開，外加聚酯市場金九銀十傳統旺季的來臨，織造市場對使用粗旦多孔POY加彈后的產品制作雪紡絨類織物的需求量大增。由于孔數多，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。我公司及時適應市場需求量大的形勢，生產粗旦多孔530 dtex/384f 半光圓孔POY，取得了可觀的經濟效益。

生產初期由于缺少PRB120-0.16*0.6-192*2規格的噴絲板，只能在PRB104-0.16*0.6-192*2規格的噴絲板上生產該品種，初期產品外觀存在大量毛絲，降等的毛絲數量比率達到8%左右，每個位都有1～2個絲餅外觀毛絲，生產不能正常進行。只好采購規格為PRB120-0.16*0.6-192*2的噴絲板來生產530dtex/384f品種。實踐中通過調整無風區高度，優化冷卻成形條件和網絡壓力，制定網絡器清洗周期，能夠有效地降低毛絲的數量。最終毛絲降等數量由每落次15個降到2個以內。

1 試 驗

1.1 主要原料

PTA，工業級，恒力公司生產；

EG，工業級，揚子石化公司生產的；

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260 ℃;

紡絲油劑：德國S+S油劑。

1.2 主要生產設備及測試儀器

生產設備：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；

熔體冷卻器：Sulzer SMRTM、瑞士產；

巴馬格“W”型紡絲箱體、外環吹冷卻EVO系統，蘇拉紡織機械公司提供；

卷繞機：WINGS-1500 /10全自動卷繞機，歐瑞康公司提供；

測試儀器：

縷紗測長儀：YG086C，常州紡織機械公司產；

單紗強力機：YG023B，常州紡織機械公司產；

條干儀：UT-5，Uster 公司產；

含油儀： MQ-20C， Bruker 公司產。

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→靜態混合器→計量泵→“W”型紡絲箱體→環吹風長風筒冷卻→油嘴上油→GR1-網絡-GR2 →卷繞成型→外觀檢驗

1.4 主要物性指標

530 dtex/384f 粗旦多孔POY的主要物性指標如表1所示。

表1 530 dtex/384f POY物性指標

2 結果與討論

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，但是實際生產中還要依據熔體粘度、端羧基含量、噴絲板直徑及產品規格綜合優化。在熔體粘度為0.63 dL/g、端羧基40 mol/t條件下，生產530 dtex/384f的POY紡絲箱體溫度不能過高，過高會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因孔數多，小板徑的噴絲板上孔排布密度大，絲條冷卻會受到影響，一般選擇在大直徑的噴絲板上生產，但是噴絲板直徑大，板面散熱速度快，板面溫度相對降低，又會產生毛絲。生產中采用120 mm直徑的噴絲板生產，適當的調節紡絲箱體溫度，箱體上面加強石棉保溫，可以降低毛絲產生的概率。現場經過不同的箱體溫度試驗對比，如表2所示，確定適宜的箱體溫度，發現箱體溫度在289 ℃時毛絲最少，生產較正常。

表2 紡絲箱體溫度對產品生產工況及纖維物理性能的影響

2.2 噴絲板孔設計

多孔絲一般采用環吹風冷卻，孔的排布對產品質量至關重要，環吹風噴絲板多采用同心圓分布[1],分布圈數的多少影響冷卻風的通透效果，圈數過多會造成中間無風帶區域范圍縮小，噴絲板中心產生的湍流導致最內圈絲束晃動，不僅產品的物理指標異常，而且會產生毛絲。但是排布圈數過少，層間孔間距大，最外圈出現單孔絲抖動，同樣產生飄絲毛絲現象。考慮到該產品屬于多孔絲，工藝在大直徑噴絲板上試驗三種不同的排布，一種為8圈排布，最內圈直徑為30 mm，一種為10圈排布，最內圈直徑為25 mm，第三種為12圈排布，最內圈直徑為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圈排布時絲條運行平穩，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 無風區高度

粗旦多孔絲單絲孔數多，復絲旦數大，但單孔熔體吐出量也較大，熔體經過計量泵后升溫快，紡絲板面溫度高于細旦多孔產品，熔體從噴絲板擠出后容易出現彎頭絲和飄絲現象，熔體細流冷卻緩慢，采用較低的無風區，有利于冷卻均勻和冷卻充分，對毛絲的減少有一定效果，工藝對不同的無風區試驗對比，如表2所示，發現50 mm無風區生產時毛絲出現量有所降低。生產方面對18個位該品種毛絲統計發現，毛絲數量由原來的每落絲15錠降低到每落絲8錠。

12圈排布 10圈排布 8圈排布

無風區/mm強度/(cN·dtex-1)強度CV，%伸長，%伸長CV，%POY每落絲毛絲數量/錠752．422．95133．83．1415652．512．84130．62．5911502．542．03127．32．068

從表2可以看出，隨著無風區的降低，POY強度稍微變大，剩余伸長率明顯變小[2]，但強伸度的CV值也同步減小。毛絲數量逐步降低。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象減少，毛絲比率下降。但是過低的無風區，POY伸長率會更低，單位效益成本也變高，綜合考慮，采用50 mm無風區生產粗旦多孔絲優勢明顯，毛絲數量有所減少。

2.4 風筒規格和冷卻風壓的配合

粗旦絲若冷卻風量過大，會產生熔體表層應力集中情況，出現皮芯層結構，應力的集中也會出現毛絲。若冷卻風量過小，絲條晃動增加，單絲冷卻不勻，同樣會出現毛絲。依據不同的風筒規格選擇不同的風壓，保證冷卻風量適中，毛絲數量明顯減少。分別在規格為φ104 mm ×L165 mm和φ120 mm×L180 mm的兩種不同的風筒所對應生產線上試驗生產該品種，如表3所示。但是后者毛絲明顯較少，經過對兩種風筒流量的檢測，發現達到同樣的流量下前者風壓比后者大10～12 Pa以上。考慮到這種差距實際存在情況下，工藝試驗幾種不同的風壓對毛絲的影響，如表3所示。

表3 不同的風筒和風壓對比試驗

以上試驗對比發現，在φ120×L180風筒條件下，采用45 Pa的風壓，絲條運行狀況正常和外觀毛絲量偶爾出現，但是僅僅依靠調整風壓并不能完全解決毛絲問題，還要進一步尋找毛絲處理的其它辦法。

2.5 網絡器型號和網絡壓力

粗旦多孔絲復絲旦數大，孔數又多，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卷繞頭上網絡器有兩種位置形式，但是為了方便調節絲條在網絡器的運行張力，將網絡器安裝在卷繞頭兩冷盤之間。工藝對兩種不同型號的網絡器試用對比，如表4所示。在相同的網絡壓力下使用WMI02-16.04比WMI02-13.04毛絲更少。

表4 網絡器及網絡壓力對毛絲的影響

網絡噴嘴孔徑較大時，網絡壓力需要適當降低，才能減少毛絲現象。當使用小孔徑的網絡噴嘴，網絡壓力要提高到0.1 MPa以上，觀察絲條才能在網絡器中運行抖動較一致，網絡效果較好，但是網絡壓空過小，容易出現毛絲[3]。在缺少WMI02-16.04型號的網絡噴嘴情況下，工藝適當調整網絡壓力，也能取得好的效果。但是使用WMI02-16.04的網絡器，網絡壓空進一步提高，網絡器四周出現大量毛絲現象，壓空能耗也增加。圖2是不用網絡器型號對比圖。

1.6 mm網絡器示意圖

1.3 mm網絡器示意圖

2.6 絲路和卷繞張力

絲條在運行過程中，在GR1冷盤上絲條晃動大，可以看出個別絲條在網絡器入口處跳動，落筒后發現絲餅存在不固定的毛絲，為了增加絲條進入網絡器之前的張力，人為在剪刀導絲器之前增加一排U型導絲器，絲條和U型導絲器接觸，保持一定張力，有利于絲條的平穩運行。

生產實踐中發現卷繞張力大小也對毛絲產生一定的影響，在網絡壓力和規格確定后，卷繞張力過大，毛絲增加，過小成型不良，絲餅運輸過程中易塌邊。按照POY卷繞張力為產品旦尼爾×(0.1～0.15 cN/D)計算[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，絲條運行不穩定。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 網絡噴嘴的清洗保養

網絡噴嘴提供了絲條旋轉、開松、纏結的空間，與絲條接觸面積大，容易產生毛絮堆積，進而堵塞噴嘴。若超過3～4天時間不清洗，毛絲也會出現，對固定錠位毛絲更換網絡噴嘴后毛絲消失，將更換下來的網絡噴嘴用超聲波清洗淤泥和污垢，上機后毛絲減少。故規定每次紡絲清板時用軟毛刷蘸水對網絡噴嘴清洗，同時一個月時間更換下網絡器，在超聲波中清洗。

3 結 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，紡絲生產穩定。

b) 選擇在50 mm的無風區上，用規格為φ120×L180的風筒，采用45 Pa左右的風壓對絲條冷卻，毛絲顯著減少。

c) 用WMI02-13.04型號的網絡噴嘴，網絡壓空適當提高到0.08 MPa，毛絲降等比例小。

d) 調整好卷繞絲路，增加一排U型導絲器，固定絲條，適當調節卷繞張力在30～45 cN之間，毛絲降等數量進一步降低。

e) 網絡器定期清洗，對消除固定錠位毛絲起著關鍵作用。

以上五個方法的結合運用，毛絲降等數量降到每落1～2個。

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

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

[3] 徐翔華. 32頭環吹風直紡滌綸細旦絲生產工藝探討[J]. 合成纖維工業，2012，35(4)：62-63.

[4] 候志偉，王中雪，李艷. 熔體直紡50 dtex/144f 超細旦多孔POY[J]. 聚酯工業，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管理工作。