熔體直紡滌綸130dtex/48f 十字異形吸濕排汗POY 生產工藝的探討

倪鳳軍

（恒力宿遷工業園江蘇德力化纖有限公司，江蘇宿遷 223800）

隨著經濟的發展，人們物質水平日益提高，在穿著上越來越注重服飾的舒適性與審美性。滌綸纖維因具有其獨特的優勢和優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點，但和棉、麻布相比，其缺點是吸濕量低，透氣性差，穿著不舒服。十字纖維斷面設計，利用纖維的縱向導溝，使水分迅速沿溝槽擴散，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，使體表保持干爽舒適，具有調節體溫的功效。此外，織物手感柔軟細膩，舒適透氣，清涼干爽，永久吸濕排汗，易于護理且外觀質感較好[1]。本課題對影響滌綸130dtex/48f 十字異形吸濕排汗POY 的生產工藝進行分析和探討。

1 實驗

1.1 原料

實驗原料見表1。

表1 原料主要指標

1.2 主要生產設備和測試儀器

生產設備：增壓泵（瑞士MAAG）；熱交換器（德國SULZER）；紡絲箱體（德國ZIMMER）；2.4*10cc 計量泵和0.12*10 油劑泵（德國馬爾）；ACW6 卷繞頭（德國Barmag）；FK6-1000V 加彈機（德國Barmag 原裝）。

測試儀器：強伸儀（瑞士Uster-IV 型）；條干儀（瑞士Uster-IV 型）；風速儀（德國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）→計量泵（馬爾）→組件（吉瑪裝置）→環吹風（巴馬格）→上油（吉瑪裝置）→卷繞成型（巴馬格）→檢驗→包裝出廠。

1.4 主要工藝參數

主要工藝參數見表2。

表2 POY 工藝參數

2 結果與討論

2.1 噴絲板的設計

噴絲板的設計是化學纖維生產的關鍵，尤其是異形孔噴絲板設計。不但要滿足圓形孔噴絲板的設計基本要求，而且要充分考慮纖維的截面形狀和異形度。噴絲板選用不當會造成生產狀況不穩定，斷頭增多，消耗增加，功能性不強，達不到預想的功能效果，產品質量難以控制。就十字孔的長L、寬W、孔深等參數進行不同的組合[2]。綜合考慮剪切速率、噴絲頭拉伸比、熔體的膨化比、目標異形度和噴絲板背壓等噴絲板設計技術要求，實驗生產吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 絲。經過大量的實驗，最終選擇葉長L 與葉寬W 比為10 ∶1、孔深為0.5mm的噴絲板，見表3。此時，生產的穩定性較好，截面的異形度較高。

表3 L/W 對異形度和指標的影響

2.2 熔體質量對生產該品種的影響

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要少，熔體中的雜質，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 高精密度的過濾器，以保障熔體質量。其次，要求聚酯熔體質量穩定，粘度均勻，粘度波動范圍不得超過0.015dl/g，通過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間，以保證熔體在較低的溫度下，快速輸送到紡絲系統，以減少熔體在輸送過程中的降解。

2.3 紡絲速度

紡絲速度過低，纖維的剩余伸長大，在后道DTY 加工過程中的變形量加大，對于保證纖維具有較高的異形度是負面的效果。相對較高的紡絲速度，得到伸長較低的POY 纖維，對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高，對于后道DTY 加工又帶來了毛絲增加的不利因素。經過實驗發現，紡絲速度在2 900m/min～3 100m/min，對于得到較高的異形度和較理想的生產是比較有利的[3]。

2.4 紡絲溫度

紡絲溫度是生產吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲的關鍵參數之一。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，但紡絲溫度過高會造成纖維成形過于激烈，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，絲條的塑性變形區縮短。若紡絲溫度過低，紡絲張力急劇上升，容易產生毛絲、圈絲等異常。所以要選擇一個合適的紡絲溫度，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性，減少彈性積累，獲得較好的紡絲效果。通過大量的理論計算和現場實際實驗，最終選擇紡絲溫度在290℃～291℃較好，見表4。

表4 紡絲溫度對異形度和指標的影響

2.5 冷卻條件

冷卻條件是異形絲紡絲過程中十分重要的一個環節，也是影響產品質量的決定因素之一。異形絲的異形度隨著熔體細流冷卻條件的加劇而增加, 影響因素主要有冷卻風速、冷卻位置（即緩冷區）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，采用常規的側吹風方法冷卻，絲條在風室易抖動，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，產品最終的功能性不穩定，無法正常生產。為了解決此問題，通過對現有的設備改造，采用環吹的方式對絲束進行冷卻，使絲束冷卻均勻。風壓的大小選擇對該產品也是一個相當重要的環節。風壓過大容易影響噴絲板表面溫度，導致微孔出絲不良，彎頭絲增多，纖維截面形狀難以保證。風壓過小，絲條的塑型區增加，異形度下降，產品的功能就體現不出來。通過多種實驗，最終選擇27Pa～32 Pa 的風壓，可以保證產品的質量穩定和功能性的較大限度的體現，見表5。隨著吹風點距噴絲板距離的縮短,纖維異形度增大,但較低的緩冷區，熔體細流容易被外界氣流沖擊，急冷不利于噴絲頭拉伸，容易斷頭、產生毛絲。在生產中緩冷區采用69mm，緩冷器溫度275℃時，生產穩定，纖維異形度為52%。

表5 風壓對異形度和指標的影響

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，生產過程中易產生毛絲和斷頭。特別是十字的尖端，油劑就更難以均勻附著。為了解決此問題，需要進行上油方式、油嘴型號、不同配比成分的油劑及不同的油劑濃度的實驗，最終選擇了二道油嘴的上油方式。選用了某知名油嘴生產廠家專門設計的油嘴，采用一種附著性均勻、滲透性好的新進口油劑，從而解決了異形絲不易上油和上油不均的難點，滿足了后道加工的要求。絲束與空氣的摩擦阻力大，極易產生超分子結構，取向度和結晶度增加，這種結構不利于產品的后加工性能。在紡異形絲時，一般通過提高集束位置來減少紡絲張力。通過大量的實驗可知，生產吸濕排汗130dtex/48f 十字異形滌綸POY 原絲時，集束位置取從噴絲板到上油嘴間距離為800mm～850mm 處，生產狀況和產品質量較好。

3 結論

在生產十字異形吸濕排汗130dtex/48f 滌綸POY 時，噴絲板微孔的長寬比設計為10 ∶1、控制好熔體的粘度的波動和過濾器的過濾效果、紡絲速度在（2 900～3 100）m/min、紡絲溫度控制在290℃～291℃、采用環吹風冷卻裝置冷卻、送風壓力600Pa、冷卻裝置內的壓力為27 Pa～32 Pa、選用滲透性強的油劑和雙油嘴上油，可制得滿卷率在99.2%～99.4%、AA 率 在99.0%～99.2%、異 形 度 為51.50%的可加工性好、功能性強的吸濕排汗纖維。