直接紡滌綸FDY扁平絲的工藝探討

劉輝 孫治峰

摘要：本研究主要對滌綸FDY扁平絲的相關工藝設計進行了簡要的介紹，并從多方面如紡絲的溫度，速度以及其他工藝等對工藝的影響進行了探討。

關鍵詞：扁平絲;噴絲板;扁平度;工藝

對于織物而言，當使用“一”型纖維時，可有效改善纖維的光澤度、彈性以及手感等。通常情況下，當纖維截面為圓形時，所織制而成的產物會有一種蠟狀的軟滑感，但當將截面進行異形化后就會使纖維與織物之間的摩擦系數被顯著提升，之前的軟滑感也會有所減弱，并觸之會有種絲綢的感覺。此外，當截面為纖維時其還能對光進行更強的反射，所以會進一步減弱透光性，并使織物更加耐臟。一般情況下，此類織物多被應用于制作坐墊、靠背以及地毯等等。因此當前多數化纖制造廠家都在不斷加大力度對差別化纖維用品進行研發，以此來不斷適應市場的需求。本研究主要采用熔體直接紡的工藝，對FDY扁平絲進行生產，并從多方面對影響最終生產工藝的影響進行了分析，進而為提升FDY扁平絲的質量提供了理論依據。

1 原料、設備以及主要儀器

1.1 原料

聚酯熔體、雙S油劑

1.2 設備

紡絲設備使用德國巴馬格側吹，卷繞設備為德國巴馬格

1.3 其他測試儀器

分別有條干儀、強伸儀、張力儀以及風速儀，其中前三者為瑞士產，最后為美國產。

2 試驗

2.1計算扁平度

扁平度計算公式：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與寬的比;W為截面長度，H則為截面寬度。

2.2 工藝流程

聚酯熔體經由過濾器后進入增壓泵，進行增壓后即進入換熱器，之后進入紡絲箱體進行紡絲，紡絲結束后進行側吹風，之后在油嘴上進行上油，進而通過GR1與GR2進行熱定型后，再依次通過網絡器以及卷繞頭，最終成絲。

3 結果與討論

3.1 噴絲板的設計

在使用“一”型噴絲板生產扁平絲時，其主要就是通過將噴絲板的形狀進行調整。在對噴絲板進行設計時，尤其要考慮噴絲板上孔截面的長與寬，因為當長寬比不同時，纖維的很對參數都會出現較大差異，而一旦設計出現不合理的地方就會導致生產出的扁平絲多數會出現斷頭，并耽誤生產，且產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CRI速度為1800m/min，溫度為290℃，風速為0.4m/s時的各個指標進行了系統的對比。

從上表中不難看出，當孔截面的長寬之比發生變化時，產品的扁平度也會隨之產生相應的變化，但是若長寬之間的比例較大時，織物就會變軟，且此時熔體在孔道中的流速也會變小，致使噴絲頭的拉伸比過大，并最終導致斷頭數的增加。由上表中可知，當在此參數范圍內時，長寬比為7.5時可設計出最佳的噴絲板。

而此時，據相關文獻資料研究表明，若要制出優質的異形絲，噴絲孔的單絲孔單位擠出量應需滿足以下公式：

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

3.2 紡絲溫度對纖維扁平度的影響

在進行紡絲時，紡絲溫度也會對纖維的扁平度產生較大的影響，且據相關研究發現，通常扁平度與紡絲溫度之間成相反相關的變化。而熔體粘度也會在很大程度上影響到成型時的絲條，尤其是對其截面的形狀影響極大，當熔體粘度增大時，其流經噴絲孔時的阻力也會變大。而當溫度升高時，熔體粘度下降，扁平度也會變小。詳見下表。

表2 紡絲溫度對扁平度的影響

3.3 紡絲速度對絲條扁平度的影響

當保持熔體計量泵的速度不變時，將紡絲速度從1500提升至1800后，再進行試驗后可發現，當紡絲速度增加時，扁平度也會有所增加，在此過程中，噴絲頭的拉伸比會增大，而后拉伸倍數則會減少。具體影響詳見下表。

由上表中不難發現，后拉伸倍數并不會對扁平度有所影響。而對于FDY扁平絲而言，當紡絲的其他工藝參數等都保持不變時，若紡絲速度增大，其泵的供量以及單孔的流量都會增大，此時熔體在噴絲板中的流速也會增大，并使其孔內熔體流動的剪切速度變大，從而最終加大熔體中的彈性能量。此時當熔體自噴絲孔噴出時，孔口就會被進一步加大，此時絲條截面就會更加偏離噴絲板的孔型。也即當紡絲速度提升時，扁平度也會變大。

3.4 側吹風風速對絲條扁平度的影響

在紡絲過程中，冷卻成形是必不可少的工序之一，同時也是確保最終紡絲效果及最終成品質量的關鍵因素，尤其是對于FDY扁平絲而言，更是對此環節有著極高的要求。由于絲條在進行側吹風冷卻時極易出現冷卻不均的情況，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生。這主要是由于側吹風的風速會在一定程度上影響到染色及條干過程，如風速過大時，絲條就會過度振蕩，從而條干不勻，并會增大斷頭出現的概率;而當風速較小時，絲條就不易發生凝固，冷卻后長度會變得更大。

4結束語

綜上可知，當噴絲板孔截面的長寬比增大時，紡絲制品的扁平度就會增加，但是若長寬比超過一定范圍就會增加斷頭數;其次，紡絲溫度、速度也會影響到扁平度，并且成正相關;最后則是當冷卻風速提升時，扁平絲的扁平度也會增大，但風速卻不宜過大，否則會出現條干不勻的情況。

參考文獻：

[1]婁俊杰， 楊美娟， 徐光華， et al. 油嘴上油熔體直紡生產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）