PET-POY設備改造生產167 dtex／288 f FDY工藝探討

田 穎，胡 軍

（1.浙江遠東新聚酯有限公司，浙江紹興 312072；2.寧波華星輪胎有限公司，浙江寧波 315331）

應用技術

PET-POY設備改造生產167 dtex／288 f FDY工藝探討

田 穎1，胡 軍2

（1.浙江遠東新聚酯有限公司，浙江紹興 312072；2.寧波華星輪胎有限公司，浙江寧波 315331）

在現有的POY卷繞設備基礎上，采用上海經緯提供的雙熱輥加熱裝置，TMT公司的預網絡器、外置式主網絡器，Barmag提供的外環吹EVO技術，生產167 dtex／288 f的FDY。重點討論了雙熱輥溫度、牽伸倍率、紡絲速度、網絡壓力等因素對產品質量的影響，提出生產質量優良的多孔FDY設備改造及工藝措施。

設備改造 環吹風 多孔絲 FDY 雙加熱 無風區

隨著化纖產業的飛速發展，一些常規產品已經不能滿足下游織造的需要，開發出一些高附加值的多孔絲產品成為提升化纖企業經濟效益的有效途徑。多孔FDY的單絲根數多，單絲線密度小，其織物具有優良的手感、良好的懸垂性和精美的外觀，因此是具有高附加值的紡織原料。筆者介紹在國產設備與進口設備相嫁接基礎上，如何控制好生產的工藝條件，最終生產出質量優良的167 dtex／288 f PETFDY產品。

1 主要設備及其改造

1.1 生產設備

紡絲部分——Barmag公司提供的紡絲箱體，EVO環吹風裝置，熔體計量泵，雙上油裝置；

卷繞部分——Barmag公司的ACW-4T／1500（10頭），上海經緯提供的雙加熱牽伸輥及電控系統，TMT公司的網絡器及予網絡器；

熔體輸送系統——日本島津增壓泵，瑞士產熔體冷卻器，熔體夾套管線，靜態混合器。

1.2 改造設備

熱輥D220 mm×L350 mm 3個及D110×L350分絲輥1個、網絡器2×φ1.2、預網絡器E2418、“U”瓷件、鐵板分絲器1個。

1.3 測試儀器

YG086縷紗測長機（常州產）、YG023 B-Ⅱ型全自動單紗強力機（常州產）、瑞士USTER公司UT-5C800型條干儀、MQ20核磁共振含油測試儀。

2 主要生產條件

2.1 原料

本公司自產聚酯熔體，指標如下：Ⅳ：0.650± 0.003 dL／g；DEG：1.20±0.05%；—COOH＜33 mol／t；MP：＞256℃，b＜5.5%；紡絲油劑：F-1619，優質。

2.2 工藝流程

PET熔體-熔體過濾器-增壓泵-熔體冷卻器-熔體五通閥-交界點-紡絲箱體-計量泵-紡絲組件-環吹風裝置-雙油嘴上油-預網絡器-GR1 -GR2-網絡器-卷繞頭-PET-FDY。

3 影響因素

3.1 熔體輸送溫度及壓力

由于1臺熔體增壓泵對應4條線的熔體輸送量，改造位對應的熔體輸送量為155 t／d。熔體輸送的壓力必須滿足生產的需要，即泵前壓力不低于40 kg，這就使熔體增壓泵的實際出口壓力較高。若出口壓力達到或接近增壓泵壓力高限，會引起增壓泵電流過大容易導致跳停，同時熔體在輸送過程中會有較大的溫升；若輸送壓力過低，會造成計量泵泵前壓力過低，絲條線密度不勻率增大。故輸送壓力在230 kg左右，能夠保證各線泵前壓力不低于40 kg，熔體粘度降在0.02 dL／g以內。熔體經過增壓后，溫度升高6～10℃，因此在輸送管道上設置1臺熔體冷卻器來降低熔體溫度，熔體冷卻器內的低溫液相熱媒與熔體在夾套管內流向相反，有利于進行熱交換，熔體出冷卻器后溫度降低10～15℃，輸送溫度在280～288℃，能夠滿足生產要求。

3.2 紡絲條件

3.2.1 紡絲溫度和管道溫度

167 dtex／288 f產品，復絲粗單絲細，單絲線密度在0.58 dpf，屬于細旦絲品種。熔體在噴絲孔中剪切速率小，噴絲頭拉伸大。若紡絲和管道溫度低，熔體表觀粘度增大，易出現熔體破裂現象，表現為紡絲時“注頭”、“飄絲”嚴重。若溫度過高，熔體降解大，噴絲板面粘板發黃，出現強伸低的弱絲，拉伸時毛絲斷頭多。一方面要提高熔體流動性，另一方面也要避免熔體降解，工藝保證無油絲粘度降在0.02 dL／g以內，將箱體溫度設在290～295℃，管道溫度設置在285～290℃較合適。

3.2.2 無風區高度

無風區是指熔體從噴絲板出來到開始冷卻時的距離，也稱為密閉區域。由于復絲粗，熔體流量大，在較高的紡絲溫度下，噴絲板板面溫度高，過大的無風區可以延緩熔體細流的冷卻，但易導致絲條成形后在進入GR1熱輥之前，初生絲的取向度極小，拉伸時必須采用較大的牽伸倍率才能提高成品絲的強度，會造成高倍拉伸產生毛絲纏輥；同時過大的無風區對絲條的冷卻也有較高的要求：冷卻風量增大，冷卻均勻性不好控制。實際生產時使用50 mm的無風區，生產比較穩定。

3.2.3 上油高度及冷卻風量

由于絲束單絲根數為288，單絲之間上油均勻性和冷卻均勻性尤為重要。采用雙油嘴上油可以提高上油的均勻性，采用Barmag提供的外環吹冷卻能解決冷卻均勻性問題。紡絲部分參考生產266 dtex／288 f POY時的油架高度和冷卻風量，針對不同的油架高度和風壓對絲束條干CV值的大小影響進行試驗，試驗數據如表1所示。

表1 不同的油架高度和風壓下絲束條干CV值的大小

通過對不同的油架高度和風壓下絲束條干CV值的大小的比較，得出風壓在40～50 Pa、油架高度在700～800 mm較適合。在此條件下，既能保證絲條冷卻充分，又可避免快速冷卻出現絲條皮芯層結構。

3.3 卷繞條件

3.3.1 GR1溫度

滌綸長絲的熱拉伸屬于均勻拉伸，大分子鏈和鏈段在拉伸作用力下沿拉伸方向上擇優排列，形成取向和結晶，使成品絲具有一定的強度和伸長。但是分子鏈段在作用力下開始活動的溫度必須高于其玻璃化轉變溫度69℃，GR1溫度如果低于其玻璃化轉變溫度則造成初生絲進行冷拉伸，鏈段處于凍結狀態，單絲表面容易破裂，內部易出現空洞，產生毛絲和斷頭，會造成拉伸不勻，增加產品的染色不勻率。若GR1溫度過高，分子鏈活動能力太強，大分子取向度反而降低。生產288 f的品種，單絲根數多，若采用單熱輥加熱，部分單絲與熱輥接觸不充分，其分子鏈活動能量不足，在牽伸時產生毛絲；若增加GR1溫度，又會造成一部分絲條在較高的溫度下牽伸，會造成取向、結晶不勻，造成染色不勻。采用上海經緯提供的雙熱輥加熱，絲條在上下成一定角度的熱輥上繞絲8.5圈，絲條之間的間隙分布均勻，兩個熱輥溫度設置、速度設置相同，絲條在熱輥上受熱十分均勻。GR1熱輥溫度設定在75～85℃，產品物性和外觀及染色情況較好。

3.3.2 GR1速度

絲條的牽伸通過GR2與GR1之間的速度差值來完成，GR2速度不變的前提下，GR1速度的大小決定牽伸張力大小和產品外觀、物性指標、染色均勻性的好壞。生產167 dtex／288 f的FDY，由于孔數多，單絲較細，紡絲上采用油嘴上油，和油輪上油相比，紡絲張力小，絲條進入一輥之前的張力小，初生絲條的取向度低。若提高GR1速度，可以增大絲條進一輥之前的張力，絲條在GR1上平穩運行，絲條受熱均勻。生產中采取中速紡絲、低倍牽伸的工藝路線，一輥速度控制在2 300～2 600 m／min，可以避免牽伸比過大產生毛絲現象。筆者將GR1速度提到2 500 m／min，生產狀況較穩定、產品品質較好。

3.3.3 GR2溫度

經過拉伸的絲條，一方面具有一定的取向結晶結構，另一方面內部存在一定的應力。GR2對拉伸時產生的超分子結構進一步完善和提高，消除絲條內應力，其溫度的高低決定了產品沸水收縮率的大小。GR2溫度升高，分子鏈活動能力加強，絲條的穩定取向分子鏈段進一步嵌入晶格，結晶結構得以進一步完善，不穩定取向分子及未取向分子鏈進行回縮，宏觀上絲束的沸水收縮率降低。但是GR2溫度過高，易導致油劑在GR2上揮發產生結垢，絲條與結垢之間傳熱效果差，而且摩擦力增大，在GR2速度較高的情況下，單絲容易斷裂繞輥。若GR2溫度設置過低，會造成結晶不勻、染色不勻、產品的沸水收縮率大，纖維的尺寸不穩定。沸水收縮率的變化會帶來染色深淺色度變化，將沸水收縮率控制在一定的范圍，消除錠位之間的差異尤為重要。在生產中，工藝選擇GR2溫度在115～120℃，熱輥溫度波動控制在±0.5℃以內，可以保證生產的正常進行。

3.3.4 GR2速度及卷繞速度

絲條進入卷繞頭卷繞成型時，卷繞張力的大小取決于GR2速度的大小，卷繞頭速度的大小，影響產量的高低。在ACW-4T卷繞頭上，機械速度最高達到4 000 m／min，工藝速度最高3 990 m／min。工藝在卷繞速度3 800 m／mnin的基礎上，通過試驗將速度提到3 950 m／min能夠正常生產，同時將卷繞超喂率設置在1%～3%左右，GR2速度設定在4 060 m／min左右，T3卷繞張力控制在23～25 cN，可保證絲餅成型良好、質量穩定。而在TMT-614R設備上生產167 dtex／288 f，車速提高至4 000 m／min時，無論怎樣改變工藝條件均難以消除產品外觀毛絲問題。實踐證明，國產設備改造后生產多孔絲，產品質量穩定，能夠發揮最大的經濟效益。

3.3.5 網絡壓力及預網絡壓力大小

生產多孔FDY絲，使用預網絡可以增加絲條在牽伸過程中的均勻穩定性、不易產生毛絲。若預網絡壓力過大，絲條形成節點，染色有隱條出現。網絡壓力大小，在一定程度上影響網絡點個數，隨著網絡壓力的增大，網絡點的個數增大到一定的程度不再變化，但是產品更容易出現外觀毛絲現象。在實際生產中，使用TMT公司提供的外置式網絡器，控制預網絡壓力在0.5 kg，網絡壓力在3.0 kg，能夠滿足生產的需要。

4 結 論

a）采用中速紡絲、低倍牽伸工藝路線，GR1速度2 500 m／min，牽伸比為1.624倍，車速為3 950 m／min時，得到外觀和物性指標良好的多孔167 dtex／288 f FDY產品。

b）應用國產雙熱輥加熱設備，合理的控制熱輥GR1溫度在75～85℃之間，能夠保證多孔絲受熱均勻，避免牽伸過程中產生毛絲，染色均勻性好。

c）應用Barmag公司的EVO環吹風技術，紡絲上優化冷卻、上油條件，為下道牽伸提供了保證，是生產粗旦多孔絲的充分條件。

d）通過設備改造，在國產與進口設備相嫁接基礎上開發出多孔167 dtex／288 f FDY產品，實現了一定的經濟效益，提高了公司的產品競爭力和質量品牌。

［1］ 李允成，徐心華.滌綸長絲生產［M］.第二版.

［2］ 郭大生，王文科.聚酯纖維科學與工程［M］.

Discussion on the production of FDY 167 dtex／288 f through reconstructive PET-POY equipment

Tian Ying1，Hu Jun2

（1．Zhejiang Yuandong new polyester Co．，Ltd．，Shaoxing Zhejiang 312072，China；2．Zhejiang Ningbo Huaxin Tires Co．，Ltd．，Zhejiang Ningbo 315331，China）

Based on present POY winder reconstructed with Adaption double hot roll heating devices provided by Shanghai Jingwei，Pre-tangle provided by TMT company，External main tangle and Evo Quench technology provided by Barmag，The paper discusses the influence of the temperature of double hot roll，drawing rate，spinning speed，tangled pressure on the production quality.It also offeres parameters and process modifiction for producing the multi-hole FDY with excellent quality.

reconstructive Equipment；Evo quench；multi-hole FDY；double heating；no wind area

TQ342.2

：B

：1006-334X（2011）02-0045-03

2011-04-18

田穎（1974-），河南商丘人，工程師，從事滌綸POY、FDY生產技術管理工作。