265 dtex/288 f POY生產工藝探討

唐榮盛,譚禮軍,陳永升

(廣東開平春暉股份有限公司,廣東 開平 529300)

隨著人民生活水平的提高，人們對服裝的舒適性和美觀性有了更高的追求。因此，市場上對仿真絲的需求促使國內化纖廠家從生產常規絲向多孔細旦滌綸長絲、異型絲等差別化纖維轉型。其中166.7 dtex/288 f規格的DTY具有f數高、單絲纖度小的特點,其織物具有優良的懸垂性和回彈性，且手感柔軟、風格飽滿，主要用于生產高檔服飾，有較好的市場前景。我廠曾嘗試過用加彈后83.3 dtex/144 f DTY卷繞前并股方法生產166.6 dtex/288 f DTY，但生產成本較高。如前紡能生產單股265 dtex/288 f 規格POY，則能大大降低生產成本，提高生產效率。為此，我們曾嘗試使用普通側吹風裝置生產該規格POY，但因側吹風的均勻性差且環境風干擾大，生產過程中極易出現并絲現象，嚴重影響產品質量。

從市場需求和企業效益出發，我廠通過增設環吹風筒(EVO)和調整紡絲工藝，采用熔體直接紡工藝路線，成功生產出265 dtex/288 f細旦滌綸POY，條干CV值達到1.1%以下。本文從紡絲工藝、組件組裝工藝、風筒冷卻等方面就生產265 dtex/288 f POY的關鍵技術進行探討。

1 實 驗

1.1 原料

本公司聚合提供的熔體，特性黏度η為卷繞前 0.665 dL/g。

德國雙S公司的L-160型POY油劑。

1.2 設備和儀器

設備：聚合部分采用依文達技術；紡絲部分是西門子和Barmag公司設計提供的設備；Barmag公司設計的EVO風筒。

儀器：強伸儀是瑞士Uster公司TENGSORADID3型；條干儀是瑞士Uster公司TESTER3型。條干測試條件：速度200 m/min，時間5 min。

1.3 工藝流程和工藝條件

1.3.1 工藝流程

聚酯熔體→熔體輸送泵→過濾器→增壓泵→熔體冷卻器→熔體分配管→紡絲箱體→計量泵→紡絲組件→外環吹風→集束上油→預網絡器→導絲盤→卷繞成形→平衡→POY后加工

1.3.2 工藝條件

主要工藝參數如表1。

表1 主要工藝參數設定

2 結果與討論

2.1 噴絲板及組件工藝的選擇

2.1.1 噴絲板的設計

噴絲板的孔徑大小會直接影響單絲噴絲成形。如噴絲孔孔徑太大，會導致噴絲板拉伸倍數偏高，單絲容易斷裂；長徑比太小則會造成剪切速率太小，熔體在噴絲板邊上形成漫流，導致吐絲不穩定、容易斷頭。適當的增加長徑比，有利于熔體彈性松弛過程的完成，提高可紡性。高速紡的長徑比一般要大于2.0[1]，但太大的長徑比會使噴絲板的制造和清洗成本增加。噴絲板的長徑比對纖維物理指標和可紡性的影響見表2。 根據試驗情況，我們選擇了孔徑為0.15 mm，孔徑長度為0.5 mm(即長徑比≥3)的噴絲板，經過批量生產，證明可紡性良好。

因265 dtex/288 f規格POY噴絲孔數量特別多，孔間距相對較小，故噴絲孔的排列分布非常重要，既要保證冷卻風吹到每根單絲，讓內、外單絲均勻地冷卻，又要考慮風的走向，減少冷卻風在中心絲條處疊加形成共振而導致并絲。我們試用過菱形和環形兩種板，結果證明使用環形排列噴絲板生產的POY毛絲和飄絲較少，生產狀態穩定。

表2 噴絲板長徑比對纖維物理指標和可紡性的影響

注: 紡絲溫度293 ℃，風壓35 Pa。

2.1.2 組件組裝工藝

265 dtex/288 f POY的單絲纖度較小，在紡絲過程中如果有大于纖維直徑凝聚粒子等雜質存在,在拉伸時易產生毛絲或斷頭，故對組件的過濾精度要求高。我們選擇金屬砂作為組件中的過濾材料。因金屬砂的不定形多孔構造,使它具有高空隙率,增大了過濾面積，增強了對異物的過濾能力；另外，金屬砂具有尖銳的端緣，對不可過濾的膠狀凝聚粒子有分割作用，使這些凝聚粒子變小、變細，從而提高熔體的可紡性。為保證過濾精度，一般選用高目數的濾砂。

在計量泵的熔體吐出量一定的情況下，組件的初始壓力取決于組件的過濾層結構，主要靠調整金屬砂配比和過濾網組合來控制初始壓力。提高組件壓力，相當于熔體在組件內的瞬間溫度提高，從而改善熔體的均勻性和流變性，提高可紡性[2]；但取較高的初始壓力時，對組件的密封性要求較高，否則極易出現組件漏漿，還會導致組件的使用壽命縮短。實驗證明，壓力在15～18 MPa時，紡絲情況比較理想[3]。經調試，控制組件壓力17 MPa，生產狀態較好且組件周期比較合理。

2.2 熔體溫度

在紡細旦絲品種時，熔體中低聚物的存在會使紡絲狀態變差，飄絲、斷頭增多，還會使組件壓力上升快。而低聚物主要來自聚合反應中副反應產物及熔體輸送時的降解產物。考慮我廠熔體輸送管道較長，熔體的停留時間偏長，故熔體輸送的伴熱溫度及增壓泵后熔體冷卻器的溫度在紡細旦絲時相對常規絲要降低2～5 ℃。無油絲的黏度降控制在0.02 dL/g左右，紡絲狀態相對較好。

2.3 紡絲溫度

對于265 dtex/288 f規格POY，應適當提高紡絲溫度。一方面，較高的紡絲溫度可以降低熔體的表觀黏度，改善熔體在噴絲板微孔的流動性，使絲束冷卻變緩，紡絲張力降低，可紡性和后拉伸性能得到有效的改善；另一方面，還可以降低熔體通過微孔的彈性效應及出口膨脹效應，提高熔體的均勻性。但紡絲溫度太高又會加劇熔體降解，易產生毛絲，斷頭率和飄絲增加，且絲條易粘板。因為生產細旦絲時，熔體流量相對較小，在分配管內的停留時間會增加，容易發生降解反應。經調試，紡絲溫度控制在290～296 ℃，生產狀態比較好。

2.4 環吹風冷卻工藝的選擇

2.4.1 環吹風設備的選擇

生產265 dtex/288 f規格POY，單絲多且細，使用普通的側吹風生產存在以下不足：一是因為絲條多且密，側吹風穿透性差，很難保證各單絲的均勻冷卻；二是側吹風是從里往外吹，絲束外邊的風量不夠，絲束在高速運行時會在絲束周圍形成一個負壓場，把環境風吸進來，導致絲束振動大，容易并絲，生頭困難；三是側吹風的無風區比較短，且密封性不夠，會導致絲條冷卻過快，容易出現注頭絲、斷絲。Barmag公司提供的外環吹風裝置采用環形均勻吹風冷卻絲條，并設有完全密封的無風區，非常適合生產細旦高f數產品。我廠結合生產實際，對側吹風進行了環吹風改造，改用Barmag公司提供的外環吹風裝置對絲條進行冷卻。有效地解決了生產265 dtex/288 f規格POY時冷卻不勻、生頭操作難、生產斷頭多等問題。

2.4.2 環吹風壓的設定

使用環吹風裝置生產時，絲條受冷卻的區域比較窄，對風溫和風壓的要求比較苛刻。尤其是在生產265 dtex/288 f這種細旦高f數絲時，如風溫太高或風壓較小，容易導致中心單絲冷卻不足，絲束內外不勻；太低的風溫則會導致外圈單絲冷卻過快，還會降低噴絲板板面溫度；而較大的風壓則容易把外圈單絲往中心位置擠，導致并絲。經過調試，我們選擇風壓為28～35 Pa、風溫(23±3) ℃及濕度(70±10)%作為環吹風生產工藝時，飄絲和斷頭率較少，POY條干較理想。

2.5 集束高度的選擇

生產多孔細旦絲時，因絲條比表面積大，絲束的冷卻位置上移，紡絲張力變大。而太大的張力會導致斷絲增加，故一般要通過提高集束位置來減少紡絲張力，降低初生纖維的結晶度，同時集束位置的提高也可以減少絲條的晃動。但是，過高的集束位置，會使單絲間間距減少，容易產生并絲，導致飄絲或斷頭，POY條干值增大。通過試驗，在生產265 dtex/288 f規格POY時，集束位置取從噴絲板到上油嘴間距離為850～950 mm處，生產狀態和產品質量較好。

2.6 上油工藝的選擇

由于265 dtex/288 f 規格POY單絲根數多，為保證絲束內外單絲上油均勻，采用“一分二”的上油形式，在進油嘴前將絲束從中間分開兩半，分兩個油嘴上油，經過紡絲導絲鉤后再“合二為一”進行并絲。為了提高絲束的抱合性，減少POY毛絲，改善POY的后加工性能，適當提高絲束上油量，上油率控制在0.50%～0.62%，POY沒有毛絲，后加工退繞性能良好。

2.7 預網絡工藝的選擇

因為265 dtex/288 f規格POY單絲多且細，單絲非常脆弱，很容易產生毛絲。為了進一步提高集束性，在卷繞前增設了網絡器，給POY一定的預網，POY的預網絡度控制在10～15個/m。另外還對絲道進行了全面的檢查調整，對導絲器進行了清潔和檢查，對有磨損的導絲器進行更換，以減少毛絲的產生。因為f數高，POY的卷繞張力相對比較大，容易在卷繞過程中造成單絲斷裂形成毛絲，適當的降低導絲盤的欠喂率，控制卷繞張力在9.8～14.7 cN范圍，使POY的成形正常、毛絲少。

2.8 產品質量指標

265 dtex/288 f POY產品質量指標見表3。

表3 265 dtex/288 f POY物理指標

5 結 論

(1) 選擇合理的紡絲工藝改善了紡絲狀態：噴絲板長徑比≥3、組件壓力控制在17 MPa左右、紡絲溫度控制在290～296 ℃。

(2) 采用環吹風筒提高了POY冷卻均勻性。嚴格控制冷卻風條件保證了POY品質：風壓控制在28～35 Pa，風溫和濕度分別控制在(23±3)℃、(70±10)%。

(3) 適當的提高POY上油率和給POY加預網，減少了POY毛絲。

我廠通過改裝環吹風裝置和調整紡絲工藝，成功生產出外觀較好、物理指標正常的265 dtex/288 f POY，滿足了后加工需求，拓寬了品種結構，為企業創造了效益。

[1] 李允成，徐心華.滌綸長絲生產[M].第2版.中國紡織出版社，1995.

[2] 張青.降低細旦POY斷頭率的工藝措施探討[J].合成纖維工業,1996(3)：50-51.

[3] 王文科.微細旦POY生產技術的探討[J].合成纖維工業,1998(1)：40-42.