細(xì)旦多孔POY內(nèi)在質(zhì)量造成DTY染色不勻問(wèn)題的原因分析

胡 軍，王玉明，丁瑞林

(1.浙江寧波華星化纖，浙江慈溪 315331;2.浙江慈溪三泰化纖，浙江慈溪 315331;3.浙江新風(fēng)鳴集團(tuán)中馳化纖，浙江桐鄉(xiāng) 314500)

細(xì)旦多孔POY內(nèi)在質(zhì)量造成DTY染色不勻問(wèn)題的原因分析

胡 軍1，王玉明2，丁瑞林3

(1.浙江寧波華星化纖，浙江慈溪 315331;2.浙江慈溪三泰化纖，浙江慈溪 315331;3.浙江新風(fēng)鳴集團(tuán)中馳化纖，浙江桐鄉(xiāng) 314500)

在熔體直紡工藝路線上，利用巴馬格公司設(shè)計(jì)的DIO組件、EVO環(huán)吹風(fēng)冷卻裝置、WINGS卷繞頭生產(chǎn)出75 D/144 F細(xì)旦多孔滌綸POY，然后在FK6V-1000型加彈機(jī)上加工成DTY，做到了產(chǎn)能效益最大化，但是因POY內(nèi)在質(zhì)量對(duì)DTY的染色產(chǎn)生了影響，又制約了DTY質(zhì)量的提升。重點(diǎn)討論了聚酯PET物性指標(biāo)控制、熔體溫度控制、POY條干、POY含油均勻性和POY內(nèi)應(yīng)力對(duì)DTY染色的影響，實(shí)踐表明:保持熔體中DEG含量穩(wěn)定、改善熔體紡絲流動(dòng)的均勻性、降低含油率和條干CV值、及時(shí)處理POY熱拉伸應(yīng)力的異常，最終能有效地降低DTY染色中條紋絲和深淺色的降等，使DTY的M率達(dá)到98%以上。

DIO組件 條干 熱應(yīng)力 上油率(OPU)

2007年江蘇吳江一大型熔體直紡企業(yè)0.4 Mt滌綸長(zhǎng)絲全部采用巴馬格環(huán)吹風(fēng)生產(chǎn)超細(xì)纖維成功后，各個(gè)有實(shí)力的紡絲企業(yè)紛紛上馬長(zhǎng)絲環(huán)吹項(xiàng)目，市場(chǎng)上超細(xì)長(zhǎng)絲的競(jìng)爭(zhēng)就愈發(fā)激烈。而筆者所在公司在巴馬格環(huán)吹風(fēng)基礎(chǔ)上又采用巴馬格公司提供的DIO組件和WINGS卷繞頭生產(chǎn)細(xì)旦長(zhǎng)絲，降低了能耗、提高了產(chǎn)量和質(zhì)量。但是初期的POY加工成DTY后染色降等多，DTY的M率只有88%左右，主要是條紋絲和深淺色降等，其中條紋絲降等占40%，深淺色占50%。筆者從影響DTY的POY內(nèi)在質(zhì)量分析，分別對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)排除，終于將DTY的M率提到98%以上。

1 主要生產(chǎn)設(shè)備

1.1 主生產(chǎn)設(shè)備

Barmag公司提供的SP8型紡絲箱體(2個(gè)位/箱體);

DIO雙通道組件;

EVO環(huán)吹風(fēng)裝置;

一進(jìn)十出的GH18XL-11G-500Z型計(jì)量泵;

油劑泵(一進(jìn)二十出);

網(wǎng)絡(luò)器;

WINGS40T-1500/10高速卷繞頭。

1.2 副生產(chǎn)設(shè)備

日本島津增壓泵，SBJ7200Ll型;

熔體冷卻器A-EOI 32-49type BEM，美國(guó)產(chǎn);

熔體輸送管道;

靜態(tài)混合器。

1.3 測(cè)試儀器

YG086縷紗測(cè)長(zhǎng)儀，常州紡織器材廠;

YG023B-Ⅱ型自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)，常州紡織器材廠;

UT-5型條干儀;

MQ20核磁共振含油測(cè)量?jī)x;

HDK應(yīng)力儀，奧地利蘭精公司。

2 生產(chǎn)條件

2.1 原料指標(biāo)

筆者公司熔體質(zhì)量指標(biāo)如表1所示。

表1 公司熔體質(zhì)量指標(biāo)

2.2 工藝流程

PET熔體→熔體泵→過(guò)濾器→增壓泵→冷卻器→靜態(tài)混合器→熔體分配閥→紡絲箱體→計(jì)量泵→紡絲DIO組件→EVO環(huán)吹冷卻→上油→GR1導(dǎo)盤(pán)→網(wǎng)絡(luò)→GR2導(dǎo)盤(pán)→WINGS卷繞→假捻成DTY。

2.3 原始工藝參數(shù)

噴絲板規(guī)格，外徑?104 mm，噴絲孔長(zhǎng)徑?0.16 mm ×0.48 mm，孔數(shù):144×2;

風(fēng)筒規(guī)格，?104 mm×165 mm;

熔體冷卻器出口溫度，280℃;

紡絲箱體溫度，289℃;

紡絲速度，2 700 m/min;

紡絲風(fēng)量，25 Pa;

油架高度，700 mm;

POY 強(qiáng)度，2.5 cN/dtex;伸長(zhǎng)，135%;OPU，0.5%;HDK，80 cN。

3 結(jié)果與討論

3.1 聚酯熔體質(zhì)量

聚酯熔體中DEG含量的多少?zèng)Q定染色的深淺程度，各個(gè)廠家的DEG含量中心值控制各不相同，關(guān)鍵是DEG含量的均勻性，熔體中DEG含量變化越小，其波動(dòng)范圍越窄，染色越均勻。生產(chǎn)中將DEG控制范圍由(±0.1)%縮小到(±0.03)%后，染色中深淺色明顯減少，深淺色降等比例由50%減少到30%。聚酯部門(mén)對(duì)熔體DEG含量的檢測(cè)由每天2次改為每天3次，減少熔體指標(biāo)的波動(dòng)。

3.2 熔體輸送溫度和紡絲溫度

熔體冷卻器出口溫度和到達(dá)紡絲交接點(diǎn)之前的管道中熔體溫度由大小熱媒循環(huán)泵中熱媒溫度和流量控制。調(diào)整前，采用較低的熔體輸送溫度，經(jīng)過(guò)增壓泵增壓后，熔體溫度由284℃上升到293℃，高溫的熔體通過(guò)冷卻器時(shí)因熱交換溫度又降低到280℃。由于采用較低的熔體輸送溫度，熔體在輸送中沿管壁和中心的粘度差異變大，熔體的內(nèi)在質(zhì)量如強(qiáng)伸、熱應(yīng)力就不勻，后加工張力也不勻，深淺色會(huì)更多，紡絲斷頭也多。將小循環(huán)熱媒溫度由268℃提到272℃，大循環(huán)溫度由273℃提高到278℃，熔體到達(dá)交接點(diǎn)時(shí)溫度達(dá)到286℃，POY強(qiáng)伸度同時(shí)偏低的錠位減少，強(qiáng)度和伸長(zhǎng)同時(shí)變大，強(qiáng)伸不勻率整體變小，DTY染色中深淺色降等進(jìn)一步減少。

在單板生產(chǎn)75 D/144 F的POY時(shí)，噴絲板直徑一般在85～88 mm之間，而且一塊板只有144孔，但是生產(chǎn)中用的大直徑104 mm的噴絲板，孔數(shù)為288孔(一分二雙通道組件)，箱體溫度必然比單板生產(chǎn)75 D/144 F時(shí)要高，單板生產(chǎn)75 D/144 F時(shí)箱體溫度只有289～290℃即可滿足。表2是工藝試驗(yàn)紡絲溫度生產(chǎn)狀況的統(tǒng)計(jì)。

表2 工藝試驗(yàn)紡絲溫度生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后，將箱體溫度由289℃調(diào)到293℃后紡絲注頭飄絲減少，從無(wú)油絲粘度數(shù)據(jù)對(duì)比表明熔體粘度下降，進(jìn)一步說(shuō)明適當(dāng)提高紡絲溫度既有利于提高熔體的均勻性，又可改善細(xì)旦多孔POY的可紡性。其原理同熔體輸送溫度一樣，但是溫度進(jìn)一步提高，熔體降解產(chǎn)生，絲餅發(fā)黃和紡絲飄絲出現(xiàn)。

3.3 POY 條干

條干CV值超過(guò)1.6%的常規(guī)產(chǎn)品后加工張力周期波動(dòng)較大，染色條紋絲多［1］。超細(xì)旦POY要注重條干CV值和半抑制值，冷卻條件不合適會(huì)造成條干半抑制值偏大，表3是油架和風(fēng)量對(duì)條干的影響試驗(yàn)結(jié)果。

表3 油架高度和風(fēng)量對(duì)條干的影響試驗(yàn)結(jié)果

從以上試驗(yàn)結(jié)果看出:隨著油架距噴絲板面距離的增大和冷卻風(fēng)壓提高，絲條冷卻效果變好，條干值變小。油架高度過(guò)高，絲條在上油嘴處溫度達(dá)到60℃以上，絲條固化之前就上油，絲條拉伸粘度反而降低，紡絲張力雖然降低，但是絲條取向結(jié)構(gòu)不均勻，反而條干不勻。冷卻風(fēng)量偏小，冷卻不下來(lái)的絲條形變?nèi)∠虿怀浞郑z條整體晃動(dòng)大，絲條之間冷卻程度不一致，又產(chǎn)生皮芯層結(jié)構(gòu)［2］。但是風(fēng)量進(jìn)一步提高會(huì)產(chǎn)生拉伸粘度增大，纖維內(nèi)部產(chǎn)生“空洞”，條干值也增大。快速冷卻使紡絲毛絲、注頭、飄絲顯著增加。綜合出絲溫度、紡絲孔數(shù)、風(fēng)筒有效出風(fēng)面積等因素，將油架位置距離噴絲板面800 mm，風(fēng)量提到40 Pa時(shí)條干最小，條紋絲也最少。

3.4 POY含油率及均勻性

POY上油率與所紡品種有關(guān)，圓孔多孔細(xì)旦絲POY上油率一般控制在0.4%～0.5%之間。考慮到較高的含油率對(duì)后加工一熱箱造成結(jié)焦和白粉較多的問(wèn)題，POY含油率由0.5%下調(diào)到0.4%以下，結(jié)果DTY深色降等比率由30%降到15%，同時(shí)DTY機(jī)臺(tái)周期保養(yǎng)時(shí)間由1個(gè)月延長(zhǎng)到2個(gè)月。但POY含油率下調(diào)并不能完全避免DTY深淺色降等，如果POY含油率過(guò)低，將導(dǎo)致DTY加工張力偏低，染色偏淺，POY含油率宜控制在0.35%～0.4%之間。

在適當(dāng)降低POY含油率的同時(shí)，提高POY上油均勻性更是關(guān)鍵，上油不勻?qū)е录徑z張力不勻和加彈張力不勻。巴馬格提供的上油嘴3560是一孔一槽，生產(chǎn)中要保證絲條在油嘴中分布均勻，同時(shí)絲條不能有大的抖動(dòng)，保持一定的包角，絲條上油后在GR1與GR2之間的網(wǎng)絡(luò)器中進(jìn)一步充分混合均勻，以保證上油的均勻性［3］。

3.5 POY熱應(yīng)力均勻性

對(duì)POY進(jìn)行熱拉伸應(yīng)力測(cè)試可以模擬DTY加工過(guò)程中張力變化情況，在170℃、DR 1.7條件下，POY拉伸應(yīng)力CV值越小越好，一般要求同一批POY絲應(yīng)力CV在3%以內(nèi)。對(duì)DTY染色偏深的POY錠位進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值比中心值偏大20 cN以上，CV值在5%以上，伸度偏低，對(duì)該紡位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在環(huán)吹風(fēng)箱密封墊密封不嚴(yán)問(wèn)題，造成冷卻氣流向板面方向流動(dòng)，對(duì)絲條提前冷卻，故POY內(nèi)應(yīng)力偏高。對(duì)修板后的第一落POY絲餅對(duì)應(yīng)的3落DTY絲餅進(jìn)行染色對(duì)比，發(fā)現(xiàn)POY底層絲餅對(duì)應(yīng)的DTY染色也存在偏深問(wèn)題，這是由于修板時(shí)紡絲板面暴露在空氣中造成板面溫度下降，故對(duì)應(yīng)的底層絲內(nèi)應(yīng)力偏大，后加工張力偏高造成。為了嚴(yán)格產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)紡絲修板出臺(tái)時(shí)間控制、對(duì)換組件、停計(jì)量泵后的第一落絲切小卷處理。在采取以上一系列措施后，DTY染色深淺色降等比率為5%以下。POY調(diào)整后的物理指標(biāo)如表4所示。

表4 POY調(diào)整后的物理指標(biāo)

3.6 POY-DTY 工藝匹配

表5 調(diào)整后的DTY的物理指標(biāo)

4 結(jié)論

a)嚴(yán)格控制PET熔體中DEG含量波動(dòng)，提高熔體輸送溫度和紡絲溫度，DTY染色深淺色減少。

b)通過(guò)調(diào)整冷卻上油條件，降低POY條干值，DTY染色條紋色大幅減少。

c)將POY含油率降低到0.4%以下，保證上油均勻，后加工中無(wú)熱箱結(jié)焦和白粉現(xiàn)象，DTY深淺色減少。

d)POY熱應(yīng)力異常錠位及時(shí)處理，制定合理的POY操作技術(shù)要求，匹配好POY-DTY工藝，可得到染色均勻的DTY。

［1］徐新華，李允成.滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)［M］.北京:中國(guó)紡織工藝出版.

［2］董紀(jì)震，孫桐，古大治.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)［M］.北京:中國(guó)紡織工業(yè)出版社.

［3］張尚垛，沈建倫，等.用DIO組件紡滌綸長(zhǎng)絲的研發(fā)［J］.聚酯工業(yè)，2011，6.

［4］謝青竹.PBT-POY 生產(chǎn)工藝探討［J］.聚酯工業(yè)，2011，6.

Analysis of DTY uneven dyeing caused by inner quality problem of Fine denier porous POY

Hu Jun1，Wang Yuming2，Ding Ruilin3
(1.Ningbo huaxing chemical fiber Co.，Ltd.，Cixi Zhejiang 315311，China;2.Cixi Santai Chemical Fiber Co.，Ltd.，Cixi Zhejiang 315331，China;3.Zhejiang Xinfengming Chemical Fiber Co.，Ltd.，Tongxiang Zhejiang 314500，China)

First 75 D/144 F fine denier porous polyester POY was produced by the direct melt spinning process with blowback cooling device DIO ring and WINGS winding designed by BARMAG company and then drawn textured into DTY with FK6V-1000 machine.But the inherent quality of POY debase the quality of DTY such as dyeing problem.This paper discusses the effect of the polyester PET property index，melt temperature，Article POY dry，POY oil uniformity and the internal stress of POY on DTY dyeing.The result shows that the stable DEG content in melt，the nicer uniformity of flow melt spinning，lower oil rate and CV value can effectively reduce the imperfect dyeing yarn and make DTY M rate above 98%.

DIO components;line thermal;stress;OPU

TQ342.2

B

1006-334X(2012)02-0048-03

2012-04-09

胡軍(1976-)，河南漯河人，助理工程師，主要從事滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)管理工作。