滌綸直紡超細旦88 dtex／288 f POY的開發

劉麗娜，唐安俊，儲飛，張頜

（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇吳江 215228）

滌綸直紡超細旦88 dtex／288 f POY的開發

劉麗娜1，唐安俊1，儲飛1，張頜1

（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇吳江 215228）

采用熔體直紡及環吹冷卻開發了88 dtex／288 f超細旦滌綸預取向絲。結果表明：紡制88 dtex／288 f品種時，組件壓力在14～20 MPa，紡絲溫度在292～305℃，合股位置選擇第一導絲盤前，紡速在2 200～2 600 m／min，生產穩定，產品滿足客戶要求。

超細旦；環冷加熱器；熔體直紡

隨著國內PET長絲生產規模的不斷擴大，市場的不斷飽和，常規紡絲已經不能保證企業強大的競爭力。只有不斷開發出高品質、高附加值的品種才能不被市場淘汰。

超細纖維是指單絲線密度在0.3～0.5 dtex間的長絲。它是近年來化纖市場上得以迅速發展的一種差別化纖維，也是一種高品質、高性能、高技術含量、高附加值的新產品，是化學纖維向高技術、高仿真化方向發展的新合纖的典型代表。超細旦纖維的單絲纖度比常規品種低得多，這就賦予它很多優異的功能，如吸濕、透氣、豐滿、富有彈性、飄逸感等性能，其應用前景十分廣闊，使得超細纖維成為企業開發的新領域[1]。

本文以生產88 dtex／288 f POY為例，討論了熔體直紡超細旦POY生產中的工藝條件和影響因素。

1 實驗

1.1 原料

本廠所用PET熔體來自江蘇盛虹科技聚酯部，采用以PTA和EG原料和美國杜邦公司五釜連續縮聚工藝流程生產的聚酯熔體，主要指標如表1所示。

表1 原料主要指標

1.2 主要設備及測試儀器

1.2.1 主要設備

德國巴馬格公司的全流程紡絲卷繞設備：包括SP8X紡絲箱體、計量泵（規格0.6×10）、油劑泵（0.05×10）、EVO環吹裝置、ACW4T-1500／10高速卷繞機等。

1.2.2 測試儀器

YG023B單紗強力機，常州紡織儀器廠；

UT-5條干均勻度儀，瑞士Uster公司；

MQ-20C纖維含油率分析儀，德國Bruker公司；

YG86C縷紗測長儀，常州紡織儀器廠；

PL403電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；

HDK儀，上海圣杰儀器有限公司。

1.3 工藝流程[2]

采用44 dtex／144 f合股生產88 dtex／288 f POY。

流程如下：

熔體直紡PET→熔體過濾器→增壓泵→熱交換器→靜態混合器→紡絲箱體→計量泵→組件→輔助加熱器→環吹冷卻→集束上油→甬道→GR1→網絡器→GR2→卷繞頭→POY

1.4 工藝參數

工藝參數見表2。

表2 工藝參數

2 結果與討論

2.1 噴絲板的孔徑×孔長選擇

組件是紡絲的關鍵部分，而噴絲板的選型更是關鍵中的核心部分?？紤]到超細旦纖維的熔體供給量很小，要想獲得較高的組件壓力，除了填充較細的金屬砂，噴絲板的背壓也是考慮的重要因素[3]。根據實驗，對表3中三種噴絲板進行對比。

表3 噴絲板對比

以上三種規格噴絲板分別上機實驗發現:

（1）我廠組件密封采用熔體壓力密封，若板面背壓過低，極易導致組件密封失效產生漏漿，使用孔徑為0.12 mm×0.3 mm噴絲板組件漏漿嚴重，而且剪切速率過小熔體混煉效果不夠導致熔體均勻性差，紡絲時出現嚴重注頭絲，紡絲無法連續進行；同時單絲線密度極小而噴頭拉伸過大，單絲斷裂嚴重，絲餅外觀嚴重毛絲。

水庫蓄水分為初期下閘蓄水和運行期蓄水兩類。對于大型水庫的初期蓄水，雖然是一次性的蓄水，但蓄到設計水位，蓄水量仍然很大，如果也放在汛后蓄水，會與已建水庫蓄水產生疊加影響，所以新建大型水庫蓄水必須全流域統籌考慮，要參與流域水庫蓄水統一管理。建議對于大（1）型的水庫，或者蓄水量超過壩址9—10月兩個月徑流量50%的水庫，分年度逐步蓄水，一般不安排在一個枯季蓄滿水庫。這樣不僅可以減輕蓄水的影響，也可以給出時間檢驗大壩結構和庫岸穩定等安全問題。

（2）選擇孔徑為0.1 mm的噴絲板，組件壓力穩定，觀察板面出絲情況未發現明顯出絲不暢，基本可以達到連續紡絲要求，同時采用孔長為0.25 mm較0.2 mm能進一步減小熔體出口膨大效應，利于紡絲，故生產88 dtex／288 f采用0.1 mm×0.25 mm的板較為合適。

2.2 噴絲板排列方式

我廠冷卻方式分側吹和外環吹，側吹風工藝條件下噴絲板多以菱形排列居多，環吹風則以同心圓分布為佳。特別是細旦多孔絲對冷卻均勻性要求很高采用外環吹能達到這一要求，另外隨孔數增多，尤其是144 f及以上的噴絲板孔間距越來越小，如果采用菱形分布則會對風向造成影響，嚴重時會導致絲條劇烈碰撞。故此生產88 dtex／288 f POY采用外環吹能有效減少因側吹風面積過大造成的風能浪費，同時又能保證風向一致，噴絲板配合采用6圈8孔圓形排列分布方式能保證冷卻條件的均勻一致，同時生產穩定性也更好。

2.3 紡絲溫度和輔助加熱器溫度的設定

紡絲溫度的選擇非常重要。箱體溫度低則板面的溫度低，容易導致噴絲板出絲不暢，產生注頭絲。對于超細旦品種，為保證生產中熔體良好的流動性，溫度較正常紡絲稍高些，但溫度較高，則會降解嚴重，噴絲板面彎頭較多，難以清潔，更容易出現飄絲斷頭。結合實驗情況，本次實驗紡絲箱體溫度保證在292～305℃時生產比較穩定。

根據幾次實驗結果來看，由于超細紡絲的泵供量小，熔體絲束單位時間內帶出來的熱量較少，造成了噴絲板面溫度差異較大，如果在板面溫度很不均勻的情況下進行生產，我們將會看到，噴絲孔出現斷斷續續的隱形注頭，毫無規律，無法生產。此次試驗我們增加了一套輔助加熱器（即緩冷加熱裝置），在噴絲板下方形成了約30 mm高度的保溫層，這一措施既能保證了板面溫度的均勻性，又能減緩了初生絲條的冷卻速度，起到緩冷的作用。經過試驗發現，輔助加熱器的溫度要略高于箱體溫度10～ 20℃時候，生產效果比較好。

由于超細纖維絲束的單絲線密度較常規品種小，比表面積大，使得絲束的冷卻速度比常規品種要快，風溫降低或是無風區高度縮短以加快絲條的冷卻速度，減少皮芯結構形成，經過試驗發現風溫為20～25℃；無風區高度在40～75 mm較為合理。另外采用側吹風冷卻時靠近風網一側冷卻快而外側絲束冷卻慢導致絲條冷卻均勻性差，條干CV%偏大嚴重，故試驗中采用外環吹配合噴絲板圓形排列可保證各個方向的絲束的冷卻速度一致，冷卻均勻性更佳，可以有效減少內外層的差異。

由于絲束冷卻速率上升，凝固點上移，使得紡絲張力上升，直接導致取向和結晶度的上升，使得絲束晃動嚴重，容易斷頭。所以要提高集束位置，減小紡絲張力,試驗發現油架高度在500～600 mm左右比較合適。

2.5 合股位置的選擇

在合股絲生產中，合股位置的選擇也非常重要。它不僅影響絲路的好壞，還對POY的外觀有影響。在試驗中對絲束在GR1之前合股，不僅生頭方便，還可以提高絲束在導絲盤上的穩定性。同時卷繞導絲鉤處由常規的1.3.5.7.9合股改為3.4.5.6.7合股，減少了錠位間的張力差異，同時根據絲束粗細及生產情況，將網絡器壓縮空氣大小調整在0.5～1.2 bar，有效地改善了POY的毛絲情況。

2.6 紡速的選擇

紡制單絲纖度低的品種紡速不宜太高。根據謝皮斯基的內聚能破裂機理可知，最大拉絲長度與熔體擠出速度成正比，即單絲纖度下降時，最大拉絲長度成減小趨勢，容易出現單絲斷裂[3]。這就需要通過降低紡速來減少紡絲張力，同時可以減少噴絲頭拉伸比。試驗發現紡絲速度在2 200～2 600 m／min能正常紡絲。

2.7 產品物性指標

按上述工藝生產的產品性能指標見表4。

表4 產品物性指標

3 結論

（1）紡制超細纖維需要較高的組件壓力，除了砂配外，噴絲板背壓也要考慮。

（2）紡絲溫度宜控制在292～305℃并配上輔助加熱器可以有效減少注頭。

（3)紡速不宜過高。在2 200～2 600 m／min內可以減少紡絲張力，使生產穩定。

[1]李秀賓.滌綸超細纖維高速紡絲拉伸卷繞設備及技術[J].合成纖維，2001（5）：43-45.

[2]徐心華，李允成.滌綸長絲生產[M].北京：中國紡織出版社，1995.

[3]謝皮斯基.纖維成形原理[M].北京：中國紡織出版社，1983.

DEVELOPMENT OF MELT DIRECT SPINNING SUPERFINE 88 DTEX／288 F POY

LIU Li-na,TANG An-jun,CHU Fei，ZHANG He
(Jiangsu Shenghong Chemical Fiber Co.,Ltd.,Wujiang 215228,China)

The superfine denier 88 dtex／288 f POY was developed by melt direct spinning and circular inner quench.The results showed that during the spinning of 88 dtex／288 f POY,spin pack pressure was 14 -20 MPa,spinning temperature at 292-305℃,spinning speed in 2200-2600 m／min,and the threads were gathered up side of GR1.The production was stable and the products can meet the customer requirement.

superfine denier;quench stage heater;melt direct spinning

TQ342.21

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2013.03.002

1672-500X(2013)03-0005-03

2013-07-23

劉麗娜（1982-）女，河南周口人，工程師，主要從事化纖生產和管理工作。