錦綸6黑絲70 D/24 f POY、DTY的生產工藝探討

姜軍

摘要：錦綸6 POY、DTY黑絲是目前很多錦綸生產商產品系列中的一種。本文以錦綸6黑絲70 D/24 f POY與DTY為例，通過生產實踐探討了如何進行原料和設備的選擇以及生產工藝等的優化。

關鍵詞：錦綸6；母粒；預取向絲；加捻變形絲

中圖分類號：TQ342+.11 文獻標志碼：B

Study on Spinning Process of 70 D/24 f PA6 POY and DTY

Abstract： Dope-dyed black PA6 POY and DTY are common products for many PA6 fiber manufacturers. Take 70 D/24 f POY and DTY as examples， this paper discussed how to choose raw materials， machinery and spinning process for producing dope-dyed black PA6 POY and DTY.

Key words： PA6 fiber； masterbatch； POY； DTY

近10年來滌綸通過添加色母粒生產色絲的開發應用已經相當細化，有的生產企業已有超過2 000個顏色系列。而錦綸染色性較好，且錦綸母粒價格昂貴，因此對色絲產品的開發并不很多。不過近年來，在投產的很多錦綸生產線中，黑色的POY、DTY都是非常重要的匹配產品。本文就以錦綸6黑絲70 D/24 f POY與DTY的生產為例對此進行探討。

1 生產工藝及產品性能

1.1 工藝流程

切片、烘干母粒→螺桿→箱體→組件→單體抽吸→側吹風→油嘴→導絲器→預網絡→導絲盤1→導絲盤2→卷繞機→加彈機。

1.2 生產設備

（1）紡絲設備：北京中麗制機工程技術有限公司；（2）母粒干燥與添加系統：自制；（3）油嘴、網絡器、導絲器：日本湯淺低摩擦系列；（4）計量泵、油劑泵：英國斯奈克1.8 、0.08 mL/r（出口流量）；（5）導絲盤：北京中麗制機工程技術有限公司；（6）卷繞機：北京中麗制機工程技術有限公司；（7）加彈機：北京中麗制機工程技術有限公司。

1.3 原料

使用臺灣力鵬的聚酰胺 6 切片，其特性如表 1 所示。

選用彩燕NFC39黑母粒，此母粒已經長期使用，每批和批次間品質穩定，其特性如表 2 所示。

選用滲透性好、油膜強度高的油劑，本研究使用竹本F-582型油劑。

2 原料及工藝探討

2.1 原料性質

己內酰胺通過開環、加聚、縮聚反應過程得到錦綸6。己內酰胺聚合為平衡反應，存在下列平衡關系：單體（或低聚物）←→聚酰胺。經過萃取、干燥工序加工，得到用于紡絲生產的切片，但仍然有0.5%左右的單體或低聚物存在。

由于錦綸6特性，高溫260 ～ 280 ℃下，反應平衡向左移動，熔體中單體析出，會對紡絲產生不利影響。因此在POY生產中必須要控制好紡絲溫度，注意螺桿選用，箱體、組件、噴絲板設計，以及單體抽吸效果和冷卻效果等，對紡絲、卷繞條件等加以合理控制，以獲得良好的紡絲效果。

母粒方面，一般采用錦綸6優質切片研磨后與色粉混合重新造粒得到。母粒由于載體為聚酰胺，存放過程中很容易吸收外界水分，因此加入螺桿前必須進行干燥處理。

2.2 工藝討論

2.2.1 POY生產工藝探討

錦綸6黑絲多用于織造高檔織物，由于色母粒的添加會給紡絲帶來很大的困難，因此錦綸6黑絲對生產工藝的要求很高。單就POY生產來看，下列因素至關重要。

（1）色母粒選擇

生產70 D/24 f半消光絲非常常規，可紡性好，可紡工藝范圍較寬。但加入了黑色母粒以后，對工藝要求很高。

首先，必須選擇高品質色母粒。好的色母粒載體選擇好，相對黏度、熔點等與紡絲切片相差不大，這樣熔體基本穩定，色母粒與熔體混合均勻，不易在紡絲時產生飄絲、毛絲、圈絲等問題。品質不佳的色母粒，造粒工藝控制差，這樣在紡絲過程中會產生大量的飄絲、毛絲和圈絲，導致無法進行正常的紡絲生產，同時容易出現色差問題。

本研究選擇市場口碑較好的彩燕NFC39黑母粒，呈黑偏藍光，有非常出色的黑度。一般添加量在3%左右時就完全可以滿足下游用戶的需求。

色母粒加入螺桿前需要經過干燥處理，使其含水率控制在700 mg/kg下。干燥一般控制在100 ℃下 2 ～ 4 h，設計是氮氣干燥，但實際生產中考慮成本等原因，多為空氣干燥，所以溫度不能太高。

（2）噴絲板

根據錦綸6長絲的生產特性，POY生產的噴頭拉伸比控制在130 ～ 260倍，剪切速率應控制在8 000 ～ 20 000 s-1，組件背壓控制在110 ～ 150 MPa之間。這樣生產穩定，毛絲、圈絲相對很較少，同時噴絲板孔容易清理。紡制黑絲微孔摩擦嚴重，噴頭拉伸比應偏上限控制在180 ～ 200為最佳。錦綸6黑絲70 D/24 f生產中一般選擇微孔，Φ0.3×0.9×24 f，生產效果好。

（3）紡絲組件

紡黑絲時，由于有雜質色粉加入，因此紡絲組件的壽命會明顯降低，當添加比例為3%時，一般組件的壽命只有 7 ～15天。這是由于組件濾網一般使用10 ～ 20 μm的金屬非織造布，隨著大顆粒色粉雜質堆積，當非織造布堵塞達到一定程度時，組件壓力會突然大幅增高，導致組件無法使用。

紡黑絲，組件裝配起始壓力一般選擇在12 MPa左右，不要超過150 MPa，這樣組件壽命可以相對延長。

（4）紡絲溫度和速度

紡錦綸6黑絲，根據使用的切片和色母粒不同，紡絲溫度一般選擇在260 ～ 270 ℃之間，紡絲速度選擇在4 300 m/ min左右。由于顏料色粉的加入，以及載體聚酰胺的性質有別于原料切片，紡絲溫度相應地也要進行調整。使用彩燕NFC39色母粒，在實際生產中的紡絲溫度要略高于純錦綸6切片，這樣可以減少毛絲和圈絲。這主要是由于此母粒所選用載體的黏度偏高，稍高些的紡絲溫度就能很好地增加熔體混合物的流動性能，適當降低分子間的結晶度，減少毛絲，且有利于熔體中的各成分混合更加均勻，減少圈絲，而熔體溫度的提高也可使熔體流動性變好，從而使可紡性得到改善。

本研究中螺桿 1 ～ 5 區的溫度分別為272、270、268、267和266 ℃。箱體溫度為266 ℃。而未加色母粒時紡制同樣規格的70 D/24 f半消光絲時則應使用較低的紡絲溫度，螺桿 1 ～ 5 區的溫度可分別選擇為258、260、263、262、261和261 ℃。箱體溫度則采用262 ℃。

因此，使用不同的切片和色母粒，根據切片和色母粒的特性，選擇相應的紡絲溫度，才能取得好的紡絲效果。表 8為本研究中選擇的紡絲溫度。

（5）側吹風

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于色粉的加入，熔體細流出噴絲板后產生大量靜電，嚴重影響了絲束的抱合性，產生毛圈絲，影響可紡性。因此側吹風的溫濕度必須進行嚴格控制，濕度應控制在80%以上，溫度為18 ℃。其中濕度尤為重要，否則靜電過大，將嚴重影響正常紡絲。

（6）紡絲上油

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于黑絲本身抱合性較差，靜電較大，因此油劑必須選擇擴散性好、抗靜電好的油劑，以提高可紡性，減少毛絲和圈絲。現在一般選擇性能較好的來自德國、日本、韓國等地的進口油劑。

紡錦綸6黑絲，油嘴更易磨損，因此應選用質量較好的耐磨油嘴，目前選用較多的產品多來自德國、日本和韓國。紡錦綸6黑絲，由于加入了色粉，結晶度升高，紡絲張力T1較大，因此上油集束位置應稍微抬高。紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，油嘴集束位置一般為1 200 ～ 1 300 mm，略高于紡相同規格的半消光絲。這樣可使絲束穩定，條干不勻率小。

（7）卷繞

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的全自動卷繞機，此卷繞機采用精密卷繞控制方式，無疊絲現象，卷繞和退卷張力穩定，DTY加工容易，POY絲退卷率可達到90%以上。

（8）導絲部件的粉塵、靜電清理

紡絲過程中，絲束中及絲束表面會產生大量黑色的低聚物粉塵，并集聚大量靜電，當積聚到一定量時會給生產帶來負面影響，引起毛絲、圈絲增多，造成絲束抱合性差，斷頭增加，加彈退繞困難等。因此，紡絲過程中的導絲部件，包括油嘴、導絲鉤、預網絡器、兔子頭等要建立定期清理機制，1 ～ 3 天停位清理一次，這樣有利于提高產品質量。

2.2.2 DTY生產工藝探討

錦綸6黑絲DTY是通過加彈機使POY進行大分子鏈重排的假捻變形絲，其結晶和取向均得到加強，絲的強度更高，形態穩定，可直接用于織造，用途廣泛。由于加入了色母粒，POY絲的伸長明顯加大，假捻過程中有明顯的有色低聚物析出，因此錦綸6黑絲DTY的加工要在以下幾個方面控制好。

（1）加彈速度

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的加彈機，其機械速度為1 000 m/min，實際生產中選擇700 ～ 800 m/min。速度提高，絲束假捻張力會相應升高，絲與摩擦盤的接觸壓力、卷曲穩定率和卷縮率都會升高，但未解捻絲也會增多，使毛絲斷頭增加，纖維蓬松性變差，因此加彈速度不應過高。

（2）拉伸比

由于加入了色母粒，錦綸6黑絲POY的伸長明顯變大，所以拉伸比要相應加大，否則假捻張力太小，絲束變形不穩定，容易出現緊點和僵絲，但也不能太大，否則假捻張力過高，影響絲束位移，卷曲收縮率也會明顯下降，卷曲穩定性明顯上升，從而影響絲的彈性和蓬松性。本研究在生產實踐后證明，拉伸比為1.25時生產狀況最好（表 9）。

（3）D/Y

D/Y比升高，絲的捻度就會增大，使卷曲收縮率增大，卷曲穩定率下降，但也不能過大，否則絲條打滑，緊點增多。色絲生產中由于低聚物粉塵多，打滑相應明顯，因此D/Y比不能過高，實踐證明取1.9時效果最好。

（4）粉塵及靜電處理

錦綸6黑絲在加彈過程中由于絲束高速摩擦，會產生大量黑色低聚物粉塵，集聚大量靜電，當積聚到一定量時就會給生產帶來負面影響，導致絲條跳動加劇，斷頭、毛絲、僵絲增多。因此加彈機的導絲器、熱板和摩擦盤等接觸絲的部件需定期進行徹底清理。

（1）紡錦綸黑絲POY，組件裝配起始壓力一般選擇在12 MPa左右，不要超過150 MPa；

（2）錦綸6黑絲70 D/24 f POY在生產中一般選擇微孔，Φ0.3×0.9×24 f為宜，且紡絲溫度要略高于同規格的半消光絲；

（3）在錦綸6黑絲70 D/24 f DTY的生產中，拉伸比選1.25為宜，D/Y取1.9效果較好；

（4）在錦綸6黑絲POY和DTY的生產過程中必須及時清理粉塵并消除靜電，以保障生產順利進行。

參考文獻

[1] 王朝生. 尼龍6聚合體系中的酰胺交換反應理論及應用[D]. 上海：東華大學，2001.

（4）紡絲溫度和速度

紡錦綸6黑絲，根據使用的切片和色母粒不同，紡絲溫度一般選擇在260 ～ 270 ℃之間，紡絲速度選擇在4 300 m/ min左右。由于顏料色粉的加入，以及載體聚酰胺的性質有別于原料切片，紡絲溫度相應地也要進行調整。使用彩燕NFC39色母粒，在實際生產中的紡絲溫度要略高于純錦綸6切片，這樣可以減少毛絲和圈絲。這主要是由于此母粒所選用載體的黏度偏高，稍高些的紡絲溫度就能很好地增加熔體混合物的流動性能，適當降低分子間的結晶度，減少毛絲，且有利于熔體中的各成分混合更加均勻，減少圈絲，而熔體溫度的提高也可使熔體流動性變好，從而使可紡性得到改善。

本研究中螺桿 1 ～ 5 區的溫度分別為272、270、268、267和266 ℃。箱體溫度為266 ℃。而未加色母粒時紡制同樣規格的70 D/24 f半消光絲時則應使用較低的紡絲溫度，螺桿 1 ～ 5 區的溫度可分別選擇為258、260、263、262、261和261 ℃。箱體溫度則采用262 ℃。

因此，使用不同的切片和色母粒，根據切片和色母粒的特性，選擇相應的紡絲溫度，才能取得好的紡絲效果。表 8為本研究中選擇的紡絲溫度。

（5）側吹風

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于色粉的加入，熔體細流出噴絲板后產生大量靜電，嚴重影響了絲束的抱合性，產生毛圈絲，影響可紡性。因此側吹風的溫濕度必須進行嚴格控制，濕度應控制在80%以上，溫度為18 ℃。其中濕度尤為重要，否則靜電過大，將嚴重影響正常紡絲。

（6）紡絲上油

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于黑絲本身抱合性較差，靜電較大，因此油劑必須選擇擴散性好、抗靜電好的油劑，以提高可紡性，減少毛絲和圈絲。現在一般選擇性能較好的來自德國、日本、韓國等地的進口油劑。

紡錦綸6黑絲，油嘴更易磨損，因此應選用質量較好的耐磨油嘴，目前選用較多的產品多來自德國、日本和韓國。紡錦綸6黑絲，由于加入了色粉，結晶度升高，紡絲張力T1較大，因此上油集束位置應稍微抬高。紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，油嘴集束位置一般為1 200 ～ 1 300 mm，略高于紡相同規格的半消光絲。這樣可使絲束穩定，條干不勻率小。

（7）卷繞

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的全自動卷繞機，此卷繞機采用精密卷繞控制方式，無疊絲現象，卷繞和退卷張力穩定，DTY加工容易，POY絲退卷率可達到90%以上。

（8）導絲部件的粉塵、靜電清理

紡絲過程中，絲束中及絲束表面會產生大量黑色的低聚物粉塵，并集聚大量靜電，當積聚到一定量時會給生產帶來負面影響，引起毛絲、圈絲增多，造成絲束抱合性差，斷頭增加，加彈退繞困難等。因此，紡絲過程中的導絲部件，包括油嘴、導絲鉤、預網絡器、兔子頭等要建立定期清理機制，1 ～ 3 天停位清理一次，這樣有利于提高產品質量。

2.2.2 DTY生產工藝探討

錦綸6黑絲DTY是通過加彈機使POY進行大分子鏈重排的假捻變形絲，其結晶和取向均得到加強，絲的強度更高，形態穩定，可直接用于織造，用途廣泛。由于加入了色母粒，POY絲的伸長明顯加大，假捻過程中有明顯的有色低聚物析出，因此錦綸6黑絲DTY的加工要在以下幾個方面控制好。

（1）加彈速度

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的加彈機，其機械速度為1 000 m/min，實際生產中選擇700 ～ 800 m/min。速度提高，絲束假捻張力會相應升高，絲與摩擦盤的接觸壓力、卷曲穩定率和卷縮率都會升高，但未解捻絲也會增多，使毛絲斷頭增加，纖維蓬松性變差，因此加彈速度不應過高。

（2）拉伸比

由于加入了色母粒，錦綸6黑絲POY的伸長明顯變大，所以拉伸比要相應加大，否則假捻張力太小，絲束變形不穩定，容易出現緊點和僵絲，但也不能太大，否則假捻張力過高，影響絲束位移，卷曲收縮率也會明顯下降，卷曲穩定性明顯上升，從而影響絲的彈性和蓬松性。本研究在生產實踐后證明，拉伸比為1.25時生產狀況最好（表 9）。

（3）D/Y

D/Y比升高，絲的捻度就會增大，使卷曲收縮率增大，卷曲穩定率下降，但也不能過大，否則絲條打滑，緊點增多。色絲生產中由于低聚物粉塵多，打滑相應明顯，因此D/Y比不能過高，實踐證明取1.9時效果最好。

（4）粉塵及靜電處理

錦綸6黑絲在加彈過程中由于絲束高速摩擦，會產生大量黑色低聚物粉塵，集聚大量靜電，當積聚到一定量時就會給生產帶來負面影響，導致絲條跳動加劇，斷頭、毛絲、僵絲增多。因此加彈機的導絲器、熱板和摩擦盤等接觸絲的部件需定期進行徹底清理。

（1）紡錦綸黑絲POY，組件裝配起始壓力一般選擇在12 MPa左右，不要超過150 MPa；

（2）錦綸6黑絲70 D/24 f POY在生產中一般選擇微孔，Φ0.3×0.9×24 f為宜，且紡絲溫度要略高于同規格的半消光絲；

（3）在錦綸6黑絲70 D/24 f DTY的生產中，拉伸比選1.25為宜，D/Y取1.9效果較好；

（4）在錦綸6黑絲POY和DTY的生產過程中必須及時清理粉塵并消除靜電，以保障生產順利進行。

參考文獻

[1] 王朝生. 尼龍6聚合體系中的酰胺交換反應理論及應用[D]. 上海：東華大學，2001.

（4）紡絲溫度和速度

紡錦綸6黑絲，根據使用的切片和色母粒不同，紡絲溫度一般選擇在260 ～ 270 ℃之間，紡絲速度選擇在4 300 m/ min左右。由于顏料色粉的加入，以及載體聚酰胺的性質有別于原料切片，紡絲溫度相應地也要進行調整。使用彩燕NFC39色母粒，在實際生產中的紡絲溫度要略高于純錦綸6切片，這樣可以減少毛絲和圈絲。這主要是由于此母粒所選用載體的黏度偏高，稍高些的紡絲溫度就能很好地增加熔體混合物的流動性能，適當降低分子間的結晶度，減少毛絲，且有利于熔體中的各成分混合更加均勻，減少圈絲，而熔體溫度的提高也可使熔體流動性變好，從而使可紡性得到改善。

本研究中螺桿 1 ～ 5 區的溫度分別為272、270、268、267和266 ℃。箱體溫度為266 ℃。而未加色母粒時紡制同樣規格的70 D/24 f半消光絲時則應使用較低的紡絲溫度，螺桿 1 ～ 5 區的溫度可分別選擇為258、260、263、262、261和261 ℃。箱體溫度則采用262 ℃。

因此，使用不同的切片和色母粒，根據切片和色母粒的特性，選擇相應的紡絲溫度，才能取得好的紡絲效果。表 8為本研究中選擇的紡絲溫度。

（5）側吹風

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于色粉的加入，熔體細流出噴絲板后產生大量靜電，嚴重影響了絲束的抱合性，產生毛圈絲，影響可紡性。因此側吹風的溫濕度必須進行嚴格控制，濕度應控制在80%以上，溫度為18 ℃。其中濕度尤為重要，否則靜電過大，將嚴重影響正常紡絲。

（6）紡絲上油

紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，由于黑絲本身抱合性較差，靜電較大，因此油劑必須選擇擴散性好、抗靜電好的油劑，以提高可紡性，減少毛絲和圈絲。現在一般選擇性能較好的來自德國、日本、韓國等地的進口油劑。

紡錦綸6黑絲，油嘴更易磨損，因此應選用質量較好的耐磨油嘴，目前選用較多的產品多來自德國、日本和韓國。紡錦綸6黑絲，由于加入了色粉，結晶度升高，紡絲張力T1較大，因此上油集束位置應稍微抬高。紡錦綸6黑絲70 D/24 f POY，油嘴集束位置一般為1 200 ～ 1 300 mm，略高于紡相同規格的半消光絲。這樣可使絲束穩定，條干不勻率小。

（7）卷繞

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的全自動卷繞機，此卷繞機采用精密卷繞控制方式，無疊絲現象，卷繞和退卷張力穩定，DTY加工容易，POY絲退卷率可達到90%以上。

（8）導絲部件的粉塵、靜電清理

紡絲過程中，絲束中及絲束表面會產生大量黑色的低聚物粉塵，并集聚大量靜電，當積聚到一定量時會給生產帶來負面影響，引起毛絲、圈絲增多，造成絲束抱合性差，斷頭增加，加彈退繞困難等。因此，紡絲過程中的導絲部件，包括油嘴、導絲鉤、預網絡器、兔子頭等要建立定期清理機制，1 ～ 3 天停位清理一次，這樣有利于提高產品質量。

2.2.2 DTY生產工藝探討

錦綸6黑絲DTY是通過加彈機使POY進行大分子鏈重排的假捻變形絲，其結晶和取向均得到加強，絲的強度更高，形態穩定，可直接用于織造，用途廣泛。由于加入了色母粒，POY絲的伸長明顯加大，假捻過程中有明顯的有色低聚物析出，因此錦綸6黑絲DTY的加工要在以下幾個方面控制好。

（1）加彈速度

本研究選用北京中麗制機工程技術有限公司的加彈機，其機械速度為1 000 m/min，實際生產中選擇700 ～ 800 m/min。速度提高，絲束假捻張力會相應升高，絲與摩擦盤的接觸壓力、卷曲穩定率和卷縮率都會升高，但未解捻絲也會增多，使毛絲斷頭增加，纖維蓬松性變差，因此加彈速度不應過高。

（2）拉伸比

由于加入了色母粒，錦綸6黑絲POY的伸長明顯變大，所以拉伸比要相應加大，否則假捻張力太小，絲束變形不穩定，容易出現緊點和僵絲，但也不能太大，否則假捻張力過高，影響絲束位移，卷曲收縮率也會明顯下降，卷曲穩定性明顯上升，從而影響絲的彈性和蓬松性。本研究在生產實踐后證明，拉伸比為1.25時生產狀況最好（表 9）。

（3）D/Y

D/Y比升高，絲的捻度就會增大，使卷曲收縮率增大，卷曲穩定率下降，但也不能過大，否則絲條打滑，緊點增多。色絲生產中由于低聚物粉塵多，打滑相應明顯，因此D/Y比不能過高，實踐證明取1.9時效果最好。

（4）粉塵及靜電處理

錦綸6黑絲在加彈過程中由于絲束高速摩擦，會產生大量黑色低聚物粉塵，集聚大量靜電，當積聚到一定量時就會給生產帶來負面影響，導致絲條跳動加劇，斷頭、毛絲、僵絲增多。因此加彈機的導絲器、熱板和摩擦盤等接觸絲的部件需定期進行徹底清理。

（1）紡錦綸黑絲POY，組件裝配起始壓力一般選擇在12 MPa左右，不要超過150 MPa；

（2）錦綸6黑絲70 D/24 f POY在生產中一般選擇微孔，Φ0.3×0.9×24 f為宜，且紡絲溫度要略高于同規格的半消光絲；

（3）在錦綸6黑絲70 D/24 f DTY的生產中，拉伸比選1.25為宜，D/Y取1.9效果較好；

（4）在錦綸6黑絲POY和DTY的生產過程中必須及時清理粉塵并消除靜電，以保障生產順利進行。

參考文獻

[1] 王朝生. 尼龍6聚合體系中的酰胺交換反應理論及應用[D]. 上海：東華大學，2001.