107dtex/192f細旦多孔POY的可紡性研究

吳維光，米志輝，方千瑞，和登科，張　麗，孫學江，吳俊紅，冉華偉，宋　鑫

(浙江盛元化纖有限公司，杭州　311247)

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107dtex/192f細旦多孔POY的可紡性研究

吳維光，米志輝，方千瑞，和登科，張麗，孫學江，吳俊紅，冉華偉，宋鑫

(浙江盛元化纖有限公司，杭州311247)

通過對107dtex/192f POY生產過程中的熔體工藝、紡絲條件、組件工藝、卷繞工藝等研究，探討了其對細旦多孔POY可紡性的影響。結果表明：紡制107dtex/192f時，熔體輸送溫度控制在277～282℃、紡絲溫度選擇295～296℃、噴絲孔徑0.15mm、噴絲孔長徑比4∶1、含油率控制在0.48%～0.50%、卷繞速度選擇2500m/min、卷繞角5.3°～6.3°、卷繞張力8～9cN、接觸壓力100～130N時，生產狀況穩定，滿卷率可達97%以上。

細旦多孔；POY；可紡性；紡絲；滌綸

2008年金融危機至今，國內滌綸長絲產能已經達到3300萬t/年，歷經7年產業結構調整，大企業擴張，小企業倒閉，產能過剩問題仍在惡化，在如此惡劣的大環境下，下游市場對產品多功能化和質量要求不斷提高，為了獲得較高利潤，各家企業必須不斷開發新產品[1-2]，細旦多孔滌綸就是其中的一個主要品種[3-5]。細旦多孔絲以其手感柔軟、光澤柔和，高密度的特點，近年來成為加工高檔服飾的主要原料，獲得市場青睞。本文著重探討107dtex/192f細旦多孔POY的制成工藝控制。

1　試　驗

1.1原料

聚酯半消光熔體(浙江盛元化纖有限公司)，黏度0.643dL/g，熔點260℃，端羧基26mol/t，二甘醇1.25%。

1.2主要設備及測試儀器

增壓熔體泵(MAAG)，紡絲保溫箱體(Barmag)，外環吹裝置，卷繞頭(Wings，Barmag)，計量泵(10×1.8mL，Barmag)。

纖維強伸度測量儀(STATIMATM ME+型)，條干均勻度儀(Uster-TESTER 5型)，核磁共振紡絲油劑分析儀(MQ-one 20型)。

1.3主要工藝參數

熔體輸送溫度277～282℃，紡絲溫度295～296℃，噴絲板規格192f*0.15mm*0.6mm，含油率0.48%～0.50%，卷繞速度2500m/min。

1.4工藝流程

半消光熔體→熔體過濾→熔體泵→熔體換熱→靜態混合→熔體計量→紡絲箱體→噴絲板組件→外環吹風箱→上油裝置→紡絲甬道→空氣網絡→卷繞成筒→平衡間。

2　結果與討論

2.1熔體輸送條件

聚酯熔體在高溫輸送過程中易發生降解，如輸送溫度高，熔體黏度降達到0.0025dL/g以上時，易造成紡絲飄絲、斷頭，反之輸送溫度低，熔體在管道內流動性不好，紡況會隨之變差，所以選擇合理的輸送溫度尤為重要。公司利用液相熱媒和熔體冷卻器調節熔體輸送溫度，熔體從終聚釜到紡絲箱體管線距離長，熔體輸送時間較長，通過調整，大循環溫度在277～282℃，熔體冷卻器溫度在272～276℃，熔體黏度降控制在0.0015dL/g以下，紡絲飄絲、斷頭現象得到改善。

2.2噴絲板的選擇

噴絲板徑、噴絲孔徑和噴絲孔長徑比是選擇噴絲板的關鍵。由于公司采用外環吹冷卻方式，如果噴絲板板徑過小，則噴絲孔間距相對較小，就會因中心部分冷卻不夠而出現絲束晃動，甚至會出現并絲現象。熔體經由導孔進入微孔區時，由于流速急速增加動能增加，同時熔體的內部構象也發生改變，并儲存一定的彈性勢能，當單位體積內儲存的彈性勢能超過一定限度時，就會產生熔體破裂，影響熔體的穩定流動。一定條件下，噴絲孔徑越小，剪切速率越大，由于聚酯是切力變稀流體，只要剪切速率和剪切應力在臨界值下，剪切速率增加，流動性較佳，有利于紡絲。隨著剪切速率增大，熔體在微孔內停留時間減少，形變彈性能松弛時間縮短，不利于消除彈性因子，所以通過增加微孔的長徑比可延長松弛時間，降低模口膨化效應，利于消除不穩定流動。實際生產中噴絲板選用88mm板徑、0.15mm微孔直徑、4∶1長徑比時生產穩定，產品質量高。

2.3紡絲溫度

表1是兩種紡絲溫度條件下的斷絲和滿卷率的數據對比，由表1中可以看出，適當提高紡絲溫度有利于紡絲的順利進行。這是因為在紡制細旦多孔絲時，粘彈破裂是主要的不穩定因素，適當提高紡絲溫度，可縮短形變彈性能所需的松弛時間，改善熔體通過噴絲孔的流變性能。與常規品種不同，細旦多孔絲由于流量小，熔體自身攜帶的熱量少，經噴絲孔擠出后，因比表面積大散熱速度較快，冷卻時容易造成噴絲板面溫度低，不利于POY的順紡性和后續拉伸，所以在紡制細旦多孔絲時紡絲溫度設定相對較高，可得到有效改善；但同時溫度過高又會造成熔體大分子鏈的熱降解，黏度降增大，將直接影響紡況。我司選擇紡絲溫度在296℃，現場紡況穩定，后續DTY加工情況良好。

表1兩種紡絲溫度條件下107dtex/192f斷絲和滿卷率數據對比

紡絲溫度/℃斷絲/(次/(d·位))滿卷率/%2931.46781.512960.96793.14

2.4含油率

圖1是POY紡絲斷絲與含油率的關系，圖2是POY紡絲滿卷率與含油率的關系，由圖1、圖2可知，斷絲次數隨著含油率的提高而降低，紡絲滿卷率隨著含油率的提高而提高。這是因為細旦多孔絲的比表面積大，單絲之間以及絲束與導絲瓷件之間的摩擦力增大，如果含油率偏低，會出現上油不均勻，油膜對絲的保護不夠，短時間內或局部摩擦力大，進而造成單纖斷裂，最終表現為POY飄絲、斷頭、外觀毛絲增多，適當提高含油率，可有效改善斷頭情況，提高AA率。但含油率過高，一方面DTY加工時發煙量增多，影響車間內部環境，另一方面油劑消耗升高，生產成本增加，所以選擇合適的含油率極為重要。實踐證明107dtex/192f含油率控制在0.48%～0.50%，生產較為穩定，滿卷率較高，DTY加工也比較正常。

圖1　POY紡絲斷絲與含油率的關系

圖2　POY紡絲滿卷率與含油率的關系

2.5卷繞速度

POY具有高取向低結晶的特點，隨著卷繞速度提高，結晶度也隨之增加，纖維內部易形成結晶聯結點，即所謂準結晶的二次結構，在后加工中易產生應變結晶造成染色不勻。表2是相同卷繞速度條件下纖維強伸度與單絲纖度的關系，由表2可知在相同卷繞速度下，單絲纖度越小，斷裂強度越高，斷裂伸長率越低。因為在卷繞速度相同條件下，POY隨著單絲纖度的減小，冷卻速度加快，紡程上的摩擦阻力大，熔體的固化距離縮短，軸向拉伸速度梯度增大，體現在POY物性指標上強度升高預取向增大，伸長率較低，亦會影響后續DTY物性和染色均勻性，所以在紡制細旦多孔絲時應選擇較低的紡速。在紡

制107dtex/192f，卷繞速度選擇2500m/min，生產狀況良好，DTY染色均勻性較高。

表2相同卷繞速度條件下纖維強伸度與單絲纖度的關系

品種規格斷裂強度/(cN/dtex)斷裂伸長率/%210dtex/192f2.67131107dtex/192f2.88116

2.6卷繞成型

影響POY成型的因素較多，其中卷繞張力和卷繞角影響較大。卷繞張力過高，絲餅端面不平齊，硬度高，影響后加工退繞；卷繞張力過低，絲餅硬度低，退繞時易脫圈。在卷繞速度一定條件下，通過調整導絲盤1和導絲盤2速度差來控制卷繞張力，并配以相對較小的卷繞角，可以制得成型良好的POY。表3是紡制107dtex/192f POY的卷繞成型工藝條件，實踐證明，公司使用Barmag公司的Wings卷繞頭，采用分段精密卷繞模式，在紡制107dtex/192f POY時選擇表3所列的成型工藝條件，可以保證絲餅成型良好，滿卷率達到97%以上，并且在后加工過程中退繞正常。

表3107dtex/192fPOY卷繞成型工藝條件

項目導絲盤1/(m/min)導絲盤2/(m/min)卷繞速度/(m/min)卷繞角/(°)接觸壓力/N卷繞張力/cN工藝條件2520252525005.3～6.3100～1308～9

3　結　論

通過對影響107dtex/192f細旦多孔POY紡絲的各個因素進行研究分析，得出如下結論：

a)控制熔體輸送溫度在277～282℃，熔體冷卻器溫度在272～276℃，可保證熔體特性黏度降在0.0015dL/g以下，紡絲飄絲、斷頭現象得到改善；

b)選擇噴絲板板徑88mm、噴絲孔直徑0.15mm、長徑比4∶1，生產107dtex/192f POY紡絲狀況和產品質量均較好；

c)選擇紡絲溫度在295～296℃，上油率控制在0.48%～0.50%，紡況穩定；

d)紡絲速度選擇2500m/min、卷繞角選擇5.3°～6.3°、接觸壓力設定100～130N、卷繞張力保持8～9cN，可以保證絲餅成型良好，滿卷率達到97%以上，后續DTY加工情況良好。

[1] 郭成越，方千瑞，李岳春，等.熔體直紡275dtex/288根細旦滌綸POY生產工藝[J].絲綢，2014，51(6)：1-5.

[2] 占海華，周建紅.扁平異染超亮滌綸拉伸變形絲的生產技術[J].合成纖維，2011，40(10)：35-37.

[3] 張守運，馬敬紅，邱建軍.細旦多孔異彩復合假捻變形絲的生產工藝[J].合成纖維，2014(1)：15-19.

[4] 胡軍，王玉明，丁瑞林.細旦多孔POY內在質量造成DTY染色不勻問題的原因分析[J].合成技術及應用，2012,(27)2：48-50.

[5] 康愛旗，舒明芳.經編珊瑚絨用多孔細旦滌綸拉伸變形絲的生產技術[J].合成纖維，2014(2)：17-20.

(責任編輯：陳和榜)

Research on Spinnability of 107dtex/192f Fine Denier Porous POY

WUWeiguang,MIZhihui,FANGQianrui,HEDengke,ZHANGLi,SUNXuejiang,WUJunhong,RANHuawei,SONGXin

(Zhejiang Shengyuan Chemical Fiber Co., Ltd., Hangzhou 311247, China)

This paper studies the melting technology, the spinning condition, the spinning unit technology and the winding technology in 107dtex/192f POY production process, and discusses the influence of different technological conditions on the fine denier porous POY spinnability. The practice results indicate that 107 dtex/192f production state is stable and full-package rate can reach more than 97% under the following conditions: melt transfer temperature 277～282℃, spinning temperature 295～296 ℃, diameter of spinneret 0.15 mm, ratio of length and diameter of spinneret 4∶1, oil content 0.48%～0.50%, winding speed 2 500 m/min, winding angle 5.3°～6.3°, winding tension 8 ～9 cN and contact pressure 100～130 N.

fine denier porous; pre-oriented yarn; spinnability; spinning; polyester

2015-11-05

吳維光(1975-)，男，江西省蘆溪縣人，工程師，主要從事聚酯長絲的生產和產品開發方面的研究。

TQ342.21

A

1009-265X(2016)05-0049-03