70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲生產工藝探討

張守運，譚延坤

(義烏華鼎錦綸股份有限公司，浙江 金華 322009)

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70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲生產工藝探討

張守運，譚延坤

(義烏華鼎錦綸股份有限公司，浙江 金華 322009)

以相對黏度2.43的聚己內酰胺(PA 6)切片為原料，在常規PA 6全拉伸絲(FDY)生產裝置上，生產PA 6 FDY竹節絲，探討了紡絲、拉伸、上油、卷繞等生產工藝對生產工況及產品質量的影響。結果表明：采取低速紡絲、低拉伸比、高變形溫度是生產具有粗細段結構的PA 6 FDY竹節絲的關鍵；選擇紡絲速度3 600～3 800 m/min，拉伸比0.95～1.10，拉伸變形溫度165～170 ℃，以及適當的冷卻條件，可以生產竹節長度為3～6 cm的70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲，生產穩定，無斷頭，纖維染色條紋清晰，其斷裂強度為4.5 cN/dtex，斷裂伸長率為52.3%，條干不勻率為21.67%。

聚己內酰胺纖維全拉伸絲竹節絲差別化纖維生產工藝

與天然纖維相比，合成纖維織物穿著比較沉悶，透氣性較差，缺乏穿著舒適性。近年來，人們紛紛通過對天然纖維性能的研究，以仿生仿天然纖維的方式來改善合成纖維的使用性能，提高和拓展了合成纖維的應用領域和性能[1-3]。聚己內酰胺(PA 6)纖維具有良好的吸濕性，通過工藝優化控制，可以生產具有粗細結構的竹節絲，提高織物透氣性能[4-5]，并且粗細結構部分相應結晶度不同，上染率差異較大，在用同一種染料染色時可以染出美觀的深淺色條紋[6-7]，成品織物經表面涂層、壓光等處理后，可用于做仿真皮高檔女裝面料、雨傘布、過濾材料等[8-10]。

與常規PA 6全拉伸絲(FDY)相比，PA 6 FDY竹節絲生產工藝范圍較窄，同時需要解決系統張力匹配問題，而且要求絲條粗細段條干、沸水收縮率等指標差異很大，竹節長度要達到3～6 cm, 技術難度較大，行業內一般采用PA 6預取向絲(POY)加彈或空變復合的方式進行PA 6 FDY竹節絲的生產，但成本較高，產品及織物風格完全不同。作者在現有PA 6纖維生產設備上，在常規PA 6 FDY生產工藝基礎上，生產70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲，對其生產工藝進行了探討,以期為同行提供參考。

1　試驗

1.1原料

PA 6切片：纖維級，相對黏度2.43，熔點232 ℃ ，端氨基值52 mol/t，含水率480 μg/g，杭州杭鼎錦綸科技有限公司產。

1.2主要設備與儀器

螺桿擠出機：長徑比為24，德國Leonard公司制；紡絲拉伸卷繞機：日本TMT公司制；YG023B型全自動單紗強力機：常州二紡機械有限公司制；RS-Ⅲ型噴射式染色機：中國核動力研究設計院第三研究所制；CZF28-SF-1 壓差法微量水份測定儀：北京中西遠大科技有限公司制；Uster-Ⅲ 條干儀：瑞士烏斯特公司制。

1.370 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲的生產

利用現有PA 6 FDY生產裝置，PA 6干切片經螺桿熔融計量后，熔體進入預過濾器，經過濾后進入紡絲組件進行紡絲成纖，纖維經上油集束后進入第一拉伸輥，由于第二拉伸輥與第一拉伸輥之間存在速度差，纖維經第二熱輥加熱，發生拉伸變形，然后經網絡噴嘴加網絡后進入第三導輥，然后進入卷繞系統，卷繞成形。竹節結構的形成主要在第二熱輥，由于高溫低拉伸產生絲條拉伸的變動以及絲條跳動造成的絲條受熱不勻等差異，拉伸比小的絲段，線密度大，受熱低，染色深，手感硬，形成竹節結構，但如果拉伸比過低，竹節結構長度也會變短。其生產工藝流程與常規PA 6 FDY相同，如圖1所示。主要紡絲工藝參數如表1所示。

圖1　PA 6 FDY竹節絲生產工藝流程

1.4分析與測試

力學性能：依據GB/T 14344 化學纖維 長絲拉伸性能試驗方法測試。

染色性能：依據FZ/T 50008 錦綸長絲染色均勻度試驗方法測試。

條干不勻率：依據GB/T 14346—1993 化學纖維長絲電子條干不勻率試驗方法測試。

竹節效果：采用條干不勻率以及竹節的長度和個數來宏觀反應竹節效果，即條干不勻率可高達20%以上，3～6 cm的竹節數5～15個/m。

2　結果與討論

2.1切片干燥

PA 6 竹節纖維生產，對切片干燥要求不是太高，但由于紡絲系統張力相對較低，運行穩定性較低，生產速度較慢，熔體在管道滯留時間較長，容易發生降解，因此，切片的含水率不宜太高，如果含水率太高，在紡絲過程中容易產生水解或形成氣泡絲，造成飄絲或斷頭現象；但含水率太低，需要干燥設備性能好，而且能耗高。試驗表明：PA 6切片含水率控制400～450 μg/g較為合適。

2.2紡絲工藝

在PA 6 FDY竹節絲的生產中，應控制較低的拉伸比，拉伸和熱定型溫度相對較高，紡絲速度較低。如果拉伸比較高，紡絲系統張力較高，絲條的拉伸和受熱難以產生波動變化，則絲條粗細段難以形成或會很短，染色深淺色條紋就不明顯或太短；如果拉伸比太低，絲條的拉伸和受熱抖動變化頻率高，但幅度較小，竹節結構會很短甚至消失，而且會運轉艱難。拉伸比對生產工況及產品風格的影響見表2。

表2　拉伸比對生產工況及產品風格的影響

熱輥溫度應控制較高，保證絲條抖動，才能形成竹節結構，如果溫度太高，絲條抖動頻率高，但抖動幅度會減小，產品竹節結構長度變短，成品織物風格變差，而且容易造成斷頭，難以生產；如果熱輥溫度太低，絲條運行較穩定，難以在熱輥表面發生較大幅度抖動，染色條紋和粗細段對比將不明顯，竹節結構長度會降低，產品風格也會變差，而且成本增加，成品柔性較差，會變得手感太硬，甚至影響使用性能。熱輥溫度對生產工況及產品風格的影響見表3。

表3　熱輥溫度對生產工況及產品風格的影響

生產中應控制相對較低的紡絲速度。如果紡絲速度太高，則會因為系統張力太低，運行不穩，斷頭多，效率低或難以維持生產，且產品粗細段和染色條紋會太短甚至消失，如果紡絲速度太低，絲條運行過于穩定，則熱輥抖動會減緩或消失，產品風格會變差甚至粗細段及染色條紋消失。紡絲速度對生產工況及產品風格的影響見表4。

表4　紡絲速度對生產工況及產品風格的影響

生產中，冷卻條件以驟冷的劇烈形式有利于優化產品風格，如果冷卻條件緩和，產品粗細段及染色條紋對比度降低，染色條紋短碎模糊，產品風格變差。

2.3上油率

PA 6 FDY竹節絲由于絲條較為光滑，蓬松性小，集束性好，吸收油劑較少。如果上油率太高，絲卷產品容易油漬，放置過程中容易泛黃，在使用過程中，在織造設備的扣筘齒或指針處易造成污漬；如上油率太低，易造成退繞不好，使用過程易產生毛絲和斷頭。試驗表明，上油率控制在0.5%～0.6%較為合適，產品退繞和使用性能較好。

2.4網絡與卷繞成形

PA 6 FDY竹節絲因絲條較為光滑，單絲集束性較好，加網難度相對較大，且在使用過程中作用和意義不大，生產過程中可以把網絡器去掉，或者把氣壓關閉，以便降低成本。

由于絲條較為光滑，在卷繞過程中容易產生蛛網絲，且在包裝運輸過程中容易造成塌邊，因此卷繞角值宜偏低，卷繞張力適當提高。如果卷繞角小或卷繞張力低，容易產生蛛網絲或造成塌邊，但如果卷繞角太小，卷繞張力太大，容易造成凸肩等成形不良，影響絲卷的外觀和使用性能，試驗表明，卷繞角在5.0°～5.5°，卷繞超喂率為2%～3%較為合適，成品絲卷卷繞成形及退繞使用性能等均較好。

2.5產品質量

生產試驗表明，控制紡絲速度 3 600～3 800 m/min,拉伸比0.9～1.1,熱輥溫度160～175 ℃，側吹風溫15～18 ℃ ，側吹風速度0.40～0.50 m/s,上油率0.5%～0.6%，卷繞角5.0°～5.5°，卷繞超喂率2%～3%，生產的70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲產品具有較好的風格，成品粗段和染色條紋長度為3～6 cm,條紋清晰均勻。從表5可知，纖維物理性能好，且具有較好的竹節效果，條干不勻率達21.6%。

表5　70 dtex/36 f PA 6 FDY竹節絲主要物理性能

3　結論

a. 在常規PA 6 FDY生產裝置上，合理控制干燥、紡絲、拉伸、熱定型、上油、網絡及卷繞工藝，可以生產出具有粗細段結構，織物經同一種染料可以染出深淺條紋的PA 6 FDY竹節絲,纖維具有較好的集束性，退繞等使用性能良好。

b. 低紡絲速度、低拉伸比、高變形溫度是生產PA 6 FDY竹節絲的主要工藝條件。適當控制系統張力以及絲條在第二熱輥表面的抖動程度是保證絲條穩定運行并決定纖維竹節結構的長度和分布狀態，也是影響織物條紋風格的關鍵因素。

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Production process of 70 dtex/36 f PA 6 FDY slub yarn

Zhang Shouyun, Tan Yankun

(YiwuHuadingNylonCo.,Ltd,Jinhua322009)

A slub polycaprolactam (PA 6) fully-drawn yarn (FDY) was produced by using PA 6 with the relative viscosity of 2.43 as the raw material on a traditional PA 6 FDY plant. The effects of the spinning, drawing, oiling and winding processes on the production situation and product quality were discussed. The results showed that the key to the production of PA 6 FDY with thick and thin segments was low spinning speed, low draw ratio and high deformation temperature; the slub PA 6 FDY of 70 dtex/36 f with the slub length of 3-6 cm can be stably produced under the conditions of spinning speed 3 600-3 800 m/min, draw ratio 0.95-1.10, draw deformation temperature 165-170 ℃ and proper quenching conditions; and the obtained fiber had no break but obvious dyeing stripes and exhibited the breaking strength of 4.5 cN/dtex, elongation at break 52.3% and yarn irregularity 21.67%.

polycaprolactam fiber; fully-drawn yarn; slub yarn; differential fiber; production process

2016- 03-21； 修改稿收到日期：2016- 08-18。

張守運(1974—)，男，高級工程師，主要從事化纖生產管理以及生產技術研究工作。E-mail：syzhang2008741208@163.com。

TQ342+.11

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1001- 0041(2016)05- 0063- 04