涤纶直纺超细旦88 dtex／288 f POY的开发

刘丽娜，唐安俊，储飞，张颌

（江苏盛虹科技股份有限公司，江苏吴江 215228）

涤纶直纺超细旦88 dtex／288 f POY的开发

刘丽娜1，唐安俊1，储飞1，张颌1

（江苏盛虹科技股份有限公司，江苏吴江 215228）

采用熔体直纺及环吹冷却开发了88 dtex／288 f超细旦涤纶预取向丝。结果表明：纺制88 dtex／288 f品种时，组件压力在14～20 MPa，纺丝温度在292～305℃，合股位置选择第一导丝盘前，纺速在2 200～2 600 m／min，生产稳定，产品满足客户要求。

超细旦；环冷加热器；熔体直纺

随着国内PET长丝生产规模的不断扩大，市场的不断饱和，常规纺丝已经不能保证企业强大的竞争力。只有不断开发出高品质、高附加值的品种才能不被市场淘汰。

超细纤维是指单丝线密度在0.3～0.5 dtex间的长丝。它是近年来化纤市场上得以迅速发展的一种差别化纤维，也是一种高品质、高性能、高技术含量、高附加值的新产品，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。超细旦纤维的单丝纤度比常规品种低得多，这就赋予它很多优异的功能，如吸湿、透气、丰满、富有弹性、飘逸感等性能，其应用前景十分广阔，使得超细纤维成为企业开发的新领域[1]。

本文以生产88 dtex／288 f POY为例，讨论了熔体直纺超细旦POY生产中的工艺条件和影响因素。

1 实验

1.1 原料

本厂所用PET熔体来自江苏盛虹科技聚酯部，采用以PTA和EG原料和美国杜邦公司五釜连续缩聚工艺流程生产的聚酯熔体，主要指标如表1所示。

表1 原料主要指标

1.2 主要设备及测试仪器

1.2.1 主要设备

德国巴马格公司的全流程纺丝卷绕设备：包括SP8X纺丝箱体、计量泵（规格0.6×10）、油剂泵（0.05×10）、EVO环吹装置、ACW4T-1500／10高速卷绕机等。

1.2.2 测试仪器

YG023B单纱强力机，常州纺织仪器厂；

UT-5条干均匀度仪，瑞士Uster公司；

MQ-20C纤维含油率分析仪，德国Bruker公司；

YG86C缕纱测长仪，常州纺织仪器厂；

PL403电子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；

HDK仪，上海圣杰仪器有限公司。

1.3 工艺流程[2]

采用44 dtex／144 f合股生产88 dtex／288 f POY。

流程如下：

熔体直纺PET→熔体过滤器→增压泵→热交换器→静态混合器→纺丝箱体→计量泵→组件→辅助加热器→环吹冷却→集束上油→甬道→GR1→网络器→GR2→卷绕头→POY

1.4 工艺参数

工艺参数见表2。

表2 工艺参数

2 结果与讨论

2.1 喷丝板的孔径×孔长选择

组件是纺丝的关键部分，而喷丝板的选型更是关键中的核心部分。考虑到超细旦纤维的熔体供给量很小，要想获得较高的组件压力，除了填充较细的金属砂，喷丝板的背压也是考虑的重要因素[3]。根据实验，对表3中三种喷丝板进行对比。

表3 喷丝板对比

以上三种规格喷丝板分别上机实验发现:

（1）我厂组件密封采用熔体压力密封，若板面背压过低，极易导致组件密封失效产生漏浆，使用孔径为0.12 mm×0.3 mm喷丝板组件漏浆严重，而且剪切速率过小熔体混炼效果不够导致熔体均匀性差，纺丝时出现严重注头丝，纺丝无法连续进行；同时单丝线密度极小而喷头拉伸过大，单丝断裂严重，丝饼外观严重毛丝。

水库蓄水分为初期下闸蓄水和运行期蓄水两类。对于大型水库的初期蓄水，虽然是一次性的蓄水，但蓄到设计水位，蓄水量仍然很大，如果也放在汛后蓄水，会与已建水库蓄水产生叠加影响，所以新建大型水库蓄水必须全流域统筹考虑，要参与流域水库蓄水统一管理。建议对于大（1）型的水库，或者蓄水量超过坝址9—10月两个月径流量50%的水库，分年度逐步蓄水，一般不安排在一个枯季蓄满水库。这样不仅可以减轻蓄水的影响，也可以给出时间检验大坝结构和库岸稳定等安全问题。

（2）选择孔径为0.1 mm的喷丝板，组件压力稳定，观察板面出丝情况未发现明显出丝不畅，基本可以达到连续纺丝要求，同时采用孔长为0.25 mm较0.2 mm能进一步减小熔体出口膨大效应，利于纺丝，故生产88 dtex／288 f采用0.1 mm×0.25 mm的板较为合适。

2.2 喷丝板排列方式

我厂冷却方式分侧吹和外环吹，侧吹风工艺条件下喷丝板多以菱形排列居多，环吹风则以同心圆分布为佳。特别是细旦多孔丝对冷却均匀性要求很高采用外环吹能达到这一要求，另外随孔数增多，尤其是144 f及以上的喷丝板孔间距越来越小，如果采用菱形分布则会对风向造成影响，严重时会导致丝条剧烈碰撞。故此生产88 dtex／288 f POY采用外环吹能有效减少因侧吹风面积过大造成的风能浪费，同时又能保证风向一致，喷丝板配合采用6圈8孔圆形排列分布方式能保证冷却条件的均匀一致，同时生产稳定性也更好。

2.3 纺丝温度和辅助加热器温度的设定

纺丝温度的选择非常重要。箱体温度低则板面的温度低，容易导致喷丝板出丝不畅，产生注头丝。对于超细旦品种，为保证生产中熔体良好的流动性，温度较正常纺丝稍高些，但温度较高，则会降解严重，喷丝板面弯头较多，难以清洁，更容易出现飘丝断头。结合实验情况，本次实验纺丝箱体温度保证在292～305℃时生产比较稳定。

根据几次实验结果来看，由于超细纺丝的泵供量小，熔体丝束单位时间内带出来的热量较少，造成了喷丝板面温度差异较大，如果在板面温度很不均匀的情况下进行生产，我们将会看到，喷丝孔出现断断续续的隐形注头，毫无规律，无法生产。此次试验我们增加了一套辅助加热器（即缓冷加热装置），在喷丝板下方形成了约30 mm高度的保温层，这一措施既能保证了板面温度的均匀性，又能减缓了初生丝条的冷却速度，起到缓冷的作用。经过试验发现，辅助加热器的温度要略高于箱体温度10～ 20℃时候，生产效果比较好。

由于超细纤维丝束的单丝线密度较常规品种小，比表面积大，使得丝束的冷却速度比常规品种要快，风温降低或是无风区高度缩短以加快丝条的冷却速度，减少皮芯结构形成，经过试验发现风温为20～25℃；无风区高度在40～75 mm较为合理。另外采用侧吹风冷却时靠近风网一侧冷却快而外侧丝束冷却慢导致丝条冷却均匀性差，条干CV%偏大严重，故试验中采用外环吹配合喷丝板圆形排列可保证各个方向的丝束的冷却速度一致，冷却均匀性更佳，可以有效减少内外层的差异。

由于丝束冷却速率上升，凝固点上移，使得纺丝张力上升，直接导致取向和结晶度的上升，使得丝束晃动严重，容易断头。所以要提高集束位置，减小纺丝张力,试验发现油架高度在500～600 mm左右比较合适。

2.5 合股位置的选择

在合股丝生产中，合股位置的选择也非常重要。它不仅影响丝路的好坏，还对POY的外观有影响。在试验中对丝束在GR1之前合股，不仅生头方便，还可以提高丝束在导丝盘上的稳定性。同时卷绕导丝钩处由常规的1.3.5.7.9合股改为3.4.5.6.7合股，减少了锭位间的张力差异，同时根据丝束粗细及生产情况，将网络器压缩空气大小调整在0.5～1.2 bar，有效地改善了POY的毛丝情况。

2.6 纺速的选择

纺制单丝纤度低的品种纺速不宜太高。根据谢皮斯基的内聚能破裂机理可知，最大拉丝长度与熔体挤出速度成正比，即单丝纤度下降时，最大拉丝长度成减小趋势，容易出现单丝断裂[3]。这就需要通过降低纺速来减少纺丝张力，同时可以减少喷丝头拉伸比。试验发现纺丝速度在2 200～2 600 m／min能正常纺丝。

2.7 产品物性指标

按上述工艺生产的产品性能指标见表4。

表4 产品物性指标

3 结论

（1）纺制超细纤维需要较高的组件压力，除了砂配外，喷丝板背压也要考虑。

（2）纺丝温度宜控制在292～305℃并配上辅助加热器可以有效减少注头。

（3)纺速不宜过高。在2 200～2 600 m／min内可以减少纺丝张力，使生产稳定。

[1]李秀宾.涤纶超细纤维高速纺丝拉伸卷绕设备及技术[J].合成纤维，2001（5）：43-45.

[2]徐心华，李允成.涤纶长丝生产[M].北京：中国纺织出版社，1995.

[3]谢皮斯基.纤维成形原理[M].北京：中国纺织出版社，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

刘丽娜（1982-）女，河南周口人，工程师，主要从事化纤生产和管理工作。