83. 3 dtex ／ 144 f 涤纶合股消光扁平丝的研制

孔文龙， 刘树永， 雷 彬， 袁营利， 储 飞， 侯志伟

（江苏盛虹科技股份有限公司， 江苏 吴江215228）

涤纶合股消光扁平丝主要采用物理改性的方法， 利用喷丝板改造纤维形成 “ - ” 型异形截面。 纤维截面为异形， 能对光线形成固定的反射， 与全消光纤维本身具有柔和效果相结合，它集中了普通维卡纤维和麻纤维的优良性能，断面体体现出独特而优雅的光泽效果， 同时拥有吸湿及散热快， 优秀的毛立直感， 易于染色等优点， 其织物具有良好的悬垂性和弹性， 常见的有针织、 圆机、 经编等织物。 故开发该品种具有很好的市场前景。 本文介绍了83. 3 dtex/144 f 涤纶合股消光扁平丝的生产工艺。

1 生产设备和原料

1. 1 原料

所用的PET 熔体的性能如表1 所示。

表1 PET 熔体性能

1. 2 主要设备及测试仪器

WINGS 高速卷绕机及EVO 外环冷却吹风系统(德国巴马格公司)； YG023B 单纱强力机及YG086C 缕纱测长仪 (常州纺织仪器厂)； MQ-20C 纤维含油率分析仪 (德国Bruker 公司)；PL403 电子天平（瑞士梅特勒- 托利多公司）。

1. 3 纺丝工艺流程[1]

PET 熔体→ 输送 → 纺丝 → 吹风冷却 → 集束上油 → 预网络 → 第一热箱→ 第二热箱 → 主网络 → 断丝传感器 → 卷绕 →FDY

1. 4 分析及测试

拉伸性能： 参照GB／T 14344 - 2008 《化学纤维长丝拉伸性试验方法》， 采用全自动单纱强力仪进行测试。

含油率： 参照GB／T 6504 - 2008 《化学纤维含油率试验方法》， 采用核磁共振式纤维含油率测试仪进行测试。

2 结果与讨论

2. 1 纺丝温度的选择[2]

纺丝温度包括箱体温度、 管道温度， 交接点温度等， 纺细旦丝提高管道温度有利于熔体流动均匀性的改善， 但是过高温度易造成熔体黏度降大。 熔体在喷丝孔中的流动及出口膨胀程度与箱体温度有关， 箱体温度低易造成注头丝、 竹节丝、 硬头丝、 弱丝等； 箱体温度高易飘丝、 板面有弯头丝， 泛浆等， 故在75 mm 无风区应适当降低纺丝温度。 经测量， 50 mm 与75 mm 无风区对板面温度影响相差2 ～3 ℃， 表2 为50 mm 和75 mm 的无风区的纺丝温度。 实践证明纺制单丝纤度0.44 dtex 以下品种不宜降温到290 ℃， 否则熔体在喷丝孔中流动会产生较大的阻力， 造成条干不匀率增大。 实践证明纺该品种的温度选择287 ℃为宜。

表2 50 mm 和75 mm 的无风区的纺丝温度

2. 2 无风区高度选定

熔体从喷丝孔中喷出形成熔体细流， 刚离开板面的熔体此时经不起任何气流的冲击， 因此设置一定高度无风区来延迟熔体细流冷却时间， 从而得到具有一定机械物理性能的初生纤维。 无风区过高会造成冷却时间过长， 过低则会造成冷却时间过短， 同时会使冷却点越接近板面， 造成板面温度下降。 聚酯熔体在纺速和冷却速率较高的情况下， 由于应力集中， 使皮层承受较大的张力， 纤维易断裂产生毛丝[3]。 故无风区的选择就特别重要。 此产品之前也进行过研制， 但都以机械毛丝过多而失败， 所以此次通过更换无风区的高度和温度进行实验。 表3为不同高度的无风区的生产情况。 从表3 可以看出， 无风区高度设定为75 mm 时纺丝效果较佳。

表3 不同高度的无风区的生产情况

2. 3 冷却条件

冷却吹风可加速熔体细流冷却速度， 有利于提高纺丝速度； 而且加强了丝条周围空气的对流， 使内外层丝条冷却均匀， 为采用多孔喷丝板创造了条件； 冷却吹风使初生纤维质量提高， 拉伸性能好， 有利于提高设备的生产能力。为达到较高的品质， 扁平丝要求迅速冷却。 故此， 采用外环冷却吹风系统。 环吹风的风压、风温、 风湿对纤维成形有较大的影响。 风压过小会造成丝束整体晃动； 风压过大会导致单丝高速抖动， 形成湍流。 风温过高， 丝条冷却不均匀， 与外界的热交换变小； 风温过低， 内外层冷却不均匀， 易形成分层现象。 风湿过低，现场丝束的静电无法中和， 飘丝增加。 表4 为不同风压对丝物性条干的影响， 表5 为风温、风湿对生产情况的影响。

表4 风压对丝物性条干的影响

表5 湿度与温度对生产情况的影响

冷却条件对纺扁平丝影响较大, 在综合考虑条干不匀率和丝条光圈的情况即可确定风压大小，通过实验及生产情况， 最终风压选定为20 Pa，风温为22 ℃， 风湿为85%。

2. 4 油架高度

选定适宜的集束上油位置既能保证丝束均匀冷却， 又可减少丝条与空气的摩擦阻力， 减轻丝束在凝固成形区的撞击， 起到降低FDY 条干不匀率的作用。 增加集束上油位置与喷丝板间的垂直距离， 丝条与空气的摩擦阻力随之增大， 丝条振荡幅度也相应增大， 造成FDY 条干不匀， 适当的提高集束上油位置， 形成一个缓和的均匀成形区， 降低丝条与空气间的摩擦，减轻丝条受风窗外环境中气流干扰， 降低FDY条干不匀率。 但上油集束位置不能十分靠近丝条的凝固点， 否则会使卷绕横动的快速振动传到丝条变形区， 造成条干不匀率增加。 因环吹风冷却速率快， 冷却时间短， 一般熔体细流固化区短， 固化点处纺丝张力大， 故集束位置一般设置在600 ～900 mm 范围， 即可保证冷却点稳定， 纺丝张力适中。 此产品单丝线密度较小，在出风筒时丝束抖动较大， 为了在保证产品质量的同时减少丝束的抖动， 油架高度设定为650 mm 较适宜。

2. 5 合股位置[4]

此产品是合股丝， 合股的位置至关重要，它不仅影响丝路的好坏， 还对POY 的外观有重要影响。 合股丝通常都是在主网络器处合股，这次我们首先也是选定此位置， 但效果不理想， 之后选择在出预网络器处合股， 不仅升头方便， 而且机械毛丝有所减少， 具体实验情况见表6。

表6 不同合股位置的对比

因为在预网络器处合股丝束， 后丝束的线密度与孔数均高于在主网络器合股的， 而且锭位间的张力差异减少， 有利于丝路的稳定， 能改善机械毛丝情况。 故将合股位置选在预网络处。

2. 6 拉伸工艺[5]

拉伸工艺主要考虑保持截面形状不受破坏，保证均染率， 同时避免毛丝等外观异常。 生产中车速太高易形成毛丝断头； 车速太低， 强伸不均率增加。 拉伸倍数低时， 强伸不均， 染色不均率也高； 拉伸倍数高时， 染色率高， 但异形度差， 外观有毛丝。 通过试验， 适宜的纺丝速度为3 800 m／min 左右。

2. 7 产品性能

按照以上工艺所纺的83. 3 dtex／144 f 涤纶合股消光扁平丝的物性见表7。 从表7 可知， 该产品性能指标达到GB／78960-2008 优等品水平。

表7 涤纶消光扁平丝物理性能指标

3 结论

（1） 选择合适的无风区高度和合股位置，对生产稳定性具有重要意义。 适宜的无风区高度为75 mm， 合股位置在出预网络器处。

（2） 为减少丝束在纺丝时的抖动， 油架高度设在650 mm 为最佳。

（3） 采用箱体温度287 ℃、 环吹风风压20 Pa、 纺速3 800 m／min、 油架高度650 mm、 无风区高度75 mm 的工艺参数， 生产稳定， 产品性能达标。

[1] 李允成， 徐心华. 涤纶长丝的生产[M] . 北京：中国纺织出版社， 1994 .

[2] 王永恒， 石彩杰， 崔再治. 喷丝板的设计[J] .聚酯工业， 2006， 19 （3）： 30 - 33 .

[3] 谢凌宇， 王中雪， 谢翠芬， 张晓雨， 雷彬. 22 dtex／24 f “Y” 三叶形PET FDY 的研制[J] . 聚酯工业， 2012， 15 （4）： 27 - 28 .

[4] 谢皮斯基. 纤维成形原理[M] . 北京： 中国纺织出版社. 1983 .

[5] 刘丽娜， 唐安俊， 储飞， 张颌， 涤纶直纺超细旦88 dtex／288 f POY 的开发[J] . 化纤与纺织技术,2013， 42 (3) : 5 - 7 .