230 dtex/256 f哑铃丝PET的研制

雷 彬，唐安俊，王新叶，裴 磊，储友山

（江苏盛虹科技股份有限公司，江苏苏州215228）

230 dtex/256 f哑铃丝PET的研制

雷 彬，唐安俊，王新叶，裴 磊，储友山

（江苏盛虹科技股份有限公司，江苏苏州215228）

利用一种新型喷丝板开发生产230 dtex/256 f哑铃涤纶长丝，结果表明，选择具有哑铃型的喷丝板，采用箱体温度293℃、管道温度285℃、环吹风风压40 Pa、纺速2 500 m/min、油架高度800 mm等工艺参数，可维持生产稳定，产品性能指标达到GB/T8960-2008优等品的水平。

预取向丝；熔体直纺； 哑铃丝

哑铃丝是利用一种新型的哑铃型喷丝板生产的涤纶长丝，其主要特点在于哑铃型喷丝孔是由两个直径相同的小圆孔组成，两个小圆孔之间的距离为 (0.05±0.005)mm，两个小圆孔的中心平行指向喷丝板中心，小圆孔直径为(0.14±0.01)mm。纤维的截面呈哑铃型，增加了纤维的刚性，抗倒伏性能更好，加工精度高，可纺性好，吸湿透气性强、光泽优雅、易于染色。产品抗起球，耐污，手感更加柔软，起绒织物的直立性好且具有排斥弹性等优点，主要应用于春亚纺、珊瑚绒、桃皮绒等产品，具有很好的市场前景。本实验介绍了230 dtex/256 f哑铃丝PET的研制。

1 生产设备和原料

1.1 原料

所用的PET熔体性能如表1所示。

表1 PET熔体性能

1.2 主要设备及测试仪器

ACW5T高速卷绕机及EVO外环冷却吹风系统：德国巴马格公司制；YG023B单纱强力机及YG086C缕纱测长仪：常州纺织仪器厂制；MQ-20C纤维含油率分析仪：德国Bruker公司制；PL403电子天平：瑞士梅特勒-托利多公司产。

1.3 纺丝工艺流程及主要的纺丝卷绕工艺参数[1]

纺丝工艺流程：PET熔体→输送→纺丝→吹风冷却→集束上油→预网络→第一导丝盘→第二导丝盘→网络→断丝传感器→卷绕→POY

主要的纺丝卷绕工艺参数如下：箱体温度(294±1)℃、管道温度 (285±2)℃、环吹风风压 (45±5)Pa、GR1速度 (2 517±50)m/min、GR2速度 (2 511±50)m/min、纺速 (2 500± 100)m/min、油架高度 (800±100)mm、无风区高度 (50±10)mm、组件压力189.7 Pa。

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 喷丝板的设计[2]

喷丝板是制造哑铃型涤纶长丝的关键部件。喷丝板的设计是否合理直接影响到可纺性。生产哑铃型涤纶长丝的喷丝板，其特征是呈圆形分布，层层错开排列。哑铃型喷丝孔是由两个直径相同的小圆孔组成的，两个小圆孔之间的距离为 (0.05±0.005)mm，两个小圆孔的中心平行指向喷丝板中心，所述的小圆孔直径为(0.14±0.01)mm。在纺丝过程中，熔体通过哑铃型喷丝板的两个直径相同的小圆孔的时候，由于熔体流动的膨化效应，使两小圆孔流出的熔体融合连接，使纤维的截面呈哑铃型。

2.2 纺丝温度

对于哑铃丝，纺丝温度的控制至关重要，它影响生产稳定性和产品异型度。在纺细旦丝与异型丝时提高温度有利于熔体流动均匀性的改善，从而提高可纺性。但若温度过高易飘丝、板面有弯头丝。若温度过低易使熔体停留时间过长，造成熔体黏度降大。温度低易造成注头丝、竹节丝。较低的温度有利于保持异型度，但组件容易注头，会增加纺丝断头和丝饼断头。在工艺调试中发现纺丝温度低于286℃时，注头较多，生头较困难，生产稳定性差，截面异型度差，不同温度下哑铃丝的物性及截面图分别见表2和图1。

表2 不同温度下哑铃丝的物性

图1 纺出的哑铃丝的截面图

从表2及图1可以看出，当箱体温度为288℃时，满卷率不高，截面异型度差，当箱体温度在292℃至295℃之间时，满卷率较高，截面异型度高，经过大量实验，确定最佳箱体温度为293℃，此时满卷率最高且生产稳定，截面异型度最高。

2.3 环吹风条件

冷却条件对异型纤维的条干不匀率及异型度影响较大，熔体纺丝时熔体细流自喷丝孔喷出后，在空气介质中冷却凝固成形，是一个单纯的物理过程 （传热和受力变形），原则上无化学变化。在相同的冷却条件下，环吹风比侧吹风的冷却效果更好，但是风压过小丝束整体晃动过大，单丝高速抖动，形成湍流；风压过大，整体丝束高速抖动，生产稳定性差。不同风压下丝的物性及光圈抖动见表3。

表3 不同风压下丝的物性及光圈抖动情况

从表3可以看出，环吹风的风压对丝束的影响很大，由于哑铃丝比表面积较大，丝条需要快速冷却，以取得较好的异型度，为达到较高的品质，冷却条件是生产哑铃型涤纶长丝的关键，所以，综合不同风压对条干不匀率和丝条光圈的影响，即可界定最佳风压大小为40 Pa。

2.4 油架高度

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，起到降低条干不匀率作用。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，否则会使纺丝张力增加与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，冷却长度短，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。

在保证产品质量的同时减少丝束的抖动，油架高度设定为800 mm。

表4 不同油架高度的实验

2.5 拉伸工艺

拉伸工艺主要是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，异型度差，外观有毛丝。

表5 不同纺速下的外观实验

通过试验，适宜的纺丝速度为2 500 m/min左右。

2.6 产品的性能[3]

230 dtex/256 f哑铃丝主要物理性能指标见表6。

表6 230 dtex/256 f哑铃丝主要物理性能指标

从表6可以看出，230 dtex/256 f哑铃丝产品性能指标达到GB/T8960-2008优等品的水平。

3 结论

（1）选择合适的纺丝速度和纺丝温度，对生产稳定性具有重要意义。适宜的纺丝速度为2 500 m/min，纺丝温度为293℃。

（2）环吹风条件对产品的异形度及条干影响较大，适宜的风压为40 Pa。

（3）因环吹风冷却速率快，冷却长度短，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。

[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，2012，25(4):27-28.

THE DEVELOPMENT OF 230DTEX/256F DUMBBEL-SHAPED PET FILAMENT

LEIBing，TANGAn-juan，WANGXin-ye，PEILei
（Jiangsu Shenghong Science and Technology Co.，Ltd.，Suzhou 215228,China）

The development and production of a new type of nozzle plate 230dtex/256f dumbbell polyester filament.the results show that selecting a dumbbell-shaped spinneret，using the case temperature 293℃，pipe temperature 285℃，pressure ring hair 40Pa，spinning speed 2500m/min，oil frame height 800mm and other process parameters，we can maintain stable production，product performance indicators have reached the level of GB/T8960-2008 superior product。

pre-oriented yarn；melt spinning；dumbbell wire

TQ342.21

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2014.03.002

1672-500X(2014)03-0005-03

2014-07-01

雷彬 (1984-)，男，汉族，四川人，助理工程师，从事化纤生产工艺技术工作。