PA6 FDY条干不匀率的影响因素探讨

宋建生，韦 飞

(泉州天宇化纤织造实业有限公司，福建泉州362000)

近几年来，由于市场的需要，纺织业对聚己内酰胺(PA6)纤维品质的要求越来越高，PA6全拉伸丝(FDY)条干不匀率是其质量评价的一个重要指标，其值高不仅影响丝条的力学性能和染色性能，而且在后续织造过程中，会使断头和毛丝增加，影响织物的外观平整度、手感和染色均匀性，在织造时纬线方向会造成间断性疏密。因此，对影响PA6 FDY条干不匀率的因素进行分析，对保证产品质量是非常重要的［1］。影响纤维条干不匀率的因素很多，如:切片质量差异、设备运行情况、工艺条件的选择以及生产过程中维护和控制、各个导丝器件的完好情况等。作者通过在实际生产过程中，对生产的各个环节进行测试对比，对影响条干不匀率的因素进行分析探讨。

1 试验

1.1 原料

PA6有光切片:含水率小于800 μg/g，相对黏度为2.49，可萃取物质量分数小于0.6%，台湾展颂股份有限公司产。

油剂:科凯 S-6352AY，pH 值7.0 ～8.0，有效质量分数 95%，密度 0.90 ～ 0.93 g/cm3，闪点大于100℃，德国科凯精细化工有限公司产。

1.2 设备

12E/24D卧式螺杆挤压机:挤出能力340 kg/h，德国巴马格公司制;侧吹风窗:长度为1 500 mm，北京三联虹普新合纤技术服务股份有限公司制;计量泵:规格为1.6 mL/r，英国斯奈克精密机械有限公司制;ATi-615R/12型卷绕机:卷绕速度为2 500～6 000 m/min，日本TMT机械株式会社制。

1.3 生产工艺流程

PA6切片通过螺杆挤压机熔融(加热温度为260～265℃)后，熔体通过熔体管道输送至计量泵精确计量，经组件过滤后通过喷丝板喷出成丝(箱体温度为260℃左右)，喷出的熔融丝条经侧吹风冷却，通过油嘴集束上油，进入预网络，再经GR1辊(温度为常温)、GR2辊(温度为150℃左右)拉伸定型后，进入网络器，最后经GR3辊导丝之后进入卷绕机卷绕，生产规格为44 dtex/34 f的有光PA6 FDY，其生产工艺流程见图1。

图1 PA6 FDY生产工艺流程Fig.1 Flow chart of PA6 FDY production process

1.4 条干不匀率的测试方法

采用瑞士Uster公司的Uster 5型条干测试仪测试纤维条干不匀率。测试方法如下:先将试样在温度(20±3)℃、相对湿度(65±3)%条件下进行温湿度平衡，再将被测丝束通过电容器极板中间进行测试，测试速度为400 m/min。

2 结果与讨论

2.1 单体抽吸气流速度

在PA6生产过程中，PA6切片中含有少量的水、单体以及环状低聚物，经过螺杆挤压机的剪切熔融之后，高温熔体经喷丝孔喷射出来时会伴随有低分子气体排出，影响丝束的热交换均匀性，产生毛丝团，导致纤维条干不匀率产生较大的波动。为减轻低分子气体的影响，一般在喷丝板出口处安装单体抽吸罩，使低分子气体被水喷射泵抽走，从而减少对丝条条干不匀率的影响。单体抽吸气流速度的大小对丝束条干不匀率的影响较大，单体抽吸气流速度低时，条干不匀率变大，单体抽吸气流速度过高时，会使丝条抖动，不利于纺丝的稳定。从表1可知，在一定范围内，随着单体抽吸气流速度增大，条干不匀率变小，适宜的单体抽吸气流速度为 1.6 ～1.7 m/s，此时条干不匀率为1.1% ～1.2%。

表1 单体抽吸气流速度对条干不匀率的影响Tab.1 Effect of monomer suction speed on yarn irregularity

2.2 喷丝板规格

生产同等规格的产品在选择喷丝板时，喷丝板直径略大，单丝之间的空间就会增大;喷丝板的微孔排布合理，丝束冷却均匀，有利于降低纤维的条干不匀率。从表2可知:喷丝板直径为65 mm时，条干不匀率为1.15%;喷丝板直径为70 mm时，条干不匀率为1.10%;当喷丝板直径为85 mm时，条干不匀率为0.98%。因此，试验选择喷丝板直径为85 mm更为适宜。

表2 喷丝板直径对条干不均匀率的影响Tab.2 Effect of spinneret diameter on yarn irregularity

2.3 上油率

上油是为了在丝束的表面形成一道油膜，减少机械摩擦，消除静电。上油不足时油膜包覆不完全，丝束发散，会使纤维表面的油膜断裂、起皮，易出现起毛、断丝现象，机械干扰增加，导致丝束条干不匀率增大;上油过多时，会使丝束表面的油膜堆积，丝束滑动增加，引起纺丝张力波动，导致拉伸不均匀，也会导致条干不匀率偏大。从图2可看出，丝条上油率控制在1.25% ～1.45%较为适宜，此时纤维条干不匀率为1.13% ～1.17%。

图2 上油率对条干不匀率的影响Fig.2 Effect of oil pick up on yarn irregularity

2.4 侧吹风条件

冷却条件是影响纤维质量的一个重要因素，为了使纤维的凝固过程均匀一致，必须维持一定的侧吹风温度。侧吹风温度过低时，冷却速度太快，会在丝的内部分子中产生球粒，使丝发暗，降低丝束的可拉伸性能，而且冷却太快，丝的预取向增大，纤维皮层和内芯的差异变大，影响纤维结构的均匀性，也会引起拉伸困难;侧吹风温度过高时，纤维冷却缓慢，处于结晶温度的时间较长，有利于结晶生成，但纤维结晶太多，会引起拉伸困难。因此，一般要求侧吹风温度为18～20℃。

侧吹风速度过高或过低也会使纤维条干不匀率增大。侧吹风速度过高，空气流动的湍动引起丝条震动或飘动加大，当震动的幅度达到一定值时，就会传递到凝固区上方，而使初生丝条产生有规律的、间歇性的不均匀;侧吹风速度过低，则受室外气流干扰的因素增强，丝条凝固速度减慢，使凝固丝条飘忽震动增加。从图3可知，侧吹风速度控制在0.50～0.65 m/s时。纤维条干不匀率较好。实际生产中，由于受其它因素的影响，侧吹风速度需要根据品种做适当调整。侧吹风湿度对纤维的成形影响也很大，空气相对湿度太低时，在丝室和甬道内产生较强的静电效应，使纤维抖动不稳，影响成形的稳定性和均匀性，而且不利于纤维均匀给湿，影响纤维条干均匀性。另外，相对湿度大，可以提高丝束的比热和给热系数，比热大有利于丝室温度的恒定，给热系数大有利于及时冷却［2］。生产实践证明，侧吹风湿度控制在(80±5)%时，丝束的条干均匀性较好。

图3 侧吹风速度对条干不匀率的影响Fig.3 Effect of cross air speed on yarn irregularity

3 结论

a.单体抽吸气流速度对PA6 FDY条干不匀率影响很大，宜控制在1.60 ～1.70 m/s。

b.喷丝板的大小对PA6 FDY条干不匀率有一定的影响，选择较大直径的喷丝板时，条干不匀率较小。

c.上油率对PA6 FDY条干不匀率有一定的影响，控制在1.25% ～1.45%较为适宜。

d.侧吹风条件对FDY条干不匀率影响很大，宜控制侧吹风速率为 0.50～0.65 m/s，侧吹风温度为18～20℃，侧吹风湿度为(80±5)%。

［1］ 艾磊.浅谈锦纶6 POY条干不匀率的影响因素［J］.广东化纤，2001(4):6－8

［2］ 上海纺织工业局.锦纶生产工艺［M］.上海:上海人民出版社，1977:151－152.