涤纶半光POY毛丝的工艺探讨

胡 军，陈亚强

(新凤鸣集团湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313021)

应用技术

涤纶半光POY毛丝的工艺探讨

胡 军，陈亚强

(新凤鸣集团湖州中石科技有限公司，浙江湖州 313021)

选择PRB120-0.16*0.6-192*2喷丝板，在Barmag公司的EVO环吹风加长风筒冷却装置上生产530 dtex/384f 粗旦多孔涤纶半光POY产品，通过增大冷却风量、选择适宜的纺丝箱体温度、优化喷丝孔排列方式、降低无风区高度、调整合适的网络压力和卷绕张力，定期对网络喷嘴清洗等方法，降低了粗旦多孔POY在纺丝过程中产生的毛丝数量，提高了产品的内在质量和生产效益。

粗旦 毛丝 工艺

进入2016年下半年以来，随着G20峰会和聚酯厂家多次联盟会议的召开，外加聚酯市场金九银十传统旺季的来临，织造市场对使用粗旦多孔POY加弹后的产品制作雪纺绒类织物的需求量大增。由于孔数多，纤维加工后的织物具有天然的柔然手感、保暖性和蓬松性，柔软顺滑，透气亲肤，同时低弹丝也可以和氨纶丝制成包芯纱，满足牛仔布的面料要求。我公司及时适应市场需求量大的形势，生产粗旦多孔530 dtex/384f 半光圆孔POY，取得了可观的经济效益。

生产初期由于缺少PRB120-0.16*0.6-192*2规格的喷丝板，只能在PRB104-0.16*0.6-192*2规格的喷丝板上生产该品种，初期产品外观存在大量毛丝，降等的毛丝数量比率达到8%左右，每个位都有1～2个丝饼外观毛丝，生产不能正常进行。只好采购规格为PRB120-0.16*0.6-192*2的喷丝板来生产530dtex/384f品种。实践中通过调整无风区高度，优化冷却成形条件和网络压力，制定网络器清洗周期，能够有效地降低毛丝的数量。最终毛丝降等数量由每落次15个降到2个以内。

1 试 验

1.1 主要原料

PTA，工业级，恒力公司生产；

EG，工业级，扬子石化公司生产的；

PET熔体：特性黏度(0.630±0.003) dL/g，端羧基含量40～43 mol/t、DEG含量(1.3±0.03)%、熔点260 ℃;

纺丝油剂：德国S+S油剂。

1.2 主要生产设备及测试仪器

生产设备：康泰斯公司提供的三釜聚合装置和熔体输送及分配管道；

增压泵： TR180BG，瑞士Maag公司产；

熔体冷却器：Sulzer SMRTM、瑞士产；

巴马格“W”型纺丝箱体、外环吹冷却EVO系统，苏拉纺织机械公司提供；

卷绕机：WINGS-1500 /10全自动卷绕机，欧瑞康公司提供；

测试仪器：

缕纱测长仪：YG086C，常州纺织机械公司产；

单纱强力机：YG023B，常州纺织机械公司产；

条干仪：UT-5，Uster 公司产；

含油仪： MQ-20C， Bruker 公司产。

1.3 工艺流程

聚酯终聚釜→熔体出料泵→熔体冷却器→熔体过滤器→聚酯三通阀→熔体增压泵→纺丝熔体冷却器→熔体五通阀→熔体分配管道→静态混合器→计量泵→“W”型纺丝箱体→环吹风长风筒冷却→油嘴上油→GR1-网络-GR2 →卷绕成型→外观检验

1.4 主要物性指标

530 dtex/384f 粗旦多孔POY的主要物性指标如表1所示。

表1 530 dtex/384f POY物性指标

2 结果与讨论

2.1 纺丝箱体温度

熔体直接纺丝一般采用低温输送，高温纺丝路线，但是实际生产中还要依据熔体粘度、端羧基含量、喷丝板直径及产品规格综合优化。在熔体粘度为0.63 dL/g、端羧基40 mol/t条件下，生产530 dtex/384f的POY纺丝箱体温度不能过高，过高会造成无油丝粘度降大，板面温度高，断头多。粗旦多孔涤纶半光530 dtex/384f POY因孔数多，小板径的喷丝板上孔排布密度大，丝条冷却会受到影响，一般选择在大直径的喷丝板上生产，但是喷丝板直径大，板面散热速度快，板面温度相对降低，又会产生毛丝。生产中采用120 mm直径的喷丝板生产，适当的调节纺丝箱体温度，箱体上面加强石棉保温，可以降低毛丝产生的概率。现场经过不同的箱体温度试验对比，如表2所示，确定适宜的箱体温度，发现箱体温度在289 ℃时毛丝最少，生产较正常。

表2 纺丝箱体温度对产品生产工况及纤维物理性能的影响

2.2 喷丝板孔设计

多孔丝一般采用环吹风冷却，孔的排布对产品质量至关重要，环吹风喷丝板多采用同心圆分布[1],分布圈数的多少影响冷却风的通透效果，圈数过多会造成中间无风带区域范围缩小，喷丝板中心产生的湍流导致最内圈丝束晃动，不仅产品的物理指标异常，而且会产生毛丝。但是排布圈数过少，层间孔间距大，最外圈出现单孔丝抖动，同样产生飘丝毛丝现象。考虑到该产品属于多孔丝，工艺在大直径喷丝板上试验三种不同的排布，一种为8圈排布，最内圈直径为30 mm，一种为10圈排布，最内圈直径为25 mm，第三种为12圈排布，最内圈直径为20 mm，如图1所示。表3列出了不同的排列方式对外观及条干的影响，10圈排布时丝条运行平稳，条干CV值最小而且外观毛丝少。

表3 不同的喷丝孔排列对外观及条干的影响

2.3 无风区高度

粗旦多孔丝单丝孔数多，复丝旦数大，但单孔熔体吐出量也较大，熔体经过计量泵后升温快，纺丝板面温度高于细旦多孔产品，熔体从喷丝板挤出后容易出现弯头丝和飘丝现象，熔体细流冷却缓慢，采用较低的无风区，有利于冷却均匀和冷却充分，对毛丝的减少有一定效果，工艺对不同的无风区试验对比，如表2所示，发现50 mm无风区生产时毛丝出现量有所降低。生产方面对18个位该品种毛丝统计发现，毛丝数量由原来的每落丝15锭降低到每落丝8锭。

12圈排布 10圈排布 8圈排布

无风区/mm强度/(cN·dtex-1)强度CV，%伸长，%伸长CV，%POY每落丝毛丝数量/锭752．422．95133．83．1415652．512．84130．62．5911502．542．03127．32．068

从表2可以看出，随着无风区的降低，POY强度稍微变大，剩余伸长率明显变小[2]，但强伸度的CV值也同步减小。毛丝数量逐步降低。由于冷却均匀性变好的原因，单丝受到纺丝拉伸均匀性也变好，单丝在拉伸过程中断裂的现象减少，毛丝比率下降。但是过低的无风区，POY伸长率会更低，单位效益成本也变高，综合考虑，采用50 mm无风区生产粗旦多孔丝优势明显，毛丝数量有所减少。

2.4 风筒规格和冷却风压的配合

粗旦丝若冷却风量过大，会产生熔体表层应力集中情况，出现皮芯层结构，应力的集中也会出现毛丝。若冷却风量过小，丝条晃动增加，单丝冷却不匀，同样会出现毛丝。依据不同的风筒规格选择不同的风压，保证冷却风量适中，毛丝数量明显减少。分别在规格为φ104 mm ×L165 mm和φ120 mm×L180 mm的两种不同的风筒所对应生产线上试验生产该品种，如表3所示。但是后者毛丝明显较少，经过对两种风筒流量的检测，发现达到同样的流量下前者风压比后者大10～12 Pa以上。考虑到这种差距实际存在情况下，工艺试验几种不同的风压对毛丝的影响，如表3所示。

表3 不同的风筒和风压对比试验

以上试验对比发现，在φ120×L180风筒条件下，采用45 Pa的风压，丝条运行状况正常和外观毛丝量偶尔出现，但是仅仅依靠调整风压并不能完全解决毛丝问题，还要进一步寻找毛丝处理的其它办法。

2.5 网络器型号和网络压力

粗旦多孔丝复丝旦数大，孔数又多，上油后抱合性能差，为了增加丝条抱合性，防止单丝间松散造成毛丝，在Barmag公司提供的新一代WINGS卷绕头上网络器有两种位置形式，但是为了方便调节丝条在网络器的运行张力，将网络器安装在卷绕头两冷盘之间。工艺对两种不同型号的网络器试用对比，如表4所示。在相同的网络压力下使用WMI02-16.04比WMI02-13.04毛丝更少。

表4 网络器及网络压力对毛丝的影响

网络喷嘴孔径较大时，网络压力需要适当降低，才能减少毛丝现象。当使用小孔径的网络喷嘴，网络压力要提高到0.1 MPa以上，观察丝条才能在网络器中运行抖动较一致，网络效果较好，但是网络压空过小，容易出现毛丝[3]。在缺少WMI02-16.04型号的网络喷嘴情况下，工艺适当调整网络压力，也能取得好的效果。但是使用WMI02-16.04的网络器，网络压空进一步提高，网络器四周出现大量毛丝现象，压空能耗也增加。图2是不用网络器型号对比图。

1.6 mm网络器示意图

1.3 mm网络器示意图

2.6 丝路和卷绕张力

丝条在运行过程中，在GR1冷盘上丝条晃动大，可以看出个别丝条在网络器入口处跳动，落筒后发现丝饼存在不固定的毛丝，为了增加丝条进入网络器之前的张力，人为在剪刀导丝器之前增加一排U型导丝器，丝条和U型导丝器接触，保持一定张力，有利于丝条的平稳运行。

生产实践中发现卷绕张力大小也对毛丝产生一定的影响，在网络压力和规格确定后，卷绕张力过大，毛丝增加，过小成型不良，丝饼运输过程中易塌边。按照POY卷绕张力为产品旦尼尔×(0.1～0.15 cN/D)计算[4]，卷绕张力控制在30～45 cN较合适，一旦张力超过45 cN，毛丝数量明显增加。工艺通过GR1与GR2速度差来控制张力的大小，速度差值过大，丝条运行不稳定。最终选择35 cN的张力既能确保成型良好，又能满足外观毛丝降等少。

2.7 网络喷嘴的清洗保养

网络喷嘴提供了丝条旋转、开松、缠结的空间，与丝条接触面积大，容易产生毛絮堆积，进而堵塞喷嘴。若超过3～4天时间不清洗，毛丝也会出现，对固定锭位毛丝更换网络喷嘴后毛丝消失，将更换下来的网络喷嘴用超声波清洗淤泥和污垢，上机后毛丝减少。故规定每次纺丝清板时用软毛刷蘸水对网络喷嘴清洗，同时一个月时间更换下网络器，在超声波中清洗。

3 结 论

a) 选择纺丝箱体温度为289 ℃和喷丝板孔10圈分布的排列方式，外观毛丝少，条干CV值小，纺丝生产稳定。

b) 选择在50 mm的无风区上，用规格为φ120×L180的风筒，采用45 Pa左右的风压对丝条冷却，毛丝显著减少。

c) 用WMI02-13.04型号的网络喷嘴，网络压空适当提高到0.08 MPa，毛丝降等比例小。

d) 调整好卷绕丝路，增加一排U型导丝器，固定丝条，适当调节卷绕张力在30～45 cN之间，毛丝降等数量进一步降低。

e) 网络器定期清洗，对消除固定锭位毛丝起着关键作用。

以上五个方法的结合运用，毛丝降等数量降到每落1～2个。

[1] 袁惠. 超细旦涤纶POY的生产工艺技术选型[J]. 广东化纤，2001(4):17-22.

[2] 阚新征.熔体直纺单板细旦涤纶POY350 dtex/384f 生产工艺[J].合成技术及应用，2012,27(3)：39-40.

[3] 徐翔华. 32头环吹风直纺涤纶细旦丝生产工艺探讨[J]. 合成纤维工业，2012，35(4)：62-63.

[4] 候志伟，王中雪，李艳. 熔体直纺50 dtex/144f 超细旦多孔POY[J]. 聚酯工业，2015,28(1)：26-27.

Discussiononthebrokenfilamentofpolyestersemi-glossPOY

Hu Jun, Chen Yaqiang

(XinfengmingGroupHuzhouZhongshiTechnologyCo.,Ltd.,HuzhouZhejiang313021,China)

For 530dtex/384f POY, we use spinneret plate which model is PRB120-0.16*0.6-192*2, and by cooling unit of evo quench air enlengthed air duct which is provided by barmag. The methods was followed, increasing cooling air volume, choosing suitable spinning box temperature, optimizing the arrangement of spinneret holes, reduce the altitude of no wind air, adjustment suitable intermingle pressure and crimp tension, regulating cleaning of network nozzles and so on. The poy quantity of broken filaments during the process of spinning was decreased, and the intrinsic quality and product efficiency was raised.

coarse denier; broken filament; quality

TQ342

B

1006-334X(2017)04-0043-04

2017-09-12

胡军(1976-)，河南漯河人，工程师，主要从事涤纶长丝生产管理工作。