涤纶ITY72dtex/48f两种生产方法的装置设备和工艺探讨

2019-03-21 07:10孔凡颖
纺织科学研究 2019年3期
关键词:收缩率涤纶张力

孔凡颖

北京中丽制机工程技术有限公司 北京 101111

1 引言

涤纶ITY(intermingled textured yarn)异收缩丝,是POY和FDY一步法合并得到的复合丝,由于其收缩性能差异很大,广泛应用于织造雪绉纺、水洗绒、遮光绒等高档织物。常见的生产方法有两种,一种是通过独立的POY丝+FDY丝合并进入主网络并网,再进入卷绕机卷装成型;另一种是FDY经过一辊的丝+POY经过一导盘的丝在中网络合并网络进入二热辊,再经过主网络进入卷绕机卷装成型。

两种生产方法生产出的产品各有特点,适合不同的市场需求。本文以20D×20D的涤纶ITY异收缩丝72dtex/48f(POY47dtex/24f,FDY25dtex/24f)为例,分别讨论涤纶ITY异收缩丝两种生产方法的装置设备和工艺特点及其影响因素。

2 装置设备与工艺

2.1 第一种生产方法

独立的POY+FDY主网络合并。

(1)装置设备

干燥系统:郑州中远;纺丝系统:中丽制机;牵伸系统:中丽制机;卷绕系统:中丽制机BW55T;油嘴、预网络器、网络器、导丝器:日本AWA;计量泵:华西POY1.0ml/R,FDY1.0 ml/R;油剂泵:华西POY0.04ml/R,FDY0.04ml/R;卷绕机:中丽制机BW55T。

(2)工艺流程

见图1。

(3)工艺参数

见表1。

(4)产品质量

见表2。

图1 第一种生产方法的工艺流程

表1 第一种生产方法的工艺参数

表2 第一种生产方法的产品质量

表3 第二种生产方法的工艺参数

2.2 第二种生产方法

POY+FDY中网络合并共用热辊GR2。

(1)装置设备

同2.1(1)。

(2)工艺流程

见图2。

(3)工艺参数

见表3。

(4)产品质量

见表4。

图2 第二种生产方法的工艺流程

3 讨论

涤纶ITY 易收缩丝工业化生产的第一种方法是独立的POY丝与一一对应的独立FDY丝在主网络合并后,卷绕成型生产。此方法POY丝与FDY丝头数相同,纤度对应,POY部分经过G1、G2两导丝盘调节合适的张力,与对应的经过预网络、GR1、GR2两对热辊牵伸后的FDY丝合并后,送入主网络并网,然后卷绕成型制得。第二种方法是POY丝经过位于FDY第一热箱内GR1热辊下方的导盘G1,调节到合适的张力,与经过GR1热辊的FDY丝一同进入中网络并网,送入GR2热辊,再经过主网络后,卷绕成型生产。此方法POY与FDY头数相同,纤度对应,POY丝没有二导盘,经过G1后进入速度相当的GR2热辊,有一定的定型。

3.1 第一种生产方法讨论

(1)装置示意图

见图3。

(2)原料和干燥系统

涤纶ITY异收缩丝生产难度较大,一般选用较好品质的涤纶原料切片,此处选用口碑好的江苏恒力半消光切片,粘度0.66 dl/g,熔点260℃。

同时,其由POY、FDY一步法复合得到,纤度通常较细,dpf基本1左右,很容易瓢丝、断头,对干切片含水率和干燥时间要求较高,所以干热空气露点必须严格控制小于-80℃,露点过高很难保证含水率要求。干燥时间也要严格控制在12小时内,否则易使切片增粘,影响可纺性。含水率必须<30ppm,含水率过高,瓢丝、断头多,废丝率高,成品丝品质差。

(3)螺杆

使用的涤纶螺杆一般带销钉混炼头,六区或五区加热,螺杆长径比25,这样可以使熔体充分熔融,均匀混合,提高熔体可纺性。螺杆使用可靠性较高的进口丹尼斯科DYNISCO滤后压力传感器自动控制转速,一般滤后压力控制在10mpa,螺杆1-6区温度根据工艺需求控制在270℃~293℃之间。

图3 第一种生产方法的装置示意图

(4)过滤器

为了保证正常稳定生产,在螺杆后配熔体过滤器进一步滤除可能的杂质,保持熔体温度均匀稳定,一般使用带20um金属烧结毡的滤芯。

(5)纺丝箱体、组件、喷丝板

因为POY部分、FDY部分左右并列与每纺丝位,纺丝箱采用节能型,组件一字排列,POY部分、FDY部分各有独立控制的计量泵计量。每位头数一般16~24头,为避免位居过大,基本都采用DIO双胞胎组件,保证每个纺丝头都由一个剂量泵出口对应,既保证了纤度均匀,又保证位居不超过1900mm,避免每根丝纺丝张力偏差过大。纺丝箱通过汽相联苯热媒保温,一般控制温度比切片熔点高30℃~40℃,基本在288℃~293℃。联苯热媒温度过高,瓢丝、断头多,熔体粘度降大,丝强度低,伸长低;联苯热媒温度过低,喷丝板面温度低,注头丝、细丝、断头多,丝强度不匀大,伸长不匀大。

生产过程中,dpf多为1左右,喷丝板设计中,基本控制剪切速率 8000~16000s-1, 喷 头 拉 伸 比 控 制在 160~300。 此 处 涤 纶 20D×20D 涤纶ITY复合丝,因为 POY部分规格为47dtex/24f,FDY部分规格为25dtex/24f,微孔数相同,规格相当,所以POY与FDY采用相同微孔φ0.20×0.60,纺丝效果很好,同时避免了装混。

(6)侧吹风冷却系统

涤纶ITY异收缩丝一般纤度较细,POY部分、FDY部分侧吹风独立,由各自的风阀控制,可以调节相同或不同的风速。因纤度较细,为保持足够的板面,一般无风区设计时,控制90~130mm。生产20D×20D涤纶ITY复合丝,侧吹风温度控制在22℃~25℃,侧吹风风速控制在0.35m/s。侧吹风温度过低,则喷丝板面温度低,注头丝、细丝、断头多,侧吹风温度过高,丝不易充分冷却,断头多。

(7)油剂上油系统

生产过程中,因为纤度细,dpf小,POY部分、FDY部分都采用油嘴上油,独立控制。为了保证后加工的张力及染色均匀一致,POY部分、FDY部分都用相同的FDY油剂,一般POY部分含油率0.4%~0.6%,FDY部分含油率0.8%~1.0%,ITY复合丝上含油率0.6%~0.8%,可以保证没有毛羽,后加工顺利。含油率过低,容易造成毛丝;含油率过高,丝易打滑、缠辊。

(8)牵伸定型装置

在独立的POY部分、FDY部分送入主网络并丝生产方式中,POY部分与正常涤纶POY相同,经过G1、G2两导盘,两导盘之间速度差30~60m/min,不拉伸,起到输送和调节丝张力作用。POY丝经过G2导盘后与FDY丝合并进入主网络。FDY部分与正常涤纶FDY相同,经过GR1、GR2两对热辊,两对热辊之间拉伸比2.5~3.3。FDY丝在GR2热辊后与POY丝合并进入主网络,两种丝经过主网络并网后进入卷绕机卷绕成型。POY、FDY两部分的张力要尽量接近才能很好地合二为一。

这种生产方法的卷绕速度介于POY与FDY间,多为3300~3500m/min。得到的ITY复合丝,一般按照市场需求控制,强力2%~2.5%,伸度37%~45%,沸水收缩35%~45%,网络33~45个/米。这种方法生产中FDY部分与正常FDY工艺一致,GR1温度80℃~85℃,GR2温度 120℃ ~130℃,拉伸比 2.5~3.5。GR1温度过高,分子解取向迅速,丝束在辊上不稳,摆动大,易造成缠辊断头,GR1温度过低,以拉毛;GR2温度过高,丝束在辊上不稳,摆动大,易造成缠辊断头,GR2温度过低,以产生毛丝。此生产方法生产的涤纶ITY复合丝,沸水收缩率35%~45%,保持了POY与FDY的各自指标,后加工整理中,异收缩效果突出。ITY复合丝需要好的网络效果,一般网络点30~40个/米才能满足织造要求,因此主网络压力较高,一般控制0.4~0.5mpa。

表4 第二种生产方法的产品质量

(9)卷绕

一般使用精密防叠丝横动方式,卷绕张力T3由POY与FDY两部分各自的T3张力叠加产生,此种20D×20D涤纶ITY复合丝生产中,POY部分规格为 47dtex/24f,合并前T3张力 3~5cN,FDY部分规格为25dtex/24f,合并前T3张力3~6cN, 经过主网络并网后,T3控制在8~12cN,丝饼成型好。

3.2 第二种生产方法讨论

(1)装置示意图

见图4。

(2)概述

此种涤纶ITY异收缩丝生产方法的干燥系统与纺丝系统(螺杆、过滤器、箱体、侧吹风冷却装置、油剂上油系统)与上一种涤纶ITY异收缩丝生产方法相同,主要区别在POY与FDY的热辊和导盘布置不同。为了得到定型较好、沸水收缩率较低的涤纶ITY异收缩丝, POY部分只有G1导丝盘,POY丝与FDY丝在中网络并网,一起上GR2热辊。

(3)牵伸定型装置

此种生产方法POY部分只有G1导丝盘,G1导丝盘位于FDY部分第一热辊GR1下方,G1速度略低于GR2热辊速度,控制POY一路丝与FDY一路丝以近似的张力进入中网络并网,并网后的丝一同进入GR2热辊。在这里,POY部分 G1导盘与GR2热辊之间速度差50~100m/min,不拉伸,起到输送和调节丝张力作用。FDY部分 GR1热辊与GR2热辊之间拉伸比2.5~3.3,为了使中网络并网前FDY丝与POY丝张力一致,GR1热辊温度一般比正常同规格FDY丝高10℃~30℃。为了复合后的丝不发散,丝进GR2热辊前经过中网络并网,中网络压力0.2~0.3mpa。然后复合丝进入GR2热辊,完成牵伸定型,GR2热辊温度不同,可以得到10%~50%间不同沸水收缩率的复合丝,然后丝再进入主网络。主网络压力0.4~0.5mpa,可以得到35~45个/米的网络点,然后复合丝进入卷绕机卷绕成型。

此种生产方法,卷绕速度也介于POY与FDY间,多为3300~3500 m/min。得到的ITY复合丝,一般按照市场需求,强力为2%~2.5%,伸度为37%~45%,沸水收缩率为10%~50%,网络为35~45个/米。这种方法生产中FDY部分GR1温度控制在95℃~115℃,高于正常同规格FDY丝,这样可以保证中网络并网前FDY丝与POY丝张力相近,减少断头。GR2温度80℃~150℃,GR2温度高,沸水收缩率低。

(4)卷绕

此种生产方法,一般也使用精密防叠丝横动方式,T3控制在5~10cN,丝饼成型好。

3.3 两种生产方法的特点差异

涤纶ITY异收缩丝的两种生产方法各有特点:第一种独立的POY+FDY主网络合并的生产方法,保留了POY与FDY的独立特点,两部分伸长差异大,沸水收缩率差别大,异收缩效果更好,织成面料更柔软。但操作相对麻烦,每次升头时间稍长。因为POY部分的影响,沸水收缩难以做到35%以下,满足不了一些需低沸水收缩率的后加工。第二种POY+FDY中网络合并共用GR2热辊的生产方法,由于中网络合并需要合并且前张力接近,所以需要FDY部分GR1温度控制控制较高,温度过低则张力太高,两种丝无法在中网络合并。通过设置不同的GR2热辊温度,可以得到沸水收缩率较低的涤纶ITY异收缩丝。但是由于有三道网络,耗气量大。同时因为POY丝经过GR2高温定型,手感较硬,异收缩效果稍差。

3.4 结论

涤纶ITY异收缩复合丝可以通过两种方法高速纺生产,并且在生产过程中控制好张力非常必要。

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