1前言由于細旦織物具有優(yōu)良的手感、懸垂性和良好的服用性能,因此受到了國內(nèi)外的普遍關注,作為細旦織物的原料,細旦滌綸長絲在我國已有較多廠家生產(chǎn),但0. 56dtex細旦滌綸短纖維均為國外進口。 上海第十化纖廠從1994年開發(fā)成功U. 89dtex細旦滌給短纖維后,始終在細旦纖維領域不懈努力,1995年起承擔了“九五”國家科技攻關項目,開發(fā)具有國際先進水平的。
56dtex細旦滌綸短纖維,2000年通過了國家鑒定和驗收。本文從切片干燥、紡絲工藝、拉伸工藝等方面對0.滌綸短纖維的生產(chǎn)關鍵技術(shù)進行初步的探討。
2生產(chǎn)與測試設備切片干燥裝置;上海第二紡織機械股份有限公司LHV431A*16型紡絲聯(lián)合機;鄭州紡織機械廠LHV903型后加工聯(lián)合機XQ*1型纖維強伸度儀。
3結(jié)果與討論3.1原料細旦滌綸短纖維生產(chǎn)對切片的要求比常規(guī)要高一些,熔體粘度的均勻性以及凝聚粒子的多少都會影響生產(chǎn)的正常進行,通過實踐發(fā)現(xiàn),儀征、金山等廠的纖維級聚酯切片的優(yōu)級品可以滿足細旦纖維的生產(chǎn)要求。
3.2干燥切片含水率-~~42*紡制普通的滌綸短纖維,干燥切片含水率一般低于150ppm就可以正常紡絲,而要生產(chǎn)0.56dtex細旦滌綸短纖維,含水率最好低于80ppm,否則在紡絲過程中熔體粘度下降會使紡絲過程中產(chǎn)生硬絲和并絲,卷繞斷頭增加。因此,我們對KarlFischer干燥機的有關設備進行改造并對主要工藝參數(shù)進行了摸索,將空氣脫濕系統(tǒng)的化鋰轉(zhuǎn)輪改為硅膠轉(zhuǎn)輪,并適當提篼再生溫度,使干燥風露點溫度小于-301C.由于細旦纖維的產(chǎn)量較常規(guī)要低許多,切片在干燥塔內(nèi)停留時間會延長,為防止切片發(fā)黃,我們維持原有干燥風溫,這樣干切片含水率可以控制在80ppm以下,其特性粘度也不會下降,可以滿足紡絲的要求。
3.3紡絲溫度紡絲溫度是熔融紡絲的關鍵參數(shù),特別是在細旦短纖維的生產(chǎn)中,由于熔體吐出量的下降,熔體細流比表面積增大,相應增大了細流和空氣的摩擦力,從而增加了紡絲張力;同時,單絲細度的F降,使纖維所能承受的張力也隨之下降,因此紡絲溫度必須有所提高?紤]到熔體在螺桿中的停留時間有所延長,我們主要提篼前后分配管和紡絲箱體的溫度來提篼熔體溫度,在熔體溫度提篼的情況下控制熔體粘度降小于0.02.。4.4噴絲板在細旦滌綸短纖維生產(chǎn)過程中,噴絲板設計是否合理直接關系著紡絲狀況。紡制0.56ckex細旦短纖維,噴絲孔徑既要考慮到噴頭拉伸比、孔間距、紡絲速度,又要兼顧噴絲板的清洗,一般理和產(chǎn)品開發(fā)。
選擇在0.140.18mm之間,噴頭拉伸比不宜超過200倍?讖竭^小,噴絲孔清潔難度大,容易堵孔;孔徑過大,紡絲斷頭多,無法正常生產(chǎn)。由于短纖維的生產(chǎn)采用的是多孔噴絲板,因此,孔的排列就十分重要,由于細旦纖維的固化冷卻長度很短,所以孔間距可以比常規(guī)減少,但必須要保證冷卻的效果和均勻性,因此最小孔間距一般不能小于2.5mm,孔的排列因設備而異,以冷卻效果最好的排列為原則。
3.S紡絲組件在紡絲成形中,篼壓紡絲可以使熔體瞬時升溫,減少粘度降,強化過濾效果。提篼組件壓力和加強過濾效果可以采用增加過濾砂,減小過濾砂粒徑,增加過濾網(wǎng)密度等辦法。但在細且纖維紡絲實踐中發(fā)現(xiàn),采用增加過濾網(wǎng)密度的方法更為有效。
3.6泵供量和紡絲速度設計合理的泵供量和紡絲速度是生產(chǎn)0.56dtex細旦滌綸短纖維的關鍵。從理論上來說,如果不考慮產(chǎn)量,降低卷繞速度,可以使卷繞絲的預取向度降低,從而增加后拉伸倍數(shù)以達到降低產(chǎn)品細度的目的,但由于0.56dtex細旦短纖維的泵供量相當?shù),單孔吐出量小?.2克/分孔,因此單絲可承受的張力很低,宏觀表現(xiàn)為紡絲斷頭多,無法正常生產(chǎn),也就是說,對于固定的孔徑,有一個允許的最小吐出量,這在以前細旦POY的研究中也有所報道W.然而,增加栗供量,就會使原絲細度增加,無法達到預定的成品細度,所以必須同步增加卷繞速度。
會使卷繞絲產(chǎn)生細頸和結(jié)晶現(xiàn)象的,但單絲吐出量降低到一定程度,紡程上產(chǎn)生細頸的速度會隨之下降,如果產(chǎn)生細頸現(xiàn)象,會給后拉伸造成困難。因此在卷繞速度和泵供量同步增加的情況下,必須考慮到卷繞絲的預取向度和其變化趨勢,這可以從卷繞絲的干熱(或沸水)收縮率的測定反映出來。實際生產(chǎn)表明,1500m/n以下的紡速條件下并沒有出現(xiàn)紡程的細頸現(xiàn)象,在固定泵供量的情況下,卷繞速度的增加和卷繞絲的預取向度(干熱收縮率)的增加基本呈線性關系(見),卷繞絲的自然拉伸比和最大拉伸比也逐漸降低(見)。所以泵供量和紡絲速度的選擇,要綜合紡絲情況、吹風條件、前后紡工藝的配套情況來選擇,一般單孔吐出量不能小于0.3克/分孔,在設備允許的情況下,紡速高一些會有利于紡絲的正常進行。
卷繞速度與最大拉伸比的關系3.7冷卻條件由于細旦短纖維采用的是多孔紡絲,所以,保證內(nèi)外層冷卻的一致是十分困難的,。56dtex細旦滌綸短纖維的單絲細度是常規(guī)纖維的1/3左右,因此其冷卻速度比常規(guī)短纖維要快得多(其固化冷卻長度U經(jīng)計算還不到常規(guī)的1/3),固化冷卻長度的縮短使絲束的運動速度大大加快。由于我廠的環(huán)吹設備是由外向內(nèi)冷卻,因此造成外層絲束將大量的橫向冷卻風帶走,使內(nèi)層絲束無法均勻冷卻,從而導致形成大量并絲。從理論上講,提篼冷卻風溫和降低吹風量可以延長固化冷卻長度,但其延長的長度遠遠比不上單孔吐出量增加的作用,而且在實際生產(chǎn)中也證實了這一點,并且由于固化冷卻長度的縮短,冷卻風速的變化對卷繞絲的預取向度的影響也變得不十分明顯,所以為了使內(nèi)層絲束得到均勻冷卻,我們采取了減少噴絲板到環(huán)吹距離和提篼風速的辦法來滿足內(nèi)外層冷卻均勻的要求。當然能否達到上述要求,和噴絲板的設計、紡絲工藝的選擇、環(huán)吹的材質(zhì)和裝置情況是緊密相關的。
3.8后拉伸工藝因為自然拉伸比的降低,0. 56dtex細旦滌綸短纖維后拉伸的難度比常規(guī)要困難許多,總拉伸倍數(shù)的確定必須和前紡卷繞絲的預取向度和最大經(jīng)驗交流合成纖維拉伸比相適應。第一級拉伸是在油浴中進行的,因為細旦短纖維卷繞絲的預取向度比常規(guī)纖維要高許多,所以第一級拉伸倍數(shù)可以按照自然拉伸比降低的程度來確定,同時由于拉伸應力的提高,拉伸溫度也要比常規(guī)生產(chǎn)低一些,否則取向誘導結(jié)晶會使拉伸過程中產(chǎn)生大量毛絲而影響正常生產(chǎn)。第二級拉伸是蒸汽拉伸,為了降低拉伸應力,蒸汽加熱溫度可適當提篼,但以不出現(xiàn)毛絲為限。一、二級拉伸倍率的分配一般以二級拉伸為1.2倍左右,在總拉伸比確定的情況下,適當降低一級拉伸倍率更有利于拉伸的正常進行。為穩(wěn)定拉伸后絲束的熱力學不平衡狀態(tài),緊張定型熱輥的溫度應接近三道拉伸機熱輥的溫度,否則會造成成品的180t:干熱收縮率偏篼而使后加工出現(xiàn)問題。
3.9油劑的選擇由于0.56dtex細旦短纖維的細度僅是常規(guī)棉型細度的1/3,所以,棉紡織廠的加工難度也很大,為了提篼纖維在棉紡織廠的可紡性,我們采用日本竹本油脂公司的S-65、S-68油劑,因為前紡細旦卷繞絲的含油、含濕比常規(guī)產(chǎn)品要篼,所以前紡的S~65油劑濃度可以適當降低,這樣可以使纖維最終含有的S-65和S-68的含量基本達到1:1,否則可能會引起棉紡中的繞錫林、繞羅拉現(xiàn)象。
在試驗過程中,我們也使用過竹本公司的DELION -6214和DELION-9061油劑,其C-18的磷酸酯鉀鹽提篼了油劑在生產(chǎn)中的耐熱性,而且平滑性也不錯,可以滿足棉紡加工的需要,但使用時必須嚴格控制上油率和二者的比例。
4結(jié)論通過工藝調(diào)整和部分設備的改進,可以在國產(chǎn)的LHV431A-16紡絲聯(lián)合機和LHV903后處理聯(lián)合機上,生產(chǎn)出能夠滿足用戶需要的0.56dtex細旦滌綸短纖維來替代進口產(chǎn)品。
因為0.56dtex細旦滌綸短纖維有不同于常規(guī)滌綸短纖維的特點,所以在工藝設計時要充分考慮,并根據(jù)設備情況不斷摸索,才能制定出滿足正常生產(chǎn)的最佳工藝。