给大家介绍一下细纤维纺丝技术
涤纶细纤维具有手感柔软、织物充实丰满等优点,并具有优良的悬垂性和挺括性,用它制作的衣料深受人们喜爱。细纤维的生产可以采用常规纺、高速纺、FDY和拉伸整经等设备。由于单丝线密度小,单丝承受的强力低,在生产和使用中容易产生毛丝和断头。纺丝用的喷丝板的孔径应变小,熔体的流变性能要更好,因此对原料和纺丝工艺的要求更高。
1.原料切片
由于细纤维承受的强力低,对纺丝原料聚酯切片的要求高。首先要求切片中的杂质含量少,若杂质含量高,纺丝时极易产生毛丝和断头。其次,切片的各项指标均匀稳定,否则会使生产和产品质量不稳定。另外,切片的耐热性要好,因为纺细纤维时要求熔体的流变性能更好,所以纺丝温度高,耐热性好的切片其热降解少。
2.切片的干燥
在纺细纤维时,由于纺丝温度高,降解大。为了减少降解,必须严格控制切片的含水率。切片的含水率应在25ppm以下。此外,要求干燥质量均匀、干切片粉末少、干燥过程中粘度降小,否则极易产生飘丝、毛丝和断丝。
3.纺丝温度
较高的纺丝温度可以改善熔体通过喷丝孔的流变性能,延缓熔体细流的冷却时间,保持较高的板面温度。一般温度控制在290~300℃之间。单丝线密度越小,采用的温度应越高。纺丝温度提高后无油丝的粘度降会变大。粘度降过大,细纤维更易出现毛丝和断头。
一般,常规纺时粘度降匈应小于0.03,高速纺时却应小于0.015.M于纺制细纤维时总的线密度较低,螺杆吐出量少,为解决粘度降过大,可采用螺杆低温、箱体高温。一般,螺杆温度为284~286艺,箱体温度为295~298℃。这样既能够得到流动性良好的熔体细流,并能顺利通过高速拉伸。
4.纺丝组件
(1)组件压力 纺制细纤维POY时,要有较高的组件压力,提高过滤效果及剪切应力,使熔体挤压升温,改善熔体的流变性能,提高可纺性。但过高的组件初始压力会使组件升压过快,使用周期缩短。一般组件压力使用12~18MPa。
(2)组件过滤材质 组件过滤材质从海砂改为金属砂。金属砂特殊的不定型结构使其过滤能力远远高于海砂,过滤熔体杂质的能力远远大于海砂,对熔体的增温效果也优于海砂。以生产166dtex/192F规格的POY为例,最佳的金属砂配比为粗粒度中粒度l细粒度一121,过滤效果较好,POY纺丝顺利。
5.冷却条件
侧吹风风速过大或过小均会造成条干不匀率上升,并且影响拉伸性能,这是由于凝固点发生周期性位移所致。故良好的吹风条件应是风速适当、气流的层流性好。采用高速纺丝时,冷却过程中受风速不匀的影响较小,改变风速时FDY的性能变化不如常规纺那么明显,所以在适当范围内提高GR1的速度,可以改善丝的条干均匀性和染色均匀性。
为降低细纤维的取向度和结晶度,冷却条件应缓和。若细纤维的取向度和结晶度高,会使细纤维的拉伸加工较为困难。所以设置保温区、提高风温或降低风速,以缓和冷却。常规纺的风速为0.1~0.2m/S,高速纺的风速为0.25~0.35m/s,相对湿度为75%±5%。
6.集束位置
纺丝张力对卷绕成形有很大影响。纺丝张力受制于流变阻力、惯性力和空气摩擦力等因素。对细纤维来说,其比表面积大,空气摩擦力大,因此必须提高集束点位置或缩短甬道,以减小空气摩擦力。
在高速纺丝中,由于纺速高,纺程上张力大,集朿点位置的重要性更加突出,否则无法纺丝、卷绕。有的设备将上油集束位置由原来的1.4m升到0.7m处,效果更好。若是异形截面,集束点的位置还要升高。因为异形截面纤维的比表面积更大,初生纤维散热容易,冷却速度快,凝固点明显上移。
一般,集束位置取从喷丝板到上油嘴之间为0.7~1.0m。缩短集束距离,可降低丝束张力,初生纤维的双折射与结晶降低集朿位置的提高也利于减少细纤维的晃动。
7.上油
细纤维的比表面积大,其上油量高于普通丝,一般为0.7%~1%。所用油剂应具有良好的渗透性和平滑性。采用双油嘴上油。
8.喷丝板孔径
合理选择喷丝板孔径、科学设计喷丝板是纺制优质细纤维的关键之一。其孔径大小既符合熔体在微孔中流动的剪切速率规律,又要保持喷头拉伸倍数在较小的范围内。常规纺剪切速率可为(0.7~1.0)×10000 s-1,高速纺的剪切速率可为(1.8~2.2)×10000 s-1。
9.拉伸倍数和温度
作为仿真丝用的细纤维,为了突出其仿真效果,一般加工成拉伸丝。为适应细纤维卷绕的高取向和高结晶,拉伸倍数必须降低,单丝线密度越小,降低的程度越大。而成品丝的强度并不因拉伸倍数降低而减小,伸长也不变大。
普通拉伸温度下,细纤维的拉伸应力大,单丝线密度越小,越容易出现毛丝、断头,沸水缩率也较大。实验表明,拉伸温度适当提高5~8℃为好。若拉伸温度过高,成品丝会产生色条纹。此外,拉伸速度应选择低一些,避免产生大量的毛丝和断头。
10.网络加工
细纤维的摩擦系数大,退绕困难。如83dtex/ 72F 规格的丝,若直接在倍捻机上加强捻,会因退绕张力大而造成大量毛丝。退绕速度越高,毛丝情况越严重。为此,细纤维必须进行网加工。
细纤维的单丝线密度越小,由于其抗弯刚度小,网络加工越容易,在较低的空气压力下,就能获得满意的网络度(20~30个/m)。