細(xì)纖維紡絲的紡絲技術(shù)
滌綸細(xì)纖維具有手感柔軟、織物充實(shí)豐滿等優(yōu)點(diǎn),并具有優(yōu)良的懸垂性和挺括性,用它制作的衣料深受人們喜愛(ài)。細(xì)纖維的生產(chǎn)可以采用常規(guī)紡、高速紡、FDY和拉伸整經(jīng)等設(shè)備。由于單絲線密度小,單絲承受的強(qiáng)力低,在生產(chǎn)和使用中容易產(chǎn)生毛絲和斷頭。紡絲用的噴絲板的孔徑應(yīng)變小,熔體的流變性能要更好,因此對(duì)原料和紡絲工藝的要求更高。

1.原料切片
由于細(xì)纖維承受的強(qiáng)力低,對(duì)紡絲原料聚酯切片的要求高。首先要求切片中的雜質(zhì)含量少,若雜質(zhì)含量高,紡絲時(shí)極易產(chǎn)生毛絲和斷頭。其次,切片的各項(xiàng)指標(biāo)均勻穩(wěn)定,否則會(huì)使生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。另外,切片的耐熱性要好,因?yàn)榧徏?xì)纖維時(shí)要求熔體的流變性能更好,所以紡絲溫度高,耐熱性好的切片其熱降解少。
2.切片的干燥
在紡細(xì)纖維時(shí),由于紡絲溫度高,降解大。為了減少降解,必須嚴(yán)格控制切片的含水率。切片的含水率應(yīng)在25ppm以下。此外,要求干燥質(zhì)量均勻、干切片粉末少、干燥過(guò)程中粘度降小,否則極易產(chǎn)生飄絲、毛絲和斷絲。
3.紡絲溫度
較高的紡絲溫度可以改善熔體通過(guò)噴絲孔的流變性能,延緩熔體細(xì)流的冷卻時(shí)間,保持較高的板面溫度。一般溫度控制在290~300℃之間。單絲線密度越小,采用的溫度應(yīng)越高。紡絲溫度提高后無(wú)油絲的粘度降會(huì)變大。粘度降過(guò)大,細(xì)纖維更易出現(xiàn)毛絲和斷頭。
一般,常規(guī)紡時(shí)粘度降匈應(yīng)小于0.03,高速紡時(shí)卻應(yīng)小于0.015.M于紡制細(xì)纖維時(shí)總的線密度較低,螺桿吐出量少,為解決粘度降過(guò)大,可采用螺桿低溫、箱體高溫。一般,螺桿溫度為284~286藝,箱體溫度為295~298℃。這樣既能夠得到流動(dòng)性良好的熔體細(xì)流,并能順利通過(guò)高速拉伸。
4.紡絲組件
(1)組件壓力 紡制細(xì)纖維POY時(shí),要有較高的組件壓力,提高過(guò)濾效果及剪切應(yīng)力,使熔體擠壓升溫,改善熔體的流變性能,提高可紡性。但過(guò)高的組件初始?jí)毫?huì)使組件升壓過(guò)快,使用周期縮短。一般組件壓力使用12~18MPa。
(2)組件過(guò)濾材質(zhì) 組件過(guò)濾材質(zhì)從海砂改為金屬砂。金屬砂特殊的不定型結(jié)構(gòu)使其過(guò)濾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于海砂,過(guò)濾熔體雜質(zhì)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海砂,對(duì)熔體的增溫效果也優(yōu)于海砂。以生產(chǎn)166dtex/192F規(guī)格的POY為例,最佳的金屬砂配比為粗粒度中粒度l細(xì)粒度一121,過(guò)濾效果較好,POY紡絲順利。
5.冷卻條件
側(cè)吹風(fēng)風(fēng)速過(guò)大或過(guò)小均會(huì)造成條干不勻率上升,并且影響拉伸性能,這是由于凝固點(diǎn)發(fā)生周期性位移所致。故良好的吹風(fēng)條件應(yīng)是風(fēng)速適當(dāng)、氣流的層流性好。采用高速紡絲時(shí),冷卻過(guò)程中受風(fēng)速不勻的影響較小,改變風(fēng)速時(shí)FDY的性能變化不如常規(guī)紡那么明顯,所以在適當(dāng)范圍內(nèi)提高GR1的速度,可以改善絲的條干均勻性和染色均勻性。
為降低細(xì)纖維的取向度和結(jié)晶度,冷卻條件應(yīng)緩和。若細(xì)纖維的取向度和結(jié)晶度高,會(huì)使細(xì)纖維的拉伸加工較為困難。所以設(shè)置保溫區(qū)、提高風(fēng)溫或降低風(fēng)速,以緩和冷卻。常規(guī)紡的風(fēng)速為0.1~0.2m/S,高速紡的風(fēng)速為0.25~0.35m/s,相對(duì)濕度為75%±5%。
6.集束位置
紡絲張力對(duì)卷繞成形有很大影響。紡絲張力受制于流變阻力、慣性力和空氣摩擦力等因素。對(duì)細(xì)纖維來(lái)說(shuō),其比表面積大,空氣摩擦力大,因此必須提高集束點(diǎn)位置或縮短甬道,以減小空氣摩擦力。
在高速紡絲中,由于紡速高,紡程上張力大,集朿點(diǎn)位置的重要性更加突出,否則無(wú)法紡絲、卷繞。有的設(shè)備將上油集束位置由原來(lái)的1.4m升到0.7m處,效果更好。若是異形截面,集束點(diǎn)的位置還要升高。因?yàn)楫愋谓孛胬w維的比表面積更大,初生纖維散熱容易,冷卻速度快,凝固點(diǎn)明顯上移。
一般,集束位置取從噴絲板到上油嘴之間為0.7~1.0m??s短集束距離,可降低絲束張力,初生纖維的雙折射與結(jié)晶降低集朿位置的提高也利于減少細(xì)纖維的晃動(dòng)。
7.上油
細(xì)纖維的比表面積大,其上油量高于普通絲,一般為0.7%~1%。所用油劑應(yīng)具有良好的滲透性和平滑性。采用雙油嘴上油。
8.噴絲板孔徑
合理選擇噴絲板孔徑、科學(xué)設(shè)計(jì)噴絲板是紡制優(yōu)質(zhì)細(xì)纖維的關(guān)鍵之一。其孔徑大小既符合熔體在微孔中流動(dòng)的剪切速率規(guī)律,又要保持噴頭拉伸倍數(shù)在較小的范圍內(nèi)。常規(guī)紡剪切速率可為(0.7~1.0)×10000 s-1,高速紡的剪切速率可為(1.8~2.2)×10000 s-1。
9.拉伸倍數(shù)和溫度
作為仿真絲用的細(xì)纖維,為了突出其仿真效果,一般加工成拉伸絲。為適應(yīng)細(xì)纖維卷繞的高取向和高結(jié)晶,拉伸倍數(shù)必須降低,單絲線密度越小,降低的程度越大。而成品絲的強(qiáng)度并不因拉伸倍數(shù)降低而減小,伸長(zhǎng)也不變大。
普通拉伸溫度下,細(xì)纖維的拉伸應(yīng)力大,單絲線密度越小,越容易出現(xiàn)毛絲、斷頭,沸水縮率也較大。實(shí)驗(yàn)表明,拉伸溫度適當(dāng)提高5~8℃為好。若拉伸溫度過(guò)高,成品絲會(huì)產(chǎn)生色條紋。此外,拉伸速度應(yīng)選擇低一些,避免產(chǎn)生大量的毛絲和斷頭。
10.網(wǎng)絡(luò)加工
細(xì)纖維的摩擦系數(shù)大,退繞困難。如83dtex/ 72F 規(guī)格的絲,若直接在倍捻機(jī)上加強(qiáng)捻,會(huì)因退繞張力大而造成大量毛絲。退繞速度越高,毛絲情況越嚴(yán)重。為此,細(xì)纖維必須進(jìn)行網(wǎng)加工。
細(xì)纖維的單絲線密度越小,由于其抗彎剛度小,網(wǎng)絡(luò)加工越容易,在較低的空氣壓力下,就能獲得滿意的網(wǎng)絡(luò)度(20~30個(gè)/m)。