阳离子可染涤纶短纤维原丝纺丝工艺

Spinning process of cati iber
Chu Lifang , Li Hongying
( Chem ical Fiber Plant of Tianji n Pet rochem ical Co. , Tianji n 300271)
收稿日期 :2002 - 04 - 25 ; 修订日期 :2002 - 12 - 03 。 作者简介 :楚立芳 (1971 - ) ,女 ,河北人 ,工程师 。从事涤 纶短纤维生产技术管理及产品开发工作 。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
a. 过滤器压差变化
b. 组件压力变化 图 2 工艺调整前后过滤器及组件压力变化对比图 Fig. 2 The variation of filtration pressure and spin pack pressure
before and after adjust ment 1. 工艺调整后 ;2. 工艺调整前
表 1 1. 56 dtex 阳离子可染涤纶短纤维原丝质量指标 Tab. 1 The quality index of 1. 56 dtex CDP as - spun f iber
项目
线密度/ dtex 强度/ cN·dtex - 1 伸长率 , % 断面不匀 , %
目标值
5. 40 ±0. 08 1. 1 ±0. 1 430 ±20
阳离子可染涤纶短纤维原丝纺丝工艺天津石化公司化纤厂天津300271通过对阳离子可染聚酯cdp熔体性质的分析综合阳离子可染涤纶短纤维后处理对原丝可纺性的要求对纺丝工艺进行优化选择纺丝温度286喷丝孔剪切速率6
第 26 卷 第 1 期
合 成 纤 维 工 业
2003 年 2 月 CHINA SYN THETIC FIBER INDUSTR Y
3 结论 CDP 熔体由于其表观粘度大 、大分子结构较 为复杂 ,因此应适当提高纺丝温度 ;降低泵供量 , 降低纺丝速度 ,降低环吹风温 、风压 ,提高原丝断 裂伸长 ;降低箱体入口压力 ,可降低过滤器及组件 的上机初始压力 ,降低系统静压 ,提高过滤器 、组 件使用周期 。
参 考 文 献
pressure of spin beam entry 4 MPa. The commercial production of CDP staple fiber could be realized by DM T direct spinning process under t hese conditions.
1 2 3
风温/ ℃
23 25 27
风压/ Pa
230 210 200
原丝断裂伸长 , %
372 384 392
2. 2. 2 降低计量泵吐出量 由于受阳离子熔体的生产能力的牵制 ,装置 产量由 45 t/ d 降至 41. 2 t/ d (停开 2 个位) 。生产 线有 24 个纺丝位 ,按常规生产停 2 个位 ,对这两 种情况下剪切速率进行计算 ,结果开满 24 个位的 剪切速率为 6. 448 ×103 s - 1 ,停开 2 个位后的为 7. 036 ×103 s - 1 。因此 ,开满 24 个位 ,降低计量泵 吐出量 ,从而使熔体通过喷丝孔的剪切速率降低 , 原丝取向降低 ,原丝的伸长指标得以提高 ,增强了 原丝在后纺的可拉伸性 。计量泵吐出量降低同 时 ,原丝线密度不变 ,因此纺丝速度相应降低 ,纺 丝线上的速度梯度减小 ,丝束与冷却空气的摩擦 阻力减小 ,相应成形过程中丝条的张力也随之减 小 ,至使原丝的取向降低[2 ] 。阳离子原丝断裂伸 长平均值由 386 %提高到 426 % ,与半消光原丝断 裂伸长 430 %相近 。 2. 3 降低箱体进口压力 由于 CDP 熔体中第三 、第四组分的加入使表 观粘度增大 ,导致杂质增多 ,因此组件压力 、过滤 器压差上升速度较快 ,使用周期大幅缩短 。过滤 器的使用周期为 7 天 ,组件的使用周期为 14 天 。 为提高组件及过滤器周期 ,将箱体入口压力由 5 MPa 降低到 4 MPa ,从而使过滤器及组件更换初 始压力降低 ,扩大了使用空间 ,同时降低箱体压力 即流体静压 ,降低熔体表观粘度 ,延缓组件压力 、 过滤器压差上升速度 ,使用周期相应提高 。箱体 入口压力调整前后 ,过滤器及组件使用情况见图 2 。由图 2 可见 ,过滤器使用周期由 7 天提高到 10 天 ;组件使用周期由 14 天提高到 20 天 。
为了扩大产品的差别化率 ,天津石化公司化 纤厂在对 PET 聚合装置改造的基础上 ,利用现有 东洋纺公司 T K - 48 型纺丝机 ,通过工艺优化 ,实 现了 DM T 法直纺阳离子可染聚酯 ( CDP) 短纤维 工业化生产 。
1 试验 1. 1 原料与设备 天津石化公司化纤厂生产的 CDP 熔体 ;日本 松本公司 E - 355 涤短纤维用油剂 ; 日本东洋纺 T K - 48 纺丝机 。 1. 2 测试 Lenzing 公司 S KOP - 400 强伸仪 ,测试长度 10 mm ,测试速度 100 mm/ min ,载荷 300 mg 。
图 1 环吹风温对原丝冷却拉伸倍率影响 Fig. 1 The effect of quench temperature on cold draw ratio
侧吹风速度对初生纤维预取向度也有一定的 影响 ,吹风速度增大 ,固化点上移 ,分子拉伸取向 减小 ;吹风速度减小 ,则相反 。为选择适宜的风 温 、风压值进行了多次实验 ,数据见表 2 。通过调 整风温 、风压原丝断裂伸长不能控制在适宜的范 围内 ,必须从其他途径提高原丝断裂伸长 。
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合 成 纤 维 工 业 第 26 卷
表 2 环吹风温和环吹风压 CDP 原丝拉伸性能的影响 Tab. 2 The effect of quench temperature and pressure on CDP f iber′property
序号
Vol. 26 No. 1 Feb. 2003
阳离子可染涤纶短纤维原丝纺丝工艺
楚立芳 李洪影
(天津石化公司化纤厂 , 天津 300271)
摘 要 : 通过对阳离子可染聚酯 (CDP) 熔体性质的分析 ,综合阳离子可染涤纶短纤维后处理对原丝可纺性 的要求 ,对纺丝工艺进行优化 ,选择纺丝温度 286 ℃,喷丝孔剪切速率 6. 448 ×103 s - 1 ,箱体入口压力 4 MPa , 可实现 DM T 法直纺 CDP 短纤维工业化生产 。 关键词 :阳离子可染聚酯 短纤维 断裂伸长 剪切速率 聚酯纤维 纺丝工艺 中图分类号 : TQ342. 21 文献识别码 : B 文章编号 : 1001 - 0041 (2003) 01 - 0055 - 02
< 1. 40
实际值
5. 42 1. 04 376 1. 32
2. 2. 1 环吹风温度及压力 风温对丝条的影响主要体现在取向上 ,30 ℃ 以下风温提高 ,双折射减小 ,取向减小 ,初生纤维 断裂伸长增加 。反之 ,双折射增大 ,取向增大 ,初 生纤维断裂伸长减小 。其影响关系见图 1 。
2 结果与讨论 2. 1 纺丝温度 由于 CDP 熔体比 PET 熔体流动性差 ,为避 免纺丝组件承受过高的熔体压力 ,纺丝温度较常 规半消光纤维要高 ,尤其是纺丝箱体温度 ,过高的 温度又会使熔体发生降解 ,因此要保证 CDP 好的 热稳定 ,及粘流性 。通过多次试验 ,选择纺丝温度 286 ℃。 2. 2 调整适宜的原丝伸长 如果采用与常规半消光纤维相同的纺丝工 艺 ,由于其原丝断裂伸长小于常规纤维 ,后加工拉 伸性能差 ,造成绕辊多 ,成品丝正偏差降等问题 (见表 1) 。因此 ,开发 CDP 短纤维必须解决原丝 断裂伸长偏低问题 。
Key words : cation dyeable polyester ; staple fiber ; elongation at break ; shearing rate ; spinning process
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Abstract : According to t he characteristics of CDP melt and t he spinnability requirement of CDP staple fiber for after - treat2 ment , t he spinning process was optimized as spinning temperature 286 ℃, shearing rate of 6. 448 ×103 s - 1 at spinnerete hole ,
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