阳离子可染涤纶短纤维原丝纺丝工艺

业
2003 年 2 月 CHINA SYN THETIC FIBER INDUSTR Y
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
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 。
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.
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
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.
Spinning process of cation dyeable polyester staple f iber
Chu Lifang , Li Hongying
( Chem ical Fiber Plant of Tianji n Pet rochem ical Co. , Tianji n 300271)
< 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 。
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 。
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.
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 ,
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 。
56
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
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
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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