锦纶66弹力丝纺丝工艺探讨

锦纶66弹力丝纺丝工艺探讨
周淑倩
(青岛中达化纤有限公司,山东青岛266555)
摘　要:介绍了锦纶66弹力丝的纺丝工艺过程,从切片干燥、纺丝温度、组件、侧吹风、集束点位置、上油等几个方面对工艺进行了分析探讨。

关键词:锦纶66;纺丝;工艺
中图分类号:TQ342+.12 文献标识码:B 文章编号:100923028(2006)0120025203
在民用丝领域,锦纶以其优异的弹性和耐磨性在袜子、内衣等方面得到广泛的应用。

因其分子结构的关系,锦纶66要比锦纶6的弹性和耐磨性更好。

目前,在国内锦纶生产中,主要以锦纶6为主,锦纶66弹力丝的生产很少。

青岛中达化纤有限公司自1996年与法国罗纳普郎克集团合资后引进了锦纶66生产线,成为国内为数很少的同时生产锦纶6和锦纶66弹力丝的厂家。

现以17 dtex/5f锦纶66弹力丝为例探讨一下锦纶66纺丝工艺,以便与国内同行交流。

1　生产条件及工艺流程
1.1　原料
切片:法国ARRAS工厂生产的126Am30P 切片,主要技术指标见表1。

表1　PA66切片技术指标
项目指标
黏度指数(dL/g)127±4.5
含水率(%)≤0.7
氨端基(mol/t)40.2±3
羧端基(mol/t)90±4.5
灰份(%)0.30±0.05
锰含量(ppM)11±4.5
1.2　主要生产设备
切片干燥器:法国SO TRAL EM公司TS75P
收稿日期:2005211221
作者简介:周淑倩(1973—),女,山东青岛人,工程师。

型,聚合物输出量45～120kg/h。

螺杆挤压机:意大利L EONA RD公司EP90FO型。

卷绕头:德国Barmag公司SW46SSD型。

1.3　测试设备
德国Textecho公司的statimat M型自动强伸仪;U STERⅢ型条干均匀度仪。

1.4　工艺流程
切片输送→干燥→螺杆挤压机→纺丝→卷绕→平衡→加弹→分级包装
2　生产工艺探讨
2.1　主要生产工艺参数(见表2)
表2　生产工艺参数
项目工艺参数
PO Y线密度(dtex)22
干燥温度(℃)85～95
干燥时间(h)20
干燥氮气流量(m3/h)400～500
挤压机温度(℃)
一区(℃)305
二区(℃)305
三区(℃)295
四区(℃)287
五区(℃)285
联苯炉温度(℃)300
侧吹风风速(m/s)0.55
卷绕速度(m/min)4200
2.2　干燥工艺
锦纶66的化学平衡含水率为0113%(重量百分比),ARRAS工厂提供给中达公司的切片含水率在017%左右,干燥标准是干燥后的切片含水率为011%,影响切片干燥效果的主要工艺参数是干燥温度、加热介质的露点和流量。

2.2.1　干燥温度
分子扩散系数与干燥温度成正比关系,即干燥温度越高,分子运动速度越快。

但干燥温度不能过高,即不能超过切片热降解温度或发生固相聚合反应的温度。

对于锦纶66而言,干燥温度不能超过110℃。

不过若干燥温度低于切片的玻璃化转变温度(45～66℃),则无任何作用。

在实际生产过程中,干燥温度一般控制在85～95℃之间。

在纺丝短时间停车过程中,干燥仍运行,注意干燥温度如调整到60℃以下,则切片不会发生固相聚合。

2.2.2　加热介质
切片只能干燥到与加热介质相对应的平衡含水率。

加热介质含湿量越低,水分扩散速度越快;加热介质流速越快,干燥的速度也越快。

另外,切片的含氧量要进行严格控制,含氧量偏高,切片极易氧化变黄。

生产过程中我们采用含氧量小于3ppM含水2pp M的氮气,其流量为400～500 m3/h。

2.3　纺丝工艺
2.3.1　纺丝温度
锦纶66熔点在255℃左右,分解温度在300℃左右。

由于锦纶66熔点温度与分解温度之间范围较窄,而且锦纶66聚合物大分子存在着己二酰结构,熔融状态下纺丝熔体极易产生凝胶现象,使得熔体管道逐渐细径化,影响可纺性,也使得产品品质变差,严重时会造成管路堵死。

因此,在保证熔融充分、降解小、流变性好的前提下,要严格控制纺丝温度在290℃左右,同时通过提高纺丝箱体温度,以降低熔体流动黏度和挤出涨大现象。

另外大分子热运动快,解取向能力强,可以减少纺程上丝束的张力,降低卷绕丝预取向度,改善细特丝的可纺性以及PO Y后加工性能。

2.3.2　纺丝组件
纺丝组件的压力和喷丝板的选用,对于纺丝的顺利进行至关重要。

纺丝组件的初始压力在纺丝温度确定后,主
要取决于纺丝组件过滤层的结构,初始压力高,熔体通过过滤层和喷丝板的剪切应力大。

为保证熔体挤出成型良好,必须达到一定的剪切速率,这就必须适当提高熔体的组件压力,增加过滤面积和精度,以提高过滤效果,改善熔体流变性能,提高可纺性。

根据中达公司具体情况,我们选用的组件初始压力为20M Pa。

从纺丝熔体在喷丝孔中的流动性能考虑,随着喷丝孔长径比的增大,弹性能松弛也变大,残余弹性内能减少,从而使出口处的涨大效应减少,以利于消除不稳定流动,锦纶66的喷丝板长径比选择为4。

2.3.3　侧吹风
影响PO Y条干均匀度的因素很多,其中最重要的是侧吹风的风速,风速过大或过小,都会影响到PO Y的条干。

风速风温选择不当,还会增大丝条表层和内层温差,丝条熔体径向黏度增大,拉伸卷绕时应力集中于黏度较大的表层,使得表层容易破裂,纤维均匀性差,易引起断头,因此选择一个适宜的侧吹风尤为重要。

我司在生产过程中风温控制在19～20℃,风湿75%～80%,风速为0155m/s。

2.3.4　集束点位置
纺丝集束点的位置对纤维的成形有重要的影响。

如果集束点位置偏高,在拉伸流动中大分子还没有进行有序排列取向之前,集束上油就将丝温相对较高的纤维结构“冻结”,此时纤维结构较弱,在拉伸丝数据中表现为断裂强度低,断裂伸长小;而集束点位置偏低,由于增加了丝束与空气之间的摩擦力,使拉伸流动的稳定性变差,纤维的可拉伸性降低,导致断裂强度和伸长降低。

生产过程中我们控制的集束点高度为112m。

2.3.5　上油
锦纶66纤维在刚成形时几乎是绝干的,它易从空气中吸收水分变长,而且在高速纺丝过程中,相对高速运动气流的摩擦会使丝束表面带有静电,使纤维抱合力差,会给卷绕和后加工工序造成困难,因此在卷绕前必须给纤维上油给湿,上油不足,拉伸时容易产生静电,出现毛丝,使拉伸不能顺利进行;上油过高,使纤维过于平滑,容易引起“塌边”现象。

通常上油率控制在015%～016%为宜。

2.3.6　其他
由于锦纶66熔体极易产生凝胶,使得纺丝品质变差,堵喷丝孔,管径变细,严重时会造成管路堵死。

因此在每次停车时要用锦纶6切片彻底冲洗管路,不让锦纶66熔体残存在管路里。

开车时也用锦纶6切片冲洗管路,正常排料后再进锦纶66切片。

开车3～6个月后,要将纺丝管路拆下来,彻底煅烧清洗,以保证纺丝的可纺性。

2.4　产品质量指标
按照上述工艺生产的PO Y、D T Y物理指标见表3和表4。

表3　POY物理指标
项目指标
线密度(dtex)23.15
CV值(%)0.69
断裂强度(cN/dtex) 3.63
CV值(%) 2.62
断裂伸长率(%)88.91
CV值(%) 1.32
条干均匀度CV(%)0.50
3　结语
3.1　锦纶66切片干燥温度不宜超过110℃,切片干燥后的含水率控制在011%左右。

表4　DT Y物理指标
项目指标
线密度偏差(%) 1.8
CV值(%) 1.06
断裂强度(cN/dtex) 5.16
CV值(%) 4.58
断裂伸长率(%)32.68
CV值(%)7.91
沸水收缩率(%) 5.1
卷曲收缩率(%)66.28
CV值(%)0.95
卷曲稳定性(%)79.09
3.2　锦纶66熔体极易产生凝胶,因此纺丝温度要严格控制在290℃左右。

开停车要用锦纶6切片彻底冲洗管路,定期将纺丝管路进行煅烧清洗。

3.3　组件初始压力为20M Pa,喷丝孔长径比为4。

3.4　侧吹风温度为19～20℃,湿度为75%～80%,以降低玻璃化转变温度,风速为0155m/s。

3.5　上油率控制在015%～016%之间。

参考文献:
[1]　高雨声等.化学设备[M].北京:纺织工业出版社,1987.
[2]　周林洋,林耀,严国良.PA6/PET复合超细纤维的工艺和性
能[J].合成纤维工业,1995,18(6):1—5.
Study on the T echnology of Processing Nylon66Elastic Yarn
Z HOU S hu2qi an
(Qingdao Zhongda Chemical Fibre Co.,Ltd.,Qingdao266555,China)
Abstract:The process of spinning nylon66elastic yarn are int roduced,and t he technologies are st udied f rom t he aspect s of chip drying,spinning temperat ure,spinpack,cross air blow and oil finish.
K ey w ords:nylon66;spinning;p rocess
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