Wings-plus设备生产全消光FDY工艺探讨.pdf
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1、第36 卷第4 期2023-07doi:10.3969/j.issn.1008-8261.2023.04.014聚酯工业Polyester IndustryWings-plus设备生产全消光FDY工艺探讨Vol.36 No.4July.2023冯斌,朱昌波,褚冬生,郑(1.新凤鸣集团股份有限公司,浙江桐乡314 513;2.嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314 0 0 1)摘要:在大容量聚酯熔体直纺生产线上进行设备技术改造,在熔体输送管道上通过在线添加注射设备将全消光母粒注射进人熔体,并在动态混合器中混合均匀,得到全消光聚酯熔体,采用巴马格的Wings-plusFDY生产设备的一步拉伸工
2、艺生产全消光FDY纤维。该方法成本投人小,得到的全消光纤维物理指标可以满足中高端客户需求。关键词:全消光FDY;W i n g s-p l u s 设备;生产技术改造中图分类号:TQ0500前言随着国内外聚酯产能的大规模扩张,涤纶长丝的市场竞争日益激烈。根据市场调研发现,全消光涤纶长丝在国内已经具有一定的现实需求 。用全消光长丝开发的全消光织物,手感柔软、光泽柔和、色彩鲜艳,织物的悬垂感好,在服饰领域得到了广泛的应用。另外,全消光纤维中所含纳米级TiO2是一种稳定、无毒无味的紫外线吸收剂,制成的织物具有抗紫外线功能,可用于羽绒服、运动服、泳衣、帐篷等 2 。本文通过在生产总结实践的基础上,以全
3、消光FDY83dtex/36F品种为例,采用巴马格Wings-plusFDY设备,对全消光涤纶FDY生产工艺进行了研究和探讨。1试验1.1试验原料生产原料为新凤鸣集团PCPO1聚酯熔体,聚酯熔体的特性黏度为0.6 2 8 dl/gl,端羧基为2 7.2 0mol/t,L值为8 8.3 5,b值为2.9 2,TiOz含量为0.25%,二甘醇含量为1.39%。母粒厂家为苏州宝丽迪材料科技股份有限公司。全消光指标:特性黏度为(0.2 30.0 2)dl/gl,熔点为(2 555),百粒重为(3.0 0 0.15)g,Ti02含量为(50 1)%,水分0.4 0%。1.2设备与仪器在线添加注射系统,无
4、锡聚新科技有限公司;巴马格公司成套生产设备:包括SP-87D纺丝箱体、环吹冷却系统、新型Wings-plusFDY牵伸设备、Wings55T-1600/32型卷绕机;YG023B-I型全自动单纱强收稿日期:2 0 2 2-0 4-2 4。作者简介:冯斌(19 8 8-),男,浙江平湖人,本科,工程师,研究方向为聚酯纤维研发与生产管理。伟,唐晓凯,崔利1.2文献标识码:A文章编号:10 0 8-8 2 6 1(2 0 2 3)0 4-0 0 4 5-0 3如图1 所示。力机,常州纺织仪器厂;User-Tester5型全自动条干测试仪,瑞士乌斯特;MQC23-10含油分析仪,英国Oxford牛津仪
5、器公司;中核RS-型喷射式染色机;YG086C缕纱测长仪,常州纺织仪器厂。1.3工艺流程PTA、EG 输送酯化预缩聚丝终缩聚熔体出料泵熔体冷却器增压泵熔体冷却器主熔体管道动态混合器母粒干燥一螺杆熔融挤压注射计量纺丝箱体冷却成形纺丝上油预网络拉伸定型上油一主网络卷绕成形产品检验分级包装2工艺2.1在线全消光母粒添加2.1.1母粒干燥同其他白色颜料相比,由于TiO2的折射率与涤纶纤维的折射率差异最大,所以锐钛型TiO2通常作为涤纶纤维的消光剂使用,纤维中 TiO2的添加量视其消光程度而定,通常全消光纤维中TiO,的添加量在 2.0%左右 3 。全消光母粒同普通半消光聚酯切片一样因为酯键的存在,在高
6、温的熔融状态下极易水解,少量的水分发生汽化夹杂在熔体中,导致纺丝飘丝、断头概率增加,严重时甚至无法正常纺丝 4 ,对于全消光FDY涤纶丝的生产来说,由于纺丝速度比较快,这一点体现得更为突出。经过多次试验发现,当母粒干燥塔干燥温度控制在17 0,干燥停留时间控制在8 h左右,母粒含水率控制在310-以下,添加量为4%时,纺丝状况较佳。母粒干燥装置示意图46Fig.1SSchematic diagram of master batch drying device2.1.2母粒注射螺杆干燥过的全消光母粒分别经过螺杆的进料段、熔融段和挤压段,最后由注射泵按照添加比例注射进熔体管道与主管道半消光熔体在动
7、态混合器的作用下进行动态混合,经过熔体管线设置的静态混合器继续混合,最后经熔体管道输送至箱体,随后进行计量、纺丝。根据全消光母粒的熔点特性,在熔融段和挤压段中的母粒逐渐由固态向液态转变,需要的热量较大,所以该区域的温度设定相应高一些。注射泵主要是使熔融的母粒连续、均匀地注射进半消光熔体,该处温度设定一般趋近于管线中熔体的温度,即螺杆各区温度设定为低一高一低搭配。最终螺杆各区温度控制为:螺杆进料段2 8 8,熔融段292,挤压段2 9 2,其他区温度2 8 8。母粒注射螺杆装置示意图如图2 所示。亚干燥塔口母粒出口进料段一熔融段挤压段螺杆图2 母粒注射螺杆装置示意图Fig.2 Schematic
8、 diagram of master batchinjection screw device2.1.3纺丝及卷绕上油装置巴马格Wings-plus FDY设备在设计之初采用的是先拉伸后上油的生产工艺,但是由于全消光纤维中Ti02含量高达2.0%以上,纤维间的摩擦比半消光纤维大,纺丝过程中单丝之间、丝束与空气、陶瓷件、热辊等其他接触部件摩擦力和摩擦产生的静电,使丝束之间发散,如果仍然按照先拉伸再上油的聚酯工业工艺流程生产,在实际生产过程中卷绕机上根本无法成功升头。为了解决以上技术难题,在纺丝预网压空出口络器之前设置了上油装置,在丝束被拉伸之前先为其上一部分油剂。拉伸定型之后卷绕成型之前再经压控人
9、口二次上油。为了满足纺丝所上的油剂既能起到润滑、抗静电的要求,又能在后续的拉伸和定型工艺中具备耐高温不变形的需要,经过多次试验,最终纺丝母粒出口上使用了专门定制的竹本2 17 型号的原油,卷绕上图1母粒干燥装置示意图选用竹本14 0 5-1型号的调配油剂,其调配浓度为25%。根据Wings-plus FDY设备特点,丝束在进行拉伸定型时并不像传统设备一样,可以在热辊上绕很多圈,而是仅仅在每个热辊上绕大半圈。由于全消光丝条在纺丝上先上了一部分油剂再经热辊拉伸,纤维添加TiO,消光剂,表面镶嵌纳米级TiO,颗粒,此时丝条容易在热辊辊面上滑移,引起拉伸不匀、染色出现异常的情况。因此纺丝上油比例不易过
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