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超细旦多孔涤纶DTY的设备改造

2019-11-15 21:35:22来源:励志吧0次阅读

超细旦多孔涤纶DTY的设备改造

当前全球化纤竞争格局已基本完成了第一阶段的结构性调整,形成了具有五个层次的产业价值链,日本、美国和西欧居于最高端,中国处于第三层的中间段。日本、美国等传统化纤强国已经逐步退出了化纤生产的常规领域,全面进入高性能、高科技纤维或生命科学等高附加值纤维领域。

市场对细旦丝需求量大,国内细旦涤纶丝产能已超百万吨。大型直纺企业产品品质稳定、成本低、拥有市场话语权,所以大型熔体直纺企业在细旦丝产品的开发方面具有相当大的优势。

结合全球超细旦丝的研究成果和自身的研发思路,恒力化纤利用吉玛聚酯装置、巴马格纺丝设备和常温热箱加弹机进行加工、试验,在普通熔体直纺生产超细旦涤纶工艺的可行性试验的基础上,成功研制出60 dtex/144 f超细旦涤纶预取向长丝(POY),并在巴马格FKV加弹机上生产出超细旦39 dtex/144 f涤纶拉伸变形丝(DTY),通过对现有设备的技改,生产出单丝纤度只有0.27 dtex的涤纶超细旦DTY产品,填补了国内化纤企业超细旦DTY产品的空白。

熔体直纺超细旦POY的设备控制重点

1、喷丝板

喷丝板的设计直接影响熔体的流动性能,从而影响纤维的成形。喷丝板的材料选择、表面处理和喷丝孔的排列分布、长径比等都是重要的考虑因素。喷丝板的设计包括喷丝板孔的分布、孔径、长径比、导孔设计和光洁度等。喷丝板孔的分布主要考虑要有利于均匀冷却。长径比越大越有利于高分子弹性记忆效应的消除,从而减小孔口膨化,但是加工难度也随之加大,因此长径比一般考虑在2.0以上但不宜过大。孔径的设计是喷丝板设计的关键。一般依据剪切速率和喷丝头拉伸倍数来设计喷丝板孔径。

2、组件压力和组件滤材

组件压力的设定需要综合考虑过滤效果和组件使用周期,一般初始压力设定在 MPa,产品纤度小或单纤细,组件初始压力宜适当偏高;终压力最好不要超过20 MPa,太高漏浆现象将会增加。组件周期最好不要超出30 d,组件使用时间太长,凝胶物会在滤层发生热裂解或再凝聚等反应,转变为齐聚物,齐聚物带入丝条将影响产品质量。组件滤材的砂层,要求同一规格的粒径均匀,严防不同规格的砂混装。砂层最好采用多层设计,尽量不采用单层设计,同时遵循自上、从粗至细的原则来组装。

3、丝条冷却装置

一般冷却风有两种形式,即侧吹风和环形吹风。侧吹风装置下,冷却气流吹在丝束半凝固区域,气流方向与纤维垂直,冷却效率较高。缺点是均匀性及稳定性不足,并且在丝束的迎风区和背风区的冷却条件会有差异,在箱体内侧面与中间位置冷却效果也有差异,甚至在后道加工时有所表现。环形吹风是从丝束周围吹向丝条,丝条间冷却均匀,丝束抖动小,在多孔丝及超细旦丝生产中大量应用。

DTY加工设备的优化

由于超细旦丝的丝束线密度与单丝纤度都非常小,在生产超细旦低弹丝时,由于原丝的取向度及结晶度较高,总纤度和单丝纤度均较小,故拉伸变形中拉伸强力远小于一般规格纱种。在生产中,丝束之间、丝束与设备之间的摩擦因数都较高,易造成毛丝和断头,因此选择适合的生产速度和温度,减小丝路上各导丝器的摩擦因数,减少与各导丝器的接触面积是一个重要的改进方向。

1、生丝杆固定导丝器的改进

图1的生丝杆固定导丝器在使用过程中能正常生产,所得超细旦DTY品质没有明显缺陷。使用图2的导丝器生产后,所得DTY品质略有提高,其中表现在DTY物性项目和毛丝数量上略有改观。

图1 机台原装生丝杆固定导丝器

图2 改造后生丝杆固定导丝器

使用新导丝器虽然在DTY物性项目和毛丝数量上略有改观,但在试验过程中由于新导丝器凹槽较为平坦,没有达到足够的深度,加工过程中丝条跑出导丝器现象较为频繁,不能保证生产的稳定性。因此,一直在寻找类似的可替代零件,但由于此种零件市场中较少,国内代加工企业精度不够,在找到合适的新导丝器之前,暂时使用原配导丝器。导丝器对DTY的强度、断裂伸长等物性指标有较大影响,常规导丝器都有不易磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,然而随着使用时间的延长,导丝器表面会或多或少地出现沟槽磨损现象,导致损伤纤维。生产中要对因导丝器磨损或跑偏造成DTY强度、伸长不合格的锭位,要进行严格排查、维护。

2、止捻器的改进

在加工丝路中,一罗拉距离生丝杆滑块较远并且悬空,假捻中产生的捻度经冷却板、第一热箱传递到一罗拉,丝条容易产生张力波动。止捻器的作用就是使拉伸稳定、捻向固定,使丝具有一定的强度、伸长和卷曲率,减少因摩擦张力过大而对纤维造成的损伤,避免产生松圈丝或毛丝。原装止捻器见图3。

图3 原装止捻器

止捻片是止捻器的关键部件,不同规格的DTY纱种对止捻片的结构参数要求不尽相同,如凸起高度、数目和角度等,不同规格有不同的最佳参数。止捻片选择不合适,止捻效果就达不到要求,有的丝条甚至跑出热箱,热定形不充分,导致卷曲收缩率、卷曲稳定性的降低。图4中改造后的止捻器①由一家台湾企业提供,其中的陶瓷镂空蝶形件止捻片(以下简称陶瓷件)替代了原配的金属镂空圆盘蝶形件止捻片,外侧安装一塑料护套。陶瓷件相对于金属件,内部突出部分倒角更为平缓、光滑,对丝条的摩擦损伤更小些,在保证丝的止捻效果的同时,提高了丝的质量。

图4 改造后的止捻器①

图5止捻器②是由同一家台湾企业提供的,其中的金属镂空圆盘蝶形件止捻片材质为合金,较原装止捻片硬度更大、更平滑,不易被磨损;较陶瓷型凹凸弧度更为平缓,对原料丝损伤较小,有专门的处理缠丝缺口,使得在处理缠丝时钩刀类利器不易损伤止捻片。从物性参数指标及外观看,新止捻器②试验效果最佳,与客户使用后的结论相符。

图5 改造后的止捻器②

3、上油轮导丝器的改进

加弹机中安装有许多导丝器,其作用大多是稳定丝条的走向,即要求DTY丝条在加工过程中按照一定的路径流程并保证顺利通过。这就要求导丝器不但要有一定的轨道或包角,还要求导丝器有足够的平滑性及耐磨性。实验机台原配的上油轮导丝器(图6)有足够的包角和耐磨性,但在平滑性上与改造后某厂的猪尾型导丝器(图7)相比差距明显,而且与丝条的接触面积过大,丝条受到的摩擦阻力也有所增加,明显的现象就是在导丝器处出现屑花,从而导致成品DTY筒子毛丝现象较重,客户在织造时会发现布面有密密麻麻的小毛球,甚至吊筒子,出现断纱,难以满足织造要求。使用新型猪尾导丝器之后,飞屑和毛丝现象有所改观。

图6 原装上油轮导丝器

图7 改造后的上油轮导丝器

使用新的猪尾导丝器,DTY虽在物理性能指标上与旧导丝器差异不大,但成品DTY筒子外观明显有所好转,退绕速度较快,利于退绕。从织造客户的使用情况反馈来看,使用新导丝器所生产的成品DTY筒子,在整经或打纬过程中断纱较少,布面平整、光滑、毛点少,具有仿真丝、仿麻多种风格,织物手感细腻柔软,悬垂性良好,主要用于高密薄型织物、高级内里等高档面料。

结语

通过对熔体直纺超细旦DTY重点设备及工艺,如喷丝板、组件滤材和组件压力的控制,采用环吹风技术,成功研制出60 dtex/144 f超细旦涤纶POY,并通过对巴马格FKV加弹机的技改,如采用新型生丝杆固定导丝器、止捻器、上油轮导丝器等,生产出超细旦39 dtex/144 f涤纶DTY。

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