锦纶6拉伸变形丝dy染色性能的影响因素分析

锦纶6拉伸变形丝dy染色性能的影响因素分析

金伦6（pa6）伸展变形丝（dty）是合成纤维中民用丝的主要品种之一。具有良好的耐酒精性和染色性能。广泛应用于袜子、织物等行业。它的染色性能直接影响到后续产品的质量。本试验从原料、工艺、设备与操作几方面对影响PA6DTY染色性能的主要因素进行探讨。1测试1.1预取向丝poyPA6切片,分别为公司自产、台湾力鹏公司生产和BASF公司生产。预取向丝(POY),规格为54dtex/12f及54dtex/36f,公司自产。DTY,规格为44dtex/12f及44dtex/36f,公司自产。1.2fk6-12加弹机日本TMT公司的10锭卷绕头,德国Barmag公司的FK6-12高速加弹机(216锭),德国Textecho公司的FDAME型全自动强伸仪,山东莱州市电子仪器有限公司的YG086型缕纱测长仪。1.3工艺参数选取PA6切片→螺杆挤压机熔融→计量泵→纺丝组件及喷丝板→侧吹风冷却→集束上油→网络→卷绕头卷装→POY。POY→一罗拉→拉伸定形→摩擦加捻→二罗拉→上油→卷装→DTY。54dtex/12fPOY工艺参数:纺丝温度268℃,纺丝速度4400m/min;44dtex/12fDTY工艺参数(自产切片):温度183℃,速度770m/min,拉伸比1.335,D/Y比2.17;44dtex/12fDTY工艺参数(BASF切片):温度183℃,速度700m/min,拉伸比1.285,D/Y比1.95。2结果与讨论2.1原料2.1.1染色织物的拉伸性能不同厂家生产的切片由于内在质量存在差异,导致POY、DTY指标及染色性不同。表1为BASF公司切片、力鹏公司切片与我公司自产切片生产的44.4dtex品种各指标对比。从表1可以看出:不同厂家切片生产的POY及DTY强度、断裂伸长率差异较大,染色差异也很大。这主要是由于锦纶6染色时,染料只能进入大分子中的无定形区部分,而不同厂家生产的切片由于黏度、相对分子质量分布、氨端基含量等指标不同,导致拉伸性能差异,相应地造成无定形区大小的不同,从而产生染色差异。因此,在某种程度上可以说,切片的内在质量是影响DTY染色上染率的最关键因素。2.1.2染色工艺对poy、dty的影响切片含水率偏高时,在纺丝过程中容易降解,使纺丝时熔体的小分子增多,生产的POY、DTY强度偏低,断裂伸长率偏低,染色偏浅。同时,过高的切片含水率容易在纺丝时产生气泡,导致无法正常纺丝,而含水率的波动也容易造成染色不匀,因此通常控制PA6含水率在0.035%以下,含水率波动不超过0.005%。2.2coy加工工艺2.2.1染色温度的影响纺丝温度对POY指标影响较大,通常PA6纺丝温度在(266±2)℃左右,不同纺丝温度下自产切片生产44.4dtexPOY、DTY的质量指标对比见表2。从表2可以看出:温度越高,POY、DTY强度越高,断裂伸长率越低,染色偏浅。这主要是由于在相对分子质量相同的情况下,纺丝温度越高,熔体黏度越低,流动性越好,越容易拉伸,导致取向度增加,无定形区变小。2.2.2卷绕张力的影响纺丝速度是重要的纺丝工艺参数,速度越高,纺丝、卷绕张力越大,相应的纤维取向越高,强度越高,断裂伸长率偏低,而染色偏浅。不同纺丝速度下自产切片生产的44.4dtex丝的质量指标对比见表3。2.2.3影响染色的因素POY内外层丝由于卷绕时受到的摩擦力不同,导致POY内外层丝质量指标有一定差异,从而使DTY染色不匀,具体详见表4。从指标看,底层丝强度、断裂伸长率均低,染色偏浅。这主要是由于底层丝卷绕时转速高,与压力辊接触时间长,受到摩擦力较大,使纤维表面轻微损伤,因此造成丝强度、断裂伸长低;另外,由于锦纶丝容易吸湿,吸湿后水分扩散使纤维结晶、取向都会增加,而内外层丝由于离心力和冷却风不同,产生的含水差异也会导致丝内部结构变化,从而影响染色。在现有的工艺、设备条件下,内外层丝的差异无法消除,只能通过调整卷绕工艺和油剂浓度予以改善。2.2.4染色不匀的影响POY毛丝在加工DTY时也易产生毛丝或僵丝,因此必须减少POY毛丝。另外,POY条干不匀率、含油率不稳定,也会造成DTY染色不匀。通常情况下,常规丝条干不匀率控制在1%以下,多孔丝控制在1.2%以下较好;含油率控制在0.5%左右,波动范围不超过0.05%。2.3dy加工工艺2.3.1染色结晶的影响DTY速度高,在其它工艺不变的情况下,丝与热箱接触时间短,结晶不完善,非晶区增加,有利于吸收染料分子,使上染率略有上升。虽然DTY丝强度、断裂伸长率变化不大,但卷曲率偏大,丝结构松散,染色偏深。加工速度对DTY指标的影响见表5。2.3.2热箱温度和热箱温度对tdy强度、断裂伸长率的影响DTY热箱温度对染色性的影响见表6。从表6中可以看出:热箱温度高,DTY强度、断裂伸长率变化不大,但染色偏浅,这与高温下DTY更易结晶、取向度高有关。2.3.3拉伸比的影响DTY拉伸比是指生产中二罗拉与一罗拉速度之比,拉伸比适当大些对染色稳定性有利。拉伸比对DTY的具体影响见表7。从表7中可以看出:拉伸比增大,DTY强度变化不大,断裂伸长率降低,染色偏浅。这主要是因为纤维通常是由结晶区、无定形区、空洞组成,拉伸大有利于DTY的结晶和取向,但在实际生产工艺调整范围内,结晶和取向变化不大,而纤维中的空洞变长或破裂,空洞少影响染料进入纤维的数量,导致染色偏浅。2.3.4d/y比的影响D/Y比是指在DTY加工过程中,摩擦盘的速度与丝的卷绕速度之比,其对染色性的影响见表8。从表8可以看出:D/Y比对染色深浅影响不大,但该值选择不当会产生毛丝、紧捻丝、假捻不均匀等疵点,影响DTY染色均匀性。因此,应选择合适的D/Y比使加捻张力与解捻张力稳定,以保证DTY指标的稳定和染色均匀。通常加捻张力与解捻张力比值在1.0左右为好。2.3.5含油率过高DTY含油不匀在部分织布领域中易造成染色条纹、染斑而直接影响后道工序的产品质量。含油率过低,不能在纤维表面形成均匀的油膜,使摩擦阻力和后加工张力增大而引起毛丝;但含油率过高在某些应用领域(如包缠)生产时会出现甩油现象。根据我们的经验,生产过程含油率一般控制在2%~3%比较合适,对于包缠用丝,可适当降低DTY含油率。2.4分散设备2.4.1染色组织poy随着连续生产时间的延长,罗拉皮圈出现磨损,热箱和冷却板变脏,染色M率会受到影响,尤其是临近擦车周期时,染色M率下降非常明显。皮圈与丝直接接触,一旦皮圈磨损,极易产生僵丝。DTY生产过程中,热箱由于POY油剂挥发容易变脏,造成POY丝与热箱接触不匀、受热不同从而影响染色,产生染色深浅降等。以44.4dtex/12fDTY为例,连续生产时间对染色的影响见表9。从表9可以看出:超过一定生产天数后,染色M率会急剧下降。因此,对于不同品种应制订合适的擦车周期,统一更换皮圈,清理热箱和冷却板。2.4.2染色时半圆孔导丝器和分丝器之间的引起状通常切丝器上的导丝器为圆孔,一般不易出现问题。目前有一种半圆孔导丝器,虽然生头比较方便,但也容易产生丝跑出一罗位皮圈的情况,从而产生DTY僵丝,影响染色。2.4.3毛丝和染色DTY加工过程中,丝在与摩擦片接触时受力最大,一旦摩擦片有损,极易产生毛丝和染色问题,但这种情况概率较小,一般在更换其它设备部件无效时,再进行摩擦片更换。另外,摩擦片的不同组合也会影响丝的染色,通常生产同样品种时,1-7-1摩擦片组合比1-5-1组合纤维染色偏浅。2.4.4不转或磨损在DTY过程中,止捻器也是一个重要设备运转配件,该部件在不转或磨损时也会造成毛丝或染色问题。以33.3dtex为例,我们发现在止捻器不转的情况下,造成染色问题的概率大约为5%。2.5织袜、脱丝和挡车员的生头手术2.5.1织袜由于染色所织袜筒需要一定长度才易于发现染色疵点,通常要求织袜长度为7cm以上,对特殊品种需要加长织袜长度以更好判断染色情况。2.5.2染色不良丝的制备由于DTY落丝时,表面丝与卷绕辊之间有一个摩擦较大和速度变化的时间,因此需将该部分不良丝剥净,否则极易出现染色问题。通常剥丝时长度要求在500m左右。2.5.3正常丝内染色挡车工在生头时,如果不注意,极易造成丝束不在皮圈、热箱、止捻器、冷却板等正常丝路内,从而造成丝受力、受热不匀,产生染色问题。因此,挡车工生头后必须认真检查丝路,出现上述不在丝路情况时,必须落丝重新生头,否则会造成内层僵丝等影响染色的疵点丝。3工艺因素的影响(1)切片质量对DTY染色影响最大,在很大程度上决定了后续DTY的染色性能。因此,应根据下游客户对DTY强度及染色的要求,选择合适的切片。(2)POY质量要稳定,减少毛丝,保证条干不匀率及含油率的均匀