涤纶DTY (Draw texturing yarn),即拉伸变形丝,是在加弹机上进行连续或同时拉伸、经过假捻变形加工后的成品丝、可直接用于织造、因此 DTY 的染色均匀性直接影响成品面料质量。其中染色 M 率是检验DTY 品质的重要指标之一,染色的均匀性会直接反应在织造的面料上,如果染色 M 率较低,说明染色均匀性差,染色不良纱较多,不仅造成 DTY 生产厂家的优等率降低,DTY 染色不良纱会造成几十万米的面料降等,严重影响企业经济效益。分析并解决造成 DTY染色不良的产生原因有助于提升产品质量,减少不必要损失。
DTY 染色不良的形态特征
DTY 染色均匀性直接影响 DTY 的等品率,影响生产厂家的经济效益。生产上常用染色 M 率来表示,根据染色后的袜筒颜色深浅、段斑的长短等判定不良丝。染色不良形态主要有以下几种。
1. F 丝,又称段斑丝
F 丝(段斑丝)是横向条纹丝(见图1),是指同一试样染色袜带中夹杂着带有明显色差的条纹。抽出丝条分析发现:网络结点正常均匀分布,丝条出现间隔性的吸色深段,深色段长度不一,说明不利因素变化不定,如反映在织物上会出现间隔性深色条纹。
2. K 丝袁,又称卷缩丝
K 丝即透明丝,其表面发亮,较正常丝条透明且发亮,一般是在假捻变形加工过程中未得到充分变形或解捻不足造成。K 丝的漏检会造成布面出现有明显的深色条纹,织物很有可能直接报废,且损失较大。
3. D 丝,(深丝)有规律的吸色深
D 丝即深丝,较正常丝条吸色明显偏深。抽出深色袜带丝条分析,与正常袜带丝对比,除吸色比正常丝条明显偏深外,其丝条外观无明显差异,因此漏检的 D 丝在后道织造过程中难以被发现,后道织物经染色后会出现有规律的明显深色条纹,造成织物产生疵点而无法正常使用。
4 . L 丝,(浅丝)有规律的吸色浅
L 丝即浅丝,不易上色,吸色较正常丝条明显偏浅。抽出浅色丝条分析,与正常丝条对比,除吸色较正常丝条明显偏浅外,其丝条外观无明显差异。因此漏检的 L 丝在后道织造过程中难以被发现,而后道织物经染色后会出现有规律的明显浅色条纹,造成织物产生疵点而无法正常使用。
染色不良原因分析
DTY 加工是化纤生产流程的最后一道工序,染色 M 率的影响因素有很多,有聚酯原料、纺丝工艺条件、DTY 工艺设置和生产设备等主要因素,接下来对影响 DTY 染色不良因素进行分析,及对预防措施进行探讨。
1. 聚酯因素
1.1 二甘醇含量对染色性能影响
DEG 含量是聚酯生产中重要控制指标之一,它不仅对聚酯的熔点、热稳定性及热氧化温度有不同程度影响,尤其对涤纶纤维的染色性能起着至关重要的作用。采用杜邦三釜反应流程,通过低聚物管道注入 DEG 调节成品中含量,聚酯的酯化温度波动、酯化液位、终缩聚真空 度等波动均会对成品中 DEG 含量有影响,根据经验,DEG 含量超过正常值 + 0. 15%,会对 DTY 染色出现明显色差。
1.2 TiO2 浓度波动影响
2. POY 纺丝过程的影响因素
POY 纺丝是聚合终聚釜输料泵输送至纺丝增压泵,增压后输送至纺丝箱体进行计量纺丝并冷却成形、上油、卷绕。每道工序均对纺丝质量产生影响,冷却风、集束位置、上油均匀性等三个方面因素对 POY 物理指标影响较大,导致 DTY 的染色均匀性降低。
2.1 冷却吹风条件的影响
冷却成形是纺丝的重要过程。最佳的冷却吹风条件应使丝条在稳定的气流下冷却,使丝条冷却速度均匀一致、凝固点稳定。例如德国巴 马格设备在纺270 dtex/48 f 丝条时,POY条干不均匀率 CV 值和测试风速的关系,如图 4 所示。
图 4 表明,风速对 POY 条干均匀性影响很大。风速在0. 6 m/s 时,条干 CV 值较低,而风速的大小都会导致条干CV 值上升。这是因为风速太大时,空气流动快,易形成紊流而使丝条晃动;风速太小时,丝条冷却速度缓慢,容易 受外来“野风”的干扰。这些都会使丝条的凝固点飘移,成形不均匀而带来沿丝条长度方向的纤度偏差。另外,不同的规格、不同的纺速,选择的风速不同,需要根据实际生产情况决定。
根据测试结果用数据统计分析的方法,可得出 CV 值大于1. 2%以上,出现染色不良率增加迅速,织物的染色M 率下降快,和实际生产试验情况相吻合。
2.2 POY 油剂的影响
POY 的上油能提高纤维表面的抱合性、抗静电能力和平滑性等。若平滑性不良,则加捻张力减小、解捻张力增大,后加工过程中假捻张力失去稳定性,造成捻度不匀和高温下单丝间的熔融粘结而产生染色不良丝,从而影响 DTY 的染色均匀性。
2.3 集束位置的影响
较快的纺丝速度,使得纺丝张力较大,不利于卷绕成形,所以采取了提前集束上油的方法来减小纺丝张力。因此,集束位置的变化,必然影响着熔体细流的凝固成形,也即引起 POY 取向度的变化,从微观上影响 POY 结构而导致 DTY 染色不良。
以 185 dtex/72 f 涤纶 POY 为例,表 1为 POY 的双折射率及条干不匀率与集束点和喷丝板的垂直距离的关系。
从表 1 可见,在集束点距离喷丝板距离 100 cm,条干CV 值有一最小值。条干 CV 值过大,会影响丝条的内部结构和不匀率,容易产生 F 丝。
3. DTY 加工过程中的影响因素
3. 1 上热箱温度的影响
经过对某批 POY 丝做试验,测试出上热箱温度与 F 丝、K 丝的比率关系,结果如图 5 所示。
从图 5可见,加工某批 POY丝时,选择最 佳的上热箱温度为185 °C,可得到 DTY的 F 丝、K 丝比率较小。但若温度过高,丝条经过假捻器时来不及冷却而引起张力波动则会产生毛丝和僵丝。温度过低时纤维受热变形温度不够,从 而出现 F 丝、 K 丝。
3. 2 生产速度的影响
巴马格 EFK6 V - 1000 加弹机的加工速度较快,上热箱长度为 2. 2 m,通常产品加工速度选择为 800 m/min 左右。如果生产车速较快、则丝条在拉伸过程中不够稳定,除容易产生毛丝和断头外,还会影响染色均匀性。
DTY 生产速度根据 POY 的性能来设定,生产速度快,丝条与摩擦盘之间容易打滑,导致解捻不充分,易造成 K 丝和 F 丝。
3. 3 D/Y 比的影响
3. 4 拉伸比的影响
编后语
为提高 DTY 染色 M 率,需从聚酯、 POY 纺丝工艺条件及 DTY 生产过程中,寻找合理的控制依据,制定合理的工艺条件。
1.使用批号稳定的 PTA 原料,同时控制 TiO2尧,二甘醇的含量,并保持稳定值,可使 DTY 染色 M 率维持在较好水平。
2.纺丝过程中,选择合适的冷却风工艺及集束位置,选择合适的纺丝张力, 保持上油的均匀性,可得到较小的条干 CV 值,可使 DTY 染色 M 率得到提高。
3.DTY 生产过程中,变形热箱温度、生产速度、 D/Y 比、拉伸比等工艺的合理选择,可保持较高的染色 M 率。
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