微细旦PA6 HOY的开发

1 试验

1．1 原料

PA6半消光切片：德国BASF公司产，相对粘度2．41；含水率0．04％ ～0．05％ ；可萃取物质量分数0．4％ ；氨基含量约43 mmol／kg。L1838DD纺丝油剂：德国DAKO公司产。

1．2 主要设备和仪器

E1．120．30螺杆挤压机，瑞士RIETER公司制；SP56型纺丝箱体，德国Barmag公司制；CW6型卷绕机，德国Barmag公司制；AGS-5G型强伸测试仪，日本SHIMADZU公司制；UT3 C／A型条干均匀度测试仪，瑞士Uster公司制。

2 结果与讨论

2．1 纺丝工艺

PA6 HOY生产速度高，采用纺丝、常温拉伸-步法工艺。PA6初生纤维在较低的温度环境下高速卷绕，纤维得到冷拉伸，从而使纤维达到一定的取向度。在高的卷绕速度下，结晶过程在吸湿以前就接近完成? ，形成较稳定的超分子结构，产品各项性能可达到直接织造的基本要求。

2．1．1 螺杆及纺丝温度

E1．120-30型螺杆挤压机的直径为120 mm，长径比为30，共有7个加热区。经过试验，螺杆各加热区温度由低到高设定，六七区的温度与纺丝温度接近，纺制微细旦PA6 HOY时，纺丝温度比常规产品高1～2℃，控制在262～264℃。

2．1．2 纺丝组件

过滤材料除了起过滤、分配、混合、升压提温等作用外，还起着对聚合物熔体大分子团“梳理”的作用 J。试验选择了比利时Coldstream公司生产的金属砂(不锈钢粉末)作为组件内的熔体过滤材料，经过试验确定组件配砂全部采用规格为40～60目的金属砂。

组件的初始压力将直接影响纺丝熔体在过滤层孔道及喷丝孔中的流动状态 J。纺制微细旦纤维时，适当提高组件的初始压力可以改善熔体在纺丝组件中的流动性能，减少喷丝孔对熔体的剪切应力。纺制普通PA6 HOY时，纺丝组件的初始压力约12 MPa；试验中初始压力控制约14 MPa

2．1．3 侧吹风冷却

微细旦PA6 HOY单丝线密度小，与常规产品相比，在冷却过程中更易受不稳定因素的影响。

丝条数量的增加，冷却层数也增多，使得与侧吹风窗不同距离的冷却效果存在差异，必须适当提高冷却效果。但侧吹风速度的增大会造成纺丝断头增加，可纺性变差，所以风速又不能太高。因此，要求风温低、湿度高。经过反复试验，采用侧吹风速度为0．32 m／s，温度约18℃ ，相对湿度约90％ 。

2．1．4 上油

由于微细旦纤维的比表面积大，油剂吸人量明显增加，采用低浓度高上油量的上油方法，有利

于油剂在纤维缝隙之间有良好的流动性，能渗透到纤维束内部，改善油剂分布均匀性，比较有利于生产。试验中油剂的有效浓度约8％ ，成品丝的含油率控制约1．2％。

2．2 喷丝板设计

根据经验，常规PA6 HOY长丝生产的喷丝头拉伸比150—300，根据微细旦纤维的要求，结合纺丝生产和后加工的特点，确定喷丝孔直径为0．18mm，拉伸比控制在250—300。试验中适当加大了喷丝孔长径比，确定其为2．5：1，以减少熔体膨化。生产微细旦PA6 HOY时，增加了同一块喷丝板上的喷丝板孔数，采用菱形均匀分布的排列形式，既使喷丝孔保持一定的间距，又使孔呈均匀交叉排列，易于使侧吹冷却气流通过。经多次试验，确定48孔喷丝板的孔间距为6．5 mm。

2．3 卷绕工艺

2．3．1 卷绕速度

随卷绕速度的增加，PA6纤维的断裂伸长减小，而强度、杨氏模量、屈服应力则随卷绕速度的增加而增加。在卷绕速度约5 000 m／rain，达到最优值?。当卷绕速度超过5 000 m／min，PA6纤维的力学特性下降，可纺性也随之下降。根据多次试验(见表1)，确定卷绕速度为4 500 m／min。

2．3．2 纺程张力与卷绕成形

微细旦PA6 HOY由于单丝线密度下降，生产中纤维在纺程上的冷却加快，变形区缩短，对初生纤维造成较高的拉伸应力，因而对纺程张力控制提出了更高的要求。经过试验，纺程上各点的张力控制在25 g以下。

Barmag公司制造的CW6T型全自动卷绕头采用分步精密卷绕方式，在整个卷绕过程中可通过选择合适的卷绕角来实现防叠和良好的卷绕成形。卷绕角越大，横动速度越快则卷绕张力越大，卷装越紧；反之则卷装松。经过试验，整个卷绕过程卷绕角控制在5.8℃一6.6℃。

2．4 产品性能

产品性能指标以56 dtex／48 f和68 dtex／68 f的PA6 HOY为例，物理性能指标见表2。

3 结论

利用常规HOY高速纺丝设备，选择适当的纺丝卷绕工艺条件，选择合适的原料，控制纺丝生产工艺条件，设计合理的喷丝板、选择合适的喷丝头拉伸比可直接纺制单丝线密度为1 dtex的微细旦PA

6 H0Y。

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