ポリエステル長繊維からフリース糸を製造・加工する方法 FDY
1、通常のポリエステルフィラメントFDY生産におけるフリース糸の原因
一般的なポリエステルフィラメントFDYの製造工程では、紡糸速度や冷却速度が非常に速いとフリース糸が発生します。応力集中により、スキン層に大きな張力がかかり、フリース糸につながる亀裂が生じやすくなります。したがって、均一な半径方向構造を維持するには、優れた冷却条件を選択することが重要です。効果的な冷却ゾーンを確立し、ハニカム型のサイドブロー装置を使用して空気の流れを作り、溶融フィラメントを適切に冷却することが成功するアプローチです。
延伸工程では、処理速度（第 2 ヒートローラーの速度）が増加すると、生産量も比例して増加し、生産コストが削減され、染色の均一性が向上します。ただし、加工速度が速すぎると糸切れや毛羽立ちが多くなり、バランスを考慮して適切な加工速度を決定する必要があります。ストレッチが不十分で張力が低下すると、糸が大きく動き、フリース糸や切れ毛が発生する可能性があります。逆に、過度に高い張力は糸の形成と巻き戻しに悪影響を与えます。
油剤の付着とフリース糸の発生の関係については、油性エマルション濃度やフィラメント中の油分濃度を高く保つことでフリース糸の発生を抑えることができます。ただし、油濃度が高すぎると油剤の浸透性が低下し、フィラメントの品質が低下する可能性があるので注意が必要です。 FDY の給油方法には、ノズル給油とローラー給油があります。ノズルの注油は紡糸張力を効果的に低下させますが、均一性が低下し、延伸中に張力が大幅に変動し、染料スポットが増加します。ローラーオイルを塗布すると均一な塗布とより良い染料の均一性が得られますが、紡糸張力が増加するため、フリース糸の発生率や切断率が上昇し、消費量が増加すると同時に巻き取り効率が低下します。そこで、ローラー給油を採用し、ローラー速度やローラーへの糸の巻き付け角度を調整することで紡績張力を効果的に下げ、フリース糸切れや糸切れを軽減します。
2、異形ポリエステルフィラメントFDY生産におけるフリース糸の原因
繊維に優れた光沢、手触り、抗ピリング性を与え、また生地に独特のスタイルと優れた性能を与えるために、工業的には特殊な形状のポリエステルフィラメントを製造する必要があることがよくあります。しかし、特殊形状のポリエステルフィラメントの製造ではフリース糸の糸切れや切れが頻繁に発生し、紡糸口金の設計は成形繊維の製造における重要な要素となります。たとえば、長方形の穴の紡糸口金を使用して平らなフィラメントを製造する場合、穴の壁に沿った不均一な法線応力により、溶融物の不均一な押出膨潤が生じ、その結果、紡績および延伸中にフリース糸や破損の発生率が高くなります。ダンベル形状の穴口金を使用することにより、溶融押出膨潤のムラを効果的に最小限に抑えることができ、形状度を大幅に向上させることができます。
特殊な形状のフィラメントを製造するには、従来の繊維に比べてフレークの乾燥や含水率の均一性を高める必要があり、理論的には乾燥条件を強化する必要があります。ただし、高光沢フレークはセミダルフレークに比べて結晶化速度が著しく低いため、フレーク同士が付着しやすくなり、ひどい場合には結晶化前の供給ゾーンで凝集が発生し、通常の生産に支障をきたす可能性があります。したがって、予備結晶化はより温和な条件で実行し、予備結晶化温度を適切に下げ、フレークが予備結晶化に留まる時間を延長してある程度の結晶化を達成し、乾燥中にフレークがくっつかないようにする必要があります。
ドライフレークの水分含有量が高すぎる場合、またはドライフレークとウェットフレークの粘度が過度に低下すると、フリース糸の増加や紡糸中の切断につながる可能性があります。特殊形状糸の加工性能は紡糸温度に大きく影響されます。紡糸温度を下げることは形状度を高めるのに有益ですが、紡糸口金の穴での圧力による膨らみ効果も増大し、紡績中のフリース糸の増加や破損につながる可能性があります。 293°C などの適切な紡糸温度を選択すると、フリース糸や切れの発生が比較的少なく、形状のバランスがとれるため理想的です。成形時の冷却条件は、延伸後の製品の形状度と品質に影響を与える重要なパラメータです。冷却が速いほど、形状度が高くなります。しかし、高い形状度および急速冷却により芯鞘構造が形成される可能性があるため、繊維はフリース糸を生成したり、延伸中に破損しやすくなり、染色性能も低下する可能性があります。したがって、形状の程度を考慮しながらフリース糸の切れや切れを減らすには、可能な限り穏やかな冷却条件を採用する必要があります。
1、溶融ポリエステルの熱劣化
ポリエステル PET は熱安定性に優れていますが、不純物に弱いです。純粋な PET は 250 ～ 300°C の温度で劣化し始め、350°C を超えると大量の揮発性生成物が放出されます。分解プロセスにはエステル部位での鎖切断が含まれ、その結果カルボン酸とビニルエステル末端基が形成され、PET 中のヒドロキシエチルエステル末端基とのエステル交換反応が起こり、主な揮発性生成物としてアセトアルデヒドが放出されます。より高い温度では、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、ベンゼンなどの揮発性生成物も観察されるため、実際の反応はより複雑になります。
溶融物輸送パイプラインは、気相熱媒体を使用して加熱されます。気相熱媒体用のメイン パイプラインは、熱媒体蒸気を減温器から溶融物送出パイプラインのジャケットに分配し、各セグメントの最下点から入ります。
一般に、紡糸生産の種類に応じて、溶融物供給パイプライン内の熱媒体蒸気の温度は 280°C ～ 290°C の間です。紡糸ボックスとそのコンポーネントは、溶融物輸送パイプラインの加熱条件と同様の加熱条件で、気相熱媒体によって加熱されます。紡績ボックスの通常の動作温度範囲は通常 275 ～ 285°C です。溶融物は、原料フィラメントの製造まで、ポリエステル末端重合釜から熱媒体によって断熱されます。熱媒体の断熱温度が高すぎて、溶融物がパイプライン内に長期間留まると、高分子の劣化がより深刻になります。定量ポンプによる加圧押出や牽引機による延伸工程において、原糸に欠陥が発生し、切れ毛やフリース糸が発生することがあります。
2、フィラメント束の冷却過程
空気吹き込み装置は、紡績コンポーネントの直下の圧力空気室に配置されています。その主な機能は、溶融フィラメントの流れに空気を吹き込んで溶融ポリマーを急速に冷却することです。送風装置は冷却空気を各紡糸位置に均等に分配し、フィラメント束の高品質で均一な冷却を保証します。冷却エアの清浄度が不十分であったり、エア圧力や流量の設定が適切でなかった場合、フィラメントの固着や切れが発生し、フリース糸が発生することがあります。冷却の問題に対処するには、空気を吹き込む内部のスチールメッシュに埃が付着しないようにする必要があります。汚染が発生した場合、または紡糸位置のフィラメント束が空気の乱流を受けた場合は、送風チューブを交換する必要があります。通常の送風品質を確保するには、送風チューブの送風メッシュを定期的に交換して、フィラメント束にきれいな冷却空気を確保し、空気の問題によるフリース糸の発生を防ぐことが義務付けられています。
3、フィラメント束通過工程
溶融物がコンポーネントからフィラメント束に押し出された後、注油ローラー、ガイド ロッド、上部および下部のクリーニング ガイド、紡糸通路、大小のガイド ローラー、アイドラー ローラー、牽引機械を通過します。フィラメント束と接触する表面が平滑でなかったり、欠陥があるとフィラメント束を損傷し、フリース糸が発生します。フィラメント通路の欠陥に対処するには、各ローラーの徹底的な検査を増やし、特定された問題をタイムリーに処理して交換する必要があります。ピンプレート間のクリアランスを定期的に校正することは、フィラメント束の摩擦を軽減し、フィラメント通路が正常に動作することを保証し、それによってフリース糸の発生を減らすために不可欠です。
ａ．通路内のローラーの位置がずれていたり、表面に欠陥やバリがあると、フィラメント束がローラーに接触する際の摩擦が増大し、フリース糸の発生につながります。
b.上部と下部のクリーニング ガイドは、間に小さな隙間を持った 2 枚の平行なピン プレートで構成され、フィラメント束が通過します。ピンプレート間の隙間は0.5～1.2mmの範囲で調整可能です。それらの主な機能は、過剰なフリース糸や欠陥が現れたときにフィラメントの束を引き裂いたり、詰まらせたりすることです。ギャップ調整が適切でないと、フィラメント束が通過する際の摩擦が増加し、フリース糸が発生し、フィラメント束が詰まる可能性があります。
紡糸コンポーネントは短繊維デバイスの重要な装置であり、溶融物から不純物を濾過して除去し、ポリエステル溶融物を均質化し、溶融物を紡糸口金上の各微細孔に均一に分配し、紡糸口金からフィラメント束を押し出す際に重要な役割を果たします。
ａ． 部品内の異常な圧力上昇
部品内の圧力が大きく変動すると、原糸の線密度、引張強さ、伸びが大きく変化し、フィラメントの結節や切れ、フリース糸の発生などを引き起こす可能性があります。
b. コンポーネントのリーク コンポーネントのリークに
は、一般的に次の 2 つの形式があります。
部品の漏れの原因には、製造精度やシールガスケットの材質の欠陥が含まれており、これらは回転部品のシール性能に重大な影響を与えます。これにより、コンポーネントを取り付けた後のシール不良による漏れが発生します。紡糸口金内のシールガスケットの精度欠陥は、圧力下で溶融物が紡糸口金上部の中央非流動ゾーンに入り、溶融物が流れることができないデッドゾーンを形成する可能性があるため、紡糸生産に特に悪影響を及ぼします。この流動しない溶融物は、長時間の高温下で徐々に分解し、最終的には黄色または黒色になります。メンテナンスを実行すると、分解ガスにより分解した溶融物が紡糸口金の出口領域に押し戻され、動作中に黒いフィラメントが出現し、高い破損率が発生します。
紡糸口金の内側シールガスケットからの漏れも、紡糸口金の中心ボルトから溶融物が染み出す原因となる可能性があります。この漏れは紡糸口金の表面に徐々に広がり、表面に黒いスラリーが現れて滴下し、走行中のフィラメント束に付着して損傷を引き起こし、フリース糸やスラリーの塊が発生します。重度の場合は正常な生産ができなくなります。
1、外部漏れは設置後 24 時間以内に発生し、部品の入口から溶融物が染み出します。その結果、多くの場合、大量の漏れ出た溶融物が部品の外壁から滴下する白いスラリーとして現れます。
2、遅れ漏れは、取り付け後1週間で発生し、口金のセンターボルトや口金と部品本体の接合部から溶融物が染み出します。漏れた溶融物は高温に長時間さらされると劣化し、茶色や黒色に変化します。劣化した溶融物は、紡糸口金から押し出されるときに、一般的な黒いフィラメントの形成につながります。
c. メンテナンスの精度が低い
ポリエステル短繊維デバイスには定期メンテナンスが組み込まれており、メンテナンス セッションの間隔は 48 時間です。メンテナンス精度が悪いと48時間以内に毛糸が出たり、不規則に切れたりする場合があります。
d. 対策
金属濾過砂の品質と割合はコンポーネントの濾過性能に影響を与えるため、コンポーネントの砂投入計画を最適化することが重要です。ろ過性能を確保しつつ各構成部品の圧力上昇を緩やかにするためには、25MPaの圧力でも変形しない高耐圧ろ砂への変更と、砂投入計画の最適化を重ねて徐々に圧力上昇率を下げることが望ましいと考えられます。さらに、部品の漏れを制御するには、厚さの偏差を 0.02 mm 以内、0.04 mm を超えないようにシール ガスケットの精度を向上させ、漏れの問題を解決するためにシール ガスケットに高品質の材料を選択する必要があります。
