نحوه ساخت نخ POY: فرآیند کامل ساخت

نخ POY چیست و چرا فرآیند تولید اهمیت دارد

POY یا نخ نیمه جهت دار، یکی از اساسی ترین نخ های واسطه در صنعت الیاف مصنوعی است. این در همان ابتدای زنجیره تولید رشته پلی استر قرار دارد - نه یک محصول نهایی، بلکه پیش ساز ضروری برای کشیدن نخ های بافت دار (DTY)، نخ های کاملاً جهت دار (FDY) و طیف گسترده ای از رشته های پایین دستی دیگر است. درک چگونگی ساخت نخ POY فقط یک تمرین آکادمیک نیست. این به طور مستقیم کیفیت، سازگاری و ویژگی های عملکرد هر محصول مشتق شده از آن را تعیین می کند.

به عنوان سازنده ای که روزانه با POY کار می کند، می توانیم به شما بگوییم تفاوت بین POY متوسط و POY با کیفیت بالا به کنترل دقیق در هر مرحله از تولید بر می گردد - از انتخاب مواد خام تا کشش سیم پیچ. این راهنما فرآیند کامل تولید را به صورت عملی طی می‌کند و متغیرهای کلیدی را که خریداران و پردازنده‌های پایین دستی باید قبل از منبع‌یابی درک کنند، پوشش می‌دهد.

مواد اولیه: شروع با تراشه های پلی استر

تولید نخ POY با تراشه های پلی استر - دانه های جامد پلی اتیلن ترفتالات (PET) شروع می شود. ویسکوزیته ذاتی (IV) این تراشه ها یکی از مهم ترین متغیرهای ورودی است. برای POY استاندارد نساجی، تراشه‌هایی با IV در محدوده 0.62-0.65 دسی لیتر در گرم به طور معمول استفاده می شوند. مقادیر بالاتر IV باعث افزایش ویسکوزیته مذاب می شود که بر فشار اسپینر و یکنواختی رشته تأثیر می گذارد.

قبل از اینکه تراشه ها وارد سیستم ریسندگی شوند، باید کاملاً خشک شوند. PET رطوبت سنجی است - رطوبت محیط را جذب می کند - و حتی سطوح رطوبت بالاتر از 30 ppm (قسمت در میلیون) می تواند باعث تخریب هیدرولیتیک در طول ذوب شود که منجر به کاهش وزن مولکولی و عیوب قابل مشاهده نخ مانند چکه، شکستن یا انکار ناهموار می شود. اکثر تاسیسات تراشه ها را در دمای 160 تا 170 درجه سانتی گراد به مدت 4 تا 6 ساعت در خشک کن های رطوبت گیر خشک می کنند تا میزان رطوبت به کمتر از 20 پی پی ام برسد.

انتخاب تراشه ها نیز بر خواص نوری نخ نهایی تاثیر می گذارد. Bright POY از تراشه‌های بدون لایه‌بردار (دی‌اکسید تیتانیوم)، نیمه کدر از تراشه‌هایی با حدود 0.3 درصد TiO2 و کاملا مات از تراشه‌هایی با 2 درصد TiO2 یا بالاتر استفاده می‌کند. این تصمیم باید در مرحله مواد خام گرفته شود، زیرا در پایین دست نمی توان آن را اصلاح کرد.

فرآیند ریسندگی مذاب: اکسترود کردن رشته

هنگامی که تراشه ها خشک شدند، به یک اکسترودر پیچی وارد می شوند و در آنجا در دماهای معمولاً متفاوت از ذوب می شوند. 270 تا 295 درجه سانتی گراد بسته به درجه تراشه و تعداد نخ. اکسترودر پیچ دارای چندین ناحیه گرمایشی است که به تدریج پلیمر را ذوب و همگن می کند. دمای مذاب ثابت بسیار مهم است - تغییر حتی 2± درجه سانتیگراد در سراسر منطقه مذاب می تواند تغییرات انکار رشته را ایجاد کند که به صورت رگه های رنگ در پارچه نهایی ظاهر می شود.

از اکسترودر، پلیمر مذاب از طریق یک پمپ اندازه گیری تغذیه می شود، که سرعت جریان پلیمر را با دقت بالا کنترل می کند - تحمل ± 0.5٪ در تجهیزات مدرن استاندارد است. سپس مذاب از یک بسته فیلتر عبور می کند تا ذرات یا ژل حل نشده را که می تواند سوراخ های اسپینر را مسدود کند یا باعث شکستن رشته شود، حذف کند.

اسپینر قالبی است که از طریق آن پلیمر مذاب به رشته های جداگانه اکسترود می شود. تعداد سوراخ نخ ریسی تعداد رشته نهایی را تعیین می کند (در مشخصات نخ مانند 75D/72F با "F" مشخص می شود). قطر سوراخ معمولاً از 0.18 میلی متر تا 0.35 میلی متر بسته به انکارگر هدف در هر رشته (dpf) متغیر است. ماشینکاری دقیق اسپینر غیر قابل مذاکره است - هر گونه تغییر در قطر یا شکل سوراخ، رشته های ناهمواری ایجاد می کند که در پردازش پایین دست اصلاح نمی شوند.

تنظیمات کلید Spinneret برای تعداد POY رایج

Quenching: انجماد رشته ها

همانطور که رشته های مذاب از اسپینر خارج می شوند، بلافاصله وارد یک منطقه خاموشی می شوند که در آن جریان هوای کنترل شده آنها را از دمای مذاب به دمای نزدیک به محیط خنک می کند. این مرحله کوئنچ جایی است که شکل مقطع و جهت مولکولی اولیه فیلامنت تنظیم می شود.

دو روش اصلی خاموش کردن در ریسندگی POY صنعتی وجود دارد:

• خاموش کردن شعاعی (جریان متقاطع): جریان هوا عمود بر دسته فیلامنت است. به طور گسترده برای تعداد استاندارد چند رشته ای استفاده می شود. سرعت هوا معمولاً 0.3-0.6 متر بر ثانیه است و دما در 20-25 درجه سانتیگراد حفظ می شود.
• کوئنچ حلقوی (جریان به داخل): هوا از یک حلقه دایره ای که بسته نرم افزاری را احاطه کرده است به داخل جریان دارد. برای نخ‌های با فیلامنت زیاد مناسب‌تر است زیرا خنک‌کننده یکنواخت‌تری را در تمام رشته‌ها به طور همزمان فراهم می‌کند.

خاموش شدن ناسازگار - ناشی از نوسان دما، رطوبت یا سرعت هوا - یکی از دلایل اصلی تغییر انکار بین رشته ای (U%) است که به صورت رنگرزی ناهموار در پردازش پایین دست ظاهر می شود. حفظ رطوبت هوای خاموش زیر 65% RH یک روش استاندارد است در تولید POY با کیفیت

روغن کاری: محافظت و بسته بندی رشته ها

پس از خاموش شدن، رشته های خنک شده از روی یک اپلیکاتور روغن (معمولا یک چرخ روغن اندازه گیری شده یا جت روغن) عبور می کنند. پرداخت اسپینی که در اینجا اعمال می‌شود چندین هدف را دنبال می‌کند: اصطکاک بین رشته‌ای را کاهش می‌دهد، از ایجاد استاتیک جلوگیری می‌کند، انسجام را به بسته‌بندی می‌دهد و از رشته‌ها در برابر سایش مکانیکی روی راهنماها و غلتک‌ها در طول فرآیند سیم‌پیچ محافظت می‌کند.

فرمول‌های اسپین فینیش معمولاً امولسیون‌های آبی روان‌کننده‌ها، امولسیفایرها، عوامل ضد الکتریسیته ساکن و گاهی اوقات محرک‌های چسبندگی هستند. سطوح برداشت روغن (OPU) برای POY معمولاً از 0.3٪ تا 0.6٪ وزنی متغیر است. از نخ روغن بسیار کم منجر به شکستن رشته و مشکلات استاتیک می شود. بیش از حد باعث ایجاد مشکلاتی در بافت پایین دست مانند تولید دود یا کشش ناهموار پیچش کاذب می شود.

انتخاب شیمی پایان چرخشی نیز بر رنگ پذیری پایین دست تأثیر می گذارد. برخی از روکش‌ها حاوی اجزایی هستند که در جذب پراکنده رنگ تداخل دارند، بنابراین باید قبل از تولید با کاربرد نهایی هماهنگ شود.

سرعت سیم پیچ: کلید جهت گیری "جزئی".

مشخصه تعیین کننده POY - چیزی که آن را "جزئی جهت" می کند تا کاملا جهت گیری - سرعت سیم پیچی است که در آن رشته ها پس از چرخش جمع می شوند. این مهم ترین متغیر فرآیند در کل توالی تولید POY است.

POY استاندارد در سرعت های بین پیچ خورده است 2800 و 3200 متر در دقیقه (m/min) . در این سرعت‌ها، زنجیره‌های پلیمری در امتداد محور فیلامنت به‌طور نسبی کشیده می‌شوند - به اندازه‌ای که استحکام متوسط ​​و ساختاری پایدار را فراهم کند، اما نه آنقدر که ماده کاملاً متبلور شود و توانایی خود را برای کشیدن و بافت بیشتر از دست بدهد.

برای مقایسه:

• نخ بدون جهت (UDY) در سرعت های کمتر از 1500 متر در دقیقه پیچیده می شود.
• POY با سرعت 2800 تا 3200 متر در دقیقه - تا حدی جهت‌دار است.
• FDY (نخ کاملا کشیده) با سرعت 4500 تا 6000 متر در دقیقه با کشش درون خطی تولید می شود.

مقادیر دوشکستگی برای POY استاندارد معمولاً بین 0.040 و 0.065 قرار دارند. ، با میکروسکوپ نور قطبی اندازه گیری شد. این محدوده با درجه جهت گیری مولکولی مطابقت دارد که POY را برای بافت DTY پایین دستی مناسب می کند - نخ محتوای آمورف کافی را حفظ می کند تا به فرآیند بافت کشی اجازه دهد تا چین و ارتجاعی را به طور موثر ایجاد کند.

کشش سیم پیچ نیز باید در حین برداشت به دقت کنترل شود. کشش ناسازگار تغییر شکل بسته (مشکلی به نام "زین" یا "برآمدگی" در بسته ها) و تغییرات تنش داخلی ایجاد می کند که باعث رفتار ناهموار ترسیم در بافت های بعدی می شود.

ویژگی های فیزیکی کلیدی POY و استانداردهای آزمایش آنها

از دیدگاه سازنده، ویژگی‌های زیر به طور معمول اندازه‌گیری می‌شوند تا تأیید شود که دسته‌ای از POY قبل از عرضه یا ارسال به مشتریان، با مشخصات مطابقت دارد:

• دنیر (چگالی خطی): بر حسب گرم در 9000 متر اندازه گیری می شود. تلورانس معمولاً 2 ± درصد اسمی است. تست شده بر اساس ASTM D1907 یا ISO 1889.
• سرسختی (قدرت شکستن): POY معمولاً دارای استحکامی در محدوده 2.0-2.8 cN/dtex است - به دلیل درجه جهت گیری پایین تر، به طور قابل توجهی کمتر از FDY (3.5-5.0 cN/dtex).
• ازدیاد طول در هنگام شکست: POY دارای کشیدگی بالایی است - به طور معمول 120-160٪ - این همان چیزی است که کشش بعدی را در فرآیند DTY بدون شکستن رشته ممکن می کند.
• یکنواختی (U%): تنوع انکار رشته به رشته را اندازه گیری می کند. مقادیر بالای 1.5 درصد نشان دهنده بی ثباتی فرآیند است. با استفاده از تسترهای یکنواختی Uster تست شده است.
• برداشت روغن (OPU): با استخراج با حلال تأیید می شود تا تأیید شود که پایان چرخش در مشخصات است.
• انقباض جوش (BOS): POY معمولاً انقباض 55 تا 70 درصدی را هنگام درمان در آب جوش نشان می دهد - بسیار بالاتر از DTY - که کشش باقی مانده نخ را تأیید می کند.

این ویژگی‌ها فقط چک باکس‌های کیفیت نیستند - آنها مستقیماً تعیین می‌کنند که چگونه POY هنگام بافت به DTY یا پردازش در پارچه پایین‌دستی چگونه رفتار می‌کند. برای مثال، خریداری که POY را با کشیدگی خارج از مشخصات دریافت می‌کند، با شکستگی‌های مکرر نخ در دستگاه‌های تکسچرینگ خود مواجه می‌شود که در نتیجه ضرر تولید قابل توجهی را به همراه خواهد داشت.

POY در مقابل DTY: درک رابطه بین این دو

POY و DTY ارتباط نزدیکی دارند اما عملکردهای بسیار متفاوتی در زنجیره تامین دارند. POY یک محصول میانی است - معمولاً نمی توان از آن به طور مستقیم در تولید پارچه استفاده کرد زیرا فاقد استحکام کافی و پایداری ساختاری است. DTY (نخ های بافت دار) با گرفتن POY از طریق یک ماشین بافت کشی تولید می شود. ، جایی که به طور همزمان کشیده می شود (کشیده می شود) و به صورت کاذب می پیچد تا چین و چروک، کشش و حجیم شود.

نسبت کشش اعمال شده در طول تولید DTY - معمولاً 1.5-1.7× برای پلی استر استاندارد - کشش باقی مانده در POY را در طول چرخش مصرف می کند. به همین دلیل است که مقادیر انکسار مضاعف و ازدیاد طول POY بسیار مهم هستند: آنها مستقیماً حداکثر نسبت کشش قابل دستیابی و ویژگی های چین خوردگی DTY حاصل را تعیین می کنند.

برخی از خریداران در صنعت نساجی زمانی که ظرفیت بافت خود را دارند، POY را مستقیماً تهیه می کنند. دیگران ترجیح می دهند DTY تمام شده را خریداری کنند. برای کسانی که به هر دو گزینه نیاز دارند، ما صفحه محصول نخ DTY/POY محدوده مشخصاتی را که تولید و عرضه می کنیم را پوشش می دهد.

POY بازیافتی: تفاوت‌ها و ملاحظات فرآیند

مقوله‌ای که اهمیت فزاینده‌ای دارد، POY بازیافتی است - تولید شده از PET پس از مصرف، و در درجه اول بطری‌های پلاستیکی بازیافتی (rPET). فرآیند تولید تا حد زیادی مانند POY باکره است، اما با برخی تفاوت های معنی دار در مرحله پیش پردازش.

تکه های rPET باید ابتدا تمیز شوند، بر اساس رنگ دسته بندی شده و گلوله شوند (یا به صورت مستقیم در سیستم های بدون تراشه به عنوان تکه استفاده شوند). ویسکوزیته ذاتی مواد اولیه بازیافتی معمولاً متغیرتر از تراشه‌های بکر است - مقادیر IV بسته به کیفیت منبع می‌تواند از 0.58 تا 0.72 دسی لیتر بر گرم در همان مقدار متغیر باشد. این تنوع باعث می شود کالیبراسیون دمای مذاب و نگهداری بسته فیلتر حیاتی تر است در تولید POY بازیافتی

POY بازیافتی حاصل معمولاً دارای گواهینامه GRS (استاندارد بازیافت جهانی) است که به طور فزاینده ای توسط مارک های اروپایی و آمریکای شمالی به عنوان بخشی از تعهدات منابع پایداری آنها مورد نیاز است. ویژگی‌های عملکردی POY بازیافتی تایید شده به طور کلی با مواد بکر برای اکثر کاربردهای نهایی قابل مقایسه است، اگرچه به دلیل وجود آلاینده‌های باقیمانده در خوراک rPET، دستیابی به انواع درخشش درخشان به طور مداوم دشوارتر است.

هنگام تهیه POY از یک تولید کننده به دنبال چه چیزی باشید

اگر منبع POY را برای عملیات بافت سازی یا پردازش پایین دستی تهیه می کنید، اینها سوالات عملی هستند که تعیین می کنند آیا یک تامین کننده می تواند به طور مداوم نیازهای شما را برآورده کند:

1. آیا آنها فرآیند چرخش خود را کنترل می کنند؟ تامین کنندگانی که POY را بدون تولید آن معامله می کنند، نمی توانند ثبات دسته به دسته را تضمین کنند. به دنبال تولید کنندگان با ظرفیت چرخش داخلی باشید.
2. قابلیت یکنواختی Uster آنها چیست؟ آمار Uster را بخواهید (U٪، CVm، مکان های نازک و ضخیم در هر کیلومتر، neps). این اعداد بسیار بیشتر از ادعاهای مربوط به قابلیت های عمومی، در مورد کیفیت تولید نشان می دهد.
3. آنها از چه تامین کننده تراشه استفاده می کنند؟ ویسکوزیته ذاتی و محتوای TiO2 تراشه های مواد اولیه به طور مستقیم بر قوام نخ نهایی تأثیر می گذارد. تولید کنندگان معتبر از نمرات تراشه های تایید شده از تولید کنندگان PET معتبر استفاده می کنند.
4. آیا آنها می توانند COA (گواهی تجزیه و تحلیل) را با هر لات ارائه دهند؟ COA باید شامل انکار، استحکام، ازدیاد طول، OPU و U% برای هر دسته تولید باشد.
5. مشخصات پکیج سیم پیچ آنها چیست؟ وزن بسته‌بندی، نوع هسته و زاویه باد بر تمیزی باز شدن نخ در ماشین‌های بافت‌سازی تأثیر می‌گذارد. بسته های استاندارد POY معمولاً 8 تا 12 کیلوگرم هستند ، روی کاغذ یا مخروط های پلاستیکی زخم شده است.
6. حداقل مقدار سفارش و زمان تحویل آنها چقدر است؟ برای خریدارانی که به ترکیب‌های انکارکننده/رشته سفارشی یا درجه‌های درخشندگی خاص نیاز دارند، درک MOQ و زمان‌بندی تولید ضروری است.

این سوالات به سرعت شرکت های تجاری و تامین کنندگان رده پایین را فیلتر می کنند. سازنده ای که واقعاً فرآیند چرخش خود را کنترل می کند، می تواند به همه آنها با داده های خاص پاسخ دهد - نه تضمین های کلی.