涤纶FDY分纤母丝纺丝生产工艺研究

涤纶ＦＤＹ分纤母丝纺丝生产工艺研究南亚芹（中国纺织科学研究院北京中丽制机工程技术有限公司，北京ｌ０００２５）摘要：以圆形截面２２２ｄｔｅ/１０ｆ和三角形截面２６４ｄｔｅｘ/８ｆ为例，通过对涤纶一步法分纤母丝生产中切片干燥、高速纺丝、拉伸一卷绕一热定形工艺条件的探讨，研究出纺丝、拉伸、卷绕各点适宜的关键工艺参数，为指导实际生产提供理论依据。关键词：一步法；分纤母丝；单丝；ＰＥＴ；ＦＤY纺织材料新品种一涤纶单丝（单丝纤度为２０--３０ｄｔｅｘ），主要用于渔网线、绳索、高密度滤网、印刷筛网、蝉翼布面料、间隙布、窗帘布、遮阳布、头巾、婚纱、面罩、鞋材、床垫、垫肩、杯罩、集成电路印刷板等，用其制成的纺织品质薄、透明和手感好。单丝生产可以采用多孔喷丝头先生产母丝，再经分纤得到单丝。世界单丝生产只有美、日、韩等国家掌握关键技术。单丝生产具有高技术、高效益、高附加值等特点。目前采用全拉伸丝（ＦＤＹ）工艺生产的涤纶分纤母丝，最高纺速为４３００ｍ／min。１分纤母丝的高速纺丝设备及工艺传统的单丝生产，是通过ＵＤＹ-ＤY(未拉伸丝拉伸变形）工艺完成，纺丝速度为７００—900m/min，单丝染色性能不均匀，无法满足市场需要，导致国内涤纶单丝市场供不应求，形成主要依靠进口的紧张局面。北京中丽制机公司、北京中纺精业公司和吴江精美化纤公司等单位共同研制，开发了生产分纤母丝的纺丝—拉伸一步法联合机，采用ＦＤＹ工艺路线，在一台机器上先后完成纺丝成形、初生纤维的拉伸取向、纤维的热定形和卷绕，得到分纤母丝，再经分纤后得到单丝。分纤后的涤纶单丝已在市场上得到广泛应用，完全可以满足国内市场需求。一步法ＦＤＹ生产工艺路线不仅流程短、生产效率高、能耗低、设备占地面积小，而且生产工艺过程的稳定性和产品质量稳定性较ｕＤＹ—ＤＴ二步法工艺得到较大提高。下面以已开发出的典型产品——圆形截面２２２ｄｔｅｘ／ｌｏｆ和三角形截面２６４ｄｔｅ/8ｆ丝为例，对涤纶一步法分纤母丝纺丝工艺条件及关键参数进行分析研究，为实际生产提供理论依据。１产品方案生产涤纶分纤母丝：１０２—３３３ｄｔｅｘ/６—１０ｆ；纺丝头数：２４头（３位，８头/位）；纺丝速度：３５００一４０００ｍ／ｍin２生产能力计算以成品母丝２２２ｄｔｅｘ，纺丝速度３９００m/min计算：Ｑ＝号裟黑糌＝２．８４∽）。１００００ｘ１０００×１０００…。”。～Ｑ年＝２．８４删×３３０ｄ＝９３８妇式中：Ｑ为每天的生产能力；Ｑ年为１年的生产能力。以成品母丝２６４ｄｔｅｘ，纺丝速度３７００m/min计算：Ｑ：等勰黑泼铲＝３ｍ㈨‘１００００×１０００×１（）００…＋…”Ｑ年＝３．２１ｔ／ｄ×３３０ｄ＝ｌ０５８ｔ／ａ３工艺流程干切片一纺丝料仓（氮气保护装置）一＋熔融挤压一熔体输送一计量纺丝＋缓冷器（过热蒸汽保护装置）一单体抽吸＿吹风冷却＿上油一喂入辊＿＋４辊拉伸及定形２分纤母丝高速纺丝工艺１切片干燥主要工艺参数控制采用切片法生产涤纶时，纺前必须对切片进行干燥。其主要目的为：①去除切片中的水分，避免切片在螺杆挤压机中熔融时发生水解，使聚合物相对分子质量下降，而导致纤维力学性能指标下降；②提高切片的软化点和结晶度。聚酯切片干燥过程中切片的软化点和结晶度都得到很大提高，以保证切片在螺杆挤压机中按正常熔融程序进行熔融。表１为涤纶分纤母丝的聚酯切片干燥工段的主要工艺参数切片含水，％≤Ｏ．１灰分／％≤０．Ｏｌ迸风空气除湿系统出风露点，℃≤一７０设定温度，℃１７０—１７４预结晶器切片停留时间，ｍｉｎ≥１５没定温度代１７０～１７５充填干燥器出料温度代１６５一１７０干燥切片含水≤２．５×２分纤母丝高速纺丝工艺条件为了提高劳动生产率，降低能耗，保证产品丝的质量，分纤母丝纺丝设备为多头、高产机型。６个纺丝箱／生产线、３纺丝恸纺丝箱、４头助丝位、６头／纺丝位或８头助丝位；纺丝位距１４００ｍｍ。主要纺丝工艺条件见表２。２．２．１熔融温度及纺丝温度干燥后的聚酯切片，从充填干燥器出口，依靠重力进入螺杆挤压机，为了避免切片过早熔融发黏，冷却区温度控制在６０℃以下。表２对比裹２典型产品纤维的纺丝工项目形截面截面冷却区温度代≤６０≤６０一区温度Ｊｔ２７０２７５二区温度，℃２７５”６各加热区三区温度，℃２７６２７７温度四区温嚏，℃２７７２７８五区温度代２７８２７９六区温晓代２７６２８０纺丝箱温度，℃２６５２７０高速纺计计量泵规格，（ｍ【朋４×５．５４×５．５量泵螺杆挤出机压力１２．５１２．５熔体压力（滤后），ＭＰ８组件起始压力～Ｐａ１６１４组件更换压力，ＭＰａ２０２０风压，Ｉｋ５００５００侧吹风系风速，（ＩＴｌ，ｓ）Ｏ．４０．４统风温代２３２３风激，％８０８０喷丝板规格∞．４４ｍｍ×１０孔边长０．７５ｍｍ×８孔过滤金属砂规格，目３０一４０３０—４０组件过滤砂数量饭２５０２２０组件更换刷期，ｄ２０—３０２０一３２２２ｄｔｅｘ／１０ｆ（２００Ｄ／１０ｆ）圆形截面分纤母丝和２６４ｄｔｅｘ，８ｆ（２４０Ｄ／８ｆ）三角形截面分纤母丝生产中螺杆各区及纺丝箱的温度控制情况。由于聚酯熔体在三角形截面喷丝孔中流动时，其流动阻力远大于圆形喷丝孔，因此提高了螺杆各区的温度及纺丝温度，以降低熔体黏度，提高熔体在三角形截面喷丝孔中的流动性２．２．２喷丝头拉伸比分纤母丝的喷丝头拉伸比与一般复丝差别较大，为此我们做了比较详细的工艺计算，见表３／（ｇ，ＴＩＩｉｎ）２００×３９ｃｎ／９０００＝８６．６７２４０ｘ３７０∽０００＝９８．６７喷丝孔面积，ｍｍ２霉Ｏ．４４ｋｌＯ；１．５１９７６（ｏ．７５２一Ｏ．３７５２）屿‘４Ｏ．３７５×８＝Ｉ．９４８５６熔体挤出速度，１．２×１．５２’…１．２×１．９５…’（ｍ＾ｎｉｎ）喷丝头拉伸比９６Ｉ，４７．５＝２０．２８９８，３２．７＝２７．５注：泵供量＝卷