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超细旦涤纶POY的生产工艺技术选型.pdf 442KB


第 4期 20 年 1 01 2月

广东化纤 G agog e i l e undn C mc F r h a i b

文章编号: 0 一 0020 )4 0 1 一 6 1 4 24 (0 10 一 07 0 0

超细旦涤纶 P Y的生产工艺技术选型 O
袁 惠

/>( 仪化佛山聚醋有限公司纤维厂,广东 佛山 580 ) 200
摘要: 讨论 目前世界上一些典型的超细旦丝生产工艺路线, 并对各生产工艺技术形式进
行 了对 比分析.

关键词 : 涤纶 超细旦丝

预取 向丝

工艺

选择

中图 分类号: 32.1 T 4` Q 2

文献标识码 : B

月 1 J



P Y均匀性的关键之处是动态的冷却成型 O
过程.所以目前世界上各大著名化纤工程技 术研究公司针对超细旦丝生产的创新都集中 在丝条的冷却成型工艺上.在超细旦丝生产 工艺选型方面本人目前收集到的主要有三大 类型: 侧吹风型, 烛芯环吹型, 冷却风管型. 它们在细旦丝生产工艺上的思路有所不同, 都有各自的特点.但主要都是针对丝条的冷 却成型而创新.同时在卷绕机的配套上做进 一步的完善. 以下对各种工艺形式做一个分析对比.

近年涤纶长丝以多元化, 深加工化, 差别 化的趋势发展, 产品的档次, 附加值成为各厂 家追逐的目标.而生产线的选型 , 转型, 决定 了产品的品种和质量 , 是产品开发的关键. 超细旦丝以其良好的手感和质感,引起 广泛的关注,人们对超细旦丝的前景非常看 好.因此它也成为各厂家争相开发的热点, 生产超细旦丝可能并不难 ,但是质量控制却 很难.比如 5d x 9f 8d x 14 等品种 6t / 6, t / 4f e 3e 可能在常规机型上也能做出来,但是能否保 证丝条的内在质量, 保证织物染色的均匀性, 这却很难.应该说超细旦丝生产的关键在质 量控制,质量控制的重点就是均匀性.而要 生产出高质量的均匀性良好的超细旦丝,单 靠调整工艺参数或现场管理是难以做到的, 设备硬件起决定性的作用.一般来讲新一代 的 后 加 工 机 型 如 巴 马 格 的 F 690 K- , 0

1 工艺类型
工艺基本流程: 熔体一纺丝一冷却吹风一上油一导丝一
网络一卷绕

F 610 , K - 0 帝人的高温短热箱型等已经可以 0 满足生产.但是决定丝条均匀性的根本因素 不在后加工, 而是在于 P Y的质量.而影响 O

工艺路线类型: 主要以冷却吹风环节划分.可分为:侧 吹风改进形式, 烛芯向外环形吹风形式 , 侧吹 风上加冷却风管而形成向内环形吹风形式.
收稿 日期:0 1 1 7 20 一1 一1

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关键工艺技术特点
侧吹风改进形式

板.由于丝条向下流动,外界风顺着流向被 抽吸进风室.整流板起到了对外界风整流 , 匀化的作用, 使外界野风均匀地, 水平地流向

室内,以反方向对丝条进行冷却.这样形成
两面冷却.这不仅避免了外界野风的干扰 , 而且还利用野风冷却丝条,增加了冷却面. 这尤其对生产多孔细旦丝有利.

在常规 P Y生产工艺的基础上对侧吹 O 风进行改造 ( 见图 1 , )加强冷却的均匀性 , 抗
干扰 性 .

组件 中心 2 烛芯向外环形吹风形式 2 喷丝 板
\

电吹风加热器

一种全新的吹风冷却方式 ( 见图 2 , )首 先应用于涤沦短纤生产,近年发展到多孔细 旦长丝生产技术上.
组件 纺丝箱体 烛帽
烛芯

蜂状 整流板 油剂 嘴

~ I流 屯勺 气 控 二 Yp" 4 布开薪洋罕一 一 a r- - L 子
图 1 侧吹风改进形式

进风

主要有三大改进 : () 1 喷丝板与吹风位置之间— 缓冷区 的垂直距离缩短.并且在缓冷区加一个可调 温的电加热器.保证喷丝板面及周围的温度 较高, 这样容易喷丝 , 减少膨化效应 , 且熔体 ( 丝条) 在被挤出后有一个保温的阶段, 使流 动性好, 对高倍数的拉伸很有利( 超细旦丝的 单丝拉伸倍数很高) .同时, 缓冷区短, 经过 短暂地保温, 丝条立即受到骤冷, 可以减少结 晶, 增大取向度.有利于丝条后加工. () 2 在侧吹风网外表面加一个蜂状整流 板.进一步强化侧吹风吹出时的水平和均匀
性.

图 2 烛芯向外环形吹风形式

() 3侧吹风窗门做一些特殊的设计( 如蜂 窝门, 三角形设计条状门等) 避免外界野风 , 的干扰.有的设计还在窗门内加上蜂状整流

其基本原理是: 特制的烛芯沿喷丝板的中心轴放置在喷 丝板下方, 其顶端距喷丝板约 15 3m . 一 c .冷 却风从烛芯中以一定的方式 向外放射式吹 出,烛芯四周的丝条由内向外在每个方向都 受到均匀的冷却. 主要技术环节为 : () 1蜡烛状的吹风装置 ( 俗称烛芯, 取代 常规的侧吹风装置,引进了向外环吹技术. 烛芯大致结构为: 内层为风整流装置, 外套一 个多孔的圆形柱状夹套 .烛芯总长 入为 30 m, 0m 其直径根据不同的喷丝板有不同的 配置.夹套由合成材料制成,孔呈无序的几

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何分布, 保证出风在同一水平面的每个方向
都相等.从而高效保证丝条冷却均匀性. () 2 对喷丝板进行了特殊设计.沿着喷 丝板外环开孔 , 最大可以打到四排环圈, 孔间 距很短 , 孔密度较大, 可在直径较小的喷丝板 上开较大数量的孔.喷丝板中间部分为实

() 3丝条与烛芯之间距离很短, 丝条几乎 贴近烛芯, 只是由于风使得丝条被吹鼓胀, 使 间距达到约 3m 由于近距离吹风, c. 且丝条排 列层数少 ( 不超过四层) 所以骤冷风的穿透 ,

力强, 热交换效率高, 使用风量较少.这使得
每根单丝几乎在同一时间内受到几乎相同的

心, 不开孔, 但中心处有一个定位点, 用于烛
芯定位 .

冷却, 从而使单丝的冷却等温曲线短, 即表示 每根单丝是接近同步冷却的 ( 见图3 .这种 )

今 分 今 令 分 令 令 净
侧吹风式

烛芯环吹式

图3 等 线 温曲
( 图中T, , T 表示温度 ,, 2曲线表示不同单丝在同一温度条件下(, 2 2 T >T; T 或T) 距箱体底面的距离)

吹风方式特别能保证丝条的条干不匀率达到 很小的水平( 33t / f 如8. x 12丝的U d e 9 %达到
05 0丝质量优良,确保具有良 .%) 好的后加 工性能. () 4产品覆盖范围大, 特别适用于多孔细

这是一个不完全的,类似向内环形吹风 的方式( 见图4 0 )
组件 一 侧吹风网 把手 尸 前瓣 一
后瓣

旦丝. 孔密度大, 中5 m的喷丝板可生产 如 8m
孔数达三百多孔.目前可做的最多孔数达到

5. 单丝纤度可做到03p, 4 孔. . 开发新产品 df
的潜力很大.代表当今国际最先进的纺丝技
术.

油嘴

2 侧吹风上加冷却风管而形成向内环形 4
吹风形式
图4 侧吹风加冷却风管形式

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其基本原理是: 对常规蜂窝网式侧吹风加以改进.将每 束丝套在一个特制的网孔状冷却管内,其作 用是将风引到风管四周.随着丝束 向下流 动, 风从四周被吸进冷却管内, 使管内的丝条 在各个方向被均匀地冷却.由于风从管外各 个方 向吹向管 内,即形成向内环形吹风形 式.但是由于靠丝条流动形成管内负压,抽 吸进风,管内四周的进风量无法做到均匀一 致.在靠近侧吹风的一面进风量相对较大 , 侧面及背面风量相对较小,还未形成真正的 向内环形吹风.所以称其为类向内环形吹风 形式比较合适. 主要技 术 为 :特 别针 对单丝纤 度 为

油嘴的形状结构上做一些特殊的设计,增加 油剂与丝表面的接触, 如采用 U型油嘴或多
坑槽油嘴.
3 . 网络 2

网络有一道 两道两种形式. , 32 1 一道网络 .. 一般装在两个导丝轮之间,通过调整导 丝轮的超喂而调整丝条的松驰度,从而达到 调节网络度的目的. 322 .. 两道网络 第一道在第一导丝轮的前端 ,其主要作 用是将丝条上的油剂吹散,使油剂更均匀地 附着在丝条上.因此 ,这一道网络的压力是 很小的.第二道网络装在第二导丝轮之后 , 卷绕头之前,也有的装在两个导丝轮之间. 第二道网络是真正起网络作用的.
3 卷绕机型 . 3

05 1 df . 一 . 的细旦丝设计制造的 Op 冷却风管,
管径 比喷丝板外径稍大 ,长度约 6m 0 m左 右.管壁上开孔率约为总面积的4%, 0 孔的 形状, 尺寸, 数量, 分布都经过严格设计, 其目 的是为了保证管内各个方 向的风量尽量一 致.风管分前后两瓣,后瓣固定在侧吹风窗 上, 置于风网的前方, 前瓣活动, 可以拆装. 刮板, 升头时取出前瓣, 升头后再装回, 与后 瓣合拢成管.

其它技术因素
上油

主要 以速 度 划 分 为 40m i 00 / n和 m 60m mn 00 / i两种级别的卷绕头.目 前生产超 细旦丝的纺速大约在 30m i左右, 00 / n m 按发 展速度来讲 ,近几年至少超细旦丝的纺速不

会高于 40m mn 00 / i,所以两种卷绕头都适
用.但据卷绕头生产厂家分析 ,两种卷绕头 制造成本接近, 售价差异不大, 长远考虑已趋

有双向, 单向两种形式. 3 11 双向上油 .. 为了保证上油的均匀性 ,采用两道上 油.每道上油各由独立的油泵控制计量,保
证准确性.两个油嘴一般一上一下正面相对

向于发 60m i 00 / n卷绕头,而逐渐代替 m
40m i 卷绕头. 00 / n m 另外卷绕头的横动往复形式,轴承润滑 形式也是卷绕头选型的重要内容.横动分兔

子头式和双转子拨擦式,一般认为双转子拨
擦式对丝条的损伤最小.轴承润滑分油脂式 和油雾式.由于油脂润滑技术的改进 ,目前 最 先进 的卷 绕 头都选 用 油脂 式 ,即使

而旋转, 有的还用不同形状的油嘴, 也有的取 消集束导丝器而直接由油嘴代替导丝器起集
束作用. 3 12 单向上油 . .

60m mn 00 / i卷绕头, 也已经从油雾型转向油
脂润滑形式.

仍然维持一道上油的方式.一般只是在

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3 喷丝板尺寸选型 . 4
这主要看厂家对品种的定向.直径大的 喷丝板适合于总纤度大孔数多的品种,但要 选择总纤度数小的品种 ,则喷丝板的直径不

能太大.如 小0m l0 m的喷丝板适合生产
8. x 33t 以上,最多孔数达到 12 的品种, d e 9f 但较难于生产总纤度 5. x 56t 以下的丝; d e 而 小 5 m 以下的喷丝板就能用于生产总纤度 8m 5. x 56t 以下的丝, d e 却不能生产 14 以上的 4f
品种.全面兼顾较难.这是 由于喷丝板直径

在拉伸时不发生断裂,及减少后加工时的断 丝, , 毛丝 甚至僵丝.由于超细旦丝生产特别 强调熔体流动性能要好,所以有些新的观点 认为生产超细旦丝特别需要较低粘度的熔 体,而不是从前理论强调的高粘度.实际生 产中也能发现, 做多孔丝时, 熔体粘度高易粘 喷丝板, 难出丝; 粘度低则易出丝.

技术比较
冷却吹风

大时, 组件大, 过滤容腔大 , 若生产低纤度丝, 则熔体流动时间过长, 导致降解严重, 难以生 产; 而喷丝板直径太小 , 又无法在喷丝板上排

4 11 侧吹风式 ..

布较多的孔, 难以生产多孔丝.
值得注意的是,烛芯向外环吹技术已经 做到在较小直径的喷丝板上做多孔数丝. 3 组件选型 . 5

该方式工艺成熟, 稳定, 设备较传统, 投 资低, 且运转费用低.但工艺突破不大, 只保 证 05p以上的品种,最大孔数 14.对 . df 4f 12 的丝只能试纺, 9f 无保证.且由于侧吹风
难以透人成排密集的多孔丝的中心,使得丝

主要从三方面考虑: 即密封性能, 保温性 能及装拆的方便快捷性.实际生产中密封性 是最重要的.它影响着生产的稳定性.密封 好坏与组件的设计结构 ,密封材质关系很 大.内部结构是至关重要的.一般以自密封 与机械密封并用较好.
3 箱体选型 . 6

条冷却不能均匀一致,在等温曲线图上可看 到曲线很长, 表明单丝未能同步冷却, 单丝的 冷却状态差异较大,导致丝条的条干不匀率 高, 伸度 C %大, V 影响后加工生产及丝的质
上 ; 理C

4 12 烛芯环吹式 ..

代表当今世界最先进的技术,保证生产

单丝纤度达03p的超细旦丝. . df 喷丝板孔数
最大做到 50 并且由于冷却均匀一致, 4 孔, 丝 条的物性指标良好,特别表现在条干不匀率 很低,对后加工极为有利.但 目前在世界上 实际工业化应用的不多,技术的成熟性欠 佳.由于每一束丝都由一根烛芯单独送风冷 却, 冷却烛芯的数量大, 烛芯检验, 升头操作 都较复杂,管理难度大,易造成锭位之间差

分两边加热和四周加热两种形式.超细 旦丝更强调熔体流动的均匀性,所以四周加
热更适合.

异.且由 于烛芯是合成材料制成, 使用周期
3 聚醋熔体( . 7 切片) 质量的要求
强调两个指标: 一是洁净度, 二是粘度. 一般过滤精度要达到 1 一 5 ,保证细旦丝 0 1u 大致为一年,这使得运行费用较高.另外该 技术专利费较高, 投资很大. 4 13 冷却风管式 . . 该方法既有侧吹风式稳定, 成熟, 易管理

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的特点,又具有环吹风式的冷却均匀性.风 管易清洁,拆装使用方便.其不足是冷却风 的均匀性 尚不及烛芯环吹式,在品种的延伸 上也无法与烛芯环吹式相比.生产的品种与

两侧加热型箱体制造工艺简单,而四周 加热型箱体价格稍高,保温效果则以后者为
好.

侧吹风式相近. 近年也向 单纤03p方向发 . df
展. 4 . 上油 2

5 结语
从以上介绍和分析对比来看,可以总结 以下几点 : () 1 各种超细旦丝生产工艺路线的主要 区别在于其吹风形式.就稳定成熟性,管理 简易性而言以侧吹风形式见优; 就均匀, 渗透 力强而言以烛芯外环吹风形式见长;就品种 而言, 烛芯式的范围广, 单丝纤度更低, 技术 更先进.冷却风管式是在侧吹风式的基础 上, 向环吹形式方向发展, 能简单有效地改善 冷却的均匀性, 相对提高丝条质量, 虽未及烛 芯式技术的水平, 但较烛芯式更成熟, 管理更
简便.

双向上油, 令上油的均匀性大大提高, 特
别对多孔细旦这种分散性大,表面积大的丝 的作用更大.而多孔细旦丝也很强调上油的 均匀性.但该法投资大, 备件消耗也较大. 单向上油则投资小,但上油的均匀性不 够理想.
4 . 网络 3

一道网络投资小, 两道网络投资大 , 但利

用预网络可提高上油的分散性和均匀性,合
理有效,可使丝条的后加工性能得到较大改
善. 4 . 卷绕 4

() 2 网络选型及上油选型方面, 两道网络 和上油在工艺上更完善,但投资有所增加. 可以任选其中一种,则既保证质量又减少投 资.

()喷丝板选择方面主要看品种的定 3
向.烛芯环吹式适应喷丝板的孔数范围较 广, 若既要求低纤度 , 又要求多孔数, 则选择 烛芯环吹式较为适宜. () 切片) 4 熔体 ( 质量方面一定要满足超 细旦丝的生产要求.这是除了设备形式之外 最关键的要素.
参考文献

采用 40 / i 卷绕的费用比60m m mn 00 00 / mn i卷绕要低,但后者较前者具有更好的发
展前景. 4 . 喷丝板 5

小直径喷丝板适用于总纤度小的品种 , 但纺丝孔数小;大直径喷丝板则适用于多孔 数的品种, 但所生产纤维的纤度不能太低.
4 箱体 . 6

川ES M 技术资料[J Z.
[] 2吉玛技术资料[] Z. [) 3东丽技术资料[] Z.

( 下转第 4 页) 9

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4 9

T HE WAY O E C T T R DU E HE L C R C O S E E T I C N UMP I N TO O A R- OND T ON N W G OR HO F I C II I KS P
Z A G - i H N D mn e g

(a i Plsr e re Go C. a i 590) Kin oee Etps r p , in 230 p g y t n r s u oK p g i
A s at Te y r ue e ci cnu po o a - ni n t i P T n i bt c h w t e c t l tc sm tn ic di s e n p t r : a o d h er o e i f o t y m E l s r o s a d cs d w i i l e ui t f s a ad cli a r s al cn oi t a i us , c n u s n h r h n c u t g e o b , tl g i s e h h d s g e i c e r i an i a n y o rl h r r r n e t pru ad mdy a eoo i l dg e ual eu m n spl s et c e e t e h it i n nmc l r , ib qi et p , i i m a r n u i n c o e e s t e p u y c nf i m ne et et li ad a i cl e . wy r ue r cnu po i ao agm n ha i u tn r in o ns Te t e c ee y s tn l , n ao n e n g d s h a o s t d n g o m i s s
ds u sd ic se .

Ky r : c di , s pcnoi ee yai ; e w d a o i nwr h ; rlg r -v gwy o s i n t o o otl n g s n a r o k n
( 上接第 2 页) 2

HO W O HOOS P T C E RODUC I T ON

T C NQ E F C O IA N E H I U O MIR FL ME T
YUAN i Hu

Pl s r a et n Yzeg e i l r Fsa Pl s r . t Fsa 580 ) o e e F m n P t hn C mc F e hn y t C , d ohn 00 yt i l l a i h a i b o o e e o L , 2

A sat h ppr le s e i l n u r t f mc f m n p dco. d b r : ae aaz o t c t hi e e iol et utnI a- t c Ti s n y s y a e q o o ri m p c u r a r i n o
d i , o t ot avn g ad avn g o ec p dco t hi e io i pi s t dat e d dat e ah utn n u. tn t n u h e a n i s a f r i e q o c

Ky r : ee fr mcf mn p oet y nthi ecosg e w d plsr e iol et r rn d ; n u; i o s o t i ; i y b r a ; i e a e q hon e r c
( 上接第 3 页) 5

MO I I A I N F T C T O O ME HOD D T R NI DF I N E E MI NG I P C U D P I K P ON T 一D8 5一9 P L S E D P E C R 8 O YE T R I P D O D AS M 8

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