涤纶全拉伸丝设备的技术改造-合成纤维
55 dtex／36 f中空涤纶全拉伸丝的开发
湿性 ， 因而成 为 目前 新产 品开 发 与市 场 开 拓 的主 流 。但 此类 产 品属 于异 形 纤 维 ， 生 产 状 况 受设 其 备 、 艺等诸 多 条件 的 限制 ， 工 因此 高档 次 的 中空 纤
维 品种 很少 ， 质量 较差 ， 且 尤其 是 中空度 一 直得 不 纺丝工艺参数为 ： 纺丝温度 ２２ｏ 环吹风风压 ９ Ｃ、 ２ ａ 拉 伸 热 辊 温 度 ９ ２Ｐ 、 ２℃ 、 伸 热 辊 速 度 １５０ 拉 ５
１ ３ 纺丝 工艺 流程及 主 要 的纺丝 工艺 参数 ．
２ １ １ 孔 形 的选择 ．．
பைடு நூலகம்
纺 制 中空纤 维 的喷 丝板 微孔 形状 可 以有多 种
收 稿 日期 ： ０ ９ ０ －９ ２ ０ — ７２ ；修 改 稿 收 到 日期 ：０ ０ ０ －２ ２ １— ４１ 。
在 环 吹风 纺 丝 生 产 线 上 采 用 熔 体 直 纺 生 产
（ 苏 盛 虹 化 纤 有 限公 司 ， 苏 吴 江 江 江
摘 要 ： 采用熔体直纺及环吹风纺丝技术生产 ５ ｔ ／６ｆ ５ｄ ｘ３ 中空 涤纶全拉伸 丝 ， 了全拉伸 丝的生产 工 ｅ 讨论
艺及喷丝板的设计参数 。结果表明 ： 采用 ３ ｃ圆形 中空喷丝板 ， 选择纺丝温度 ２ ２ｏ 环吹风风压 ２ ａ 拉伸 ９ Ｃ， ２Ｐ ， 热辊温度 ９ ２℃， 型热辊温度 １０ ｑ 拉 伸倍数２ ４ ， 定 ２ Ｃ， ．６ 卷绕速度 ４５ ０ ｍ ｍｉ， ０ ／ ｎ 生产 状况稳定 ， 产品优等 品率 达 ９ ％ 以上 ， ５ 中空度达 ３ ％ 以上， Ｏ 织物保 温率 达 ２ ． ５ 。 ０４％
关 键 词 ：聚对苯二 甲酸乙二醇酯纤维
环 吹风
全拉伸丝
涤纶生产工艺
涤纶生产工艺涤纶是一种合成纤维，由聚酯原料制成。
涤纶生产工艺主要包括聚合、纺丝、牵伸和后处理四个步骤。
首先是聚合步骤。
涤纶的聚合是指将聚酯原料与催化剂混合，在高温高压下进行缩聚反应。
首先将聚酯原料加入反应器中，加入催化剂后，反应器加热至160-220℃，同时使反应器内部保持一定的压力，从而促进原料之间的缩聚反应。
聚合反应通常持续4-8小时，直至获得理想的聚酯物。
接下来是纺丝步骤。
纺丝是指将聚酯物溶解在溶剂中，然后通过旋转孔板或喷丝孔将其拉伸成细丝状。
首先将聚酯物加入纺丝锅中，加热至其熔融点，并加入稳定剂、着色剂等辅助剂，使其溶解、混合均匀。
然后通过锥形溜槽将溶液送至旋转孔板或喷丝孔，使其受到高速旋转的离心力作用，并通过冷却气流将其快速拉伸成细丝。
拉伸过程中，还会添加拉伸剂，使细丝的结晶度增加，从而提高其强度。
然后是牵伸步骤。
牵伸是指将纺丝得到的长丝进行机械拉伸，使其纤维结构排列更加均匀，并增加其强度、弹性和耐磨性。
首先将纺丝得到的长丝穿过一系列牵伸辊，辊与辊之间的距离逐渐缩小，通过牵引作用使长丝拉伸至一定长度。
牵伸过程中，还会根据需要进行加热或冷却处理，以控制长丝的温度，保证其物理性能得到最佳调整。
最后是后处理步骤。
后处理是指对拉伸后的长丝进行各种处理，以改善其外观和性能。
首先是交织，即将拉伸后的长丝交织成带状，并通过热定型进行处理，使其保持交织状态。
然后是牵引，将交织后的长丝通过牵引机进行拉伸处理，使其纤维排列更加均匀。
最后是干燥、切断和包装，将处理完的纤维进行干燥、切断成所需长度，并进行包装，以方便运输和使用。
这就是涤纶生产的基本工艺流程。
涤纶的生产工艺不仅能够生产纤维，还可以生产其他涤纶制品，如涤纶纱线、涤纶织物等。
涤纶以其良好的强力、耐磨、不易褪色等优点，被广泛应用于纺织、汽车制造、建筑材料等领域，给人们的生活和工作带来了很多方便和舒适。
高强型涤纶工业用全拉伸丝的工艺及设备分析
高强型涤纶工业用全拉伸丝的工艺及设备分析摘要：涤纶工业用全拉伸丝FDY具有低伸长、高模量、高强度及耐老化、耐疲劳等优点，因而在多领域中得到广泛应用。
本文以高强型涤纶工业用的FDY为对象，指出了其基本的工艺流程及生产特点，汇总了其主要设备，最后探讨了所需要的工艺条件，望能为此领域教学研究提供一些参考。
关键词：涤纶工业；全拉伸丝；高强型；工艺；设备近年，我国涤纶工业丝基于前期引进且消化吸收后，可采用国产的纺丝设备嫁接进口卷绕头，以此来进行涤纶工业丝的生产，且已步入规模化生产阶段。
涤纶工业长丝不仅有良好的力学性能，如低延伸度、高断裂强度及高模量等，而且还有各种良好的物理性能，如耐生物性、耐疲劳性、耐热、耐磨及耐光、耐冲击性等。
因此，其有着广泛的用途，已经成为橡胶骨架的重要材料。
针对涤纶工业长丝的生产、应用而言，属于一种高技术领域，无论是高模量低收缩（HMLS），还是高模量低收缩（HMLS），均数此领域研究的重、热点。
为了能够在此领域中有所创新，本文以涤纶工业用全拉伸丝（FDY）为对象，就其工艺及所用设备探讨如下。
1.工艺流程及生产特点分析FDY的基本工艺流程为：高黏度聚酯（PET）湿切片筛料、进行预干燥、干燥、挤压机进行熔融挤出、输送熔体、组件喷丝、缓冷、环吹风冷却、上油、多级拉伸与定形、卷绕、涤纶工业长丝的落筒与包装等。
针对涤纶工业长丝的生产来讲，其较之民用丝生产，主要特点为：（1）需要指出的是，由于工业丝生产所选的为高黏度切片，因此，有着较高的纺丝熔体黏度，以及较差的流动性，需采用各种有效且有针对性的措施，为其降解在合适范围提供保障，并以此实现对溶体均匀性、流动性的改善，最终生产出质量合格的工业丝；（2）各纺丝位有着较大的产量，而且还会有大量热量释放，所以需采用各种可行措施，为其充分冷却提供便利，并且有充足且均匀的上油量；（3）在纺工业丝过程中，后拉伸倍数与民用丝相比，显著偏高，需在设备、工艺上均需给予适当调整，以此为高倍数拉伸提供支撑与保障。
涤纶短纤维后加工生产工艺流程解析
3、热定型：
消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性， 并且进一步改善其物机
械性能。使拉伸，卷曲效果固定，并使成品 纤维符合要求。
4、卷曲
目的：通过卷曲，增加纤维间的抱合力 方法：在热水或水蒸汽加热下，通过机械 挤压获得卷曲效果。
一般棉型纤维5-7个曲/厘米，毛型3-5个 曲/厘米
5、切断和打包
涤纶短纤后加工工艺流程
• 集束→拉伸→热定形（紧张）→卷曲 →定形（松弛）→切断→打包
1、初生纤维的存放和集束
• 存放的目的:刚成形的初生纤维，起结构不 太稳定，需一段时间存放平衡使内应力减 小和消失，并使卷绕时所上的油剂，得到 均匀扩散，从而改善拉伸性能。一般在恒 温恒湿下存放8小时以上。
2、拉伸
短纤维切断长度由纤维品种而定： 棉型纤维：38mm 毛型纤维：90~120mm 中长纤维：51~76mm 打包是涤纶短纤维生产的最后一道工序， 将送短出纤厂维。打成一定规格和重量的包，以便运
1）设备：导丝机，拉伸机，加热机 2）拉伸工艺：分两级拉伸 • ① 温度：
第一级Tg以上， 70℃～90℃ 第二级：150℃～180℃ • ② 拉伸速度：一般出丝速度为140180m/min • ③ 拉伸倍数：纺丝速度为1000m/min时， 拉伸总倍数是4倍左右。其中第一段控制在 3.5-3.8之间，第二段控制在1.2倍左右。 纺丝速度增加时，总拉伸倍数应适当降低。
涤纶纺丝工艺技术
涤纶纺丝工艺技术涤纶纺丝是一种常见的合成纤维纺织材料，具有耐磨损、耐高温、耐酸碱、抗褪色等特点。
涤纶纺丝工艺技术是指将聚酯切片经过融化、长丝拉伸、单丝拉伸等过程制成纱线的技术方法。
涤纶纺丝的工艺过程主要包括切片融化、过滤、融体净化、融体孔板、蒸发器、长丝拉伸、单丝拉伸、卷绕等。
首先是切片融化。
将聚酯切片放入螺杆融化机中，通过加热和螺杆搅拌，将切片溶解成液态聚酯。
其次是过滤。
将融化的聚酯经过过滤器进行过滤，去除杂质和颗粒。
然后是融体净化。
通过融化的聚酯经过融体净化器，去除残留的杂质和颗粒，提高融体的纯度。
接下来是融体孔板。
将融化的聚酯通过特制的孔板，使聚酯融体形成纤维状。
然后是蒸发器。
将融化的聚酯通过蒸发器进行脱水，降低融体的湿度，使其达到纺丝的要求。
接着是长丝拉伸。
将蒸发后的融体经过调整温度和速度的拉伸辊进行连续拉伸，使其纤维变长、变细。
然后是单丝拉伸。
将长丝再次经过调整温度和速度的拉伸辊进行拉伸，使其纤维更加细长、均匀。
最后是卷绕。
将拉伸后的单丝通过卷绕机进行卷绕成纱线，以便后续的纺织加工。
在涤纶纺丝工艺技术中，控制温度、速度、拉力等参数非常重要。
温度过高或过低都会影响纱线的质量，速度过快或过慢也会导致纱线断裂或不均匀。
同时，拉力的控制也要合理，过大的拉力会导致纱线拉断，过小的拉力则会导致纱线变粗。
此外，为了提高涤纶纺丝的质量，还可以加入一些添加剂，如润滑剂、防静电剂等，以改善纱线的织入性能和电性能。
涤纶纺丝工艺技术的不断改进和创新，使得纺织行业能够生产出更具品质的涤纶纺织品。
涤纶纺织品的广泛应用，使得涤纶纺丝工艺技术具有重要的实际意义。
不仅可以满足人们对高质量、多功能纺织品的需求，还可以促进纺织行业的发展。
全消光三角异形涤纶全拉伸丝的生产工艺探讨
ＴｉＯ２ 在熔体中的移动困难， 在聚酯中不利 于 分 散 ， 因此纺丝时易产生断头。
表 ２ 不同纺丝温度的纤维可纺性
纺 丝 箱 体 温 度 ／℃ ２８０ ２８５ ２８８ ２９０ ２９２ ２９５
飘丝 多
较多 较少
无 无 较少
断头 多
较多 较少
无 无 较少
可纺性 差 差
较好 好 好
较好
纺丝时如果温度过高， 飘丝断头会有上升趋
第一热辊温度为拉伸温度， 与纺制常规产品 相同， 温度必须高于玻璃化温度才能进行正常拉 伸。拉伸温度过高， 分子间活动能力太强， 大分子 的取向度会因温度的升高而降低， 纤维的强度会降 低； 若拉伸温度选择过低， 又会使拉伸张力升高，
造成毛丝和断头， 因此拉伸温度选择在 ９０ ℃。 第二热辊的温度为定形温度， 温度越高， 纤维
收稿日期： ２００７－ １１－ ０２ 修回日期： ２００７－ １２－ １８ 作者简介： 张建丽 （ １９５６￣） ， 女， 实验师， 长期从 事有机化 学和高 分子材料实验教学和科研工作。
风 速 仪 ： 美 国 产 ＴＳＩ－ ８３３０－ Ｍ 型 ； 条 干 测 试 仪： 瑞 士 产 伸 仪 ： 德 国 产 ＳＴＡＴＩＭＡＴ Ｍ 型 ； 张 力 仪 ： 德 国 产 ＥＴＭＰ－ ２００ 型 ； ＹＩ７２ 型 哈 氏 切 片 器 ； 上 海 光 学 仪 器 厂 显 微 摄 影仪。 １．４ 纤维的异形度计算方法
（ ４） 卷绕成型过程中， 一辊速度为 １ ９００ ｍ／ｍｉｎ、 温 度 选 择 在 ９０ ℃， 二 辊 速 度 选 择 在 ４ ３００ ｍ／ｍｉｎ、 温度控制在 １６０ ℃， 上油率控制在 １．１ ％， 可使全 消光涤纶 ＦＤＹ 三角异形丝的产品质量和性能稳定。
改善熔体直纺98_dtex
[3]
杯五层 滤 网 800 目 ( 60 / 250 / 800 / 250 / 60) + 板 上
FDY 的断裂强度会提高 0 ~ 0. 1 cN / dtex,断裂伸
叶形喷丝孔叶宽为 0. 09 mm、叶长为 0. 22 mm、弧
半径为 0. 22 mm。
2. 4 工艺条件
2. 4. 1 纺丝温度
控制原料 PET 中端羧基含量在 28 ~ 30 mol / t。
纺丝组件过滤精度对纺丝有明显影响,组件
过滤精度低,熔体中的杂质无法有效滤除,会引起
纺丝压力增大,甚至会造成部分喷丝孔堵塞,纺丝
。 考察了内砂杯五层滤网 400 目
(60 / 250 / 400 / 250 / 60) + 板上网单层 400 目、内砂
涤纶行业原材料成本大幅增加,行业面临着低利
润、高库存、弱需求的压力
[1]
限公司是浙江荣盛控股集团有限公司的子公司之
USTER 公司制;YG086 型缕纱测长仪: 常州市八
力机: 常州市中纤检测仪器设备有限公司制。
一,其熔体直纺有光涤纶全拉伸丝( FDY) 生产能
1. 3 生产工艺流程
格 33 ~ 333 dtex,覆盖面全,用途广,其中 98 dtex /
组件压力 / MPa
毛丝降等率 / %
13. 76
12. 3
14. 03
6. 8
14. 73
5. 1
五层滤网 800 目+板上网
单层 400 目
五层 滤 网 1200 目 + 板 上
网单层 800 目
从表 3 可以看出,随着纺丝组件滤网过滤精
度增大,毛丝降等率减小,当纺丝组件滤网过滤精
第五章合成纤维
为了改善涤纶的性能，必须从改变其 大分子链结构着手，一般方法有：
（1）引入有空间阻碍的基团，降低大分子的结晶度。 （2）引入第三单体，使涤纶分子结构的规整性下降，
改变其紧密堆砌的状况，使结构变得较疏松。 （3）引入可与染料分子结合的基团，以提高其对染料
的亲和力。 （4）引入一定的吸水性基团，改善其吸湿性。 （5）改变工艺条件，增加纤维中无定形区的含量。
图5-8 假捻法加工示意图
二、锦纶的结构
锦纶的形态结构与普通涤纶相似，在显微镜下观 察，纵向光滑，横截面接近圆形。
锦纶的聚集态结构也与涤纶相似，为褶叠链和伸 直链晶体共存的体系。
锦纶的大分子主链上含有酰胺键。 锦纶的结晶度为50%～60%，最高可达70%。 锦纶纤维具有皮芯结构，一般皮层较为紧密，取
合成纤维的原料来源广泛，生产不受自然条件限制，并具 有许多优良特性，如坚牢耐磨、质轻、易洗快干、不易皱 缩、不霉不蛀等，成为很好的衣着原料。
市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合 成纤维。
合成纤维的分类
聚酯类纤维——聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类 改性聚酯纤维等。
聚酰胺类纤维——聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维 （锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚 酰胺纤维（芳纶）等。
目前合成纤维生产中以熔融法纺丝为主，其次 是湿法纺丝，干法纺丝使用较少。根据各种高 分子聚合物的不同性质，采用熔融法纺丝生产 的有锦纶、涤纶、丙纶等；采用湿法纺丝生产 的有腈纶短纤维；采用干法纺丝生产的有腈纶 长状有圆形、三角形、五叶形、扁 平形、中空形等各种形状。
回弹性好——锦纶大分子结构中具有大量的亚甲基—CH2—，在松 弛状态下，纤维大分子易处于无规则的卷曲状态，当受外力拉伸 时，分子链被拉直，长度明显增加。外力取消后，由于氢键的作 用，被拉直的分子链重新转变为卷曲状态，表现出高伸长率和良 好的回弹性。
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2014,43(4)
李朝伟，李吉香，郑波，张文成. 涤纶全拉伸丝设备的技术改造
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热箱，在参照 POY 生产工艺的基础上，采用第二 热辊和分丝辊组合，保持第二热辊位置不动，改变 分丝辊的位置，仿 POY 丝路在第二热辊和分丝辊 上绕 “S”字型生产 POY 产品。生产工艺流程如图 2 所示。
丝组件喷丝板的改造，拉伸卷绕机的改造和卷绕头 的改造。其中，卷绕头改造主要是双转子的改造。 3.1 纺丝组件的改造 FDY 双头纺改造就是人为将一个喷丝板喷出的
1 长丝 FDY 设备概况
酯熔体经喷丝板喷出丝束，再经冷却风冷却、上 长丝 FDY 产品为纺丝、拉伸一次完成，即聚
1-箱体；2-侧吹风窗；3-油辊；4-第二热辊(上为热辊、下为分丝 辊)；5-第一热辊；6-卷绕头 图 1 FDY 流程图
油，通过第一热辊和第二热辊拉伸，加网络后卷绕 成丝饼。 FDY 生产流程如图 1 所示。所谓 FDY 设备
丝分成两半，经纺丝、拉伸，最后卷绕成 2 个丝
饼。为了便于分丝，必须对原有组件的喷丝板进行 改造。在进行单头纺生产时，组件喷丝孔以平行或 同心圆的分布形式均匀地分布在喷丝板的表面。在 进行双头纺改造时，一般是保持喷丝板的形状和喷 丝孔的排列方式不变，将喷丝板上的喷丝孔分成两 组均匀分布在喷丝板的两边。以生产 83 dtex/48 f 产品为例，将喷丝板板孔改为 96 个喷丝孔，且每 48 个喷丝孔为一单元分成 2 组，为方便分丝，2 组之 列。 间以 10 mm 宽的分丝带为间隔进行各自的分布形式排 3.2 拉伸卷绕机的改造
侧吹风风速（ / m㊃s-1）
卷绕速度/(m㊃min )
-1
2.3 改造后的运行结果
过丝路调整、导丝器的更换和工艺参数优化，生产
在完成 FDY 设备生产 POY 产品的改造后，通
头。卷绕头卡盘轴长度为 1 200 mm，每个双转子卷 时需要将双转子由原来 1 个改装成 2 个小的，以满 126 mm 变成了 61 mm，相应的丝饼厚度由 123 mm 3.4 改造后的运行结果
的 POY 产 品 质 量 与 原 装 POY 设 备 生 产 的 产 品 相 当，而且在改造后能降低电能、压缩风等公用工程 消耗，为装置的节能降耗创造了条件。
3 FDY 设备的双头纺技术改造
220 dtex 之间，而近年来市场对 83 dtex 以下纤度产 品需要量较大，并且市场价格高、经济效益好。为 了适应市场的需求，我们对 FDY 生产线进行了双 头纺改造。这一改造主要涉及到三个部分，包括纺 我公司的 FDY 设备设计生产总纤度一般在 83~
改造，就是利用现有设备，根据生产需要，进行适 当的改动或更换，生产市场需要的产品。以下为 FDY 设备的各种改造方案。
丝纤度也在 1.0 dtex 以上。随着化纤技术的发展和
人们生活水平的提高，市场对细旦丝的需求不断增 加，且对 FDY 和 POY 两大品种的需求也是变化无 常。因此为了适应市场需求，提高企业的经济效 益 ， 我 们 先 后 对 FDY 设 备 进 行 了 一 系 列 技 术 改 造，提高了 FDY 设备的生产柔性，扩大了生产品 的产品，满足了用户需求。 种，并通过生产调整和工艺优化，生产出了高质量
收稿日期：2013-11-05 工作。
2 FDY 设备生产 POY 的技术改造
2.1 改造方案 FDY 设备生产 POY 产品，就是在纺丝系统不
作者简介： 李朝伟 (1970
)，男，高级工程师，从事化纤生产管理
改变的情况下，将 FDY 油轮上油系统改成油嘴上 油，拆除第一热箱和第一热辊，并拆除第二热辊的
1-箱体；2-侧吹风窗；3-油辊；4-第二导丝辊；5-第一导丝辊； 图 2 FDY 改 POY 流程图 6-卷绕头
拉伸卷绕机的改造比较简单，为了适应丝束扩 大一倍后导丝的需要，拉伸卷绕机的所有导丝器要 相应地增加一倍，其中包括第一热辊前的分丝器， 第一、二热辊之间的导丝器及第二热辊后的网络器 和导丝器。同时，为了保证丝束在第二热辊运行有 足够空间和分丝明显，需要将第二热辊上的绕丝圈 数减少一圈，并且要适当调整分丝辊与第二热辊的 夹角，角度调整的大小以满足生产需要为宜。 3.3 卷绕头的改造 装置卷绕头系日本东丽公司的 TW-716/4.5B 卷绕 绕动力数值为 126 mm，丝饼厚度为 123 mm。改造 足卷绕的要求。改造后双转子的卷绕动程数值由 变为 58 mm。 卷绕头改造的核心部位为双转子。我公司长丝
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合成纤维 Synthetic Fiber in China
2014 年第 43 卷第 4 期
涤纶全拉伸丝设备的技术改造
（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 471012）
摘 备生产预取向丝(POY)的改造、双头纺改造、环吹风改造以及生产混纤复合丝改造，提高了 FDY 设备的 生产柔性，扩大了生产品种，并通过生产调整和工艺优化，生产出高质量产品，满足了用户需求。实践 功能、灵活多变的改造，提高 FDY 设备生产适应性，生产出更多高附加值和市场需求的产品。 关键词：涤纶全拉伸丝；设备；改造 中图分类号：TQ342.21 文献标志码：B 证明，在 FDY 原装设备上进行技术改造是可行的，随着纺织技术的发展，根据设备特点，还可以进行多 要：为了更好适应市场的需求，先后对全拉伸丝(FDY)设备进行了一系列技术改造，包括用 FDY 设
2.2 生产的工艺参数(见表 1)
表 1 工艺参数(以 POY129 dtex/72 f 规格产品为例) 项 目 第二热辊速度/(m㊃min-1) 第二热辊温度/ħ 油嘴高度/mm 纺丝温度/ħ 条件选择 2 900~3 100 常温 1 400~1 500 2 855~3 055 0.4~0.5 288~290
李朝伟，李吉香，郑 波，张文成
文章编号：1001-7054(2014)04-34-04
洛阳分公司长丝装置引进美国杜邦公司先进的 熔体输送技术及日本东丽公司一流的纺丝卷绕技术 和设备，以聚酯熔体为原料，采用熔体直接纺丝工 艺，生产优质的涤纶全拉伸丝 (FDY) 和预取向丝 (POY) 产品。该装置于 2000 年 8 月投产，根据当时 的市场需求，产品纤度大部分在 167 dtex 以上，单