涤纶短纤维生产中纺丝组件更换周期优化控制
降负荷对涤纶短纤维生产的影响及对策
１ 降负荷的方式及存在的 问题
涤纶短纤维前 纺为连续运行 装置 ， 后 加工 为间歇
运行装置 ， 降负荷主要是指对前纺进行降量调整 ， 一 般通过减少纺丝位或降低纺丝速度 ２ 种手段来实现。
１ ． １ 减位
减少 纺丝位数 是降负荷最快 捷 的途径 ， 如某 短纤
同步 降低每个纺丝位 的计量泵转速 及纺丝 速度 ， 可实现生 产负荷无 级调节 。计量 泵 、 七辊 牵引机 及工 艺 空调风机均采 用变频 电机驱 动 ， 调速较易实现 。
纺丝位正常运行时， ２ ９ ０ ｏ Ｃ 高温熔体持续流过 纺 丝组 件 ， 熔 体穿 过组 件过滤 层 后还将 产生 ３— ４℃ 的温升 ， 从 而使纺丝位保持 ２ ９ ０℃ 以上高温。纺丝 位停运后 ， 因无熔体流过， 纺丝位温度完全依靠纺丝 箱体内 ２ ８ ０℃的热媒 供热维持 ， 环境散热会使纺丝 位温度进一步降到 ２ ８ ０℃以下 ， 形成一个低温点。 熔 体 死 角 及 低 温 点 会 影 响 相邻 纺 丝位 运 行 工 况 。滞留熔体在高温下长时 间停留会产生热降解 ， 熔 体黏度 下 降 ， 色泽 发 黄 甚 至 变黑 。熔 体 歧 管 分 支 处降解熔体容易被带 到相邻运行 纺丝位 ， 引起纺丝 位断头。而停运纺丝位造成的低温点还会对相邻纺 丝 位 的温度 造成影 响 。
第２ ６卷
表１ 负 荷 对 原 丝 物检 性 能 的影 响
结 焦物 。环 吹筒上 缘 延 迟 环 上 降解 物 积 聚过 多 ， 容 易 在 自然脱 落 时被 喷 丝板 外 圈挤 出 的熔 体 细 流 粘
附， 造成 纺丝 位断 头 。
Ｔａ ｂｌ ｅ １ Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｐｒ ｏ ｄｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｌ ｏ ａｄ ｏ ｎ ｇｒ ｅ ｙ ｙ ａ ｒ ｎ
1.5dtex中空多微孔涤纶短纤维纺丝技术的探讨
缩 ， 而使 空腔 部分 变 小 ， 丝 中空度 减 少 ； 从 原 纺丝温 度低， 熔体 黏度增 大 ， 体 形 变 阻力 和表 面张力 大 ， 熔
１ ５ｄｅ ． ｔｘ中 空 多 微 孔 涤 纶 短 纤 维 纺 丝 技 术 的 探 讨
邹先 斌 ， 白燕 芳
（ 中石 化 股 份 天 津分 公 司 化工 部 ， 津 天 ３０７ ） ０ ２０
摘要 ： 介绍了 １５ｄｅ ． ｔ ｘ中空多微孔涤纶短纤维的生产设备 ， 主要纺 丝工艺 ， 并对原料 中的改性组 分对共 聚酯性能 的影 响 ， 纺 丝组件 、 切片干燥、 纺丝温度 、 冷却成形条件 、 后拉伸工艺 ， 定型工艺等进行 了讨论 。指 出， 选择纺丝温度 ２ ８℃ ， ８ 拉伸温度 ６ Ｏ
中空 涤纶短纤 维生 产工 艺 流程 如下 ：
切片一Ｉ 韭 Ｉ 一
一
一
一 影响很大， 纺丝温度较常规纺丝温度高近 ２ Ｏ℃， 熔
体的流动性才基本达到纺丝的要求 ， 但温度越高， 聚 酯越容易降解 ， 可纺性降低 ， 丝条的拉伸性能下降。 ｌ 一道拉伸ｆ 二道拉伸ｆ 紧张热定型ｌ 卷曲Ｊ —Ｉ 一』 —ｌ — 因此 为达 到纺 丝工 艺 要 求 ， 过 添加 第 三 组分 破 坏 通 大分子 排列 的规 整性 ， 低微孑 聚酯 的结 晶性 ， 而 降 Ｌ 从 ｌ 松弛热定型『 切断『 『 一中空涤纶短纤维 一Ｉ 打包Ｉ 使 熔体 的动 力黏 度 降低 ， 动性 能 得 到改 善 。共 聚 流
第２ ４卷第 １ 期
２ ｌ（１ ０１ －）
聚 酯 工 业
Ｐｏｙ ｓｅ ｎ ｕ ｔｙ ｌ ｅ ｔ ｒＩ ｄ ｓｒ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ １２ ．１
Ｊｎ ２ １ ａ ．０ １
涤纶短丝装置减少喷丝板歪丝的措施
涤纶短丝装置减少喷丝板歪丝的措施作者：孙文专来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第05期摘要：分析了涤纶短丝装置喷丝板歪丝产生的原因，并从现场管理、工艺控制和生产协调等方面，指出了影响喷丝板歪丝的因素，并制定了应对措施，取得了良好的效果。
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；短丝装置；喷丝板；歪丝中国石化股份公司天津分公司化工部短丝装置主要工艺技术和设备由德国NEUMAG公司提供。
该装置分两条生产线布置，于2000年8月份投产，目前主要生产高强、高模棉型1.56 dtex×38 mm涤纶短纤维和1.33dtex×38 mm涤纶短纤维。
涤纶工业经过上世纪九十年代以来的快速发展，行业产能已处于高度饱和乃至过剩的状态，面临着价格下滑、原料成本高企、开工率不足等诸多问题，提质和降耗已成为诸多企业可持续发展的必由之路。
短丝车间目前在岗职工老化现象突出、身体状况欠佳，由于喷丝板歪丝引起的修板、绕辊后的修板升头、集束的大量尾丝处理、卷曲夹丝、抱辊后大量操作等极大的增加了职工的劳动强度，给车间的生产造成极大的安全隐患。
同时，频繁操作后产生大量无油丝、有油丝、浪费大量压空，增加了装置物耗、能耗。
1 涤纶短纤维生产工艺简介涤纶短纤维生产包括纺丝和后加工两部分，其中纺丝部分生产出中间产品——涤纶原丝，再经集束、牵伸、卷曲、切断等工序进行后加工处理，终端产品是涤纶短纤维成品丝。
涤纶短纤维生产工艺设备流程如下：PET熔体输送→增压泵→冷却器→熔体分配管线→静态混合器→纺丝箱体（针型阀，纺丝计量泵，纺丝组件）→纺丝甬道（侧吹风系统、上油棒系统）→卷绕导丝系统→牵引装置→喂入装置→丝桶横动→集束→导丝机→浸油槽→第一牵伸机→牵伸槽→第二牵伸机→蒸汽箱→紧张热定型机→冷却机→立式上油机→叠丝机→预热箱→卷曲机→松弛热定型机→切断机→打包机2 喷丝板歪丝的产生原因喷丝板歪丝是指熔体出喷丝板后，丝束未能在重力、压力作用垂直下行，而是在喷丝孔处变歪斜现象。
杜邦公司涤纶短纤维生产技术特点分析
送 、 丝 冷 却 成 形 、 绕 落 桶 得 到 原 丝 ， 经 拉 伸 纺 卷 再 定 型 、 曲 、 断 、 包 出成 品 ， 工 艺 技 术 具 有 如 卷 切 打 其
从 表 １可 以 看 出 ， 邦 纺 丝 工 艺 采 用 的 纺 丝 杜
位 距 最 小 ， １ ０ｔｄ系 列 内 纺 丝 机 长 度 最 短 ， 在 ５ ／ 纺
杜 邦 工 艺 采 用 的 纺 丝 压 力 较 高 ， 丝 生 产 过 纺 程 中有 大 量 机 械 能 转 化 为 热 能 ， 了 利 于 熔 体 向 为 纺 丝 组 件 的 热 扩 散 ， 丝 箱 体 保 持 ５ ％ 液 位 的 液 纺 ０ 相 热 媒 ， 纺 丝 组 件 浸 没 在 液 相 热 媒 内 。 温 熔 体 使 高
收 稿 日期 ：０ ２０ —９；修 订 日期 ：０ ２０ — ６ ２ ０ — ３１ ２ ０ — ６０ 。 作 者 简 介 ： 克 峰 （ ９ ６ ） 男 ， 南 洛 阳 人 ， 程 师 。 事 郭 １７ 一 ， 河 工 从 涤 纶短纤 维 生产及 管理 工作 。
丝 机 两 端 的 丝 束 张 力 差 可减 少 到 最 小 。 １ ２ 纺 丝 压 力 较 高 ． 杜 邦 工 艺 选 用 的 喷 丝 板 孔 密 度 较 大 ， 小 孔 最
郭克峰 刘 志 田
４１１） ７ ０ ２
（ 阳石化 总 厂短 纤 维车 间 ， 南 洛 阳 洛 河
摘 要 ：介 绍 了杜邦公 司涤 纶短 纤维 装置 工艺 技术 特点 及生 产运 行特 点 ， 点叙 述 了其 纺 丝机 结 构紧 重
再生聚酯切片生产缝纫线用涤纶短纤维的工艺研究
研究与开发合成纤维工业,2024,47(1):33CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2023-07-27;修改稿收到日期:2023-12-20㊂作者简介:史利梅(1970 ),女,高级工程师,长期从事涤纶新技术㊁新产品的研发㊂E-mail:slm1970@㊂再生聚酯切片生产缝纫线用涤纶短纤维的工艺研究史利梅1,2(1.中国石化仪征化纤有限责任公司,江苏仪征211900;2.江苏省高性能纤维重点实验室,江苏仪征211900)摘㊀要:以物理法再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片为原料,通过纺丝-拉伸法制备涤纶拉伸丝,从切片的外观特点㊁过滤性能㊁特性黏数及流变性能,以及拉伸丝的性能考察原料的可纺性及相应的纺丝㊁拉伸工艺要求;在此基础上以再生PET 切片为原料,在现有常规涤纶短纤维间接纺生产线上生产缝纫线用再生涤纶短纤维,探讨了其生产工艺条件㊂结果表明:粒子形状规整㊁过滤性能较好㊁特性黏数较高的再生PET 切片具有良好的可纺性,纺丝过程中需根据切片的特性黏数调整纺丝温度,拉伸过程中需适当提高拉伸温度;采用特性黏数为0.737dL /g 的再生PET 切片为原料生产1.33dtex ˑ38mm 缝纫线用再生涤纶短纤维,与以原生PET 切片为原料相比,螺杆熔融温度提高8ħ,箱体温度提高5ħ,拉伸温度和定型温度分别提高3~5ħ;通过生产调控,生产稳定性好,生产的短纤维断裂强度达到6.1cN /dtex,其他质量指标达到原生涤纶短纤维优等品要求㊂关键词:聚对苯二甲酸乙二酯纤维㊀再生聚酯㊀再生短纤维㊀缝纫线㊀生产工艺中图分类号:TQ342+.21㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-0041(2024)01-0033-06㊀㊀近年来,随着我国聚酯产量的快速增长,废弃聚酯的量也日益增多㊂2022年我国废旧聚酯产生量超过25000kt(不包括进口),位列世界第一,但是能够回收利用的不及十分之一㊂因此,对废旧聚酯产品进行回收㊁加工㊁再利用,以及扩大再生聚酯产品的应用领域显得尤为迫切㊂目前,废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的回收再生技术主要有物理法㊁物理化学法㊁化学法和生物法[1-3]㊂物理法通过分选㊁清洗㊁破碎㊁造粒㊁挤出得到新的PET 产品㊂从全球环境变暖潜在影响㊁资源消耗和能量消耗等方面进行综合评价[4],现阶段物理回收法是废弃PET 回收利用的主流技术㊂物理法再生PET 产品根据产品质量由低到高可分为泡料㊁瓶砖㊁净片和切片,这些产品的外观㊁特性黏数㊁过滤性能㊁色相等相差较大,尤其是特性黏数和色度差异较大㊂再生PET 切片的生产由于在分选㊁清洗㊁破碎的基础上增加了高精度过滤㊁黏度调整,有些生产流程甚至增加了色相调整,因此再生PET 切片的质量相比泡料㊁瓶砖㊁净片等再生PET 产品有较大程度的提高㊂物理法再生PET 产品主要用于生产纺黏无纺布㊁粗旦短纤维㊁纺织用长丝㊁中空纤维等一系列不同应用领域的再生PET 纤维[5]㊂纺织用再生涤纶对断裂强度的要求相对较低,早期多采用成本较低的泡料㊁瓶砖或净片类的再生PET 产品进行生产,近年来有些企业开始采用黏度较低的再生PET 切片生产水刺㊁针刺等非织造用涤纶短纤维和常规纺织用PET 长丝㊂缝纫线要求具备较高的强度㊁较低的伸长和较小的热收缩等特征,因此缝纫线用涤纶短纤维的性能要求也较高,在满足一般纺纱性能要求的基础上还应具备高强㊁低伸㊁低缩的物理性能,通常其断裂强度要求高于6.0cN /dtex,沸水收缩率要求在4.0%左右㊂缝纫线用再生涤纶短纤维与普通再生涤纶短纤维相比,生产难度大,2020年中国石化仪征化纤有限责任公司根据市场需求,在常规涤纶短纤维生产线上,采用特性黏数较高㊁过滤性能较好的再生PET 切片制备出性能指标达到进口缝纫线用再生涤纶短纤维的产品,并于2021年实现了工业化生产㊂作者以不同的物理法再生PET 切片为原料进行纺丝,利用双热盘平牵机的两级拉伸模拟涤纶短纤维生产线的多级拉伸制备涤纶拉伸丝,从外观特点㊁过滤性能㊁特性黏数及流动性能等关键指标对原料进行筛选,结合纺丝及拉伸工艺考察原料的可纺性及相应的纺丝㊁拉伸工艺要求;在此基础上以筛选出的具有良好可纺性的再生PET 切片为原料生产1.33dtex ˑ38mm 缝纫线用再生涤纶短纤维,探讨了其生产工艺条件㊂1㊀实验1.1㊀原料原生PET切片:标记为1#试样,中国石化仪征化纤有限责任公司产;再生PET切片:使用废弃聚酯产品回收㊁造粒的切片为2#试样,使用废弃聚酯产品回收㊁熔融㊁均化㊁高精度过滤㊁造粒的切片为3#试样,使用薄膜边角料进行回收㊁熔融㊁造粒的切片为4#试样,使用聚酯瓶子进行清洗破碎得到的泡泡料为5#试样(形状不规则,含有较小的碎屑㊁粒子和大块薄片或卷曲状碎片),使用碎瓶片熔融㊁均化㊁高精度过滤㊁调黏㊁造粒的切片为6#试样,均为自制㊂6种试样的常规性能如特性黏数㊁色相(L㊁a㊁b)㊁熔点(T m)及过滤压差(әP)见表1㊂表1㊀原生PET及再生PET切片的常规性能Tab.1㊀Conventional performance of primary PET chipand regenerated PET chips试样特性黏数/(dL㊃g-1)色相L a bT m/ħәP/MPa1#0.67884.0-0.80 5.60254.30.28 2#0.67272.5-3.66 2.25251.0 1.27 3#0.66873.1-2.93 3.07250.80.34 4#0.60174.3-2.11 5.02252.20.58 5#0.77876.5-1.73 6.29250.2 1.43 6#0.73774.5-2.02 4.87250.70.31 1.2㊀主要设备与仪器BT600真空转鼓干燥机:德国富耐公司制;中丽FDY纺丝机:北京中丽纺织机械厂制;双热盘平牵机:中国石化仪征化纤有限责任公司研究院制;短纤维后拉伸装置:中国石化仪征化纤有限责任公司制;Y501相对黏度仪:美国Voscotek公司制;DSC-7型差示扫描量热仪:美国Perkin Elmer 公司制;过滤性能测试仪:华瑞机械制造有限公司制;RH7型毛细管流变仪:英国Rosand公司制; XQ-1纤维强伸度分析仪:常州新纤仪器有限公司制;XH-1型纤维热收缩仪:上海利浦应用科学技术研究所制;YG362A卷曲弹性仪:常州新纤仪器有限公司制;BYK-Colour view分光测色仪:德国比克公司制㊂1.3㊀再生PET纤维的生产1.3.1㊀原料的可纺性实验采用干燥后的再生PET切片进行纺丝和拉伸,制备涤纶拉伸丝,考察原料的可纺性㊂纺丝工艺流程:再生PET切片干燥后进入螺杆挤压机熔融,熔体经纺丝箱体㊁计量泵㊁喷丝组件㊁侧吹风冷却㊁上油㊁卷绕得到初生原丝㊂螺杆Ⅰ至Ⅴ区的温度分别为270ħ㊁290~305ħ㊁290~305ħ㊁290~305ħ㊁290~295ħ,箱体温度为290~300ħ㊂拉伸工艺流程:初生原丝经喂入辊㊁上热盘㊁下热盘㊁热板㊁冷盘㊁卷绕得到涤纶拉伸丝㊂利用双热盘平牵机的两级拉伸方式模拟短纤维生产线的多级拉伸,上热盘温度为一级拉伸温度,设定为85~90ħ,下热盘温度为二级拉伸温度,设定为110~130ħ,热板温度为热定型温度,设定为190ħ㊂通过上㊁下热盘的线速度之比调整一级拉伸倍数,一级拉伸倍数为2.5~3.5;通过下热盘和冷盘的线速度之比调整二级拉伸倍数,二级拉伸倍数固定为1.15㊂1.3.2㊀缝纫线用再生涤纶短纤维的生产将6#再生PET切片试样预结晶㊁干燥后送入螺杆进行纺丝㊂预结晶温度为165ħ,干燥温度为160ħ,干切片含水率小于50μg/g;纺丝螺杆各区温度依次为286,288,292,295,295,295ħ,热媒温度为294ħ㊂生产工艺流程:再生PET湿切片经下料阀进入沸腾床㊁干燥塔进行干燥;干燥后切片经螺杆㊁熔体过滤器㊁箱体㊁环吹风筒㊁卷绕进入往复丝桶,得到前纺原丝;原丝依次经集束㊁导丝机㊁油剂浴槽㊁第一牵伸机㊁拉伸浴槽㊁第二牵伸机㊁蒸汽加热箱㊁第三牵伸机㊁紧张热定型机㊁叠丝机㊁蒸汽预热箱㊁卷曲机㊁冷却输送机㊁曳引机㊁切断机㊁打包机,最后得到成品短纤维㊂1.4㊀分析与测试常规性能:采用Y501相对黏度仪测试切片的特性黏数,测试温度为(25ʃ0.1)ħ,溶剂为质量比1 1的苯酚/四氯乙烷溶液;采用DSC-7型差式扫描量热仪测试切片的T m,氮气(N2)氛围;采用BYK-Colour view分光测色仪,按照GB/T 14190 2017规定测试切片的色相㊂过滤性能:将已干燥待测切片加入螺杆并加装滤网进行过滤性能测试,根据初始压力及最大压力计算әP,滤网规格为1400目㊂流变性能:将切片先进行干燥再进行流变测试㊂毛细管流变仪毛细管口模直径为1mm,长径比为16,入口角为90ʎ,剪切速率(̇γ)为250~ 10000s-1,温度为270~300ħ(根据切片的特性黏数进行调整)㊂线密度:采用烘干称重法,将原丝一端固定,43㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年第47卷在另一端施加张力30s后,取1m长的丝束进行烘干,放置冷却后称其质量,计算原丝线密度;采用中段切断法,手工将短纤维理成尽可能平直的丝束,采用专用的工器具从伸直的纤维束中段位置切取20mm的纤维束,将纤维束置于投影仪上逐根计数,将试样平衡称量,计算成品短纤维的线密度㊂力学性能:使用XQ-1纤维强伸度分析仪,按照GB/T14337 2022规定测试,试样的夹持长度为20mm,拉伸速度为20mm/min,每个试样测试量为50根纤维;将单根纤维拉伸至断裂,得到试样的断裂强力㊁断裂强度和断裂伸长率,读取拉伸应力为屈服应力1.5倍时的倍半伸长率(EYS1.5),计算断裂强度和断裂伸长率的乘积得到强伸积㊂干热收缩率:根据FZ/T50004 2011规定,将30根纤维以一定的预加张力分别放置于样筒上,再将样筒放入烘箱中进行热处理,处理温度为180ħ,处理时间30min,取出样筒平衡30min,使用纤维热收缩仪测定纤维热处理前后的长度变化,根据长度变化计算纤维的干热收缩率㊂卷曲数㊁卷曲率:根据GB/T14338 2008规定,随机取出20束纤维,从每束纤维中随机夹取一根纤维,使用YG362A卷曲弹性仪测试,计算单根纤维25mm内的卷曲个数及卷曲率㊂2㊀结果与讨论2.1㊀原料对纺丝设备的适应性对5种再生PET切片进行过滤性能测试,考察其对涤纶短纤常规间接纺生产线的工艺流程及纺丝设备的适应性㊂从表2可知:2#㊁5#试样的әP较高,表明过滤性能较差,易导致纤维生产中过滤器及组件的压力快速上涨㊁更换周期缩短;同时5#试样初始过滤压力偏低,主要是由于瓶片破碎料形状不规则,物料堆积密度小,测试过程中虽持续进料,但单位时间内喂入量小,挤出机内熔体少㊂另外,采用2#㊁5#试样为原料,受瓶片破碎料堆积密度及外形尺寸的影响,干燥塔的有效容量会减小,导致干燥停留时间缩短30%以上[6],直接影响干燥效果及生产负荷;干燥塔与螺杆的连接管道也会因试样形状不规出现架桥堵料的情况,而现有涤纶短纤维常规间接纺生产线对切片的大小和形状的规整性有一定的要求,故从过滤性能和设备的适应性看,2#㊁5#试样均不适合作为原料生产再生涤纶短纤维㊂表2㊀再生PET切片的过滤性能测试结果Tab.2㊀Test results of filtration performance ofregenerated PET chips试样初始压力/MPa最大压力/MPaәP/MPa1# 5.07 5.350.282# 5.967.23 1.273# 5.92 6.260.344# 2.67 3.250.585# 3.28 4.71 1.436#8.218.520.31㊀㊀从表2还可知,3#㊁4#㊁6#试样的әP仅略高于1#原生PET切片试样的әP,3个试样的过滤性能均可以满足纤维生产的要求㊂但是,3#㊁4#㊁6#试样的特性黏数相差较大,对于缝纫线用再生涤纶短纤维而言,其原料应首先满足纤维具有高强度的要求,而切片的特性黏数对纤维的断裂强度影响较大,故选择3#㊁4#和6#试样进行进一步实验,同时以1#试样为对比样考察3个试样的可纺性及其纤维的物理性能㊂2.2㊀再生PET切片的流变性能高聚物的特性黏数可表征其相对分子质量的大小和分布,与其可纺性及其纤维的性能有很大关系㊂一定条件内特性黏数越高,纤维的断裂强度越高,断裂伸长越低,因此可通过适当提高熔体黏度来提高纤维的断裂强度,但熔体黏度过高,熔体的流动性较差,熔体的纺丝性能和拉伸性能劣化,纤维的断裂强度反而降低㊂熔体合适的流动性是决定熔体具有良好可纺性的关键[7-8],熔体流动性采用表观黏度进行表征,取决于高聚物特性黏数㊁̇γ和熔融温度[9]㊂从图1可以看出:4个试样的流变曲线均呈现切力变稀的特征,随着试样特性黏数的增加,熔体表观黏度增大,随着温度的提高,熔体表观黏度降低;在测试的̇γ范围内,1#原生切片试样在温度为288~300ħ时表观黏度在54~115Pa㊃s可调,4#再生切片试样在温度为270~285ħ时表观黏度在41~63Pa㊃s可调,3#试样在温度为280~ 295ħ时表观黏度在54~129Pa㊃s可调,6#试样在温度290~305ħ时表观黏度在54~156Pa㊃s 可调㊂相比之下,4#试样的表观黏度过低,且可调范围较窄,显然,4#试样的纺丝工艺窗较窄,不利于稳定生产和纤维强度的提升;3#和6#试样表观黏度可调范围比1#试样的宽,表明3#和6#试样纺丝时具有较宽的工艺窗㊂53第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀史利梅.再生聚酯切片生产缝纫线用涤纶短纤维的工艺研究Ң 288ħ;ʏ 292ħ;һ 296ħ;▼ 300ħҢ 280ħ;ʏ 285ħ;һ 290ħ;▼ 295ħҢ 270ħ;ʏ 275ħ;һ 280ħ;▼ 285ħҢ 290ħ;ʏ 295ħ;һ 300ħ;▼ 305ħ图1㊀原生PET切片及再生PET切片的流变性能Fig.1㊀Rheological properties of primary PET chipand regenerated PET chips ㊀㊀以1.33dtexˑ38mm缝纫线用涤纶短纤维的单丝线密度为例,结合所用喷丝板的微孔直径0.228mm及纺丝速度1250m/min,计算得到微孔流量为0.5985g/min,此时熔体在微孔中的̇γ为7267s-1[10]㊂以1#原生切片试样为对比样,其在纺丝设备上合适的纺丝温度为290ħ,在̇γ为7267s-1左右时表观黏度约为65Pa㊃s,以此类推,得到3#和6#试样在̇γ为7267s-1㊁表观黏度为65Pa㊃s时的熔体温度见表3㊂表3㊀̇γ为7267s-1时试样的熔体温度Tab.3㊀Melt temperature of samples aṫγof7267s-1试样̇γ/s-1表观黏度/Pa㊃s熔体温度/ħ1#7267652903#7267652876#726765300㊀㊀从表3可知,在同一台设备上纺制1.33dtex ˑ38mm缝纫线用涤纶短纤维,1#原生PET切片试样在纺丝温度为290ħ时制备的纤维性能较好,此时其熔体表观黏度为65Pa㊃s,3#和6#再生PET切片试样的熔体温度需分别控制在287ħ和300ħ才达到1#试样相似的表观黏度㊂因此,选择3#和6#试样的纺丝温度分别为287ħ和300ħ较为合适㊂2.3㊀再生PET切片的可纺性将1#㊁3#㊁6#试样分别在其合适的纺丝温度290,287,300ħ下进行纺丝,得到初生原丝,原丝的物理性能见表4㊂表4㊀不同PET切片试样制备的原丝性能Tab.4㊀Properties of as-spun fibers prepared fromdifferent PET chip samples试样熔体温度/ħ强伸积断裂伸长率/%断裂强度/(cN㊃dtex-1)线密度/dtex 1#290450.5333.71 1.35239.7 3#287401.9306.76 1.31238.9 6#300460.7341.23 1.35235.1㊀㊀从表4可知:1#试样制备的原丝的强伸积较高,达450.5;6#试样制备的原丝的强伸积略高于1#试样,3#试样制备的原丝的强伸积较低㊂原丝的伸长大㊁强度高,则强伸积高,赋予原丝的可拉伸性能好,拉伸时可达到的拉伸倍数高,得到的成品纤维的断裂强度高,并且原丝的断裂强度高,拉伸过程中不易产生毛丝㊁断头等,拉伸稳定性较好㊂由此可见,6#试样制备的原丝具有与1#试样制备的原丝相近的可拉伸性能㊂以纺丝过程中切片到无油丝的黏度降来对比63㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年第47卷切片的降解性能㊂从表5可知:在纺丝过程中, 3#试样的黏度降与1#试样的黏度降接近;6#试样的黏度降高于1#试样的黏度降,这是因为6#试样的特性黏数较高,易降解㊂结合表4中原丝性能分析可知,选择3#㊁6#试样的纺丝温度分别为287,300ħ是合适的,熔体既具有较好的流动性且降解程度相对较低㊂表5㊀不同PET切片试样在纺丝过程中的降解性能Tab.5㊀Degradation performance of different PET chipsamples during spinning process试样切片特性黏数/(dL㊃g-1)无油丝特性黏数/(dL㊃g-1)黏度降/(dL㊃g-1)1#0.6780.6590.019 3#0.6680.6480.020 6#0.7370.6980.039㊀㊀将不同PET切片试样制备的原丝进行两级拉伸,通过调整拉伸倍数来控制拉伸丝具有相近的断裂伸长率,考察拉伸丝的断裂强度㊂由表6可知:3#和6#试样制备的拉伸丝的断裂强度均高于1#试样制备的拉伸丝,但3#试样制备的拉伸丝的断裂伸长率比1#试样制备的拉伸丝的低;以强伸积的大小来判断纤维的物理性能和拉伸性能,6#试样制备的拉伸丝的强伸积最高,体现出高强高伸的特性,说明其纤维的拉伸性能较好,有利于提高生产的稳定性,而3#试样制备的拉伸丝的断裂强度可以达到要求,但可拉伸性能比6#试样制备的拉伸丝的差,易导致生产运行的稳定性降低㊂表6㊀不同PET切片试样制备的拉伸丝的性能Tab.6㊀Properties of drawn fibers prepared fromdifferent PET chip samples试样拉伸倍数断裂伸长率/%断裂强度/(cN㊃dtex-1)强伸积1# 2.85ˑ1.0922.56 4.1393.2 3# 2.85ˑ1.0920.16 4.3086.7 6# 3.09ˑ1.1020.30 4.7195.6㊀㊀综合上述分析可知,6#试样具有良好的可纺性,适合用于生产1.33dtexˑ38mm缝纫线用再生涤纶短纤维㊂2.4㊀缝纫线用再生涤纶短纤维的生产控制及产品质量㊀㊀以6#试样为原料生产1.33dtexˑ38mm缝纫线用再生涤纶短纤维㊂前纺生产控制如下:干燥条件与原生PET切片的一致,预结晶温度165ħ㊁干燥塔温度160ħ;相比原生PET切片,螺杆挤压熔融温度提高8ħ,箱体温度提高5ħ;控制前纺原丝的断裂伸长率高于350%,EYS1.5高于150%,其他工艺参数同原生PET切片纺丝工艺参数[11]㊂前纺生产及原丝质量控制指标见表7㊂表7㊀前纺生产及原丝质量控制指标Tab.7㊀Control indicators of fore-spinning production andas-spun fiber quality项目参数干燥切片特性黏数/(dL㊃g-1)0.730无油丝特性黏数/(dL㊃g-1)0.710原丝线密度/dtex 4.09原丝含油水率/%20.9原丝EYS1.5/%183原丝强力/cN7.07原丝断裂伸长率/%364.1原丝断面不匀率/% 1.18㊀㊀在后纺拉伸过程中,由于6#试样的特性黏数较高,故通过提高拉伸温度来提高大分子及链段的运动能力,从而提高原丝的拉伸倍数,减少缠辊;提高紧张定型温度来降低取向㊁提高结晶度,从而提高强度㊁降低热收缩[11]㊂后纺生产控制如下:在原生PET切片后纺工艺基础上,拉伸浴槽温度提高2ħ,拉伸温度和定型温度分别提高3~ 5ħ,生产的1.33dtexˑ38mm缝纫线用再生涤纶短纤维的质量指标见表8,其断裂强度达到6.1 cN/dtex,其他质量指标达到原生涤纶短纤维优等品要求㊂表8㊀ 1.33dtexˑ38mm缝纫线用再生涤纶短纤维的质量指标Tab.8㊀Quality indicators of1.33dtexˑ38mm regenerated polyester staple fibers for sewing thread项目参数断裂强度/(cN㊃dtex-1) 6.1断裂伸长率/%23.8 10%定伸长强度/(cN㊃dtex-1) 3.21倍长纤维含量/mg0.9疵点含量/mg0.4比电阻/Ω㊃cm8.3ˑ107卷曲数/个11.4卷曲度/%12.5干热收缩率/% 4.9含油率/%0.14回潮率/%0.4㊀㊀注:倍长纤维含量及疵点含量分别是指100g成品纤维中倍长纤维的质量及疵点的质量㊂3㊀结论a.以再生PET切片为原料,在现有常规涤纶73第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀史利梅.再生聚酯切片生产缝纫线用涤纶短纤维的工艺研究短纤维间接纺生产线上生产缝纫线用再生涤纶短纤维,要求再生PET切片粒子形状规整㊁过滤性能较好㊁黏度较高;纺丝过程中需要根据切片的特性黏数大小来调整熔体温度以保证熔体具有良好的流动性能且降解较小;拉伸过程中需要适当提高拉伸温度来提高拉伸性能,从而提高成品短纤维的断裂强度㊂b.以6#试样为原料,在常规涤纶短纤维间接纺生产线上生产1.33dtexˑ38mm缝纫线用再生涤纶短纤维,生产工艺需适当调控㊂切片干燥条件与原生PET切片的一致,预结晶温度165ħ㊁干燥塔温度160ħ;相比原生PET切片,螺杆挤压熔融温度提高8ħ,箱体温度提高5ħ;控制前纺原丝的断裂伸长率高于350%,EYS1.5高于150%;在原生PET切片后纺工艺基础上,拉伸浴槽温度提高2ħ,拉伸温度和定型温度分别提高3~5ħ㊂通过工艺调控,生产稳定性达到原生型缝纫线用涤纶短纤维的生产水平,纤维断裂强度达到6.1cN/dtex,其他质量指标达到原生涤纶短纤维优等品要求㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀劳捷,付引霞,张军,等.工业废聚酯的再生利用[J].环境保护,2003(8):59-62.[2]㊀席国喜,李伟,邢新艳.废聚酯再资源化新进展[J].化工进展,2002,21(6):434-442.[3]㊀谷艾婷,王震.再生PET生产环节品质下降原因及政策建议[J].环境科学与技术,2015,38(增刊1):503-507. 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[11]殷曙光.高强低伸低干热有光缝纫线用涤纶短纤维影响因素研究[J].合成技术及应用,2020,35(2):39-42.Production process of polyester staple fibers for sewingthread using regenerated polyester chipsSHI Limei1,2(1.SINOPEC Yizheng Chemical Fiber Co.,Ltd.,Yizheng211900;2.Jiangsu KeyLaboratory of High-performance Fiber,Yizheng211900)Abstract:Using regenerated polyethylene terephthalate(PET)chips by physical method as raw material,polyester drawn fiber was prepared by spinning-drawing method.The spinnability of regenerated PET chips and the corresponding spinning and drawing process requirements were investigated based on the appearance characteristics,filtration performance,intrinsic viscosity and rheological properties of chips and the properties of drawn fibers.On this basis,the regenerated PET chips were used as raw ma-terial to produce regenerated polyester staple fibers for sewing threads on an existing conventional polyester staple fiber indirect spinning production line,and the production process conditions were discussed.The results showed that the regenerated PET chips had good spinnability due to their regular particle shape,good filtration performance and high intrinsic viscosity,and the spinning temperature needs to be adjusted according to the intrinsic viscosity of the chips during the spinning process,and the drawing temperature needs to be appropriately increased during the drawing process;a regenerated PET chip with an intrinsic vis-cosity of0.737dL/g was used as raw material to produce1.33dtexˑ38mm regenerated polyester staple fiber for sewing thread, and as compared with those of primary PET chips,the screw melting temperature was increased by8ħ,the box temperature by 5ħ,and the drawing temperature and setting temperature by3-5ħ,respectively;and the production was stable,the breaking strength of the produced staple fiber reached6.1cN/dtex,and other quality indicators met the requirements of high-quality raw polyester staple fibers after production regulation.Key words:polyethylene terephthalate fiber;regenerated polyester;regenerated staple fiber;sewing thread;production process83㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年第47卷。
涤纶短纤维纺丝工艺与质量控制(直接纺)—涤纶短纤维的纺丝
涤纶短纤维纺丝工艺及其影响因素
14
• 工艺参数影响归纳为三个方面： • （1）可纺性：纺丝是否顺利进行； • （2）卷绕丝的均匀性和后加工均匀性：与成品
纤维质量有关； • （3）纺丝机产量。 • 参数主要有温度、压力、冷却条件、泵供量等。
15
• （一）纺丝工艺控制
• 1.熔体输送
• 弯管区：输送熔体和保温，较长，1.5min，粘度降。 T7=Tm +（14～20）℃ → 275～280℃（接近或低于熔体 温度）
24
（五）纺丝工艺影响因素
熔体清洁
机械杂质含量
熔体粘度
原料相对分子质量
熔融温度
干燥粘度降
纺丝温度
干切片含水率
纺丝压力
孔径 长径比
孔的形状
卷绕速度 吐出量
形变速率
可纺性
25
冷却均匀性
纺丝温度变动 吹风不匀
风温、风速、风量变动
吐出量波动 卷速波动
线密度波动
组件压力 使用时间
喷孔排列方式
组件结构
卷绕丝 均匀性
• (3)熔体过滤器压差异常，如异常上升应重点检查熔体特性黏度和聚酯熔 体杂质含量。但当熔体过滤器压差连续降低，如果排除熔体黏度下降的情 况下，可能是滤芯被击穿了，应跟踪组件压力是否异常上升，若组件压力 上升异常，应及时切换熔体过滤器。
• (4)熔体过滤器切换后，过滤器上盖或底部发现少量漏浆，可能熔体进出 口垫片紧固不到位，可对上盖或熔体进出口重新进行一次热紧固。如果过 滤器投用后，发现24h内上盖或底部有大量漏浆，应立即将熔体过滤器切 换到备台。
箱体温度，平衡在260℃左右。 • （6）当空调故障排除后按开车步骤进行操作。
31
再生有色PET短纤维用纺丝组件的改进
收稿 日期 ： １ －１ ７ ２ １１ － 。 ０ １
作者简介 ： 金福康 （９６）男 ， １３ ・， 江苏泰州人 ， 高级工程师 ， 现从事化纤生产 工艺设备技术研 用 纺 丝 组件 的 改进 Ｅ
金 福康 ， 大庆 ， 国祥 朱 周
（ 扬州天富龙汽 车内饰纤 维有 限公 司 ， 江苏 仪征 ２ １０ ） １４０
摘要 ： 对生产再生有色 Ｐ Ｔ Ｅ 短纤维过程 中纺 丝组件 易产生难拆 、 难装、 漏料、 内腔有熔体流 动死 角、 喷丝板变形等问题进行 了
好带“ 工作 ， 病” 直接影响生产稳定和生产效率。 纺丝组件密封工作是依靠纺丝组件工作压力形 成自 我密封 ， 要实 现 自我密封 ， Ｊ首先要保证旋合
大螺套要 有足 够 的拧 紧 力矩 ， 就是 零 件 密 封 面无 再
其孔位 ， 但是常有错位 ， 影响纺丝熔体流速。中心出 纺丝熔体时 ， 一开始会很快将纺丝熔体分流到组件 内腔所有空间， 并从中心孔抄近路流到喷丝孔， 从而 分流到海砂上面 四周的纺丝熔体就会暂时停 留在原 处， 随着时间的推移开始降解。当中心流动到喷丝 孔 的纺丝熔体过滤阻力逐渐增大并向四周扩散 ， 再 与已降解的纺丝熔体混合流动喷丝， 直接影响原丝 产品 的性能 。
３ ０
聚 酯 工 业
第２ ５卷
２ 结果及讨论
２ １ 漏 浆及解 决方 案 ．
经改进后 的组件好装易拆 ， 即使零件变形 、 轴 心偏移 、 碳化污物多 ， 也不影 响拧紧 ， 不会产生假紧 现象 ， 使漏料现象基本得到解决 。
２ ２ 内腔有熔 体 流动 死 角及解 决方 案 ．
涤纶短纤维纺丝绕辊因素探讨
Vol. 32 No. 2Mar. 2019第32卷第2期2019-03聚酯工业Polyester Industry doi ：10. 3969/j. issn. 1008-8261.2019.02.009涤纶短纤维纺丝绕辘因素探讨张宏伟(中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部，天津300270)摘要:对德国NEUMAG 公司引进的短纤维装置近几年的生产情况和控制数据进行了分析,重点探讨了纺丝温度、组件、侧吹 风、上油等关键环节对前纺绕棍的影响,并提出相应对策减少前纺绕規数量.降低熔体单耗。
关键词：涤纶;短纤维;绕棍;纺丝温度;组件;侧吹风;上油中图分类号:TQ323.41 文献标识码：A 文章编号：1008-8261 (2019)02-0031-030前言天津石化化工部短丝前纺装置为直接纺，单线 日产量较高，装置自开车以来由于工艺、设备、操作 等原因出现异常时，绕辐数量相对较多，是影响熔体 单耗的主要因素。
本文结合前纺装置近几年的生产 情况和控制数据，对前纺绕辐产生的原因加以分析 说明,通过优化工艺等措施，明显减少绕银量。
1影响因素1.1聚酯熔体黏度熔体品质好坏对纤维成形和成品品质影响很 大。
特性黏度是聚酯性能最重要的指标，它反映了 高聚物分子质量的大小，是纺丝稳定性的关键。
聚 酯特性黏度和动力黏度的关系是：lg/i = -1.48+330/1+5.02 xlg ［q ］⑷。
式中：M 为动力黏度/(Pa • s)；t 是熔体温 度/*；［"］为特性黏K/(dL-g')特性黏度的波动越小，动力黏度的波动也随之 趋稳，纺丝也就越稳定。
当熔体黏度波动超标时，熔 体支管压力和组件压力会发生较大变化。
低的支管 压力将导致计量泵填充不满,不能均匀地输送熔体, 使原丝线密度不足或不匀；高的支管压力将增大计 量泵的工作负荷,从而使熔体温度升高,冷却成形困 难,原丝取向也会降低。
组件压力的波动不仅使组 件强度受损,使用寿命缩短,而且箱体内熔体温度随 着组件压力降的波动而变化。
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涤纶短纤维生产中纺丝组件更换周期优化控制
作者：金辉， 王建辉， 李天臣， JIN Hui， WANG Jian-hui， LI Tian-chen
作者单位：金辉,王建辉,JIN Hui,WANG Jian-hui(东北大学,信息科学与工程学院,辽宁沈阳,110004)， 李天臣,LI Tian-chen(辽宁省纺织品联合进出口公司,辽宁沈阳,110001)
刊名：
东北大学学报（自然科学版）
英文刊名：JOURNAL OF NORTHEASTERN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)
年，卷(期)：2008,29(8)
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本文链接：/Periodical_dbdxxb200808005.aspx。