33.3dtex/1f三角有光尼龙6FDY单丝纺丝技术

张明成 张卉

北京中丽制机工程技术有限公司 北京 100025

1 前言

33.3dtex/1f三叶大有光尼龙单丝产品，多用作机织物或针织物，如嵌条装饰、头巾、箱饰材料、筛网布等。生产方法多采用多孔纺丝再分丝的方式，但生产流程长，设备占地大，用工多，生产效率低，产品质量不稳定，丝饼卷装小且有接头。本文介绍的20头33.3dtex /1f三角有光尼龙6 FDY单丝的生产技术填补了国内空白，且替代了进口产品。

2 纺丝设备

2.1 设备参数

见表1。

2.2 侧吹风

在尼龙6单丝纺丝生产中，熔体由喷丝孔喷出进入侧吹风装置冷却，由于纤维较粗，冷却困难，因此采用4m高的侧吹风窗，见图1。现有技术中侧吹风的门是单层的，更换纺丝组件和清理喷丝板面时需要一个活动的架子，操作工站在架子上面工作，容易发生人身安全事故；且侧吹风的门是百叶窗式透气结构，这种结构会使得冷却风在侧吹风与纺丝甬道交界处风向突然变化，易造成丝束在此处发生弯曲、摆动、相互缠绕和粘连，纺丝、断丝增加，原料消耗高，产品质量下降。

本设备侧吹风的门设计成上下两层结构，这样就可以在两层门的中间搭建固定操作平台，消除了更换纺丝组件和清理喷丝板面时高空作业易发生人身安全事故的隐患；为解决丝束弯曲、摆动、相互缠绕和粘连等技术问题，通过将侧吹风的门设计成上部排热气，下部密封的结构，这种结构在侧吹风的与纺丝甬道交界处由于冷却风的风向不会突然发生变化，而是随着丝束一起吹进纺丝甬道，解决了丝束在此处发生弯曲、摆动、相互缠绕和粘连，而引起纺丝断丝增加的技术问题[1]。

表1 主要设备参数项目 规格纺丝组件（个/位） 10（双腔）喷丝板（mm）/（f） φ85/2缓冷器高度（mm） 200侧吹风高度（mm） 4000油轮宽（mm） 500第一热辊GR1（mm） φ220×300第一分丝辊SR1（mm） φ110×300第二对热辊GR1（mm） φ220×400导丝盘（mm） φ220×200卷绕机 BWA55T-1380/6

2.3 牵伸卷绕设备

牵伸卷绕设备见图2。GR1的作用是将纤维加热到玻璃化温度，拉伸温度越低越好，但不得低于玻璃化温度。目的是增加排直变形，减少粘性变形。尼龙6经乳液上油吸水后，玻璃化温度由35℃～49℃降为常温，因此GR1为冷辊； 丝束在GR1之间GR2进行拉伸取向，在拉伸过程中，伴有晶体产生，随着取向度的提高，纤维的张力变大；丝束在GR2受温度和张力的作用迅速结晶，张力越大，纤维结晶越快，提高GR2的温度，纤维结晶加快[2]。在尼龙6单丝纺丝生产中，由于单丝纤维较粗，纤维与热辊之间摩擦力小，纺丝张力的变化会导致纤维在GR2末端摆动引起并丝。本设备在GR2斜上方加装了一个导丝盘，导丝盘不仅稳定了GR2末端的退绕张力，还使得丝束在导丝盘上分开的距离加大，解决了并丝现象，降低了断丝率。

2.4 上油装置

上油装置见图3。在化学纤维生产中，纤维的上油均匀性直接影响其品质。采用油轮上油方式时，丝束与油轮之间的包角直接影响纤维的上油率，包角大，纤维上油率就高，反之则低。纤维与油轮的包角是通过分丝棒来调节的，当分丝棒与油轮并行度降低时，丝束与油轮的包角就会变得各不相同，由于包角的差异，会造成上油率的差异，上油率的差异会导致纤维与牵伸辊的摩擦力发生变化，造成纤维品质的差异。现有技术中，由于分丝棒只在一端固定，分丝棒与油轮之间的平行度很难保证，即使调整平行也会经常反生变化，特别是生产单丝时，由于油轮较宽，分丝棒过长，使得纤维上油均匀性更难控制。本设备在导丝棒两端加装固定架，其中一端方便开合，挂丝时打开一端，方便丝束进入；纺丝时两端都处于关闭状态。根据两点定线的原理，将分丝棒调整到与油轮平行后，每束丝与油轮的包角完全一致，在生产中也不易反生变化，从而保证了因上油不匀而造成的纤维品质的差异。

2.5 纺丝组件及喷丝板

纺丝组件及喷丝板见图4。采用双腔体结构的纺丝组件缩小了纺丝位距，相同位距时纺丝头数增加一倍，提高了生产效率，降低了产品能耗。将喷丝板上面加工成圆锥体，解决了喷丝板四周熔体流动死角的问题，提高了熔体的均匀性和产品质量，减少了原料消耗。

2.6 喷丝板微孔

喷丝板微孔见图5。纤维表面特征对纤维的光泽有决定性影响，三角形截面纤维在光的照射下，纤维的三个几何面折光率不一样，而像三棱镜那样使光产生折射与分光，能使自然光分光后再度组合，给人以特殊的感觉，这样折射出来的光线炫目多彩，产品颇受消费者欢迎。现有技术中，由于喷丝板微孔为正三角形，熔体从喷丝板孔喷出后，由于其胀大变形的特性，使纤维的截面由正三角向圆形转变，纤维越接近圆形截面光泽就越差。本设备喷丝板将正三角形的喷丝板孔的三个角向外延伸，熔体从喷丝孔喷出后，由于其胀大效应使得纤维的截面变成正三角形，纤维的光泽达到最佳。

2.7 卷绕成形

由于单丝直径较大，在卷绕过程中，纤维与纸管、两层纤维之间的接触面积较小，因此摩擦力较小。当卷绕角过大时，纤维在一个动程内的绕丝圈数就少，当摆丝器从一端向另一端运动时，纤维也随之滑动，其位置无法固定，丝饼很难成形。因此单丝只能采用较小的卷绕角卷绕，以增加丝饼一个动程内的绕丝圈数，来增大纤维与纸管、两层纤维之间的接触面积，从而增大摩擦力。现有卷绕机横动为高速电机，高速电机在低频下扭矩小无法工作，因此需要将卷绕机横动电机改为低速电机，以利于在较小的卷绕角工况下工作。

表2 主要工艺参数

表3 尼龙6单丝物理指标

3 工艺条件与产品指标

3.1 主要工艺参数

见表2。

3.2 原料

（1）锦纶6切片：广东新会美达锦纶股份有限公司，切片特性粘度2.65，含水≤700ppm，单体含量≤0.4%。

（2）纺丝油剂：松本N-627，油剂浓度10%。

3.3 测试仪器

（1）风速仪：型号24-6111，日本产，量程0～5m/s。风速由风速仪在喷丝板下600处，近侧吹风板处测得。

（2）强力机：上海旭赛仪器有限公司，型号XS(08)XH化纤强力机，量程0～50N。

3.4 产品指标

见表3。

4 结论

通过对纺丝设备的改进及纺丝生产工艺的优化，生产出 33.3dtex /1f三叶大有光尼龙单丝产品。卷绕头数达到20头，纺丝速度达到4500m/min，产品质量稳定，光泽好，原料消耗低，满卷率高。