聚酯全拉伸丝的生产工艺优化

（一）生产工艺流程

此处所说的全拉伸丝（FDY）是指在POY高速纺丝过程中引入有效拉伸，且卷绕速度达到5000m/min以上，所获得的具有全取向结构的拉伸丝。故FDY的生产工艺是纺丝-拉伸-卷绕一步法连续工艺。

在一般高速纺丝条件下，丝条中各种结构的取向是在熔融态或部分熔融态中发生的，纺丝过程中形成的大分子链段取向和微晶结构中的取向均存在一定解取向的可能，由此不同于未取向丝在固态下拉伸所形成的大分子沿纤维轴完全取向结构。因此，一般高速纺丝虽然纺丝张力很大，但所得纤维的强力不能达到最高值。只有当纺丝速度达到7000～8000m/min以上时，才能获得像未拉伸丝经受拉伸后所具有的强度，而如此高的纺丝速度对生产设备要求高，难度较大。由此，可考虑在纺丝线上建立有效的拉伸阶段，即先以一定的速度（如3000m/min）纺出预取向丝，随后对此固化丝条再进行一次热拉伸，便可获得拉伸取向效果。基于此，在POY纺丝过程中配置一组热拉伸辊（2～3辊），使丝条在离开第一导辊之后，连续喂入拉伸-卷绕机，且丝条在第一辊上已达到POY的纺丝速度3000m/min，在第二辊上达到5000m/min以上的速度，在两辊之间获得稳定的张力和伸长，从而获得与纺丝、拉伸二步法相近的丝条结构。

FDY生产工艺流程如图2-20所示。

（二）生产工艺控制

1.纺丝条件FDY的纺丝特征是大吐出量和高倍率的喷丝头拉伸，且纺丝速度高，因而纺丝工艺要求比POY纺丝严格，如要求切片的含水率更低，有些生产厂控制在0.0018%以下，同时要求熔体中的凝聚粒子和杂质含量更少。

由于FDY纺丝速度高，要求熔体有良好的流变性能，故纺丝温度要比纺POY高，通常控制在295～300℃之间。冷却条件与纺POY相同，风速采用0.5～0.7m/s。

2.拉伸条件FDY的拉伸借助于拉伸卷绕机上的一对拉伸辊。丝条在第一拉伸辊上的速度必须达到POY的纺丝速度，即3000m/min，其剩余拉伸比只有2。因此，第二拉伸辊的速度需控制在拉伸比小于2的范围内，一般为5200m/min。

FDY需进行热拉伸，拉伸温度在POY的玻璃化温度Tg以上，通常采用一对热辊，第一热辊的温度为60～80℃，第二热辊的温度为150～195℃。为了使丝条在热辊上均匀受热，要求辊筒表面温度均匀一致，并使丝束在热辊上的接触位置不变。(www.xing528.com)

图2-20　聚酯FDY生产工艺流程示意图

1-切片料桶　2-挤出机　3-预过滤器　4-静态混合器　5-纺丝组件　6-侧吹风窗　7-纺丝甬道　8-拉伸辊　9-卷绕头　10-拉伸卷绕机

FDY的生产采用高速纺丝并紧接高速拉伸，故丝条所受张力较难松弛。为了使拉伸后的丝条得到一定程度的低张力收缩，故卷绕速度一般要低于第二拉伸辊的速度，使大分子在卷绕前略有松弛，也可获得较好的成丝质量和卷装。聚酯FDY的卷绕速度在5000m/min以上。

3.网络度FDY是以一步法工艺生产的全拉伸丝。由于在高速卷绕过程中无法加捻，因此在拉伸辊之后装有空气网络喷嘴，使丝束中各单丝抱合缠结，网络度应大于20个/m。FDY经网络后还可省去织造时的并丝加捻、上浆等纺织加工工序。

（三）全拉伸丝的性能

FDY是经一步法制取的具有全取向结构的拉伸丝。其密度约为1.379g/cm3，取向度接近常规纺丝法的全拉伸丝。FDY的双折射率（△n）在0.1以上。由于分子取向高，有利于结晶，在纺丝的高应力下，结晶起始温度较高，结晶时间缩短。FDY的结晶度达到0.2（结晶体积分数）以上。由于取向和晶相结构的形成，FDY的强度在3.5cN/dtex以上，断裂伸长率约为35%～40%。

FDY质量比较均匀，强度和伸度不匀率比常规拉伸丝小得多，但其初始模量也相对较低，这一特性是丝条在热辊上经历了低张力热定型的效果。FDY物理-力学性能已达到纺织加工的要求，同时具有较好的染色性能。FDY的质量指标见表2-10。

表2-10　全拉伸丝（FDY）的质量指标