短程纺丝技术分类及特点简介

短程纺丝是指有冷却丝仓而无纺丝甬道的熔体纺丝方法。这种方法的特点是冷却效果好，纺丝细流的冷却长度较短（为0.6～1.7m），没有纺丝甬道，纺丝丝仓、上油盘及卷绕机均在一个操作平面上，设备总高度大大降低，并相应降低了空调量和厂房的投资，因此从20世纪80年代开始，短程纺丝技术发展迅速。现已经开发出的短程纺丝技术有三种：低速短程纺丝、中速短程纺丝和高速短程纺丝。

（一）低速短程纺丝

以意大利MODERNE公司为代表的短程纺丝工艺如图4-23所示。它是将纺丝速度降低到常规纺集束的速度，以增加喷丝板的喷丝孔数来补偿由于纺速下降而减少的产量。因此其特点是：纺速低，一般仅为6～40m/min；喷丝板孔数多，达70000～90000孔；冷却吹风速度高。由于纺丝速度低，缩短了丝束的冷却距离，无纺丝甬道，为了保证冷却效果，必须提高冷却吹风速度，使丝束在很短的距离内冷却成型。常规纺丝吹风速度小于1m/s，短程纺吹风速度为20～50m/s，有时可达100m/s。

图4-23　低速短程纺丝工艺流程图

低速短程纺的工艺流程如下：

母粒计量↘

PP切片计量→混料斗→挤压机→过滤器→纺丝→环吹风→牵引上油→七辊拉伸机→蒸气加热→七辊拉伸机→上油→收幅→张力调节→卷曲→松弛热定型→切段断→打包

此工艺生产的制品为短纤维。

1.纺丝设备与工艺该技术采用Φ200mm、L/D=35的螺杆挤压机，多孔环形喷丝板，中心放射形冷却环吹风结构。例如，纺1.7～2.8dtex的纤维时喷丝板孔数为73800孔，纺2.8～6.7dtex的纤维时喷丝板孔数为37200孔，纺6.7～25dtex的纤维时喷丝板孔数为18144孔。

由于所用挤压机的螺杆长径比较大，螺杆各区温度应较低，一般为210～240℃。短程纺的熔体细流剪切速率小于常规纺，一般不会产生熔体破裂；由于纺速较低，喷丝头拉伸减小，会增大孔口胀大现象，但可减小不均匀拉伸，缓和结晶过程，实现稳定纺丝。风口宽度和风口与板面距离可调节，纺2.8dtex纤维时，风口上端与板面距离为5～6.5mm，纺6.7～17dtex时为9～12mm。

2.拉伸经上油的丝束直接送去拉伸，拉伸热辊温度为90℃，拉伸热箱温度为120～160℃，拉伸比为3～4倍，拉伸速度为70～180m/min。(www.xing528.com)

3.卷曲拉伸后经再上油的丝束在进入卷曲机前经过张力调节装置和卷曲热箱，由卷曲上下辊挟持输送至填塞箱内。由于经过拉伸的纤维具有较高的结晶度，所以机械卷曲要在纤维的Tg以上进行，卷曲温度在120℃左右，卷曲速度要略高于引出速度。

（二）中速短程纺丝

中速短程纺丝工艺流程与低速短程纺基本相同，但其拉伸设备为三对拉伸辊，因此其占地面积（长×宽×高=18m×6.2m×5.4m）更小。

1.纺丝设备与工艺纺丝设备与工艺和低速短程纺大体相同，但也有所区别：喷丝板为矩形，喷丝板的孔数相对较少，例如，纺1.65dtex时为1300孔，纺2.75～3.3dtex时为700孔，纺6.6dtex时为350孔；丝束冷却用侧吹风，风速为0.6m/s；纺速较高，一般为400～600m/min；由于纺速提高，熔体挤出速度增大，因此应适当调高纺丝温度或增大喷丝板孔径，以防熔体破裂。

2.拉伸设备与工艺拉伸设备为三对拉伸辊，如图4-24所示。拉伸工艺参数包括各对拉伸辊的温度和线速度控制：一般是第一对拉伸辊90℃，线速度400～600m/min；第二对拉伸辊150℃，线速度1100～1200m/min；第三对拉伸辊180℃，线速度1400m/min。在第二对拉伸辊与第一对拉伸辊之间实现一级拉伸，拉伸2.8～3.2倍；在第三对拉伸辊与第二对拉伸辊之间实现二级拉伸，拉伸1.1倍。

图4-24　拉伸过程示意图

1-油轮　2-卷绕罗拉　3，4，5-拉伸对辊　6-空气变形器

3.卷曲变形经拉伸的丝束垂直进入空气变形器。压缩空气进入气杯，然后由三个不同角度不同形状小孔与进丝孔连通，利用空气向下的速度，使丝束进口产生负压然后进入填塞箱，丝束在填塞箱内进行不规则的填塞，形成三维卷曲。压缩空气压力1.2～1.5MPa，温度为190～220℃。在变形器下部通入压缩冷空气，强制冷却高温卷曲状的丝束，同时使丝束定形。卷曲后的丝束落到骤冷辊上进行冷却定形。经切断得卷曲度高达20%～30%的三维卷曲纤维。卷曲机变形能力为2.75ktex。

（三）高速短程纺丝

高速短程纺的特点是生产速度高，后处理的最大拉伸速度为3000m/min，但后处理丝束总线密度低，约为2.22ktex。产品具有三维卷曲，可用来生产非织造布及仿毛产品。纺丝设备与工艺控制与中速短程纺丝类似，丝束冷却采用密闭式环吹风冷却，冷却条件与常规纺丝一致；拉伸设备也为三对拉伸辊，在第一、第二对热辊之间进行第一级拉伸，在第二、第三对热辊之间进行第二级拉伸并定型，两级拉伸的拉伸比分配为9：1。拉伸温度分别为：冷导辊为常温，第一对辊为80℃，第二对热辊100℃，第三对辊120～160℃。拉伸后的纤维进入卷曲变形，最后送去切断及打包。