CN102586905A - 热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺，包括：对高特纶切片原料的备料工序、熔融工序、纺丝工序、冷却集束工序、牵伸卷绕工序；所述牵伸卷绕工序包括：对高特纶丝束预取向牵伸的步骤；该步骤为：通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热。本发明有效地减小了高特纶预取向长丝内部因预取向牵伸而产生的应力，使所生产的高特纶预取向长丝的回缩率减小，提高纺丝速度，卷绕成的丝饼在储存期间不易产生变形，对储存和运输期间的高温不敏感，储存周期长，确保后期拉伸和假捻变形加工的生产效率和生产质量。

Description

热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺

技术领域

本发明涉及化纤生产工艺领域，具体涉及热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺。尤其涉及对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对PTT高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序和对PTT高特纶丝束的牵伸卷绕工序之间依次联合连续完成的热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺。

背景技术

高特纶(英文简称：PTT)即聚对苯二甲酸丙二醇酯(Polytrimethyleneterephthalate)是由对苯二甲酸(TPA)和1，3-丙二醇(PDO)经酯化缩聚而成的聚合物，高特纶高聚物因其分子结构及构造独特而具有特殊的性能。高特纶分子链的Z字折线型构造，使纤维具有比涤纶和尼龙更好的优点，即手感更柔软，更易护理和染色，且具有很好的耐洗色牢度和抗紫外线性能，耐酸耐碱、不易老化、面料尺寸稳定性好。这些优点使高特纶面料在新型服用及家纺领域具有广阔的应用前景。利用高特纶纤维可以开发高档服饰和泳衣、紧身服、运动服等弹性服装，制作出的服装具有穿着舒适，触感柔软、易洗、快干、免烫，符合人们生活快节奏的要求。由于长期以来，作为其聚合重要原料之一的1，3一丙二醇(PDO)单体价格昂贵，致使高特纶无法工业化生产。但近几年随着PDO生产工艺的工业化解决，高特纶纤维成为最新实现工业化开发并取得重大成功的新型聚酯纤维，它综合了锦纶的柔软性、腈纶的膨松性、涤纶的抗污性，加上高特纶纤维固有的弹性功能及形状记忆功能，将各种纤维的优良服用性能优点集于一身，并且具备了适应于规模化工业生产的优越条件，成为具有广阔应用领域的一种新的大类纤维，高特纶纤维很有可能将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大型纤维。

但由于掌握高特纶长丝生产技术的国外公司的技术封锁，目前国内少数厂家处于各自封闭的探索性试生产阶段。根据申请人对本行业的了解，纺PET(涤纶)POY(预取向)长丝通常采用PET POY导盘冷牵伸的方法，其内部因预取向牵伸(即低倍牵伸)的作用所产生的牵伸应力较小，较小的牵伸应力对于PET POY长丝存放等待加工期间丝束性能影响较小，有利于在后期拉伸和假捻变形加工中速度的提高，特别是采用PETPOY DTY联合工艺时，对PET POY长丝进行后期拉伸和假捻变形加工生产具有较高的生产效率和经济效益，基建与设备总投资较低。

为了纺高特纶预取向长丝，人们自然会想到通过对现有的PET POY导盘冷牵伸的方法改进而得到高特纶预取向导盘冷牵伸的方法。采用高特纶预取向导盘冷牵伸的方法虽然可以降低基建与设备总投资，但是，由于高特纶丝束具有特殊的“Z”字型大分子结构，因此，在预取向牵伸后的高特纶丝束(即高特纶预取向长丝)内部产生较大的牵伸应力。用高特纶预取向导盘冷牵伸的方法纺出的高特纶预取向长丝，由于其未经加热处理，直接进行预取向牵伸，因此，其内部存在较大的牵伸应力。由此造成了所生产的高特纶预取向长丝的回缩率较大，卷绕成的丝饼在储存期间易产生变形，对储存和运输期间的高温敏感，且需要较低纺丝速度，储存周期短，进而，在后期拉伸和假捻变形加工生产中易发生退绕问题，如：有硬边的膨胀变形，结构硬化及长丝性能的改变，严重影响后期拉伸和假捻变形加工的生产效率和生产质量。

本申请人通过长期对高特纶长丝特性和工艺方案的研究和实验发现，纺高特纶预取向长丝时，对高特纶预取向丝束以较低的温度加热，就可使高特纶预取向丝束达到玻璃化温度以上，高特纶预取向丝束用热辊纺丝有利于纺丝速度的提高，丝束超分子结构相对稳定，纺丝时应力回缩率小，可以明显提高纺丝卷绕稳定性，丝饼储存周期长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺，该制造工艺不但可以将对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序和对高特纶丝束的牵伸卷绕工序联合起来完成，提高纺丝效率，而且还可以使所生产的高特纶预取向长丝的回缩率减小，提高纺丝速度，卷绕成的丝饼在储存期间不易产生变形，对储存和运输期间的高温不敏感，储存周期长，确保后期拉伸和假捻变形加工的生产效率和生产质量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺，所述制造工艺依次包括：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序、对高特纶丝束的牵伸卷绕工序；所述各个工序之间依次联合连续完成；所述对高特纶丝束的牵伸卷绕工序依次包括：对高特纶丝束上油的步骤、对上油后的高特纶丝束预网络的步骤、对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤、对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤、对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤；所述对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤为：通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并对预取向牵伸后高特纶丝束低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热。

本技术方案中，由于采用了通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并对预取向牵伸后高特纶丝束低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热的技术手段，因此，有效地减小了高特纶预取向长丝内部因预取向牵伸而产生的应力，使所生产的高特纶预取向长丝的回缩率减小，提高纺丝速度，卷绕成的丝饼在储存期间不易产生变形，对储存和运输期间的高温不敏感，储存周期长，确保后期拉伸和假捻变形加工的生产效率和生产质量，所生产的高特纶预取向长丝质量高。

所述第一纺丝热辊组GR1由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成，所述第二纺丝热辊组GR2也由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成。

本技术方案中，根据高特纶丝束具有较低的玻璃化温度这一特性，仅采用第一纺丝热辊组GR1和第二纺丝热辊组GR2，第一纺丝热辊组GR1由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成，第二纺丝热辊组GR2也由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成。这样既可以保证有效地减小高特纶丝束内部应力，又可以使加热的成本降到最低，因此本技术方案相对于现有技术中导盘牵伸型高特纶预取向长丝牵伸卷绕装置来说，设备工程配置合理，消耗降低，提高了经济效益，使设备生产能力满足市场需求。

所述高特纶丝束依次分别在所述第一纺丝热辊组GR1的辊面上缠绕3.5圈～6.5圈，在所述第二纺丝热辊组GR2的辊面上缠绕6.5圈～7.5圈；第一纺丝热辊组GR1的加热温度为45℃～65℃，第二纺丝热辊组GR2的加热温度为80℃～90℃；第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率为1.05～1.15；第二纺丝热辊组GR2的线速度为2500m/min～3200m/min，第一纺丝热辊组GR1线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率来确定。

本技术方案中，由于采用了第一纺丝热辊组GR1的加热温度为45℃～65℃优选的工艺参数，所以，第一纺丝热辊组GR1不但起到对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并低温加热的作用，使预取向牵伸后高特纶丝束内部的牵伸应力减小，而且还将高特纶丝束加热到玻璃化温度，为第二纺丝热辊组GR2对高特纶丝束进一步低倍牵伸创造有利的条件。由于采用了第二纺丝热辊组GR2的加热温度为80℃～90℃，第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率为1.05～1.15优选的工艺参数，所以，不但有效地消除或减小高特纶丝束内部的牵伸应力，保证纺丝的质量，而且，合理地控制了热量消耗，进一步地降低生产长丝的成本，进一步地提高经济效益，生产能力进一步地满足市场需求。由于采用了第二纺丝热辊组GR2的线速度为2500m/min～3200m/min优选的工艺参数，所以，在满足生产工艺要求的前提下，相对于导盘牵伸型工艺提高了纺丝生产速度，提高了每纺位单位时间的吨产量，进而产生相对较高的经济效益。作为进一步的优选，所述第二纺丝热辊组GR2线速度为2700m/min～3000m/min。

所述对高特纶丝束上油的步骤为：通过双道唇式上油部件对高特纶丝束上油或通过油轮式上油部件对高特纶丝束上油；所述对上油后的高特纶丝束预网络的步骤为：对上油后的高特纶丝束经过用于处理生产故障的剪吸丝装置后进入预网络器进行匀油处理；所述对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤为：高特纶预取向长丝进入主网络部件进行网络节点加工；所述对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤为：主网络加工后的高特纶预取向长丝进入全自动卷绕头进行定重定长卷绕形成丝饼，所述全自动卷绕头为8头/纺位～24头/纺位卷绕头，所述高特纶预取向长丝的单位卷绕张力控制在0.04cN/dtex～0.08cN/dtex。

本技术方案中，由于通过双道唇式上油部件对高特纶丝束上油或通过油轮式上油部件对高特纶丝束上油，所以上油均匀充分，满足增加丝束抱和度，导走静电及改善丝束后加工性能要求。由于对上油后的高特纶丝束经过用于处理生产故障的剪吸丝装置后进入预网络器进行匀油处理，所以可在纺丝过程中及时处理生产故障，同时使高特纶丝束上的油更加均匀。由于高特纶预取向长丝进入主网络部件进行网络节点加工，所以，改善了高特纶预取向长丝在后期拉伸和假捻变形加工中的性能。由于高特纶预取向长丝进入全自动卷绕头进行定重定长卷绕形成丝饼，所述高特纶预取向长丝的单位卷绕张力控制在0.04cN/dtex～0.08cN/dtex，所以，可以保证卷绕形成的丝饼达到后期拉伸和假捻变形加工的工艺要求。又由于全自动卷绕头为8头/纺位～24头/纺位卷绕头，所以，可实现24头/纺位的多头纺丝，显然，要想达到24头/纺位的多头纺丝，所述对高特纶熔体的纺丝工序、所述对多根高特纶长丝的冷却集束工序和所述对高特纶丝束的牵伸卷绕工序中各相关部件也应为8头/纺位～24头/纺位设计。

所述对高特纶切片原料的备料工序依次包括：对高特纶切片筛料的步骤和对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤；所述对高特纶切片筛料的步骤为：将高特纶切片原料投入振动筛选设备中进行筛选，筛除高特纶切片原料中的粉末及粒径不符的颗粒，得到符合要求的高特纶切片原料，再将筛料后的高特纶切片原料输送至料仓备用，筛料后的高特纶切片原料的粘度为0.80dL·g^-1～1.20dL·g^-1，熔点为228℃；所述对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤为：将筛料后的高特纶切片原料输送至干燥设备中进行干燥处理，干燥设备选择一级干燥路线；干燥温度控制在125℃～150℃，干燥空气的露点温度为-60℃～-80℃，干燥时间为4小时～6小时，使所述高特纶切片原料的湿度≤28ppm。

所述对备料后高特纶切片原料的熔融工序依次包括：对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤和对高特纶熔体分配的步骤；所述对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤为：将干燥后的高特纶切片原料送入螺杆挤压机中加热熔融成高特纶熔体并将高特纶熔体挤压到熔体分配管道，所述螺杆挤压机的熔融温度控制在245℃～265℃，测量头温度为253℃～257℃；所述对高特纶熔体分配的步骤为：所述高特纶熔体直接通过熔体分配管道进入纺丝箱体，熔体保温热媒温度为255℃～265℃。

所述螺杆挤压机的熔融温度控制在260℃。

所述对高特纶熔体的纺丝工序包括：对高特纶熔体计量纺丝的步骤；所述对高特纶熔体计量纺丝的步骤为：高特纶熔体进入纺丝箱体经过计量泵计量后进入纺丝组件纺出多根高特纶初生纤维，高特纶熔体通过喷丝孔的剪切速率控制在7000S^-1～12000S^-1，喷丝孔长径比选择在3.5～4.0范围内，喷丝头拉伸倍率为100～160，纺丝温度控制在255℃～265℃，纺丝速度控制在2500m/min～3200m/min，所述纺丝组件的过滤介质采用金属砂，其规格为30目60g或20目100g，熔体在螺杆与喷丝板间的停留时间控制在15min以内。

所述对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序依次包括：对多根高特纶初生纤维冷却的步骤、对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤和对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤；所述对多根高特纶初生纤维冷却的步骤为：从纺丝组件纺出的多根高特纶初生纤维进入侧吹风装置或环吹风装置进行冷却，所述侧吹风装置或环吹风装置的风速为0.3m/s～0.6m/s，风温为25℃～28℃，风湿为65％～85％，同时高特纶纺程张力控制为10.2cN～22.9cN；所述对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤为：通过导丝部件将多根高特纶初生纤维集束形成高特纶丝束，集束位置为距离喷丝板70cm～100cm；所述对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤为：通过油嘴上油部件对高特纶丝束预上油。

本发明产生的有益效果如下：

1、本发明采用熔融、纺丝、牵伸、卷绕联合工序依次连续完成，实现新型高技术含量、高附加值的高特纶预取向长丝生产，可达24头/纺位，生产速度可达3200m/min，工艺调整灵活，可实现高特纶预取向长丝高效高品质，低能耗低成本生产。

2、本发明工艺所生产的高特纶预取向长丝丝饼卷装储存期间具有纤维性能长期稳定性，对储存和运输期间的高温不敏感，在随后的加工期间不发生退绕问题，退绕性能良好。卷装过程稳定，纤维收缩减少，并且纤维乌斯特值显著降低，具有高抗张强度和高断裂伸长。

3、本工艺所需纺牵联合机设备结构紧凑，具有较低的设备制造成本，既满足了纺丝机多头高产的需要，又能保证卷装容量大、成品制成率高的要求，节约基建与设备总投资和生产成本，节省公用工程的消耗量，具有非常强的市场竞争力，达到国际领先水平。

4、产生可观的经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的描述。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺，所述制造工艺依次包括：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序、对高特纶丝束的牵伸卷绕工序；所述各个工序之间依次联合连续完成；所述对高特纶丝束的牵伸卷绕工序依次包括：对高特纶丝束上油的步骤、对上油后的高特纶丝束预网络的步骤、对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤、对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤、对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤；所述对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤为：通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并对预取向牵伸后高特纶丝束低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热。

本实施方式中，由于采用了通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并对预取向牵伸后高特纶丝束低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热的技术手段，因此，有效地减小了高特纶预取向长丝内部因预取向牵伸而产生的应力，使所生产的高特纶预取向长丝的回缩率减小，提高纺丝速度，卷绕成的丝饼在储存期间不易产生变形，对储存和运输期间的高温不敏感，储存周期长，确保后期拉伸和假捻变形加工的生产效率和生产质量，所生产的高特纶预取向长丝质量高。

作为本实施方式的优化，所述第一纺丝热辊组GR1由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成，所述第二纺丝热辊组GR2也由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成。

本实施方式中，根据高特纶丝束具有较低的玻璃化温度这一特性，仅采用第一纺丝热辊组GR1和第二纺丝热辊组GR2，第一纺丝热辊组GR1由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成，第二纺丝热辊组GR2也由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成。这样既可以保证有效地减小高特纶丝束内部应力，又可以使加热的成本降到最低，因此本技术方案相对于现有技术中导盘牵伸型高特纶预取向长丝牵伸卷绕装置来说，设备工程配置合理，消耗降低，提高了经济效益，使设备生产能力满足市场需求。当然，所述第一纺丝热辊组GR1也可以由两个热辊组成，所述第二纺丝热辊组GR2也可以由两个热辊组成。

作为本实施方式的进一步的优化，所述高特纶丝束依次分别在所述第一纺丝热辊组GR1的辊面上缠绕3.5圈～6.5圈，在所述第二纺丝热辊组GR2的辊面上缠绕6.5圈～7.5圈；第一纺丝热辊组GR1的加热温度为45℃～65℃，第二纺丝热辊组GR2的加热温度为80℃～90℃；第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率为1.05～1.15；第二纺丝热辊组GR2的线速度为2500m/min～3200m/min，第一纺丝热辊组GR1线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率来确定。

高特纶预取向拉伸卷绕设备采用第一纺丝热辊组GR1和第二纺丝热辊组GR2，这种工艺路线有利于调节各部分张力，控制丝束各阶段超分子结构形成，丝束超分子结构相对稳定，有助于进一步提高高特纶的纺丝速度，纺丝时应力回缩率小，可以明显提高纺丝卷绕稳定性，存放时间长。高特纶玻璃化温度低，第一纺丝热辊组GR1温度不必过高，加热温度优选为45℃～65℃。高特纶牵伸倍率也不宜过高，过高的牵伸倍率产生较大的拉伸应力，即使通过第二纺丝热辊组GR2热定型作用也较难消除，故第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率优选为1.05～1.15。高特纶在不同卷绕速度下的预取向牵伸，其最终性能有很大差别。由于高特纶结晶度随纺丝速度的提高有明显增加。因此，应考虑卷绕速度对剩余牵伸倍数和结晶度的影响。在相似条件下高特纶丝束的预取向牵伸断裂伸长明显低于PET丝束的预取向牵伸断裂伸长，而高特纶丝束的预取向牵伸断裂强度则高于PET丝束的预取向牵伸断裂强度，为了便于后期拉伸和假捻变形加工的顺利进行，高特纶丝束的预取向牵伸剩余伸长要大。因此，应适当降低卷绕速度，一般在2700～3000m/min之间，同时相应调整其他卷绕工艺参数，得到了性能优异的高特纶预取向丝。

本实施方式中，由于采用了第一纺丝热辊组GR1的加热温度为45℃～65℃优选的工艺参数，所以，第一纺丝热辊组GR1不但起到对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并低温加热的作用，使预取向牵伸后高特纶丝束内部的牵伸应力减小，而且还将高特纶丝束加热到玻璃化温度，为第二纺丝热辊组GR2对高特纶丝束进一步低倍牵伸创造有利的条件。由于采用了第二纺丝热辊组GR2的加热温度为80℃～90℃，第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率为1.05～1.15优选的工艺参数，所以，不但有效地消除或减小高特纶丝束内部的牵伸应力，保证纺丝的质量，而且，合理地控制了热量消耗，进一步地降低生产长丝的成本，进一步地提高经济效益，生产能力进一步地满足市场需求。由于采用了第二纺丝热辊组GR2的线速度为2500m/min～3200m/min优选的工艺参数，所以，在满足生产工艺要求的前提下，相对于导盘牵伸型工艺提高了纺丝生产速度，提高了每纺位单位时间的吨产量，进而产生相对较高的经济效益。作为进一步的优选，所述第二纺丝热辊组GR2线速度为2700m/min～3000m/min。

作为本实施方式更进一步的优化，所述对高特纶丝束上油的步骤为：通过双道唇式上油部件对高特纶丝束上油或通过油轮式上油部件对高特纶丝束上油；所述对上油后的高特纶丝束预网络的步骤为：对上油后的高特纶丝束经过用于处理生产故障的剪吸丝装置后进入预网络器进行匀油处理；所述对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤为：高特纶预取向长丝进入主网络部件进行网络节点加工；所述对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤为：主网络加工后的高特纶预取向长丝进入全自动卷绕头进行定重定长卷绕形成丝饼，所述全自动卷绕头为8头/纺位～24头/纺位卷绕头，所述高特纶预取向长丝的单位卷绕张力控制在0.04cN/dtex～0.08cN/dtex。

本实施方式中，由于通过双道唇式上油部件对高特纶丝束上油或通过油轮式上油部件对高特纶丝束上油，所以上油均匀充分，满足增加丝束抱和度，导走静电及改善丝束后加工性能要求。由于对上油后的高特纶丝束经过用于处理生产故障的剪吸丝装置后进入预网络器进行匀油处理，所以可在纺丝过程中及时处理生产故障，同时使高特纶丝束上的油更加均匀。由于高特纶预取向长丝进入主网络部件进行网络节点加工，所以，改善了高特纶预取向长丝在后期拉伸和假捻变形加工中的性能。由于高特纶预取向长丝进入全自动卷绕头进行定重定长卷绕形成丝饼，所述高特纶预取向长丝的单位卷绕张力控制在0.04cN/dtex～0.08cN/dtex，所以，可以保证卷绕形成的丝饼达到后期拉伸和假捻变形加工的工艺要求。又由于全自动卷绕头为8头/纺位～24头/纺位卷绕头，所以，可实现24头/纺位的多头纺丝，显然，要想达到24头/纺位的多头纺丝，所述对高特纶熔体的纺丝工序、所述对多根高特纶长丝的冷却集束工序和所述对高特纶丝束的牵伸卷绕工序中各相关部件也应为8头/纺位～24头/纺位设计。

作为本实施方式再进一步的优化，对高特纶切片筛料的步骤和对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤；所述对高特纶切片筛料的步骤为：将高特纶切片原料投入振动筛选设备中进行筛选，筛除高特纶切片原料中的粉末及粒径不符的颗粒，得到符合要求的高特纶切片原料，再将筛料后的高特纶切片原料输送至料仓备用，筛料后的高特纶切片原料的粘度为0.80dL·g^-1～1.20dL·g^-1，熔点为228℃；所述对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤为：将筛料后的高特纶切片原料输送至干燥设备中进行干燥处理，干燥设备选择一级干燥路线；干燥温度控制在125℃～150℃，干燥空气的露点温度为-60℃～-80℃，干燥时间为4小时～6小时，使所述高特纶切片原料的湿度≤28ppm。

高特纶切片的晶体结构与PET、PBT不同，高特纶切片的冷结晶温度较低(通常为65℃)，结晶速率较快，切片一般已为半结晶状态，干燥时不需要进行预结晶，只需一级干燥即可。高特纶热稳定性及对水分敏感性较高，干燥温度过高会导致热氧化降解，偏低则水分烘干不充分易在纺丝中产生强烈水解。合适的干燥工艺设计应选择一级干燥路线，无需预结晶，干燥温度控制在125℃～150℃；干燥空气露点温度为-60℃～-80℃；干燥时间适当的比PET延长些。该工艺能使高特纶切片达到≤28ppm，可满足纺丝要求。

作为本实施方式还进一步的优化，对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤和对高特纶熔体分配的步骤；所述对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤为：将干燥后的高特纶切片原料送入螺杆挤压机中加热熔融成高特纶熔体并将高特纶熔体挤压到熔体分配管道，所述螺杆挤压机的熔融温度控制在245℃～265℃，测量头温度为253℃～257℃；所述对高特纶熔体分配的步骤为：所述高特纶熔体直接通过熔体分配管道进入纺丝箱体，熔体保温热媒温度为255℃～265℃。作为进一步的优选，所述螺杆挤压机的熔融温度控制在260℃。

高特纶切片在缩聚时会发生副反应，另外在熔融挤压时会热氧化、热裂解，产生一些小分子物质，这些小分子物质会在高温纺丝时释放出来，玷污纺丝环境，采用单体吸收装置可以起到吸收排放小分子物质的作用。

作为本实施方式又进一步的优化，对高特纶熔体计量纺丝的步骤；所述对高特纶熔体计量纺丝的步骤为：高特纶熔体进入纺丝箱体经过计量泵计量后进入纺丝组件纺出多根高特纶初生纤维，高特纶熔体通过喷丝孔的剪切速率控制在7000S^-1～12000S^-1，喷丝孔长径比选择在3.5～4.0范围内，喷丝头拉伸倍率为100～160，纺丝温度控制在255℃～265℃，纺丝速度控制在2500m/min～3200m/min，所述纺丝组件的过滤介质采用金属砂，其规格为30目60g或20目100g，熔体在螺杆与喷丝板间的停留时间控制在15min以内。

高特纶熔体相比PET熔体具有熔体分子量分布大，非牛顿性强，热稳定性差等特点，因此纺丝中需选择合适的螺杆熔融温度及纺丝温度，保证熔体均匀性，合适的流动性，避免出现大的热降解，同时要注意高特纶熔体粘度对温度比较敏感，因此对整个纺丝系统温度的均匀性、稳定性有更高的要求。对纺丝温度的选择另外要考虑的是高特纶熔体粘弹性较强，储存能量大，应注意降低喷丝孔出口的熔体膨化现象。熔融温度控制在245℃～265℃，纺丝温度控制在255℃～265℃。对特性粘度较低的高特纶切片，熔融温度与纺丝温度适当下调。高特纶熔体出口膨化现象明显，除在喷丝孔的设计上控制剪切速率在7000S^-1～12000S^-1，喷头拉伸比100～160外，应适当增加长径比以延长大分子在孔流区的松弛时间，长径比选择一般在3.5～4.0范围较好。高特纶纺丝可采取合适的过滤介质配比适当降低组件压力，一方面可减少组件压力产生的高剪切应力对熔体粘度下降的不利影响，一方面可降低熔体的出口膨化效应。此外高特纶高聚物中含有相当比例的齐聚物，容易玷污喷丝孔及喷丝板表面，影响正常纺丝。因此，纺丝过程中应选择剥离性更好的硅油，勤修板，确保纺丝顺利进行。

作为本实施方式再更进一步的优化，所述对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序依次包括：对多根高特纶初生纤维冷却的步骤、对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤和对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤；所述对多根高特纶初生纤维冷却的步骤为：从纺丝组件纺出的多根高特纶初生纤维进入侧吹风装置或环吹风装置进行冷却，所述侧吹风装置或环吹风装置的风速为0.3m/s～0.6m/s，风温为25℃～28℃，风湿为65％～85％，同时高特纶纺程张力控制为10.2cN～22.9cN；所述对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤为：通过导丝部件将多根高特纶初生纤维集束形成高特纶丝束，集束位置为距离喷丝板70cm～100cm；所述对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤为：通过油嘴上油部件对高特纶丝束预上油。

高特纶结晶速率大，在冷却吹风及集束上油调整中应考虑控制高特纶长丝结晶速率，以获得较好的拉伸性能或后加工性能。同时高特纶纺程张力以偏小掌握，以减小应力产生的弹性力，和PET相比，集束位置要提高，风速适当偏小，风温增高。其适宜风速0.3～0.6m/s，风温25℃～28℃，风湿65～85％，集束70～100cm。

本发明采用熔融、纺丝、牵伸、卷绕联合工序依次连续完成，实现新型高技术含量、高附加值的高特纶预取向长丝生产，可达24头纺/纺位，生产速度可达3200m/min，工艺调整灵活，可实现高特纶预取向长丝高效高品质，低能耗低成本生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明实施方式范围内进行的通常参数变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.热牵伸型高特纶预取向长丝纺丝卷绕联合制造工艺，所述制造工艺依次包括：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序、对高特纶丝束的牵伸卷绕工序；所述各个工序之间依次联合连续完成；所述对高特纶丝束的牵伸卷绕工序依次包括：对高特纶丝束上油的步骤、对上油后的高特纶丝束预网络的步骤、对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤、对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤、对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤；其特征在于：所述对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸的步骤为：通过第一纺丝热辊组GR1对预网络后的高特纶丝束预取向牵伸并对预取向牵伸后高特纶丝束低温加热，再通过第二纺丝热辊组GR2对低温加热后的高特纶丝束进一步低倍牵伸并加热。

2.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述第一纺丝热辊组GR1由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成，所述第二纺丝热辊组GR2也由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成。

3.根据权利要求2所述的制造工艺，其特征在于：所述高特纶丝束依次分别在所述第一纺丝热辊组GR1的辊面上缠绕3.5圈～6.5圈，在所述第二纺丝热辊组GR2的辊面上缠绕6.5圈～7.5圈；第一纺丝热辊组GR1的加热温度为45℃～65℃，第二纺丝热辊组GR2的加热温度为80℃～90℃；第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率为1.05～1.15；第二纺丝热辊组GR2的线速度为2500m/min～3200m/min，第一纺丝热辊组GR1线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GR1间的牵伸倍率来确定。

4.根据权利要求3所述的制造工艺，其特征在于：所述第二纺丝热辊组GR2线速度为2700m/min～3000m/min。

5.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述对高特纶丝束上油的步骤为：通过双道唇式上油部件对高特纶丝束上油或通过油轮式上油部件对高特纶丝束上油；所述对上油后的高特纶丝束预网络的步骤为：对上油后的高特纶丝束经过用于处理生产故障的剪吸丝装置后进入预网络器进行匀油处理；对预取向牵伸后的高特纶长丝主网络的步骤为：高特纶预取向长丝进入主网络部件进行网络节点加工；所述对主网络后的高特纶预取向长丝卷绕的步骤为：主网络加工后的高特纶预取向长丝进入全自动卷绕头进行定重定长卷绕形成丝饼，所述全自动卷绕头为8头/纺位～24头/纺位卷绕头，所述高特纶预取向长丝的单位卷绕张力控制在0.04cN/dtex～0.08cN/dtex。

6.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述对高特纶切片原料的备料工序依次包括：对高特纶切片筛料的步骤和对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤；所述对高特纶切片筛料的步骤为：将高特纶切片原料投入振动筛选设备中进行筛选，筛除高特纶切片原料中的粉末及粒径不符的颗粒，得到符合要求的高特纶切片原料，再将筛料后的高特纶切片原料输送至料仓备用，筛料后的高特纶切片原料的粘度为0.80dL·g^-1～1.20dL·g^-1，熔点为228℃；所述对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤为：将筛料后的高特纶切片原料输送至干燥设备中进行干燥处理，干燥设备选择一级干燥路线；干燥温度控制在125℃～150℃，干燥空气的露点温度为-60℃～-80℃，干燥时间为4小时～6小时，使所述高特纶切片原料的湿度≤28ppm。

7.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述对备料后高特纶切片原料的熔融工序依次包括：对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤和对高特纶熔体分配的步骤；所述对干燥后的高特纶切片原料熔融挤压的步骤为：将干燥后的高特纶切片原料送入螺杆挤压机中加热熔融成高特纶熔体并将高特纶熔体挤压到熔体分配管道，所述螺杆挤压机的熔融温度控制在245℃～265℃，测量头温度为253℃～257℃；所述对高特纶熔体分配的步骤为：所述高特纶熔体直接通过熔体分配管道进入纺丝箱体，熔体保温热媒温度为255℃～265℃。

8.根据权利要求7所述的制造工艺，其特征在于：所述螺杆挤压机的熔融温度控制在260℃。

9.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述对高特纶熔体的纺丝工序包括：对高特纶熔体计量纺丝的步骤；所述对高特纶熔体计量纺丝的步骤为：高特纶熔体进入纺丝箱体经过计量泵计量后进入纺丝组件纺出多根高特纶初生纤维，高特纶熔体通过喷丝孔的剪切速率控制在7000S^-1～12000S^-1，喷丝孔长径比选择在3.5～4.0范围内，喷丝头拉伸倍率为100～160，纺丝温度控制在255℃～265℃，纺丝速度控制在2500m/min～3200m/min，所述纺丝组件的过滤介质采用金属砂，其规格为30目60g或20目100g，熔体在螺杆与喷丝板间的停留时间控制在15min以内。

10.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序依次包括：对多根高特纶初生纤维冷却的步骤、对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤和对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤；所述对多根高特纶初生纤维冷却的步骤为：从纺丝组件纺出的多根高特纶初生纤维进入侧吹风装置或环吹风装置进行冷却，所述侧吹风装置或环吹风装置的风速为0.3m/s～0.6m/s，风温为25℃～28℃，风湿为65％～85％，同时高特纶纺程张力控制为10.2cN～22.9cN；所述对冷却中的多根高特纶初生纤维集束的步骤为：通过导丝部件将多根高特纶初生纤维集束形成高特纶丝束，集束位置为距离喷丝板70cm～100cm；所述对冷却中集束后的高特纶丝束预上油的步骤为：通过油嘴上油部件对高特纶丝束预上油。

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