CN116555925A - 一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涤纶纤维制备技术领域，涉及一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法，装置包括缓冷器、整流风筒和油嘴；缓冷器安装在纺丝箱体的底部，其内部具有“8字串联”型排布的加热棒I，喷丝板被加热棒I包围；整流风筒为短整流风筒或长整流风筒，整流风筒的整流孔斜向下方，且倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°~60°；油嘴为单进双出可调节油量的油嘴；方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；本发明的装置结构简单，能够满足涤纶细旦及异形丝对纺丝温度、冷却成型条件、上油、张力调整等方面的要求；本发明的方法制备简单，产品性能优异。

Description

一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法

技术领域

本发明属于涤纶纤维制备技术领域，涉及一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法。

背景技术

涤纶长丝是目前使用最为广泛的合成高聚物之一，具有优异的性能，被广泛的应用于纺织、包装、医疗、汽车、安全防护等领域。随着社会的进步，人民生活水平的提高，对涤纶长丝的差别化、功能化需要越来越高。涤纶长丝的差别化纤维主要以形态（细旦、异形截面等）、高性能（高强、高模、低缩等）、高功能（高感性、吸湿性、透湿防水性、抗静电及导电性和抗菌性等）为主要改性方向。目前市场上应用较为广泛的主要有细旦、吸湿排汗、防水透湿、大有光、中空保温、全消光、阳离子可染、阻燃、抗菌、抗紫外线等品种。而使用细旦和异形截面纤维形成的织物手感柔软，且具备吸湿排汗、防水透湿等优良性能，主要用于高端面料，市场前景广阔。但现有装置，开发这类品种难度大，生产成本高，严重制约行业发展。

目前国内外最先进的涤纶长丝熔体直纺纺丝装置为德国巴马格的全套纺丝设备，包括计量泵、纺丝箱体、风箱、整流风筒、上油泵和卷绕机。但随着人民对更高纺织物品质、功能的要求不断提高，即便现有先进的进口装置依然无法完全满足新产品的开发。

例如纺丝箱体喷丝板面温度达不到超细旦多孔纤维的要求，使纤维容易出现断头、毛丝甚至无法生头的问题；喷丝板暴露在空气中，在生产超细旦纤维时，熔体挤压量小，熔体细流挤出时的所带的热量少，无法给喷丝板面提供较高的温度，容易断头；当生产中风筒冷却风吹向喷丝板面，降低喷丝板面温度，也容易断头。

例如文献1（《涤纶长丝生产》.[M].北京：中国纺织出版社1995.）中记载，生产超细旦丝多采用外环吹冷却的方法，但由于超细旦多孔的单丝非常细而且根数较多，风速过大时丝条发硬，单丝易断，风速较小，穿透力不强，丝条冷却不到位，出现粘连。生产6dtex /6f、8dtex /6f等产品时由于总纤度较低而单丝纤度较大，而总纤度低需要较小的冷却风压，但单丝纤度高又需要较高的冷却风压，这就导致冷却风速不易调整；当风压较小时，因为单丝较粗，冷却不充分、不均匀，条干不匀率CV值较大；风压较高时，由于丝条根数少，冷却风易产生紊流，丝条抖动厉害，条干不匀率CV值也较大。生产异形丝，由于截面异形，冷却风吹向丝条时与丝条接触的距离不同，使丝条表面冷却效果不同，采用现有技术中的外环吹风冷却时，风速过大丝条很快成型，丝条内部分子结构不均匀，纺丝张力就变得较大，容易毛丝断头，且风速过小，丝条得不到充分冷却，条干不匀率CV值较大且丝条的异形度低。

例如纺丝上油是长丝生产的一道重要工序，上油的均匀性，上油量、油嘴与丝条的角度都会影响丝条的品质。产品规格不同，上油的位置、角度及上油量不同，否则极易出现上油不均，产生严重的质量问题。但超细旦及异形丝，因总纤度低、单丝细、丝条截面异形等因素，对丝条上油条件要求极高。现有技术条件下，上油的工艺参数是根据整体生产情况来设定的，但每一锭丝的丝路和生产情况存在一定的偏差，比如由于设备一些难以发现的变形等都会造成丝路存在一些问题，导致该锭丝上油角度不是最佳状态，而丝条的上油角度无法进行单锭调节，导致单锭丝条会出现上油不均，张力偏差大等问题。而且由于油剂管道一般为18~24个纺位提高油剂，导致个别生产超细旦纺位的油压相对偏大，上油量偏多且不易调节，多孔丝因为根数多需要采用双油嘴上油，然后集束成单束丝，但文献1（《涤纶长丝生产》.[M].北京：中国纺织出版社1995.）中，采用单独的两个上油嘴分别连接两个单独的油泵上油，导致丝条出现上油不均，或者单油泵出现故障，而丝条含油测不出造成严重产品事故的问题。

专利CN105019059A提供一种超柔超细聚酯纤维及其制备方法，通过选择国外新型油嘴，使丝束得到更好的上油效果（上油效果更好是指：同样的工艺参数，能使丝条的上油更加均匀，油嘴摩擦力小，对丝条的磨损也更小），同时也适当提高 FDY 丝条的含油率，通过选择渗透扩散性好、润湿性好的油品，提高超柔超细聚酯纤维上油均匀性，并未解决现有技术中整线生产中单纺位或单锭位上油不均，含油量偏差的问题。

如图14所示，现有技术的缓冷器包括加热棒II 28.1、喷丝板通孔28.2、接线端子I28.3、接线端子II 28.3和温度传感器III 28.5，现有技术中加热棒II 28.1的排布是“□”型，加热棒II 28.1在喷丝板通孔28.2四周，加热棒II 28.1离喷丝板5位置距离较远，且由于喷丝板5和喷丝板通孔28.2是圆形的，喷丝板通孔28.2内壁上各个点离最近的加热棒II28.1的距离不等，这样在加热时，喷丝板与喷丝板之间的受热温度差别较大，造成加热不均且加热效率偏低的问题，尤其两端位置属于三面散热，散热面较大，温度较中间位置温度低。

专利CN107988649B提供超细涤纶低弹丝及其制备方法，在冷却时，保持纵向高度不变，增大缓冷腔室的横截面积，同时缓冷腔室采用保温的方式保持喷丝板的板面温度，但并无法阻止冷却风吹向喷丝板，因此未解决喷丝板受冷却装置冷却风的影响导致板面温度低的问题。

因此，研究一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法，以解决上述问题具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置和方法。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，包括纺丝箱体、熔体管道、连接板、纺丝组件、缓冷器、隔热板、冷却装置、油嘴和导丝钩，纺丝组件底部为喷丝板，冷却装置包括风箱和整流风筒，整流风筒位于风箱内，丝条从整流风筒内部穿过，冷却风通过风管进入风箱内部，然后经过整流风筒整流均压均速，吹向丝条，起到冷却丝条成型的作用；纺丝箱体内部密闭通入有高温联苯蒸汽，缓冷器属于外联电加热，隔热板主要是减少缓冷器的热量散失；缓冷器安装在纺丝箱体的底部，缓冷器内部具有“8字串联”型排布的加热棒I，喷丝板被加热棒I包围；

本发明首次提出“8字串联”型排布，如图3所示，“8字串联”型排布的加热棒I相当于多个圆形串联起来，每个圆形加热棒包裹住一个缓冷器上的喷丝板通孔，喷丝板通孔内壁上各个点离最近的加热棒的距离相对现有技术缩短了，而且更加均等，当缓冷器加热时，热量第一时间传递给各喷丝板，所以加热效率和加热均匀性较现有技术提高很多；更高的加热效率，意味着喷丝板面的温度会保持均匀稳定，熔体流动性强，挤出时更加顺畅，有效消除注头、飘丝、断头等问题，而且喷丝板面温度均匀，异形丝在后纺时的染色M率非常好；

整流风筒为短整流风筒或长整流风筒，整流风筒的整流孔斜向下方，且倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°~60°，相较于传统横向吹向丝条的冷却方式，本发明对喷丝板温度的影响非常低，而且减少与丝条垂直向下高速运行时产生的气流之间的冲突，降低对丝条的扰动，若倾斜方向与丝条轴向的夹角大于这个范围，冷却风流向喷丝板的风量增加，小于这个范围，冷却风直接吹向丝条的风量减少，冷却不充分；

当整流风筒为短整流风筒，用于缩短吹风区间时，风箱包括上风箱、第一密封垫、第一风筒座、第二密封垫、下风箱、第二风筒座和整流板，整流板安装在下风箱的侧面；第二风筒座固定在下风箱内，第一风筒座固定在第二风筒座上方，两者之间通过第二密封垫密封；所述短整流风筒固定在第一风筒座上，两者之间通过第一密封垫密封；上风箱压缩短整流风筒向下与下风箱通过螺栓固定连接，使短整流风筒、第一风筒座、第二风筒座之间压紧密封、固定；

当整流风筒为长整流风筒，用于增大冷却区间时，风箱包括上风箱、连接风箱、第二密封垫、下风箱、第二风筒座和整流板，整流板安装在下风箱的侧面；第二风筒座固定在下风箱内；所述长整流风筒固定在第二风筒座的上方，两者之间通过第二密封垫密封；所述连接风箱为中空立方体结构；连接风箱与下风箱通过螺栓固定连接，上风箱压缩长整流风筒向下，与连接风箱固定连接，使长整流风筒、第二风筒座之间压紧密封、固定；

专利CN202011257760.2公开的组合式风箱，其所谓的调节高度主要是增加高度，而不能缩减高度；其分为上风室和下风室，每个风室均开设有出风口，属于两个独立的冷却单元，这样的设计造成两个风室之间存在一定的风速、风压的偏差，无法保证冷却风通过整流风筒整流后吹向丝条风速、风压是相同的，在冷却底线密度纤维的时候比较好，但冷却异形丝和多孔超细旦纤维效果不好；其喇叭口型的设计，下端出风口缩小，相当于冷却风是斜向上朝喷丝板方向吹风，虽然丝条的冷却时间更充分，但也导致冷却风更多的吹向喷丝板，导致喷丝板面温度下降较多，造成丝条易断头、飘丝、注头。而本发明的风箱吹风区间的既能增加吹风区间高度，又能降低吹风区间高度，而且整流风筒是斜向下吹风，减少冷却风对喷丝板温度的影响，再者冷却风从一个进风口进入风箱，通过整流风筒整流后吹向丝条，这样保证每一处的冷却风的风速风压都是相同的。

即使专利CN202011257760.2的组合式风箱配合斜向下方的整流孔，也不能实现“每一处的冷却风的风速风压都是相同的”，这是因为专利CN202011257760.2的组合式风箱属于两个独立的冷却单元，两个风室之间存在一定的风速、风压的偏差，所以风压、风速是不同的，那么就不能保证每一处的冷却风的风速和风压相同，而且其下风室是喇叭口型的设计，下端出风口缩小，相当于冷却风是斜向上朝喷丝板方向吹风，这与本发明的斜向下吹风方式是相反的。这样设计的话，上风室和下风室的冷却风通过整流风筒的角度完全相反，吹向丝条的冷却风会存在很大偏差。

如图21所示，现有技术中的冷却装置包括上风箱、连接风箱、第二密封垫、下风箱、第二风筒座和中整流风筒；其中，中整流风筒为现有技术中的普通整理风筒，整流孔水平设置，即整流孔的方向与丝条轴向的夹角为90°，高度为b，即180mm；本发明的长整流风筒的高度为c，短整流风筒的高度为a，上风箱的高度为d，下风箱的高度为e，连接风箱的高度为f，第一风筒座的高度为g，第二风筒座的高度为h，整流风筒高度c＞b＞a；

所有高度的对应关系如下：b+d+e+h=c+h+d+e-f=a+d+e+g+h；

最后得出：b=c-f=a+g，即长整流风筒的高度c等于中整流风筒的高度b加上连接风箱的高度f；短整流风筒的高度a等于中整流风筒的高度b减去第一风筒座的高度g；本发明中的整流风筒包括但不限于长整流风筒和短整流风筒，其高度也并非固定；以上高度可以根据实际工艺需求自由组合，通过各种高度搭配实现冷却吹风区间高度的调整；

本发明基于对生产现状及设备结构的调研和思考，本着“节约、灵活”的思路，通过采用组装式、组合式的风箱来解决目前存在的问题，提供一种高效、可调节冷却吹风区间的冷却装置，采用不同高度的整流风筒（整流孔斜向下方）、不同高度的风筒座，以及固定高度的连接风箱，根据工艺所需对它们进行组合，最终延长或缩短冷却吹风区间高度，达到“降风速、增风量或提风速、降风量”目的。这样的优点：一是可以在生产多孔细旦丝时适当提高冷却风速，缩短冷却吹风区间，使丝条产生的热量能够充分中和后被带走，防止丝条之间粘连；二是在生产总纤度低而单丝粗的细旦纤维时，延长却吹风区间，降低风速，使单丝的热量被充分中和后带走，防止皮芯结构的出现；三是在生产异形纤维时，通过延长冷却吹风区间，降低风速，相当于总的冷却风量没有减少，但冷却风以更长的距离对丝条进行冷却，可以解决条干差、冷却不充分、截面异形度差的问题；

长整流风筒的高度c、连接风箱的高度f、短整流风筒的高度a和第一风筒座的高度g的关系满足：c-f=a+g=180mm；

油嘴为单进双出可调节油量的油嘴；

本发明可以使用同一个上油泵供油，改变了传统方式双上油泵对应双油管连接两个单独的油嘴，避免了生产细旦丝及异形丝时分别供油造成含油偏差较大，或者一根油管堵塞但丝饼依然含油，无法在生产中发现供油异常，这是因为两个单独的油嘴是给一束丝上油，一根油管对应一个上油嘴，当其中一根油管堵塞时，另一根却正常出油，所以这束丝依然含油，不会出现断头，故无法检测。而且该发明可通过对上油含量进行微调节，满足丝条最佳上油条件。本发明的油嘴，使用同一根上油管，上油含量是确定的，当上油管堵塞时，两个上油瓷件的出油口就都不会出油，这样整束丝都不会含油，造成丝条与丝道的摩擦增大，会断头，可以避丝束免卷绕成型后的含油质量问题；当只是其中一个上油瓷件堵塞的话，油剂就只能从另一个油嘴出油，这样丝条的上油含量是不变的，与其它丝束的含油并没有区别；其中，单位时间内的出油量是由油泵转速来决定的，油泵运转的时候，不仅计量了精确的流量，而且还给予油剂一定的压力，当油剂从油泵里输送出来后，进入到油嘴，当一个上油瓷件堵住了，那么本该从这个上油瓷件流出的油剂就只有两个路径，一个是憋压后，后续的油剂无法继续输送上来而在油泵内空转，另一个是寻找另外的出口，在输送管路压力小于油压的地方泄漏出来（比如快插漏油），显然本发明采用一根油管两个上油瓷件，油剂在油压作用下，会选择从压力较小的出口流出，即从另一个上油瓷件流出。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，油嘴包括第一球形基座、第二球形基座、球形连接杆、油嘴杆和上油瓷件；

第一球形基座为底部设有圆孔I的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第一耳朵；第一耳朵上设有第一螺栓孔；

第二球形基座为底部设有圆孔II的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第二耳朵；第二耳朵上设有第三螺栓孔和第二螺栓孔；

第一球形基座与第二球形基座碗口方向贴合安装，并且第一耳朵与第二耳朵相对且有间隙，第一螺栓孔与第三螺栓孔同心，可以通过螺栓分别穿过第一螺栓孔与第三螺栓孔将它们连接起来，最终使用螺栓穿过第二螺栓孔固定在油架；

球形连接杆为被圆孔III贯穿的球形结构，圆孔III的两端分别为第一内螺纹和第二内螺纹；第一内螺纹是用来安装快插，输油管插入快插内可以往油嘴内输送油剂；

球形连接杆安装在第一球形基座与第二球形基座合围后形成的空腔内；圆孔I、圆孔II、圆孔III同心，且圆孔II的内径大于圆孔III的内径，圆孔I与圆孔II的内径相同；

第二球形基座还设有定位螺纹孔，定位螺纹孔内可以旋入顶丝，使用顶丝固定球形连接杆；具体地，顶丝给球形连接杆一个预紧力，球形连接杆在第一球形基座与第二球形基座合围后形成的空腔内被顶丝顶死，就无法旋转了；

第一球形基座与第二球形基座贴合之后，第一耳朵与第二耳朵之间不贴合，这样螺栓通过第一螺栓孔和第三螺栓孔后与螺母锁紧可以确保第一球形基座与第二球形基座贴合紧密，从而使球形连接杆可以自由旋转、无卡顿；

油嘴杆由圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆组成；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆/>为中空结构；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆/>的中轴线在同一平面上，且圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆/>的中轴线垂直于圆柱杆II的中轴线；圆柱杆II的周面上开有3个连接孔；圆柱杆I位于圆柱杆II的一侧，圆柱杆III和圆柱杆/>位于圆柱杆II的另一侧；圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆/>的一端分别通过连接孔与圆柱杆II连接；

油嘴杆的圆柱杆I的另一端与第二内螺纹连接；圆柱杆III和圆柱杆的另一端分别通过第一顶丝与上油瓷件连接且采用氟橡胶O型圈密封；圆柱杆II的两端分别安装有第一调节顶丝，第一调节顶丝可调节上油含量；

本发明的油嘴可以径向360°调整；而现有装置中的油嘴均为刚性连接杆连接油嘴在安装在油架上（如图11所示，图中24为现有技术油嘴杆），油嘴的上油孔与丝条在竖直方向呈一定角度，但在水平方向上只能保持90°角度，由于是刚性连接，无法调节单锭油嘴的水平和竖直方向角度，这就使得当单锭丝条出现上油问题时，需要综合整纺位上油情况，整体进行调节，往往出现这一锭好了，其它锭就有问题了，给单锭管理、工艺调整带来很大困难；

而且相较于传统的一根油管对应一个上油嘴的方式，本发明的油嘴是一根油管对应两个油嘴，对于多孔丝而言，避免两根不同油管上油量不同，造成丝饼之间含油偏差较大，或者一根油管堵塞但丝饼依然含油，无法检测出丝饼含油异常。

实际生产中，少孔细旦丝总线密度较低，所消耗的油量较少，所以需要排量较小的油剂泵，但越是排量小的油剂泵输出油剂时脉冲波动越明显，油嘴无法在末端调节上油含量，导致生产少孔细旦丝时上油含量偏差大，而本发明得油嘴末端带有第一调节顶丝，可以在纺丝前通过测量对比一定时间内的每一锭油嘴出油量，然后通过调节第一调节顶丝，对出油量偏大或偏小的油嘴进行精细化微调，解决了上油偏差大的问题。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述缓冷器的厚度为30mm；所述隔热板设置在缓冷器的下方。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述缓冷器通过接线柱Ⅰ和接线柱Ⅱ采用外连接电加热方式，所述缓冷器的左端和右端分别设有温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ；

在缓冷器两端安装温度传感器，监测两端温度，因为两端一般与外界接触的面较大，温度较中间部位低，当这两个部位的温度数据与中间部位温度偏差较大，需要对两边部位进行进一步的保温处理，减少热量散失，实现加热板热量均衡；具体的保温处理为：在最左端和最右端的两锭喷丝板的周围，于缓冷器上使用硅酸铝保温棉进行填充、包裹，并使用刚性零件对保温棉进行固定。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述圆柱杆III和圆柱杆关于圆柱杆I的中轴线对称分布，且圆柱杆III和圆柱杆/>的距离是15mm。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述第一风筒座的底部设有凸圆，所述第二风筒座的上部设有凹槽；所述第一风筒座固定在第二风筒座上方是指：所述第一风筒座位于第二风筒座上方，凸圆与凹槽卡接固定配合。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述导丝钩的连接杆的轴向和径向均刻有精确的计量单位，在生产时可以轴向或径向调节导丝钩的角度或距离，当需要实现径向的角度调节时，旋转导丝钩的连接杆；当需要实现轴向的距离调节时，水平方向移动连接杆，使丝条与油嘴之间达到最佳配合效果，使上油和丝条张力均能最大化得以优化。

如上所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，所述连接板的高度B为72mm~110mm，起到调节无风区距离（无风区距离的范围是40mm~75mm）的作用，一般熔体管道出浆口到隔热板之间的垂直距离是固定的，纺丝组件的高度也是固定的，当连接板的高度B大的时候，无风区的距离就小，反之就大。

采用如上任一项所述的制备装置制备一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备方法，纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型。

如上所述的制备方法，制备工艺参数包括：计量泵的流量为0.3~1.8cc/rev，喷丝板的挤出温度为293~295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为19~25℃，风湿为75~85%，风压为10~19Pa，油架高度为620~720mm，卷绕速度为2450~2900m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-2°~0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°~1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为20~24mm。

如上所述的制备方法，制备工艺参数还包括：喷丝板上喷丝孔数为6~10；喷丝孔为圆形孔，直径为0.16~0.22mm；

制得的细旦预拉伸丝的线密度6~12 dtex，单丝线密度1~1.3dtex，含油率为0.40%~0.42%，断裂强度为2.9~3cN/dtex，断裂伸长率为110 .5%~112.5%，条干不匀率（CV%值）为0.72~0.75，满卷率99.05%~99.65%。

如上所述的制备方法，制备工艺参数还包括：喷丝板上喷丝孔数为72~288；喷丝孔为圆形孔，直径为0.1~0.16mm；

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度25~127dtex，单丝线密度0.35~0.46dtex，含油率为0.42%~0.45%，断裂强度为2.9~3cN/dtex，断裂伸长率为113.5%~114.5%，条干不匀率（CV%值）为0.73~0.78，满卷率99.05%~99.65%。

如上所述的制备方法，制备工艺参数还包括：喷丝板上喷丝孔数为36~144；喷丝孔为一字型或十字型；一字型截面长宽比为3~4:1；十字型单叶的截面为矩形，矩形长宽比为4~5:1；

制得的异形涤纶预拉伸丝线密度83~137 dtex，单丝线密度为0.58~3.42dtex，含油率为0.41%~0.45%，断裂强度为2.8~2.9cN/dtex，断裂伸长率为110.5%~113.5%，条干不匀率（CV%值）为0.83~0.86，满卷率99.15%~99.73%。

有益效果

（1）本发明的装置结构简单，实用性强，各零部件模块化、小巧化设计，安装操作方便，能够有效满足涤纶细旦及异形丝对纺丝温度、冷却成型条件、上油、张力调整等方面的苛刻要求，利于细旦丝、异形丝的开发和生产；

（2）本采用一种斜向下吹风的整流风筒，改变传统的冷却风横向吹向丝条的冷却方式，使冷却风斜向下角度吹向丝条，降低对丝条的扰动；

（3）本发明可以有效利用现有技术装置，在不破坏、损失现有装备技术的同时，通过增设连接风箱及第二风筒座、不同高度的整流风筒，解决现有技术中生产细旦及异形丝时出现的冷却条件不充分，冷却均匀性较差等问题。

附图说明

图1为纺丝箱体的结构示意图；

图2为连接板的结构示意图；

图3为本发明缓冷器的结构示意图；

图4为增大冷却区间时，本发明冷却装置的剖面图；

图5为增大冷却区间时，本发明风箱的整体示意图；

图6为本发明整流风筒的整流孔示意图；

图7为本发明油嘴的结构示意图；

图8为本发明油嘴的俯视图

图9为本发明的第一球形基座、第二球形基座和球形连杆的整体示意图；

图10为现有技术油嘴的剖视图；

图11为本发明油嘴与现有技术油嘴安装在油架上的对比俯视示意图；

图12为本发明的导丝钩的示意图；

图13为纺丝流程示意图；

图14为现有技术缓冷器的示意图；

图15为本发明的第二球形基座的示意图；

图16为本发明的球形连接杆的示意图；

图17为本发明的第一球形基座的示意图；

图18为本发明的油嘴杆的示意图；

图19为本发明的上油瓷件的示意图；

图20为本发明的调节顶丝的示意图；

图21为现有技术冷却装置的爆炸示意图；

图22为本发明缩短吹风区间时冷却装置的爆炸示意图；

图23为本发明增大吹风区间时冷却装置的爆炸示意图；

图24为本发明的十字型喷丝孔的结构示意图；

图25为长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度；

图26为导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度；

图27为丝条与导丝钩架前端面的距离；

其中，1-纺丝箱体，2-熔体管道，2.1-计量泵，3-连接板，4-纺丝组件，5-喷丝板，6-缓冷器，6.1-温度传感器I，6.2-温度传感器II，6.3-接线柱I，6.4-接线柱II，6.5-加热棒I，7-隔热板，8-风箱，8.1-上风箱，8.2-第一密封垫，8.3-连接风箱，8.4-第一风筒座，8.5-第二密封垫，8.6-下风箱，8.7-第二风筒座，8.8-整流板，9-整流风筒，9.1-短整流风筒，9.2-中整流风筒，9.3-长整流风筒，10-油嘴，10.1-第一内螺纹，10.2-第一球形基座，10.3-第一螺栓孔，10.4-第一耳朵，10.5-第二螺栓孔，10.6-第三螺栓孔，10.7-第二耳朵，10.8-定位螺纹孔，10.9-第二球形基座，10.10-球形连接杆，10.11-第二内螺纹，10.12-第一调节顶丝，10.13-第一顶丝，10.14-上油瓷件，10.141-集油槽I，10.142-集油槽II，11-导丝钩，12-丝条，22- O型圈，23-油嘴杆，24-现有技术油嘴杆，25-油架，26-导丝构架，27-卷绕机，28.1-加热棒II，28.2-喷丝板通孔，28.3-接线端子I，28.4-接线端子II，28.5-温度传感器III。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例和对比例中涉及到的测试方法如下：

断裂强度：根据《GB/T 14343化学纤维长丝拉伸性能试验方法》，采用瑞士USTER-IV型强伸仪在等速均匀拉力的情况下将长度为250mm的纤维拉至断裂，从数据显示中得到试样的断裂强度；其中，拉伸速度根据平时的经验设定一数据，观察断裂时间，如果断裂时间在20±3s内，则拉伸速度合适；如果断裂时间小于17s，则降低拉伸速度，如果断裂时间大于23s，增大拉伸速度，直到断裂时间符合要求。

断裂伸长率：根据《GB/T 14343化学纤维长丝拉伸性能试验方法》，采用瑞士USTER-IV型强伸仪在等速均匀拉力的情况下将长度为250mm的纤维拉至断裂，从数据显示中得到试样的断裂伸长率；其中，拉伸速度根据平时的经验设定一数据，观察断裂时间，如果断裂时间在20±3s内，则拉伸速度合适；如果断裂时间小于17s，则降低拉伸速度，如果断裂时间大于23s，增大拉伸速度，直到断裂时间符合要求。

条干不匀率（CV%值）：根据《GB/T 8960-2015涤纶牵伸丝》，采用瑞士USTER-IV型条干仪测得，丝条经过检测处由两块平行金属板组成的空气电容时，由于丝条单位长度重量的变化，而引起电容量相应改变，电容量的变化率与检测电容器极板间丝条重量的变化呈直线关系，通过自动积分仪，显示不匀率，从而得到丝条的条干不匀率。

满卷率：根据《涤纶长丝生产》，满卷率反应长丝生产过程中运转状态是否正常的指标，各种设备均规定了满卷筒子的重量，满卷率低说明丝条生产过程不稳定，断头较多。

含油率：根据《GB/T 8960-2015涤纶牵伸丝》，采用核磁共振纤维上油率测定仪，根据核磁共振的方法选取200米纤维来测试丝条的上油率，即含油率。

截面异形度：异形度测试方法为化学纤维异形度试验方法，具体为FZ-T5002-2013中华人民共和国纺织行业标准：相对径向异形度Dr=（1-r/R）*100%。

含油偏差：含油偏差指的是含油的均匀程度，根据《GB/T 8960-2015涤纶牵伸丝》，采用核磁共振纤维上油率测定仪，根据核磁共振的方法选取一段纤维来测试丝条的上油率（含油率），丝条含油率实际值与要求值差值的绝对值；含油率要求值为与客户协商确定的含油率设定值。

本发明实施例和对比例中纺丝熔体为特性粘度为0.660 ±0.005dl/g的聚酯（PET）熔体。

一种细旦涤纶预拉伸丝的制备装置，如图1~9、11~13、15~20、22~24包括纺丝箱体1、熔体管道2、计量泵2.1、连接板3、纺丝组件4、缓冷器6、隔热板7、冷却装置、油嘴10和导丝钩11；

如图2所示，连接板3的高度B为72mm~110mm；

如图3所示，缓冷器6的厚度为30mm，缓冷器6安装在纺丝箱体1的底部，缓冷器6内部具有“8字串联”型排布的加热棒I6.5；缓冷器6通过接线柱Ⅰ 6.3和接线柱Ⅱ 6.4采用外连接电加热方式，缓冷器6的左端和右端分别设有温度传感器Ⅰ 6.1和温度传感器Ⅱ 6.2；纺丝组件4底部为喷丝板5，喷丝板5被加热棒I 6.5包围；

隔热板7设置在缓冷器6的下方；

冷却装置包括风箱8和整流风筒9，整流风筒9位于风箱8内，

如图6所示，整流风筒9为短整流风筒9.1或长整流风筒9.3，整流风筒9的整流孔斜向下方，且倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°~60°；

如图22所示，当整流风筒9为短整流风筒9.1时，风箱8包括上风箱8.1、第一密封垫8.2、第一风筒座8.4、第二密封垫8.5、下风箱8.6、第二风筒座8.7和整流板8.8；

第二风筒座8.7固定在下风箱8.6内；第一风筒座8.4的底部设有凸圆，第二风筒座8.7的上部设有凹槽；第一风筒座8.4位于第二风筒座8.7上方，凸圆与凹槽卡接固定配合，且第一风筒座8.4与第二风筒座8.7之间通过第二密封垫8.5密封；短整流风筒9.1固定在第一风筒座8.4上，两者之间通过第一密封垫8.2密封；上风箱8.1与下风箱8.6固定连接；整流板8.8安装在下风箱8.6的侧面；

如图4~5、23所示，当整流风筒9为长整流风筒9.3时，风箱8包括上风箱8.1、连接风箱8.3、第二密封垫8.5、下风箱8.6、第二风筒座8.7和整流板8.8；

第二风筒座8.7固定在下风箱8.6内；长整流风筒9.3固定在第二风筒座8.7的上方，两者之间通过第二密封垫8.5密封；连接风箱8.3为中空立方体结构；连接风箱8.3与下风箱8.6固定连接，上风箱8.1与连接风箱8.3固定连接；整流板8.8安装在下风箱8.6的侧面；

长整流风筒9.3的高度c、连接风箱8.3的高度f、短整流风筒9.1的高度a和第一风筒座8.4的高度g的关系满足：c-f=a+g=180mm；

如图7~9、11、15~20所示，油嘴10包括第一球形基座10.2、第二球形基座10.9、球形连接杆10.10、油嘴杆和上油瓷件10.14；

第一球形基座10.2为底部设有圆孔I的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第一耳朵10.4；第一耳朵10.4上设有第一螺栓孔10.3；

第二球形基座10.9为底部设有圆孔II的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第二耳朵10.7；第二耳朵10.7上设有第三螺栓孔10.6和第二螺栓孔10.5；

第一球形基座10.2与第二球形基座10.9碗口方向贴合安装，并且第一耳朵10.4与第二耳朵10.7相对且有间隙，第一螺栓孔10.3与第三螺栓孔10.6同心；第二螺栓孔10.5用于被螺栓穿过与油架固定连接；

球形连接杆10.10为被圆孔III贯穿的球形结构，圆孔III的两端分别为第一内螺纹10.1和第二内螺纹10.11；

球形连接杆10.10安装在第一球形基座10.2与第二球形基座10.9合围后形成的空腔内；圆孔I、圆孔II、圆孔III同心，且圆孔II的内径大于圆孔III的内径，圆孔I与圆孔II的内径相同；

第二球形基座10.9还设有定位螺纹孔10.8；定位螺纹孔10.8内可以旋入顶丝，使用顶丝固定球形连接杆10.10；

油嘴杆由圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆组成；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆/>为中空结构；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆/>的中轴线在同一平面上，且圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆/>的中轴线垂直于圆柱杆II的中轴线；圆柱杆II的周面上开有3个连接孔；圆柱杆I位于圆柱杆II的一侧，圆柱杆III和圆柱杆/>位于圆柱杆II的另一侧；圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆/>的一端分别通过连接孔与圆柱杆II连接；圆柱杆III和圆柱杆/>关于圆柱杆I的中轴线对称分布，且圆柱杆III和圆柱杆/>的距离是15mm；

油嘴杆的圆柱杆I的另一端与第二内螺纹10.11连接；圆柱杆III和圆柱杆的另一端分别通过第一顶丝10.13与上油瓷件10.14连接且采用O型圈22密封；圆柱杆II的两端分别安装有第一调节顶丝10.12；

如图12所示，导丝钩11的连接杆的轴向和径向均刻有精确的计量单位。

具体使用过过程，如图13所示，为：纺丝箱体1上端的计量泵2.1通过泵内的齿轮精确分配熔体流量，并通过熔体管道2将熔体输送到连接板3，熔体再依次进入纺丝组件4、喷丝板5，然后从喷丝板5中挤出成为熔体细流，经过缓冷器6、冷却装置内的整流风筒9冷却成为丝条12，最后在油嘴10上集束上油，经过导丝钩11进入卷绕机27卷绕成型。

现采用具体的实施例和对比例对本发明的方案进行解释说明，其中，每个实施例、对比例制得的预拉伸丝的线密度、单丝线密度、含油率、含油偏差、断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率（CV%值）、满卷率，是同一个纺位的10锭位（即对应10个喷丝板）的预拉伸丝的平均值。

实施例1

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为95mm；整流风筒为长整流风筒，高度为250mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为45°；调节圆柱杆II的两端的第一调节顶丝，关闭一个上油出口，并使得油压为0.018Pa。

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.3cc/rev，喷丝板的挤出温度为293℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为19℃，风湿为75%，风压为12Pa，卷绕速度为2450m/min，如图25所示，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-2°，如图26所示，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，如图27所示，丝条与导丝钩架前端面的距离为20mm；喷丝板上喷丝孔数为6；喷丝孔为圆形孔，直径为0.16mm。

制得的细旦预拉伸丝的线密度为6 dtex，单丝线密度为1dtex，含油率为0.4%，含油偏差为0.0048%（数据见表1），断裂强度为2.9cN/dtex，断裂伸长率为112.5%，条干不匀率（CV%值）为0.72，满卷率99.05%，无皮芯结构。

表1

对比例1

一种细旦涤纶预拉伸丝的制备装置，基本同实施例1，不同之处在于制备装置中缓冷器如图14所示（厂商：盐城市荣翔机械科技有限公司，长1200mm，宽150mm，厚30mm，材质为铝合金，工作温度为320~330℃，最高加热温度350℃，额定容量为两相、380V、4.0KW(±10%））；冷却装置如图21所示（厂商 oerlikon barmag ，型号：EvoQuench环吹冷却系统）；如图10所示，油嘴为刚性连接杆连接油嘴（厂商：oerlikon barmag ，型号：1-010-3767 ），同一个锭位的油嘴的个数为1个。

一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，采用上述制备装置，不同之处仅在于制备工艺参数中风压为25Pa。

制得细旦预拉伸丝的线密度6dtex，单丝线密度1dtex，含油率为0.51%，含油偏差为0.1085%（数据见表2），断裂强度为2.4cN/dtex，断裂伸长率为101.5%，条干不匀率（CV%值）为1.96，满卷率50.61%，有皮芯结构。

与实施例1相比，对比例1的断裂强度低于实施例1，这是因为喷丝板温度较低，熔体挤出效果较差，丝条的去向和结晶程度较小，断裂强度低。

与实施例1相比，对比例1的满卷率小于实施例1，这是因为对比例1中的缓冷器加热棒II多采用“□形分布”，加热棒在喷丝板通孔四周，离喷丝板位置距离较远，喷丝板通孔内壁上各个点离最近的加热棒的距离不等，这样在加热时，各喷丝板之间的受热温度差别较大，造成加热不均且加热效率偏低的问题，尤其是最左锭和最右锭，三面散热，散热面较大，温度较中间位置温度低，喷丝板面温度较低，熔体流动性差，熔融挤出效果不好，从喷丝孔挤出时剪切力大，易断头，因此满卷率低。

与实施例1相比，对比例1的条干不均匀率CV%大于实施例1，这是因为对比例1中冷却装置的整流风筒的孔为水平设计，冷却风与丝条垂直向下高速运行时产生的气流产生冲突，对丝条干扰严重，而实施例1中的整流风筒的孔为斜向下设计，减少了对丝条干扰严重；

与实施例1相比，对比例1的细旦涤纶预拉伸丝有皮芯结构，这是因为实施例1的风压低，整流风筒高，从而延长了冷却吹风区间，降低风速，使单丝的热量被充分中和后带走，起到了防止皮芯结构的作用。

与实施例1相比，对比例1的含油偏差大于实施例1，这是因为少孔细旦丝总线密度较低，所消耗的油量较少，所以需要排量较小的油剂泵，但越是排量小的油剂泵输出油剂时脉冲波动越明显，对比例1中的油嘴，无法在末端调节上油含量，导致生产少孔细旦丝时上油含量偏差大，而实施例1的油嘴末端带有第一调节顶丝，可以在纺丝前通过测量对比一定时间内的每一锭油嘴出油量，然后通过调节第一调节顶丝，对出油量偏大或偏小的油嘴进行精细化微调，解决了上油偏差大的问题。

表2

实施例2

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为90mm；整流风筒为长整流风筒，高度为240mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为45°；调节圆柱杆II的两端的第一调节顶丝，关闭一个上油出口，并使得油压为0.022Pa。

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.3cc/rev，喷丝板的挤出温度为293℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为20℃，风湿为77%，风压为14Pa，卷绕速度为2500m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-2°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为20mm；喷丝板上喷丝孔数为7；喷丝孔为圆形孔，直径为0.18mm。

制得的细旦预拉伸丝的线密度为7 dtex，单丝线密度为1.14dtex，含油率为0.424%，含油偏差为0.0046%（数据见表3），断裂强度为3cN/dtex，断裂伸长率为110.5%，条干不匀率（CV%值）为0.75，满卷率99.65%，无皮芯结构。

具体地，实施例2中对10个锭位的预拉伸丝含油率以及与中心值的偏差如表3所示：

表3

实施例3

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为85mm；整流风筒为长整流风筒，高度为220mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为40°；调节圆柱杆II的两端的第一调节顶丝，关闭一个上油出口，并使得油压为0.028Pa。

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.45cc/rev，喷丝板的挤出温度为295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为21℃，风湿为80%，风压为15Pa，卷绕速度为2550m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-1°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为20.5mm；喷丝板上喷丝孔数为8；喷丝孔为圆形孔，直径为0.22mm。

制得的细旦预拉伸丝的线密度8 dtex，单丝线密度1.25dtex，含油率为0.426%，含油偏差为0.0054%（数据见表4），断裂强度为2.96cN/dtex，断裂伸长率为111.6%，条干不匀率（CV%值）为0.73，满卷率99.6%，无皮芯结构。

表4

实施例4

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为72mm；整流风筒为长整流风筒，高度为200mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为40°；调节圆柱杆II的两端的第一调节顶丝，关闭一个上油出口，并使得油压为0.03Pa。

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.45cc/rev，喷丝板的挤出温度为295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为21℃，风湿为85%，风压为18Pa，卷绕速度为2600m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-1°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为20.5mm；喷丝板上喷丝孔数为10；喷丝孔为圆形孔，直径为0.2mm。

制得的细旦预拉伸丝的线密度10 dtex，单丝线密度1.2dtex，含油率为0.426%，含油偏差为0.0059%（数据见表5），断裂强度为2.98cN/dtex，断裂伸长率为110.8%，条干不匀率（CV%值）为0.73，满卷率99.48%，无皮芯结构。

表5

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实施例5

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为100mm；整流风筒为短整流风筒，高度为155mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.6cc/rev，喷丝板的挤出温度为295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为19℃，风湿为85%，风压为15Pa，卷绕速度为2600m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为21mm；喷丝板上喷丝孔数为72；喷丝孔为圆形孔，直径为0.13mm。

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度25dtex，单丝线密度0.35dtex，含油率为0.45%，含油偏差为0.0050%（数据见表6），断裂强度为3cN/dtex，断裂伸长率为114.5%，条干不匀率（CV%值）为0.75，满卷率99.55%，无粘连。

表6

对比例2

一种细旦涤纶预拉伸丝的制备装置，基本同实施例5，不同之处在于制备装置中缓冷器如图14所示（厂商：盐城市荣翔机械科技有限公司，长1200mm，宽150mm，厚30mm，材质为铝合金，工作温度为320~330℃，最高加热温度350℃，额定容量为两相、380V、4.0KW(±10%））；冷却装置如图21所示（厂商 oerlikon barmag ，型号：EvoQuench环吹冷却系统）；如图10所示，油嘴为刚性连接杆连接油嘴（厂商：oerlikon barmag ，型号：1-010-3767），且同一个锭位的油嘴的个数为2。

一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，采用上述制备装置，不同之处仅在于制备工艺参数中风压为12Pa。

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度25 dtex，单丝线密度0.35dtex，含油率为0.48%，含油偏差为0.1060%（数据见表7），断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为98.5%，条干不匀率（CV%值）为1.82，满卷率90.26%，有粘连。

与实施例5相比，对比例2的断裂强度远低于实施例5，这是因为喷丝板温度较低，熔体挤出效果较差，丝条的去向和结晶程度较小，断裂强度低。

与实施例5相比，对比例2的满卷率小于实施例5，这是因为对比例2中的缓冷器中的加热棒II为“□形分布”加热棒在喷丝板通孔四周，离喷丝板位置距离较远，喷丝板通孔内壁上各个点离最近的加热棒的距离不等，这样在加热时，各喷丝板之间的受热温度差别较大，造成加热不均且加热效率偏低的问题，尤其是最左锭和最右锭，三面散热，散热面较大，温度较中间位置温度低，喷丝板面温度较低，熔体流动性差，熔融挤出效果不好，从喷丝孔挤出时剪切力大，易粘板，易断头，造成满卷率低，而实施例5的加热棒为“8字串联”型排布，喷丝板通孔内壁上各个点离最近的加热棒的距离相对对比例2缩短了，而且更加均等，当缓冷器加热时，热量第一时间传递给各喷丝板，所以加热效率和加热均匀性较对比例2提高很多；更高的加热效率，意味着喷丝板面的温度会保持均匀稳定，熔体流动性强，挤出时更加顺畅，从而有效消除注头、飘丝、断头等问题；

与实施例5相比，对比例2的条干不均匀率CV%大于实施例5，这是因为对比例2中冷却装置的整流风筒的孔为水平设计，冷却风与丝条垂直向下高速运行时产生的气流产生冲突，对丝条干扰严重，而实施例5中的整流风筒的孔为斜向下设计，减少了对丝条干扰严重；

与实施例5相比，对比例2的细旦涤纶预拉伸丝有粘连，这是因为实施例5提高冷却风压，缩短冷却吹风区间（即减少了整流风筒的高度），使丝条产生的热量能够充分中和后被迅速带走，从而起到了防止丝条之间粘连的作用。

与实施例5相比，对比例2的含油偏差大于实施例5，这是因为对比例2中的油嘴为一根油管对应一个上油瓷件，实施例5所使用的油嘴为一根油管对应两个上油瓷件，对于多孔丝而言，对比例2中的两根不同油管上油量不同，造成丝饼之间含油偏差较大。

表7

实施例6

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为90mm；整流风筒为短整流风筒，高度为140mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.6cc/rev，喷丝板的挤出温度为293℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为22℃，风湿为75%，风压为19Pa，卷绕速度为2700m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为21mm；喷丝板上喷丝孔数为72；喷丝孔为圆形孔，直径为0.16mm。

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度33dtex，单丝线密度0.46dtex，含油率为0.42%，含油偏差为0.0050%（数据见表8），断裂强度为3cN/dtex，断裂伸长率为114.5%，条干不匀率（CV%值）为0.73，满卷率99.65%，无粘连。

表8

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实施例7

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为110mm；整流风筒为短整流风筒，高度为160mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为40°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.9cc/rev，喷丝板的挤出温度为294℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为24℃，风湿为80%，风压为14Pa，卷绕速度为2650m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-1°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为23mm；喷丝板上喷丝孔数为216；喷丝孔为圆形孔，直径为0.1mm。

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度83dtex，单丝线密度0.38dtex，含油率为0.44%，含油偏差为0.0060%（数据见表9），断裂强度为2.96cN/dtex，断裂伸长率为113.5%，条干不匀率（CV%值）为0.78，满卷率99.15%，无粘连。

表9

实施例8

采用如上所述的制备装置制备的一种细旦涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为110mm；整流风筒为短整流风筒，高度为150mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为40°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为0.9cc/rev，喷丝板的挤出温度为295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为24℃，风湿为82%，风压为14Pa，卷绕速度为2550m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-2°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为24mm；喷丝板上喷丝孔数为288；喷丝孔为圆形孔，直径为0.1mm。

制得的细旦涤纶预拉伸丝的线密度127dtex，单丝线密度0.44dtex，含油率为0.45%，含油偏差为0.0060%（数据见表10），断裂强度为2.96cN/dtex，断裂伸长率为113.5%，条干不匀率（CV%值）为0.78，满卷率99.05%，无粘连。

表10

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实施例9

采用如上所述的制备装置制备的一种异形涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为100mm；整流风筒为长整流风筒，高度为280mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为60°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为1.8cc/rev，喷丝板的挤出温度为294℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为23℃，风湿为75%，风压为13Pa，卷绕速度为2900m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为24mm；喷丝板上喷丝孔数为36；喷丝孔为十字型；如图24所示，十字型单叶的截面为矩形，矩形长宽比为4:1。

制得的异形涤纶预拉伸丝线密度为123dtex，单丝线密度为3.42dtex，含油率为0.42%，含油偏差为0.0064%（数据见表11），断裂强度为2.8cN/dtex，断裂伸长率为110.5%，条干不匀率（CV%值）为0.83，满卷率99.73%，截面异形度为60%。

表11

对比例3

一种异形涤纶预拉伸丝的制备装置，基本同实施例9，不同之处在于制备装置中缓冷器如图14所示（厂商：盐城市荣翔机械科技有限公司，长1200mm，宽150mm，厚30mm，材质为铝合金，工作温度为320~330℃，最高加热温度350℃，额定容量为两相、380V、4.0KW(±10%））；冷却装置如图21所示（厂商 oerlikon barmag ，型号：EvoQuench环吹冷却系统）；如图10所示，油嘴为刚性连接杆连接油嘴（厂商：oerlikon barmag ，型号：1-010-3767），且同一个锭位的油嘴个数为2。

一种异形旦涤纶预拉伸丝的制备方法，采用上述制备装置，不同之处仅在于制备工艺参数中风压为20Pa。

制得的异形涤纶预拉伸丝的线密度50 dtex，单丝线密度为0.35dtex，含油率为0.5%，含油偏差为0.1170%（数据见表12），断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为99.2%，条干不匀率（CV%值）为2.23，满卷率94.53%，截面异形度为50%。

与实施例9相比，对比例3的断裂强度低于实施例9，这是因为喷丝板温度较低，熔体挤出效果较差，丝条的去向和结晶程度较小，断裂强度低。

与实施例9相比，对比例3的满卷率小于实施例9，这是因为对比例3的缓冷器加热棒II多采用“□形分布”，加热棒在喷丝板通孔四周，离喷丝板位置距离较远，喷丝板通孔内壁上各个点离最近的加热棒的距离不等，这样在加热时，各喷丝板之间的受热温度差别较大，造成加热不均且加热效率偏低的问题，尤其是最左锭和最右锭三面散热，散热面较大，温度较中间位置温度低，喷丝板面温度较低，熔体流动性差，熔融挤出效果不好，从喷丝孔挤出时剪切力大，导致飘丝、断头，从而使得满卷率低。

与实施例9相比，对比例3的条干不均匀率CV%大于实施例9，这是因为对比例3中冷却装置的整流风筒的孔为水平设计，冷却风与丝条垂直向下高速运行时产生的气流产生冲突，对丝条干扰严重，而实施例9中的整流风筒的孔为斜向下设计，减少了对丝条干扰严重，也减少了对喷丝板的影响。

与实施例9相比，对比例3的截面异形度低于实施例9，这是因为实施例9的风压稍低，整流风筒高，这延长了冷却吹风区间，同时降低风速，相当于总的冷却风量没有减少，但冷却风以较慢的速度对丝条进行冷却，使得冷却充分，截面异形度高。

与实施例9相比，对比例3的含油偏差大于实施例9，这是因为对比例3的油嘴为刚性连接杆连接油嘴，无法调节上油的角度，而异形丝由于截面异形这就使得当单锭丝条出现上油问题时，需要综合整纺位上油情况，整体进行调节，往往出现这一锭好了，其它锭就有问题了，给异形丝的单锭管理、工艺调整带来很大困难，而实施例9的油嘴可以大角度调节角度，使异形丝的上油角度达到最合理。

表12

实施例10

采用如上所述的制备装置制备的一种异形涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为110mm；整流风筒为长整流风筒，高度为270mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为55°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为1.8cc/rev，喷丝板的挤出温度为294℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为24℃，风湿为80%，风压为16Pa，卷绕速度为2900m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为0°，丝条与导丝钩架前端面的距离为24mm；喷丝板上喷丝孔数为72；喷丝孔为十字型；十字型单叶的截面为矩形，矩形长宽比为5:1。

制得的异形涤纶预拉伸丝线密度为90dtex，单丝线密度为1.25dtex，含油率为0.41%，含油偏差为0.0040%（数据见表13），断裂强度为2.82cN/dtex，断裂伸长率为110.8%，条干不匀率（CV%值）为0.86，满卷率99.15%，截面异形度为50%。

表13

实施例11

采用如上所述的制备装置制备的一种异形涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为95mm；整流风筒为长整流风筒，高度为250mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为55°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为1.6cc/rev，喷丝板的挤出温度为294℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为29℃，风湿为85%，风压为14Pa，卷绕速度为2850m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为23mm；喷丝板上喷丝孔数为144；喷丝孔为一字型；一字型截面长宽比为3:1。

制得的异形涤纶预拉伸丝线密度为83dtex，单丝线密度为0.58dtex，含油率为0.45%，含油偏差为0.0050%（数据见表14），断裂强度为2.88cN/dtex，断裂伸长率为112.5%，条干不匀率（CV%值）为0.84，满卷率99.35%，截面异形度为70%。

表14

实施例12

采用如上所述的制备装置制备的一种异形涤纶预拉伸丝的制备方法，制备装置具体选择为：连接板的高度B为90mm；整流风筒为长整流风筒，高度为240mm；倾斜方向与丝条轴向的夹角为50°；

具体的制备方法为：纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型；

制备工艺参数为：计量泵的流量为1.6cc/rev，喷丝板的挤出温度为295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为25℃，风湿为85%，风压为14Pa，卷绕速度为2870m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为23mm；喷丝板上喷丝孔数为144；喷丝孔为一字型；一字型截面长宽比为4:1。

制得的异形涤纶预拉伸丝线密度为137dtex，单丝线密度为0.95dtex，含油率为0.45%，含油偏差为0.0040%（数据见表15），断裂强度为2.9cN/dtex，断裂伸长率为113.5%，条干不匀率（CV%值）为0.83，满卷率99.66%，截面异形度为75%。

表15

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Claims (10)

1.一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，包括纺丝箱体（1）、熔体管道（2）、连接板（3）、纺丝组件（4）、缓冷器（6）、隔热板（7）、冷却装置、油嘴（10）和导丝钩（11），纺丝组件（4）底部为喷丝板（5），冷却装置包括风箱（8）和整流风筒（9），整流风筒（9）位于风箱（8）内，其特征在于：缓冷器（6）安装在纺丝箱体（1）的底部，缓冷器（6）内部具有“8字串联”型排布的加热棒I（6.5），喷丝板（5）被加热棒I（6.5）包围；

整流风筒（9）为短整流风筒（9.1）或长整流风筒（9.3），整流风筒（9）的整流孔斜向下方，且倾斜方向与丝条轴向的夹角为30°~60°；

当整流风筒（9）为短整流风筒（9.1）时，风箱（8）包括上风箱（8.1）、第一密封垫（8.2）、第一风筒座（8.4）、第二密封垫（8.5）、下风箱（8.6）、第二风筒座（8.7）和整流板（8.8），整流板（8.8）安装在下风箱（8.6）的侧面；第二风筒座（8.7）固定在下风箱（8.6）内，第一风筒座（8.4）固定在第二风筒座（8.7）上方，两者之间通过第二密封垫（8.5）密封；所述短整流风筒（9.1）固定在第一风筒座（8.4）上，两者之间通过第一密封垫（8.2）密封；上风箱（8.1）与下风箱（8.6）固定连接；

当整流风筒（9）为长整流风筒（9.3）时，风箱（8）包括上风箱（8.1）、连接风箱（8.3）、第二密封垫（8.5）、下风箱（8.6）、第二风筒座（8.7）和整流板（8.8），整流板（8.8）安装在下风箱（8.6）的侧面；第二风筒座（8.7）固定在下风箱（8.6）内；所述长整流风筒（9.3）固定在第二风筒座（8.7）的上方，两者之间通过第二密封垫（8.5）密封；所述连接风箱（8.3）为中空立方体结构；连接风箱（8.3）与下风箱（8.6）固定连接，上风箱（8.1）与连接风箱（8.3）固定连接；

长整流风筒（9.3）的高度c、连接风箱（8.3）的高度f、短整流风筒（9.1）的高度a和第一风筒座（8.4）的高度g的关系满足：c-f=a+g=180mm；

油嘴（10）为单进双出可调节油量的油嘴。

2.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，油嘴（10）包括第一球形基座（10.2）、第二球形基座（10.9）、球形连接杆（10.10）、油嘴杆（23）和上油瓷件（10.14）；

第一球形基座（10.2）为底部设有圆孔I的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第一耳朵（10.4）；第一耳朵（10.4）上设有第一螺栓孔（10.3）；

第二球形基座（10.9）为底部设有圆孔II的碗型结构，碗口的两侧对称焊接有第二耳朵（10.7）；第二耳朵（10.7）上设有第三螺栓孔（10.6）和第二螺栓孔（10.5）；

第一球形基座（10.2）与第二球形基座（10.9）碗口方向贴合安装，并且第一耳朵（10.4）与第二耳朵（10.7）相对且有间隙，第一螺栓孔（10.3）与第三螺栓孔（10.6）同心；

球形连接杆（10.10）为被圆孔III贯穿的球形结构，圆孔III的两端分别为第一内螺纹（10.1）和第二内螺纹（10.11）；

球形连接杆（10.10）安装在第一球形基座（10.2）与第二球形基座（10.9）合围后形成的空腔内；圆孔I、圆孔II、圆孔III同心，且圆孔II的内径大于圆孔III的内径，圆孔I与圆孔II的内径相同；

第二球形基座（10.9）还设有定位螺纹孔（10.8）；

油嘴杆（23）由圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆IV组成；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆IV为中空结构；圆柱杆I、圆柱杆II、圆柱杆III和圆柱杆IV的中轴线在同一平面上，且圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆IV的中轴线垂直于圆柱杆II的中轴线；圆柱杆II的周面上开有3个连接孔；圆柱杆I位于圆柱杆II的一侧，圆柱杆III和圆柱杆IV位于圆柱杆II的另一侧；圆柱杆I、圆柱杆III和圆柱杆IV的一端分别通过连接孔与圆柱杆II连接；

油嘴杆（23）的圆柱杆I的另一端与第二内螺纹（10.11）连接；圆柱杆III和圆柱杆IV的另一端分别通过第一顶丝（10.13）与上油瓷件（10.14）连接且采用O型圈（22）密封；圆柱杆II的两端分别安装有第一调节顶丝（10.12）。

3.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述缓冷器（6）的厚度为30mm；所述隔热板（7）设置在缓冷器（6）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述缓冷器（6）通过接线柱Ⅰ（6.3）和接线柱Ⅱ（6.4）采用外连接电加热方式，所述缓冷器（6）的左端和右端分别设有温度传感器Ⅰ（6.1）和温度传感器Ⅱ（6.2）。

5.根据权利要求2所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述圆柱杆III和圆柱杆IV关于圆柱杆I的中轴线对称分布，且圆柱杆III和圆柱杆IV的距离是15mm。

6.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述第一风筒座（8.4）的底部设有凸圆，所述第二风筒座（8.7）的上部设有凹槽；所述第一风筒座（8.4）固定在第二风筒座（8.7）上方是指：所述第一风筒座（8.4）位于第二风筒座（8.7）上方，凸圆与凹槽卡接固定配合。

7.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述导丝钩（11）的连接杆的轴向和径向均刻有精确的计量单位。

8.根据权利要求1所述的一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备装置，其特征在于，所述连接板（3）的高度B为72~110mm。

9.采用如权利要求1~8任一项所述的制备装置制备一种细旦及异形涤纶预拉伸丝的制备方法，其特征在于，纺丝熔体经过计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板熔融挤出成形，然后依次经过缓冷器缓冷、冷却装置冷却、集束上油，最后卷绕成型。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，制备工艺参数包括：计量泵的流量为0.3~1.8cc/rev，喷丝板的挤出温度为293~295℃，缓冷器中加热棒I的温度为320℃，冷却风温为19~25℃，风湿为75~85%，风压为10~19Pa，卷绕速度为2450~2900m/min，长丝在竖直方向与上油瓷件的集油槽I的角度为-2°~0°，导丝钩的连接杆在径向与长丝的角度为-1°~1°，丝条与导丝钩架前端面的距离为20~24mm。