传统立式纺单丝工艺的技术探讨

传统立式纺单丝工艺的技术探讨

单丝生产广泛使用两种工艺，即传统立式纺丝工艺（MVS）和卧式低速纺丝工艺（MHS），其中前者主要用于装饰用、家纺等纺织品的原料加工。目前MVS工艺路线主要包括一步法和二步法，相较而言，一步法具有工艺先进、流程短、加工成本低、能耗小、纺速高、生产效率高、产品质量稳定等特点。本文重点介绍了中丽制机开发的一步法单丝加工设备，包括工艺特点、参数选配及产品性能等，同时对国内外MVS工艺的发展进行了比较。

MVS and MHS are the most prevalent methods adopted to produce monofilaments. The former, which is primarily used for the production of ornamental and home textiles materials, comprises a one-step process and a two-step process. Comparatively, the one-step process is more efficient, low-cost, low-energy-consumption with higher spinning speed and stable quality. This paper has introduced the one-step filament manufacturing equipment developed by Chonglee Machinery Engineering including correlated techniques, parameters and performances. Domestic and international development of MVS method was also compared.

1前言

单丝是具有足够强度和韧性、可直接作为单纱或网线使用的单根长丝。较粗的合成纤维单丝（2 000 ～ 3 000 dtex）可用作渔网线或制绳索等；稍细的单丝（66 dtex以上）可用作人造鬃丝、假发、睫毛、眉毛和刷子等；再细的单丝（44 ～55 dtex）可制作汽车座垫间隙布、床垫、垫肩、罩杯、窗帘布等；单丝线密度为22 ～33 dtex的单丝应用较为广泛，可用来织造蚕翼布面料、头巾、婚纱、面罩、鞋材等；更细的单丝（6 ～13 dtex）可加工成弹力丝，用于织弹力袜、丝袜及其他高级纺织面料，在工业上则可用来织造高档渔网线、高密度滤网、印刷筛网、造纸长网和人造草坪等。

2涤纶单丝的生产工艺和生产设备

单丝生产广泛使用两种工艺，即传统立式纺丝工艺（MVS）和卧式低速纺丝工艺（MHS）。

传统立式纺丝工艺（MVS）用于生产单丝的生产工艺路线有一步法和二步法。二步法通常是由常规纺丝的UDY设备生产出未牵伸母丝，再经牵伸机牵伸成分纤母丝，最后经分丝得到成品单丝。该法生产单丝一般采用 4 头纺，纺速

不到3 000 m/min，单机产量低、能耗高，特别是UDY母丝在存放过程中纤维大分子的预取向度等超分子结构容易发生变化，甚至存放1 周以上就会发生结晶，破坏了初生纤维的可拉伸性，因此可存放周期短，对平衡、存放环境的温湿度要求高。另外，由于生产路线长，单丝产品质量指标的稳定性较差，整体生产效率低、运行成本高。

一步法是用FDY设备，采用纺丝? 拉伸? 卷绕工艺生产出牵伸母丝，喷丝板孔数有10、12、14、16 等4 种，再经分丝加工而成，单丝规格16.7 ～33.3 dtex。该方法工艺先进、流程短、加工成本低、能耗小、纺速高，生产效率高，产品质量稳定。目前这类单丝的生产企业主要集中在中国、韩国、日本和法国等地，而单丝设备的生产商主要包括德国的Oerlikon Barmag（欧瑞康巴马格）、意大利VIBA公司等，两家公司均提供3 纺位生产模块，卷绕速度 2 500 ～3 200 m/min，产能250 ～320 t/a。国内MVS单丝生产基本采用常规纺丝工艺，经拉伸、分丝而成单丝。

日前，北京中丽制机工程技术有限公司在众多单丝用户的帮助下，与下游化纤厂合作，自主研发了单丝一步法生产工艺和设备，填补了国内空白，生产技术和产品质量已达到国际水平，得到了广大客户的认可。

3北京中丽MVS的工艺与设备特点

3.1概述

北京中丽制机、中纺精业公司、中纺优丝公司和吴江精美化纤有限公司共同研制开发的、生产分纤母丝的纺丝? 牵伸一步法纺丝设备联合机，可采用6、8、10 或12 孔的喷丝板，在同一台机器上先后完成纺丝成形、初生纤维牵伸取向、纤维热定形和卷绕等工艺流程，在卷绕的丝饼上得到分纤母丝，再经过分丝机分纤后得到6、8、10 或12 根单丝。其FDY分纤母丝及单丝的生产工艺路线为：聚酯切片→干燥→熔融挤出→纺丝成形（侧吹冷却）→牵伸→热定形→卷绕→分纤母丝→分纤→单丝。

这是典型的一步法生产全拉伸丝（FDY）工艺路线。该技术不仅单机产能大、流程短、生产效率高、能耗低、设备占地面积小，而且生产工艺过程和产品质量的稳定性比二步法有较大提高。这是一种生产涤纶母丝的方法，包括：经过熔融挤压的聚酯熔体通过圆孔的或异形孔的喷丝板纺丝组

件喷出细流熔体，然后通过丝束冷却装置凝固，经过牵伸、定形、卷绕得到相应的母丝纤维丝束，进而可以分成单丝。其特征在于聚酯熔体采用低温工艺纺制，用自补偿方式的热媒循环系统熔融聚酯熔体，圆孔或异形孔的纺丝组件兼顾孔少、单孔纤度大的特点，保证熔体细流均匀流动，冷却凝固的初生纤维经过牵伸辊的多级牵伸、定形、卷绕，最终得到

截面为圆形或异形的、且可以分成单丝的母丝纤维产品，其中可以同时纺制多个丝饼。

3.2设备特点

（1）研制了热媒加热系统：采用汽液分离型热媒加热系统，系统温差可以控制在±0.5 ℃以内，满足了纺制分纤母丝的温度要求。其特征在于加热聚酯熔体温度的热媒循环供热系统是全系统的汽液分离，进汽、排汽、回液采用全并联、单流向、自补偿方式，以保证分纤母丝低温纺丝对温度精度的要求。

（2）研制了新型螺杆挤压机：针对纺丝时熔体流动黏度大、反压大的情况，选配了合适的加强型齿轮减速箱；螺杆设计上避免了熔体高聚物的降解，保证了高黏度熔体的物理性能。

（3）研制了熔体管道系统：原则上使熔体在纺丝管道的停留时间尽量短，根据工艺温度选择了最佳的管道直径。

（4）研制了高性能纺丝箱体：分纤母丝的生产一般采用高压纺丝，纺丝全过程要承受较大的熔体压力，因此加大了纺丝箱管道的管壁厚度，在熔体进入喷丝板前的短时间内，提高熔体自身温度，提高了熔体的输送压力，改善了熔体的流动性，并保证熔体以相等的滞留时间输送到每一个纺丝部位。

（5）研制了新型纺丝组件：与一般复丝生产相比，对