6.67dtex非织造专用涤纶短纤生产工艺探究
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第31
卷第4
期
2016
年12
月合成技术及应用
SYNTHETIC TECHNOLOGY AND APPLICATIONVol.31 No. 4
Dec. 2016
6.67 dtex非织造专用丨条纟仑短纤生产工艺探究
张晖，李青
(
中国石化仪征化纤有限责任公司短纤生产中心，江苏仪征211900)
摘要：利用2万吨/年东洋纺前后纺设备，通过选择合适的喷丝板及纺丝、冷却工艺，增强原丝抱合性能，确定合理
的牵伸倍率和卷曲工艺，可以生产出用户使用性能良好的6.67 dtex非织造涤纶短纤产品。
关键词：非织造涤纶短纤原丝质量指标牵伸倍率
中图分类号：TQ340.64 文献标识码：B 文章编号：1006 -334X(2016)04 -0032-04
涤纶无纺布因具有高强度、耐高温、耐老化、化
学稳定性好、防蛀、无毒等优点，近年来广泛用于家
用、包装、防水材料、装饰材料等领域，具有一定的市
场空间。仪化公司于2005年推出了 4. 44 dtex
非织
造短纤，因质量稳定，得到了用户的认可，在市场上
享有较高的声誉。近年来，用户提出了对更大纤度
的非织造专用涤纶短纤维的需求，我公司在此领域
仍为空白。2015年以来，仪化公司开发并试生产了
6. 67 dtex
非织造涤纶短纤，产品得到用户认可，基
本取得成功。相较于常规非织造短纤，6. 67 dtex
非
织造短纤对前纺冷却工艺、原丝抱合性、后纺牵伸和
卷曲工艺等都提出了较高的要求。本文结合前后纺
试生产过程，对生产6. 67 dtex
非织造短纤的工艺进
行探讨。
1试验
1.1原料与设备
熔体:仪化聚酯生产中心聚酯熔体;设备:2万
吨/年的东洋纺纺丝装置和后处理联合机。
1.2工艺流程
将熔体纺制成短纤维主要经过以下流程：
熔体输送^增压泵^熔体过滤器^静态混合器
^纺丝^冷却^卷绕^落桶^集束^导丝机^油剂
浴槽^第一牵伸机^牵伸浴槽^第二牵伸机^蒸汽
加热箱^第三牵伸机^紧张热定型机^叠丝机^蒸
汽预热箱一>■卷曲机一^冷却输送机一>■曳引机一>■切断机
—打包机。
1.3测试方法
EYS
1.5 :使用XQ
- 01单纤维强伸度仪，纤维
以20 mm
的夹持长度和60 mm/min
的拉伸速度，在
等速伸长型强伸仪上拉伸，在拉伸过程中拉伸应力为屈服应力1.5倍时所对应的伸长读数。
成品线密度:采用中段切断法，按照GB
/T
14335
-2008，在标准大气条件下，从伸直的纤维束上切取
中段纤维，测定该中段纤维束的质量和根数，根据公
式计算成品线密度。
„ 10 000 „F = -----x
G
L
x
n
式中F
为成品线密度，dtex
为中段纤维长度，
mm
为纤维根数;G
为中段纤维重量，mg
。
断裂强度、断裂伸长率:使用XQ
-01A
单纤维
强伸度仪，按照GB
/T
14337 -2008,单根纤维以20
mm
的夹持长度和20 mm/min
的拉伸速度,在等速
伸长型强伸仪上拉伸至断裂，得到试样的断裂强力、
断裂强度和断裂伸长率。
卷曲数、卷曲度:使用YG
362A
卷曲弹性仪，根
据纤维的粗细，在规定张力条件下
、一定的受力时间
内，测定纤维长度的变化，并根据下面的公式计算卷
曲数和卷曲度：
J
= x
100
人1
式中人为卷曲数，个/25 mm
;人为在轻负荷
时，纤维在25 mm
内全音卩卷曲峰和卷曲谷个数，个;
■/为卷曲率4为纤维在轻负荷下测得的长度，
mm
;心为纤维在重负荷下测得的长度，mm
。
180 °C
干热收缩率:使用YG
365A
单纤维热收
收稿日期：2016-11-14
作者简介：张晖（1989 -),江苏仪征人，助理工程师,主要从事涤纶
短纤维工艺质量管理工作。第4期张晖等.6. 67 dtex
非织造专用涤纶短纤生产工艺探究33
缩仪，将纤维经180 °C
半小时自由状态下热处理后，
平衡半小时，用热收缩测定仪测定纤维热处理前后
的长度变化，根据下面的公式计算180 °C
干热收
缩率。
S
= L〇 ~ Ll
x
100 L
〇
式中S
为干热收缩率,％ 为烘前长度,mm
;
为烘后长度,mm
。
2结果与讨论
2.1喷丝板的选择
6.67 dtex
非织造短纤属于新开发品种，需要开
发或寻找适合的喷丝板。我公司目前有生产6. 67
dtex
涤纶中空纤维的中空喷丝板，因其与6. 67 dtex
非织造短纤的名义纤度相同，因此在负荷及单孔吐
出量基本相同的前提下，可找一种喷丝板孔数接近
该中空喷丝板的棉型喷丝板，用来试生产6. 67 dtex
非织造短纤。我公司现有一种喷丝板，可用于生产
6.67 dtex
非织造短纤。这种喷丝板的孔与孔之间
间隔大，奇数圈和偶数圈上的喷丝孔交错分布，且原
丝直径也明显大于常规品种，即便是加大环吹冷却
风速，也不会因风速过大而产生并丝。另外，这种喷
丝板的长径比也大于常规棉型喷丝板的〇. 3/0. 228
=1.31，熔体在喷丝孔内停留时间长，有助于松弛过
程的完成，出口膨化效应的减轻，并提高纺丝的稳定
性[1]。理论上，如果选择合适的纺丝、冷却等工艺，
使喷丝头拉伸比介于75 ~ 160之间的稳定情况
下[2]，可生产出6.67 dtex
非织造短纤。按照60 t/d
负荷、前纺24位运行、卷绕纺速1 000 m/min
的参
数，按下式匡算喷丝头拉伸比[3]:
V
〇 =4w
/ ( pTTd
〇)
S
= VL
/V
0 = 100VLpTTd
〇/ (4w
)
式中为卷绕纺速,m
/min
; p
为熔体密度，为
1. 19 g
/cm
3 ;d
。为喷丝孔直径，为0. 04 cm
; w
为单孔
吐出量,g
/min
,负荷60 t
/d
、前纺24位时，单孔吐出
量 w
=1.871 g
/min
。
计算得到:拉伸比S
= 79. 8,在稳定的范围内。
综上，在选择合适工艺参数的条件下，使用这种
喷丝板生产6.67 dtex
非织造短纤是可行的，这也节
约了大量的新产品开发费用。
2.2纺丝温度的选择
生产粗旦纤维，难点在于后加工过程中可能出现牵伸不足、导致大量疵点的现象。表征一段牵伸
拉倍率对应的原丝指标为原丝EYS
1.5指标，而原
丝EYS
1.5过高最容易发生后纺牵伸不足。因此，
要避免成品中出现大量疵点，就要做好对原丝的
EYS
1.5指标的控制[4]。根据日本东洋纺提供的
EYS
1.5经验公式：
EYS
1.5 =K
-0.25(Tqc -20) -500(IVf
-0.6)-
0.15(Vsp
-1 300) +1.4(Tp
-287)-
0.7(60-L
nz) +14(Vqc -1.1)
式中TQC
为环吹风温度，°C
;1„为原丝的特性粘
度,dL
/g
;Vsp
为纺丝速度，计量泵出口熔
体温度，°C
; LNZ
为冷却风吹出口到喷丝板面的距离，
mm
;VQe
为环吹风速度,m
/s
。
从上式可看出，影响原丝EYS
1.5指标的因素
有:冷却条件、纺丝速度、熔体温度、粘度等，为了控
制原丝EYS
1.5指标，可从原丝的特性粘度和计量
泵出口熔体温度两方面考虑。计量泵出口熔体温度
和原丝EYS
1. 5呈正相关，调整比较容易。特性粘
度和原丝EYS
1.5呈负相关，在聚酯允许的调整范
围内也有少量调整空间。在试生产中，下调纺丝箱
体温度，并将熔体粘度按上偏控制，可保证原丝
EYS
1.5指标不过大，为后纺牵伸充分打下良好基
础。经过上式计算，原丝EYS
1. 5的范围约控制在
195% ~205%之间为宜。
2.3冷却工艺的选择
由于生产6. 67 dtex
非织造涤纶短纤时，单孔吐
出量达到1.85 ~ 1.95 g
/min
，明显高于常规品种，会
导致熔体热交换量增加，必须强化冷却效果。同时，
此喷丝板的特点在于孔与孔之间距离大且相邻两圈
之间的孔交错排布，也有利于冷风吹入内层，具备强
化冷却风工艺的条件。冷却风工艺包括冷却风的温
度、湿度、风量和在环吹冷却筒处吹出的风速。一般
地，为了能使更粗的纤维尽快冷却、形成初生纤维，
可以采取加大吹出风速或降低风温的方式。由于
6. 67 dtex
非织造原丝粗，在环吹处热交换慢，只大
幅度下调风温，还不够满足熔体冷却的需求，且冷冻
水的冷冻空气能力有限，所以在试验中，要采取既提
高风量又下调风温的冷却方式，强化环吹风的冷却
能力。用以下公式计算熔体冷却时释放的热量：
Q
= mCpAt
式中C
为释放或吸收的热量，kj
;rn
为质量，kg
;
为定压比热容，其中PET
为1.7 kj/(kg
• °C
),空
气为 1.004 kJ/(kg
. °C
) ; Af
为温度差,°C
。
