多異混纖復合長絲牽伸卷繞系統的研究與探討

北京中麗制機工程技術有限公司 華金祥/文

1 前言

多異混纖復合長絲可由兩種不同孔數、不同纖度、不同截面形狀、不同伸長、不同沸水收縮的纖維復合而成。由于兩種纖維的多異特性使織成的面料具有仿毛、仿真絲及超強懸垂等獨特風格。用其制成的服裝有明顯的艷麗感和輕柔感，并具有易洗、免燙、快干等特點，是衣用化纖中較理想的新型合纖材料。

近幾年來，北京中麗制機采用POY/FDY一步法紡絲工藝、紡絲張力控制、高速網絡復合等技術，優化紡程絲路，使一步法生產的混纖長絲產品質量穩定、品種多樣；采用多頭紡技術提高單紡位產量和效率，節約投資，并形成了產業化和規模化。

在多異混纖復合長絲生產中影響產品質量因素較多，結合多年的實踐，本文重點對牽伸卷繞系統中影響因素進行重點探討。

2 牽伸卷繞系統的基本構成

2.1 工藝流程

多異混纖（一步法）復合長絲牽伸卷繞系統由機架、導絲器、預網絡器、導絲盤、熱牽伸輥、主網絡器、全自動卷繞頭所組成，其上長絲按品種而分為POY絲、FDY絲。在POY絲的紡程上有導絲器、預網絡器、GR1下導絲盤、GR2上導絲盤，2個導絲盤上下布置、轉向相反，實現對出生纖維的高速牽伸；在FDY絲的紡程上有導絲器、預網絡器、HGR1對熱輥、HGR2單熱輥及SR2分絲輥，2組熱牽輥共同完成對初生纖維的牽伸和定型。紡絲獲得的初生纖維分別經過FDY牽伸定型和POY高速牽伸獲得不同特性的全牽伸絲、預取向絲，二者經主網絡器并絲合股后由全自動卷繞頭卷繞成絲餅供織造使用。牽伸卷繞系統還擁有對每個導絲盤、熱輥速度和加熱溫度的控制系統，以及對全自動卷繞頭速度卷繞程序的控制系統。

2.2 設備配置

表1 多異混纖（一步法）復合長絲牽伸卷繞系統配置表

3 不同配置的牽伸卷繞系統

3.1 高異異收縮混纖牽伸卷繞系統

該系統生產的產品具有“高異性”的異伸長、異沸水收縮的特性（見圖2）。在該系統中可分別調整POY、FDY各自的工藝參數、紡程張力，以達到靈活控制POY、FDY絲束的伸長和沸水收縮的目的。

A組份（POY）絲束經過卷繞機架上部的預網絡器、導絲器，以及在下導盤(GR1)、上導盤(GR2)的高速牽伸、張力調節后成為高伸長、高沸水收縮的預取向POY絲束；B組份（FDY）絲束經過預網絡器、導絲器，以及在HGR1熱輥、HGR2熱輥牽伸定型后成為低伸長、低沸水收縮的全牽伸的FDY絲束。二者經由導絲鉤并絲后導入主網絡交絡合股，再由卷繞頭高速卷繞成為定重的高異收縮混纖復合絲餅，經外觀檢驗分等后包裝出廠。

3.2 低異異收縮混纖牽伸卷繞系統

具有“低異性”的異收縮混纖牽伸卷繞系統（見圖3）可以根據產品的要求通過調整POY、FDY絲束的牽伸卷繞工藝參數及張力獲得不同的異收縮混纖絲的伸長及沸水收縮率。

A組份（POY）絲束經預網絡、導絲器，由下導盤(GR1)高速牽伸后，再經導絲鉤導入HGR2熱輥定型，成為伸長與沸水收縮率較低的預取向POY絲束；B組份（FDY）絲束經預網絡器、導絲器，再經HGR1熱 輥、HGR2熱輥牽伸定型后成為低伸長、低沸水收縮的FDY絲束。二者經由導絲鉤并絲后導入主網絡交絡合股，再由卷繞頭高速卷繞成為定重的低異收縮的混纖復合絲餅。經外觀檢驗分等后包裝出廠。

3.3 系統結構特點

在圖2和圖3中，多異混纖復合長絲牽伸卷繞系統包括：預網絡器、導絲器、HGR1熱輥、HGR2熱輥、上導盤GR2、下導盤GR1、主網絡器、全自動卷繞頭。預網絡器安裝于機架的面板上方；HGR1安裝于面板左下方，HGR2位于面板中上方；上導盤GR2和下導盤GR1分別為轉向相反的兩個冷輥，安裝于同一紡絲位面板右側，上下布置；主網絡器設于面板下方，在全自動卷繞頭正上方；全自動卷繞頭放至在地面上。

在FDY絲束生產中，HGR1熱輥為一對低溫熱輥，加熱溫度范圍50～150℃，機械速度為850～2600米/分；HGR2由1套高溫熱輥和1套SR2分絲輥組成，高溫熱輥的加熱溫度范圍為90～200℃，分絲輥為冷輥，速度范圍為2200～5000米/分。絲束在HGR1上繞數圈被加熱后，再繞在HGR2熱輥上數圈，由于HGR1、 HGR2的速度不同，加熱的絲束得到牽伸， 受到牽伸絲束在HGR2熱輥上定型，由此獲得全牽伸的FDY長絲。

在POY絲束生產中，GR1下導盤和GR2上導盤均為冷盤，二者以相同速度、相反轉向運動完成對絲束的高速牽伸，機械速度為2200～4000米/分，初生纖維在高速的牽引下獲得性能優良的預取向POY長絲。

預網絡器對絲束起到均化油劑和穩定紡程張力的作用，其結構根據紡絲頭數的多少而定。通常有1～2個進氣孔，噴氣孔最多可達24個，噴氣孔直徑為0.5～1.5mm，壓縮空的壓力為 0.5～2.0kg/cm3。

主網絡器對合股后的絲束進行噴氣交絡，保證2股絲束混纖復合良好。主網絡器的噴氣孔直徑約為1.0～2.0mm，壓縮空氣的壓力為1.5～4kg/cm3，產生的交絡點為20～30個/米。每束合股的混纖復合長絲對應一套主網絡器。

導絲器由各種導絲瓷棒、瓷鉤所組成，設置在絲路全程上，以保證絲束運行穩定，絲束間張力一致。

全自動卷繞頭將復合后的長絲卷繞成絲餅，每臺卷繞頭最多可卷繞24個絲餅。卷繞成型的方式分兔子頭和撥叉式，速度范圍2500～5000米/分。

為了獲得性能良好的多異混纖復合長絲，其牽伸卷繞系統為各個熱輥、導絲盤設置了獨立的溫度和速度控制系統。可按照產品的要求，單獨調整工藝參數，以保證產品的多異性和質量的穩定性。

4 系統中絲路的研究

在多異混纖復合長絲牽伸卷繞系統中，絲路設計與產品質量有很密切的關系。在上述的“高異性”和“低異性”系統中均有兩種絲路：以FDY絲路為基準，POY絲束由導絲鉤強行拉至與FDY絲束同行（見圖4）；另一種是：以POY絲路為基準，將FDY束由導絲鉤導入HGR1上的入絲點，經HGR2后至與POY絲束同行（見圖5）。

4.1 FDY絲束為基準

從圖4可以看到，在以FDY絲束為基準的絲路中，由于絲束需要在熱輥上繞數圈，卷繞頭的中心偏離甬道中心較大，POY絲束在甬道出口處必須被強行斜拉至下導絲盤，才能保證絲束順利進入處于卷繞機的正上方的主網絡器。導致POY絲束紡程張力很大，容易波動且不穩定。

4.2 POY絲束為基準

從圖5可以看出，在以POY絲束為基礎的絲路上，甬道的中心基本與卷繞頭中心重合，POY絲束從甬道出來后很順暢地經上下導絲盤進入卷繞頭上方的主網絡器中，圖3中的強行斜拉消失了；FDY絲束出甬道后，雖然斜拉進入第一對熱輥，但由于此時的纖維紡速較低（＜1500米/分），紡程張力較小；且經第二熱輥時FDY絲束也已處于卷繞機正上方，定型后的絲路角度變化很小，影響絲束間張力變化的因素減少，紡程張力穩定。

4.3 實踐與分析

實踐中，在以FDY 絲路為基準的系統中，POY絲束張力大且不穩定，異收縮率不易控制，產品質量不穩定。而在以POY絲路為基準的系統中， POY絲路變化點少，POY絲束的張力小且穩定，毛絲、斷絲現象少，異收縮率易控制，產品質量穩定。表2是以POY絲束為基準的高異異收縮混纖牽伸卷繞系統紡制的混纖復合長絲的工藝參數和產品物理指標。

表2 牽伸卷繞工藝參數及產品物理指標

5 結論

為了適應空前激烈市場競爭，在多異異收縮混纖復合長絲牽伸卷繞系統的開發過程中，我們做了很多的探索，目前研發的裝備可根據產品的不同要求選擇不同的配置。為獲得優異且穩定的產品質量，采用POY絲束為基準的絲路，可以減少絲束的張力變化，穩定復合長絲的指標。每位頭數可達24頭的多頭紡技術滿足了多異混纖復合長絲高效高產、高性能、高質量的需要，為化纖纖維品種差別化提供了優良裝備。經過近年來的不斷探索，目前開發的國產異收縮混纖復合長絲裝備已實現生產穩定運轉，產品質量優異，織物具有獨特風格，為提高我國化纖纖維差別化率做出貢獻，其應用前景廣闊。FZJX

[1]王學利，關于“異收縮混纖絲（ITY）技術發展及特點”專題報告[R].

[2]徐州斯爾克纖維科技有限公司，東華大學，北京中麗制技工程技術有限公司合作項目“一步法異收縮混纖絲產業化成套技術與應用”（項目編號：2010132）