Mit dem Fortschritt der Maschinenbautechnologie und der chemischen Verarbeitungstechnologie hat sich der Produktionsprozess von Polyesterfilamenten schnell entwickelt und es gibt viele Arten. Je nach Spinngeschwindigkeit kann zwischen konventionellem Spinnverfahren, mittelschnellem Spinnverfahren und Hochgeschwindigkeitsspinnverfahren unterschieden werden. Je nach Polyesterrohstoff kann zwischen Schmelzdirektspinnen und Chipspinnen unterschieden werden. Beim Direktspinnverfahren wird die Schmelze im Polymerisationskessel direkt zum Spinner geleitet, um dort gesponnen zu werden. Beim Scheibenspinnverfahren handelt es sich um den Polykondensationsprozess einer Polyesterschmelze durch Gießen, Schneiden und Trocknen vor dem Spinnen. Mithilfe eines Schneckenextruders wird die Schmelze geschmolzen und dann die Scheibe gesponnen. Je nach Prozessablauf gibt es das Dreistufenverfahren, das Zweistufenverfahren und das Einstufenverfahren.
1. Konventioneller Spinnprozess
Konventionelles Spinnen, auch als langsames Spinnen bekannt, ist die erste industrielle Produktion eines Prozessverfahrens. Spinnen, Wickeln, Strecken, Zwirnen und Falschdrahtverformung (UDY-DY-TY) des dreistufigen Prozessverfahrens. Spinngeschwindigkeit von 1000 bis 1500 m/min, Streck- und Zwirngeschwindigkeit von 600 bis 1100 m/min, Falschdrahtverformungsgeschwindigkeit von 120 bis 160 m/min, Nachbearbeitungs-Streckzeiten von 3,5 bis 4,2 Mal (Falschdrahtverformung vor der Verarbeitung). Es kann 33-167 dtex-Filament spinnen.
Beim konventionellen Spinnen kann sowohl gestreckte als auch verformte Seide hergestellt werden. Diese zeichnet sich durch ausgereifte Technologie, stabilen Gerätebetrieb, einfache Handhabung, bessere Produktqualität und gute Färbegleichmäßigkeit aus. Die Verformung von Seide M (M-Seide ist die gemessene Verformung von Seide und die Standardverformung, der Unterschied der Farbabsorption innerhalb eines halben Niveaus normal gefärbter Seide) beträgt bis zu 96 %. Der Prozess ist jedoch langwierig und die Produktionseffizienz niedrig.
2. Mittelschneller Spinnprozess
Mittelschnelles Spinnen ist ein zweistufiger Prozess. Bei einer Spinngeschwindigkeit von 1800 bis 2500 m/min entsteht halbvororientierte Seide (MOY). Mittelschnelles Spinnen hat zwei Prozesswege.
1, MOY-DY-Prozess
Bei diesem Verfahren wird mit mittlerer Geschwindigkeit gesponnen und mit niedriger Geschwindigkeit gestreckt. Bei einer Spinngeschwindigkeit von 1800 bis 2500 m/min und einer Streckdrehgeschwindigkeit von 800 bis 1200 m/min kann 33 bis 167 dtex Streckseide gesponnen werden, üblicherweise 75 dtex und 50 dtex. Die Produktivität ist geringer als beim Hochgeschwindigkeitsspinnen und die Produktqualität ist schlechter als beim herkömmlichen Spinnen.
2, MOY-DTY-Prozess
Bei diesem Verfahren wird mit mittlerer Geschwindigkeit gesponnen und mit hoher Geschwindigkeit gedehnt, die MOY-Restdehnung wird um das 2,1- bis 2,4-fache erhöht, die Dehngeschwindigkeit beträgt 400 bis 500 m/min. Es können 55 bis 88 dtex Seide gesponnen werden, bei mehr als 110 dtex müssen zwei Seidenstreifen zu einer Röhre zusammengefügt werden. Die Produktivität und Produktqualität dieses Verfahrens ist nicht so gut wie beim POY-DTY-Verfahren.
3. Hochgeschwindigkeits-Spinnprozess
Beim Hochgeschwindigkeitsspinnen wird mit einer Spinngeschwindigkeit von 3000 bis 3600 m/min vororientiertes Garn (POY) hergestellt. Beim Hochgeschwindigkeitsspinnen gibt es drei Prozesswege.
1, POY-DTY-Prozess
Bei diesem Verfahren werden Hochgeschwindigkeitsspinnen und Hochgeschwindigkeitsstrecken und -verformen eingesetzt. Es handelt sich um einen typischen zweistufigen Prozessablauf, und bei diesem Prozessablauf entsteht gegenwärtig die am stärksten verformte Seide.
Die Nachbearbeitungsgeschwindigkeit von POY beträgt normalerweise 400-800 m/min und es kann 50-167 dtex deformiertes Garn (DTY) gesponnen werden. Es zeichnet sich durch kurze Prozesse, hohe Produktionseffizienz und geringe Investitionen in die Infrastruktur aus. POY kann lange gelagert und über weite Strecken transportiert werden; DTY ist von ausgezeichneter Qualität.
2, POY-TY-Prozess
Bei diesem Verfahren wird Hochgeschwindigkeitsspinnen und eine Falschdrahtverformung mit niedriger Geschwindigkeit (Rotor-Falschdrahtverfahren) verwendet. Dadurch kann verformte Seide mit einer Stärke von 111 bis 167 dtex gesponnen werden. Dieser Prozess ist technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll.
3, POY-DY-Prozess
Bei diesem Verfahren wird Hochgeschwindigkeitsspinnen und langsames Streckzwirnen verwendet, und es können Streckgarne von 55 bis 110 dtex gesponnen werden. Das Streckverhältnis beträgt bei Verwendung einer herkömmlichen Streckzwirnmaschine das 1,3- bis 1,7-fache. Die Leistung des mit diesem Verfahren hergestellten DY ist nicht so gut wie die von UDY.
4. Einstufiger Spinn- und Streckprozess
Bei diesem Verfahren werden zwei Prozesse des Spinnens und Streckens in einer kombinierten Spinn- und Streckenmaschine angewendet, was ein einstufiger Prozessablauf ist. Es gibt zwei Arten von Produktionsprozessen, einer ist die Spinngeschwindigkeit von 900 bis 1500 m/min, die Streckgeschwindigkeit von 3200 bis 4000 m/min, das Streckverhältnis von 3,5-fach, wodurch ein Streckfilament von 55 bis 165 dtex gesponnen werden kann; der andere ist die Spinngeschwindigkeit von 2600 bis 3500 m/min, die Streckgeschwindigkeit von 5100 bis 5500 m/min. Das durch diesen Prozess hergestellte Filament wird FDY genannt.
5.Andere Spinnverfahren
Zusätzlich zu den oben genannten Herstellungsverfahren für Polyesterfilamente gibt es noch die Herstellungsverfahren für hochorientiertes Garn (HOY) und hochkristallines Garn (HCY).
Hochorientiertes Garn (HOY) ist auch als vollorientiertes Garn bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein einstufiges Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen mit einer Spinn- und Wickelgeschwindigkeit von 5500 bis 6000 m/min verwendet. Durch eine deutliche Erhöhung der Düsenstreckung wird die Faserorientierung erheblich verbessert, aber die kristallinen Partikel und amorphen Bereiche sind niedrig orientiert, die Faserfärbeleistung ist besser, aber die Dehnung ist zu groß (etwa 40 %), selbst wenn die Wickelgeschwindigkeit auf 7000 bis 8000 m/min erhöht wird, ist die Dehnung immer noch gleich. Selbst wenn die Wickelgeschwindigkeit auf 7000-8000 m/min erhöht wird, kann die Dehnung immer noch nicht die allgemeinen Anforderungen erfüllen und befindet sich immer noch in der experimentellen Produktionsphase.
Hochkristallines Garn (HCY) wird durch einstufiges Verfahren aus Hochgeschwindigkeitsspinnen und Wärmerohrstrecken hergestellt. Beim normalen Hochgeschwindigkeitsspinnverfahren wird vor dem Hinzufügen eines Abschnitts des Wärmerohrs in den Faserverfestigungscluster Öl gegeben, und durch die heiße Luft wird das Filament über die Glasübergangstemperatur (unter den Erweichungspunkt) erhitzt, sodass das Filament unter der Einwirkung der weiteren Streckung beim Aufwickeln verfestigt wird.
Produktionseigenschaften von Polyesterfilamentgarn
Das Spinnen, Strecken und Deformationsverfahren von Polyesterfilamentgarnen wird auf einzelnen Spindeln durchgeführt. Wenn der spätere Prozess den Barren des früheren Prozesses verarbeitet, können zwar einige Mängel durch Anpassen des Prozesses des späteren Prozesses verbessert oder ausgeglichen werden, einige Mängel können jedoch nicht nur nicht ausgeglichen werden, sondern können auch vergrößert werden, wie z. B. der Unterschied zwischen den Barren. Daher ist die Verringerung des Unterschieds zwischen den Spindelpositionen der Schlüssel zur Gewährleistung der Filamentqualität. Mit der Entwicklung der Spinntechnologie weist die Produktion von Polyesterfilamenten die folgenden Produktionsmerkmale auf.
1, Hohe Produktionsgeschwindigkeit
Mit der Entwicklung der Filamentproduktionstechnologie wird die Spinngeschwindigkeit immer höher und erreicht mittlerweile bei den meisten Filamenten etwa 3500 m/min. Mit zunehmender Spinngeschwindigkeit werden auch die Anforderungen an Prozess, Ausrüstung, Betrieb usw. höher.
2, große Kapazität der Rollenbeladung
Das Nettogewicht des aufgerollten Seidenzylinders erhöht sich von 3–4 kg auf 15 kg und das des verformten Seidenzylinders erhöht sich von 1–2 kg auf 5 kg. Die Erhöhung der Wickelkapazität bringt neue Anforderungen an den Wickelmechanismus, die Gleichmäßigkeit der Qualität der Zylinderseide sowie an die Verpackung und den Transport des Zylinders mit sich.
3, Hohe Anforderungen an die Rohstoffqualität
Die Qualität des Polyesterrohstoffs hängt eng mit der Spinnbarkeit des Filaments und der Produktqualität zusammen. Neben den Anforderungen an die Qualitätsindikatoren der Scheibe – charakteristische Viskosität, Erweichungspunkt, Diethylenglykolgehalt, Carboxylgehalt, Asche und kohäsive Partikel – haben auch das Aussehen der Form der Scheibe, das Vorhandensein oder Fehlen von Rußpartikeln, die Verteilung der relativen Molekülmasse und der Feuchtigkeitsgehalt des Spinnens einen großen Einfluss auf die Spinneigenschaften. Insbesondere der Feuchtigkeitsgehalt des Hochgeschwindigkeitsspinnens von Seide hat einen größeren Einfluss auf die Anforderungen der Scheibe hinsichtlich des alten Wassergehalts von nicht mehr als 30 bis 50 ppm. Der Wassergehalt der Scheiben sollte nicht mehr als 30 bis 50 ppm betragen, und die Qualität der Rohstoffe sollte den Qualitätsindex erreichen, einheitlich und konsistent sein, und die Qualität der Scheiben sollte von Charge zu Charge stabil und konsistent sein.
4, Strenge Prozesskontrolle
Die Filamentherstellung erfordert sehr strenge Prozessparameter. Beispielsweise darf die Schmelztemperatur nicht mehr als ± 1 Grad nach oben und unten schwanken, der Windgeschwindigkeitsunterschied darf nicht mehr als 0,1 m/s betragen und die Spinndüse muss täglich eine Schaufelplattenoberfläche haben. Auch öffentliche Arbeiten (wie Wasser, Gas, Dampf, Elektrizität) stellen hohe Anforderungen.
5. Anforderung des Total Quality Managements
Die Filamentproduktion ist ein Fließbandbetrieb mit mehreren Spindeln und Maschinen, der häufig ausgeführt wird, arbeitsintensiv ist und bei dem sowohl gutes als auch schlechtes Management eine enge Beziehung zur Qualität des Filaments besteht. Um die Produktqualität sicherzustellen, ist es notwendig, ein umfassendes Qualitätsmanagement zu implementieren und ein Qualitätssicherungssystem einzurichten.
6, die Anforderungen an die gute Inspektion, Verpackung, Lagerung und Transport Arbeit
Um die Qualität des Filaments zu gewährleisten, muss jede Charge Rohmaterial auf ihre physikalischen Eigenschaften geprüft werden. Die Wickelröhre muss einzeln auf Mängel geprüft werden. Die Färbeeigenschaften der fertigen Seide müssen geprüft werden, und es müssen alle Proben genommen und verpackt werden. Beutel mit unterschiedlichen Spezifikationen dürfen nicht gemischt werden. Darüber hinaus müssen wir auf die Lagerung und den Transport achten. Die Lagerung darf nicht in der Sonne oder in der Nacht tauen, die Stapelboxen dürfen nicht zu hoch sein, die Anforderungen für das Be- und Entladen müssen leicht sein, und Stöße beim Transport müssen so weit wie möglich vermieden werden.