本发明涉及涤纶丝生产领域，具体讲是一种节能环保的直纺fdy细旦阳离子涤纶长丝的生产工艺。
背景技术：
现有技术的牵伸卷绕装置在生产fdy阳离子涤纶长丝时能耗大，而采用最新的日本tmt的牵伸卷绕装置(其结构可详见中国专利公布号cn104911725a)生产直纺fdy细旦阳离子涤纶长丝时，生产的阳离子涤纶长丝丝束间摩擦所带来的静电大，不仅在拉伸时容易出现毛丝和断头，还会导致后道编织机上织造时抗静电性能差，而且采用传统阳离子涤纶长丝要求的纺丝张力大，从而减少断头的生产工艺，在该设备上进行生产时，容易造成gr2缠绕回丝，导致断头，并且纺丝张力大了后，不利于卷绕工艺的优化，丝饼成型时容易产生异常，另外，传统生产的阳离子涤纶在染色时易不均是行业的通病。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既实现节能环保，又能保证纺丝质量的节能环保的直纺fdy细旦阳离子涤纶长丝的生产工艺，该生产工艺可提高纺丝的匀染性。
本发明的技术解决方案是，提供一种节能环保的直纺fdy细旦阳离子涤纶长丝的生产工艺，其工艺流程如下，聚合三釜流程→熔体分配器→增压泵→熔体输送→冷却器→静态混合器→熔体分配阀→纺丝箱体→计量泵熔体挤出→纺丝组件→环吹风筒→冷却成型→磁环→油嘴上油→纺丝甬道→导丝器→gr0→第一热辊→第二热辊→第三热辊→第四热辊→第五热辊→gr1→gr2→主网络→gr3→导丝器→断丝检测器→卷绕机→全自动落筒机→天轨输送→染色定等→质检包装→立体库自动仓储，其中，聚酯熔体的粘度为0.522-0.525dl/g，并在工艺过程中延长风筒箱的无风区，将熔体细流的凝固点上移，放缓细流冷却；为消除静电，在风筒箱底部加装抗静电磁环，使丝束从抗静电磁环中穿过；承上，进一步将油架和导丝架位置上移，降低纺丝张力。
作为优选，将油架位置上移30cm，导丝架上移40cm，喷油嘴水平内移0.5cm。克服了传统技术偏见，通过上述改进降低阳离子fdy细旦丝ibox设备上的纺丝张力，避免造成缠丝断头，以及纺况恶化。
作为优选，油嘴选用日本小马诺油嘴，同时湿度控制在90％以上，工艺风温控制在26℃。便于散热及减少摩擦系数，使得上油均匀，同时湿度控制在90％以上，工艺风温控制在26℃，有助于ibox设备上的阳离子fdy细旦丝品种的丝束冷却，减轻丝束静电，使纤维在拉伸的作用下不容易出现毛丝或断头。
作为优选，卷绕设备为tmt-ibox的32头ab面卷绕设备。卷绕部分的机械设备采用日本最前沿的全自动ibox32头ab面卷绕设备，不仅提高了产能与品质，且节约能源，与传统卷绕设备相比，最大可减少25％电力消耗。
作为优选，纺丝箱体设备采用稀土覆盖层保温。由传统的石棉被上方覆盖方式，转变为三个侧面稀土保温，每一个侧面厚度在4cm,表面温度检测抹面前在78℃，稀土抹面后在23℃左右，保证了箱体内部的熔体分流温度均匀，减轻了生产阳离子的计量泵负荷，使得熔体在通过计量泵挤出时剪切速率稳住，解决了阳离子容易降解的问题。
作为优选，在确保丝束冷却的前提下，通过调整熔体温度到278.5±0.5℃。该温度下可有效改善染色不均，通过熔体温度的调整，达到改变熔体粘度，放缓熔体降解、裂变，熔体低温输送改善了阳离子fdy细旦品种的生产可纺性。
作为优选，组件选用9层过滤网，配套5/15目的金属砂，使得出口初始压力在95kg。稳定质量与生产的可纺性，确保ibox阳离子fdy的内在指标不变。
作为优选，将操作平台由两层改进为一层。改变传统的二层操作平台，使得整体装置在有限的空间内发挥其优势，能够单独完成生头作业，操作方便，在当前用工紧张的背景下，是一种新型的节能。
作为优选，采用了袜筒全摇方式来巩固阳离子内在质量的检验，确保原丝阳离子的上色效果，满足客户要求。
进一步的，卷绕设备中各热辊参数如下，v-热辊1/热辊2：1750～1950/1800～2000米/分；v-热辊2/热辊3：1800～2000/3000～3340米/分；v-热辊3/热辊4：3000～3340/4255～4805米/分；v-热辊4/热辊5：4255～4805/4260～4810米/分；t-热辊1/热辊2/热辊3/热辊4/热辊5：82-142℃。有助于阳离子fdy细旦丝的正常生产。
本发明的有益效果是：选用日本tmt-ibox设备，使得在传统上从未生产fdy阳离子细旦产品的生产线上生产熔体直纺阳离子fdy细旦产品，提高了产能与品质，且节约能源，与传统卷绕设备相比，最大减少25％电力消耗，并且在聚合大装置一头三尾和长丝、聚合一体化上进行工艺优化，大大缩短了熔体的输送距离，保证了熔体的新鲜度，使之生产该阳离子fdy细旦产品；风筒箱底部加装抗静电磁环，有效改善了阳离子细旦产品的特殊性，使得在确保均匀冷却的同时，大大提高了阳离子的抗静电性；通过延长无风区，将熔体细流的凝固点上移，放缓细流冷却，使ibox适纺阳离子fdy细旦品种成为可能；超低粘度控制，使得熔体质量更加平稳；另外，克服技术偏见，减少纺丝张力以便该设备可用于阳离子fdy细旦产品，从而大幅减少现有技术应用于该设备造成的断头现象，可以说，通过工艺技术的改进以及设备的选用，在节能环保的前提下，生产的阳离子fdy产品物性具有网络点高，均匀性好等优点，该产品加工成品具有细腻柔滑、不皱褶、不掉色、吸水吸汗、抗紫外线的性能，满足人们对天然丝绸的舒适追求。
具体实施方式：
下面就具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种节能环保的直纺fdy细旦阳离子涤纶长丝的生产工艺，其工艺流程如下，聚合三釜流程→熔体分配器→增压泵→熔体输送→冷却器→静态混合器→熔体分配阀→纺丝箱体→计量泵熔体挤出→纺丝组件→环吹风筒→冷却成型→磁环→油嘴上油→纺丝甬道→导丝器→gr0→第一热辊→第二热辊→第三热辊→第四热辊→第五热辊→gr1→gr2→主网络→gr3→导丝器→断丝检测器→卷绕机→全自动落筒机→天轨输送→染色定等→质检包装→立体库自动仓储，其中，聚酯熔体的粘度为0.522-0.525dl/g，并在工艺过程中延长风筒箱的无风区，将熔体细流的凝固点上移，放缓细流冷却；为消除静电，在风筒箱底部加装抗静电磁环，使丝束从抗静电磁环中穿过；承上，进一步将油架和导丝架位置上移，降低纺丝张力。
其中，卷绕部分的机械设备采用日本最前沿的全自动ibox32头ab面卷绕设备，不仅提高了产能与品质，且节约能源，与传统卷绕设备相比，最大可减少25％电力消耗。当然，本发明并非简单选用该节能设备，按以往工艺，使用该节能设备进行fdy阳离子涤纶长丝生产时，由于生产的阳离子涤纶长丝丝束间摩擦所带来的静电大，不仅在拉伸时容易出现毛丝和断头，还会导致后道编织机上织造时抗静电性能差，并且传统阳离子涤纶长丝生产时都要求纺丝张力大，而采用这样的工艺要求在该设备上容易造成gr2缠绕回丝，导致断头，并且纺丝张力大了后，不利于卷绕工艺的优化，丝饼成型时容易产生异常等情况。因此，结合设备的选择，在工艺上需要做诸多突破，包括克服一些技术偏见。
比如，传统的阳离子fdy工艺要求纺丝张力大，有助卷绕不易缠丝。但如此操作结合该卷绕设备造成断头严重，因此经过诸多努力，逆现有技术而行，将油架位置上移30cm，导丝架上移40cm(距离油架30cm)，喷油嘴水平内移0.5cm，实现降低阳离子fdy细旦丝ibox设备上的纺丝张力，达到生产要求。逆向调小纺丝张力后的染色对比数据如表一：
表一
并采用熔体低温输送，取消预网络，喷油嘴原油上机。通过延长无风区，将熔体细流的凝固点上移，放缓细流冷却。同时，将无风区由原先的箱体底部位置调整到风筒箱上面加装1.5cm的无风区，材质选用铝板，便于散热，为适纺ibox阳离子fdy细旦品种创造了有利条件。
另外，考虑到熔体输送采取低粘度低温度的工艺，为确保熔体的流动性，减少因熔体稳定不均而造成的生产波动，在阳离子的ibox纺丝设备进行了稀土抹面。由传统的石棉被上方覆盖方式，转变为三个侧面稀土保温，每一个侧面厚度在4cm,表面温度检测抹面前在78℃，稀土抹面后在23℃左右，保证了箱体内部的熔体分流温度均匀，减轻了生产阳离子的计量泵符合，使得熔体在通过计量泵挤出时剪切速率稳住，解决了阳离子容易降解的问题。本发明结合聚合与长丝一体化的工艺特点，以年产20万吨的一头三尾装置，三釜流程造就了熔体的一体化短距离输送，最短的cp4阳离子熔体输送距离由传统的100米以上缩短到当前设计的38米，从而保证熔体质量新鲜平稳。由于该产品主要用于织造高档服装内层面料，制成的成品有丝质般的柔顺触感。受到该产品质地需要非常柔滑的高要求，内在质量比较高，而采用熔体直纺技术，聚合上使用一头三尾设备，通过超低粘度控制，使得熔体质量更加平稳。表二为具体数据对比：
表二
再者，本发明冷却技术由传统的侧吹风改选为环吹风筒，考虑到阳离子fdy内在的强大静电特性，经过努力在“m”型风筒箱底部加装抗静电磁环，有效改善了阳离子细旦产品的特殊性，使得在确保均匀冷却的同时，大大提高了阳离子的抗静电性，通过上述调整解决了抗静电的技术难题。
承上述，通过采用新的卷绕设备，可以将操作平台由传统的两层改进为一层。改变传统的二层操作平台，使得整体装置在有限的空间内发挥其优势，能够单独完成生头作业，操作方便，在当前用工紧张的背景下，是一种新型的节能。
为了适应工艺要求，油嘴选用日本小马诺油嘴，同时湿度控制在90％以上，工艺风温控制在26℃，有助于ibox设备上的阳离子fdy细旦丝品种的丝束冷却，减轻丝束静电，使纤维在拉伸的作用下不容易出现毛丝或断头。
新的卷绕设备在阳离子fdy产品在经编织造过程中，对染色有较高的要求，而阳离子染色不均是行业的通病。为改善染色不均，我们在确保丝束充分冷却的前提下，通过熔体温度的调整，达到改变熔体粘度，放缓熔体降解、裂变，熔体低温输送改善了阳离子fdy细旦品种的生产可纺性，在确保丝束冷却的前提下，可调整熔体温度到278.5±0.5℃。为确保原丝阳离子的上色效果，可采用了袜筒全摇方式来巩固阳离子内在质量的检验，满足客户要求。
组件过滤效能是阳离子fdy的一大重要因素：组件的设计需适应纺丝组件的出口压力，其中金属砂的配比，过滤网的选用是关键。经多次试验，采用9层不同程度的过滤网，配套5/15目的金属砂，使得组件出口初始压力在95kg。通过不停位铲板方式，稳定质量与生产的可纺性，确保ibox阳离子fdy的内在指标不变。
而在卷绕成型过程中，针对阳离子fdy细旦丝品种的特殊性，结合tmt-ibox的“5辊+4盘”的设备装置，改变传统的fdy拉伸理念，采用卷绕张力小，卷绕速度快，多辊拉伸方式的生产工艺，确保阳离子fdy细旦丝在tmt-ibox设备上的正常生产，内在指标不变，给于了独特的fdy工艺要求，满足了生产条件。本实施例中，卷绕设备中各热辊参数如下，v-热辊1/热辊2：1750～1950/1800～2000米/分；v-热辊2/热辊3：1800～2000/3000～3340米/分；v-热辊3/热辊4：3000～3340/4255～4805米/分；v-热辊4/热辊5：4255～4805/4260～4810米/分；t-热辊1/热辊2/热辊3/热辊4/热辊5：82-142℃。
本发明的工艺参数如下：
1、规格：53dtex/24f、67dtex/24f等fdy阳离子系列产品
2、喷丝板型号：prb95*23-24*2-0.21*0.56
3、纺丝箱体温度：295～297℃
4、熔体管道温度：280～282℃
5、环吹风空调风压:600～800pa
6、冷却风筒风压：18～30pa
7、风温：22～26℃
8、风湿：80～100％
9、集束位置：300～800mm
10、纺丝速度：4250～4800米/分
11、v-热辊1/热辊2：1750～1950/1800～2000米/分
12、v-热辊2/热辊3：1800～2000/3000～3340米/分
13、v-热辊3/热辊4：3000～3340/4255～4805米/分
14、v-热辊4/热辊5：4255～4805/4260～4810米/分
15、t-热辊1/热辊2/热辊3/热辊4/热辊5：82-142℃
16、主网络压力：0.25～0.40mpa。
本发明选用日本tmt-ibox最前沿的设备，使得在传统上从未生产fdy阳离子细旦产品的生产线上可以生产熔体直纺阳离子fdy细旦产品，而且提高了产能与品质，并且节约能源，与传统卷绕设备相比，最大减少25％电力消耗。在聚合大装置一头三尾和长丝、聚合一体化上进行工艺优化，大大缩短了熔体的输送距离，保证了熔体的新鲜度，使之生产该阳离子fdy细旦产品。聚合与长丝一体化、三釜流程造就了熔体的短距离输送，最短的cp4阳离子熔体输送距离由传统的100米以上缩短到当前设计的38米，而超低粘度控制，使得熔体质量更加新鲜平稳。为减少生产波动，在阳离子的ibox纺丝设备进行了稀土抹面。通过延长无风区，将无风区由原先的箱体底部位置调整到风筒箱上面加装1.5cm的无风区，材质选用铝板，便于散热。在“m”型风筒箱底部加装抗静电磁环，有效改善了阳离子细旦产品的特殊性，使得在确保均匀冷却的同时，大大提高了阳离子的抗静电性。改变传统的二层操作平台，使得整体装置在有限的空
间内发挥其优势，能够单独完成生头作业，操作方便。克服技术偏见，逆向纺丝张力的调小。另外通过将组件压力放低、使用高浓度的阳离子fdy专用油剂、“5辊+4盘”的卷绕拉伸定型装置，采用全自动一体化丝饼络筒、天轨运输、机器手搬运、流水线打包及立体库自动仓储系统装置，保证了产品的外观质量。经过上述工艺优化，阳离子fdy产品物性具有网络点高，沸水收缩率小，均匀性好等优点，该产品加工成品具有细腻柔滑、不皱褶、不掉色、吸水吸汗、抗紫外线的性能，满足人们对天然丝绸的舒适追求。
通过以上工艺参数在全自动无操作平台tmt-ibox纺fdy阳离子细旦成品，其物性指标如下：
1、产品规格(dtex/f)：53dtex/24f、67dtex/24f等fdy细旦阳离子
2、线密度偏差率(％)：±1.5
3、线密度变异系数cv值(％)：≤1.0
4、断裂强度(cn/dtex)：≥3.4
5、断裂强度变异系数cv值(％)：≤4.5
6、断裂伸长率(％)：40±4
7、断裂伸长率变异系数cv值(％)：≤8.0
8、沸水收缩率(％)：9.0±0.8
9、含油率(％)：1.0±0.20
10、网络度(个/米)：15—22。