直接纺丝法制造超细纤维的技术要点分析

1． 直接纺丝工艺适用的纤维品种

直接纺丝法很细纤维的制造主要用于PET纤维、PP纤维、PA6 纤维以及PA66纤维等品种， 其中关于PET很细纤维的研究工作较 多，这与PET纤维的高性价比有关。

2． 使用低熔体粘度的原料有利于改善流动性能

专利JP 55-132708.JP 55-084416及JP 56-123409直接提出需要使用低熔体粘度的原料，认为纺丝工艺条件下的熔体粘度为95Pa．s时，可以改善熔体的流动性能，有利于纺丝成型。但应当注意，相对分子质量过低会影响纤维的强度。

3． 很细纤维的纺丝可以采用POY.FDY及UDY多种工艺

大多数的PET很细纤维都采用了POY工艺， 纺丝速度达到 3000m/rnin以上，也有纺丝速度高达5000m/lrnin的报道。纺制PA6. PA66很细纤维时， 采用POY纺丝工艺的纺丝速度都在4000m/min以上。尤其是纺制PA6很细纤维时，还要设法控制初生纤维中仪晶型和y晶型的含量，a晶型有利于保证纤维的染色牢度，Y晶型会使纤维更加柔软。 也可采用FDY生产工艺制造很细纤维。

4． 多孔数、小孔径的喷丝板利于降低纤维线密度

有多个专利使用了喷丝孔直径小于0. 2mm的喷丝板，同时保证单孔熔体吐出量小于0. 15g/min，以保证喷丝头拉伸倍数在 200 ~-700范围。根据报道，日本旭化成公司利用熔体直接纺丝工艺制造的很细纤维，其线密度较细可以达到0. 11dtex，所用喷丝头孔径为0.138mm（也有喷丝头孔径为0.094mm的报道）。当然，使用小孔径喷丝头的同时必须使用多孔喷丝板，以保证复丝的线密度适用于纺织加工以及生产能力的合理性。例如，欲生产单纤维线密度为0. ldtex的很细纤维，复丝的总线密度为50dtex，则单纤维的根数就应当是500，即复丝的规格应为50dtex/500f。当然，喷丝孔径愈细，孔愈难加工；单块板上的孔数愈多，成本也愈高。但喷丝孔径愈细，所得纤维愈细，很细纤维性能愈优异，纤维的附加价值也必然更高。

5． 喷丝孔在喷丝板面上的分布要有利于丝条的均匀冷却

为了制造很细纤维，多个专利对喷丝板上小孔的分布做了精心 的研究。如将喷丝孔排列成扇形、方格形、环形、同心圆形、双层正方形等。但喷丝孔无论是设计成哪一种排列方式，都是以满足整个 喷丝板上所有小孔喷出的熔体丝条能够得到完全、均匀的冷却效果 为目的，这样才能得到不仅线密度均匀性良好，而且结构和性能均匀性也良好的纤维。JP 07-300716设计了一种特殊的喷丝孔结 构，在喷丝板上一个导孔的下部分布着多个喷丝孔，导孔与喷丝孔 之间以锐角相连接，可以避免纺丝熔体在纺丝组件内形成死角。

6． 在纺丝组件内设置静态混合器可以改善和提高熔体的质量

JP 64-040613专利为了提高纺丝熔体的质量及温度的均匀性，在组件内的喷丝板上方设置了一个静态混合器，提高了纤维的 可纺性和较终纤维的质量。

7．在喷丝板下方设置缓冷区可以降低熔体丝条的粘度和拉伸应力

JP 55-026203等专利提出，在喷丝板下方加装保温板，可在喷丝板下方形成一个覆盖熔体细流的缓冷区，将喷丝头下方1~ 3cm 区段内的环境温度控制在规定范围内，使丝条缓慢冷却。缓冷的目的主要是通过降低熔体丝条的粘度来降低纺丝应力，从而有利于熔体丝条在成型过程中的拉长变细，同时也提高纤维结构与性能的均匀性。纺制PET很细纤维时，通常缓冷区温度低于200℃，而在纺制PA6纤维时，缓冷区温度应低于220℃ （ 或更低）。

8．环吹风有利于提高丝条冷却的均匀性

丝条的冷却成型有采用侧吹风的，但大多是使用环吹风方式， 这主要是由于纺制很细纤维时单丝根数较多，采用环吹风有利于提 高丝条冷却的均匀性。

9．丝条尽早集束可降低纺丝应力

将导丝钩设置在距离喷丝板较近处（如700～1300mm之间）使 丝条尽早集束可降低纺丝应力。在距离喷丝板适当高度处（各专利 提出的距离不等，大多在700 ~1300mm之间）用导丝钩尽早将分散的单根纤维集聚成束，可降低丝束的比表面积，减小丝束与空气间 的摩擦阻力，从而降低纺丝应力，减少断头及毛丝发生。在具体实 施时，可使用上油嘴或网络喷嘴作为橥束器。

10．改进很细纤维织物染色性能的方法

由于很细纤维比表面积大，因而染色时易出现上染快、易染花、显色性差的缺点。对此，也有许多专利提出了改进很细纤维织物染 色性能的建议和方法。

JP 55-152814使用高温高压型阳离子染料可染聚酯、常压沸染型阳离子染料可染聚酯，或使用分散染料常压可染聚酯为原料生 产出了可深染型的很细纤维。

JP 56-004715通过调节纺丝一拉伸一定型工艺条件控制纤维的很分子结构，较终获得了具有高取向度和大晶粒尺寸结构的纤 维，实现了很细纤维可深染。

关于如何改善聚己内酰胺很细纤维的染色问题，主要提出了两 种措施：一是通过控制纺丝一拉伸一定型工艺条件，使纤维具有适 宜取向度、适度0[晶型及7晶型含量的很分子结构，从而得到了手 感柔软、染色牢度高的很细纤维织物；二是设法将纤维中的链端氨 基基团和双折射指数控制在指定范围内，可得到染色牢度及染色耐 久性优良的很细纤维。

11．控制初生纤维形成次晶结构是聚丙烯( PP)很细纤维的生产技术关键

聚丙烯( PP)很细纤维的生产技术原理与PET很细纤维大体相同，但由于原料PP具有易结晶，以及不同晶形结构的PP具有不同 的拉伸性能，因此PP很细纤维的生产技术另有其特点。利用高速纺丝技术纺制单纤维线密度小于1dtex的PP很细纤维时，较关键的 技术是控制卷绕丝形成次晶为主体的结构。因此，应当选用值较高，且分子量分布较窄的原料，或是采用较高的纺丝温度（其目的均是为了降低纺丝熔体粘度）。另外， 还应在喷丝板下方设置一 个缓冷区，并采用低温、小风量的吹风工艺等。这些措施控制卷绕丝形成以次晶为主体的结构，从而提高初生纤维的可拉伸性能，降低纤维线密度、强度、断裂伸长率等性能的不匀率。关于很细纤维的制造，研究者们提出了以上技术要点。但在实际应用中，通常需要将其中的几项技术配合使用，才能达到较佳的综合效果。