（一）长丝基本制造方法

长丝机织土工布使用的合成纤维长丝主要有：丙纶、涤纶、锦纶、维纶、乙纶等。它们的制造方法很多，但是，可以归类为熔体纺丝法和溶液纺丝法两类基本制造方法。

长丝机织土工布产品生产厂家，一般大都直接向市场上（合成纤维厂家）选购各种合成纤维长丝（见第一章）。

本节介绍一种全拉伸长丝（FDY）制造技术及设备。该FDY长丝特别适用于制造高强力长丝机织土工布，同时，设备生产小型化、模块化，适合于长丝机织土工布生产厂家。

全拉伸长丝（FDY）的基本制造方法属于熔体纺丝法，即树脂切片（PP、PET、PA6）经螺杆挤出机熔融成熔体，由喷丝头小孔挤出，熔体丝经空气冷却、固化、上油、牵伸、卷绕制成FDY长丝。

（二）长丝制造设备及工艺

全拉伸长丝（FDY）制造设备及工艺，以原奥地利SML兰精机械有限公司的AUSTROFIL纺丝机为例（据了解国内已经研发出同类设备，如常州市恒力机械有限公司等），进行介绍。

1.AUSTROFIL纺丝机的特点

①一步法工艺，从树脂切片（粒料）到卷绕的连续化操作。

②模块化设计，3或4个纺丝位，产量每天3.5t左右。

③两个牵伸区，两种方式可供选择：a.两个短距离牵伸，适用于中强长丝；b.一个短距离牵伸加个长距离牵伸，适用于高强长丝。

④紧凑制设计，节省空间，节省劳动力。

⑤可以进行快速质量控制。

⑥极高的灵活性，包括：a.线密度范围为220～3400dtex^[13]；b.最小单纤旦（den）可达1.0dtex；c.强度高于74.8.N/tex；d.特殊处理（如：低收缩率长丝）；e.长丝截面（圆形、三叶形等）；f.低能耗；g.高聚物（主要为PP，也可以用PET和PA6）；h.在变换品种、颜色方面效率最高；i.生产线上网络或变形。

2.AUSTROFIL纺丝机两种型号

①MT型生产中等强度连续纺长丝，线密度范围在220～3400dtex之间，可为完全或部分拉伸。

②HT型生产高强度连续纺长丝，强度高于74.8cN/tex，线密度范围220～3400dtex。

图2-2-1为AUSTROFIL FDY HT8纺丝机设备图，下面将详细介绍设备装置及工艺。

图2-2-1 AUSTROFIL FDY HT8纺丝机设备^[11]

（奥地利SML兰精机械有限公司，1999年）

（三）长丝制造设备及装置

1.供料装置

①自动真空输料系统。

②电脑控制体积式或质量式计量和配料系统。

计量和配料系统的作用是计量和调配切片、母粒和添加剂（三组分），也可以提供六组分。

质量式计量系统的优点在于：具有更高的计量精确度，不像体积计量那样依赖于特定的切片大小和适当的切断方式。

2.挤出装置

①挤出机。挤出机的螺杆为屏障型螺杆，分成送料区、压缩区和计量区。屏障段设计在压缩区，以保证获得温度和颜色一致的均匀熔体。

②静态混合器。由于切片、母粒和添加剂比重不同，采用短距离管道和静态混合器，可缩短高聚物停留时间，并保证熔体温度和颜色分布均一且均匀地进入纺丝箱体。

③自动带式过滤网装置。

3.纺丝系统

纺丝系统布置的基本要求是：聚合物必须以相同的温度、相同的化学组成和在相同的时间内，引入到每个纺丝头组件和纺丝位。如果要得到连续高质量产品，这些条件极为重要。而且丝的成形条件在各纺丝组件之间和在纺丝组件内部必须是相同的。

（1）纺丝箱体

纺丝箱体有电加热，带有3或4个纺丝位，可避免局部冷却，并可保证纺丝组件和纺丝泵温度均匀。纺丝组件和纺丝泵全部封闭在纺丝箱体中。

（2）精密齿轮泵（纺丝泵）

每一个纺丝位配一个精密齿轮泵，并配置独立的减速齿轮箱驱动，驱动电动机是变频控制。

（3）纺丝组件

每一个纺丝位有两套纺丝组件，底部安装式。为了纺制高质量长丝，必须考虑喷丝头至纺丝箱体的底部边缘至骤冷空气出口上部的距离。

（4）喷丝头

喷丝头根据客户需求有不同的喷丝孔数。液压分离式喷丝头用于4头工艺。

（5）电加热系统

电加热系统的作用是控制流变学纺丝条件和喷丝头后的聚合物降解以及结晶结构。

（6）空气骤冷系统

空气骤冷系统包括骤冷空气装置，空气管路和骤冷空气箱体。

骤冷空气必须保证均匀良好地吹送到长丝之间。因此，喷丝孔的数目与骤冷空气流向相关的孔间距和孔的排列是决定骤冷空气良好流动和单根长丝均匀冷却的因素。(www.daowen.com)

骤冷空气箱体带有蜂窝式空气稳定器，以获得无湍流的层流空气流。空气速度大约0.6m/s。骤冷空气箱体在垂直方向分成三段，每段的空气速度可以独立控制。

（7）废丝吸嘴

废丝吸嘴的作用是使投料试车阶段更加简便。

（8）上油装置

带有精密计量泵的纺丝油剂上油装置，被安装在卷取面板的下方。根据长丝束的旦数和单丝线密度，可以选择单面或双面上油，以达到最佳的上油效果。

目前主要应用纯净的纺丝上油剂。用纯净上油剂的上油率很低，达0.5%，而水溶性上油剂的上油率为0.8%。

（9）引导辊

引导辊表面有陶瓷涂层，其作用是确保从喷丝头连续地向下牵引长丝丝束。

（10）非摩擦性导辊

非摩擦性导辊的作用是将长丝导入牵伸区。

4.牵伸系统

（1）吸丝器和切断装置

在牵伸区的进口，长丝通过吸丝器和切断装置，如果丝束发生断头，它们就由卷绕辊上方的长丝检测器启动。

（2）牵伸区

在高强度长丝情况下，长丝束（2头或4头）在两个牵伸区得到牵伸，第一牵伸区在双辊1和双辊2之间；第二牵伸区位于热空气烘箱内及辊2和双辊3之间，总牵伸比大约1∶7.5。

所有双辊均带有感应式加热器，在整个工作宽度内保持恒定温度。所有双辊均带有单独马达驱动，变频控制。

第一道双辊导丝盘，直径160mm，工作宽度200mm，用于加热长丝以便牵伸。

第二道双辊导丝盘，直径160mm，工作宽度200mm，用于将长丝加热至更高温度以便第二道牵伸。

接下来的热空气烘箱，在长距离的丝束道中，带有横向热气流，以便对第二道牵伸提供额外的加热。如果仅需要一道牵伸，则用于低收缩长丝的热定型。

第三道双辊导丝盘，直径160mm，工作宽度200mm，是牵伸工序的最后部分。

典型的牵伸区工艺参数如表2-2-1所示。

表2-2-1 AUSTROFIL FDY纺丝机典型的牵伸区工艺参数^[12]

在生产中，纺丝速度由纤度范围和产品性能决定，在2500～2700m/min。装备有吸丝枪便于操作者引丝生产。

（3）网络箱

由于下游设备生产速度的加快，要连续加工而不出故障，因此丝束需在网络箱中施行网络。

网络丝还可省去加捻工艺而用于其他用途（如缝纫线、机织物等）。通常每米20个结，有些可高达60个结以上。

陶瓷缠结室的设计在此工艺中已被证明是成功的。

5.卷绕装置

AUSTROFL FDY纺丝机可提供两种不同的卷绕装置。

（1）手动摩擦式卷绕装置

手动摩擦式卷绕装置带有一个花槽轴及防叠卷绕系统。该装置价格便宜，用工多，换筒时有废丝，换筒效率依赖于操作者的熟练程度。

该卷筒装置为一摩擦驱动系统，可以安排双头卷绕或4头卷绕（每个卷绕锭子上2个或4个筒子）。

当换筒时，丝条必须由吸丝枪牵引。可提供PCS连接系统。这种卷绕装置主要用于低纤度的纱线。

（2）自动转塔式卷绕装置

自动转塔式卷绕装置是丝杠驱动，变频控制。该装置换筒时无废丝，劳动强度低，换筒效率高。

AUSTROFIL FDY纺丝机卷绕装置如图2-2-2所示。

图2-2-2 AUSTROFIL FDY纺丝机卷绕装置^[11]

6.控制系统

整条生产线配备具有清晰流程图示的微处理控制系统。

AUSTROFIL FDY长丝纺丝机HT8/MT8的性能参数如表2-2-2所示。

表2-2-2 AUSTROFIL FDY长丝纺丝机HT8/MT8的性能参数^[11，13]

注：①标准情况下空气体积；

②1cal=4.18605J。