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CN110453304A - 一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维 - Google Patents

一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维 Download PDF

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CN110453304A
CN110453304A CN201910793168.5A CN201910793168A CN110453304A CN 110453304 A CN110453304 A CN 110453304A CN 201910793168 A CN201910793168 A CN 201910793168A CN 110453304 A CN110453304 A CN 110453304A
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CN
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spinning
polyester fiber
silk
polyester
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Application number
CN201910793168.5A
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赵金广
倪凤军
吴立平
王雨生
张铁钢
王家欣
赵慧娟
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Jiangsu Deli Chemical Fiber Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Deli Chemical Fiber Co Ltd
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    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
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Abstract

本发明提供了一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法及一种涤纶纤维，所述仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法包括：步骤10，制取聚酯熔体：步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出初生纤维；步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化得到成型的丝条；步骤50，对经过冷却固化后得到的丝条进行上油处理；步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，最后卷绕成丝饼得到所得产品。本发明的方法中选用定制特殊形状的喷丝板微孔，使环吹风更容易吹透纺丝细流，纺丝细流的冷却效果更好。

Description

一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法及涤纶纤维。
背景技术
由于丝绸在整个纺织纤维消费中所占的比重比较大，因其价格昂贵，已远远不能满足人们日益增长的消费需要。近年来，随着化纤工业的迅速发展，化学纤维天然化技术的不断创新，涤纶仿真丝织物在外观和服用性能上已越来越接近真丝织物。开发涤纶仿真丝织物是世界纺织品发展的趋势，并成为一个热点。国外仿真丝开发已进入了第五代，我国从80年代后期开始仿真丝织物的开发和生产，目前虽然仿真丝用的涤纶纤维品种较多，但性能均达不到真丝面料的要求，其中包含涤纶仿真丝产品中的乔其类织物用的纤维。
真丝乔其纱是丝绸产品中的高级轻薄皱类织物，在后道织造中其经纬均加强捻，经纬密度偏小，有很好的皱效应和回弹性，织物稀疏透气，触感凉爽，穿着舒适，悬垂性好。而用涤纶纤维作为仿真丝产品的原料，其产品设计重点应放在解决其织物的悬垂性、手感、吸湿性等方面，以达到仿真效果。乔其纱要达到良好的悬垂性，取决于织物的柔软程度和自身比重，织物柔软，自身比重大，悬垂性好。因此选择适宜的原料是关键。经研究分析，以异形截面涤纶纤维织造仿真丝乔其物，得到的织物光泽独特，轻薄爽滑、手感柔软、透气、透湿性能较好。在众多异形截面形状中，五叶异形截面是该类织物中较好的原料之一。其所具有的独特性质主要体现在以下几方面：具有优良的光学性能，但由于纤维内部具有多个光线的折射面，使纤维无金属般的光泽，而具有柔和、素雅、真丝般的光泽；因丝条的比表面积增大，故相应增加了纤维的覆盖能力并使其透明性减少；由于截面的特殊形状，增加了纤维间的抱合力、蓬松性、透气性和丝条的硬挺性；减少了合成纤维的蜡状感，使其手感更加柔软舒适；能提高染色的深色感和鲜明性，使所染织物颜色更加鲜艳，所以五叶异形纤维加工的织物最适合做绉织物，用来仿乔其丝绸。
生产五叶异形截面涤纶纤维，既要达到后加工的织物蓬松性、吸湿透气性能，又要具有闪光效应，还要兼顾纤维可纺性，现阶段大多数生产厂家还不能完全兼顾这些。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法和涤纶纤维，旨在提供一种能制备出高质量的涤纶纤维的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤10，制取聚酯溶体：
步骤20，将聚酯溶体在装有过滤聚酯溶体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；
步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出初生纤维，所述喷丝板的微孔设计为叶片之间具有相同夹角；
步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化得到成型的丝条；
步骤50，对经过冷却固化后得到的丝条进行上油处理；
步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，最后卷绕成丝饼得到所得产品。
优选地，所述步骤10的步骤包括：
步骤11，将对苯二甲酸和乙二醇按照一定的摩尔比，添加二氧化钛和二甘醇配制成浆料，加入催化剂乙二醇锑，再经过预缩聚和终缩聚反应制得纺丝所需的聚酯熔体；
其中，所述步骤11中对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1：1.2～1：1.5；
其催化剂乙二醇锑加入量为对苯二甲酸总重量的0.01～0.05%。
优选地，所述步骤20包括：
步骤21，将制取好的聚酯熔体经过保温输送管道经增压泵增压以达到纺丝所需要的泵前压力，计量泵前压力为6.5～7.5Mpa，再进入热交换器进行热交换，热交换器内温度控制为275～285℃；
步骤22，聚酯熔体再通过箱体外管道送达纺丝箱中，纺丝箱体温度为287～295℃，纺丝箱体中装有熔体计量泵，聚酯熔体经纺丝计量泵计量，计量泵供给量31.54克/分钟，其转数14.8 转/分钟，再经过箱体内管道将聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；
步骤23，将步骤22得到的聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体的高异形度的金属砂的DIO双胞胎纺丝组件中进行过滤。
优选地，所述DIO双胞胎纺丝组件包括砂杯，所述砂杯的底部双腔室中间隔梁以及砂杯边缘开设有围绕砂杯边缘一周的凹槽。
优选地，所述步骤30中的所述喷丝板的微孔设计为五个叶片的夹角均为72°，叶宽相同，每个叶片的长宽比为5：1，孔深为0.5，五个叶片中的一个叶片指向喷丝板的中心。
优选地，所述步骤40为：初生纤维经缓冷器和无风区后，在恒温、恒湿的环吹风条件下冷却成型得到冷却成型的丝条，其中，环吹风的风温为20～23℃，风湿为85～95％，风压为750～800Pa；其中，所述步骤40中的缓冷器温度为275～290℃，缓冷区高度为5～10mm。
优选地，所述步骤60包括：经过上油后的纤维丝条通过纺丝甬道后，再经过预网络器、牵伸热辊和定型热辊进行牵伸和定型、再经过主网络器缠绕后，在卷绕机上卷绕成丝饼；其中，在预网络器中进行预网络工序，该工序采用的网络喷嘴上下采用不同的导丝瓷件，用以稳定运行的丝条，防止丝条跳出预网络器喷嘴。
优选地，所述预网络工序中的所述喷嘴后方连接有压空管道，所述压空管道上设置电磁阀，所述电磁阀前设有可调节压力的阀门。
优选地，所述步骤50的上油处理在上油装置内进行，所述上油装置内设置有用于监测油量的流量传感器和用于根据流量调节上油量的自动调节组件，所述上油装置还包括控制器，所述控制器与流量传感器和自动调节组件连接，用以通过所述控制器控制调整自动调节组件中的自动调节阀，实现了纺丝过程中丝束上油的在线监测与自动调节。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种涤纶纤维，所述涤纶纤维为采用如上任一项所述的制备方法制备，所述涤纶纤维的线密度偏差率≤1.0%，断裂强度≥3.80 cN/dtex，CV值≤2.0 %，断裂伸长率为30～38%，CV值≤3.65 %，条干不均率CV值≤ 1.2%，含油0.9～1.1%，异形度38～45%。
本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法包括：步骤10，制取聚酯溶体：步骤20，将聚酯溶体在装有过滤聚酯溶体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出初生纤维；步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化得到成型的丝条；步骤50，对经过冷却固化后得到的丝条进行上油处理；步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，最后卷绕成丝饼得到所得产品。本发明的方法中选用定制特殊形状的喷丝板微孔，使环吹风更容易吹透纺丝细流，纺丝细流的冷却效果更好。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法的系统图；
图2为本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法用到的网络喷嘴的结构示意图；
图3为本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法用到的上油装置的结构示意图；
图4为本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法用到的砂杯的结构示意图；
图5为本发明仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法用到的喷丝板的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。
需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。
需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。
本发明的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法包括如下步骤：
步骤10，制取聚酯熔体：
步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯溶体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；
步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出初生纤维；
步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化得到成型的丝条；
步骤50，对经过冷却固化后得到的丝条进行上油处理；
步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，最后卷绕成丝饼得到所得产品。
具体为，参照图1对应的系统图进行说明：
步骤（1）将对苯二甲酸和乙二醇按照一定的摩尔比，添加二氧化钛和二甘醇配制成浆料，加入催化剂乙二醇锑，再经过预缩聚和终缩聚反应制得纺丝所需的聚酯熔体；
步骤（2）将制取好的聚酯熔体经过保温输送管道经增压泵增压以达到纺丝所需要的泵前压力，计量泵前压力为6.5～7.5Mpa，再进入热交换器进行热交换，热交换器内温度控制为275～285℃；
步骤（3）聚酯熔体再通过箱体外管道送达纺丝箱中，纺丝箱体温度为287～295℃，纺丝箱体中装有熔体计量泵，聚酯熔体经纺丝计量泵计量，计量泵供给量31.54克/分钟，其转数14.8 转/分钟，再经过箱体内管道将聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；
步骤（4）将得到的聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体的高异形度的金属砂的DIO双胞胎纺丝组件中进行过滤，经过滤后的聚酯熔体从喷丝板微孔中挤出初生纤维；
步骤（5）初生纤维经缓冷器和无风区后，在恒温、恒湿的环吹风条件下冷却成型得到冷却成型的丝条，其中，环吹风的风温为20～23℃，风湿为85～95％，风压为750～800Pa；
步骤(6)冷却成型的丝条再经过上油装置上油，通过纺丝甬道后，再经过预网络器、牵伸热辊和定型热辊进行牵伸和定型、再经过主网络器缠绕后，在卷绕机上卷绕成丝饼，即完成仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的纺丝工艺。
在上述实施例中，所述步骤（1）中对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1：1.2～1：1.5；其催化剂乙二醇锑加入量为对苯二甲酸总重量的0.01～0.05%。本发明实施例之所以将催化剂采用乙二醇锑，是因为乙二醇锑相比醋酸锑，其气味小，高熔解，在酯化、预缩聚反应后，减少了纤维生产过程中其它新的杂质产生，从而降低了纺丝组件和过滤器的压力升，延长了其使用周期。
此外，在上述实施例中，熔体输送管道中设有多组静态混合器，用于使聚酯熔体在管道输送中匀化聚酯熔体温度，并且管壁和管中心熔体温度保持一致。
在上述步骤（4）中，参照图4，所述DIO双胞胎纺丝组件包括砂杯，所述砂杯的底部双腔室中间隔梁以及砂杯边缘开设有围绕砂杯边缘一周的凹槽。具体地，所述凹槽宽为0.5mm、深度为0.3mm，组装时在压力机的压力作用下，砂杯和喷丝板挤压密封平垫，铝质平垫形成凸起嵌入砂杯的凹槽中，从而更好的固定密封平垫而不被熔体挤压变形，减少了喷丝板漏浆、延长了组件使用寿命、提高组件上机成功率、降低企业生产成本。
喷丝板微孔的选择是制造五叶异形截面涤纶纤维的关键部件，五叶形状喷丝孔中的五个叶片的几何形状对异形度影响很大，其叶片长宽比是重要的工艺参数。随着叶片长宽比增大，纤维的异形度有所提高。但当叶片的长宽比增大到一定程度时，纺丝时纤维容易断裂；当叶片中的熔体流量过小时会使纺丝性能恶化。故，在本实施例中，参照图5，基于上述制备方法，所述DIO双胞胎纺丝组件的喷丝板的微孔设计为五个叶片的夹角均为72°，叶宽相同，每个叶片的长宽比为5：1，孔深为0.5。它们均是以特殊角度指向喷丝孔中心，本发明中其中一叶片的中心对准喷丝板中心，喷丝孔圆形排布，冷却风在丝束中的穿透能力较强，冷却效果好，异形均匀度较好。
进一步地，在聚酯熔体流出喷丝板后，无风区高度如果设置不合理，纤维截面变差，且易出现毛丝、断头等问题，所制取的产品织出的乔其纱面料手感柔软性不足，悬垂性差，光泽太亮丽或太暗淡，不能达到市场的需求。故本实施例中，所述步骤（5）中的缓冷器温度为275～290℃，缓冷区高度为5～10mm。并且，缓冷器温度优选为280℃，缓冷区高度优选为8mm。
参照图1，纺丝设备主要包括过滤器1、增压泵2、冷却器3、计量泵4、箱体5、环风冷却装置6、上油装置6、预网络器8、牵伸定型辊9、网络器10、卷绕机11。
在另一优选实施例中，参照图3，所述步骤（6）中的上油装置内设置有用于监测油量的流量传感器和用于根据流量调节上油量的自动调节组件，所述上油装置还包括控制器，所述控制器与流量传感器和自动调节组件连接，用以通过所述控制器控制调整自动调节组件中的自动调节阀，实现了纺丝过程中丝束上油的在线监测与自动调节。
在仿真丝乔其纱织物涤纶纤维制取中，上油系统中采用一种自动监测和调节上油装置。在生产过程中，根据产品的工艺要求设定所需的油剂泵转速，油路系统畅通的情况下，电动调节阀开度在50%左右即可完成对丝束上油。流量传感器实时监测上油管线中的油剂实际油量信息并将这些流量数据信息传送到控制器。控制器再对比额定电流数据和实际流量数据，如果实际流量数据正常，设备运行正常；如果实际流量数据出现异常时，实际流量数据大于额定流量数据，此时油嘴出油量较大，控制器发出指令，电动执行机构17通过控制阀杆1802的上下位置，进而控制阀芯1803在和阀座1804的相对位置，减少自由调节阀开度，控制油量。当实际流量数据小于额定流量数据，此时油嘴出油量较小，控制器发出指令，电动执行机构17通过阀杆1802的上下位置，进而控制阀芯1803在和阀座1804的相对位置，增大自由调节阀开度，增加给油量，因此实现自动检测和调节油嘴出油量，实现油剂流量的自动调节，保证了各丝束上油均匀，条干均匀度好，CV值小，利于牵伸定型，可提高产品的异形度。
在另一实施例中，参照图2，所述步骤（6）中冷却成型的丝条在经过上油装置上油和通过纺丝甬道进入预网络器中，在预网络器中进行预网络工序，该工序采用的网络喷嘴上下采用不同的导丝瓷件，用以稳定运行的丝条，防止丝条跳出预网络器喷嘴。
在丝束牵伸前增加一道预网络装置，包括棱形分丝棒12、压丝棒13、预网络装置底板，底板上下各设有一排导丝瓷件，包括上导丝瓷件14和下导丝瓷件15，中间设有压空分配器，分配器表面设有喷嘴16，分配器后面设有压空进气口，通过快插接头同压空管连接，压空管上设有电磁阀，电磁阀同压力表连接，压力表前设有控制开关。正常情况下，控制开关处于打开状态，由电磁阀自动调节气源，当GR1牵伸辊停止时，电磁阀自动关闭，停止供气，节约压空，GR1运行时，电磁阀自动打开，提供工艺需求的大小气源。预网络装置底板上面设有的导丝器为U型，下面设有的导丝器为蜗牛状，喷嘴圆弧状。
在生产过程中，丝条由棱形分丝棒12分丝后，经压丝棒13、上U型导丝器后，进入网络喷嘴16中，丝束经初步缠绕绞络后，再经下蜗牛状导丝器进入GR1和GR2热辊牵伸定型。所述的棱形分丝棒12可减少与丝条摩擦面，减少丝条损伤，利于牵伸。压丝棒为圆形，可以根据工艺要求里外调节位置，使丝条进出预网络器角度控制在10～20°，同时丝条几乎在一个封闭的空间内缠绕绞络，这样不仅能提高初生纤维的抱合性和上油均匀性，而且节约气源，绞络效果好。丝条出喷嘴后采用蜗牛状导丝瓷件，可防止丝条在运行中跳出丝道，影响牵伸定型。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤10，制取聚酯熔体：
步骤20，将聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体中杂质的高异形度的过滤砂中进行过滤；
步骤30，将过滤后的聚酯熔体经过喷丝板挤出初生纤维，所述喷丝板的微孔设计为叶片之间具有相同夹角；
步骤40，对步骤30得到的初生纤维进行冷却固化得到成型的丝条；
步骤50，对经过冷却固化后得到的丝条进行上油处理；
步骤60，对上油后的纤维丝条进行定型处理，最后卷绕成丝饼得到所得产品。
2.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤10的步骤包括：
步骤11，将对苯二甲酸和乙二醇按照一定的摩尔比，添加二氧化钛和二甘醇配制成浆料，加入催化剂乙二醇锑，再经过预缩聚和终缩聚反应制得纺丝所需的聚酯熔体；
其中，所述步骤11中对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1：1.2～1：1.5；
其催化剂乙二醇锑加入量为对苯二甲酸总重量的0.01～0.05%。
3.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤20包括：
步骤21，将制取好的聚酯熔体经过保温输送管道经增压泵增压以达到纺丝所需要的泵前压力，计量泵前压力为6.5～7.5Mpa，再进入热交换器进行热交换，热交换器内温度控制为275～285℃；
步骤22，聚酯熔体再通过箱体外管道送达纺丝箱中，纺丝箱体温度为287～295℃，纺丝箱体中装有熔体计量泵，聚酯熔体经纺丝计量泵计量，计量泵供给量31.54克/分钟，其转数14.8 转/分钟，再经过箱体内管道将聚酯熔体均匀分配到纺丝组件中；
步骤23，将步骤22得到的聚酯熔体在装有过滤聚酯熔体的高异形度的金属砂的DIO双胞胎纺丝组件中进行过滤。
4.根据权利要求3所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述DIO双胞胎纺丝组件包括砂杯，所述砂杯的底部双腔室中间隔梁以及砂杯边缘开设有围绕砂杯边缘一周的凹槽。
5.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤30中的所述喷丝板的微孔设计为五个叶片的夹角均为72°，叶宽相同，每个叶片的长宽比为5：1，孔深为0.5，五个叶片中的一个叶片指向喷丝板的中心。
6.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤40为：初生纤维经缓冷器和无风区后，在恒温、恒湿的环吹风条件下冷却成型得到冷却成型的丝条，其中，环吹风的风温为20～23℃，风湿为85～95％，风压为750～800Pa；
其中，所述步骤40中的缓冷器温度为275～290℃，缓冷区高度为5～10mm。
7.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤60包括：经过上油后的纤维丝条通过纺丝甬道后，再经过预网络器、牵伸热辊和定型热辊进行牵伸和定型、再经过主网络器缠绕后，在卷绕机上卷绕成丝饼；
其中，在预网络器中进行预网络工序，该工序采用的网络喷嘴上下采用不同的导丝瓷件，用以稳定运行的丝条，防止丝条跳出预网络器喷嘴。
8.根据权利要求7所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述预网络工序中的所述喷嘴后方连接有压空管道，所述压空管道上设置电磁阀，所述电磁阀前设有可调节压力的阀门。
9.根据权利要求1所述的仿真丝乔其纱织物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤50的上油处理在上油装置内进行，所述上油装置内设置有用于监测油量的流量传感器和用于根据流量调节上油量的自动调节组件，所述上油装置还包括控制器，所述控制器与流量传感器和自动调节组件连接，用以通过所述控制器控制调整自动调节组件中的自动调节阀，实现了纺丝过程中丝束上油的在线监测与自动调节。
10.一种涤纶纤维，其特征在于，所述涤纶纤维为采用如权利要求1~9任一项所述的制备方法制备，所述涤纶纤维的线密度偏差率≤1.0%，断裂强度≥3.80 cN/dtex，CV值≤2.0%，断裂伸长率为30～38%，CV值≤3.65 %，条干不均率CV值≤ 1.2%，含油0.9～1.1%，异形度38～45%。
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