化纤纺丝基础知识.ppt

纺丝工艺流程与设备简介 2 讲解要点 一期熔体输送系统简介纺丝工艺流程简介一 预取向丝POY生产简介二 全拉伸丝FDY生产简介外检分级与包装生产设备简介纤维基础知识简介 3 熔体输送系统简介 4 一 POY生产流程图 纺丝生产工艺流程简介 5 纺丝工艺流程简介 二 FDY生产流程图 6 FDY纺丝工艺流程图 7 外检分级与包装 8 生产设备简介 9 运行中的卷绕头 10 运行中的卷绕头 11 侧吹风与环吹风对比 Crossflowquenchingsystem Spinneret Quenching SQSQuenching 12 13 14 15 16 成品FDY 17 半成品POY 18 POY生产线 19 POY计量泵油剂泵控制 20 POY一个位生产 21 22 FDY一个位生产 23 FDY计量泵控制 24 直纺生产特点 1 投资少 成本低 2 生产规模大 适宜于大批量 少批号 常规品种的长期稳定生产 生产流程长 前后连惯性强 质量波动动态影响因素多 3 物流 先进先出 的特征明显 对原料 熔体 的内在质量均一稳定及聚合工段生产稳定要求高 依赖性强 25 化学纤维的常用基本概念 1 纤维 Fibre 从形状上说 纤维是一种比较柔韧的细而长的物质 供纺织应用的纤维长度与直径之比一般大于1000 1 典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米 长度超过25mm 线密度的数量级为10 5g mm 对于纺织纤维 还要有较大的断裂伸长 纺织纤维的典型断裂伸长在10 50范围内 2 长丝 ContinuousFilament 在化学纤维制造过程中 纺丝流体 熔体或溶液 经纺丝成形和后加工后 得到的长度以千米计的纤维称为长丝 长丝包括单丝 复丝和帘线丝 26 3 短纤维 Staple 化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度 这种长度的纤维称为短纤维 根据切断强度的不同 短纤维可分为棉型 毛型 中长型短纤维 棉型短纤维 长度25 38mm 纤维较细 线密度1 3 1 7dtex 类似棉花 主要用于与棉混纺 涤棉织物 毛型短纤维 长度为70 150mm 纤维较粗 线密度3 3 7 7dtex 类似羊毛 主要用于与羊毛混纺 毛涤织物 中长短纤维 纤维长度为51 76mm 纤维的线密度为2 2 3 3dtex 介于棉型和毛型之间 主要用于制造中长纤维织物 27 4 异形截面纤维 ShapedFibres 在合成纤维成型过程中 采用异形喷丝孔 非圆形孔眼 纺制的具有非圆形横截面的纤维或中空纤维 这种纤维称为异形截面纤维 简称异形纤维 异形纤维具有特殊的光泽 并且具有蓬松性 耐污性和抗起球性 纤维回弹性与覆盖性也可得到改善 如三角形横截面的涤纶具有闪光性 五叶形横截面涤纶有类似真丝的光泽 抗起球 手感和覆盖性好 某些中空纤维还具有特殊用途 如制作反渗透膜 用于人工肾脏 海水淡化 污水处理 硬水软化等 28 5 复合纤维复合纤维是将两种或两种以上成纤高聚物的熔体或浓溶液 利用组分 配比 粘度或品种的不同 分别输入同一纺丝组件 在组件中的适当部位汇合 在同一纺丝孔中喷出而成为一根纤维 称为复合纤维 复合纤维的品种很多 有并列型 皮芯型 散布型 海岛型 等 29 6 变形纱变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱 如弹力丝和膨体纱都属于变形纱 弹力丝即变形长丝 有高弹丝和低弹丝之分 弹力丝的伸缩性 蓬松性好 其织物在厚度 重量 不透明性 覆盖性和外观特征等方面接近毛织品 丝织品或棉织品 膨体纱是利用高聚物的热可塑性 将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合 经热处理后 高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲 从而使其具有伸缩性和蓬松性 类似毛线的变形纱和膨体纱以腈纶为主 30 7 超细纤维由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大 所以化学纤维也可按照单纤维的粗细 线密度 分类 一般分为常规纤维 细旦纤维 超细旦纤维和极细纤维 常规纤维 线密度1 4 7dtex 细旦纤维 线密度为0 55 1 3dtex 主要用于仿真丝类的轻薄型和中厚型织物 超细纤维 线密度为0 11 0 55dtex 主要用于高密度防水透气织物和人造皮革 仿桃皮绒织物等 极细纤维 线密度在0 11dtex以下 可通过海岛纺丝法生产 主要用于人造皮革和医学滤材等特殊领域 31 8 差别化纤维差别化纤维系外来语 来源于日本 一般泛指通过化学改性或物理变形使常规化纤品种有所创新或赋予某些特性的服用化学纤维 在聚合及纺丝工序中改性的有 共聚 超有光 超高收缩 异染 易染 速染 抗静电 抗起毛起球 防霉 防菌 防污 防臭 吸湿 吸汗 防水 荧光变色等纤维 在纺丝 拉伸和变形工序中形成的有 共混 复合 中空 异形 异缩 异材 异色 细旦 超细 特粗 三维卷曲 网络 混纤 混络 皮芯 并列以及竹节 混色 包覆等等都属于差别化纤维的范畴 差别化纤维主要用于服装及服饰织物 可提高经济效益 优化工序 节约能源 减少污染 增加纺织新产品 32 化学纤维的主要质量指标 1 线密度 纤度 在法定计量单位中 表示纤维粗细程度的两的名称为 线密度 在我国化学纤维工业中 旧称 纤度 线密度的单位名称为特 符号为tex 其1 10称分特 符号记为dtex 1000m长纤维质量的克数即为该纤维的特数 旦尼尔 Denien简称旦 和公制支数 简称公支 为非法定计量单位 以后不单独使用 特数 1000 公制支数特数 0 11 旦尼尔数 33 2 断裂强度常用相对强度表示化学纤维的断裂强度 即纤维在连续增加负荷的作用下 直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比 单位为牛 特 N tex 厘牛 特 CN tex 断裂强度是反映纤维质量的一项重要指标 断裂强度高 纤维在加工过程中不易断头 绕辊 纱线和织物的牢度高 但断裂强度太高 纤维刚性增加 手感变硬 34 3 断裂伸长纤维的断裂伸长率一般用断裂时的相对伸长率 即纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数表示 Y L L0 L0 100 式中 L0 纤维原长 L 纤维伸长至断裂时的强度 断裂伸长率是一种反映纤维韧性的指标 对于衣着用长丝 伸长率愈大 手感愈柔软 后加工中毛丝 断头较少 但过大时 织物易变形 对于工业用长丝 伸长率愈小 其最终产品不易变形 35 4 条干不匀率条干不匀率是一种表示长丝条干均匀度的指标 用CV值 变异系数 或U Uster 表示 这项指标对预取向丝和拉伸丝尤为重要 长丝条干不匀 在加工过程中容易产生毛丝和染色不匀 36 5 初始模量纤维初始模量即弹性模量是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1 时所需的应力 初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力 在衣着上则反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度 纤维的初始模量越大 越不易变形 在合成纤维的主要品种中 涤纶的初始模量为最大 其次为腈纶 锦纶则较小 因此涤纶织物挺括 不易起邹 锦纶易邹 保形性差 37 6 染色性染色性是纺织纤维的一项重要性能 它包含的内容主要有 可采用的合适染料 可染得的色谱是否齐全及深浅程度 染色工艺实施的难易 染色均匀性以及染色后的各项染色牢度等 纤维的染色性与三方面因素有关 染色亲和力 染色速度及染料 纤维复合物的性质 38 7 沸水收缩率将纤维放在沸水中煮沸30min后 其收缩后的长度与原来长度之比 称沸水收缩率 L0 L1沸水收缩率 100 L0式中 L0 纤维原长L1 煮沸30min后的纤维长度沸水收缩率是反映纤维热定型程度和尺寸稳定性的指标 沸水收缩率越小 纤维的结构稳定性越好 纤维在加工和服用过程中遇到湿热处理 如染色 洗涤等 时 尺寸越稳定 而不易变形 同时物理机械性能和染色性能也好 纤维的沸水收缩率主要由纤维的热定型工艺条件来控制 39 涤纶长丝的分类 未拉伸丝 常规纺丝 UDY半预取向丝 中速纺丝 MOY预取向丝 高速纺丝 POY高取向丝 超高速纺丝 HOY拉伸丝 低速拉伸丝 DY全拉伸丝 纺丝拉伸一步法 FDY常规变形丝 TY拉伸变形丝 DTY空气变形丝 ATY 40 涤纶长丝性能 1 长丝生产系单锭生产方式 一根丝条有几十根单丝 从纺丝到变形 要经过几十个摩擦点 容易产生毛丝 此外 长丝又是多锭位 多机台的生产 由于设备 工艺 操作等因素 不同锭位的长丝在性能上会有一定的差异 甚至一个筒子的内层与外层也会有差异 2 长丝通过物理变形的方法 可仿制差别化纤维 如改变喷丝孔的形状或捻度 混纤 网络 空变 包芯等 3 长丝通过化学改性的方法 仿制差别化纤维 如 易染 保暖 耐热 阻燃 抗静电 高吸湿等 41 涤纶长丝用途 涤纶长丝早期主要是用于丝绸 服装方面 随着各种加工技术的开发 涤纶长丝已扩展到仿毛 仿麻 仿棉等整个衣着领域 并向装饰 工业和非纤化等领域发展 据报道2004年 我国涤纶在服装 家用和产业三大领域的消费量所占比重分别为68 18 14 我国非服用领域消费的比例仍较低 国外2004年非纤用 产业 已达到1 3 42 纺丝工艺 涤纶长丝生产工艺发展很快 种类很多 按纺丝速度可分为常规纺丝工艺 中速纺丝工艺和高速纺丝工艺 按照纺丝原料有直接纺丝工艺和间接 切片 纺丝工艺 按照工艺流程 可分为三步法 二步法和一步法 1 常规纺丝工艺常规纺丝或称低速纺丝 是纺丝卷绕 拉伸加捻 假捻变形的三步法工艺路线 UDY DU TY 纺丝速度为1000 1500m min 拉伸加捻速度为600 1100m min 假捻变形的速度为120 160m min 可仿制33 167dtex的长丝 43 2 中速纺丝工艺中速纺丝系二步法工艺 纺丝速度为1800 2500m min 制得的半预取向丝 MOY 其纤维结构尚未趋于稳定状态 至少要放置平衡6 12h后 才能加工使用 但存放时间不宜过长 最好不要超过一个月 MOY一般是在本厂加工使用 中速纺丝有两种工艺路线 1 MOY DY工艺此工艺采用中速纺丝和低速拉伸 拉伸加捻的速度为800 1200牧民 可仿制33 167dtex的拉伸丝 常见的是75dtex和50dtex 其生产效率比高速纺丝低 产品质量比常规纺丝差 目前采用这种工艺路线的有我国和日本等国的少数工厂 2 MOY DTY工艺此工艺采用中速纺丝和高速拉伸变形 MOY的剩余拉伸倍数为2 1 2 4倍 拉伸变形的速度为400 500m min 可仿制55 88dtex的变形丝 超过110dtex时 需将两根丝条合股成一个筒子 此工艺的生产效率不如POY DTY工艺路线 44 3 高速纺丝工艺高速纺丝的纺丝速度为300 3500m min 可制得预取向丝 POY 在高速下 纤维产生一定的取向度 结构比较稳定 它有三种路线 1 POY DTY工艺此工艺采用高速纺丝和高速拉伸变形 是典型的二步法工艺路线 POY的后加工速度通常为450 700m min 可纺制50 167dtex的变形丝 这种工艺路线于70年代开始工业化 其特点是工艺流程短 生产效率高 基建投资省 POY可以长期存放 长途运输 DTY品质优良 采用此法是长丝生产的一个发展方向 2 POY TY工艺此工艺产用高速纺丝和低速假捻变形 转子式假捻法 可制得167dtex的变形丝 这种工艺路线在技术经济上不合理 是一种权宜的做法 我国有一些中小型弹力丝厂采用此法 3 POY DY工艺此工艺采用高速纺丝和低速拉伸加捻 可制得55 110dtex的拉伸丝 拉伸比为1 3 1 7倍 日本东丽公司和瑞士英文塔公司曾介绍过这种工艺路线 我国也有少数工厂采用此工艺 45 4 全拉伸丝生产工艺全拉伸丝 FDY 生产工艺采用低速纺丝 高倍拉伸 且两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成 系一步法工艺路线 纺丝速度为900m min 拉伸速度为3200m min 拉伸比为3 5 可纺制55 165dtex的拉伸丝 国内椰油将高速纺丝 纺丝速度为320