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纺丝工艺流程简介 主讲 肖永新 盛虹化纤内训资料 1 第一章基本概念第二章纺丝工艺流程简介 盛虹化纤内训资料 培训内容 2 第一章基本概念 1 聚酯2 纤维的分类3 聚酯纤维的分类4 规格 批号的定义5 常用的物性指标6 常见的外观指标 盛虹化纤内训资料 3 聚酯 化学名聚对苯二甲酸乙二酯 PET 商品名涤纶 盛虹化纤内训资料 4 纤维的分类 按来源和组成分类 天然纤维 自然界生长形成的纤维1 植物纤维棉 麻等2 动物纤维毛 蚕丝 唯一的天然长丝 3 矿物纤维石棉 存在于地壳中 用于建筑 防火等 盛虹化纤内训资料 5 纤维的分类 按来源和组成分类 化学纤维 以天然或合成高聚物为原料 经化学和机械加工而成的纤维1 人造纤维A 人造纤维素纤维粘胶纤维 醋酯纤维等B 人造蛋白质纤维大豆纤维等C 人造无机纤维玻璃纤维 金属纤维 碳纤维等2 合成纤维包括聚酯纤维 胺纶 丙纶 腈纶等 盛虹化纤内训资料 6 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 盛虹化纤内训资料 7 规格 批号的定义 规格 一般包括四个要素1 粗细程度 线密度 2 单丝孔数3 截面形状 圆形截面 异形截面 4 光泽 半消光 大有光 全消光 一般还要注明POY DTY FDY等 若不注明截面形状和光泽 则默认为圆形 半消光 盛虹化纤内训资料 8 异形截面纤维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 盛虹化纤内训资料 9 我司异形纱图片 扁平纱 盛虹化纤内训资料 10 我司异形纱图片 字纱 盛虹化纤内训资料 11 我司异形纱图片 三孔中空纱 盛虹化纤内训资料 12 我司异形纱图片 四孔中空纱 盛虹化纤内训资料 13 我司异形纱图片 米 字纱 盛虹化纤内训资料 14 我司异形纱图片 中空纱 盛虹化纤内训资料 15 批号的定义 将原料 规格 生产工艺 物理性能完全相同的一批丝指定一个代号 叫 批号 不同批号的丝不能混用 盛虹化纤内训资料 16 说明 1 POY分子结构不稳定 经长期存放后大分子的结晶 取向会发生变化 进而造成DTY染色差异 原则上间隔三个月以上的产品即使同一批号也不能混用 夏天天气炎热时更明显 2 不同线别 即使同一批号也尽量不要混用 因为各线设备配置不同 品种搭配不同 熔体流量不一样 造成产品物性存在差异 特别是一些高要求的客户 或者做AAA产品时更应注意 盛虹化纤内训资料 17 常用的物性指标 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 10000m长纤维质量的克数即为该纤维的分特数 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 盛虹化纤内训资料 18 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 单位为厘牛 分特 CN dtex 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 盛虹化纤内训资料 19 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 盛虹化纤内训资料 20 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 盛虹化纤内训资料 21 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 盛虹化纤内训资料 22 6 染色性 DTY FDY 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 盛虹化纤内训资料 23 7 沸水收缩率 DTY FDY 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 盛虹化纤内训资料 24 8 含油率 OPU 不同品种的含油率中心值不同 但要求要均匀 少油 多油均会影响加弹张力 染色均匀性和断头等 9 DF值 即动态热拉伸应力 反映丝条结晶 取向情况 影响加弹丝张力 染色均匀性和断头情况 国家标准没有此项要求 为内控标准 10 网络度作用是增加单丝间的报合性 减少退绕 加弹 织造时的毛丝 断头 盛虹化纤内训资料 25 常见的外观指标 毛丝 复丝中筒子表面的单根纤维断裂后的丝头或成环状的松圈丝 单丝断裂露头2mm以上为毛丝 松圈丝高度大于等于3mm开始计算 蛛网丝 网绊丝 长度大于1cm开始计算 距管底1cm以内的网绊丝单面不降等 双面降B级 严重影响退绕的直接作废丝处理 飘丝 根据公司标准降级 纤度范围超过B级作废丝处理 油污丝 A级品指轻微不明显的油污 人为油污 手印 轻微水渍 其总面积不超过1cm2 指筒子表面不明显的灰尘 B级品较明显油污 盛虹化纤内训资料 26 色泽 指整个丝筒色泽正常 内外层一致 成型 丝饼中间存在凹凸现象 如果两端面同时出现凹层或凸层 影响后加工退绕 直接按废丝处理 丝饼中间存在凹凸现象 如果一端面出现凹层 另一端面在同一位置出现凸层 凹凸1mm内不降等 2 4mm降A级品 5mm以外降B级品 夹结丝 一律降A级 注 3A产品不执行毛丝 点中的内容 只要有单丝断头或松圈丝 即不评AAA 最高等级为AA 注 在同一丝饼上 出现不同外观病疵 按所需降等的最低等级降等 注 凡是产品不能达到本标准的最低要求 B级 一律由纺丝部确认 予以作废丝处理 盛虹化纤内训资料 27 第二章纺丝工艺流程简介 盛虹化纤内训资料 28 讲解要点 纺丝工艺流程简介一 预取向丝POY生产简介二 全拉伸丝FDY生产简介三 主要纺丝设备的作用简介外检分级与包装生产设备简介 盛虹化纤内训资料 29 一 POY生产流程图 纺丝生产工艺流程简介 盛虹化纤内训资料 30 纺丝工艺流程简介 二 FDY生产流程图 盛虹化纤内训资料 31 熔体输送简介 1 熔体过滤器高速纺丝对熔体的要求比较高 熔体中极细小的微粒或杂质的存在都极易造成纺丝时断头 熔体聚合过程中 由于受搅拌和温度均匀性的影响 不可避免地会产生一些凝胶粒子和高结晶聚合物 另外 消光剂TiO2中也会有直径较大的微颗粒 如果不及时将之除去 必然会影响纺丝的正常进行 因此 必须通过熔体过滤器以除去熔体中20 M以上的颗粒 保证熔体的正常挤出和导丝盘的牵伸 2 增压泵增压泵主要是用来控制计量泵泵前压力 当泵前压力过低时泵的前后压差太大 受计量泵熔体漏流影响 纺丝时 POY断面不匀率会升高 影响POY的质量和增加DTY的加工难度 泵前压力的稳定控制有利于顺利纺丝 盛虹化纤内训资料 32 3 熔体冷却器由于熔体的流体力学特性 它在管道中的流速径向分布是不均匀的 而是呈一抛物线状的分布 这种流动形式造成了管道中的熔体流速要比管壁的熔体流速高 这种流速分布必然会影响熔体在输送管道中的停留时间和聚合物的质量均匀性 另外 这样的流速分布还会因剪切应力作用使熔体温度上升 增加熔体降解的可能性 工艺的设定要求将这种效应减小到最小程度 最主要的是保证熔体在输送过程中的质量分布均匀种稳定 4 熔体分配管 熔体分配管是用来将聚酯熔体输送分配到各纺丝箱体的管道 要求它尽可能短 以缩短熔体在管道中的停留时间 减小熔体的降解机会 同时要保证熔体送至各箱体的时间均一 防止熔体质量分布不匀 此外 管道中不能有熔体死角 聚酯熔体的高粘度 粘滞性 会引起抛物线状分层流动 从而造成熔体物理性能在径向分布上的差异 为减小这一差异 通常在熔体管道中装设静态混合器 盛虹化纤内训资料 33 熔体质量对的纺丝影响 特性粘度粘度的波动使纺丝时丝条在喷丝板喷出时的流变性能产生变动 粘度偏低 纺丝时造成注头 浆块 长丝冷却成型时 凝固点上 下移动 使单丝间条干不匀率增大 对长丝质量影响较大 端羧基端羧基含量上升 表明该聚酯分子量较宽 可纺性变差凝胶凝胶是热裂解形成的三向交联聚酯 是一种无明显熔点的胶状物 它的存在会大大增加纺丝断头 造成DTY成品深色长丝 俗称D丝 以及引起过滤器和组件堵塞 盛虹化纤内训资料 34 高结晶聚合物在聚酯中会有熔点高于280 结晶度大于45 的部分 在纺丝时不易熔透 在组件内生成荧光色的嫩质凝胶或棕色的老凝胶 可能引起纺丝断头及组件快速堵塞 若带到丝条中 将引起成品纤维的染色不匀 点状深色 拉伸张力不匀和伸长不匀 消光剂二氧化钛虽然作为消光剂 但其本身对纺丝是不利的 一是促进聚酯降解 二是增加过滤难度 从而影响聚酯的可纺性 所以 其加入量应为能够达到消光作用的最低值 二甘醇含量国内聚酯切片在0 7 1 5 之间 均匀性较差时 会使可纺性变差 纤维染色均匀性不好 故其波动值最好应在0 05 0 1 盛虹化纤内训资料 35 组件的作用 Barmag公司的组件采用下装式密封式结构 通过改变滤网 砂 层来调节组件压力比较方便 过滤层的作用不仅仅是为滤去熔体中的杂质 而且当熔体通过滤层时会受到高速剪切 此时机械能转化为热能 使熔体由内部升温 有利于高聚物温度和粘度的均匀 这也是改善熔体流变性能的一种手段 盛虹化纤内训资料 36 侧 环 吹风的作用 由喷丝孔挤出的熔体细流经纺丝侧吹风窗 在熔体凝固和丝条降温的过程中 向周围空气释放出大量的热 这些热量主要是通过与流动的空气进行对流传热而被带走 生产过程中要求丝条的冷却速度均匀 凝固点位置固定 不受周围空气流的影响而产生强烈的晃动 以保证POY良好的质量和均匀性 由于高速纺的熔体挤出量大 释放的热量也多 故对冷却吹风的要求较高 较高的冷却吹风风速 0 4 0 7m s 冷却吹风的湿度较高 85 左右 风温较低 15 29 且要在每个中心值上保持稳定 非常平稳的冷却吹风风速 波动范围 0 5 盛虹化纤内训资料 37 上油集束 1 上油的目的 使纤维的表面特性 抗静电 平滑 抱合力 耐摩擦等 能满足生产和后加工的要求 2 高速纺POY油剂的特点和要求 a 油膜强度高 避免在高接触压力下油膜破裂 产生毛丝 断头 b 单丝间抱合力良好 以适应大卷装 减少和避免网绊丝 c 高平滑性 以适应与各种导丝器的摩擦 防止毛丝的出现 d 渗透性好 高速时能在瞬间均匀地附着在丝束的表面 保证上油的均匀性 提高后纺的染色均匀率 M率 好的乳化稳定性 耐微生物性 抗静电等 38 导丝盘的作用 对涤纶高速纺来说 由于卷绕速度提高 纺程上高速运行的丝条与周围空气的摩擦阻力相应增大 从而使卷绕张力比常规纺明显提高 高速纺丝设置导丝盘的目的 是减少因卷绕引起的张力波动 调节张力以利于纺丝和卷绕 实验结果表明 采用有或无导丝盘卷绕到的POY 其强度 伸度 屈服应力 自然拉伸倍数和双折射等几乎均无差异 但测得的条干不匀率U 值 无导丝盘卷绕要比有导丝盘卷绕