纺丝课程.ppt

1、欢 迎 大 家,纺丝生产培训,Chapter 1,一、聚酯(PET)简介 二、聚酯(PET)的产量 三、公司介绍,Chapter 2,一、涤纶长丝的性能、分类和用途 二、纺丝生产工艺流程(POY) 三、纺丝生产工艺流程(FDY) 四、差别化纤维,Chapter 3,一、涤纶的主要质量指标 二、纺丝相关标识的说明,1.1聚酯简介,1、聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)，英文PET，发明于1944年，1949年在英国实现工业化，是聚酯家族的一员，70年代后又发明了PBT， PTT纤维，丰富了聚酯家族成员，涤纶是PET纤维的商品名称，我国将聚对苯二甲酸乙二酯含量大于85%以上的纤维简称为涤纶，。聚酯(PET

2、)产品除了纤维类，还包括瓶片类、薄膜类。 2、PET制备以PTA(精对苯二甲酸)+EG(乙二醇)为基本原料，或DMT (对笨二甲酸二甲酯)+EG，主要工艺路线有间歇酯交换缩聚法、连续酯交换缩聚法，直接酯化缩聚法，目前主要采用直接酯化缩聚法。 3、涤纶纤维的主要用途有民用涤纶与工业用涤纶。民用涤纶主要有衣用、装饰用，涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等，特别是做轮胎用的涤纶帘子线， 在性能上已接近锦纶。涤纶纤维还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等，其他聚酯产品如瓶片类、薄膜类，还可用于各种钦料瓶、包装材料、胶片等，在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。,1.2聚酯产量,1

3、、全球聚酯产品产量及预测表(单位：万吨) 2、亚洲聚酯产能产量及负荷表 表1,1.2聚酯产量,亚洲聚酯产能产量及负荷表,1.3公司介绍,2.1涤纶长丝的性能、分类和用途,1、性能 A、模量 初始模量高，民用不低于90cN/dtex，产业用丝可达140cN/dtex。 B、强度 有较高的强度，且在95度的水中保留强度达73%以上，稍低于锦纶。 C、弹性 弹性没有锦纶好，但涤纶有较高的初始模量，所以其尺寸稳定性好。 D、折皱恢复性 涤纶织物对不希望产生的折皱的恢复率是很高的，这一特点来源于纤 维的内部刚性，无论在干态还是湿态，纤维的刚性都 能减少由折皱引起的织物变形。 E、韧性 仅次于锦纶，因其断

4、裂伸长较低，对能量的吸收性能和耐磨损性都较低。 F、密度 近于1.38g/cm3,比锦纶1.14和丙纶0.9要高。 G、电性能 因其吸湿性差，电阻率较高，在10111014/cm，是一种绝缘材料。 H、起球 易起球，但已有低拉强度不易成球的涤纶，它同样保持了高耐磨性。 I、耐热性： 可在70170C使用，是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。 J、染色 不易上染，可用分散染料式非离子染料染色效困较好，需要较强劲的染色条件，包括轧染、干燥和热固色。 K、化学性能：抗氧化剂、耐酸不耐碱，耐无极性溶剂和大多数极性溶剂。 L、可燃性 易燃，但纤维会熔化而自灭。与纤维素纤维混纺更易燃烧，产生黄色火焰和浓烟

5、。必须采用特别的整理方法或在纺丝时添加阻燃剂才能使织物达到阻燃的目的。 M、耐光性 仅次于腈纶，对紫外线引起的降解有一定的抵抗能力，光照后产生轻微的泛黄现象。 N、粘附性 粘附能力较差，只有在表面涂特种油剂或胶料时才能用于轮胎帘子布和涂层织物等方面。,2、涤纶纤维的分类,1、按制造长度可分为：长丝、短纤 2、按性能分：常规、差别化(CDP、色丝、异形、细旦多孔丝、吸湿排汗、高收缩丝等) 、功能性(阻燃纤维、高强低伸、防腐纤维等)涤纶。 涤纶按TiO2的含量不同可分为大有光、半消光、全消光。 3、按加工速度与属性分 未取向丝常规纺丝)UDY或UOY 半取向丝(中速纺)：MOY 涤 初生丝 预取向

6、丝(高速纺丝)：POY 纶 高取向丝(超高速纺丝)：HOY、FOY 长 拉伸丝(纺丝拉伸二步法)：DY 丝 拉伸丝 全拉伸丝(纺丝拉伸一步法)：FDY 常规变形丝：TY 变形丝 位伸变形丝：DTY 空气变形丝：ATY,3、聚酯涤纶的用途与工艺路线,1、民用：主要是纤维类，如服饰、装饰、床上用品。 2、工业用：帘子线、土工布、绝缘材料、帐篷、工业绳索、传送带等。 3、涤纶纺丝的工艺路线一般分为2种： 切片纺(间接纺)、熔体直纺(直接纺) 4、拉伸丝按加工方式分为热辊拉伸(产品称FDY)与热管拉伸(TCS)。,总结：,优点：断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型优异，耐光和耐热性好。聚酯纤维的熔

7、点约255、玻璃化温度约为70 ，在广泛的条件下形状稳定，良好的洗可穿性和耐腐蚀性等 缺点：染色性差，可使用染料种类少，吸湿性低，易在纤维上积聚静电荷，织物易起球。,2.2、纺丝生产工艺流程（POY）,纺丝生产过程的工艺流程图 切片纺： 切片输送 结晶干燥 熔融挤出 纺丝箱 熔体纺 熔体输送 空 调 冷 却 丝条上油 卷绕成型,连续式干燥系统 SWISS -BM,切片的预结晶与干燥 1、预结晶床(流化床)的作用： 提高切片的软化点(湿切片的软化点为65-68)，使切片在后续工序中不 结块,并使切片获得初步的结晶度。 2、干燥的目的: 为脱除切片中的水分,提高结晶度,降低在熔融工序中的水解反应。

8、 、长丝对切片干燥的要求： 含水率ppm IV降小于0.015 粉尘少。 、干燥工艺条件及注意事项 1、干燥原理 切片干燥是一个传热、传质的物理过程。除了切片的含水量发生变化外，切片的结构也发生变化。 水分的脱除 F=F1+F2 F - -切片的含水量 F1-自由含水量：可被脱除的水分 F2-平衡含水量：不能完全脱除，干燥的关鍵是减少平衡含水量。 a、水分的平衡既是切片内部与表面的平衡，又是切片表面与干燥介质的平衡。应保证一定的温度，一定的干燥时间。 b、结晶 切片温度超过玻璃化温度后，无定形区即开始结晶。干 燥过程中的结晶分别在预结晶和干燥两个价段完成，预结晶的目的是防 止切片在干燥时发生粘

9、連。,工艺条件 预结晶的温度和时间：160180，约15分钟。 干燥温度和时间：170180，4hr。 干空气露点：空气中的水气达到饱和时的温度，称为该空气的露点。空气中含湿量越低，露点也越低，愈低愈有利于干燥，一般-60。 干燥进风量：160250Nm3/h ，控制好下料速度与风量的配合性，使之不粘结。,涤纶纺丝原理 聚酯的纺丝成形是一个复杂的物理变化过程。在这个过程中，随着热各力的传递，聚酯经历固(切片)-“液”(熔体)-纤维（固）,熔融挤出（熔体的制备） 聚酯切片熔融是聚酯大分子的热运动达到一定程度的结果。随着温度的提高，切片中非晶态部分从玻璃态转化为高弹态，再进一步转变为粘流态；晶态部

10、分则发生结晶的熔化，从而得到熔体。在此过程中应注意切片产生水解、热裂解、氧化降解。通常 在纺丝过程中采用测定无油丝粘度降的方法来表征纺丝过程中聚酯大分子的降解反应程度。IV0.02 螺杆挤出机：担负固相物料的输送、固相物料的加热熔化及液相物料的计量、均化及输送的任务。 预过滤 熔体分配管(箱体) 静态混合器 定量挤出（计量）,螺杆挤出机,纺丝箱,工作原理：相当于一个大的热交换器，熔体与联苯蒸器进行热交换，通过联苯锅炉控制元件的精确控制，使熔体温度保持均匀性。 组成：熔体分配管、计量泵、组件、箱体保温层，传感器等。,纺丝部分(Spinning)的工艺条件,1、螺杆压力与温区温度 2、联苯锅炉温度

11、 3、纺孔的选择 4、泵供量、GP转速 5、O.P.U%设定、MP转速 6、 PACK的组态，压力选择 7、 PACK预热温度、时间,计量传动系统,PUMP,Pump(GP)的分类： 单叠泵、双叠泵 Pump(GP)的品种： 按出口(out )分：4、6、8、10,PACK,作用：混合和过滤纺丝熔体，使熔体以高压力通过喷丝板挤出成形丝条 分类：按形状分：圆形、矩形；按安装方式分上装式、下装式；按密封的不同分为自密封、强制密封组件。,组件压力,作用原理:进一步过滤掉熔体中的机械杂质和凝胶粒子,以纺堵塞喷丝板中的微孔,避免造成毛丝与断头;把熔体均匀分配到每个喷丝孔中,并且使其充分混合,使整个喷丝板

12、面上熔体的温度、粘度均匀性得到提高，最终通过板中的喷丝孔喷射成形。 用于克服熔体通过过滤层和喷丝板时受到的阻力。 组件压力控制在12MPa18MPa。 随着组件使用时间的增长，过滤层内的杂质逐步增多，阻力也越来越大，组件压力也不断升高。 组件更换周期为一个月左右,纺丝的冷却、上油、成型,冷却吹风的温度、湿度、风速 集束位置及上油 卷绕速度 卷绕张力 卷绕成型,纺程上熔体的变化,侧吹风的冷却,工作原理：侧吹风所用经稳压调湿的风进入侧吹风装置后，经风量调节器调节风量，经多孔板分配，经蜂巢板整流吹向纺丝仓，与丝条进行热交换。 长丝纺丝一般采用侧吹风的形式，主要有温度、湿度、风速 温度：冷却吹风温度控

13、制在22，纺丝速度增高，风温应适当降低，以加快冷却。风温波动将影响DTY的染色均匀性以及使毛丝、断头增加。保持吹风温度的恒定，对制得高质量的POY十分重要。 湿度：一定的湿度可防止丝条在甬道中与干空气摩擦产生静电，减少丝条的抖动或跳动。湿空气也有利于丝室内温度的恒定。相对湿度在75%10% 风速：风速大时冷却效果好，凝固点向喷丝板方向移动，形变区缩短 可改善染色不匀率和纤度不匀率，并能减弱室外气流的干扰。但风速超过一定程度会造成成品丝条的摇晃，湍流，并增加对喷丝板的冷却程度，反而造成成品质量指标不匀率的上升。,QUENCH,空调机组,组成部份：风机、热交换器、喷淋、水泵、无纺布滤袋等 空调机组

14、的主要作用： 1、提供稳定的风压 2、提供稳定的温、湿度的环境风与侧吹风。3、调节纺丝间与卷绕间的环境压差。,上油系统,上油系统含调配槽、高位槽、小油剂箱、油剂泵、油管、油嘴等,FINISH OIL,集束上油,1、上油的作用：润滑性、集束性、搞静电性 2、上油的形式：油嘴(oil jet ),油轮(roller) 3、上油位置：固化点下100-300mm。 4、To张力：0.1-0.15g/D，END-END应均匀(2g)，波动要小。 油剂 润湿性：均匀附着在高速运行的纤维表面，形成一层均匀的油膜，使纤维具有良好的加工性能。 集束性和抗静电性：集束性与抗静电性有关（抗静电性越好集束性越好） 耐

15、热性：对需经受加工（拉伸、假捻）的丝条，油剂的耐热性非常重要。 适应性：根据后加工机台的不同选择不同的油剂（白粉、结焦等） 上油量：. 太高的会造成在后加工中白粉增多；含油不匀会使成品产生僵丝和毛丝。,卷绕速度的选择,卷绕速度是影响卷绕丝预取向度的一个重要因素（速度高，预取向愈高，后拉伸倍数愈低） 纺速应从产品品种、质量和设备条件等诸多因素综合考虑 纺丝速度与品种的关系：常规品种可选择较高的速度，dpf 1的品种纺速宜低。 随着纺速的提高，将增加卷绕机运动部件的损耗，且卷绕张力也将提高，过高的卷绕张力会使卷绕成型不良，不匀率上升，导丝器部件的损耗增大，易产生毛丝，卷绕筒子的硬度亦增高，后加工的

16、退绕性能变差。 满足后加工的生产需求,POY,预网络与主网络器,预网络的作用： 1、单丝间的油剂匀化 2、降低丝条的晃动，对减少断 丝有帮助 3、改善外观成形疵点 4、可适当改善FDY的M% 主网络的作用： 1、增加单丝间的集束性、抱 合性，改善后加工的退绕性 2、对改善断丝与外观成形疵点 有帮助,卷绕头系统(winder),卷绕头系统的主要构成 1、横动系统、BH轴 2、生头与打纬机构 3、卷取程式控制系统 4、生产报表输出 5、报警系统,卷绕张力,张力的大小与卷绕筒子的成型密切相关。（过高的卷绕张力，会产生凸边、螺旋边、蛛网丝等，太小易脱圈和松圈丝等）T3张力的控制标准POY约为0.1g/

17、D，FDY约为 0.15g/D。 张力调节：有导丝盘和无导丝盘两种形式 卷绕角：横动导丝器的运动与筒子端面所成的夹角 接触压力：卷绕筒子的旋转是由摩擦辊与筒子之间的摩擦力推动的。（对底层纱的影响不同的接触压力）,卷绕成型 (1)、卷绕筒子的形式：直边形、双锥形 双锥形只能适应5001200m/min的卷绕速度，它的锥边部分的丝易产生纬向条花，染色不匀。直边形可适应9000m/min的卷绕速度，卷绕筒子重量大，可达1015Kg，最大达60 Kg以上。,(2)、不良卷绕及其对POY丝质的影响,影响高速卷绕的主要因素 油剂性能：POY油剂不仅对卷绕筒子成形有影响，而且与POY在后加工过程中的适应性、

18、白粉产生的多少、毛丝和断头以及热箱的结焦和冒烟等有关。 卷绕张力：张力大小与预取向丝卷绕筒子成形密切相关，一般在0.080.10g/D。 CR与BH之间的接触压力 卷取程式的设定与角的选择(抗叠丝),熔体直纺输送系统,构成：增压泵、熔体冷却器、熔体阀(三通、四通、五通)、导生系统等,DCS控制,DCS控制,DCS控制,总结,质量的控制条件： 、良好、稳定的熔体 、适宜的纺丝温度、冷却条件 、合适的纺丝油剂、OPU% 、适宜的卷绕速度、 To、T3张力 5、 良好的卷绕成型,2.3 纺丝生产工艺流程（FDY）,熔体直纺,1、,纺丝箱,冷却成形,Roller上油,拉伸定型,熔体输送,网 络,卷取成

19、形,FDY车间,FDY工艺条件：,拉伸比=GR2/GR1，设定依据丝条在热辊上的状态、张力、物性、染色。 超喂：依据卷绕张力T3调整，FDY设定在0.15g/D，观查成形。 拉伸温度(GR1)：一般设定在涤纶玻璃化温度+(1520)度，温度太高易滑移，丝条不稳定。 定型温度(GR2)：依据要求的沸缩调整，一般设定在130150度，温度太高易滑移，丝条不稳定，温度低易产生未拉伸丝，染色不良。 网络压力：依用途确定网络点，一般在10个/m以上。 卷绕速度： 绕丝圈数：一般在78圈，以使加热充分。,POY与FDY的用途别,POY的用途： 1、POYDY(拉伸丝) 2、POY DTY(变形丝) 3、POY用于特殊风格的复合丝(收缩特性) FDY的用途： 1、FDY用于加捻工序(俗称“打线”，关注油剂的摩擦性能) 2、FDY用于圆编机 3、FDY用于高速经编机(关注毛羽、抗静电性) 4、FDY用于机织的经用(关注染色、毛羽、等长性) 5、FDY用于机织的纬用(关注丝饼的解舒性，毛羽) 6、FDY用于氨纶包覆(关注单丝间的抱合性),2.4差别化纤维,1、定义 差别化纤维一词源于日本，泛指异于常规品种，并具有一定创新或某些