化纤基础知识1.pdf

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1、1 百度文库帮手网 w w w.365x u e y u a n.c o m 免费帮下载 文库积分资料11 百度文库帮手网 w w w.365x u e y u a n.c o m 免费帮下载 文库积分资料1 本文由15290392贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。POY 制 DTY 工艺探究 一工艺基础知识 1 工艺介绍 1.1 涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名 称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤 高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（

2、PET），经纺丝和后处理制成 的纤维。（1）化纤按形态结构分类 按照化学纤维的形态结构特征，通常分成长丝(Co nt i n u o u s f i l a m e n t)和短纤维(s t a p l e f i b r e)两大类。长丝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 后加工工序后，得到的长度以千米计的纤维称为化学纤维长丝。化纤 长丝可分为单丝(Mo n o f i l s)、复丝(Mu l t i-f i l a m e n t)、捻丝、复捻丝、帘线丝和变形丝(Te x t u r e d f i l a m e n t)。单丝：长度很长的连续单根纤维。复丝：两根

3、或两根以上的单丝并合在一起组成的丝条。化学纤维的复 丝一般由 8100 根以下单纤维组成。捻丝：复丝加捻成为捻丝。复捻丝：两根或两根以上的捻丝再合并加捻就成为复捻丝。帘线丝：由一百多根到几百根单纤维组成，用于制造轮胎帘子布的丝 条。变形丝：化学纤维原丝经过变形加工使之具有卷曲、螺旋、环圈等外 观特性而呈现蓬松性、伸缩性的长丝称为变形丝。（2）化学纤维命名 根据我国有关部门规定，人造纤维的短纤维一律 叫“纤”（如粘纤、富纤），合成纤维的短纤维一律叫“纶”（如锦纶、涤 纶）。如果是长纤维，就在名称末尾加“丝”或“长丝”（如粘胶丝、涤纶 丝、腈纶长丝）。（3）化学纤维的制造可概括为以下四个工序：A

4、原料制备。高分子化合物的合成（聚合）或天然高分子化合物的化 学、物理处理和机械加工。B 纺丝流体（液）的制备。纺丝熔体或纺丝溶液的制备。C 化学纤维的纺丝成型。纤维的成型。D 化学纤维的后加工。纤维的后处理（4）化学纤维的后加工 纺丝流体从喷丝孔中喷出刚固化的丝称为初生纤维。初生纤维虽已成 丝状，但其结构还不完善，物理机械性能较差，如伸长大、强度低、尺寸稳定性差，沸水收缩率很高，纤维硬而脆，没有使用价值，还不 能直接用于纺织加工。为了完善纤维的结构和性能，得到性能优良的 纺织用纤维，必须经过一系列的后加工。后加工随化纤品种、纺p a g e 1丝方 法和产品要求而异，其中主要的工序是拉伸和热定

5、型。1.2 涤纶长丝的分类 1.2.1.初生丝：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）1.2.2.拉伸丝：拉伸丝（低速拉伸丝）（DY）、全拉伸丝（纺丝拉伸一 步法）（FDY）、全取丝（纺丝一步法）（FOY）1.2.3.变形丝：常规变形丝（TY）、拉伸变形丝（DTY）、空气变形丝（ATY）。1.3 POY 制 DTY 所经历的过程就是假捻 1.3.1（1）假捻变形原理：假捻：固定丝的两端，握住其中间加以旋转，在握持点上、下两端 的丝条捻向相反而捻数相等整根丝捻度为零 丝条以一定速度 v 运 行，则在握持

6、点以前的捻数为 n/v，在握持点以后，以相反捻向（n/v）移动，因此，在握持点以后区域内的捻数为零。加热和冷却：合成纤维假捻变形必要条件加热和冷却 高弹丝（一 次热处理）；低弹丝（两次热处理）*加热：加捻阶段加热分子热运动消除加捻扭曲而产生的扭曲应 力加捻形变不可恢复 丝条受热后塑性刚性加捻张力 便于加捻*冷却：丝条冷却到 Tg（80）假捻器加捻后的形变已固定，虽经解捻，但每根单丝仍保留原有的卷曲状态（膨松、有弹性）*再加热：（高弹丝）一次加热的假捻丝（弹性大，扭矩大，不经并捻 合股，很难上机织造 解捻后第二次加热定型低弹性：残留扭矩小，卷曲稳定，弹性降低 图 1.假捻模型 图 2.图假捻变形

7、工艺流程及其相应的 纤维表观形态示意图 1 预取向丝（POY）；2张力器；3喂入辊；4第一加热器；5 假捻器；6传送辊；7 一第 二加热器；8卷绕辊；9 一低弹丝；10卷绕筒子（2）假捻变形工艺路线：常规变形法：以拉伸丝为原丝的假捻变形 外拉伸变形法：以未拉伸丝或预取向丝为原丝，拉伸和假捻变形分别 在两个区域内连续进行 内拉伸变形法：以预取向丝或中取向丝为原丝，拉伸和假捻变形在同 一区域内连续进行 （1）常规变形法（2）外拉神变形法（3）内拉伸变形法 图 3.各种假捻变形法示意图 1原丝；2喂入辊；3热辊；4拉伸辊；5第一加热器；6假 捻器；7中间辊；8第二加热器；9输出辊；10变形卷装丝（3

8、）拉伸变形机（弹力丝机）结构及工艺流程：弹力丝机：英国 SCRAGG（SDS600 型）、德国 Ba r m a g（FK6Uf-700 或 FK6Uf-900 型）日本村田机械公司、（333-型）法国 ARCT、（FTF55 型）图 4.图 FK6Uf 900 拉伸变形机 1 原丝筒子架；2第一热箱；3操作杆；4冷却板；5假捻 器；6第二拉伸辊；7第二热箱；8卷绕丝；9喂人辊；10断丝器；11第三辊；12探丝器；13 一上油辊 拉伸变形区、定型区、卷绕区（POY 丝原丝架断丝器第一喂入罗拉第一热箱冷却板 假捻器第二拉伸辊）（第二热箱第三喂入罗拉）（断丝传感 器上油罗拉卷绕罗拉）*原丝架：放置

9、原丝筒子；导丝管（丝条分别导入喂入罗拉）*剪丝器：剪断喂入丝条（由断丝传感器给信号）防止喂入罗拉缠辊；，电磁铁+一对刀片*第一喂入罗拉（喂入辊）：将丝连续不断喂入第一热箱皮圈式、皮 辊式 *第一热箱（变形热箱）：拉伸、变形、定型；真空密封联苯蒸汽加热；接触式加热；双凹槽金属板/热箱；两根丝条/热箱；清除油剂（1 次）/23 周 冷却板：将丝冷到 80固定变形 调节假捻张力 控制丝条假捻温度变形均匀 赋予丝条进假捻器丝的刚度粘数传递好 金属板空气冷却；600m/m i n 1.5m 板长*摩擦假捻器：加捻和解捻假捻 叠盘式摩擦假捻器：图5.摩擦盘式假捻器 1丝条2摩擦圆盘；3导丝管 摩擦盘：软盘

10、（聚氨酯盘）摩擦系数高、表面柔软、对丝条损伤小、“雪花少”但使用寿命短；加工低纤度变形丝 硬盘（全陶瓷盘、金刚砂盘、喷涂陶瓷盘）与软盘相反 皮圈式假捻器：磁性转子式假捻器：*第二拉伸辊：拉伸（它与第一喂入罗拉间的速度差）第二热箱（定型热箱）：直接电加热（SDS）或密闭的导生蒸汽（联 苯）加热（FK）；非接触式热管；热定型卷曲内应力热收缩率 卷曲稳定 第三喂入罗拉：它与第二拉伸辊间的速度差控制第二热箱p a g e 2中丝条的张 力 断丝传感器：发出丝条断头信号给剪丝器动作；非接触电容传感器 上油罗拉：油轮上油，三油轮转速040r/m i n 卷绕罗拉：使丝条卷绕成双锥形筒子；摩擦辊+摇架（筒子

11、座）、横动 导丝器+筒管（3）工艺控制：摩擦盘：*材质：硬质盘：全陶瓷（K）盘雪花较少、全刚砂盘（D74、D70）、等离子喷涂陶瓷盘：使用寿命长，但打滑系数大，对丝条损伤大，雪 花多 软质盘：聚氨酯（PU）盘雪花极少；与硬质盘相反，假捻效 果最好，强伸度高 *组装：三轴叠盘式假捻器：摩擦盘组合数 ABC（A、C 盘均为金属 光盘）A：起导丝作用的盘数；B：实际工作盘数；C：消除紧点盘数 加工范围：090：适宜加工POY线密度220280d t e x 081：适宜加工POY线密度135220dt e x 071：适宜加工POY线密度83135d t e x 061：适宜加工POY线密度5083

12、d t e x 060：适宜加工POY线密度5083d t e x 变形加工速度：500700m/m i n（叠盘摩擦式：500580m/m i n；皮 圈摩擦式：550650m/m i n）速度丝条假捻张力丝条与摩擦盘接触压力丝盘间滑移 弹力丝卷曲率（KE）和卷曲稳定性（KB）速度假捻张力 DTY毛丝 速度生产量 变形温度和定型温度：A：变形温度：第一加热箱温度；接触式加热；180225；密闭的导 生蒸汽（联苯）加热 变形温度变形阻力假捻张力纤维变 形充分蓬松性225变形温度接近软化点纤维塑性太强 变形差卷缩率 强度、韧性、粘并丝 B：定型温度：第二加热箱温度；非接触式空气加热；第一加热箱温

13、 度-（1530）；丝条第一热箱第二拉伸辊高弹丝由于涤纶 大分子刚性大，变形时的纤维内应力加大高弹丝尺寸稳定性使 用中弹性逐渐第二热箱（松弛热定型）纤维内应力部分高 能链段解取向纤维结构稳定低弹丝（卷缩率1525%）定型温度DTY卷缩率 纤维大分子解取向强度、伸长 定型温度不能起到松弛内应力的作用 加热时间和冷却时间：A：加热时间：0.40.6s （第一热箱：0.20.5s；第二热箱：0.15s）由加热器长度和丝速调节 加热时间毛丝、断头、纤维发黄 加热时间变形和热定型效果差 B：冷却时间：0.1s 由冷却区长度和丝速调节（保证冷却到 Tg(80)以下）冷却时间丝条能不到80以下 冷却时间需

14、降低生产速度或增加冷却区长度生产效率或厂房层高增加 拉伸倍数：第二拉伸辊线速度/第一喂入罗拉线速度 POY的应力-应变曲线求出的最大拉伸比的（0.70.75）倍 拉伸倍数假捻张力（主要是解捻张力）拉伸变形体系不 稳定丝条在假捻器下方捻度不能全部消除纤维粘在一起形成紧点 膨松性 拉伸倍数假捻张力（主要是解捻张力）丝条 在假捻器下方松散毛丝和断头 D/Y比：*定义：摩擦盘（假捻器）的表面线速度/丝条离开摩擦盘（假捻器）速度*影响：D/YDTY丝假捻度低弹丝卷缩率、卷曲模量随D/Y 纤维打滑低弹丝卷缩率、卷曲模量不再改变 D/Y握持力 打滑紧点、毛丝 D/Y假捻张力假捻效果差*选择：理论上：假捻张力

15、比=解捻张力/加捻张力=1确定 D/Y；工艺上：假捻张力比=解捻张力/加捻张力=1.051.3确定 D/Y（要防止摩擦盘间的丝条呈松散状态，以及摩擦盘与丝条之间的打滑，造成假捻数不匀，并防止 DTY 产生紧点）；最理想工作区（图中两条 直线交点之前：解捻张力/加捻张力=1.051.3），最佳 D/Y=2.2 大 小：全陶瓷盘 1.92.1；全刚砂盘 2.12.3；等离子喷涂陶瓷盘 1.8 2.0；聚氨酯盘（PU）1.82.1；假捻张力：假捻张力比=解捻张力/加捻张力稍1（否则摩擦盘间 丝条松弛摩擦盘与丝条间打滑假捻度不匀DTY 紧点染色袜 筒上出现条纹丝）假捻张力比丝条在假捻器下方松散毛丝和

16、断头 假捻张力比捻度在假捻器下方不能完全消除单丝粘 在一起形成紧点蓬松 假捻张力接触不良假捻数卷曲性能差 假捻张力 毛丝和断头 假捻张力调节：拉伸比 R、丝的速度、D/Y 比（摩擦 盘的圆周线速度/丝条通过摩擦盘速度）最佳假捻张力 纤度 张力 加捻张力 T1 解捻张力 T2 T1T2 假捻度：影响卷曲效果 定义：假捻器计算转速 r/m i n 与假捻机中输出辊表面线速度 m/m i n 之 比 影响：假捻度单丝形成的螺旋线圈和轴向夹角卷曲频率、弹性回复率 假捻受热分子部分解取向强度 假捻度 变形丝圈p a g e 3太紧皱缩捻度不匀、膨松性 假捻度变形丝没 有充分扭曲圈紧皱缩膨松性弹性 1.0

17、51.20 1.101.25 1.101.30（d t e x）82.5（c N）2530 2837 4558 4868 5060 5375 148.5 167 大小：纤度（丝条越细）假捻度 T：假捻度（捻/m）；：捻度系数（0.851.0）D：补充拉伸后的纤度（d t e x）超喂率：影响纤维强伸度、卷曲率 定义：牵伸罗拉（第二罗拉）的圆周线速度/喂入罗拉线速度；以牵 伸罗拉（第二罗拉）的圆周线速度为中心计算超喂率 第一超喂率：第二罗拉圆周线速度/第一罗拉圆周线速度拉伸倍数（+）第二超喂率：第三罗拉圆周线速度/第二罗拉圆周线速度稳定超喂 率（-）卷绕超喂率：卷绕罗拉圆周线速度/第二罗拉圆周线

18、速度卷绕超喂 率（-）影响：第一超喂率拉伸倍数 第二超喂率绝对值丝条在第二热箱中补充热定型充分纤维内应 力消除完全卷曲稳定性 卷绕超喂率：决定卷装成形好坏 大小：FK6UF 型 DTY 机纺制 167d t e x/30f 低弹丝：第一超喂率+1.66 倍；第二超喂率-8.5%；卷绕超喂率-7.4%拉伸变形机上输送辊 皮辊式罗拉：金属罗拉+覆有橡胶的夹 持罗拉 耐磨，当表面磨出凹槽后打磨后可继续使用；握持力不够时可 在罗拉上将时多绕几圈 皮圈式罗拉：主动罗拉+皮圈+皮圈架 11 车间空调：范围：夏季 283，RH705%；冬季 223，RH705%影响：温度偏高丝条在第一加热箱后进入加捻器时 冷却差变形加工中生产出 L 丝（染色浅丝）、D 丝（染色深丝）、F 丝（染色不均匀丝）丝（染色不均匀丝）湿度偏低丝束蓬松、K 1.4 化学纤维质量指标及其检测方法 1.4.1 纤度（线密度、细度）（1）定义：纤维粗细程度（2）表示法：a 公制支数 Nm：1 克重的纤维所具有的长度米数；Nm 纤维越细 b 旦 D：9000 米长的纤维所具有的重量克数；D纤维越粗 c 特 Te x：1000 米长的纤维所具有的重量克数；D纤维越粗1p a g e 4