涤纶长丝生产(5-6章) (2)(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,涤纶长丝生产,课程第五章、第六章,假捻部工艺组,2011-3-10,第五章 预取向丝的后加工,取向的概念,高聚物中大分子或链段在外力作用下沿作用力方向（纤维轴向）排列的现象称为大分子取向。,POY,的后加工有三种路线,：,POYTY(,变形丝,),工艺：,POYDY(,拉伸丝,),工艺：,POYDTY,工艺：,POY,：,Pre,oriented Yarn,DTY,：,Draw Textured Yarn,FDY,：,Full Drawn Yarn,第一节 拉伸变形工艺,如何拉伸？,通过一罗拉与二罗拉之间的速度差来实现，一罗拉速度慢，二罗拉速度快就实现了丝在一、二罗拉之间的拉伸。,两个速度的比就是拉伸比,。,如何变形？,POY,在一热箱内受一、二罗拉的拉伸，同时受到假捻器传递过来的加捻作用，在拉伸力、加捻扭转力和热的作用下发生拉伸变形、热定型等变化。,丝条自第一热箱出来经冷却板固定丝条的热变形、降低其热塑性，以使丝条具有一定的刚性，更利于捻度的传递。最后解捻就成为,DTY,。,一、拉伸变形（加弹）工艺原理,原丝自第一拉伸辊（喂入辊）喂入后，受到第二拉伸辊的拉伸，同时受到自假捻器传递过来的加捻作用，随即进入第一热箱。丝条在拉伸力、假捻扭转力和热的作用下发生拉伸变形、热定型等变化。当丝条出第二拉伸辊后，即完成拉伸变形过程，纤维具有一定的强度、伸度和蓬松性。为了降低丝条的内应力，将第二拉伸辊出来的高弹丝输入第二热箱进行补充热定型。由于第二拉伸辊与第三拉伸辊之间有一定的速度差距（超喂），使丝条在第二热箱略有松弛，故丝条实质上进行了补充热定型，以消除纤维的内应力，促使部分能量高的分子链段解取向，达到纤维结构稳定的目的。,拉伸变形（加弹）工艺原理,丝条在进入第一热箱后，丝温达到,90,100,时，拉伸应力明显下降，丝条即发生拉伸。第一热箱的主要作用就是在张力作用下对丝条进行拉伸和扭曲，并对拉伸和扭曲所产生的形变进行紧张热定型。而冷却板的作用则是使纤维的温度降至,60,70,左右，固定丝条的热变形、降低其热塑性，以使丝条具有一定的刚性，更利于捻度的传递,。,二、加弹工艺,6,大过程,1,、变形：,条件：丝条冷却到一定温度。假捻盘给丝捻度。,目的：产生纤维卷曲性、弹性及蓬松性。,2,、拉伸：,条件：第一热箱将丝条加热到一定温度。,V2,V1,目的：提高纤维强度，降低伸度，完善纤维结构。,加弹工艺,6,个过程,3,、网络：（可根据生产情况设置）,条件：适宜的网络压缩气压和喷嘴。丝条具备适当的张力,目的：增加单丝间的抱合性，减少织布断头。使丝条具有独特的风格。,4,、定型：,条件：,V2,V3,，丝条在第二热箱里被松驰。第二热箱将丝条加热到一定温度。,目的：使纤维弹性保持在较低范围内，赋予纤维适中的蓬松度，提高纤维结构稳定性。,加弹工艺,6,个过程,5,、上油：,条件：油槽的油位具有一定的高度或油轮达一定转速。完整的供油系统。,目的：给予丝一定含油量，增加纤维平滑性、粘合性、减少纤维静电，使丝卷退绕和织造性能良好。,6,、成形,条件：给予丝条一定的卷绕张力。完整的成形结构。,目的：使丝卷成形良好，用于运输和退绕。,第二节 工艺条件对生产过程和 产品质量的影响,1,、摩擦盘材质,由于摩擦盘与丝条直接接触摩擦，并施于丝条假捻力，因此它的材质对假捻效果和丝条的强度影响较大。通常摩擦盘的材质有硬质和软质两大类。,叠盘式摩擦拉伸变形加工中，“雪花”的产生影响变形加工工艺的控制、机器的寿命及操作环境。“雪花”的产生除与纺丝油剂等因素有关外，主要取决于摩擦盘的材质。,摩擦盘材质性能的比较,金刚砂盘,全陶瓷盘,等离子喷涂陶瓷,聚氨酯盘,雪花产生量,较多,一般,较少,少,打滑系数,12%,12%,10%,5%,假捻效果,一般,一般,较好,好,丝条强度,较低,较低,较高,高,盘的使用寿命,34,年,4,年以上,2,年以上,36(1218),个月,2,、加工速度（,YS,）,2,罗拉表面速度,速度提高可以增加产量，降低生产成本。但是速度提高后假捻张力升高会增加断头，丝条在第一热箱内的停留时间缩短，,DTY,的结晶度下降，上染率略有增加；卷曲收缩率降低；毛丝增加，影响断裂强度,。,3,、拉伸倍数（,DR,）,2,罗拉表面速度,1,罗拉表面速度,牵伸比增加，在一定范围内,DTY,强度增加、伸长下降、线密度下降、加工张力增加、上染率明显下降、毛丝增多、断头增多。若牵伸比较低，则生产不稳定，致使在假捻器下方捻度不能全部消除，产生僵丝，从而使纤维的蓬松性变差。,4,、,D/Y,比,假捻器表面速度,2,罗拉表面速度,D/Y,比增加，,T2,张力下降，,D/Y,比降低，,T2,张力上升。另外,D/Y,比增加，捻数增加；卷缩率增加，,残余扭矩,有所增加；,D/Y,比增加，,假捻度,上升，低弹丝取向度增加，不利于染料分子向纤维内部扩散，染色向浅，反之向深。,残余扭矩：指残余在假捻变形丝中的扭应力。,假捻度：假捻器的转速（,r/min,）与输出辊表面线速度（,m/min,）之比。,5,、第一热箱温度（,1HT,）,一热箱温度高卷曲收缩上升明显、断裂强度有所增加，达到一定值开始变小趋势、断裂伸长有所减小；沸水收缩率减小；毛丝增加、断头增加、染色先转浅后转深。,6,、第二热箱温度（,2HT,）,作用是对丝条进行补充热定型处理，消除纤维的内应力，促使部分能量高的链段解取向，达到纤维结构稳定的目的。,二热箱温度高定型效果好，卷曲收缩率明显下降，膨松性变差；残余扭矩大幅下降；沸水收缩率明显下降。,7,、第二超喂率（,OF2,）,2,罗拉表面速度,3,罗拉表面速度,2,罗拉表面速度,第二超喂率调节第二热箱内的张力，当第二热箱使用时，它还能够调控热定型效果。,丝条在第二热箱内收缩的大小与进入热箱的超喂率有关，超喂率愈高，,DTY,愈松弛状态下的热定型，纤维的收缩率愈高，内应力松弛愈彻底，,DTY,的卷缩率降低愈大。（,卷缩率下降、残余扭矩下降,）,8,、第三超喂率（,OF3,）,2,罗拉表面速度黑辊表面速度,2,罗拉表面速度,第三超喂率对物性没有直接关系，只是调节卷绕张力，控制卷径大小,，,OF3,上升卷绕张力下降。,第三节 拉伸变形加工过程中 的假捻张力,1,、工艺条件对假捻张力的影响,加工速度：,随着丝速的提高，变形的冷却时间减少，丝条的热塑性降低，假捻张力提高；当丝速高到一定值时，变形的冷却时间低到不符合工艺要求时，丝条的热塑性极低，于是出现假捻张力波动的现象，使拉伸变形加工无法正常进行。,拉伸倍数：,假捻张力随拉伸倍数的增加而增加，但增加的速度是加捻张力大于解捻张力。,D/Y,比：,T2,随,D/Y,比的增加而降低；,T1,随,D/Y,比的增加而上升。,第一热箱温度：,在一定温度范围内，由于随着温度的升高，丝条的刚性减少，热应力趋于缓和，因而假捻张力也相应的减少。,摩擦盘的个数：,随着摩擦盘数的增加，解捻张力急速下降，而加捻张力下降趋势较慢。,摩擦盘的材质：,D/Y,比相同，材质不同，假捻张力不同。,2,、最佳假捻张力的选择,K,值：,T2/T1,K,值过小，则加捻效率就低，加捻不均匀；,K,值过大，摩擦阻力增大，易产生毛丝和解捻不完全，形成紧点（僵丝）。,加捻张力和解捻张力的大小及,K,值，随原丝品种、工艺条件、机器的运转状态等条件而异。,各工艺条件对假捻张力和,DTY,性质的影响见,涤纶长丝生产,书籍的,P279,页。,第四节 常见异常现象的原因 及其修正措施,丝条在拉伸变形过程中，常发生断头、疵点、假捻张力变化等异常现象，造成这种异常情况的原因及其措施见,涤纶长丝生产,书籍的,P290295,页。,第五节 拉伸变形丝 质量的评价,1,、强、伸度,拉伸倍数的提高，对丝条的强度增加、伸度下降。但拉伸倍数过大时，丝条的强、伸度均下降。,2,、卷缩性能,卷缩率高，表征,DTY,的手感丰满、外观美观、弹性好。而卷曲稳定性则表示在织造和服用过程中卷缩率逐渐损失的程度。,3,、染色均匀性,机械段斑丝,表现在,DTY,袜带上出现周期性有规律深浅相间的条花。,原因：,a,、,POY,有规律的粗细不匀。,b,、加弹过程中传动辊、摩擦盘等有缺损或运转为平稳。,大段斑丝,表现在袜带上出现的染色深浅间距较大，条纹既长又宽，且色差大、离散性强，故又称“阔段斑”。,原因：主要是,POY,在纺丝过程中，冷却成形条件的波动，尤其是冷却吹风的不稳定因素，致使丝条的凝固、纺丝拉伸、取向不均匀，造成纤维结构和外观条干不匀。,紧点段斑丝,表现在袜带上出现没有规律的点状或短或窄的线条状条花，抽出丝条发现有紧点，严重时出现僵丝。,原因：,DTY,加工条件选择不当，使假捻张力发生波动，导致解捻不充分。,其它段斑丝,表现在袜带上出现短条纹、仅有很少轻微疵点。,4,、毛丝,毛丝产生原因：,POY,质量：纺丝温度太高或太低、纺丝组件压力过低、过滤材质被击穿、导丝器对丝条的擦伤、卷绕成型不良等。,DTY,加工工艺：,D/Y,比和拉伸倍数选择不当、热箱温度过高、导丝器擦伤丝条等。,5,、僵丝和紧点,主要原因：假捻张力不稳定，,POY,质量波动，摩擦打滑，,D/Y,比和拉伸倍数选择不当。,第六章 网络丝和空气变形丝,第一节 网络丝,一、网络生成的原理,当合纤长丝在网络器的丝道中通过时，受到与丝条垂直的喷射气流横向撞击，产生与丝条平行的涡流，使各单丝产生两个马鞍形运动和高频率振动的波浪形往复。合纤长丝首先开松，随后整根丝条在网络喷嘴丝通道里通过，折向气流使每根单丝不同程度地被捆扎和加速。丝道中间的单丝得到气流所给予的最大加速，而位于丝道侧壁的单丝则进入边缘较弱的气流回流里。当两股气流所携带的单丝在丝道内相汇合时，便发生交络、缠结，产生沿丝条轴线方向上的缠结点。,二、网络器的结构和要求,1,、网络器的类型和结构,主要有,4,种：,封闭式单孔网络器,封闭式双孔网络器,开启式单孔网络器,开启式双孔网络器,2,、网络器结构对网络效果的影响,丝道横截面积与压缩空气喷射孔的横截面积比：,当丝道直径一定，喷射孔径过小，使高频波浪的频率小（气流小），网络结点间的距离过大，且不均匀；喷射孔径过大，网络牢度不够，在外力作用下易松散。,流体喷射孔直径的选择与加工丝条的纤度有关，纤度愈高，孔径需愈大。,丝道的直径和长度：,丝道直径取决于被加工丝的总纤度。,丝道长度是线道直径的,914,倍。,丝道截面形状：,圆形、椭圆形、三角形等。,3,、网络器的材质和对其加工的要求,材质：不锈钢、黄铜、,陶瓷、钨钢等,要求：耐磨性、可加工性。,三、网络加工工艺条件的选择（拉伸变形丝）,1,、压缩空气压力,随压力的增加，网络丝的网络度增加，网络牢度增加，但压力增加到一定值后，丝条的高频振动频率接近临界值，因而网络度的值增加逐渐缓慢，直到平衡值。,2,、网络加工速度,网络度随网络加工速度的增加而降低,3,、丝条进出网络器的角度,角度太大，丝条的张力增大，弦振动受阻，亦影响网络效果。同时，由于丝条与网络器两端接触摩擦过大，也易擦伤丝条和引起毛丝。,4,、丝条张力和超喂率,丝条的张力愈高，在高频气流冲击下，丝条产生的弦振动愈小，即丝条的开松和丝的旋转程度下降，从而使网络丝的网络度下降。,单丝条张力过低，丝条在网络器丝道中易偏离中心位置而位于丝道的气流死角区域，其丝条不易被吹开，致使丝条网络不均匀，大段丝条没有网络点。,5,、网络器安装的位置,一般网络器一般安装在第二拉伸辊之后的进或出第二热箱的位置上,。,6,、,POY,油剂的性质,不良的,POY,油剂会产生“雪花”粘附在网络器上，从而改变了丝道的截面形状和喷射孔与丝道横截面面积之比，影响丝条的网络度和均匀性,7,、网络丝的纤度和单丝纤度,丝条的网络度随丝条纤度的增加而下降。表明要达到同一网络度，随着丝条纤度的提高，压缩空气的压力应提高。,8,、压缩空气耗气量,网络器压缩空气喷射管孔径和丝道直径有关，当喷射孔直径小时，耗气量小,。,第二节 空气变形丝,空气变形丝（,ATY,）是指利用压缩空气喷射处理长丝，以获得蓬松性以及使其具有类似短纤纱某种特性的加工方法。,一、空气变形原理,空气变形主要是通过空气变形喷嘴来实现。原丝条进入喷嘴被气流吹开、吹乱，随后在加速送丝管中被加速。离开喷嘴前，各根单丝大体保持平行，但离开喷嘴时，丝条即进行,90,的转折，生成大小不同弯曲的弧圈。由于超喂而出现一定长度的自由丝段，在丝条发生交缠的同时，在弯折点上方发生网络，形成空气变形丝的基本结构。根据对产品的不同要求，在空气变形机的其他机构中可进行热定型或割丝圈，使丝条表面产生类似短纤纱的绒毛。,二、空气变形丝几何结构,空气变形丝比原丝蓬松、手感亦好，且具有类似短纤纱特征，其原因是由于长丝条的表面几何形态和丝体结构发生变化。,1,、空气变形丝的表面几何形态,空气变形丝外表有着类似膨体纱的毛茸或大小不同的丝圈。毛茸是通过割断丝圈而形成的。丝圈的高度和丝圈密度来描述空气变形丝表面的几何结构。丝圈的密度随着丝圈高度的增加而减小。丝圈高度小，其分布较均匀；丝圈高度大，离散程度增大。,2,、空气变形丝的丝体结构特征,空气变形丝的丝体结构与网络丝结构相似，它也是由高压气流产生紊流作为加捻动力。但它的气流有横向、轴向和旋涡流，喷嘴中丝条截面上任意一点所受到的气流速度均不同，故单丝在紊流中彼此相交成网络结构（交络），或是一根纤维为轴心缠绕，形成错综复杂的丝体。,培训结束,谢谢大家,