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涤纶长丝的生产工艺路线

2022-07-29 14:40:35

涤纶长丝生产工艺随着机械制造技术和化学加工技术的进步,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。按聚酯原料可分为熔体直接纺丝和切片纺丝。直接纺丝法是将聚合釜中的熔体直接送人纺丝机进行纺丝;切片纺丝法是将缩聚工序制得的聚酯熔体经铸带、切粒和纺前干燥之后,采用螺杆挤出机将切片熔化成为熔体再进行纺丝。按工艺流程有三步法、二步法和一步法。


01
常规纺丝工艺


常规纺丝又称低速纺丝,是Z早工业化生产的一种工艺路线。采用纺丝卷绕拉伸加捻一假捻变形(UDY-DY-TY)的三步法工艺路线。纺丝速度为100O~1500m/min,拉伸加捻速度为600~1100m/min。假捻变形速度为120~160m/min,后加工拉伸倍数为3.5~4.2倍(假捻变形加工前)。可纺制33~167dtex的长丝。


常规纺丝既可生产拉伸丝,又能生产变形丝,其特点是工艺成熟、设备运转稳定、技术容易掌握、产品质量较好、染色均匀性好。变形丝M(M丝为被测变形丝与标准变形丝的吸色性相差在半级之内的正常染色丝)可达96%。但工艺流程长,生产效率低。


02
中速纺丝工艺


中速纺丝是二步法工艺。纺丝速度为1800~2500m/min,制得半预取向丝(MOY)。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、低速拉伸。纺丝速度为1800~2500m/min,拉伸加捻速度为800~1200m/min,可纺制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。


2、MOY—DTY工艺


此工艺采用中速纺丝、高速拉伸变形。MOY的剩余拉伸倍数为2.1~2.4倍,拉伸变形速度为400~500m/min,可纺制55~88dtex的变形丝,超过110dtex时需将两根丝条合股成一个筒子。此工艺的生产效率和产品质量不及POY-DTY工艺。


03
高速纺丝工艺


高速纺丝的纺丝速度为3000~3600m/min,可制得预取向丝(POY)。高速纺丝有三种工艺路线。


1、POY-DTY工艺


此工艺采用高速纺丝、高速拉伸变形,是典型的二步法工艺路线,是目前生产变形丝Z多的工艺路线。

POY的后加工速度通常为400~800m/min,可纺制50~167dtex的变形丝(DTY)。其特点为工艺流程短,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。


2、POY-TY工艺


此工艺采用高速纺丝、低速假捻变形(转子式假捻法),可纺制111~167dtex的变形丝。此工艺路线在技术经济上不合理。


3、POY-DY工艺


此工艺采用高速纺丝、低速拉伸加捻,可纺制55~110dtex的拉伸丝。拉伸比为1.3~1.7倍,采用一般拉伸加捻机。这种工艺制得的DY性能不如UDY。


04
纺丝拉伸一步法工艺


此工艺采用纺丝、拉伸两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成,是一步法工艺路线。生产工艺有两种,一种是纺丝速度为900~1500m/min,拉伸速度为3200~4000m/min,拉伸比为3.5倍,可纺制55~165dtex的拉伸丝;另一种的纺丝速度为2600~3500m/min,拉伸速度为5100~5500m/min。此工艺生产的长丝称FDY。


05
其他纺丝工艺


涤纶长丝生产工艺除上述几种外,还有高取向丝(HOY)生产工艺和高结晶丝(HCY)生产工艺等。


高取向丝(HOY)亦称全取向丝。此工艺采用一步法超高速纺丝,纺丝卷绕速度为5500~6000m/min。由于大幅度增加了喷头拉伸,纤维的取向度大大提高,但结晶颗粒大,非晶区取向度较低,纤维的染色性能较好,但伸长度太大(40%左右),即使将卷绕速度提高到7000~8000m/min,伸长度仍不能满足一般服用要求,目前尚处于试验性生产阶段。


高结晶丝(HCY)采用高速纺丝热管拉伸一步法制得。在普通高速纺丝流程上,在纤维凝固集束上油之前,加一段热管,由热空气将丝条加热到玻璃化温度以上(软化点之下),使凝固后的丝条在卷绕牵引力的作用下得到进一步拉伸。

涤纶长丝的生产特点


涤纶长丝的纺丝、拉伸和变形加工均在各个锭位上进行。后道工序对前道的丝锭进行加工时,虽然可以通过调整后道工序的工艺来改善或弥补一些缺点,但有些缺点不但不能弥补,还可能被放大,比如锭位间的差异。因此,减少锭位间的差异是保证长丝质量的关键。随着纺丝技术的发展,涤纶长丝生产具有下列生产特点。


1、生产速度高


随着长丝生产技术的发展,纺丝速度愈来愈高,现在绝大部分已达到3500m/min左右。纺丝速度的提高,对工艺、设备、操作等提出了更高的要求。


2、卷装容量大


卷绕丝筒子的净重从3~4kg提高到15kg,变形丝筒子由1~2kg提高到5kg。卷装容量加大后,对卷绕机构、筒子丝质量的均匀性、筒子的装箱运输等均提出了新的要求。


3、原料质量要求高


聚酯原料的质量与长丝的可纺性及产品质量的关系十分密切。除要求切片的质量指标——特性粘数、软化点、二甘醇含量、羧基含量、灰分和凝聚粒子合格外,同时,切片的外观形状、有无碳黑粒子、相对分子质量的分布、含水率对可纺性的影响也很大,尤其是含水率对高速纺丝的影响更大,要求切片的古水率不超过30~50ppm。要求原料的质量达到质量指标,均匀一致,而且要求批与批之间的质量稳定、一致。


4、工艺控制严格


长丝生产要求工艺参数十分严格。例如,熔体温度上下波动不超过±1℃,侧吹风风速差异不大于0.1m/s,喷丝板要求天天铲板面。对公用工程(如水、气、汽、电)也有较高的要求。


5、要求实行全面质量管理


长丝生产是一种多锭位、多机台的流水线作业,操作频繁,劳动密集,管理工作好坏与长丝质量的关系十分密切。为了保证产品质量,必须实行全面质量管理,建立质量保证体系。


6、要求做好检验、包装、储运工作


为了保证长丝质量,对每批原料均需检验其物理指标,对卷绕筒子要逐个检验其外观疵点,对成品丝染色性能要进行抽样或全部检验,包装过程中不同规格不能混袋。另外,要注惹仓储和运输工作,仓储不可日晒夜露,堆箱不能过高,装卸要求轻放,运输尽量避免颠簸。

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