化纤基础知识

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（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(Continuous filament)和短纤维(staple fibre)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(Monofils)、复丝(Multi-filament)、捻丝、复捻丝、帘线丝和变形丝(Textured filament)。 单丝：长度很长的连续单根纤维。

复丝：两根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8～100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、纺丝方法和产品要求而异，其中主要的工序是拉伸和热定型。

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：

①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。

②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）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Barmag（FK6Uf-700或FK6Uf-900型）、日本村田机械公司（333-Ⅲ型）、法国ARCT（FTF55型）

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