《紡織材料生產(chǎn)》課件-項目6：紡絲工段

1.紡絲工段：紡絲原理、工藝控制項目6聚酯長絲初生絲拉伸絲變形絲未拉伸絲(常規(guī)紡絲)—UDY半預取向絲(中速紡絲)—MOY預取向絲(高速紡絲)—POY高取向絲(超高速紡絲)—HOY低速拉伸絲—DY全拉伸絲(紡絲-拉伸一步法)—FDY常規(guī)變形絲—TY拉伸變形絲—DTY空氣變形絲—ATY初生絲分類聚酯纖維一般以紡絲速度的高低來劃分紡絲技術路線的類型。常規(guī)紡絲：紡絲速度1000~1500m/min。其卷繞絲為未拉伸絲，通稱UDY。中速紡絲：紡絲速度1500~3000m/min。其卷繞絲為中取向絲，通稱MOY。高速紡絲：紡絲速度為3000~6000m/min。紡絲速度為4000m/min以下的卷繞絲具有較高的取向度，為預取向絲POY。在紡絲過程中引入拉伸作用，得到全拉伸絲FDY。超高速紡絲：紡絲速度為6000~8000m/min。其卷繞絲為全取向絲FOY。聚酯長絲分類聚對苯二甲酸乙二酯結(jié)晶性高聚物熔點<分解溫度熔體紡絲法切片紡絲直接紡絲熔體的制備

熔體自噴絲孔擠出

熔體細流的拉長變細同時冷卻固化

紡出絲條的上油和卷繞。一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法1.直接紡絲

(聚合后的高聚物熔體直接進行紡絲)過濾噴絲頭拉伸分配紡絲冷卻固化上油卷繞聚酯熔體一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法

優(yōu)點：

生產(chǎn)成本較低，易形成生產(chǎn)規(guī)?；?，具有競爭能力，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。缺點：1.不宜經(jīng)常改換產(chǎn)品品種；

2.紡絲和聚酯任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障時，都可能造成整條生產(chǎn)線停車。所以對直接紡絲工藝生產(chǎn)管理嚴格，盡量避免故障停車。2.切片紡絲

一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法熔融過濾分配紡絲噴絲頭拉伸冷卻上油干燥切片卷繞

切片紡絲法是將縮聚釜生成的熔體PET進行鑄帶、切粒、包裝，運輸?shù)郊徑z廠，拆包、干燥和再熔融加工成滌綸纖維產(chǎn)品。

優(yōu)點：使用該法聚酯廠和紡絲廠可以分開兩地建設，因此靈活性很大，可以按每批不同切片質(zhì)量要求，生產(chǎn)出不同種的纖維。

缺點：由于原料PET切片，在形成熔體前，需進行干燥、熔融、螺桿擠壓等工藝過程，因而增加了建設費用和生產(chǎn)成本費用，同時并不適用于大型化紡絲需要。小結(jié)切片紡絲工藝流程:PET切片→干燥→熔融→紡絲→后處理→成品纖維直接紡絲工藝流程:PET熔體→紡絲→后處理→成品纖維一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝熔體輸送系統(tǒng)的作用：把熔體從聚酯最終反應釜出料泵送至紡絲組件。紡絲熔體從終縮聚反應釜以一定的黏度和溫度由出料泵送到紡絲裝置，經(jīng)增壓泵增壓，再經(jīng)熔體過濾器除去雜質(zhì)（有的紡絲裝置不設熔體過濾器），熔體進入紡絲箱體前，還要由熔體冷卻器和靜態(tài)混合器調(diào)節(jié)熔體輸送溫度，并保證熔體在同一截面上混合均勻，質(zhì)量均一，通過計量泵計量喂入紡絲組件。輸送工藝流程：最終反應釜→出口泵→增壓泵→（熔體過濾器）→熔體冷卻器→帶靜態(tài)混合器的熔體分配管→計量泵→紡絲組件1.直紡熔體輸送（一）熔體紡絲前關鍵的問題是熔體的輸送和分配。螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)聚酯熔體在熔體加熱器中被加熱到290-300℃，然后經(jīng)螺桿泵計量擠出經(jīng)過過濾機過濾后，進入紡絲組件，經(jīng)過單螺桿泵擠出后，通過噴絲板成絲。成絲的纖維經(jīng)過甬道經(jīng)過紡絲機，通過導絲輥由牽引機引入到絲桶中。甬道后面設置有環(huán)吹風系統(tǒng)，熱空氣自外界對纖維進行冷卻。螺桿泵電源頻率可調(diào)停留時間特性黏度熔體溫度直紡熔體輸送工藝參數(shù)熔體壓力

t↑→黏度降和端羧基含量↑→熔體色澤變黃、低分子揮發(fā)物↑。

黏度降↑↑→熔體中生成凝膠↑→紡絲成形↓→影響纖維的品質(zhì)指標熔體從終縮聚釜出料口至紡絲箱體入口處的停留時間愈短愈好。大小決定了纖維的性能，粘度穩(wěn)定性影響紡絲成型。η↑→相對分子質(zhì)量↑→分子鏈↑→展開和伸直↓→分子取向所需的力↑→可能導致不完全取向，原絲的牽伸性能↓η↓→纖維易斷裂，甚至不能成形→可紡性↓η均勻↓、雜質(zhì)↑→有飄絲、毛絲黏度應適中，常規(guī)熔體直接紡絲生產(chǎn)中，無油絲的特性黏度一般控制在0.60~0.64。加強紡前預過濾器和紡絲組件中過濾介質(zhì)的過濾作用，增設靜態(tài)混合器，適當調(diào)整熔體輸送各區(qū)的溫度等。影響熔體黏度、冷卻固化效果、初生纖維的結(jié)構(gòu)及拉伸性能聚酯的相對分子質(zhì)量、熔體溫度與熔體黏度之間有一定依賴關系。一般從兩個方面考慮：熔體的降解程度和熔體的流動性。

Td>Ts>Tm(Tf)

思考：熔體在輸送過程中經(jīng)過增壓泵和熔體過濾器后，為什么要設一個熔體冷卻器？保證紡絲箱體前熔體壓力和系統(tǒng)壓力穩(wěn)定通常在輸送管道上設有熔體增壓系統(tǒng)(增壓泵)，來克服整個輸送系統(tǒng)上的熔體壓力降。

增壓泵在管道中的位置要根據(jù)聚酯出料泵出口壓力以及出料泵到增壓泵入口壓力降而定。2.間接熔體制備間接紡絲法又叫切片紡絲法，一般包括切片輸送、預結(jié)晶、干燥、熔融擠岀等幾個工序。主要設備有篩料機、切片貯藏、切片輸送系統(tǒng)、干燥機和熱風循環(huán)系統(tǒng)等。（1）切片輸送切片輸送是將槽車切片或袋裝切片經(jīng)過篩選、除雜，然后通過自動或手動方式送到生產(chǎn)現(xiàn)場的切片小料斗，最終進入干燥塔。切片輸送工藝流程如下：①袋裝切片輸送工藝流程：袋裝切片→喂料斗→振動篩→切片中間料倉→輸送系統(tǒng)→切片大料倉→振動篩→金屬檢測器→中間料倉→脈沖發(fā)生器→切片小料斗②槽車切片輸送工藝流程槽車切片→槽車卸料鼓風機→切片大料倉→振動篩→金屬檢測器→中間料倉→脈沖發(fā)生器→切片小料斗二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（一）熔體紡絲前2.間接熔體制備（2）切片干燥

詳見項目6：聚酯纖維切片的干燥（一）熔體紡絲前二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程熔體紡絲生產(chǎn)流程熔體紡絲原理二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝1—切片料倉2—切片干燥機3—螺桿擠出機4—箱體5—上油輪6—上導絲盤7—下導絲盤8—卷繞筒子9—摩擦輥10—卷繞機11—紡絲甬道12—冷卻吹風（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝熔融條件卷繞條件噴絲條件冷卻固化條件（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

熔融條件

1.螺桿各區(qū)溫度的選擇

2.紡絲溫度

3.紡絲箱體溫度

噴絲條件

1.螺桿擠出壓力

2.泵供量

3.組件壓力固化條件1.風溫、風濕及風速2.冷卻吹風位置卷繞條件1.紡絲(卷繞)速度2.噴絲頭拉伸比1.熔融工藝

(1)螺桿各區(qū)溫度：1個冷卻區(qū)，5個加熱區(qū)；冷卻區(qū)溫度：50～100℃，夾套通冷卻水；進料段前半部

作用：防止環(huán)結(jié)堵料（軟化切片粘結(jié)于螺桿）保護螺桿傳動部分不受熱預熱段區(qū)溫度：265～285℃（熔點）；加熱一區(qū)和加熱二區(qū)前半部；

作用：預熱切片，使物料進入壓縮段時能升高到聚合物熔點以上，又要求切片不能過早熔化。溫度↑→切片在到達壓縮段前過早熔化→原來固體顆粒間的空隙消失→熔體體積＜原固體堆砌體積→熔體在等深螺桿內(nèi)無法壓緊壓實→熔體向前推動力↓→后面來的未熔化的切片粘結(jié)在熔體上造成環(huán)結(jié)

溫度↓→切片進入壓縮段后不能順利熔融→切片在壓縮段內(nèi)堵塞（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝1.熔融工藝

(1)螺桿各區(qū)溫度：1個冷卻區(qū)，5個加熱區(qū)；熔融區(qū)溫度：熔點+（25～35℃）→290～295℃；加熱二區(qū)后半部和加熱三區(qū)（加熱三區(qū)溫度最高）；

作用：熔融物料，產(chǎn)生機頭熔體壓力（螺桿螺槽由深變淺→螺槽容積↓→擠壓作用）排除切片夾帶空氣及微量水蒸氣（從進料口）均化區(qū)溫度：熔融區(qū)溫度-（2～5℃）→288～292℃；加熱四區(qū)和加熱五區(qū)；作用：熔化、混合、均化，保持壓縮區(qū)已建立的熔體壓力；穩(wěn)定均勻輸送熔體備注：要提高紡絲熔體溫度用提高均化區(qū)溫度最有效（此區(qū)熔體強制傳熱）

(2)熔體輸送法蘭區(qū)溫度：＜均化區(qū)溫度；280～292℃；作用：連結(jié)螺桿與彎管影響：法蘭本身較短→熔體停留時間短→對紡絲熔體溫度影響小→保證熔體在此不凍結(jié)

彎管區(qū)溫度：結(jié)近或低于熔體溫度；熔點+（14～20）℃；275～280℃

作用：輸送熔體影響：溫度↑→彎管本身較長→熔體停留時間長→聚合物熱降解↑→熔體流動↑→紡絲有利紡絲箱體溫度：熔點+（18～34）℃；290～295℃；作用：通過熔體分配管輸送和分配紡絲熔體到各個紡絲部位；保溫和補充加熱影響：溫度↑→紡絲成形↑→熱降解↑→熔體噴出噴絲孔時易粘附噴絲板→紡絲組件更換率↑

溫度↓→熱降解↓→紡絲熔體溫度↓→熔體在噴絲孔中剪切應力↑→熔體破裂→絲條斷面不勻（甚至不能紡絲）→拉伸時產(chǎn)生毛絲、斷頭（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝(3)紡絲溫度（紡絲熔體溫度）：范圍：聚合物熔點＜紡絲溫度＜聚合物分解點；258～265℃＜紡絲溫度＜300℃；最適：285～290℃影響：同紡絲箱體溫度（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝2.噴絲條件：

螺桿擠出壓力：定義：螺桿擠出機出口的熔體壓力；由壓力傳感器測量顯示和控制作用：克服熔體在管道和混合器等設備內(nèi)的阻力，保證計量泵入口有一定的熔體壓力范圍：65*105～75*105Pa

泵供量：定義：計量泵單位時間內(nèi)輸送熔體的重量工藝要求：熔體壓力穩(wěn)定（螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定）→熔體擠出量穩(wěn)定（泵供量穩(wěn)定）→纖維纖度穩(wěn)定（纖維條干穩(wěn)定）

組件壓力（紡絲熔體壓力）：定義：噴絲頭組件中的熔體壓力作用：克服熔體通過過濾層和噴絲孔絲受到的阻力范圍：98*105～245*105Pa（高壓紡絲）工藝要求：初始壓力：新組件紡絲穩(wěn)定30min后的壓力；98*105～147*105Pa

升壓速度：應小于6%（否則組件使用壽命縮短）3.絲條冷卻固化條件：

(1)冷卻吹風方式：直吹風：傳熱差，冷卻效果差，不用

橫吹風：單面?zhèn)却碉L（滌綸長絲）、雙面?zhèn)却碉L、環(huán)形吹風（滌綸短纖）

(2)工藝控制：風溫：范圍：20～30℃，組件調(diào)換率、卷繞絲雙折射率、卷繞絲條干不勻率最低影響：風溫↑→熔體絲條冷卻不充分→并絲、粘結(jié)絲↑→卷繞絲條干不勻率↑

風溫↓→熔體在噴絲孔處快速冷卻→拉伸應力↑→初生纖維預取向度↑，徑向雙折射率差

異大→紡絲性↓→能耗大風濕：范圍：65～80%；風濕對卷繞絲雙折射率和紡絲穩(wěn)定性影響大影響：冷卻風帶濕度→卷繞絲在紡絲甬道中的帶電↓→飄絲↓→空氣比熱和熱焓↑→紡絲甬

道中冷卻風和絲束溫度恒定（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

風速（風量）：范圍：0.3～0.5m/min（長絲）；0.3～0.4m/min（短纖）影響：風速↑→冷卻效果↑→凝固點向噴絲板方向移動→形變區(qū)變短→熔體凝固前受到的拉伸取向↓→卷繞絲雙折射率↓→室外空氣干擾↓→卷繞絲條干不勻率↓、染色干不勻率↓→絲條晃動↑→卷繞絲條干不勻率（并絲）→噴絲板面冷卻↑→絲束經(jīng)不起拉伸吹風條件及卷繞絲不勻率環(huán)形吹風側(cè)吹風風溫℃24～2624～262727風速(m/s)直徑不勻率(%)雙折射不勻率(%)0.35.39.20.43.06.70.3411.715.60.4214.015.1環(huán)吹風和側(cè)吹風對卷繞絲不勻率的影響（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝吹出距離（緩冷區(qū)）：定義：吹風口頂部到噴絲板面的距離目的：設置緩冷區(qū)→熔體在噴絲孔處慢速冷卻→拉伸應力↓→初生纖維預取向度↓，徑向雙折射率差異小→紡絲性↑范圍：30～200mm影響：吹出距離↑→卷繞絲雙折射率↓→卷繞絲條干不勻率↓→斷絲率↑、組件調(diào)換率↑吹風面高度：單面?zhèn)却?0-70cm；環(huán)吹20cm4.卷繞工藝控制

(1)上油：目的：消除靜電，防止繞輥；增加絲束的平滑性，防止絲束在導絲輥處產(chǎn)生毛絲增加絲束抱合力，防止絲束松散方法：油輪上油范圍：似用途而定影響：油劑濃度↑、油盤轉(zhuǎn)速↑、絲束與油盤接觸長度↑→上油↑

上油↑↑→絲條間的集束性↓→卷繞絲筒成型差→絲條后加工產(chǎn)生粉末↑、發(fā)煙量↑→絲條后加工打滑→成品物理機械性↓

（2）紡絲（卷繞）速度：定義：第一導絲盤（輥）速度范圍：900～2000m/min影響：紡速↑→紡絲線上速度梯度↑、絲束與冷空氣的摩擦阻力↑→卷繞絲預取向度↑（雙折射↑）、后拉伸倍數(shù)↓

紡速↓→絲束張力↓→卷繞時發(fā)生跳動→紡絲穩(wěn)定性↓、并絲↑（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

（3）

噴絲頭拉伸比：定義：第一導絲盤速度與熔體噴出速度之比影響：噴絲頭拉伸比↑→后拉伸倍數(shù)↓→對卷繞絲預取向度影響?。▏娊z頭拉伸是在熔體細流未完全固化下發(fā)生，大分子取向由于熱松弛是可逆的）

（4）卷繞車間溫濕度：范圍：20～27℃；60—75%相對濕度原因：初生纖維吸濕均勻、卷裝成型好（二）熔體紡絲過程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝4.卷繞工藝控制（三）影響因素二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝影響可紡性因素圖熔體清潔熔體粘度孔的形狀形變速率機械雜質(zhì)含量原料分子量干燥粘度降干切片含水率熔融溫度紡絲溫度紡絲壓力卷繞速度吐出量長徑比孔徑可紡性（三）影響因素二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝冷卻均勻性線密度波動組件結(jié)構(gòu)紡絲溫度變動風溫、風量、風速變動吹風不勻組件壓力噴絲孔排列方式卷速波動吐出量波動卷繞絲均勻性影響卷繞絲均勻性的因素圖2.紡絲工段：工藝流程、操作規(guī)程項目6螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)聚酯熔體在熔體加熱器中被加熱到290-300℃，然后經(jīng)螺桿泵計量擠出經(jīng)過過濾機過濾后，進入紡絲組件，經(jīng)過單螺桿泵擠出后，通過噴絲板成絲。成絲的纖維經(jīng)過甬道經(jīng)過紡絲機，通過導絲輥由牽引機引入到絲桶中。甬道后面設置有環(huán)吹風系統(tǒng)，熱空氣自外界對纖維進行冷卻。螺桿泵電源頻率可調(diào)一、紡絲工段工藝流程圖螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)螺桿泵電源頻率可調(diào)3.紡絲工段：紡絲設備項目6紡絲機的基本結(jié)構(gòu)高聚物熔融裝置：螺桿擠出機。熔體輸送、分配、紡絲及保溫裝置：包括彎管、熔體分配管、計量泵、紡絲頭組件及紡絲箱體部件。絲條冷卻裝置：包括紡絲窗及冷卻套筒。絲條收集裝置：卷繞機或受絲機構(gòu)。上油裝置：包括上油部件及油浴分配循環(huán)機構(gòu)。一、螺桿擠出機PET纖維熔融紡絲廣泛采用螺桿擠壓機進行紡絲。1.作用將固體切片熔融成熔體，在一定的機頭壓力下定量輸出熔體，并將物料壓縮、排氣、混合、均化。物料的輸送切片的熔融熔體的計量、混勻、塑化螺桿擠壓機的作用一、螺桿擠出機將螺桿工作段分為①進料段②壓縮段③計量段根據(jù)物料在擠出機中的狀態(tài)，可將螺桿擠出機分為三個區(qū)域①固體區(qū)：單相區(qū)②熔化區(qū)：兩相區(qū)③熔體區(qū)：單相區(qū)一、螺桿擠出機2.螺桿擠出機的組成熔融裝置：螺桿和套筒加熱冷卻置：電加熱、聯(lián)苯加熱、水冷卻傳動系統(tǒng)：電動機、減速器一、螺桿擠出機一、螺桿擠出機3.螺桿擠出機的分類4.螺桿擠出機的優(yōu)點01熔融快0203適用于高粘度04傳熱效率高可紡絲線密范圍廣一、螺桿擠出機5.螺桿的分段和分區(qū)

螺桿的工作部分:通常分作進料段、壓縮段和計量段。各段長度與被加工物料的性質(zhì)有關。聚合物切片從料筒靠自重進入螺桿的螺槽中，螺桿由電動機帶動在套筒中回轉(zhuǎn)，推動物料在螺槽中向前移動。一、螺桿擠出機在進料段的物料基本上保持顆粒狀態(tài)。在這一段的起始部分需要用水冷卻，以防止物料過早地熔化發(fā)生粘結(jié),影響正常進料,后半部為預熱區(qū)。物料吸收套筒外部電熱器所供給的熱量，開始軟化并部分熔融。在壓縮段中,螺槽逐漸由深變淺,已預熱的物料因連續(xù)加熱而發(fā)生熔融同時被壓縮，并把夾帶的空氣向進料段的方向排出。到計量段內(nèi)，被壓縮的熔體進一步混合并塑化，達到一定溫度后以一定的壓力定量地輸送到箱體中進行紡絲。物料在螺桿擠壓機內(nèi)受溫度和壓力的作用，粘度和結(jié)構(gòu)發(fā)生復雜的變化，在特別情況下還可能發(fā)生化學變化。一、螺桿擠出機5.螺桿的分段和分區(qū)二、熔體過濾器熔體過濾器廣泛應用于聚酯和紡絲生產(chǎn)線中,其主要目的是除去熔體中的有機熔體、炭化粒子和金屬氧化物等固體雜質(zhì),提高產(chǎn)品質(zhì)量,為下游工序提供合格的原料,保證下游工序的正常生產(chǎn)。

熔體過濾器每條生產(chǎn)線配置兩臺，一臺使用，一臺備用。當過濾器使用一段時間后，雜質(zhì)在濾芯上積累，使過濾器的過濾阻力增加，表現(xiàn)在過濾器進出口壓力差變大，當進出口壓力差超過規(guī)定值時，要進行切換。

靜態(tài)混合器是一種沒有運動部件的高效混合設備，其基本工作機理是利用固定在管內(nèi)的混合單元體改變流體在管內(nèi)的流動狀態(tài)，以達到不同流體之間良好分散和充分混合的目的。三、靜態(tài)混合器四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號絲條冷卻裝置：紡絲窗、冷卻筒高聚物熔融裝置：螺桿擠出機熔體輸送、保溫、分配、紡絲裝置：彎管、熔體分配管、計量泵、紡絲箱體、噴絲頭組件等絲條收集裝置：卷繞機和受絲結(jié)構(gòu)。四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號1.紡絲箱體作用：對內(nèi)部的熔體分配管、計量泵和紡絲組件進行有效的集體保溫。2．熔體輸送、分配、紡絲及保溫裝置：彎管、紡絲箱體彎管：螺桿擠出機至紡絲箱體的熔體輸送管道（一端與螺桿出口相接，另一端與紡絲機熔體分配管相接）——夾套內(nèi)聯(lián)苯－聯(lián)苯醚混合物加熱（熔體保溫）紡絲箱體：熔體分配管+聯(lián)苯加熱箱+紡絲泵及其傳動裝置+紡絲頭組件四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號熔體管道分配：原則：確保熔體到達各紡絲位的距離相同；熔體在分配管中停留時間短；折回少；形式：分支式、輻射式紡絲箱體的加熱（聯(lián)苯加熱箱）：作用：對熔體分配管、計量泵、紡絲頭組件其保溫加熱作用；方式：聯(lián)苯—聯(lián)苯醚熱載體（聯(lián)苯/聯(lián)苯醚=26.5%/73.5%），用電熱棒加熱保溫：80～100mm保溫層，填充超細玻璃纖維或其他絕熱材料計量泵：高溫齒輪泵

計量泵的結(jié)構(gòu)示意1—熔體進口；2—熔體出口；3—主動齒輪；4—被動齒輪5—上板；6—中板；7—下板；8—聯(lián)軸節(jié)四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號3.熔體分配管作用：將從螺桿擠出的熔體均勻穩(wěn)定輸送到紡絲組件。四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號4.計量泵作用：精確計量、連續(xù)輸送成纖高聚物的熔體并產(chǎn)生所預定的壓力，以保證紡絲熔體克服紡絲組件或噴絲頭的阻力，從噴絲板的微孔噴出，在空氣中形成初生纖維。四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號泵軸輸入口輸出口泵體5.紡絲頭

結(jié)構(gòu)：噴絲板+熔體分配板+熔體過濾材料+容納和固定上述零件的組裝套的結(jié)合件作用：（1）過濾熔體：去除熔體中可能夾帶的機械雜質(zhì)和凝膠粒子，防止堵塞噴絲毛細孔眼，延長噴絲板的使用周期（2）使熔體能充分混合：防止熔體發(fā)生粘度的差異，提高可紡性（3）將高聚物熔體或溶液通過微孔均勻分配到噴絲板的每一小孔中，轉(zhuǎn)變成具有特定截面的細流，經(jīng)風冷卻凝固固化而形成絲條（噴絲板）四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號圖紡絲頭組件結(jié)構(gòu)示意圖（1）高壓式（2）低壓式1—組件殼體；2—噴絲板；3—耐壓分配板；4—過濾材料（20、40、60目/英寸）；5—自封壓板；6—螺紋壓板；7，8—鋁填圈；9—圓形鋁密封環(huán)；10，11—薄形鋁填圈；12—熔體進口；13—過濾網(wǎng)（400、6000、10000孔/厘米2）紡絲組件結(jié)構(gòu)：噴絲板+熔體分配板+熔體過濾材料+組裝套的結(jié)合件噴絲板6.絲條冷卻裝置：紡絲窗及紡絲甬道

紡絲窗作用：使絲條在冷卻過程中只受定向、定量和定質(zhì)的空氣流冷卻，冷卻速度均勻一致，纖維凝固位置固定（不受周圍氣流影響）。緩冷室：下部設前后兩塊插板，使其與冷卻紡絲筒隔開，上部有閉鎖器，使噴絲板下形成緩冷區(qū)；長30～200mm；防止冷卻風吹冷噴絲板面、降低卷繞絲雙折射、提高拉伸性。四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號紡絲甬道01作用

02形狀03尺寸鋁制的圓筒形或矩形筒子保護纖維，使纖維繼續(xù)冷卻圓形管子：直徑280mm矩形管子：周邊：255*305mm,長度：3.2-7米6.絲條冷卻裝置：紡絲窗及紡絲甬道四、紡絲機的結(jié)構(gòu)和型號4.紡絲工段：絲條冷卻和卷繞項目61.絲條的冷卻過程熔體從噴絲板的小孔中噴出以后，在外力的作用下被拉細同，同時在冷卻風的作用下被冷卻固化，最終形成初生纖維。膨化區(qū)：形變區(qū)：穩(wěn)定區(qū)：一、絲條冷卻熔體紡絲示意圖

1—螺桿擠出機2—噴絲板3—吹風窗4—紡絲甬道5—給油盤6—導絲盤7—卷繞裝置1—入口區(qū)2—孔流區(qū)3—膨化區(qū)4—形變區(qū)5—穩(wěn)定區(qū)

熔體細流及固化成形示意圖

入口區(qū)（喇叭口）：

入口效應：熔體→大空間進入小空間→流速↑→能量損失→這部分能量損失使柔順的高分子分子鏈以高彈形變的方式作為彈性能貯存孔流區(qū)（噴絲孔的毛細孔）：流速呈拋物線分布：孔壁處速度小，孔中心速度高，徑向速度梯度入口效應產(chǎn)生的高彈形變有所消失（消失非常小）膨化區(qū)（離開噴絲孔后）：直徑最大處：離噴絲板不超過10mm出口膨化：剪切速率↓、剪切應力↓→熔體在進入孔口時所儲存的彈性能，以及在孔流區(qū)貯存的并來不及在孔道中松弛的那部分彈性能將在熔體流出孔口處發(fā)生回彈和應力松弛→細流膨化脹大。一、絲條冷卻2.絲條冷卻固化條件絲條的冷卻成型是一個單純的物理過程（傳熱和受力變形）。一、絲條冷卻冷卻固化條件決定纖維結(jié)構(gòu)與性能冷卻吹風提高聚酯熔體細流的冷卻速度和均勻性吹風方式側(cè)吹風環(huán)吹風2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻側(cè)吹風側(cè)吹風裝置組成風道、風量調(diào)節(jié)器、框式過濾器、蜂巢板整流、紡絲倉、上油裝置、紡絲甬道高度：0.2～1.2m特點：空氣直接吹在纖維未完全凝固的區(qū)域，并與纖維垂直，傳熱系數(shù)高，冷卻效果好；但不均勻——長絲（0.8m）LOREMIPSUMDOLOR風溫：20+1度風濕：60+3%

風速：0.3-0.7m/s側(cè)吹風工藝

紡絲窗作用：使絲條在冷卻過程中只受定向、定量和定質(zhì)的空氣流冷卻，冷卻速度均勻一致，纖維凝固位置固定（不受周圍氣流影響）緩冷室

下部設前后兩塊插板，使其與冷卻紡絲筒隔開，上部有閉鎖器，使噴絲板下形成緩冷區(qū)；長30～200mm；防止冷卻風吹冷噴絲板面、降低卷繞絲雙折射、提高拉伸性。

2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻環(huán)吹風環(huán)吹風用風機把一定溫濕度的空氣均勻地從紡絲窗四周通過過濾層和導流材料吹向絲條風速：0.5m/s空氣從絲束周圍吹向絲束，克服凝固的絲條偏離垂直位置產(chǎn)生的彎曲，甚至互相粘結(jié)——短纖維（0.2m）01作用

02形狀03尺寸鋁制的圓筒形或矩形筒子保護纖維，使纖維繼續(xù)冷卻圓形管子：直徑280mm矩形管子：周邊：255*305mm,長度：3.2-7米2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻紡絲甬道3.冷卻吹風工藝條件一、絲條冷卻風溫與風濕與纖纖高聚物的玻璃化溫度、紡絲速度、產(chǎn)品線密度、吹風方式等有關風速及其分布均勻直形分布、弧形分布、Ｓ形分布冷卻吹風位置吹風離噴絲板15cm左右風量注意“野風”（工藝控制以外風的統(tǒng)稱）的影響二、絲條卷裝1.上油（給油）

為改善初生絲或其成品纖維在后加工及其在后續(xù)紡織加工中的加工性能（如集束性、平滑性、抗靜電性、開松性等），在制得初生絲之后或在初生絲的后加過程中，對加工中纖維施以上油劑加工工序的總稱。

對長絲的初生絲，一般可用油嘴或油輥上油；短纖維的初生絲，以取油輥上油為主；在短纖維的后加工過程中，后紡油劑的上油，以取浸軋式和噴淋式居多。ABDC潤滑性好由于在高速下進行牽伸，加之卷繞速度很快，所以要求FDY油劑對纖維的潤濕速度要快，使油劑在牽紡過程中能迅速均勻地分布，滲入每根纖維之間，以保證紡絲的順利進行優(yōu)良的熱穩(wěn)定性與POY工藝不同的是，在FDY工藝中絲束要經(jīng)過兩組熱牽伸輥，所以要求該油劑有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，如果油劑的熱穩(wěn)定性不好，或者受熱后揮發(fā)過多，勢必造成在第二組牽伸輥上結(jié)焦，或成絲上油率不足，而且易造成卷繞時的毛絲和斷頭。耐纖維對牽伸輥的動摩擦為了保證在高速牽紡過程中具有恒定的牽伸條件和固定的牽伸點，則要求纖維與牽伸輥表面之間有適宜的動摩擦，使之既能滿足牽伸點固定的需要，又能滿足不因摩擦而損傷纖維的要求。對油膜強度的要求高因為絲在導輥上的運動行程大大長于在POY工藝中的行程，所以對油膜強度要求高。以求對纖維表面有良好的保護，避免受磨損?；w油劑特點二、絲條卷裝1.上油（給油）二、絲條卷裝2.絲條收集裝置絲條收集裝置：短纖維（盛絲桶大卷裝）、長絲（筒管卷繞）

短纖維卷繞機結(jié)構(gòu)示意1—紡絲甬道；2—廢絲吸絲器；3—壓絲器；4—上油輪；5—盛油盤；6—漿塊剔除器；7—導絲輪；8—紡絲油劑總上油器；9—集束導絲器；10—牽引輥；11—導絲輥；12—壓絲器；13—喂人輪；14—導絲筒；15—盛絲桶；16—盛絲桶傳動履帶；17—廢絲真空吸引槽短纖維絲條收集裝置（短纖維卷繞機）二、絲條卷裝2.絲條收集裝置

長纖維收集裝置（長纖維卷繞機）圖普通長絲卷繞機示意圖1—絲束；2—下紡絲筒；3—上導絲盤；4—上油盤；5—下導絲盤；6—吸絲口；7—位復導絲器；8—摩擦輥；9—絲筒；10—導絲棒；11—面板5.短纖工段：聚酯纖維切片的干燥項目7聚對苯二甲酸乙二酯結(jié)晶性高聚物熔點<分解溫度熔體紡絲法切片紡絲直接紡絲熔體的制備

熔體自噴絲孔擠出

熔體細流的拉長變細同時冷卻固化

紡出絲條的上油和卷繞。為什么要用切片？切片紡絲：

工藝穩(wěn)定、靈活，易于控制直接紡絲：

連續(xù)生產(chǎn)、效率高、能耗低聚酯切片在熔融紡絲之前必須進行干燥。PET的分子鏈節(jié)是通過酯基相互連接起來的，在高溫和水分的存在下，酯基易發(fā)生水解，使聚合度降低，影響紡絲質(zhì)量。即使微量的水分在紡絲時也會汽化形成氣泡絲，造成紡絲斷頭或毛絲，甚至使紡絲無法進行。因此紡絲時必須對切片含水量嚴格控制。一

、干燥原因切片含水特征一

、干燥原因2.提高切片微量含水均勻性在纖維紡制時保證纖維質(zhì)量均勻3.提高切片結(jié)晶度及軟化點干燥后的切片由于產(chǎn)生結(jié)晶，切片也變得堅硬，且熔程狹窄，熔體質(zhì)量均勻，軟化點得到提高，可以防止切片進入螺桿擠壓機后會很快軟化粘合，造成環(huán)結(jié)阻料。1.除去切片含水濕切片含水0.4％～0.5％，干切片<0.01％。切片含水不良影響：紡絲溫度下，PET酯鍵水解水分汽化造成紡絲斷頭。二

、切片干燥作用間歇式干燥設備：連續(xù)式干燥設備真空轉(zhuǎn)鼓干燥機回轉(zhuǎn)圓筒-充填干燥機吉瑪公司預結(jié)晶-干燥設備BM式干燥設備KF式干燥設備三、切片干燥設備聚酯切片干燥設備分為間歇式和連續(xù)式兩大類。間歇式設備主要為真空轉(zhuǎn)鼓干燥機；連續(xù)式多為多種形式組合而成的聯(lián)合干燥裝置。（一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機該設備的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，流程短，干燥質(zhì)量高，能耗低；更換切片方便，出料靈活；操作環(huán)境好，噪音低；可在較低溫下干燥切片，適合易氧化或熱敏性的高聚物。其缺點是：切片干燥后產(chǎn)生的粉塵多，各批切片干燥質(zhì)量有差異。切片干燥周期長，單機產(chǎn)量低，故一般用于小批量、多品種及一些特種纖維的生產(chǎn)。三、切片干燥設備1.轉(zhuǎn)鼓部分轉(zhuǎn)鼓是全機的主體，兩端有碟形封頭，且傾斜裝置的圓筒形容器，傾角為25o。目的是保證切片在干燥過程中能較好地翻轉(zhuǎn)，以使傳熱均勻，防止切片粘結(jié)和卸料方便。干燥機主要由有轉(zhuǎn)鼓部分、抽真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)三部分組成。三、切片干燥設備（一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機2.抽真空系統(tǒng)常用真空泵為機械真空泵和蒸汽噴射泵。其中蒸汽噴射泵具有工作穩(wěn)定可靠，設備簡單等特點。一般三級蒸汽噴射泵蒸汽壓力為9.8×105Pa，可使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的余壓降到0.033×104Pa；四級蒸汽噴射泵蒸汽壓力為15.7×105Pa，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)余壓可降到0.0053×104Pa。3.加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)因熱載體不同而異。熱載體可采用聯(lián)苯混合物、38號汽缸油、甘油、飽和蒸汽和過飽和蒸汽等。國內(nèi)采用飽和蒸汽作為熱載體，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、不需要其它附屬裝置。

三、切片干燥設備（一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機

（二）BM聯(lián)合干燥設備組合式干燥設備主要包括預結(jié)晶器、充填干燥器及熱風循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。切片首先經(jīng)過預結(jié)晶器除去大部分水，并具有一定的預結(jié)晶度，軟化點提高。然后進入充填干燥器，在干燥器內(nèi)保證足夠且均勻的停留時間，充分去除切片水分。本節(jié)主要介紹德國BM公司的聯(lián)合干燥設備。三、切片干燥設備1.BM干燥設備工藝流程德國BM公司切片干燥工藝流程采用預結(jié)晶裝置和連續(xù)