第五章短纤维后加工设备
短纤维生产工艺
短纤维生产工艺
短纤维是指长度在1.5-4.5毫米之间的纤维，主要用于制作各
种纺织品和非织造布。
下面将介绍短纤维的生产工艺。
首先，短纤维的生产工艺主要分为湿法和干法两种。
湿法生产工艺是将植物纤维或化学纤维通过加工设备处理成湿浆，再通过旋转筛分机将湿浆脱水除杂，得到湿糊状的短纤维。
然后将湿糊状的短纤维进行分散和脱水，使其含水率降低到15%以下。
最后通过烘干设备将湿糊状的短纤维烘干，使其含
水率低于5%。
干法生产工艺则是直接将原纤维送入预处理机械，通过强大的离心力和废气抽吸机的作用，分离出纤维和杂质。
然后通过制粉机将纤维打破成短纤维，最后利用气力输送系统将短纤维输送到后续的加工设备中。
在上述的湿法和干法生产工艺中，还存在着一系列的辅助加工过程。
比如，对植物纤维进行浸渍处理，可以改变其物理性质和纤维结构，提高纤维的柔软性和强度。
同时还可以通过添加化学药剂，对纤维进行漂白和染色加工，使纤维具有更好的颜色和光泽。
此外，为了提高短纤维的加工效率和产品的质量，还需要采用纤维预处理技术。
比如，在短纤维生产过程中可以采用卷曲、撕裂和剥离等预处理技术，以增加纤维的拉伸度和强度，提高产品的稳定性和可靠性。
总的来说，短纤维的生产工艺主要包括湿法和干法两种。
在这两种工艺中，还需要进行一系列的辅助加工和预处理，以提高短纤维的质量和性能。
通过不断的技术创新和工艺改进，短纤维的生产工艺将会越来越高效和环保。
第5章 精梳
一、精梳前准备工序的目的
1．提高条子中纤维平行伸直度。
2．根据喂入的需要，制成均匀的条子或小 卷。
（1）小卷需要定量均匀，容量大，外形好，退 卷时不粘连发毛。
（2）小卷的纵横向结构要均匀，使纤维层能在 很好握持状态下梳理。横向均匀，可使纤维层 在精梳时握持可靠，纵向均匀则能使内外层重 量稳定，可稳定精梳落纤率，以改善精梳条的 重量不匀率。
图中，梳棉机输出的生条以后弯钩为主， 经过生条筒储存后送入下一道工序时，弯钩就 变为前弯钩；经过第一道准备工序储存后送入 第二道准备工序，此时弯钩变为后弯钩；再进 入精梳工序时，又成为前弯钩。
当梳棉机与精梳机之间的准备工艺道数
为偶数时，可使小卷在喂入精梳机构时，被 钳板握持的棉层中，多数弯钩纤维仍然其纤维的损失。
目前纺纱工序还是连续与离散相结合的， 纤维集合体的半制品需要中间存储，比如条 子、粗纱、细纱等。从梳理机到精梳机之间， 每经过一道中间存储就会发生一次弯钩倒向， 即前后弯钩的方向更换，这是因为“先进后 出”的原则所决定的。
由于梳理机出来的纤维弯钩主要是后弯 钩，因此梳理机到精梳机之间的工艺道数必 须是偶数，这样才可以保证精梳工序纤维中 以前弯钩为主体，这就是精梳准备工艺的偶 数法则。
后退喂给：棉层在钳板后摆时喂入。
α2＝X2/F
α2 ：后退给棉的喂给系数 X2：钳板闭合前已喂给的长度（mm） F：总喂给长度（mm）
在后退给棉过程中，钳板闭合后给出的 棉层将涌皱在钳板后面。
钳板闭合越早， X2越小， α2越小。须丛 涌皱较多，在钳板后退时受锡林梳理的须丛
长度越短。当0≤ X2 ≤ F 时， 0≤ α2 ≤1
不同给棉方式及喂给系数将影响精梳梳理 质量（纤维长度、短纤率、棉结数等）及 落纤率的大小。这些属于精梳工艺调整的 范畴。
短纤生产工艺
短纤生产工艺
短纤生产工艺是指将晶体聚合物压榨成带有不同断面形状的连续纤维条，然后通过张力控制、加热拉伸、涤纶预处理和切割等工序处理后，得到不同规格和性能的短纤产品的过程。
短纤生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 晶体聚合物压榨：将聚合物根据不同的配方混合后，通过挤出机将熔融的聚合物压榨出来，形成连续纤维状的物料。
2. 张力控制：短纤生产过程中，为了保持纤维的连续性和稳定性，需要通过张力控制装置对纤维进行张力调整，以避免纤维断裂或拉伸过度。
3. 加热拉伸：将短纤经过张力控制后，送入预热器进行加热处理，然后通过拉伸机进行拉伸，使原本粗糙的纤维形成细长的纤维丝，提升纤维的均匀性和拉伸性能。
4. 涤纶预处理：短纤的表面常常附着有一些杂质和油脂，为了改善纤维表面的性能，需要进行涤纶预处理。
预处理工序通常包括涤纶预处理液的浸泡、洗涤和干燥等步骤。
5. 切割：对经过加热拉伸和涤纶预处理的纤维进行切割，将其切成适合客户需求的长度。
6. 包装和质检：将切割好的短纤按照规格和包装要求进行分装和包装，并进行质量检验，确保产品的质量达到标准要求。
短纤生产工艺的关键环节在于加热拉伸和涤纶预处理。
加热拉伸可以改善纤维形态和性能，提高纤维的强度、延伸性和抗断裂性能。
涤纶预处理可以去除纤维表面的杂质和油脂，提高纤维与其他材料的粘附性能，使短纤在后续的加工和应用中更加稳定和可靠。
总之，短纤生产工艺是一个复杂而精细的过程，需要通过严格的工艺控制和质量检验，确保生产出符合客户需求和标准要求的短纤产品。
涤纶短纤维后加工生产工艺流程解析
涤纶短纤后加工工艺流程
• 集束→拉伸→热定形（紧张）→卷曲 →定形（松弛）→切断→打包
1、初生纤维的存放和集束
• 存放的目的:刚成形的初生纤维，起结构不 太稳定，需一段时间存放平衡使内应力减 小和消失，并使卷绕时所上的油剂，得到 均匀扩散，从而改善拉伸性能。一般在恒 温恒湿下存放8小时以上。
2、拉伸
短纤维切断长度由纤维品种而定： 棉型纤维：38mm 毛型纤维：90~120mm 中长纤维：51~76mm 打包是涤纶短纤维生产的最后一道工序， 将短纤维打成一定规格和重量的包，以便运 送出厂。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、热定型：
消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性， 并且进一步改善其物理机 械性能。使拉伸，卷曲效果固定，并使成品 纤维符合要求。
4、卷曲
目的：通过卷曲，增加纤维间的抱合力 方法：在热水或水蒸汽加热下，通过机械 挤压获得卷曲效果。 一般棉型纤维5-7个曲/厘米，毛型3-5个 曲/厘米
5、切断和打包
5.聚酯纤维
BHET的合成
BHET的合成主要采用以下三种方法： （1）DMT和EG的酯交换法； （2）PTA和EG的直接酯化法； （3）PTA和EO （环氧乙烷）加成法。 在工业上PET的制造采用二种方法：
酯交换法：以DMT为中间体通过酯交换法来制造 直接酯化法：以PTA（高纯度对苯二甲酸）或MTA （中纯度对苯二甲酸）为中间体通过直接酯化法来 制造。
可以达到强化熔体均匀性的目的，同时可以减少 熔体通过弯管时，管壁与管中心温度及停留时间 的差别。
➢ 在较新型的螺杆挤出机中，往往采用特殊设计的 混炼头来代替静态混合器。混炼头的主要作用是 改变螺杆沟槽中挤出的熔体的流线，使熔体进一 步均匀化
聚酯纤维
聚酯短纤
聚酯纤维的分类
• 从应用领域来划分
–服用 –装饰用 –产业用 –2000年的比例68：19：13 –2005年的比例54：33：13
聚酯纤维的生产工艺及技术
❖聚酯纤维原料的生产技术及工艺 ❖聚酯纤维的生产技术及工艺
聚酯纤维原料的生产技术
• PET原料: – 对苯二甲酸 – 乙二醇（或环氧乙烷）
We=KP，式中，K为平衡常数，P为平衡蒸汽压。 升高温度和增加干燥介质的流动有利于干燥过程。
干燥过程
➢干燥分为两个阶段，即预结晶阶段和高温 干燥阶段
➢预结晶温度和时间
– 沸腾床：温度可高至160~180oC，时间8~15min。 – 搅拌式充填：温度120~140oC，时间1~l.5小时。 – 转鼓干燥时，在120℃以下缓慢升温，预结晶时
• PET的制造大致可分为两个阶段 – 第一阶段是由基本原料对二甲苯、甲苯、邻 苯二甲酸酐合成中间体对苯二甲酸二甲酯 （DMT）或对苯二甲酸（PTA）。 – 第二阶段是由DMT或PTA与乙二醇（EG） 进行酯化或酯交换反应，生成聚酯单体对苯 二甲酸双β-羟乙酯（简称BHET或DGT） – 各种工艺路线的区别主要在前一阶段，即单 体的合成阶段。
聚酯纤维生产技术—聚酯短纤维的后加工
3、湿热拉伸：加热介质（油、热水、蒸汽），聚酯玻璃化温度降低（降低20℃）， 有利于拉伸。
第一级拉伸：Ⅰ、Ⅱ段→拉伸应力较小→要求的加热温度较低→热水 含油剂）浴加 热
第二级拉伸：Ⅲ段→拉伸应力较大→要求的加热温度较高→过热蒸汽或沸水加热
拉伸的原理
1、拉伸曲线
• 通过拉伸使纤维的结构单元获得稳定的取向结构，达到提高成品纤维强度 的目的。
• 拉伸过程分子运动单元：链段、分子链
小尺 寸取 向
大尺 寸取 向
拉伸设备：五辊或七辊拉伸机，各道拉伸机之间 设置加热器（油浴加热、水浴加热、热水喷林、 蒸汽喷射）
LVD801型七辊拉伸机为例： 三道七辊拉伸机+一道七辊拉伸或回缩机 二、三道七辊拉伸机的每只拉伸辊上有一个毛 刷（清除毛丝） 每道七辊拉伸机上有1～2只橡皮压辊（可升降） 一道、二道七辊之间有热水（含油剂）浴拉伸 槽（淹没并加热纤维）——一级拉伸
拉伸的工艺条件
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拉伸温度
拉伸速度 拉伸倍数及分配 拉伸点的控制 拉伸介质的选用
卷曲工艺控制
04
卷曲目的
增加纺纱时纤维之间的摩擦 力和抱合力
提高纤维和纺织品的弹性， 改善织物的抗皱性；
聚酯短纤维的后加工
CONTENT
07 06
打包 切断
05
热定型工艺控制
04
卷曲工艺控制
03
拉伸工艺控制
02
初生纤维的存放和集束
01
后加工的意义及工艺流程
聚酯纤维后加工
2、工艺 （1）超喂率：变形喷嘴前后速度表征。 超喂提高蓬松性，超喂率提高, 纤度增加,强度下降. 333dtex, 超喂率14.7-30%, 纤度3.9-11.7%, 而强力下降达60%。 ：毛圈过大，松散，均匀性和稳定性变差； 过低：不利于丝条的缠结成圈。 （2）热辊温度和拉伸比：变形热辊温度130-150℃，拉伸比1.51.7 （3）定型温度和时间：定型温度越高(190-230)，丝圈缠结越紧， 变形丝结构稳定性越好，沸水收缩率越低。 （4）加工速度和张力：原丝线密度愈高，加工速度应愈低。一般 500-700m/min. 变形区较低张力有利于开松、卷曲；稳定区控制较低张力，有利于纤维内应 力松弛，提高变形效果。5.5-8.0cN （5）空气压力：提高，有利于丝圈形成，使变形效果增加，600900kPa. （6）给湿量：变形前给水润湿，吸去丝上部分油剂，并起增塑作 用，每喷嘴0.8-1.0L/h.
PET卷绕丝双折射与存放时间关系
2、拉伸设备 三道七辊拉伸机 湿热拉伸工艺，加热方式——热水喷淋、蒸 汽喷射、油浴、水浴加热
3、拉伸工艺条件 一级和两级拉伸， 间歇集束两级拉伸 拉伸温度： 提高，屈服应力和拉伸应力减小，有利于拉伸， 第一级拉伸——Tg以上，70-90℃； 第二级拉伸——第一级拉伸后，已有一定程度取向和结晶，Tg也随之 提高，进行第二级拉伸时就应有更高温度。150（棉）-180（毛）℃ 拉伸速度： 拉伸速度提高，拉伸应力提高；可提高拉伸温度，降低拉伸应力，提 高拉伸速度；但当拉伸速度超过某一值后，应力又会降低，因为拉伸 过程发热，使纤维实际温度升高，降低拉伸应力。 拉伸丝束喂入速一般30-45m/min，出丝速度一般为140-180m/min(棉)， 毛型要低些。
涤纶短纤
打包机
涤纶短纤维后加工工艺与质量控制—集束和拉伸
聚合物结构对应力—应变行为的影响
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• ④熔纺卷绕丝其它结构因素的影响
• 卷绕丝内含较大的气泡或固体粒子时，
• 卷绕丝内出现裂缝或纤度波动时
可拉伸性↓
• ⑤湿纺冻胶体凝固丝网络结构的影响
• 凝固丝网络骨架越细密
最大拉伸比↑
• 凝固丝的溶胀度↑
最大拉伸比↑
•
可拉伸性先↑后↓
聚丙烯纤维在60℃下拉伸时，密度ρ和熔融热Hc对拉伸比的关系 A—经热处理的试样 b—拉伸前骤冷的试样
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• （2）强度、拉伸模量和屈 服应力
• 纤维的强度、拉伸模量和 屈服应力随拉伸倍数而↑， 增大速度不同
各种纤维的强度对拉伸倍数R的依赖关系
1—粘胶纤维 2—聚乙烯醇纤维 3—聚甲醛纤维 4—PVA与乙烯基己内酰 5—聚酰胺和聚酯纤维 6—聚丙烯腈纤维 7—乙烯醇与N-乙烯基吡咯烷
(t)
1
2
3
e
E1
e
E2
(1 e t / 2 ) t
3
e
（1）普弹形变1
1=e/E1
• 普弹形变是大分子主链的键角和键长受力后发生形变的反映
• 普弹形变与应力同相位，瞬间发生和瞬间回复
• 普弹形变的弹性模量E1很大，形变量1很小 • 总形变的1%，与时间无关
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• （2）高弹形变2
2 (t)
初生纤维线密度的影响 线密度↓等效于T ↑ 线密度↑ σ＊↑N ↑，等效于T ↓
29
（三） 拉伸过程中纤维结构与性能的变化
• 1. 拉伸过程中纤维超分子结构的变化 • （1） 取向度的提高 • ①不同取向结构单元
非晶态高聚物的拉伸作用 大尺寸取向
涤纶短纤维后加工工艺与质量控制—切断和打包
• 4、打包机不能转箱 • a) 止棉棒未锁闭。 • b) 台车触发复称旁的限位开关未动作。 • c) 门锁检知限位开关未动作。 • 5、打包机不卸包 • a) 侧门开检知限位开关末动作。 • b) 台车上的接包架未抬起。 • c) 台车动作的选择开关不在“自动”位置。 • d) 台车动作到机前未触发安装在地板上的限位开
• 若改生产51mm的短纤维，需用多少把刀的刀盘 ？
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• 解：切断纤维长度 • L= πD/n=3.14*667/55=38.08mm • 主体长度范围38*（1 ±3% ）=36.86~39.14mm • 38.08mm在此范围 • 解：刀盘周长πD = Ln • 生产两规格纤维刀盘周长不变，即 • L1n1 = L2n2
• 3.2.4张力机压辊和切断机压辊的压力有波动，砝码重量设 定不合要求，切断机压辊工作间隙有变化，切断刀盘变形， 切断机有缺口或不锋利，切断刀和刀盘安装不当，刀刃检测 间距设定偏大。
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• 4.切断打刀：当切断过硬丝、打结丝而未能及时发现进 入刀盘后，会损伤切断刀，这时应停车，进行换刀。
• 5.切断机故障引起全线暂时停车 • 5.1及时通知机、电、仪人员，查找原因，分析故障可能
• 切断刀数:取决于切断长度和刀刃外径 • 刀数=π×（刀盘刀尖外径+切断常数）/切段长度
• 常数为30mm，刀盘刀尖外径649mm • 棉型，38mm，56把 • 中长，51mm，42把；65mm，33把 • 毛型，70-110mm，25把，间距依次增大1.277mm
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• 例题：
• 某压轮式切断机，生产1.56dtex×38mm棉型涤纶 短纤维，刀盘直径667mm， 55把，问该纤维主体 长度是否达到±3%的质量要求？
涤纶短纤维后加工工艺与质量控制—卷曲的原因、方法和机理
丝束→上、下卷曲轮夹持（上，压缩空气加压）→卷曲箱（重锤加压， 由上、下卷曲刀与侧板构成一扁平状）→丝束在此处挤压形成卷曲
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• 3.卷曲特性
• 卷曲数：一定长度（25mm或1cm）纤维上波纹的数目； Jn=4-6个/cm。
• 卷曲度：卷曲纤维在一定张力下长度增加部分所占的百分 数（因卷曲而缩短的部分占挺直纤维长度的百分数）；它 表示卷曲后纤维的缩短程度，J=10-15%；轻负荷 0.0018dN/tex，重负荷PET0.075dN/tex。
• 上述均反映了卷曲程度，表示卷曲波纹越细密。10-18个 /25mm，卷曲度10-18% 。棉型涤纶短纤维增加卷曲。
• 卷曲回复率Jw：纤维受力后卷曲回复的能力。
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• （四）卷曲机理：纤维变形 • 外部条件：机械挤压（湿热、外力） • 内部条件：线性大分子高温下的可塑性
• 开始卷曲箱是空的，进入的纤维不会受到阻碍；随纤维不断输入， 箱内充满丝束，后面输入的丝束受到前面丝束的阻碍，纤维可能上 下左右移动；左右两边是侧板，迫使丝束只能上下卷曲。
• 第一次卷曲在两卷曲轮之间，距夹持点3~4mm，只与卷曲 轮直径有关，起决定作用；
• 第二次卷曲折叠形状，在卷曲刮刀前，上下轮夹持点距离 约6~10mm处；
• 第三次卷曲在卷曲刀口，由卷曲刀稳定。
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型条件；复合纺丝） • 机械卷曲：加热，机械挤压。外观，折叠
3
• 2.卷曲设备
• 主要由叠丝机、张力调节机、蒸汽预热箱、卷曲机、冷却 输送带组成。
• 叠丝机主要将牵伸段丝束按卷曲加工所需幅宽进行调整， 入口丝片为3片，出口丝片为1片；
• 张力调节机检测并调节丝片张力，通过三辊机和卷曲机速 比来保证丝片具有一定的张力；
短纤维设备
(有效加热长度800mm),温度范围150～230℃。
该机最高速度达1500m/min。
配有单锭自动落丝系统,高性能冷板。
能在高速条件下生产优质的DTY。
No336型弹力丝机是新开发的用于加工锦纶DTY丝的假捻变形设备。
吸收了No33H、No33J型机的特点,采用直丝路、竖直热箱、长冷却区,也可适合涤纶DTY丝生产。
No336弹力丝机的热箱长度为2000mm,温度160～250℃,丝速为1200m/min。
二、帝人公司该公司展出的HTS-15V型牵伸变形机向观众演示纺制P ET75d/36f时,运行速度达1300m/min,其时加热温度250～280℃,摩擦盘转速为14500r/m in。
HTS-15V配备HTH型高温节能热箱,能满足丝束在高速条件下,得到均匀、快速的加热要求,并能获得节能效果,其第一热箱长度为1040mm,第二热箱长度为600mm,最高速度可达到1500m/m i n,全机216锭,装机容量为250kVA。
在纺制75d,丝速1000m/min条件下,实际功耗仅90kW。
该机采用单锭自动落丝,并能配备机器人自动更换、搬运卷装。
空气变形机 村田公司在本次展览会上展出No35A型和No35B型空气变形机。
其中No35A型空气变型机设有一喷水加湿装置,将丝喷湿后在喷嘴中进行Taslen变形加工。
而No35B型无此加湿装置,丝束直接由空气喷嘴进行Taslen变形加工。
村田空气变形机有以下特点:1.由于丝束直下通过喂给区的路径,可得到较好的变形效果,机器速度也可以提高。
2.标准的控制系统能对机器左侧和右侧分别控制,一台设备可以生产不同的产品。
单锭变频马达控制速度,通过键盘操作来改变变形条件,使得改换生产品种十分方便。
3.在每一个锭子上都设有质量监视传感器,检测由于空气喷嘴脏等原因造成的产品质量问题。
4.单独自动落筒。
5.操作方便。
其主要规格如下:锭数 16、32、48、64、80、96、112、128、144条件设定 LR单独控制控制系统 独立的轴向速度控制机器速度 600m/min,或900m/min喂给辊部件 标准设计6套第一至第四喂给辊:裙式皮带第五和第六喂给辊:压辊式热销加热器 电加热销直径 34mm温度范围 50～150℃热定型箱 温度范围 100～220℃定型箱长度 850mm(No.35A)635mm(No.35B)卷绕架部分 筒子形状 锥形(3°,6°)尺寸 270mm×250mm包括集束架、筒子摆动装置、防震装置、减轻接触压力的装置等单独自动落筒标准:落筒时间24S移动时间8S(顺序落筒)短纤维设备 本次展览会无短纤维生产设备的实物展览;德国Fleissner公司以样本形式向参观者介绍其公司在短纤维设备上的技术进步。
《聚合物加工工艺及设备》教学大纲
《聚合物加工工艺及设备》课程教学大纲课程代码：MMEN1012课程类别：专业教学课程授课对象：高分子材料与工程等专业开课学期：6学分：3学分指定教材：李光，《高分子材料加工工艺学》，中国纺织出版社，2023年一、教学目的：聚合物加工工艺与设备是高分子材料与工程专业的重要专业根底课程，也是专业的核心课程。
本课程从高分子材料加工的应用角度动身，说明高分子材料的组成、工艺及设备在生产加工中所起作用，并说明加工工艺对高分子材料构造与性能的影响关系。
初步把握化学纤维、塑料、橡胶三类高分子材料的典型品种及其制品的生产原料、成型加工工艺及设备，为具有初步的高分子材料企业工作力气以及高分子材料的研发力气打下根底。
二、课程目标通过本课程的教学，使学生具备以下力气：1、课程目标1：能从成型加工根本原理动身，以高分子材料的加工性能和使用性能为基点，确定材料成型加工方法、工艺条件和工艺设备，进展高分子材料的开发和成型加工工艺流程的设计优化。
2、课程目标2：能运用高分子材料工程的思维方法，推断高分子材料的成型加工方法、工艺条件及其把握、成型加工设备对制品性能的影响，提出优化解决的方案。
3、课程目标3：能通过分析高分子材料成型加工相关的试验结果，争论加工工艺及其参数、加工设备选择对高分子材料性能的影响等高分子材料工程问题，取得有效的结论。
三、课程目标与毕业要求的对应关系：通过本课程的学习，确立聚合物构造与性能之间关系，其主要任务是使学生把握有关聚合物的多层次构造、分子运动及主要物理、机械性能的根本概念、根本理论和根本争论方法，为从事高分子设计、改性、加工，应用奠定根底。
毕业要求1. 工程学问指标点1.4把握高分子化学、高分子物理、高分子课程目标课程目标1达成途径课程讲授、材料成形加工及其表征等专业专业学问，并作业、争论能将其用于解决高分子材料领域的简洁工2.问题分析程问题。
2.3能够正确表达一个工程问题解决方案并课程目标2课程讲授、3. 设计/ 开发分析其合理性。
丙纶短纤维、丙纶膨体长丝的重点设备、危险因素及防范措施
丙纶短纤维、丙纶膨体长丝的重点设备、危险因素及防范措施一、重点部位及设备(一)重点部位丙纶短纤维装置和丙纶膨体长丝装置的重点部位相同，现叙述如下：1．导生油系统在丙纶纤维装置生产过程中，由于经螺杆挤出机挤压后的聚丙烯树脂熔体，在纺丝时需要加热和保温，而设立导生油系统就可以提供足够的热量来确保实现聚丙烯加工的工艺需要。
采用联苯—联苯醚热媒系统，其联苯—联苯醚系统为可燃有毒的危险化学物质(建规火险分级为丙类物质)，且是在高温加热蒸汽状态下，由热媒泵通过热媒炉电加热后不断地经由热媒管道循环使用的。
因此，在工艺上和安全上都提出了很高的要求。
该系统当属丙纶纤维装置的重点部位。
2．组件清洗系统组件清洗系统是聚丙烯纤维装置的一个辅助生产系统，但因所使用的组件清洗剂介质为易燃的三甘醇有机化学物质(建规火险分级为丙类物质)，有一定的燃烧爆炸危险性，并且在纺丝工艺生产时，纺丝组件的清洗操作较为频繁，故也列入该装置的重点部位。
3．化纤仓库由于丙纶纤维属丙类火灾危险性物质，有燃烧的性能，加上装置连续性生产，产品量较大，因此丙纶纤维产品的仓库储存有安全防火的要求，垛距、堆距、间距、通道、通风、采光等都有一定的规范规定，所以这也是一个重要部位。
(二)重点设备1．丙纶短纤维装置(1)螺杆挤出机螺杆压出机是挤压被加热熔融的聚丙烯切片的第一道生产设备，主要的危险危害因素是环境的高温热辐射及易烫灼伤操作人员。
(2)卷取(或卷绕)机卷取(或卷绕)机是聚丙烯纺丝成形后续设备。
卷取机的旋转速度很快。
在高速旋转运动中，生产上如果发生乱丝、断丝等故障而出现异常情况时，一旦操作处理不当，常易导致机械伤害、人身事故的发生，故是事故的多发之点。
(3)切断机切断机是对聚丙烯纤维成品进行切断操作的工艺设备。
在切断机开机升头时，将丝头送人切断钩轮时，如果操作失误，易发生人身伤害事故。
切断机也是事故多发点之一的机械传动设备。
(4)打包机打包机是将聚丙烯短纤维产品打包成型的专门机器。
无纺布用短纤维生产工艺
无纺布用短纤维生产工艺
无纺布是一种不织布，不同于传统的布料，它不需要经过纺织或
编织的过程，而可以通过将短纤维聚合成网状结构来制造。
本文将从
短纤维的选择、制作、粘合和成型等方面介绍无纺布的生产工艺。
第一步是选择合适的短纤维。
一般来说，无纺布中使用的短纤维
通常来自于聚酯、聚丙烯、聚酰胺等树脂类物质，其长度通常控制在
1-2.5厘米之间。
短纤维的选择直接关系到无纺布的质量和性能。
第二步是将选好的短纤维进行加工。
首先需要对短纤维进行开端
处理，去除其中的杂质和纤维团。
随后，将开端后的短纤维进行混合，通过卡棉机或其他预并设备，使其纤维间充分交织和混合。
之后，对
混合后的短纤维进行无纺网形成工艺。
第三步是粘合。
在无纺网形成后，需要通过热轧、化学粘合、针
刺等方式将其内部结构稳定起来，防止出现分层、脱丝以及拉断的情况。
目前，市面上广泛采用的粘合方法主要是化学粘合和热力粘合两种。
第四步是成型。
按照无纺布的使用需求，可以通过不同的技术手
段进行成型，包括走纱法、涂覆法、热合法等。
无论哪一种成型方法，都需要保证无纺布的尺寸、厚度和密度等参数符合要求。
总之，无纺布是一种新型的纺织品材料，其生产工艺相对简单，
但也需要针对其特殊性质进行一定的调整和过程优化才能获得高质量
的产物。
相信随着材料科学不断的深入发展，无纺布在日常生活和工
业领域的应用会越来越广泛。
高分子材料加工工艺学习题答案
第二章聚酯纤维1、切片干燥的目的是什么？为何要分段进行？← 1 除去水分湿切片含水率0.4～0.5％，干燥后0.01%（常规纺）或0.003～0.005％（高速纺）不良影响高温酯键水解→聚合度↓→纺丝难水分汽化→气泡→纺丝断头← 2 提高切片含水的均匀性→纤维质量均匀← 3 提高结晶度及软化点（无定形）→防止环结阻料结晶度↗25～30％；软化点70～80℃↗＞210 ℃切片中的水分由两部分组成（1）非结合水粘附在切片表面干燥时容易除去（2）结合水与PET分子上的羰基及少量端羟基等以氢键结合，干燥时较难除去。
√2、简述螺杆挤出机的工作原理与作用？螺杆挤出机的作用是把固体高聚物熔融后以匀质、恒定的温度和稳定的压力输出高聚物熔体。
原理：物料从加料口进到螺杆的螺槽中，由于螺杆的转动，把切片推向前进。
切片不断吸收加热装置供给的热能；另一方面因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，而由一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。
熔化过程聚合物在温度、压力、粘度和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。
粘流态的聚合物经螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用，以一定的压力向熔体管道输送。
3、何谓环结阻料？采用哪些措施避免？若预热段温度过高，切片在到达压缩段就过早熔化，是原来固体颗粒间的空隙消失，熔化后的熔体由于在螺槽等深的的预热段无法压缩，从而失去了往前推进的能力，造成“环结阻料”。
措施：预热段套筒保持合适的温度。
√4、纺丝箱有哪些作用？进行熔体保温和温度控制，一般采用4～6位（即一根螺杆所供给的位数）合用一个矩形载热体加热箱进行集中保温。
5、复合纺丝组件与普通组件的区别有哪些？复合纺丝组件由多块分配板组合而成的复合纺丝组件，聚酯与其它种类的成纤高聚物熔体分别通过各自的熔体管道，在组件中的适当部位汇合从同一喷丝孔喷出成为一根纤维。
2016中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会 展会评估系列报道之五
５５
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国 家 和 地 区 ，展 出 内 容 涉 及 聚 合 、 干
燥 、 长 丝 纺 丝 及 后 加 工 设 备 、短 纤 维
纺 丝 及 后 处 理 设 备 、 特 种 纤 维 专 用 设
备 、化纤设 备专 用部件和配套 件等 。
展 商 提 出 或 展 示 了 自 己 的 工 程 化 技
发展装备 ； Ｉ 四是智能化 ，以减 少用工、
智能控制为方向的发展趋势正逐渐改变 Ｉ 传统化纤装备市场。另外，各制造厂商 Ｉ
正在从单一的提供设备向提供成套工程 １
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绕头和 ・ 台 导箍 罗拉 集 成 卷绕 装 霞 ，其 它 产 品 以样 水 形 式 参 鼹 欧瑞康 腱的产品技术 包括 １ ＿ 、 丝 纺 丝 设 备 、Ｗ Ｉ ＮＧ Ｓ Ｉ ＯＹ 纺 设 备、Ｆ Ｉ ） Ｙ 纺 丝设 备 、Ｂ Ｃ Ｆ纺 丝设 备 以及 单 丝 卡 ¨ 粕 丝生 产 线 等 Ｔ ＭＴ公 司以 视频 和样 本 的 形 式 展 示 了 工 业丝 纺 丝 设 备 、 导艇 卷 绕 集 成 纺 丝 设 备 、Ｐ ０Ｙ／ Ｉ Ｉ ＯＹ 纺 丝生 产 线 、［ ｅ Ｉ ） Ｙ纺 丝 产线、 舣 胞 胎 苍绕 纺 丝生 产 线 以及 氰纶 产 线 。北 京 邱鑫 源 化纤 机 椭 何 限 公 川展 出 了 Ｊ Ｓ Ｄ１ ６ １ ０ Ａ÷ Ｉ Ｉ ｌ ｛ 多 功 能 熔 融纺 丝 性 ｛ ｊ Ｊ 线 。还
短纤维后加工设备概述
短纤维后加工设备概述引言短纤维后加工设备是纺织工业中关键的生产设备之一，用于对纺织材料中的短纤维进行加工处理。
短纤维是一种长度较短的纤维，通常在1毫米到100毫米之间。
通过后加工设备的处理，短纤维可以转化为纺纱纤维、非织造材料、填充材料等不同形态的纺织产品。
本文将对短纤维后加工设备的概述进行介绍。
设备分类短纤维后加工设备可以根据加工方法和加工目标的不同进行分类。
常见的分类方法包括：1. 纺丝设备纺丝设备用于将短纤维转化为纺纱纤维，常见的纺丝设备包括纺纱机、纺丝机等。
纺丝设备通过拉伸和捻合短纤维，使其变得更加细长并具有一定的强度和柔韧性，从而适用于纺纱生产。
纺丝设备通常包括供给系统、预处理系统、拉伸系统、捻合系统、卷绕系统等。
2. 切割设备切割设备用于将短纤维切割成指定长度的纤维，通常用于生产非织造材料和填充材料。
常见的切割设备包括纤维切割机、切纸机等。
切割设备可以根据切割方式的不同分为旋转切割和定径切割。
旋转切割采用旋转刀片对短纤维进行切割，定径切割则采用定径装置实现对短纤维长度的控制。
3. 喷织设备喷织设备用于将短纤维喷射到基材上，形成非织造材料。
常见的喷织设备包括喷气式喷织机、喷涂机等。
喷织设备通过高速气流将短纤维吹散并定向到基材上，然后经过压实和加热处理，使短纤维与基材融合在一起，并形成均匀、稳定的非织造材料。
4. 混合设备混合设备用于将短纤维与其他原料进行混合，以获得适用于特定用途的复合材料。
常见的混合设备包括混合机、搅拌机等。
混合设备通过搅拌和二次纤维化等处理，将短纤维与其他原料均匀混合，并形成具有特定性能和结构的复合材料。
设备特点短纤维后加工设备具有以下特点：1.高效性：短纤维后加工设备在处理短纤维时具有较高的生产效率，能够快速将原材料转化为成品纺织产品。
2.精度控制：短纤维后加工设备能够对纤维的长度、直径、密度等参数进行精确控制，以满足不同产品的需求。
3.自动化程度高：短纤维后加工设备通常采用计算机控制系统，具有良好的自动化控制能力，提高了生产效率和产品质量。
短纤维后处理
短纤维后处理一、集束1、集束的目的。
把若干个成丝桶中的丝束通过集束架合并集中组成一定粗细的扁平丝片，以便集中进行拉伸。
2、集束器。
由集束架本体、导丝器、张力检测装置、乱丝检测装置、打结检测装置等组成。
3、集束总线密度。
主要是由拉伸机的拉伸能力和卷曲机中卷曲轮的宽度来决定。
一般为(83~222)*103tex(指拉伸后纤维的总线密度)。
集束后的丝片应该厚薄均匀，各单丝间张力也要求均匀，不能有毛丝、乱丝和缠结丝，并应有序地排列起来，以保证后处理能顺利地进行。
二、拉伸丝束从集束架经过导丝机，浸油槽，牵伸机，油浴槽等，直到紧张热定型机。
1、浸油槽。
浸油槽主要由浴槽箱体、浸渍罗拉、蒸汽蛇管加热系统、油液循环和整流系统等组成。
其主要作用是：调节丝束含油量；给丝束升温以利拉伸；与导丝架相配合，将丝束铺成一定宽度的厚薄均匀的丝片。
2、牵伸机。
牵伸机由牵伸箱、牵引辊、浸渍辊、压辊、毛刷及缠辊自停、润滑油路及压缩空气管等组成。
3、油浴槽。
槽内有两固定挡板，每块挡板上有一凹口，浴槽两边比挡板高。
在固定挡板上方各有一块活动挡板，其宽度比固定挡板凹口处宽度稍小些。
活动挡板上嵌有长条羊毛毡或其他适当的织物。
羊毛毡与凹口形成一条缝隙，丝束可以从缝隙处通过，而油剂大部分被挡住，固液面可升至挡板最高处溢流。
这样可保证丝片在拉伸时完全浸没在油剂中。
4、蒸汽加热箱。
蒸汽加热器由喷嘴(管)部件、上下箱体及机架组成。
箱内有数根蒸汽喷管，管壁有许多对应小孔，使丝束上下两面均能喷到蒸汽，饱和蒸汽经加热成为过热蒸汽后，再进入蒸汽加热箱，冷凝水则从槽箱两端回水管排出。
三、干燥热定型干燥热定型是合成纤维后加工生产中的一个重要工序，它对拉伸、卷曲效果能否稳定可靠以及成品纤维能否符合使用要求起着相当显著的作用。
1、干燥热定型的目的。
干燥的目的是降低纤维的含水率，提高纤维的温度，为热定型创造条件。
热定型的目的是消除纤维拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的结晶度，改善纤维的弹性，以及降低纤维的热收缩率，使其尺寸稳定。
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的影响。
化学纤维的卷曲分三种类型：化学卷曲 （较少采用）、物理卷曲（如复合纤维的 卷曲）和机械卷曲。机械卷曲是一种施加 机械力于已成形纤维而造成卷曲的方法。
目前较为广泛采用的为填塞箱法。这种 方法制得的纤维弯折小，抱合力好，而且 设备紧凑，卷曲效果比较明显。在实际生 产中被广泛采用。
丝束就以基本不
变的形态在两卷
曲刀的刀面上逐
渐向前滑移。
⒊蒸汽预热箱
经过拉伸后的丝束，弹性模量E很大，不 利于丝束的卷曲，即使卷曲也不稳固；又因 丝束含湿低，卷曲不充分，因此在丝束进入
卷曲机前必须先经蒸汽预热箱给湿预热，以
降低丝片的弹性模量和提高其湿度。
二、切断机
涤纶等短纤维通常是与棉、羊毛以及 其他化学纤维混纺的，根据所纺纤维品种 长度的不同，要将涤纶丝束切断成相应的 长度。
压辊系铸造结构，外包丁腈橡胶或聚氨酯橡 胶，以提高对丝束的握持力，减少打滑现象。
压辊安排方式有两种：上压辊和下压辊。上 压辊依靠丝束的张力或气缸的压力使压辊压在牵 伸辊上。下压辊两端两只气缸压力由下向上紧紧 地压住牵伸辊，压紧力可调。
⑷浸渍辊
在第一台牵伸机和第二台牵伸机上分别有一
浸渍辊，浸在水浴槽中，第一台牵伸机的浸渍辊 内可通冷却水，作用是控制丝束的拉伸点，防止 因拉伸潜热的作用使拉伸点前移，从而达到稳定 拉伸的效果。
长边轴传动是用一台电机带动一根长轴 经圆锥齿轮减速箱及多档齿轮减速箱（又 称排档箱）等传递到各台牵伸机等，以达 到同步传动。
长边轴传动的优点： ⑴传动平稳可靠，可以低速起动； ⑵在低速运转或正常运转时都能使各道牵
伸机同步，从而保证拉伸倍数的稳定； ⑶由于长边轴传动能在低速运行，因此便
于生头和除去毛 丝，操作方便。
⑵装设加热器
第一级拉伸温度控制在Tg以上，温度过高过 低都会影响拉伸点。为了稳定拉伸点，一般在第 一、第二台牵伸机之间设有水浴或油浴加热器， 使纤维内部形成一稳定的温度梯度。当纤维的实 际温度上升至所对应的屈服应力时则出现细颈。 此外，纤维在拉伸过程中会放出大量的热能，若 没有合适的加热介质将发出的热量及时地扩散出 去，则会因温度的变化，导致纤维的应力随之变 化，拉伸点产生移动。所以，装设加热器是控制 拉伸点的有效方法。
在拉伸过程中，纤维的形变是一个松弛过 程，需要一定的时间，拉伸速度太快，形变来 不及发展，造成纤维内应力增加；
拉伸速度太低，拉伸取向效果差，纤维 强度不高，所以一是要设定拉伸速度的最 佳值，二是拉伸速度要始终恒定。为此通 常采用长边轴传动方式和提高电气控制元 件的精度，来控制各台牵伸机的速度恒定， 确保拉伸点的固定。
长边轴传动的缺点：长边轴的动力传递 结构复杂，占地面积较大，且不易改变各 道拉伸的工艺参数。
长边轴传动的机台有一、二、三、四道 拉伸机、紧张热定型及上油机。联合机的 运转速度由第三道牵伸机辊筒表面线速度 代表（m/min）。
联合机的加工能力是指成品纤维的总 （特）数。
二、牵伸机
短纤维和长丝一样，纺丝成形得到的初
紧张热定型机
松弛热定型机
圆网松弛热定型机
⒉联合机的传动 联合机（的设计）应能满足下列要求：
⑴前后道机器应能同步运转； 例：牵伸机组各机器间往往用长边轴传动，
各机器可准确地达到同步运转的要求。 ⑵便于操作与维修； ⑶应有很高的可靠性。
联合机是高产的连续生产线，只要一处出 了故障不能及时排除，便可造成全线停产，造 成重大的经济损失。
⑶采用橡胶压辊和增加拉伸辊数目
丝束通过牵伸机上牵伸辊时，纤维与金属 辊表面存在打滑现象。由滑动摩擦引起纤维的 温度升高，影响拉伸点位置的变化。故在牵伸 机上采用橡胶压辊和增加牵伸辊数。一般五辊 牵伸机打滑系数为7％～10％，而七辊牵伸机 打滑系数仅为3％，有利于控制拉伸点和拉伸 倍数。
⑷采用长边轴传动和提高电气控制精度
第五章 短纤维后加工设备
第一节 短纤维后加工联合机 与牵伸机
一、短纤维后加工联合机
⒈联合机的组成
短纤维在纺丝成形后，必须经过一系列 后处理才能成为优良的纺织纤维。短纤维 后加工的工艺路线和设备都与长丝截然不 同，它是将几十万甚至几百万根单丝集合 成一股相当粗的丝束，然后在数台牵伸机 之间进行拉伸，以及进行其他的后处理。
打包机的作用是将松散的纤维打成一定重量、一
定体积的包装。
机械传动打包机国际上早已淘汰，我国也基本不 再生产。目前广泛采用的多为双箱液压打包机，由三 个部分组成，即：打包称量机、皮带输送机和打包主 机。
切断后的短纤维由皮带夹送到打包机顶部，再落 入称量斗分批称量。称量后的纤维送入料仓进行预压 （即将纤维分层压紧），预压的次数和称量数相同。 当纤维达到一定量后提起箱体，并将箱体绕中心轴旋 转1800至主压头下。落箱后，在主压油缸作用下，纤 维被进一步强制压紧至所需大小的体积，用铁丝捆紧， 卸压后由推包汽缸顶出捆紧的纤维包。
生纤维需在恒温恒湿的条件下存放一段时 间，然后再集束浸渍以施加有一定的预张
力后进行拉伸。 短纤维是采用集中拉伸，即把几十万根
单丝集中成粗丝束，在牵伸机上以50～ 300m/min的线速度拉伸成一定细度和均匀 度的纤维，从而获得足够的强度和合适的 伸度，以适应后加工的要求。
⑴丝束进入拉伸机前应具有一定的预张力； ⑵牵伸辊对丝束的握持力尽可能大，防止 打滑； ⑶能够有效的控制拉伸点和拉伸温度； ⑷应配置防绕辊装置； ⑸应确保丝束上油率的均匀稳定。
断刀。随着刀盘的回 转，切断刀正好从沟 槽中通过，将丝束切
断。切断后的纤维顺 着沟轮下的喇叭口落 入风管被吸走。
⑴牵引辊
作用是夹紧丝束、并将其送入切断机内。 主动牵引辊是一金属辊，表面镀硬铬；被 动牵引辊则表面包覆橡胶，依靠气缸压力 夹紧丝束，使其在拉紧状态下喂入沟轮。
⑵沟轮
起着夹紧丝束的作用。由轮辐和外圈组 成，外圈材料为铸钢基体，表面包覆丁腈 橡胶，以增加其握持力。外圈上开有等分 沟槽，常用槽数有45、60、64、69四种， 以适应切断不同长度的纤维时选用。
⒈牵伸机的组成
⑴牵伸箱
牵伸箱通常是铸铁件（也有用钢结构的）， 在箱内装有牵伸轴、传动齿轮，还装有润滑油 装置，分别对各轴承及齿轮进行润滑。而牵伸 辊、压辊、缠辊自停装置、浸渍辊等则装在箱 体外侧。
⑵牵伸辊部件
一台牵伸机通常由五个或七个牵伸辊组成 一组，它们直径相同，依靠两台牵伸机的速 度差来完成丝束的拉伸，因此提高牵伸辊对
⑸缠辊自停装置
工作原理是利用空电变换器将压缩空气 讯号转为电讯号。
⒉拉伸点的控制
纤维在拉伸过程中通常把出现细颈的位
置称为拉伸点。为了获得线密度和其他物 理机械性能均匀的纤维，拉伸点位置必须 稳定。如果拉伸点位置移动，则会出现拉
伸不足或毛丝，造成纤维粗细不一，染色 不均。
由拉伸机理可知，拉伸点的位置与拉伸 温度、拉伸倍数、拉伸速度和拉伸张力等
因素密切相关，因此必须从拉伸工艺条件 及拉伸设备方面来严格保证控制拉伸点位 置。
＊ ⑴配置浸渍辊
丝束通过第一台牵伸机的几个牵伸辊后，
纤维逐渐被张紧，当其张力达到纤维的屈 服应力时则出现细颈。为了使拉伸点不发
生在拉伸辊的张力坡度上，把第一台牵伸 机的最后一辊设定为浸渍辊，浸渍辊内部 通有冷却水，从而降低丝束温度，增大纤 维的屈服应力，拉伸点就不会提前发生在 牵伸辊上。
第一次卷曲：上下卷曲轮夹持丝束向卷曲 箱内推进，此时丝片的下面一边W点紧靠下 辊面，前方则已受阻不能挺直前进，但后方 丝束继续进入箱内，而丝片上方与上辊面间 已有一定的空隙，丝片凸向上辊面开始弯曲， 直到V点碰住为
止。这是弯曲的初步
形成，弯折长度为
1㎜左右。
随着丝片不断前进，两辊面距离逐渐增大，V、 W两点各自紧靠上下辊面前进，当进到位置b时， V点仍与上辊面紧贴，但下边与下辊面也有一定 的空隙，于是下边的U点开始弯曲，凸向下辊面， 直到碰住为止。一上一下形成一个弯折波。当丝 片进到位置c、d时，丝片再发生弯折。这样在两 卷曲轮夹持点前进方向8～11㎜距离内完成了第 一次卷曲。
棉型短纤维切断长度为38㎜，并要求 均匀度好。中长纤维用来与粘胶短纤维或 与其他纤维混纺，切断长度为51～76㎜。 毛型短纤维则要求纤维较长，用于粗梳毛 纺的切断长度为64～76㎜，用于精梳毛纺 的切断长度为89～114㎜。
⒈沟轮式切断机
丝束通过牵引辊 喂入切断机，并由一 对沟轮将丝束夹住。 沟轮上开有许多沟槽， 在两沟轮转动的垂直 平面上有一回转刀盘， 在刀盘上装有数把切
短纤维采用这种集束拉伸的优点是机台效
率高，大大减少机器台数和操作人员，减 少占地面积，并提高了劳动生产率。
除了因纤维品种和具体条件的不同，后 加工的工艺流程和设备基本上都相同。以 高强低伸型涤纶短纤维为例，其工艺流程 如下：
短纤维后加工联合机是由集束架、牵伸机、 紧张热定型机、卷曲机、松弛热定型机、切断 机和打包机等单元组成。
⑶切断刀和刀盘
切断刀刀盘最多能装6把刀，所装刀数要与 纤维切断长度相适应。切断机的刀盘轴倾角一 般取6°，这样在切断过程中，使刀和丝束形 成顺切的情况，以减少丝束对刀口的正面冲击， 降低摩擦热，避免产生超长纤维。
⑷加压系统
⑸传动系统
⒉压轮式切断机（亦称刀盘式）
随着加工速度、丝束总线密度和产品质 量要求的不断提高，上述沟轮式切断机的 缺点变得越来越明显。这种切断机的刀盘 上最多装6把刀，工作效率较低，如用提高 加工速度的办法来提高生产率，则沟轮和 刀盘的转速将增大，
生第二次弯曲。第
一次弯曲时单丝在
弯折，而第二次弯
曲时则是弯折丝片。
第三次卷曲：已形成两次卷曲的弯折丝片， 从25㎜处再往前进，由于两卷曲轮间的间距继续 增大，而且这增大远比以前更为剧烈，丝束的既
成形状已不再能填满新的空间了。而前方丝束 的阻力和后方丝束的推力仍迫使丝束改变自己