中空纤维装置技术手册.doc

中空纤维装置第一节 中空纤维装置的工艺组成及工艺原理中空纤维装置是一套公称生产能力为年产涤纶中空纤维7500吨（年开工333天）的切片纺短纤维生产线工艺采用东华大学（原中国纺织大学）三维卷曲中空纤维专利技术；前纺设备由北京中丽化纤机械有限公司制造，后纺设备由郑州纺织机械厂制造，切片输送干燥系统、空调系统、打包机则分别由郑州中原干燥设备工程有限公司、南京金陵空调设备总公司、上海安祥机电成套设备有限公司生产；整套装置由中国纺织工业设计院设计装置中由于同时具有紧张热定型机、松弛热定型机及色母粒添加等设备，因此既可以生产中空纤维又可生产差别化涤纶短纤维2003年，又对纺丝系统、蒸汽系统及工艺空调加湿系统进行了改造（其中纺丝系统改为上海二纺机设备），并增加了色母粒干燥设备，使得生产线真正实现了柔性化1、工艺组成装置采用切片纺生产工艺，可分为前纺和后纺两部分前纺部分：聚酯切片经振动筛选，通过脉冲输送系统输送至湿切片料仓，然后经回转阀进入予结晶、干燥装置；经过结晶、干燥处理后的干切片进入螺杆挤压机，经挤压熔融而成为熔体；熔体再通过熔体过滤器、熔体输送管道并经计量泵计量后进入纺丝组件；从喷丝板喷出的熔体，经过环吹风冷却成形为丝束；丝束经油轮上油后，通过七辊牵引机、五辊牵引机和喂入轮落入盛丝桶。

后纺部分：盛丝桶中的原丝在经过一定的时间平衡之后，按一定的桶数进行集束；集束后的原丝经导丝机、第一牵伸机、第二牵伸机、蒸汽加热箱、第三牵伸机进行一步或两步牵伸；牵伸后的丝束经紧张定型机、叠丝机及蒸汽予热箱后进入卷曲机中卷曲；再经冷却输送带、曳引张力机进入切断机中切断成短纤维；短纤维在松弛热定型机中处理后，落入打包机中打包为成品生产工艺有如下主要特点：（1）、湿切片输送采用密相脉冲气流输送；（2）、干燥工艺采用沸腾床连续予结晶加柱塞充填式干燥干燥能力为1200Kg/h，干切片含水率可在30～50PPM之间调节；（3）、纺丝采用两台∮150螺杆挤压机，切换式熔体过滤器，低压、低阻尼开放式环吹气和气相热媒循环系统纺丝机为两个箱体、12个位，每个位能与不同的组件、环吹筒相配以满足生产不同品种的需要；（4）、卷绕为油轮双面上油的高速卷绕机；（5）、后牵伸同时具备高速水浴一段热牵伸或一水一汽两段热牵伸的条件；紧张定型机、松驰热定型机为生产差别化短纤维和中空纤维提供条件生产线具有流程短、工艺控制灵活、转换品种方便等特点 主产品为6.67dtex单孔中空纤维（有硅、无硅）、8.33dtex四孔中空纤维和1.56 dtex普通棉型纤维三种，切断长度分别为64mm和38mm。

采用改变工艺参数、更换喷丝板、添加色母粒等措施可以生产多种差别化纤维色母粒干燥系统色母粒添加系统生产工艺流程方框图如下 螺杆挤压熔融切片结晶、干燥PET切片脉冲输送原料PET吨袋切片上油甬道环吹风纺丝组件计量过滤集束架盛丝桶喂入轮五辊牵引机七辊牵引机导丝辊紧张热定型第三牵伸机第二牵伸机第一牵伸机浸油槽打包机松弛热定型切断机曳引张力机卷曲机叠丝机生产工艺流程方框图2、工艺原理（1）熔体纺丝过程的物态变化 结晶、干燥后的聚酯切片通过螺杆挤压、熔融而成熔体，在纺丝压力下经圆中孔或“C”型中空等异形孔挤出，在一定条件下冷却凝固形成非对称结构的纤维纺丝过程中根据物态变化，可划分为5个区：入口区、孔流区、膨化区、形变区和稳定区当290℃左右的熔体从喷丝板喷出，受到19～25℃环吹空气强制对流传热，粘流态熔体细流的轴向速度不断加大，直径变细，温度下降，聚合物大分子不断改变其聚集状态，使熔体细流逐渐凝固成低预取向的初生纤维这种纤维是非晶态的；在生产中空纤维时，纤维的大分子是非对称的2）原丝存放中的微细结构变化， 原丝微细结构是过冷的非晶相，属非平衡态的亚稳体系，相转变的速度很小，由于大分子链的应力松驰，表征光学各向异性的双折射率逐渐降低，大约8小时左右达到恒定。

3）后加工机理 原丝微细结构取向度、结晶度都低，经过后加工牵伸，使高聚物内无序态的大分子链伸展并沿纤维轴向取向，大分子链间作用力增强，同时通过牵伸和松驰热定型作用，增强原丝内部的应力差，扩大潜在卷曲势能显现出来，使纤维形成螺旋形结构的三维卷曲3、原料、产品质量指标（1）聚酯切片质量指标见下表项目单位工艺值备注特性：半消光聚酯切片特性粘度dl/g０.６４5±0.02端羧基含量mol/t≤33熔点℃≥259二甘醇%≤1．4二氧化钛含量%M±006≥10um凝集粒子个/毫克≤50≥10um二氧化钛凝聚粒子个/毫克≤20黄色指数-≤12灰份%≤01铁含量ppm≤5（2）产品质量指标见下表 三维卷曲中空涤纶短纤维的质量指标序号项 目质 量 指 标三维卷曲中空(单孔)涤纶短纤维无硅絮棉型无硅充填型有硅絮棉型有硅充填型优等品一等品合格品优等品一等品合格品合格品合格品1线密度偏差率， %±14±16±18±14±16±18±162长度偏差率， %±8±10±8±103卷曲数， 个/25mm10.0±4.010.0±6.010.0±4.010.0±5.010.0±5.04卷曲率， %22.0±4.022.0±6.020.0±6.022.0±4.022.0±5.020.0±6.022.0±7.05中空度， %≥20≥18≥17≥20≥18≥17≥206膨松度V1， cm3/g≥150≥140≥130≥140≥130≥110≥135≥1307膨松度V2， cm^3/g≥40≥40≥35≥40≥35≥30≥308倍长纤维含量，g/100g≤40≤50≤90≤40≤50≤60≤1009含油率， %≥0.16≥0.12≥0.16≥0.12≥0.3010卷曲弹性率， %积累数据11回潮率， %12断裂强度， cN/dtex13断裂伸长， %14卷曲回复率， %注： （1）名义线密度和名义长度可根据用户要求确定。

一旦确定不得任意变更2）线密度偏差率和长度偏差率分别以名义线密度和名义长度为计算依据3）中空率原丝和成品丝选择一项考核 切片纺涤纶短纤维质量指标序号考 核 项 目质 量 指 标优等品一等品合格品1断裂强度， cN/dtex≥5.25≥5.00≥4.82断裂伸长率， %26±4.026±5.026±8.03线密度偏差率， %±3.0±4.0±8.04长度偏差率， %±3.0±6.0±10.05超长纤维率， %≤0.5≤1.0≤3.06倍长纤维含量， mg/100g≤2.0≤6.0≤307疵点含量， mg/100g≤2.0≤8.0≤40.08卷曲数， 个/25mmM1±2.5M1±3.5M1±3.59卷曲率， %M2±2.5M2±3.5M2±3.510180℃干热收缩率， %5±2.05±3.05±3.011比电阻， Ωcm≤N×108≤N×109≤N×1091210%定伸长强度， cN/dtex≥2.65≥2.0≥2.013断裂强度变异系数， %≤10.0≤15.0≤15.014含油率， %0.12±0.03供需商定供需商定15回潮率， %≤0.6≤0.6≤0.8注：① 线密度偏差率以名义线密度为计算依据。

② 长度偏差率以名义长度为计算依据③ 断裂伸长率中心值因原料变化或应用户要求可作适当调整④ M1、M2供需双方协商确定，确定后不得任意变更⑤ N大于等于1.0小于10.0⑥ 公定回潮率为0.4% 第二节 切片的预处理过程与控制由于切片内含有不规则的切片、粉尘、包装袋碎片等杂物，因此在将湿切片送入料仓之前必须进行筛选湿切片经加料斗进入振动筛后，在振动电机的振动下，物料得以筛选，分离出的过大切片、合格切片、过小切片、分别送到前面的三个出料口，过大切片、过小切片作为废料搜集，合格切片借自重进入供料仓，在脉冲输送系统PC机的控制下，用压缩空气周期性输送到湿切片料仓切片的预结晶是在“沸腾床”上连续进行的湿切片通过回转阀进入预结晶器，热风从沸腾床下部吹出，通过一个筛孔板进入切片层床面下部热风通道被分割成左右两个通道，在脉动机的作用下，热风从左右两个通道交替吹向切片，从而使切片呈沸腾状态，这样既烘干了切片的表面水分，又由于热风的搅拌作用使切片不会粘结经过结晶的切片落入干燥塔内继续干燥以达到最小的含水率干燥塔是一个圆柱形充填塔，切片自上而下在塔内呈柱塞状流动，与从塔下部进入的自下而上的干燥热风相向而行，在一定的温度和时间的作用下，切片内部的分子结合水排出。

根据切片用料量的大小，通过选择干燥塔的50％、75％和100％料位来控制切片的干燥时间主要工艺指标如下表原则流程图如下图 切片加料斗脉冲输送器切片中间料仓振动筛湿切片料仓 切片 电 电 风 风 切片 切片 切片 。