涤纶长丝基础概念DOCWord下载.docx

1、 3装饰用 用作沙发布、家具布、窗帘布、窗纱布、贴墙布、地毯、雨披、伞布和汽车内部装饰布等。 4产业用 用作缝纫线、帘子线、运输传送带、帆布、土工布、过滤布、篷帐、网类和绳索等。 5非纤化用 用超细纤维做成的人造麂皮，用作皮大衣、皮茄克、女式上衣等。第二节 涤纶长丝的生产工艺路线 涤纶长丝生产工艺发展很快，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。按聚酯原料分可分为熔体直接纺丝和切片纺丝。按工艺流程又有三步法、二步法和一步法。现将主要的长丝生产工艺路线简要介绍如下。一、常规纺丝工艺 常规纺丝或称低速纺丝，是纺丝卷绕一拉伸加捻一假捻变形的三步法工艺路线（UDYDYTY）

2、。纺丝速度为10001500mmin，拉伸加捻速度为600llOOmmin，假捻变形速度为120160mmin。可纺制33167dtex的长丝。常规纺丝是最早实现工业化生产的一种工艺成熟、设备运转稳定、技术容易掌握、产品质量较好的方法。目前，我国变形丝的染色均匀性（M率）可达96以上。二、中速纺丝工艺 中速纺丝系二步法工艺。纺丝速度为18002500mmin，制得的半预取向丝（MOY），其纤维结构尚未趋于稳定状态，至少要放置平衡612h后，才能加工使用。但存放时间不宜过长，最好不要超过一个月。MOY一般是在本工厂加工使用。中速纺丝有两种工艺路线。 1MOYDY 工艺 此工艺采用中速纺丝和低速拉

3、伸，拉伸加捻的速度为8001200mmin，可纺制33167dtex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的差。目前，采用这种工艺路线的有我国和日本等国的少数工厂。 2MOYDTY 工艺 此工艺采用中速纺丝和高速拉伸变形，MOY的剩余拉伸倍数为212.4倍，拉伸变形的速度为300450mmin。此工艺的生产效率和产品质量不如POYDTY工艺路线。三、高速纺丝工艺 高速纺丝的纺丝速度为30003600mmin，可制得预取向丝（POY）。在高卷绕速度下，纤维产生一定的取向度，结构比较稳定。它有三种工艺路线。 1POY-DTY工艺 此工艺采用高速纺丝

4、和高速拉伸变形，是典型的二步法工艺路线，是目前生产变形丝采用最多的工艺路线。POY的后加工速度通常为400700mmin。可以纺制50167dtex的变形丝（DTY）。这种工艺路线于70年代开始工业化。特点是工艺流程短，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。尤其最近开发了生产每根单丝纤度（dpf）在0.51.1dtex的超细纤维，使此法成为目前世界各国广泛采用的工艺路线。 2POYTY 工艺 此工艺采用高速纺丝和低速假捻变形（转子式假捻法）。可纺制111167dtex的变形丝。这种工艺路线在技术经济上不尽合理，是一些小厂利用我国即将淘汰的低速假捻机的一种权宜做法

5、，今后不宜再行发展。 3POYDY 工艺 此工艺采用高速纺丝和低速拉伸加捻。可纺制55llOdtex的拉抻丝。拉伸比为1.31.7倍，采用一般拉伸加捻机。我国少数工厂采用了这种工艺路线，但其技术经济上的合理性，不如UDYDY工艺和FDY工艺，采用本工艺路线不太广泛。近年来超细POY长丝的出现，为制取复丝纤度高（110167dtex），单丝纤度细（0.65dtex以下）的拉伸丝，有些工厂采用了本工艺路线。四、纺丝拉伸一步法工艺 FDY原意是全拉伸丝。它与生产过程无关。但现在广为流传，将它作为纺丝拉伸一步法工艺的代号。它可采用低速纺丝（纺速9001500mmin）、高速拉伸卷绕（卷绕速度32004

6、200mmin），两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成，可生产55165dtex的拉伸丝。也有将高速纺丝（纺丝速度26003500mmin）和超高速拉伸卷绕（卷绕速度5l005500mmin）合并成一步法生产拉伸丝的。采用FDY路线生产的拉伸丝不但生产成本低，而且成品质量稳定，毛丝断头少，染色均匀性好。我国近年来引进了许多这类生产线。五、高取向丝生产工艺 高取向丝（HOY），亦称全取向丝。此工艺采用一步法超高速纺丝。制得高取向丝，纺丝卷绕速度为55006000mmin。由于大幅度增加了喷丝板拉伸，故纤维的取向度大大提高，但结晶粒子较大，非晶区的取向度较低。纤维的染色性能尚好，但伸度高达40左右，

7、即使将纺丝卷绕速度提高到70008000mmin，其产品的伸长仍不能满足服用性能的要求。但是，用本法生产某些特殊产品，如易染丝、高收缩丝、高伸长丝等也是大有前途的。目前，此法尚处于研究阶段，有待进一步开发。六、高速纺丝热管拉伸一步法 高结晶丝（HCY）是在普通高速纺丝纺程上，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的工艺。本法设备投资省，产品机械物理性能与FDY相近，但各锭位间差异大，生产稳定性差，日前正处于工业化开发阶段。第八章 微细纤维第一节 概述单丝纤度（dpf）比较小的纤维叫微细纤维。纤维细到

8、一定程度，可发挥出许多新的特性。这些特性使微细纤维制品具有传统纺织品无法比拟的优良性能。它被称为纤维的“明日之星”。世界各国都在大力开发微细纤维。可以说微细纤维是基础先导型纤维。当前微细纤维的开发中，微细涤纶长丝占有绝对的主导地位，正因为如此，习惯上就把微细涤纶长丝称作微细纤维。如日本称为“新合纤”的微细纤维，基本上都是微细涤纶长丝。微细纤维的开发历史，大致可区分为70年代，19811985年，1986年至今三个区间。在不同的区间，研究、开发的内容有所不同。70年代以人造革，人造麂皮为目标，掀起了微细纤维开发第一次热潮。这个时期开发出了一些微细纤维基本技术。19811985年间，主要是微细纤维

9、产品多样化的商品开发。任何一项新技术如果没有商品化的发展，就会失去其生命力。这个时期微细纤维不仅限于皮革方面，而且开拓到高密度透气防水织物，桃皮绒风格织物等方面。1986年以后，由于对微细纤维特性的深入研究，进入了发掘微细纤维功能的时期，掀起了第二次热潮。如洁净布、具有独特质感的新感觉织物相继出现，微细纤维的加工技术进一步被提高。微细纤维的应用也进入了多种领域，如合成纸、电子用途，吸附和分离用途，医疗卫生，海洋，生命等。 微细纤维的开发今后还将进一步展开，肯定会在所有的领域内得到发展。这种先导型的高技术纤维，将会成为一种重要的材料。预计若第三次热潮来临，重点将是在产业用途方面。一、微细纤维的特

10、性 到目前为止的研究结果，发现微细纤维有8个特性。随着微细纤维与其他领域技术的有机结合，将会发现许多新的特性。已知特性和潜在特性，是微细纤维被称为“理想素材”的原因所在。（1）手感柔软性；（2）高柔韧性；（3） 光泽柔和；（4）高吸水性和吸油性；（5）高清洁能力；（6）比表面积大及高密结构；（7）高保温性；（8） 抗贝类及抗海藻类性能。 在对微细纤维进行后加工和使用中，必须充分考虑到这些特性。如手感柔软，是弯曲刚性小的表现。弯曲刚性小，影响变形纱的卷缩率，使蓬松性降低，同时使织物不够挺刮。再如比表面积大，影响到上油、上浆和染色。它们吸收油剂和浆料多，退油和退浆均比较困难。染色吸收染料多。染色不

11、易均匀，光牢度较差，因此染色时必须筛选适当染料，并调整染色工艺。二、微细纤维的主要用途 目前，微细纤维在衣着方面应用最多，称为五大用途。对每一种用途，纤维的构成和形态均不相同。这五大用途是：仿麂皮，仿真丝，防水透气织物，人造皮革，高性能洁净布。 其他应用较多的方面有： 1保温材料 作人造羽绒，寒衣填充材料，无纺布保温材料等。2超滤材料 用于无尘间过滤和工作服，医务工作服，超净空气和液体过滤。3吸液材料 用于吸水、吸油，墨水贮存，吸液辊，电池材料，化学缩合膜，高吸水毛巾等。4纸张 可制作高强力纸，高音质喇叭电声用纸，卫生巾，超柔纸等。 5离子交换 用于超纯水制造，原子能领域用水处理，催化剂载体等

12、。6生物及医学 用于酶支持物，贝类及海藻抑制层，渗透膜，人造血管，人造皮肤等。除此之外，一些新的用途正在探索之中。由于微细纤维是自然界中不存在的一种新材料，它将会给许多领域带来挑战性的变化。第二节 微细纤维的分类微细纤维是一个总称，必须对它们进行分类。对于具体的划分方法，国际上虽无统一规定，但都遵守根据单丝纤度分类的原则。由于无国际统一的分类，造成了同一类名称的微细纤维，单丝纤度相差很大的情况。如同叫超细旦丝，有的国家（或公司）上限为1.1dtex（1旦），有的上限为0.44dtex（O.4旦）。我们认为，对微细纤维分类，应体现出制造技术，丝的基本性能和大致应用范围。否则，机械地划分毫无意义。

13、基于目前的开发水平，微细纤维分为细旦丝、超细旦丝、极细旦丝和超极细旦丝四大类比较妥当。一、细旦丝 已有研究证明，1.4dtex单丝纤度（dpf）是细旦丝与常规纤度的分界点。细旦丝的上限不应超过1.4dtex。随着dpf的减小，织物的风格逐渐变化。如在0.8dtex以下时，织物在美学上将有重大改进。就织造来说，单丝越细，织造越困难，因易产生毛丝。但在0.55dtex以上时，使用普通的织造方法仍可较容易。因此，细旦丝的单丝纤度范围为0.55dtexdpf1.4dte（0.5旦dpf1.3旦）。 在微细纤维领域中，细旦丝的制造技术比较易于掌握，可以采用常规纺丝方法和设备（常规纺、高速纺等）进行生产。

14、细旦丝的性能与蚕丝比较接近，特别是混纤后可优于真丝。细旦丝主要用于仿真丝织物，可做成轻薄型，也可做成中厚型。二、超细旦丝 超细旦丝的单丝纤度范围为0.33dtexdpf0.55dtex（0.3旦dpf0.5旦）。在这个纤度范围内，可以用常规纺丝方法生产，也可以用复合分离法生产，但常规纺丝方法生产的技术难度较大。 超细旦丝的直径小于7.2m，做成高密度织物后孔隙小于最小水滴直径100m，适于织造高密度防水透气织物，亦可做一般的起毛织物或混纤织物，交织织物。三、极细旦丝 单丝纤度0.110.33dtex之间（0.1旦dpf0.3旦）为极细旦丝。由于单丝纤度极细，利用常规纺丝方法制造已极其困难，需要

15、用复合分离法或海岛法生产。极细旦丝几乎具有微细纤维的全部性能。主要用于人工皮革、高级起绒织物（如仿桃皮绒）、擦镜布等，还可用于拒水织物（仿荷叶结构织物）。四、超极细旦丝单丝纤度在0.11dtex（0.1旦）以下为超极细旦丝。虽然可以利用海岛纺丝等方法生产超极细旦丝，并可利用长丝织造方法（但大多采用非织造方法）进行织造后除去海或岛的成分，但得到的纤维实际上有的是一种短纤维。超极细旦丝主要用于仿麂皮、人工皮革、过滤和生物医学等领域。随着微细纤维技术的进步，将来可能对超极细旦丝划分的更细一些。目前已见微纤、原纤和线型分子链等提法，但由于认识不深、尚无法细分。亦有“超微细”的提法，超微细纤维是一种非常

16、细而短的纤维，和超极细旦丝有所不同。第三节 细 旦 丝细旦丝是开发最早的微细纤维品种。它最初是为仿真丝的目的而开发的，目前仍在涤纶仿真丝领域中占有重要的位置。因此，细旦丝技术，实际上也就是涤纶仿真丝（新丝绸）技术。由于细旦丝具有柔软、滑爽的功能，作为混纤成分，在仿毛和其他新品种开发中也有重要地位。 蚕丝（真丝）是高级的纺织原料，其织物可以轻薄如蝉翼，也可厚实丰满为绒，风格高贵华丽，穿着舒适宜人。真丝做成的绫罗绸缎一直备受推崇，被称为“纤维皇后”。因此，它自然成了模仿和赶超的对象。 在合成纤维中，涤纶长丝的物理机械性能最接近真丝（见表1）。特别是对织物性能有重要影响的杨氏模量、伸长弹性率及摩擦系

17、数几乎相同。更有意义的是，可以对长丝织物进行碱减量处理，与真丝脱除表面一层丝胶有异曲同工之妙。细旦丝的发展是随着对真丝的不断认识而发展的。因此在讨论细旦丝技术之前，有必要介绍真丝的特性和仿真丝的发展历史。表1 涤纶长丝与蚕丝性能比较表项 目单 位涤纶长丝（细旦丝）蚕 丝纤 度强 度伸长率杨氏模量3伸长弹性率摩擦系数吸湿率面积膨胀度比 重dtexcN/d x Kg/mm2gcm31.11.54.023105085900.240.41.382.73.515251000120086880.27111219301.34（精练1.25）一、真丝的特性 真丝（家蚕丝）为近似三角形的异形丝（见图81）。家蚕

18、吐出的丝由两根单丝（称丝素）组成，外面包有一层丝胶，丝胶起保护作用，含2030，有丝胶的丝称生丝，脱除丝胶（精炼）后为熟丝。 丝 胶丝 素图8-1 蚕丝断面 1纤度和形状的不均匀性 真丝的纤度为1.1dtex（1旦），实际上是近似值，每一个蚕茧的内层，中间层和外层纤度有明显的差别，不同的蚕茧间就更有差别。单丝细且不匀，是真丝的一个重要特性。 随着每个蚕吐出的丝纤度变化，截面形状也发生很大变化。外层为三角形，内层逐渐扁平。 2组成 真丝为蛋白质纤维，基本成分是-氨基酸。结晶度4060。蛋白质成分中有大量吸水性基因。 3微曲结构 由于蚕作茧时以“8”字形吐丝，因而造成真丝呈连续微卷曲状态。这种微小

19、卷曲赋于丝绸特有的丰满风格。 4光泽 真丝内部散射反射光多，表面正反射光少，呈现优雅的珍珠般光泽。 5丝鸣 熟丝在互相摩擦时，有一种特有的鸣声。只有真丝织物才有丝鸣。 6其他 真丝织物具有流水般爽滑感，柔软感和悬垂性，易于染色，吸湿透气能力强。二、仿真丝发展简况 以涤纶细旦丝为主的仿真丝是一项系统工程，牵涉到聚酯原料、纺丝、织造、染整和服装。自60年代初开始以来，全球范围内大体经历了四个阶段。 1第一阶段（19601965年） 主要是接近丝绸，采用的主要技术有三角形异形丝，有光切片和碱减量处理。碱减量有三个作用：使单丝更细及使单丝间有内在空隙，增进丝的悬垂性；产生凹凸的粗糙表面使光泽柔和；表面

20、粗糙产生丝鸣。 2第二阶段（19661975年） 主要工作是模仿真丝织物的手感，采用的主要技术是纺制细旦丝。 3第三阶段（19761985年） 该阶段着重仿真丝织物的外观美感，形态和风格。开发应用的主要技术是混纤和异收缩。 4. 第四阶段（1985年以后） 1985年以后，开始进行接近真丝的本质特性和超过真丝的研究。其中最具代表性的是日本“新合纤”。目前比较成熟的技术有高异收缩混纤技术（达到真丝不能达到的独特丰满度），新材料结构和新截面等（全新感觉的质地和手感）。 我国对涤纶仿真丝的研究开始于70年代，比国外起步晚10年左右。真正的工业化生产是在1987年以后。第四节 超细旦丝 超细旦丝主要以

21、直接纺丝法生产。其产品用途是织造高密度防水透气织物、仿真丝织物等，日本称为“新合纤（shingsen）”的新材料中，超细旦丝是重要的一种。超细旦丝还可以与其他纤维混纤交织。因自然界中不存在可供纺织使用的超细旦丝，所以得到的织物具有全新感觉，是超天然的，具有独特质感和性能。 超细旦丝以0.55dtex（0.5旦）为代表，是我国大力发展的微细涤纶长丝。已有十几家工厂引进或计划引进超细旦设备和技术，也有不少厂家利用原有设备进行试制。一、工艺路线 目前，生产超细旦丝的工艺路线有四条：常规纺，高速纺，拉伸整经和FDY，采用较多的是高速纺工艺。 1常规纺工艺 常规纺工艺路线为改进的常规纺工艺路线，是对原设

22、备进行必要的技术改造后，生产拉伸丝。纺丝速度10001500mmin。利用这条路线，设备投资少，得到的产品模量高，可作经丝，也可作纬丝，也可作进一步复合加工的原料。缺点是流程长，效率低。 2POYDTY 工艺路线 利用高速纺生产超细旦丝，不仅效率高，从工艺上讲泵供量大，单孔吐出量大，也有利于喷丝板面温度的提高。 高速纺生产超细旦丝的纺速比纺普通丝时低一些（26003000mmin），DTY加工速度也较低，对设备有一些特殊的要求。利用高速纺生产的POY也可进行拉伸，生产拉伸超细旦丝。 3POYWDS（WD）工艺路线 生产经丝的技术难度较高，利用高速纺制得的POY，进行拉伸整经上浆（WDS）联合加

23、工，可得到高质量的拉伸丝经轴。供针织使用可以不上浆（WD）。 超细旦丝在加工过程中容易产生毛丝。由于WDS（或WD）工艺中拉伸条件比较缓和，并进行网络加工和第二次上油，不仅可避免加工中产生的毛丝，而且在织造使用中也不易起毛丝。 4纺丝拉伸一步法工艺路线（FDY） 上述工艺路线均是二步法工艺，纺丝拉伸一步法可直接从卷绕机上落下拉伸成品超细旦丝。该技术路线的特点是流程短，效率高。另外还有一个特点是纺丝有问题可以立即发现，不象二步法有的要等到后加工时才可能被发现。 除以上四条工艺路线外，也可用多组分分离法（复合分离法）生产超细旦丝。因设备复杂、成本较高，不如直接纺丝法经济。对一些特殊要求的超细旦丝，

24、一般直接纺丝法无法满足，多组分分离法则可以实现。射式（桔瓣形）、中空辐射式、并列式和花卉式等几种，其分第五节 极细旦丝 极细旦丝的单丝纤度在0.33dtex（0.3旦）以下，大多采用双组分复合分离法生产，只有极少数公司利用特殊原料以直接纺丝法生产。所谓双组分复合分离法，是指利用两种相容性极差的高聚物，利用两根螺杆分别熔融、计量后，共同进入纺丝组件。按照预定的要求在喷丝孔中有规律地排列成熔体流，经喷丝孔喷出冷却成形后，卷绕、拉伸而成复合长丝。这种复合丝在承受外力、热或化学物质的作用后，不相容的两种组分便会相互分离，成为极细长丝。最常用的两种组分是涤纶和锦纶（见图8-2） 图8-2极细化方法 双组

25、分复合分离法生产极细丝的特点是在纺丝成形和以后的后加工中，均以较粗的常规纤度丝形式出现，因而使卷绕、拉伸和织造能象普通纤度丝一样顺利。经过以后的整理和磨毛，每一根复合丝被剥离分割成许多根极细旦丝，织物呈现出极细旦丝的风格。一、复合纺丝设备 1复合纺丝机 复合纺丝机由两根螺杆，两个带计量泵的副箱体和装组件的主箱体组成。与之对应，有两套干燥设备（若使用已干燥过的切片则只需一套聚酯切片干燥设备）。卷绕、拉伸和变形设备与普通涤纶长丝设备相同。亦有纺丝拉伸一步法设备。国产复合纺丝机的型号为K461型。2复合纺丝组件 复合纺丝组件是关键设备，在组件内部，两种组分通过各自分配板的分配，。在喷丝导孔中按照设计

26、的截面形状会合形成不相混合熔体流、截面形状主要有辐射式（桔瓣形）、中空辐射式、并列式和花卉式等几种，其分割数越多，分离成的单丝越细（见图8-3、图84、图8-5、图8-6、图8-7）。图8-3 花卉状纺丝组件图8-4 辐射式（桔瓣形）复合丝图8-5 中空辐射式复合丝图8-6 并列式复合丝 图8-8为辐射式复合丝纺丝组件示意图。图84中的复合丝即由这种纺丝组件纺制而成。熔体A（涤纶或锦纶）由孔2进入，沿通道8到达过滤网。经过滤后的熔体进入通道9后至分布槽10，由10将熔体再分配到孔11。与孔11相连的孔13为多个微孔，熔体A经过特定形状的微孔后到达喷丝板的导孔12中。熔体B（锦纶或涤纶）则由孔1

27、和孔3进入，沿通道4流入第一分配板的锥形容腔到达过滤网，经过滤后进入环形槽5，然后经过通道6、7进入狭缝14。熔体B由狭缝14流入喷丝板导孔12，在导孔中形成桔瓣状的复合流。A和B相间排列，由喷丝孔15喷出后形成复合分离型极细（或超细）纤维。复合纺丝组件由于是多块分配板和喷丝板叠加而成，在使用和安装过程中必须注意不得碰撞，以免破坏平面的密封性。否则会造成漏浆，使两种熔体产生混合而不能形成复合状态。二、工艺技术 1双组分原料的选择 极细旦丝由两种组分共轭纺丝，再经分离而得。首先遇到的问题是组分的选择和确定。从考虑可纺性出发，两种成纤高聚物的表观粘度应相接近。考虑可分离性，两种组分的相熔性和界面粘

28、合性应较差。除此以外，还要考虑两种组分的纺织后加工性和服用性。 最常用的双组分原料是涤纶和锦纶（见图89）。图89 锦涤中空辐射式复合丝的分离2纺丝 由于使用双螺杆和主副箱体，以及两种复合组分的不同性质，纺丝工艺比直接纺（单螺杆）复杂得多。既要考虑每一种组分的纺丝性能，又要考虑复合在一起后的纺丝性能。以涤锦复合极细旦丝为例，用于涤纶干燥、熔融和计量的系统，应按涤纶的最佳工艺控制，用于锦纶干燥、熔融和计量的系统应按锦纶的最佳工艺控制，而两种组分汇合于主箱体后，则应按两者都能适应的温度和其他条件控制（见表8-8）。这种温度使两种聚合物熔体间的粘度差有一恰当的数值（粘度比率控制在0.81.25间），并尽可能地接近。否则，纺丝成形不好，丝的质量无法控制。表88复合纺丝温度（）螺杆切片1区2区3区接管副箱体箱体