涤纶长丝基础概念.doc
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1、涤纶长丝生产第一章 概述初生丝: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)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)变形丝:常规变形丝(DY)、拉伸变形丝(DTY)、空气变形丝(ATY)第一节 涤纶长丝得性能与用途一、长丝与短纤维相比,具有如下特性。 1、 长丝生产系单锭生产方式。一根丝条有几十根单丝,从纺丝到变形,要经几十个摩擦点,容易产生毛丝。此外,长丝又就是多锭位、多机台生产,由于设备、工艺、操作等因素,不同锭位得长丝在性能上会有一定差异
2、,甚至一个筒子得内层与外层也会有差异。 2、 长丝通过物理化学变形得方法,可纺制差别化纤维。如改变喷丝孔得形状或捻度得强弱,可纺制仿丝型纤维;通过假捻、空气变形、混纤、复合等方法,可使长丝具有毛得风格;通过拉伸丝与预取向丝得混纤变形,可制得仿麻竹节丝;对于不同熔点或不同取向度得长丝进行混纤变形,可使长丝获得麻得外观;通过各种吹捻技术,可制成网络丝、网络变形丝与空气变形丝、包芯丝等;通过强捻方法,可制得圈状丝与折皱丝;可纺制单丝线密度低于0、1dtex得超细丝。 3、 长丝通过化学改性得方法而纺制得差别化纤维可获得易染、保暖、耐热、阻燃、抗污、抗起球、抗静电、高吸湿与高吸水等特殊性能。二、涤纶长
3、丝用途 涤纶长丝早期主要用于丝绸服装方面,随着各种加工技术得开发,涤纶长丝已扩展到仿毛、仿麻、仿棉等整个衣着领域,并向装饰、产业与非纤化等领域发展。尤其近来在日本由涤纶长丝制成得新合纤风行服装界。所谓新合纤,就就是具有新颖、独特且超越任何一种天然纤维风格与感觉得合成纤维。它改变了人们穿着得观念,已由保暖美观上升为舒适、健康、新颖及艺术性。从而使涤纶长丝得用途更趋广泛。 1服装用 涤纶长丝得传统用途就是仿丝绸,用于女式衬衣、男女外衣、裙子、睡衣与丝巾等。细特长丝在变形前加以强捻,可制成柔软得仿丝绸,适用于做高级连衫裙与中老年妇女穿得“阿婆衫”。粗特变形丝可做成毛型织物,用于西装、外衣、领带,但其
4、针织品得尺寸稳定性不够理想。混纤丝主要用于男式服装、童装与运动衣。 2床上用品 用作被面、枕套、床单、床罩、蚊帐、台布与絮棉等。 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、伞布与汽车内部装饰布等。 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、网类与绳索等。 5非纤化用 用超细纤维做成得人造麂皮,用作皮大衣、皮茄克、女式上衣等。第二节 涤纶长丝得生产工艺路线 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、中速纺丝工艺与高速纺丝工艺。按聚酯原料分可分为熔体直接纺丝与切片纺丝。按工艺流程又有三步法、二步法与一步法。现将主要得长丝生
5、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,就是纺丝卷绕一拉伸加捻一假捻变形得三步法工艺路线(UDYDYTY)。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得长丝。常规纺丝就是最早实现工业化生产得一种工艺成熟、设备运转稳定、技术容易掌握、产品质量较好得方法。目前,我国变形丝得染色均匀性(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,制得得半预取向丝(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
6、间不宜过长,最好不要超过一个月。MOY一般就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与低速拉伸,拉伸加捻得速度为8001200mmin,可纺制33167dtex得拉伸丝,常见得就是75dtex与50dtex,其生产效率比高速纺丝低,产品质量比常规纺丝得差。目前,采用这种工艺路线得有我国与日本等国得少数工厂。 2MOYDTY 工艺 此工艺采用中速纺丝与高速拉伸变形,MOY得剩余拉伸倍数为212、4倍,拉伸变形得速度为300450mmin。此工艺得生产效率与产品质量不如POYDTY工艺路线。 三、高速纺丝工艺 高速纺丝得纺丝速度为30003600mmin
7、,可制得预取向丝(POY)。在高卷绕速度下,纤维产生一定得取向度,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与高速拉伸变形,就是典型得二步法工艺路线,就是目前生产变形丝采用最多得工艺路线。POY得后加工速度通常为400700mmin。可以纺制50167dtex得变形丝(DTY)。这种工艺路线于70年代开始工业化。特点就是工艺流程短,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得超细纤维,使此法成为目前世界各国广泛采用得工艺路线。 2POYTY 工艺 此工艺采用高速纺丝与低速假
8、捻变形(转子式假捻法)。可纺制111167dtex得变形丝。这种工艺路线在技术经济上不尽合理,就是一些小厂利用我国即将淘汰得低速假捻机得一种权宜做法,今后不宜再行发展。 3POYDY 工艺 此工艺采用高速纺丝与低速拉伸加捻。可纺制55llOdtex得拉抻丝。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,但其技术经济上得合理性,不如UDYDY工艺与FDY工艺,采用本工艺路线不太广泛。近年来超细POY长丝得出现,为制取复丝纤度高(110167dtex),单丝纤度细(0、65dtex以下)得拉伸丝,有些工厂采用了本工艺路线。四、纺丝拉伸一步法工艺 FDY原意就是全拉伸丝
9、。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得代号。它可采用低速纺丝(纺速9001500mmin)、高速拉伸卷绕(卷绕速度32004200mmin),两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成,可生产55165dtex得拉伸丝。也有将高速纺丝(纺丝速度26003500mmin)与超高速拉伸卷绕(卷绕速度5l005500mmin)合并成一步法生产拉伸丝得。采用FDY路线生产得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55
10、006000mmin。由于大幅度增加了喷丝板拉伸,故纤维得取向度大大提高,但结晶粒子较大,非晶区得取向度较低。纤维得染色性能尚好,但伸度高达40左右,即使将纺丝卷绕速度提高到70008000mmin,其产品得伸长仍不能满足服用性能得要求。但就是,用本法生产某些特殊产品,如易染丝、高收缩丝、高伸长丝等也就是大有前途得。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)就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),使凝固后得丝条在卷绕牵引力得作用下得到进一步拉伸得工艺。本法设备投资省,产品机械物
11、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)比较小得纤维叫微细纤维。纤维细到一定程度,可发挥出许多新得特性。这些特性使微细纤维制品具有传统纺织品无法比拟得优良性能。它被称为纤维得“明日之星”。世界各国都在大力开发微细纤维。可以说微细纤维就是基础先导型纤维。当前微细纤维得开发中,微细涤纶长丝占有绝对得主导地位,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”得微细纤维,基本上都就是微细涤纶长丝。微细纤维得开发历史,大致可区分为70年代,19811985年,1986年至今三个区间。在不同得区间,研究
12、、开发得内容有所不同。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,主要就是微细纤维产品多样化得商品开发。任何一项新技术如果没有商品化得发展,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得深入研究,进入了发掘微细纤维功能得时期,掀起了第二次热潮。如洁净布、具有独特质感得新感觉织物相继出现,微细纤维得加工技术进一步被提高。微细纤维得应用也进入了多种领域,如合成纸、电子用途,吸附与分离用途,医疗卫生,海洋,生命等。 微细纤维得开
13、发今后还将进一步展开,肯定会在所有得领域内得到发展。这种先导型得高技术纤维,将会成为一种重要得材料。预计若第三次热潮来临,重点将就是在产业用途方面。一、微细纤维得特性 到目前为止得研究结果,发现微细纤维有8个特性。随着微细纤维与其她领域技术得有机结合,将会发现许多新得特性。已知特性与潜在特性,就是微细纤维被称为“理想素材”得原因所在。(1)手感柔软性;(2)高柔韧性;(3) 光泽柔与;(4)高吸水性与吸油性;(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与使用中,必须充分考虑到这些特性。如手感柔软,就是弯曲刚性小得表现。弯曲
14、刚性小,影响变形纱得卷缩率,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、上浆与染色。它们吸收油剂与浆料多,退油与退浆均比较困难。染色吸收染料多。染色不易均匀,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、微细纤维得主要用途 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,纤维得构成与形态均不相同。这五大用途就是:仿麂皮,仿真丝,防水透气织物,人造皮革,高性能洁净布。 其她应用较多得方面有: 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 用于无尘间过滤与工作服,医务工作服,超净空气与液体过滤。 3吸液材料 用于吸水、吸油,墨
15、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。 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,一些新得用途正在探索之中。由于微细纤维就是自然界中不存在得一种新材料,它将会给许多领域带来挑战性得变化。 第二节 微细纤维得分类微细纤维就是一个总称,必须对它们进行分类。对于具体得划分方法,国际上虽无统一规定,但都遵守根据单丝纤度分类得原则。由于无国际统一得分类,造成了同一类名称得微细纤维,单丝纤度相差很大得情况。如同叫超细旦丝,
16、有得国家(或公司)上限为1、1dtex(1旦),有得上限为0、44dtex(O、4旦)。 我们认为,对微细纤维分类,应体现出制造技术,丝得基本性能与大致应用范围。否则,机械地划分毫无意义。基于目前得开发水平,微细纤维分为细旦丝、超细旦丝、极细旦丝与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)就是细旦丝与常规纤度得分界点。细旦丝得上限不应超过1、4dtex。随着dpf得减小,织物得风格逐渐变化。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,使用普通得织造方法仍可较容易。因此,
17、细旦丝得单丝纤度范围为0、55dtexdpf1、4dte(0、5旦dpf1、3旦)。 在微细纤维领域中,细旦丝得制造技术比较易于掌握,可以采用常规纺丝方法与设备(常规纺、高速纺等)进行生产。细旦丝得性能与蚕丝比较接近,特别就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 超细旦丝得单丝纤度范围为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得技术难度较大。 超细旦丝得直径小于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
18、气织物,亦可做一般得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,需要用复合分离法或海岛法生产。极细旦丝几乎具有微细纤维得全部性能。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得成分,但得到得纤维实际上有得就是一种短纤维。超极细旦丝主要用于仿麂皮、人
19、工皮革、过滤与生物医学等领域。随着微细纤维技术得进步,将来可能对超极细旦丝划分得更细一些。目前已见微纤、原纤与线型分子链等提法,但由于认识不深、尚无法细分。亦有“超微细”得提法,超微细纤维就是一种非常细而短得纤维,与超极细旦丝有所不同。第三节 细 旦 丝细旦丝就是开发最早得微细纤维品种。它最初就是为仿真丝得目得而开发得,目前仍在涤纶仿真丝领域中占有重要得位置。因此,细旦丝技术,实际上也就就是涤纶仿真丝(新丝绸)技术。由于细旦丝具有柔软、滑爽得功能,作为混纤成分,在仿毛与其她新品种开发中也有重要地位。 蚕丝(真丝)就是高级得纺织原料,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
20、宜人。真丝做成得绫罗绸缎一直备受推崇,被称为“纤维皇后”。因此,它自然成了模仿与赶超得对象。 在合成纤维中,涤纶长丝得物理机械性能最接近真丝(见表1)。特别就是对织物性能有重要影响得杨氏模量、伸长弹性率及摩擦系数几乎相同。更有意义得就是,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。细旦丝得发展就是随着对真丝得不断认识而发展得。因此在讨论细旦丝技术之前,有必要介绍真丝得特性与仿真丝得发展历史。 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、
21、11、54、023105085900、240、401、381、11、52、73、515251000120086880、27111219301、34(精练1、25)一、真丝得特性 真丝(家蚕丝)为近似三角形得异形丝(见图81)。家蚕吐出得丝由两根单丝(称丝素)组成,外面包有一层丝胶,丝胶起保护作用,含2030,有丝胶得丝称生丝,脱除丝胶(精炼)后为熟丝。 丝 胶丝 素图8-1 蚕丝断面 1纤度与形状得不均匀性 真丝得纤度为1、1dtex(1旦),实际上就是近似值,每一个蚕茧得内层,中间层与外层纤度有明显得差别,不同得蚕茧间就更有差别。单丝细且不匀,就是真丝得一个重要特性。 随着每个蚕吐出得丝纤度
22、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,基本成分就是-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。这种微小卷曲赋于丝绸特有得丰满风格。 4光泽 真丝内部散射反射光多,表面正反射光少,呈现优雅得珍珠般光泽。 5丝鸣 熟丝在互相摩擦时,有一种特有得鸣声。只有真丝织物才有丝鸣。 6其她 真丝织物具有流水般爽滑感,柔软感与悬垂性,易于染色,吸湿透气能力强。二、仿真丝发展简况 以涤纶细旦丝为主得仿真丝就是一项系统工程,牵涉到聚酯原料、纺丝、织造、染整与服装。自60年代初开始以
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