嘉興學(xué)院紡織導(dǎo)論--長絲紗成紗工藝流程及其原理薛元

1、第五章長絲紗線的成紗原理及其工藝流程 本章知識(shí)要點(diǎn) 1、了解長絲纖維的紡絲成形原理； 2、理解長絲復(fù)合變形與多重加工的概念； 3、掌握長絲紗線的加工工藝流程及其原理 由若干根長絲經(jīng)過拉伸和變形工藝組合形成的具有一定力學(xué)性能的細(xì)而長的纖維集合體即為長絲紗線。長絲紗線一般加工過程可分為四步，即紡絲成型：涉及到高分子材料的纖維化技術(shù)；拉伸-定型：在低應(yīng)力紡絲條件下，分子鏈未得到充分的伸展，拉伸使分子鏈伸展并沿纖維軸向取向，進(jìn)一步的拉伸取向會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶度的提高（取向由誘導(dǎo)結(jié)晶），同時(shí)使得初生纖維的物理力學(xué)性能、染色性能發(fā)生變化；變形：加捻、假捻、空氣變形、空氣網(wǎng)絡(luò)、BCF變形等等；卷繞：高速卷繞成形，使

2、長絲具有一個(gè)便于運(yùn)輸、便于管理、便于退繞、便于使用的卷裝形式。根據(jù)紡絲速度的不同以及對(duì)長絲風(fēng)格和手感的不同要求，可以設(shè)計(jì)不同的紡絲-拉伸一變形加工工藝，以較低廉的成本取得最佳的織物效果。 第一節(jié)長絲的紡絲成型加工原理 一、紡絲液的制備 紡織纖維是具有特定形狀的固體柔性材料。 紡絲的主要任務(wù)是將固體材料紡制成細(xì)長狀且具有一定力學(xué)性能的柔性纖維材料。任何一種物質(zhì)只有在液態(tài)時(shí)才能隨意改變自身的形狀。因此，紡絲的主要過程應(yīng)該包含了將固體聚合物制備成液態(tài)（或粘流態(tài)）再將液態(tài)聚合物轉(zhuǎn)變成纖維形狀，然后固化形成纖維材料。 二、紡絲成形 將紡絲流體， 用紡絲泵連續(xù)、 定量而均勻地從噴絲頭或噴絲板的毛細(xì)孔中擠出

3、而成液態(tài)紡絲液細(xì)流，再在空氣、水或凝固浴中固化成絲條的過程稱為紡絲或纖維成形。紡絲是化學(xué)纖維生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，改變紡絲的工藝條件，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)，從而相應(yīng)地改變所得纖維的物理機(jī)械性能。 表5-1.主要紡絲方法 液體化方式 工藝特點(diǎn) 紡絲方法 使用電加熱 加熱成熔體狀態(tài) 加熱聚合物成熔體狀態(tài)螺桿擠出后在空氣中冷卻，固化成纖維 熔融紡絲 使用溶劑溶解制備成懸濁液或乳液，成為液體狀態(tài) 溶劑溶解聚合物成液體狀態(tài)螺桿擠出后溶劑在空氣中蒸發(fā)，溶質(zhì)固化成纖維 溶液溶劑紡干法紡絲 溶劑溶解聚合物成液體狀態(tài)螺桿擠出后在固化液中溶劑與固化液機(jī)口，溶質(zhì)固化成纖維 溶液溶劑紡濕法紡絲 按成纖高聚物的

4、性質(zhì)不同，化學(xué)纖維的紡絲方法主要有熔融紡絲法和溶液紡絲法兩大類，止匕外，還有特殊的或非常規(guī)的紡絲方法。其中，根據(jù)凝固方式的不同，溶液紡絲法又分為濕法紡絲和干法紡絲兩種。在化學(xué)纖維的生產(chǎn)時(shí)，多數(shù)采用熔融紡絲法生產(chǎn)，其次為濕法紡絲生產(chǎn)，只有少量的采用了干法或其他非常規(guī)紡絲方法生產(chǎn)。 （一）熔融紡絲 熔體紡絲工藝流程如圖5-1所示。聚合物切片由加熱裝置加熱成粘流態(tài)的熔融體，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，熔體被推動(dòng)并逐漸升壓，然后進(jìn)入紡絲計(jì)量泵，經(jīng)過過濾器，最后由噴絲板的噴絲孔壓出，使其成細(xì)流狀射入空氣中，并在紡絲通道中冷卻成絲。 紡絲計(jì)量泵是一種積極式輸送齒輪泵，它的作用是等量、均勻地輸送聚合物熔體至噴絲板進(jìn)行紡

5、絲。通常一個(gè)噴絲板只配備一個(gè)紡絲泵。聚合物熔體流量的波動(dòng)將導(dǎo)致紡制長絲的線密度的不均勻，即而導(dǎo)致絲束的線密度的不均勻。紡絲液從噴絲板噴出進(jìn)入空氣當(dāng)中并發(fā)生熱量的交換，熔融態(tài)絲條逐步冷卻并由粘流態(tài)變成粘彈態(tài)，最終凝固成固體。另一方面，由于紡絲卷饒頭的高速卷饒，從噴絲板擠出的熔融態(tài)絲條，立即被快速牽離噴絲孔并被拉伸。為了保證恒定的熱交換條件，還采用橫向的側(cè)吹風(fēng)以加速熔體的凝固。 側(cè)吹風(fēng)的流速和溫度是恒定的， 以確保長絲長度方向的均勻度。熱塑性長絲在固化之前的拉伸倍數(shù)最高可達(dá)100倍（一般至少可達(dá)25倍）。紡制滌綸長絲時(shí)，熔融狀絲條在噴絲板下方約0.6m處固化，在噴絲板下方約1m至10m處集束，然后

6、經(jīng)過一系列導(dǎo)絲盤，卷繞到筒管上。長絲集束后，在導(dǎo)絲盤之前有一個(gè)潤濕給油裝置。潤濕給油的過程是當(dāng)長絲通過帶有油膜的堅(jiān)硬表面時(shí)，吸取表面的油劑完成給濕上油。給油裝置的下方緊接著是導(dǎo)絲羅拉。導(dǎo)絲羅拉的速度一般稱為紡絲速度。 紡絲吐出量與導(dǎo)絲羅拉速度相配合，可調(diào)整紡出絲條的粗細(xì)（線密度）。絲條的粗細(xì)或單絲纖度取決于紡絲計(jì)量泵的吐出量、長絲根數(shù)、紡絲速度以及后拉伸倍數(shù)。在吐 出量恒定的條件下，紡絲速度越塊，長絲單絲纖度越細(xì)；在吐出量、紡絲速度恒定的情況下，后拉伸倍數(shù)越大，長絲單絲纖度越細(xì)。例如，將導(dǎo)絲羅拉加熱，并使它們的速度從后到前逐漸增大，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)絲束的拉伸。拉伸能提高聚合物大分子的取向度，進(jìn)而提高

7、絲束的強(qiáng)度。保持恒定的導(dǎo)絲盤速度是確保纖維均勻性的關(guān)鍵。目前熔融紡絲法的紡絲速度一般為10002000m/min。采用調(diào)整紡絲時(shí)，可達(dá)40006000m/min。噴絲板孔數(shù)：長絲為1150孔，短纖維少的為400800孔，多的可達(dá)10002000孔。噴絲板的孔徑一般在0.20.4mm 圖5-1.熔融紡絲一卷繞工藝流程 （二）溶液溶劑法紡絲 溶液紡絲法是將高聚物溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┮耘涑杉徑z溶液，再將紡絲液從噴絲孔中 壓出射入熱空氣中或凝固浴中凝固成條的紡絲方法。溶液紡絲方法用于那些不適合熔體 紡絲的聚合物。這類聚合物高溫熔化時(shí)非常不穩(wěn)定，或者是加熱后不經(jīng)熔化直接就會(huì)產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象。溶液紡絲法有干法紡

8、絲和濕法紡絲兩種，干法紡絲中，紡絲液中的溶劑在循環(huán)的熱空氣中蒸發(fā)而凝固；濕法紡絲中，由于聚合物紡絲液中的溶劑與凝固液發(fā)生中和反應(yīng)，使聚合物產(chǎn)生固相分離，于是紡絲液在液體凝固劑中凝固而固化成絲。 導(dǎo)絲裝置卷筑筒管 圖5-2.溶液溶劑紡干法紡絲工藝流程 1、溶液溶劑紡干法紡絲 干法紡絲是將溶液紡絲制備的紡絲溶液從噴絲孔中壓出， 呈細(xì)流狀， 然后在熱空氣中因溶劑聲速揮發(fā)而固化成絲，如圖5-2所示。干法紡絲的速度一般為200500m/min,當(dāng)增加紡絲甬道長度或紡紡制較細(xì)的纖維時(shí)，紡絲速度可提高到7001500m/min。干法紡絲的噴頭孔數(shù)較少，為300600孔。干法紡絲制得的纖維結(jié)構(gòu)緊密，物理機(jī)械性

9、能和染色性能較發(fā)，纖維質(zhì)量高。但干法紡絲的投資比濕紡還要大，生產(chǎn)成本高，污染環(huán)境。目前用于干紡絲產(chǎn)生的合成纖維較少，僅醋酯纖維和維綸可用此法。另外對(duì)于既能用于干法紡絲，又能用濕法紡絲的纖維，干法紡絲更適合于紡制長絲。 2、溶液溶劑紡濕法紡絲 濕法紡絲是將溶液法制得的紡絲溶液從噴絲頭的細(xì)孔中壓出呈細(xì)流狀，然后在凝固 液中固化成絲，如圖5-3所示。 由于絲條凝固慢，所以濕法紡絲的紡絲速度較低，一般為50100m/min,而噴絲板的孔數(shù)較熔融紡絲多，一般達(dá)40002000孔。混法紡絲防得到纖維截面大多呈非圓形，且有較明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，這主要是由凝固液的固化作用而造成的。濕法紡絲的特點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，投

10、資大、紡絲速度低，生產(chǎn)成本較高。一般在短纖維生產(chǎn)時(shí)，可采用多孔噴絲頭或級(jí)裝噴絲孔來提高生產(chǎn)能力，從而彌補(bǔ)紡絲速度低的缺陷。通常不能用熔融法紡絲的成纖高聚物，才用濕法紡絲和生產(chǎn)短纖維和長絲束。月青綸、維綸、氯綸和粘膠多采用濕法紡絲。 圖5-3.溶液溶劑紡濕法紡絲工藝流程 3.其他紡絲法 裂膜成纖法 裂膜成纖法是指將高分子物熔融擠壓為薄膜，然后再用切刀或針刺使之破裂成條，如丙綸扁絲的成型方法。 噴射紡絲法 噴射紡絲是將紡絲液從噴絲孔壓出后，受周圍高速氣流噴吹，并進(jìn)行高倍拉伸而制 成直徑小于0.53pm的化學(xué)纖維長絲。目前該法主要用于超細(xì)纖維紡絲。 復(fù)合纖維紡絲法 復(fù)合纖維紡絲法是將兩種或兩種以上不

11、同化學(xué)組成或不同濃度的紡絲流體，同時(shí)通 過一個(gè)具有特殊分配系統(tǒng)的噴絲頭而制得。在進(jìn)入噴絲孔之前，兩種成分彼此分離，互不混合，在進(jìn)入噴絲孔的瞬間，兩種液體接觸，凝固粘合成一根絲條，從而形成具有兩種或兩種以上不同組分的復(fù)合纖維。此法紡制的纖維分為：并列型、皮芯型、海島型和散布型等多種結(jié)構(gòu)。 異形纖維紡絲 異形纖維紡絲是用非圓形噴絲孔，制取各種不同截面形態(tài)的異形纖維。常見的異形纖維有扁平形、三角形、Y型、五葉形、星形和中空型等。 原液染色紡絲法 原液染色紡絲法是在化學(xué)纖維的紡絲熔融或溶液中加入適當(dāng)?shù)闹珓ɑ蛏噶＃?再經(jīng)紡絲后直接制成有色纖維長絲。該方法可提高染色牢度，降低染色成本，減少環(huán)境污染

12、。 止匕外，還有相分離紡絲法、凍膠紡絲法、乳液或懸液紡絲法、液晶紡絲、靜電紡絲法等新型紡絲方法。 三.長絲的后加工 紡絲成形得到的化學(xué)纖維絲稱為初生絲。初生絲強(qiáng)度低、伸長大、沸水收縮率大、往往不能直接用于紡織加工，因此初生絲還需經(jīng)過一系列的后加工。其中主要的工序是集束牽伸和熱定形。 （一）集束牽伸 集束牽伸是將若干個(gè)噴絲頭噴出的絲束以均勻的張力集合成規(guī)定粗細(xì)的大股絲束， 再將大股絲束經(jīng)多輾拉伸機(jī)進(jìn)行一定倍數(shù)拉伸的過程。集束牽伸是化學(xué)纖維長絲制造的關(guān)鍵工序，合理改變集束牽伸工藝，可產(chǎn)生不同力學(xué)類型纖維。當(dāng)紡絲成形條件一定時(shí)，影響拉伸最主要的參數(shù)有加熱介質(zhì)和溫度，拉伸倍數(shù)及其分配比，拉伸速度等。

13、拉伸倍數(shù)的確定主要取決于對(duì)成品纖維性質(zhì)的要求，原絲的質(zhì)量和紡絲速度.如成品纖維要求高強(qiáng)低伸，則拉伸倍數(shù)大，反之，則小。關(guān)于原絲質(zhì)量和紡絲速度對(duì)拉伸倍數(shù)影響也很大，尤其是后者，因?yàn)榧徑z速度對(duì)原絲預(yù)取向度影響最大，一般來說，紡絲速度每提高100mzmin,拉伸倍數(shù)下降約0.1倍，如紡絲速度為600n）/min時(shí)，拉伸4.5倍，而當(dāng)紡絲速度提高至I000m/min時(shí)，僅能拉伸4.0倍。拉伸倍數(shù)在兩次拉伸工藝中要進(jìn)行分配，通常把第一次拉伸比控制在總拉伸比的8090%,使拉伸細(xì)頸基本消除。第一次拉伸是主要的，其拉伸倍數(shù)通常大于自然拉伸倍數(shù)，而總拉伸倍數(shù)要小于長絲能承受的最大拉伸倍數(shù)。 拉伸速度對(duì)拉伸也有

14、影響，拉伸速度應(yīng)從拉伸設(shè)備狀況，操作條件和加熱溫度來全面考慮。在拉伸溫度不變的條件下，隨著拉伸速度提高，拉伸應(yīng)力增加；在拉伸速度不變的情況下，拉伸溫度升高，則拉伸應(yīng)力會(huì)降低，也即溫度升高則越容易產(chǎn)生變形。因此，在拉伸速度提高的情況下，可以適當(dāng)提高拉伸溫度，以使拉伸應(yīng)力在合理的范圍內(nèi)。在生產(chǎn)中，提高拉伸速度可增加產(chǎn)量，而且拉伸溫度較高時(shí)，適當(dāng)提高拉伸速度可以穩(wěn) 定拉伸工藝，但拉伸速度不能太高，否則會(huì)造成大量毛絲和斷頭，影響正常生產(chǎn)，所以拉伸速度通常為100240n）/min。 （二）上油 為改善化學(xué)纖維的工藝性能或化纖加工的需要，將絲束經(jīng)過油浴，在纖維表面上加一層很薄的油膜，以便于后道加工。化學(xué)

15、纖維長絲上油后可提高其柔軟性、潤滑性和抗靜電性等。 （三）熱定形 熱定形是為消除纖維長絲在拉伸時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，確保結(jié)構(gòu)在后期使用中的穩(wěn)定 性，以提高纖維的尺寸穩(wěn)定性，保持卷曲效果，并改善機(jī)械性能和其它物理性能。 （四）化纖消光 為減少或消除化纖中的強(qiáng)光澤，紡絲時(shí)刻添加消光劑，一般采用二氧化鈦，根據(jù)消光劑的數(shù)量可生產(chǎn)有光、無光和半無光纖維。 （五）絡(luò)筒 借助于分絲器，將加工好的化學(xué)纖維長絲通過平行卷繞頭卷繞制成圓柱形絲筒。 第二節(jié)長絲紗線的成紗工藝 由若干根長絲經(jīng)過拉伸和變形工藝組合形成的具有一定力學(xué)性能的細(xì)而長的纖維集合體即為長絲紗線。 按圖5-2所示的紡絲設(shè)備， 變化紡絲速度可紡出力學(xué)性能

16、與超分子結(jié)構(gòu)差異較大的長絲。因此可根據(jù)紡絲速度對(duì)它們分類，一般把紡絲速度V0 1000m/min得到的長絲稱為未拉伸絲（低速紡絲，UndrawYarn,簡稱UDY）；把紡絲 速度1000m/minV2500m/min得到的長絲稱為半預(yù)取向絲（中速紡絲，MediumOrientedYarn,簡稱MOY）;把紡絲速度2500m/minV35000m/min得到的長絲稱為預(yù)取向絲（高速紡絲，Pre-OrientedYarn,簡稱POY）;把紡絲速度4500m/minV6000m/min#到的長絲稱為高速取向絲（超高速紡絲，HighlyOrientedYarn,簡稱HOY）。 圖5-4.不同紡絲速度纖

17、維DSC曲線圖5-5.不同紡絲速度纖維沸水收縮率曲線 圖5-4.和圖5-5.分別為從2000m/min至9000m/min紡絲速度得到的原絲的差熱分 析曲線及沸水收縮率曲線。由圖5-4.可以看出紡速高于四千米以后結(jié)晶放熱峰消失，隨著紡速的提高，融點(diǎn)峰向右偏移。由圖5-5.可以看出沸水收縮率在紡速為3000m/min時(shí)達(dá)到最高約50%60%紡速在4000m/min6000m/min之間時(shí)原絲的沸水收縮率急劇下降至5%紡速超過6000m/min以后沸水收縮率基本保持在5位右不變。 長絲紗線的加工過程一般可分為三個(gè)步驟：紡絲成型工藝；拉伸變形工藝； 卷饒工藝。根據(jù)紡絲速度的不同以及對(duì)長絲風(fēng)格和手感的

18、不同要求，可以設(shè)計(jì)不同的拉伸一變形工藝。 圖5-6所示為熔融紡絲法得到POYDTYFDYHOYH種長絲原料的加工工藝流程。 下面分別開展介紹。 圖5-6.熔融紡絲法三種工藝流程 (a)(b)(c) 紡絲整理1紡絲整理 紗線切斷器|紗線切斷器 口纏結(jié)纏結(jié)do 口紡絲整理 II紗線切斷器 纏結(jié)xJfcn 10 一、基于低速紡絲工藝的紡絲一拉伸一變形工藝 （一）工藝流程 采用低速紡絲工藝形成原絲（UDY再經(jīng)拉伸加捻工藝形成DY絲 f 再經(jīng)變形加工工藝形成TY絲。 （二）原絲特點(diǎn) 通過低速紡絲工藝形成的長絲紗（UDY,由于此時(shí)滌綸結(jié)晶和凝固的速度快于滌綸分子鏈被拉伸取向的速度，故成型纖維的分子鏈基本未

19、取向，一般稱為未取向絲或稱為卷繞絲。這種絲的強(qiáng)度低、伸長大、尺寸穩(wěn)定性差，不能直接作為織物的原料使用。 （三）紡絲速度與后加工拉伸倍數(shù) 無導(dǎo)絲盤 有冷卻導(dǎo)絲盤 有加熱導(dǎo)絲盤 POYHOY POY HOY FDYHOY 紡絲速度：V01000m/min； 拉伸加捻速度：200500m/min; 后加工拉伸倍數(shù)：2.53.2倍； 變形加工速度：120160m/min。 （四）低速紡變形紗特點(diǎn) 通過拉伸加捻工藝形成低捻的普通牽伸長絲紗 （DY,也可在此基礎(chǔ)上再經(jīng)過變形加工形成各種變形長絲紗（TY）。變形加工的方法可根據(jù)需要選用，如假捻變形、空氣變形、網(wǎng)絡(luò)、花式紗變形等，可以形成有扭距的紗或無扭距的紗

20、，它們的形貌、質(zhì)地與普通紗有很大的不同。 二、基于中速紡絲工藝的紡絲一拉伸一變形工藝 （一）工藝流程 。經(jīng)低速拉伸變形工藝形成DY絲 采用中速紡絲工藝形成原絲（MOY一， i經(jīng)高速拉伸變形工藝形成DTY2 （二）原絲特點(diǎn) 在中速紡絲時(shí)， 由于紡絲的拉伸作用， 使滌綸分子鏈被拉伸取向的速度略快于滌綸結(jié)晶和凝固的速度，因此在紡絲時(shí)滌綸纖維分子鏈有少量取向，故被稱為中等預(yù)取向絲（MOY。這種絲的結(jié)構(gòu)狀態(tài)仍然不夠穩(wěn)定，仍然存在強(qiáng)度低、伸長大、尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，也不能直接作為織物的原料使用。 （三）紡絲速度與后加工拉伸倍數(shù) 紡絲速度：10002500m/min; 拉伸加捻速度：8001200m/min

21、； 后加工拉伸倍數(shù)：2.12.4倍； 拉伸變形加工速度:400500m/min。 （四）中速紡變形紗特點(diǎn) 從中速紡絲得到的MOY可以分別經(jīng)過拉伸形成普通長絲紗（DV和經(jīng)過“高速拉伸”變形，加工形成各種變形紗，如DTY這種高速拉伸變形加工和低速紡中的變形加工不同，高速不僅是為了提高產(chǎn)量，還為了通過高速拉伸進(jìn)一步提高M(jìn)OY勺取向。而變 形加工的方法可以是假捻變形、空氣變形、網(wǎng)絡(luò)、花式紗變形等。由于受到變形速度的限制，目前在高速變形方面還沒有開發(fā)出更有效的方法。 三、基于高速紡絲工藝的紡絲一拉伸一變形工藝 （一）工藝流程 r高速拉伸工藝形成全牽伸絲FDY絲 采用高速紡絲工藝形成原絲（POY一高速拉伸

22、一假捻變形工藝形成DTY ;拉伸加捻工藝形成DY絲 （二）原絲特點(diǎn) 在高速紡絲時(shí)， 紡絲的拉伸作用明顯， 使滌綸分子鏈被拉伸取向的速度快于滌綸結(jié)品和凝固的速度，因此在紡絲時(shí)滌綸纖維分子鏈?zhǔn)紫热∠?，故被稱為預(yù)取向絲（POY。這種絲的結(jié)晶度低，已有較好的取向，但分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)仍不夠穩(wěn)定，還存在強(qiáng)度低、伸長大、尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，一般不直接作為織物的原料使用，但在特殊情況下，常作為復(fù)合長絲的高收縮組分使用。 （三）紡絲速度與后加工拉伸倍數(shù) 紡絲速度：25003500m/min； 拉伸加捻速度：6001100m/min; 后加工拉伸倍數(shù)：1.31.7倍； 拉伸變形加工速度:450800m/min。 （四

23、）高速紡拉伸-變形紗特點(diǎn) 由高速紡絲得到的POYt通過不同加工工藝可形成以下幾種不同的長絲紗線。 1、FDY高速紡絲得到的POYL,在經(jīng)過高速拉伸，得到全牽伸絲FDY這種絲具有較高的結(jié)晶度和取向度，分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)穩(wěn)定，纖維無卷曲，具有強(qiáng)度高、伸長小、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可直接作為織物的原料使用。 2、DTY高速紡絲得到的POYL,在經(jīng)過高速拉伸，假捻加彈后得到低彈絲DTY這種絲纖維具有較高的結(jié)晶度和取向度，纖維具有明顯的卷曲，纖維之間還有少量纏結(jié)。DT憐線具有強(qiáng)度高、彈性伸長較大、紗線蓬松等優(yōu)點(diǎn)，可直接作為織物的原料使用。 3、ATY高速紡絲得到的POYZ,在經(jīng)過中速拉伸，空氣變形后得到空氣變形

24、絲ATY這種絲纖維具有較高的結(jié)晶度和取向度，紗線內(nèi)有大量的卷曲纖維，纖維之間還有大量纏結(jié)。具有短纖維紗線相似的外觀，蓬松而有彈性。ATY紗具有強(qiáng)度高、蓬松且彈性伸 長較大等優(yōu)點(diǎn)，可直接作為織物的原料使用。 4、NSY高速紡絲得到的POY,在經(jīng)過中速拉伸， 空氣網(wǎng)絡(luò)變形后得到網(wǎng)絡(luò)變形絲NSY這種絲纖維具有較高的結(jié)晶度和取向度，紗線內(nèi)纖維每隔一定間隙會(huì)產(chǎn)生纖維的纏結(jié)一即網(wǎng)絡(luò)結(jié)。紗線較為蓬松，NSY紗具有強(qiáng)度高、織造免上漿等優(yōu)點(diǎn)，可直接作為織物的原料使用。 四、超高速紡絲工藝 （一）工藝流程 以超高速紡絲速度6000m/min,一步法工藝形成原絲（HOY。 （二）原絲特點(diǎn) 在超高速紡絲時(shí)，由于紡絲的

25、拉伸作用非常明顯，熔體絲條上出現(xiàn)明顯的細(xì)頸點(diǎn)，滌綸分子鏈被快速地拉伸取向，由取向進(jìn)一步誘導(dǎo)結(jié)晶，由此得到滌綸纖維分子鏈充分取向和結(jié)晶的超高速紡絲（HOY。這種絲的結(jié)構(gòu)狀態(tài)穩(wěn)定，強(qiáng)度大、伸長小、沸水收縮率低，可直接作為織物的原料使用。 （三）紡絲速度與后加工拉伸倍數(shù) 紡絲速度：6000m/min；不需拉伸工藝。 （四）超高速紡絲HOYL的特點(diǎn) 從超高速紡絲得到的HOYt具有產(chǎn)量高、條干好、染色特性好的優(yōu)勢。但織物手感偏硬，彈性稍差，適合作為塔夫綢或涂層織物的底布。 第三節(jié)長絲紗的變形加工工藝 傳統(tǒng)的紡織纖維， 特別是天然纖維制成的紗線及織物都具有較好的手感和服用性能。 這是由于這些纖維所具有的幾

26、何形態(tài)結(jié)構(gòu)使紡織品豐滿、膨松、保暖和賦于良好手感。為了使化纖長絲制成的紡織品具備以上良好的服用性能，可以通過長絲變形加工方法來改變纖維集合體的聚集形態(tài)，來改善化纖長絲類紡織品的服用性能，滿足市場需要。目前主要的變形加工方法包括假捻變形、空氣變形、填塞箱變形、網(wǎng)絡(luò)加工、雙組分變 形與異收縮變形等。 一、基本術(shù)語 一、長絲變形紗的種類 1、伸縮型：扭曲型（包括加捻-熱定型-解捻法、假捻法等）、非扭曲型（包括填塞箱法、擦邊法、賦型法、復(fù)合纖維卷曲法等）。 2、非伸縮型：包括空氣噴射法、膨體紗加工法等。 加捻-熱定型-解捻法是最早的一種方法，但消耗大、效率低。假捻法目前是最主要的加工方法。填塞箱法僅次

27、于假捻法，速度高，主要生產(chǎn)地毯紗等粗特變形紗?？諝鈬娚浞ㄔO(shè)備簡單，主要用于長絲仿短纖絲的加工。 三.滌綸變形紗的加工工藝流程 滌綸長絲變形紗的生產(chǎn)工藝發(fā)展很快，種類很多。按紡絲速度可分為常規(guī)紡絲工藝、中速紡絲工藝和高速紡絲工藝。按工藝流程又有三步法、二步法和一步法。 1、常規(guī)紡絲或稱低速紡絲，是紡絲卷繞-拉伸加捻-假捻變形的三步法工藝路線 （UDY-DY-TY方紡絲速度一般為10001500my7min,拉伸加捻速度為6001100Mmin,假捻變形白速度為120160m/min?？杉徶?3167dtex的長絲。常規(guī)紡絲是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一種工藝路線，它既可生產(chǎn)拉伸絲，又能生產(chǎn)變形絲。工藝

28、熟、設(shè)備穩(wěn)定、技術(shù)容易掌握、產(chǎn)品質(zhì)量好。 2、中速紡絲系二步法工藝，紡絲速度一般為18002500m/min。制得的半預(yù)取向絲（MOY）其纖維結(jié)構(gòu)尚未趨于穩(wěn)定，要放置平衡612h后，才能加工使用。但存放時(shí)間最好不要超過一個(gè)月。MO*般是在本廠加使用。中速紡絲有兩種工藝路線，MOY-DY 工藝和MOY-DTY：藝。 3、高速紡絲的紡絲速度為30003500m/min,可制得預(yù)取向絲（POY。在高速下，纖維產(chǎn)生一定的取向度，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，POY長期存放，長途運(yùn)輸。它有三種工藝路 線，POY-DTYC藝、POY-TYT藝和POY-DYT藝。POY-DTYC藝是長絲生產(chǎn)的發(fā)展方向，目前為世界各國廣泛采

29、用。 四、典型長絲變形紗的變形工藝 （一）空氣變形法 它是將復(fù)絲超喂入噴嘴， 在高速氣流作用下， 沿噴嘴行進(jìn)， 從變速端吹出形成空氣變形紗（ATY?？諝庾冃畏ㄊ抢眉彼倭鲃?dòng)的紊亂空氣沖擊絲束，使絲束產(chǎn)生環(huán)圈、 扭結(jié)、 結(jié)頭或螺旋等不規(guī)則卷曲，從而獲得的高蓬松性的變形紗，如圖5-8所示?？諝庾冃渭啽韺友丶嗇S向形成許多絲圈絲弧，紗芯呈“辮子”形或“平行”絲束，且尺寸隨機(jī)分布。 用空氣變形紗加工的織物具有較高的蓬松性、 覆蓋性、保暖性和柔和的光澤，但由于其成紗彎曲剛度較高，形成的織物具有粗糙手感和較高的剛度。 空氣變形機(jī)的關(guān)鍵部件是噴嘴裝置， 隨著空氣變形紗發(fā)展的要求， 噴嘴的結(jié)構(gòu)也在不斷得到改進(jìn)，

30、目的在于降低空氣消耗量以降低生產(chǎn)成本，同時(shí)減少噴嘴內(nèi)的積污，提高加工質(zhì)量。目前世界上比較有名的有杜邦14型和瑞士赫泊林公司的Hem破嘴， 見圖5-9所示。 噴嘴裝置有空氣和長絲兩個(gè)通道，空氣從側(cè)面進(jìn)入噴嘴芯子主通道與絲條相遇，纖維產(chǎn)生形變。 （二）網(wǎng)絡(luò)變形紗 該法是空氣變形法的發(fā)展， 它將高速氣流垂直間歇地射向喂入的長絲， 使單絲之間互相糾纏和纏繞，從而增加絲束抱合性。網(wǎng)絡(luò)變形紗除具有空氣變形紗的一般特點(diǎn)外，還具有周期性網(wǎng)絡(luò)接結(jié)的特征，如圖5-10所示。 （三）假捻變形法 利用合成纖維的熱塑性， 將復(fù)絲加捻成單絲呈螺旋卷曲狀態(tài)并進(jìn)行熱定型， 然后再退捻。 退捻后，單絲仍保留卷曲狀態(tài)，從而提高絲

31、束的蓬松性和彈性，成為具有高收縮性、高蓬松性的假捻變形絲（DTY,如圖5-11所示。 因假捻變形紗沿纖維長度方向具有高度的伸縮性，所以又稱之為彈力絲。滌綸纖維一般加工成低彈絲或中彈絲。由于滌綸彈力絲性能優(yōu)良，具有優(yōu)異的蓬松性和覆蓋性，既可改善滌綸長絲蠟狀手感等缺點(diǎn)，又保留了滌綸強(qiáng)度高、織物挺括、美觀等優(yōu)點(diǎn)。隨著高速紡絲卷繞以及高速拉伸變形一步法工藝新技術(shù)的發(fā)展，變形絲生產(chǎn)效率大大提高，目前世界滌綸彈力絲產(chǎn)量占滌綸長絲總產(chǎn)量的70犯上。用假捻變形法生產(chǎn)的彈力絲占滌綸彈力絲產(chǎn)量的90%以上。錦綸因模量低，織物不夠挺括，一般以生產(chǎn)高彈絲為主。 圖5-8空氣變形法生產(chǎn)工藝流程示意圖 喂入絲 （a）杜邦

32、14型噴嘴（b）瑞士赫泊林公司的HemsP賁嘴 圖5-9.空氣變形機(jī)噴嘴示意圖 圖5-10.幾種變形紗的結(jié)構(gòu)特征 （四）假捻-粗細(xì)變形法 該法是假捻變形法的發(fā)展，它是在高速牽伸變形機(jī)上，經(jīng)不均勻拉伸在纖維軸向產(chǎn)生隨機(jī)分布的粗細(xì)節(jié)。 加捻絲 預(yù)取向絲 圖5-11.假捻變形法生產(chǎn)工藝流程示意圖 第四節(jié)長絲紗的復(fù)合變形與多重加工技術(shù) 一、復(fù)合變形與多重加工的概念及其意義 所謂復(fù)合變形紗就是將各種長絲纖維在分別進(jìn)行拉伸工藝后合并進(jìn)行假捻、網(wǎng)絡(luò)、空氣變形，將其進(jìn)行混纖，由此將種類、物性、功能、形態(tài)等特性不同的纖維混合使用,使混纖絲在縱向、橫傳 送 輻co假捻器 第一加熱器 喂入車?yán)埩︻A(yù)取向絲（POY）

33、 第二加熱器 定型變形絲 向均呈多異性，顯現(xiàn)出單一纖維材料所不能具有的風(fēng)格、功能。如 ATY+DTYEDTY+AT俗就是將兩種變形方法或多種變形方法進(jìn)行組合。一般可將機(jī)械變形（包括熱機(jī)械變形和流體變形）與物理變形（異收縮變形）相結(jié)合，使其產(chǎn)生介于宏觀變形與微觀變形之間的細(xì)觀變形，或者對(duì)每根單絲施加不同的變形和卷曲形狀。主要包括復(fù)合假捻系統(tǒng)（包括合股喂入、分別喂入與合股交絡(luò)系統(tǒng)三種形式，如圖5-12所示）、假捻變形（熱氣流變形）與網(wǎng)絡(luò)加工組合、假捻變形與空氣變形的組合（如圖5-13所示）、倍捻與假捻變形的組合等。倍捻與假捻變形組合可紡制紿效應(yīng)變形紗，特點(diǎn)是強(qiáng)捻、高殘余扭矩和膨松性。 所謂多重加工

34、工藝，就是將紗線的基本加工工藝，組合應(yīng)用到混纖絲、交并捻絲的多道加工工藝中，使紗線結(jié)構(gòu)不但在縱向、橫向呈現(xiàn)多異性，在風(fēng)格、功能上顯現(xiàn)出單一纖維材料所不能具有的特點(diǎn)，而且在加工性能上更適合工業(yè)化生產(chǎn)。另外即使對(duì)同一種原料重疊使用基本的加工工藝，生產(chǎn)出具有縱向多異性纖維特點(diǎn)的長絲，也稱為多重加工紗線。根據(jù)產(chǎn)品性能及制造方法的不同，多重加工及復(fù)合變形工藝已經(jīng)是化纖長絲常用的加工工藝（表5-2）,使用多重加工及復(fù)合變形工藝加工的紗線主要有以下特點(diǎn)：異收縮、異纖度、異型、異染、外觀表面特性差異、異卷曲等。 （c）多重變形、合股交絡(luò) 圖5-12多重變形、合股交絡(luò)變形系統(tǒng)示意圖 圖5-13多重變形生產(chǎn)方法示

35、意圖 表5-2.長絲復(fù)合變形與多重加工方法 化 低彈絲DTY,網(wǎng)絡(luò)絲NSY空氣變形絲ATY, 纖 基本艾形工藝 BCF變形絲，加捻絲 長 復(fù)合變形工藝 DTY-NSY超喂NSYDTY-ATY,熱木合DTY 絲 多組分混纖變形工藝， 異纖度混纖，異截面混纖，異收縮混纖，異色混纖 成 ATYDTY/NSY 不同聚合物混纖，多組分混纖 紗方 多重加工工藝 DTY加捻，DTY+1纖交并捻，ATY出絲交開捻， ATY颯纖交井捻，ATYNSY起絨 法 花式紗工藝 ATY竹節(jié)紗，ATY彩虹紗，長短絲花式年年紗 、多重加工及復(fù)合變形紗的制造方法 表5-3多重加工及復(fù)合變形的要素 目的與效果 手段與方法 制造要

36、素 制造方法 1 .風(fēng)格改善： 蓬松感、自然卷曲纖短纖毛羽感、懸垂度活絡(luò)度、有身骨 2 .手感改善： 柔軟、回彈性 粗糙感、絨感十爽感 3 .外觀改善： 發(fā)色性、高檔感 天然纖維感 異收縮異伸長異模量 高收縮聚合物不同紡絲速度/、同牽伸比/、同熱定型溫度自伸長絲 同板紡絲混纖拉伸加彈混纖交并捻混纖空氣網(wǎng)絡(luò)混纖空變混纖 異纖度 粗纖度細(xì)纖度超細(xì)纖維 同板紡絲混纖拉伸加彈混纖交并捻混纖空氣網(wǎng)絡(luò)混纖空變混纖 異型 異型截面 雙組分紡絲 異型噴絲板中空噴絲板雙組份紡絲 表面粗糙化 有機(jī)/無機(jī)共混有機(jī)/有機(jī)共混 共混紡絲 異染 改性聚合物 超分子結(jié)構(gòu)控制異組份混纖 陽離子滌綸紡絲異組份混纖不均勻紡絲與拉

37、伸 異卷曲 伸度差雙組分紡絲加彈工2 伸度差雙組分紡絲加彈工2 纖維軸向分散 異收縮異卷曲雙組份超喂 不均勻紡絲不均勻牽伸不均勻超喂 （一）紡絲復(fù)合混纖 由不同纖度、 形狀及收縮率的纖維所構(gòu)成的混纖絲可在紡絲階段制造出來。大致分為噴絲板內(nèi)復(fù)合混纖和噴絲板間復(fù)合混纖兩類。 噴絲板內(nèi)復(fù)合混纖是在穿過噴絲板的眾多熔體孔道中， 兩部分或多種噴絲孔 （目前最多為六種孔徑）的孔徑、孔形狀或聚合物種類不相同，在紡絲時(shí)直接得到混纖絲。不同的絲同時(shí)紡制時(shí)，在絲條形成的冷卻固化過程中產(chǎn)生差異，此時(shí)由于紡絲應(yīng)力不同，易發(fā)生單絲斷頭或環(huán)狀毛絲。通過高速紡絲雖易于克服這些問題，但允許的范圍較窄， 不能得到較大的收縮率差

38、， 實(shí)際應(yīng)用不是很多，典型產(chǎn)品：軍港綸系列產(chǎn)品。 噴絲板間復(fù)合混纖是將不同噴絲板吐出的兩種纖維束在卷繞前用導(dǎo)輾集束，再經(jīng)交 絡(luò)（空氣網(wǎng)絡(luò)）處理后卷繞。用紡絲、牽伸連續(xù)進(jìn)行的紡牽一步法進(jìn)行噴絲板間復(fù)合混纖，可以避免噴絲板內(nèi)混纖所造成的困難，易于得到異纖度、異形、異收縮的紡絲混纖絲。 圖5-16為噴絲板內(nèi)混纖時(shí)噴絲孔排列圖，圖5-17為噴絲板間混纖絲制造法的例子。 圖5-14混纖紡絲噴絲板孔排列 （二）牽伸加捻復(fù)合混纖 異收縮復(fù)合混纖技術(shù)，從七十年代開始出現(xiàn)，目前仍在廣泛使用。牽伸加捻復(fù)合混纖工藝見圖5-18雙喂入拉伸加彈設(shè)備。 它可將兩種不同原絲種類， 不同牽伸比及不同熱定型條件的牽伸絲集束，經(jīng)

39、交絡(luò)（空氣網(wǎng)絡(luò)）后卷繞。變化原絲種類，得到異纖度、異形、異種聚合物（異染、異收縮）的效果，改變牽伸比、熱定型條件時(shí)，能夠調(diào)節(jié)收縮率差。改變集束時(shí)的空氣網(wǎng)絡(luò)條件時(shí)，不僅能緩和被稱為波紋流的缺點(diǎn)，而且具有網(wǎng)絡(luò)度高及蓬松的優(yōu)點(diǎn)。牽伸加捻混纖時(shí)，如兩種絲的條件相差較大，卷繞絲易產(chǎn)生毛圈而且在集束時(shí)，改變兩種絲的喂入率等條件較為困難。 圖5-15噴絲板間混纖復(fù)合絲制造法 （三）粗細(xì)纖維混纖復(fù)合Thick&Thin”結(jié)構(gòu)纖維 表5-4粗細(xì)絲形態(tài)特征 不勻類型 形態(tài) 不勻周期 紗線不勻 數(shù)10cm-1M 單絲不勻 數(shù)cm為單位 微分散型 K- 1mm!下數(shù)cm vv/vv/ 圖5-16雙喂入拉伸加彈設(shè)備 1

40、、由牽伸不足產(chǎn)生的“Thick&Thin”結(jié)構(gòu)纖維： 以15003000Mmin紡速所得到的未牽伸絲或POY在兩步法紡絲牽伸工藝中用自然牽伸比（3左右）范圍內(nèi)對(duì)未經(jīng)牽伸的紡絲初生長絲進(jìn)行牽伸時(shí)，首先會(huì)在纖維上出現(xiàn)細(xì)節(jié)，由此得到了具有粗細(xì)不勻結(jié)構(gòu)的長絲纖維。當(dāng)牽伸倍率低于1.5時(shí)，長絲上是 以染深色的粗節(jié)為地，染淺色的細(xì)節(jié)為斑。當(dāng)牽伸倍率接近自然牽伸比時(shí)，長絲上是以染淺色的細(xì)節(jié)為地，染深色的粗節(jié)為斑。這種粗細(xì)節(jié)長絲常被用來作為混纖復(fù)合絲的一個(gè)組份使用。 2、 也可由不均勻牽伸產(chǎn)生“Thick&Thin”結(jié)構(gòu)纖維：POYfe絲纖維在牽伸時(shí)高分子鏈會(huì)產(chǎn)生纖維取向，隨著牽伸倍數(shù)的增大，還會(huì)發(fā)生取向結(jié)晶化現(xiàn)象。如果在牽伸過程中改變牽伸倍率，對(duì)初生纖維進(jìn)行不均勻牽伸，則在長絲纖維上不但會(huì)產(chǎn)生粗細(xì)節(jié)，而且纖維的超分子結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生不均勻分布。通過控制牽伸倍率的變化規(guī)律就可控制纖維的這種“Thick&Thin”結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律（或隨機(jī)的）。 圖5-17微細(xì)粗細(xì)絲 圖5-19為這種無規(guī)分布型。這種方法不僅使纖維軸向異纖度化，而且由于未牽伸部分的效果還具有微觀局部收縮差，從而賦予纖維特殊的性質(zhì)。 （四）交捻混纖復(fù)合 交捻是最簡單的復(fù)合混纖方法。并絲并捻或上捻、下捻后的雙絲并捻等早已被普遍采用。所用并捻