涤纶长丝基础概念文档格式.docx
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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（UDY—DY—TY）。
纺丝速度为1000～1500m／min，拉伸加捻速度为600～llOOm／min，假捻变形速度为120～160m／min。
可纺制33～167dtex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1800～2500m／min，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6～12h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。
1．MOY—DY工艺此工艺采用中速纺丝和低速拉伸，拉伸加捻的速度为800～1200m／min，可纺制33～167dtex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。
2．MOY—DTY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2．1～2.4倍，拉伸变形的速度为300～450m／min。
此工艺的生产效率和产品质量不如POY—DTY工艺路线。
三、高速纺丝工艺
高速纺丝的纺丝速度为3000～3600m／min，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。
1．POY-DTY工艺此工艺采用高速纺丝和高速拉伸变形，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400～700m／min。
可以纺制50～167dtex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0.5～1.1dtex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。
2．POY—TY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111～167dtex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，今后不宜再行发展。
3．POY—DY工艺此工艺采用高速纺丝和低速拉伸加捻。
可纺制55～llOdtex的拉抻丝。
拉伸比为1.3～1.7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UDY—DY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（110～167dtex），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900～1500m／min）、高速拉伸卷绕（卷绕速度3200
～4200m／min），两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成，可生产55～165dtex的拉伸丝。
也有将高速纺丝（纺丝速度2600～3500m／min）和超高速拉伸卷绕（卷绕速度5l00～5500m／min）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5500～6000m／min。
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，即使将纺丝卷绕速度提高到7000～8000m／min，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，1981～1985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。
1981～1985年间，主要是微细纤维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。
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。
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0.55dtex<
dpf≤1.4dte（0.5旦<
dpf≤1.3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。
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0.33dtex≤dpf≤0.55dtex（0.3旦≤dpf≤0.5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7.2μm，做成高密度织物后孔隙小于最小水滴直径100μm，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0.11～0.33dtex之间（0.1旦≤dpf<
0.3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
dtex
cN/dx
％
Kg/mm2
％
g／cm3
1.1～1.5
4.0
23
1050
85～90
0.24
0.4
1.38
2.7～3.5
15～25
1000～1200
86～88
0.27
11～12
19～30
1.34（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8—1）。
家蚕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20％～30％，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α-氨基酸。
结晶度40％～60％。
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（1960～1965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；
表面粗糙产生丝鸣。
2．第二阶段（1966～1975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（1976～1985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，是对原设备进行必要的技术改造后，生产拉伸丝。
纺丝速度1000～1500m／min。
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。
2．POY—DTY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（2600～3000m／min），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。
3．POY—WDS（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，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8—4、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8—4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8—9）。
图8—9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0.8～1.25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8—8复合纺丝温度（℃）
螺杆
切片
1区
2区
3区
接管
副箱体
箱体
①
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