涤纶长丝基础概念

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）第一节涤纶长丝的性能和用途一、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，长丝又是多锭位、多机台生产，由于设备、工艺、操作等因素，不同锭位的长丝在性能上会有一定差异，甚至一个筒子的内层与外层也会有差异。2.长丝通过物理化学变形的方法，可纺制差别化纤维。如改变喷丝孔的形状或捻度的强弱，可纺制仿丝型纤维；通过假捻、空气变形、混纤、复合等方法，可使长丝具有毛的风格；通过拉伸丝和预取向丝的混纤变形，可制得仿麻竹节丝；对于不同熔点或不同取向度的长丝进行混纤变形，可使长丝获得麻的外观；通过各种吹捻技术，可制成网络丝、网络变形丝和空气变形丝、包芯丝等；通过强捻方法，可制得圈状丝和折皱丝；可纺制单丝线密度低于0.1dtex的超细丝。3.长丝通过化学改性的方法而纺制的差别化纤维可获得易染、保暖、耐热、阻燃、抗污、抗起球、抗静电、高吸湿和高吸水等特殊性能。二、涤纶长丝用途涤纶长丝早期主要用于丝绸服装方面，随着各种加工技术的开发，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、产业和非纤化等领域发展。尤其近来在日本由涤纶长丝制成的新合纤风行服装界。所谓新合纤，就是具有新颖、独特且超越任何一种天然纤维风格和感觉的合成纤维。它改变了人们穿着的观念，已由保暖美观上升为舒适、健康、新颖及艺术性。从而使涤纶长丝的用途更趋广泛。1．服装用涤纶长丝的传统用途是仿丝绸，用于女式衬衣、男女外衣、裙子、睡衣和丝巾等。细特长丝在变形前加以强捻，可制成柔软的仿丝绸，适用于做高级连衫裙和中老年妇女穿的“阿婆衫”。粗特变形丝可做成毛型织物，用于西装、外衣、领带，但其针织品的尺寸稳定性不够理想。混纤丝主要用于男式服装、童装和运动衣。2．床上用品用作被面、枕套、床单、床罩、蚊帐、台布和絮棉等。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0.55dtexdpf≤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