涤纶长丝生产

涤纶长丝生产 第一章 概述 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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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 ② 半光涤纶 PA6 300 271 294 273 285 272 285 272 288 275 290 290 3．拉伸复合丝成形以后两种组分复合在一起，单丝纤度较大，正如冷却上油系统与直接纺丝法相似一样，拉伸或其他后加工也与涤纶长丝相同。如生产83dtex／36×12f(12分割)的超极细旦丝，纺速1000m／min时，后拉伸3.4倍，热盘75～80℃，热板180℃。 第六节 超极细旦丝 超极细旦丝的单丝纤度在0.1ldtex(0.1旦)以下，已有0.000011dtex(0.00001旦)的超极细旦丝实现了工业化生产。其代表性的产品有日本东丽公司高分子相互排列体纤维(商品名称爱科密奴，沙希阿等)和日本可乐丽公司的原纤集束型纤维(商品名称阿玛拉纳体等)，图8-10分别为这两种超极细旦丝的电子显微镜照片。 (a) (b) 图8—10 超极细旦丝 (a) 东丽公司高分子相互排列体纤维 (b) 可乐耐公司原纤集柬型钎维 由于超极细旦丝单丝极细，采用双组分复合分离法生产已相当困难，故大多采用海岛纺丝法或共混纺丝法进行生产。这两种方法与复合分离法相同之处是在纺丝、卷绕、拉伸等后加工过程和织造过程中，均采用两种互不相溶的组分。这两种组分包复在一起，以较粗的单丝纤度形式被加工和使用。不同之处在于要用溶剂溶解掉其中的一种成分，形成超极细旦丝。而复合分离法是将两种成分分离(剥离)开，形成极细旦丝。 海岛法纺丝成形(日本亦称溶解型)与复合分离法一样，使用双螺杆和复合纺丝组件。超极细旦丝(如聚酯)成分的熔体通过复合纺丝组件的导孔按照设计分布在另一种成分中(如聚苯乙烯)，互不混合，从喷丝孔喷出成纤。通过导孔的成分象一个个小岛，分布在大海状的另一种成分中(见图8-11、图8-12和图8—13）。加工成织物后熔解掉海的成分，连续相的岛便成了超极细旦丝。 图8一10中的高分子相互排列体纤维为海岛法纺制而成。岛的成分为聚酯(或锦纶)，海的成分为聚苯乙烯(PS)。岛的数量可多达几百个。用溶剂溶解掉海成分后，即可制得0.00001旦的超极细旦丝。海岛型纺丝法的特征是不论得到的单丝多么微细，在长度方面都是直径均匀的长丝。岛的截面形状可以一致，也可以呈多种多样。海岛法纺丝纤维的可控性(单丝纤度、数量、截面形状)、稳定生产性、加工性、岛收率、均匀性和产品甩途方面，均尤为令人注目。 图8-11 海岛型超极细丝截面 图8—12 海岛法纺丝示意图 l一喷丝板2一喷丝孔3一海岛型丝 海 图8-13 海岛型纺丝组件 共混法纺丝可以纺制海岛法无法纺制的微纤，原纤或线型分子链等极细旦丝。它是将极细丝组分(聚酯或尼龙)与具有不相溶性的另一组分（如聚苯乙烯）相混合，由混合熔体纺成共混长丝，极细丝组分为分散成分，亦可看作岛，另一种组分为连绕相的非分散成分、亦可看作海。共混长丝根据聚合物的特性、粘度，混合装置、温度、粘度化、成分比等，其结构可以完全不同。除去非分散性海组分(聚苯乙烯)，剩下分散性岛成分即为超极细丝。图8-10中的原纤集束型纤维就是采用这种共混纺丝法制得的。若将岛成分去除掉，保留共混长丝的海成分,就可得到表面呈凹凸状的多孔中空长丝。但这种多孔中空长丝不是极细丝。根据除去一种成分的方式不同，剩余成分的结构也有所不同。 对于共混法来讲，虽在纺丝、后加工和织造过程中，均以长丝的形式进行，但最终形成的极细旦丝长度短而不匀，直径也不均匀，类似于混纤短丝。一般的混合条件下大多只能得到细而短的极细丝粉末，只有在特定条件下，才可得到比较长的极细丝。在显微镜下，可以看到这些极细丝有分支和缠结。通常，共混体的纺丝较为困难，其分散数、旦尼尔、长度不易控制，要达到去除成分(消耗成分)的减少也有一定的困难，有许多工业技术方面应予考虑的问题，但喷丝板十分简便。 海岛法和共混法生产极细旦丝与传统的直接纺丝法有很大差别，目的纤维只有织物用溶剂萃取后才能形成。因此，纺丝，织造，整理等各工序的关系更为密切，也可以说，后道工序应考虑在化纤生产流程中。织造过程，采用非织布(无纺布)的工艺较多。 第七节 微细纤维的品种开发 微细纤维的发展，不仅在于纤维的制造，很重要的还在于织物品种的开发和推广应用。近年来涤纶仿真丝的崛起，促进了细旦丝的迅速发展就是最好的例证。没有原料、纺丝，织造(包括无纺加工)、印染整理甚至服装和其他成品的联合开发(俗称一条龙)，微细纤维将难予发展。 一、新丝绸 新丝绸属于涤纶超真丝类织物：微细纤维发展到现在的水平，已不是单纯的模仿，继续称为仿真丝已显过时。具有真丝风格只是新丝绸的一个特征，其还具有数种真丝绸所没有的特性，现在的趋势并不是过去那样地仿天然纤维，而是着意于追求合纤独特的质感和特性，推出一种新感觉素材。大力开发和推出新丝绸，是发展微细纤维的重要方面。 微细纤维混纤技术是开发新丝绸的重要技术。混纤包括不同原料、不同纤度、不同截面、，不同收缩率等单一混纤和复合混纤，其方法有双组分复合纺丝法混纤，同板不同孔形混纤，几块不同孔形的喷丝板在卷绕前并纤混纤，以及在后加工中利用吹网络、空气变形、多层复合加工等混纤。不同的混纤组合，得到新丝绸的风格不相同。常用特殊形态的混纤丝有： 1．异纤度混纤丝 微细纤维与普通纤维混纤，外侧配以微细纤维，使手感柔软，内部配以普通长丝，使之具有良好的身骨。 2．异收缩混纤丝 异收缩混纤往往与异纤度混纤同时进行，有时再辅以异截面混纤，使之产生协同效应。 异收缩混纤丝中微细纤维并不特意配置在外侧，而是高收缩的普通长丝收缩后；很自然地会处于内部，微细纤维处于外侧，蓬松性增强。 异纤度和异收缩混纤，采用复合分离丝效果更佳。用苯甲醇进行处理，可使尼龙成分收缩，并产生蓬松。如对聚酯和尼龙的花瓣状复合丝和中空环状复合丝进行苯甲醇处理，虽尼龙的强度下降，但产生的混纤效果极好。 3．特殊膨松加工丝 有假捻加工、气流加工等多种形式，也有用苯甲醇处理，达到特殊膨松化的方式。也有起绒加工，起毛加工和强烈揉搓加工等方式。 4．多层混纤丝 对于层状复合丝，剥离分离或去除一种成分，就是一种层状混纤丝。 通过上述混纤丝，或将过去的技术(如碱减量处理)组合到微细纤维中，大多可以得到所要求的独特的效果，如超自然的丰满性，悬垂性，新颖质感等新丝绸必备的特性。 二、高密度防水透气织物 使用微细长丝进行高密度织造，并进行收缩处理，可得到不需任何涂层即可防水的织物。单丝纤度在0.55dtex(0.5旦)以下均可应用。高密度织物的经纬密度应为普通织物的几倍。纤维之间的空隙为0.2～lOμm，而水滴的最小直径为lOOμm以上(再小则为水汽)。前者的微小空隙足以起到防雨的作用。用水压试验可耐水压400mm以上。而大量的空隙又足以使人体散发的水汽逸散出去。高密度防水透气织物在运动服、休闲服、风衣、雨衣、时装、鞋靴面料以及轻便苫布等方面，市场十分广大。 在高密度防水透气的基础上，可继续开发高拒水织物。水珠在荷叶上滚来滚去不湿润荷叶就是一种拒水作用。模仿荷叶的拒水作用，将微细长丝加工成具有微卷曲的丝圈，使织物的表面纤维间存在空隙。当有水滴附着时，纤维间贮存的空气增大水的表面张力，对水排斥，从而使水滴滚落掉。它既能拒水，又能防水透气，织物的档次更高。 三、桃皮绒织物 所谓桃皮绒(peach skin)型织物，是指轻起绒的微细纤维织物，极短的微细纤维绒毛，犹如桃子的皮。桃皮绒织物外观独特，手感温暖，有厚实之感。 桃皮绒织物也可说是新丝绸的一种类型。一般应根据用途设计好织物的基本风格，用交织或异收缩等方法将微细纤维浮在表面，然后用磨毛或揉搓等方法使部分微细纤维断裂，产生桃皮效果。单丝越细，桃皮效果越好。 四、洁净布 洁净布是1985年以后开始正式生产的高附加价值微细纤维制品。在精密机械、光学、眼镜、玻璃、钻石、半导体硅片、显像管、无尘环境和家庭等许多方面都具有广阔的市场。 洁净布的开发可以说是一个相当偶然的产物。高密度织物易污；用微细纤维织物擦拭时易擦干净；开发中的织物擦眼镜时，效果十分良好。以这几个偶然现象为契机，开始意识到洁净布这一产品。此后又再次确认了微细纤维的比表面积、异形截面对洁净布的适用性。 洁净布具有极好的擦拭洁净性能，且不掉毛，洗涤后可重复使用，这是过去的绒布、羚羊皮革等擦拭材料无法比拟的。其洁净机理如下： 1．复式刮拭 以眼镜为例，附在眼镜上的灰尘及油污膜厚度约1μm左右。用粗纤维擦拭时，由于揩布的移动，贮留在整个纤维上的油污会再次从纤维下部回到镜片，使擦拭效果下降。用微细纤维(极细或超极细)织物擦拭时，由于单丝很细，一根根象一把把锋利的刀尖，本身就易于将油污膜刮去。另外，在一根粗纤维的接触面上，有无数根微细纤维，与玻璃镜片的接触次数多，前面未刮净的，后面继续刮(见图8-14)。这样，一次可达粗纤维好多次的擦拭效果。微细纤维细而柔软，是软质聚合物，完全不会损伤镜片。 （b） 图8-14 复式刮拭 (a) 普通纤维，直径15μm，有擦拭残留物A (b) 极细丝，直径2μm，即使有擦拭残余B，也陆续有其他纤维擦去 2．内部收集 如图8-15所示，在擦拭镜片时，洁净布中的纤维群被手指按压移动，油污进入纤维群内部。当不按压时，由于织物内部纤维密度高，毛细作用强，油污向织物内部转移。转移后洁净布表面的油污减少，这又提高了下次擦拭的效果。纤维间有大量相当于微形袋的空间，使之具有较大的油污和灰尘存贮能力。 （a） (b) (c) 图8—15 内部收集 (a) 按压状态下擦拭 (b) 按压状态下油污转移到洁净布上 (c) 手松开后油污被内部收集 3．宽广接触 与粗纤维相比，从纤维的横向来看，微细纤维与被擦物品表面接触面大，紧贴得多。也就是说，洁净布的有效工作面积要大得多，所以擦拭效率提高(见图8-16)。 普通纤维 极细丝 图8—16 宽广接触 4．亲油性质 聚酯的碳链具有亲油性，容易将油污吸附到自己的表面。织成洁净布的纤维比表面积大，吸收油污多。 5．防止伸长和打滑 若织物擦拭时伸长变形，将难以擦去油污和灰尘。洁净布做成细密的织物，防止了这种现象的产生。另外将洁净布设计成表面略带粗糙感，使之与光滑的玻璃平面接触擦拭时不打滑，对于手指也可防止推移滑动。若有打滑产生则会影响擦拭效果。 按其织造方法，洁净布有经编、纬编、机织和无纺布四种类型。具有复杂三维空间结构的洁净布比单一传统结构的产品能吸收更多的液体和灰尘。 五、高吸水性织物 纤维的吸湿性与单丝纤度有很大关系。单丝纤度越小，比表面积越大，其织物或其他制成品的吸湿性也越强。这是由于微细的纤维特殊构造导致的毛细管现象使吸湿性增强，利用这个特性开发了高吸水毛巾和其他高吸水制品。 图8-17为日本小林制药公司推出的一种比普通毛巾吸水速度快5倍以上的高吸水毛巾(又称快干毛巾)中微细纤维电镜照片，左面为棉毛巾中纤维的对比样，右面为微细纤维，放大50倍。微细纤维的组成为尼龙20％，涤纶80%。 图8-17普通毛巾和高吸水毛巾的纤维的电子显微镜照片(50倍) (a)棉毛巾 (b)高吸水毛巾 图8-18为两种毛巾的吸水性能试验结果。从图中可以看出高吸水毛巾的吸水速度为普通毛巾的5.9倍（普通毛巾作为1计）。吸水速度快呈现出被擦部位的快干效果，所以这种毛巾特别适合于洗头后使用。 横坐标：时间(s) 纵坐标：吸水高度（mm） 图8—18 吸水性能试验结果 六、仿麂皮及人造皮革 天然麂皮由蛋白质成分的骨胶原纤维束构成。从真皮层到绒毛层以复杂的结合状态呈连续性或阶段性变化。在真皮层有较粗的集合纤维束(单纤直径l00～200μm)。愈接近绒毛层纤维越细(直径约0.1μm)，最终到绒毛层形成直径约0.0015μm的微细原纤维致密组织。纤维束之间不是靠粘着物连接，而是由原纤之间错综复杂的主体网络结构形成。纤维间不仅存在着微细空隙，而且还残留有脂肪。这种结构使皮革质地柔软，具有一定的强度和韧性，并有独特的天然皱纹。在绒面上用手指写字时，表面绒毛随手指压力倒伏而有光，可清楚地看到所写的字，这种现象称为“ 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 写效应”。 用微细纤维做成针织布、机织布或无纺布后，经过磨毛或拉毛，再浸渍聚氨酯溶液，并经染色和整理，即可得防麂皮和人造皮革。开发仿麂皮类涉及到最重要最基础的技术有： (1)微细纤维的纺丝技术(海岛法、多层复合、细旦或超细旦)。 (2)织造技术(机织、针织、无纺布)。 (3)微细纤维的分离技术(溶解、剥离)。 (4)起绒技术。 (5)聚氨基甲酸乙酯浸渍技术。 (6)印染及整理技术。 微细纤维皮革与天然皮革比，重量轻，色泽鲜艳，防蛀防霉，除可用作皮革制品外，还可用于室内装饰。 七、其他 利用微细纤维可供开发的品种很多，上面只是其中比较重要的一部分。微细纤维的开发目前正处于进行之中，下面再标题性的介绍一些已开发出的品种。 1．保温填充料 当纤维间有微细空隙时，可具有很高的绝热效应，作为轻而膨松的保温填料十分有效。为增加膨松性，可混合进一些粗纤度丝。 2．无尘衣料 高密度织物纤维间的空隙极小，尘埃很难通过，作为无尘衣料用非常合适。 3．过滤材料 利用微细纤维间的细小空隙进行过滤，可满足许多特殊的用途。如净化车间过滤器，细菌捕集器，液体分离过滤器(过滤浓缩)等。 4．离子交换 用于制造超纯水，原子能领域反应堆水处理，防毒，生物领域等。 5．人造血管 即使很细，也难以有堵塞现象产生。由于纤维细，难以生成集中应力，有很强的对脉冲那样反复应力的忍受力，血管不会断裂。这原理与人造皮革鞋的弯曲部分粗纤维易破裂，微细纤维不易破裂一样。 6．酶固定材料 微细纤维对生物体的适应性很强，由于其表面积大，可有效适用于酶的固定。 7．功能纸 用微细纤维无纺布做成的纸非常坚固，可用于贴墙、喇叭纸等。尤其是作为墙纸，性能优良，可防止墙壁结露，透气透湿性强，保温耐水，市场很大。 第十一章 差别化长丝 第四节 PBT纤维 PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)纤维是近几年开发出来的新型聚酯纤维。它具有便于加工、上染率高、色牢度好、织物手感柔软等优良性能。用它制成的服装可随身体的伸屈而伸缩，穿着十分舒服，该纤维的弹性接近于高弹性的氨纶，耐化学药品性和抗老化性优于氨纶，而且价格远比氨纶低。所以PBT纤维近年来在国内外得到飞速发展。 一、PBT纤维的性能 PBT与PET同属聚酯高聚物。与PET相比，由于PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，因而熔点降低，但大分子链的柔性和弹性提高。若以PBT的弹性恢复率为lOO％，锦纶(PA)仅为70％；PET则为55％。另外，与PET相比，PBT染色无需染色载体即可沸染；与锦纶相比，改善了锦纶易发黄和不耐氯的缺点。 PBT纤维的分子结构为： 即以PET的结构为主，又兼有类似于聚酰胺树脂(PA6)的结构。 PBT大分子链中具有酯基和苯环结构，这是使它具有优良的弹性回复性和强度，以及类似于涤纶的染色牢度、耐光性、耐热性、耐化学药品性和尺寸稳定性的原因。 因PBT分子链节长度及杨氏模量与PA6相近，故其纤维容易进行微卷曲，且卷曲时分子能较自由地运动。这就使它的变形丝及其织物显示出极好的压缩弹性和拉伸弹性。 PBT纤维的结晶结构中具有结晶变体，采用伸长热处理，分子链成为伸长的β型结晶变体，采用松弛热处理，分子链则成为α型结晶变体。由于这种变体在室温下也容易产生，所以PBT纤维的热定型性能不太好，编织物的尺寸稳定性劣于PET纤维。PBT纤维与PET纤维物理性能的比较见表11-2。 表11—2 PBT纤维与PET纤维物理性能的比较 Tg(℃) TC(℃) Tm(℃) ρC ρa ρ PET PBT 66 22 132 44 256 223 1.455 1.396 1.334 1.277 1.38 1.32 ρC一纤维晶区密度，ρa一纤维无定形区密度，ρ一纤维平均密度。 PBT纤维的强度比PET纤维和PA纤维低，杨氏模量(约300kg／mm2)与PA6纤维相近，伸长弹性恢复率在伸度3％时，为99％，伸度10％时，为80％，与PA6纤维相同。变形丝的卷曲特性比PET和PA6好，比PA6的卷曲小，而弹性好。 PBT纤维具有易染性，使用分散染料时，吸色率约为75％，比PET纤维好；但牢度、光黄变、湿润污染等性能不如PET纤维。 二、用途 PBT纤维具有良好的弹性和分散性染料常压沸染性，同时保持了涤纶所具有的洗可穿、挺括和尺寸稳定性，弹性介于氨纶和锦纶之间。通过共混、共聚、复合等手段改性的PBT长丝可进一步改善其性能、降低成本。它主要可用于加工丝绸型织物、色织布、经编织物及装饰布；高弹丝用于制作运动服、弹性绷带、袜类及弹力劳动布。 第六节 仿 真 丝 由于涤纶有较高的杨氏模量，故特别适合于仿真丝。仿真丝有特别好的悬垂性。目前应用涤纶仿真丝，通常制成三角形横截面的异形细特长丝，其单丝纤度在1.1dtex左右，复丝纤度在44～75dtex。同时在染整加工中，采用碱减量加工，即用苛性钠溶液(浓度为2％～10％NaOH)对长丝表面进行溶蚀，使单丝纤度变得更细，其表面还形成不规则的凹孔，效果相当于通过精炼除去真丝绸丝素纤维间的丝胶，从而消除涤纶长丝的蜡状感，制得手感柔软、有光泽的仿真丝聚酯织物。减量率一般控制在10％～20％。但这种织物仍具有合成纤维特有的光泽，显色性不如真丝，悬垂性也不佳。 目前，又开发出第二代的涤纶仿真丝，这就是三角形截面的异收缩混纤丝。异收缩混纤是将两组具有不同收缩能力的单根复丝以各种方法混纤，再利用染色加工时的热作用，使织物组织内高收缩丝收缩，而使低收缩丝在织物表面起浮，而表现出如真丝绸般的丰满感和柔软性。 此外，也有对拉伸后的双组分复合纤维采用喷气变形、电气开纤等物理手段来得到蓬松性纤维的混纤技术。 聚酯仿真丝所以能广泛应用，除了因其本身的性能之外，还与细特高复丝生产，异形纺丝技术以及自由控制减量率的连续碱减量加工技术的工业化有关。 一、丝织物的特征 丝织物的基本特性是高雅艳丽的外观和滑爽的手感、良好的缝纫性和穿着舒适性。造成高雅外观的主要因素为： (1)独特的光泽(不是金属刺眼的光泽、而是柔和的具有方向性的光泽)； (2)艳丽的色调(天然染料可染、色调鲜艳且多色彩)； (3)线条鲜明(悬垂性、滑爽性)； (4)自然感(洗涤过程中的自然的深浅不匀层次感)。即具有丰富的艺术表现力。 另外，造成滑爽手感的因素是： (1)细微的丝鸣感； (2)温和感(笼罩感和不沾粘温和感)； (3)柔软感(丰润、柔美感)。 但真丝织物的缺点是不耐洗，耐热性差，染色牢度低，易起皱，不耐虫蛀和易发霉等，而聚酯纤维能仿它的优点，克服它的不足。 二、仿真丝聚酯纤维的开发 1．第一代：接近于真丝 首先，对丝纤维的基本结构进行剖析，探明了丝织物典型的特征——光泽、丝鸣、悬垂性。根据真丝特有的三角形截面产生的光泽和丝鸣纺制了有光三角截面的聚酯纤维；另外，根据丝脱丝胶而形成纤维间隙所导致的悬垂性，对聚酯进行碱处理。丝的光泽特征为并非玻璃或金属那样耀眼的光泽，而是如同珍珠那样晶莹的光泽。全反射(扩散光泽)不强，而有方向性的反射(镜面光泽强)。纤维的横截面大体如图11-2所示。 有T形，Y形，长足Y形，三棱形，五叶形； 图11-2 仿真丝聚酯纤维的截面形状 碱减量处理不损伤聚酯纤维内部，像从纤维表面脱除薄皮那样进行水解，而使纤维纤度减小。其碱减量率一般为10％～35％(质量)。仿真丝聚酯纤维织物经碱减量处理后达到的效果是，生成纤维间隙和纤度变细，从而使悬垂性提高。纤维表面粗糙化，从而使光泽柔和、丝鸣感提高。 2．第二代：深入探求真丝的手感和美感 在第一代中，基本制得了仿真丝聚酯纤维。在第二代，要追求丝纤维所具有的既丰满又柔美的纤细手感和自然层次的外观美。为了达到具有真丝的综合特性的仿真丝聚酯纤维，经不断努力开发了以下几种新技术，其主要技术列于表11—3。 表11—3 第二代仿真丝聚酯纤维的主要技术 丝织物特征 因素 替代的聚酯纤维加工技术 丰满感 单纤维的扭曲(细 小的卷缩) 混纤、异收缩、异截面、纤度差、不同原料 柔软性 纤细的单丝 纤维加工、特殊热处理 憎水性 不同的纤度或不同截面的混纤 复合假捻-加捻，气流网络 涩感 纤维间空隙 超细纤维 自然层次感 高显色性 低折射率 酸性染料可染 纤维表面改性 阳离子可染聚酯 （1）异收缩混纤丝：丝织物的丰满度是由于蚕丝的无规 微细卷缩和天然截面、纤度的不均一，以及脱丝胶造成的比较致密的纤维间隙所致。因而纤维工作者，利用假捻卷缩制得异收缩混纤维丝，给予丝这些特性，如表11—4所示。 表11—4 异收缩混纤丝的技术 给予收缩率差异的技术 混纤技术 聚合物差异(共聚物／均聚物) 同一喷丝板同时纺出混纤 特性粘数差异(聚合度不同) 不同喷丝板同时纺出混纤 热处理不同(不经热处理／热处理) 拉伸时并丝混纤 其它(纤度，截面、原料不同等) 拉伸后并丝混纤 (2)不同截面、不同纤度混纤：混纤目的是利用纤维间弯曲模量的差异，造成柔和的手感并且具有挺括性和滑爽感，避免单纤维间的紧密充填，造成纤维之间的空隙赋予丰满感与悬垂性。通常与异收缩混纤技术合用。由于高收缩率的粗纤度丝与低收缩率的细纤度丝的组合，使细纤度丝在织物中形成表面层，成为皮芯复合结构。 混纤丝还有聚酯与醋酯纤维、锦纶、阳离子可染聚酯、真丝等其它纤维混纤的异种纤维混纤丝。异种纤维的混纤改善了色泽清晰度和涩感，同时由于各纤维缺点的引入而降低了聚酯原来的性能，使染色加工复杂化。 (3)采用不同的丝加工技术：根据不同丝织物的要求，将聚酯长丝进行不同的仿真丝加工，其典型的加工技术列于表11—5。 表11-5 典型的丝加工技术 目的 丝加工技术 微细的卷缩 单纤维的无规形态 丝的无规形态 丝的柔软化 起皱性 皱缩效果的改善 无规热处理 松弛热处理 T—T拉伸(Thick—Thin拉伸) 预捻加假捻 复合假捻 气流网络 (4)超细旦丝：真丝的平均纤度在脱丝胶后为1.3～1.4dtex。若考虑挠曲模量，则聚酯长丝相当于1.1dtex左右。第一代仿真丝纤度一般为2.2～3.3dtex，碱减量后所得最终纤维纤度为1.7～2.2dtex。 第二代可采用0.8～1.4dtex的单丝，甚至利用海岛复合纺技术制得更细的超细纤维，使织物更柔软、更具悬垂性。 3．第三代：探求独特质感优于真丝的合成纤维 在日本，第三代仿真丝被称为“新合纤”，广泛用于高档的女衬衫、女礼服等。一般由如下制造特征。 (1)新合纤：新合纤与“仿真丝新材料”通常利用高异收缩混纤技术达到真丝所不能达到的合成纤维独特的丰满度，追求与真丝完全不同的独特截面形态和结构的新的真丝质地和手感。 (2)高异收缩混纤丝：是用潜在多段高收缩聚合物(收缩能在多处出现的聚合物)的高异收缩混纤维技术及坯绸到染色、整理各工序中控制收缩和丝长差的技术，使最终产品具有极高的丰满度。织物内的丝长差为异收缩混纤丝的3～5倍，具有真丝所达不到的极度丰满感和柔软感与相斥性(滑爽)，达到平衡的柔软风格、良好的缝纫性。 (3)新截面新结构丝：表11-6为几种商品具有独特截面形态和丝结构的典型仿真丝新纤维材料。 表1l-6 典型的仿真丝新纤维材料 商品名 厂商 基本技术 特征 Sillook Royal 东丽 三花瓣截面纤维 潜在多段高收缩聚合物 丝鸣,丰满度 良好的缝纫性 Mixy 尤尼吉可 多重混合控制技术 野蚕丝风格 Treview 钟纺 无规复合纺丝 自然光泽，涩感 Fontana 旭化成 M型截面复合纺丝 独特的风格与光泽(阴影效果) Criseta 三菱 特殊纤维结构的集合丝 比真丝优异的风格 涤纶长丝生产(第二版) 中国纺织出版社