变形线的起源与发展.doc

纺织论文

变形纱与花式纱

学生姓名 吴宏波
学 号 0406120128
系 别 服装与艺术系
专业班级 纺工1201
填写日期 2014.11.11

变形纱工艺的起源与发展
摘要：变形纱生产过程、工艺、结构、性能；变形纱的基本概念和变形机理；变形纱的发展历史；变形纱的加工方法和工艺特点；定型效果及变形工艺对成纱结构、性能的影响；变形纱的最新发展趋势；
关键字：基本概念 工艺特点 历史 加工方法 特点和产业用途
前言：变形纱概念:传统认为它是花式纱线（fancy yarns）的一种，现在被定义为一组特别的纱线或长丝，（在生产过程中经过了特殊的处理，如加热、冷却）。变形纱主要由长丝纤维构成，纱结构可以是简单的长丝，也可是复杂的结构。
变形纱的特征：1．原料：一般用热塑性的合成纤维、长丝2．加工：经过了机械物理等其它方式的变形加工，改变原有长丝的平行排列方式3．纱的外表：沿轴向分布有二维或三维的卷曲变形（卷曲，丝圈，丝孤，波纹）4．纱的性能：以一定方式加固长丝，变形丝有一定的强伸性能
变形纱的起源：变形纱的出现，最初只是为了通过改变纤维材料的几何性状来增加纤维的膨胀松性能，象棉、细羊毛一样，使制品具丰满和保暖的性能。
早在30年代，美国Smith & Sons地毯公司采用填塞箱法（stuffer Box）USP 2311174技术改善了南美羊毛的卷曲性能。
1932年，瑞士的Heberlein发明了人造长丝纱的变形加工方法，取得了人造丝卷曲变形的第一个专利DP618050
40年代随着热塑性合成纤维（尼纶、涤纶）的工业化生产应用，变性纱才得以迅速发展。因为合成纤维具有热塑性，其长丝在机械作用下通过“变形—热定型”来改变纤维内大分子排列结构，并控制热定型工艺能—获得卷曲效果理想的变形纱。随后英国Celanise公司提出的两步法变形，及一步法变形加工方法---假捻变形加工方法。（False Twist Texturing）， 50年代工业生产，并逐步替代古典三步法的变形加工方法。其特点：工序短，成本低，一步完成。
1951年日本东丽公司采用假捻变形工艺生产的聚酰胺变形纱，商品名为：Woolie Nylon。
50年代，瑞士、美国和日本的公司对聚酰胺长丝进行加捻——热定型——退捻的间歇式工艺（古典法）此法可在具有“汽蒸釜”的任何加捻设备上进行。缺点：工序多、成本高，生产率低。
美国杜邦公司首创空气变型加工方法（USP2783609），主要加工中、粗特纱，做装饰织物和地毯。空气变形纱（Air Jet Textured yarn-ATY），亦称Taslan(塔斯纶)，它是利用空气喷射的紊流效果，对超喂的长丝形成不规则的纠结丝卷形状，外观类似于短纤纱特点并赋予膨松性的变形技术。ATY缺点：喷嘴结构复杂、变形加工速度慢、压缩空气消耗量大、成本高。
英国1943年发明刀刃擦过变形加工法（Edge-crimping）技术关键是刀刃的曲率半径小原理：受热长丝因刀刃刮擦、内外侧大分子受压（拉）而改变大分子取向度，内侧受压而低（外拉高），冷却后，长丝保持一种卷曲状态。1.67Tex复丝变形纱可用于生产女性弹力袜
1958年，英国British Nylon Spinner公司研制了摩擦式假捻器，并和英国Hobourn公司研制了第一台摩擦式假捻变形纱机。
1959年英国帝国化学公司生产出高膨松性，低伸缩性的假捻变形纱（聚酰），方法是采用二次热定型（箱）。
变形纱的根本性变革是在70年代“高速纺——拉伸加捻变形（POY-DTY）”的出现。被称为“纱的革命”（yarn Revolution）的一个重要组成部分。POY-DTY工艺能缩短生产工序，提高产量，降低生产成本，提高产品质量，当时很快在全世界推广。
空气变形纱70年代也随着喷嘴的改进而大力发展起来，各种新颖的变形纱如丝卷纱、绒毛纱、包芯纱、多层纱、竹节丝等均得以开发。新型簇绒地毯原料市场也发生了很大变化，羊毛价格昂贵，合纤地毯变形纱需求不断增加。美国Du pont、英国商人及法国、德国都先后用“纺丝、拉伸、变形”一步法加工出膨体长丝纱（BCF-Bulked continuous filament/yarn）用做地毯纱。
变形纱的产量因变形加工技术的发展而不断增长。
变形加工定义和方法
指通过机械或其它作用给予长丝（纤维）二度或三度（维）空间的卷曲变形，并用适当的方法（如热定型或气流的作用）加以固定，进而改变了原来长丝（filaments）间相互平行排列状态。效果：几何结构及原有的排列发生改变，改善了织物的服用性能，扩大了长丝的应用范围。简化工序、提高效率:不用切断或拉断成短纤，再纺纱织布。
空气变形的改进：涤纶长丝大部分为poy，因此任何一种合适市场的变形工艺都要涵盖poy牵伸工序。假捻变形将变形工序和牵伸过程相结合，空气拉伸变形可在空气变形之前进行拉伸。最常见的是在两拉伸罗拉之间加装热箱。poy经拉伸后进行空气变形。空气变形工艺一般不需要热定形，加装热箱的主要目的是降低空气变形纱的残余应力和热收缩。空气变形纱较假捻变形纱更为紧密，因此，热定形作用不显著。喷嘴有两种基本类型，轴向和径向。第一类空气变形喷嘴为轴向式，商品名为塔斯纶，有杜邦公司发明。第二类空气变形喷嘴为径向式，由Czechoslovakia发明。随着化纤的发展和为了适应细旦，微细旦以及超细旦长丝的要求，Heberlein公司发明了多种新型喷嘴，变形速度高达1000米每分钟，成纱紧密，均匀，具有较高的成纱稳定性，且适合细旦和微细旦长丝的变形加工。空气变形加工的质量监控系统Barcoprofile包括在线检测直径的变异系数，纱线线密度以及粗细节的探测和分级等。Barcoprofile还包括最终产品的监控能力。
热流变形：羊毛地毯昂贵，只在有限范围内应用。合成纤维也广泛应用于地毯制造业。因此，需要大量合成纤维地毯纱来满足新型地毯的发展需求。纺丝和拉伸变形两步法工艺以及纺丝—拉伸—变形一步法工艺已经用来生产用作地毯用纱的膨松连续长丝。热流变形的原理是：利用热空气射流或者过热蒸汽使喂入纱塑化，并将喂入纱吹入填塞管形成丝塞，同时进行定形。连续热流变形适用于生产高特纱，变形速度高，对长丝的机械损伤小，已为广泛应用。
多重变形：假捻变形纱中的长丝基本属规则螺旋结构，形成的织物具有高伸长，膨松，覆盖能力大和保暖性好等优点，但仍然存在极光，且手感不如羊毛织物。空气变形纱的表面分布着许多丝圈，纱芯则为小辫子或者单丝平行排列；形成的织物具有较高的膨松度，覆盖能力与保暖性，且光泽柔和。但是由于空气变形纱的刚度较大，因此织物手感粗糙。为了进一步改善变形纱的结构,性能与织物手感，多重变形逐渐形成并得到发展。多重变形工艺可以包括以下几种方法：（1）假捻变形（或者热流变形）与网络变形组合；（2）假捻变形与空气变形组合；（3）倍捻与假捻变形组合；（4）异收缩变形与假捻变形或空气变形组合；（5）细观变形。

变形纱还具有的特点：改善织物的保暖性和覆盖能力；尺寸稳定性高，保形性好，外观效果好；改善抗起球、抗折皱、抗钩丝性；一定程度改善；做高伸长、回复性好的针织内衣、袜子，适合体形；毛型感强、光泽柔和、膨松感好；纱中孔隙多，改善透气性，贮存水分，一定程序改善舒适性；合纤变形纱具有高强、韧性、耐磨，耐用，易洗快干的特点。
变形纱产品开发用途：应用一般讲早期变形纱由于受加工方法和其性能的制约，应用范围并不广，如：锦纶弹力丝用于制袜或内衣、涤纶弹力丝多用于外衣、运动服、丙纶膨化变形丝用于家用织物或地毯、腈纶膨体纱用作针织内衣、外衣、毛线、毛毯等。
目前变形纱的种类繁多，性能优良，主要用途是仿天然纤维面料。如:仿毛变形纱：美国杜邦推出的“Taslan”空气变形纱，日本东丽推出的“Milpa” ，中国推出的“军港纶”等系列化纤纺毛产品（wool-like）达到了“仿毛象毛，仿毛胜毛，以假乱真”的效果。

参考文献：
1．王善元主编，《变形纱》，上海科学技术出版社，1992年
2．樱田一郎著，[U]，《纤维的化学》，纺织业出版社，1982
3．安 胜三，奈良宽久，（日本）合成纤维长丝加工手册，纺织工业出版社
4．吴大诚等编，《合成纤维熔体纺丝》，纺织工业出版社，1980
5．薛金秋主编，《化纤机械》，中国纺织出版社，1999.9
6．化学纤维词典，纺织工业出版社
7．姚穆，《纺织材料学》第二版，1988.8，中国纺织出版社
8．“纺织学报”，《合成纤维》，《合成纤维工业》，《国外纺织技术》
9、 化学纤维词典，纺织工业出版社