变形纱讲义

绪论§1化纤变形加工概述前言天然纤维：资源有限，开发新品种：罗布麻，竹纤维，大豆纤维，甲壳素纤维。

化纤特点：再生纤维：粘胶纤维，大豆纤维，醋酸纤维；原料取自自然界，具有天然纤维性能。

合成纤维：例：涤纶：强力高，弹性恢复性好，耐摩擦，耐化学药剂，易洗快干，织物挺括，适合多种用途。

缺点：吸湿性差，易产生静电（加工中不顺利）←（纺丝油剂），织物易吸灰，舒适性较差，穿着时有湿冷感（蜡感），且沙沙响，耐热性差，无丰满感。

缺点改进：1）短纤维纺纱或与天然纤维混纺，2）开发化纤新品种：如粘胶（生产过程污染严重）−−→−改性莫旦尔（Tencel 、“天丝”）（生产过程无污染） 3）化学方法改进 4）变形加工。

一、变形加工的目的：通过各种变形加工改变长丝的性状，以改变长丝的外观，手感，服用性，使它具有仿天然纤维的性质。

二、变形加工的定义：通过机械方法或其他方法给予长丝以二维或三维的空间卷曲变形，并且用适当方法把变形加以固定，而形成永久的牢固的变形。

§2变形工艺发展及变形丝特点一、变形工艺发展1、三十年代：填塞箱法；32年：三步法，对长丝卷曲变形；长丝纱→加捻→制成筒子→高温，汽蒸，干燥→退捻→卷曲的长丝。

2、四十年代：加捻→热定型→退捻（注：用于热塑性纤维）→间歇式工艺：高膨松，高伸缩（变形弹力丝）；3、五十年代：一步法假捻变形五四年：摩擦假捻法：五十年代末：假捻变形（一步法）+热定型（2步）生产的丝是高膨松，低伸缩。

另：空气变形加工（美，杜邦公司）——长丝类似短纤纱外观。

刀刃摩擦变形法齿轮赋形法编织拆散法4、七十年代：高速纺——拉伸假捻变形空气变形加工研究——细特变形丝。

膨体法变形丝。

热气流填塞箱法。

5、我国变形丝研究从七十年代开始，起步较晚。

二、变形纱特点：1、膨松性，柔软性改善，纺织品保暖性，覆盖能力好。

2、纺织品尺寸稳定性提高，外观好。

3、改善抗起球性，抗折皱性，空变丝利于抗钩性。

4、可生产高伸缩，回复性好的丝。

5、空变丝仿毛感强，光泽柔和，膨松性好。

6、透气性，舒适性改善。

7、变形加工流程短，成本低。

§3变形纱分类及加工方法一、变形纱分类：按原料分：涤纶，丙纶，腈纶等。

按用途分：机织纱，针织纱等。

按外观形态分：平行，交络，仿短纤纱，花式纱等。

按伸缩性分：高弹丝（弹性伸长大于30%），中弹丝（20%～30%），低弹丝（10%）。

二、变形纱加工方法：1、加捻——定型——退捻：三步法；2、假捻法：转子式，摩擦式（应用占首位，生产量占85%）。

3、填塞箱法；4、刀刃摩擦变形法；5、齿轮变形法；6、编织拆散法；7、复合纤维自卷法（双组分纤维）。

8、空气变形（应用较多，占第二）9、网络变形10、热流变形11、膨体纱加工方法虽多，但基本原理是利用化学纤维的热塑性。

作业：1、阐述变形加工的目的和定义？2、变形纱加工的方法有哪些？第一章纺织材料的定型§1纺织材料定型的定义和分类一、定义：指纺织材料特定型式的结构稳定性，在外力作用下同时受到物理或化学作用，然后在应力松弛状态下达到稳定。

二、定型分析：1、定型——平衡状态——能量最小状态1）暂时定型：由低能量状态到高能量状态举例：熨烫2）永久定型：由高能量状态到低能量状态举例：百褶裙3）半永久定型：剧烈作用时，定型消失。

举例：羊毛织物的热定型。

2、动力来源：能量变化由热振动引起外力作用物理或化学的变化。

三、定型的分类：（按定型的动力来源）1）热定型（Heat setting）温度在玻璃化温度以上的→链段硬化定型温度在结晶化温度以上的→结晶定型。

2）化学方法定型（chemical setting）分子链间键合定型；化学反应形成定型；纤维之间键合。

3）冷力定型（Cold Force Setting）纤维材料在外力作用下，可以产生变形，甚至还能把这种变形固定下来。

4）摩擦定型：(Frictional setting)在任何由纤维组成的结构中，纤维之间存在一定的横向作用力，以及相应的摩擦力。

例：须条加捻→纤维间摩擦增加空气变形加工→摩擦定型原理的典型实例。

§2合成纤维热定型一、纤维的热塑性：纤维加热→温度升高→大分子间结合力弱→分子链自由运动增加→变形增加→加外力→分子间原来的结合点拆开→建立新的结合→冷却，去除外力→新的形式保存下来。

从图可知：1、当温度较低时，大分子链振动，难移动，物质表现为脆硬的玻璃态。

纤维变形能力小，模量大→玻璃态。

2、当随着温度上升，分子链较短移动，变形能力增大→皮革态。

3、温度继续上升，绝大部分分子链可移动→模量低，变形强→高弹态。

4、温度再上升，高温下，整个分子间均可位移→粘流态→表现为不可逆。

=67～81℃，但由于涤纶有大量非结晶区存在，故涤纶在常温时不表如涤纶：Tg现为脆硬的玻璃态，而有一定的柔韧性。

二、热定型加工机理：1、链段硬化定型：暂时，可逆的定型如有机玻璃：T以下脆硬，g处于高弹态（加热）T>TgT<T变形稳定（冷却）。

g2、结晶定型：（不可逆永久性定型）熔融（强力一般由结晶区承担，伸长一般由非结晶区产生）机理：使小的或不规则的结晶区局部流动而形成有规则的稍大的晶体。

注：在水的作用下，纤维热塑性增加，纤维的定型温度可降低（如烫衣服时加蒸汽）当然，热定型温度应在熔点以下。

三、影响热定型因素：1、温度：主要因素。

玻璃化温度～软化温度之间。

2、时间：需从容建立新结构。

温度和时间又有相互联系。

3、热定型方法：1）松弛式热定型：纺织材料在自由松弛的状态下进行热定型：如涤纶针织物的热水处理：消除内应力，使变形纱恢复卷曲，使柔软性，丰满性，膨松性，形态稳定性增加。

2）张紧热定型：纺织材料在给定的形状下（或有一定外力作用下）进行热定型。

如：涤纶低弹丝针织物物采用稍加张力进行定型，使织物抗皱性能，免熨烫性能，防起毛起球性能增加。

如服装的折痕熨烫。

作业：1、何谓纺织材料的定型？定型的方式有哪几种？并作简要说明？2、什么叫纤维的热塑性？并画出线性非结晶高聚物的热拉伸曲线？第二章假捻定型§1假捻定型一、假捻定型：在加捻区域内加入加热器，并一面退捻，使加捻—热定型—退捻三个基本工序连续化。

二、高弹丝的加工1、工艺流程：（高弹变形加工）如图：将由许多根单丝组成的复丝进行加捻，使各根单丝呈螺旋卷曲状态并进行热定型，然后将复丝反向旋转，进行退捻。

由于在加捻定型后，各根单丝的形态已固定，所以虽复丝全数退捻，而各单丝的螺旋卷曲形态仍保留在复丝中，从而改善长丝的外观，提高丝束的膨松性和弹性，成为具有高伸缩性，高膨松性的假捻变形纱，俗称高弹丝。

即长丝（由单丝组成的复丝）→加捻（螺旋卷曲形态）→热定型→退捻（反向螺旋卷曲形态）→卷绕2、特点：伸长率高，残余扭矩大，织物结构不稳定，一般作针织内衣，不作机织物（外衣）。

如锦纶。

三、低弹丝的加工工艺流程：（低弹变形加工）在高弹变形加工的基础上将高弹丝再以超喂的形式送入第二热箱，经第二次热箱定型后，可消除伸长变形阻力较小的卷曲部分，而保留了变形阻力大的细而牢的卷曲部分。

这种经两次热定型方法加工获得的假捻变形纱，俗称低弹丝。

→（松驰热定型，降低卷缩率，提高卷曲稳定性→低弹丝。

）注：低弹丝的卷曲性能：由第一热箱的假捻变形条件（假捻数和热定型条件）决定。

低弹丝的卷曲稳定性：由第二热箱的定型条件和超喂率（对卷曲的消除效果）决定。

四、高弹丝和低弹丝加工比较：高弹丝加工：一级热箱，接触式加热，拉紧状态进行热定型。

低弹丝加工：二级热箱，第二热箱为非接触式加热，松弛热定型。

高弹丝和低弹丝性能比较：§2 加捻装置一、转子式假捻器：图2-3转子式假捻装置示意图图2-4横销附近丝条加捻图1、流程：复丝→（假捻装置，在横销上绕一或两圈）→输出。

2、原理：横销回转给纱条加上假捻当T增加，ｕ增加→M增加（摩擦力矩增加）。

为了加大摩擦力矩，可增大丝在横销上的绕圈数（简单易行）转子式假捻器转速目前最高达40万转，但噪音大，能耗大。

3、特点：加捻时不打滑，假捻均匀，丝质优，但噪音大，成本高。

二、摩擦盘式假捻器：1、原理：摩擦力是由丝条张力和盘的曲率产生。

丝条在摩擦盘表面要有一定挠曲，摩擦盘与丝前进方向夹角φ，且丝条有张力。

2、流程如图：图2-5摩擦盘加捻的基本条件图2-6摩擦盘的排列1-擦盘；2-丝条；T1,T2张力；P-正压力被加捻的丝在三组摩擦盘交叉形成的弧边三角形区域内沿着各个摩擦盘的部分表面曲折前进。

3、特点：能耗低，产量高，噪音低，但打滑率高，加捻效率较低（30～50%）（加工捻度有一定范围）加工的原丝损伤大，“雪花“多。

三、皮圈式假捻器：1、流程：皮圈式摩擦假捻器有两根互相交叉为一定角度的皮圈构成，皮圈运转时，夹在皮圈之间运行的条获得假捻。

图2-7皮圈式摩擦假捻器工作原理2、原理：被加工的丝条被两根交叉皮圈夹住，故水平方向的分速度施加给丝条加捻力，使丝条获得旋转，而垂直方向的分速度给丝条向前输送力。

→摩擦力是由皮圈的压力产生的，与丝条张力无关。

3、特点：速度高，对丝的损伤小，（加捻和缓），不产生“雪花”。

加工范围广。

但：皮圈寿命短，易磨损，新旧皮圈加工效果差异大等缺点。

四、搓环式假捻器：1、流程如图：由两只转动的圆盘组成，其中一只为硬质盘，另一只是软质盘，在软盘的背后借助压缩空气，将软盘压向硬质盘。

变形加工时，两盘旋转方向相反，改变摩擦环的角度，就能改变加捻角，如PET加工时，加捻角为60℃；图2-8搓环式（Ring）假捻器2、原理：丝束在两摩擦环的表面之间作无打滑地转动，摩擦力。

3、特点：对丝的损伤小，不产生“雪花”。

速度快。

打滑少，捻度高，膨松性，卷曲性好。

圈环直径大，转速可低，机器噪音小，振动小。

丝强伸性高，断头少。

§3 加热器一、加热器分类：接触式：加热效率高，但丝条易磨损，油剂对加热器腐蚀较大。

非接触式：加捻效率低，但有利于低张力下的处理。

二、加热法：电加热器、蒸汽加热、激光加热三、传热分析时间和温度加热区要有充足时间，使丝条温度达到软化温度，使大分子运动加剧，松弛分子间的结合，使产生变形的内应力松弛。

冷却要有充足时间，以冷却到玻璃化温度以下。

§4 假捻变形工艺一、高弹丝加工工艺：“四T ”工艺。

1、捻度TT 高，变形卷曲细密，外观蓬松，手感柔软，但易断头。

T 低，变形卷曲稀疏，卷曲螺距大，外观毛糙，蓬松性差，但断头少。

经验：假捻变形纱：捻回角为40°～48° 经验公式：DT ρθtan 26800=θ——捻回角 ρ——比重（g/cm 3） D ——旦注：计算是第一步，往往还需根据断头，毛丝等情况以及丝的卷曲性能进行调整。

2、张力T ： 决定于超喂率：若加捻区和退捻区张力稍低些，变形纱卷曲直径大而细密，蓬松性和集束性好，染色性好，丝磨损少，但过低，会使气圈变大，导致张力波动，捻度不匀，一般T 在0.7～0.22CN/dtex ，超喂率在2～4%。