第1章 变纱纱的发展与加工

变纱纱与花式线主讲：张尚勇博士联系方式Q:313598106电子邮箱：shangyong027@办公地址：纺织与材料学院S503（西配楼）

2/26/20241纺织与材料学院课程简介课程代码：01100010课程中文名称：变形纱与花式线课程英文名称：TexturedYarns&FancyYarns适用专业：纺织工程、服装工程与设计课程适用层次：A：本科课程性质：专业选修课(限选课)总学时：32理论学时：26实验（或上机）学时：6学分：2学分2/26/20242纺织与材料学院一、课程的目的与要求了解变形纱的加工原理与基本过程，掌握常见卷曲变形加工的方法、工艺特点与关键部件，变形效果的分析以及变形工艺参数对成纱结构和性能的影响，了解变形纱的最新发展。了解花式线的种类，并掌握常见花式线品种的纺制原理、工艺过程与花式线设计方法及其特性，拓宽学生的专业知识面。2/26/20243纺织与材料学院二、学时分配变形纱：16学时（张尚勇）花式线：16学时（叶汶祥）2/26/20244纺织与材料学院三、选用教材：（1）王善元主编，《变形纱》，上海科学技术出版社，1992年。（2）花式纱线开发与应用，周惠煜,曾保宁,刘树楷编著.北京：中国纺织工业出版社，2008。（3）新型纺纱与花式纱线（下），肖丰主编中国纺织出版社，2008(3)R.H.GongandR.M.Wright,Fancyyarns-Theirmanufactureandapplication.WoodheadPublishingLimitedCambridgeEngland,20022/26/20245纺织与材料学院第一部分变形纱——Textured(Bulked)yarns一、变形纱概念:

传统认为它是花式纱线（fancyyarns）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，纱的结构可以是简单的长丝，也可是复杂的结构。2/26/20246纺织与材料学院变形纱的几个特征：1．原料：一般用热塑性的合成纤维、长丝（网络丝例外）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

2/26/20247纺织与材料学院二、常见英文词汇（缩略语）

1．UDY——Undrawnyarn未拉伸丝

2．POY——Pre-orientedyarn预取问丝，3．DTY——Drawtexturedyarn假捻变形纱，（高弹丝）4．FDY——Fully-orientedyarn全拉伸丝，（低弹丝）5．POY—DTY拉伸—假捻变形纱6．ATY——Airtexturedyarn空气变形丝2/26/20248纺织与材料学院7．BCF—Bulkedcontinuousfilament膨化变形长丝（热流变形工艺）

8．SBC—Stuffer-BoxCrimper填塞箱法

9．Interlacedyarn----网络丝或交络丝

10.STY—StretchTexturedYarn（伸缩变形纱）

11.BTY—BulkTexturedYarn(膨体变形纱)

12.TTY---ThickandThinYarn(竹节丝)2/26/20249纺织与材料学院第一章化学纤维变形加工概述第一节

化学纤维变形加工的发展2/26/202410纺织与材料学院

1905年，英国SamuelCourtauld&Co.ltd公司获得粘胶加工工艺的专利，这是作为纺织纤维的化纤(man-madefiber再生纤维)之开始。化学纤维（syntheticfiber合成）的出现是在上个世纪30年代。1938年美国杜邦公司和英国同时合成了聚酰胺纤维:尼纶（NYLON）。一、化纤与变形纱的发展2/26/202411纺织与材料学院化纤有两大类（man-madefiber,syntheticfiber）再生纤维素：Regeneratedcellulosicfiber粘胶人造丝：ViscoseRayon（filament）和溶剂法和离子液法合成纤维：醋酯长丝：AcetateFilament(staple,短纤)聚酰胺纤维：Polyamidefibers（nylon,尼纶，锦纶）聚酯纤维：Polyesterfilamentyarnandstaplefiber

（PET，涤纶）聚丙烯腈纤维：Acrylicfiber（亚克力，腈纶）聚氨基甲酸酯纤维：ElastomericorSpandexFibers（氨纶，莱卡）聚乙烯醇纤维：PolyvinylAlcoholfiber（维纶）聚氯乙烯纤维：chloroFiber（氯纶）其它纤维：芳纶（碳纤维）2/26/202412纺织与材料学院合成纤维与人造纤维（粘胶）相比：优点：生产过程无空气和水源的污染（CS2）缺点：吸湿性、卫生性、耐热性、静电性能、不能降解解决途径：1.异形纤维2.超细纤维3.复合纤维4.变形加工5.物理或化学改性加工6.长丝短纤维复合2/26/202413纺织与材料学院近年来化纤长丝迅速发展，产量超过了短纤产量。原因主要有：

1．长丝不必纺纱，可直接用于织造，省去纺部投资与劳动力。

2．高效无梭织机、经、纬编机及后整理设备的发展。

3．长丝生产技术的进步，如超高速给丝技术，纺丝速度由原来的1000m/min到4000m/min以上。2/26/202414纺织与材料学院纺丝变形工艺的进步：

三步法：低速纺丝—拉伸加捻—变形加工

二步法：高速纺丝—拉伸变形

一步法：纺丝拉伸变形2/26/202415纺织与材料学院二、变形纱的发展变形纱的出现，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松性能，象棉、细羊毛一样，使制品具有丰满和保暖的性能。长丝通过各种变形加工，克服了长丝纱的不足之处，具有短纤纱的许多特点（如膨胀性、保暖性），同时降低了投资与成本，提高了产品质量和生产效率，扩大了长丝纱的用途。2/26/202416纺织与材料学院30年代，美国Smith&Sons地毯公司采用填塞箱法（stufferBox）USP2311174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（1932年申请，并命名为Nigrila,商业名）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。2/26/202417纺织与材料学院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——退捻的间歇式变形工艺（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。2/26/202418纺织与材料学院随后英国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。（FalseTwistTexturing），50年代工业化生产，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：WoolieNylon。2/26/202419纺织与材料学院1958年，英国BritishNylonSpinner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）。

2/26/202420纺织与材料学院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（AirJetTexturedyarn-ATY），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和丝卷形状，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。

2/26/202421纺织与材料学院刀刃擦过变形加工法（Edge-crimping）

-阿吉纶英国1943年发明刀刃擦过变形加工法（Edge-crimping）如图1-1所示。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，内侧受压而取向度低（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。2/26/202422纺织与材料学院2/26/202423纺织与材料学院·齿轮赋形变形法（B-X-F）

技术关键:一对紧密咬合的加热赋形齿轮，赋形的同时加热定型，产生永久性的波纹。

选用不同规格的齿轮，可产生不同波形和卷曲频率的Texturedyarn图1-2，可做针织外衣、运动衫2/26/202424纺织与材料学院·编织拆散法：

长丝→针织（圆筒织物）→加热定型→拆解编结→准卷曲结构的变形纱（脱圈纱）

图1-32/26/202425纺织与材料学院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”（yarnRevolution）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发展.各种新颖的变形纱如丝圈纱、绒毛纱、包芯纱、多层纱、竹节丝等均得以开发。2/26/202426纺织与材料学院新型簇绒地毯（TUFT）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Dupont、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-Bulkedcontinuousfilament/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。

2/26/202427纺织与材料学院变形纱的种类：目前尚无分类标准1．一般按变形加工方法分：（1）假捻变形纱：高弹性DTY、低弹性（FDY）（2）空气变形纱：ATY（3）膨化变形纱：BCF（4）网络丝：（5）晴纶膨体纱：2/26/202428纺织与材料学院（6）复合（新）变形纱（多重变形纱）①多异多重复变丝②间断网络丝③竹节丝④混捻假捻丝⑤不均匀牵伸丝⑥混纤牵伸丝2/26/202429纺织与材料学院2．按原料分：（1）涤纶（聚酯）变形纱（2）锦纶变形纱（3）丙纶变形纱（4）晴纶膨胀纱3．按结构分（1）简单变形丝（2）复杂变形纱：如三异变形丝（异纤度、异截面、异收缩）皮芯丝等。

2/26/202430纺织与材料学院第二节纤维卷曲变形加工的目的

--产品开发一、基本目的——仿真绝大多数天然纤维具有卷曲或转曲的形态。如羊毛、棉等，这种纤维抱合力好，有利纺纱；膨松性好，对产品的服用性能（如膨松感、丰满度、保暖性、柔软性、稳定性、透气性）有很大影响。※短纤维仿真天然纤维或化学短纤维通过不同的纺纱系统进行纯纺或混纺也可以得到手感丰满、膨松的短纤维纱。这些性质主要是通过短纤维的复杂排列及毛羽、弯曲等，使纱中存有空隙，或有毛绒感、柔软感。2/26/202431纺织与材料学院合纤织物的优缺点：合纤织物的优缺点：长丝，如合成纤维中的涤纶、锦纶、晴纶具有高强、高弹、耐反复变形、耐磨擦、经久耐用、易洗快干等优点。但由于其表面光滑，截面圆形及在纱中相互紧密，伸直平行排列，织成的织物手感滑溜、贴身穿冷湿而粘滑，不透气，闷热，缺乏天然纤维的那种保暖性、舒适感和尺寸稳定性。卷曲变形加工:为了取长补短，通过改变长丝（纤维）在长度方向上的形状，改善它们的膨松性，这就叫卷曲变形加工，简称变形加工。

2/26/202432纺织与材料学院变形加工定义：指通过机械或其它作用使长丝（纤维）具有二度或三度（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。

2/26/202433纺织与材料学院变形纱还具有以下特点：1．改善织物的保暖性和覆盖能力。2．尺寸稳定性高，保形性好，外观效果好。3．改善抗起球、抗折皱、抗钩丝性；一定程度改善4．做高伸长、回复性好的针织内衣、袜子，合体。5．毛型感强、光泽柔和、膨松感好。6．纱中孔隙多，改善透气性，贮存水分，一定程序改善舒适性。7．合纤变形纱具有高强、韧性、耐磨，耐用，易洗快干的特点。

2/26/202434纺织与材料学院二、变形纱产品开发

1．用途：变形纱由于受加工方法和其性能的制约，最初应用范围并不广，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。2/26/202435纺织与材料学院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。2/26/202436纺织与材料学院“军港纶”军港纶实际是新型多异多重复合变形丝纺毛织物，（wool-likefabricofmulti-differentialmulti-texturedfilaments）（具体见文献：马海青的论文），其特点是：采用多异单丝：异单丝纤度、异截面、异热收缩率、异抗弯刚度、异拉伸模量等特征的“多异”涤纶长丝。经过多种复合变形技术（如空气变形、网络变形技术等），织成的织物具有类似羊毛织物“内松外紧”的结构特征，手感有毛织物“挺、弹、滑、爽”的手感。织物保形性好、透气性好，不易起毛起球，弹性好，活络感强。其它有涤纶仿真丝绸，如廖添益博士完成的网络丝涤纶仿真丝织物1994年获湖北省科技进步一等奖。

2/26/202437纺织与材料学院2．变形纱产品的开发

服装用变形纱产品以素色织物为主。织物组织以平纹为主，也有平纹变化组织和斜纹，缎纹与提花织物图少见。在开发产品时主要在原料配置、经纬纱粗细及密度的设计上下功夫。2/26/202438纺织与材料学院开发变形丝新产品主要体现在以下三个字：（1）新：产品要有新的面貌，外观新、手感新、原料新、结构新，如能产生竹节效果，色条和色格效果，这才是有新意的产品。（2）异：这是变形纱的最大优势，充分利用它的异色、异缩、异外观的异式特性。（3）仿；仿真，从光泽、手感、纱线毛羽及结构（捻度、空隙）等做出仿毛、麻、丝绸的面料。2/26/202439纺织与材料学院结论：

只要在“新、异、仿”三个字上反复研究，认真分析消费群体的心理需要，并结合面料的发展潮流，就一定能设计出适销对路的变形纱新产品。2/26/202440纺织与材料学院思考题：1、变形纱的特征是什么？如何分类？2、说明变形加工的定义和目的。3、查资料，举例说明一种变形纱的方法。4、为什么纺织业的发展要依靠产业升级与产品更新的方式？2/26/202441纺织与材料学院构建和谐可持续发展纺服供应链

孙瑞哲

中国纺织经济信息网20080904

一、中国纺织产业的现状与问题对于中国纺织产业面临的挑战，需要跳出产业生产的范围来进行分析。通过以下一些数据来分析世界和中国纺织服装产业的现状(图1)。2/26/202442纺织与材料学院2/26/202443纺织与材料学院2/26/202444纺织与材料学院2/26/202445纺织与材料学院2007年中国GDP占世界的4%；中国产品出口占世界的5.9%；中国总人口占世界的20%；2007年世界人均纤维消费量为10.9kg，中国14.6kg（高34%），2008年达到15kg，高出世界平均水平36%。中国拥有庞大、快速发展的纺织品服装内需市场，已经成为产业发展的主要动力源泉。2/26/202446纺织与材料学院2007年全球纤维消费总量约7840万t。中国纺织产业的纤维加工量3530万t，占全球纤维消费的45%。2002年以来，中国纤维加工量以15%的速度递增(图2)。毫无疑问，中国是世界纺织服装供应链中最重要的制造中心。

2/26/202447纺织与材料学院在投资方面，据ITMF(世界纺织制造商联合会)统计:2007年中国纺织业新投资规模：606万锭环锭纺设备，占世界的47%29.2万头转杯纺，占世界的51%4.62万台无梭织机，占世界的68%；1.8万台针织圆机，占世界的68%。中国仍然是世界纺织业投资的焦点。

2/26/202448纺织与材料学院在市场占有率方面，2006年中国占据了国际纺织品出口市场的22.3%，服装出口市场的30.6%。在产品价格方面，据美国海关统计，2007年美国进口中国纺织品的平均价格1.51美元/m2，是从世界各国进口平均价格1.81美元/m2的83%。可见中国纺织服装出口产品的附加值和档次仍有提升的空间。2/26/202449纺织与材料学院在价值创造方面：2007年美国纺织服装产值是990亿美元，就业人数55万人，人均产出18万美元；中国规模以上纺织企业总产值是4190亿美元，就业人数1069万人，人均产出3.9万美元。2/26/202450纺织与材料学院在产业资本结构方面，中国纺织服装业正向多元化方向发展。1980年纺织服装业中，国有资本占80%以上(图3)，现在海外资本、外资企业占中国纺织服装业近1/4，出口占40%以上，民营资本占据主导地位。据海关统计，2008年一季度，纺织三资企业出口129亿美元，占全国纺织出口的34.4%。2/26/202451纺织与材料学院中国纺织产业的重要优势产业链配套能力；产业资本结构的调整，民营资本的注入和海外资本在资本结构中占有重要的位置，大大提高了产业的活力；中国纺织产业过去就有的成本比较优势。这三大优势构成了中国纺织产业的核心竞争力。2/26/202452纺织与材料学院我国纺织服装产业也面临严峻挑战挑战主要是：金融危机导致出口萎缩，宏观调控政策如汇率、利率、税率（出口退税率）变化所带来的压力成本剧增，包括国家法律政策等使生产要素成本的上升。结论（三个机遇）：提升行业产业集中度和创新集成度，即市场份额和利润向优秀企业集中；由过去的成本导向向价值导向转变；由过去的出口为导向向扩大内需转变；还要考虑产业发展的深层次问题，例如质量保证体系、产业健康可持续发展、企业社会责任、环境等问题。2/26/202453纺织与材料学院产业升级是纺织行业科学发展的根本1、提高中国纺织行业自主创新能力，形成一批具有自主知识产权、有一定国际影响力的技术和品牌；通过质量、品牌和快速反应能力控制最终消费市场.2、进一步优化产业结构，整体技术装备水平大幅提高；依靠科技进步改变单纯靠规模扩大和数量增长的方式。3、大力调整原料和产品结构：发展产业用纺织品;麻类、毛类、再生纤维类应当加快发展;4、限制和淘汰低效率、高能耗、高污染的低水平初加工能力得到有效节能降耗、环境保护取得实质性进展；总之：在更高层次上形成以质量、创新和快速反应为主体的产业竞争优势，构筑起符合走新型工业化道路要求的产业发展模式。2/26/202454纺织与材料学院根据中国海关公布的数据显示，2008年1~7月全国纺织品服装出口增速延续上半年走势，继续放缓，累计出口1029.09亿美元，同比增长10.39%，增速处历年低位。由于三季度是纺织服装行业出口的旺盛期，态势能否在后续几月得到逆转，全年出口能否保持两位数增长，都有待观望。

2/26/202455纺织与材料学院2008年1～7月纺织品服装出口情况（单位：亿美元，%）

2/26/202456纺织与材料学院2008年1～7月纺织品服装出口市场情况（单位：亿美元，%）

2/26/202457纺织与材料学院加快纺织产业升级

实现纺织行业的可持续发展

一、

中国纺织工业的现状2004年世界纤维加工总量：6744万吨，+6.7%纺织人均10.5KG/人（6744万吨/64.1亿人）其中：化纤纤维：3798万吨棉毛丝：2410万吨

6.6%各种麻类：536万吨–1.1%世界纤维产量近15年平均总增长率：2.7%天然纤维增长率：0.4%2/26/202458纺织与材料学院2006年我国主要纤维产品加工量

总加工量：3070万吨（2004年：2416万吨占全球35.8%）化纤用量：2025（2004：1556万吨）棉纱产量：1740万吨我国人均纤维消费量：》15KG/人（

2004：13）2/26/202459纺织与材料学院三大类最终消费产品的结构比例：服装：54.74%家用纺织品：32.28%产业用纺织品：13.25%2/26/202460纺织与材料学院我国2006年纺织品服装出