PTT短纤维可纺性研究及产品开发
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摘要
随着消费品位的不断提高，消费者对服用制品的弹性要求日见迫切。当今世界上应用最广泛的弹性纤维是氨纶，其优越的弹性，是其他纤维制品所无法替代的。但由于氨纶价格昂贵、生产投资大、纺纱工艺复杂、消耗大和有些织物并不需要如此高弹性等原因，有必要研究开发价格便宜、低弹性纤维的纱和织物来满足市场要求。
本课题以PTT短纤维及其纱线为主要研究对象。PTT纤维是改性涤纶的一种，其弹性介于氨纶和常规涤纶之间。在合成纤维中，聚酯纤维具有一定的弹性，它以其优良的性能和低廉的价格成为合纤的第一品种，其中PET纤维和PBT纤维早已经大量工业化生产和广泛应用。PTT纤维兼具二者的优点，是一种由新型的改性聚酯树脂制成的纤维。PTT纤维综合了PET纤维的刚性和PBT纤维的柔性，特别是他优异的回弹性和易染性，已引起纤维材料界的瞩目。
本课题主要做了如下的研究工作：
1 调查分析了PTT短纤维开发的可行性及市场意义。
2 对PTT短纤维拉伸及弹性性能进行测试，并与常规PET短纤维进行比较再次确定了PTT短纤维可纺性开发的可行性。同时确立了适合PTT短纤维的三元件松弛力学模型参数，并绘制了模拟松弛曲线。
3 对PTT短纤维进行了数次试纺。测试比较了纱线质量指标，外观形态、分析研究了试纺工艺，确定了最大混纺比。测试了PTT短纤维梳棉机道夫转移率、初步探索了适合PTT短纤维纺的锡林齿条前角的定量计算，以期最终提高PTT短纤维纱条干均匀度。
4 测试分析了数次试纺的PTT短纤纱的拉伸性能，分析比较了拉伸曲线，并用手动加捻的方法测试了不同捻度PTT短纤纱的拉伸性能，确立了临界捻度。
5 对最后一次试纺的PTT短纤维纱进行数次试织。通过调整经纬密度，改变经纱上浆浆料，改变后整理温度，染色条件等，测试了其织物的弹性性能，寻找影响PTT织物弹性的因素。
东华大学硕士学位论文
摘要
通过多项实验研究与理论分析，得出如下结论:
IPTT短纤维的弹性性能远高于普通PET纤维，具有开发前景。
2100%PTT短纤纱最能充分实现PTT短纤维的弹性性能，但在纺纱
过程中要采取相应的措施解决PTT短纤维静电大的问题。在PTT短纤维
与其他纤维混纺时，当PTT的混纺比不低于70%时，混纺纱线能体现PTT
短纤维的弹性。
3确立了临界捻度。均值拟合和整体拟合的结果是具有一致性的，
临界捻系数都在370附近。PTT短纤纱断裂强力的极大值为206CN;断
裂伸长率的极大值为24.3%。
4PTT织物的开发中，最佳选择是PTT纯纺纱线做纬纱，与其它成
分纱线进行交织。而在对试织织物进行水浴处理后，其断裂强力和断裂
伸长率均有所提高，从处理结果还可以看出，60℃一65℃是样布弹性增
强的一个分界点。在60℃一65℃样布的断裂伸长率提高幅度很大，而且
在该温度以后，样布断裂伸长率基本稳定。这为后整理提供了一个参考
温度。
总的来说，PTT短纤维纱线的可纺性研究是成功的，但在对PTT织
物弹性恢复上，有待进一步研究。希望本课题的工作对今后进一步的理
论研究及实际生产有参考价值。
With increasing requirement of customers, elasticity is becoming an essential element for wider range of clothes. Today spandex is the most widely used material in the world because of its excellent elasticity. Owing to the high price, big investment, the complicated spinning process and other reasons, it is necessary to develop the lower elastic yarn and fabric to satisfy the requirement of customer.
This thesis mainly studies the PTT (polytrimethylene terephthalate) cut fiber, which is one kind of modified polyester. Its elasticity is lower than that of spandex but higher than that of PET. Among the synthetic fibers, polyester becomes the first breed of synthetic fiber because of its excellent performance and lower price. PET and PBT have already been industry produced and widely used. PTT cut fiber integrate the rigidity of PET and suppleness of PBT. More attention has been paid to PTT for its' excellent flexibility and chromatophile.
The main studies of this thesis are as follows:
1 Diagnosed the developing possibility of PTT cut fiber
2 Tested the strength/elongation of PTT and compared it with that of PET. Established the suitable model to describe the stress relaxation of PTT and got the relation between strain-stress and time.
3 By some experiments on spinning with PTT short fiber and testing its strength/elongation property, tentative probes into the spinning ability of PTT short fiber. The minimum-blending ratio of PTT is 70% in term of elasticity.
4 Tested the doff transfer rate of the carding machine, analysised the force
exerted on the fiber under carding process, and then calculated the front angle
of wire clothing on cylinder.
5 With the method of twisting and untwisting, try to find the critical twist
factor.
6 By adjusting the density of fabric, finishing temperature and dying condition, found out the factors that affect the fabric's elasticity.
According to analysis above, derived the following conclusions.
1 The minimum-blending ratio of PTT is 70% in term of elasticity. But the best elasticity results are obtained by using 100%PTT staple fibers.
2 By regression analysis, found the maximum critical twist factor on about 370.
3 It is more advisable to use PTT staple yarn as warp. Strength and elongation at breaking point of the PTT fabric will increase with the finishing temperature. But after 60-65the strength and elongation at breaking point of the PTT fabric are stabilized.
Generally, it is successful in the spinning of PTT cut fibers, but still need to do more research on PTT fabric's elasticity. Wish my work will do some favor to further study.
本课题以PTT短纤维及其纱线为主要研究对象。PTT纤维是改性涤纶的一种，其弹性介于氨纶和常规涤纶之间。在合成纤维中，聚酯纤维具有一定的弹性，它以其优良的性能和低廉的价格成为合纤的第一品种，其中PET纤维和PBT纤维早已经大量工业化生产和广泛应用。PTT纤维兼具二者的优点，是一种由新型的改性聚酯树脂制成的纤维。PTT纤维综合了PET纤维的刚性和PBT纤维的柔性，特别是他优异的回弹性和易染性，已引起纤维材料界的瞩目。
本课题主要做了如下的研究工作：
1 调查分析了PTT短纤维开发的可行性及市场意义。
2 对PTT短纤维拉伸及弹性性能进行测试，并与常规PET短纤维进行比较再次确定了PTT短纤维可纺性开发的可行性。同时确立了适合PTT短纤维的三元件松弛力学模型参数，并绘制了模拟松弛曲线。
3 对PTT短纤维进行了数次试纺。测试比较了纱线质量指标，外观形态、分析研究了试纺工艺，确定了最大混纺比。测试了PTT短纤维梳棉机道夫转移率、初步探索了适合PTT短纤维纺的锡林齿条前角的定量计算，以期最终提高PTT短纤维纱条干均匀度。
4 测试分析了数次试纺的PTT短纤纱的拉伸性能，分析比较了拉伸曲线，并用手动加捻的方法测试了不同捻度PTT短纤纱的拉伸性能，确立了临界捻度。
5 对最后一次试纺的PTT短纤维纱进行数次试织。通过调整经纬密度，改变经纱上浆浆料，改变后整理温度，染色条件等，测试了其织物的弹性性能，寻找影响PTT织物弹性的因素。
东华大学硕士学位论文
摘要
通过多项实验研究与理论分析，得出如下结论:
IPTT短纤维的弹性性能远高于普通PET纤维，具有开发前景。
2100%PTT短纤纱最能充分实现PTT短纤维的弹性性能，但在纺纱
过程中要采取相应的措施解决PTT短纤维静电大的问题。在PTT短纤维
与其他纤维混纺时，当PTT的混纺比不低于70%时，混纺纱线能体现PTT
短纤维的弹性。
3确立了临界捻度。均值拟合和整体拟合的结果是具有一致性的，
临界捻系数都在370附近。PTT短纤纱断裂强力的极大值为206CN;断
裂伸长率的极大值为24.3%。
4PTT织物的开发中，最佳选择是PTT纯纺纱线做纬纱，与其它成
分纱线进行交织。而在对试织织物进行水浴处理后，其断裂强力和断裂
伸长率均有所提高，从处理结果还可以看出，60℃一65℃是样布弹性增
强的一个分界点。在60℃一65℃样布的断裂伸长率提高幅度很大，而且
在该温度以后，样布断裂伸长率基本稳定。这为后整理提供了一个参考
温度。
总的来说，PTT短纤维纱线的可纺性研究是成功的，但在对PTT织
物弹性恢复上，有待进一步研究。希望本课题的工作对今后进一步的理
论研究及实际生产有参考价值。
With increasing requirement of customers, elasticity is becoming an essential element for wider range of clothes. Today spandex is the most widely used material in the world because of its excellent elasticity. Owing to the high price, big investment, the complicated spinning process and other reasons, it is necessary to develop the lower elastic yarn and fabric to satisfy the requirement of customer.
This thesis mainly studies the PTT (polytrimethylene terephthalate) cut fiber, which is one kind of modified polyester. Its elasticity is lower than that of spandex but higher than that of PET. Among the synthetic fibers, polyester becomes the first breed of synthetic fiber because of its excellent performance and lower price. PET and PBT have already been industry produced and widely used. PTT cut fiber integrate the rigidity of PET and suppleness of PBT. More attention has been paid to PTT for its' excellent flexibility and chromatophile.
The main studies of this thesis are as follows:
1 Diagnosed the developing possibility of PTT cut fiber
2 Tested the strength/elongation of PTT and compared it with that of PET. Established the suitable model to describe the stress relaxation of PTT and got the relation between strain-stress and time.
3 By some experiments on spinning with PTT short fiber and testing its strength/elongation property, tentative probes into the spinning ability of PTT short fiber. The minimum-blending ratio of PTT is 70% in term of elasticity.
4 Tested the doff transfer rate of the carding machine, analysised the force
exerted on the fiber under carding process, and then calculated the front angle
of wire clothing on cylinder.
5 With the method of twisting and untwisting, try to find the critical twist
factor.
6 By adjusting the density of fabric, finishing temperature and dying condition, found out the factors that affect the fabric's elasticity.
According to analysis above, derived the following conclusions.
1 The minimum-blending ratio of PTT is 70% in term of elasticity. But the best elasticity results are obtained by using 100%PTT staple fibers.
2 By regression analysis, found the maximum critical twist factor on about 370.
3 It is more advisable to use PTT staple yarn as warp. Strength and elongation at breaking point of the PTT fabric will increase with the finishing temperature. But after 60-65the strength and elongation at breaking point of the PTT fabric are stabilized.
Generally, it is successful in the spinning of PTT cut fibers, but still need to do more research on PTT fabric's elasticity. Wish my work will do some favor to further study.
引文
1 马小光，刘越，崔河，氨纶的生产与发展，合成纤维工业，2000年12月，22～25。
2 氨纶市场应适度发展，华东化纤信息，2001年1月，18。
3 余红叶，纺制低弹织物绢丝氨纶包芯纱工艺初探，丝绸，1999年第9期。
4 Int Fiber J 1997, 12(1)12-14。
5 石油化工动态，1996，4(8)；34-35
6 合成纤维工业，1998，21(5)：26～29
7 张从容，新型PTT聚酯工业现状及进展，精细石油化工，2000年9月
8 王兴良，黄象安，PTT的生产加工技术及其应用，国际纺织导报，2002-2
9 上海第十化纤厂资料。
10 氨纶市场应适度发展，华东化纤信息，2001年1月，18。
11 秦贞俊编译，弹力纤维及喊弹力纤维的纱和织物，国外纺织技术，2000年第2期，21～23。
12 C．Veith等编著，弹性纤维的最新发展，国外纺织技术，1997年第9期，1～5。
13 H．Snyder等著，莱卡弹力纱及织物的发展，国外纺织技术，1998年第12期，1～3。
14 H．Hueber Bayer纤维公司，弹性织物染整实践，国际纺织导报，1998年第2期，78～80。
15 D．Naroska bayer纤维有限公司，弹性纺织品整理中的机会和风险，国际纺织导报，1999年第3期，71～75。
16 L.Kamar, D&K Consulting,Frangy, France, Present market and development thends for elastane fibers,CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL, Volume 48,October 1998.
17 Manisha R.MATHUR,Sanjeev R.SHUKLA,and Prafulla B.SAWANT, Heat Setting of Poly(butylenes terephthalate), polymer Journal, Vol, No.3, pp189～192(1996).
18 M.Tomasiml,Studio TCT srl,Momaza/Italy,PBT—a very special polyester,CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL,Volume 47, February 1997.
19 MOTOTADA FUKUHARA,Innovation in Polyester Fibers:From Silk—like to New Polyester,Textile Reserch Jernal 63(7),387—391 (1993).
20 刘瑞刚译，沈新元校，聚酯短纤维——是否外将来的棉花短缺做好准备，国际纺织导报，1999年第2期，11～13。
21 Charles C.Corterra(PTT)—A new fiber in the new century [A] 8th Beijing International Manmade fiber Conference[C],2000.
22 S.Schauhoff, W.Schmidt.New development in the production of polytrimethylene terephthalate (PTT) ,Chem Fibres Int .1996,46(4):263～264.
23 季国标，我国的化纤工业及其工程科技发展趋势，中国工程科学，2002年第4期
24 余红叶，纺制低弹织物绢丝氨纶包芯纱工艺初探，丝绸，1999年第9期
25 PTT纤维的发展及其性能和应用[J]．纺织导报，1998，(3)。
26 王德诚，PTT纤维的发展现状和前景，聚酯工业，2001-10 NO．5。
27 瞿国华，PTT的工业开发及1，3-丙二醇的合成，合成纤维工业，2000年8月23卷，第4期
28 扬宝武，钱以宏，刘玉莉，21世纪新型聚酯材料PTT的性能与应用，当代石油石化，2001年八月
29 倪如青，国内外差别化纤维的生产现状及发展趋势，当代石油石化，2001，9(7)
30 姚穆等，《纺织材料学》，中国纺织出版社，1997年10月第二版第
31 当代石油石化，2001，9(8)：26～298．
32 Chinatextile&apparel, 2001, (2, 3合刊), 33～34, 55.
33 纺纱学，下册，东华大学，2001年4月。
34 De.Swan The Journal of Textile Institute, 1951, No.5, P209
35 棉纺工程[M]，北京：纺织工业出版社，1988
36 张文庚，梳理理论及其进一步的探讨[J]，华东纺织工学院学报，1卷3期，1957．6
37 保允言，锡林道夫间纤维转移问题的探讨[J]，纺织技术，1964，No．4，P38
38 薛庆时，锡林盖板间梳理过程的试验研究[J]，纺织技术，1962，No．5
39 A.Singh and N.M.Swani, Journal of The Textile Institute, 1973, 64 (3), P116
40 J.Sighsan and L.A.Fwri, Textile Rescarch Journal, 1971, 62(8) P692
41 原以和久，纤维机械学会志[J]，1971，No．6，P98
42 原以和久，纤维机械学会志[J]，1989，No．6，P126
43 许良，梳棉机锡林道夫间纤维转移的研究[M]，华东纺织工学院研究生论文，1964
44 中国纺织大学，棉纺学参考资料汇编[M]，1983．9，P90—97
45 王兟，崔萍等，梳棉机道夫转移率的基础研究，纺织器材2003，No．4，P5～8
46 王兟，锡林齿条前角和余角计算的基础研究，纺织器材，2003，No．1，P7～9
47 Rechard Brakenwagen, New Instrument to Measure Spun Yarns By Appearance,Lawson-Hemphill,inc.
48 David Curry, Lawson-Hemphill: optical Systerm for Yarns for Random Appearance Ratings,Textile World
49 David Curry, Measuring Air Textured Yarns for Random Defects, Lawson-Hemphill Sales,inc.
50 《棉织手册》编写组，《棉织手册》(第二版)上册、下册，纺织工业出版社，1989年12月第二版第五次印刷
2 氨纶市场应适度发展，华东化纤信息，2001年1月，18。
3 余红叶，纺制低弹织物绢丝氨纶包芯纱工艺初探，丝绸，1999年第9期。
4 Int Fiber J 1997, 12(1)12-14。
5 石油化工动态，1996，4(8)；34-35
6 合成纤维工业，1998，21(5)：26～29
7 张从容，新型PTT聚酯工业现状及进展，精细石油化工，2000年9月
8 王兴良，黄象安，PTT的生产加工技术及其应用，国际纺织导报，2002-2
9 上海第十化纤厂资料。
10 氨纶市场应适度发展，华东化纤信息，2001年1月，18。
11 秦贞俊编译，弹力纤维及喊弹力纤维的纱和织物，国外纺织技术，2000年第2期，21～23。
12 C．Veith等编著，弹性纤维的最新发展，国外纺织技术，1997年第9期，1～5。
13 H．Snyder等著，莱卡弹力纱及织物的发展，国外纺织技术，1998年第12期，1～3。
14 H．Hueber Bayer纤维公司，弹性织物染整实践，国际纺织导报，1998年第2期，78～80。
15 D．Naroska bayer纤维有限公司，弹性纺织品整理中的机会和风险，国际纺织导报，1999年第3期，71～75。
16 L.Kamar, D&K Consulting,Frangy, France, Present market and development thends for elastane fibers,CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL, Volume 48,October 1998.
17 Manisha R.MATHUR,Sanjeev R.SHUKLA,and Prafulla B.SAWANT, Heat Setting of Poly(butylenes terephthalate), polymer Journal, Vol, No.3, pp189～192(1996).
18 M.Tomasiml,Studio TCT srl,Momaza/Italy,PBT—a very special polyester,CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL,Volume 47, February 1997.
19 MOTOTADA FUKUHARA,Innovation in Polyester Fibers:From Silk—like to New Polyester,Textile Reserch Jernal 63(7),387—391 (1993).
20 刘瑞刚译，沈新元校，聚酯短纤维——是否外将来的棉花短缺做好准备，国际纺织导报，1999年第2期，11～13。
21 Charles C.Corterra(PTT)—A new fiber in the new century [A] 8th Beijing International Manmade fiber Conference[C],2000.
22 S.Schauhoff, W.Schmidt.New development in the production of polytrimethylene terephthalate (PTT) ,Chem Fibres Int .1996,46(4):263～264.
23 季国标，我国的化纤工业及其工程科技发展趋势，中国工程科学，2002年第4期
24 余红叶，纺制低弹织物绢丝氨纶包芯纱工艺初探，丝绸，1999年第9期
25 PTT纤维的发展及其性能和应用[J]．纺织导报，1998，(3)。
26 王德诚，PTT纤维的发展现状和前景，聚酯工业，2001-10 NO．5。
27 瞿国华，PTT的工业开发及1，3-丙二醇的合成，合成纤维工业，2000年8月23卷，第4期
28 扬宝武，钱以宏，刘玉莉，21世纪新型聚酯材料PTT的性能与应用，当代石油石化，2001年八月
29 倪如青，国内外差别化纤维的生产现状及发展趋势，当代石油石化，2001，9(7)
30 姚穆等，《纺织材料学》，中国纺织出版社，1997年10月第二版第
31 当代石油石化，2001，9(8)：26～298．
32 Chinatextile&apparel, 2001, (2, 3合刊), 33～34, 55.
33 纺纱学，下册，东华大学，2001年4月。
34 De.Swan The Journal of Textile Institute, 1951, No.5, P209
35 棉纺工程[M]，北京：纺织工业出版社，1988
36 张文庚，梳理理论及其进一步的探讨[J]，华东纺织工学院学报，1卷3期，1957．6
37 保允言，锡林道夫间纤维转移问题的探讨[J]，纺织技术，1964，No．4，P38
38 薛庆时，锡林盖板间梳理过程的试验研究[J]，纺织技术，1962，No．5
39 A.Singh and N.M.Swani, Journal of The Textile Institute, 1973, 64 (3), P116
40 J.Sighsan and L.A.Fwri, Textile Rescarch Journal, 1971, 62(8) P692
41 原以和久，纤维机械学会志[J]，1971，No．6，P98
42 原以和久，纤维机械学会志[J]，1989，No．6，P126
43 许良，梳棉机锡林道夫间纤维转移的研究[M]，华东纺织工学院研究生论文，1964
44 中国纺织大学，棉纺学参考资料汇编[M]，1983．9，P90—97
45 王兟，崔萍等，梳棉机道夫转移率的基础研究，纺织器材2003，No．4，P5～8
46 王兟，锡林齿条前角和余角计算的基础研究，纺织器材，2003，No．1，P7～9
47 Rechard Brakenwagen, New Instrument to Measure Spun Yarns By Appearance,Lawson-Hemphill,inc.
48 David Curry, Lawson-Hemphill: optical Systerm for Yarns for Random Appearance Ratings,Textile World
49 David Curry, Measuring Air Textured Yarns for Random Defects, Lawson-Hemphill Sales,inc.
50 《棉织手册》编写组，《棉织手册》(第二版)上册、下册，纺织工业出版社，1989年12月第二版第五次印刷