[科普中国]-变形纤维

变形纤维能够利用合成纤维受热塑化变形的特点，在机械和热的作用下使伸直的纤维变为卷曲，这种卷曲的纤维称做变形纤维，也称变形丝。由变形纤维组成的纱线具有膨松性和弹性，称为变形纱。变形纱分为两类：一类是以膨松性为主的，称为膨体纱。其特征是外观体积膨松，以腈纶为主要原料，主要用于针织外衣、内衣、绒线和毛毯等；另一类是以弹性为主的，称弹力丝，其特征是纱线伸长后能快速弹回。

种类弹力丝又分高弹和低弹两种：高弹丝以锦纶为主，用于弹力衫裤、袜类等；低弹丝有涤纶、丙纶、锦纶等。涤纶低弹丝多用于外衣和室内装饰布；锦纶、丙纶低弹性丝多用于家具织物和地毯。

合成纤维通过变形加工能制成仿毛型、仿棉型、仿丝型、仿麻型等变形纱。用变形纱可以直接针织或机织成类似天然纤维的织物，织物手感丰满,透明度下降,不易起球，吸水性、透气性、卫生性、保暖性和染色性都有改善。特别是由弹力丝制成的衣袜伸缩自如，可适合不同的体型，具有独特的风格。变形纱加工工序短、成本低，可以高速化。20世纪70年代以来由于高速纺丝的成功，变形纱发展更为迅速。1980年世界涤纶和锦纶变形纱总产量已达270万吨。

弹力丝加工方法工业化生产弹力丝的加工方法有假拈法、双拈法、复合丝法和刀边卷曲法。以刀边卷曲法加工的纤维呈交错排列、方向相反的螺旋形状；以其他三种方法加工的纤维都呈螺旋形,具有弹性。1

① 假拈法：1933年在英国首创。可以加工高弹丝和低弹丝。在一台机器上纤维先拉伸后变形的工艺称作外拉伸;拉伸和变形同时进行,变形区的第一加热器也作为拉伸用的工艺称作内拉伸。假拈法加工高弹丝由加拈、热定形、退拈三个部分组成；加工低弹丝由加拈、热定形、退拈、热定形四个部分组成。采用内拉伸变形加工时，原丝经过导丝钩、输入辊、通过加热器进入假拈器、输出辊,最后卷绕在筒管上。在加热器中，纱线同时受到加拈、拉伸和定形作用，使纤维获得扭曲形状并固定下来，纱线出假拈器后，拈度退去，但纤维的螺旋弹簧形状保留下来，从而使纱线具有毛茸感和弹性。加工低弹丝时还需经过第二加热器，其作用是减少纤维的卷曲，获得弹性低、稳定性好的低弹丝。

② 复合丝法：将两种分子量不同的同类高聚物或两种化学结构不同的高聚物熔体或溶液压入喷丝孔形成一根纤维，热拉伸后因热收缩率不同而获得卷曲纤维。

③ 双拈变形法：把两根纱线加拈在一起，经过热定形后再退拈分开成两根单独的弹力丝，其卷曲原理与假拈法相同。

④ 刀边卷曲法：1932年英国人发明。将加热的单丝或复丝在冷却时紧靠刀边的边缘处拗折擦过，纤维贴近刀边一面受压缩，另一面受拉伸，从而形成卷曲。

膨体纱加工方法

工业化生产膨体纱的加工方法有组合纱法、喷气变形法、填塞箱法、齿轮卷曲法、编织解编法等。组合纱法加工的纤维呈弯曲形状，喷气变形法加工纤维成环圈状，填塞箱法、齿轮卷曲法和编织解编法都能加工成波浪形或锯齿形纤维。

① 组合纱法：1940年在美国研究成功。是将两种不同收缩率的纤维混纺成纱线，在蒸汽或热空气或沸水中，高收缩纤维遇热收缩，将混纺的低收缩率纤维拉弯，使整个纱线形成膨松状态。也可用高收缩合成纤维做芯丝，把天然短纤维包在外围形成包芯纱，受热收缩后形成变形纱，兼具天然纤维和合成纤维的特性。

② 喷气变形法：1949年在美国发明，因首创产品以尼龙为原料的塔斯纶纱(Taslan)甚有名，喷气变形法亦称塔斯纶法，又称喷气吹拈变形法。用高压气流通过喷嘴冲击原丝,将各单丝吹散开松，并使其在紊流中发生位移相互交缠，再在无张力条件下引出纱线。纤维因松弛作用产生不规则的环圈和弯曲的波纹。喷气流有压缩空气或蒸汽两种。原丝可以不是热塑性纤维，因此也适用于醋酯纤维、玻璃纤维、粘胶纤维和其他天然纤维。喷气变形法可将数根不同特性的纱线同时送入，还可纺花圈纱、竹节纱、雪花纱等花式纱。在假拈机上装上喷嘴也可加工网络纱。喷气变形纱尺寸稳定性好，纱的表面包有圈环，做成服装可增加保暖性。

③ 填塞箱法：又称压缩卷曲法，原丝由喂入轮送入加热管（填塞箱）内，受到高度压缩。并在弯曲情况下受热定形，出口处不加热，使纤维形成卷曲形状。填塞法可加工粗旦锦纶和丙纶纱线。

④ 齿轮卷曲法：长丝束通过一对加热运转的齿轮，一面赋予丝条以齿形，一面热定形，由此获得波浪形变形纱。

⑤ 编织解编法:长丝在圆形针织机上织成织物,经过一次热定形，然后再拆散得到膨松而呈波浪形的变形纱。

发展现状目前加工弹力丝主要是用假拈法，其产量占全部衣用变形纱的90%，加工膨体纱主要采用组合纱法、填塞箱法和喷气变形法。采用喷气变形法时可在高速纺丝机上装置喷嘴，利用超音速高压喷射气流冲击纺丝过程中的丝条，在瞬间完成卷缩变形。采用这种方法就可在一台机器上完成纺丝、拉伸、吹拈等工序,简称BCF生产。2

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学