楊 峰

（保定天鵝股份有限公司河北保定071055）

1 前言

粘膠長絲具有良好的吸濕、透氣、柔爽、懸垂性及優(yōu)良的染色性能與紡織加工性能，一直深受廣大消費(fèi)者的青睞。隨著物質(zhì)與精神文明的提高，傳統(tǒng)低檔次耐用型紡織品已不能滿足人們的需求。

差別化異形截面粘膠長絲織物在保持原有粘膠長絲特點(diǎn)的同時(shí)，織物在手感、光澤、功能和組織風(fēng)格上賦予了粘膠長絲新的內(nèi)涵，給本身具有棉性的粘膠長絲在仿麻、亞麻、毛特性上提供了條件。粘膠長絲向功能化、差別化方向發(fā)展，111.1dtex/20f三葉粘膠長絲是典型的差別化品種之一，其截面為三枝葉形，織物手感砂爽、蓬松、透氣，是新一代舒適型仿麻、毛類面料和織物的理想原料。本試驗(yàn)采用傳統(tǒng)制膠工藝和半連續(xù)紡絲技術(shù)，對(duì)111.1dtex/20f三葉粘膠長絲進(jìn)行研制，研制的三葉絲從截面形態(tài)、物化指標(biāo)、工藝穩(wěn)定性、產(chǎn)品特性等方面均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2 研制試驗(yàn)的工藝技術(shù)路線與設(shè)備

2.1 工藝技術(shù)路線

紡絲膠→計(jì)量泵→濾器→曲管→三葉噴絲頭→酸浴→初生絲條→牽伸盤→凝固輥→去酸輥→水洗→漏斗→離心罐→絲餅

2.2 主要設(shè)備

HKZ02005/Ⅰ型半連續(xù)離心式紡絲機(jī)。

2.3 工藝條件

2.3.1紡絲膠

組成：α-cell：8.20～8.40% ，NaOH：5.70～5.90%，S：2.20～2.40%，粘度：32～42S（20℃，落球），熟成度：8.0～10.5ml（10%NH4CL）。

2.3.2凝固浴

H2SO4：128.0～136.0g/l，Na2SO4：260.0～270.0g/l，ZnSO4：10.0～11.0g/l，浴溫：51.0～53.0℃。

2.3.3紡絲

紡絲速度：81～84m/min

浸浴長度：355mm，絲上浴長度：450mm

牽伸盤牽伸率：25%

緊張牽伸：4.12%

凝固輥絲圈數(shù)：28～30圈

去酸輥絲圈數(shù)：80～85圈

3 三葉絲紡制試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)條件

此次對(duì)111.1dtex/20f三葉粘膠長絲的紡制，采用了兩種規(guī)格的噴絲頭和6個(gè)條件，主要以無鋅、含鋅凝固浴、凝固浴H2SO4濃度變化、紡絲膠熟成度變化為主，對(duì)三葉絲截面形態(tài)、紡絲可紡性、成品絲內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。（表1）

3.2 三葉噴絲頭的設(shè)計(jì)

紡制異形截面粘膠長絲，噴絲頭是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。粘膠進(jìn)入噴絲孔入口時(shí)受到剪切力的作用產(chǎn)生入口效應(yīng)，粘膠體積變小，所產(chǎn)生的彈性能儲(chǔ)存于粘膠中。大部分彈性能在粘膠噴出孔口時(shí)釋放發(fā)生回彈，產(chǎn)生孔口脹大效應(yīng)，粘膠細(xì)流較孔道時(shí)脹大2.5～3.5倍，皮層的生成與收縮使得成形后的纖維截面的形態(tài)與孔道的原設(shè)計(jì)有較大差異。因此紡制異形截面纖維技術(shù)難度較高，合理的孔道尺寸與噴絲孔抽伸值是取得截面效果的關(guān)鍵之一。

3.3 噴絲頭與三葉絲截面形態(tài)的驗(yàn)證

根據(jù)無鋅凝固浴再生纖維截面的高異形度的特點(diǎn)，采用無鋅凝固浴，對(duì)枝葉長寬比4:1和3:1噴絲頭、分別以200%、125%噴絲頭抽伸率，對(duì)兩個(gè)規(guī)格的噴絲頭進(jìn)行了111.1dtex/20f三葉粘膠長絲的紡制，進(jìn)行了三葉絲截面形態(tài)的驗(yàn)證，分析枝葉長寬比與噴絲頭抽伸率對(duì)三葉絲截面形態(tài)的影響。

表1 試驗(yàn)條件

利用普通的生物顯微鏡觀察纖維的橫向形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。三葉絲截面切片顯示，枝葉4:1噴絲頭紡制出的三葉絲，枝葉的長寬比達(dá)到4～6:1，形態(tài)均勻完整，而枝葉3:1噴絲頭紡制的三葉絲，不具有典型的三枝葉截面形態(tài)，即枝葉長寬比3:1噴絲頭、125%噴絲頭抽伸率不能滿足111.1dtex/20f三葉絲截面形態(tài)的要求。

圖1 長寬比3:1噴絲頭紡制

圖2 長寬比4:1噴絲頭紡制

采用枝葉4:1噴絲頭進(jìn)行的后續(xù)5個(gè)條件的紡絲試驗(yàn)，由于成形條件的不同，粘膠細(xì)流再生反應(yīng)的速度與程度有一定差異，纖維皮層生成速度與芯層凝固脫水的速度比值不同，三葉絲枝葉的截面形態(tài)有所不同，如邊緣鋸齒。但各個(gè)條件所得到的三葉絲的截面枝葉的長寬比高，形態(tài)完整，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4 紡絲可紡性

在三葉絲的紡制過程中，三葉絲出現(xiàn)的毛絲纏輥、單絲分叉現(xiàn)象影響了紡絲可紡性。主要原因是噴絲頭處理不夠徹底，孔道邊緣粘有膠粒和雜質(zhì)，在高噴絲頭拉伸率的作用下易發(fā)生枝葉局部斷裂、分叉、纏輥等現(xiàn)象。通過嚴(yán)格的處理，提高噴絲頭的處理質(zhì)量，解決了纏輥、單絲分叉問題。同時(shí)對(duì)紡絲輥進(jìn)行打磨，消除毛刺，以提高紡絲輥的光潔度，并更換劃傷輥，減小摩擦，提高可紡性。

我們通常采用日斷頭率，日非計(jì)劃換頭率表示可紡性。紡絲日前后部斷頭總數(shù)低于30%，換頭率在5%以下，紡絲屬可紡性良好。由表2中的數(shù)據(jù)可知，三葉絲的斷頭、換頭率低，整個(gè)紡絲過程穩(wěn)定，綜合可紡性良好。

表2 紡絲可紡性

5 成品絲質(zhì)量指標(biāo)

5.1 物化指標(biāo)

物化指標(biāo)是評(píng)定產(chǎn)品研制開發(fā)成功與否的重要指標(biāo)之一。表3中的檢測數(shù)據(jù)顯示，不同條件的三葉絲，其強(qiáng)、伸值有所變化。NO.3、NO.4、NO.6指標(biāo)達(dá)到GB/T13758—2008一等品水平，6個(gè)條件的三葉絲以NO.6的濕干強(qiáng)比值和強(qiáng)伸值最高。

5.2 外觀質(zhì)量

三葉粘膠長絲成品筒子，外觀白度高，色澤均勻，絲光感強(qiáng)，毛絲率低，成形優(yōu)良。由于三葉絲截面的特殊結(jié)構(gòu)，絲條的抱和度小，絲束蓬松，在相同卷繞條件下，筒子的硬度小。外觀綜合質(zhì)量，一等品率高，接近于111.1dtex/30f圓形截面品種。

6 三葉粘膠長絲截面效果及其特點(diǎn)

從111.1dtex/20f三葉絲的截面切片圖看出，三葉絲（圖3）的各枝葉長寬比≥4∶1，形態(tài)完整均勻，呈獨(dú)特的扁平墻垛形狀，邊緣有較淺的細(xì)微齒形，但沒有皮芯層。若用枝葉的長寬比值除以噴絲孔孔道長寬比值的商表示異形度，則三葉的異形度≥1.0，達(dá)到了理想的截面效果。

表3 成品絲物化指標(biāo)

圖3 三葉粘膠長絲截面形態(tài)

7 結(jié)論

7.1采用傳統(tǒng)制膠工藝技術(shù)和半連續(xù)紡絲技術(shù)紡制111.1dtex/20f三葉粘膠長絲，紡制過程穩(wěn)定，三葉絲異形度高，具有典型的三枝葉結(jié)構(gòu)，經(jīng)河北省纖維檢驗(yàn)局檢測均達(dá)到GB/T13758—2008一等品水平，經(jīng)河北省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究院查新咨詢，該品種為國內(nèi)首創(chuàng)，生產(chǎn)技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。

7.2經(jīng)用戶試織表明，111.1dtex/20f三葉粘膠長絲能夠滿足織造工藝要求，織物特點(diǎn)突出，得到用戶認(rèn)可。

7.3三葉絲附加值高，織物色澤鮮明度高，織物手感砂爽、仿麻感強(qiáng)，檔次較高，是下游廠家開發(fā)復(fù)合性能的高技術(shù)含量產(chǎn)品的理想原料。