朱雪梅

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007）

細(xì)旦滌綸拉伸變形絲作為超細(xì)類纖維中的一種，具有質(zhì)輕、韌性強、手感柔軟爽滑、色澤鮮艷、透氣舒適、真絲般的高雅光澤和良好的吸濕散濕性。長絲可直接用于織造。

隨著人們生活水平不斷提高，為了滿足消費者對紡織產(chǎn)品多樣化、新穎化、流行化、高級化的需求，化纖產(chǎn)品正在向著高品質(zhì)、高附加值的方向發(fā)展。近年來，以細(xì)旦滌綸長絲為主的新合纖在合成纖維中脫穎而出，逐漸占據(jù)了一定的市場份額，并在不斷蓬勃發(fā)展之中。

1 試驗部分

1.1 主要設(shè)備

加彈機日本TMT公司ATF-1500FOUR型滌綸加彈機；摩擦盤聚酯氨材料PU盤；條干儀UsterⅡ條干儀；染色設(shè)備UNHARD INTER1RADECH8718染色機；織襪設(shè)備無錫永新GE588織襪機。

1.2 工藝流程

83dtex／72F細(xì)旦滌綸低彈絲是新開發(fā)的品種，所以需要進行試驗打樣才可以投入整機生產(chǎn)，采用日本TMT公司的TMT-ATF1500FOUR機型，其工藝流程如圖1所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 POY（預(yù)取向絲）質(zhì)量指標(biāo)

滌綸彈力絲生產(chǎn)實踐證明POY的主要物理機械性能指標(biāo)對后加工工藝和DTY（低彈絲）的質(zhì)量有很大影響。如POY的斷裂伸長率太小，則在后加工時易產(chǎn)生毛絲、斷絲；太大則會因后拉伸不足而出現(xiàn)僵絲，DTY斷裂強度以及彈性指標(biāo)下降。POY的條干不勻率大，則DTY的染色均勻性差。對于生產(chǎn)速度較高的后加工，要想獲得優(yōu)質(zhì)的DTY，POY的主要物理指標(biāo)要符合表1所列的要求，更重要的是POY的質(zhì)量必須穩(wěn)定、均勻。

圖1 83dtex／72F細(xì)旦滌綸低彈絲的工藝流程圖

表1 POY主要物理指標(biāo)

當(dāng)然，要想讓POY達(dá)到此要求，紡絲的速度不能過高，對于83dtex DTY來說，相應(yīng)的紡絲速度應(yīng)在750m／min左右。

2.2 加工速度（YS）

一定的設(shè)備對于某一原絲必定有一工藝上所允許的最大速度，即極限速度。速度提高可以增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。但是速度提高后假捻張力升高會增加斷頭，絲條在第一熱箱內(nèi)停留的時間縮短，DTY的結(jié)晶度下降，上染率略有增加，卷曲收縮率降低，毛絲增加，影響斷裂強力。

由于變形時間等于第一熱箱長度除以絲條的線速度，冷卻時間等于冷卻區(qū)長度除以絲條的線密度，而加熱器和冷卻板的長度是固定的，絲條的線速度與熱變形的時間和冷卻時間有關(guān)。絲條的拉伸變形加工速度不同，其變形時間和冷卻時間也不同，從而影響到假捻張力。隨著絲速的提高，變形和冷卻時間減少，絲條的熱塑性降低，假捻張力提高，而當(dāng)絲速達(dá)到一定值時，變形和冷卻時間達(dá)不到工藝要求，絲條的熱塑性極低，會出現(xiàn)假捻張力波動現(xiàn)象，使假捻變形工藝無法進行。所以最適宜的加工速度一般為極限速度的80%～85%。通過打樣試驗知道絲速在900m／min時，假捻張力比較穩(wěn)定，波動比較小，符合工藝及絲質(zhì)要求。

圖2 極限SS1150時假捻張力異常圖

表2 加工速度染色性能及其生產(chǎn)狀況的關(guān)系

2.3 D／Y比

D／Y比是指摩擦盤圓周速度與被加工絲條離開假捻器時的絲速之比。D／Y比對細(xì)旦滌綸DTY的卷縮率、卷曲穩(wěn)定性、強度和伸長度等影響不大，這是由于當(dāng)摩擦盤將外部摩擦轉(zhuǎn)矩加到纖維上時，纖維便產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，得到加捻。

隨著D／Y比的增加，T2張力下降，捻數(shù)增加，卷縮率增加，殘余扭矩（殘余在假捻變形絲中的扭應(yīng)力）亦增加，直至轉(zhuǎn)矩增加到足以克服纖維與摩擦盤表面之間的摩擦力時，纖維開始滑動。但對其蓬松度不均勻性、僵絲和毛絲等影響較大。生產(chǎn)中改變D／Y比會產(chǎn)生不同的加工加捻張力和解捻張力。從表3可以看出D／Y比較高時，絲束握持力較低，易打滑，并產(chǎn)生毛絲和緊點。生產(chǎn)中D／Y比控制在2.000即可不影響假捻效果并穩(wěn)定生產(chǎn)。

表3 D／Y比對DTY假捻張力的影響

但是在實際生產(chǎn)中，當(dāng)D／Y比增加時，假捻度上升，低彈絲取向度增加，不利于染料分子向纖維內(nèi)部擴散，染色向淺，反之向深。而氣溫的上升和下降對于TCST2（在線張力）的影響非常大，所以在實際生產(chǎn)中D／Y比是經(jīng)常變動參數(shù)之一。當(dāng)氣溫上升時，TCST2張力會明顯下降，此時染色偏淺，則將D／Y比參數(shù)向下調(diào)小來提高TCST2張力。當(dāng)氣溫下降時，TCST2張力會明顯上升，此時染色偏深，則將D／Y比參數(shù)向上調(diào)大來降低TCST2張力。但是調(diào)整的幅度不能太大，每一落次最大只能調(diào)整0.03，并且每次只能調(diào)0.002～0.003。否則將對絲卷的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2.4 卷繞超喂（OF3）

第三超喂率對物理性能沒有直接關(guān)系，只是調(diào)節(jié)卷繞張力，控制卷徑大小，OF3上升卷繞張力下降。卷繞超喂設(shè)定過大，卷繞張力變小，卷徑變大，影響退繞；而卷繞超喂設(shè)定過小，卷繞張力變小，容易產(chǎn)生跳筒子，紙管變形等，最終亦影響退繞。

通過加工試驗得到：卷繞超喂設(shè)定在0.90%時，不易產(chǎn)生飄絲，此時得到卷繞張力為18g左右，紙管正常，退繞順利，能保證后加工的需要。如遠(yuǎn)點位置為-4時，卷徑目標(biāo)值為225mm，OF3設(shè)定為1.0%，而當(dāng)生產(chǎn)品種83dtex／72F的DTY時已將遠(yuǎn)點位置改為-3，所以O(shè)F3為0.9%。卷徑目標(biāo)為222mm。如表4所示。

表4 遠(yuǎn)點位置變化對OF3和卷經(jīng)的影響

但是在實際生產(chǎn)過程中受到氣溫的影響，卷繞直徑會偏大或偏小于目標(biāo)值，此時將OF3調(diào)小或調(diào)大來改變卷繞直徑的大小，直至達(dá)到目標(biāo)值。

2.5 卷繞時間

根據(jù)后加工的要求，對成品DTY進行定重定長，以便后道整經(jīng)退繞，卷繞時間是定重的主要因素。平時每臺機器除了開機、改批、保養(yǎng)后第一落要確認(rèn)卷經(jīng)重，還要每5天進行定期確認(rèn)卷經(jīng)重。根據(jù)卷繞時間的公式 T=［（絲卷定重×10 000／YS）／POY 實際線密］／［拉伸比×（1-POY含油-DTY含油）×100］或T=卷凈重／DTY實際纖度×1 000／YS得出卷繞時間為823min。

但在實際生產(chǎn)中，考慮到環(huán)境、油輪轉(zhuǎn)速、油位等因素的影響，在正式投入生產(chǎn)的第一落滿卷落紗前確定卷繞時間。絲卷定重6 010g，當(dāng)卷繞時間為813min時，將絲卷落下來稱重為5 896g，則每分鐘卷繞7.3g，10min卷繞73g，所以813min會卷繞5 969g，距離定重6 010相差41 g，則還需卷繞6min才能達(dá)到要求。

一般而言為了確定落紗時間，在正式投入生產(chǎn)的第一落滿卷落紗前通過已卷繞的卷重來計算卷繞時間與實際生產(chǎn)是否吻合。為了提高落紗時間的準(zhǔn)確性，在選定已卷繞的時間越接近滿卷時間，得出的結(jié)果越準(zhǔn)確。

最后決定落紗時間為829min時，等到落紗時再次確定卷重是否在定重范圍內(nèi)。一般卷重允許偏差在目標(biāo)值的±20g。

試驗結(jié)果表明83dtex／72F的絲卷卷繞時間定為829min，可滿足客戶需求。

2.6 網(wǎng)絡(luò)壓空

DTY網(wǎng)絡(luò)絲是DTY絲經(jīng)網(wǎng)絡(luò)噴嘴在壓縮空氣的作用下加工而成，它在改進DTY的極光效應(yīng)和臘狀（樹脂）感方面有較好的效果，并給DYT絲帶來某些獨特的風(fēng)格。網(wǎng)絡(luò)絲又分為重網(wǎng)、中網(wǎng)、輕網(wǎng)和超輕網(wǎng)。一般情況下，各種性能的網(wǎng)絡(luò)絲是由相應(yīng)類型的網(wǎng)絡(luò)噴嘴生產(chǎn)，才能達(dá)到最佳的效果。根據(jù)產(chǎn)品要求的網(wǎng)絡(luò)度（中網(wǎng)）和考慮節(jié)約噴嘴投資，選擇的噴嘴型號為X40.51。

網(wǎng)絡(luò)度主要取決于壓縮空氣對DTY長絲產(chǎn)生的高頻振動波的頻率，而振動波的頻率又取決于壓縮空氣的壓力、DTY的纖度、絲條的張力（網(wǎng)絡(luò)張力）、加工速度以及兩端夾持的距離等。當(dāng)其他條件不變或已定的前提下，通過改變壓縮空氣的壓力來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)度和網(wǎng)絡(luò)牢度。其變化情況如表5所示。

表5 不同壓力下的網(wǎng)絡(luò)度與網(wǎng)絡(luò)牢度

在網(wǎng)絡(luò)加工過程中，當(dāng)壓縮空氣壓力較低時，隨著壓縮空氣增加，網(wǎng)絡(luò)度和網(wǎng)絡(luò)牢度都隨著迅速增加，但當(dāng)空氣壓力增加到一定值時增加會減慢。這是由于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)壓縮空氣壓力剛增加時，噴射氣流對絲條撞擊力增加，絲道內(nèi)的流體紊流加劇，從而使絲條的振動頻率增加，絲條網(wǎng)絡(luò)度隨之增加，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)點不易松解，牢度增加。當(dāng)壓縮空氣壓力增加到一定值后，絲條的高頻振動頻率接近臨界值，因而網(wǎng)絡(luò)度的值增加逐漸緩慢，直至平衡值。

試驗結(jié)果表明：空氣壓力控制在0.21MPa，即能得到滿足后加工需要的網(wǎng)絡(luò)度。

2.7 摩擦盤材質(zhì)及組合

由于摩擦盤與絲條直接接觸摩擦，并施加于絲條假捻張力，因此摩擦盤的材質(zhì)對絲條假捻效果及物理性能影響較大。摩擦盤的使用是衡量DTY強度、深度的重要因素，也是DTY產(chǎn)生僵絲、毛絲、斷頭、染色等不良絲的重要因素。摩擦盤的類型多種，生產(chǎn)滌綸細(xì)旦絲最常用的是陶瓷式和聚氨酯兩種。根據(jù)實踐（表6）對比絲的變形效果來，紡絲速度在900m／min時聚氨酯加工的細(xì)旦滌綸DTY，斷裂強度和斷裂伸長率、卷曲率都比較高，而且對絲的表面損傷比較小，這樣在加工過程中，斷頭率以及產(chǎn)生的毛絲也會減少。

表6 不同材質(zhì)摩擦盤加工的DTY質(zhì)量對比

然而摩擦盤的組合也是多種的，表7所示是不同組合方式對斷裂強度和斷裂伸長率的影響。試驗結(jié)果表明：在生產(chǎn)中選用1-5-1組合形式的聚氨酯盤，細(xì)旦滌綸DTY產(chǎn)生雪花少、卷曲均勻、生產(chǎn)穩(wěn)定。

2.8 DTY油劑

合成纖維油劑是合成纖維制造及紡織加工過程中必須的助劑之一。它的作用是增加纖維的潤滑性，調(diào)整纖維與纖維之間、纖維與金屬之間的摩擦因數(shù)，增加纖維集束性，減少生產(chǎn)過程中的靜電現(xiàn)象等。DTY油劑不僅要賦予纖維優(yōu)良的平滑性、抗靜電性、集束性和可洗性，而且必須適應(yīng)DTY高速加工條件下的上油工藝，因此它必須具有以下幾方面性能。

表7 不同組合方式對DTY物性的影響

（1）粘度適當(dāng) 滌綸DTY上油率一般為2%～3%（油輪轉(zhuǎn)速設(shè)定為0.55r／min），粘度過高，上油不均勻。因此拉伸、假捻速度加快后，要求油劑粘度較低，但粘度過低，上油率達(dá)不到要求，會引起油劑飛濺，所以DTY油劑粘度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

（2）油劑與纖維親和性好，有良好的平滑性 油劑在纖維表面分布均勻，形成一層均一薄膜，可保護纖維，減少磨損，適應(yīng)后加工要求。

（3）有一定的抗靜電性 滌綸纖維脫水性強，吸濕性差，比電阻高，因此在加工過程中，會因摩擦產(chǎn)生靜電，造成加工困難。

（4）可洗性 油劑能良好地分散于水中，容易洗去，不影響后織造加工工序。

綜合以上因素以及成本素考慮，經(jīng)過試驗結(jié)果表明使用油劑型號為傳化720S，可滿足工藝及絲質(zhì)的要求。

2.9 其他工藝參數(shù)

對于TMT公司的ATF-1500FOUR型加彈機來講，生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的DTY，除以上所涉及的工藝參數(shù)外，還有牽伸比、熱箱溫度、冷卻板溫度、定型超喂等工藝參數(shù)的影響。

（1）隨拉伸倍數(shù)的增加，在一定范圍內(nèi)DTY強度增加、伸度下降、線密度下降。高的拉伸倍數(shù)導(dǎo)致高的T2（解捻張力），則加捻張力的捻絲分量增加，會導(dǎo)致較高的捻度。拉伸倍數(shù)過大，會引起假捻張力增大，使毛絲和斷頭率增加；拉伸倍數(shù)過低，會造成拉伸不均，并形成僵絲，使細(xì)旦滌綸DTY染色均勻性變差，染色M率（正常絲樣占檢查總絲樣的百分率）下降。經(jīng)打樣試驗結(jié)果表明牽伸比為1.830時符合產(chǎn)品質(zhì)量的各項指標(biāo)要求。

（2）熱箱溫度取決于原絲纖度、加工速度、預(yù)取向度、切片物理指標(biāo)以及成品絲的物理指標(biāo)。溫度不宜過高，也不宜過低，第一熱箱的主要作用是在張力作用下對絲條進行拉伸和扭曲，并對拉伸和扭曲所產(chǎn)生的形變進行緊張熱定型。而冷卻板的作用則是使纖維的溫度降至60～70℃左右，固定絲條的熱變形、降低其熱塑性，以使絲條具有一定的剛性，更利于捻度的傳遞。

（3）當(dāng)絲條出第二拉伸輥后，即完成拉伸變形過程，纖維具有一定的強度、伸度和蓬松性。為了降低絲條的內(nèi)應(yīng)力，將第二拉伸輥出來的高彈絲輸入第二熱箱進行補充熱定型。由于第二拉伸輥與第三拉伸輥之間有一定的速度差距（超喂），使絲條在第二熱箱略有松弛，故絲條實質(zhì)上進行了補充熱定型，以消除纖維內(nèi)應(yīng)力，促使部分能量高的分子鏈段解取向，達(dá)到纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的目的。所以細(xì)旦滌綸DTY第一熱箱溫度應(yīng)控制在375℃／260℃，第二熱箱溫度應(yīng)控制在165℃，生產(chǎn)比較穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量可滿足后加工的要求。

（4）一般根數(shù)比較多的情況下，定型超喂取低些。如果定型超喂過大，絲條會在第二熱箱管口處晃動，產(chǎn)生飄絲，導(dǎo)致斷頭，而且容易使周圍鄰近的絲斷頭。試驗結(jié)果表明定型超喂設(shè)定為1.70%。

根據(jù)以上設(shè)計步驟可得主要生產(chǎn)工藝條件表8。

表8 細(xì)旦滌綸低彈絲工藝條件

2.10 絲道的影響

在實際生產(chǎn)中，絲道的正確與否非常重要。若絲條未按照正確的絲道經(jīng)過，對產(chǎn)品的各種物理性能會產(chǎn)生較大影響，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。主要在線密度、強度、伸長率、沸水收縮率、卷曲收縮率、卷曲穩(wěn)定度、含油率、網(wǎng)絡(luò)度、白襪帶、染色、DTY外觀及張力波形等方面出現(xiàn)各種情況。當(dāng)絲條未過FR2移絲器時，網(wǎng)絡(luò)度偏小，白襪帶厚，染色為濃染，外觀是亮絲，并且張力會偏低4～5g。當(dāng)絲條未過冷卻板時，沸水收縮率和網(wǎng)絡(luò)度偏小，染色為Z染，并且張力會偏低5～7g。

3 DTY主要質(zhì)量指標(biāo)

3.1 物理性能指標(biāo)

（1）纖度

通過縷紗測長儀卷繞10 000米長的DTY絲，稱其重量，即為線密度，用分特表示。

（2）斷裂強度和斷裂伸長率

利用強伸儀測出纖維拉伸到斷裂時所承受的負(fù)荷和程度。

（3）網(wǎng)絡(luò)度

單位長度的纖維所含有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)，單位為個／m。利用小針對絲條進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的破壞計算網(wǎng)絡(luò)度和網(wǎng)絡(luò)牢度。

（4）含油率

表示長絲含油多少的指標(biāo)，用百分?jǐn)?shù)（%）表示。含油的多少不僅影響絲卷的后加工質(zhì)量，還影響絲卷的偏輕偏重。主要是使絲具有平滑性、集束性和抗靜電性。

（5）卷曲收縮率和卷曲穩(wěn)定度

這兩種指標(biāo)只適用于變形絲，主要反映產(chǎn)品在熱空氣下的收縮效果。如表9所示的卷縮可以判斷變形絲的收縮性能優(yōu)良程度。

83dtex／72F細(xì)旦滌綸低彈絲的主要物理性能指標(biāo)如表9所示

3.2 外觀指標(biāo)

DTY的外觀指標(biāo)主要有毛絲、污絲、尾絲、僵絲、網(wǎng)拌、成型不良、色澤和絲卷凈重等。

3.3 染色指標(biāo)

染色均勻性是長絲的一項重要指標(biāo)。采用灰卡定等，分為5級9擋。級數(shù)越高，染色性能越均勻。≥4級定為一等品。而淡染，濃染，Z染和Z等外均為染色異常絲卷，需降級處理。

表9 83dtex／72F主要物理性能

4 結(jié)論

在TMT公司ATF-1500型加彈機上生產(chǎn)單絲線密度小于0.5dtex超細(xì)滌綸DTY。生產(chǎn)的83dtex／72F細(xì)旦滌綸DTY染色一等品率在95%左右。產(chǎn)品風(fēng)格豐滿、蓬松、質(zhì)量好，滿足客戶的要求。細(xì)旦滌綸拉伸變形絲具有質(zhì)輕、韌性強、手感柔軟爽滑、色澤鮮艷、透氣舒適、懸垂飄逸性好等優(yōu)點，較適合生產(chǎn)仿真絲織物、桃皮絨織物等。所以細(xì)旦滌綸拉伸變形絲將成為未來市場發(fā)展的必然趨勢。通過試驗得到其車速控制在900m／min，拉伸倍數(shù)控制在1.830，D／Y比控制在2.000，第一熱箱短區(qū)溫度控制在375℃，第一熱箱長區(qū)溫度控制在260℃，第二熱箱溫度控制在165℃，選用1-5-1組合的聚氨酯PU盤，生產(chǎn)穩(wěn)定，毛絲及斷頭少，生產(chǎn)的細(xì)旦滌綸拉伸變形絲物理性能指標(biāo)正常。

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