吳金亮， 盧慶豐， 丁國(guó)軍， 張逢書(shū)， 吳劍虹

(1. 榮盛石化股份有限公司，杭州 311247；2. 浙江盛元化纖有限公司，杭州 311247)

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83 dtex/36 f輕網(wǎng)高彈滌綸DTY生產(chǎn)工藝

吳金亮1， 盧慶豐1， 丁國(guó)軍1， 張逢書(shū)1， 吳劍虹2

(1. 榮盛石化股份有限公司，杭州 311247；2. 浙江盛元化纖有限公司，杭州 311247)

摘要:通過(guò)優(yōu)化滌綸DTY加工中牽伸比、網(wǎng)絡(luò)壓力、變形溫度、定型溫度、定型超喂和卷繞超喂、D/Y比等工藝條件，研究83 dtex/36f輕網(wǎng)高彈滌綸DTY的生產(chǎn)工藝。結(jié)果表明：選擇牽伸比1.75～1.79，網(wǎng)絡(luò)壓力0.12 MPa，變形溫度195～197 ℃，定型溫度90～95 ℃，適當(dāng)提高定型超喂(5.5%左右)和卷繞超喂(3.7%左右)，可得到卷曲收縮率為29.4%的纖維，有利于獲得高彈性、蓬松度良好、網(wǎng)絡(luò)均勻的滌綸DTY。

關(guān)鍵詞:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維；拉伸變形絲；高彈性；網(wǎng)絡(luò)絲

隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步和紡織面料質(zhì)量需求的提高，高彈性滌綸DTY由于其外觀豐盈、手感綿軟等特點(diǎn)，越來(lái)越受到廣大用戶的青睞。目前市場(chǎng)上的高彈絲往往彈性低、回復(fù)率差，生產(chǎn)加工時(shí)一等品率低，很難做到大面積推廣。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，彈力絲的彈性主要取決于其纖維的卷曲收縮率，卷曲收縮率越高彈性就越高，故彈力絲的卷曲收縮率指標(biāo)直接表征纖維的彈性[1]。如果纖維的卷曲收縮率指標(biāo)、手感柔軟、外觀豐滿性要明顯好于普通的DTY，則可以認(rèn)定為高彈性滌綸DTY[2]。本文就83 dtex/36f輕網(wǎng)高彈性滌綸DTY的生產(chǎn)工藝條件作了研究，并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，所制纖維彈性優(yōu)異、風(fēng)格飽滿，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且加工一等品率達(dá)到97.5%以上。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1原絲

公司自產(chǎn)POY，線密度140 dtex/36f，斷裂伸長(zhǎng)率132%，斷裂強(qiáng)度2.5 cN/dtex，條干不勻率0.8%，含油率0.4%。

1.2儀器設(shè)備

FK6V-1000型加彈機(jī)(德國(guó)Barmag公司)，STATIMAT.ME型全自動(dòng)強(qiáng)伸度測(cè)試儀(德國(guó)TEXTECHNO公司)，MP20 NMR ANALYZER型核磁共振含油分析儀(德國(guó)布魯克光譜儀器有限公司)，Uster-4型條干儀(瑞士進(jìn)口)。

1.3輕網(wǎng)高彈性滌綸DTY的生產(chǎn)

選擇假捻機(jī)型為FK6V-1000型，加工速度提高到800 m/min。對(duì)比一般的低彈絲，適度提高了牽伸比及D/Y比，選擇適宜的網(wǎng)絡(luò)壓力、變形熱箱溫度、定型熱箱溫度、網(wǎng)絡(luò)超喂率、定型超喂率等工藝條件，POY原絲經(jīng)第一熱箱形變、假捻器加捻(解捻)、網(wǎng)絡(luò)噴嘴、第二熱箱定型、上油卷繞得到網(wǎng)絡(luò)均勻、彈性佳的滌綸DTY。

2　結(jié)果與分析

2.1牽伸比

牽伸比(DR)是W2軸(二道軸)與W1軸(一道軸)之間的比值。DR設(shè)定的高低直接影響著纖維的性能[3]。如果DR設(shè)定太低，導(dǎo)致假捻器前的張力(T1)過(guò)低，絲條容易在上熱箱內(nèi)抖動(dòng)，受熱不勻；同時(shí)，假捻器后的張力(T2)也過(guò)低，解捻不充分，纖維黏結(jié)，甚至形成僵絲，最終導(dǎo)致纖維的彈性降低、手感不良。如果DR設(shè)定過(guò)高，導(dǎo)致加捻張力和解捻張力均過(guò)高，雖然在一定程度上提高了纖維的卷曲收縮率，彈性也有了提升，但高張力勢(shì)必容易導(dǎo)致單纖的斷裂，毛絲增加，反而使纖維的卷曲收縮率降低[4]。綜合實(shí)驗(yàn)效結(jié)果當(dāng)選擇DR為1.75～1.79時(shí)，DTY彈性良好，外觀無(wú)僵絲和毛絲。

2.2熱箱溫度

圖1是第一熱箱溫度的變化對(duì)DTY卷縮率的影響。由圖1可知，在一定的溫度范圍內(nèi)，隨著變形溫度的提高，纖維的卷縮率增大，溫度過(guò)大，卷縮率反而下降。這是因?yàn)殡S著變形溫度的增加，纖維的塑性得到了增加，纖維變形的阻力下降，得到的DTY變形就越充分，卷曲性能、手感、彈性越好；但溫度上升到220 ℃甚至更高時(shí)，接近了纖維軟化溫度，解取向度增加，塑性太強(qiáng)，形變效果反而變差，卷縮率降低，同時(shí)，纖維變脆，毛絲和僵絲隨之增加。為了得到較高卷曲的纖維，第一熱箱溫度比常規(guī)生產(chǎn)時(shí)提高5～8 ℃即可。本實(shí)驗(yàn)選擇第一熱箱溫度為195～197 ℃。

圖1　第一熱箱溫度對(duì)卷縮率的影響Fig.1　Effect of the first texturing heater temperature on fiber crimp rate

纖維經(jīng)過(guò)第一熱箱和假捻器的形變后，需要進(jìn)行補(bǔ)充熱定型，降低內(nèi)應(yīng)力，提高纖維的穩(wěn)定性[5]。為了得到高卷曲的纖維，必須要把經(jīng)過(guò)假捻器產(chǎn)生的卷曲形態(tài)保持下來(lái)，所以設(shè)置合適的定型溫度就顯得尤為重要。溫度設(shè)定太低，不易起到補(bǔ)充熱定型的效果，纖維穩(wěn)定性降低。溫度設(shè)定過(guò)高，導(dǎo)致纖維塑性增強(qiáng)，形變無(wú)法得到保持，卷曲收縮率反而大大降低。為了得到穩(wěn)定性良好又彈性較高的纖維，在設(shè)定定型溫度時(shí)較常規(guī)生產(chǎn)低70～75 ℃為宜。本實(shí)驗(yàn)選擇定型溫度為90 ℃。

2.3定型超喂

定型超喂率是指第二羅拉和第三羅拉速度差相對(duì)于第二羅拉的百分率。圖2是定型超喂率與DTY卷曲收縮率的關(guān)系，圖3是定型超喂率與DTY卷曲穩(wěn)定度的關(guān)系。由圖2和圖3可知，隨著定型超喂率的提高，纖維的卷曲收縮率、卷曲穩(wěn)定度都相應(yīng)得到提高。這是因?yàn)槎ㄐ统孤试礁?，絲條在定型熱箱中越松弛，使得分子間的內(nèi)應(yīng)力得到有效降低，從而將經(jīng)過(guò)假捻器變形而產(chǎn)生的卷曲和蓬松的纖維狀態(tài)保持下來(lái)，因此纖維的卷曲收縮率和卷曲穩(wěn)定度也越高。本實(shí)驗(yàn)選擇定型超喂率為5.5%。

圖2　定型超喂率與DTY卷曲收縮率的關(guān)系Fig.2　Relation between set overfeed and DTY crimp rate

圖3　定型超喂率與DTY卷曲收縮率的關(guān)系Fig.3　Relation between set overfeed and DTY crimp stability

2.4卷繞超喂

卷繞超喂率是指第二羅拉和卷繞輥表面速度差相對(duì)于第二羅拉表面速度的百分率。DTY的卷裝張力直接取決于卷繞超喂率。為了保證良好的退繞效果，不能將卷裝張力設(shè)定過(guò)低，否則容易導(dǎo)致絲餅松軟，絲束之間相互黏連、夾結(jié)，在高速退繞時(shí)造成斷頭，同時(shí)，絲餅端面極易形成塌邊現(xiàn)象，不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸。但卷繞張力也不能過(guò)高，否則絲餅太硬，卷曲性能會(huì)下降，同時(shí)，過(guò)高的張力極易導(dǎo)致紙管變形，進(jìn)而導(dǎo)致絆絲的形成，影響外觀和退繞[6]。為了保證既有良好的外觀又有較高的卷曲性能，本實(shí)驗(yàn)選擇卷繞超喂率為3.7%，使卷繞張力保持在18～22 cN。

2.5D/Y比

D/Y比指的是假捻摩擦盤(pán)表面速度與第二喂入羅拉表面速度之比。圖4是D/Y比與卷縮率的關(guān)系。由圖4可知，隨著D/Y比的提高，纖維的卷曲收縮率也相應(yīng)提高。這是因?yàn)殡S著D/Y比的提高，摩擦盤(pán)的表面速度增加，傳遞到絲條的力矩也隨之增加，在一定的車(chē)速條件下，單位長(zhǎng)度內(nèi)絲條獲得的卷曲效果得到提高，加捻及解捻數(shù)增加，絲條蓬松性提高。高卷曲的纖維，其捻度也一定較高，故在選擇D/Y比的時(shí)候也一定比常規(guī)加工要高[7]。但也不是越高越好，D/Y比太高，絲條容易打滑，且摩擦盤(pán)對(duì)絲條的損傷也大，易產(chǎn)生毛絲。硬質(zhì)的陶瓷摩擦片因?qū)z條的磨損較大，故不在考慮范圍內(nèi)，選擇軟硬適中的聚氨酯摩擦片為最佳。另外，摩擦片組合中，選擇1-5-1為宜，因?yàn)檫^(guò)高組合會(huì)降低假捻張力，過(guò)低組合會(huì)降低卷曲效果。本實(shí)驗(yàn)選擇適當(dāng)提高D/Y比至1.85，使假捻充分，DTY的卷曲性提高。

圖4　D/Y比對(duì)卷曲收縮率的影響Fig.4　Effect of D/Y on fiber crimp rate

2.6網(wǎng)絡(luò)壓力及噴嘴的選擇

表1是網(wǎng)絡(luò)壓力對(duì)DTY性能的影響。由表1可知，纖維的網(wǎng)絡(luò)度、網(wǎng)絡(luò)牢度、斷裂強(qiáng)度隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的提高而提高，但斷裂伸長(zhǎng)率卻是隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的提高而先增加后下降。這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)壓力的大小決定了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的牢度，實(shí)驗(yàn)證明，隨著壓力升高，絲條被吹散的程度加大，各單纖維間纏繞程度提高，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)牢度隨之提高。但也不是壓力越高越好，太高的壓力易導(dǎo)致單纖維被吹斷造成毛絲，從而降低纖維的強(qiáng)度。網(wǎng)絡(luò)均勻性取決于網(wǎng)絡(luò)噴嘴型號(hào)和網(wǎng)絡(luò)壓力，在生產(chǎn)83d tex/36f DTY時(shí)，選擇半圓斜口噴嘴為宜。因?yàn)橐獫M足經(jīng)編的需要，網(wǎng)點(diǎn)不能太弱，否則極易造成織造困難，但也不能太牢，否則織物上會(huì)形成節(jié)點(diǎn)，使其豐厚性降低、手感變差，所以半圓型噴嘴是最佳選擇。同時(shí)，需要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)壓力，以控制最佳的網(wǎng)絡(luò)牢度和網(wǎng)絡(luò)度[8]。從表1可知，在生產(chǎn)輕網(wǎng)DTY時(shí)，網(wǎng)絡(luò)壓力選擇0.12 MPa為宜。

表1　網(wǎng)絡(luò)壓力對(duì)DTY性能的影響

2.7工藝及物性指標(biāo)

表2是經(jīng)過(guò)優(yōu)化后生產(chǎn)輕網(wǎng)高彈滌綸DTY與普通滌綸DTY的工藝條件比較，表3是輕網(wǎng)高彈滌綸DTY與普通DTY的物理指標(biāo)對(duì)比。從表2、表3可知，與普通滌綸DTY的性能相比，輕網(wǎng)高彈滌綸DTY的卷曲收縮率和卷曲穩(wěn)定性明顯提高。

表2　83 dtex/36 f輕網(wǎng)高彈滌綸DTY與普通滌綸DTY的主要工藝參數(shù)

表3　83 dtex/36 f輕網(wǎng)高彈滌綸DTY與普通滌綸DTY的物理指標(biāo)

3　結(jié)　論

與一般滌綸DTY相比，在生產(chǎn)83 dtex/36f輕網(wǎng)高彈滌綸DTY時(shí)，要選擇較高的牽伸比，牽伸比為1.75～1.79；上調(diào)變形溫度至195～197 ℃，調(diào)低定型溫度至90 ℃；適當(dāng)提高定型超喂(5.5%左右)和卷繞超喂(3.7%左右)，所獲得的纖維網(wǎng)絡(luò)均勻、彈性高、手感佳。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.06.003

收稿日期:2016-01-27; 修回日期: 2016-05-10

作者簡(jiǎn)介:吳金亮(1976—)，男，工程師，主要從事滌綸紡絲、加彈生產(chǎn)及工藝管理。

中圖分類(lèi)號(hào):TS104.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1001-7003(2016)06-0011-04引用頁(yè)碼: 061103

Production process of 83 dtex/36 f high elasticity PET DTY

WU Jinliang1, LU Qingfeng1, DING Guojun1, ZHANG Fengshu1, WU Jianhong2

(1.Rongsheng Petrochemical Co., Ltd., Hangzhou 311247, China; 2.Zhejiang Shengyuan Chemical Fiber Co.,Ltd.,Hangzhou 311247, China)

Abstract:The production process of 83 dtex/36f high crimp PET DTY was discussed through the optimization of draw ratio, network pressure, texturing heater temperature, setting heater temperature, set overfeed, take-up overfeed and D/Y ratio. The results show that the crimp contraction rate increases to 29.4% by selecting draw ratio 1.75～1.79, network pressure 0.12 MPa, texturing temperature 195～197 ℃ and setting temperature 90～95 ℃ and increasing set overfeed to 5.5% and crimp overfeed 3.7%, which helps to produce PET DTY with high elasticity.

Key words:polyethylene terephthalate fiber; draw textured yarn; high elasticity; interlaced yarn