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(qiáng)、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(zhǎng)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(fèi)者對(duì)紡織產(chǎn)品多樣化、新穎化、流行化、高級(jí)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(lái)，以細(xì)旦滌綸長(zhǎng)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(chǎng)份額，并在不斷蓬勃發(fā)展之中。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要設(shè)備

加彈機(jī)日本TMT公司ATF-1500FOUR型滌綸加彈機(jī)；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(jī)；織襪設(shè)備無(wú)錫永新GE588織襪機(jī)。

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(jìn)行試驗(yàn)打樣才可以投入整機(jī)生產(chǎn)，采用日本TMT公司的TMT-ATF1500FOUR機(jī)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(shí)踐證明POY的主要物理機(jī)械性能指標(biāo)對(duì)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(zhǎng)率太小，則在后加工時(shí)易產(chǎn)生毛絲、斷絲；太大則會(huì)因后拉伸不足而出現(xiàn)僵絲，DTY斷裂強(qiáng)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(duì)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(guò)高，對(duì)于83dtex DTY來(lái)說(shuō)，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(duì)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(huì)增加斷頭，絲條在第一熱箱內(nèi)停留的時(shí)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(qiáng)力。

由于變形時(shí)間等于第一熱箱長(zhǎng)度除以絲條的線速度，冷卻時(shí)間等于冷卻區(qū)長(zhǎng)度除以絲條的線密度，而加熱器和冷卻板的長(zhǎng)度是固定的，絲條的線速度與熱變形的時(shí)間和冷卻時(shí)間有關(guān)。絲條的拉伸變形加工速度不同，其變形時(shí)間和冷卻時(shí)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(shí)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(shí)，變形和冷卻時(shí)間達(dá)不到工藝要求，絲條的熱塑性極低，會(huì)出現(xiàn)假捻張力波動(dòng)現(xiàn)象，使假捻變形工藝無(wú)法進(jìn)行。所以最適宜的加工速度一般為極限速度的80%～85%。通過(guò)打樣試驗(yàn)知道絲速在900m／min時(shí)，假捻張力比較穩(wěn)定，波動(dòng)比較小，符合工藝及絲質(zhì)要求。

圖2 極限SS1150時(shí)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(shí)的絲速之比。D／Y比對(duì)細(xì)旦滌綸DTY的卷縮率、卷曲穩(wěn)定性、強(qiáng)度和伸長(zhǎng)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(shí)，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(shí)，纖維開始滑動(dòng)。但對(duì)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(huì)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(shí)，絲束握持力較低，易打滑，并產(chǎn)生毛絲和緊點(diǎn)。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(duì)DTY假捻張力的影響

但是在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)D／Y比增加時(shí)，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(kuò)散，染色向淺，反之向深。而氣溫的上升和下降對(duì)于TCST2（在線張力）的影響非常大，所以在實(shí)際生產(chǎn)中D／Y比是經(jīng)常變動(dòng)參數(shù)之一。當(dāng)氣溫上升時(shí)，TCST2張力會(huì)明顯下降，此時(shí)染色偏淺，則將D／Y比參數(shù)向下調(diào)小來(lái)提高TCST2張力。當(dāng)氣溫下降時(shí)，TCST2張力會(huì)明顯上升，此時(shí)染色偏深，則將D／Y比參數(shù)向上調(diào)大來(lái)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(duì)絲卷的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2.4 卷繞超喂（OF3）

第三超喂率對(duì)物理性能沒(méi)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(guò)大，卷繞張力變小，卷徑變大，影響退繞；而卷繞超喂設(shè)定過(guò)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(guò)加工試驗(yàn)得到：卷繞超喂設(shè)定在0.90%時(shí)，不易產(chǎn)生飄絲，此時(shí)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(diǎn)位置為-4時(shí)，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(shí)已將遠(yuǎn)點(diǎn)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(diǎn)位置變化對(duì)OF3和卷經(jīng)的影響

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

2.5 卷繞時(shí)間

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

但在實(shí)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(shí)間。絲卷定重6 010g，當(dāng)卷繞時(shí)間為813min時(shí)，將絲卷落下來(lái)稱重為5 896g，則每分鐘卷繞7.3g，10min卷繞73g，所以813min會(huì)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(shí)間，在正式投入生產(chǎn)的第一落滿卷落紗前通過(guò)已卷繞的卷重來(lái)計(jì)算卷繞時(shí)間與實(shí)際生產(chǎn)是否吻合。為了提高落紗時(shí)間的準(zhǔn)確性，在選定已卷繞的時(shí)間越接近滿卷時(shí)間，得出的結(jié)果越準(zhǔn)確。

最后決定落紗時(shí)間為829min時(shí)，等到落紗時(shí)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(yàn)結(jié)果表明83dtex／72F的絲卷卷繞時(shí)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(jìn)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(lái)某些獨(dú)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(hào)為X40.51。

網(wǎng)絡(luò)度主要取決于壓縮空氣對(duì)DTY長(zhǎng)絲產(chǎn)生的高頻振動(dòng)波的頻率，而振動(dòng)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(guò)改變壓縮空氣的壓力來(lái)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(guò)程中，當(dāng)壓縮空氣壓力較低時(shí)，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(shí)增加會(huì)減慢。這是由于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)壓縮空氣壓力剛增加時(shí)，噴射氣流對(duì)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(dòng)頻率增加，絲條網(wǎng)絡(luò)度隨之增加，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)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(dòng)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(yàn)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(duì)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(qiáng)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(shí)踐（表6）對(duì)比絲的變形效果來(lái)，紡絲速度在900m／min時(shí)聚氨酯加工的細(xì)旦滌綸DTY，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率、卷曲率都比較高，而且對(duì)絲的表面損傷比較小，這樣在加工過(guò)程中，斷頭率以及產(chǎn)生的毛絲也會(huì)減少。

表6 不同材質(zhì)摩擦盤加工的DTY質(zhì)量對(duì)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(duì)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響。試驗(yàn)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(guò)程中必須的助劑之一。它的作用是增加纖維的潤(rùn)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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)低，上油率達(dá)不到要求，會(huì)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(hù)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(qiáng)，吸濕性差，比電阻高，因此在加工過(guò)程中，會(huì)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(guò)試驗(yàn)結(jié)果表明使用油劑型號(hào)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(duì)于TMT公司的ATF-1500FOUR型加彈機(jī)來(lái)講，生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?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(qiáng)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(huì)導(dǎo)致較高的捻度。拉伸倍數(shù)過(guò)大，會(huì)引起假捻張力增大，使毛絲和斷頭率增加；拉伸倍數(shù)過(guò)低，會(huì)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(yàn)結(jié)果表明牽伸比為1.830時(shí)符合產(chǎn)品質(zhì)量的各項(xiàng)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(guò)高，也不宜過(guò)低，第一熱箱的主要作用是在張力作用下對(duì)絲條進(jìn)行拉伸和扭曲，并對(duì)拉伸和扭曲所產(chǎn)生的形變進(jìn)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(guò)程，纖維具有一定的強(qiáng)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(lái)的高彈絲輸入第二熱箱進(jìn)行補(bǔ)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(shí)質(zhì)上進(jìn)行了補(bǔ)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(guò)大，絲條會(huì)在第二熱箱管口處晃動(dòng)，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(yàn)結(jié)果表明定型超喂設(shè)定為1.70%。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)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(shí)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(guò)，對(duì)產(chǎn)品的各種物理性能會(huì)產(chǎn)生較大影響，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。主要在線密度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)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(guò)FR2移絲器時(shí)，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(huì)偏低4～5g。當(dāng)絲條未過(guò)冷卻板時(shí)，沸水收縮率和網(wǎng)絡(luò)度偏小，染色為Z染，并且張力會(huì)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(guò)縷紗測(cè)長(zhǎng)儀卷繞10 000米長(zhǎng)的DTY絲，稱其重量，即為線密度，用分特表示。

（2）斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率

利用強(qiáng)伸儀測(cè)出纖維拉伸到斷裂時(shí)所承受的負(fù)荷和程度。

（3）網(wǎng)絡(luò)度

單位長(zhǎng)度的纖維所含有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)，單位為個(gè)／m。利用小針對(duì)絲條進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的破壞計(jì)算網(wǎng)絡(luò)度和網(wǎng)絡(luò)牢度。

（4）含油率

表示長(zhǎng)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(zhǎng)絲的一項(xiàng)重要指標(biāo)。采用灰卡定等，分為5級(jí)9擋。級(jí)數(shù)越高，染色性能越均勻?！?級(jí)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(jí)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(jī)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(qiáng)、手感柔軟爽滑、色澤鮮艷、透氣舒適、懸垂飄逸性好等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)試驗(yàn)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(zhǎng)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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