王瑞武

（天津石化公司化驗(yàn)計(jì)量中心，天津 300271）

滌綸短纖維的干熱收縮率反映了纖維經(jīng)過干熱空氣處理后的收縮情況，是評價(jià)滌綸熱穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，關(guān)系到纖維的染色和后期應(yīng)用。我國GB/T 14464《滌綸短纖維》規(guī)范對測量干熱收縮率的方法作出了明確規(guī)定，但對測試過程的規(guī)定較為粗泛。在測試干熱收縮率的過程中，結(jié)果受到測試過程中不同因素的影響，存在一定的偏差。為了保證干縮率測試的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，需要詳細(xì)分析影響檢測的相關(guān)因素并主動規(guī)避。

1 滌綸短纖維干熱收縮率檢測的目的

滌綸纖維的收縮特性能夠讓織物豐滿蓬松，改善光澤度。干熱收縮率描述的是經(jīng)過干熱空氣處理后纖維的收縮程度。短纖維收縮率主要受組織結(jié)構(gòu)的影響，兩向梳延展線交叉點(diǎn)增加，可以分為多個(gè)交叉點(diǎn)。交叉點(diǎn)的增加會增大紗線摩擦，造成摩擦阻力增加，影響收縮率。在后梳組織不變的情況下，增加前梳延展線，橫向收縮率呈現(xiàn)減小的趨勢，縱向收縮率呈現(xiàn)增大的趨勢。橫向織縮率趨于穩(wěn)定，縱向織縮率呈現(xiàn)先減小再穩(wěn)定的趨勢。延展線的摩擦力對收縮率產(chǎn)生直接影響，變換延展線長度，收縮率會呈現(xiàn)出規(guī)律性改變。橫向收縮率主要受到縱密的影響，因此，優(yōu)化縱密設(shè)計(jì)是穩(wěn)定收縮率的主要因素，而縱向收縮率則受到前梳延展線的影響。

在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，對滌綸短纖維干熱收縮率的檢測，能夠準(zhǔn)確評估滌綸材料的性能，對滌綸纖維進(jìn)行分類，合理使用高收縮滌綸纖維。如使用高收縮滌綸纖維制作紗線，可以開發(fā)不同風(fēng)格的織物；如絲織物，可使用高收縮長絲以及高支棉進(jìn)行加工，開發(fā)紡絲織物，手感柔軟、輕薄，具有光澤感。充分利用高收縮纖維的特點(diǎn)，能夠制作纖維毛圈，形成仿毛效果。利用熱加工等方法，檢測滌綸短纖維的收縮率大小，可快速掌握纖維特征，用于生產(chǎn)特殊的織物。此外，經(jīng)過檢測，高收縮滌綸纖維可以生產(chǎn)凹凸花呢，將高收縮滌綸絲聯(lián)合低碳滌綸絲可以用于生產(chǎn)混纖紗，收縮率可以超過25%[1]。由于收縮率的不同，在織物上會形成凹凸立體效果。高收縮滌綸纖維可以聯(lián)合毛滌紗混紡，具有優(yōu)良的手感和獨(dú)特的風(fēng)格，可以用于制作裙子、襯衫等。干熱收縮率在30%以上的滌綸纖維聯(lián)合毛滌紗可以制作經(jīng)紗，只需要加捻工序即可生產(chǎn)，不需要蒸紗步驟。對滌綸纖維的檢測，能夠輔助織物材料的生產(chǎn)，有利于紡織行業(yè)的發(fā)展，是行業(yè)的基礎(chǔ)步驟。

2 滌綸短纖維干熱收縮率的檢測流程

2.1 試驗(yàn)材料

選擇聚酯滌綸短纖維，準(zhǔn)備纖維干熱收縮儀，長度測量要求精準(zhǔn)至0.025 mm。準(zhǔn)備樣筒、張力夾、烘箱、恒溫控制裝置以及纖維對比色板等。

2.2 試驗(yàn)流程

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14334制備試驗(yàn)樣品，取出5 g纖維，預(yù)調(diào)濕后讓試樣達(dá)到吸濕平衡。試樣在公定回潮率以下不必進(jìn)行預(yù)調(diào)濕。纖維調(diào)濕試驗(yàn)要按照GB/T 6529執(zhí)行。在公定回潮率下直接進(jìn)行纖維調(diào)濕，將相對濕度控制在65%，將溫度控制在20 ℃，進(jìn)行4～16 h的調(diào)濕[2]，參照FZ/T 50004—2011試驗(yàn)方法進(jìn)行。根據(jù)儀器操作說明書提前做好準(zhǔn)備，從達(dá)到吸濕平衡的試樣中選取若干纖維：取5根纖維，使用鑷子夾住纖維一端放入彈簧夾中間，另一端使用張力夾夾住，一同放入儀器樣筒上，并放入中心軸測量長度，要求精準(zhǔn)讀數(shù)至0.01 mm。將樣筒取出，讓纖維保持松弛狀態(tài)，放入烘箱進(jìn)行熱處理，升溫至180 ℃后開始計(jì)時(shí)，在30 min后可將纖維取出平衡2 h，再次測量長度。干熱收縮率的計(jì)算公式為：

式中，Si表示纖維干熱收縮率，Li0表示處理前長度，Li1表示處理后長度，C表示儀器常數(shù)，S表示干熱收縮率，n為試驗(yàn)根數(shù)。

根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)說明試驗(yàn)流程，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品規(guī)格、類型、生產(chǎn)批號等信息。對試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算要寫入報(bào)告，標(biāo)注試驗(yàn)人員和環(huán)境等信息。

3 滌綸短纖維干熱收縮率檢測的影響因素

3.1 預(yù)加張力

經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干熱收縮率測試中需要使用張力夾，但由于張力夾成本高，無法根據(jù)短纖維特征選擇規(guī)格合適的張力夾，統(tǒng)一使用0.100 cN的張力夾。裝置生產(chǎn)的滌綸短纖維產(chǎn)品主要有1.56 dtex和1.33 dtex兩種規(guī)格。按照國標(biāo)GB/T 14334規(guī)范取樣品，隨機(jī)取出纖維5 g，根據(jù)預(yù)加張力范圍，使用張力夾對滌綸進(jìn)行短纖維測試。結(jié)果表明，在180 ℃條件下，檢測干熱收縮率，可以按照預(yù)加張力范圍計(jì)算，該試樣張力為0.117 cN，根據(jù)張力誤差的最小值（0.075 0～0.007 5 cN/dtex），測試的數(shù)據(jù)并無明顯差異?？梢?，在該規(guī)格張力夾規(guī)定的范圍內(nèi)，誤差較小，可以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。但當(dāng)張力夾規(guī)格和滌綸短纖維不匹配時(shí)，張力過大會影響纖維卷曲，張力過小則無法伸直。在檢測干熱收縮率前，需要對張力夾進(jìn)行檢查，確認(rèn)滌綸纖維保持伸直狀態(tài)且沒有伸長，同時(shí)無卷曲，再進(jìn)行測試，最大限度地減少預(yù)加張力對檢測的影響。

3.2 升溫時(shí)間

在試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)，將待烘樣筒置入烘箱內(nèi)，由于樣筒本身溫度較低，放入過程中烘箱內(nèi)部溫度下降，由于操作人員操作的時(shí)間差異，烘箱內(nèi)部的降溫程度也存在一定差異。一般烘燥時(shí)間升溫至180 ℃需要30 min，同時(shí)降低烘箱溫度所用時(shí)間存在明顯差異，造成升溫至180 ℃的時(shí)間有明顯差異。樣品在高溫狀態(tài)下烘燥的時(shí)間也存在差異。根據(jù)國標(biāo)GB/T 14334，隨機(jī)取樣5 g，測試烘前試樣溫度，放入烘箱內(nèi)進(jìn)行升溫，溫度達(dá)到180 ℃時(shí)計(jì)時(shí)[3]。結(jié)果顯示，在不同升溫時(shí)間下，達(dá)到180 ℃時(shí)，干熱收縮率的結(jié)果存在明顯差異，滌綸短纖維的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干熱收縮率允許誤差為2%。若升溫時(shí)間在8 min內(nèi)，誤差可以忽略，升溫時(shí)間在8 min以上，數(shù)據(jù)超出誤差范圍。因此，要求檢驗(yàn)人員熟練操作，最大限度地減少烘箱內(nèi)部的熱度損失和溫度降低值。優(yōu)先選擇雙加熱管的大功率烘箱，實(shí)現(xiàn)快速升溫，將升溫時(shí)間嚴(yán)格控制在8 min之內(nèi)。

3.3 滌綸種類

滌綸分為單絲和復(fù)絲兩種，單絲干熱收縮率可取樣品，測試經(jīng)過熱空氣處理后滌綸長度的改變情況。復(fù)絲則通過拉直測試干熱收縮率。復(fù)絲絞絲密度存在不同密度，當(dāng)樣品線密度小于等于400 dtex時(shí)，絞絲密度設(shè)定為2 500 dtex，繞取圈數(shù)為125～3；試樣線密度為401～3 000 dtex時(shí)，絞絲線密度設(shè)定為10 000 dtex，繞取圈數(shù)為13～2。若絞絲繞取10圈，需要提前準(zhǔn)備多種規(guī)格的張力器，根據(jù)總線密度值選擇張力器。彈力絲使用500 cN和2 000 cN張力器，牽伸絲需要125 cN和500 cN張力器。不同規(guī)格的張力器需要適用于不同的線密度測試。在條件允許的情況下，需要根據(jù)樣品特征選擇合適的張力器，控制張力器對試驗(yàn)結(jié)果的影響。若成本有限，也要盡量減少張力器之間的差異。

3.4 熱處理方式

在檢測過程中，樣品的熱處理方式也會對樣品干縮率產(chǎn)生影響。在熱處理時(shí)，不同的處理方式會直接影響樣品長度。進(jìn)行不同放置方式的試驗(yàn)，將樣品按照垂直、對折以及包裹紗布平放3種方式放置，進(jìn)行熱處理。結(jié)果顯示，垂直懸掛的樣品收縮率最大，表示對折以及紗布包裹均會影響樣品的收縮率。因此，在檢測時(shí)選擇垂直懸掛的方式處置試樣。在試樣熱處理后需要平衡時(shí)間消除熱應(yīng)力，并恢復(fù)大氣狀態(tài)，若時(shí)間太短，則無法取得良好的效果；若時(shí)間過長會造成試驗(yàn)成本的提高。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)樣品經(jīng)過2 h的平衡后，干熱收縮率趨于穩(wěn)定。因此，在檢測時(shí)需要對操作時(shí)間和檢測時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，制備試樣控制在0.5 h。干熱前進(jìn)行2 h的平衡，干熱處理0.5 h，測試長度1.5 h，干熱時(shí)間2～3 h，可在8 h內(nèi)完成檢測。

4 結(jié)語

為了保證測試結(jié)果準(zhǔn)確，在檢測操作時(shí)，需要檢查張力夾夾住后纖維樣品的狀態(tài)，并嚴(yán)格控制升溫時(shí)間。同時(shí)，需要充分考慮試樣的質(zhì)量是否滿足文件闡述，選擇垂直放置方式進(jìn)行熱處理，保證操作人員嚴(yán)格按照規(guī)范操作，并嚴(yán)格控制時(shí)間，盡量在8 h內(nèi)完成試驗(yàn)操作。除本研究提出的影響因素外，干熱收縮率還會受到儀器穩(wěn)定性、試樣冷卻以及其他因素的影響，因此，未來還需要針對儀器、冷卻溫度等因素進(jìn)行研究。