滌綸POY/DTY 復(fù)合絲熱收縮率的影響因素探討

楊秀琴 ，季玉棟，謝俊霞

(1.河南工程學(xué)院，河南 鄭州 450007;2.新鄉(xiāng)白鷺化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng) 453011)

滌綸POY/DTY 復(fù)合絲是以不同規(guī)格的滌綸POY 原絲為原料，通過對33-H 加彈機(jī)的適當(dāng)改造，利用不同的絲道，使一束POY 加彈成DTY 與另一束未加彈的POY 網(wǎng)絡(luò)合股形成包芯復(fù)合絲，利用POY 與DTY 的染色差異改善織物染色性能，使織物呈現(xiàn)雪花狀色丁效果［1］;又因POY 和DTY 取向度的不同，熱收縮性不同，POY/DTY 復(fù)合絲表現(xiàn)出異收縮效果，屬于異收縮絲。用該復(fù)合絲織成的織物有優(yōu)良的排汗吸濕性和彈性，是保暖內(nèi)衣首選面料，有廣闊的發(fā)展前景。在滌綸POY/DTY 復(fù)合絲的實際生產(chǎn)中，主要考慮提高其異收縮性，既要考慮卷曲收縮率和沸水收縮率，還要考慮生產(chǎn)的穩(wěn)定性。作者重點探討了生產(chǎn)過程中原料及工藝條件對產(chǎn)品熱收縮率的影響。

1 試驗

1.1 原料及設(shè)備

2 種滌綸POY:線密度分別為86 dtex/48 f，135 dtex/72 f，斷裂強(qiáng)度2.5 cN/dtex，斷裂伸長率115%，條干不勻率0.94%，沸水收縮率41%，新鄉(xiāng)白鷺化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司產(chǎn)。

設(shè)備:日本村田公司生產(chǎn)的33-H 加彈機(jī);常州銳品精密儀器有限公司YG086型縷紗測長儀;德國Textechno 公司Statimat 強(qiáng)伸儀及Texturmat自動收縮儀。

1.2 主要工藝流程及參數(shù)

以86 dtex/48 f 和135 dtex/72 f 滌綸POY 為原料，生產(chǎn)滌綸POY/DTY 復(fù)合絲，線密度為167 dtex/120 f，其工藝流程見圖1。

圖1 167 dtex/120 f 滌綸POY/DTY 生產(chǎn)流程Fig.1 Flow chart of 167 dtex/120 f PET POY-DTY production

POY/DTY 復(fù)合絲生產(chǎn)是在一臺加彈機(jī)上，其中2 個絲道POY 絲路和DTY 絲路工藝參數(shù)有所不同，不經(jīng)假捻的POY 絲路主要控制其送絲速度即零羅拉送絲速度，一般為避免不假捻POY 絲束的意外拉伸，其送絲速度與假捻變形的第二羅拉速度相近，即不假捻POY 絲束的零羅拉送絲速度為578 m/min;而需要假捻變形的一束POY 絲在生產(chǎn)POY/DTY 復(fù)合絲時其工藝參數(shù)除第二熱箱溫度不宜太高以免不假捻POY 絲束的在第二熱箱中的意外拉伸，一般控制約150℃，其他工藝參數(shù)與普通DTY 生產(chǎn)基本相同。生產(chǎn)復(fù)合絲的主要工藝參數(shù)見表1，其中，第一熱箱溫度、拉伸倍數(shù)、假捻角為DTY 工藝參數(shù);而其他的為POY 與DTY 經(jīng)復(fù)合導(dǎo)絲器后的復(fù)合絲工藝參數(shù)。

表1 167 dtex/120 f 滌綸POY/DTY 主要工藝參數(shù)Tab.1 Process parameters of 167 dtex/120 f PET POY-DTY

1.3 分析測試

線密度:使用YG086型定長儀，DT-100型單盤天平采用定長稱重法測試。

斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長率:采用Statimata 強(qiáng)伸儀測試。

卷曲收縮率:采用Texturmat 自動收縮儀測試。

沸水收縮率(S):采用YG086型縷紗測長儀繞取一定數(shù)量的纖維，在預(yù)加張力(0.089 cN/dtex)下測定POY/DTY 的原始長度(L0)，然后用紗布包好，放入沸水中煮30 min，取出并自然冷卻，在相同預(yù)加張力下測定纖維長度(L1)，纖維S 計算如下:

2 結(jié)果與討論

2.1 加工速度

加彈機(jī)加工速度越高，生產(chǎn)能力越大，但加工速度還對成品絲的染色性、有無毛絲降等、生產(chǎn)過程中斷頭率的高低有直接影響，同時還影響成品DTY 的S。對生產(chǎn)POY/DTY 復(fù)合絲而言，DTY的S 下降，而沒有假捻的POY 絲束的S 不變，則POY/DTY 復(fù)合絲的異收縮率增大［2］。從表2 可看出，隨著加工速度的提高，復(fù)合絲的S 降低，并且出現(xiàn)毛絲及斷頭現(xiàn)象。因此，在保證正常生產(chǎn)和無毛絲降等，無斷頭的情況下，生產(chǎn)POY/DTY復(fù)合絲采用578 m/min 的加工速度。

表2 加工速度與復(fù)合絲S 的關(guān)系Tab.2 Relationship between processing speed and S of POY-DTY

2.2 DTY 拉伸倍數(shù)

隨拉伸倍數(shù)的增加，DTY 線密度下降，DTY毛絲降等幾率上升［3］，加捻張力、解捻張力及卷繞張力均隨之上升。同時，拉伸倍數(shù)提高，DTY的S 減小，POY/DTY 復(fù)合絲異收縮性增加。生產(chǎn)POY/DTY 復(fù)合絲時，為避免毛絲降等，POY/DTY復(fù)合絲的拉伸倍數(shù)與普通DTY 生產(chǎn)基本相同，為1.592～1.680。從表3 可見，在其他工藝條件一定時，綜合考慮，135 dtex/72 f POY 假捻變形時選擇拉伸倍數(shù)為1.631。

表3 拉伸倍數(shù)與POY/DTY 復(fù)合絲S 關(guān)系Tab.3 Relationship between draw ratio and S of POY-DTY

2.3 第二超喂率

第二超喂率主要影響DTY 成品絲的卷曲收縮率。隨第二超喂的升高，DTY 成品絲的卷曲收縮率明顯增加，DTY 成品絲穩(wěn)定性增強(qiáng)。沸水收縮率下降。為增加POY/DTY 復(fù)合絲的異收縮性可采用比普通DTY 生產(chǎn)稍高的第二超喂率，生產(chǎn)中選擇第二超喂率為4.20 %。

2.4 第一熱箱溫度

POY 的拉伸過程實質(zhì)是纖維大分子由折疊鏈向伸直鏈的轉(zhuǎn)變過程，所以第一熱箱溫度越高越有利于纖維的拉伸變形，即有利于DTY 的取向度提高，S 下降，但過高的溫度，當(dāng)接近于纖維的軟化點時，纖維間發(fā)生粘連、并絲，產(chǎn)品DTY 手感發(fā)硬、蓬松性下降，成品降等。隨著第一熱箱溫度的升高，DTY 卷曲收縮率增加。從表4 可知，為獲得良好的POY/DTY 異收縮性，在生產(chǎn)POY/DTY 復(fù)合絲時，應(yīng)采用比普通DTY 生產(chǎn)加工稍高的變形熱箱溫度，即為190～200℃。

表4 第一熱箱溫度與POY/DTY 復(fù)合絲S 的關(guān)系Tab.4 Relationship between the first heat box temperature and S of POY-DTY

2.5 第二熱箱溫度

第二熱箱主要對纖維的拉伸和假捻變形起定型作用，消除卷曲內(nèi)應(yīng)力，降低纖維熱收縮率，賦予纖維尺寸熱穩(wěn)定性［4］。第二熱箱溫度的高低主要影響DTY 纖維卷曲收縮率、松圈的多少、剩余扭矩的高低，第二熱箱溫度升高，DTY 松圈現(xiàn)象增加，剩余扭矩下降，DTY 纖維卷曲收縮率減小，成品絲的S 下降。生產(chǎn)POY/DTY 復(fù)合絲時，POY 與DTY 的復(fù)合是在假捻器后第二羅拉前完成的，為增加復(fù)合絲的異收縮率需要采用較低的定型熱箱溫度。由表5 可知，在生產(chǎn)POY/DTY復(fù)合絲時，為獲得良好的纖維成形，及合理的卷曲收縮率，第二熱箱溫度采用在140～150℃。

表5 第二熱箱溫度與POY/DTY 復(fù)合絲S 的關(guān)系Tab.5 Relationship between the second heat box temperature and S of POY-DTY

2.6 POY/DTY 復(fù)合絲性能

生產(chǎn)167 dtex/120 f POY/DTY 復(fù)合絲時，除了對上述工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化外，還對其他工藝參數(shù)也進(jìn)行了調(diào)整。采用加工速度578 m/min，POY 加工為DTY 的拉伸倍數(shù)為1.631，第二超喂率為4.2%，第三超喂率為2.95%，第一熱箱溫度為195℃，第二熱箱溫度為150℃，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能良好，其性能指標(biāo)見表6。

表6 167 dtex/120 f 滌綸POY/DTY 復(fù)合絲性能指標(biāo)Tab.6 Physical index of 167 dtex/120 f PET POY-DTY

3 結(jié)論

a.滌綸POY/DTY 復(fù)合絲生產(chǎn)中，影響其熱收縮率的主要工藝條件有加工速度、拉伸倍數(shù)、第二超喂率、第一和第二熱箱溫度。

b.滌綸POY/DTY 復(fù)合絲的沸水收縮率隨加工速度、拉伸倍數(shù)、第二超喂率及第一和第二熱箱溫度的提高而降低。

c.滌綸POY/DTY 復(fù)合絲的沸水收縮率受其中POY 組分的影響較大，復(fù)合絲的沸水收縮率比普通DTY 產(chǎn)品高，生產(chǎn)的167 dtex/120 f 復(fù)合絲S 為34.6%。

［1］王圖強(qiáng)，汪濤.滌綸復(fù)合絲(POY+DTY)的研發(fā)［J］.江西化工，2008(2):131－132.

［2］謝倩，黃莉茜，王學(xué)利，等.一步法POY/FDY 滌綸混纖絲異收縮性能的表征［J］.東華大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2010，36(6):599－603.

［3］吳建亭.83 dtex/146 f 滌綸低彈網(wǎng)絡(luò)絲生產(chǎn)工藝探討［J］.聚酯工業(yè)，2007，20(2):43－44.

［4］王妮.新型滌綸仿毛長絲紗成形原理及應(yīng)用研究［D］.上海:東華大學(xué)紡織學(xué)院，2005.