仿麂皮絨織物用海島型復合網絡絲生產實踐

余曉華，陶建勤

（1.常州紡織服裝職業(yè)技術學院，江蘇 常州 213164；2.常州市生態(tài)紡織技術重點實驗室，江蘇 常州 213164）

海島型復合網絡絲被廣泛應用于各類服裝、鞋、包、高檔擦拭用布等仿真皮面料與PU革的仿真皮基布生產中[1-2]。以其為原料生產的仿麂皮絨織物，仿真效果不僅能體現(xiàn)在對皮質形態(tài)、色澤等外觀的需求方面，還體現(xiàn)在對保暖、透氣、透濕等舒適性的需求方面，對可清洗、防霉防蛀等易護理性的需求方面超越了天然皮質，因此，深受追求時尚、休閑一簇的喜愛。本研究基于仿麂皮絨織物的生產要求，探討海島型復合網絡絲的生產技術。

1 試生產案例

（1）產品種類：海島型DTY（以下簡稱“本研究產品DTY”）；（2）產品規(guī)格：105 dtex/36 f；（3）產品用途：加工仿麂皮絨織物。

1.1 原料選配

采用自制半消光PET島相/COPET海相的定島型海島POY復絲，海/島比例（wt%）為25/75，規(guī)格為129 dtex/24 f/37 i。為更好地滿足仿麂皮絨織物坯布在整理工段的起絨要求及其成品織物的絨面形態(tài)、手感方面的仿真效果要求，添加一束自制半消光PET組分的FDY高收縮絲，規(guī)格為33 dtex/12 f。利用FDY高收縮絲潛在的高熱收縮性能[3]，使織物坯布在開纖過程中，F(xiàn)DY絲因受熱產生高收縮而形成紗芯、海島型POY絲被迫擠到紗體外圍并突出布面，使FDY高收縮絲在織物中起到緊密而又穩(wěn)定的骨架作用，為后續(xù)的開纖加工與絨面加工提供更為有利的織物結構基礎。本研究產品DTY所用原料的相關信息如表1所示。

表1 本研究產品DTY的原料相關信息

1.2 技術方案

與現(xiàn)有公開資料所顯示的同類DTY產品技術方案不同[3]，本研究根據DTY的原料成分、結構特點及其用途設計試生產技術方案。在POY經過假捻與熱定型的基礎上，采用先與FDY高收縮絲并合再網絡的技術措施，實現(xiàn)低彈絲與FDY高收縮絲的合體，使兩組絲束達到更為貼合與均衡占位的復合效果，使FDY高收縮絲在后續(xù)織造、開纖與絨面加工中起到可靠的輔助作用，并在成品織物中起到緊密、穩(wěn)定的骨架作用。由于FDY的高熱收縮性，在織造之前須防止其意外收縮，故網絡器的安裝位置考慮在熱定型（第二熱箱）后的位置上。由于這樣的位置可通過調整第三輥與卷繞之間欠喂率的大小控制最佳的網絡張力[4]，也就能保證假捻變形后的彈力絲與FDY高收縮絲的最佳網絡效果，滿足仿麂皮絨織物對DTY的低彈網絡復合絲的性能要求，工藝過程如圖1所示。

圖1 本研究產品DTY的生產技術方案

1.3 設備及其改裝

本研究產品DTY的生產，采用日本TMT公司制造的TMT-3V3型加彈機。為適應生產技術方案要求，對設備進行了相應改裝，改裝內容包括加裝FDY喂入機構，以滿足各加工單元對FDY的喂入與張力控制要求，并將其喂入羅拉命名為“零羅拉”；同時，將氣壓管及其網絡噴嘴改裝至第二熱箱與第三羅拉之間，并將POY與FDY的匯合點設置在第二熱箱與網絡噴嘴之間的適當位置。改裝后，設備加工單元的工藝流程如圖2所示。

圖2 本研究產品DTY的設備加工單元工藝流程

在圖2中，1代表POY卷裝，2代表FDY卷裝，3代表導絲鉤，4代表零羅拉，5代表切絲器，6代表第一羅拉，7代表導絲輥，8代表第一熱箱，9代表冷卻槽，10代表假捻器，11代表張力傳感器，12代表第二羅拉，13代表第二熱箱，14代表導絲管，15代表網絡噴嘴，16代表第三羅拉，17代表斷絲檢測器，18代表油輪，19代表油槽，20代表卷繞滾筒，21代表DTY卷裝。

1.4 工藝參數

本研究產品DTY的加彈工藝參數如表2所示。

表2 本研究產品DTY的加彈工藝參數

表2中的熱牽伸比與絲束線密度之間的關系如式（1）所示。式（1）中，DR為熱牽伸比，倍；Ntp為POY的線密度，dtex；Nt為DTY的設計線密度，dtex；NtF為FDY的線密度，dtex；η為設備的熱牽伸效率，%。

1.5 超細纖維直徑預測

海島型復合網絡絲織成坯布后，經開纖加工而在織物內形成超細纖維，滿足仿麂皮絨織物的絨面加工要求。纖維直徑與其線密度的關系如式（2）所示[5]。式（2）中，df為開纖后的超細纖維平均直徑，μm；Ntf為開纖后的超細纖維平均線密度，tex；γ為POY中“島”組分的平均體積密度，g/cm3。結合POY的海島結構特征與熱牽伸工藝，對式（2）進行推導并得到關系式（3）。式（3）中，Pi為POY中“島”組分的質量分數，%；f為POY的單絲數，根；i為POY的單絲橫截面內“島”相數，個。利用式（3）可以預測定島型海島復合網絡絲經開纖后的超細纖維平均直徑。根據本研究產品DTY的原料相關信息、工藝參數與設備情況，將“島”組分PET的平均體積密度γ值（1.39 g/cm3）、所用設備的熱牽伸效率η值（約為91%）以及表1與表2中的相關數據分別代入式（3），如式（4）所示，經計算得到其超細纖維平均直徑的預測值為2.36 μm。

2 結果與討論

工藝方案的確定以產品用途及質量要求為依據，嚴格控制導絲工藝、變形工藝、定型工藝與卷繞工藝。

2.1 產品質量

在試生產過程中，經過多次反復的試驗，得到關于本研究產品DTY的物理指標與外觀質量的數據范圍、分布情況及其中心值，制定了針對實際技術狀態(tài)的質量控制標準，作為后續(xù)在產品質量跟蹤過程中進行對比與評估的依據，以不斷提高生產水平。本研究產品DTY物理指標、外觀質量評定內容與級別如表3所示。

表3 本研究產品DTY的物理指標、外觀質量評定內容與級別規(guī)定

2.2 工藝技術

2.2.1 導絲工藝

導絲工藝的設計，一方面，需確保各加工單元中各導絲機件的安裝位置與其對應工藝機件之間形成有效通道，以防絲條出現(xiàn)張力波動與抖動現(xiàn)象[6]；另一方面，需確保設備各加工單元全通道表面的清潔度與光滑度，避免DTY產品出現(xiàn)毛絲、污絲、飛入絲等外觀質量問題。在此基礎上，兼顧產量與質量、合理設計加工速度[7]，配合熱牽伸、假捻、網絡與卷繞效果的達成。

2.2.2 變形工藝

熱牽伸比直接影響絲條張力與毛絲現(xiàn)象，合理的熱牽伸比能確保絲條在熱牽伸過程中張力適當，從而均勻受熱、均勻拉伸、不易形成毛絲、充分解捻[8-9]。若絲條張力過低，則在第一熱箱內易發(fā)生抖動，導致受熱不均勻，并進一步導致牽伸不均勻。絲條張力過低還會導致假捻時解捻不充分而發(fā)生黏絲現(xiàn)象；若POY絲條張力過高，則在假捻時易發(fā)生單絲斷裂，形成大量毛絲。在設計工藝時，必須兼顧產品的規(guī)格與質量因素，結合式（1）與式（3）進行原料與工藝的優(yōu)化配置，以滿足定島型海島DTY及其超細纖維的產品規(guī)格要求，經試驗，熱牽伸比確定為1.97。

假捻速比直接影響卷曲收縮率、緊點與毛絲現(xiàn)象，合理的假捻速比能確保絲條在假捻過程中的狀態(tài)穩(wěn)定性，獲得適當的加捻與解捻數量，并獲得適當的卷曲收縮率，避免因摩擦盤損傷而出現(xiàn)毛絲現(xiàn)象。若假捻速比過小、加捻張力過低、解捻張力大，將導致絲條在單位長度內獲得的假捻數量不足，造成卷曲收縮率過低，并易產生張力波動，產生緊點絲；若假捻速比過大，將導致絲條的卷曲收縮率過高，且絲條易打滑、易受摩擦盤的損傷而形成毛絲。經試驗，假捻速比為2.15較合適。

網絡超喂率影響行走絲條的張力，影響絲條形成網絡形態(tài)的效果，而絲條的開松與交絡程度則主要取決于網絡氣壓值的高低[10]，具體表現(xiàn)為網絡度、網絡牢度、斷裂強度、斷裂伸長率與毛絲現(xiàn)象。若網絡氣壓值過低，達不到要求的網絡效果；若網絡氣壓值過高，易吹散、吹斷單絲而形成毛絲，并降低斷裂強度與斷裂伸長率；適當又穩(wěn)定的網絡氣壓值，有利于絲條形成適度、均勻、清晰的網絡結構，既有利于滿足后續(xù)免漿紗織造的要求與織造完成時網絡節(jié)點適時解體的要求[11]，還有利于滿足后續(xù)絨面加工對織物結構基礎的要求，試驗證明，網絡氣壓在0.35 MPa時較合適。

2.2.3 定型工藝

與普通網絡絲的加工相比，加工海島型復合網絡絲時，由于其中“?！苯M分COPET具有耐熱性差的特點[3]，為防COPET發(fā)生熔融現(xiàn)象，應適當降低各熱箱的溫度，定型熱箱（第二熱箱）溫度設為120 ℃。同時，合理設計熱定型超喂率為7.50%，以穩(wěn)定假捻過程中所形成的卷曲效果，有利于低彈絲部分的絲束獲得穩(wěn)定的卷曲收縮率與卷曲穩(wěn)定度，也有利于降低低彈絲部分纖維的熱收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性，更好地滿足后續(xù)仿麂皮絨織物的絨面加工及其絨面效果穩(wěn)定性的要求。

2.2.4 卷繞工藝

對于卷繞工藝，需合理設計卷繞超喂率為4.50%、油輪轉速、橫動干擾周期10 s、橫動干擾率9.0%與卷繞角度[12]，控制好卷繞張力與卷裝形態(tài)。在維護DTY結構與彈性的同時，還需考慮后續(xù)用于織造加工時的正常退繞要求，減少絆絲、成形不良、尾絲不良、蛛網絲、紙管變形等異常卷裝現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3 結語

采用先并合再網絡的復合技術措施，更有利于低彈絲與FDY均衡合體，使FDY在后續(xù)織造、開纖與絨面加工過程中起到可靠的輔助作用，并在成品織物中起到穩(wěn)定的骨架作用。在產品開發(fā)過程中，可以根據定島型海島DTY及其超細纖維的規(guī)格要求，利用研究推導的式（1）與式（3）進行原料與工藝的優(yōu)化配置，并可以利用式（3）預測超細纖維平均直徑。

在生產仿麂皮絨織物使用海島型復合網絡絲時，需要充分考慮后續(xù)織造加工對原料的退繞要求、織造過程的免漿紗技術要求，以減少織造過程的絆絲、斷經現(xiàn)象；同時，需要充分考慮織物坯布在開纖過程中的溶海要求、絨面加工時的起絨要求及其成品織物使用過程中的仿真要求。為此，必須針對所選配的原料特性與所加工的DTY網絡絲用途，優(yōu)化設計并嚴格管理導絲工藝、變形工藝、定型工藝與卷繞工藝，不斷提高DTY產品在物理性能與外觀質量方面的AA等級率。