加彈工藝對(duì)原液著色錦綸6彈力絲物理性能與顏色的影響

劉冰靈 高原 李永貴 金志學(xué)

摘要：

為了研究加彈工藝對(duì)原液著色錦綸6彈力絲物理性能與顏色的影響，文章以原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）為原料，制備了原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲，探討了不同牽伸倍數(shù)、假捻速比、熱箱溫度和網(wǎng)絡(luò)氣壓下原液著色錦綸6彈力絲的物性指標(biāo)和顏色特征值。結(jié)果表明：原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲經(jīng)過(guò)加彈后，斷裂強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小，顏色向綠色與藍(lán)色偏移。牽伸倍數(shù)1.338，假捻速比1.8，熱箱溫度165 ℃，網(wǎng)絡(luò)氣壓0.5×105 Pa，獲得原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲斷裂強(qiáng)度、卷曲收縮率、卷曲穩(wěn)定性較高，物理性能較優(yōu)。隨著熱箱溫度的升高，纖維明度提高，顏色向綠色、藍(lán)色方向偏移;隨著網(wǎng)絡(luò)氣壓的增大，纖維明度值和飽和度下降，顏色向紅色和藍(lán)色偏移。

關(guān)鍵詞：

原液著色;錦綸6;彈力絲;加彈工藝;顏色特征值

中圖分類(lèi)號(hào)： TS154.6;TS102.521

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 10017003（2021）11002304

引用頁(yè)碼： 111105

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.005

Influence of draw texturing process on the properties and color of dope dyed nylon-6 DTY

LIU Bingling1，2， GAO Yuan2， LI Yonggui1， JIN Zhixue2

（1.Clothing and Design Faculty， Minjiang University， Fuzhou 350218， China; 2.Fujian Eversun JinjiangTechnology Co.， Ltd.， Fuzhou 350212， China）

Abstract：

To investigate the influence of draw texturing process on properties and color of dope dyed nylon-6 draw textured yarn（DTY）， the dope dyed blue nylon-6 pre-oriented yarn（87 dtex/24 f） was used as raw material to prepare the dope dyed blue nylon-6 draw textured yarn. The physical properties and color features of dope dyed blue nylon-6 draw textured yarns under different draw ratios， D/Y ratio， heater temperature and network pressure were discussed. The results showed that after the draw texturing， the breaking strength of the dope dyed blue nylon-6 pre-oriented yarn increased， the breaking elongation decreased， the color turned to green and blue. When the draw ratio was 1.338， D/Y ratio was 1.8， heater temperature was 165 ℃ and network pressure was 0.5×105 Pa， the dope dyed blue nylon 6 DTY was obtained with better breaking strength， crimp contraction， high crimp stability and excellent physical properties. As the heater temperature increased， the fiber brightness increased， and the color turned to green and blue. As the network pressure increased， the fiber brightness and saturation decreased， and the color turned to red and blue.

Key words：

dope dyeing; nylon-6; DTY; draw texturing process; color feature

基金項(xiàng)目： 中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2018L3012）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2016YFB03022803-02）;福州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2019-S-111）

作者簡(jiǎn)介： 劉冰靈（1986），女，工程師，主要從事功能性、差別化錦綸6長(zhǎng)絲的研究與開(kāi)發(fā)。

印染是紡織產(chǎn)業(yè)鏈中提高錦綸附加值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠?yàn)榧徔椃b帶來(lái)鮮艷色彩與時(shí)尚效果。但是，隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策的實(shí)施，環(huán)保要求逐年提高，印染行業(yè)因染色排放廢水廢氣造成環(huán)境污染的問(wèn)題暴露明顯。近年來(lái)，環(huán)保錦綸的研究，特別是原液著色錦綸的研究迅速發(fā)展。

原液著色錦綸是指先對(duì)聚酰胺熔體著色后形成有色母粒，再通過(guò)添加有色母粒的方式生產(chǎn)原液著色錦綸，在生產(chǎn)過(guò)程中使用了具有免染特點(diǎn)的新技術(shù)，故符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求[1-2]。隨著原液著色錦綸的發(fā)展，原液著色錦綸的類(lèi)型、規(guī)格、顏色層出不窮，但是，即使是同一種有色母粒，在不同工藝條件下，獲得原液著色錦綸的物理性能和顏色也很難完全相同。因此，很難建立有色母粒-原液著色錦綸一體化的性能和顏色的標(biāo)準(zhǔn)體系[3]。

本文采用原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f），用全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)、全自動(dòng)變形紗卷縮試驗(yàn)儀等測(cè)試原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的物性指標(biāo)，用分光儀分析原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的顏色特征值，探索原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）在不同牽伸倍數(shù)、假捻速比、熱箱溫度及網(wǎng)絡(luò)氣壓下加工獲得的原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f）的物理性能與顏色。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材 料

制備原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的原料為原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f），其相關(guān)物性指標(biāo)和顏色特征值如表1所示。

1.2 儀器設(shè)備

EFK-PA型加彈機(jī)（德國(guó)巴馬格公司），YG 086型縷紗測(cè)長(zhǎng)機(jī)、YG 023B-Ⅲ型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)（常州紡織儀器廠(chǎng)有限公司），烏斯特Ⅴ型條干儀（烏斯特（上海）貿(mào)易有限公司），TEXTURMAT全自動(dòng)變形紗卷縮試驗(yàn)儀（德國(guó)TEXTECHNO公司），Datacolor 800超高精度臺(tái)式分光光度測(cè)色配色儀（德塔顏色商貿(mào)（上海）有限公司）。

1.3 工藝流程

原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲→導(dǎo)絲器→切絲器→第一冷盤(pán)→止捻器→熱箱→冷卻板→假捻器→第二冷盤(pán)→網(wǎng)絡(luò)噴嘴→第三冷盤(pán)→探絲器→油輪→卷繞→原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲。

1.4 制備工藝

1.4.1 原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲的制備工藝

利用母粒在線(xiàn)添加裝置，將藍(lán)色母粒和錦綸6半光切片經(jīng)計(jì)量加料器計(jì)量后分別送至螺桿擠壓機(jī)內(nèi)，充分熔融后混合擠出，熔體經(jīng)計(jì)量泵精確計(jì)量，進(jìn)入紡絲組件，經(jīng)噴絲板噴出形成絲束，噴絲板上噴絲微孔的數(shù)量為24 F;經(jīng)單體抽吸的絲束通過(guò)側(cè)吹風(fēng)冷卻，通過(guò)油嘴上油集束再經(jīng)預(yù)網(wǎng)絡(luò)器、導(dǎo)絲盤(pán)后，卷繞成形，卷繞速度為4 300 m/min，制得藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）。

1.4.2 原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的制備工藝

將原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）經(jīng)第一冷盤(pán)、止捻器后至熱箱加熱，熱箱溫度為135～195 ℃;再經(jīng)冷卻板冷卻后進(jìn)行假捻，使用巴馬格的摩擦錠組式假捻器，采用1-6-1的錠組組合，假捻速比設(shè)定在1.40～1.80;再經(jīng)第二冷盤(pán)、第三冷盤(pán)進(jìn)行牽伸，加彈速度為700 m/min，牽伸倍數(shù)為1.215～1.338;網(wǎng)絡(luò)氣壓為0.5×105～3.5×105 Pa，再經(jīng)過(guò)上油、卷繞制得原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲。

1.5 分析與測(cè)試

纖度：采用YG 086型縷紗測(cè)長(zhǎng)機(jī)，參照GB/T 14343—2008《化學(xué)纖維長(zhǎng)絲線(xiàn)密度試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。

烏斯特條干值：采用烏斯特Ⅴ型條干儀，參照GB/T 14346—2015《化學(xué)纖維長(zhǎng)絲電子條干不勻率試驗(yàn)方法電容法》進(jìn)行測(cè)試。

拉伸性能：采用YG 023B-Ⅲ型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)，參照GB/T 14344—2008《化學(xué)纖維長(zhǎng)絲拉伸性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。

卷曲性能：采用TEXTUREMAT全自動(dòng)變形紗卷縮試驗(yàn)儀，參照GB/T 6505—2017《化學(xué)纖維長(zhǎng)絲熱收縮率試驗(yàn)方法（處理后）》進(jìn)行測(cè)試。

顏色特征值：采用Datacolor 800超高精度臺(tái)式分光光度測(cè)色配色儀，照明體選用D65光源，測(cè)量不同工藝條件下原液著色藍(lán)色錦綸的顏色，得出明度值L、紅-綠度a*、黃-藍(lán)度b*、飽和度C、色調(diào)角H[4]色度學(xué)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 牽伸倍數(shù)

由表2可知，隨著牽伸比增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的纖度逐漸減小，斷裂強(qiáng)度逐漸增大，斷裂伸長(zhǎng)率逐漸減小，原因在于牽伸比的增大使原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的取向度增加，高分子排列更有序，分子間作用力增大[5]。隨著牽伸比增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的卷曲收縮率稍有減小，卷曲穩(wěn)定性與沸水收縮率增大，原因在于隨著牽伸比的增大，纖維受到的牽伸作用增強(qiáng)，纖維張力增大，限制了纖維卷曲發(fā)展所需的迅速位移，纖維的卷曲較緊密，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲彈性較好。由表3可知，與原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲相比，纖維經(jīng)過(guò)加彈后，顏色明度增大，同時(shí)向綠色與藍(lán)色偏移，色彩較飽和。隨著牽伸比的增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲纖度的減小，纖維的明度值有增大趨勢(shì)，a*有減小趨勢(shì)，而b*、色調(diào)角則無(wú)明顯變化。表明隨著牽伸倍數(shù)的增加，纖維受到的牽伸程度增加，使纖維明度均有一定程度的提高，纖維顯示的顏色較未拉伸或弱拉伸時(shí)亮，同時(shí)向綠色偏移[6]。

2.2 假捻速比

由表4可知，隨著假捻速比增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的纖度逐漸減小，假捻速比的增大對(duì)纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、卷曲穩(wěn)定性、沸水收縮率等物理指標(biāo)影響不大。隨著假捻速比的提高，纖維的卷曲收縮率稍有增大，原因在于隨著假捻速比的提高，摩擦盤(pán)的表面速度增加，傳遞到絲條的力矩也隨著增加，在一定的加彈速度下，絲條的假捻速度增加，絲條蓬松性提高，手感較佳[7]。由表5可知，隨著假捻速比的增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲纖度的減小，纖維的明度值有減小趨勢(shì)，飽和度與色調(diào)角有增大趨勢(shì)，而a*、b*無(wú)明顯變化。表明隨著假捻速比的增加，纖維受到的假捻捻度增加，絲束結(jié)合更緊密，呈現(xiàn)的顏色較暗，而色相不發(fā)生明顯偏移[6]。

2.3 熱箱溫度

由表6可知，熱箱溫度對(duì)原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的纖度影響不大。熱箱溫度在135～190 ℃時(shí)，隨著溫度的升

高，彈力絲的斷裂強(qiáng)度和卷曲收縮率先增大后減小，斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)波動(dòng)變化。但在熱箱溫度為165 ℃時(shí)，斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和卷曲收縮率同時(shí)達(dá)到最大。隨著熱箱溫度的升高，卷曲穩(wěn)定性逐漸增大，沸水收縮率逐漸減小，原因在于隨著熱箱溫度的升高，纖維內(nèi)部大分子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，促使拉伸和變形充分，拉伸和變形的效果顯著而持久，纖維彈性較好[8-9]。由表7可知，隨著熱箱溫度的升高，纖維的明度值與飽和度有增大趨勢(shì)，a*、b*與色調(diào)角有減小趨勢(shì)。表明纖維色度受熱箱溫度影響較大，且可能會(huì)發(fā)生色相偏移，為了保證原液著色錦綸6彈力絲色度的穩(wěn)定，需選擇合適的熱箱溫度[10]。

2.4 網(wǎng)絡(luò)氣壓

由表8可知，隨著網(wǎng)絡(luò)氣壓的增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率略有減小，卷曲穩(wěn)定性和卷曲收縮率減小，沸水收縮率和網(wǎng)絡(luò)度增大。表明網(wǎng)絡(luò)氣壓的增大使原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)數(shù)量和牢度增加，絲條抱合性提高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)氣壓由0.5×105 Pa增大至1.5×105 Pa時(shí)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)迅速增加;網(wǎng)絡(luò)氣壓繼續(xù)增大至3.5×105 Pa時(shí)，網(wǎng)絡(luò)度不再增加。原因在于網(wǎng)絡(luò)氣壓增加，噴射氣流對(duì)絲條的撞擊增加，絲條產(chǎn)生的高頻振動(dòng)頻率增加，絲束的交纏抱合作用增強(qiáng)，絲條的網(wǎng)絡(luò)度隨之增加[11];壓力增加到1.5×105 Pa后，絲條的高頻振動(dòng)頻率接近臨界值，因而網(wǎng)絡(luò)度的增加緩慢，直至平衡，此時(shí)繼續(xù)增加網(wǎng)絡(luò)氣壓不僅不能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)效果，反而會(huì)引起絲條被吹斷，造成毛絲。由表9可知，隨著網(wǎng)絡(luò)氣壓的增大，纖維的明度值和飽和度均下降，色調(diào)角無(wú)明顯變化，a*逐漸增大，纖維顏色向紅色偏移，b*略有降低，纖維顏色向藍(lán)色偏移。表明在一定范圍內(nèi)，隨著網(wǎng)絡(luò)壓力的增大，原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的網(wǎng)絡(luò)數(shù)增加，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的牢度更高，即纖維抱合更緊密，導(dǎo)致纖維的明度值和飽和度下降，纖維顏色變暗變深。

3 結(jié) 論

采用原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲（70 dtex/24 f），纖維經(jīng)過(guò)加彈后，斷裂強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小，顏色明度增大，向綠色與藍(lán)色偏移，色彩飽和。不同牽伸倍數(shù)、假捻速比、熱箱溫度、網(wǎng)絡(luò)氣壓下原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的物理性能與顏色均有不同程度的變化。

1） 采用原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）為原料制備原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲，工藝條件為牽伸倍數(shù)1.338、假捻速比1.8、熱箱溫度165 ℃、網(wǎng)絡(luò)氣壓0.5×105 Pa時(shí)，獲得原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲斷裂強(qiáng)度、卷曲收縮率、卷曲穩(wěn)定性較高，物理性能較優(yōu)。

2） 原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）加彈過(guò)程中，牽伸倍數(shù)與假捻速比主要影響原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的明度值和飽和度，對(duì)色相影響不大。

3） 原液著色藍(lán)色錦綸6預(yù)取向絲（87 dtex/24 f）加彈過(guò)程中，熱箱溫度和網(wǎng)絡(luò)氣壓對(duì)原液著色藍(lán)色錦綸6彈力絲的色相影響較大，為了保證原液著色錦綸6彈力絲色度的穩(wěn)定，需選擇合適的熱箱溫度和網(wǎng)絡(luò)氣壓。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲希明， 王穎， 邱志成， 等. 我國(guó)先進(jìn)纖維材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 中國(guó)工程科學(xué)， 2020， 22（5）： 104-111.

QU Ximing， WANG Ying， QIU Zhicheng， et al. Development strategies for Chinas advanced fiber materials industry[J]. Strategic Study of CAE， 2020， 22（5）： 104-111.

[2]王開(kāi)仕. 雙腔組件應(yīng)用于錦綸6三葉有光HOY生產(chǎn)工藝的探討[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù)， 2018， 26（2）： 53-56.

WANG Kaishi. Discussion on production process of PA6 trilobal bright HOY filament using double-cavity assembly[J]. Advanced Textile Technology， 2018， 26（2）： 53-56.

[3]金劍， 李鑫， 王穎， 等. 原液著色纖維產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展路徑[J]. 中國(guó)紡織， 2016（12）： 64-65.

JIN Jian， LI Xin， WANG Ying， et al. Development path of dope-dyed fiber industry in 13th five year plan[J]. China Textiles， 2016（12）： 64-65.

[4]張戈， 周建， 王蕾， 等. 用分光光度計(jì)法測(cè)量纖維顏色的影響因素[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2020， 41（4）： 72-77.

ZHANG Ge， ZHOU Jian， WANG Lei， et al. Influencing factors for fiber color measurement by spectrophotometer[J]. Journal of Textile Research， 2020， 41（4）： 72-77.

[5]劉稀， 王冬， 張麗平， 等. 超細(xì)氧化炭黑原液著色黏膠纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 絲綢， 2020， 57（4）： 6-10.

LIU Xi， WANG Dong， ZHANG Liping， et al. Structure and properties of spun-dyed viscose fiber by ultrafine oxidized canbon black[J]. Journal of Silk， 2020， 57（4）： 6-10.

[6]詹瑩韜， 李順希， 錢(qián)江蓮， 等. 加彈工藝對(duì)原液著色滌綸DTY顏色的影響[J]. 合成纖維， 2019， 48（12）： 20-23.

ZHAN Yingtao， LI Shunxi， QIAN Jianglian， et al. Influence of draw texturing process on the color of dope dyed PET DTY[J]. Synthetic Fiber in China， 2019， 48（12）： 20-23.

[7]陳杰， 陳偉群， 沈健彧， 等. 83 dtex/72 f滌綸DTY高速生產(chǎn)工藝探討[J]. 化纖與紡織技術(shù)， 2019， 48（3）： 1-4.

CHEN Jie， CHEN Weiqun， SHEN Jianyu， et al. Discussion on high speed production process of 83 dtex/72 f polyester DTY[J]. Chemical Fiber & Textile Technology， 2019， 48（3）： 1-4.

[8]劉冰靈， 聶耀輝， 金志學(xué)， 等. 遠(yuǎn)紅外錦綸6的制備及其性能[J]. 紡織導(dǎo)報(bào)， 2018（7）： 48-51.

LIU Bingling， NIE Yaohui， JIN Zhixue， et al. Preparation and performance of far-infrared PA 6 fiber[J]. China Textile Leader， 2018（7）： 48-51.

[9]左琛光， 孔君， 邱立權(quán)， 等. 78 dtex/48 f錦綸6拉伸變形竹節(jié)絲的生產(chǎn)工藝[J]. 合成纖維， 2019， 48（4）： 27-29.

ZUO Chenguang， KONG Jun， QIU Liquan， et al. Discussion of production process of 78 dtex/48 f PA6 DTY slub yarn[J]. Synthetic Fiber in China， 2019， 48（4）： 27-29.

[10]陳莉娜， 孔繁榮， 許瑞超. 顏料對(duì)原液著色粘膠纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 上海紡織科技， 2016， 44（3）： 15-18.

CHEN Lina， KONG Fanrong， XU Ruichao. Effect of colorant on the structure and property of dope dyed viscose fiber[J]. Shanghai Textile Science & Technology， 2016， 44（3）： 15-18.

[11]劉冰靈. 原液著色黑色錦綸6纖維生產(chǎn)工藝[J]. 絲綢， 2018， 55（2）： 45-50.

LIU Bingling. Effect of production conditions on dope dyed black nylon 6 DTY[J]. Journal of Silk， 2018， 55（2）： 45-50.