83dtex／72F細旦滌綸長絲假捻工藝探討

朱雪梅

（江蘇工程職業(yè)技術學院，江蘇 南通 226007）

細旦滌綸拉伸變形絲作為超細類纖維中的一種，具有質輕、韌性強、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，為了滿足消費者對紡織產品多樣化、新穎化、流行化、高級化的需求，化纖產品正在向著高品質、高附加值的方向發(fā)展。近年來，以細旦滌綸長絲為主的新合纖在合成纖維中脫穎而出，逐漸占據(jù)了一定的市場份額，并在不斷蓬勃發(fā)展之中。

1 試驗部分

1.1 主要設備

加彈機日本TMT公司ATF-1500FOUR型滌綸加彈機；摩擦盤聚酯氨材料PU盤；條干儀UsterⅡ條干儀；染色設備UNHARD INTER1RADECH8718染色機；織襪設備無錫永新GE588織襪機。

1.2 工藝流程

83dtex／72F細旦滌綸低彈絲是新開發(fā)的品種，所以需要進行試驗打樣才可以投入整機生產，采用日本TMT公司的TMT-ATF1500FOUR機型，其工藝流程如圖1所示。

2 結果與討論

2.1 POY（預取向絲）質量指標

滌綸彈力絲生產實踐證明POY的主要物理機械性能指標對后加工工藝和DTY（低彈絲）的質量有很大影響。如POY的斷裂伸長率太小，則在后加工時易產生毛絲、斷絲；太大則會因后拉伸不足而出現(xiàn)僵絲，DTY斷裂強度以及彈性指標下降。POY的條干不勻率大，則DTY的染色均勻性差。對于生產速度較高的后加工，要想獲得優(yōu)質的DTY，POY的主要物理指標要符合表1所列的要求，更重要的是POY的質量必須穩(wěn)定、均勻。

圖1 83dtex／72F細旦滌綸低彈絲的工藝流程圖

表1 POY主要物理指標

當然，要想讓POY達到此要求，紡絲的速度不能過高，對于83dtex DTY來說，相應的紡絲速度應在750m／min左右。

2.2 加工速度（YS）

一定的設備對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量，降低生產成本。但是速度提高后假捻張力升高會增加斷頭，絲條在第一熱箱內停留的時間縮短，DTY的結晶度下降，上染率略有增加，卷曲收縮率降低，毛絲增加，影響斷裂強力。

由于變形時間等于第一熱箱長度除以絲條的線速度，冷卻時間等于冷卻區(qū)長度除以絲條的線密度，而加熱器和冷卻板的長度是固定的，絲條的線速度與熱變形的時間和冷卻時間有關。絲條的拉伸變形加工速度不同，其變形時間和冷卻時間也不同，從而影響到假捻張力。隨著絲速的提高，變形和冷卻時間減少，絲條的熱塑性降低，假捻張力提高，而當絲速達到一定值時，變形和冷卻時間達不到工藝要求，絲條的熱塑性極低，會出現(xiàn)假捻張力波動現(xiàn)象，使假捻變形工藝無法進行。所以最適宜的加工速度一般為極限速度的80%～85%。通過打樣試驗知道絲速在900m／min時，假捻張力比較穩(wěn)定，波動比較小，符合工藝及絲質要求。

圖2 極限SS1150時假捻張力異常圖

表2 加工速度染色性能及其生產狀況的關系

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的絲速之比。D／Y比對細旦滌綸DTY的卷縮率、卷曲穩(wěn)定性、強度和伸長度等影響不大，這是由于當摩擦盤將外部摩擦轉矩加到纖維上時，纖維便產生轉矩，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力）亦增加，直至轉矩增加到足以克服纖維與摩擦盤表面之間的摩擦力時，纖維開始滑動。但對其蓬松度不均勻性、僵絲和毛絲等影響較大。生產中改變D／Y比會產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，絲束握持力較低，易打滑，并產生毛絲和緊點。生產中D／Y比控制在2.000即可不影響假捻效果并穩(wěn)定生產。

表3 D／Y比對DTY假捻張力的影響

但是在實際生產中，當D／Y比增加時，假捻度上升，低彈絲取向度增加，不利于染料分子向纖維內部擴散，染色向淺，反之向深。而氣溫的上升和下降對于TCST2（在線張力）的影響非常大，所以在實際生產中D／Y比是經常變動參數(shù)之一。當氣溫上升時，TCST2張力會明顯下降，此時染色偏淺，則將D／Y比參數(shù)向下調小來提高TCST2張力。當氣溫下降時，TCST2張力會明顯上升，此時染色偏深，則將D／Y比參數(shù)向上調大來降低TCST2張力。但是調整的幅度不能太大，每一落次最大只能調整0.03，并且每次只能調0.002～0.003。否則將對絲卷的質量產生影響。

2.4 卷繞超喂（OF3）

第三超喂率對物理性能沒有直接關系，只是調節(jié)卷繞張力，控制卷徑大小，OF3上升卷繞張力下降。卷繞超喂設定過大，卷繞張力變小，卷徑變大，影響退繞；而卷繞超喂設定過小，卷繞張力變小，容易產生跳筒子，紙管變形等，最終亦影響退繞。

通過加工試驗得到：卷繞超喂設定在0.90%時，不易產生飄絲，此時得到卷繞張力為18g左右，紙管正常，退繞順利，能保證后加工的需要。如遠點位置為-4時，卷徑目標值為225mm，OF3設定為1.0%，而當生產品種83dtex／72F的DTY時已將遠點位置改為-3，所以OF3為0.9%。卷徑目標為222mm。如表4所示。

表4 遠點位置變化對OF3和卷經的影響

但是在實際生產過程中受到氣溫的影響，卷繞直徑會偏大或偏小于目標值，此時將OF3調小或調大來改變卷繞直徑的大小，直至達到目標值。

2.5 卷繞時間

根據(jù)后加工的要求，對成品DTY進行定重定長，以便后道整經退繞，卷繞時間是定重的主要因素。平時每臺機器除了開機、改批、保養(yǎng)后第一落要確認卷經重，還要每5天進行定期確認卷經重。根據(jù)卷繞時間的公式 T=［（絲卷定重×10 000／YS）／POY 實際線密］／［拉伸比×（1-POY含油-DTY含油）×100］或T=卷凈重／DTY實際纖度×1 000／YS得出卷繞時間為823min。

但在實際生產中，考慮到環(huán)境、油輪轉速、油位等因素的影響，在正式投入生產的第一落滿卷落紗前確定卷繞時間。絲卷定重6 010g，當卷繞時間為813min時，將絲卷落下來稱重為5 896g，則每分鐘卷繞7.3g，10min卷繞73g，所以813min會卷繞5 969g，距離定重6 010相差41 g，則還需卷繞6min才能達到要求。

一般而言為了確定落紗時間，在正式投入生產的第一落滿卷落紗前通過已卷繞的卷重來計算卷繞時間與實際生產是否吻合。為了提高落紗時間的準確性，在選定已卷繞的時間越接近滿卷時間，得出的結果越準確。

最后決定落紗時間為829min時，等到落紗時再次確定卷重是否在定重范圍內。一般卷重允許偏差在目標值的±20g。

試驗結果表明83dtex／72F的絲卷卷繞時間定為829min，可滿足客戶需求。

2.6 網絡壓空

DTY網絡絲是DTY絲經網絡噴嘴在壓縮空氣的作用下加工而成，它在改進DTY的極光效應和臘狀（樹脂）感方面有較好的效果，并給DYT絲帶來某些獨特的風格。網絡絲又分為重網、中網、輕網和超輕網。一般情況下，各種性能的網絡絲是由相應類型的網絡噴嘴生產，才能達到最佳的效果。根據(jù)產品要求的網絡度（中網）和考慮節(jié)約噴嘴投資，選擇的噴嘴型號為X40.51。

網絡度主要取決于壓縮空氣對DTY長絲產生的高頻振動波的頻率，而振動波的頻率又取決于壓縮空氣的壓力、DTY的纖度、絲條的張力（網絡張力）、加工速度以及兩端夾持的距離等。當其他條件不變或已定的前提下，通過改變壓縮空氣的壓力來調節(jié)網絡度和網絡牢度。其變化情況如表5所示。

表5 不同壓力下的網絡度與網絡牢度

在網絡加工過程中，當壓縮空氣壓力較低時，隨著壓縮空氣增加，網絡度和網絡牢度都隨著迅速增加，但當空氣壓力增加到一定值時增加會減慢。這是由于當網絡壓縮空氣壓力剛增加時，噴射氣流對絲條撞擊力增加，絲道內的流體紊流加劇，從而使絲條的振動頻率增加，絲條網絡度隨之增加，且網絡結點不易松解，牢度增加。當壓縮空氣壓力增加到一定值后，絲條的高頻振動頻率接近臨界值，因而網絡度的值增加逐漸緩慢，直至平衡值。

試驗結果表明：空氣壓力控制在0.21MPa，即能得到滿足后加工需要的網絡度。

2.7 摩擦盤材質及組合

由于摩擦盤與絲條直接接觸摩擦，并施加于絲條假捻張力，因此摩擦盤的材質對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強度、深度的重要因素，也是DTY產生僵絲、毛絲、斷頭、染色等不良絲的重要因素。摩擦盤的類型多種，生產滌綸細旦絲最常用的是陶瓷式和聚氨酯兩種。根據(jù)實踐（表6）對比絲的變形效果來，紡絲速度在900m／min時聚氨酯加工的細旦滌綸DTY，斷裂強度和斷裂伸長率、卷曲率都比較高，而且對絲的表面損傷比較小，這樣在加工過程中，斷頭率以及產生的毛絲也會減少。

表6 不同材質摩擦盤加工的DTY質量對比

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斷裂強度和斷裂伸長率的影響。試驗結果表明：在生產中選用1-5-1組合形式的聚氨酯盤，細旦滌綸DTY產生雪花少、卷曲均勻、生產穩(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程中必須的助劑之一。它的作用是增加纖維的潤滑性，調整纖維與纖維之間、纖維與金屬之間的摩擦因數(shù)，增加纖維集束性，減少生產過程中的靜電現(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DTY物性的影響

（1）粘度適當 滌綸DTY上油率一般為2%～3%（油輪轉速設定為0.55r／min），粘度過高，上油不均勻。因此拉伸、假捻速度加快后，要求油劑粘度較低，但粘度過低，上油率達不到要求，會引起油劑飛濺，所以DTY油劑粘度應控制在適當?shù)姆秶鷥取?/p>

（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，可保護纖維，減少磨損，適應后加工要求。

（3）有一定的抗靜電性 滌綸纖維脫水性強，吸濕性差，比電阻高，因此在加工過程中，會因摩擦產生靜電，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，經過試驗結果表明使用油劑型號為傳化720S，可滿足工藝及絲質的要求。

2.9 其他工藝參數(shù)

對于TMT公司的ATF-1500FOUR型加彈機來講，生產出質量優(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DTY強度增加、伸度下降、線密度下降。高的拉伸倍數(shù)導致高的T2（解捻張力），則加捻張力的捻絲分量增加，會導致較高的捻度。拉伸倍數(shù)過大，會引起假捻張力增大，使毛絲和斷頭率增加；拉伸倍數(shù)過低，會造成拉伸不均，并形成僵絲，使細旦滌綸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。經打樣試驗結果表明牽伸比為1.830時符合產品質量的各項指標要求。

（2）熱箱溫度取決于原絲纖度、加工速度、預取向度、切片物理指標以及成品絲的物理指標。溫度不宜過高，也不宜過低，第一熱箱的主要作用是在張力作用下對絲條進行拉伸和扭曲，并對拉伸和扭曲所產生的形變進行緊張熱定型。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）當絲條出第二拉伸輥后，即完成拉伸變形過程，纖維具有一定的強度、伸度和蓬松性。為了降低絲條的內應力，將第二拉伸輥出來的高彈絲輸入第二熱箱進行補充熱定型。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，故絲條實質上進行了補充熱定型，以消除纖維內應力，促使部分能量高的分子鏈段解取向，達到纖維結構穩(wěn)定的目的。所以細旦滌綸DTY第一熱箱溫度應控制在375℃／260℃，第二熱箱溫度應控制在165℃，生產比較穩(wěn)定，產品質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。如果定型超喂過大，絲條會在第二熱箱管口處晃動，產生飄絲，導致斷頭，而且容易使周圍鄰近的絲斷頭。試驗結果表明定型超喂設定為1.70%。

根據(jù)以上設計步驟可得主要生產工藝條件表8。

表8 細旦滌綸低彈絲工藝條件

2.10 絲道的影響

在實際生產中，絲道的正確與否非常重要。若絲條未按照正確的絲道經過，對產品的各種物理性能會產生較大影響，直接影響產品質量。主要在線密度、強度、伸長率、沸水收縮率、卷曲收縮率、卷曲穩(wěn)定度、含油率、網絡度、白襪帶、染色、DTY外觀及張力波形等方面出現(xiàn)各種情況。當絲條未過FR2移絲器時，網絡度偏小，白襪帶厚，染色為濃染，外觀是亮絲，并且張力會偏低4～5g。當絲條未過冷卻板時，沸水收縮率和網絡度偏小，染色為Z染，并且張力會偏低5～7g。

3 DTY主要質量指標

3.1 物理性能指標

（1）纖度

通過縷紗測長儀卷繞10 000米長的DTY絲，稱其重量，即為線密度，用分特表示。

（2）斷裂強度和斷裂伸長率

利用強伸儀測出纖維拉伸到斷裂時所承受的負荷和程度。

（3）網絡度

單位長度的纖維所含有的網絡節(jié)點數(shù)，單位為個／m。利用小針對絲條進行網絡結點的破壞計算網絡度和網絡牢度。

（4）含油率

表示長絲含油多少的指標，用百分數(shù)（%）表示。含油的多少不僅影響絲卷的后加工質量，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

這兩種指標只適用于變形絲，主要反映產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細旦滌綸低彈絲的主要物理性能指標如表9所示

3.2 外觀指標

DTY的外觀指標主要有毛絲、污絲、尾絲、僵絲、網拌、成型不良、色澤和絲卷凈重等。

3.3 染色指標

染色均勻性是長絲的一項重要指標。采用灰卡定等，分為5級9擋。級數(shù)越高，染色性能越均勻?！?級定為一等品。而淡染，濃染，Z染和Z等外均為染色異常絲卷，需降級處理。

表9 83dtex／72F主要物理性能

4 結論

在TMT公司ATF-1500型加彈機上生產單絲線密度小于0.5dtex超細滌綸DTY。生產的83dtex／72F細旦滌綸DTY染色一等品率在95%左右。產品風格豐滿、蓬松、質量好，滿足客戶的要求。細旦滌綸拉伸變形絲具有質輕、韌性強、手感柔軟爽滑、色澤鮮艷、透氣舒適、懸垂飄逸性好等優(yōu)點，較適合生產仿真絲織物、桃皮絨織物等。所以細旦滌綸拉伸變形絲將成為未來市場發(fā)展的必然趨勢。通過試驗得到其車速控制在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，生產穩(wěn)定，毛絲及斷頭少，生產的細旦滌綸拉伸變形絲物理性能指標正常。

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