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摘要：因異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲具有高異形度、常壓低溫可染性的特征，其加工效率和風(fēng)格受到限制，存在預(yù)取向絲(POY)加工不穩(wěn)定、異形度低，拉伸變形絲(DTY)毛絲多、效率低等問題。主要討論了從熔體到POY再到DTY制備過程的生產(chǎn)工藝，通過紡絲條件的擇優(yōu)、噴絲板的設(shè)計(jì)、加彈條件的優(yōu)化等，既保證了其高異形度和品質(zhì)，又改善了生產(chǎn)效率，纖維異形化顯著，染色均勻率得到有效改善。

關(guān)鍵詞：仿毛滌綸；T形；生產(chǎn)工藝

目前，聚酯(PET)纖維的市場競爭愈演愈烈，各大化纖巨頭都爭相開發(fā)新品種來搶占市場，新品種既要保證原有纖維的高品質(zhì)，又要凸顯出新的特性和功能。借此，本司和浙江恒創(chuàng)先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心有限公司聯(lián)合打造省制造業(yè)創(chuàng)新中心項(xiàng)目——仿毛聚酯纖維的開發(fā)。聚酯纖維的吸濕性差、透氣性較差、染色性能不穩(wěn)定等缺點(diǎn)是眾所周知的，隨著各種改性技術(shù)發(fā)展，聚酯纖維的缺點(diǎn)正在逐步改善。如在第二酯化釜中加入陽離子改性復(fù)合醇溶液，在預(yù)縮聚前加入復(fù)合結(jié)晶促進(jìn)劑進(jìn)行化學(xué)改性；利用噴絲板的設(shè)計(jì)優(yōu)化物理改性，可以制得T形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲。該T形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲改善了染色性和結(jié)晶度，既可常溫、常壓染色，又增加了纖維的微孔。用T形仿毛滌綸制成的織物表面高絨，絲束自卷曲，呈浪花狀，手感柔軟，抗靜電、吸濕性、回復(fù)性好，抗起毛起球，能很好地滿足高檔女裝面料的美觀要求，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和市場前景。本試驗(yàn)探討了制備T形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲的工藝優(yōu)化。

1原料與設(shè)備

1.1原料PET

易結(jié)晶陽離子熔體：特性黏度0.575dL/g，色相L值60、b值3.3，DEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.6%，端羧基含量40mol/t，含水率0.31%。

1.2設(shè)備及儀器

增壓熔體泵(MAAG)，紡絲保溫箱體(Barmag)，外環(huán)吹裝置(Barmag)，卷繞頭(Wings，Barmag)，計(jì)量泵(Barmag)，加彈機(jī)(ATF-1500，TMT)。德國TEXTECHNOSTATIMATMME+型纖維強(qiáng)伸度測量儀，瑞士USTERUster-TESTER5型條干均勻度儀，德國BRUKERMQ-one20型核磁共振紡絲油劑分析儀，常紡儀YG086型縷紗測長儀，美國LOWSONDFT型熱應(yīng)力儀。

2生產(chǎn)流程與工藝

2.1生產(chǎn)流程

熔體→熔體輸送→紡絲箱體→計(jì)量泵→紡絲組件→環(huán)吹風(fēng)冷卻裝置→油嘴→卷繞成形(POY)→剪絲器→網(wǎng)絡(luò)噴嘴→一羅拉→止捻器→第一熱箱→冷卻板→假捻器→二羅拉→網(wǎng)絡(luò)噴嘴→輔助羅拉→第二熱箱→三羅拉→探絲器→上油→卷繞成形(DTY)。

2.2生產(chǎn)工藝

以167dtex/144f品種為例，其工藝參數(shù)見表1。

3結(jié)果與討論

3.1熔體輸送條件選擇

熔體直紡從終聚釜到紡絲箱體輸送管道的時(shí)間很長，而縮聚反應(yīng)又是可逆反應(yīng)，所以熔體溫度變化在熔體輸送時(shí)對熱降解和黏度的影響起決定性作用。輸送溫度太高，熔體易降解裂解；而溫度太低會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外差異過大，熔體流動(dòng)性和均勻性變差。針對以上情況，控制大循環(huán)溫度及熔體冷卻器溫度，并利用熔體端羧基含量來表征，同時(shí)觀察紡絲飄絲和斷頭情況。最終試驗(yàn)選擇端羧基含量32mot/t，大循環(huán)溫度在278℃，熔體冷卻器溫度在272℃，紡絲情況相對穩(wěn)定。

3.2紡絲溫度條件選擇

紡絲溫度的合理選擇是生產(chǎn)異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲的關(guān)鍵，不僅對紡絲狀況有影響，而且對T形纖維截面的影響也非常顯著。從表2可看出：適當(dāng)提高紡絲溫度，熔體流動(dòng)性能變好，絲條冷卻變緩，形變時(shí)間增多，張力下降，改善通過噴絲孔的流變性能，減小彈性效應(yīng)和脹大效應(yīng)影響，改善可紡性。從圖1可看出，纖維異形度隨著紡絲溫度的上升而降低。紡絲溫度在296℃時(shí)，飄絲、毛絲和斷絲明顯增多，過高溫度加劇熔體降解，擠出細(xì)流易偏差于噴絲孔的設(shè)計(jì)形狀，使異形度顯著下降；紡絲溫度在286℃時(shí)，有細(xì)絲、注頭、可紡性差，溫度過低使熔體流動(dòng)性能差，使熔體在噴絲板孔中切應(yīng)力增大，造成熔體破裂。綜合以上因素，紡制T形POY時(shí)的紡絲溫度選擇在290℃為宜，既保證了紡絲狀況穩(wěn)定，又規(guī)整了纖維的異形度。

3.3噴絲板的設(shè)計(jì)

異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲的異形度主要通過噴絲板來實(shí)現(xiàn)，噴絲板的設(shè)計(jì)尤為重要，不僅涉及到異形纖維的異形度和抗倒伏性，也涉及到前后加工狀況的穩(wěn)定性。噴絲板設(shè)計(jì)從噴絲孔長寬比、深度及其在噴絲板上的排布考慮。T形噴絲孔在形狀一定的情況下，長寬比越大，異形絲的異形度越大，但過大會(huì)造成紡絲狀況不良，斷絲增加。在滿足異形度的前提下，經(jīng)過多次摸索試驗(yàn)，確定噴絲孔長寬比為3∶1。最終設(shè)計(jì)的噴絲孔寬為0.06mm，加寬端的長為0.18mm，總高為0.4mm，以保證產(chǎn)品的異形度、抗倒伏性。為確保環(huán)吹冷卻風(fēng)徑流線對每根絲條盡可能相近，采取噴絲孔分兩個(gè)同心圓環(huán)形放射狀排布，見圖2，T形絲孔中心線指向噴絲板中心，不同同心圓的T形絲孔均勻錯(cuò)開排列，寬部端首先接觸到外環(huán)冷卻風(fēng)。

3.4冷卻條件選擇

冷卻條件決定纖維絲束的張力和微觀結(jié)構(gòu)的取向度，因此直接影響后加工異形度和染色性。仿毛纖維比表面積大，對冷卻工藝條件更為敏感，采用環(huán)吹風(fēng)冷卻工藝，環(huán)吹風(fēng)往中心吹風(fēng)，絲束冷卻同步且均勻，能獲得一致的取向度和分子結(jié)構(gòu)；冷卻風(fēng)只需一半的行程即可穿透絲束，風(fēng)速比側(cè)吹風(fēng)要小，冷卻后風(fēng)與絲束行進(jìn)方向一致，對絲束的干擾小。通過選擇適宜的冷卻條件，既能滿足紡絲要求，又能達(dá)到保持異形度的目的。環(huán)吹風(fēng)風(fēng)壓影響仿毛纖維的物性和生產(chǎn)狀況。由表3和圖3可看出：隨著風(fēng)壓上升，纖維條干不勻率下降，生產(chǎn)狀況有所改善；當(dāng)風(fēng)壓超過一定界限，冷卻速度過快，熔體細(xì)流的凝固速率過快，單絲脆，纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，拉伸性能變差，強(qiáng)度降低，飄絲毛絲情況增加。同時(shí)隨著風(fēng)壓增大，纖維截面異形度逐漸增加，風(fēng)壓達(dá)到35Pa以上后，異形度增加不明顯。最后選擇環(huán)吹冷卻風(fēng)壓為30~35Pa，既保證了紡況穩(wěn)定，也保證了纖維的異形度。

3.5POY卷繞工藝的選擇

對于異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲來講，選擇合適的卷繞速度和張力非常重要。卷繞速度的變化影響著纖維取向度以及所得POY的后拉伸性能：卷繞速度過高，斷裂伸長過小不利于后加工生產(chǎn)；速度過低，影響生產(chǎn)效率。同時(shí)，因單纖具有T形結(jié)構(gòu)，絲餅卷繞密度低，需適當(dāng)降低卷繞張力，確保纖維的異形度未因擠壓受影響。綜合考慮，選擇POY卷繞工藝條件為：卷繞速度2800m/min，卷繞張力控制在9cN，POY后拉伸性能、退繞和異形度較好。

3.6加彈車速、牽伸比、D/Y比條件選擇

加彈車速、牽伸比、D/Y比的選擇制約著異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲的品質(zhì)。DTY車速越高，單機(jī)產(chǎn)量越大，效益越高。從表4可看出，隨著車速的提高，強(qiáng)伸都有小幅度的降低，車速在900m/min時(shí)，斷頭率開始上升，影響穩(wěn)定生產(chǎn)。為保證DTY平穩(wěn)加工，隨車速的提高必須適當(dāng)增加牽伸比以提高加捻張力T1。加彈車速為850m/min時(shí)，從表5可看出，隨著牽伸比的變化，強(qiáng)伸、張力CV值、斷頭都隨之變化，牽伸比太高極易造成毛絲和破壞纖維的異形結(jié)構(gòu)，斷頭增加。而D/Y比增加有利于提高異形卷曲指標(biāo)，但過高的D/Y比容易造成緊點(diǎn)現(xiàn)象。根據(jù)以上要求，最終選擇加彈車速為850m/min，牽伸比為1.70，同時(shí)為提升DTY異形卷曲性能，確認(rèn)D/Y比設(shè)定在1.75。

3.7熱箱溫度條件選擇

ATF1500-FOUR加彈機(jī)配置的是高溫短熱箱，有分別為24cm、61cm的短、長兩段長度加熱區(qū)。在加工過程中，第一熱箱的作用除了提供一定的拉伸溫度外，還使纖維受熱處于塑化狀態(tài)，使POY在軟化點(diǎn)附近進(jìn)行拉伸和變形，經(jīng)冷卻后定形。結(jié)合纖維纖度、熱箱的長度和外觀毛絲情況，第一熱箱溫度不宜選擇過高。在第二熱箱中，主要對纖維在第一熱箱中的拉伸和在假捻器中的變形起到補(bǔ)充定形的作用。結(jié)合異形高品質(zhì)仿毛滌綸長絲風(fēng)格，為保持仿毛手感和蓬松性能，第一熱箱溫度選擇在220℃/370℃，第二熱箱溫度選擇在170~180℃。

4結(jié)語

(1)通過以上試驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)工藝選擇和優(yōu)化，DTY斷絲和滿卷率有所提升，物性指標(biāo)和染色合格率達(dá)到預(yù)期效果，下游客戶均反饋滿意。DTY物理。(2)T形纖維異形度主要由噴絲孔合適的長寬比來保證，噴絲板的設(shè)計(jì)和選擇是關(guān)鍵。(3)在紡制T形仿毛POY時(shí)，紡絲溫度控制在290℃左右為宜，采用環(huán)吹風(fēng)冷卻工藝，環(huán)吹風(fēng)壓為32Pa，卷繞速度為2800m/min，卷繞張力為9cN，絲束冷卻同步且均勻，纖維取向度和分子結(jié)構(gòu)一致，纖維異形度高。(4)在加工DTY時(shí)，主要考慮毛絲、蓬松性、生產(chǎn)效率，實(shí)際工藝選擇加彈車速為850m/min，牽伸比為1.7，D/Y比為1.75，第一熱箱溫度為220℃/370℃，第二熱箱溫度為170℃，纖維手感柔軟，回復(fù)性好，染色均勻。

作者：魏鵬輝 單位：浙江盛元化纖有限公司