111.1dtex/20f三叶粘胶长丝的研制

杨 峰

（保定天鹅股份有限公司河北保定071055）

1 前言

粘胶长丝具有良好的吸湿、透气、柔爽、悬垂性及优良的染色性能与纺织加工性能，一直深受广大消费者的青睐。随着物质与精神文明的提高，传统低档次耐用型纺织品已不能满足人们的需求。

差别化异形截面粘胶长丝织物在保持原有粘胶长丝特点的同时，织物在手感、光泽、功能和组织风格上赋予了粘胶长丝新的内涵，给本身具有棉性的粘胶长丝在仿麻、亚麻、毛特性上提供了条件。粘胶长丝向功能化、差别化方向发展，111.1dtex/20f三叶粘胶长丝是典型的差别化品种之一，其截面为三枝叶形，织物手感砂爽、蓬松、透气，是新一代舒适型仿麻、毛类面料和织物的理想原料。本试验采用传统制胶工艺和半连续纺丝技术，对111.1dtex/20f三叶粘胶长丝进行研制，研制的三叶丝从截面形态、物化指标、工艺稳定性、产品特性等方面均达到了预期目标。

2 研制试验的工艺技术路线与设备

2.1 工艺技术路线

纺丝胶→计量泵→滤器→曲管→三叶喷丝头→酸浴→初生丝条→牵伸盘→凝固辊→去酸辊→水洗→漏斗→离心罐→丝饼

2.2 主要设备

HKZ02005/Ⅰ型半连续离心式纺丝机。

2.3 工艺条件

2.3.1纺丝胶

组成：α-cell：8.20～8.40% ，NaOH：5.70～5.90%，S：2.20～2.40%，粘度：32～42S（20℃，落球），熟成度：8.0～10.5ml（10%NH4CL）。

2.3.2凝固浴

H2SO4：128.0～136.0g/l，Na2SO4：260.0～270.0g/l，ZnSO4：10.0～11.0g/l，浴温：51.0～53.0℃。

2.3.3纺丝

纺丝速度：81～84m/min

浸浴长度：355mm，丝上浴长度：450mm

牵伸盘牵伸率：25%

紧张牵伸：4.12%

凝固辊丝圈数：28～30圈

去酸辊丝圈数：80～85圈

3 三叶丝纺制试验

3.1 试验条件

此次对111.1dtex/20f三叶粘胶长丝的纺制，采用了两种规格的喷丝头和6个条件，主要以无锌、含锌凝固浴、凝固浴H2SO4浓度变化、纺丝胶熟成度变化为主，对三叶丝截面形态、纺丝可纺性、成品丝内在质量进行验证。（表1）

3.2 三叶喷丝头的设计

纺制异形截面粘胶长丝，喷丝头是关键中的关键。粘胶进入喷丝孔入口时受到剪切力的作用产生入口效应，粘胶体积变小，所产生的弹性能储存于粘胶中。大部分弹性能在粘胶喷出孔口时释放发生回弹，产生孔口胀大效应，粘胶细流较孔道时胀大2.5～3.5倍，皮层的生成与收缩使得成形后的纤维截面的形态与孔道的原设计有较大差异。因此纺制异形截面纤维技术难度较高，合理的孔道尺寸与喷丝孔抽伸值是取得截面效果的关键之一。

3.3 喷丝头与三叶丝截面形态的验证

根据无锌凝固浴再生纤维截面的高异形度的特点，采用无锌凝固浴，对枝叶长宽比4:1和3:1喷丝头、分别以200%、125%喷丝头抽伸率，对两个规格的喷丝头进行了111.1dtex/20f三叶粘胶长丝的纺制，进行了三叶丝截面形态的验证，分析枝叶长宽比与喷丝头抽伸率对三叶丝截面形态的影响。

表1 试验条件

利用普通的生物显微镜观察纤维的横向形态结构特征。三叶丝截面切片显示，枝叶4:1喷丝头纺制出的三叶丝，枝叶的长宽比达到4～6:1，形态均匀完整，而枝叶3:1喷丝头纺制的三叶丝，不具有典型的三枝叶截面形态，即枝叶长宽比3:1喷丝头、125%喷丝头抽伸率不能满足111.1dtex/20f三叶丝截面形态的要求。

图1 长宽比3:1喷丝头纺制

图2 长宽比4:1喷丝头纺制

采用枝叶4:1喷丝头进行的后续5个条件的纺丝试验，由于成形条件的不同，粘胶细流再生反应的速度与程度有一定差异，纤维皮层生成速度与芯层凝固脱水的速度比值不同，三叶丝枝叶的截面形态有所不同，如边缘锯齿。但各个条件所得到的三叶丝的截面枝叶的长宽比高，形态完整，达到了设计要求。

4 纺丝可纺性

在三叶丝的纺制过程中，三叶丝出现的毛丝缠辊、单丝分叉现象影响了纺丝可纺性。主要原因是喷丝头处理不够彻底，孔道边缘粘有胶粒和杂质，在高喷丝头拉伸率的作用下易发生枝叶局部断裂、分叉、缠辊等现象。通过严格的处理，提高喷丝头的处理质量，解决了缠辊、单丝分叉问题。同时对纺丝辊进行打磨，消除毛刺，以提高纺丝辊的光洁度，并更换划伤辊，减小摩擦，提高可纺性。

我们通常采用日断头率，日非计划换头率表示可纺性。纺丝日前后部断头总数低于30%，换头率在5%以下，纺丝属可纺性良好。由表2中的数据可知，三叶丝的断头、换头率低，整个纺丝过程稳定，综合可纺性良好。

表2 纺丝可纺性

5 成品丝质量指标

5.1 物化指标

物化指标是评定产品研制开发成功与否的重要指标之一。表3中的检测数据显示，不同条件的三叶丝，其强、伸值有所变化。NO.3、NO.4、NO.6指标达到GB/T13758—2008一等品水平，6个条件的三叶丝以NO.6的湿干强比值和强伸值最高。

5.2 外观质量

三叶粘胶长丝成品筒子，外观白度高，色泽均匀，丝光感强，毛丝率低，成形优良。由于三叶丝截面的特殊结构，丝条的抱和度小，丝束蓬松，在相同卷绕条件下，筒子的硬度小。外观综合质量，一等品率高，接近于111.1dtex/30f圆形截面品种。

6 三叶粘胶长丝截面效果及其特点

从111.1dtex/20f三叶丝的截面切片图看出，三叶丝（图3）的各枝叶长宽比≥4∶1，形态完整均匀，呈独特的扁平墙垛形状，边缘有较浅的细微齿形，但没有皮芯层。若用枝叶的长宽比值除以喷丝孔孔道长宽比值的商表示异形度，则三叶的异形度≥1.0，达到了理想的截面效果。

表3 成品丝物化指标

图3 三叶粘胶长丝截面形态

7 结论

7.1采用传统制胶工艺技术和半连续纺丝技术纺制111.1dtex/20f三叶粘胶长丝，纺制过程稳定，三叶丝异形度高，具有典型的三枝叶结构，经河北省纤维检验局检测均达到GB/T13758—2008一等品水平，经河北省科学技术情报研究院查新咨询，该品种为国内首创，生产技术居国内领先水平。

7.2经用户试织表明，111.1dtex/20f三叶粘胶长丝能够满足织造工艺要求，织物特点突出，得到用户认可。

7.3三叶丝附加值高，织物色泽鲜明度高，织物手感砂爽、仿麻感强，档次较高，是下游厂家开发复合性能的高技术含量产品的理想原料。