涤纶POY/DTY 复合丝热收缩率的影响因素探讨

杨秀琴 ，季玉栋，谢俊霞

(1.河南工程学院，河南 郑州 450007;2.新乡白鹭化纤集团有限责任公司，河南 新乡 453011)

涤纶POY/DTY 复合丝是以不同规格的涤纶POY 原丝为原料，通过对33-H 加弹机的适当改造，利用不同的丝道，使一束POY 加弹成DTY 与另一束未加弹的POY 网络合股形成包芯复合丝，利用POY 与DTY 的染色差异改善织物染色性能，使织物呈现雪花状色丁效果［1］;又因POY 和DTY 取向度的不同，热收缩性不同，POY/DTY 复合丝表现出异收缩效果，属于异收缩丝。用该复合丝织成的织物有优良的排汗吸湿性和弹性，是保暖内衣首选面料，有广阔的发展前景。在涤纶POY/DTY 复合丝的实际生产中，主要考虑提高其异收缩性，既要考虑卷曲收缩率和沸水收缩率，还要考虑生产的稳定性。作者重点探讨了生产过程中原料及工艺条件对产品热收缩率的影响。

1 试验

1.1 原料及设备

2 种涤纶POY:线密度分别为86 dtex/48 f，135 dtex/72 f，断裂强度2.5 cN/dtex，断裂伸长率115%，条干不匀率0.94%，沸水收缩率41%，新乡白鹭化纤集团有限责任公司产。

设备:日本村田公司生产的33-H 加弹机;常州锐品精密仪器有限公司YG086型缕纱测长仪;德国Textechno 公司Statimat 强伸仪及Texturmat自动收缩仪。

1.2 主要工艺流程及参数

以86 dtex/48 f 和135 dtex/72 f 涤纶POY 为原料，生产涤纶POY/DTY 复合丝，线密度为167 dtex/120 f，其工艺流程见图1。

图1 167 dtex/120 f 涤纶POY/DTY 生产流程Fig.1 Flow chart of 167 dtex/120 f PET POY-DTY production

POY/DTY 复合丝生产是在一台加弹机上，其中2 个丝道POY 丝路和DTY 丝路工艺参数有所不同，不经假捻的POY 丝路主要控制其送丝速度即零罗拉送丝速度，一般为避免不假捻POY 丝束的意外拉伸，其送丝速度与假捻变形的第二罗拉速度相近，即不假捻POY 丝束的零罗拉送丝速度为578 m/min;而需要假捻变形的一束POY 丝在生产POY/DTY 复合丝时其工艺参数除第二热箱温度不宜太高以免不假捻POY 丝束的在第二热箱中的意外拉伸，一般控制约150℃，其他工艺参数与普通DTY 生产基本相同。生产复合丝的主要工艺参数见表1，其中，第一热箱温度、拉伸倍数、假捻角为DTY 工艺参数;而其他的为POY 与DTY 经复合导丝器后的复合丝工艺参数。

表1 167 dtex/120 f 涤纶POY/DTY 主要工艺参数Tab.1 Process parameters of 167 dtex/120 f PET POY-DTY

1.3 分析测试

线密度:使用YG086型定长仪，DT-100型单盘天平采用定长称重法测试。

断裂强度及断裂伸长率:采用Statimata 强伸仪测试。

卷曲收缩率:采用Texturmat 自动收缩仪测试。

沸水收缩率(S):采用YG086型缕纱测长仪绕取一定数量的纤维，在预加张力(0.089 cN/dtex)下测定POY/DTY 的原始长度(L0)，然后用纱布包好，放入沸水中煮30 min，取出并自然冷却，在相同预加张力下测定纤维长度(L1)，纤维S 计算如下:

2 结果与讨论

2.1 加工速度

加弹机加工速度越高，生产能力越大，但加工速度还对成品丝的染色性、有无毛丝降等、生产过程中断头率的高低有直接影响，同时还影响成品DTY 的S。对生产POY/DTY 复合丝而言，DTY的S 下降，而没有假捻的POY 丝束的S 不变，则POY/DTY 复合丝的异收缩率增大［2］。从表2 可看出，随着加工速度的提高，复合丝的S 降低，并且出现毛丝及断头现象。因此，在保证正常生产和无毛丝降等，无断头的情况下，生产POY/DTY复合丝采用578 m/min 的加工速度。

表2 加工速度与复合丝S 的关系Tab.2 Relationship between processing speed and S of POY-DTY

2.2 DTY 拉伸倍数

随拉伸倍数的增加，DTY 线密度下降，DTY毛丝降等几率上升［3］，加捻张力、解捻张力及卷绕张力均随之上升。同时，拉伸倍数提高，DTY的S 减小，POY/DTY 复合丝异收缩性增加。生产POY/DTY 复合丝时，为避免毛丝降等，POY/DTY复合丝的拉伸倍数与普通DTY 生产基本相同，为1.592～1.680。从表3 可见，在其他工艺条件一定时，综合考虑，135 dtex/72 f POY 假捻变形时选择拉伸倍数为1.631。

表3 拉伸倍数与POY/DTY 复合丝S 关系Tab.3 Relationship between draw ratio and S of POY-DTY

2.3 第二超喂率

第二超喂率主要影响DTY 成品丝的卷曲收缩率。随第二超喂的升高，DTY 成品丝的卷曲收缩率明显增加，DTY 成品丝稳定性增强。沸水收缩率下降。为增加POY/DTY 复合丝的异收缩性可采用比普通DTY 生产稍高的第二超喂率，生产中选择第二超喂率为4.20 %。

2.4 第一热箱温度

POY 的拉伸过程实质是纤维大分子由折叠链向伸直链的转变过程，所以第一热箱温度越高越有利于纤维的拉伸变形，即有利于DTY 的取向度提高，S 下降，但过高的温度，当接近于纤维的软化点时，纤维间发生粘连、并丝，产品DTY 手感发硬、蓬松性下降，成品降等。随着第一热箱温度的升高，DTY 卷曲收缩率增加。从表4 可知，为获得良好的POY/DTY 异收缩性，在生产POY/DTY 复合丝时，应采用比普通DTY 生产加工稍高的变形热箱温度，即为190～200℃。

表4 第一热箱温度与POY/DTY 复合丝S 的关系Tab.4 Relationship between the first heat box temperature and S of POY-DTY

2.5 第二热箱温度

第二热箱主要对纤维的拉伸和假捻变形起定型作用，消除卷曲内应力，降低纤维热收缩率，赋予纤维尺寸热稳定性［4］。第二热箱温度的高低主要影响DTY 纤维卷曲收缩率、松圈的多少、剩余扭矩的高低，第二热箱温度升高，DTY 松圈现象增加，剩余扭矩下降，DTY 纤维卷曲收缩率减小，成品丝的S 下降。生产POY/DTY 复合丝时，POY 与DTY 的复合是在假捻器后第二罗拉前完成的，为增加复合丝的异收缩率需要采用较低的定型热箱温度。由表5 可知，在生产POY/DTY复合丝时，为获得良好的纤维成形，及合理的卷曲收缩率，第二热箱温度采用在140～150℃。

表5 第二热箱温度与POY/DTY 复合丝S 的关系Tab.5 Relationship between the second heat box temperature and S of POY-DTY

2.6 POY/DTY 复合丝性能

生产167 dtex/120 f POY/DTY 复合丝时，除了对上述工艺参数进行优化外，还对其他工艺参数也进行了调整。采用加工速度578 m/min，POY 加工为DTY 的拉伸倍数为1.631，第二超喂率为4.2%，第三超喂率为2.95%，第一热箱温度为195℃，第二热箱温度为150℃，生产稳定，产品性能良好，其性能指标见表6。

表6 167 dtex/120 f 涤纶POY/DTY 复合丝性能指标Tab.6 Physical index of 167 dtex/120 f PET POY-DTY

3 结论

a.涤纶POY/DTY 复合丝生产中，影响其热收缩率的主要工艺条件有加工速度、拉伸倍数、第二超喂率、第一和第二热箱温度。

b.涤纶POY/DTY 复合丝的沸水收缩率随加工速度、拉伸倍数、第二超喂率及第一和第二热箱温度的提高而降低。

c.涤纶POY/DTY 复合丝的沸水收缩率受其中POY 组分的影响较大，复合丝的沸水收缩率比普通DTY 产品高，生产的167 dtex/120 f 复合丝S 为34.6%。

［1］王图强，汪涛.涤纶复合丝(POY+DTY)的研发［J］.江西化工，2008(2):131－132.

［2］谢倩，黄莉茜，王学利，等.一步法POY/FDY 涤纶混纤丝异收缩性能的表征［J］.东华大学学报:自然科学版，2010，36(6):599－603.

［3］吴建亭.83 dtex/146 f 涤纶低弹网络丝生产工艺探讨［J］.聚酯工业，2007，20(2):43－44.

［4］王妮.新型涤纶仿毛长丝纱成形原理及应用研究［D］.上海:东华大学纺织学院，2005.