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涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺研究近年来，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺技术在纺织行业中得到广泛应用。
这种混纺能够综合发挥两种纤维的优点，使得纺织品具有良好的舒适性、易于维护性和抗皱性。
本文将探讨涤纶棉型短纤维与聚酯纤维混纺的研究现状、混纺比例的优化、混纺纺纱工艺和应用前景。
涤纶棉型短纤维是将涤纶段、棉型短纤维和少量涤短混纺纺纱而成。
得益于其良好的柔软度、透气性和吸湿性，涤纶棉型短纤维在纺织品中广泛应用于夏季服装、床上用品和运动装备等领域。
然而，涤纶棉型短纤维的弹性较差，易导致纺纱和织造过程中的处理问题。
与之相比，聚酯纤维具有较好的弹性和耐磨性，有助于提高纺织品的耐用性和耐久性。
混纺涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的主要目的是将两种纤维的优点进行互补，解决各自的弱点。
研究发现，混纺比例是影响混纺纺纱品质和织物性能的关键因素之一。
一般而言，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺比例在50:50到70:30之间效果较好。
适当增加聚酯纤维的含量可以提高织物的弹性和耐磨性，但过多聚酯纤维的添加可能导致舒适性下降。
另一个需要考虑的因素是混纺纺纱工艺。
混纺过程中，涤纶棉型短纤维和聚酯纤维需要进行充分的混合和均匀分布。
高速纺纱机能够提高纺纱效率和纺纱品质。
同时，选择适当的纺纱工艺参数也至关重要。
例如，控制纺纱速度、捻度和卷绕张力等参数可以影响混纺纱线的均匀性和强度。
涤纶棉型短纤维与聚酯纤维混纺纺纱技术的快速发展为纺织品的生产和应用带来了新的机会。
混纺纺纱的产品可以用于制造各种纺织品，包括服装、床上用品、家居用品和工业用纺织品。
混纺纺织品的舒适度和易护理性为消费者提供了更加便利和多样化的选择。
然而，涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的混纺仍然面临一些挑战。
首先，如何解决涤纶棉型短纤维与聚酯纤维的相互吸湿性差异仍然是一个研究的重点。
其次，混纺织物的织造工艺和染色工艺需要进一步优化，以确保混纺纺织品的品质和色牢度。
此外，纺织品的循环利用和环境影响也需要引起重视。
实践与经验合成纤维工业ꎬ２０２０ꎬ４３(３):７７ＣＨＩＮＡ㊀ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ㊀ＦＩＢＥＲ㊀ＩＮＤＵＳＴＲＹ㊀㊀收稿日期:２０２０￣０２￣１４ꎻ修改稿收到日期:２０２０￣０５￣１０ꎮ作者简介:周世川(１９８６ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ主要从事粘胶纤维生产技术管理ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｘｕｅｌａｎｇ８５２４＠１６３.ｃｏｍꎮ１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维的生产工艺探讨周世川ꎬ党㊀虎ꎬ谢㊀峰ꎬ王㊀琦ꎬ周振华ꎬ张㊀璐(新疆中泰纺织集团有限公司ꎬ新疆库尔勒８４１０００)摘㊀要:在传统湿法纺丝法生产普通粘胶短纤维的装置和工艺基础上ꎬ通过优化主要工艺参数(包括粘胶质量㊁凝固浴工艺条件㊁拉伸比和收缩系数)㊁改变喷丝头规格ꎬ试生产１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶短纤维ꎬ并供下游纱厂生产６０ｓ混纺高支纱ꎮ结果表明:选择喷丝头规格为４５头㊁单头孔数为２３００㊁孔径为０.０５ｍｍꎬ控制粘胶黏度为４２ｓ㊁熟成度为１１.５ｍＬꎬ凝固浴硫酸浓度为１２０ｇ/Ｌ㊁温度为５０ħꎬ拉伸比为５８％ꎬ收缩系数为７９％ꎬ可纺性好ꎬ生产稳定ꎬ可保证产量和产品质量ꎻ上述工艺条件下ꎬ试生产的１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶短纤维干断裂强度达２.５２ｃＮ/ｄｔｅｘꎬ湿断裂强度达１.３３ｃＮ/ｄｔｅｘꎬ干断裂伸长率为１８.６４％ꎬ产品质量达到优质品指标ꎻ当１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶短纤维混纺比例为４０％ꎬ生产的６０ｓ混纺高支纱纱线质量较好ꎮ关键词:粘胶纤维㊀短纤维㊀超细旦㊀喷丝头㊀生产工艺中图分类号:ＴＱ３４１＋.１㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀文章编号:１００１￣００４３(２０２０)０３￣００７７￣０４㊀㊀粘胶纤维是以天然棉短绒㊁木材㊁竹材㊁甘蔗渣等富含纤维素的物质为原料生产的再生纤维素纤维ꎬ其最大特点是与天然棉纤维的某些服用性能极为相似ꎬ具有吸湿㊁透气㊁易染色㊁抗静电和易纺等优良性能[１]ꎮ目前ꎬ粘胶纤维行业产品结构单一ꎬ生产的品种多数以普通短纤维为主ꎬ粘胶纤维产品的功能化㊁异形化㊁细旦化成为行业近年来重要的发展方向[２]ꎮ因此ꎬ国内大部分企业都在产品的差别化㊁功能化上下功夫ꎮ超细旦粘胶短纤维是粘胶短纤维的差别化产品ꎬ其在原有长度不变的情况ꎬ线密度更小ꎬ纤维更细ꎬ同时ꎬ在保持机械性能的基础上ꎬ手感更好ꎬ其纱线及织物更细滑柔软ꎬ面料更轻薄ꎬ质量更好[３－４]ꎮ普通粘胶短纤维因结构单一ꎬ在高档纺织品领域的应用存在局限性ꎬ其纱线大都是中㊁低支纱ꎬ规格为４５ｓ以下ꎬ而高支纱品种很少ꎬ如６０ｓ以上高支纱的生产基本处于空白ꎮ随着社会的发展进步及人类生活品质的提高ꎬ生产高支纱已成为粘胶短纤维行业的发展趋势ꎮ为进一步优化粘胶短纤维产品结构㊁拓展粘胶短纤维的应用ꎬ作者采用传统湿法纺丝工艺ꎬ在现有的普通粘胶短纤维生产线上ꎬ通过调整工艺参数ꎬ改变喷丝头的规格ꎬ成功生产出规格为１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ的超细旦粘胶短纤维ꎬ并在下游纺纱厂试生产６０ｓ混纺高支纱ꎬ纱线质量均符合优等品各项指标ꎮ１㊀试验１.１㊀主要原材料阔叶浆粕:山东太阳纸业有限公司生产ꎻ液碱:工业级ꎬ新疆中泰化学集团有限生产ꎻ二硫化碳:工业级ꎬ新疆巴州瑞兴化工有限生产ꎻ硫酸:工业级ꎬ新疆中泰纺织集团生产ꎮ１.２㊀主要设备及仪器喷丝头:北京华宇创新钽铌科技有限公司制ꎻ酸碱滴定仪器:安徽美星实验设备有限公司制ꎻＮＤＪ￣８Ｓ型数字显示旋转粘度计:淄博淄分仪器有限公司制ꎻＹＧ００１Ｂ单纤维强力机:常州市中纤检测仪器设备有限公司制ꎮ１.３㊀１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维的生产超细旦粘胶短纤维的生产采用传统湿法纺丝法ꎬ在现有的普通粘胶短纤维生产工艺流程和主机设备的基础上进行ꎬ原料浆粕经过滤㊁熟成㊁脱泡ꎬ得到的粘胶达到纺丝要求的黏度㊁熟成度后ꎬ再经纺前过滤送往纺丝机ꎬ使用特殊设计的喷丝头ꎬ结合特殊的凝固浴组成和合理的拉伸分配ꎬ纤维在凝固浴中固化成形ꎬ最后经切断㊁精炼㊁烘干等后处理工序ꎬ制得超细旦粘胶短纤维ꎮ主要生产工艺参数如下:粘胶黏度３５~５０ｓ㊁熟成度８~１３ｍＬ㊁甲纤质量分数８.９％~９.３％㊁碱质量分数４.９５％~５.４５％ꎬ凝固浴硫酸浓度(１２３ʃ１)ｇ/Ｌ㊁硫酸锌浓度７.０~８.０ｇ/Ｌ㊁温度４７.５~４８.５ħꎬ纺丝速度７０ｍ/ｍｉｎꎬ喷丝头规格为４５头㊁单头孔数２３００㊁孔径０.０５ｍｍꎬ拉伸比５８％ꎬ收缩系数７９％ꎮ生产的超细旦粘胶短纤维规格为１.３３ｄｔｅｘˑ３８ｍｍꎬ生产工艺流程见图１ꎮ浆粕制胶ң纺丝ң拉伸ң切断ңң一水洗脱硫ң二水洗ң漂白ң三水洗ңң脱氯四水洗ң终水洗ң上油ң湿开棉ңң烘干精开棉ң打包ң成品ң图１㊀超细旦粘胶短纤维生产工艺流程Ｆｉｇ.１㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｕｌｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ１.４㊀分析与测试线密度:在标准大气压条件下ꎬ从伸直的纤维束上切取一定长度的纤维束ꎬ按照ＧＢ/Ｔ１４４６３ ２００８«粘胶短纤维»测试并计算[５]ꎮ力学性能:采用ＹＧ００１Ｂ单纤维强力机ꎬ按照ＧＢ/Ｔ１４４６３ ２００８«粘胶短纤维»测试纤维的断裂强度㊁断裂伸长率等[５]ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀粘胶质量(１)熟成度粘胶的熟成度高ꎬ即粘胶老ꎬ盐值低ꎻ熟成度低ꎬ即粘胶生ꎬ盐值高ꎮ熟成度高㊁盐值低的粘胶在酸浴中较易凝固ꎬ可纺性好ꎮ熟成度低㊁盐值高㊁胶生的粘胶丝条凝固性能差ꎬ经不起拉伸ꎬ易形成毛丝或断头ꎮ试验表明ꎬ粘胶的熟成度控制在８~１３ｍＬ较好ꎮ(２)黏度粘胶的黏度过高ꎬ气泡不易脱尽ꎬ而且送胶压力下降ꎬ会造成毛丝增多ꎬ易出现缠辊现象ꎻ黏度太低时成形不稳定ꎬ丝条易断头ꎬ可纺性差ꎮ试验表明ꎬ粘胶的黏度控制在(４０ʃ５)ｓ较好ꎮ２.２㊀喷丝头规格生产超细旦粘胶短纤维ꎬ喷丝头是关键ꎬ由于纤维素黄酸酯分子链长ꎬ相对分子质量大ꎬ分子间有较强的引力ꎬ粘胶进入喷丝孔入口时受到剪切力的作用产生入口效应ꎬ粘胶体积变小ꎬ所产生的弹性能储存于粘胶中ꎬ由于粘胶在喷丝孔道中的时间非常短ꎬ内应力得不到完全松弛ꎬ所消耗的弹性能很少ꎬ大部分弹性能在粘胶出孔口时释放发生回弹ꎬ产生孔口胀大效应ꎬ粘胶细流比在孔道时放大２.５~３.０倍ꎮ因此ꎬ在实际生产中必须缩小喷丝头孔径ꎬ纤维线密度才能变小ꎬ纤维才能更细ꎬ在原纺速及对应产量不变的情况下ꎬ所匹配的喷丝头孔数必须增多ꎬ保证纺丝盘在相应纺丝速度下单位时间的喷胶量相等ꎮ生产１.３３ｄｔｅｘ普通粘胶短纤维时ꎬ采用的喷丝头规格为４５头㊁单头孔数１９００㊁孔径０.０５５ｍｍꎮ生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维时ꎬ纤维线密度减小ꎬ为保证产量ꎬ需增加喷丝头孔数ꎻ在纺丝盘总横截面积一定的情况下ꎬ孔径不同ꎬ对应的喷丝头孔数也不同ꎬ且喷丝头孔径越小ꎬ其加工难度越大ꎮ为保证产量兼顾喷丝孔的加工难度ꎬ生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维时ꎬ选择喷丝头孔数为２３００ꎬ孔径为０.０５ｍｍꎮ２.３㊀纺丝凝固浴工艺条件(１)硫酸浓度粘胶凝固与纤维素再生的速度与凝固浴中的硫酸浓度有关ꎮ硫酸浓度过高ꎬ纤维成形速度过快ꎬ易形成粗大的凝胶结构ꎬ造成纤维内外层的再生程度不均一ꎬ在拉伸时易发生脆性断裂ꎬ强度下降ꎻ硫酸浓度过低ꎬ会使凝固再生过程缓慢而造成纺丝困难ꎬ易断头及出现胶块㊁疵点ꎮ试验中控制硫酸浓度在１２２~１２４ｇ/Ｌꎬ可纺性好ꎬ生产稳定ꎮ(２)硫酸锌浓度凝固浴中硫酸锌的作用主要是延缓再生ꎬ加入少量的硫酸锌可改善纤维成形效果ꎬ使纤维具有较高的韧性和优良的抗疲劳性能ꎬ纤维结构均匀ꎬ能提高纤维的强度ꎬ还能提高纤维的伸度和勾结强度ꎮ但是ꎬ凝固浴中硫酸锌浓度太高ꎬ会使纤维成形过于缓慢ꎬ丝条易带胶块ꎬ影响可纺性ꎮ试验表明ꎬ硫酸锌浓度控制在７.０~８.０ｇ/Ｌ时ꎬ可纺性好ꎬ纤维成形好ꎮ(３)凝固浴温度提高凝固浴温度能加快凝固过程中各种物理㊁化学过程的进行ꎬ能提高成品纤维结构的均匀性ꎬ纤维强伸度也随着增加ꎮ但当凝固浴温度高于某个临界值时ꎬ成形速度过快以及硫化氢㊁二硫化碳气体大量逸出而使纤维产生大量孔隙ꎬ成品纤维的强伸度反而下降ꎮ试验中凝固浴温度宜控制在４８~５２ħꎮ８７㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年第４３卷２.４㊀拉伸比和收缩系数粘胶从喷丝头喷出时ꎬ首先进行喷头拉伸ꎮ粘胶细流尚处于粘流态ꎬ喷头拉伸主要是将粘胶细流导引成线ꎬ喷头拉伸过大ꎬ丝条易断头或产生毛丝ꎮ喷头拉伸后进入盘间拉伸ꎬ盘间拉伸是在纺丝机导丝盘与第一集束机㊁第二集束机之间进行的ꎬ通过盘间拉伸ꎬ纤维大分子链可以沿着纤维轴向整齐排列而形成新的缔合点并被固定下来ꎬ定向性提高ꎬ从而提高纤维的物理机械性能ꎮ丝束经过强烈拉伸后ꎬ纤维素大分子及其聚集大多沿着拉力方向取向ꎬ大分子间的作用力很强ꎬ使纤维大分子几乎处于僵直状态ꎬ因此纤维必然产生回缩ꎮ在拉伸后纤维适当回缩ꎬ在不过多地损害纤维强度的情况下ꎬ可改善纤维的脆性ꎬ使纤维伸度有所提高ꎮ生产１.３３ｄｔｅｘ普通粘胶短纤维时ꎬ拉伸比控制在５４％ꎬ收缩系数保持在８１％ꎬ其强力与干断裂伸长率均达到优等品指标ꎮ生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维时ꎬ为保证其线密度与强力ꎬ将拉伸比从５４％调整至５８％ꎬ收缩系数从８１％调整至７９％ꎮ２.５㊀后处理工艺条件(１)切断粘胶短纤维用于纺织加工或与棉㊁毛及其他化纤混纺ꎬ必须将纤维切断成棉纺厂生产所需的规定长度ꎬ生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维时ꎬ切断长度不变为３８ｍｍꎮ(２)精练精练的目的是除去或减少初生纤维中对成品纤维质量有影响的杂质ꎬ再通过上油柔化处理ꎬ改善纤维的纺织性能ꎮ精练工序包括水洗㊁脱硫㊁漂白㊁脱氯㊁上油等ꎮ首先ꎬ给纤槽将切断后的纤维经高温水流冲击充分打散ꎬ通过水洗以除去纤维表面的残硫及硫酸盐等杂质ꎮ纤维的含硫杂质大部分在此被洗去ꎬ以后各道水洗的目的就是除去前道工序生成的水溶性杂质及处理药液ꎮ硫在较高温度下可以溶解于水ꎬ因此附在纤维表面的硫ꎬ大部分可用８０ħ左右的热水清洗掉ꎬ而留在纤维内部的硫是以胶体质点状态存在ꎬ必须用化学药剂处理ꎬ使不溶于水的胶态硫转化为水溶性的硫化物而被除去ꎬ采用氢氧化钠来脱硫ꎬ温度８４~８８ħꎮ然后ꎬ对水洗脱硫后的纤维进行漂白ꎮ经脱硫后的纤维ꎬ光泽虽已转强ꎬ但外观上还带有黄色色光ꎮ试验中采用次氯酸钠对纤维进行漂白ꎬ漂白液ｐＨ值控制在８~１０.５ꎮ当ｐＨ为６~８时ꎬ对纤维破坏最严重ꎬ且次氯酸钠易分解出有害气体㊁恶化劳动条件ꎻ当ｐＨ大于１０.５时ꎬ纤维的损伤较小ꎬ但会腐蚀机械零件ꎮ最后ꎬ对纤维进行上油ꎮ纤维经水洗㊁脱硫㊁漂白后ꎬ附着在纤维上的大部分杂质虽已除去ꎬ但仍不能直接用于纺织ꎬ还需进行上油柔化处理ꎮ上油的目的是调节纤维表面的摩擦力ꎬ使纤维具有平滑的手感ꎬ又有适当的抱合力ꎬ消除静电从而改善纤维的纺织性能ꎮ(３)烘干及打包纤维经后处理后ꎬ含湿很高ꎮ为了使产品达到要求的含湿标准(标准回潮率为１３％)ꎬ必须对纤维进行干燥ꎬ在干燥过程中不仅是纤维的水分被蒸发ꎬ而且纤维的结构也发生了变化ꎬ所以纤维经过干燥ꎬ很多性质将被固定下来ꎮ纤维的干燥时间和干燥均匀程度与进入烘燥机纤维层的温度㊁厚度均匀性㊁松散程度㊁空气温度以及相对湿度等有关ꎮ当烘干温度较低时ꎬ纤维的断裂强度随烘干温度的提高有所上升ꎬ且断裂伸长也随强度的增加而增加ꎮ此外ꎬ温度低ꎬ烘干时间长ꎬ烘干机的长度要增加ꎮ烘干后的纤维需再次开松ꎬ使其回潮趋于均匀ꎬ并且松散柔和的纤维更便于风送ꎮ经烘干机烘干和精开棉机干开松后ꎬ纤维借助于风机产生的气流经风管至凝棉器ꎬ然后落棉至打包机ꎬ打包成一定规格和尺寸的棉包ꎬ以便于储存和运输ꎮ２.６㊀试生产工况及产品质量(１)第一次试生产条件第一次试生产考核周期为３ｄꎬ粘胶的黏度平均值为４２ｓ㊁熟成度平均值为１１.５ｍＬꎬ凝固浴硫酸浓度平均值为１２３ｇ/Ｌ㊁硫酸锌浓度平均值７.４ｇ/Ｌ㊁温度为４８ħꎮ在此工艺条件下试生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维ꎬ生产控制平稳ꎮ(２)第二次试生产条件第二次试生产考核周期也为３ｄꎬ生产条件与第一次相比ꎬ粘胶各指标保持不变ꎬ但凝固浴硫酸浓度从１２３ｇ/Ｌ下调至１２０ｇ/Ｌꎬ凝固浴温度从４８ħ上调至５０ħꎮ从纺丝成形情况看ꎬ第一次试生产过程中出现异常缠辊现象ꎬ第二次试生产时明显好转ꎬ生产稳定ꎮ２次试生产１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶９７第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周世川.１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维的生产工艺探讨短纤维的质量指标见表１ꎮ从表１可知:２次试生产的纤维质量指标均达到优等品标准要求ꎻ第二次试生产时ꎬ因凝固浴硫酸浓度下降㊁温度上升ꎬ得到的纤维力学性能更好ꎬ纤维干断裂强度达２.５２ｃＮ/ｄｔｅｘꎬ湿断裂强度达１.３３ｃＮ/ｄｔｅｘꎬ干断裂伸长率为１８.６４％ꎮ表１㊀１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维试生产产品质量Ｔａｂ.１㊀Ｑｕａｌｉｔｙｏｆ１.１１ｄｔｅｘｕｌｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒｉｎｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ项目参数第一次第二次标准值线密度偏差率ꎬ％ʃ２ʃ１ʃ４干断裂强度/(ｃＮ ｄｔｅｘ－１)２.５０２.５２ȡ２.１５湿断裂强度/(ｃＮ ｄｔｅｘ－１)１.３１１.３３ȡ１.２干断裂伸长率ꎬ％１９.３１１８.６４１８~２２㊀㊀试生产的１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶短纤维供下游纱厂生产混纺高支纱ꎬ根据下游纱厂生产反馈ꎬ使用超细旦粘胶短纤维混纺比例为４０％ꎬ生产６０ｓ高支纱ꎬ生产正常ꎬ纱线质量较好ꎮ３㊀结论ａ.在普通粘胶短纤维生产装置上ꎬ试生产１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍ超细旦粘胶短纤维ꎬ为保证产量ꎬ喷丝头孔径必须相应变小ꎬ孔数相应增多ꎻ为保证纤维强力ꎬ应提高拉伸比ꎬ降低收缩系数ꎻ适当降低酸浴浓度㊁提高酸浴温度ꎬ纤维强力较好ꎮｂ.试生产１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维时ꎬ选择喷丝头孔数为２３００㊁孔径为０.０５ｍｍꎬ控制粘胶黏度为４２ｓ㊁熟成度为１１.５ｍＬꎬ凝固浴硫酸浓度为１２０ｇ/Ｌ㊁温度为５０ħꎬ拉伸比为５８％ꎬ收缩系数为７９％ꎬ可纺性好ꎬ生产稳定ꎻ纤维干断裂强度达２.５２ｃＮ/ｄｔｅｘꎬ湿断裂强度达１.３３ｃＮ/ｄｔ￣ｅｘꎬ干断裂伸长率为１８.６４％ꎮｃ.以１.１１ｄｔｅｘ超细旦粘胶短纤维混纺比例为４０％ꎬ生产６０ｓ高支纱ꎬ纱线质量较好ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀马峰刚ꎬ邱纯利.中空竹浆粘胶短纤维的开发及应用[Ｊ].人造纤维ꎬ２０１７ꎬ４７(６):６－９.[２]㊀汪进秋.简析粘胶短纤维行业技术进步及发展趋势[Ｊ].唐山师范学院学报ꎬ２０１８ꎬ４０(３):４１－４３.[３]㊀孙建磊ꎬ张胜靖ꎬ李龙.再生纤维素纤维的研究进展[Ｊ].合成纤维工业ꎬ２０１０ꎬ３３(５):４９－５１.[４]㊀党良虎ꎬ郝连庆ꎬ赵永伟.粗旦扁平粘胶短纤维的开发及应用[Ｊ].人造纤维ꎬ２０１７ꎬ４７(５):７－９.[５]㊀中国国家标准化管理委员会.ＧＢ/Ｔ１４４６３ ２００８:粘胶短纤维[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２００８.Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ１.１１ｄｔｅｘｕｌｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒＺＨＯＵＳｈｉｃｈｕａｎꎬＤＡＮＧＨｕꎬＸＩＥＦｅｎｇꎬＷＡＮＧＱｉꎬＺＨＯＵＺｈｅｎｈｕａꎬＺＨＡＮＧＬｕ(ＸｉｎｊｉａｎｇＺｈｏｎｇｔａｉＴｅｘｔｉｌｅＧｒｏｕｐＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＫｏｒｌａ８４１０００)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｅｔｓｐｉｎｎｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｃｏｍｍｏｎｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒꎬａｎｕｌ￣ｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒｏｆ１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｉｓｃｏｓｅｑｕａｌｉ￣ｔｙꎬｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｂａｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｓｔｒｅｔｃｈｒａｔｉｏａｎｄｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔꎬａｎｄａｄａｐｔｉｎｇｔｈｅｓｐｉｎｎｅｒｅｔｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｔｒｉａｌｐｒｏ￣ｄｕｃｔｉｏｎꎬｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅ６０ｓｂｌｅｎｄｅｄｈｉｇｈｃｏｕｎｔｙａｒｎｉｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｍｉｌｌｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｕｔｐｕｔａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙｃａｎｂｅｇｕａｒａｎｔｅｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｇｏｏｄｓｐｉｎｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｓｆｏｌｌｏｗｅｄ:４５￣ｈｅａｄｓｐｉｎｎｅｒｅｔｗｉｔｈ２３００ｈｏｌｅｓｐｅｒｓｐｉｎｎｅｒｅｔａｎｄ０.０５ｍｍｉｎａｐｅｒｔｕｒｅꎬｖｉｓｃｏｓｅｗｉｔｈｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆ４２ｓａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｏｆ１１.５ｍＬꎬ１２０ｇ/Ｌｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｉｎ５０ħｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｂａｔｈꎬｓｔｒｅｔｃｈｒａｔｉｏ５８％ａｎｄｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ７９％ꎻｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄ１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍｕｌｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒｅｘｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｄｒｙｂｒｅａｋｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｕｐｔｏ２.５２ｃＮ/ｄｔｅｘꎬｗｅｔｂｒｅａｋｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ１.３３ｃＮ/ｄｔ￣ｅｘａｎｄｄｒｙｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋ１８.６４％ꎬｓａｔｉｓｆｙｉｎｇｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｄｅｘｏｆｈｉｇｈ￣ｑｕａｌｉｔｙｐｒｏｄｕｃｔｓꎻａｎｄｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄ６０ｓｈｉｇｈｃｏｕｎｔｙａｒｎｗａｓｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｇｏｏｄｑｕａｌｉｔｙｗｈｅｎｔｈｅｂｌｅｎｄｉｎｇｒａｔｉｏｏｆ１.１１ｄｔｅｘˑ３８ｍｍｕｌｔｒａｆｉｎｅｖｉｓｃｏｓｅｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒｗａｓ４０％.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｖｉｓｃｏｓｅｆｉｂｅｒꎻｓｔａｐｌｅｆｉｂｅｒꎻｕｌｔｒａｆｉｎｅꎻｓｐｉｎｎｅｒｅｔꎻｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ０８㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年第４３卷。
针刺合成革基布专用涤纶短纤维生产工艺探讨窦宝盛(浙江繁盛纺织集团 , 浙江绍兴 321025摘要 :分析了针刺合成革基布的生产特点和原料所应具有的性能 , 着重介绍基布用涤纶短纤维生产关键工艺的设计 , 并通过对主要生产工艺的优化和调整 , 成功生产出高密针刺织物专用涤纶短纤维原料。
关键词 :非织造布 ; 合成革基布 ; 涤纶 ; 短纤维 ; 工艺中图分类号 :T Q342. 21文献标识码 :A 文章编号 :1005 2054(2005 01 0027 03针刺合成革基布以短纤为原料 , 经梳理、铺网 , 再经针刺机带有钩刺的刺针数以万次的反复穿刺 , 使得纤维之间互相缠结 , 织物更加密实 , 具有很大的针刺密度和纤维密度。
但是采用普通纤维做原料 , 其性能难以适应针刺加工工艺和刺针的反复冲击 , 对改善和提高基布的物理性能难度较大。
我们认真分析了合成革基布的生产特点 , 通过对纤维生产工艺的调整 , 生产出针刺皮革基布专用涤纶短纤维 , 使其性能更适应高密针刺加工工艺。
在相同的针刺工艺条件下 , 使用专用纤维作原料比普通纤维作原料其产品的撕裂强力可提高 20%~25%, 从而提高了针刺合成革基布的质量 , 增加了市场竞争优势。
1 原料的性能要求根据合成革基布的质量要求、工艺特点和产品用途 , 对其原料性能有如下要求。
1. 1 较高的强伸度从合成革基布拉伸断裂和撕裂机理来看 , 其可以归结为纤维自身的断裂和纤维之间的滑移。
在相同的针刺加工工艺前提下 , 提高纤维原料的强伸度能有效地提高合成革基布的断裂强力和撕裂强力性能。
因纤维强度越高 , 在相同的针刺工艺的情况下 , 其剩余的断裂强度仍保持较高水准 , 同时还因纤维的伸长大 , 故柔韧性高 , 抗弯刚度小 , 在金属刺针对其反复穿刺、冲击 , 并随钩刺不断地上下运动过程中 ,纤维断裂少、短绒少、相互穿插多、缠结牢、织物力学性能高 , 因此提高纤维原料的强伸度能有效地收稿日期 :2004 09 09作者简介 :窦宝盛 (1967 , 男 , 江苏省仪征市人 , 现从事非织提高基布的物理性能指标。
1. 2 良好的抱合性能纤维卷曲数的多少和卷曲度的大小将直接影响纤维之间的抱合性能和摩擦性能 , 卷曲数多、卷曲度高的纤维之间相互缠结力高、滑移阻力大 , 增加了抵抗机械破坏的能力 , 进而提高了合成革基布的力学性能 , 同时还有利于梳理成网 , 改善纤维薄网的均匀度。
1. 3 疵点含量少在针刺合成革基布的生产过程中没有设置对原料的除杂工序 , 纤维中含有过高的疵点会滞留在梳理针齿间 , 严重时影响对纤维的分梳效果 , 产生布面和合成革表面硬点缺陷 , 影响基布质量及皮革表面平整度和染色性能 , 因此专用纤维必须要求疵点较少。
针对上述专用原料的几个主要特点 , 在专用纤维生产过程中 , 通过对生产工艺进行有效地设计和合理的调整 , 成功地生产出对高密度针刺加工具有较强适应性的专用涤纶短纤维。
2 专用涤纶短纤维的生产2. 1 原料原料采用一等品半消光纤维级聚酯切片 , 其特性粘度为 0. 64 0. 02dl/g, 熔点为261 。
2. 2 工艺流程切片干燥挤压熔融熔体过滤纺丝环吹风冷却卷绕上油落桶集束第一牵伸机油剂浴槽第二牵伸机过热蒸汽箱第三牵伸机卷曲机烘干定型机切断机成品包装第 13卷第 1期 2005年 3月非织造布NonwovensVo l. 13, No. 1 M ar. , 2005纤维原料 Fiber Materials2. 3. 1 切片的干燥由于切片的外表和内部均含有一些水份 , 即使是微量的 , 也会给熔融纺丝过程带来不利的影响 , 在切片熔融过程中导致水解 , 降低了高聚物的分子量 , 从而降低了熔体粘度。
严重时初生纤维中存在气泡丝而形成弱环 , 无论是粘度的降低还是弱环的存在都将导致纤维强度下降、可纺性变差、疵点增高 ; 同时未经干燥的无定形切片其表面未经预结晶 , 进入螺杆后受热软化 , 发生粘连 , 造成环结 , 影响生产的正常进行 , 因此必须控制好干燥条件 , 保证较低的含水率。
通过对干燥时间、干燥升温、保湿以及真空度等工艺的设定 , 将原料的含水控制在 80 10-6以下 , 为顺利纺丝提供了条件。
2. 3. 2 纺丝温度在纺丝过程中 , 纺丝温度的设定至关重要 , 温度的高低直接影响聚酯熔体的流变性能和纺丝成形的质量。
纺丝温度过低 , 初生纤维的强度偏低、伸长小 , 后纺可拉伸性能差 , 原丝断面不匀率高 , 在相同的后纺拉伸倍率下其成品丝的断裂强度低 , 断裂伸长小 ; 若纺丝温度过高 , 则熔体的粘度降低 , 同样致使强伸度偏低 , 疵点偏高。
因此 , 实际生产中应选择合理的纺丝温度。
在实际纺制专用纤维过程中 , 纺丝温度应比纺制普通纤维略高 6~8 , 以获得理想的熔体流动性能 , 减少出口膨化现象 , 增加大分子链段的可活动性 , 降低喷丝头的拉伸应力 , 减少初生纤维内部大分子的取向 , 增加初生纤维的自然牵伸倍数 , 从而可提高成品纤维的强伸度。
2. 3. 3 环吹冷却风速环吹冷却风速是纤维生产过程中的重要工艺参数。
熔体细流自喷丝孔喷出后即受到环吹风的作用。
冷却风速过高 , 丝条扰动大 , 纤维的不匀率高 , 并丝多。
同时过高的冷却风速使初生纤维冷却过快 , 凝固点上升 , 纺丝张力变大 , 预取向度偏高 , 原丝可拉伸性变小 , 最终影响成品纤维的断裂伸长 ; 冷却风速过低 , 丝束冷却受环境气流的干扰因素加强 , 丝条凝固点下降 , 并丝多 , 疵点率高。
在生产过程中 , 应根据实际情况选择较生产普通纤维偏低 0. 2~ 0. 3m/s 的风速来降低初生纤维的预取向度 , 增加初生纤维的可拉伸性能 , 提高成品纤维的断裂伸长。
2. 3. 4 卷绕速度和喷丝头拉伸倍率在影响原丝预取向度的因素中 , 卷绕速度起着决定性的作用。
保持原丝线密度不变 , 降低卷绕速度 , 熔体喷出速度虽然也随着降低 , 但变化幅度较 , 取张力减小 , 初生纤维的预取向度降低 , 原丝的自然牵伸倍数增加 , 在相同的后拉伸倍数的情况下 , 成品丝的伸长也就增大。
因此 , 为了获得较大伸长的纤维 , 在生产过程中纺制相同规格的专用纤维时 , 其卷绕速度要比普通纤维低。
2. 4 后纺关键工艺纤维大分子的取向和结晶超分子结构的形成主要在后纺工序。
拉伸工艺的制定对纤维的强伸力学性能影响较大。
增加纤维的断裂强力和断裂伸长率在工艺上是一对矛盾 , 为了解决这个问题 , 我们在后纺工序采取了有别于普通纤维的工艺调整 , 使得两者都得到了提高 , 尤其是断裂伸长。
2. 4. 1 后拉伸倍率后拉伸倍率工艺数值的选择对伸长率影响较大。
为了获得较高的伸长率 , 在生产过程中我们采用降低总的牵伸倍率来适当减少应力诱导结晶 , 以获得满足要求的超分子结构。
适当地增加大分子链中的折叠链数目 , 提高大分子链沿纤维轴向的排列程度 , 因而纤维具备较高的断裂强度 , 同时伸长也明显提高。
但过小的牵伸会影响取向度的提高和应力诱导形成结晶 , 从而影响断裂强度的增加。
为了使两者能够有所兼顾 , 在纺制专用纤维时其总的后牵伸倍率较普通纤维低 0. 3~0. 4, 这样在保持强力上升的前提下 , 其断裂伸长可提高 15%~20%。
2. 4. 2 机械卷曲工艺合成革基布用涤纶短纤维应具有更高的抱合性能 , 以满足织物的力学性能。
在生产过程中通过加大卷曲机的背压和提高卷取机前丝束温度来降低每一个卷曲的长度 , 进而提高其卷曲个数。
专用纤维卷曲个数一般比普通纤维高 4~6个 /25mm, 且其卷曲牢度也较高。
但过高的卷曲导致纤网过于蓬松 , 给针刺加工工艺带来难度 , 同时使局部的织物密度下降 , 厚度增加 , 反而不利于满足局部的质量要求。
2.4. 3 松弛热定型工艺涤纶原丝经过拉伸后高聚物大分子产生塑性形变 , 内部存在着较高的应力 , 纤维内部结构形态尚未固定 , 结晶度低 , 尺寸稳定性差 , 强力低 , 必须进行热定型处理来提高结晶度 , 使得晶区和非晶区分布更加均匀 , 晶区结构更加完善 , 以此来进一步提高纤维强度。
同时也更好地满足了合成革基布的热定型要求和制革时的热处理要求 , 稳定了基布织物的尺寸。
否则 , 会造成基布布面和合成革表面不平整。
在生产中设定专用纤维的定型温度比普通纤维高。
28 非织造布第 13卷第 1期通过对专用纤维生产工艺的设计和调整 , 本公司成功地生产出非织造合成革基布的专用涤纶短纤维 , 并获得了比较理想的物性指标。
以 2. 22dtex 51mm 纤维为例 , 专用纤维与普通纤维的主要性能见表 1。
表 1 专用纤维与普通纤维主要性能项目普通型纤维专用型纤维断裂强度 /(cN/dtex 4. 5 4. 75断裂伸长 /%35. 642. 3疵点含量 /(mg/100g 40 10卷曲个数 /(个 /25mm10~1114~16从表 1中可以看出 , 通过对生产工艺的调整 , 专用纤维的强伸度较普通纤维有明显的提高 , 尤其是断裂伸长上升了近 20%。
较高的断裂伸长使得纤维在生产过程中不易断裂 , 同时还因卷曲数的提高 , 增加了专用纤维的缠结效果 , 提高了产品的物性 , 疵点率也大幅度下降 , 满足了合成革基布的质量要求 , 改善了布面效果。
4 结语综上所述 , 针刺合成革基布专用纤维与普通纤维及其他非织造用纤维在性能和使用要求上存在着很大差别 , 提高专用纤维的强伸度尤其是断裂伸长能有效地提高纤维对高密针刺加工的适应性 , 进而可提高合成革的力学性能。
生产企业应在生产实践中不断研究摸索 , 生产出性能优异的产品 , 满足市场的需要。
Discussion about Production Process of Polyester S hort Fiber Specially Used in Needle punched Synthetic Leather SubstrateDOU Bao sheng(Zhejiang Fansheng Textile GroupAbstract:Production characteristics and raw m aterial property of needle punched synthetic leather substrate are analyzed in the paper. Key production process of polyester short fiber used in producing substrate is discussed. Polyester short fiber materials specially used in producing dense needle punched fabric is produced successfullythroug h optimizing and adjusting main production process.Keywords:Nonw ovens; Synthetic leather; Poly ester; Short fiber; Process2005年 (总第 49期窦宝盛 :针刺合成革基布专用涤纶短纤维生产工艺探讨 29。
