异形涤纶DTY生产工艺探讨

常规涤纶DTY生产工艺非常成熟，有大量的理论研究著作和生产论文发表。但异型涤纶DTY加工工艺规律报道不多。本文通过常规涤纶DTY与八叶、三角中空涤纶DTY生产过程中各种工艺条件的比较试验。分析了第二热箱温度t2、DR和D/Y对成品纤维的卷曲和力学性能的影响；提出了适宜八叶、三角中空纤维的DTY生产工艺条件。

试验

原料规格及指标

POY规格:异形(八叶、三角中空)和普通圆形POY,240dtex/36f。其性能指标见表1。

生产及测试设备

德国Barmag公司FK6M700型拉伸变形机,聚氨酯假捻盘。

国产机械强伸仪,瑞士乌斯特公司UsterII-C型电子测试仪。

结果和讨论

拉伸比和速度比对异形DTY性能的影响

拉伸比DR、速度比D/Y是DTY生产工艺中的重要参数,卷绕速度为3000~4000m/min常规POY的DR为1.5~1.8倍,D/Y为1.869~1.9335,而异形POY则不然。

这是由于异形纤维纺丝时纵向单纤维的表面积较圆形纤维大，冷却速度快，纤维的预取向相对较高，其自然拉伸比下降。表2数据表明,在原料纤维成纤条件基本相同的情况下,调整DR，其他DTY生产工艺参数不变，随着DR的提高,纤维的断裂强度增加，断裂伸长下降，异形纤维生产过程的毛丝及断头增加。因此，异形纤维拉伸变形时的DR要比常规纤维低。

D/Y要比常规纤维高。当把D/Y从1.933提高到2.1时对提高各种卷曲指标均有利(见表3)。增加D/Y可改善成品丝的性能，随D/Y的增加,加捻张力增加,解捻张力下降,纤维的假捻度亦随之增加，呈现出较好的卷曲弹性和蓬松性。

第二热箱温度t2对异形DTY卷曲及力学性能的影响

表4数据表明,t2的改变对异形DTY的卷曲性能影响较大。在拉伸变形机上原丝POY自第一罗拉喂入后,立即受到第二罗拉的拉伸,并同时受到自假捻器传递过来的加捻作用,随即进入第一热箱,丝条在拉伸力、加捻扭转力(使分子链的内部结构扭曲)和热的作用下,经受了拉伸、变形、紧张热定型等变形的过程具有了足够的强伸度和蓬松性,这时变形丝卷缩率高(30%~50%),卷曲稳定性稍差(50%~70%),称为预高弹丝。在第二热箱中，假捻丝受到了补充热定型处理,经受了控制收缩热定型作用,降低了部分内应力,其结晶度、密度、结晶:尺寸有所上升,而晶区取向因子、无定形取向因子有所下降,表现在纤维性质上卷缩率下降，卷曲稳定性提高。纤维卷曲外形在热定型时受温度的影响也发生变化,蓬松性随温度的升高而所下降。要获得具有良好的服用性能及弹性的异形DTY,t2温度控制在105℃时,其卷曲性能较好。

t2的变化对纤维的断裂强、伸度影响不太明显，随t2升高,异形纤维的断裂强度略微有所提高,断裂伸长率亦稍有增大,但当t2为175℃时，断裂强伸度则有所降低,这是由于t2的提高引起纤维大分子解取向造成的。

异形度对E值和B值的影响

纤维异形度的大小取决于其异形截面形状，因此在拉伸变形过程中异形纤维假捻度的选择与异形度有关，并直接影响着纤维的E值、B值。计算假捻度的经验公式为

式中:D为纤度,h为捻度系数(0.85~1.00)。

k值的大小与丝束中单丝在拉伸变形时的刚性有关，单丝的刚性大则k值小，反之则k值大。单丝的刚性与截面形状和加工温度有关，一个个卷缩要保持着扭曲的特性，不同截面形状会呈现出不同的外观。圆形纤维经拉伸变形后，截面变成多边形，手感蓬松光泽柔和，其k值约为1.00，假捻度约为2560~2820捻/m;异形纤维经拉伸变形后，虽然截面也扭曲变形,但远不如圆形纤维截面改变的剧烈，表面的轮廓线仍保持着多边形的特色。三角中空纤维拉伸变形后，中空部分易发生瘪缩，截面形状虽有改变，但仍保持着三角形的特色，其k值约为0.93，假捻度约为2380~2650捻/m。八叶形单丝异形度较大、刚性较大，其k值稍小约为0.90，假捻度相应也就低，约在2290~2620捻/m。在适当范围内，假捻度大，卷缩越细而多，外观越丰满，对E值、B值有利；但假捻度过大，将造成DTY捻度不匀，使卷曲度强、伸度下降。

结论

(1)异形(三角中空、八叶形)纤维拉伸变形时的DR应比常规纤维低，D/Y比常规纤维高。适当降低DR，以保证生产顺利进行；提高D/Y，对卷曲性能均有利。:

(2)温度t2变化对异形(三角中空、八叶形)纤维卷曲性能的影响较大，在105~120C间可以获得卷缩率和卷曲稳定性较好的异形DTY。

t2变化对异形(三角中空、八叶形)纤维的断裂强度、伸度影响不太明显，适宜的温度可使断裂强度、伸度的CV%降低。

(3)异形(三角中空、八叶形)截面纤维的刚度较大，k值相对于圆形截面纤维较小，假捻度应降低。