涤锦复合丝质量影响因素的探讨

近几年来复合纺丝工艺广泛应用于超细纤维的工业化生产中，得到了非常成功的发展。采用复合纺丝工艺生产的超细纤维单丝线密度较低，一般可达0.22dtex以下，这是单一原料纺丝很难做到的。用超细纤维为原料生产的面料毛感细腻、手感柔软、吸湿性强、悬垂性好，用其制成的服装具有更强的防水透湿、保暖性和舒适性，尤其为绒面两料提供了理想的纺织原料。涤(PET)/锦(PA6)复合超细长丝是国内复合纺丝发展最快、产能最大、应用最广泛的品种，广泛运用于摩丝桃皮绒、灯心绒面料、毛绒玩具、装饰布和高档毛巾布等。由于该纤维是由两种不同性能的组分采用复合工艺生产得到，且纤维单丝线密度较细，在机械没备和生产工艺等方面比单一原料纺丝要求更高，在质量控制方面容易出现开纤不匀、条干不匀、染色色差和毛丝等问题，给后道织造操作、布面染色带来影响。下面从设备、工艺以及操作等方面作一些探讨。



1、试验原料与设备
原料：仪征化纤PET半消光切片，BASFPA6半消光切片。
生产设备：郑州中原FBM-310干燥设备，北京中丽的纺丝机，BARMAG公司的卷绕机。
生产流程：

2、结果与讨论
1、设备因素
1、熔体管道及停留时间
熔体管道及停留时间是在设备制造前按照所纺规格品种和两种组分比例设计好的，生产过程中一般无法调整，只有按照对应的适纺品种组织生产。涤锦复合丝微纤部分纤度较细，熔体在管道中停留时间过长，容易降解，黏度下降，影响纺丝，给工艺调整和质量控制带来一定难度。PET在螺杆和熔体管道中会发生水解反应，原料含水越高、停留时间越长对熔体质量越不利，因此必须控制干切片的含水≤3×10（-5），切片从螺杆进口到喷丝出口的停留时间≤25min，可满足生产要求。锦纶对温度比较敏感，在高温情况下主要发生热氧化和热降解反应，且锦纶的比例较小，微纤更细，停留时间过长对纺丝影响较大。一般在没计和生产时保持停留时间≤15min。
2、复合箱体的保温隔热
涤锦复合纺丝因涤纶和锦纶两种组分性能不同，纺丝温度也不一样。两种组分分别采用不同的热媒系统供热，各自有独立的保温，生产中不能有高低温热量传递和相互干扰。如果保温隔热不好，锦纶温度过高，降解加剧；涤纶则因温度过低，熔体流动性不好，共挤出纺丝不稳定，影响两种组分在丝条截面上的比例和丝条在长度方向的连续性，进而影响到复合纺丝的生产和质量以及在后道工序织物的开纤和染色。
3、组件各分配板的加工精度
复合纺丝的组件是一个复杂的高精密度组合件，对喷丝孔的光洁度、垂直度以及各分配板、导流板的平整度、密封程度均有较高要求，在高温、高压作用下要求不变形。PET和PA6两种熔体在进入喷丝孔之前都有各自的通道，两种熔体不能有在内部泄漏、渗透、混流和窜流等现象。生产操作过程中应严格要求，对不符合要求的组件及时退出，否则成品丝截面涤/锦两种组分分布不符合要求，造成两种组分黏连、残缺、分割不清等现象，会影响开纤均匀性和染色均匀性。
2、工艺因素
1、两种组分熔体温度的设定
涤/锦复合丝从截面方向看是涤纶组分和锦纶组分以中间为圆心交替排列而成的一个圆面，两种组分之间有明显的界面，界面处的两种组分表层大分子之间相互渗透、扩散，形成一定的结合力，正是由于这种作用力的存在，两种组分在纺丝时黏结在一起，在剥离开纤时又能够顺利分开。如结合力过大，开纤时单丝分散不开或分散不均匀，影响超细纤维性能和染色均匀性；结合力过小，复合纤维容易在纺丝、加弹或织造过程中在机械作用力下提前开纤，产生毛丝而影响操作，并且会因部分提前开纤出现染色不均。结合力的火小是由纺丝时两种组分熔体黏度高低决定的。如果两种组分温度设置偏低，熔体黏度偏高，涤/锦两部分熔体大分子界面渗透不深，则两者黏结力不强，微纤容易提前开纤；相反两种组分温度设置偏高，熔体黏度偏低，两部分浸润过强，黏结力过大，则纤维难以剥离开纤，这些都会造成织物染色后出现深浅色条。在生产过程中还要求两种组分的熔体黏度尽可能接近，否则黏度高的熔体因其表面张力过大有收缩成球面的趋势，而黏度低的熔体有较强的润湿作用而挤占另一部分收缩空间，导致两种熔体分布混乱，这样容易形成不清晰、不规则的界面，增加剥离、开纤难度和不匀性。经过不断调整，最终确定PET、熔体温度290～292℃，PA熔体温度270℃，主箱体温度284～285℃时，涤、锦两种组分从喷丝孔处共挤出流动稳定。从截面看，涤、锦两种不同组分分布规则、界面清晰，成品丝染色均匀一致。
2、涤/锦复合纤维截面形状的选择
涤/锦复合纤维截面形状通常有两种，一种为“米”字形，另一种为“橘瓣”形。“橘瓣”形复合纤维截面形状是两种组分间隔排列，每种组分均成指向圆心的锲彤，并围绕中心组成圆形。“米”字形复合纤维截面形状是位于中部的一种组分成“米”字形状，从圆心向外幅射；另一组分成锲形嵌在米字的夹档中，整体组成圆形。“橘瓣”形复合纤维在剥离时由于涤纶和锦纶全部分开，织物手感比较丰满、柔软、绒感细腻，容易开纤。锦纶的含量相对偏高一些，有利于开纤和改善手感。一般锦纶比例在25％～30％比较合适。这种截面结构工艺控制难度大，如熔体温度设置不当容易出现共挤出流动不稳定，形成低熔体黏度组分在纤维外半径处包围高熔体黏度组分，从而影响剥离开纤效果。“米”字形质量控制相对容易一些，它是由“米”字夹挡中的涤纶组分和中间“米”字架构的锦纶组分组合而成，其锦纶部分“米”字架构是一个整体，锦纶的含量一般在20％～25％即可，织物手感有些不及“橘瓣”形。目前国内大部分涤/锦复合丝生产厂家截面形状都采用“米”字形结构。
3、侧吹风及导丝器的选择
侧吹风风温、风速的选择对丝条的冷却效果及条干影响较大。首先侧吹风网本身要保证吹风均匀，气流呈层流流动，以保证丝束良好的冷却效果，又要防止“野风”混入，降低丝条条干不匀率。经过试验选择出最佳风速，使得条干最小(见表1)。集束上油的油嘴和导丝器采用PA6专用瓷件，以减小摩擦力，提高耐磨程度。过高的摩擦作用力容易导致复合纤维提前开纤，产生毛丝，同时还影响染色。

3、假捻变形
假捻变形是涤/锦复合POY常用的一种加工方法。对于超细旦或微细旦长丝后加工假捻方式通常选择皮圈夹持式。这种方式与被假捻纤维部分是线接触，受力分布在某一线段上；而叠盘式则是近似于点接触，受力比较集中，容易产生毛丝。各锭位张力和摩擦力应尽量一致，以防止在假捻变形时意外受力过大导致部分复合丝提前开纤。
4、操作方面因素
(1)经常巡查两种组分的计量泵，以防止一种组分脱销(锦纶)而男一组分正常转动，双组分变成了单一组分。
(2)新上机组件或更换过滤器以后生产的丝锭要注意隔离。
(3)组件以及喷丝板清洗和组装过程中防止野蛮操作，对不合格的组合件及时退出。
3、结语
(1)合理调整涤、锦两组分的熔体温度，使得两组分熔体黏度尽量一致是纺丝的关键。
(2)复合纺丝组件属于精密部件，其加工精度的高低对涤/锦复合丝的质量影响较大。
(3)两种不同的熔体对温度有不同的要求，要做好保温隔热，互不干扰。
(4)根据设备性能(熔体停留时间)生产相应的规格品种，便于质量控制。