化纤知识——差别化长丝之异形长丝

随着涤纶长丝及其织物新品种的不断开发，异形长丝的发展前景广阔。异形长丝是用异形喷丝孔纺制的具有非圆形截面的长丝，在纤维横截面积相等时，异形长丝比圆形长丝具有更大的抗弯刚度，故纤维的抗起球性优良、弹性较好；且表面有纵向凹凸，织造时纤维的抱合力增加，并具有特殊的光泽。三叶型长丝具有与真丝相似的横截面，它的纵向表面对光线呈平面反射，而使织物具有特异的金属光泽。六叶、八叶形丝因对光线反射分散，故可起消光作用。一般来说，只要异形喷丝板的制作符合要求，异形涤纶长丝的纺丝、后加工技术难度并不大。
1、对异形孔喷丝板的质量要求
对异形孔喷丝板的质量要求，除与圆形孔喷丝板的要求相同外，它还希望喷丝板的直径大、孔密度低、各根单丝间要防止气流的阻隔，以有利于丝条的冷却。实践证明，当喷丝孔内留有毛刺时，会影响孔的规整性，造成出细丝；喷丝孔的导壁较毛，会影响熔体的流动性；毛细孔中心偏差大，即所谓斜孔，垂直度较差，造成出弯丝和单丝间的粘连，甚至使单丝抖动。其中尤以毛细孔中残留毛刺的影响最大。所以，在检查喷丝板质量时，要严格把关。
2、纺丝后拉伸工艺特点
异形截面比圆形截面的丝条有较大的比表面积，因此，在相同的冷却条件下，冷却成形速度快、空气摩擦阻力大，卷绕张力高。因而其纺丝现象及初生丝性质有如下特征。
(1)异形初生丝比圆形截面初生丝有较低的伸长和较高的大分子取向度。表11-1为相同纺丝条件下，圆形与异形初生丝性质的比较。由表可见，异形丝的伸度、结构一体性较低，说明它的大分子取向程度比圆形纤维高。这是由于异形丝每根单丝的比表面积比圆形大，在纺丝成形时冷却速率高，在同样条件下，熔体细流的凝固点上移，从而使初生丝的大分子取向程度增加。
在异形丝后拉伸时，由于伸度低，且在应力一应变曲线上的屈服点高，自然拉伸的平台区短，故拉伸性能不佳，易出现毛丝和断头。为了改善这一性能，可采用降低冷却吹风风速，减缓冷却速率的方法。但冷却得太慢，会由于熔体细流表面张力的作用，有使异形截面变为圆形的趋势，所以冷却吹风风速不能降得太低。
实践证明，用提高熔体温度和降低纺丝速度的方法可提高初生丝的伸度，改善后加工性能，但初生丝的强度稍有降低。在实际应用中，由于高速纺丝温度稍有波动对纺丝成形影响不大，因而多半采用提高3～5℃温度的方法。而在常规纺丝时，则往往用降低纺丝速度l00～200m/min的方法，来达到降低初生丝大分子取向度的目的。
(2)有较高的卷绕张力。由于异形丝的比表面积大，故在纺丝过程中空气摩擦阻力增加，导致较高的卷绕张力。从卷绕成型来看，除了异形丝有特殊的光泽外，还发现卷绕筒子的密实性比圆形丝的小。这是因为异形丝条造成纤维之间的空隙较大，卷绕密度小。同时，由于有较高的卷绕张力，会造成卷绕筒子表面凹凸，甚至出现蛛网丝。这在后加工时，将增加丝筒的退卷张力，造成成品丝染色不匀。
克服上述不足的办法是用改变集束上油位置来降低卷绕张力，或用改变卷绕成型角来达到改善卷绕成型的目的。纺制异形纤维时，由于其卷装密度较圆形丝的小，而且卷绕张力高，因此，选择较小的卷绕成型角有利于卷绕成型。当成型角太大时，由于丝条间隙大，丝层较疏松，筒子两边的丝易向中间滑移，且筒子表面凹凸较明显；成型角太小，由于筒子的丝层趋向平行排列，在摩擦辊的接压下易造成塌边，丝在退卷时会十分松散。
此外，异形丝对纺丝油剂的吸附性较差，在上油时油剂易飞散，因此，要选择吸附性较好的纺丝油剂。
3、异形度及其测定
一般可用异形度来表示异形丝异形化的程度，也可用圆系数、周长系数、表面积系数以及充实度表示。如用异形度表示(见图11-1)，其计算公式如式(11-1)。用照相方法测定异形丝横截面几何尺寸后，即可算出异形度。

式中：r——内切圆半径；
R——外接圆半径。
4、典型的纺丝后加工条件
1、高速纺丝
聚酯切片：金山二期SD切片，干切片含水率：0.003％；
生产品种：167dtex/48根，三叶形拉伸变形丝；
纺丝速度：3200m/min；
纺丝温度：287～295℃；
冷却吹风风速：0.3～0.45m/s；
卷绕角度：5°45’～6°30’，卷绕振幅：±(2.5％～3.0％)；
上油率：0.40％～0.65％；
拉伸倍数：1.60，拉伸变形速度：500m/min；
D/Y比：2.2(金刚砂摩擦盘)；
第一热箱：200℃，第二热箱：180℃。
2、常规纺丝
聚酯切片：金山二期SD切片，于切片含水率：0.008％；
品种：167dtex/42根，三叶异形拉伸丝；
纺丝速度：1000m/min；
纺丝温度：275～285℃；
组件压力：20～25MPa；
侧吹风风速：0.3～005m/s；
侧吹风风温：(26～30)±1℃；
卷绕角度：5°45’～6°30’，卷绕振幅：±(2.5％～3.0％)：
上油率：0.40％～0.65％；
后拉伸倍数：3.72，拉伸速度：1050m/min；
热盘温度：80±2℃，热板温度：185℃。
5、用途
根据品种和截面形状的不同，主要用于：
（1）缎型织物和绉型织物，制作高档女式服装。
（2）丝绸型织物，如乔其纱、双皱、派力司、府绸等。
（3）毛型织物。
（4）麻型织物。
（5）类似羚羊毛、兔毛、马海毛及其他特种动物纤维的制品等。