聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT )具有优良的特性,在化学纤维应用领域中PTT纤维综合了锦纶的柔软性、腈纶的膨松性、涤纶的抗污性,成为当前热门的纤维材料之一 。作者以83 dtex/72 f PTT DTY 为例,采用 DuPond 公司生产的PTT切片生产出92.6 dtex/72 f PTT POY,经假捻变形加工得到DTY,讨论了其变形工艺。
整理 | 纺织干货
文 |孙士勇 张志英
试验
原料与设备
PTT POY:线密度 92.6dtex / 72f,断裂强度 2.73 cN/dtex,断裂伸长率72.0%,条干不匀率0.85%,沸水收缩率 9.7% ,自制。
AFK-1000型加弹机:德国Barmag公司制;Statimat强伸仪:德国TEXTECHNO公司制;Tex-turmat 自动收缩仪:德国TEXTECHNO公司制;EIB自动结数仪:美国Lawson-Hemphill公司制。
性能测试
断裂强度及伸长率:采用Statimat强伸仪测试;卷曲收缩率:采用Texturmat自动收缩仪按国标 GB-6506-86 测定;弹性回复率:通过定伸长拉伸实验测试单根PTT长丝的弹性回复率。
生产工艺流程
DTY生产工艺流程见下图。
结果与讨论
加工速度
通常DTY的加工速度主要受POY内在质量和加弹机最高速度影响,在83 dtex/72 f PTT DTY的生产过程中发现加工速度对断丝率影响大。由于PTT POY断裂伸长率较低,导致加捻拉伸倍数较低,加捻张力相应也较低,故加工速度不宜过高。
随着加工速度的提高,丝条与导丝器,热箱表面及冷却板的摩擦加剧,使单丝断裂成毛丝或断头的概率加大 ,而m 纤维由于强度偏低,故无法满足过高的加工速度要求。从下表可知,综合考虑选择加工速度450 m/min为宜。
拉伸倍数
通常在一定范围内,拉伸倍数增加,成品丝断裂强度增加,伸度下降,假捻张力稳定性提高,假捻效果较好,但拉伸倍数过高也容易形成毛丝 。由于PTT纤维具有良好的弹性及回复性,试验表明拉伸倍数在1.18~1.20时,PTT DTY断裂强度及弹性回复率最高,染色性能优异。因此生产中拉伸倍数选择1.20。
摩擦盘材质及组合方式
PTT 纤维由于强度偏低,在经过摩擦盘时容易受损,产生毛丝和断头,故生产中选用对丝条损伤较小的sigma83°PU盘,另外试验发现假捻盘组合方式对断丝影响较大,采用1-5-1组合方式时,生产中断丝率达6.2次/h,而采用1-6-1组合方式时,断丝率为3.8次/h。故生产工艺选择1-6-1组合方式。
D/Y比
D/Y比是摩擦盘的旋转速度和丝条离开假捻器的速度之比,当摩擦盘将摩擦转矩施加到纤维上时,纤维随之产生转矩,得到加捻,随着D/Y比的增加,加捻张力(T1)略有下降,解捻张力( T2)下降较大,即K值( T2与T1 的比值)变小,K值过高纱线易毛丝,过低又容易产生僵丝。
通常K值以1.0±0.1为宜。由于PTT纤维强度较低,为提高下游加工效率,在无僵丝的情况下毛丝应愈少愈好,从表3可以看出,D/Y选择在1.50~1.51较为合适。
热箱温度
由于PTT熔点低,只有228 ℃,玻璃化转变温度45~65℃ ,杨氏模量约是PET纤维的58%,故较低的热箱温度便能满足假捻的要求,这样不仅可以减少毛丝的产生,还可节约能源。
从表4可以看出,第一热箱温度选择150℃时,纱线物性指标,毛丝状况均较好。第二热箱温度对加工丝的强伸度、染色性影响不大,其温度高低主要影响织物的手感。
第二热箱热箱温度高,纱线不膨松,手感偏硬,第二热箱温度低,纱线膨松性好,手感柔软,为发挥PTT织物的柔软手感及良好的弹性恢复性等优点,生产中关闭第二热箱。
网络压力
对PTT纤维而言,网络度太多或太牢,均会造成捻纱断丝增加,无网络又会影响DTY筒子退绕性能,为便于后道加工,生产中对产品加以轻网络,采用Hebedein P102喷嘴,选择网络空气压力0.04MPa,产品的后加工性能较好,见表5。
结论
在生产83 dtex/72 PTT DTY时,选择加工速度450 m/min,拉伸倍数1.20,D/Y比1.50~1.51较为合适。第一热箱温度150 ℃,关闭第二热箱,网络压力0.04 MPa,产品后加工性能好。应选用对丝条损伤较小,弹性好的聚氨酯磨擦盘,采用1-6-1组合方式。