细旦异形涤纶冰凉纤维的生产工艺研究

2020-02-24何周扬张雪松

纺织报告 2020年5期

何周扬，张雪松

（荆楚理工学院，湖北荆门 448000）

目前，异形涤纶纤维在市场上应用范围十分广泛。异形纤维种类繁多，包含聚酯纤维、聚酰胺纤维等。由于异形纤维成形制取工艺的特殊性，异形涤纶纤维也被称为异形界面纤维，可通过不同的合成纤维制取更加多元化的异形截面纤维。因此，相关人员需要进一步加强对异形涤纶冰凉纤维的研究。

1 异形涤纶纤维特性分析

1.1 涤纶纤维特征

（1）异形涤纶纤维相对于圆形纤维而言，制取成形的工艺存在一定的差异性，通过特殊几何形状的喷丝孔挤压形成，确保异形涤纶截面呈现不同的几何形状，包括五角形、叶形、扇形等；同时，根据异形涤纶纤维制取工艺的不同，更好地改善涤纶纤维的手感，提升改善后涤纶纤维的回弹性、蓬松性等，确保更好地应用到纺织品、针织品生产中。

（2）在相同线密度的同类纤维中，异形纤维截面直径大于圆形纤维、刚度大于圆形纤维，因此，在实际的纺织应用中，异形涤纶纤维的应用范围十分广泛，部分企业在异形纤维产品开发上，充分反映了异形涤纶纤维比普通纤维的优越性。尤其在纺织品开发上，加大变形三角截面纤维的使用，包括仿丝绸、仿毛料等，制取的产品手感更加温和、色泽度较好。

（3）异形涤纶纤维表面系数较大，提升了纤维空间的利用效率，提高了纺织品的蓬松度，为纺织品行业提供了多元化的生产方式，确保纺织产品更好地满足大众需求。基于细旦异形涤纶冰凉纤维制取工艺难度大，因此，相关行业需要结合异形涤纶纤维的特征和性能进行加工生产[1]。通常，在辨识异形涤纶纤维过程中，可以将金属薄片制孔，让一束纤维从中间穿过，并将两端进行切割，放在显微镜下观察，可有效辨别是否是异形纤维。

1.2 异形涤纶纤维纺丝方法

1.2.1 直接法

以纤维截面形状相似的喷丝孔直接进行纺丝，直至得到异形截面纤维。

1.2.2 膨化黏着法

将喷丝孔制成相互靠近的圆形孔、狭缝等，具体纺丝过程中，在胀大效应作用下，形成互相黏着的异形纤维。其中，生产企业主要采用中空纤维方法进行纺丝制作。中空异形纤维包括三角形、五角星等中空纤维，纺丝性能优越，纺织出的产品品质柔软丰满、耐磨性高、保暖性好。中空纤维方法主要应用于纺毛织物中，产品的透明度较高、光泽度好，将中空纤维纺丝法联合其他方法应用，可大大提升纺织物的蓬松效果，纺织出的夏季衣物广受大众青睐。

1.2.3 挤压法

利用热塑性圆形截面初生纤维后处理时会产生挤压变形的现象，进而形成异形截面纤维。

1.2.4 复合纺丝法

联合两种或者两种以上的纤维进行溶解，提取超细的异形纤维，通过剥离等方式得到超细的异形纤维。

2 异形涤纶冰凉纤维生产工艺

2.1 异形涤纶纤维性能

2.1.1 光泽度

异形涤纶纤维的主要性能表现为“光学性质”，其中，三角截面涤纶会发出丝绸般的光泽，材料表面具有较强的反射强度，并根据射光的方向变化。异形涤纶纤维光泽与截面形状之间存在一定的关联性，截面凹凸个数越多，异形涤纶冰凉纤维的光泽扩散就越多，具体应用在纺织产品中，产品的新鲜度较好，增强了大众的视觉感受[2]。基于异形涤纶冰凉纤维的光学特点，制取的纺织商品具有防污的效果，从异形涤纶纤维反射性质来看，三角形、三叶形等截面纤维反射光强度较强，纺织的产品柔和性好、闪光小，应用于仿真丝产品中，光学性能优势显著。

2.1.2 蓬松性和透气性

异形涤纶纤维自身性能优势显著，比普通纤维覆盖性、蓬松性好，制成的纺织物手感厚实、蓬松、质地较轻，制成的纺织衣物透气性较好。实际研究中发现，三角形、五角形涤纶纤维比圆性纤维织物的透气性高出6%～8%；在纺织物单位面积、质量相同的情况下，异形涤纶纤维织物更加保暖、透气。

2.1.3 抗起球性和耐磨性

纺织行业更加青睐异形涤纶纤维材料的主要原因之一，是异形涤纶纤维比普通的合成纤维抗起球能力好。异形涤纶纤维材料本身纤维强度较高，在反复摩擦过程中，呈现出良好的耐磨性能，不易起球，大大提升了纺织物整体的质感。通过异形工艺制取后，纤维材料的表面积大大增加。因此，服装纺织行业广泛应用异形涤纶纤维材料纺织衣物。

2.1.4 易染色、防污染程度高

基于异形涤纶纤维截面表面积较大，在染色过程中易上色，最大化地提高了上染率。相关人员结合异形涤纶纤维光学性质，利用增加染料剂量的方式，均衡材料染色的深浅度，进而利用材料的透光性提高织物的抗污性。

2.2 生产工艺分析

2.2.1 原料准备

通过对异形涤纶冰凉纤维材料性能的分析，用于纺织的衣物耐磨性好、强度高、热稳定性好。基于异形涤纶冰凉纤维材料在纺织行业应用的覆盖性，研究人员积极推广吸湿排汗效果好的十字异形截面材料，通过添加冰凉物质，改善材料性能，提升衣物穿着度，大大提高了衣物的冰凉效果，同时起到抗静电和紫外线的作用，是一种环保性能较高的纤维材料。因此，行业相关人员应结合异形涤纶冰凉纤维性能进行生产工艺分析。首先，选取达到纤维级的冰凉母粒材料，确保其材料黏度、熔点、灰分等指标参数满足生产需求；其次，准备连续干燥设备、螺旋挤出机、纺丝卷绕机、假捻变形机等[3]；最后，严格按照异形涤纶冰凉纤维生产工艺流程进行操作：改性母粒→干燥→注射→切片→预结晶→干燥→螺旋挤压→预过滤→复合组件→纺丝→卷绕等。相关研究人员在整个生产工艺流程中实时提取有效的工艺指标参数，包括预结晶的温度、干燥温度和时间、过滤后的压力等。

2.2.2 纺丝工艺过程

（1）切片干燥。基于细旦纺丝切片工艺对干燥环境要求比较高，因此在切片干燥环节，相关人员需要严格把控切片的含水量，若切片水分较高，将加剧异形涤纶冰凉纤维材料PET大分子的水解，极易影响切片干燥质量，致使最终成丝效果不佳。研究证明，要想全面保证切片干燥程度，需要将材料的预结晶温度控制在170～180 ℃，结晶时间控制在1 h左右，切片干燥温度控制在160～170 ℃内，切片干燥效果最好为12 h，经干燥后的切片需要通过含水量检测，水质量分数一般在22×10-4%左右，确保通过切片干燥环节的工艺把控，满足异形涤纶冰凉纤维纺织性能，更好地提升纺织物综合属性。

（2）纺丝工艺细节把控。在具体纺丝环节，行业研究人员充分结合了细旦异形涤纶冰凉纤维的溶体流量，更好地降低了飘丝现象的发生。因此，在纺丝过程中，相关人员需要严格控制纺丝温度，避免溶体倒流，确保最大化发挥溶体的性能优势。纺丝生产中，需要将联苯气相温度控制在280 ℃，经过滤后的压力在100 MPa。同时，为更好地提升异形涤纶冰凉纤维材料的冰凉效果和冰凉性能，必须严格把控冰凉母粒添加量，一旦过多地添加冰凉母粒，将影响异形涤纶冰凉纤维的功能效果，极易发生断头、飘丝的现象；通过实际工艺分析，研究人员认为将添加质量分数控制在6%可达到最佳的纺丝效果。

（3）过滤和冷却。①过滤。基于细旦异形涤纶冰凉纤维，在添加冰凉母粒过程中，产生了一定的杂质，一定程度上影响了过滤设备组件的正常运行，由于细旦异形涤纶冰凉纤维生产工艺对过滤精度要求较高，因此，在实际利用组件进行过滤时，相关人员需要将初始的压力控制在14.5 MPa、过滤精度提高到35 µm。在实际的工艺生产过程中发现，通过控制初始压力和精度，有效改善了异形涤纶冰凉纤维溶体流变性能，提升了异形涤纶冰凉纤维材料生产的整体性能质量。②冷却。为提高异形涤纶冰凉纤维材料的可纺性，相关人员在材料冷却环节采用外环冷却吹风的方式，延长材料塑性区，降低凝固点，提升吹风的风湿效果，进一步提高异形涤纶冰凉纤维材料的拉伸性能。在实际冷却环节中，将外环冷却吹风的温度控制在30 ℃、风速控制在0.40 m/s、风湿为85%、缓和温度为265 ℃；实践证明，加强对异形涤纶冰凉纤维冷却工艺条件的控制，可有效促进纺织生产工艺的提升。

（4）卷绕。细旦异形涤纶冰凉纤维，在工艺生产环节，单丝所占据的表面积较大，丝条接触部件过程中，受到的空气阻力较大，致使凝固点上移。因此，相关人员需要及时调整上油集束位置，将卷绕速度控制在2 800 m/min，细旦异形涤纶冰凉纤维断裂的伸长率控制在150%左右，确保达到工艺生产标准。

（5）假捻变形工艺。在应用假捻变形工艺过程中，相关人员需要合理提取工艺参数，包括丝速、拉伸比、速比等。基于细旦异形涤纶冰凉纤维密度较小，在进行假捻变形时，需要合理选取假捻变形机械设备，保障成品整体的使用性能，相关人员需要将丝速控制在550～700 m/min，拉伸比控制在1.60左右、速比控制在1.50～1.65，提升假捻变形工艺效果。